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トレンチカット工法で施工される場面3選|トレンチカット工法以外の掘削工法5選

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公開日時 2023.02.20 最終更新日時 2023.02.20

こちらの記事では、トレンチカット工法で施工される場面についてご紹介いたします。


 

トレンチカット工法とは

トレンチカット工法とは、構造物の外周部にトレンチを掘削して構造物を先に構築し、その後内部を建設する掘削工法です。

トレンチカット工法(Trench cut method)のトレンチとは、深さのほうが幅よりも大きい溝を指します。構造物の山留工事を行わず、構築した構造物を山留の代わりにして、内部の掘削工事を行います。

トンネル工事では溝断面掘削工法とも呼ばれます。

掘削基礎工事とは

掘削基礎工事とは、基礎の地盤まで掘り下げて建物の基礎部分を作る工事です。

基礎工事は建物と地面をつなぐ土台作りの役割があり、建物の強度を保つために欠かせません。地盤調査の結果と建物の性質により工法を使い分けます。

掘削工事には、バックホウなど大型工作機を投入します。地盤を掘削する工程を「根切り」と呼びます。

トレンチカット工法で施工される場面3選

トレンチカット工法は掘削面積が広い場合や地下構造物を施工する場合に採用されます。

構造物の外周にトレンチを作った後に内部を重機で掘削するため、工事に広い面積が必要です。掘り下げ工事を伴う地下構造物や地下部分に駐車スペースなどを確保した構造に使用します。

山留工事の難航が予想される土層の悪い地山にもコストカット工法は適しています。

施工される場面1:広い掘削面積に採用

トレンチカット工法は山留と埋め戻しを簡素化できるため、広い掘削面積の工事に採用されます。

根切りが深い場合は、山留工事が必要になります。施工面積が広い場合は、山留壁を施工すると埋め戻し作業の負担も大きくなります。その場合、トレンチカット工法の構造物を山留に利用すると、埋め戻しの負担が軽減可能です。

掘削面積が広い場合、大型重機を投入しやすい面もあります。

施工される場面2:地下構造物施工に採用

トレンチカット工法は先行躯体によって山留を行うため、地下構造物施工に適した工法です。

トレンチカット工法など開削工法の多くは山留工事後に地上から掘削して工事を続行します。周囲に法面を残さないため、垂直な山留壁に近い構造です。採光を考慮しない地下構造物などに適した条件を作り出します。

先行躯体を有効活用するためにも、地下構造物施工に採用されます。

施工される場面3:土層の悪い地山で採用

土層の悪い地山では、ヒービングやボイリングなど掘削底面を破壊する恐れがあり、山留工事が難航するためトレンチカット工法が採用されます。

土層の悪い地山(じやま)のヒービングやボイリング対策は、山留壁の根入れを深くしたり地盤改良したりして対応できますが、コストも増加します。

トレンチカット工法でトレンチを掘ると地下水の排水が可能になり、土層が悪くても特別な対策が必要ありません。

トレンチカット工法以外の掘削工法5選

基礎工事の掘削工法は、トレンチカット工法以外に、トレンチ工法やアイランド工法などあり、それぞれ特徴があります。

掘削工法は土留の扱いの違いによって工法が異なります。法面の残し方や作業の進め方を変えて、施工する現場の状態や構造物に合わせて選択します。

代表的な掘削基礎工事の工法を紹介します。

掘削工法1:トレンチ工法

トレンチ工法は、削り取った地盤にトレンチを掘削する工法です。

削り取った地盤は切土(きりど)と呼んで、強固な地盤です。住宅地の造成などに利用しますが、地質によっては水分を多く含有する場合もあります。根切り作業より前に切土面よりも下にトレンチを掘削して排水し、地下水位や土の含水比を下げます。

トレンチ工法はトレンチを掘削するだけで、土留に利用しない点がトレンチカット工法との違いです。

掘削工法2:アイランド工法

アイランド工法とは、中央部の躯体を建設後に周囲の地盤を掘削して残りの躯体を建設する工法です。

アイランド工法は根切り底が浅く、掘削範囲が広い場合に適した工法です。中央部の先行躯体工事は山留壁が自立する高さの法面にして山留壁を支える切梁(きりばり)を使用しません。

先行躯体に切梁がないため作業効率は高められますが、周囲を掘削する際には切梁が必要になり、躯体の施工が2段階になるため工期が長期化します。

掘削工法3:ダウンヒルカット工法

ダウンヒルカット工法は、傾斜面掘削工法とも呼ばれ、傾斜面の下り勾配を利用して下りながら作業を進めます。

ダウンヒルカット工法とベンチカット工法は混同されやすい工法です。ダウンヒルカット工法ではブルドーザーやスクレーパーを使って斜面を下りながら土を下に押し出します。

降雨の場合、土砂が洗い流されて低地に大量に流出する可能性もあり、施工時は天候に注意が必要です。山全体を削り、造成する際に利用されます。

掘削工法4:ベンチカット工法

ベンチカット工法は斜面を階段状に掘削する工法で、大規模工事や採石場などで活用されます。

発破作業で岩盤を破壊します。掘削にはショベル系を使用し、ローダでダンプトラックへの積み込み作業を行います。

ベンチカット工法は硬い岩盤に適した工法です。ダウンヒルカット工法が斜面の上から下へ向かって作業するのに対し、ベンチカット工法は斜面に向かって上段の前側から徐々に掘削していく違いがあります。

掘削工法5:のり切りオープンカット工法

のり切りオープンカット工法とは、斜面を残しながら掘削を進める工法で山留作業が不要です。

のり切りオープンカット工法は根切り作業だけで完了するため、施工費用が抑えられ、作業も簡単です。ただし、法面角度を45度に保つため、根切りの深さが深くなれば根切り範囲が広大になります。

のり切りオープンカット工法は狭い敷地には不向きです。山留壁を施工しないため、崩れやすい土質には採用できません。

トレンチカット工法などで活用される掘削機械3選

トレンチカット工法などで活用される掘削機械3選

トレンチカット工法で活用する掘削機械は、掘削力のあるタイプと揚程力のあるタイプを使い分けます。

掘削力に優れた機械はバックホウやブルドーザーなどです。積み込み作業も含めた掘削の場合はローダも利用できます。掘削に加え運搬も同時に行う際は、スクレーパーなども役立ちます。

掘削機械の代表的なクラムシェルバケットとバックホウ、テレスコ式クラムシェルをご紹介します。

掘削機械1:クラムシェルバケット

クラムシェルバケットとは、貝殻のように開閉して掘削や排土作業に使うアタッチメントです。

クラムシェルバケットはブーム式作業機に取り付けて作業します。掘削力よりも揚程力に優れたアタッチメントで、UFOキャッチャーのように土を掴んで運びます。

クラムシェルバケットは狭い開口部から深い穴の掘削に利用されます。使用するブーム機械は伸縮式にチェーンやワイヤーを装着して複数箇所を伸縮させます。

掘削機械2:バックホウ

バックホウとは、油圧ショベルの仲間でアタッチメントのショベルを運転席側に引き寄せるように作業するタイプです。

油圧ショベルには、進行方向に押すような形で作業するタイプもあり、パワーショベルと呼んで区別する場合もあります。この他、地表面より上の作業用はパワーショベル、地下部分の掘削はバックホウと使い分けることもあります。

ダンプトラックへの積み込みもこなすバックホウは、掘削作業の代表的な重機です。

掘削機械3:テレスコ式クラムシェル

テレスコ式クラムシェルの正式名称はテレスコピック式クラムシェルで、油圧シリンダー式とロープ併用式があります。

テレスコピック式はテレスコピックブームを持つ油圧掘削機を基に開発されました。油圧シリンダー式では浅い部分しか掘削できないため、ロープ併用式で高い揚程と伸縮スピードの短縮を実現しました。

クラムシェルバケットより深い部分の掘削に適しています。

トレンチカット工法は地下階付きの建造物の掘削工法を指す

トレンチカット工法はトレンチを掘削して地下構造物を構築して山留にして、内部を掘削する工法です。

掘削面積が広く、地山の土層が悪い場合に採用する掘削基礎工事です。根切りが深い場合に適しているため、地下階付きの建造物に利用します。

掘削工法の選択は、掘削場所の特徴や構造物が決め手です。トレンチカット工法の特徴を把握して、適した掘削機械で作業を進めましょう。


 


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