JPH11209966A - 地中柱列壁の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮水壁の形成深度の限界をなくし、地中のよ
り深いところまで遮水壁を形成できる地中柱列壁の構築
方法を提供することである。 【解決手段】 柱列壁形成用鋼管６を、先に埋設した柱
列壁形成用鋼管６の外周壁に形成した並列連結用継手を
スライド嵌合させながら並列に挿入し、掘削スクリュー
１３の先端に鋼管外径より大径に拡開可能な掘削径調節
機構付きの拡開ヘッド１２を取付け、この拡開ヘッド付
き掘削スクリュー１３を埋設された各柱列壁形成用鋼管
６内に挿入して鋼管６内を再掘削すると共に、鋼管６の
下端より深い地中に鋼管外径より大径の孔を拡開ヘッド
１２で掘削形成し、この孔１４にセメントミルクを注入
して鋼管列の下方に連続したセメントソイル柱からなる
遮水壁２１を形成する。掘削スクリュー１３は、柱列壁
形成用鋼管６の内周壁に案内されて前進するので従来の
工法の限界より深い鋼管下の地中を掘削できるようにな
り、遮水壁２１の形成深度の限界がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土木工事におい
て地中に柱列壁を構築する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビルディングなどの建設用地
で、用地周辺の地盤を保護強化すると共に、敷地周辺か
らの地下水の流入を防止して地盤の沈下を防ぐために、
埋設された鋼管製土留杭をガイドとして順に鋼管製柱列
を施工する柱列式の土留工法が知られている。このよう
な地中柱列壁の構築方法を採用すると、土留壁を垂直に
形成できるので可及的に広い地下室を施工する場合にも
有利である。

【０００３】また、このような地中に柱列壁を形成する
工法において、地中に埋設される鋼管より深くセメント
ソイルからなる遮水壁を設けることは、遮水性の向上と
地中柱列壁鋼管部の支持力を増大させるために好まし
く、本願の出願人も特公平４−６３１６７号公報にて鋼
管の下端から孔底までの間に遮水壁を設けて良好に遮水
し、地盤を強化する技術を開示した。

【０００４】この従来技術を図１〜７、図１２および図
１３を利用して以下に説明する。まず、図５〜７に示す
ように、外周壁の長手方向に凹型条８およびこれにスラ
イド嵌合可能な凸型条７からなる並列連結用継手を径方
向に対向するよう配置形成した柱列壁形成用鋼管６を多
数用意する。

【０００５】そして、図１に示すような掘削スクリュー
１を有する掘削機４で地面から地中に孔５（図２）を掘
削すると共に、孔内にセメントミルク（セメントペース
トとも呼ばれる。）を注入し、それと同時に掘削スクリ
ュー１で混合してソイルセメント化し、次いで孔５内に
ソイルセメントＡが未硬化の状態で第１の柱列壁形成用
鋼管６を挿入する。

【０００６】その際、図５および図１２に示すように、
凸型条７に掘削スクリュー１の先端側部に軸受付きアー
ム９を介して中空軸１ａ回りに回転自在に取り付けた雌
型のガイド部材１０を凸型条７にスライド嵌合させなが
ら地面から地中に孔３０およびこれと並列に連続する第
２の孔を掘削し、同時にセメントミルクＡ´を注入す
る。

【０００７】次いで図１３に示すように、第２の孔内に
第２の柱列壁形成用鋼管６をその並列連結用継手（凹型
条８）に第１の柱列壁形成用鋼管６の並列連結用継手
（凸型条７）をスライド嵌合させながら挿入し、その後
は第２孔の掘削と同様に並列掘削孔の形成、セメントミ
ルクの注入混合、柱列壁形成用鋼管の孔内挿入および並
列連結を繰り返して地中柱列壁を構築する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の地中柱列壁構築方法では、第２孔以降の孔に埋設され
た柱列壁形成用鋼管の凸型条に、掘削スクリューの先端
側部の雌型ガイド部材をスライド嵌合させながら、地面
から地中に並列に連続する多数の孔を掘削するので、雌
型のガイド部材１０が柱列壁形成用鋼管の凸型条の下端
から外れない程度の浅い深度までしか掘削スクリューを
延長できず、地中深くに遮水性が求められた場合に所要
の深度まで遮水壁を形成できないという問題点がある。

【０００９】特に、高深度の地下に軟弱な地盤が存在す
る敷地を利用して建築物を設置する場合においては、浅
い深度に形成された遮水壁では、地中柱列壁の鋼管部分
を充分に支持することができない。

【００１０】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、遮水壁の形成深度の限界をなくし、地中の
より深いところまで遮水壁を形成できる地中柱列壁の構
築方法を提供することである。

【００１１】特に、地下の深い位置に軟弱な地盤が存在
する敷地に地中柱列壁を施工する場合などにおいても、
地中柱列壁を所要の支持力で確実に支持できる地中柱列
壁の構築方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願の発明においては、鋼管外周壁に軸線方向に延
びる凹型条および凸型条からなる並列連結用継手を形成
した柱列壁形成用鋼管を設け、掘削スクリューを有する
掘削機で地面から地中に孔を掘削してこの孔内にセメン
トミルクを注入し、次いで前記孔内に第１の柱列壁形成
用鋼管を挿入し、その後に第１の柱列壁形成用鋼管にお
ける凸型条に掘削スクリューの先端側部に付設したガイ
ド部材を沿わせて地面から地中に前記孔に並列しかつ連
続するよう第２の孔を掘削すると共に第２孔内にセメン
トミルクを注入し、次いで、第２の孔内に第２の柱列壁
形成用鋼管をその凹型条に第１の柱列壁形成用鋼管の凸
型条をスライド嵌合させながら並列に挿入し、その後は
前記第２の孔を掘削する工程以降の工程を繰り返して地
中柱列壁を構築する方法において、掘削スクリューの先
端に鋼管外径より大径に拡開可能な掘削径調節機構付き
の拡開ヘッドを取付け、この拡開ヘッド付き掘削スクリ
ューを上記構築方法で設置された各鋼管内に挿入して鋼
管内を再掘削すると共に鋼管の下端より深い地中に鋼管
外径より大径の孔を拡開されたヘッドで掘削形成し、こ
の掘削孔にセメントミルクを注入して鋼管列の下方に連
続したセメントソイル柱からなる遮水壁を形成すること
を特徴とする地中柱列壁の構築方法としたのである。

【００１３】また、上記地中柱列壁の構築方法におい
て、第１の柱列壁形成用鋼管を挿入する第１の孔を鋼管
の長さより深い所定の遮水深度まで掘削し、第２孔以後
に形成される孔は鋼管の長さより深くかつ前記遮水深度
より浅い深度で形成し、その後に柱列壁形成用鋼管に拡
開ヘッド付き掘削スクリューを挿入した際、第２孔以後
に形成される孔を前記遮水深度まで延長するよう掘削す
る地中柱列壁の構築方法を採用したのである。

【００１４】上述の地中柱列壁の構築方法では、掘削ス
クリューを前記従来の構築方法で設置された各鋼管内に
挿入して鋼管内を再掘削すると共に鋼管の下端より深い
地中を掘削形成する際に、掘削スクリューが鋼管の内周
壁に案内されて地中を直進する。その場合、掘削スクリ
ューは、通常、スクリュー軸を継ぎ足して所要長さに延
長可能なものであるから、従来の工法で採用した掘削ス
クリューのガイド部材と柱列壁形成用鋼管の並列連結用
継手とのスライド嵌合状態がなくなるような深い鋼管下
の地中を掘削できるようになる。

【００１５】そして、掘削スクリューは、鋼管外径より
大径に拡開可能な掘削径調節機構付きの拡開ヘッドを備
えたものであるから、これを用いて並列する各鋼管の下
端より深い地中を順次に掘削形成し、この掘削孔にセメ
ントミルクを注入すると、隣りあう掘削孔同士は径方向
に重なりあって一体に形成され、鋼管列の下方に連続し
たセメントソイル柱からなる遮水壁が形成される。

【００１６】上記方法では、第１の柱列壁形成用鋼管を
挿入する第１の孔を形成する際に、その孔の深さを限定
するものではないが、第１の柱列壁形成用鋼管を挿入す
る第１の孔を鋼管の長さより深い所定の遮水深度まで予
め掘削しておくことが、工程をより簡略にするために好
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を、以下に添
付図面に基づいて説明する。図１〜図５に示すように、
実施形態の地中柱列壁の構築方法は、アースオーガーと
呼ばれる掘削スクリュー１をリーダーマスト２に沿って
下降させながらモータ３で駆動する掘削機４を用い、掘
削スクリュー１で地面から地中に孔５を掘削し、同時に
孔５の内部に掘削スクリュー１の中空軸１ａ（図５）の
中空部１ｂを通路としてその先端からセメントミルクＡ
´を注入し、孔５内でセメントミルクＡ´と土壌を掘削
スクリュー１でかき混ぜてソイルセメントＡを生成し、
このソイルセメントＡが未硬化の状態であるうちに孔５
内に所定構造の柱列壁形成用鋼管６を挿入する。

【００１８】図５〜７に示すように、柱列壁形成用鋼管
６の構造は、鋼管の外周壁に軸線（長手）方向全長に亘
って形成された小円柱状の凸型条７およびこれにスライ
ド嵌合可能なスリットを有する円筒状の凹型条８からな
る並列連結用継手を有し、これらを管径方向に対向する
ように配置している。このような柱列壁形成用鋼管６
は、図２に示すようにして形成された第１の孔５にクレ
ーンを用いて挿入され、管上端部を地面に仮止めする
（図３）。

【００１９】その後、図４および図８に示すように、第
１の孔５の孔縁同士が重なり合うように連続させて第２
の孔５ａを並列状に掘削形成する。そして図５〜７に示
すように、掘削スクリュー１の中空軸１ａに軸受付きア
ーム９を介して回転自在に取り付けられた雌型のガイド
部材１０を既に埋設されている柱列壁形成用鋼管６の凸
型条７にスライドさせながら嵌合させる。第２の孔５ａ
も前記同様にセメントミルクＡ´を注入しながら掘削形
成する。なお、図５〜７中番号１１は、軸受付きアーム
９に取り付けた当て板を示す。

【００２０】その後、図８および図９に示すように、第
２の孔５ａ内に第２の柱列壁形成用鋼管６をその並列連
結用継手（凹型条８）に第１の柱列壁形成用鋼管６の並
列連結用継手（凸型条７）をスライド嵌合させながら挿
入し、並列する管上端部同士をピン（かんざし）止めす
る。その後は第２の孔５ａの掘削と同様にさらに並列す
る第３以降の掘削孔の形成、セメントミルクの注入、柱
列壁形成用鋼管の孔内挿入および並列連結を繰り返して
地中柱列壁を構築する。

【００２１】このようにすると、図９に示されるよう
に、掘削された複数の孔５が並列状に連続して深い溝を
形成し、その各孔部分の所定（一方向に偏った）位置に
それぞれ柱列壁形成用鋼管６が挿入され、かつ直径方向
に並列に連結された地中柱列壁が構築される。

【００２２】次に、図１０および図１１に示すように、
掘削スクリューの先端に柱列壁形成用鋼管６の外径より
大径に拡開可能な掘削径調節機構付きの拡開ヘッド１２
（拡大ヘッドとも呼ばれる。）を取付け、この拡開ヘッ
ド１２付きの掘削スクリュー１３を上記構築方法で設置
された各柱列壁形成用鋼管６内に順に挿入して鋼管内を
再掘削し、さらに鋼管列の下端より深い地中にまで鋼管
外径より大径の孔１４を掘削形成する。

【００２３】図１１に示すように、掘削径調節機構付き
の拡開ヘッド１２は、周知構造の軸継手を介して掘削ス
クリュー１３の本体部分に接続可能な軸１５を有し、こ
の軸１５に鋼管内側面に摺接させる案内用フランジ１６
と、これより小径（長円形）のフランジ１７に切削爪１
８付きの螺旋羽根１９をピン２０で回転自在に取付けた
ものである。

【００２４】このように構成された掘削径調節機構付き
の拡開ヘッド１２は、掘削スクリュー１３の先端に固定
されて鋼管に挿入された状態で回転すると、図１１
（ｂ）の一点鎖線で示される小径の回転半径で鋼管内を
再掘削することができる。なお、掘削径調節機構とし
て、上記構造以外の周知の掘削径調節機構を備えた拡開
ヘッドを取り付けたものを採用することもできるのは勿
論である。

【００２５】そして、この拡開ヘッド１２は、鋼管の下
端より下方に貫通した際に、螺旋羽根１９が土壌の掘削
抵抗を受けて図１１（ｂ）の二点鎖線で示される大径回
転半径で回転するようになるので、地中では柱列壁形成
用鋼管６の外径より大径の孔１４（図１０ｂ）を掘削形
成することができる。

【００２６】図１０に示す鋼管下の大径の孔１４は、隣
りあう孔１４の縁同士が直径方向に重なりあって形成さ
れ、かつセメントミルクを注入しながら掘削されるの
で、鋼管列の下方に連続したセメントソイル柱からなる
遮水壁２１が形成される。

【００２７】そして、掘削スクリューは、通常、スクリ
ュー軸を継ぎ足して所要長さに延長可能なものであるか
ら、地中の極めて深い所要の深度にまで鋼管列の下方に
連続したセメントソイル柱からなる遮水壁２１を形成す
ることができる。

【００２８】なお、上記実施形態では、拡開ヘッド１２
が、鋼管の下端より下方に貫通した後、前記大径回転半
径まで完全に拡開されるまでには若干（通常、約２ｍ程
度）の掘削距離が必要であるから、隣りあう孔１４の縁
同士が直径方向に完全に重なりあうように、第２の以降
の孔の掘削深度は、鋼管の長さより約２ｍ程度深く掘削
形成し、いわゆる溜まりを形成している。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、拡開
ヘッド付き掘削スクリューを上記構築方法で設置された
各鋼管内に挿入して鋼管内を再掘削すると共に鋼管の下
端より深い地中に鋼管外径より大径の孔を掘削形成し、
この掘削孔にセメントミルクを注入する地中柱列壁の構
築方法としたので、掘削スクリューは鋼管の内周壁に案
内されて、従来の工法の限界より深い鋼管下の地中を掘
削できるようになり、よって遮水壁の形成深度の限界が
なくなり、地中のより深いところまで遮水壁を形成でき
る地中柱列壁の構築方法となる利点がある。

【００３０】また、この工法は、高深度の地下に軟弱な
地盤が存在する敷地を利用して建築物を設置する場合の
土留工法に特に適しており、地中柱列壁を所要の支持力
で確実に支持できる地中柱列壁の構築方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘削スクリューを有する掘削機の概略構成の説
明図

【図２】鋼管の挿入工程の説明図

【図３】鋼管の挿入工程の説明図

【図４】第２孔の掘削工程の説明図

【図５】鋼管と掘削スクリューのガイド部材との嵌合状
態を説明する拡大正面図

【図６】図５のVI−VI線断面図

【図７】図５のVII −VII 線断面図

【図８】鋼管の挿入工程の説明図

【図９】地中柱列壁の拡大横断面図

【図１０】拡開ヘッド付き掘削スクリューによる鋼管内
および鋼管下の掘削工程の説明図

【図１１】（ａ）拡開ヘッドの正面図 （ｂ）拡開ヘッドの動作状態の説明図

【図１２】従来例の第２孔の掘削工程の説明図

【図１３】従来例の鋼管の挿入工程の説明図

【符号の説明】

１ 掘削スクリュー １ａ 中空軸 １ｂ 中空部 ２ リーダーマスト ３ モータ ４ 掘削機 ５ 孔 ５ａ 第２の孔 ６ 柱列壁形成用鋼管 ７ 凸型条 ８ 凹型条 ９ 軸受付きアーム １０ ガイド部材 １１ 当て板 １２ 拡開ヘッド １３ 掘削スクリュー １４ 孔 １５ 軸 １６ 案内用フランジ １７ フランジ １８ 切削爪 １９ 螺旋羽根 ２０ ピン ２１ 遮水壁 ３０ 孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管外周壁に軸線方向に延びる凹型条お
   よび凸型条からなる並列連結用継手を形成した柱列壁形
   成用鋼管を設け、掘削スクリューを有する掘削機で地面
   から地中に孔を掘削してこの孔内にセメントミルクを注
   入し、次いで前記孔内に第１の柱列壁形成用鋼管を挿入
   し、その後に第１の柱列壁形成用鋼管における凸型条に
   掘削スクリューの先端側部に付設したガイド部材を沿わ
   せて地面から地中に前記孔に並列しかつ連続するよう第
   ２の孔を掘削すると共に第２孔内にセメントミルクを注
   入し、次いで、第２の孔内に第２の柱列壁形成用鋼管を
   その凹型条に第１の柱列壁形成用鋼管の凸型条をスライ
   ド嵌合させながら並列に挿入し、その後は前記第２の孔
   を掘削する工程以降の工程を繰り返して地中柱列壁を構
   築する方法において、 掘削スクリューの先端に鋼管外径より大径に拡開可能な
   掘削径調節機構付きの拡開ヘッドを取付け、この拡開ヘ
   ッド付き掘削スクリューを上記構築方法で設置された各
   鋼管内に挿入して鋼管内を再掘削すると共に鋼管の下端
   より深い地中に鋼管外径より大径の孔を拡開されたヘッ
   ドで掘削形成し、この掘削孔にセメントミルクを注入し
   て鋼管列の下方に連続したセメントソイル柱からなる遮
   水壁を形成することを特徴とする地中柱列壁の構築方
   法。
2. 【請求項２】 上記第１の柱列壁形成用鋼管を挿入する
   第１の孔を鋼管の長さより深い所定の遮水深度まで掘削
   し、第２孔以後に形成される孔は鋼管の長さより深くか
   つ前記遮水深度より浅い深度で形成し、その後に柱列壁
   形成用鋼管に拡開ヘッド付き掘削スクリューを挿入した
   際、第２孔以後に形成される孔を前記遮水深度まで延長
   するよう掘削する請求項１記載の地中柱列壁の構築方
   法。