JPH06299539A - ソイル固結体の造成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先行掘り工程及び後行掘り工程において、地
盤の深度方向の状態に応じて掘進速度及び固結材の吐出
量を適正に保ち、引き上げ時の引き上げ速度及び固結材
の吐出量を適正に保つように自動制御する。 【構成】 先行掘り工程の掘進時における回転軸２の掘
進速度及び固結材の噴射量を地盤３の深度方向の状態に
応じて自動制御する。また、先行掘り工程の引き上げ時
における回転軸２の引き上げ速度及び固結材の噴射量を
自動制御する。また、後行掘り工程の掘進時における回
転軸２の掘進速度及び固結材の噴射量を地盤３の深度方
向の状態に応じて自動制御する。また、後行掘り工程の
引き上げ時における回転軸２の引き上げ速度及び固結材
の噴射量を自動制御する。

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
に地盤にソイル固結体を造成する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から攪拌手段と固結材の噴出手段と
を備えた回転軸により地盤を掘進すると共にセメントミ
ルクのような固結材を噴出しながら掘削土砂と固結材を
攪拌手段により攪拌混合し、所定深度まで掘進した後に
固結材を噴出しながら回転軸を引き上げてソイル固結体
を造成して地盤に山止め壁、止水壁、基礎杭を形成した
り、あるいは地盤改良を行うことが知られている。

【０００３】そして、従来、上記のようなソイル固結体
を造成するには、掘削混練機のような装置を操作するオ
ペレータが、個々の表示装置に表示される施工深度、回
転軸の昇降速度、装置の電流及び電力、回転軸の吊り荷
重、セメントミルクのような固結材の吐出量等を目視に
より確認しながら、オペレータの感によって手操作で回
転軸の昇降速度やセメントミルクのような固結材の噴出
量等の調整を行っている。また、回転軸を引き上げる際
に、回転軸のロッドや回転軸に設けた攪拌手段に付着し
た掘削土砂と固結体との混合物を掃除して除去する必要
があり、例えば、圧力水を噴射して回転軸のロッドや回
転軸に設けた攪拌手段に付着した掘削土砂と固結体との
混合物を除去するのであるが、オペーレータは回転軸の
状態を見ながら引き上げ速度を手操作で調整したり、固
結材の引き上げ時吐出量を手操作で調整したりしてい
た。 また、従来において例えば、特開昭５６ー２８９
３８号公報などにより知られているように、横に１列に
並んだ３軸以上の回転軸により地盤を掘進すると共に回
転軸の下端部から固結材を噴出しながら掘削土砂と固結
材を回転軸に設けた攪拌手段により攪拌混合し、所定深
度まで掘進した後に固結材を噴出しながら回転軸を引き
上げると共に回転軸の引き上げ時に回転軸に付着した掘
削土砂と固結材との混合物を地上において排除手段によ
り排除するようにして地盤中に混合物が充填された先行
穴を形成し、この先行穴の延長線上に掘り残し部を残し
て混合物が充填された他の先行穴を形成し、次に、隣り
合う先行穴の端部にそれぞれ両側の回転軸を挿入して中
央の回転軸により掘り残し部を掘削すると共に固結材を
噴射しながら掘削土砂と固結材とを攪拌手段により攪拌
混合し、所定深度まで掘進した後に固結材を噴射しなが
ら回転軸を引き上げると共に回転軸に付着した掘削土砂
と固結材との混合物を地上において排除手段により排除
するようにして地盤中に混合物が充填された後行穴を形
成することで先行穴と後行穴とが連続し且つ内部に混合
物が充填されたソイル固結体を造成する方法が知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来にあっ
ては上記のようにオペレータが感によって手操作で回転
軸の昇降速度やセメントミルクのような固結材の噴出量
等の調整を行っているため、造成されるソイル固結体の
精度はオペーレータの技量により大きく左右され、ま
た、技量の優れたオペーレータであっても操作遅れ、見
落とし、勘違い等による誤動作が生じるものであった。
このため、どうしても、安全を見込んで固結材の噴出量
を掘進時も引き上げ時も共に割り増しして注入すること
になり、固結材の使用量が増加して不経済となる問題が
あった。また、回転軸の掘進速度や引き上げ速度も一般
的に遅くなりがちで施工時間が長くなるという問題があ
った。

【０００５】また、特開昭５６ー２８９３８号公報など
により知られている先行掘り、後行掘りを行いながらソ
イル固結体を造成する従来例においても、先行掘り、後
行掘りの掘進速度及び引き上げ速度、固結材の供給量は
オペレータの感に基づいて手作業により行っており、こ
の場合、特に、後行掘りの場合、安全側を見込んで先行
掘り時と同じ程度の固結材を供給し、固結材の使用量が
増加して不経済となる問題があった。

【０００６】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、その目的とするところは、地盤の
深度方向の状態に応じて先行掘り工程における掘進速度
及び固結材の掘進時吐出量を適正に保つと共に先行掘り
工程における引き上げ時における引き上げ速度及び固結
材の引き上げ時吐出量を適正に保ち、更に、後行掘り工
程における掘進速度及び固結材の掘進時吐出量を適正に
保つと共に後行掘り工程における引き上げ時における引
き上げ速度及び固結材の引き上げ時吐出量を適正に保っ
て先行穴、後行穴が連続する良品質のソイル固結体を自
動制御により造成することができるソイル固結体の造成
方法を提供するにある。

【０００７】

【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、本発明のソイ
ル固結体の造成方法は、横に１列に並んだ３軸以上の回
転軸２により地盤３を掘進すると共に固結材を噴出しな
がら掘削土砂と固結材を回転軸２に設けた攪拌手段１に
より攪拌混合し、所定深度まで掘進した後に固結材を噴
出しながら回転軸２を引き上げると共に回転軸２の引き
上げ時に回転軸２に付着した掘削土砂と固結材との混合
物を地上において排除手段３０により排除するようにし
て地盤３中に混合物が充填された先行穴３１を形成し、
この先行穴３１の延長線上に掘り残し部３３を残して混
合物が充填された他の先行穴３１を形成し、次に、隣り
合う先行穴３１の端部にそれぞれ両側の回転軸２を挿入
して中央の回転軸２により掘り残し部３３を掘削すると
共に固結材を噴射しながら掘削土砂と固結材とを攪拌手
段１により攪拌混合し、所定深度まで掘進した後に固結
材を噴射しながら回転軸２を引き上げると共に回転軸２
に付着した掘削土砂と固結材との混合物を地上において
排除手段３０により排除するようにして地盤３中に混合
物が充填された後行穴３２を形成することで先行穴３１
と後行穴３２とが連続し且つ内部に混合物が充填された
ソイル固結体を造成する方法において、先行穴３１を形
成する先行掘り工程において回転軸２を掘進する際に
は、対象地盤３の土質調査結果から事前に得られた深度
方向の地盤３のデータに基づいて深度方向を複数区分に
分割を行い、この区分のデータに基づいた区分毎の回転
軸２の掘進速度及び区分毎の掘進速度に応じた単位時間
当たりの固結材の掘進時注入量となるように制御手段２
０により自動制御し、先行掘り工程において回転軸２を
引き上げる際には、引き上げ時に回転軸２の攪拌手段１
が地上における排除手段３０による排除位置を通過する
時は遅く且つ、回転軸２の攪拌手段１を設けてないロッ
ド２ａ部分のみが地上における排除手段３０による排除
位置を通過する時は速くなるように使用する回転軸２の
種類により回転軸２の引き上げ速度を攪拌手段１が排除
位置を通過しているときか否かにより自動的に変化させ
ると共に該引き上げ速さに対応した単位時間当たりの固
結材の引き上げ時注入量を自動的に変化させるように制
御手段２０により自動制御し、後行穴３２を形成する後
行掘り工程の掘進においては上記先行掘り工程の掘進よ
りも深度方向の各区分における掘進速度を速くすると共
に区分毎の掘進速度に応じた単位時間当たりの固結材の
掘進時注入量を少なくするように制御手段２０により自
動制御し、更に、後行掘り工程において回転軸２を引き
上げる際は、回転軸２の攪拌手段１が排除位置を通過す
る時は先行掘り工程における攪拌手段１が排除位置を通
過する時に比べて速く且つロッド２ａ部分のみが排除位
置を通過する時は先行掘り工程におけるロッド２ａ部分
のみが排除位置を通過する時とほぼ同じ速度となるよう
に自動的に変化させると共に該引き上げ速さに対応した
固結材の引き上げ時注入量を自動的に変化させるように
制御手段２０により自動制御することを特徴とするもの
である。

【０００８】そして、先行孔３１及び後行孔３２を数珠
状に形成することが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明は、先ず対象地盤３の土質調査から事前
に得られた深度方向の地盤３のデータに基づいて深度方
向を複数区分に分割を行う。この地盤３を深度方向に複
数区分に分割するには目的とするソイル固結体を造成す
る為の回転軸２の掘進速度や硬化材の噴出についての均
一な処理が可能な範囲毎に区分を分割する。そして、こ
のように深度方向に分割した区分毎に先行掘り工程にお
ける回転軸２の掘進速度を設定すると共にその区分毎の
掘進速度に応じた単位時間当たりの固結材の掘進時注入
量を設定する。また、上記区分毎に掘り残し部３３を掘
進する後行掘り工程における回転軸２の掘進速度を設定
すると共にその区分毎の掘進速度に応じた単位時間当た
りの固結材の掘進時注入量を設定する。この場合、後行
掘り工程においては、両側の回転軸２は先行掘り工程に
おいて形成した先行穴３１の端部に挿入するので、掘り
残し部３３のみを同一の掘削機により掘進することにな
るので先行掘りの掘進時に比べて速い掘進速度で掘進す
るように後行掘りにおける深度方向の各区分での掘進速
度を設定する。そして、このデータを入力し、該入力さ
れたデータに基づいて地盤３の状態に応じて先行掘り工
程、後行掘り工程における回転軸２による地盤３の各区
分毎の掘進速度と固結材の掘進速度に応じた単位時間当
たりの掘進時注入量となるように制御手段２０により自
動制御されるのである。また、先行掘り工程における引
き上げ時には、回転軸２の攪拌手段１が地上における排
除手段３０による排除位置を通過する時は遅く且つ、回
転軸２の攪拌手段１を設けてないロッド２ａ部分のみが
地上における排除手段３０による排除位置を通過する時
は速くなるように使用する回転軸２の種類により回転軸
２の上下方向における各部の引き上げ速度をあらかじめ
設定すると共にその引き上げ速さに応じた単位引き上げ
長さ当たりの固結材の引き上げ時注入量を設定し、ま
た、後行掘り工程において回転軸２を引き上げる際は、
両側の回転軸２は中央の掘り残し部３３の掘削に寄与し
た回転軸２に比べて混合物、特に掘削土砂の付着が少な
いので、回転軸２の攪拌手段１が排除位置を通過する時
は先行掘り工程における攪拌手段１が排除位置を通過す
る時に比べて速く且つロッド２ａ部分のみが排除位置を
通過する時は先行掘り工程におけるロッド２ａ部分のみ
が排除位置を通過する時とほぼ同じ速度となるように回
転軸２の種類等に応じて求めたデータを入力し、このデ
ータに基づいて先行掘り工程、後行掘り工程における各
引き上げ時における回転軸２の引き上げ速度を自動的に
制御するものであり、このことにより先行掘り工程、後
行掘り工程のいずれの場合における引き上げ時にも回転
軸２に付着した混合物を掃除しながら回転軸２の種類に
応じた先行掘り工程及び後行掘り工程における最適な引
き上げ速度及び固結材の引き上げ時吐出量を確保しなが
ら引き上げることができるようになっている。

【００１０】そして、先行孔３１及び後行孔３２を数珠
状とすると、後行孔３２を形成するために隣り合う先行
孔３１の端部にそれぞれ両側の回転軸２を挿入して中央
の回転軸により掘り残し部を掘削する際に、隣り合う先
行孔３１の端部の断面略円状をした部分に両側の回転軸
２が挿入されて位置ずれ等を防止した状態で後行孔３２
が掘削できることになる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を添付図面い基づいて詳述する。
図１には本発明に用いる装置の一例の構成図が示してあ
る。この装置は掘削混練機４と固結材用プラント５とで
構成してある。掘削混練機４はリーダ６に沿って回転軸
２を上下移動自在に取付けて構成してある。回転軸２の
下端部にはビット７が設けてあり、ビット７または回転
軸１の下端部付近には下方に向けて固結材を噴射するた
めの噴射口が設けてあり、また、回転軸２の長手方向の
任意の位置には攪拌翼１ａやスクリュー１ｂ等の攪拌手
段１が形成してある。本掘削混練機４においては３本以
上の回転軸２が横に一列に並んだ多軸のものである（図
１は装置の側面図が示してあるので回転軸２は１本のみ
しか見えないが、正面から見ると複数本の回転軸２が例
えば図４等に示すように横に並設してあるものであ
る）。図１において８は多軸装置であり、９は電動機の
ような回転装置であり、回転装置９を回転駆動すること
で多軸装置８を介して複数の回転軸２を回転するように
なっている。また、回転装置９は昇降体１０に設けてあ
り、この昇降体１０がリーダ６に沿って上下するように
ワイヤー１１により吊り下げてあり、昇降体１０を昇降
することで回転軸２がリーダ６に沿って上下移動するの
である。また、回転軸２は単軸の場合であれ、多軸の場
合であれ、着脱自在となっていて、種々の形態の回転軸
２と交換できるようになっている。図４には回転軸１の
種類の各例を示しているが、必ずしもこの実施例のもの
のみに限定されないものである。

【００１２】固結材用プラント５は、例えばセメントミ
ルク、セメントミルクを主体とする混合液、その他の薬
材等の固結材を調製するためのものであり、この固結材
用プラント５には固結材を圧送するためのポンプ１２が
設けてあり、ポンプ１２から圧送された固結材は供給ホ
ース１３により掘削混練機４に送られ、回転軸２に設け
た噴射口から噴射されるようになっている。図中１４は
固結材を製造するためのアジテータである。

【００１３】本発明の装置には運転時の各種データを採
取するための各種検知手段が備えてある。掘削混練機４
には、回転軸２のリーダ６に深度計１５及び荷重計１６
が設けてあって、回転軸２の下端に設けたビット７の深
度及び回転軸２の荷重を測定できるようになっている。
回転軸２を回転駆動用の電動機のような回転装置９のた
めの配電盤２９が掘削混練機４に設けてあり、この配電
盤２９には電流計１７、電力計１８が設けてある。ま
た、固結材を回転軸２に供給するための供給ホース１３
の途中には固結材の流量を計測するための流量計１９が
設けてある。

【００１４】制御手段２０は図 に示されるように、上
記各検知手段が接続してあり、更に、表示及び設定操作
部２１、記録及び読み取り部２２、回転軸２の昇降操作
信号用出力端子、及び固結材用プラント５に設置された
ポンプ制御部２３に接続される出力端子及び該出力を記
録するレコーダ（アナログ記録計）２４とに接続してあ
る。

【００１５】表示及び設定操作部２１では、各種のデー
タを手入力で入力し、また、データを手操作で消去する
ことができるようになっており、また、ディスプレーに
種々の表示がなされるようになっている。すなわち、あ
らかじめ事前に行った対象地盤３の土質調査結果から事
前に得られた深度方向の地盤３のデータに基づいて深度
方向を複数区分に分割を行い、このデータを表示及び設
定操作部２１に入力する。また、回転軸２の引き上げ時
に回転軸２の攪拌手段１が地上における排除手段３０に
よる排除位置を通過する時は遅く且つ、回転軸２の攪拌
手段１を設けてないロッド２ａ部分のみが地上における
排除手段３０による排除位置を通過する時は速くなるよ
うに使用しようとする多数の回転軸２の種類毎の回転軸
２の引き上げ速度及びその引き上げ速さに応じた単位引
き上げ長さ当たりの固結材の引き上げ時注入量を求めて
おき、対象地盤３で使用する回転軸２のデータを入力す
る。そして、上記入力されたデータに基づき、本発明に
おいては、対象地盤３の深度方向の区分に応じて掘進時
における回転軸２の掘進速度と固結材の掘進時注入量を
制御手段２０により自動制御し、また、引き上げ時にお
ける回転軸２の種類に応じた引き上げ速度と固結材の引
き上げ時注入量を自動制御するようになっている。上記
データは回転軸２における深度方向の各区分毎にあるい
は回転軸２の種類毎に後述の先行掘り工程の場合と、後
行掘り工程の場合とでそれぞれ求めて、先行掘りのデー
タ、後行掘りのデータとして入力しておく。上記入力さ
れたデータに基づき、本発明においては、制御手段２０
により先行掘り工程の掘進時における回転軸２の掘進速
度と、該掘進速度に応じた単位時間当たりの固結材の掘
進時注入量を自動制御し、また、先行掘り工程の引き上
げ時における回転軸２の種類に応じた引き上げ速度と、
該引き上げ速度に応じた単位時間当たりの固結材の引き
上げ時注入量を自動制御し、後行掘り工程の掘進時にお
ける回転軸２の掘進速度と、該掘進速度に応じた単位時
間当たりの固結材の掘進時注入量を自動制御し、また、
後行掘り工程の引き上げ時における回転軸２の種類に応
じた引き上げ速度と、該引き上げ速度に応じた単位時間
当たりの固結材の引き上げ時注入量を自動制御するよう
になっている。

【００１６】記録及び読み取り部２２には、前記検知手
段の記録、設定の記録を行うための１Ｃカード２５及び
プリンタ２６が設けられる。そして、上記手入力だけで
なくこのＩＣカード２５により記録及び読み取り部２２
に各種データを読み取らせて入力することもできる。ま
た、固結材用プラント５には、制御手段２０からの信号
から信号線２７や無線により掘進時には現在深度と区分
深さ毎に設定された単位時間当たりの固結材圧送量信号
を受信し又は引き上げ時には現在深度と攪拌手段１が地
上の除去手段３０により掃除される位置に位置している
か否かによる単位時間当たりの固結材圧送量信号を受信
し、受信内容を表示し、受信した圧送量信号によりポン
プ１２の圧送量を制御するポンプ制御部２３が設けら
れ、ポンプ制御部２３の受信内容が電気的に妥当か否
か、固結材圧送が受信した圧送量信号によるのか手動調
節によるのか、固結材用プラント５内のアジテータ１４
が空になっていないかどうか等を離れた地点から識別で
きる状況表示部２８が接続してある。

【００１７】先行掘り工程における回転軸２の掘進時に
おける固結材の単位時間当たりの圧送量は、全ての回転
軸２により地盤３を掘削して掘進するので、全ての回転
軸２により掘削される掘削土砂に応じて単位掘進長さ当
たりの注入量となるように、回転軸２の掘進速度に応じ
て自動的に変化するように設定してある。つまり、回転
軸２の掘進速度が変化するとこれに対応して固結材の噴
射量も自動的に変化するように設定してある。また、先
行工程における回転軸２の引き上げ時における固結材の
単位時間当たりの圧送量は、引き上げ速度に応じた単位
時間当たりの注入量に基づいて、自動的に変化するよう
に設定してある。

【００１８】一方、後行掘り工程における回転軸２の掘
進時における固結材の単位時間当たりの圧送量は、両側
の回転軸２は未硬化の混合物が充填された先行掘り工程
で形成された先行穴３１の端部に挿入するので、実際は
複数本の回転軸２の中央部の回転軸２により掘り残し部
３３のみを掘削しながら掘進すると共に掘り残し部３３
の掘削土砂と混合するのに必要な量の固結材を供給すれ
ばよいので、先行掘り工程の掘進時における固結材の単
位時間当たりの圧送量よりも少ない圧送量に設定するも
のであり、中央の回転軸２により掘削される各区分毎の
掘進速度に応じた単位時間当たりの最適注入量となるよ
うに、回転軸２の各区分毎の掘進速度に応じて自動的に
変化するように設定してある。

【００１９】ここで、すでに述べたように、先行掘り工
程の掘進時における回転軸２の掘進速度は、あらかじめ
事前に行った対象地盤３の土質調査結果から事前に得ら
れた深度方向の地盤３のデータに基づいて深度方向を複
数区分に分割を行い、その区分毎に全ての回転軸２によ
り各区分を掘削して掘進する場合の回転軸２の掘進速度
を求めるのであり、また、後行掘り工程の掘進時におけ
る回転軸２の掘進速度は、上記のあらかじめ事前に行っ
た対象地盤３の土質調査結果から事前に得られた深度方
向の地盤３のデータに基づいて深度方向を複数区分に分
割を行い、その区分毎に中央部の回転軸２により掘り残
し部３３を掘削しながら掘進する場合の回転軸２の掘進
速度を求めるものであるが、この場合、先行掘り工程、
後行掘り工程のいずれの場合も、地盤３は一般的に深度
方向において、Ｎ値（硬さ）及び土質（粘性土、砂質土
等）が異なるので、これらの深さ方向における地盤３の
状態の変化を深度方向に複数区分し、各区分に応じて使
用する掘削混練機４における多軸の全ての回転軸２によ
る先行掘り工程の掘削時における最適の掘進速度を求
め、また、各区分に応じて使用する掘削混練機４におけ
る中央の回転軸２による後行掘り工程の掘削時における
最適の掘進速度を求めるのである。この場合、対象地盤
３の深度方向を複数区分するには例えば、Ｎ値（硬
さ）、土質（粘性土、砂質土等）等の諸要素を考慮して
求める場合と、Ｎ値（硬さ）のみを考慮して求める場合
とがある。いずれにしても、掘進に当たり深度方向の区
分をするには地盤３の深度方向の硬さを主たる要素とし
て求めるものであり、Ｎ値が小さいと掘進速度を速く、
Ｎ値が大きいと掘進速度を遅くする。

【００２０】先行掘り工程及び後行掘り工程における回
転軸２の引き上げ時における固結材の単位時間当たりの
圧送量は、単位引き上げ長さ当たりの注入量に基づい
て、回転軸２の引き上げ速度が変化するとこれに対応し
て固結材の噴射量も自動的に変化するように設定してあ
る。この場合、固結材の引き上げ時注入量は、回転軸２
の単位引き上げ長さに相当する体積とほぼ同じ量であ
る。つまり、回転軸２を単位引き上げ長さ分引き上げる
とき同時に引き上げた回転軸２の体積分を固結材を注入
することで補うのであり、これが引き上げ時注入量とな
っている。

【００２１】また、先行工程における回転軸２の引き上
げ速度はすでに述べたように、回転軸２の引き上げ時に
回転軸２の攪拌手段１が地上における排除手段３０によ
る排除位置を通過する時は遅く且つ、回転軸２の攪拌手
段１を設けてないロッド２ａ部分のみが地上における排
除手段３０による排除位置を通過する時は速くなるよう
に使用する回転軸２の種類に応じて引き上げ速度を求め
るものである。ここで、排除手段３０は、例えば、引き
上げてくる回転軸２に地上において水や空気等を加圧噴
射して回転軸２のロッド２ａ部分及び回転軸２に設けた
攪拌手段１に付着した掘削土砂と固結材との混合物を洗
い流すようにしたもの、あるいは、地上においてブラシ
により回転軸２のロッド２ａ部分及び回転軸２に設けた
攪拌手段１に付着した掘削土砂と固結材との混合物を払
い落とすようにしたもの等種々の手段が考えられるが、
いずれにしても、地上において掘削土砂と固結材との混
合物を排除するに当たり、回転軸２の攪拌手段１に付着
した混合物を掃除して排除する場合が、回転軸２のロッ
ド２ａ部分のみに付着した混合物を掃除して排除する場
合よりも時間がかかるので、図２（ａ）のように回転軸
２の引き上げ時に回転軸２の攪拌手段１が地上における
排除手段３０による排除位置を通過する時は遅く且つ、
図２（ｂ）のように回転軸２の攪拌手段１を設けてない
ロッド２ａ部分のみが地上における排除手段３０による
排除位置を通過する時は速くなるようにするものであ
り、この場合における回転軸２の引き上げ速度は、回転
軸２の種類に応じて予め求めておくものである。そし
て、例えば、引き上げ時における回転軸２の深度を深度
計１０により求めることで、地上における排除手段３０
により混合物を排除する位置に攪拌手段１が位置してい
るのか、あるいはロッド２ａのみが位置しているのかが
判明するので、回転軸２の深度データに基づいて引き上
げ速度を制御するのである。ところで、排除手段３０は
掘削混練機４に装備しておいてもよいが、排除手段３０
を構成する水や空気を噴射するノズルを作業者が手に持
って混合物の除去を行ってもよい。このように作業者が
手に持って混合物の除去を行う場合には、地上における
排除手段３０による排除位置は地面から約１ｍ前後に設
定するものである。

【００２２】なお、ここで、攪拌手段１の種類の違い
（例えば、攪拌翼１ａやスクリュー１ｂ、あるいはこれ
らの形状の違い等）により混合物の排除時間に目立つよ
うな差がある場合には、攪拌手段１の違いに応じて引き
上げ速度をさらに変えてもよいものである。一方、後行
掘り工程における回転軸２の引き上げ速度も回転軸２の
引き上げ時に回転軸２の攪拌手段１が地上における排除
手段３０による排除位置を通過する時は遅く且つ、回転
軸２の攪拌手段１を設けてないロッド２ａ部分のみが地
上における排除手段３０による排除位置を通過する時は
速くなるように使用する回転軸２の種類に応じて引き上
げ速度を求めるのであるが、これに加えて、更に、後行
掘り工程において回転軸２を引き上げる際は、両側の回
転軸２は中央の掘り残し部３３の掘削に寄与した回転軸
２に比べて混合物、特に掘削土砂の付着が少ないので、
回転軸２の攪拌手段１が排除位置を通過する時は先行掘
り工程における攪拌手段１が排除位置を通過する時に比
べて速く且つロッド２ａ部分のみが排除位置を通過する
時は先行掘り工程におけるロッド２ａ部分のみが排除位
置を通過する時とほぼ同じ速度となるように回転軸２の
種類等に応じて求めるのである。

【００２３】しかして、本発明においては、まず、対象
地盤３の土質調査を事前に行い、このあらかじめ事前に
行った対象地盤３の土質調査結果から事前に得られた深
度方向の地盤３のデータに基づいて深度方向を複数区分
に分割を行う。そして、この分割した区分のデータを表
示及び設定操作部２１に入力し、また、使用する回転軸
２のデータ（回転軸２の数、攪拌手段１が回転軸２の上
下方向のどの位置に設けてあるかといった等のデータ）
を表示及び設定操作部２１に入力する。これらのデータ
の入力後に、掘削混練機４を用いて地盤３を先行掘り、
後行掘りしながら横方向に連続したソイル固結体を造成
するのである。

【００２４】すなわち、回転軸２を３軸とした場合の例
につき施工の一例を説明すると、まず、先行掘り工程と
して回転軸２により対象地盤３を掘進すると共に固結材
を噴出しながら掘削土砂と固結材を攪拌手段１により攪
拌混合し、所定深度まで掘進した後に固結材を噴出しな
がら回転軸２を引き上げると共に回転軸２の引き上げ時
に回転軸２に付着した掘削土砂と固結材との混合物を地
上において排除手段３０により排除するようにして地盤
３中に混合物が充填された先行穴３１を形成するのであ
る（図５（ａ）参照）。この場合に、上記先行掘り工程
の掘進、引き上げに当たり、掘進時における地盤の深度
方向の状態に応じて回転軸２の掘進速度及び区分毎の掘
進速度に応じた単位時間当たりの固結材の掘進時注入量
を噴射するように制御手段２０により自動制御し、ま
た、引き上げ時には使用している回転軸２に応じて回転
軸２の引き上げ速度を攪拌手段１が排除位置を通過して
いるときか否かにより自動的に変化させると共に該引き
上げ速さに応じた単位時間当たりの固結材の引き上げ時
注入量を自動的に変化させるように制御手段２０により
自動制御するのである。次に、この先行穴３１の延長線
上に掘り残し部３３を残して混合物が充填された他の先
行穴３１を形成し（図５（ｂ）参照）、次に、隣り合う
先行穴３１の端部にそれぞれ両側の回転軸２を挿入し、
この両側の回転軸２をガイドとして中央の回転軸２によ
り掘り残し部３３を掘削すると共に固結材を噴射しなが
ら掘削土砂と固結材とを攪拌手段１により攪拌混合し、
所定深度まで掘進した後に固結材を噴射しながら回転軸
２を引き上げると共に回転軸２に付着した掘削土砂と固
結材との混合物を地上において排除手段３０により排除
するようにして地盤３中に混合物が充填された後行穴３
２を形成することで先行穴３１と後行穴３２とが連続し
且つ内部に混合物が充填されたソイル固結体を造成する
のである（図５（ｃ）参照）。この場合に、上記後行掘
り工程の掘進、引き上げに当たり、上記先行掘り工程の
掘進よりも深度方向の各区分における掘進速度を速くす
ると共に区分毎の掘進速度に対応した固結材の単位時間
当たりの掘進時注入量を少なくするように制御手段によ
り自動制御し、更に、後行掘り工程において回転軸２を
引き上げる際は、回転軸２の攪拌手段１が排除位置を通
過する時は先行掘り工程における攪拌手段１が排除位置
を通過する時に比べて速く且つロッド２ａ部分のみが排
除位置を通過する時は先行掘り工程におけるロッド２ａ
部分のみが排除位置を通過する時とほぼ同じ速度となる
ように自動的に変化させると共に該引き上げ速さに対応
した固結材の引き上げ時注入量を自動的に変化させるよ
うに制御手段２０により自動制御するのである。本発明
においては、最低の単位として上記のように図５（ｃ）
の状態までの横方向に連続したソイル体の造成でもよい
が、更に横方向に長いソイル体を造成するには図５
（ｃ）の次に図５（ｄ）、図５（ｅ）……の順序で次々
と上記と同様にして施工していくものである。なお、こ
こで、先行掘り工程により掘り残し部３３を残して先行
掘りする場合、一直線上に掘り残し部３３を介して３個
以上の先行穴３１をあらかじめ造成し、その後、残った
複数の掘り残し部３３を順次後行掘り工程により後行穴
３２を造成するようにしてもよい。また、本発明におい
て、３本以上の回転軸２により掘削される先行穴３１や
後行穴３２等の単位穴は図５のように隣合う単位穴同士
が一部重複するようなものでもよく、あるいは図６に示
すように隣合う単位穴同士がほぼ接するようなものであ
ってもよい。そして、図５や図６のように先行孔３１及
び後行孔３２を数珠状とすると、後行孔３２を形成する
ために隣り合う先行孔３１の端部にそれぞれ両側の回転
軸２を挿入して中央の回転軸により掘り残し部を掘削す
る際に、隣り合う先行孔３１の端部の断面略円状をした
部分に両側の回転軸２が挿入されて位置ずれ等を防止し
た状態で後行孔３２が掘削できるものである。

【００２５】なお、上記先行掘り工程、後行掘り工程に
おける掘進時における自動制御及び引き上げ時における
自動制御に加えて、更に、掘削土砂と固結材との再攪拌
を自動的に行うようにしてもよい。すなわち、対象地盤
３の土質調査結果から事前に得られた地盤３のデータに
基づいて、先行掘り工程、後行掘り工程において所定深
度まで掘進する途中において回転軸２を上下に移動しな
がら回転したり、あるいは上下に移動することなく回転
したりすることで、掘進途中における再攪拌を行った
り、あるいは、所定深度まで掘進した後で且つ引き上げ
る前の間において、回転軸２を上下に移動しながら回転
したり、あるいは上下に移動することなく回転したり、
あるいは、引き上げ工程中に回転軸２を上下に移動しな
がら回転させるか、あるいは上下移動を停止して回転さ
せるかして再攪拌するように制御手段２０により自動制
御するようになっている。特に、この再攪拌において
は、先行掘り工程、後行掘り工程のいずれの場合にも回
転軸２が所定深度まで掘進した後で且つ引き上げる前の
間において上下に移動しながら回転することで再攪拌を
行うのが好ましい。これは、地盤３によっては礫等が底
部に溜りやすく、これを一定程度上に上げて再攪拌する
のが好ましいような場合、あるいは、回転軸２を掘進し
且つ引き上げる場合、回転軸２が位置する時間は底部が
最も少ないので、底部を特に再攪拌する必要がある場合
等に有効である。再攪拌時に回転軸２を上下移動する場
合、１０ｍ以下、好ましくは１〜５ｍ程度とするが、地
盤の状態や深度等によりこれらの上下移動距離は設定す
る。ここで、再攪拌する場合に固結材は最低必要量以上
噴出しながら再攪拌するものである。この再攪拌する場
合における固結材の最低必要量とは、掘削穴内に充填さ
れている未硬化の掘削土砂と固結材との混合物が固結材
を噴射するための噴射口から逆流しないように一定噴射
圧以上で固結材を噴射するようになっており、このよう
に噴射口から逆流しないようにするために必要な最低噴
射量を再攪拌時における最低必要噴射量として求めるも
のである。そして、この最低必要量以上の設定された噴
射量が再攪拌時に制御手段２０により自動制御されて噴
射されるものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、先行
掘り工程において先行掘り工程において回転軸を掘進す
る際には、対象地盤の土質調査結果から事前に得られた
深度方向の地盤のデータに基づいて深度方向を複数区分
に分割を行い、この区分のデータに基づいた区分毎の回
転軸の掘進速度及び区分毎の掘進速度に対応した単位時
間当たりの固結材の掘進時注入量となるように制御手段
により自動制御し、先行掘り工程において回転軸を引き
上げる際には、引き上げ時に回転軸の攪拌手段が地上に
おける排除手段による排除位置を通過する時は遅く且
つ、回転軸の攪拌手段を設けてないロッド部分のみが地
上における排除手段による排除位置を通過する時は速く
なるように使用する回転軸の種類により回転軸の引き上
げ速度を攪拌手段が排除位置を通過しているときか否か
により自動的に変化させると共に該引き上げ速さに対応
した単位時間当たりの固結材の引き上げ時注入量を自動
的に変化させるように制御手段により自動制御し、後行
掘り工程の掘進においては上記先行掘り工程の掘進より
も深度方向の各区分における掘進速度を速くすると共に
区分毎の掘進速度に対応した固結材の掘進時注入量を少
なくするように制御手段により自動制御し、更に、後行
掘り工程において回転軸を引き上げる際は、回転軸の攪
拌手段が排除位置を通過する時は先行掘り工程における
攪拌手段が排除位置を通過する時に比べて速く且つロッ
ド部分のみが排除位置を通過する時は先行掘り工程にお
けるロッド部分のみが排除位置を通過する時とほぼ同じ
速度となるように自動的に変化させると共に該引き上げ
速さに対応した固結材の引き上げ時注入量を自動的に変
化させるように制御手段により自動制御するので、先行
掘り工程、後行掘り工程という一連の工程により横方向
に連続するソイル体を造成するに当たり、先行掘り工程
及び後行掘り工程のいずれの場合における掘進及び引き
上げを地盤の状態や使用する回転軸の種類に応じて、先
行掘り工程及び後行掘り工程におけるそれぞれの最適の
速度及び固結材の注入量となるように自動的に変化させ
ながら施工できるものであり、この結果、最短時間で且
つ固結材の最適の使用量で目的とする横方向に連続する
ソイル固結体を自動的に造成できるものである。

【００２７】また、先行孔及び後行孔を数珠状とする
と、後行孔を形成するために隣り合う先行孔の端部にそ
れぞれ両側の回転軸を挿入して中央の回転軸により掘り
残し部を掘削する際に、隣り合う先行孔の端部の断面略
円状をした部分に両側の回転軸が挿入されて位置ずれ等
を防止した状態で正確に後行孔が掘削できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソイル固結体の造成方法に用いる装置
の構成図である。

【図２】（ａ）は同上の回転軸の引き上げ時における攪
拌手段部分を掃除している状態の説明図であり、（ｂ）
は同上の回転軸の引き上げ時におけるロッド部分を掃除
している状態の説明図である。

【図３】同上の制御手段の構成図である。

【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同上に用いる回転
軸の各例を示す正面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明の一
例の施工順序を示す説明図である。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明の他
例の施工順序を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 攪拌手段 ２ 回転軸 ２ａ ロッド ３ 地盤 ２０ 制御手段 ３０ 排除手段 ３１ 先行穴 ３２ 後行穴 ３３ 掘り残し部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横に１列に並んだ３軸以上の回転軸によ
   り地盤を掘進すると共に固結材を噴出しながら掘削土砂
   と固結材を回転軸に設けた攪拌手段により攪拌混合し、
   所定深度まで掘進した後に固結材を噴出しながら回転軸
   を引き上げると共に回転軸の引き上げ時に回転軸に付着
   した掘削土砂と固結材との混合物を地上において排除手
   段により排除するようにして地盤中に混合物が充填され
   た先行穴を形成し、この先行穴の延長線上に掘り残し部
   を残して混合物が充填された他の先行穴を形成し、次
   に、隣り合う先行穴の端部にそれぞれ両側の回転軸を挿
   入して中央の回転軸により掘り残し部を掘削すると共に
   固結材を噴射しながら掘削土砂と固結材とを攪拌手段に
   より攪拌混合し、所定深度まで掘進した後に固結材を噴
   射しながら回転軸を引き上げると共に回転軸に付着した
   掘削土砂と固結材との混合物を地上において排除手段に
   より排除するようにして地盤中に混合物が充填された後
   行穴を形成することで先行穴と後行穴とが連続し且つ内
   部に混合物が充填されたソイル固結体を造成する方法に
   おいて、先行穴を形成する先行掘り工程において回転軸
   を掘進する際には、対象地盤の土質調査結果から事前に
   得られた深度方向の地盤のデータに基づいて深度方向を
   複数区分に分割を行い、この区分のデータに基づいた区
   分毎の回転軸の掘進速度及び区分毎の掘進速度に応じた
   単位時間当たりの固結材の掘進時注入量となるように制
   御手段により自動制御し、先行掘り工程において回転軸
   を引き上げる際には、引き上げ時に回転軸の攪拌手段が
   地上における排除手段による排除位置を通過する時は遅
   く且つ、回転軸の攪拌手段を設けてないロッド部分のみ
   が地上における排除手段による排除位置を通過する時は
   速くなるように使用する回転軸の種類により回転軸の引
   き上げ速度を攪拌手段が排除位置を通過しているときか
   否かにより自動的に変化させると共に該引き上げ速さに
   対応した単位時間当たりの固結材の引き上げ時注入量を
   自動的に変化させるように制御手段により自動制御し、
   後行穴を形成する後行掘り工程の掘進においては上記先
   行掘り工程の掘進よりも深度方向の各区分における掘進
   速度を速くすると共に区分毎の掘進速度に応じた単位時
   間当たりの固結材の掘進時注入量を少なくするように制
   御手段により自動制御し、更に、後行掘り工程において
   回転軸を引き上げる際は、回転軸の攪拌手段が排除位置
   を通過する時は先行掘り工程における攪拌手段が排除位
   置を通過する時に比べて速く且つロッド部分のみが排除
   位置を通過する時は先行掘り工程におけるロッド部分の
   みが排除位置を通過する時とほぼ同じ速度となるように
   自動的に変化させると共に該引き上げ速さに対応した固
   結材の引き上げ時注入量を自動的に変化させるように制
   御手段により自動制御することを特徴とするソイル固結
   体の造成方法。
2. 【請求項２】 先行孔及び後行孔を数珠状とすることを
   特徴とする請求項１記載のソイル固結体の造成方法。