ソイルセメント構造体の構築方法、ソイルセメント構造体

【課題】ソイルセメント柱を連結することでソイルセメント壁を構築するにあたり、ソイルセメント柱の側部を切削することなく、ソイルセメント柱同士を連結できるようにする。
【解決手段】複数のソイルセメント柱３０，３１が接続されてなるソイルセメント壁１０の構築方法は、隣接するソイルセメント柱３０、３１のうち一方のソイルセメント柱３０を構築するステップと、地盤の他方のソイルセメント柱３１に相当する部分を削孔攪拌しながらセメントミルクを注入するステップと、地盤の一方のソイルセメント柱３０との間の接続部４１を噴射攪拌し、一方のソイルセメント３０と他方のソイルセメント柱３１とを接続するステップを行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のソイルセメント構造が連結されてなるソイルセメント構造体の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、山留め壁としてソイルセメント壁、特に、円柱状のソイルセメント柱が連結されてなるソイルセメント柱列壁が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。かかるソイルセメント柱列壁は、隣接するソイルセメント柱同士を部分的に重なり合うように構築することにより構築される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９―５７６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようにソイルセメント柱同士を部分的に重なり合うように構築するためには、一方のソイルセメント柱が硬化した後、これに隣接する他方のソイルセメント柱に相当する部分を掘削する際に、硬化した一方のソイルセメント柱の側部を切削しなければならない。このため、掘削装置として硬質のソイルセメント柱を掘削可能な大型な装置を用いる必要があり、狭隘な敷地での施工が困難になる。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ソイルセメント構造を連結することでソイルセメント構造体を構築するにあたり、ソイルセメント構造の側部を切削することなく、ソイルセメント構造同士を連結できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のソイルセメント構造体の構築方法は、複数のソイルセメント構造が接続されてなるソイルセメント構造体の構築方法であって、隣接する前記ソイルセメント構造のうち一方を構築する第１のステップと、地盤の他方のソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌しながらセメントミルクを注入する第２のステップと、前記掘削孔から地盤の前記一方のソイルセメント構造との間の部分をセメントミルクにより噴射攪拌することで、前記一方のソイルセメント構造と前記他方のソイルセメント構造とを接続する第３のステップと、を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記のソイルセメント構造体の構築方法において、ロッドの先端に地盤を掘削するための回転掘削翼と、前記回転掘削翼から側方に向かってセメントミルクを噴射する噴射機能とを備え、前記ロッドを全周回転させる機能及び所定の角度範囲を揺動させる機能を備えた掘削機を用い、前記第２のステップでは、前記回転掘削翼を全周回転させながら下降させることで、他方のソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌し、前記第３のステップでは、前記噴射機能により側方に向かってソイルセメントを噴射しながら、前記ロッドを所定の角度範囲で揺動させることにより、地盤の前記一方のソイルセメント構造との間の部分を噴射攪拌してもよい。
【０００８】
また、前記掘削機の噴射機能は、前記回転掘削翼から下方に向かってセメントミルクを噴射可能であり、前記第２のステップでは、ソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌しながら前記噴射機能により下方に向かってセメントミルクを噴射してもよい。
【０００９】
また、本発明のソイルセメント構造体は、複数のソイルセメント構造が接続されてなるソイルセメント構造体であって、前記複数のソイルセメント構造は間隔をあけて構築されており、隣接するソイルセメント構造は、これら隣接するソイルセメント構造の間の部分が噴射攪拌され、前記噴射攪拌された部分に形成されたソイルセメントを介して接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、隣接するソイルセメント構造の間の部分を噴射攪拌し、噴射掘削した部分にソイルセメントを形成することでソイルセメント構造同士を接続している。このため、ソイルセメント構造の側部を切削することなく、ソイルセメント構造同士を連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】場所打ち杭の構築方法を説明するための図（その１）である。
【図２】場所打ち杭の構築方法を説明するための図（その２）であり、図１におけるI−I断面の拡大図である。
【図３】場所打ち杭の構築方法を説明するための図（その３）である。
【図４】場所打ち杭の構築方法を説明するための図（その４）である。
【図５】場所打ち杭の構築方法を説明するための図（その５）である。
【図６】ソイルセメント壁を構築する際に用いられる掘削機を示す図である。
【図７】ソイルセメント壁を構築する方法を説明するための図（その１）であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は鉛直断面を拡大して示す図である。
【図８】ソイルセメント壁を構築する方法を説明するための図（その２）であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は鉛直断面を拡大して示す図である。
【図９】ソイルセメント壁を構築する方法を説明するための図（その３）であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は鉛直断面を拡大して示す図である。
【図１０】複数のソイルセメント柱からなるソイルセメント構造を連結して構築したソイルセメント壁を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のソイルセメント構造体の構築方法の一実施形態を、既存の鉄道の駅の狭隘な敷地において場所打ち杭を構築する際に用いられるソイルセメント壁からなる山留め壁を構築する場合を例として説明する。なお、本実施形態では、地下水位が場所打ち杭の下端よりも高い位置に位置しているものとする。
【００１３】
図１〜図５は、場所打ち杭の構築方法を説明するための図である。なお、図１及び図３〜図５は鉛直断面図、図２は図１におけるＩ−Ｉ断面の拡大図である。
まず、図１及び図２に示すように、場所打ち杭の構築位置の周囲に円筒状のソイルセメント壁１０を構築する。ソイルセメント壁１０は、円環状に並ぶように間隔をあけて構築された複数の円柱状のソイルセメント柱３０、３１が、これらソイルセメント柱３０、３１の間の部分（以下、接続部４１という）に構築されたソイルセメント３２により環状に接続されてなる。また、ソイルセメント壁１０は、下端が地下水位よりも低い深さまで到達している。
【００１４】
以下、ソイルセメント壁１０を構築する方法を説明する。
本実施形態では、図６に示すように、ロッド１１０の先端に回転掘削翼１００が取り付けられた掘削機２００を用いる。この掘削機２００は、地上から圧送されたセメントミルクを回転掘削翼１００の下部から下方へ噴射する状態と、回転掘削翼１００の先端から側方へ噴射する状態とを切換可能に構成されている。また、掘削機２００はロッド１１０の回転角度を所定の角度範囲に限定することにより、回転掘削翼１００の先端から側方へセメントミルクを噴射する範囲を限定することができる。
【００１５】
図７〜図９は、かかる掘削機２００を用いてソイルセメント壁１０を構築する方法を説明するための図であり、各図において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は鉛直断面を拡大して示す図である。
まず、図７に示すように、水平方向に環状に所定の間隔をあけて、回転掘削翼１００から下方に向けてセメントミルクを噴射した状態で回転掘削翼１００を全周回転させて円柱状の掘削孔２０を形成する。これにより、掘削孔２０内の掘削土とセメントミルクとが混合攪拌され、ソイルセメント柱３０を構築することができる。なお、掘削孔２０の間隔は、掘削孔２０の間に後述する掘削孔４０と掘削孔２０とを連結する接続部４１を掘削できる間隔とする。
【００１６】
次に、図８に示すように、上記の工程で形成したソイルセメント柱３０の間に、掘削孔４０を形成するとともに掘削孔４０内にソイルセメントを形成する。すなわち、図７を参照して説明した掘削孔１２０の場合と同様に、回転掘削翼１００から下方に向けてセメントミルクを噴射した状態で回転掘削翼１００を全周回転させて、所定の深さまで地盤を掘削する。これにより、掘削孔４０内にソイルセメント柱３１が構築される。
【００１７】
次に、図９に示すように、セメントミルクを回転掘削翼１００の先端から側方へ噴射する状態に切り換えて、ロッド１１０を所定の角度範囲で繰り返し往復回転させることにより回転掘削翼１００を揺動させながら、回転掘削翼１００を引き上げる。これにより、図９（Ａ）に示すように、隣接するソイルセメント柱３０との間のセメントミルクが噴射された部分の地盤が回転掘削翼１００の揺動範囲に対応した扇状に掘削され、隣接するソイルセメント柱３０の外周面の一部が露出する。なお、回転掘削翼１００を揺動させる角度範囲（つまり、ロッド１１０の回転範囲）は、後述するよう接続部４１に構築されたソイルセメント３２が、隣接するソイルセメント柱３０、３１間に作用する圧縮荷重を伝達可能となるような幅を有するように設定すればよい。
【００１８】
また、上記のようにセメントミルクを噴射して接続部４１を掘削することで、接続部４１内の掘削土とセメントミルクとが混合攪拌されて、接続部４１内にソイルセメント３２が形成される。これにより、図２に示すように、隣接するソイルセメント柱３０、３１の間が接続部４１のソイルセメント３２により連結されることとなり、ソイルセメント柱３０、３１が環状に接続されたソイルセメント壁１０が構築される。
【００１９】
このように円柱状のソイルセメント柱３０、３１が環状に接続されることで、上記の実施形態と同様に周囲の地盤から作用する土水圧に対して、リングコンプレッション効果により抵抗することができる。また、ソイルセメント柱３０、３１が接続部４１のソイルセメント３２により連結されているため、周囲の地盤からの地下水の内部へ流れこむことや、場所打ち杭に相当する部分を掘削する際に安定液が周囲の地盤に染み出すことを防止できる。
【００２０】
このようにして環状のソイルセメント壁１０を構築した後、図３に示すように、ソイルセメント壁１０の内側を、掘削機６０により所定深さまで地盤を掘削して掘削孔１３を形成する。掘削機６０としては、狭隘な敷地でも掘削可能な、例えば、ＴＢＨ工法に用いられる掘削機などが適している。この際、内部に掘削孔１３内に安定液を満たすこととなるが、ソイルセメント壁１０が掘削孔１３の周囲を囲繞しており、ソイルセメント壁１０が止水性を有するため、安定液が周囲に漏れ出すのを防止できる。すなわち、場所打ち杭の構築の対象となる敷地の周囲に地下構造物などがある場合には、掘削孔１３から安定液が漏れ出すと地下構造物内に安定液が侵入してしまい問題となるが、本実施形態ではこれを防止できる。また、ソイルセメント壁１０が止水性を有するため、地下水が内部へ染み出すのも防止することができる。
【００２１】
地盤１を掘削すると、ソイルセメント壁１０には周囲の地盤１から土水圧が作用するが、ソイルセメント壁１０が環状に形成されているため、リングコンプレッション効果によりこの土水圧に対して抵抗することができる。
【００２２】
次に、図４に示すように、掘削孔１３内に鉄筋かご１４を建て込む。なお、鉄筋かご１４は、予め、長さ方向に複数に分割されたものを、建て込みながら連結するとよい。
次に、図５に示すように、掘削孔１３内にトレミー管６１を挿入し、トレミー管６１を通して掘削孔１３内にコンクリート１５を打設する。打設したコンクリート１５が硬化することで場所打ち杭５０の構築が完了する。
【００２３】
本実施形態によれば、回転掘削翼１００の先端から側方へ向かってセメントミルクを噴射するとともに、回転掘削翼１００を揺動させることで、地盤の回転掘削翼１００の揺動範囲に対応した部分を扇状に掘削して接続部４１を形成し、この接続部４１において噴射されたセメントミルクと掘削土とを攪拌してソイルセメントを形成することができる。これにより、隣接するソイルセメント柱３０、３１を、接続部４１に形成されたソイルセメント３２により接続することができる。
【００２４】
また、従来のようにソイルセメント柱３０、３１を切削することなく、ソイルセメント柱３０、３１同士を連結することができるため、小型の掘削装置であっても施工可能となる。これにより、狭隘な敷地においてもソイルセメント柱が連結されてなるソイルセメント構造物を構築することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、場所打ち杭５０を構築するための山留め壁としてソイルセメント柱３０、３１を環状に接続してソイルセメント壁を構築する場合について説明したが、これに限らず、矩形状又は線状に並ぶソイルセメント柱を連結する場合にも適用できる。また、本実施形態では、ソイルセメント柱を連結してソイルセメント壁を構築する場合について説明したが、本発明は、例えば、図１０に示すように、複数のソイルセメント柱３１０が連結されてなる複数のソイルセメント構造３００を接続部３２０により連結してソイルセメント壁３３０を構築する場合や、壁状のソイルセメント壁体を連結してソイルセメント壁を構築する場合であっても適用でき、要するに、複数のソイルセメント構造を連結してソイルセメント構造体を構築する場合であれば本発明を適用できる。
【００２６】
また、本実施形態では、掘削孔４０を掘削する際には、回転掘削翼１００から下方へセメントミルクを噴射し、接続部４１を掘削する際には、回転掘削翼１００の先端から側方へセメントミルクを噴射することとしたが、これに限らず、回転掘削翼１００から水や安定液を噴射することとしてもよい。このような場合には、掘削孔４０及び接続部４１を掘削した後、掘削孔内にセメントミルクを注入するとともにセメントミルクと掘削土とを混合攪拌可能な装置を用いて、これら掘削孔４０及び接続部４１内にソイルセメントを構築してもよい。
【００２７】
また、本実施形態では、掘削機として回転掘削翼１００から下方へセメントミルクを噴射した状態と、回転掘削翼１００の先端から側方へセメントミルクを噴射した状態とを切換可能な装置を用いたが、これに限らず、少なくとも側方へセメントミルクを噴射可能であればよい。また、本実施形態では、回転掘削翼１００の全体から下方へセメントミルクを噴射しているが、中心のみ又は周辺のみとしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、回転掘削翼１００を回転させるとともに回転掘削翼１００から下方へセメントミルクを噴射することで掘削孔４０を削孔するものとしたが、これに限らず、掘削孔４０を削孔する方法としては、回転掘削翼１００を回転させる方法、回転掘削翼１００を上下方向に振動を加える方法、下方へセメントミルクを噴射する方法を適宜組み合わせて行ってもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、まず、回転掘削翼１００を回転させながら下方へ降下させることで掘削孔２０を形成し、回転掘削翼１００の先端から側方へセメントミルクを噴射させるとともに揺動させながら上方へ引き上げることで地盤の接続部４１相当する部分を掘削することとしたが、これに限らず、回転掘削翼１００を揺動させるとともに先端から側方へセメントミルクを噴射しながら、下方へ降下させることで、掘削孔２０及び接続部４１を掘削してもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、ソイルセメント柱３１を、隣接するソイルセメント柱３０よりも小径なものとしたが、これに限らず、ソイルセメント柱３０と同径又はこれよりも大径としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１地盤１０ソイルセメント壁
１１ソイルセメント柱１３掘削孔
１５コンクリート２０掘削孔
３０、３１ソイルセメント柱３２ソイルセメント
４０掘削孔４１接続部
５０ソイルセメント壁１００回転掘削翼
１１０ロッド２００掘削機

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソイルセメント構造が接続されてなるソイルセメント構造体の構築方法であって、
隣接する前記ソイルセメント構造のうち一方を構築する第１のステップと、
地盤の他方のソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌しながらセメントミルクを注入する第２のステップと、
前記掘削孔から地盤の前記一方のソイルセメント構造との間の部分をセメントミルクにより噴射攪拌することで、前記一方のソイルセメント構造と前記他方のソイルセメント構造とを接続する第３のステップと、を行うことを特徴とするソイルセメント構造体の構築方法。
【請求項２】
請求項１記載のソイルセメント構造体の構築方法であって、
ロッドの先端に地盤を掘削するための回転掘削翼と、前記回転掘削翼から側方に向かってセメントミルクを噴射する噴射機能とを備え、前記ロッドを全周回転させる機能及び所定の角度範囲を揺動させる機能を備えた掘削機を用い、
前記第２のステップでは、前記回転掘削翼を全周回転させながら下降させることで、他方のソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌し、
前記第３のステップでは、前記噴射機能により側方に向かってソイルセメントを噴射しながら、前記ロッドを所定の角度範囲で揺動させることにより、地盤の前記一方のソイルセメント構造との間の部分を噴射攪拌することを特徴とするソイルセメント構造体の構築方法。
【請求項３】
請求項２記載のソイルセメント構造体の構築方法であって、
前記掘削機の噴射機能は、前記回転掘削翼から下方に向かってセメントミルクを噴射可能であり、
前記第２のステップでは、ソイルセメント構造に相当する部分を削孔攪拌しながら前記噴射機能により下方に向かってセメントミルクを噴射することを特徴とするソイルセメント構造体の構築方法。
【請求項４】
複数のソイルセメント構造が接続されてなるソイルセメント構造体であって、
前記複数のソイルセメント構造は間隔をあけて構築されており、
隣接するソイルセメント構造は、これら隣接するソイルセメント構造の間の部分が噴射攪拌され、前記噴射攪拌された部分に形成されたソイルセメントを介して接続されていることを特徴とするソイルセメント構造体。

【図１】