JPH07238532A

JPH07238532A - 地盤改良装置及び地盤改良方法

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Publication number: JPH07238532A
Application number: JP6031524A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kunito; 光弘國藤
Original assignee: Ask Kenkyusho KK
Current assignee: Ask Kenkyusho KK
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1995-09-12
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: CN1109937A; US5484233A; JP2620042B2

Abstract

(57)【要約】【目的】地中に目的とする径で且つ全体が均一に攪拌
混合された大径の地盤改良柱を形成する。固結材噴射部
が地中の地表付近に位置していても固結材で地表付近の
地盤を上方に盛り上げたり、固結材が地上に吹き出した
りすることがない。【構成】上下の固結材噴射部５から噴射される固結材
４の噴射流が互いに衝突するように固結材噴射部５から
の噴射方向を決定して目的とする径の地盤改良柱を形成
する。上下の固結材噴射部５から噴射されて衝突した後
の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向くように
設定して、地表付近の地盤を上方に盛り上げたり、地上
に吹き出したりすることがないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中において原地盤の
掘削土砂と固結材とを攪拌混合することで地盤改良をし
て地中に止水壁や山留め壁や基礎杭の形成、あるいは軟
弱地盤の改良等を行うための地盤改良装置及び地盤改良
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から機械攪拌とジェット工法による
固結杭造成において、ジェット噴流の到達距離を制御す
るものとして、特開平５ー３４６０２０号公報が知られ
ている。この従来例にあっては、図５４に示すように、
地中に挿入する管８０に上下に間隔を隔てて複数の攪拌
翼８１を設け、この上下の攪拌翼８１の先端部に固結材
４を噴射するノズル８２を設け、２個のノズル８２から
噴射される固結材４の噴射流を衝突させ、この衝突位置
により造成する杭の仕上がり径を制御するようにしてい
る。

【０００３】すなわち、上記従来例は、管８０の先端か
ら固結材４を低圧噴射すると共に攪拌翼８１により攪拌
造成して半径Ｒ₁ の攪拌造成した攪拌パイルＰ₁ を形成
し、また、同時にノズル８２から固結材４を噴射して地
盤を掘削しながら上記半径Ｒ ₁ の部分の外側に断面ドー
ナツ状のパイル部分Ｐ₂ を形成し、全体として半径Ｒ ₂
の杭を造成するものである。そして、上記のように２個
のノズル８２から噴射される固結材４の噴射流を衝突さ
せることで噴射流のエネルギーを一定程度減少させ、こ
の衝突位置を形成しようとする杭の外周部と見なし、こ
のことにより精度の良い径の杭を造成しようとするもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
例にあっては、図５５に示すように上下の攪拌翼８１の
先端部に設けたノズル８２から固結材４を噴射して衝突
させるに当たり、上のノズル８２からは斜め下方に固結
材４を噴射させ、下のノズル８２からは斜め上方に固結
材４を噴射させて、上下のノズル８２のほぼ上下方向の
中間位置において衝突させているので、衝突により一部
は周囲に飛散するが残りは衝突後合流して図５５の矢印
イに示すように略水平方向に噴射するようになってい
る。

【０００５】しかして、斜め下方に噴射される固結材４
と、斜め上方に噴射される固結材４とが衝突して一部そ
の噴射エネルギーが減少させられるとは言えども、衝突
して合流した固結材は依然としてある程度の噴射圧を維
持している。したがって、上記従来例においては地表近
くにおいて、上記ある程度の噴射圧を維持した図５５の
矢印イ方向の合流した固結材４の噴流により地表近くの
地盤が上方に盛り上がったり、地表近くの地盤を地上に
吹き飛ばしたりして、正確な杭の造成の支障となった
り、あるいは、これらの固結材４の噴流や地上に吹き飛
ばされた土砂が地上で作業している作業者に衝突したり
して危険であり、また周囲の作業環境を広範囲にわたっ
て汚染するというおそれがある。また、管８０の挿入あ
るいは引き上げ時にノズル８２が地上に位置した状態の
時に固結材４が噴射されると、上下のノズル８２から噴
射された固結材４が衝突後地上において矢印イ方向に略
水平方向に噴射されて、作業者に衝突したり、周辺環境
を著しく汚染したりするものである。

【０００６】また、上記従来例においては、攪拌翼８１
の先端にノズル８２を設けているので、ノズル８２によ
り噴射される固結材４で形成される掘削攪拌部分は水平
断面ドーナツ状の部分であり、図５４の半径Ｒ₁ の部分
は固結材４の噴射による掘削攪拌ではなく、攪拌翼８１
による掘削攪拌となっており、半径Ｒ₁ の部分と固結材
の噴射により形成される半径Ｒ₁ の部分の外側の水平断
面ドーナツ状の部分とでは攪拌混合状態が異なり、全体
として均一な地盤改良ができないという問題がある。

【０００７】また、上記従来例においては２個のノズル
８２から噴出する固結材４は同一種類のもののみであ
り、この従来例においては異なる種類の固結材４を衝突
させて良好に混合するという技術思想もない。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、
本発明の地盤改良装置の主たる目的とするところは、地
中に目的とする径で且つ全体が均一に攪拌混合された大
径の地盤改良柱を形成でき、しかも、固結材噴射部が地
表付近の地中に位置していても地表付近の地盤を上方に
盛り上げたり、地上に吹き出したりすることがなく、ま
た、地上に固結材噴射部が位置している場合でも周囲に
広範囲にわたって固結材を吹き飛ばすことがなく、作業
が安全にできると共に周辺環境を汚染しない地盤改良装
置を提供することにあり、また、別の目的とするところ
は、異なる種類の固結材を噴射させて衝突させること
で、異なる固結材の硬化反応を確実に行わせることがで
きる地盤改良装置を提供することにあり、また、別の目
的とするところは形成しようとする地盤改良用掘削攪拌
部の径を簡単に変更することができる地盤改良装置を提
供することにあり、また、別の目的とするところは、正
確な径の地盤改良用掘削攪拌部が連続した地盤改良が簡
単にできる地盤改良装置を提供することあり、更に、本
発明の地盤改良方法は上記の装置を用いて正確な径で且
つ垂直精度が良く、また、良好に掘削攪拌された地盤改
良用掘削攪拌部を形成することができる地盤改良方法を
提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記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、本発明の地盤改良
装置は、地中に挿入される回転軸２に上下方向にずれた
複数位置に固結材噴射部５を設けて固結材噴射部５から
噴射した固結材４により地盤を掘削すると共に掘削土砂
と固結材４とを攪拌混合する地盤改良装置において、上
下の固結材噴射部５から噴射される固結材４の噴射流が
互いに衝突するように固結材噴射部５からの噴射方向を
決定し、上下の固結材噴射部５から噴射されて衝突した
後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向くよう
に設定して成ることを特徴とするものである。

【０００９】また、上下の固結材噴射部５からの固結材
４の噴射方向がいずれも斜め下方を向いていたり、ある
いは、上の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向が
斜め下方を向き、下の固結材噴射部５からの固結材４の
噴射方向が略水平方向を向いていたりすることも好まし
い。また、上下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射
圧を異ならせて上下の固結材噴射部５から噴射されて衝
突した後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向
くように設定して成ることも好ましい。

【００１０】また、上の固結材噴射部５からの固結材４
の噴射圧を下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射圧
よりも大きくして成ることも好ましい。また、上の固結
材噴射部５からの固結材４の噴射方向が斜め下方を向
き、下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向が斜
め上方を向くように固結材４の噴射方向を設定し、上の
固結材噴射部５からの固結材４の噴射圧を下の固結材４
からの噴射圧よりも大きくして成ることも好ましい。

【００１１】また、上下の固結材噴射部５からそれぞれ
噴射される固結材４が互いに異種のものであり、上下の
固結材噴射部５から噴射される固結材４の噴射流が互い
に衝突して混合することで異種の固結材４が固結反応を
するものであることも好ましい。また、回転軸２に攪拌
手段３を備えたり、攪拌手段３が拡縮自在であることも
好ましい。

【００１２】また、固結材噴射部５を回転軸２に着脱自
在に取付けることも好ましい。また、回転軸２を複数個
並設し、隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部５からの
固結材４の噴射流が互いに衝突するようにすることも好
ましい。また、回転軸２を複数個並設し、隣合う回転軸
２の上下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射流が互
いに衝突しないようにすることも好ましい。

【００１３】また、本発明の地盤改良方法においては、
上記装置を用いて地盤改良を行うものであり、固結材噴
射部５から固結材４を噴射しない状態で回転軸２を地中
の目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸２を引き上
げつつ上下の固結材噴射部５から固結材４を噴射して噴
射圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射部５
から噴射する固結材４の噴射流を互いに衝突させて回転
軸２を中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成
して掘削土砂と固結材４とを混合し、且つ上下の固結材
噴射部５から噴射されて衝突した後の主な固結材４の合
流噴射方向が斜め下方を向いた状態で回転軸２を引き上
げることを特徴とするものである。

【００１４】また、拡縮自在な攪拌手段が上下の固結材
噴射部５から噴射される固結材４の衝突位置よりも下方
に配置してあり、攪拌手段を縮径した状態で固結材噴射
部５から固結材４を噴射することなく回転軸２を地中の
目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸２を引き上げ
つつ上下の固結材噴射部５から固結材４を噴射して噴射
圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射部５か
ら噴射する固結材４の噴射流を互いに衝突させて回転軸
２を中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成し
て掘削土砂と固結材４とを混合し、且つ上下の固結材噴
射部５から噴射されて衝突した後の主な固結材４の合流
噴射方向が斜め下方を向いた状態で回転軸２を引き上
げ、更に、攪拌手段を拡径して掘削土砂と固結材４とを
混合することも好ましい。

【００１５】

【作用】しかして、上記の装置によれば、上下の固結材
噴射部５から噴射される固結材４の噴射流が互いに衝突
するように固結材噴射部５からの噴射方向を決定してあ
ることで、噴射流が互いに衝突する部分において上下の
固結材噴射部５から噴射される固結材４の噴射流の勢い
が減衰されるので、固結材４の噴射により掘削されて掘
削土砂と固結材４とが攪拌混合される地盤改良用掘削攪
拌部８の径は回転軸２を中心として噴射流が互いに衝突
する部分までの距離を略半径とする大きさに制御するこ
とができる。そして、このように、上下の固結材噴射部
５から噴射される固結材４の噴射流が互いに衝突するよ
うにして固結材４の噴射流の勢いを減衰して地盤改良用
掘削攪拌部８の径をほぼ特定できるようにしたと言えど
も、衝突した後に合流した噴流は依然としてある程度の
勢いを有しているが、上下の固結材噴射部５から噴射さ
れて衝突した後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下
方を向くように設定することで、地上付近において合流
した噴射流により地上付近の地盤が盛り上がったり、あ
るいは、地中から合流した噴射流が地上に噴出したり、
あるいは地上において斜め上方や略水平方向に噴出した
りすることがないようにできるものである。また、固結
材４の噴射流が互いに衝突するように固結材噴射部５か
らの噴射方向を決定してあるということは、上下の固結
材噴射部５からの噴射方向はいずれも斜め方向か又は少
なくとも一方が斜め方向となり、このように斜めに固結
材４を噴射しながら回転軸２を回転して引き上げること
で、引き上げる時に形成される大径の地盤改良用掘削攪
拌部８の掘削及び攪拌混合が回転軸２を中心として略円
錐状態で立体的に行え、目的とする大径の地盤改良用掘
削攪拌部８が全体として正確に且つ均一な攪拌混合状態
に形成されることになる。

【００１６】そして、上下の固結材噴射部５からの固結
材４の噴射方向がいずれも斜め下方を向いていたり、あ
るいは、上の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向
が斜め下方を向き、下の固結材噴射部５からの固結材４
の噴射方向が略水平方向を向いていたりすることで、簡
単な構成で上下の固結材噴射部５から噴射されて衝突し
た後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向くよ
うにすることができる。また、ここで、上下の固結材噴
射部５からの固結材４の噴射方向がいずれも斜め下方を
向いている場合には、万一、上下いずれかの固結材噴射
部５が詰まったりしても、固結材４は斜め下方に噴射さ
れることになり、地上付近において噴射流により地盤が
盛り上がったり、あるいは、地中から噴射流が地上に噴
出したり、あるいは地上において斜め上方や略水平方向
に噴出したりすることがないようにできる。

【００１７】また、上下の固結材噴射部５からの固結材
４の噴射圧を異ならせて上下の固結材噴射部５から噴射
されて衝突した後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め
下方を向くように設定することで、噴射圧を異ならせる
という簡単な構成で上下の固結材噴射部５から噴射され
て衝突した後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方
を向くようにすることができる。そして、ここで、上下
の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向がいずれも
斜め下方を向いていたり、あるいは、上の固結材噴射部
５からの固結材４の噴射方向が斜め下方を向き、下の固
結材噴射部５からの固結材４の噴射方向が略水平方向を
向いていたりするものにおいて、上の固結材噴射部５か
らの固結材４の噴射圧を下の固結材噴射部５からの固結
材４の噴射圧よりも高くしてあると、合流した噴射流の
合流噴射方向を上の固結材噴射部５から噴射される噴射
流に近い傾斜角度で斜め下方にすることができて、地上
において合流噴射流の周囲に与える影響のエリアを狭く
することができることになる。

【００１８】また、上の固結材噴射部５からの固結材４
の噴射方向が斜め下方を向き、下の固結材噴射部５から
の固結材４の噴射方向が斜め上方を向くように固結材４
の噴射方向を設定し、上の固結材噴射部５からの固結材
４の噴射圧を下の固結材４からの噴射圧よりも高くした
ものにおいては、斜め上方からの噴射と斜め下方からの
噴射により地盤の掘削攪拌効率が良くなり、しかも、こ
のように地盤の掘削攪拌効率を良くするために斜め上方
からの噴射と斜め下方からの噴射とを併用したにもかか
わらず、上の固結材噴射部５からの固結材４の噴射圧を
下の固結材４からの噴射圧よりも高くすることで、簡単
な構成で、上下の固結材噴射部５から噴射されて衝突し
た後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向くよ
うにすることができる。

【００１９】また、上下の固結材噴射部５からそれぞれ
噴射される固結材４が互いに異種のものであり、上下の
固結材噴射部５から噴射される固結材４の噴射流が互い
に衝突して混合することで異種の固結材４が固結反応を
するものであると、上下の噴射流が衝突することで、異
種の固結材４が確実に混合されて固結反応を行って固結
材４と掘削土砂との攪拌混合物を確実且つ早く硬化させ
ることができるものである。

【００２０】また、回転軸２に攪拌手段３を備えてある
と、固結材４の噴射により掘削攪拌した掘削土砂と固結
材４との混合物を更に攪拌手段３により攪拌混合できる
ものである。また、攪拌手段３が拡縮自在であると、地
盤改良を必要とする所でのみ攪拌手段３を拡径して攪拌
することで、大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成でき
ることになる。

【００２１】また、固結材噴射部５を回転軸２に着脱自
在に取付けることで、噴射方向の異なる固結材噴射部５
を選択して取付けると、簡単な構成で形成しようとする
地盤改良用掘削攪拌部８の径を選択できることになる。
また、回転軸２を複数個並設し、隣合う回転軸２の上下
の固結材噴射部５からの固結材４の噴射流が互いに衝突
するようにすると、地盤改良用掘削攪拌部８を複数個連
続して形成でき、しかもこの場合、隣り合う地盤改良用
掘削攪拌部８同士は両側から噴射されて互いに衝突する
噴射流により攪拌混合されて横方向に一部重複する状態
となり、また、この横方向に重複していない部分におい
ては各回転軸２に設けた上下の固結材噴射部５から噴射
される固結材４の衝突位置で規制される地盤改良用掘削
攪拌部８の径を正確な径にすることができる。

【００２２】また、回転軸２を複数個並設し、隣合う回
転軸２の上下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射流
が互いに衝突しないようにすることで、正確な形状の地
盤改良用掘削攪拌部８を複数個連続して形成することが
できることになる。また、本発明の地盤改良方法におい
ては、上記装置を用いて地盤改良を行うに当たり、固結
材噴射部５から固結材４を噴射しない状態で回転軸２を
地中の目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸２を引
き上げつつ上下の固結材噴射部５から固結材４を噴射し
て噴射圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射
部５から噴射する固結材４の噴射流を互いに衝突させて
回転軸２を中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部８を
形成して掘削土砂と固結材４とを混合することで、回転
軸２の引き上げ時に、上下の固結材噴射部５から噴射す
る固結材４の噴射圧により大径の地盤改良用掘削攪拌部
８を形成して原地盤の土砂と固結材とを混合し、大径の
地盤改良用掘削攪拌部８に土砂と固結材とが混合された
混合物５１が充填されるのであるが、この際、形成され
る地盤改良用掘削攪拌部８の半径は、回転軸２から上下
の固結材噴射部５から噴射される固結材４の衝突する部
分までの距離とほぼ等しくなり、目的とする大きさの地
盤改良用掘削攪拌部８を形成できるものであり、しか
も、この工程中、回転軸２を挿入した際に形成される小
径の下孔５０の垂直精度が悪くても、回転軸２に垂直な
引き上げ力をかけて引き上げると、回転軸２は其自体が
自然と垂直姿勢になろうとする力が作用し、一方、固結
材４の噴射圧により大径の地盤改良用掘削攪拌部８が形
成されるので、回転軸２の下部が横方向にずれることが
できる余裕が地中に形成され、回転軸２が大径の地盤改
良用掘削攪拌部８部分において垂直姿勢になろうとして
姿勢制御をしながら引き上げられることになり、これを
連続して行いながら次第に引き上げていくことで大径の
地盤改良用掘削攪拌部８が次第に垂直姿勢に矯正されて
いって垂直精度の良い大径の地盤改良用掘削攪拌部８が
形成できるものであり、また、上下の固結材噴射部５か
ら噴射されて衝突した後の主な固結材４の合流噴射方向
が斜め下方を向いた状態で回転軸２を引き上げること
で、地表近くにおいても、合流した噴射流により地盤が
盛り上がったり、上方に固結材が吹き出したりせず、ま
た、地表まで引き上げても合流した固結材が上方、斜め
上方、略水平方向に噴出せず、作業者に噴出する固結材
が衝突したり、周囲に飛び散ったりすることがないよう
にしている。

【００２３】そして、拡縮自在な攪拌手段３が上下の固
結材噴射部５から噴射される固結材４の衝突位置よりも
下方に配置してあり、攪拌手段３を縮径した状態で固結
材噴射部５から固結材４を噴射することなく回転軸２を
地中の目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸２を引
き上げつつ上下の固結材噴射部５から固結材４を噴射し
て噴射圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射
部５から噴射する固結材４の噴射流を互いに衝突させて
回転軸２を中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部８を
形成して掘削土砂と固結材４とを混合し、且つ上下の固
結材噴射部５から噴射されて衝突した後の主な固結材４
の合流噴射方向が斜め下方を向いた状態で回転軸２を引
き上げ、更に、攪拌手段３を拡径して掘削土砂と固結材
４とを混合すると回転軸２の引き上げ時に、上下の固結
材噴射部５から噴射する固結材４の噴射圧により大径の
地盤改良用掘削攪拌部８を形成して現地盤の土砂と固結
材とを混合し、更に、拡大した攪拌手段３によりいっそ
う良好に攪拌混合されるものであり、また、大径の地盤
改良用掘削攪拌部８に土砂と固結材とが混合された混合
物５１が充填されるのであるが、この際、形成される地
盤改良用掘削攪拌部８の半径は、回転軸２から上下の固
結材噴射部５から噴射される固結材４の衝突する部分ま
での距離とほぼ等しくなり、目的とする大きさの地盤改
良用掘削攪拌部８を形成できるものであり、しかも、こ
の工程中、回転軸２を挿入した際に形成される小径の下
孔５０の垂直精度が悪くても、回転軸２に垂直な引き上
げ力をかけて引き上げると、回転軸２は其自体が自然と
垂直姿勢になろうとする力が作用し、一方、固結材４の
噴射圧により大径の地盤改良用掘削攪拌部８が形成され
るので、回転軸２の下部が横方向にずれることができる
余裕が地中に形成され、回転軸２が大径の地盤改良用掘
削攪拌部８部分において垂直姿勢になろうとして姿勢制
御をしながら引き上げられることになり、これを連続し
て行いながら次第に引き上げていくことで大径の地盤改
良用掘削攪拌部８が次第に垂直姿勢に矯正されていって
垂直精度の良い大径の地盤改良用掘削攪拌部８が形成で
きるものであり、また、上下の固結材噴射部５から噴射
されて衝突した後の主な固結材４の合流噴射方向が斜め
下方を向いた状態で回転軸２を引き上げることで、地表
近くにおいても、合流した噴射流により地盤が盛り上が
ったり、上方に固結材が吹き出したりせず、また、地表
まで引き上げても合流した固結材が上方、斜め上方、略
水平方向に噴出せず、作業者に噴出する固結材が衝突し
たり、周囲に飛び散ったりすることがないようにしてい
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳述する。図２には本発明の一実施例が示してあ
る。図中１０は地上に設置される施工機であり、この施
工機１０にリーダ１１が垂直に立ててある。リーダ１１
には上下に移動自在に移動体１２が設けてあり、移動体
１２の上下移動は例えばワイヤーやチェーンを用いて行
うことができる。回転軸２は移動体１２に設けたチャッ
ク装置１３でチャックされた状態では移動体１２を上下
することで上昇又は下降することができるようになって
いる。ここで、チャック装置１３でチャックした場合、
移動体１２に設けた回転装置１４からの回転を回転軸２
に伝達することで回転軸２を回転することができるよう
になっている。リーダ１１には補助チャック２０が設け
てあり、この補助チャック２０に回転軸２が上下に挿通
してあって、補助チャック２０により回転軸２をチャッ
ク自在としてある。

【００２５】回転軸２は図１に示すように、外周部に凹
凸の無い上下方向に長いロッド部２１の下部にジョイン
ト部２２を介して下部ロッド部２３を接続したものであ
り、下部ロッド部２３には下端部には掘削手段１が設け
てある。掘削手段１は下部ロッド部２３の下端部に設け
たビット１６により構成してある。また、下部ロッド部
２３の下端部には回転軸２の挿入を容易にするために液
状物７を下方に向けて噴射するための下端噴射部６が設
けてある。下部ロッド部２３のビット１６の上方位置に
は上下方向に間隔を隔てて複数個の固結材噴射部５が設
けてある。固結材噴射部５からは例えばセメントミル
ク、セメントミルクを主成分とする固結材、合成樹脂液
を主成分とする固結材等の任意の固結材４を噴射するも
のである。上下の固結材噴射部５から噴射される固結材
４の噴射流が互いに衝突するように固結材噴射部５から
の噴射方向を決定してあり、更に、この場合、上下の固
結材噴射部５から噴射されて衝突した後の主な固結材４
の合流噴射方向が斜め下方を向くように設定してある。

【００２６】図１に示す実施例では、上下の固結材噴射
部５からの固結材４の噴射方向がいずれも斜め下方を向
いている実施例であり、上の固結材噴射部５からの固結
材４の噴射方向と回転軸２のなす角度αが下の固結材噴
射部５からの固結材４の噴射方向と回転軸２とのなす角
度βよりも小さくなっており、上下の固結材噴射部５か
ら異なる噴射角度で噴射される固結材４の噴射流が下の
固結材噴射部５よりも下方位置において衝突するように
なっている。

【００２７】図７に示す実施例では、上の固結材噴射部
５からの固結材４の噴射方向が斜め下方を向き、下の固
結材噴射部５からの固結材４の噴射方向が略水平方向を
向いている実施例であり、この実施例においては、角度
αは鋭角であるが、角度βが略９０°であるので、上下
の固結材噴射部５から噴射される固結材４の噴射流が下
の固結材噴射部５とほぼ同じレベルにおいて衝突するよ
うになっている。

【００２８】上記図１、図７に示す実施例においては衝
突により上下の固結材噴射部５から噴射された固結材４
は衝突により噴射エネルギーが減少されるが、衝突時に
一部は周囲に分散して飛び散るが他の一部は合流して矢
印イのように噴射する。ここで、上の固結材噴射部５か
らの噴射方向が斜め下方であり、下の固結材噴射部５か
らの噴射方向が斜め下方又は略水平であるので、衝突後
合流して噴射する固結材４の噴射方向と回転軸２とのな
す角度θは図１、図７においてα＜θ＜βの関係とな
り、この結果、合流して噴射する噴射方向は斜め下方を
向くことになる。

【００２９】衝突後合流して噴射する固結材４の噴射方
向を斜め下方にするに当たり、上の固結材噴射部５から
噴射される固結材４と下の固結材噴射部５から噴射され
る固結材４との噴射圧を異ならせることで上下の固結材
噴射部５から噴射される固結材４同士が衝突した後に合
流して噴射する固結材４の噴射方向を斜め下方にするよ
うにしてもよい。

【００３０】すなわち、この場合、図１のように上下の
固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向がいずれも斜
め下方を向いている場合、図７のように上の固結材噴射
部５からの固結材４の噴射方向が斜め下方を向き、下の
固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向が略水平とな
っている場合は上下の固結材噴射部５から噴射する固結
材４の噴射圧のいずれを高く、いずれを低くしても衝突
後合流して噴射する固結材４の噴射方向を斜め下方にす
ることができるが、図１、図７において上の固結材噴射
部５から斜め下方に噴射する固結材４の噴射圧を下の固
結材噴射部５から噴射する固結材４の噴射圧よりも高く
することで、衝突後、合流して噴射する固結材４の噴射
方向と回転軸２とのなす角度θを上の固結材噴射部５か
らの噴射方向と回転軸２とのなす角度αにより近づける
ことができることになる。

【００３１】また、上の固結材噴射部５からの固結材４
の噴射圧を下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射圧
よりも大きく設定したものにおいては、図８のように上
の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向を斜め下方
にし、下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射方向を
斜め上方にすることもできる。この場合には、上の固結
材噴射部５から斜め下方に噴射する固結材４の噴射圧が
下の固結材噴射部５から斜め上方に噴射する固結材４の
噴射圧よりも高いので、斜め下方に噴射された固結材４
と斜め上方に噴射された固結材４とが衝突し、衝突後に
合流して噴射する方向は図８の矢印イのように斜め下方
を向くのである。

【００３２】ところで、噴射圧を変える場合は、上下の
固結材噴射部５には管状の回転軸２内にそれぞれ別々の
固結材供給管（図示せず）を配管して供給するものであ
る。回転軸２には更にスクリュー部９が設けてある。こ
のスクリュー部９は上の固結材噴射部５よりも上方に配
設してある。そして、スクリュー部９は回転軸２の挿入
時に混合物を上方に移動させて一部を地上に排出するた
めの役目をする。

【００３３】上記のような構成の装置を用いて地盤改良
をして地中に地盤改良柱を形成するのであるが、施工に
当たっては例えば以下のようにして行うものである。ま
ず図３（ａ）→（ｂ）のように、固結材噴射部５から固
結材４を噴射しない状態で、回転軸２を回転しながら掘
削手段１により掘削して回転軸２を地中の目的とする深
さまで挿入する。この回転軸２を所定深さまで挿入する
際は下端噴射部６から液状物７を下方に向けて噴射しな
がら回転軸２の挿入を容易にするものである。この場
合、液状物７と掘削土砂との混合物の一部がスクリュー
部９により上方に移動させられて地上に排出されること
になる。ここで、スクリュー部９を設けない場合には掘
削土砂が排出されないので、液状物７のみが回転軸２に
沿って上昇してしまい、せっかく挿入時に地中に液状物
７を噴出したといえども、回転軸２の挿入時に形成され
る小径の下孔５０内が硬い状態となり、回転軸２の引き
上げ時に大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成する際に
下孔５０部分も再度掘削する必要が生じるが、スクリュ
ー部９により液状物７と掘削土砂との混合物の一部を排
出することで、液状物７のみが大量に地上に溢れること
がなくなることになり、形成される小径の下孔５０内は
液状物７と掘削土砂とが混合された柔らかい状態を維持
できることになる。液状物７としては回転軸２の挿入を
容易にすることを主な目的とするものであるから、例え
ば、濃度の薄いセメントミルク、セメントミルクとベン
トナイトとの混合液等が使用できる。

【００３４】上記のようにして、回転軸２を地中の所定
の深さまで挿入して小径の下孔５０を地中に形成した
後、図３（ｃ）→（ｄ）……のようにして回転軸２を引
き上げるのであるが、この回転軸２を引き上げる際、本
発明においては、下端噴射部６からの液状物７の噴射を
停止し、上下の固結材噴射部５から固結材４を斜めに噴
射しながら回転軸２を回転しつつ上方に引き上げるので
ある。すると、上下の固結材噴射部５から噴射された固
結材４の噴射圧により地盤を掘削攪拌するのであるが、
この場合、上下の固結材噴射部５から噴射された固結材
４が衝突することで、噴射エネルギーが減衰されること
になり、この結果、図５に示すように回転軸２を中心と
し、回転軸２から上記上下の固結材噴射部５から噴射さ
れる固結材４の衝突部分までの距離を半径とする大径の
地盤改良用掘削攪拌部８が形成されるのである。そし
て、上下の固結材噴射部５から異なる方向に噴射される
固結材４の噴射により掘削された掘削土砂と固結材４と
が同時に混合されることになる。このように、回転軸２
の引き上げ時に上下の固結材噴射部５から異なる方向に
噴射しながら噴射圧で掘削すると共に掘削した土砂と固
結材４とを攪拌混合するので、回転軸２の上方への引き
上げ時における大径の地盤改良用掘削攪拌部８の掘削及
び攪拌混合が、上の固結材噴射部５からの固結材４の斜
め下方への噴射においては回転軸２を中心として略円錐
状態で立体的に行え、また、下の固結材噴射部５からの
固結材４の斜め下方への噴射、あるいは略水平方向への
噴射、あるいは斜め上方への噴射においては回転軸２を
中心として略円錐状態、あるいは略円盤状態、あるいは
略逆円錐状態に行え、これらの複合的な組み合わせによ
り形成される地盤改良用掘削攪拌部８の全域において攪
拌混合効果が向上することになる。

【００３５】ここで、斜めに固結材４を噴射しながら大
径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成することにつき更に
詳細に説明すると、固結材４を斜めに向けて噴射しなが
ら回転軸２が回転することで固結材４は回転軸２を中心
として略円錐状に噴射されて周辺地盤を噴射圧により掘
削しながら同時に掘削土砂と固結材４とを攪拌混合す
る。この場合、上記のように固結材４の噴射による掘削
及び攪拌混合の領域が略円錐状であるため、例えば水平
方向に噴射しながら回転軸２が回転する場合における掘
削及び攪拌混合領域である略円盤状に比べて、掘削及び
攪拌混合領域が立体的になって、掘削及び攪拌混合が効
果的にできるのである。そして、例えば、回転軸２を引
き上げながら斜め上方に向けて固結材４を噴射しつつ回
転軸２を回転すると、上記立体的（略円錐状）な掘削及
び攪拌混合領域Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……、ｘ₁ 、ｘ₂ 、ｘ
₃ ……が図４の原理図に示す矢印方向への回転軸２の引
き上げに伴ってイ、ロ、ハというように上にずれていく
ことで、掘削及び攪拌混合領域Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……、
ｘ₁ 、ｘ₂ 、ｘ₃ ……が上下に互いに立体的に重複して
いって掘削及び攪拌混合がなされて、目的とする径の大
径の地盤改良用掘削攪拌部８が形成できるのである。

【００３６】上記のようにして回転軸２を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材４との混合物５１が充填された大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を形成するのであるが、ここ
で、回転軸２を回転して引き上げながら大径の地盤改良
用掘削攪拌部８を形成していく際、地表面近くまで固結
材噴射部５が引き上げられても、上下の固結材噴射部５
から噴射される固結材４の噴射流が衝突後において合流
して噴射する方向が斜め下方を向いているので、地表面
近くの地盤が上方に盛り上がったり、固結材４や土砂が
地上に噴出するおそれがなく、地上にいる作業者に固結
材４や土砂が衝突して怪我させたり、あるいは、地上の
周辺に固結材４や土砂が飛散して周辺環境を悪くしない
ようになっている。また、固結材噴射部５を地上に引き
上げた時点で固結材４が噴射されていたとしても、合流
後の噴射が斜め下方を向いているので噴射領域が狭く、
周囲に居る作業者に固結材４が衝突したり、あるいは、
周辺に固結材４が飛散しないようになっている。もちろ
ん、本発明の装置を用いて地下の任意の深さの部分に地
盤改良用掘削攪拌部８を形成することもできる。

【００３７】ところで、回転軸２を挿入した際に、図６
のように回転軸２の下部が傾いて挿入された場合、回転
軸２に引き抜き力Ｔが作用すると、回転軸２が傾いてい
るため図７のようにＭという横方向の分力が作用する。
この状態で固結材４を斜めに噴射して下孔５０よりも大
径の地盤改良用掘削攪拌部８が形成されると、回転軸２
は矢印Ｘ方向に移動することができる余裕が生じるの
で、上記横方向の分力Ｍの作用と、回転軸２自体の材質
による垂直姿勢に戻ろうとする復元力とにより回転軸２
の下部が矢印Ｘ方向に移動し、回転軸２の下部が上記大
径の孔部の形成により余裕が生じた分だけ矢印Ｘ方向に
移動するということは固結材４の噴射位置が矢印Ｘ方向
にずれるということであり、この結果、更に大径の地盤
改良用掘削攪拌部８は横方向にずれながら形成されるこ
とになり、上記作用が回転軸２を引き上げながら順次お
こなわれることで、下から順に形成されてくる大径の地
盤改良用掘削攪拌部８が次第に垂直姿勢となるように矯
正されながら形成されるものである。

【００３８】上記のようにして回転軸２を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材４との混合物５１が充填された大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を形成するものであり、回転
軸２を完全に引き抜いた後に同様にして次々と地盤改良
用掘削攪拌部８を形成する。地盤改良用掘削攪拌部８内
に充填された掘削土砂と固結材との混合物が硬化するこ
とで地盤改良柱が形成される。この場合、地盤改良用掘
削攪拌部８を連続して（一部が重複するようにしてもよ
い）形成することで止水壁や山留め壁を形成するもので
ある。もちろん、上記地盤改良用掘削攪拌部８を形成す
ることで基礎杭を形成したり、軟弱地盤の改良をおこな
ってもよい。ところで、上記した回転軸２は移動体１２
に挿通してあり、移動体１２に設けたチャック装置１３
により回転軸２をチャック自在としてあり、回転軸２を
地中に挿入する際はチャック装置１３により回転軸２を
チャックした状態で移動体１２を下降することで回転軸
２が回転しながら掘削手段により地盤を掘削しながら下
降し、移動体１２がリーダ１１の所定位置まで下降する
と、チャックを外し、移動体１２を上昇させ、所定高さ
まで移動体１２を上昇させた状態で再びチャック装置１
３により回転軸２をチャックして移動体１２を下降する
ことで回転軸２が回転しながら掘削手段により地盤を掘
削しながら下降し、上記動作を順次繰り返すことで、回
転軸２を所定の深さまで挿入するものである。一方、回
転軸２を引き上げるには上記と逆の動作でチャック装置
１３によるチャック、チャック解除を繰り返すことによ
り行うものであるが、チャック装置１３によるチャック
解除時点で、回転軸２が下降するのを防止するため、チ
ャック装置１３によるチャック解除と同時に補助チャッ
ク２０で回転軸２をチャックして仮支持し、移動体１２
を所定位置まで下降させて再びチャック装置１３により
チャックした時点で補助チャック２０を解除し、移動体
１２を上昇させて回転軸２を回転しながら上昇させるも
のである。ここで、チャック装置１３としては例えば、
図２３、図２４に示すような構成となっている。つま
り、移動体１２に回転装置１４により回転する回転筒２
５を設け、該回転筒２５に回転軸２を上下移動自在に挿
通し、移動体１２に設けた支持枠２６に設けた油圧シリ
ンダーのようなシリンダー装置２７により移動自在な円
盤状の支持体２８を設け、該支持体２８にベアリングを
介して円盤状の回転体２９を回転自在に取付け、回転体
２９に傾斜面３０を備えた腕部３１を突設し、回転筒２
５に設けた窓３２に移動自在に挿通したチャック体３３
の外側端部の傾斜面３４に上記腕部３１の傾斜面３０を
対向させ、シリンダー装置２７を駆動することで腕部３
１を上昇させるとチャック体３３が押し込まれて回転軸
２がチャックされてチャック体３３を介して回転筒２５
の回転が回転軸２に伝達されると共に回転軸２が移動体
１２に対して上下に移動できないようにするものであ
る。そして、腕部３１を後退させるとチャック体３３の
押し込みが解除されてチャック体３３による回転軸２の
チャックが解除されるようになっている。チャック体３
３には回転軸２から離れる方向のばね力を付勢しておい
てもよい。なお、補助チャック２０は単に回転軸２をチ
ャックしたりチャック解除したりするものであり、例え
ば、図２５に示すように偏芯した回動体３５を回動装置
（図示せず）により回動して破線のように回転軸２をチ
ャックしたり、実線のようにチャック解除したりするも
のである。もちろん、チャック装置１３及び補助チャッ
ク２０として上記のものにのみ限定されるものでないの
はもちろんである。上記のようなチャック装置１３を備
えた移動体１２は図２においてＹで示す範囲で上下移動
するものであり、上下移動に当たってはワイヤーやチェ
ーン等で上下駆動させるものであるが、このようにする
ことで、リーダ１１の上下長さを短くできると共に重量
の重たい回転装置１４を備えた移動体１２がリーダ１１
の下部を上下することになり、装置全体の重心が下に位
置し、装置の転倒が防止できることになる。

【００３９】図９乃至図２２には他の実施例が示してあ
る。この実施例において図１０、図１４、図１５に示す
ものは上記した図１、図７、図８の各実施例のものに、
それぞれ攪拌手段３を設けたものである。すなわち、攪
拌手段３以外の構成は図１、図７、図８の各実施例で説
明した構成と同様であるので、具体的説明は省略する。
攪拌手段３は拡縮自在となっており、拡縮自在な攪拌手
段３は上下の固結材噴射部５からの固結材４の噴射流が
衝突する部分よりも下方に位置している。また、拡縮自
在な攪拌手段３を拡径した場合、回転軸２から上下の固
結材噴射部５からの噴射流の衝突する部分までの距離と
回転軸２から拡径した攪拌手段３の先端までの距離をほ
ぼ同じにしたり、あるいは回転軸２から拡径した攪拌手
段３の先端までの距離を回転軸２から上下の固結材噴射
部５からの噴射流の衝突する部分までの距離より少し短
くする。

【００４０】しかして、上記のように拡縮自在な攪拌手
段３を設けた装置を用いて地盤改良をして地中に地盤改
良柱を形成する場合の一例を説明する。まず図１１
（ａ）→（ｂ）のように、攪拌手段３を縮径し且つ固結
材噴射部５から固結材４を噴射しない状態で、回転軸２
を回転しながら掘削手段１により掘削して回転軸２を地
中の目的とする深さまで挿入する。この回転軸２を所定
深さまで挿入する際は下端噴射部６から液状物７を下方
に向けて噴射しながら回転軸２の挿入を容易にするもの
である。この場合、液状物７と掘削土砂との混合物の一
部がスクリュー部９により上方に移動させられて地上に
排出される。

【００４１】上記のようにして、回転軸２を地中の所定
の深さまで挿入して小径の下孔５０を地中に形成した
後、図１１（ｃ）→（ｄ）……のようにして回転軸２を
引き上げるのであるが、この回転軸２を引き上げる際、
下端噴射部６からの液状物７の噴射を停止し、拡縮自在
な攪拌手段３を拡径すると共に上下の固結材噴射部５か
ら固結材４を噴射しながら回転軸２を回転しつつ上方に
引き上げるのである。すると、上下の固結材噴射部５か
ら噴射された固結材４の噴射圧により地盤を掘削攪拌す
るのであるが、この場合、上下の固結材噴射部５から噴
射された固結材４が衝突することで、噴射エネルギーが
減衰されることになり、この結果、図１２に示すように
回転軸２を中心とし、回転軸２から上記上下の固結材４
の衝突部分までの距離を半径とする大径の地盤改良用掘
削攪拌部８が形成されるのである。そして、上下の固結
材噴射部５から異なる方向に噴射される固結材４の噴射
により掘削された掘削土砂と固結材４とが同時に混合さ
れることになり、更に、上記掘削土砂と固結材４との混
合物５１は下方に位置する拡大した攪拌手段３により攪
拌混合される。この攪拌手段３は掘削土砂と固結材４と
の攪拌混合だけでなく、固結材４の噴射により地盤を掘
削する際に掘り残し部が生じた場合、拡径した攪拌手段
３で掘り残し部分を掘削することができる。このため、
攪拌手段３に刃部を設けたものであってもよい。ところ
で、攪拌手段３を拡径し、大径の地盤改良用掘削攪拌部
８を形成するための地盤の掘削の主体が主に拡径した攪
拌手段３の場合、大径の掘削が要求されるため攪拌手段
３の拡縮機構に無理な力が作用して破損したりするおそ
れがあるが、本発明においては、回転軸２に引き上げ時
に斜めに噴射する固結材４の噴射圧が主体となって主に
地盤を掘削するので、攪拌手段３で掘削する場合がある
のは上記のように掘り残し部の掘削時であって、このた
め、攪拌手段３の拡縮機構に無理な力が作用して破損し
たりするのが防止できる。この実施例においては、回転
軸２の引き上げ時に上下の固結材噴射部５から異なる方
向に噴射しながら噴射圧で掘削すると共に掘削した土砂
と固結材４とを攪拌混合するので、回転軸２の上方への
引き上げ時における大径の地盤改良用掘削攪拌部８の掘
削及び攪拌混合が、上の固結材噴射部５からの固結材４
の斜め下方への噴射においては回転軸２を中心として略
円錐状態で立体的に行え、また、下の固結材噴射部５か
らの固結材４の斜め下方への噴射、あるいは略水平方向
への噴射、あるいは斜め上方への噴射においては回転軸
２を中心として略円錐状態、あるいは略円盤状態、ある
いは略逆円錐状態に行え、更に、これらの攪拌混合に加
えて拡径した攪拌手段３による攪拌混合効果が複合的に
組み合わせられて形成される地盤改良用掘削攪拌部８の
全域において攪拌混合効果が向上することになる。

【００４２】上記のようにして回転軸２を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材４との混合物５１が充填された大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を形成するものである。とこ
ろで、この実施例においても、回転軸２を挿入した際
に、図１３のように傾いて挿入された場合、回転軸２を
引き上げながら固結材４を噴射して噴射圧で大径の地盤
改良用掘削攪拌部８を形成することで、下から順に形成
されてくる大径の地盤改良用掘削攪拌部８が次第に垂直
姿勢となるように矯正されながら形成されるものであ
り、この引き上げ時における垂直姿勢に矯正するための
作用は前述の実施例と同様である。

【００４３】また、地表付近や地上で固結材噴射部５か
ら固結材４が噴射される場合における上下の固結材噴射
部５から噴射される固結材４の衝突後における合流噴射
が斜め下方を向いていることによる作用は前述の実施例
と同様であるので、この点における説明は省略する。図
１６、図１７は上記における拡縮自在な攪拌手段３の一
例が示してある。この実施例では、回転軸２に取付け部
４０を設け、この取付け部４０に攪拌部材３ａの一端部
を回転自在に取付けて攪拌手段３が構成してある。取付
け部４０は上下に対向した上下突部４０ａ、４０ｂと上
下突部４０ａ、４０ｂ間に位置する略ひし形をした中央
柱部４０ｃとで構成してあり、上下突部４０ａ、４０ｂ
の対角線上において対向する一組の角部付近において攪
拌部材３ａの後端部を枢支軸４１により枢支してある。
しかして、攪拌部材３ａの図１６の状態が攪拌手段３が
拡径した状態であり、図１７の状態が攪拌手段３が縮径
した状態である。そして回転軸２を矢印イ方向に回転す
ると攪拌部材３ａの一側面４２が中央柱部４０ｃの当た
り面４３に当たって拡径状態が保たれる。一方、図１６
の矢印ロ方向に回転軸２を回転すると攪拌部材３ａは土
砂の抵抗で矢印ハ方向に回転し、図１７の状態（つまり
攪拌部材３ａの他側面４４が中央柱部４０ｃの傾斜した
当たり面４３に当たって止まる状態）に縮径する。図１
７に示すような攪拌部材３ａの縮径状態において回転軸
２を矢印イ方向に回転すると、土の抵抗で攪拌部材３ａ
が矢印ニ方向に回転して図１６のように拡径する。

【００４４】図１８乃至図２０には拡縮自在な攪拌手段
３の他例が示してある。この実施例では回転軸２に取付
け部４０を設け、取付け部４０に攪拌部材３ａを枢支軸
４１により回動自在に取付け、攪拌部材３ａは油圧シリ
ンダーのような拡縮駆動装置４５により駆動されるよう
になっていて拡縮自在な攪拌手段３が構成してある。こ
の実施例においては図２０の実線状態が攪拌手段３を拡
径した状態であり、図２０の破線の状態が攪拌手段３を
縮径した状態である。

【００４５】図２１、図２２には拡縮自在な攪拌手段３
の更に他例が示してある。すなわち図１８乃至図２０の
実施例においては、攪拌手段３の拡縮が水平面で行われ
るようになっているが、図２０、図２１の実施例におい
ては攪拌手段３の拡縮が垂直面で行われるようになって
いる。すなわち、攪拌部材３ａが油圧シリンダーのよう
な拡縮駆動装置４５により垂直面で起倒自在に駆動され
るのであり、図２０の実線が攪拌部材３ａが拡径した状
態、図２０の破線が攪拌部材３ａが縮径した状態を示し
ている。

【００４６】次に、図２６乃至図３９に基づいて回転軸
２を複数本並設したものの例につき説明する。図中１０
は地上に設置される施工機であり、この施工機１０にリ
ーダ１１が垂直に立ててある。リーダ１１には上下に移
動自在に移動体１２が設けてあり、移動体１２の上下移
動は例えばワイヤーやチェーンを用いて行うことができ
る。複数本の回転軸２が移動体１２に上下に挿通してあ
り、この複数本の回転軸２の上端部はスイベルジョイン
トに取付けてある。複数の回転軸２は移動体１２に設け
たチャック装置１３でチャックされた状態では移動体１
２を上下することで上昇又は下降することができるよう
になっている。ここで、チャック装置１３でチャックし
た場合、移動体１２に設けた回転装置１４からの回転を
回転軸２に伝達することで回転軸２を回転することがで
きるようになっている。リーダ１１には補助チャック２
０が設けてあり、この補助チャック２０に回転軸２が上
下に挿通してあって、補助チャック２０により回転軸２
をチャック自在としてある。

【００４７】回転軸２は基本的には図１に示す実施例の
ものと同様であり、回転軸２の下端部には掘削手段１が
設けてある。掘削手段１はビット１６により構成してあ
る。また、回転軸２の下端部には回転軸２の挿入を容易
にするために液状物７を下方に向けて噴射するための下
端噴射部６が設けてある。回転軸２のビット１６の上方
位置にはセメントミルク、セメントミルクを主成分とす
る固結材、合成樹脂液を主成分とする固結材等の任意の
固結材４を噴射する固結材噴射部５が上下に間隔を隔て
て複数設けてある。上下の固結材噴射部５から噴射され
る固結材４の噴射流が互いに衝突するように固結材噴射
部５からの噴射方向を決定してあり、更に、この場合、
上下の固結材噴射部５から噴射されて衝突した後の主な
固結材４の合流噴射方向が斜め下方を向くように設定し
てある。

【００４８】図２６、図３２乃至図３９には上下の固結
材噴射部５からの噴射方向の異なる場合の各実施例を示
している。ここで図２６、図３２乃至図３９における角
度α、β、θの関係は前述の実施例と同様にあり、この
点はすでに述べているので省略する。この回転軸２の上
下に設けた固結材噴射部５からの噴射流の衝突後におけ
る合流した固結材４の噴射方向を斜め下方に向けるため
に、図２６、図３２乃至図３９の実施例の場合に上下の
固結材噴射部５からの固結材４の噴射圧を異ならせるよ
うにしてもよい（好ましくは上の固結材噴射部５からの
固結材４の噴射圧を下の固結材噴射部５からの固結材４
の噴射圧よりも高くする）。また、上の固結材噴射部５
からの固結材４の噴射圧を下の固結材噴射部５からの固
結材４の噴射圧よりも高くする場合には図３３、図３
６、図３９の実施例のように下の固結材噴射部５から斜
め上方に向けてもよいものである。

【００４９】ここで、図２６、図３２、図３３の実施例
においては、隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部５か
らの固結材４の噴射流が互いに衝突するように設定して
ある。つまり、隣合う回転軸２の固結材噴射部５同士の
レベルが同じでしかも回転に伴い図に示すように互いに
対向するように設定してあり、隣合う回転軸２の上下の
固結材噴射部５同士が互いに対向している部分では隣合
う回転軸２の対向する固結材噴射部５から噴射される固
結材４の噴射流が互いに衝突し合って隣合って形成され
る地盤改良用掘削攪拌部８同士の重複部分を良好に攪拌
混合するものであり、隣合う回転軸２がそれぞれ回転し
て隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部５同士が非対向
状態に位置すると各回転軸２の上下の固結材噴射部５か
ら噴射される固結材４が衝突することで、隣合って形成
される地盤改良用掘削攪拌部８の径を目的とする径に制
御するものである。

【００５０】一方、図３４乃至図３９においては回転軸
２を複数個並設し、隣合う回転軸２の上下の固結材噴射
部５からの固結材４の噴射流が互いに衝突しないように
設定してある。この場合、図３４乃至図３６のように隣
合う回転軸２の固結材噴射部５のレベルを上下にずらし
て配設すると、隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部５
からの固結材４の噴射流が互いに衝突しないようにでき
る。また、図３７乃至図３９のように隣合う回転軸２の
固結材噴射部５の位置を周方向にずらす（例えば９０
°）ようにしても隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部
５からの固結材４の噴射流が互いに衝突しないようにで
きる。このように隣合う回転軸２の上下の固結材噴射部
５からの固結材４の噴射流が互いに衝突しないように設
定してあるものにおいては、正確な形状の地盤改良用掘
削攪拌部８を複数個連続して形成することができること
になる。

【００５１】固結材噴射部５の上方にはスクリュー部９
が設けてある。そして、スクリュー部９は回転軸２の挿
入時に混合物を上方に移動させて一部を地上に排出する
ための役目をする。ここで添付図面に示す実施例におい
ては隣合う回転軸２間の距離は隣合う回転軸２により掘
削される下孔５０同士が互いに平面視で重複しないよう
に（つまり、図２６（ｂ）、図３２（ｂ）乃至図３９
（ｂ）において隣合う掘削手段１であるビットを有する
回転軸２の回転軌跡間に隙間Ｌが生じるように）回転軸
２間の距離、ビットの径、スクリュー部９の径等が設定
してある。このように、隣合う回転軸２間の距離を長く
とることで、掘削手段１により形成される下孔５０の径
をできるだけ小さくし、この下孔５０の径に規制される
ことなく、後述の大径の地盤改良用掘削攪拌部８の径を
できるだけ大きく形成できるようにしている。

【００５２】複数本の回転軸２は縦板状の連結部材５５
により連結してあって回転軸２間の間隔が広がったり、
狭まったりするのを防止している。連結部材５５は回転
軸２部分においては軸受け部５２で回転軸２に回転自在
に取付けてあり、軸受け部５２間が縦板状をしている。
軸受け部５２間の縦板状部５３には連結部材５５の挿入
を容易にするための液状物７を下方に向けて噴射する噴
射部５６が設けてある。図中７０は噴射部５６に液状物
７を供給するためのホースである。

【００５３】上記のような回転軸２を複数本並設した構
成の装置を用いて地盤改良をして地中に地盤改良柱を形
成するのであるが、以下施工の一例を示す。まず図２９
（ａ）のように、固結材噴射部５から固結材４を噴射し
ない状態で、各回転軸２を回転しながら掘削手段１によ
り掘削して回転軸２を地中の目的とする深さまで挿入す
る。この回転軸２を所定深さまで挿入する際は下端噴射
部６から液状物７を下方に向けて噴射しながら回転軸２
の挿入を容易にし、また、噴射部５６から液状物７を下
方に向けて噴射しながら回転軸２間の連結部材５５の挿
入を容易にするものである。この場合、液状物７と掘削
土砂との混合物の一部がスクリュー部９により上方に移
動させられて地上に排出されることになる。ところで、
本発明においては複数本の回転軸２を地中に挿入して形
成される複数の小径の下孔５０は図２９（ｄ）の一点鎖
線で示すように隣合う下孔５０同士が互いに平面視で重
複しないように離れて形成され、隣合う小孔の下孔５０
間には縦板状の連結部材５５により形成された巾の狭い
（つまり下孔５０の径よりのはるかに巾の狭い）巾狭溝
５０ａが形成されることになる。

【００５４】上記のようにして、複数本の回転軸２を地
中の所定の深さまで挿入して小径の下孔５０を地中に形
成した後、図２９（ｂ）のようにして複数本の回転軸２
を引き上げるのであるが、この複数本の回転軸２を引き
上げる際、本発明においては、下端噴射部６からの液状
物７の噴射を停止し、各回転軸２にそれぞれ設けた上下
の固結材噴射部５から固結材４を噴射しながら複数本の
回転軸２を回転しつつ上方に引き上げるのである。する
と、各回転軸２の上下の固結材噴射部５から噴射された
固結材４の噴射圧により地盤を掘削攪拌するのである
が、この場合、上下の固結材噴射部５から噴射された固
結材４が衝突することで、噴射エネルギーが減衰される
ことになり、この結果、図３１のように各回転軸２を中
心とし、各回転軸２から上記上下の固結材４の衝突部分
までの距離を半径とする大径の地盤改良用掘削攪拌部８
が連続して形成されるのである。そして、上下の固結材
噴射部５から異なる方向に噴射される固結材４の噴射に
より掘削された掘削土砂と固結材４とが同時に混合され
ることになる。このようにして形成される複数の大径の
地盤改良用掘削攪拌部８は図２９（ｅ）の実線に示すよ
うに、隣合う大径の地盤改良用掘削攪拌部８の同士が平
面視で一部重複するように形成される。

【００５５】ここで、固結材４を斜めに噴射する場合の
作用は基本的には図４の説明で述べたのと同じ作用であ
るが、回転軸２を複数設けた場合においては、更に、図
３０に示すように複数本の回転軸２を引き上げながら斜
め上方に向けて固結材４を噴射しつつ各回転軸２を回転
すると、上記立体的（略円錐状）な掘削及び攪拌混合領
域Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……、ｘ₁ 、ｘ₂ 、ｘ₃ ……、Ｙ
₁ 、Ｙ₂ 、Ｙ₃ ……、ｙ ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ ……、Ｚ₁ 、Ｚ
₂ 、Ｚ₃ ……、ｚ₁ 、ｚ₂ 、ｚ₃ ……が図３０の原理図
の矢印方向への回転軸２の引き上げに伴ってイ、ロ、ハ
というように上にずれていくことで、掘削及び攪拌混合
領域Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ ……、ｘ₁ 、ｘ₂ 、ｘ₃ ……Ｙ
₁ 、Ｙ₂ 、Ｙ₃ ……、ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ ……、Ｚ₁ 、Ｚ
₂ 、Ｚ₃ ……、ｚ₁ 、ｚ₂ 、ｚ₃ ……が上下に互いに立
体的に重複すると共に横方向においても互いに立体的に
重複していって掘削及び攪拌混合がなされ、目的とする
径の複数の大径の地盤改良用掘削攪拌部８を平面視で一
部重複して形成できるのである。

【００５６】上記のようにして回転軸２を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材４との混合物５１が充填された大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を平面視で一部重複して複数
形成して大径の地盤改良用掘削攪拌部群が形成される。
ここで、回転軸２を挿入した際に、図６のように傾いて
挿入された場合、回転軸２に引き抜き力Ｔが作用する
と、回転軸２が傾いているため図６のようにＭという横
方向の分力が作用する。この状態で固結材４を斜めに噴
射して下孔５０よりも大径の地盤改良用掘削攪拌部８が
形成されると、回転軸２は矢印Ｘ方向に移動することが
できる余裕が生じるので、上記横方向の分力Ｍの作用
と、回転軸２自体の材質による垂直姿勢に戻ろうとする
復元力とにより回転軸２の下部が矢印Ｘ方向に移動す
る。このように回転軸２の下部が上記大径の孔部の形成
により余裕が生じた分だけ矢印Ｘ方向に移動するという
ことは固結材４の噴射位置が矢印Ｘ方向にずれるという
ことであり、この結果、更に大径の地盤改良用掘削攪拌
部８は横方向にずれながら形成されることになり、上記
作用が回転軸２を引き上げながら順次おこなわれること
で、下から順に形成されてくる大径の地盤改良用掘削攪
拌部８が次第に垂直姿勢となるように矯正されながら形
成されるものである。

【００５７】図４０乃至図５２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、図４０、図
４５乃至図５２に示すように回転軸２を複数並設した実
施例において、更に、各回転軸２のビット１６の上方位
置に拡縮自在な攪拌手段３を設けた点に特徴がある。拡
縮自在な攪拌手段３以外の構成は図２６乃至図３９に示
す実施例のものと同様なので説明は省略する。

【００５８】上記のような構成の装置を用いて地盤改良
をして地中に地盤改良柱を形成するのであるが、施工に
当たっては以下のようにして行うものである。まず図４
３（ａ）のように、攪拌手段３を縮径し且つ固結材噴射
部５から固結材４を噴射しない状態で、回転軸２を回転
しながら掘削手段１により掘削して回転軸２を地中の目
的とする深さまで挿入する。この回転軸２を所定深さま
で挿入する際は下端噴射部６から液状物７を下方に向け
て噴射しながら回転軸２の挿入を容易にし、また、噴射
部５６から液状物７を下方に向けて噴射しながら回転軸
２間の連結部材５５の挿入を容易にするものである。こ
の場合、液状物７と掘削土砂との混合物の一部がスクリ
ュー部９により上方に移動させられて地上に排出される
ことになる。ここで、スクリュー部９を設けることによ
る作用効果は前述の実施例と同様である。

【００５９】ところで、本発明においては複数本の回転
軸２を攪拌手段３を縮径した状態で地中に挿入して形成
される複数の小径の下孔５０は図４３（ｄ）の一点鎖線
で示すように隣合う下孔５０同士が互いに平面視で重複
しないように離れて形成され、隣合う小孔の下孔５０間
には縦板状の連結部材５５により形成された巾の狭い
（つまり下孔５０の径よりのはるかに巾の狭い）巾狭溝
５０ａが形成されることになる。

【００６０】上記のようにして、複数本の回転軸２を地
中の所定の深さまで挿入して小径の下孔５０を地中に形
成した後、図４３（ｂ）のようにして複数本の回転軸２
を引き上げるのであるが、この複数本の回転軸２を引き
上げる際、本発明においては、下端噴射部６からの液状
物７の噴射を停止し、拡縮自在な攪拌手段３を拡径する
と共に各回転軸２に設けた上下の固結材噴射部５から固
結材４を噴射しながら複数本の回転軸２を回転しつつ上
方に引き上げるのである。

【００６１】すると、前述の説明と同様にして上下の固
結材噴射部５からの噴射圧により拡径した攪拌手段３の
上方に位置する地盤を掘削し、必要とする大きさの大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を形成する。そして、固結材
４の噴射により掘削された掘削土砂と固結材４とが同時
に混合されることになり、更に、上記掘削土砂と固結材
４との混合物５１は下方に位置する拡大した攪拌手段３
により攪拌混合される。この攪拌手段３は掘削土砂と固
結材４との攪拌混合だけでなく、固結材４の噴射により
地盤を掘削した場合の掘り残し部が生じた場合、拡径し
た攪拌手段３で掘り残し部分を掘削することができる。
このため、攪拌手段３に掘削用の刃部を設けたものであ
ってもよい。ところで、攪拌手段３を拡径し、大径の地
盤改良用掘削攪拌部８を形成するための地盤の掘削の主
体が主に拡径した攪拌手段３の場合、大径の掘削が要求
されるため攪拌手段３の拡縮機構に無理な力が作用して
破損したりするおそれがあるが、本発明においては、回
転軸２に引き上げ時に固結材４の噴射圧が主体となって
主に地盤を掘削するので、攪拌手段３で掘削する場合が
あるのは上記のように掘り残し部の掘削時であって、こ
のため、攪拌手段３の拡縮機構に無理な力が作用して破
損したりするのが防止できる。

【００６２】上記のようにして回転軸２を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材４との混合物５１が充填された大径
の地盤改良用掘削攪拌部８を平面視で一部重複して複数
形成して大径の地盤改良用掘削攪拌部群が形成される。
この実施例においても、回転軸２を挿入した際に、図１
３のように傾いて挿入された場合、回転軸２を引き上げ
ながら固結材４を噴射して噴射圧で大径の地盤改良用掘
削攪拌部８を形成することで、下から順に形成されてく
る大径の地盤改良用掘削攪拌部８が次第に垂直姿勢とな
るように矯正されながら形成されるものであり、この引
き上げ時における垂直姿勢に矯正するための作用は前述
の実施例と同様である。

【００６３】複数本の回転軸２を並設したものにおいて
拡縮自在な攪拌手段３を設けるに当たり、攪拌手段３の
実施例としては、例えば、図１６、図１７に示す実施例
のもの、図１８乃至２０に示す実施例のもの、図２１、
図２２に示す実施例のもの等を採用することができる。
詳細な説明はすでに述べているので省略する。なお、上
記した各実施例の装置を用いた施工例としては、回転軸
２を引き上げる際に固結材噴射部５から固結材４を噴射
しながら大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形成するよう
にしたが、回転軸２の挿入時に固結材噴射部５から固結
材４を噴射しながら大径の地盤改良用掘削攪拌部８を形
成するようにしたり、回転軸２の挿入時及び引き上げ時
に固結材噴射部５から固結材４を噴射することで大径の
地盤改良用掘削攪拌部８を形成するようにしてもよい。
また、以上いずれの場合も、拡縮する攪拌手段３を設け
た場合には固結材噴射部５から固結材４を噴射する際は
攪拌手段３を拡径する。

【００６４】上記した各実施例においては、上下の固結
材噴射部５から同じ種類の固結材４を噴出するようにし
ているが、上記各実施例において、上下の固結材噴射部
５からそれぞれ噴射される固結材４が互いに異種のもの
であり、上下の固結材噴射部５から噴射される固結材４
の噴射流が互いに衝突して混合することで異種の固結材
４が固結反応をするものであってもよい。具体的には、
上下の固結材噴射部５のうち一方の固結材噴射部５から
固結材４として水ガラスを噴射し、他方の固結材噴射部
５からセメントミルクや、セメントミルクとベントナイ
トの混合物や、セメントミルクとベントナイトとスラグ
粉末の混合物や、地盤注入用薬液（例；三興コロイド化
学製の商品名サンコーポール、三洋化成工業製の商品名
サンソルト、積水化学工業製の商品名セキスイ、東亜合
成化学製の商品名アロン、日東化学工業製の商品名エヌ
タイト、三井東圧化学製の商品名ＭＧロック等）を固結
材４として噴射するものであり、このように異種の固結
材４を上下の固結材噴射部５から噴射することで例えば
水ガラスとセメントミルクが衝突するまでは反応せず衝
突して混合されることで反応して早い硬化が行われるの
である。この場合、直接衝突させて掘削土砂と共に混合
するので異種の固結材４と掘削土砂とが均一に混合が行
われることになり、異種の固結材４を反応させて硬化さ
せるに当たり、良好な反応硬化が行えるものである。こ
の実施例において、異種の固結材４のうち粘性の高い方
の固結材４を噴射角度が小さい上の固結材噴射部５から
噴射するようにする方が好ましい。

【００６５】上記各実施例において、固結材噴射部５を
回転軸２に着脱自在に取付けるようにしてもよい。図５
３には固結材噴射部５を回転軸２に着脱自在に取付ける
一例が示してある。この実施例では水平断面弧状をした
ノズルブレート７０を回転軸２にボルト等の固着具７１
により着脱自在に取付けてあり、ノズルプレート７０に
固結材噴射部５となるノズル部５ａが形成してあり、該
ノズル部５ａと回転軸２に設けた固結材供給孔７２とが
連通するようにしてある。ここで、固結材噴射部５の噴
射方向の噴射方向の異なるものを多数用意しておき、こ
の多数の噴射方向の異なるもののうちから任意の噴射方
向となった固結材噴射部５を有するノズルプレート７０
を選択して回転軸２に取付けることで、上下の固結材噴
射部５から噴射される噴流の衝突位置を選択でき、この
結果、形成しようとする地盤改良用掘削攪拌部８の径を
適宜選択することができるものである。

【００６６】なお、添付図面に示す各実施例において
は、回転軸２の下部に上の固結材噴射部５と下の固結材
噴射部５とからなる上下２つで一組とし、これを回転軸
２の周方向に１８０°ずらして二組設けた例を示した
が、一組を構成するに当たり上下２つに限定されず、上
下に隔てた３つ以上の固結材噴射部５により一組を構成
してもよく、また、必ずしも回転軸２の周方向に二組配
設するものにのみ限定されず、一組あるいは３組以上で
あってもよいものである。

【００６７】また、本発明のいずれの実施例において
も、噴出する固結材４に鋼繊維や合成樹脂繊維のような
繊維を混入した状態で地中に噴出するようにしてもよ
い。この場合、使用する繊維が鋼繊維の場合、長さが数
センチ（例えば３〜６ｃｍ）、直径が０．３〜１．５ｍ
ｍ程度のものが用いられ、必要に応じて繊維の端部を屈
曲して屈曲部を形成する。勿論、長さや直径や形状は上
記のもののみに限定されるものではない。このように、
繊維を混入した固結材４を噴射するものにおいては、形
成される地盤改良柱に繊維が混入されることとなってよ
り強度の強い地盤改良柱が形成できるものであり。この
場合、特に、引き上げ時に噴出する固結材４に繊維を混
入するので、挿入時に繊維入り固結材を噴出する場合に
比べて、引き上げている回転軸の下端部付近より下方に
しか繊維が位置しないことになって、繊維が回転軸２の
引き上げの抵抗となる影響を少なくできて施工性が向上
する。

【００６８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明にあって
は、上述のように、上下の固結材噴射部から噴射される
固結材の噴射流が互いに衝突するように固結材噴射部か
らの噴射方向を決定してあるので、噴射流が互いに衝突
する部分において上下の固結材噴射部から噴射される固
結材の噴射流の勢いが減衰され、目的とする径の地盤改
良用掘削攪拌部を形成できるものであり、しかも、この
ように、上下の固結材噴射部から噴射される固結材の噴
射流が互いに衝突するようにして固結材の噴射流の勢い
を減衰して地盤改良用掘削攪拌部の径をほぼ特定できる
ようにしたにもかかわらず、上下の固結材噴射部から噴
射されて衝突した後の主な固結材の合流噴射方向が斜め
下方を向くように設定してあるので、固結材噴射部が地
表付近に位置した場合合流した噴射流により地表付近の
地盤が盛り上がったり、あるいは、地中から合流した噴
射流が地上に噴出したり、あるいは地上において斜め上
方や略水平方向に噴出したりすることがないようにで
き、この結果、地盤改良用掘削攪拌部を正確に形成でき
ると共に、地上に居る作業者に固結材や土砂が衝突した
り、あるいは地上の周辺環境を悪化させたりしないもの
である。固結材の噴射流が互いに衝突するように固結材
噴射部からの噴射方向を決定してあるということは、上
下の固結材噴射部からの噴射方向はいずれも斜め方向か
又は少なくとも一方が斜め方向となり、このように斜め
に固結材を噴射しながら回転軸を回転して引き上げるこ
とで、引き上げる時に形成される大径の地盤改良用掘削
攪拌部の掘削及び攪拌混合が回転軸を中心として略円錐
状態で立体的に行え、目的とする大径の地盤改良用掘削
攪拌部が全体として正確に且つ均一な攪拌混合状態に形
成されるものである。

【００６９】また、請求項２記載の発明にあっては、上
下の固結材噴射部からの固結材の噴射方向がいずれも斜
め下方を向いているので、簡単な構成で上下の固結材噴
射部から噴射されて衝突した後の主な固結材の合流噴射
方向が斜め下方を向くようにすることができるものであ
る。また、万一、上下いずれかの固結材噴射部が詰まっ
たりしても、残りの固結材は斜め下方に噴射されること
になり、地上付近において噴射流により地盤が盛り上が
ったり、あるいは、地中から噴射流が地上に噴出した
り、あるいは地上において斜め上方や略水平方向に噴出
したりすることがないようにできるものである。

【００７０】また、請求項３記載の発明にあっては、上
の固結材噴射部からの固結材の噴射方向が斜め下方を向
き、下の固結材噴射部からの固結材の噴射方向が略水平
方向を向いていたりすることで、簡単な構成で上下の固
結材噴射部から噴射されて衝突した後の主な固結材の合
流噴射方向が斜め下方を向くようにすることができるも
のである。

【００７１】また、請求項４記載の発明にあっては、上
下の固結材噴射部からの固結材の噴射圧を異ならせて上
下の固結材噴射部から噴射されて衝突した後の主な固結
材の合流噴射方向が斜め下方を向くように設定するの
で、噴射圧を異ならせるという簡単な構成で上下の固結
材噴射部から噴射されて衝突した後の主な固結材の合流
噴射方向が斜め下方を向くようにすることができる。

【００７２】また、請求項５記載の発明にあっては、上
の固結材噴射部からの固結材の噴射圧を下の固結材噴射
部からの固結材の噴射圧よりも大きくしてあるので、合
流した噴射流の合流噴射方向を上の固結材噴射部から噴
射される噴射流れに近い傾斜角度で斜め下方にすること
ができて、合流噴射方向の傾斜角度を小さくできて、地
上において合流噴射流の周囲に与える影響のエリアを狭
くすることができることになる。

【００７３】また、請求項６記載の発明にあっては、上
の固結材噴射部からの固結材の噴射方向が斜め下方を向
き、下の固結材噴射部からの固結材の噴射方向が斜め上
方を向くように固結材の噴射方向を設定し、上の固結材
噴射部からの固結材の噴射圧を下の固結材からの噴射圧
よりも大きくしてあるので、斜め上方からの噴射と斜め
下方からの噴射により地盤の掘削攪拌効率が良くなり、
しかも、このように地盤の掘削攪拌効率を良くするため
に斜め上方からの噴射と斜め下方からの噴射とを併用し
たにも関わらず、噴射圧を異ならせるという簡単な構成
で、上下の固結材噴射部から噴射されて衝突した後の主
な固結材の合流噴射方向が斜め下方を向くようにするこ
とができる。

【００７４】また、請求項７記載の発明にあっては、上
下の固結材噴射部からそれぞれ噴射される固結材が互い
に異種のものであり、上下の固結材噴射部から噴射され
る固結材の噴射流が互いに衝突して混合することで異種
の固結材が固結反応をするので、上下の噴射流が衝突す
ることで、異種の固結材が確実に混合されて固結反応を
行って固結材と掘削土砂との攪拌混合物を確実且つ早く
硬化させることができるものである。

【００７５】また、請求項８記載の発明にあっては、回
転軸に攪拌手段を備えてあるので、固結材噴射部から噴
射した固結材により地盤を掘削して固結材と掘削土砂と
を攪拌混合し、更に、攪拌手段で攪拌混合するので攪拌
混合がより均一に効果的に行えるものである。また、請
求項９記載の発明にあっては、攪拌手段が拡縮自在であ
るので、地盤改良を必要とする所でのみ固結材噴射部か
ら噴射した固結材により地盤を掘削して固結材と掘削土
砂とを攪拌混合すると共に攪拌手段を拡径して攪拌する
ことで、大径の地盤改良用掘削攪拌部を形成できること
になる。

【００７６】また、請求項１０記載の発明にあっては、
固結材噴射部を回転軸に着脱自在に取付けてあるので、
噴射方向の異なる噴射ノズルを選択して取付けること
で、簡単な構成で形成しようとする地盤改良用掘削攪拌
部の径を選択できることになる。また、請求項１１記載
の発明にあっては、回転軸を複数個並設し、隣合う回転
軸の上下の固結材噴射部からの固結材の噴射流が互いに
衝突するように設定してあるので、地盤改良用掘削攪拌
部を複数個連続して形成でき、しかもこの場合、隣り合
う地盤改良用掘削攪拌部同士は両側から噴射されて互い
に衝突する噴射流により攪拌混合されるて横方向に一部
重複する状態となり、また、この横方向に重複していな
い部分においては各回転軸に設けた上下の固結材噴射部
から噴射される固結材の衝突位置で規制される地盤改良
用掘削攪拌部の径を正確な径にすることができる。

【００７７】また、請求項１２記載の発明にあっては、
回転軸を複数個並設し、隣合う回転軸の上下の固結材噴
射部からの固結材の噴射流が互いに衝突しないように設
定してあるので、正確な形状の地盤改良用掘削攪拌部を
複数個連続して形成することができる。また、請求項１
３記載の発明にあっては、地盤改良を行うに当たり、固
結材噴射部から固結材を噴射しない状態で回転軸を地中
の目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸を引き上げ
つつ上下の固結材噴射部から固結材を噴射して噴射圧で
地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射部から噴射
する固結材の噴射流を互いに衝突させて回転軸を中心と
する大径の地盤改良用掘削攪拌部を形成して掘削土砂と
固結材とを混合するので、回転軸の引き上げ時に、上下
の固結材噴射部から噴射する固結材の噴射圧により大径
の地盤改良用掘削攪拌部を形成して現地盤の土砂と固結
材とを混合し、大径の地盤改良用掘削攪拌部に土砂と固
結材とが混合された混合物が充填されるのであり、この
際、形成される地盤改良用掘削攪拌部の半径が、回転軸
から上下の固結材噴射部から噴射される固結材の衝突す
る部分までの距離とほぼ等しくなり、目的とする大きさ
の地盤改良用掘削攪拌部を形成できるものであり、しか
も、この工程中、回転軸を挿入した際に形成される小径
の下孔の垂直精度が悪くても、回転軸に垂直な引き上げ
力をかけて引き上げると、回転軸は其自体が自然と垂直
姿勢になろうとする力が作用し、一方、固結材の噴射圧
により大径の地盤改良用掘削攪拌部が形成されるので、
回転軸の下部が横方向にずれることができる余裕が地中
に形成され、回転軸が大径の地盤改良用掘削攪拌部部分
において垂直姿勢になろうとして姿勢制御をしながら引
き上げられることになり、これを連続して行いながら次
第に引き上げていくことで大径の地盤改良用掘削攪拌部
が次第に垂直姿勢に矯正されていって垂直精度の良い大
径の地盤改良用掘削攪拌部が形成できるものであり、ま
た、上下の固結材噴射部から噴射されて衝突した後の主
な固結材の合流噴射方向が斜め下方を向いた状態で回転
軸を引き上げることで、地表近くにおいても、合流した
噴射流により地盤が盛り上がったり、上方に固結材が吹
き出したりせず、また、地表まで引き上げても合流した
固結材が上方、斜め上方、略水平方向に噴出せず、作業
者に噴出する固結材が衝突したり、周囲に飛び散ったり
することがないものである。

【００７８】また、請求項１４記載の発明にあっては、
拡縮自在な攪拌手段が上下の固結材噴射部から噴射され
る固結材の衝突位置よりも下方に配置してあり、攪拌手
段を縮径した状態で固結材噴射部から固結材を噴射する
ことなく回転軸を地中の目的とする深さまで挿入し、次
に、回転軸を引き上げつつ上下の固結材噴射部から固結
材を噴射して噴射圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の
固結材噴射部から噴射する固結材の噴射流を互いに衝突
させて回転軸を中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部
を形成して掘削土砂と固結材とを混合し、且つ上下の固
結材噴射部から噴射されて衝突した後の主な固結材の合
流噴射方向が斜め下方を向いた状態で回転軸を引き上
げ、更に、攪拌手段を拡径して掘削土砂と固結材とを混
合するので、上記請求項１３の効果に加えて回転軸の引
き上げ時に、上下の固結材噴射部から噴射する固結材の
噴射圧により大径の地盤改良用掘削攪拌部を形成して現
地盤の土砂と固結材とを混合し、更に、拡大した攪拌手
段によりいっそう良好に攪拌混合されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例の回転軸の拡大正面図
である。

【図２】同上の全体を示す側面図である。

【図３】本発明の方法を示す図面で、（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）は同上の施工順序を示す説明図であ
る。

【図４】同上の回転軸を引き上げながら固結材を斜め上
方に噴射しつつ回転軸を回転する場合の掘削及び攪拌混
合領域の変化を示す説明図である。

【図５】同上の回転軸を回転しながら固結材を斜め上方
及び斜め下方に噴射した場合の軌跡を示す説明図であ
る。

【図６】回転軸が傾斜して挿入された場合における引き
上げ時における垂直方向への姿勢制御の作用を説明する
ための説明図である。

【図７】本発明の装置の他の実施例の回転軸の拡大正面
図である。

【図８】本発明の装置の更に他の実施例の回転軸の拡大
正面図である。

【図９】本発明の装置の更に他の実施例の側面図であ
る。

【図１０】同上の回転軸の拡大正面図である。

【図１１】同上の方法を示す図面で、（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）は同上の施工順序を示す説明図であ
る。

【図１２】同上の回転軸を回転しながら固結材を斜めに
噴射した場合の軌跡を示す説明図である。

【図１３】回転軸が傾斜して挿入された場合における引
き上げ時における垂直方向への姿勢制御の作用を説明す
るための説明図である。

【図１４】本発明の更に他の実施例の回転軸の拡大正面
図である。

【図１５】本発明の更に他の実施例の回転軸の拡大正面
図である。

【図１６】本発明に用いる拡縮する攪拌手段の一例の拡
径状態を示す平面断面図である。

【図１７】同上の縮径状態を示す平面断面図である。

【図１８】本発明に用いる拡縮する攪拌手段の他の実施
例の拡径状態を示す正面図である。

【図１９】同上の縮径状態を示す正面図である。

【図２０】同上の平面断面図である。

【図２１】本発明に用いる拡縮する攪拌手段の更に他の
実施例の正面図である。

【図２２】同上の平面断面図である。

【図２３】本発明に用いるチャック装置の概略正面図で
ある。

【図２４】同上のチャック装置の概略斜視図である。

【図２５】本発明に用いる補助チャックの概略作用説明
図である。

【図２６】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図２７】同上の全体を示す正面図である。

【図２８】同上の全体を示す側面図である。

【図２９】本発明の方法を示す図面で、（ａ）（ｂ）
（ｃ）は同上の施工順序を示す縦断面図であり、（ｄ）
（ｅ）はそれぞれ（ａ）（ｂ）に対応する平断面図であ
る。

【図３０】同上の回転軸を引き上げながら固結材を斜め
下方に噴射しつつ回転軸を回転する場合の掘削及び攪拌
混合領域の変化を示す説明図である。

【図３１】同上の回転軸を引き上げながら固結材を斜め
に噴射しつつ回転軸を回転する場合の掘削及び攪拌混合
領域の変化を示す説明図である。

【図３２】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３３】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３４】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３５】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３６】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３７】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３８】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図３９】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４０】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４１】同上の全体を示す正面図である。

【図４２】同上の全体を示す側面図である。

【図４３】本発明の方法を示す図面で、（ａ）（ｂ）
（ｃ）は同上の施工順序を示す縦断面図であり、（ｄ）
（ｅ）はそれぞれ（ａ）（ｂ）に対応する平断面図であ
る。

【図４４】同上の回転軸を引き上げながら固結材を斜め
に噴射しつつ回転軸を回転する場合の掘削及び攪拌混合
領域の変化を示す説明図である。

【図４５】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４６】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４７】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４８】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図４９】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図５０】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図５１】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図５２】（ａ）は本発明の装置の更に他の一実施例の
要部正面図、（ｂ）は同上の攪拌手段の縮径時と拡径時
とにおける下孔と地盤改良用掘削攪拌部とを示す説明の
ための平面図である。

【図５３】（ａ）は本発明の固結材噴射部の着脱機構を
示す分解斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図５４】従来例を示す施工状態の断面図である。

【図５５】従来例の装置の噴射方向を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２回転軸３攪拌手段４固結材５固結材噴射部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地中に挿入される回転軸に上下方向にず
れた複数位置に固結材噴射部を設けて固結材噴射部から
噴射した固結材により地盤を掘削すると共に掘削土砂と
固結材とを攪拌混合する地盤改良装置において、上下の
固結材噴射部から噴射される固結材の噴射流が互いに衝
突するように固結材噴射部からの噴射方向を決定し、上
下の固結材噴射部から噴射されて衝突した後の主な固結
材の合流噴射方向が斜め下方を向くように設定して成る
ことを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】上下の固結材噴射部からの固結材の噴射
方向がいずれも斜め下方を向いていることを特徴とする
請求項１記載の地盤改良装置。
【請求項３】上の固結材噴射部からの固結材の噴射方
向が斜め下方を向き、下の固結材噴射部からの固結材の
噴射方向が略水平方向を向いていることを特徴とする請
求項１記載の地盤改良装置。
【請求項４】上下の固結材噴射部からの固結材の噴射
圧を異ならせて上下の固結材噴射部から噴射されて衝突
した後の主な固結材の合流噴射方向が斜め下方を向くよ
うに設定して成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記載の地盤改良装置。
【請求項５】上の固結材噴射部からの固結材の噴射圧
を下の固結材噴射部からの固結材の噴射圧よりも高くし
て成ることを特徴とする請求項４記載の地盤改良装置。
【請求項６】上の固結材噴射部からの固結材の噴射方
向が斜め下方を向き、下の固結材噴射部からの固結材の
噴射方向が斜め上方を向くように固結材の噴射方向を設
定し、上の固結材噴射部からの固結材の噴射圧を下の固
結材からの噴射圧よりも高くして成ることを特徴とする
請求項４記載の地盤改良装置。
【請求項７】上下の固結材噴射部からそれぞれ噴射さ
れる固結材が互いに異種のものであり、上下の固結材噴
射部から噴射される固結材の噴射流が互いに衝突して混
合することで異種の固結材が固結反応をするものである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の地盤改良装置。
【請求項８】回転軸に攪拌手段を備えていることを特
徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の地盤
改良装置。
【請求項９】攪拌手段が拡縮自在であることを特徴と
する請求項８記載の地盤改良装置。
【請求項１０】固結材噴射部を回転軸に着脱自在に取
付けて成ることを特徴とする請求項１乃至請求項９のい
ずれかに記載の地盤改良装置。
【請求項１１】回転軸を複数個並設し、隣合う回転軸
の上下の固結材噴射部からの固結材の噴射流が互いに衝
突するようにして成ることを特徴とする請求項１乃至請
求項１０のいずれかに記載の地盤改良装置。
【請求項１２】回転軸を複数個並設し、隣合う回転軸
の上下の固結材噴射部からの固結材の噴射流が互いに衝
突しないようにして成ることを特徴とする請求項１乃至
請求項１０のいずれかに記載の地盤改良装置。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１２のいずれかに
記載の地盤改良装置を用いて地盤を改良する方法であっ
て、固結材噴射部から固結材を噴射しない状態で回転軸
を地中の目的とする深さまで挿入し、次に、回転軸を引
き上げつつ上下の固結材噴射部から固結材を噴射して噴
射圧で地盤を掘削攪拌すると共に上下の固結材噴射部か
ら噴射する固結材の噴射流を互いに衝突させて回転軸を
中心とする大径の地盤改良用掘削攪拌部を形成して掘削
土砂と固結材とを混合し、且つ上下の固結材噴射部から
噴射されて衝突した後の主な固結材の合流噴射方向が斜
め下方を向いた状態で回転軸を引き上げることを特徴と
する地盤改良方法。
【請求項１４】拡縮自在な攪拌手段が上下の固結材噴
射部から噴射される固結材の衝突位置よりも下方に配置
してあり、攪拌手段を縮径した状態で固結材噴射部から
固結材を噴射することなく回転軸を地中の目的とする深
さまで挿入し、次に、回転軸を引き上げつつ上下の固結
材噴射部から固結材を噴射して噴射圧で地盤を掘削攪拌
すると共に上下の固結材噴射部から噴射する固結材の噴
射流を互いに衝突させて回転軸を中心とする大径の地盤
改良用掘削攪拌部を形成して掘削土砂と固結材とを混合
し、且つ上下の固結材噴射部から噴射されて衝突した後
の主な固結材の合流噴射方向が斜め下方を向いた状態で
回転軸を引き上げ、更に、攪拌手段を拡径して掘削土砂
と固結材とを混合することを特徴とする請求項１３記載
の地盤改良方法。