JP2000290995A - 地盤改良による地中壁の構築工法及びこれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも壁面の一方の側には円弧状の張出
し部分を備えないソイルセメント地中壁を構築する工法
及び装置を提供すること。 【解決手段】 高圧ジェット軸１２と、高圧ジェット軸
を回転する多軸回転駆動装置２７，６２と、軸部材の下
端で軸に交差する方向にセメントミルクを高圧で噴出す
るノズル１４とを備える装置を用いて地盤改良を行い、
これによりソイルモルタル地中壁を構築する方法であっ
て、高圧ジェット軸を回転させながらノズルからセメン
トミルクを高圧で噴出し、ノズルの片側又は両側に所定
長離隔してはね返し板２１を保持しながら、高圧ジェッ
ト軸を地盤下方に推進し、はね返し板で高圧流体による
地盤改良範囲を規制して地中壁を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良により地
中壁を構築する工法と、該工法に用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中壁を構築するための一工法として多
軸ソイルセメント柱列壁工法があり、この工法では、例
えば、図９に示したような多軸オーガー機６０を使用
し、図５に示したような柱列壁を構築する。ここで、多
軸オーガー機６０は、ベースマシン６３と、このベース
マシン６３により立設したマスト６１と、該マスト６１
に沿って上下に移動する多軸駆動装置６２と、該多軸駆
動装置６２によって回転される多軸連結体６４と、該多
軸連結体６４の振れを抑制するための振れ止め装置６６
とを備える。そして、多軸連結体６４では、複数のオー
ガー軸６７が連結部材６５により所定間隔で連結され、
各オーガー軸６７の下端にはオーガーヘッド６７ｃが設
けられ、さらに、各オーガー軸６７には、掘削した土砂
を上方に移動する移動翼６７ｂと、掘削した土砂にセメ
ントミルクを混合する混練り翼６７ａとが形成されてい
る。

【０００３】上記多軸ソイルセメント柱列壁工法では、
最初に、各オーガーヘッド６７ｃからセメントミルクを
噴出しながら、オーガー軸６７を回転して削孔し、土砂
とセメントミルクとを撹拌してソイルセメント柱列体を
造成し、このソイルセメント柱列体の中に芯材としての
Ｈ形鋼５３またはＩ形鋼を挿入する。次いで、このよう
なソイルセメント柱列体を、その端部を重複させながら
連設すれば、柱列壁を構築することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来工法により構
築したソイルセメント柱列壁は、図５において斜線部分
５５で示したように円弧状に両側へ張出しており、この
張出した斜線部分５５は、ソイルセメント柱列壁を地下
掘削のための土止め壁として用いる場合、切梁の架設作
業の障害になるとともに、乾燥して剥落し易いため危険
である。したがって、従来は、斜線部分５５のうち一方
を斫り落として壁面を平らにしているが、この斫り作業
は手間が掛かって煩雑である。またソイルセメント柱列
壁において、構造的な耐力を期待することができるの
は、符号５１で示した幅部分のみであり、斜線部分５５
には構造耐力を期待できないので、材料が無駄になると
いう欠点がある。

【０００５】なお、ソイルセメント柱列壁を構築するた
めには、上記多軸オーガー機６０を用いる替わりに、軸
部材の下端に設けられたノズルから高圧でセメントミル
クを噴出して軸部材を回転しながら推進させて円柱状に
地盤改良をする装置、いわゆる高圧噴射式地盤改良装置
を用いることも可能であるが、この場合にも、上記と同
様な問題を生じる。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に着目し、
これを解決せんとしたものであり、その課題は、少なく
とも壁面の一方の側には円弧状の張出し部分を備えない
ソイルセメント地中壁を構築する工法を提供することに
ある。

【０００７】また本発明の別の課題は、少なくとも壁面
の一方の側には円弧状の張出し部分を備えないソイルセ
メント地中壁を構築するための装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を解決
するために、本発明は、軸部材と、該軸部材を回転する
駆動手段と、該軸部材の下端で該軸に交差する方向に硬
化材を含む流体を高圧で噴出するノズルとを備える装置
を用いて地盤改良を行い、これにより地中壁を構築する
方法であって、該軸部材を回転させながら該ノズルから
硬化材を含む流体を高圧で噴出し、該軸部材を地盤下方
に推進しながら該ノズルの片側又は両側に所定長離隔し
て板体を保持し、該板体で高圧流体による地盤改良範囲
を規制して地中壁を形成することを特徴とする地中壁の
構築工法を提供する。本発明の工法では、ノズルの片側
又は両側に所定長離隔して板体を保持しながら、軸部材
を地盤下方に推進させて地盤改良を行うため、高圧で噴
射されたセメントミルク等の流体は板体表面ではね返さ
れて、地中壁の片側又は両側の表面は平らに形成するこ
とができる。

【０００９】ここで、前記硬化材を含む流体としては、
地盤内でノズルから高圧で噴出することで地盤を切削す
ることができて、かつ所定時間経過後には、地盤の切削
時に混合された土砂と共に硬化して所定以上の圧縮強度
を発現するものであれば良く、例えば、セメントミル
ク、水ガラス系注入材またはウレタン系注入材を使用す
ることができる。

【００１０】また本発明では、地盤改良に用いる装置で
あって、複数のオーガ軸を並設し、該オーガ軸の間に
は、材軸に交差する方向に高圧流体を噴出するノズルを
下端に備えた高圧ジェット軸を並設し、該ノズルの片側
又は両側に所定長離隔する板体を設け、前記複数のオー
ガ軸と前記高圧ジェット軸とをそれぞれ回転可能に連結
するための連結部材を備えたことを特徴とする多軸連結
体を提供する。ここで、前記板体としては長尺の矩形に
形成されたものを用いても良く、この場合、該ノズルに
対向すると共に高圧ジェット軸の材軸に直交するような
配置で、複数のオーガ軸の下端部に係止させても良い。

【００１１】本発明の多軸連結体では、複数のオーガ軸
を回転させながら、ノズルから材軸に交差する方向に高
圧流体を噴出すれば、地盤はオーガにより切削されると
共に高圧流体により地盤改良され、ノズルから噴出され
た高圧流体はノズルの対向位置に設けられた板体で跳ね
返されるため、地盤改良範囲は限定され、地中壁の片側
又は両側の壁面は平らに形成される。

【００１２】さらに本発明では、請求項１記載の工法に
より形成した地中壁内に挿入するための複数の芯材を、
連結部材により所定間隔で略平行に連結し、材軸に交差
する方向に高圧流体を噴出するノズルを下端に備えた高
圧ジェット軸を、該複数の芯材の間に該芯材の下端より
も下方に前記ノズルが位置するように並設し、該高圧ジ
ェット軸の下端には切削ビットを設け、該ノズルに対向
する位置の片側又は両側に所定長離隔する板体を設け、
前記高圧ジェット軸を回転するための駆動装置を前記複
数の芯材の上端部に設けたことを特徴とする芯材を含む
多軸連結体を提供する。

【００１３】本発明の芯材を含む多軸連結体では、高圧
ジェット軸の下端に切削ビットが設けられ、この下端が
芯材の下端よりも下方に突出しているため、多軸連結体
を地中壁の構築予定地点にクレーン等の揚重機で吊り降
ろし、高圧ジェット軸を駆動装置で回転させながら、ノ
ズルから材軸に交差する方向に高圧流体を噴出すれば、
地盤は切削ビットにより切削されると共に高圧流体によ
り地盤改良され、多軸連結体は芯材と駆動装置との自重
により改良地盤に沈降する。そして、ノズルから噴出さ
れた高圧流体はノズルの対向位置に設けられた板体で跳
ね返されるため、地盤改良範囲は限定され、地中壁の片
側又は両側の壁面は平らに形成される。したがって、本
発明の芯材を含む多軸連結体では、オーガーのような大
掛かりな掘削装置を必要とせず、これら多軸連結体を吊
り上げて、所定地点に吊り降ろすことができる簡易な揚
重機があれば地中壁を構築することができる。

【００１４】ここで、前記芯材としては、Ｈ形鋼、Ｉ形
鋼、鋼管またはプレキャストコンクリート部材を用いる
ことができる。また前記連結部材は、複数の芯材を所定
間隔で略平行に連結することができるものであれば良い
が、この連結部材には高圧ジェット軸を保持する部材を
設けても良い。さらに、前記板体としては長尺の矩形に
形成されたものを用いても良く、この場合、該ノズルに
対向すると共に芯材の材軸に直交するような配置で複数
の芯材の下端に固定しても良く、さらに、長尺の板体の
下端辺は先端に尖った刃口状に形成しても良い。このよ
うに刃口状に形成することで、芯材の地中への挿入を促
進することができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に基づいて実施例を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。図１〜図
３では、本発明の多軸連結体１０の下端部のみを示し
た。この多軸連結体１０は、複数のオーガー軸１１を平
行に並べると共に、この複数のオーガ軸１１の間に高圧
ジェット軸１２を平行に配置し、これらオーガー軸１１
と高圧ジェット軸１２とをそれぞれ回転可能なように連
結部材１３によって連結し、さらに、高圧ジェット軸１
２の下端に形成されたノズル１４の対応位置には改良規
制部材２０を配置して形成する。

【００１６】ここで、前記オーガー軸１１には下端にオ
ーガーヘッド１５を連結し、隣合うオーガー軸１１の間
隔は、隣接するオーガーヘッド１５どうしが接触をしな
い範囲で可能な限り近づくように定める。なお、図１で
は示さなかったが、オーガー軸１１には図９で示したよ
うな移動翼６７ｂや混練り翼６７ａを設けても良い。

【００１７】また前記高圧ジェット軸１２の下端には、
この材軸に略直交する方向を指向する一対のノズル１４
を対向配置で設け、高圧ジェット軸１２内にはその上端
から下端まで連通するように配管（図示せず）を延設
し、この配管は下端でノズル１４に連通させ、上端には
セメントミルク等の地盤改良剤を高圧で送り出す地盤改
良剤供給装置（図示せず）に連通するパイプ（図示せ
ず）を接続する。そして、前記高圧ジェット軸１２は隣
合うオーガー軸１１の中間に配置する。

【００１８】前記改良規制部材２０は、高圧ジェット軸
１２の両側でノズル１４の対向位置に配置された一対の
矩形の板体２１と、オーガー軸１１の周りにそれぞれ嵌
められた管材２３と、各管材２３と一対の板体２１とを
それぞれ連結する連結材２２とを備えており、前記一対
の板体２１は、オーガーヘッド１５の旋回円の直径と略
同じ長さの間隔で固定される。

【００１９】上述した本発明の多軸連結体１０について
その作用を説明する。本発明の多軸連結体１０は、図９
に従来例として示した多軸オーガー機６０において、そ
の多軸連結体６４に替えて多軸回転駆動装置６２に連結
して使用する。この多軸連結体１０では、多軸回転駆動
装置６２によりオーガー軸１１と高圧ジェット軸１２と
を回転し、オーガーヘッド１５で削孔しながら、ノズル
１４から地盤改良剤としてのセメントミルクを高圧で噴
出する。このとき、オーガーヘッド１５は図２の符号１
５で示したような円周を描きながら削孔し、この隣合う
円周１５の間には地盤が削り残されるが、この削り残さ
れた地盤はノズル１４から噴射されたセメントミルクで
改良される。つまり、ノズル１４から噴射されたセメン
トミルクは、一対の板体２１の間で前記削り残された地
盤を改良し、これら板体２１の内面で跳ね返されるた
め、地盤改良の幅は一対の板体２１の間隔に規制され、
さらに、高圧噴射されたセメントミルクは図２の点線３
０の位置まで達して、ここをも地盤改良する。そして、
所定の深さまで地盤改良した後に多軸連結体１０を上方
に抜いて、芯材としてのＨ形鋼３３を挿入すれば、ソイ
ルセメント地中壁の一エレメントが形成できる。このエ
レメントを、その端部を重複させながら連設すれば、両
側の壁面が平らなソイルセメント地中壁を構築すること
ができる。

【００２０】次に、図６および図７(a)(b)を参照して本
発明の芯材を含む多軸連結体３５の構成について説明す
る。この多軸連結体３５は、芯材としてのＨ形鋼３６を
複数平行に並べて連結部材２６により連結し、この複数
のＨ形鋼３６の間には高圧ジェット軸１２を平行に配置
し、複数のＨ形鋼３６の上端部には高圧ジェット軸１２
を回転するための多軸回転駆動装置２７を固定し、この
多軸回転駆動装置２７に高圧ジェット軸１２の上端を接
続し、さらに、高圧ジェット軸１２の下端に形成された
ノズル１４の対応位置には長尺の板体２５を配置する。

【００２１】ここで、前記複数のＨ形鋼３６の間隔は、
構築する地中壁に要求される構造的な強度によって適宜
定める。また前記高圧ジェット軸１２はその下端に切削
ビット１６を設ける他は、図１〜図３に記載した高圧ジ
ェット軸１２と同様な構成とし、この高圧ジェット軸１
２は隣合うＨ形鋼３６の中間に延設し、かつノズル１４
がＨ形鋼３６の下端よりも下方に位置するように配置す
る。さらに、前記板体２５は長尺の矩形形状に形成し、
図６に示したように板体２５の下端辺がノズル１４より
も下方に位置するように、複数のＨ形鋼３６の下端に固
定する。また板体２５の下端辺２５ａは尖った刃口状に
形成する。

【００２２】次に、図６〜図８を参照して本発明の芯材
を含む多軸連結体３５についてその作用を説明する。本
発明の多軸連結体３５は、クレーン等の揚重機により多
軸回転駆動装置２７に設けられた係止部材２８を介して
吊り上げて、地中壁の構築予定地点に吊り降ろし、板体
２５の下端辺に形成された刃口２５ａや切削ビット１６
を地表面に接触して状態で支持する。そして、高圧ジェ
ット軸１２を多軸回転駆動装置２７により回転して、切
削ビット１６で地盤を切削しながら、ノズル１４からは
高圧でセメントミルクを噴出する。この時、ノズル１４
から噴出されたセメントミルクは板体２５の内面で跳ね
返されるため、地盤改良範囲は限定され、地中壁の両側
の壁面は平らに形成される。このように切削ビット１６
で地盤を切削しながら、セメントミルクにより地盤改良
を行うと、多軸連結体３５はその自重により改良地盤内
に徐々に沈降する。そして、この多軸連結体３５が所定
の深さまで沈降したら、Ｈ形鋼３３の上端と多軸回転駆
動装置２７との固定状態を解除し、この多軸回転駆動装
置２７及び高圧ジェット軸１２のみを上方に引上げれ
ば、複数のＨ形鋼３６は芯材として地中に残され、ソイ
ルセメント地中壁の一エレメントが形成される。このエ
レメントを、その端部を重複させながら連設すれば、両
側の壁面が平らなソイルセメント地中壁を構築すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多軸連結体を部分的に示した正面図で
ある。

【図２】図１の一点鎖線II−IIに沿って切断した横断面
図である。

【図３】図２の一点鎖線III−IIIに沿って切断した縦断
面図である。

【図４】本発明の工法により構築された地中壁の平面図
である。

【図５】従来工法により構築された柱列壁の平面図であ
る。

【図６】本発明の芯材を含む多軸連結体の正面図であ
る。

【図７】（ａ）は図６の一点鎖線VIIa−VIIaに沿って切
断した横断面図であり、（ｂ）は図６の一点鎖線VIIb−
VIIbに沿って切断した縦断面図である。

【図８】図６に示した多軸連結体を用いて地中壁を構築
する工法における一工程を示す断面図である。

【図９】（ａ）は従来の多軸オーガー機の側面図であ
り、（ｂ）は多軸オーガー機における多軸連結体と回転
駆動装置の正面図である。

【符号の説明】

１０ 多軸連結体 １１ オーガ軸 １２ 高圧ジェット軸（軸部材） １３ 連結部材 １４ ノズル １６ 切削ビット ２１ 板体 ２５ 板体 ２５ａ 刃口 ２６ 連結部材 ２７ 多軸回転駆動装置（駆動手段） ３５ 多軸連結体（芯材を含む多軸連結体） ３６ Ｈ形鋼（芯材） ６２ 多軸回転駆動装置（駆動手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材と、該軸部材を回転する駆動手段
   と、該軸部材の下端で該軸に交差する方向に硬化材を含
   む流体を高圧で噴出するノズルとを備える装置を用いて
   地盤改良を行い、これにより地中壁を構築する方法であ
   って、 該軸部材を回転させながら該ノズルから硬化材を含む流
   体を高圧で噴出し、該軸部材を地盤下方に推進しながら
   該ノズルの片側又は両側に所定長離隔して板体を保持
   し、該板体で高圧流体による地盤改良範囲を規制して地
   中壁を形成することを特徴とする地中壁の構築工法。
2. 【請求項２】 地盤改良に用いる装置であって、 複数のオーガ軸を並設し、該オーガ軸の間には、材軸に
   交差する方向に高圧流体を噴出するノズルを下端に備え
   た高圧ジェット軸を並設し、該ノズルの片側又は両側に
   所定長離隔する板体を設け、前記複数のオーガ軸と前記
   高圧ジェット軸とをそれぞれ回転可能に連結するための
   連結部材を備えたことを特徴とする多軸連結体。
3. 【請求項３】 請求項１記載の工法により形成した地中
   壁内に挿入するための複数の芯材を、連結部材により所
   定間隔で略平行に連結し、材軸に交差する方向に高圧流
   体を噴出するノズルを下端に備えた高圧ジェット軸を、
   該複数の芯材の間に該芯材の下端よりも下方に前記ノズ
   ルが位置するように並設し、該高圧ジェット軸の下端に
   は切削ビットを設け、該ノズルに対向する位置の片側又
   は両側に所定長離隔する板体を設け、前記高圧ジェット
   軸を回転するための駆動装置を前記複数の芯材の上端部
   に設けたことを特徴とする芯材を含む多軸連結体。