特許 6343445 土留め壁の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6343445

(24)【登録日】2018年5月25日

(45)【発行日】2018年6月13日

(54)【発明の名称】土留め壁の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/20 20060101AFI20180604BHJP

   E02D 3/12 20060101ALI20180604BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/20 101

   E02D3/12 102

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-267564(P2013-267564)

(22)【出願日】2013年12月25日

(65)【公開番号】特開2015-124478(P2015-124478A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年4月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】592245627

【氏名又は名称】京浜急行電鉄株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390002233

【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078330

【弁理士】

【氏名又は名称】笹島 富二雄

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100087505

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100167025

【弁理士】

【氏名又は名称】池本 理絵

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100136227

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷 玲子

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100114591

【弁理士】

【氏名又は名称】河村 英文

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100154298

【弁理士】

【氏名又は名称】角田 恭子

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100161001

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 篤司

(74)【代理人】

【識別番号】100179154

【弁理士】

【氏名又は名称】児玉 真衣

(72)【発明者】

【氏名】根岸 範明

(72)【発明者】

【氏名】東田 卓也

(72)【発明者】

【氏名】板橋 信男

(72)【発明者】

【氏名】新保 貴光

(72)【発明者】

【氏名】大橋 祐一

【審査官】 西田 光宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５０−０２８１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７１９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７３３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９０９６７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１１１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０７２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４６７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１４２２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ３／１２

Ｅ０２Ｄ ５／０６

Ｅ０２Ｄ ５／１８

Ｅ０２Ｄ ５／２０

Ｅ０２Ｄ ２７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の場所打ち杭と複数の地盤改良杭とにより構成される土留め壁の構築方法であって、
各々が単軸場所打ち杭工法により形成される複数の前記場所打ち杭を、互いに間隔を空けて地盤に形成する工程と、
前記間隔を塞ぐように高圧噴射撹拌工法により前記地盤改良杭を形成する工程と、
前記地盤改良杭の固結前に前記地盤改良杭に芯材を建て込む工程と、
を含み、
前記単軸場所打ち杭工法では、単軸の第１ロッドの下端に取り付けられたビット、又は、単軸のオーガーを回転させつつ下降させることで地盤への削孔が行われ、
前記地盤改良杭の外径は、隣り合う前記場所打ち杭同士の間の距離よりも大きく、かつ、前記場所打ち杭の外径以上であり、
前記地盤改良杭は、その両側面が凹形状をなす一方、前記場所打ち杭は、その両側面が、前記凹形状に対応する凸形状をなし、
前記場所打ち杭は円形断面を有し、この円形の外周面の一部が前記凸形状をなし、
前記土留め壁は、既存の鉄道の軌道に近接する狭隘部に構築され、
前記土留め壁の水平延在方向と前記軌道の延在方向とは略平行である、
土留め壁の構築方法。

【請求項2】

前記高圧噴射撹拌工法では、
隣り合う前記場所打ち杭同士の間の地盤にボーリング孔を形成し、
先端部にノズルを設けた第２ロッドを前記ボーリング孔に挿入し、
固化材を含む高圧流体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記第２ロッド及び前記ノズルを回転させると共に、前記第２ロッド及び前記ノズルを引き上げて、前記ボーリング孔より大径である前記地盤改良杭を形成する、
請求項１に記載の土留め壁の構築方法。

【請求項3】

前記高圧流体は、前記固化材の硬化を遅延させる遅延材を更に含む、請求項２に記載の土留め壁の構築方法。

【請求項4】

隣り合う前記場所打ち杭同士の間の地盤に前記ボーリング孔を形成するに先立って、前記地盤改良杭の形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床堀りして、凹部を形成する、請求項２又は請求項３に記載の土留め壁の構築方法。

【請求項5】

前記地盤改良杭は、平面視で、前記凹部の周縁によって囲まれる領域内に形成される、請求項４に記載の土留め壁の構築方法。

【請求項6】

前記単軸場所打ち杭工法では、
前記ビット又は前記オーガーを有する単軸穿孔機を用いて地盤に掘削孔を形成し、
該掘削孔内に芯材を建て込み、
前記掘削孔にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートを注入して、前記場所打ち杭を形成する、
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の土留め壁の構築方法。

【請求項7】

前記単軸場所打ち杭工法における施工機械の本体のサイズが、ＳＭＷ工法（登録商標）における施工機械の本体のサイズよりも小さい、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の土留め壁の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土留め壁の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル構造物等の地下構造物を施工する際には、施工エリアに土留め壁を構築して、この土留め壁を用いて、施工エリアに対する土留め及び止水を行いながら内部の掘削を行うことが多い。

【0003】

この土留め壁を狭隘部にて施工するときには、その施工エリアが限られているので、施工機械の本体のサイズが大きいＳＭＷ工法（登録商標）等を採用することが難しい。それゆえ、当該施工エリアでは、土留め壁の施工において、施工機械の本体のサイズが小さい単軸場所打ち杭工法（例えばＢＨ工法又はＰＩＰ工法）を用いる単軸場所打ち杭地下連続壁工法が採用され得る。この単軸場所打ち杭地下連続壁工法は、非特許文献１にて開示されている。単軸場所打ち杭地下連続壁工法では、本体のサイズが小さい単軸穿孔機を用いて、連続的に杭を施工して、柱列状の土留め壁を構築する。

【0004】

また、特許文献１は、柱列状の土留め壁の構築方法として、複数の先行杭（応力材挿入固結体）を互いに間隔を空けて地盤に形成する工程と、この間隔を塞ぐように後行杭（応力材非挿入固結体）を地盤に形成する工程とを含むことを開示している。ここで、特許文献１では、先行杭と後行杭との双方が、いわゆる高圧噴射撹拌工法により形成されており、先行杭の固結前に、先行杭に芯材（応力材）が建て込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３８９４５１９号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】２００６年制定トンネル標準示方書（開削工法・同解説）、（社）土木学会

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、単軸場所打ち杭地下連続壁工法では、単軸のロッド下端に取り付けられたビット、又は、単軸のオーガーを回転させつつ下降させることで地盤への削孔が行われる。このため、例えばモルタル製の先行杭を形成した後、先行杭に接するように後行杭を形成する場合において、後行杭形成のための削孔を行うときに、固結した先行杭にビット又はオーガーが回転しながら接触しかねず、ひいては、大きな振動や騒音が発生しかねない。また、固結した先行杭にビット又はオーガーが回転しながら接触すると、ビット又はオーガーが先行杭から反力を受けて回転中心がずれ、その結果、後行杭の施工精度が低下するおそれがあった。それゆえ、後行杭に芯材を精度よく建て込むことが難しかった。

【0008】

また、高圧噴射撹拌工法では、例えば、地盤にボーリング孔を形成し、先端部にノズルを設けたロッドをボーリング孔に挿入し、固化材を含む高圧流体をノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド及びノズルを回転させると共に、ロッド及びノズルを引き上げて、ボーリング孔より大径である柱状の杭（地盤改良杭）を形成する。この地盤改良杭の外径は、主として、地盤の強度と、ロッド及びノズルの引き上げ速度とによって決まる。しかしながら、ロッド及びノズルの引き上げ速度は経験則に基づいて決定されることが多い。また、標準貫入試験（ＪＩＳ Ａ １２１９）によってＮ値を求めて地盤の強度を推定しても、この推定した地盤の強度と施工時の実際の地盤の強度との間には差が生じかねない。それゆえ、形成される地盤改良杭の外径が不安定になるおそれがあるので、その分を見込んで、地盤改良杭を大径化する必要があった。従って、高圧噴射撹拌工法により先行杭を形成する場合には、先行杭を大径化する必要があり、その分、後行杭の形成可能スペースが制限され、ひいては、後行杭に芯材を精度よく建て込むことが難しかった。

【0009】

本発明は、このような実状に鑑み、土留め壁施工時の騒音や振動の発生を抑制すると共に、後行杭に芯材を精度よく建て込むことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

そのため本発明では、複数の場所打ち杭と複数の地盤改良杭とにより構成される土留め壁の構築方法として、各々が単軸場所打ち杭工法により形成される複数の場所打ち杭を、互いに間隔を空けて地盤に形成する工程と、前記間隔を塞ぐように高圧噴射撹拌工法により地盤改良杭を形成する工程と、地盤改良杭の固結前に地盤改良杭に芯材を建て込む工程と、を含む。単軸場所打ち杭工法では、単軸の第１ロッドの下端に取り付けられたビット、又は、単軸のオーガーを回転させつつ下降させることで地盤への削孔が行われる。地盤改良杭の外径は、隣り合う場所打ち杭同士の間の距離よりも大きく、かつ、場所打ち杭の外径以上である。地盤改良杭は、その両側面が凹形状をなす。場所打ち杭は、その両側面が、前記凹形状に対応する凸形状をなす。場所打ち杭は円形断面を有し、この円形の外周面の一部が前記凸形状をなす。ここで、前記土留め壁は、既存の鉄道の軌道に近接する狭隘部に構築され、前記土留め壁の水平延在方向と前記軌道の延在方向とは略平行である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、先行杭である場所打ち杭を単軸場所打ち杭工法により複数形成し、先行杭同士の間の間隔を塞ぐように、高圧噴射撹拌工法により、後行杭である地盤改良杭を形成する。また、後行杭の固結前に後行杭に芯材を建て込む。これにより、後行杭施工時に、前述のようなビット又はオーガーが回転しながら先行杭に接触することがないので、後行杭施工時の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、先行杭を単軸場所打ち杭工法によって精度よく形成することができるので、前述のような先行杭の大径化が不要となる。従って、後行杭の形成可能スペースを十分に確保することができるので、後行杭に芯材を精度よく建て込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態における土留め壁を示す斜視図

【図2】土留め壁の平面図

【図3】掘削装置の概略構成を示す説明図

【図4】地盤改良杭形成装置の概略構成を示す説明図

【図5】土留め壁の構築方法を示す図

【図6】土留め壁の構築方法を示す図

【図7】土留め壁の構築方法を示す図

【図8】固結前の地盤改良杭を示す図

【図9】ピット、及び、固結前の地盤改良杭を示す図

【図10】固結前の地盤改良杭に芯材を建て込む工程を示す図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態における土留め壁を示す斜視図である。図２は土留め壁の平面図であり、図１の部分Ｐに対応している。尚、図１に示す土留め壁の高さ方向ｈと水平延在方向ｗと厚さ方向ｔとは、互いに直交しているとして、以下説明する。また、本実施形態では、既存の鉄道の軌道等に近接する狭隘部に土留め壁を構築する場合について説明するが、土留め壁が構築される狭隘部はこれに限らない。

【0014】

土留め壁１は、図示しない地下構造物の構築施工時に、施工エリアに対する土留め及び止水を行うことを目的として構築されるものである。
土留め壁１は、近接する鉄道の軌道２に対して略平行に延在する。換言すれば、土留め壁１の水平延在方向ｗと軌道２の延在方向とは略平行である。ここで、土留め壁１の水平延在方向ｗとは、土留め壁１の延在方向のうち水平方向に対応する方向を意味する。
土留め壁１と軌道２との間における施工エリア３の地面上には、後述する掘削装置６０の本体６１や地盤改良杭形成装置８０の本体８１等が設置され得る。

【0015】

土留め壁１は、複数の場所打ち杭４と、複数の地盤改良杭５とにより構成される。場所打ち杭４と地盤改良杭５とは、それぞれ、鉛直方向に延在している。土留め壁１では、その水平延在方向ｗに沿って、場所打ち杭４と地盤改良杭５とが交互に１列に並んで配置されている。

【0016】

場所打ち杭４は円形断面を有しており、先行杭として地盤に形成される。本実施形態では、複数の場所打ち杭４が、土留め壁１の水平延在方向ｗに互いに間隔を空けて地盤に形成される。場所打ち杭４は、単軸場所打ち杭工法（例えばＢＨ工法又はＰＩＰ工法）を用いて地盤に形成される柱状体である。尚、本実施形態では、単軸場所打ち杭工法の一例としてＢＨ工法を挙げて以下説明するが、土留め壁１の構築に用いられる単軸場所打ち坑工法はこれに限らない。
場所打ち杭４は、その円形の外周面の一部（両側面）が、地盤改良杭５の凹面部５１に対応する凸面部４１をなしている。すなわち、場所打ち杭４の凸形状の両側面が凸面部４１である。

【0017】

地盤改良杭５は、後行杭として地盤に形成される。本実施形態では、地盤改良杭５は、隣り合う場所打ち杭４同士の間の間隔を塞ぐように地盤に形成される。地盤改良杭５は、高圧噴射撹拌工法により形成される柱状体である。
地盤改良杭５では、その円形の外周面の一部（両側面）に凹面部５１が形成されている。すなわち、地盤改良杭５の凹形状の両側面が凹面部５１である。この凹面部５１は、場所打ち杭４の外周面（凸面部４１）に対応するように、弓形に湾曲している。

【0018】

場所打ち杭４は、その凸面部４１にて、地盤改良杭５の凹面部５１に接触している。これにより、場所打ち杭４と地盤改良杭５とが、凸面部４１及び凹面部５１にて連結されて一体化されるので、当該連結部での止水性が確保される。
地盤改良杭５の外径Ｄ１は、場所打ち杭４の外径Ｄ２以上であり、好ましくは、場所打ち杭４の外径Ｄ２よりも大きい。本実施形態において、地盤改良杭５の外径Ｄ１は例えば９００ｍｍ程度であり、場所打ち杭４の外径Ｄ２は例えば６５０ｍｍ程度である。
また、地盤改良杭５の外径Ｄ１は、隣り合う場所打ち杭４同士の間の距離よりも大きい。

【0019】

場所打ち杭４と地盤改良杭５とには、それぞれ、芯材６が建て込まれている。芯材６は、例えばＨ形鋼材であり、そのウェブ６ａの両端部にフランジ６ｂを有する。芯材６は鉛直方向に延びている。本実施形態では複数の芯材６が土留め壁１の水平延在方向ｗに沿って等間隔に配置されている。尚、芯材６については、その一対のフランジ６ｂ同士が、土留め壁１の厚さ方向ｔにて互いに対向するように、土留め壁１内に配置されている。

【0020】

次に、場所打ち杭４用の掘削孔４５を形成するための掘削装置６０について、図３を用いて説明する。
図３は、掘削装置６０の概略構成を示す。
掘削装置６０はいわゆる単軸穿孔機であり、その本体６１と、安定液タンク６２と、グラウトポンプ６３と、サンドポンプ６４と、残土タンク６５とにより構成される。

【0021】

本体６１は、グラウトポンプ６３に安定液供給管６６を介して接続されている。グラウトポンプ６３から安定液供給管６６を介して供給された安定液は、ウォータスイベル６８によってロッド管（第１ロッド）６９の上端開口部からロッド管６９内に導入される。ウォータスイベル６８は、回転するロッド管６９内に継続して安定液を導入できるようになっている。ロッド管駆動機７０は、ロッド管６９を掘削孔４５内に回転させつつ挿入する。ロッド管６９の下端にはビット７１が設けられており、掘削孔４５の掘削が行えるようになっている。ロッド管６９内に導入された安定液は、ロッド管６９の下端開口部から掘削孔４５内に供給される。

【0022】

サンドポンプ６４は、掘削孔４５において安定液と掘削による土砂とが混合してできた泥水を、掘削孔４５から排出する。サンドポンプ６４は、掘削孔４５から排出した泥水を、泥水排出管７２を介して安定液タンク６２に送出する。

【0023】

１次スクリーン７３では、サンドポンプ６４から泥水排出管７２を介して送られてきた泥水から比較的に粒径の大きい土砂を抽出する。１次スクリーン７３は比較的に粗いスクリーンであるため、１次スクリーン７３を通った粒径の小さい土砂と安定液とは、安定液タンク６２内に落ちる。一方、１次スクリーン７３によって捕らえられた粒径の大きい土砂は、残土タンク６５内に収容される。

【0024】

安定液タンク６２内の安定液は、サイクロンスクリーン管７４によって、サイクロンスクリーン７５に送出される。サイクロンスクリーン７５では、遠心分離方式により、比較的に粒径の小さい土砂を安定液から抽出する。粒径の小さい土砂が抽出された安定液は、比較的に細かいスクリーンである２次スクリーン７６と、比較的粗いスクリーンである１次スクリーン７３とを通って、安定液タンク６２内に落ちる。一方、サイクロンスクリーン７５、２次スクリーン７６および１次スクリーン７３によって抽出された土砂は、残土タンク６５内に収容される。

【0025】

安定液タンク６２内の安定液は、２次スクリーン管７７によって、２次スクリーン７６上に供給され、安定液中に残存する土砂を抽出される。土砂を抽出された安定液は、２次スクリーン７６と１次スクリーン７３とを通って、安定液タンク６２内に落ちて回収される。２次スクリーン７６及び１次スクリーン７３によって抽出された土砂は、残土タンク６５内に収容される。このようにして、安定液タンク６２は、泥水から安定液を回収することができるようになっている。

【0026】

グラウトポンプ６３は、グラウトポンプ管７８を介して安定液タンク６２から安定液を吸引し、安定液供給管６６を介して本体６１に安定液を供給する。

【0027】

掘削装置６０による掘削孔４５の掘削時には、本体６１のロッド管駆動機７０がロッド管６９を回転させて、ロッド管６９の下端に設けられたビット７１によって、掘削孔４５を掘削する。グラウトポンプ６３は安定液タンク６２から安定液をロッド管６９内に供給する。ロッド管６９の下端開口部から掘削孔４５内に供給された安定液は、掘削による土砂と混合し、泥水となる。掘削孔４５内から排出される泥水は、サンドポンプ６４によって安定液タンク６２に回収され、土砂が抽出される。このようにして、掘削装置６０による穿孔が進められて、地盤に掘削孔４５が形成される。

【0028】

次に、地盤改良杭形成装置８０について図４を用いて説明する。
図４は、地盤改良杭形成装置８０の概略構成を示す。
地盤改良杭形成装置８０は、高圧噴射撹拌工法により地盤に地盤改良杭５を形成する装置である。地盤改良杭形成装置８０は、その本体８１とロッド（第２ロッド）８２とにより構成される。また、ロッド８２の先端部（下端部）には噴射モニタ８３が設けられている。

【0029】

本体８１は、噴射液を貯蔵する噴射液タンク（図示せず）と、噴射液を超高圧・大流量（例えば、圧力：２０〜４０ＭＰａ程度、吐出流量：０．１〜０．６ｍ^３／分程度）で圧送可能な超高圧ポンプ（図示せず）と、エアーコンプレッサー（図示せず）とを備える。また、本体８１の正面には、ロッド８２を、その軸心を中心として回転させると共に、軸心に沿って引き上げ及び引き下げ可能に把持する把持部８４が取付けられている。

【0030】

噴射液は、セメント系の固化材と、遅延材とを含有する。本実施形態では、セメント系の固化材がセメントミルクであるとして以下説明するが、セメント系の固化材はこれに限らない。遅延材は、固化材の硬化を遅延させる機能を有しており、例えば、オキシカルボン酸塩を含有する。

【0031】

地盤改良杭５の形成予定場所には、ピット（凹部）８５が形成される。このピット８５は、地盤改良杭５の形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床掘りすることで形成される。ここで、地盤改良杭５の形成予定場所には、隣り合う場所打ち杭４同士の間の地盤が含まれる。本実施形態では、平面視で、ピット８５の周縁によって囲まれる領域内に、地盤改良杭５が形成される（図７（カ）及び（キ）参照）。

【0032】

ピット８５には、ロータリーボーリングマシン等の単軸穿孔機によって、ボーリング孔であるガイドホールＧＨが形成され、このガイドホールＧＨ内に、噴射モニタ８３及びロッド８２が挿入される。ここで、ガイドホールＧＨの直径Ｄ３は、地盤改良杭５の外径Ｄ１よりも小さい。
ロッド８２は、その上端側が地面から突出して把持部８４によって把持される。

【0033】

地盤改良杭５の形成時には、ロッド８２とガイドホールＧＨとの間の隙間を通ってスライム状の混練土（スライム）が上昇し、ピット８５に滞留する。このスライムは、ピット８５に設置されるサンドポンプ８６を介して、スライム貯留タンク８７内に排泥される。

【0034】

ロッド８２は、例えば、外管と内管とからなる二重管により構成される。
ロッド８２の上端部には、噴射液入口と圧縮空気入口を有するスイベル８８が接続され、ロッド８２の下端側には、カップリング（図示せず）を介して噴射モニタ８３が接続されている。
ロッド８２については、その内管がスイベル８８の噴射液入口と連通して噴射液の流路となり、また、内管と外管との間の隙間がスイベル８８の圧縮空気入口と連通して圧縮空気の流路となる。

【0035】

本体８１の噴射液タンク内の噴射液は、超高圧ポンプ、スイベル８８の噴射液入口を介してロッド８２の内管内に圧送される。また、本体８１のエアーコンプレッサーからの圧縮空気は、スイベル８８の圧縮空気入口を介してロッド８２の外管と内管との間の流路に圧送される。

【0036】

噴射モニタ８３は、ロッド８１の内管と連通する噴射液噴射ノズル（図示せず）と、前述の圧縮空気の流路と連通する圧縮空気噴射ノズル（図示せず）とを備える。すなわち、ロッド８２の先端部（下端部）には、噴射液噴射ノズル及び圧縮空気噴射ノズルが設けられている。
噴射液噴射ノズルの先端は、噴射モニタ８３の外周面の一部で径方向外向きに開口している。また、圧縮空気噴射ノズルの先端は、噴射液噴射ノズルの周囲で、径方向外向きに開口している。圧縮空気を噴射液噴射ノズルの周囲から噴射させることにより、噴射液を効率的に噴射させることができる。

【0037】

地盤改良杭形成装置８０を作動させて地盤改良杭５を形成するときには、まず、ガイドホールＧＨの下端部近傍に噴射モニタ８３が位置する状態にて、本体８１の超高圧ポンプ及びエアーコンプレッサーを駆動させて、ロッド８２内に、高圧の噴射液及び圧縮空気を圧送することで、噴射モニタ８３の噴射液噴射ノズルから高圧の噴射液を、ガイドホールＧＨの半径方向外方に向けて連続的に噴射させると共に、噴射液噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから圧縮空気を噴射させる。これにより、噴射液と圧縮空気とが混合したジェット流Ｊが形成される。ここで、ジェット流Ｊが本発明の「高圧流体」に対応する。また、ジェット流Ｊを噴射しつつ、ロッド８２を把持部８４により回転させる。このときに、ジェット流Ｊの圧力により、噴射モニタ８３の周囲の地盤が切削されると共に、掘削土と噴射液とが撹拌混練されて（すなわち混合されて）地盤改良がなされる（すなわちソイルモルタルが形成される）。これにより、ガイドポールＧＨより大径である、ソイルモルタル製の地盤改良杭５の底部が形成される。

【0038】

これに続けて、ジェット流Ｊを連続的に噴射させつつ、ロッド８２を把持部８４により回転駆動させながら所定の引き上げ速度で引き上げる。このロッド８２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット８５の近傍まで達するまで行われる。このようにして、ソイルモルタル製の地盤改良杭５が形成される（図８参照）。
この後、地盤改良杭５の固結前に、地盤改良杭５に芯材６が建て込まれる（図７（キ）及び図１０参照）。

【0039】

尚、地盤改良杭５の外径Ｄ１は、ジェット流Ｊの圧力及びロッド８２の引き上げ速度や土壌の強度等によって決まる。それゆえ、本実施形態では、地盤改良杭５の形成に先立って、標準貫入試験（ＪＩＳ Ａ １２１９）によってＮ値を求めて地盤の強度を推定し、この推定された地盤の強度に基づいて、所望の地盤改良杭５の外径Ｄ１が得られるように、ジェット流Ｊの圧力及びロッド８２の引き上げ速度（前述の所定の引き上げ速度）を設定する。

【0040】

次に、本実施形態における土留め壁１の構築方法について、図１〜図４に加えて、図５〜図１０を用いて説明する。
図５（ア）〜図７（キ）は、土留め壁１の構築方法を示す。図８は、固結前の地盤改良杭５を示す。図９は、ピット８５、及び、固結前の地盤改良杭５を示す。図１０は、固結前の地盤改良杭５に芯材６を建て込む工程を示す。

【0041】

まず、構築予定の土留め壁１の水平延在方向ｗに互いに間隔を空けて、複数の場所打ち杭４（先行杭）を地盤に形成する。この場所打ち杭４の形成では、単軸場所打ち杭工法（ＢＨ工法）が採用される。

【0042】

本実施形態における単軸場所打ち杭工法では、まず、図５（ア）に示すように、掘削装置６０により掘削孔４５を形成する。次に、掘削孔４５の形成後に、掘削装置６０を撤去する。次に、掘削孔４５内の泥水により孔壁の崩壊を抑制しつつ、図５（イ）に示すように、クローラークレーン９１（図１参照）等を用いて、掘削孔４５内に芯材６を建て込む。次に、掘削孔４５内にトレミー管（図示せず）を建て込んで、このトレミー管を介して、掘削孔４５内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートを注入する。また、この注入と並行して、掘削孔４５内から泥水を排出する。これにより、掘削孔４５内の泥水がソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートに置換される。この置換が完了した後に、トレミー管を撤去する。このようにして場所打ち杭４が形成される。

【0043】

この場所打ち杭４の形成を、構築予定の土留め壁１の水平延在方向ｗに間隔を空けて順次行う。これにより、土留め壁１を構成する複数の場所打ち杭４が地盤に形成される（図５（ウ）参照）。

【0044】

尚、本実施形態では、場所打ち杭４の上面が、ピット８５の底面の一部を構成するように、場所打ち杭４が形成される。
また、掘削孔４５に建て込まれる芯材６については、その上端部が、場所打ち杭４の上面及びピット８５の底面よりも上方に突出するように、掘削孔４５に建て込まれる（図９参照）。尚、掘削孔４５に建て込まれる芯材６については、その上端が、場所打ち杭４の上面と略面一になるように、掘削孔４５に建て込まれてもよい（図１参照）。

【0045】

次に、図６（エ）に示すように、複数のピット８５を形成する。これらピット８５は、形成予定の複数の地盤改良杭５の各々に対応するように地盤に凹設される。各ピット８５は平面視で矩形状をなし、その周壁が、複数の矢板８５ａ、８５ｂ、８５ｃと、場所打ち杭４の上面より突出する芯材６の上端部（特にウェブ６ａの上端部）とによって構成され得る。尚、図１に示すように、芯材６の上端が、場所打ち杭４の上面と略面一である場合には、ピット８５の周壁が、複数の矢板のみによって構成されてもよい。

【0046】

ピット８５の周壁を構成する複数の矢板８５ａは、各々の一方の面がピット８５の内方に向いており、他方の面が地盤に接触している。複数の矢板８５ａは、各々が、地面から下方に延びてピット８５の底面よりも下方にまで至っている。ここで、ピット８５の深さ（すなわち、前述の所定深さ）は、例えば１．５ｍ程度である。
ピット８５の周壁を構成する複数の矢板８５ｂ、８５ｃ、及び、芯材６の上端部は、隣接するピット８５同士を仕切る仕切り壁として機能している。複数の矢板８５ｂ、８５ｃ、及び、芯材６の上端部は、各々の上面が、地面から例えば０．５ｍ程度の深さに位置している。

【0047】

尚、地盤改良杭５の形成時には、各ピット８５内が泥水及び／又はスライムで満たされる。これにより、地盤改良杭５形成時の孔壁の崩壊（特に孔壁上端部の崩壊）を泥水圧等で抑制することができる。
また、本実施形態では、ピット８５の形成を、場所打ち杭４の形成後に開始しているが、ピット８５形成の開始時期はこれに限らない。すなわち、地盤改良杭５の形成前（例えば、ガイドホールＧＨの形成前）にピット８５の形成が完了するように、ピット８５の形成を開始すればよい。

【0048】

次に、場所打ち杭４のソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートが固結した後に、隣り合う場所打ち杭４同士の間を塞ぐように、高圧噴射撹拌工法により地盤改良杭５（後行杭）を形成する。

【0049】

本実施形態における高圧噴射撹拌工法では、まず、図６（オ）に示すように、隣り合う場所打ち杭４同士の間の地盤にガイドホールＧＨを形成する。次に、先端部（下端部）に噴射モニタ８３を設けたロッド８２をガイドホールＧＨに挿入する（図４参照）。次に、固化材及び遅延材を含むジェット流Ｊを、噴射モニタ８３から、ガイドホールＧＨの半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド８２及び噴射モニタ８３を回転させると共に、ロッド８２及び噴射モニタ８３を引き上げて、ガイドホールＧＨより大径であるソイルモルタル製の地盤改良杭５を形成する（図７（カ）、図８、及び図９参照）。

【0050】

次に、図７（キ）及び図１０に示すように、地盤改良杭５の固結前（詳しくは、前述の固化材の固結前）に、地盤改良杭５に芯材６を建て込む。この芯材６の建て込み時には、例えば、図１０に示すようなクローラークレーン９１により芯材６を吊り下げた状態で、鉛直軸を回転中心として芯材６を回転させつつ、芯材６の自重により、芯材６を地盤改良杭５内に挿入する。尚、芯材６の自重により芯材６を地盤改良杭５内に挿入することが難しい場合には（換言すれば、地盤改良杭５への芯材６の建て込み時に芯材６が高止まりする場合には）、小型油圧駆動の振動式杭打機（バイブロ機）により芯材６に振動を加えつつ、芯材６を地盤改良杭５に建て込んでもよい。
このようにして、場所打ち杭４と地盤改良杭５とが交互に１列に並ぶように、土留め杭１が構築される。

【0051】

本実施形態によれば、複数の場所打ち杭４と複数の地盤改良杭５とにより構成される土留め壁１の構築方法として、各々が単軸場所打ち杭工法により形成される複数の場所打ち杭４を、互いに間隔を空けて地盤に形成する工程（図５（ア）〜（ウ）参照）と、この間隔を塞ぐように高圧噴射撹拌工法により地盤改良杭５を形成する工程（図６（オ）及び図７（カ）参照）と、地盤改良杭５の固結前に地盤改良杭５に芯材６を建て込む工程（図７（キ）参照）と、を含む。これにより、後行杭施工時に、ジェット流Ｊにより地盤改良杭５が形成されるので、後行杭施工時の騒音や振動の発生を抑制することができる。また、先行杭（場所打ち杭４）を単軸場所打ち杭工法によって精度よく形成することができるので、地盤改良杭５の形成可能スペースを計画通りに十分に確保することができる。それゆえ、後行杭である地盤改良杭５に芯材６を精度よく建て込むことができる。

【0052】

また本実施形態によれば、高圧噴射撹拌工法では、隣り合う場所打ち杭４同士の間の地盤にボーリング孔（ガイドホールＧＨ）を形成し、先端部にノズル（噴射モニタ８３の噴射液噴射ノズル及び圧縮空気噴射ノズル）を設けたロッド８２をボーリング孔に挿入し、固化材を含む高圧流体（ジェット流Ｊ）を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド８２及び前記ノズルを回転させると共に、ロッド８２及び前記ノズルを引き上げて、ボーリング孔より大径である地盤改良杭５を形成する。これにより、比較的小型で簡素な構成の地盤改良杭形成装置８０を用いて、地盤改良杭５を形成することができる。

【0053】

また本実施形態によれば、高圧流体（ジェット流Ｊ）は、固化材の硬化を遅延させる遅延材を更に含む。これにより、地盤改良杭５に芯材６を建て込むための作業時間を十分に確保することができるので、芯材６を地盤改良杭５に精度よく建て込むことができる。

【0054】

また本実施形態によれば、隣り合う場所打ち杭４同士の間の地盤にボーリング孔（ガイドホールＧＨ）を形成するに先立って、地盤改良杭５の形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床堀りして、凹部（ピット８５）を形成する。これにより、地盤改良杭５の形成時にロッド８２とガイドホールＧＨとの間の隙間を通って上昇するスライムをピット８５内に滞留させることができる。

【0055】

また本実施形態によれば、地盤改良杭５は、平面視で、凹部（ピット８５）の周縁によって囲まれる領域内に形成される。それゆえ、地盤改良杭５の形成時に、ピット８５内を泥水及び／又はスライムで満たすことにより、地盤改良杭５形成時の孔壁の崩壊（特に孔壁上端部の崩壊）を泥水圧等で抑制することができる。

【0056】

また本実施形態によれば、単軸場所打ち杭工法では、単軸穿孔機（掘削装置６０）を用いて地盤に掘削孔４５を形成し、掘削孔４５内に芯材６を建て込み、掘削孔４５にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートを注入して、場所打ち杭４を形成する。これにより精度のよい先行杭を形成することができる。

【0057】

また本実施形態によれば、地盤改良杭５は、その両側面が凹形状（凹面部５１）をなす一方、場所打ち杭４は、その両側面が、前記凹形状（凹面部５１）に対応する凸形状（凸面部４１）をなす。これにより、場所打ち杭４と地盤改良杭５とが、凸面部４１及び凹面部５１にて連結されて一体化されるので、当該連結部での止水性を確保することができる。

【0058】

また本実施形態によれば、場所打ち杭４は円形断面を有し、この円形の外周面の一部が凸形状（凸面部４１）をなすので、比較的簡易な構成で、場所打ち杭４と地盤改良杭５との連結を実現することができる。

【0059】

また本実施形態によれば、地盤改良杭５の外径Ｄ１が場所打ち杭４の外径Ｄ２以上である。これにより、場所打ち杭４と地盤改良杭５との連結部での止水をより確実なものとすることができる。

【0060】

尚、本実施形態では、土留め壁１の構築に用いられる単軸場所打ち杭工法の一例としてＢＨ工法を挙げて説明したが、土留め壁１の構築に用いられる単軸場所打ち坑工法はこれに限らない。例えば、単軸場所打ち杭工法としてＰＩＰ工法を用いてもよい。

【0061】

また、本実施形態では、芯材６としてＨ形鋼材を例に挙げて説明したが、芯材６の構成はこれに限らず、芯材６は、例えば、Ｉ形鋼材、Ｃ形鋼材、鋼管杭、又は鋼矢板であってもよい。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
請求項１：
複数の場所打ち杭と複数の地盤改良杭とにより構成される土留め壁の構築方法であって、
各々が単軸場所打ち杭工法により形成される複数の前記場所打ち杭を、互いに間隔を空けて地盤に形成する工程と、
前記間隔を塞ぐように高圧噴射撹拌工法により前記地盤改良杭を形成する工程と、
前記地盤改良杭の固結前に前記地盤改良杭に芯材を建て込む工程と、
を含む、土留め壁の構築方法。
請求項２：
前記高圧噴射撹拌工法では、
隣り合う前記場所打ち杭同士の間の地盤にボーリング孔を形成し、
先端部にノズルを設けたロッドを前記ボーリング孔に挿入し、
固化材を含む高圧流体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッド及び前記ノズルを回転させると共に、前記ロッド及び前記ノズルを引き上げて、前記ボーリング孔より大径である前記地盤改良杭を形成する、
請求項１に記載の土留め壁の構築方法。
請求項３：
前記高圧流体は、前記固化材の硬化を遅延させる遅延材を更に含む、請求項２に記載の土留め壁の構築方法。
請求項４：
隣り合う前記場所打ち杭同士の間の地盤に前記ボーリング孔を形成するに先立って、前記地盤改良杭の形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床堀りして、凹部を形成する、請求項２又は請求項３に記載の土留め壁の構築方法。
請求項５：
前記地盤改良杭は、平面視で、前記凹部の周縁によって囲まれる領域内に形成される、請求項４に記載の土留め壁の構築方法。
請求項６：
前記単軸場所打ち杭工法では、
単軸穿孔機を用いて地盤に掘削孔を形成し、
該掘削孔内に芯材を建て込み、
前記掘削孔にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートを注入して、前記場所打ち杭を形成する、
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の土留め壁の構築方法。
請求項７：
前記地盤改良杭は、その両側面が凹形状をなす一方、前記場所打ち杭は、その両側面が、前記凹形状に対応する凸形状をなす、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の土留め壁の構築方法。
請求項８：
前記場所打ち杭は円形断面を有し、この円形の外周面の一部が前記凸形状をなす、請求項７に記載の土留め壁の構築方法。
請求項９：
前記地盤改良杭の外径が前記場所打ち杭の外径以上である、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の土留め壁の構築方法。

【符号の説明】

【0062】

１ 土留め壁
２ 軌道
３ 施工エリア
４ 場所打ち杭
５ 地盤改良杭
６ 芯材
６ａ ウェブ
６ｂ フランジ
４１ 凸面部
４５ 掘削孔
５１ 凹面部
６０ 掘削装置
６１ 本体
６２ 安定液タンク
６３ グラウトポンプ
６４ サンドポンプ
６５ 残土タンク
６６ 安定液供給管
６８ ウォータスイベル
６９ ロッド管
７０ ロッド管駆動機
７１ ビット
７２ 泥水排出管
７３ １次スクリーン
７４ サイクロンスクリーン管
７５ サイクロンスクリーン
７６ ２次スクリーン
７７ ２次スクリーン管
７８ グラウトポンプ管
８０ 地盤改良杭形成装置
８１ 本体
８２ ロッド
８３ 噴射モニタ
８４ 把持部
８５ ピット（凹部）
８５ａ、８５ｂ、８５ｃ 矢板
８６ サンドポンプ
８７ スライム貯留タンク
８８ スイベル
９１ クローラークレーン
ＧＨ ガイドホール（ボーリング孔）
Ｊ ジェット流
ｈ 土留め壁の高さ方向
ｔ 土留め壁の厚さ方向
ｗ 土留め壁の水平延在方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】