JPS626049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂礫地盤における土留壁工法に関する
ものである。

一般に市街地に地下鉄等の地下構築物を建設す
るに際しては、掘削に先立つて、鋼矢板、Ｈ型鋼
等で土留壁を構築し、掘削に伴う周辺地盤の崩壊
や沈下を防止しなければならないが、鋼矢板やＨ
型鋼を通常の落錘打込法や振動打込法で打込むと
騒音や振動が激しく、近隣家屋に被害を及ぼす。
このため予めオーガーで地中に穿孔してＨ型鋼等
を建て込んだり、或いは軟弱地盤ではオーガーで
掘削した孔壁の崩壊を防止するためにオーガーロ
ツドを引抜くに際して、ロツド先端からセメント
ミルクやベントナイト液或いは両者の混合液を注
入し、オーガーロツドの引抜き完了后直ちにＨ鋼
を建て込む方法やコンクリートの地下連続壁を設
けたりする方法が行われている。

然しながら、オーガーロツドの先端からセメン
トミルクやベントナイトを注入するのはＨ型鋼を
親杭とするいわゆる横矢板土留壁のように一定間
隔にＨ型鋼を建て込む場合は穿孔→注入→建込→
穿孔という順序で作業は進められるが、鋼矢板の
ように連続して建込まなければならないものに対
しては先行して穿孔注入を終つた個所の硬化剤が
凝結してある程度の強度を発揮しなければ隣接し
て後から穿孔するオーガーロツドが先行掘削孔側
に滑り垂直な施工が困難となる。地盤が砂礫等の
固い土質の場合は特にその危険度が大きい。さら
に、地盤中に大きな礫を含んでいる場合や地下水
が伏流水となつて流れている場合にはコンクリー
トの地下連続壁の施工も非常に困難であり、往々
にして施工不可能の場合が多いので、このような
地盤に止水性を有する土留壁を施工することは殆
んど不可能か或いは経済的に非常に高価なものと
なつている。例えば第１図に示す如くアースオー
ガーによる穿孔と鋼矢板の建込みを連続して行う
場合、まず孔を順次穿孔する。この場合図中１，
２，３，４はアースオーガーによつて穿孔した
後、硬化剤を注入した孔を示し６，７，８は上記
１，２，３までの孔に建込みを終了した鋼矢板を
示す。５は次に穿孔する孔の位置を示したもので
あり、９は次いで建込まれる鋼矢板を示す。

鋼矢板は互にセクシヨン部分１０によつてジヨ
イントしなければならないので鋼矢板９を建込む
前に隣接した次の孔５の穿孔を終了していなけれ
ば、鋼矢板９の建込後においてはオーガーロツド
が鋼矢板９のセクヨン部１０′に接触するので、
５の穿孔ができない。

このような鋼矢板の建込みには二つ以上のオー
カー孔を先行して穿孔しなければならないことが
分るが、硬化剤としてはセメントミルクを用い連
続して工事を施工する場合は先に穿孔した孔４の
硬化剤がまだ固結しない内に次の孔５を穿孔する
とオーガーロツドは周辺地盤より軟かい孔４の側
に滑り、正しい位置に孔５の穿孔を行うことがで
きなくなり、特に基礎地盤が砂礫質等の固い場合
には特にその傾向が大きい。

このため連続して何本かの鋼矢板を１日のうち
に建込むためには第２図の如く１本置きにオーガ
ーで複数個の孔の穿孔を行い、セメント注入を行
いセメントの硬化をまつてその翌日に中間孔の穿
孔及び注入を行い、そのあとから鋼矢板を順次建
込む方方法が行われる。

然しながらこのような従来の方法では穿孔及び
注入と矢板の建込み作業との順序関係及び時間的
な制約が非常に大きいため、作業の施工性が非常
に悪くなる。即ち、セメントミルク或いはベント
ナイトとの混合懸濁液は時間の経過と共に強度が
発現するので、穿孔、注入後、雨天その他の作業
上の理由で後続の矢板建込みが数日遅れるとセメ
ントミルクの強度が大きくなり矢板の建込みが不
可能となるか振動打込み或いは強力なジヤツキに
よる建込みが必要となる。

さらに又、セメントミルクの強度が周辺地盤の
強度より大きくなると、鋼矢板は建込みに際して
逆に周囲の地盤の方に流れ易くなり、オーガー掘
削による矢板建込みと云う本来の目的を失うこと
になる。

即ち本発明は予めアースオーガー等にて地中に
穿孔して穿孔個所の地盤を緩めると共に、オーガ
ーロツドを引抜きながらロツド先端から硬化剤懸
濁液を孔中に注入して土を硬化剤懸濁液と置換
え、その中に鋼矢板を挿入してこれを繰り返して
連続させ地中に土留壁を形成させる土留工法にお
いて、硬化剤懸濁液として凝結遅延剤を適量添加
した半水石膏と精製粘土の懸濁液、或いはこれに
ポルトランドセメントを適量混入した懸濁液を用
いることにより、硬化剤の凝結開始時間を任意に
設定し、しかも所望の初期強度に達した後の経時
的強度増進を非常に緩慢なものにすることによつ
て、爾後の鋼矢板の建込み作業及びオーガー掘削
の施工性を高めると共に騒音、振動を伴わないよ
うになしたのである。

本発明において「オーガーロツドを引抜きなが
らロツドの先端から硬化剤懸濁液を注入し、その
中え鋼矢板を挿入する工法」は、PIP工法として
公知であり、止水壁造成工法（特開昭51−131117
号）が提案されている。本発明は硬化剤懸濁液と
して凝結遅延剤、半水石膏、天然又は精製粘土の
混合物、或いはこれにポルトランドセメントの混
入した懸濁液を用いることを新しい１つの要件と
する。

次に石こう懸濁液を用いた止水壁成工法（特開
昭52−152610号）も公知である。この先行技術は
石こう懸濁液にセメントおよび／またはベントナ
イトを添加した懸濁液を用いるもので、ベントナ
イトは高価であるから工費が極めて高くなるが、
本発明では取扱いが容易で安価な粘土を用いるこ
とにより、工費の節約をはかつたものである。さ
らに本発明は先行技術にない凝結遅延剤を懸濁液
に加えており、これにより数日を経過した後でも
鋼矢板を建込むことができるので、鋼矢板の建込
み作業が施工しやすくなる。

本発明は上述の欠点をなくし、硬化剤懸濁液の
凝結時間を任意に設定して所要強度を短時間に発
現させ、オーガーによる穿孔を連続して施工でき
るようにして穿孔、注入の作業と鋼矢板建込み作
業を相互に併行して進め得るようにすると共に硬
化剤懸濁液の所要強度が短時間に発現した後は、
その後の時間の経過による強度の増進を非常に緩
慢な状態にして、鋼矢板建込が数日或いは１週間
位遅れても建込み作業には何等支障を来たさない
よう硬化剤の選定及び配合を行い、市街地におけ
る土留作業を砂礫質の地盤でも無騒音、無振動に
施工することを可能にしたものである。

なおベントナイトは山形県、群馬県等の鉱山で
採掘し、これを粉砕して袋詰めにしたもので極め
て高価である。このベントナイトは膨潤性、増粘
性、液性限界が優れており、ノーケーシング工法
で溝を掘削する場合には不可欠であるが、その膨
潤性のため本発明の土留壁工法では作業性が良く
ない。これに対し本発明は作業場所によつては直
ぐ近くで入手できる天然粘土を用い、作業場所が
市街地又はその周縁のため天然粘土を入手しにく
い場合は天然粘土を篩に通して袋詰めした精製粘
土を用いる。これらの天然又は精製粘土は極めて
安価であり、しかも粘土を石膏、セメント等と混
合した硬化剤懸濁液は初期強度の発現が早く、そ
の後の強度増進が緩慢である。従つてベントナイ
トに比較して作業性が著るしく優れている。

以下本発明を第１図の実施例に基づいて説明す
れば、まず所望地盤にアースオーガー工法にて所
望の孔１を穿孔する。目標深度まで穿孔した後ア
ースオーガーロツドを引き抜くがこの場合アース
オーガーロツドの先端より凝結遅延剤を適量添加
した半水石膏と天然又は精製粘土の懸濁液或いは
これにポルトランドセメントを適量混入した懸濁
液を注入する。即ち該懸濁液を注入しつつオーガ
ーロツドを引き抜いて穿孔内の土砂を硬化剤懸濁
液と置き換え、そして次にこの穿孔内に注入した
懸濁液が所望の初期強度に達した時点で先にあけ
た孔１と隣接した次の孔２を同様にしてアースオ
ーガーにて穿孔しオーガーロツドの引抜時硬化剤
懸濁液を注入する。さらに孔２の硬化剤の硬化後
第三番目の孔３を穿孔し、その中に懸濁液を注入
する。このようにして順次穿孔すると共に少くと
も第二番目の孔の穿孔及び注入が終了すれば第一
番目の孔１の硬化物内に所望の鋼矢板６を建て込
む。又第三番目の孔３の穿孔及び注入を終われば
次に第二番目の孔２の硬化物内に鋼矢板７を建て
込む。このようにして穿孔及び注入の終つた一つ
手前の孔に鋼矢板を建て込み連続して土留壁を構
築していく。この場合穿孔と懸濁液の注入は複数
個連続して行いその後に鋼矢板を建て込むことも
可能である。

第３図はセメント、半水石膏（以下石膏と称す
る）、水、粘土の組み合せとその硬化物の一軸圧
縮強度（以下単に強度という）を比較したもので
あり、これをグラフを以て示したのが第４図であ
る。粘土には粒径の微細なベントナイトと粒径の
粗いニユー粘土およびみの粘土（以下精製粘土と
総称する）を比較した。石膏とセメントを混合し
た懸濁液の場合第４図に示すように短時間で硬化
が始まるため、施工に当り混練終了後より注入完
了までの時間を見込んで硬化を遅延させる必要が
ある。

第３図のＣに示した懸濁液に凝結遅延剤の添加
量を変化させることにより、第５図に示すように
硬化の開始を調節することが可能となる。

通常穿孔内に注入する懸濁液は第５図のｂ又は
Ｃが適当であるがさらに強度を必要とするか又は
長期強度が不要の場合など目標強度に合わせて第
３図Ｅ又はＦの如く配合を若干変更し、これに石
膏の量に見合う凝結遅延剤を添加した懸濁液を用
いる。

本発明に石膏、セメント、精製粘土を用いる理
由は用いる材料の組合せによつて初期強度および
その発現に要する時間、および長期強度の発現状
況を異らしめるためである。例えばベントナイ
ト、セメント系の場合には日数の経過に伴う強度
の増進が著しいが石膏、セメント系の場合には強
度増進が非常に緩慢である。又、初期強度として
は２〜３Kg/cm²程度のものが望ましいが本発明の
石膏、セメント系の場合には凝結遅延剤の添加量
を適当に設定することによる第５図の如く１〜５
時間位の範囲で容易に所要強度を得ることができ
る。

ベントナイトを用いた場合はベントナイトの膨
潤性のために硬化剤懸濁液の流動性が非常に悪く
なり施工性に欠ける。流動性を良くするために添
加する水の量を増やすと初期強度の発現が遅く、
第４図におけるＡ，Ｂの如く10時間程度経過して
始めて強度を発現し、24時間後に２Kg/cm²程度の
強度を得るがその後の強度増進が非常に大きいた
め、鋼矢板の建込み或いは隣接穿孔時間が24時間
前後に限定されてしまう。第４図Ｄの如くセメン
ト、石膏、ベントナイトの懸濁液を用いると初期
強度の発現は早くなるが24時間以後における強度
増進は同じく大きいため後続鋼矢板建込作業は24
時間以内に限定される。

石膏、セメント、精製粘土の場合には初期強度
の発現が早く、その後の強度増進がきわめて緩慢
であるため、鋼矢板の建込み作業が非常に楽にな
る。さらに又凝結遅延剤の適量添加により凝結開
始時期をコントロールできるので穿孔注入作業の
施工性を高めることができる。第４図Ｅの場合は
硬化剤懸濁液として石膏のみを精製粘土と水に添
加した場合であり、初期強度を最も早く得ること
ができ、その後は全く強度の増進を見ないことが
分る。

本発明による時はアースオーガーによる穿孔及
び注入が終了するのに引続いて隣接位置の穿孔注
入を行うことが可能であり、アースオーガーによ
る作業に追随しながら鋼矢板の建込みを行うこと
ができ、さらに又何らかの都合により建込みが遅
れ数日を経過した後においても硬化剤の強度増進
が小さいので容易に建込むことができる。

このように本発明による時は特に砂礫質の地盤
で地下水流のある個所においても無振動、無騒音
で鋼矢板打込み作業を施工することができ、建設
公害を排除すると共に従来非常にコスト高となる
か或いは施工不可能とされた地盤条件での土留壁
工事を容易に行うことができる利点がある。

さらに本発明においては安価で取扱いの容易な
粘土を用いるから、土留壁工事を極めて安価に施
工しかつその作業性の向上をはかりうる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は土留壁工法におけるその施工
順序を示す平面図、第３図は硬化剤懸濁液を構成
する物質の配合割合と経時的強度を示す比較図、
第４図は第３図のグラフ図、第５図は硬化剤懸濁
液中の凝結遅延剤量による一軸圧縮強度変化を示
したグラフ図である。 １，２，３，４，５は孔、６，７，８，９は鋼
矢板、１０はジヨイント部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所望地盤にアースーオーガー等によつて穿孔
   して穿孔個所の地盤を緩めると共に前記アースオ
   ーガーロツドを引抜きつつアースオーガーロツド
   の先端より硬化剤懸濁液を注入しながらオーガー
   ロツドを引抜いて硬化剤を土と置き換え、先に明
   けた孔に隣接した次の孔を同様にしてアースオー
   ガーで穿孔し、アースオーガーロツドの引抜時硬
   化剤懸濁液を注入し、これを繰り返して硬化剤懸
   濁液が注入された孔を連続して形成し、この連続
   して形成され硬化剤懸濁液が注入されている孔に
   所望の鋼矢板を順次連続させて建て込んで地中に
   土留壁を形成させる土留壁工法において、凝結遅
   延剤を適量添加した半水石膏と天然又は精製粘土
   の懸濁液、或いはこれにポルトランドセメントを
   適量混入したる硬化剤懸濁液を用いることによ
   り、硬化剤の凝結開始時間を任意に設定し、所望
   の初期強度に達した後の経時的強度増進を緩慢な
   らしめることによつて、爾后の鋼矢板の建込み、
   オーガー掘削の施工性を高め、騒音、振動の随伴
   をなくすることを特徴とする土留壁工法。