JPH08158356A - 地盤改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の大径の柱状の地盤改良部が平面視で一
部重複するように形成するに当たり、混合物が地上に溢
れないようにする。連結部材を支障なく挿入する。 【構成】 固結材噴射部８から固結材を噴射することな
く且つ拡縮翼９を縮径した状態で複数の回転軸１に設け
た下孔掘削手段７により地盤を掘削しながら複数の下孔
を平面視で互いに重複はしないが周部をごく近接して形
成する。下孔形成工程において各回転軸１に設けたスク
リュー部６により下孔掘削により生じた掘削土砂を地上
に排土する。複数の回転軸１を引き上げる際に、各回転
軸１に設けた拡縮翼９を拡径し且つ固結材噴射部８から
固結材２を噴射して各下孔の周囲の地盤を先行して掘削
すると共に掘削土砂と固結材２とを攪拌混合する。この
ことで複数の大径の地盤改良部５を平面視で一部重複す
るように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の回転軸を用いて
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
改良方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から地中に挿入される複数の回転軸
から注入される固結材と原地盤の土砂とを攪拌混合する
地盤改良方法として特公平４ー５７８０５号公報が知ら
れている。すなわち、この従来例にあっては、図６に示
すように、複数の回転軸１００の下端部に攪拌翼１０１
を設け、攪拌翼１０１の上方位置の回転軸１００のほぼ
全域に排土用のスクリュー部１０３を設けた地盤改良装
置を用い、セメントミルクのような固結材の注入による
攪拌混合に先立って固結材の使用量に対応する量の原地
盤土壌の排除を行うものである。

【０００３】つまり、複数の回転軸１００を挿入する際
に排土用のスクリュー部１０３により設計上決められて
いる固結材の混入量に対応する量の排土を行い、回転軸
１００の上昇時に攪拌翼１０１により回転軸１００の内
部空間を通して送られた固結材と地盤土壌との攪拌混合
を行うようになっている。このものは複数の回転軸１０
０の挿入時と引き上げ時のいずれの場合においても、図
７（ａ）に示すように隣り合う回転軸１００の下端に設
けた攪拌翼１０１の回転軌跡が平面視で一部重複するよ
うになっており、また、回転軸１０１の挿入工程におい
て実質的に目的とする径の掘削を行うようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記の従来
例にあっては、地盤改良をするに当たり、回転軸１００
の挿入工程で実質的に目的とする地盤改良部と同じ径の
掘削孔１０５を形成し、該掘削孔１０５の形成工程にお
いて掘削孔１０５の形成により生じた掘削土の一部を排
土し、回転軸１００の引き上げ時に固結材を注入しなが
ら該注入された固結材と掘削孔１０５内に残っている掘
削土砂とを攪拌翼１０１で攪拌混合する工法である。こ
のように回転軸１００の挿入工程で実質的に目的とする
地盤改良部と同じ径の掘削孔１０５を形成するので、大
径の地盤改良部を形成しようとした場合、回転軸１００
の挿入工程で平面視で掘削孔１０５同士が一部重複する
大径の掘削をしなければならず、特公平４ー５７８０５
号公報の地盤改良方法のように回転軸１００の挿入時に
セメントミルクのような固結材を供給することなく目的
とする深さまで挿入するものにおいては、挿入時にセメ
ントミルクで掘削土砂を泥状化することなく目的とする
地盤改良部の径と同径の大径の孔を掘削するので、複数
の回転軸１００を所定深さまで挿入しながら掘削するた
めに大きな動力が必要であり、特に、複数の回転軸１０
０を回転しながら径の大きな柱状の地盤改良部が平面視
で一部重複するような地盤改良を行う場合には、必然的
に駆動装置が大型化し、重量も重くなり、コストが高く
なるだけでなく、このように、地上においてリーダに沿
って上下する駆動装置が大型化して重量が重くなるとい
うことは、駆動装置がリーダの上部に位置した場合にお
ける装置全体の安定が損なわれ、装置の転倒等の危険が
ある。

【０００５】しかも、複数の回転軸１００を挿入して掘
削孔１０５が平面視で一部重複するように掘削する際に
各回転軸１００に設けたスクリュー部１０３により各掘
削孔１０５内の掘削土砂を地上に排出するのであるが、
この場合、図７（ｂ）に示すように、掘削孔１０５は平
面視で一部重複しており、図７（ｂ）のＡ部分が各回転
軸１００に設けた攪拌翼１０１によりそれぞれ独立して
攪拌される部分であり、図７（ｂ）のＢで示す部分が隣
合う回転軸１００に設けた各攪拌翼１０１により２重に
攪拌される部分であり、この結果、Ａの部分よりもＢの
部分が土砂は緩められているものである。そして、この
Ｂで示す土砂の緩められた部分の影響は図７（ｃ）のよ
うにＣで示す領域まで及ぶものである。

【０００６】一方、回転軸１００のスクリュー部１０３
の上に載った土砂が脱落しようとする力は主動土圧に相
当し、スクリュー部１０３の周囲の土砂がスクリュー部
１０３上に載った土砂の脱落を防ごうとして働く力が受
動土圧に相当する。ここで、ランキン・レザールによる
土圧算定式によれば、 主動土圧 Pa ＝σ×tan²（45°−φ／2 ）−2Ctan （45
°−φ／2 ） （φが大きいほど、C が大きいほどPaは小さくなる。） 受動土圧 Pp ＝σ×tan²（45°＋φ／2 ）＋2Ctan （45
°−φ／2 ） （φが大きいほど、C が大きいほどPpは大きくなる。） 但し、σ：垂直応力 φ：内部摩擦角 C ：粘着力 しかして、平面視で一部重複するように掘削孔１０５を
形成しながら回転軸１００に設けたスクリュー部１０３
により掘削土砂を排出するような従来例にあっては、隣
合う掘削孔１０５同士の重複部分（Ｂ部分）の掘削土砂
が掘削孔１０５内の重複していない部分（Ａ部分）より
も攪拌のエネルギーを多く受けていることから、より緩
められ、全周にわたって均一にはなっておらず、スクリ
ュー部１０３上の土砂は重複部Ｂ部分及びこれに影響さ
れるエリアＣ部分の土砂がスクリュー部１０３に載った
場合、φ、C ともに重複しないＡ部分の土砂がスクリュ
ー部１０３の上に載ったものよりも小さいので、主動土
圧は大きくなり、より脱落しやすくなる。また、脱落を
受ける側の掘削孔１０５内の土砂も、重複している部分
Ｂ及びこれに影響される部分Ｃの土砂は、重複していな
いＡ部分の土砂に比べて、φ、C ともに小さく、受動土
圧も小さくなり、脱落防止の力が弱い。この結果、従来
例においては、スクリュー部１０３から一部の土砂が脱
落しやすくなるという問題がある。そして、一部の土砂
がスクリュー部１０３から脱落すると、スクリュー部１
０３上の上部の土砂は支えがなくなり、スクリュー部１
０３を滑り落ちようとする。この時、従来例においては
土圧のバランスが全周で一定でないため、一部の土砂の
脱落が引き金になって大部分の土砂がスクリュー部１０
３から周囲の攪拌翼１０１により緩んだ部分に脱落する
恐れがある。また、下部の土砂は一部の土砂の脱落によ
り、上部の土砂が支持をなくして滑り落ちてきたショッ
クにより脱落に拍車がかかり結果的に一部の脱落が連鎖
反応的に上下の土砂の脱落を助長するおそれがある。

【０００７】このように、従来例にあっては、複数の回
転軸１００により掘削する際に、各回転軸１００のスク
リュー部１０３でそれぞれ土砂を地上に排出するに当た
り、土砂の脱落が生じやすく、目的とする量の土砂を正
確に地上に排出できず、特に、各回転軸１００により地
上に排出される土砂の量を同じ量に管理することも困難
である。したがって、従来例にあっては、セメントミル
クのような固結材の注入による攪拌混合に先立って固結
材の使用量に対応する量の原地盤土壌の排除を正確に行
うことが実際上はきわめて難しくて、固結材と攪拌混合
される掘削孔内に残された掘削土砂の量の管理が難しく
て、混合物が地上に大量に溢れたり、あるいは、目的と
する強度の地盤改良部が得られないという問題がある。

【０００８】また、従来例にあっては、複数の回転軸１
００の下部が連結部材で連結してなく、回転軸１００同
士の下端部が広がったり、狭まったりして、挿入できな
い事態が生じるという問題がある。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、複数の大径の柱状の地盤改良部が平面視
で一部重複するような地盤改良を行うに当たり、複数の
回転軸の挿入時に小さな動力で複数の回転軸を挿入し、
また、複数の回転軸の引き上げ時に複数の回転軸を回転
する駆動装置を大型化しなくても大径の地盤改良部が平
面視で一部重複して連続する地盤改良ができるように
し、しかも、連続する大径の地盤改良部の各部における
攪拌混合が効果的にでき、また、先行孔の形成時に掘削
土砂を地上に排出するようにするに当たり、各掘削軸に
設けたスクリュー部による排出量を管理でき、また、こ
のことにより下孔内に残って固結材と混合する掘削土砂
の量を管理でき、大径の地盤改良部が平面視で一部重複
して連続する地盤改良を行う際の掘削土砂と固結材との
混合物が地上に溢れないかあるいは溢れるとしても小量
ですむようにして周辺環境を悪化させないようにできる
と共に、目的とする強度の地盤改良部を形成でき、ま
た、下孔掘削手段で形成する下孔同士が重複しないよう
にしたにもかかわらず、回転軸同士が広がったり、狭ま
ったりするのを防止する連結部材を支障なく挿入するこ
とができる地盤改良方法を提供するにある。

【０００９】

【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
方法は、下部を除くほぼ全域にスクリュー部６を設けた
回転軸１の下部に拡縮自な拡縮翼９と固結材噴射部８と
を設けると共に下端部に下孔掘削手段７を設け、回転軸
１を複数本並設すると共に回転軸１の下部を連結部材３
０により横方向に連結し、隣合う下孔掘削手段７の回転
軌跡の直径を隣り合う回転軸１間の距離よりも僅かに短
く設定し、拡縮翼９の縮径状態における回転軌跡の直径
を隣り合う回転軸１間の距離以下とすると共に拡径状態
における回転軌跡の直径を隣り合う回転軸１間の距離よ
りも長く且つ回転軸１間の距離の２倍よりも短く設定し
た地盤改良装置を用いて、固結材噴射部８から固結材を
噴射することなく且つ拡縮翼９を縮径した状態で地盤改
良装置の複数の回転軸１に設けた下孔掘削手段７により
地盤を掘削しながら複数の下孔３を平面視で互いに重複
はしないが周部をごく近接して形成し、該下孔３形成工
程において各回転軸１に設けたスクリュー部６により下
孔３掘削により生じた掘削土砂を地上に排土し、このよ
うにして複数の回転軸１を目的とする深さまで挿入した
後、複数の回転軸１を引き上げる際に、各回転軸１に設
けた拡縮翼９を拡径し且つ固結材噴射部８から固結材２
を噴射して各下孔３の周囲の地盤を先行して掘削すると
共に掘削土砂と固結材２とを攪拌混合し、このことによ
り回転軸１の引き上げ工程において掘削土砂と固結材２
とが攪拌混合された複数の大径の地盤改良部５を隣合う
地盤改良部５同士が平面視で一部重複するように形成す
ることを特徴とするものである。

【００１０】また、固結材噴射部８が拡縮翼９の上方に
位置し、回転軸１の引き上げの際に固結材２を噴射して
先行掘削された部分を拡径した拡縮翼９で掘削攪拌する
ことも好ましい。

【００１１】

【作用】しかして、上記の方法によれば、地盤改良装置
の複数の回転軸１を地盤中に挿入する際に固結材２を噴
射することなく地盤を掘削して複数の下孔３を互いに重
複はしないが周部をごく近接して形成する。そして、こ
の複数の下孔３の形成工程中に各下孔３掘削により生じ
た掘削土砂を各回転軸１に設けたスクリュー部６により
地上に排土する。このことにより、複数の回転軸１を地
盤中に挿入する際には固結材２を噴射せずに掘削すると
いえども、下孔３を小さく且つ各々独立して同時に形成
することができる。この場合、下孔３が相互に独立して
いるので、各回転軸１に設けたスクリュー部６の周囲に
は下孔３形成により掘削された土砂が均等な緩み状態で
存在して受動土圧のバランスを取り、また、スクリュー
部６上に載っている掘削土砂も同じ緩み状態の土砂であ
って、主動土圧のバランスが取れており、各回転軸１の
スクリュー部６から土砂が部分的に脱落するのが防止さ
れる。このことにより各下孔３の均等化及び各下孔３か
らの掘削土砂の均等な排土がおこなえわれることにな
る。また、複数の下孔３を互いに重複はしないが周部を
ごく近接して形成されることで、隣合う下孔３が互いに
重複していないにもかかわらず複数の回転軸１を下部に
おいて連結している連結部材３０がスムーズに挿入され
ることになる。そして、下孔３形成後、地盤改良装置を
引き上げる際に各回転軸１に設けた拡縮翼９を拡径し且
つ固結材噴射部８から固結材２を噴射して各下孔３の周
囲の地盤を先行して掘削すると共に掘削土砂と固結材２
とを攪拌混合し、このことにより回転軸１の引き上げ工
程において掘削土砂と固結材２とが攪拌混合された複数
の大径の地盤改良部５を隣合う地盤改良部５同士が平面
視で一部重複するように形成することで、互いに重複し
ていない各下孔３の周囲の地盤を掘削して隣合うもの同
士が互いに重複しあう大径の地盤改良部５を簡単且つ確
実に形成することができ、しかも、複数の下孔３の掘削
に当たり、複数の下孔３の掘削により生じた固結材２を
含まない掘削土砂をそれぞれ独立して地上に排土し、こ
の下孔３の形成の際に生じた掘削土砂を排土する分だ
け、引き上げ工程における固結材２と掘削土砂との混合
物が地上に溢れる量を少なくするか、または地上に溢れ
ないようにでき、また、固結材２と混合する掘削土砂の
量を管理できて目的とする品質の地盤改良部５が形成で
きるものである。

【００１２】また、固結材噴射部８が拡縮翼９の上方に
位置し、回転軸１の引き上げの際に固結材２を噴射して
先行掘削された部分を拡径した拡縮翼９で掘削攪拌する
ことで、拡縮翼９を拡径して掘削するに当たって、回転
軸１の回転動力が小さくてよく、また、攪拌混合がより
確実に行えることになる。

【００１３】

【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１には本発明に用いる装置の一実施例
が示してある。地上に設置される施工機（図示せず）に
リーダ（図示せず）を立て、このリーダに上下移動自在
に駆動装置１１を吊り下げてあり、駆動装置１１に複数
の回転軸１を多軸装置１２を介して取付けてある。複数
本の回転軸１は例えば図１に示すように横方向に一列に
並設してあり、各回転軸１の下端には下孔掘削手段７を
構成するビットが設けてある。回転軸１の下孔掘削手段
７の上方には拡縮自在な拡縮翼９と、セメントミルク、
あるいはセメントミルクを主成分とするもの等の固結材
２を噴射するための固結材噴射部８とが設けてあり、回
転軸１の拡縮翼９と固結材噴射部８とを設けた部分より
も上方のほぼ全域にスクリュー部６が設けてある。ま
た、複数の回転軸１の下端部同士は連結部材３０により
連結してある。

【００１４】隣り合う回転軸１に設けた下孔掘削手段７
は、図１に示すように同じレベルに配置してあってもよ
く、あるいは隣り合う回転軸１に設けた下孔掘削手段７
同士が上下にずれて配置してあってもよい。また、隣合
う下孔掘削手段７の回転軌跡の直径を隣り合う回転軸１
間の距離よりも僅かに短く設定してある。図４、図５に
示すように、拡縮自在な拡縮翼９は回転軸１に取付け部
１３を設け、この取付け部１３に攪拌部材１４の一端部
を回転自在に取付けて拡縮翼９が構成してある。取付け
部１３は上下に対向した上下突部１３ａ、１３ｂと上下
突部１３ａ、１３ｂ間に位置し側面部をＬ状に切除して
形成した中央柱部１３ｃとで構成してある。攪拌部材１
４は内側部材１６と外側部材１７とを軸１８で回転自在
に枢支して構成してあり、上下突部１３ａ、１３ｂの対
角線上において対向する一組の角部付近において内側部
材１６の後端部を枢支軸１９により枢支してある。ここ
で、内側部材１６と外側部材１７との各一側面部にはそ
れぞれストッパ用突出部２０、２１が突設してある。外
側部材１７の先端部には上下方向の少なくとも一方、実
施例においては上方及び下方の両方に向けて突部２３が
突設してある。そして、この突部２３には必要に応じて
刃部２４が設けてある。

【００１５】しかして、拡縮翼９の図４（ａ）の状態が
拡縮翼９が拡径した状態であり、図４（ｂ）の状態が拡
縮翼９が縮径した状態である。そして回転軸１を矢印イ
方向に回転すると内側部材１６の一側面５３が中央柱部
１３ｃのＬ状をした側面の一側面部である当たり面２５
に当たって内側部材１６の拡径状態が保たれる。この場
合、更に、内側部材１６のストッパ用突出部２０の当た
り部２０ａが図４（ａ）のように中央柱部１３ｃの外面
部２７に当たって更に内側部材１６の拡径状態が保たれ
ることになる。また、外側部材１７は内側部材１６と拡
径時に略一直線状となり、この状態でストッパ用突出部
２０、２１の対向端面同士が図４（ａ）のように当って
外側部材１７の拡径状態を保持している。このように、
内側部材１６を拡径し且つ外側部材１７を拡径して内側
部材１６と外側部材１７とを略一直線状にした状態が拡
縮翼９を拡径した状態である。

【００１６】一方、図４（ａ）において矢印ロ方向に回
転軸１を回転すると攪拌部材１４は土砂の抵抗で矢印ハ
方向に回転し、図４（ｂ）の状態（つまり内側部材１６
の他側面２８が中央柱部１３ｃの当たり面２５に当たっ
て止まる状態）に縮径し、更に、外側部材１７が内側部
材１６に対して回動して突部２３が上突部１３ａ乃至下
突部１３ｂの外面部に当たり、内側部材１６と外側部材
１７とが回転軸１のまわりに略く字状に折れ曲がった状
態となり、この状態が拡縮翼９の縮径状態である。この
拡縮翼９の縮径状態において、外側部材１７と回転軸１
の外面（つまり中央柱部１３ｃのＬ状に切欠した部分の
他側面）との間に土砂導入用隙間２９が形成されること
になる。したがって、図４（ｂ）のように拡縮翼９が回
転軸１の回りにく字状に折れ曲がって縮径した状態にお
いて、回転軸１を矢印イ方向に回転すると、土の抵抗で
まず、外側部材１７が矢印ニ方向に回動し、ストッパ用
突出部２０、２１の対向面同士が当たった状態で外側部
材１７の回動に伴って内側部材１６も回動して拡縮翼９
を拡径することができるものである。このように、回転
軸１を逆回転して拡縮翼９を拡径する際、突部２３が設
けてあるので、拡径時に外側部材１７の先端部だけでな
く突部２３にも土が当たって、土の抵抗が大きくて外側
部材１７が開きやすいものであり、更に、この時、土砂
導入用隙間２９に土砂が進入して外側部材１７が土の抵
抗で回動して開き易くなるものである。拡縮翼９を縮径
した状態で拡縮翼９の描く回転軌跡の径は下孔掘削手段
７の描く回転軌跡の径以下となっている。また、拡縮翼
９の拡径状態における回転軌跡の直径を隣り合う回転軸
１間の距離よりも長く且つ回転軸１間の距離の２倍より
も短く設定してある。

【００１７】図１に示す実施例では固結材噴射部８とし
て固結材２を略横方向に噴射する横向き固結材噴射部８
ｂと、固結材２を斜め下方に噴射する斜め下方噴射部８
ａとが設けてある。ここで、実施例では拡縮翼９の上方
位置に固結材噴射部８が設けてあり、固結材噴射部８と
しては横向き固結材噴射部８ｂが下位置に、斜め固結材
噴射部８ａが上位置に配置してある。この実施例では、
斜め固結材噴射部８ａから斜め下方に向けて噴射される
固結材２の噴射流と、横向き固結材噴射部８ｂから横向
きに噴射される固結材２の噴射流とは互いに直接交差し
て衝突するように各固結材噴射部８からの噴射方向が決
定してあり、この交差位置の描く回転軌跡の径は、拡縮
翼９の拡径状態における回転軌跡の径にほぼ等しくして
ある。なお、実施例においては、横向き固結材噴射部８
ｂから略水平方向に固結材２を噴射するようにした実施
例を示しているが、横向き固結材噴射部８ｂから固結材
２を水平方向とのなす角度が緩やかな斜め上方又は斜め
下方に噴射するものであってもよい。また、図に示す実
施例では固結材噴射部８が横向き固結材噴射部８ｂと、
斜め下方噴射部８ａとを設けた例を示したが、横向き固
結材噴射部８ｂ、斜め下方噴射部８ａ、斜め上方噴射部
のいずれか一つ、またはこれらの相互の組み合わせであ
ってもよい。

【００１８】回転軸１には大径掘削手段４の上部のほぼ
全域にはスクリュー部６が設けてある。つまり回転軸１
の大径掘削手段４を構成する部材中最上方に位置する斜
め固結材噴射部８ａのすぐ上位置からほぼ全域にスクリ
ュー部６が設けてある。スクリュー部６は複数の並設し
た回転軸１のすべてに設けてあり、隣合う回転軸１に設
けたスクリュー部６の回転軌跡同士は互いに平面視で重
複しないように設定してあり、実施例においてはスクリ
ュー部６の回転軌跡の径は下孔掘削手段７の回転軌跡の
径以下としてある。

【００１９】複数の回転軸１を互いに連結する連結部材
３０は縦板状をしていて隣り合う回転軸１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
３０は回転軸１部分においては軸受け３１で回転軸１に
回転自在に取付けてあり、軸受け部３１間が縦板部３２
となっている。上記のような回転軸１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部５
を形成するのであるが、以下施工例につき説明する。

【００２０】まず図２（ａ）のように、固結材噴射部８
から固結材２を噴射しない状態で、且つ上下に複数設け
た各拡縮翼９を縮径した状態で各回転軸１を回転しなが
ら下孔掘削手段７を構成する掘削ビットにより掘削して
複数の回転軸１を地中の目的とする深さまで挿入して複
数の下孔３を平面視で互いに重複はしないが周部をごく
近接して形成する。このように、複数の下孔３を周部を
ごく近接して形成することで、互いに重複していないに
もかかわらず、下孔３と下孔３との隣接部分には殆ど未
掘削地盤が存在しないことになって縦板状の連結部材３
０がスムーズに挿入されることになる。この回転軸１を
所定深さまで挿入する際は下孔掘削手段７からエアー又
は水を下方に向けて噴射しながら回転軸１の挿入を容易
にするようにしてもよい。もちろん、エアー又は水を噴
射することなく下孔掘削手段７により掘削して複数の回
転軸１を所定の深さまで挿入するようにしてもよい。

【００２１】ところで、本発明においては、複数の回転
軸１を回転しながら各回転軸１の下端部に設けた下孔掘
削手段７により地盤を掘削しながら各下孔３を独立して
掘削する際、各回転軸１の固結材噴射部８よりも上方位
置のほぼ全域に形成したスクリュー部６により下孔掘削
手段７で掘削された固結材２を含まない掘削土砂が地上
に排出される。この場合、地上に排出される掘削土砂は
エアーを噴出しながら下孔３を掘削する場合やあるいは
エアー又は水を噴射しないで掘削する場合には掘削土砂
のみが排出され、水を噴射しながら下孔３を掘削する場
合は水を含んだ掘削土砂が地上に排出される。地上に排
出された掘削土砂は、そのまま、あるいは乾燥させて水
分を除去した状態で、土として利用したり、あるいは土
として処分したりするものであり、掘削土砂がセメント
ミルクのような固結材２と混合してないので、再利用や
処分が容易に且つ低コストで行えるものである。

【００２２】ところで、本発明においては複数本の回転
軸１を地中に挿入して形成される複数の小径の下孔３は
上記のように縦板状の連結部材３０の挿入の支障になら
ないようになっているが、図２（ｄ）に示すように隣合
う下孔３同士が互いに平面視で重複しないように形成さ
れるので、つまり、複数の下孔３を平面視で互いに重複
はしないが周部をごく近接して形成するので、以下の理
由により各回転軸１に設けた各スクリュー部６により排
出される土砂の管理が容易に行えることになる。

【００２３】すなわち、本発明においては、複数の下孔
３を各回転軸１で掘削しながら各下孔３から掘削土砂を
各回転軸１に設けたスクリュー部６により排出するに当
たり、隣合う下孔３は互いに重複することなく形成され
るので、各下孔３内においては土砂がほぼ均一に攪拌を
受けており、各回転軸１に設けたスクリュー部６上の土
砂の脱落しようとする力（主動土圧）は全周にわたって
均一であり、また、これを受け止めようとする力（受動
土圧）も各下孔３内のスクリュー部６の周囲において均
一である（つまり下孔３内のスクリュー部６の周囲の土
砂の緩み状態は一定であって受動圧力もスクリュー部６
の周囲で均一である）。このように、複数の下孔３内に
おいて主動圧力が全周にわたって均一にバランスしてい
ると共に受動圧力も全周にわたって均一にバランスして
おり、この結果、主動圧力が周方向で均一でなく、ま
た、受動圧力がスクリュー部６の周囲で一定でない従来
例に比べて、各スクリュー部６上の土砂が下孔３内で脱
落しにくく、各回転軸１に設けたスクリュー部６により
各下孔３内の土砂がそれぞれ独立してスムーズに且つ確
実に地上に排出されることになり、この結果、各下孔３
内から排出する土砂の量の管理が容易であり、また、こ
のことは各下孔３内に残す掘削土砂の量の管理が容易に
行えることを意味し、同時に形成する複数個の下孔３の
均質化が図れるのである。

【００２４】また、複数の下孔３を形成するに当たり、
隣り合う下孔３同士が平面視で重複しないようにするの
で、複数の下孔３を同時に形成するに当たって複数の回
転軸１を回転するための動力装置を小型化できることに
なる。上記のようにして、複数本の回転軸１を地中の所
定の深さまで挿入して複数の下孔３を平面視で互いに重
複はしないが周部をごく近接して形成した後、図２
（ｂ）のようにして複数本の回転軸１を引き上げるので
あるが、複数本の回転軸１を引き上げる際各回転軸１に
それぞれ設けた固結材噴射部８からそれぞれ固結材２を
噴射すると共に複数本の回転軸１にそれぞれ設けた拡縮
翼９を拡径して回転軸１を回転しつつ上方に引き上げる
のである。すなわち、各回転軸１にそれぞれ設けた固結
材噴射部８から固結材２を噴射して、この固結材２の噴
射により下孔３の周囲の地盤を先行して掘削攪拌し、続
いて、下に位置する拡縮翼９により地盤を掘削、攪拌し
て固結材２と掘削土砂とを混合するのである。

【００２５】添付図面に示す実施例によりこの工程をよ
り詳細に説明すると以下のようになる。すなわち、複数
本の回転軸１を引き上げる際各回転軸１にそれぞれ設け
た斜め固結材噴射部８ａ、その下に位置する横向き固結
材噴射部８ｂからそれぞれ固結材２を噴射すると共に複
数本の回転軸１にそれぞれ設けた拡縮翼９を拡径して回
転軸１を回転しつつ上方に引き上げる。すると、回転軸
１の引き上げに伴って、まず、上の斜め固結噴射部８ａ
から噴射された固結材２の噴射圧により下孔３の周囲の
地盤を先行して掘削攪拌し、続いて横向き固結材噴射部
８ｂから略水平方向に噴射された固結材２により地盤が
掘削攪拌し、続いて、下に位置する拡縮翼９により地盤
が掘削、攪拌混合する。

【００２６】ここで、斜め固結材噴射部８ａから斜め下
方に向けて噴射した固結材２の噴射流と、横向き固結材
噴射部８ｂから略水平方向に噴射された固結材２の噴射
流とが直接衝突することで、噴射エネルギーが減衰され
ることになり、この結果、回転軸１を中心とし、回転軸
１から上記上下の固結材噴射部８ａ、８ｂから噴射され
る固結材２の衝突部分までの距離を半径とする大径の柱
状の地盤改良体５の原型が先行して形成されるのであ
る。ところで、この際、斜め固結材噴射部８ａから噴射
された固結材２による掘削、攪拌混合、横向き固結材噴
射部８ｂから噴射された固結材２による掘削、攪拌混合
に続いて、拡径した拡縮翼９により掘削、攪拌混合する
のであるが、この際、斜め固結材噴射部８ａから斜め下
方に向けて噴射した固結材２の噴射流と、横向き固結材
噴射部８ｂから略水平方向に噴射された固結材２の噴射
流とが直接交差する交差位置の描く回転軌跡の径が、拡
縮翼９の拡径状態における回転軌跡の径にほぼ等しいの
で、複数本の回転軸１にそれぞれ設けた拡縮翼９による
掘削、攪拌混合に当たり、拡縮翼９による下孔３の周囲
地盤の掘削は斜め下方に噴射する斜め固結材噴射部８ａ
による先行掘削による掘り残し部分を掘削することにな
り、複数の回転軸１に設けた拡縮翼９を拡径して大径の
掘削をするにもかかわらず、複数本の回転軸１を回転す
るための駆動装置１１を大型化する必要がなく、小型化
でき、この結果、駆動装置１１の重量が軽くなり、地上
においてリーダを上下する駆動装置１１がリーダの上部
に位置している時でも装置の転倒等のおそれがなくなる
ものである。この、一連の掘削、攪拌混合を模式図で示
すと、図３のようになり、回転軸１を引き上げていくこ
とで、簡単且つ正確に目的とする径となった大径の柱状
の地盤改良部５が形成できるものである。

【００２７】上記、掘削に当たって、拡縮翼９の先端部
に上方に向けて突部２３を突設し、この上方に向けて突
出する突部２３に刃部２４を設けるものにおいては、回
転軸１の引き上げの際に拡縮翼９に先立って突部２３の
刃部２４により地盤を掘削することになって、掘削がよ
り容易になるものである。また、拡縮翼９の先端部に上
方乃至下方に向けて突部２３を突設することで、攪拌、
混合が良好に行えることになる。

【００２８】上記のようにして複数の回転軸１を引き上
げながら掘削土砂と固結材２との混合物が充填された大
径の地盤改良部５を複数連続して形成するのであるが、
ここで、回転軸１を回転して引き上げながら大径の地盤
改良部５を形成していく際、地表面近くまで固結材噴射
部８が引き上げられても、上下の固結材噴射部８から噴
射される固結材２の噴射流が衝突後において合流して噴
射方向が斜め下方を向くようにすることで（添付図面に
示す実施例においては、斜め固結材噴射部８ａから斜め
下方に噴射された固結材２と横向き固結材噴射部８ｂか
ら噴射された固結材２とが衝突後合流した場合合流後の
方向は斜め下方を向く）、地表面近くの地盤が上方に盛
り上がったり、固結材２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２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２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８を地上に引き上げた時点で固結材２
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２が衝突したり、あるいは、周辺に固結材２が飛散
しないようになっている。もちろん、本発明において複
数の回転軸１の引き上げ工程において地下の任意の深さ
の部分にのみ地盤改良部５を形成することもできる。

【００２９】ここで、本発明においては、下孔３形成時
にスクリュー部６により下孔３掘削により生じた固結材
２を含まない掘削土砂を地上に排土するので、この下孔
３の形成の際に生じた掘削土砂を排土（下孔３の掘削の
際に生じた掘削土砂の大部分又は当該掘削土砂の一部が
排土される）する分だけ、引き上げ工程における固結材
２と掘削土砂との混合物が地上に溢れる量を少なくする
か、または地上に溢れないようにできるものである。し
たがって、このように固結材２と掘削土砂との混合物が
地上に溢れる量を少なくするか、または地上に溢れない
ようにできるので、作業環境を悪化せず、また、固結材
２と掘削土砂との混合物が地上に溢れることがあっても
少量であるため、産業廃棄物としての処分が容易にでき
て、廃棄に要するコストも低下させることができるもの
である。

【００３０】上記のようにして回転軸１を引き上げなが
ら掘削土砂と固結材２との混合物が充填された大径の柱
状の地盤改良部５を形成するものである。回転軸１を完
全に引き抜いた後に同様にして次々と大径の柱状の地盤
改良部５を形成する。このような本発明の方法は、止水
壁や山留め壁の形成、あるいは基礎杭の形成、あるいは
軟弱地盤の改良に適用できるものである。

【００３１】なお、図１には多軸の実施例として３軸の
例を示しているが、必ずしも３軸にのみ限定されるもの
ではなく、２軸、又は４軸以上であってもよく、要は多
軸であればよい。なお、添付図面に示す実施例において
は、複数の拡縮自在な拡縮翼９がいずれも回転軸１の一
方向（正方向）の回転により縮径し且つ回転軸１の他方
向（逆方向）の回転により拡径するような構造のものの
例を示したが、油圧シリンダーその他の拡縮駆動装置
（図示せず）により拡縮するようにしてもよい。

【００３２】上記の実施例では拡縮翼９として攪拌部材
１４は内側部材１６と外側部材１７とを軸１８で回転自
在に枢支して構成した例を示したが、このようにするこ
とで、縮径した際の径をより小さくし、拡径した際の径
をより大きくすることができるものである。なお、攪拌
部材１４が実施例のように内側部材１６と外側部材１７
を枢支して構成したものにのみ限定されず内側部材１６
と外側部材１７とが一体化した単体であってもよくて、
これを回転することで拡縮するようにしてもよいのは勿
論である。

【００３３】なお、本発明のいずれの実施例において
も、噴出する固結材２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２を噴射するものにおいては、形
成される地盤改良体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体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２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１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。

【００３４】

【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、固結材噴射部から固結材を噴射する
ことなく且つ拡縮翼を縮径した状態で地盤改良装置の複
数の回転軸に設けた下孔掘削手段により地盤を掘削しな
がら複数の下孔を平面視で互いに重複はしないが周部を
ごく近接して形成し、該下孔形成工程において各回転軸
に設けたスクリュー部により下孔掘削により生じた掘削
土砂を地上に排土し、このようにして複数の回転軸を目
的とする深さまで挿入した後、複数の回転軸を引き上げ
る際に、各回転軸に設けた拡縮翼を拡径し且つ固結材噴
射部から固結材を噴射して各下孔の周囲の地盤を先行し
て掘削すると共に掘削土砂と固結材とを攪拌混合し、こ
のことにより回転軸の引き上げ工程において掘削土砂と
固結材とが攪拌混合された複数の大径の地盤改良部を隣
合う地盤改良部同士が平面視で一部重複するように形成
するので、複数の下孔を小さく且つ各々独立して同時に
形成することができ、複数の下孔の形成のための動力装
置が小型化できるものであり、また、下孔が相互に独立
しているので、各回転軸に設けたスクリュー部の周囲の
土砂の受動土圧を均等化してバランスが取り、また、ス
クリュー部上の土砂の主動土圧のバランスが取れてお
り、各回転軸のスクリュー部から土砂が部分的に脱落す
るのが防止され、この結果、各下孔内の状態の均等化及
び各下孔からの掘削土砂の均等な排土が行え、排出する
掘削土砂の量の管理及び固結材と混合する下孔に残置し
た掘削土砂の量の管理が容易に行え、この結果、形成さ
れる地盤改良部の品質を向上させると共に引き上げ工程
における固結材と掘削土砂との混合物が地上に溢れる量
を少なくするか、または地上に溢れないようにすること
が可能となる。また、複数の下孔を互いに重複はしない
が周部をごく近接して形成することで、隣合う下孔が互
いに重複していないにもかかわらず複数の回転軸を下部
において連結している連結部材がスムーズに挿入される
ものである。また、下孔形成後、地盤改良装置を引き上
げる際に各回転軸に設けた拡縮翼を拡径し且つ固結材噴
射部から固結材を噴射して各下孔の周囲の地盤を先行し
て掘削すると共に掘削土砂と固結材とを攪拌混合し、こ
のことにより回転軸の引き上げ工程において掘削土砂と
固結材とが攪拌混合された複数の大径の地盤改良部を隣
合う地盤改良部同士が平面視で一部重複するように簡単
に施工できるものである。

【００３５】また、請求項２記載の発明にあっては、上
記の請求項１記載の発明の効果に加えて、固結材噴射部
が拡縮翼の上方に位置し、回転軸の引き上げの際に固結
材を噴射して先行掘削された部分を拡径した拡縮翼で掘
削攪拌することで、拡縮翼を拡径して掘削するに当たっ
て、回転軸の回転動力が小さくてよく、また、攪拌混合
がより確実に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる装置の一実施例の一部破断せる
正面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の施工順序を示す
説明図であり、（ｄ）は（ａ）の場合の横断面図であ
り、（ｅ）は（ｂ）の場合の横断面図である。

【図３】同上の作用説明図である。

【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の拡縮翼の拡径状
態及び縮径状態を示す断面図である。

【図５】拡縮翼の拡径正面図である。

【図６】従来例の正面図である。

【図７】従来例作用を示す説明のための図面であって、
（ａ）は隣り合う攪拌翼で形成された掘削孔が互いに一
部が重複している状態を示す説明図であり、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ互いに一部が重複している掘削孔内に
おける土砂の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 固結材 ３ 下孔 ５ 地盤改良部 ６ スクリュー部 ７ 下孔掘削手段 ８ 固結材噴射部 ９ 拡縮翼 ３０ 連結部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部を除くほぼ全域にスクリュー部を設
   けた回転軸の下部に拡縮自在な拡縮翼と固結材噴射部と
   を設けると共に下端部に下孔掘削手段を設け、回転軸を
   複数本並設すると共に回転軸の下部を連結部材により横
   方向に連結し、隣合う下孔掘削手段の回転軌跡の直径を
   隣り合う回転軸間の距離よりも僅かに短く設定し、拡縮
   翼の縮径状態における回転軌跡の直径を隣り合う回転軸
   間の距離以下とすると共に拡径状態における回転軌跡の
   直径を隣り合う回転軸間の距離よりも長く且つ回転軸間
   の距離の２倍よりも短く設定した地盤改良装置を用い
   て、固結材噴射部から固結材を噴射することなく且つ拡
   縮翼を縮径した状態で地盤改良装置の複数の回転軸に設
   けた下孔掘削手段により地盤を掘削しながら複数の下孔
   を平面視で互いに重複はしないが周部をごく近接して形
   成し、該下孔形成工程において各回転軸に設けたスクリ
   ュー部により下孔掘削により生じた掘削土砂を地上に排
   土し、このようにして複数の回転軸を目的とする深さま
   で挿入した後、複数の回転軸を引き上げる際に、各回転
   軸に設けた拡縮翼を拡径し且つ固結材噴射部から固結材
   を噴射して各下孔の周囲の地盤を先行して掘削すると共
   に掘削土砂と固結材とを攪拌混合し、このことにより回
   転軸の引き上げ工程において掘削土砂と固結材とが攪拌
   混合された複数の大径の地盤改良部を隣合う地盤改良部
   同士が平面視で一部重複するように形成することを特徴
   とする地盤改良方法。
2. 【請求項２】 固結材噴射部が拡縮翼の上方に位置し、
   回転軸の引き上げの際に固結材を噴射して先行掘削され
   た部分を拡径した拡縮翼で掘削攪拌することを特徴とす
   る請求項１記載の地盤改良方法。