process and equipment 施工手順と装置 - nippon bauer · csm この工法は、築...

Pro

cess

CSM

Cutter Soil Mixing カッターソイルミキシング

Process and equipment 施工手順と装置

MBG xx – Bauer Maschinen GmbH, www.bauer.de

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CSM-ProcessCSM施工手順

セメント系スラリーと原位置の土砂を混合させるＣＳＭ工

法は、新しく有効な施工方法である。施工機械ＣＳＭ機は、

トレンチカッター技術をさらに改良・改造したものである。

この工法は、止水壁・土留壁・地盤改良等の基礎工事の構

築に適用される。

主に柔らかくまたは緩い土質（粘着性に関係なく）の安定

化のために使用されるが、バウアーのカッター技術を応用

しているため、他のソイルミキシング機と比較してはるか

に堅い層（硬質土）でも適用できる。

ＣＳＭ工法の主な優位性

・高い掘削能力。（硬質地盤でも施工可能）

・原位置の土砂を建築材料として使える。

・残土の発生が非常に少ない。（汚染された場所では重要な

要素である。）

・施工時に振動を伴わない。

・吊り下げ式の場合、最大 60ｍまで深度を伸ばすことが可

能である。

• .

http://www.bauer.de/

© BAUER Maschinen GmbH, 2/2013 CSM Cutter Soil Mixing

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施工手順

事前準備:

余剰のスラリーを集めるためのガイドトレンチを掘る。

Step 1:

掘削壁の中心に、カッターユニットをセットする。

特に、ガイドウォールを作る必要はありません。

1 2 3 4

Step 2:

カッターユニットは、連続的な速度で土の中に入っていく。土砂は

カッティングホイールで掘削され、同時に左右のカッティングホイ

ールの間から圧送されたスラリーと圧縮空気を出す。緩くなった土

砂とスラリーが完全に混ざる。圧縮空気は、カッター下降時に掘削

や撹拌に有効である。カッターホイールの回転方向は、適宜、変更

できる。カッティングティースは、垂直に取り付けられたリーマプ

レート間を通過するので、強制練りミキサーのような混練効果が得

られる。均質な壁を作るために、カッターの貫入速度や加圧された

スラリー量は、オペレーターによって最適と

なるように調整される。

流動性のある土砂は、機械の貫入(掘削)及び

引き上げ（撹拌）を容易にする。

Step 3:

設計深度に達すると、セメントスラリーを

連続的に加えながら、カッターユニットを

ゆっくり引き上げる。回転するホイールに

よって、新鮮なセメントスラリーと原位置

の土砂は、撹拌され流動化し、均質な土砂

となる。

Step 4:

完了した壁の中に、構造上の目的である補

強材が必要になる。一般的にはＨ鋼を挿入

する。通常浅い深度では自重で挿入する。

さらに、バイブロを挿入の補助として使う

場合もある。

芯材の間隔、Ｈ鋼の断面は土圧と土質の

特性強度等の結果によって設計される。

CSM Cutter Soil Mixing © BAUER Maschinen GmbH, 2/2013

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施工手順

連続壁は、先行パネルと後行パネルのラップによって形成され

る。

隣接した新鮮なパネルを掘削する片押し方式と先行パネルで既に

硬くなった間を後行パネルが掘る方式の二通りの

方法がある。

掘削と撹拌の施工は、１サイクル施工と２サイクル施工の二通り

がある。

550 –

1.2

00 m

m

2.400 / 2.800 mm 2.400 / 2.800 mm

P1 S1 P2

variable

2.400 / 2.800 mm

1サイクル施工

カッター下降時に、土砂の中にスラリーを注入している間、掘削、

撹拌、流動化、均質化などが行われている。掘削中は、圧縮空気

を送り込む。1ガット分に使用される量の約 70％のスラリーが、

下降時に圧送される。排泥土は、事前に掘っておいたトレンチか

沈殿池（排泥池）に溜めておき、あとで現場から除去される。

引き上げ時は、残りのスラリー量を土砂の中へ混ぜ合わせる。

ほとんどのスラリー量は、既にカッター下降時に混ぜ合わされて

いるため、引き上げの速度は速くなる。

パネル

CSM機

コンプレッサー

ミキサー

トレンチ

1サイクル施工の優位性

・補助的な土砂分離装置が必要ない。

・引き上げ速度が速い。

・掘削深度は 20ｍより浅く、均一な土質に優位である。

セメント

サイロ

ベントナイト

サイロ

セメント用

アジテーター圧送

ポンプ

バックホー


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2サイクル施工

掘削土砂にベントナイトスラリーを圧

送することによって、掘削時に土砂の

流動性と均質化が確保される。コンプ

レッサーの圧縮空気を加えることによ

って撹拌効果は、さらに増す。ベント

ナイトを含む排泥土は、ホースポンプ

で吸い上げられ、土砂が取り除かれる

土砂分離装置（デサンダー）に圧送さ

れる。その後、またＣＳＭ機に戻る。

排泥土が、ホースポンプで送るにはあ

まりにも重くなった場合、バックホー

またはスクラッチベルトでトレンチか

ら排泥土を取り除き、その後更なる処

理にホースポンプを使用して、土砂分

離装置（デサンダー）に送る。

トレンチ

ホースポンプ

r

設計深度に達した後、ベントナイトの

注入をやめ、セメントスラリーに置き

換える。引き上げ時に流動性のある土

砂とセメントスラリーは完全に混ざり

合う。引き上げ速度と流動性は、土砂

と混ぜられるセメントスラリーの設計

量になるように確実に調整する。

2サイクル施工の優位性

・作業が中断されたり、掘削深度が延長された時の安全性が増す。

・カッターホイールの消耗・摩耗を減らすことができる。

・排泥土処理のコストが下がる（スラリーの一定の割合が

再利用可能である。）

排泥土を乾燥した状態で簡単に取り除くことができる。

・難しい土質条件や掘削深度が延長されたときに優位性がある。

ベントナイト用

アジテータ

セメント用

アジテータ

土砂分離装置

土砂

土砂

スクラッ

チベルト

ホースポンプ


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施工要因

一般的な施工性は、次の現場の要因によって非常に影響を受け

る。

スラリーの仕様

一般的に CSMパネルの工事に使われる材料の構成要素として、セ

メント（普通ポルトランドセメント・高炉セメント）、ベントナ

イト、水である。

必要があれば添加剤を使用することも可能である。（可塑剤、遅

延剤）もしくは混和剤（フライアッシュなど）

ベントナイトスラリー使用時（2サイクル施工）に、ポリマー添加

剤が粘度、流体損失を低減させるという点で良好な結果を得るこ

とができる。

配合設計

配合設計は常に工事開始前に適合性テストによって決定されるべ

きである。

次表は、配合比率の初期設計の値である。あくまでも参考のため

だけに使用して下さい。

ベントナイト懸濁液（2サイクル施工の場合）

・約 20-40kg ベントナイト/㎥スラリー

・400L スラリー/㎥土砂（土砂の流動性確保のために最低量）

固化液の標準配合

止水壁土留壁

セメント kg/m3 slurry 250 – 450 750 – 1.200

ベントナイト kg/m3 slurry 15 – 30 15 – 30

w/c 比 2,0 – 4,0 0,5 – 1,0

配合設計は、施工方法（1サイクルか 2サイクル）によって違いま

す。

適用例

・止水壁（透水性、強度、塑性、侵食への安定性）

・土留壁（強度、透水性、芯材に取付を前提条件としての新しい

素材の塑性）

土質条件:

粒度分布、粒子サイズ、微粉の含有量、有機質含有量、密度、SPT

（N）値、空隙率、地下水位、

地下水の化学的性質は、主に影響を及ぼす要因である。

良い状態悪い状態

土の構造均一な土の構造層になっている土

土の種類緩い中密度砂礫、シルト質砂密から非常に密な土質、小石や礫が混在、堅い・硬質

土、粘性のある土、有機質な土（最終強度の低下）

現場状況長くて、直線的な壁凸凹な壁

深度壁の深さが 10ｍを超えるもの壁の深さが 10m未満のもの「 (移動、組立期間が施

工に影響)

In-situ sampling tool原位置サンプリングツール

壁の特性

止水壁土留壁

圧縮強度 qu MPa 0,5 – 2 5 – 15

透水係数 kf m/sec ca. 1x10-8

セメント量 kg/m3 soil 100 – 200 200 – 500


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現場施工例

限られた条件下での壁

CSM壁と再緊張パネル (Italy)

CSM 壁 (Netherlands)

CSM 壁と支保工(Netherlands)

トンネル立坑(USA)

CSM機


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掘削・撹拌用 BCMカッターユニット

BCM 5

BCM 10

BCM 5 BCM 10

トルク 0 – 57 kNm 0 – 100 kNm

回転数 0 – 35 U/min 0 – 30 U/min

高さ 2,35 m 2,8 m

壁長 2,4 m 2,8 m

壁厚 B 550 – 1.000 mm 640 – 1.200 mm

重量 (with wheels) * 5.200 kg 8.200 kg

* at min. panel width

ホイールの種類

ホイールは、地盤を切削し、土を緩めるため、

またスラリーを混ぜ合わせるように設計され

ている。

一般的な土質では、掘削能力か撹拌能力のど

ちらを優先するかどうかで、ホイールは決ま

る。カッターホイールは、地面を切削して地

中に入っていくとき地盤を壊し、そして緩ん

だ土砂と吐出されたスラリーとで十分に土砂

を混練します。

左右対称の台形状のティースホルダーは、DC

（両刃）ティースを取付け、両方（左右）の

回転方向でも切削でき、トラブルなく掘削・

撹拌ができる。カッターホイールの一組は、

4個の同一ホイールで構成され、さらにバウ

アー専用-タングスタッドの耐摩耗性は、コ

ストの低減になる。

四枚羽根（一列の歯並び）

・密な粘着性のない土砂を緩める

・石の混ざった砂レキ、粘着性土砂

・充分な撹拌能力（四枚のホルダー）

三枚羽根（一列の歯並び）

・密な粘着性のない土砂、石の混ざった砂

レキ

・堅い粘着性土砂

・充分な掘削能力（三枚のホルダー）

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ケリーガイドの CSM機

モノケリーバー（丸型）

BCMカッターユニットは、モノケリーバー（一本ケリー）シス

テムによって支えられている。丸型ケリーバー（φ368mm）は

最大掘削深度約 20メートルの施工で使用されている。掘削機

のマストにある二つのガイドスレッジは、ケリーバーを接続し、

押し力・引き力と回転力を並行して与える。油圧式ロック機構

が押し力・引き力をケリーバーに伝達し、カッターユニットを

+45°から-90°を回転可能とするガイドを装備している。

延長ケリーなしの丸型ケリーバー、回転機能付

カッターユニット出力

(kW)

引き力

(kN)

重量

(t)

全高

(m)

深度

(m) BG 24 BCM 5 313 330 80,0 22,7 14,5

BG 24 H BCM 5 313 330 / 530 83,0 21,9 15,0

BG 28 BCM 5 / BCM 10 354 330 90,0 26,2 18,0

BG 28 H BCM 5 / BCM 10 354 330 95,0 24,5 16,5

BG 30 BCM 5 / BCM 10 403 330 92,0 26,2 18,0

BG 36 BCM 5 / BCM 10 354 400 125,0 24,3 17,0

BG 39 BCM 5 / BCM 10 403 400 131,0 28,3 19,0

BG 40 BCM 5 / BCM 10 433 440 140,0 27,1 23,0

BG 42 BCM 5 / BCM 10 460 460 164,0 30,6 22,0

BG 46 BCM 5 / BCM 10 570 460 178,0 33,1 23,0

RG 16 T BCM 5 563 200 71,0 21,5 14,5

RG 19 T BCM 5 563 200 67,0 24,5 17,5

RG 21 T BCM 5 563 260 84,0 27,5 20,0

RG 18 S BCM 5 563 260 / 400 80,0 23,5 17,0

RG 22 S BCM 5 563 260 / 400 80,0 26,1 21,0

RG 25 S BCM 5 / BCM 10 563 400 / 600 105,0 29,5 23,0


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モノケリーバー（矩形型）

より深い掘削深度に対応して、BCMカッターユニットは、長方

形の断面（600×340mm）を持った矩形型ケリーバーによって保

持される。一連の長さは、組み立て式のケリーバーから構成さ

れている。矩形型ケリーバーは、マストの高さより、更に高く

延長できる。接続部は、全ての力を伝達し（特に曲げモーメン

トの結果は組立荷重から来ている。）また、同断面にするため

に保護材で覆われている。油圧ホース、スラリーパイプ、エア

ーホース等は、中空のケリーバーの内側に配置されている。延長ケリー付矩形型ケリーバー

カッターユニット出力

(kW)

引き力

(kN)

重量

(t)

全高

(m)

深度

(m) BG 28 * BCM 5 / BCM 10 354 580 / 830 130,0 42,0 35,0

BG 28 H BCM 5 / BCM 10 354 580 130,0 35,8 30,0

BG 30 * BCM 5 / BCM 10 403 580 / 830 132,0 42,0 35,0

BG 36 BCM 5 / BCM 10 354 650 131,0 36,0 30,0

BG 39 BCM 5 / BCM 10 403 690 165,0 38,0 32,0

BG 40 * BCM 5 / BCM 10 433 860 175,0 48,0 43,0

BG 42 BCM 5 / BCM 10 460 750 180,0 47,4 42,0

BG 46 * BCM 5 / BCM 10 570 910 190,0 49,0 43,0

RG 25 S BCM 5 / BCM 10 563 400 / 600 114,0 39,0 32,5

* with rotation facility as option


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油圧ドラムとブーム非回転回転可能非回転回転可能全高 (m) 6,6 – 8,1 8,6 6,6 – 8,1 8,6

作業時幅(m) * 8,0 min. 4,5 8,0 min. 4,5

最大掘削深度(m) 60 60 60 60

装備出力 (kW) 2 x 205 2 x 205 2 x 205 2 x 205

吊り下げタイプのＣＳＭ機

ワイヤーロープで吊り下げられた CSM機は、最小の占有面積で、

大深度を掘るために製作された。機種は、クアトロカッターとタ

ンデムカッターである。この機械のコンセプトは、４つの基本機

器から成る。ベースマシン、ホース巻き取り装置、ブーム、カッ

ターユニットである。

クアトロカッター

標準サイドカッター

タンデムカッター

* Width perpendicular to panel axis

標準サイドカッター


クアトロタンデム標準サイドカッター標準サイドカッター

2個×ＢＣＭ５

カッターユニット

(4 個のギアボックス)

1個×ＢＣＭ10

カッターユニット

(2 個のギアボックス)

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補助装置

このリストは、効率的な作業手順を確実にするため、補

助装置用の紹介している。

1サイクル・2サイクルの施工用

ミキシングプラント

ミキシングとポンプの組み合わせたプラント

スクラッチベルト

掘削溝の端に据え付け、さらに溝の中へ浸し、ベントナイトや排

泥土を自動的に脱水スクリーンまでスクラッチベルトで、かき揚

げる。この完全自動化された装置は、省力化に繋がる。

• ミキシングプラント

最低 20 m3/h

• 圧送ポンプ

リモートコントロール付可変流量ポンプ。吐出容量は、混合のス

ピードと掘削パネルの容量による。

(一般的に: 200 – 600 l/min, 12 – 15 bar)

• アジテータタンク

約 3 – 5 m3 （セメントスラリーの緩衝用）

• サイロ

スクリューコンベアによるセメント用・ベントナイト用

• バックホー

ガイドトレンチの掘削、施工現場のメインテナンス、排泥土の集

積・積み込み用

• ホース類

アジテータから掘削機へセメント・ベントナイトスラリーを運ぶ。

一般的に 1.5インチから 2インチのゴムホース（現場状況に合った長

さ）

• コンプレッサー

7 – 14 bar / 7 – 10 m3/min (空気が、撹拌を助ける。)

• 補助クレーン、バイブロ(オプション)

汎用の芯材や他の補強材を土留壁のパネルに入れる。クレーンの容

量は、芯材の長さ・重さ、バイブロの重さ等によって決める。

2サイクルの施工用（追加）

• アジテータタンク

ベントナイトスラリーの緩衝用

• ホースポンプ (オプション)

トレンチから土砂分離装置（デサンダー）へ排泥スラリーを圧送

する。

• スクラッチベルト（オプション）

トレンチから最初の振動篩機に排泥スラリーを運ぶ。

• 土砂分離装置（オプション）

排泥スラリーから土砂を分ける。

• 簡易スクリーン（オプション）

掘削溝の近くに設置し、高濃度の排泥スラリーを事前に篩にかけ

る。

簡易スクリーンユニット


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品質管理

出来高要素の管理（オペレーターの画面に表示されているもの）

電子監視·制御システム B-tronicは、すべての CSM機に取り付

けることができる。このデータ収集システムは、一般的な機械

の機能と同様に、施工管理の要素を監視および制御する。

下記のような施工データを連続的に収集し、可視化し、保存する。

掘削深度

・掘削量

・ホースのスラリーの圧力

・掘削中の土圧

・吐出量対時間軸

・吐出量対深度軸

・傾斜（２方向Ｘ，Ｙ）

・カッターの速度

・掘削機のデータ

文書


すべての施工要素を監視、記録し、施工

プロセス全体を通して掘削機内に保存さ

れ、個々のパネル（エレメント）の品質

保証記録の形でプリントアウトすること

ができる。

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土砂ミキシング材の原位置でのサンプリング

完了した土砂混合要素の品質管理は、土砂/バインダースラリ

ー混合物が硬化する前、または後に得られたサンプルに対し

て行われる。硬化前に新鮮な土砂混合材料のサンプルは、特

別なサンプリングツールを使用して採取することができる。

特殊サンプリングツールで原位置のサンプリングを得る。

手持ち式ドリルで"水平"コア試料を取る。

硬化した土砂混合材料の原位置でのサンプルは、次のような

技術によって得ることができる。

・手持ち式ドリルで"水平"コア試料を取る。

・探査ボーリング孔に使用される掘削機で"垂直"コア穴を

空ける。

・新鮮な土砂/スラリーミックス要素に二重管のプラスチッ

ク管を挿入し、硬化後に埋め込まれた硬化コアと一緒に内管

を取出す。

硬化コアと一緒に内管を取出す。探査ボーリング孔に使用される掘削機で垂直コア穴をあける。


BAUER Maschinen GmbH

BAUER-Straße 1

D- 86529 Schrobenhausen

Tel. + 49 (0)82 52/97- 0

Fax + 49 (0)82 52/97- 11 35

e-mail: BMA@ bauer.de

www.bauer.de

Design developments and process improvements may require the

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prior notice or liability. Illustrations may include optional equipment

and not show all possible configurations.

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