特開 2022-92192 山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022092192

(43)【公開日】2022-06-22

(54)【発明の名称】山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/20 20060101AFI20220615BHJP

   E02D 13/02 20060101ALI20220615BHJP

【ＦＩ】

E02D5/20 101

E02D13/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020204845

(22)【出願日】2020-12-10

(71)【出願人】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】茂木 拓也

(72)【発明者】

【氏名】青木 友和

(72)【発明者】

【氏名】上田 大裕

【テーマコード（参考）】

2D049

2D050

【Ｆターム（参考）】

2D049EA02

2D049GD03

2D049GE03

2D050DB05

2D050EE07

(57)【要約】

【課題】簡易かつ安価に、必要な位置のみに芯材が建て込まれたソイルセメント連続壁を形成することを可能とした山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁を提案する。
【解決手段】地盤を削孔して掘削孔４を形成する削孔工程と、掘削孔４内に芯材３を建て込む芯材建込工程とを備える山留壁構築方法である。削孔工程では、掘削孔４内において原位置土とセメントスラリーとを混錬してソイルセメント６を生成する。芯材建込工程では、芯材３の上端部を保持するヤットコ７を利用して芯材３を所定の深さ以深に挿入する挿入作業と、地上に設置された架台で芯材３を吊持する受代え作業と、芯材３を吊持した状態でヤットコ７を引き抜く引抜作業とを行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を削孔して掘削孔を形成する削孔工程と、
前記掘削孔内に芯材を建て込む芯材建込工程と、を備える山留壁構築方法であって、
前記削孔工程では、前記掘削孔内において原位置土とセメントスラリーとを混錬してソイルセメントを生成し、
前記芯材建込工程では、前記芯材の上端部を保持するヤットコを利用して前記芯材を所定の深さ以深に挿入する挿入作業と、地上に設置された架台で前記芯材を吊持する受け替え作業と、前記芯材を吊持した状態で前記ヤットコを引き抜く引抜作業と、を行うことを特徴とする、山留壁構築方法。

【請求項2】

前記ソイルセメントを養生する養生工程をさらに備えており、
前記養生工程では、前記架台に保持された吊材により前記芯材を吊持した状態で養生した後、前記ソイルセメントに所定の強度が発現したら、前記吊材を撤去することを特徴とする、請求項１に記載の山留壁構築方法。

【請求項3】

前記芯材と前記ヤットコは、油圧ユニットに接続されたジョイントピンを介して連結されており、
前記引抜作業では、前記油圧ユニットを操作することにより、前記ジョイントピンによる連結を解除してから、前記ヤットコを引き抜くことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の山留壁構築方法。

【請求項4】

既存地下壁に沿って構築されたソイルセメント連続壁であって、
前記既存地下壁の下部から前記既存地下壁の下端よりも深い位置のみに芯材が配設されていることを特徴とするソイルセメント連続壁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の基礎や地下部分を構築する際に、建物の周辺地盤に山留壁を構築する場合がある。このような山留壁としては、原位置土とセメント系固化材とを混錬してソイルセメントを生成するソイルセメント連続壁（ＳＭＷ工法）が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
ソイルセメント連続壁では、芯材が略全高にわたって配設されているのが一般的である。一方、構造物の施工に支障になる場合や、構造物の施工後の外構工事や配管工事等に支障になる場合には、山留壁の不要な部分を撤去する場合がある。
ソイルセメント連続壁を撤去する場合には、芯材に付着したソイルセメントを除去した後、芯材を切断する必要があり、その作業に手間がかかる。また、撤去したソイルセメントの破片や芯材は産業廃棄物として処理するため、費用が嵩むとともに環境負荷低減化の妨げとなる。
そのため、特許文献２には、残置する芯材の上部に芯材の外径よりも大きな内径を有した鋼筒を被せた状態で山留壁を構築し、山留壁の内側に構造物を施工した後、鋼筒を引き抜くことで、山留壁の上部分を撤去する施工方法が開示されている。
また、特許文献３には、芯材をヤットコとともに掘削孔内に建て込んで山留壁を形成し、この山留壁の内側を掘削した後、ヤットコを回収する施工方法が開示されている。
特許文献２および特許文献３の施工方法では、芯材とともに鋼筒またはヤットコを掘削孔内に建て込んで山留壁を形成するため、芯材と同数の鋼筒またはヤットコが必要になり、コスト削減の妨げとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１５１４５０号公報

【特許文献2】特開２０１３－２２７７３７号公報

【特許文献3】実開平８－４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、簡易かつ安価に、必要な位置のみに芯材が建て込まれたソイルセメント連続壁を形成することを可能とした山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するための本発明の山留壁構築方法は、地盤を削孔して掘削孔を形成する削孔工程と、前記掘削孔内に芯材を建て込む芯材建込工程とを備えており、前記削孔工程では前記掘削孔内において原位置土とセメントスラリーとを混錬してソイルセメントを生成し、前記芯材建込工程では前記芯材の上端部を保持するヤットコを利用して前記芯材を所定の深さ以深に挿入する挿入作業と、地上に設置された架台で前記芯材を吊持する受け替え作業と、前記芯材を吊持した状態で前記ヤットコのみを引き抜く引抜作業とを行う。
かかる山留壁構築方法では、ヤットコを利用することで、芯材を所定の位置に配置する。また、ヤットコを引き抜くことで、上部に芯材が存在しないソイルセメント連続壁を構築できる。そのため、芯材を撤去するために要する手間や費用を削減できる。また、地上に設置された架台で芯材を吊持した状態でヤットコを引き抜くため、セメントスラリーが硬化する前にヤットコを抜き出すことができる。つまり、ヤットコを他の芯材の建込み作業に速やかに転用できるため、費用の低減化を図ることができる。
前記架台に保持された吊材により前記芯材を吊持した状態で養生した後、前記ソイルセメントに所定の強度が発現したら、前記吊材を撤去する養生工程をさらに備えていてもよい。このようにすると、所定の深さ位置に芯材が配設されたソイルセメント連続壁を構築できる。また、吊材を撤去するので、吊材がその後の施工の妨げになることもない。
また、油圧ユニットに接続されたジョイントピンを介して前記芯材と前記ヤットコを連結すれば、前記引抜作業において、前記油圧ユニットを操作することにより、前記ジョイントピンによる連結を解除してから前記ヤットコを引き抜くことできる。このようにすると、簡易な機構でありながらも、ソイルセメント内において芯材とヤットコとの接続を解除することができる。

【0006】

また、本発明のソイルセメント連続壁は、土留壁や既存構造物の外壁などの既存地下壁に沿って構築されたものであり、前記既存地下壁の下部から前記既存地下壁の下端よりも深い位置のみに芯材が配設されている。
かかるソイルセメント連続壁によれば、既存地下壁の下部以深にソイルセメント連続壁の芯材が配置されるので、既存地下壁の内側に構造物を構築する場合や、構造物への配管接続作業を行う場合に、ソイルセメント連続壁の芯材が作業の妨げになり難い。また、ソイルセメント連続壁は、既存地下壁よりも深く形成されているため、新設する構造物を既存地下壁よりも深い地下まで構築できる。

【発明の効果】

【0007】

本発明の山留壁構築方法およびソイルセメント連続壁によれば、簡易かつ安価に、必要な位置のみに芯材が建て込まれたソイルセメント連続壁を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る山留壁の断面図である。

【図2】本実施形態に係る山留壁構築方法のフローチャートである。

【図3】山留壁構築方法の施工状況を示す断面図であって、（ａ）は削孔工程、（ｂ）は芯材建込工程の挿入作業、（ｃ）は芯材建込工程の引抜作業である。

【図4】ヤットコを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は下端から望む平面図である。

【図5】芯材とヤットコの接合部を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。

【図6】受代え作業の施工状況を示す正面図であって、（ａ）は受け替え前、（ｂ）は受け替え後である。

【図7】本施工サイクルの掘削孔と次施工サイクルの掘削孔を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態では、既存建物を撤去した跡地に、既存建物の地下壁（既存地下壁１）の一部を利用して、既存建物（既存地下壁１）よりも深い地下部分を有する新設建物Ｓを構築する場合について説明する。新設建物Ｓは、既存地下壁１の内側に沿って山留壁２を構築した後、山留壁２の内側部分を掘削した領域に形成する。山留壁２は、既存地下壁１に沿って構築されたソイルセメント連続壁である。図１に山留壁２を示す。図１に示すように、山留壁２は、地表面から既存地下壁１の下端よりも深い位置まで形成されており、既存地下壁１の下部から既存地下壁１の下端１１よりも深く、かつ、新設建物Ｓの底面Ｓｂよりも深い位置に到達する範囲のみにＨ形鋼からなる芯材３が配設されている。また、本実施形態の山留壁２は、下端部（例えば下端から３ｍ程度の範囲）にも芯材３が配設されていない区間を有している。

【0010】

次に、本実施形態の山留壁構築方法を示す。図２に本実施形態の山留壁構築方法のフローチャートを示す。本実施形態の山留壁構築方法は、図２に示すように、削孔工程Ｓ１と、芯材建込工程Ｓ２と、養生工程Ｓ３とを備えている。
削孔工程Ｓ１では、地盤を削孔して掘削孔４を形成する。図３（ａ）に削孔工程Ｓ１の施工状況を示す。図３（ａ）に示すように、掘削孔４は、既存地下壁１の内面に沿って、孔底４１が既存地下壁１の下端よりも深い位置に到達するように削孔する。本実施形態では、３本の攪拌軸５１（図面では１本のみ表示）が並設された多軸混錬オーガー機５を利用して削孔を行う。削孔工程Ｓ１では、掘削孔４の掘削に伴い、攪拌軸５１から排出されたセメントスラリーを掘削孔４内において原位置土と混錬してソイルセメント６を生成する。なお、セメントスラリーの注入（掘削孔４の削孔）に伴って掘削孔４から排出される残土は搬出する。

【0011】

芯材建込工程Ｓ２では、掘削孔４内に芯材３を建て込む。図２に示すように、芯材建込工程Ｓ２では、挿入作業Ｓ２１、受け替え作業Ｓ２２および引抜作業Ｓ２３を行うことで、芯材３を所定の位置（深さ位置）に建て込む。図３（ｂ）に芯材建込工程Ｓ２の概要を示す。
挿入作業Ｓ２１では、図３（ｂ）に示すように、芯材３の上端部を保持するヤットコ７を利用して芯材３を所定の深さ位置に挿入する。まず、芯材３を掘削孔４内に挿入する。芯材３の頭部のみが掘削孔４から突出する位置まで芯材３を挿入したら、芯材３の頭部にヤットコ７を連結する（図５参照）。その後、ヤットコ７を介して、芯材３を所定の深さまで下降させる。
ヤットコ７は、芯材３を保持した状態で掘削孔４内に挿入されて、芯材３を掘削孔内の所定の深さ位置に誘導する。

【0012】

図４にヤットコ７を示す。図４に示すように、ヤットコ７は、Ｈ形鋼からなる本体部７１と、本体部７１のウェブ下端部から下方に突設されて芯材３のウェブに添接される一対の鋼材（例えば溝形鋼）からなる挟持部７２，７２と、本体部７１の両フランジ下端部から下方に突設されて芯材３のフランジ外面に添接されるガイド材７３とを備えている。本実施形態の本体部７１は、芯材３を構成するＨ形鋼と同じ断面のＨ形鋼により構成する。また、本実施形態の挟持部７２は、本体部７１にボルト接合されている。また、本実施形態のガイド材７３は、本体部７１のフランジに溶接されている。挟持部７２には、本体部７１からの突出部分に、芯材３との接合に使用するジョイントピンを挿通するためのピン挿通孔７４が形成されている。挟持部７２，７２のうち、本体部７１の下端から突出した部分は、芯材３のウェブを挿入可能な隙間をあけて対向している。また、本体部７１の下端から突出した部分における挟持部７２とガイド材７３との間には、芯材３のフランジを挿入可能な隙間が形成されている。

【0013】

図５に芯材３とヤットコ７との接合部を示す。本実施形態では、芯材３として、Ｈ形鋼を使用する。図５（ａ）～（ｃ）に示すように、芯材３は、ウェブをヤットコ７の挟持部７２同士の間に挿入し、かつ、フランジを挟持部７２とガイド材７３との間に挿入した状態で、ヤットコ７に連結されている。すなわち、芯材３は、挟持部７２同士の間およびガイド材７３同士の間に挿入されることで、ヤットコ７との軸心が一致または略一致するように誘導される。芯材３のウェブには、挟持部７２のピン挿通孔７４に対応する位置にピン挿通孔３１が形成されている。芯材３とヤットコ７は、ピン挿通孔３１、７４を挿通したジョイントピン７５を介して連結されている。ジョイントピン７５は、ジョイントピン７５のピン挿通孔７４への挿入または抜き出しを制御する油圧ユニット７６に接続されている。

【0014】

図５（ａ）に示すように、芯材３には、予め吊材８が接続されている。吊材８は、先端にネジ加工が施された鉄筋またはネジ鉄筋からなり、芯材３の上部に固定された長ナット３２に螺合することにより芯材３に接続されている。吊材８は、芯材３を所定の位置に配設した際に、上端部が掘削孔４から突出する長さを有している。芯材３を掘削孔４に挿入する際には、吊材８はヤットコ７のフランジとウェブとの角部に沿って延設されている。図５（ｂ）に示すように、ヤットコ７の本体部７１は、フランジの一部を切り欠くことにより形成された凹部７７を備えている。凹部７７は、吊材８を回転させて長ナット３２に螺合する際に、工具や作業員の腕などがフランジに接触することを防止するための切欠き部分である。本実施形態では、ヤットコ７を側面視したときに、凹部７７を通じて吊り材８を視認可能である。

【0015】

受け替え作業Ｓ２２では、地上に設置された架台９で芯材３を吊持する。図６に受け替え作業Ｓ２２の施工状況を示す。図６（ａ）に示すように、掘削孔４の上方の地上部には、予め架台９が形成されている。架台９は、鋼材（例えば、Ｈ形鋼）を組み合わせることにより形成されている。受け替え作業Ｓ２２では、図６（ｂ）に示すように、架台９に設けた受材９１に吊材８を係止することにより芯材３の荷重をヤットコ７から架台９に受け替える。
芯材３を架台９に係止させたら、次工区（隣接する掘削孔４）の削孔（削孔工程Ｓ１）を開始する。なお、当該工区がその日の最終工区の場合には、次工区の削孔は行なわない。図７に本工区の掘削孔４と次工区（次サイクル）の掘削孔４を示す。図７に示すように、隣り合う工区の掘削孔４同士は、部分的に重なり合っている。なお、図７では、受材９１を省略している。

【0016】

引抜作業Ｓ２３では、図３（ｃ）に示すように、芯材３を吊持した状態（芯材３を受材９１に係止させた状態）でヤットコ７のみを引き抜く。ヤットコ７の引き抜きは、隣接する掘削孔４の削孔が完了した後に行う（図７参照）。なお、当該工区がその日の最終工区の場合には、吊材８を架台９に係止させた段階でヤットコ７を掘削孔４から引き抜く。
引抜作業Ｓ２３では、油圧ユニット７６を操作することにより、ジョイントピン７５による連結を解除してから（芯材３とヤットコ７の接続を解除してから）、揚重機Ｍを利用してヤットコ７を引き上げる。

【0017】

養生工程Ｓ３では、ソイルセメント６を養生する。
養生工程Ｓ３では、図６（ｂ）に示すように、受材９１に吊材８に係止することで、芯材３を吊持した状態でソイルセメント６を養生する。養生によりソイルセメント６に所定の強度が発現したら、吊材８を撤去する（吊材８を回転させて長ナット３２から外し、掘削孔４から引き抜く）。

【0018】

所定の範囲に山留壁２を構築したら、既存地下壁１および山留壁２の内側部分を掘削して、新設建物Ｓの施工を行う（図１参照）。このとき、芯材３よりも浅い部分においては、既存地下壁１に設けられたブラケット１２に梁Ｓａを取り付ける。また、芯材３が配設された深さ位置における新設建物Ｓの地下部分では、山留壁２に設けられた（芯材３に固定された）ブラケット２１に梁Ｓａを接続する。

【0019】

本実施形態の山留壁構築方法によれば、山留壁２（ソイルセメント連続壁）の芯材３が既存地下壁１の下部以深に配置されるので、既存地下壁１の内側に新設建物Ｓを構築する場合や、新設建物Ｓへの配管接続作業を行う場合に、山留壁２の芯材３が作業の妨げになり難い。また、山留壁２は、既存地下壁１よりも深く形成されているため、新設建物を既存地下壁１よりも深い地下まで構築できる。
また、ヤットコ７を利用して芯材３を所定の位置（深さおよび平面位置）に配置でき、ヤットコ７を引き抜くことで、上部に芯材３が存在しないソイルセメント連続壁（山留壁２）を構築できる。そのため、山留壁２を部分的に撤去するために要する手間や費用を削減できる。

【0020】

また、ヤットコ７は、油圧ユニット７６に接続されたジョイントピン７５を介して芯材３と連結されているため、芯材３とヤットコ７との連結を容易に解除できる。そのため、簡易な機構でありながらも、ソイルセメント６内において芯材３とヤットコ７との接続を解除することができ、したがって、ヤットコ７の引抜作業も容易である。
ヤットコ７には凹部７７が形成されているため、芯材３に吊材８を設置する際に、ヤットコ７のフランジが邪魔になることがなく、作業性に優れている。
ヤットコ７と芯材３の連結部においては、芯材３のウェブがヤットコ７の挟持部７２，７２の間に挿入され、芯材３のフランジがヤットコ７の挟持部７２とガイド材７３に挿入されるため、ガタツキを極力抑えた状態で芯材３とヤットコ７とが連結される。したがって、掘削孔４に芯材３を挿入する際に、芯材３を精度よく配設することができる。

【0021】

また、地上に設置された架台９で吊材８を介して芯材３を吊持した状態でヤットコ７を引き抜くため、セメントスラリーが硬化する前にヤットコ７を抜き出すことができる。つまり、ヤットコ７を他の芯材３の建込み作業に速やかに転用できるため、費用の低減化を図ることができる。また、吊材８として鉄筋を使用して、芯材３を支持しているため、ヤットコ７を引き抜く際や引き抜いた後の振動等によって芯材３の位置がずれることを防止できる。
また、吊材８は、ソイルセメント６の養生後に撤去するため、新設建物施工時に山留壁２の不要な部分を撤去する際に吊材８が妨げになることがない。

【0022】

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限らず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、芯材３とヤットコ７との連結をジョイントピン７５により行う場合について説明したが、芯材３とヤットコ７との連結方法は限定されるものではなく、例えば、ジョイントピン７５以外の治具を用いてもよいし、把持手段などを用いてもよい。
また、前記実施形態では、ジョイントピン７５を油圧ユニット７６により制御する場合について説明したが、ジョイントピン７５の制御手段は限定されるものではなく、例えば、空気圧ユニット、磁力、電気的制御手段等を用いてもよい。
前記実施形態では、山留壁２の芯材３を既存地下壁の下部よりも深い位置に配設するものとしたが、芯材３を配設する深さ位置は限定されるものではなく、例えば、既存地下壁１の中間部よりも深い位置であってもよい。
前記実施形態では、既存地下壁１を利用して新設建物Ｓを施工する場合について説明したが、既存地下壁１は必ずしも新設建物Ｓの一部に使用する必要はない。

【符号の説明】

【0023】

１ 既存地下壁
２ 山留壁（ソイルセメント連続壁）
３ 芯材
３１ ピン挿通孔
３２ 長ナット
４ 掘削孔
５ 多軸混錬オーガー機
５１ 攪拌軸
６ ソイルセメント
７ ヤットコ
７１ 本体部
７２ 挟持部
７３ ガイド材
７４ ピン挿通孔
７５ ジョイントピン
７６ 油圧ユニット
７７ 凹部
８ 吊材
９ 架台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】