JPH06146259A - 地盤に柱体を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 土壌の違いに対応して最も効率的な方法で地
盤中に良好な地盤改良柱体を形成する。 【構成】 地盤４内において回転軸１に設けた固結用液
噴射孔２から固結用液３を噴射して固結用液３と原地盤
の土壌とを攪拌混合して地盤４に柱体５を形成する方法
である。回転軸１に固結用液３を噴射する固結用液噴射
孔２を形成する。回転軸１の回転速度を粘性土では砂質
土より速く、固結用液噴射孔２からの噴射圧を粘性土で
は砂質土より高く、回転軸１の進入速度を粘性土では砂
質土より遅くなるようにして固結用液３と原地盤の土壌
とを土壌に応じて攪拌混合して地盤４に柱体５を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤に山止め壁、止水
壁、基礎杭を形成したり、あるいは地盤改良を行うため
に地盤に柱体を形成する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から掘削軸に水平方向に固結用液を
噴射する固結用液噴射孔を設け、掘削軸で掘削しながら
固結用液噴射孔から固結用液を水平方向に噴射して固結
用液と原地盤の土壌とを攪拌混合して地盤に柱体を形成
する方法が特公昭５９ー１６０４９号公報により知られ
ている。また、ケーシング管内に掘削軸を配置し、該掘
削軸に水平方向に固結用液を噴射する固結用液噴射孔を
設け、ケーシング管内の掘削軸の先端部のビットにより
地盤を掘削し、固結用液噴射孔から固結用液を水平方向
に噴射してケーシング管内において固結用液と原地盤の
土壌とを攪拌混合して地盤に柱体を形成する方法が知ら
れている。そして、これらの従来例においては、掘削軸
に設けた固結用液噴射孔から固結用液を水平方向に噴射
しながら原地盤の土壌と固結用液とを攪拌混合するの
で、水平方向に噴射された固結用液により原地盤の土壌
が細剪断されると共に回転軸の回転により水平方向に噴
射される固結用液が回転することで細剪断された原地盤
の土壌と固結用液とを攪拌混合するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
においては、いずれも掘削軸の回転速度、固結用液噴射
孔からの噴射圧、回転軸の進入速度が粘性土、砂質土等
土壌の性質に関係なく一定に設定されていた。このた
め、土壌の違いにより地盤に形成される柱体の強度にば
らつきが生じたり、目的とする良好な地盤改良ができな
かったり、、あるいは必要以上に固結用液を供給しすぎ
たり、あるいは必要以上に施工時間がかかったりすると
いう諸問題がある。

【０００４】また、水平方向に固結用液を噴射するもの
においては、上記のような特徴を有しているが、固結用
液が回転しながら水平噴射する領域での攪拌混合である
ため、回転軸の１回転における攪拌混合領域は略円盤状
となり、地盤の状態や掘削軸の下降時やあるいは上昇時
等における効率的な攪拌混合という視点で考察した場
合、水平噴射、あるいは水平噴射のみでは十分であると
はいえない場合も生じる。

【０００５】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、その第１の目的とするところは、
土壌の違いに対応して最も効率的な方法で地盤中に良好
な地盤改良柱体を形成できるようにし、また、第２の目
的とするところは、地盤の状態や回転軸の下降あるいは
上昇に応じて最も効率的な原地盤の土壌と固結用液との
攪拌混合ができるようにする地盤に柱体を形成する方法
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した従来例の問題点
を解決して本発明の目的を達成するため、本発明の地盤
に柱体を形成する方法は、地盤４内において回転軸１に
設けた固結用液噴射孔２から固結用液３を噴射して固結
用液３と原地盤の土壌とを攪拌混合して地盤４に柱体５
を形成する方法であって、回転軸１に略水平方向に固結
用液３を噴射する固結用液噴射孔２を形成し、回転軸１
の回転速度を粘性土では砂質土より速く、固結用液噴射
孔２からの噴射圧を粘性土では砂質土より高く、回転軸
１の進入速度を粘性土では砂質土より遅くなるようにし
て固結用液３と原地盤の土壌とを攪拌混合して地盤４に
柱体５を形成することを特徴とするものである。

【０００７】また、回転軸１に斜め下方に向けて固結用
液３を噴射する固結用液噴射孔２を形成してもよい。ま
た、回転軸１に斜め上方に向けて固結用液３を噴射する
固結用液噴射孔２を形成してもよい。また、回転軸１に
斜め下方に向けて固結用液３を噴射する固結用液噴射孔
２と、略水平方向に向けて固結用液３を噴射する固結用
液噴射孔２と、斜め上方に向けて固結用液３を噴射する
固結用液噴射孔２とを形成してもよい。そして、この場
合、各固結用液噴射孔２からの固結用液３の噴射を選択
できるようにすることも好ましい。

【０００８】また、回転軸１に攪拌部６を設けるように
してもよい。また、ケーシング管７内に回転軸１を配置
してケーシング管７内において原地盤の土壌と固結用液
３とを攪拌混合するようにしてもよい。更に、回転軸１
の回転速度を粘性土では約４０回転／分〜約７０回転／
分とし、砂質土では約２５回転／分〜約４０回転／分と
し、固結用液噴射孔２からの噴射圧を粘性土では約１０
０Ｋｇ／ｃｍ² 〜約５００Ｋｇ／ｃｍ² とし、砂質土で
は約５０Ｋｇ／ｃｍ² 〜約１００Ｋｇ／ｃｍ² とし、回
転軸１の進入速度を粘性土では約１ｍ／分とし、砂質土
では約２ｍ／分とすることも好ましい。

【０００９】

【作用】上記のような構成の本発明によれば、回転軸１
に設けた固結用液噴射孔２から固結用液３を噴射して固
結用液３と原地盤の土壌とを攪拌混合して地盤４に柱体
５を形成するのであるが、この攪拌混合に当たり、回転
軸１に設けた固結用液噴射孔２から略水平方向に固結用
液３を噴射して原地盤の土壌を細剪断して攪拌混合を行
うものであり、また、地盤４の土壌の状態に応じて、回
転軸１の回転速度を粘性土では砂質土より速く、固結用
液噴射孔２からの噴射圧を粘性土では砂質土より高く、
回転軸１の進入速度を粘性土では砂質土より遅くなるよ
うにして固結用液３と原地盤の土壌とを攪拌混合して地
盤４に柱体５を形成するものである。

【００１０】ところで、一般に土壌は大別して粘性土と
砂質土とに分類できるものである。しかして、粘性土の
ものは砂質土に比べて土粒子が小さく、回転の際の抵抗
（特に回転軸１に攪拌部６を設けた場合における抵抗）
が小さいので、砂質土の場合よりも回転数を増した高速
回転とする方が回転軸１や攪拌部６等の金属疲労による
破損がない状態で効率的な攪拌混合ができる。また、固
結用液噴射孔２からの噴射圧を粘性土では砂質土より高
くすることで、粘性土においては土粒子間の空隙が小さ
くて密となっているにもかかわらず、高噴射圧により固
結用液が土粒子間を突き抜けて粘性土の土壌を効率的に
細剪断すると共に攪拌混合し、砂質土においては土粒子
間の空隙が大きいので、低噴射圧により固結用液が土粒
子間を突き抜けて砂質土の土壌を効率的に細剪断すると
共に攪拌混合でき、この場合、更に、砂質土の場合には
粘性土に比べて噴射圧が低い分固結用液の噴射量が少な
くなるが、砂質土は粘性土に比べて土粒子が大きいので
単位体積中において土粒子同士を結合させるのに必要な
固結用液の量は粘性土に比べて少なくて済み、必要以上
に固結用液を供給するおそれがなくなったものである。
また、砂質土は土粒子が大きいので分離しやすく、砕き
やすいので、回転軸１の進入速度（地盤改良速度）を速
くし、粘性土は土粒子が小さいので土粒子と土粒子とが
分離しにくいので、回転軸１の進入速度を遅くし、この
ことにより、良好な地盤改良を行えることになる。

【００１１】また、回転軸１に斜め下方に向けて固結用
液３を噴射する固結用液噴射孔２を形成したものにおい
ては、回転軸１を回転しながら斜め下方に向けて固結用
液３を噴射することで、回転軸の１回転における攪拌混
合領域は略円錐形状となり、攪拌混合領域が増大し、特
に、回転軸１の下降時に斜め下方に向けて噴射しながら
攪拌混合をすると、上記略円錐形状の攪拌混合領域が下
向きに移動しながら攪拌混合領域が重複していくもので
あって、効率的な攪拌混合が可能となる。

【００１２】更に、また、回転軸１に斜め上方に向けて
固結用液３を噴射する固結用液噴射孔２を形成したもの
においては、回転軸１を回転しながら斜め上方に向けて
固結用液３を噴射することで、回転軸の１回転における
攪拌混合領域は略逆円錐形状となり、攪拌混合領域が増
大し、特に、回転軸１の上昇時に斜め上方に向けて噴射
しながら攪拌混合をすると、上記略逆円錐形状の攪拌混
合領域が上向きに移動しながら攪拌混合領域が重複して
いくものであって、効率的な攪拌混合が可能となる。

【００１３】また、回転軸１に斜め下方に向けて固結用
液３を噴射する固結用液噴射孔２と、略水平方向に向け
て固結用液３を噴射する固結用液噴射孔２と、斜め上方
に向けて固結用液３を噴射する固結用液噴射孔２とを形
成すると、土質や回転軸の下降時、上昇時等により固結
用液３の噴射方向を選択して最も効率のよい攪拌混合が
得られる。

【００１４】また、回転軸１に攪拌部６を設けるものに
おいては、原地盤の土壌と固結用液噴射用孔２から噴射
された固結用液との攪拌混合がより効率的に行えること
になる。また、ケーシング管内に回転軸１を配置してケ
ーシング管７内において原地盤の土壌と固結用液３とを
攪拌混合するようにしたものにおいては、固結用液３の
噴射により周辺地盤をあらすことなくケーシング管７と
同じ径の柱体を形成でき、また、固結用液噴射孔２から
噴射された固結用液３が原地盤の土壌と共にケーシング
管７の内壁に激しく衝突して更なる細剪断がなされるも
のである。

【００１５】更に、回転軸１の回転速度を粘性土では約
４０回転／分〜約７０回転／分とし、砂質土では約２５
回転／分〜約４０回転／分とし、固結用液噴射孔２から
の噴射圧を粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜約５００
Ｋｇ／ｃｍ² とし、砂質土では約５０Ｋｇ／ｃｍ² 〜約
１００Ｋｇ／ｃｍ² とし、回転軸１の進入速度を粘性土
では約１ｍ／分とし、砂質土では約２ｍ／分とすること
で、地盤の状態に応じて効率的な攪拌混合ができること
になる。

【００１６】

【実施例】本発明を以下添付図面に示す実施例に基づい
て詳述する。図２、図３、図４には本発明の方法に用い
る装置の一例が示してある。この装置は添付図面に示す
実施例では回転軸１の下端部にビット８を設けてある。
ビット８には下方に向けてセメントミルク、セメントミ
ルクを主体とする混合液、その他の薬液等の固結用液３
を噴射するための下方口１５が設けてある。回転軸１の
下部のビット８よりも上方位置にはセメントミルク、セ
メントミルクを主体とする混合液、その他の薬液等の固
結用液３を噴射するための固結用液噴射孔２が設けてあ
る。図４の実施例においては、固結用液噴射孔２は略水
平方向に固結用液３を噴射するための固結用液噴射孔２
ａとなっている。また、本実施例においては、回転軸１
の固結用液噴射孔２の上方位置に攪拌翼６ａやスクリュ
ー６ｂ等の攪拌部６が形成してあるが、単軸であっても
よい。また、図３の実施例では回転軸１は多軸となって
いる実施例が示してある。図３において９は多軸装置で
あり、１０は回転装置であり、回転装置１０を回転駆動
することで多軸装置９を介して複数の回転軸１を回転す
るようになっている。また、回転装置１０は昇降体１１
に設けてあり、昇降体１１はクローラクレーン１２に沿
って上下移動するようになっている。図４において１３
は固結用液供給ホースであって、固結用液供給装置（図
示せず）から該固結用液供給ホース１３を経て固結用液
噴射孔２や下方口１５から固結用液３を噴射するように
なっている。そして、本発明においては、回転装置１０
の回転の制御による回転軸１の回転速度、昇降体１１の
昇降速度による回転軸１の下降速度、固結用液供給装置
からの供給圧による固結用液噴射孔２からの噴射圧を制
御装置（図示せず）により制御できるようにしてある。

【００１７】しかして、上記のような装置を用いて地盤
４内に柱体５を形成するのであるが、地盤４への柱体５
の形成に当たっては以下のようにしておこなう。すなわ
ち、ビット８に設けた下方口１５から下方に向けて固結
用液３を噴射しながら回転軸１を回転してビット８によ
り地盤４を掘削する。この下方口１５から下方に向けて
噴射された固結用液と原地盤の掘削された土壌とが攪拌
混合される。更に、回転軸１に設けた固結用液噴射孔２
ａから略水平方向に固結用液３を噴射することで、原地
盤の掘削された土壌を水平に細剪断すると共に、回転軸
１が回転しながら固結用液３を略水平方向に噴射するこ
とで水平方向に回転しながら固結用液３が噴射されるこ
ととなって上記細剪断された土壌と固結用液とを攪拌混
合する。また、この攪拌混合された土壌と固結用液との
混合物は更に上部の攪拌部６により攪拌されることにな
る。図１に攪拌混合状態を示す断面図が示してある。こ
こで、固結用液噴射孔２は回転軸１の上下方向の下部に
のみ設けるものに限定されず、上下方向の中程、上部に
設けてもよい。また、固結用液噴射孔２の数も任意に設
定できる。このようにして目的とする深さまで掘削しな
がら上記攪拌混合を行うと回転軸１を地盤４より引き抜
く。引き抜く際にも固結用液３を固結用液噴射孔２ａか
ら噴出しながら攪拌混合するようにしてもよい。このよ
うにして地盤４中にソイルセメントのような原地盤の土
壌と固結用液とが混合された柱体５が形成される。この
柱体５は単体でもよく、あるいは、上記の順序で多数の
柱体５を連続して形成して山止め壁や、止水壁を形成し
たり、あるいは地盤改良をおこなってもよい。そして、
必要に応じて柱体５には鋼管やＨ型鋼等の構造材を埋設
してもよい。

【００１８】ところで、本発明の特徴は、上記のように
して地盤４内において回転軸１に設けた固結用液噴射孔
２から固結用液３を噴射して固結用液３と原地盤の土壌
とを攪拌混合して地盤４に柱体５を形成するに当たっ
て、柱体５を形成する地盤４の土壌の状態に応じて回転
軸１の回転速度、固結用液噴射孔２からの噴射圧、回転
軸１の進入速度（地盤改良速度）を変える点にある。す
なわち、本発明においては、回転軸１の回転速度を粘性
土では砂質土より速く、固結用液噴射孔２からの噴射圧
を粘性土では砂質土より高く、回転軸１の進入速度を粘
性土では砂質土より遅くなるように制御装置により制御
するものである。具体的には回転軸１の回転速度を粘性
土では約４０回転／分〜約７０回転／分とし、砂質土で
は約２５回転／分〜約４０回転／分とし、固結用液噴射
孔２からの噴射圧を粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜
約５００Ｋｇ／ｃｍ² とし、砂質土では約５０Ｋｇ／ｃ
ｍ²〜約１００Ｋｇ／ｃｍ² とし、回転軸１の進入速度
を粘性土では約１ｍ／分とし、砂質土では約２ｍ／分と
してある。

【００１９】ここで、従来回転軸１の回転速度は通常１
５回転／分〜約２０回転／分であるが、本発明において
は、上記のように砂質土では従来より高速の約２５回転
／分〜約４０回転／分とし、更に、粘性土では更に高速
の約４０回転／分〜約７０回転／分としている。ここ
で、回転軸１の回転速度を砂質土と粘性土とで上記のよ
うに変えたのは、以下の理由による。すなわち、粘性土
のものは砂質土に比べて土粒子が小さく、回転の際の抵
抗、特に回転軸１に攪拌部６を設けた場合における抵抗
が小さいので、砂質土の場合よりも回転数を増した高速
回転とする方が回転軸１や攪拌部６等の金属疲労による
破損がない状態で効率的な攪拌混合ができる。そして、
従来の回転速度よりも砂質土においても高速とした（約
２５回転／分以上とした）のは攪拌部６等の材質を従来
よりも金属疲労がしにくい高強度の材質のものを採用す
ること、高能力の回転装置１０を採用することにより可
能となるが、現状の攪拌部６を形成する材料においてコ
スト等の面を考慮したり、回転装置１０の重量が大きく
なって装置が大型化することやコストの面を考慮すると
砂質土においては攪拌部６にかかる抵抗で金属疲労が生
じにくい範囲は約４０回転／分以下が好ましいのであ
り、これ以上にすると砂質土の土粒子は粒子径が大きい
ので回転の際に攪拌部６に激しく衝突して攪拌部６の金
属疲労が増大して好ましくない。また、粘性土において
は砂質土に比べて土粒子の径が小さいので約４０回転／
分以上に回転速度を上げることができるが、約７０回転
／分以上となると攪拌部６の金属疲労、コストアップ、
装置の大型化等を招くので約７０回転／分以下とするの
が好ましい。

【００２０】また、固結用液噴射孔２からの噴射圧を粘
性土では砂質土より高くすることで、粘性土においては
土粒子間の空隙が小さくて密となっているにもかかわら
ず、高噴射圧により固結用液が土粒子間を突き抜けて粘
性土の土壌を効率的に細剪断すると共に攪拌混合するこ
とができるのであるが、この場合、上記のように、固結
用液の噴射圧は粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜約５
００Ｋｇ／ｃｍ² とし、砂質土では約５０Ｋｇ／ｃｍ²
〜約１００Ｋｇ／ｃｍ² としたのは以下の理由による。
すなわち、噴射圧を粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 以
下の噴射圧とすると粘性土の土粒子間を固結用液が突き
抜けにくくて粘性土を十分に細剪断できず、また、噴射
圧を粘性土で約５００Ｋｇ／ｃｍ² 以上とすると必要以
上に固結用液を供給してしまうので好ましくなく、この
ため噴射圧を粘性土においては約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜
約５００Ｋｇ／ｃｍ² 以下とするのが好ましい。また、
噴射圧を砂質土において約５０Ｋｇ／ｃｍ² とすると、
土粒子の径が大きい砂質土といえども土粒子間を固結用
液が十分突き抜けない事態が生じ、また、噴出圧を約１
００Ｋｇ／ｃｍ² にすると、必要以上に固結用液を供給
してしまうので、噴射圧を砂質土では約５０Ｋｇ／ｃｍ
² 〜約１００Ｋｇ／ｃｍ² とするのが好ましいのであ
る。

【００２１】また、砂質土は土粒子が大きいので分離し
やすく、砕きやすいので、回転軸１の進入速度（地盤改
良速度）を約２ｍ／分と速くし、粘性土は土粒子が小さ
いので土粒子と土粒子とが分離しにくいので、回転軸１
の進入速度を約１ｍ／分と遅くし、このことにより、良
好な地盤改良を行えることになる。上記の回転装置１０
の回転の制御による回転軸１の回転速度、昇降体１１の
昇降速度による回転軸１の下降速度、固結用液供給装置
からの供給圧による固結用液噴射孔２からの噴射圧を制
御装置により制御するのであるが、この場合、あらかじ
め、各種地盤４の土壌のデータをインプットしておき、
更に、現場では予め、予備的に地盤４の土壌の状態をボ
ーリングその他の方法により検出し、この現場のデータ
に基づいて制御装置１４で制御するようにするとよい。
この場合、回転軸１を回転しながら攪拌混合している最
中に、地盤４の状態を検出し、この検出データを制御装
置１４に送り、地盤４の深さ方向における土壌の状態に
応じて上記制御を自動的に行うようにしてもよい。もち
ろん、手動操作による切換で回転装置１０の回転の制御
による回転軸１の回転速度、昇降体１１の昇降速度によ
る回転軸１の下降速度、固結用液供給装置からの供給圧
による固結用液噴射孔２からの噴射圧の切換を行うよう
にしてもよい。

【００２２】上記実施例において回転軸１に攪拌部６を
設けた実施例が示してあるが、回転軸１に攪拌部６を設
けない場合もある。このように回転軸１に攪拌部６を設
けないものにおいても、回転軸１に設けた固結用液噴射
孔２から固結用液３を噴射して固結用液３と原地盤の土
壌とを攪拌混合して地盤４に柱体５を形成するに当た
り、回転軸１に設けた固結用液噴射孔２ａから略水平方
向に固結用液３を噴射することで、原地盤の掘削された
土壌を水平に細剪断すると共に、回転軸１が回転しなが
ら固結用液３を略水平方向に噴射することで水平方向に
回転しながら固結用液３が噴射されることとなって上記
細剪断された土壌と固結用液とを攪拌混合するものであ
る。

【００２３】図５、図６、図７、図８、図９には本発明
の更に他の実施例が示してある。この実施例において
は、回転軸１に設けた固結用液３を噴射する固結用液噴
射孔２が斜め下方に向けて噴射する固結液噴射孔２ｂに
より構成してある。このように固結用液噴射孔２ｂから
斜め下方に固結用液３を噴射するものを用いて攪拌混合
すると、固結用液噴射孔２ｂから斜め下方に向けて噴射
しながら回転軸１が回転することで、固結用液３は略円
錐状に噴射されて攪拌混合領域が図７に示すように略円
錐状となり、水平方向に噴射しながら回転軸１が回転す
る場合における攪拌混合領域である略円盤状に比べ、攪
拌混合領域が立体的になって効果的な攪拌混合ができる
ことになる。特に、回転軸１を下降しながら固結用液噴
射孔２ｂから斜め下方に向けて噴射して回転軸１を回転
させることで、立体的な（略円錐状）攪拌混合領域
Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……が図７のＡ、Ｂ、Ｃというように
下にずれていくことで、攪拌混合領域が上下方向に互い
に立体的に重複していって攪拌混合がなされることにな
る。この場合、更に、回転軸１を多軸としたものにおい
ては、図８に示すように立体的（略円錐状）な攪拌混合
領域Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……、Ｙ₁ 、Ｙ₂ 、Ｙ₃ ……、Ｚ
₁ 、Ｚ₂ 、Ｚ₃ ……が上下方向に互いに立体的に重複す
るとともに立体的（略円錐状）な攪拌混合領域が横方向
にも互いに立体的に重複することになって、よりいっそ
う攪拌混合が良好に行われることになる。攪拌部６は必
要に応じて設けたり、設けなかったりするが、図５のよ
うに攪拌部６を設けたものにおいては、上記立体的に重
複しながら攪拌混合された土壌と固結用液との混合物が
更に攪拌部６で攪拌されてより効率的な攪拌混合ができ
ることになる。この場合、更に、図９のように、回転軸
１の攪拌部６の上方位置に固結用液３を斜め下方に向け
て噴射する固結液噴射孔２ｂを設けておくと、斜め下方
に噴出されている固結用液により攪拌混合されている最
中の土壌と固結用液との混合物を更に攪拌部６により攪
拌混合することで、複合的な攪拌混合が同時に行われる
ことになって攪拌混合がより効果的に行えるものであ
る。

【００２４】図１０、図１１、図１２には本発明の更に
他の実施例が示してある。この実施例においては、回転
軸１に設けた固結用液３を噴射する固結用液噴射孔２が
斜め上方に向けて噴射する固結液噴射孔２ｃにより構成
してある。このように固結用液噴射孔２ｃから斜め上方
に固結用液３を噴射するものを用いて攪拌混合すると、
固結用液噴射孔２ｃから斜め上方に向けて噴射しながら
回転軸１が回転することで、固結用液３は略逆円錐状に
噴射されて攪拌混合領域が図１２に示すように略逆円錐
状となり、水平方向に噴射しながら回転軸１が回転する
場合における攪拌混合領域である略円盤状に比べ、攪拌
領域が立体的になって効果的な攪拌混合ができることに
なる。特に、回転軸１を引き上げる際に固結用液噴射孔
２ｃから斜め上方に向けて噴射して回転軸１を回転させ
ることで、立体的（略円錐状）な攪拌混合領域Ｘ₁ 、Ｘ
₂ 、Ｘ₃ ……が図１２のＤ、Ｅ、Ｆというように上にず
れていくことで、攪拌混合領域が上下方向に互いに立体
的に重複していって攪拌混合がなされることになる。攪
拌部６は必要に応じて設けたり、設けなかったりする
が、図１０のように攪拌部６を設けたものにおいては、
上記立体的に重複しながら攪拌混合された土壌と固結用
液との混合物が更に攪拌部６で攪拌されてより効率的な
攪拌混合ができることになる。この場合、更に、図１０
のように、回転軸１の攪拌部６の下方位置に固結用液３
を斜め上方に向けて噴射する固結液噴射孔２ｂを設けて
おくと、斜め上方に噴出されている固結用液により攪拌
混合されている最中の土壌と固結用液との混合物を更に
攪拌部６により攪拌混合することで、複合的な攪拌混合
が同時に行われることになって攪拌混合がより効果的に
行えるものである。

【００２５】次に本発明の更に他の実施例につき説明す
る。この実施例においては、固結用液３を噴射する固結
用液噴射孔２として、固結用液３を水平方向に噴射する
固結用液噴射孔２ａ、固結用液３を斜め下方に噴射する
固結用液噴射孔２ｂ、固結用液３を斜め上方に噴射する
固結用液噴射孔２ｃのうち少なくとも２種類以上を回転
軸１に設けてものであり、図１３、図１４には上記３種
類の異なる噴射方向の固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃ
を回転軸１に設けた例が示してある。この実施例におい
ては、各固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ固
結用液供給ホース１３ａ、１３ｂ、１３ｃが接続してあ
って、固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃから供給する固
結用液３の噴出をそれぞれ独立して供給したり、停止し
たりできるようにしてある。そして、このものにおいて
は、地盤４の状態や、回転軸１の下降時、あるいは上昇
時等の条件により上記固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃ
のうち全部または任意の２種類または１種類の固結用液
噴射孔２から固結用液３を噴射するものである。この場
合、固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃの各々から噴射さ
れる固結用液３により、すでに述べたような作用効果が
期待できるのは勿論である。特に、回転軸１を下降させ
る場合には固結用液噴射孔２ｂから固結用液３を斜め下
方に噴射しながら攪拌混合し、この場合、必要に応じて
固結用液噴射孔２ｂから略水平方向に固結用液を噴射し
ながら攪拌混合し、回転軸１を上昇して引き上げる場合
には固結用液噴射孔２ｃから固結用液３を斜め上方に噴
射しながら攪拌混合し、更にこの場合、必要に応じて固
結用液噴射孔２ｂから略水平方向に固結用液を噴射しな
がら攪拌混合するといった方法が採用できるが、必ずし
もこれにのみ限定されることはない。また、地盤４が軟
質土（含水率が１００％を越えるような粘性土）の場合
には固結用液噴射孔２ａから略水平方向に固結用液３を
噴射することで攪拌混合を行うようにしてよい。また、
特に、固結用液噴射孔２ａ又は固結用液噴射孔２ｂ又は
固結用液噴射孔２ｃから噴出する固結溶液３同士が図１
３のＧに示すように交わるようにすると、異なる噴出方
向の固結用液３が衝突してより効果的な攪拌混合ができ
ることになる。固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃのうち
２種類以上回転軸１に設ける場合の上下方向の配置関係
は任意に設定できる。また、上記のように異なる噴出方
向の固結用液３同士が交わって衝突するようにするには
図１３配置のもののみに限定されず、固結用液噴射孔２
ａ、２ｂ、２ｃのうち２種類以上を上下方向に任意に配
置することで種々の配置の組み合わせパターンが得られ
る。勿論、このものにおいても攪拌部６を設けてもよ
く、あるいは攪拌部６を設けなくてもよい。

【００２６】次に、本発明の更に他の実施例を図１５に
基づいて説明する。この実施例においては、ケーシング
管７内に回転軸１を配置してあり、回転軸１と共にケー
シング管７も同時に地盤４中に埋入し、ケーシング管７
内において原地盤の土壌と固結用液３とを攪拌混合する
ようにしたものである。この実施例においては、固結用
液３を噴射する固結用液噴射孔２として、固結用液３を
水平方向に噴射する固結用液噴射孔２ａ、固結用液３を
斜め下方に噴射する固結用液噴射孔２ｂ、固結用液３を
斜め上方に噴射する固結用液噴射孔２ｃを設けた実施例
が示してあるが、固結用液３を噴射する固結用液噴射孔
２として、固結用液３を水平方向に噴射する固結用液噴
射孔２ａを単独に設けたもの、あるいは、固結用液３を
斜め下方に噴射する固結用液噴射孔２ｂを単独に設けた
もの、あるいは、固結用液３を斜め上方に噴射する固結
用液噴射孔２ｃを単独に設けたもの、あるいは、これら
の固結用液噴射孔２ａ、２ｂ、２ｃのうち任意の２種類
を設けたものであってもよい。そして、固結用液噴射孔
２から噴射された固結用液３が原地盤の土壌と共にケー
シング管７の内壁に激しく衝突して更なる細剪断、攪拌
混合がなされるものであって、良質な地盤改良が行える
ことになる。また、この場合、回転軸１に設けた固結用
液噴射孔２から固結用液３を略水平方向又は斜め下方又
は斜め上方に噴出するといえども、周辺地盤が噴射され
た固結用液によりあらされず、ケーシング管７と同じ径
の柱体が正確に形成できると共に、周辺地盤があらされ
て崩落しないので設計通りの強度の良質な柱体が形成で
きることになる。この実施例においても攪拌部６は必要
に応じて設けたり、あるいは設けなかったりする。

【００２７】なお、本発明において、回転軸１は多軸の
場合のみに限定されず、単軸のものであってもよいのは
もちろんである。

【００２８】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、回転
軸に略水平方向に固結用液を噴射する固結用液噴射孔を
形成し、回転軸の回転速度を粘性土では砂質土より速
く、固結用液噴射孔からの噴射圧を粘性土では砂質土よ
り高く、回転軸の進入速度を粘性土では砂質土より遅く
なるようにして固結用液と掘削土とを攪拌混合して地盤
に柱体を形成するので、略水平方向に噴射される固結用
液により原地盤の土壌を細剪断して攪拌混合を良好に行
えるものであり、また、粘性土、砂質土にそれぞれ対応
した最も効率的な方法で地盤中に良質な地盤改良柱体を
形成できるという利点がある。

【００２９】また、回転軸に斜め下方に向けて固結用液
を噴射する固結用液噴射孔を形成し、回転軸の回転速度
を粘性土では砂質土より速く、固結用液噴射孔からの噴
射圧を粘性土では砂質土より高く、回転軸の進入速度を
粘性土では砂質土より遅くなるようにして固結用液と原
地盤の土壌とを攪拌混合して地盤に柱体を形成するもの
においては、粘性土、砂質土にそれぞれ対応した最も効
率的な方法で地盤中に良質な地盤改良柱体を形成できる
という効果に加えて、回転軸を回転しながら斜め下方に
向けて固結用液を噴射するので、回転軸の１回転におけ
る攪拌混合領域は略円錐形状となって、攪拌混合領域が
増大し、特に、回転軸の下降時に斜め下方に向けて噴射
しながら攪拌混合をすると、上記略円錐形状の攪拌混合
領域が下向きに移動しながら攪拌混合領域が重複し、よ
り効率的な攪拌混合ができるという利点がある。

【００３０】また、回転軸に斜め上方に向けて固結用液
を噴射する固結用液噴射孔を形成し、回転軸の回転速度
を粘性土では砂質土より速く、固結用液噴射孔からの噴
射圧を粘性土では砂質土より高く、回転軸の進入速度を
粘性土では砂質土より遅くなるようにして固結用液と原
地盤の土壌とを攪拌混合して地盤に柱体を形成するもの
においては、粘性土、砂質土にそれぞれ対応した最も効
率的な方法で地盤中に良質な地盤改良柱体を形成できる
という効果に加えて、回転軸を回転しながら斜め上方に
向けて固結用液を噴射するので、回転軸の１回転におけ
る攪拌混合領域は略逆円錐形状となって、攪拌混合領域
が増大し、特に、回転軸の上昇時に斜め上方に向けて噴
射しながら攪拌混合をすると、上記略逆円錐形状の攪拌
混合領域が上向きに移動しながら攪拌混合領域が重複
し、より効率的な攪拌混合ができるという利点がある。

【００３１】また、回転軸に斜め下方に向けて固結用液
を噴射する固結用液噴射孔と、略水平方向に向けて固結
用液を噴射する固結用液噴射孔と、斜め上方に向けて固
結用液を噴射する固結用液噴射孔とを形成し、回転軸の
回転速度を粘性土では砂質土より速く、固結用液噴射孔
からの噴射圧を粘性土では砂質土より高く、回転軸の進
入速度を粘性土では砂質土より遅くなるようにして固結
用液と原地盤の土壌とを攪拌混合して地盤に柱体を形成
するものにおいては、粘性土、砂質土にそれぞれ対応し
た最も効率的な方法で地盤中に良質な地盤改良柱体を形
成できるという効果に加えて、土質や回転軸の下降時、
上昇時等により固結用液の噴射方向を選択して最も効率
のよい攪拌混合が得られるものである。

【００３２】また、回転軸に攪拌部を設けると、原地盤
の土壌と固結用液との攪拌混合がより効果的に行えるも
のである。また、ケーシング管内に回転軸を配置してケ
ーシング管内において原地盤の土壌と固結用液とを攪拌
混合するものにおいては、ケーシング管により固結用液
の噴射により周辺地盤をあらすのを防止できてケーシン
グ管と同じ径の良質な地盤改良された柱体を形成できる
ものであり、また、固結用液噴射孔から噴射された固結
用液が原地盤の土壌と共にケーシング管の内壁に激しく
衝突して更なる細剪断がなされて、原地盤の土壌と固結
用液との攪拌混合がより効果的に行えるものである。

【００３３】また、回転軸の回転速度を粘性土では約４
０回転／分〜約７０回転／分とし、砂質土では約２５回
転／分〜約４０回転／分とし、固結用液噴射孔２からの
噴射圧を粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜約５００Ｋ
ｇ／ｃｍ² とし、砂質土では約５０Ｋｇ／ｃｍ² 〜約１
００Ｋｇ／ｃｍ² とし、回転軸１の進入速度を粘性土で
は約１ｍ／分とし、砂質土では約２ｍ／分とすること
で、地盤の状態に応じて原地盤の土壌と固結用液との攪
拌混合が最も効果的に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の施工途中の状態の断面図で
ある。

【図２】同上に用いる装置の一部切欠全体正面図であ
る。

【図３】同上の一部切欠全体側面図である。

【図４】同上の要部拡大断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の施工途中の状態の断面図
である。

【図６】同上に用いる装置の要部拡大断面図である。

【図７】同上の斜め下方に固結用液を噴射した場合の攪
拌混合領域を示す説明図である。

【図８】同上の回転軸が多軸となったものにおける斜め
下方に固結用液を噴射した場合の攪拌混合領域を示す説
明図である。

【図９】本発明の更に他の実施例の施工途中の状態の断
面図である。

【図１０】本発明の更に他の実施例の施工途中の状態の
断面図である。

【図１１】同上に用いる装置の要部拡大断面図である。

【図１２】同上の斜め上方に固結用液を噴射した場合の
攪拌混合領域を示す説明図である。

【図１３】本発明の更に他の実施例の施工途中の状態の
断面図である。

【図１４】同上に用いる装置の要部拡大断面図である。

【図１５】本発明の更に他の実施例の施工途中の状態の
断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 固結用液噴射孔 ３ 固結用液 ４ 地盤 ５ 柱体 ６ 攪拌部 ７ ケーシング管

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤内において回転軸に設けた固結用液
   噴射孔から固結用液を噴射して固結用液と原地盤の土壌
   とを攪拌混合して地盤に柱体を形成する方法であって、
   回転軸に略水平方向に固結用液を噴射する固結用液噴射
   孔を形成し、回転軸の回転速度を粘性土では砂質土より
   速く、固結用液噴射孔からの噴射圧を粘性土では砂質土
   より高く、回転軸の進入速度を粘性土では砂質土より遅
   くなるようにして固結用液と掘削土とを攪拌混合して地
   盤に柱体を形成することを特徴とする地盤に柱体を形成
   する方法。
2. 【請求項２】 地盤内において回転軸に設けた固結用液
   噴射孔から固結用液を噴射して固結用液と原地盤の土壌
   とを攪拌混合して地盤に柱体を形成する方法であって、
   回転軸に斜め下方に向けて固結用液を噴射する固結用液
   噴射孔を形成し、回転軸の回転速度を粘性土では砂質土
   より速く、固結用液噴射孔からの噴射圧を粘性土では砂
   質土より高く、回転軸の進入速度を粘性土では砂質土よ
   り遅くなるようにして固結用液と原地盤の土壌とを攪拌
   混合して地盤に柱体を形成することを特徴とする地盤に
   柱体を形成する方法。
3. 【請求項３】 地盤内において回転軸に設けた固結用液
   噴射孔から固結用液を噴射して固結用液と原地盤の土壌
   とを攪拌混合して地盤に柱体を形成する方法であって、
   回転軸に斜め上方に向けて固結用液を噴射する固結用液
   噴射孔を形成し、回転軸の回転速度を粘性土では砂質土
   より速く、固結用液噴射孔からの噴射圧を粘性土では砂
   質土より高く、回転軸の進入速度を粘性土では砂質土よ
   り遅くなるようにして固結用液と原地盤の土壌とを攪拌
   混合して地盤に柱体を形成することを特徴とする地盤に
   柱体を形成する方法。
4. 【請求項４】 地盤内において回転軸に設けた固結用液
   噴射孔から固結用液を噴射して固結用液と原地盤の土壌
   とを攪拌混合して地盤に柱体を形成する方法であって、
   回転軸に斜め下方に向けて固結用液を噴射する固結用液
   噴射孔と、略水平方向に向けて固結用液を噴射する固結
   用液噴射孔と、斜め上方に向けて固結用液を噴射する固
   結用液噴射孔とを形成し、回転軸の回転速度を粘性土で
   は砂質土より速く、固結用液噴射孔からの噴射圧を粘性
   土では砂質土より高く、回転軸の進入速度を粘性土では
   砂質土より遅くなるようにして固結用液と原地盤の土壌
   とを攪拌混合して地盤に柱体を形成することを特徴とす
   る地盤に柱体を形成する方法。
5. 【請求項５】 回転軸に斜め下方に向けて固結用液を噴
   射する固結用液噴射孔と、略水平方向に向けて固結用液
   を噴射する固結用液噴射孔と、斜め上方に向けて固結用
   液を噴射する固結用液噴射孔とを設け、各固結用液噴射
   孔からの固結用液の噴射を選択できるようにした請求項
   ４記載の地盤に柱体を形成する方法。
6. 【請求項６】 回転軸に攪拌部を設けることを特徴とす
   る請求項１又は２又は３又は４記載の地盤に柱体を形成
   する方法。
7. 【請求項７】 ケーシング管内に回転軸を配置してケー
   シング管内において原地盤の土壌と固結用液とを攪拌混
   合することを特徴とする請求項１又は２又は３又は４記
   載の地盤に柱体を形成する方法。
8. 【請求項８】 回転軸の回転速度を粘性土では約４０回
   転／分〜約７０回転／分とし、砂質土では約２５回転／
   分〜約４０回転／分とし、固結用液噴射孔からの噴射圧
   を粘性土では約１００Ｋｇ／ｃｍ² 〜約５００Ｋｇ／ｃ
   ｍ² とし、砂質土では約５０Ｋｇ／ｃｍ² 〜約１００Ｋ
   ｇ／ｃｍ² とし、回転軸の進入速度を粘性土では約１ｍ
   ／分とし、砂質土では約２ｍ／分とすることを特徴とす
   る請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載
   の地盤に柱体を形成する方法。