地盤改良体造成装置
【課題】攪拌翼による改良材の跳ね返りに起因する改良材のロス量を低減しながら、造成されるべき形状および寸法の地盤改良範囲に均一かつ十分な改良材が提供されて高品質な地盤改良体を造成することのできる地盤改良体造成装置を提供すること。
【解決手段】ケーシング１と、その先端から出入り自在でかつ回転自在なロッド２と、ロッド２の先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼３，３であって、閉じた姿勢と開いた姿勢とからなる姿勢変更自在な攪拌翼とを少なくとも備え、ケーシング１とロッド２の間に画成された流路Ｆ１に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置１０において、ケーシング１の先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端１ａとなっており、ロッド２の先端から離れた位置の外周に環状体４が配設され、該環状体４によって流路Ｆ１の断面が絞られている。
【解決手段】ケーシング１と、その先端から出入り自在でかつ回転自在なロッド２と、ロッド２の先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼３，３であって、閉じた姿勢と開いた姿勢とからなる姿勢変更自在な攪拌翼とを少なくとも備え、ケーシング１とロッド２の間に画成された流路Ｆ１に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置１０において、ケーシング１の先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端１ａとなっており、ロッド２の先端から離れた位置の外周に環状体４が配設され、該環状体４によって流路Ｆ１の断面が絞られている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤内に地盤改良体を造成する地盤改良体造成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱な地盤や、所望する強度を具備しない地盤に対しておこなわれる地盤改良工法は多岐に亘る。その一つの方法として、ケーシングと、ケーシング内でスライドするインナーロッドとその先端に装着された攪拌翼（攪拌ビット）からなる装置を使用し、ケーシングとインナーロッドの間のクリアランス（流路）を介して水を噴射して地盤をほぐし、ケーシングを地盤内に圧入した後に、攪拌翼を広げてロッドを回転させ、地盤を攪拌翼で攪拌しながら、セメントミルクを主成分とする改良材や改良材の硬化を促進する反応材などを噴射して攪拌し、所望径の地盤改良体（地盤改良杭）を造成する地盤改良工法は一般に用いられており、セメント系深層混合処理工法（ＣＤＭ工法）やコラムジェットグラウト工法（ＣＪＧ工法）などがその一例である。なお、上記する構成の拡大掘削装置とこの装置を用いた地盤改良工法に関する技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
たとえば、既存建物Ｂの直下に地盤改良杭を造成する方法を図９〜１１を参照して説明する。なお、図１０ｂは図１０ａにおけるｂ−ｂ矢視図、図１０ｃは図１０ａにおけるc部の拡大図であり、図１１ｂは図１１ａにおけるｂ−ｂ矢視図、図１１ｃは図１１ａにおけるｃ部の拡大図である。
【０００４】
図９で示すように、既存建物Ｂの平面規模が大きな場合はとくに、この既存建物Ｂの直下を精度よく地盤改良するのが容易でない。そこで、図９、図１０で示すように、スイベルが装備された削孔機Ｍを使用し、このスイベルの内部でケーシングやロッドを順次連結しながら既存建物Ｂの直下の被改良地盤層までその先端に先鋭のテーパー面を有するリング体Ｃ’を装着したケーシングＣとロッドＲを前進させ、これらが前進する過程でケーシングＣとロッドＲの間の流路を介して水（図１０中のＸ１方向）を地盤に噴射して地盤をほぐし、ケーシングＣを地盤内に圧入しながら該ケーシングＣとロッドＲを被改良地盤層に到達させる。次いで、図１１で示すように、ロッドＲをケーシングＣの先端から張り出させ、ロッドＲの先端に回動自在に設けられた攪拌翼Ｗ、Ｗを広げて回転させ（図１１中のＸ２方向）、改良材を噴射して地盤とともに攪拌することにより、既存建物Ｂの直下に水平に延びる地盤改良体Ｐを造成するものである。なお、複数の水平方向の地盤改良体Ｐを接するように造成し、もしくは一定間隔を置いて併設するように造成することにより、既存建物Ｂの平面規模に関わらず、その直下の所望する軟弱地盤等を精度よく地盤改良補強することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、この地盤改良工法においては、図１１ａ，図１１ｃで示すように、回転する攪拌翼Ｗに噴射された改良材が跳ね返ってしまい（Ｘ３方向）、攪拌翼Ｗの前方に十分な量の改良材を噴射し難いという課題があり、この改良材の跳ね返りによって改良材の戻り量が多くなってしまい、これが改良材のロス量増大に繋がってしまう。
【０００６】
また、図示する従来の装置では、流量調整によって改良材を噴射しているものの、実際には攪拌翼前方に勢いよく改良材を噴射できておらず、結果として所望範囲（開いた状態の攪拌翼の回転によってできる円形面積と改良材を提供して装置を移動させる長さ範囲からなる体積範囲）の改良体の全体に改良材が均一かつ十分に行き渡らず、強度のばらつきが大きく、所望する形状を満たさない地盤改良体が造成され易いといった課題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６４７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を噴射して地盤改良体を造成する際に改良材と攪拌翼の干渉を低減しながら地盤内に勢いよく改良材を噴射することができ、もって、攪拌翼による改良材の跳ね返りに起因する改良材のロス量を低減しながら、造成されるべき形状および寸法の地盤改良範囲に均一かつ十分な改良材が提供されて高品質な地盤改良体を造成することのできる地盤改良体造成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明による地盤改良体造成装置は、ケーシングと、前記ケーシング内をスライドして該ケーシングの先端から出入り自在でかつ回転自在なロッドと、前記ロッドの先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼であって、前記ケーシング内においてロッドの軸方向に向いて閉じた姿勢と、前記ケーシングの先端から出てロッドの軸方向に直交する方向に向いて開いた姿勢と、からなる姿勢変更自在な攪拌翼と、を少なくとも備え、ケーシングとロッドの間に画成された流路に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置において、前記ケーシングの前記先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっており、前記ロッドの前記先端から離れた位置の外周に環状体が配設され、該環状体によって前記流路の断面が絞られているものである。
【００１０】
本発明の地盤改良体造成装置は、ケーシング内をスライドしてその先端に回動自在な少なくとも２つの攪拌翼を装備したロッドの外周において、ロッドとケーシングの間に画成された流路の断面を絞る環状体を備えたこと、および、ケーシングの先端がその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっていること、に特徴を有するものであり、これらの構成により、改良材の吐出方向を地盤内前方で傾斜した方向に制御することができ、もって攪拌翼と地盤内に噴射された改良材の干渉を効果的に抑制することを可能としたものである。
【００１１】
本発明の装置の用途としては、液状化対策や耐震補強対策、沈下対策などを目的として被改良地盤内に地盤改良体（地盤改良杭）を造成して地盤改良をおこなう場合のほかにも、アースアンカー工法におけるアンカー定着部を地盤改良体で造成する場合などにも適用できる。
【００１２】
地盤改良体造成装置の装置構成は、ケーシングと、攪拌翼を具備して該ケーシング内をスライドする回転自在なロッドのほか、ケーシングやロッドを前進させるスイベル等を備えた掘削機、水を収容して当該流路に提供するタンク、セメントミルクや硬化促進剤などの改良材を収容して当該流路に提供するタンクなどから構成されるものである。そして、ロッド先端には、少なくとも２以上の攪拌翼（２つの攪拌翼、３以上の攪拌翼）が回動自在に装着されており、この攪拌翼の側面には適宜の鋸歯を形成しておくこともできる。
【００１３】
この装置を適用して地盤改良体を造成する場合には、地盤に水を噴射してほぐしながら地盤内にケーシングを圧入していくステップと、次いで、攪拌翼で地盤を攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップの２つの大きなステップがある。
【００１４】
地盤内にケーシングを圧入していくステップでは、ケーシング内においてロッドの軸方向にたとえば２つの攪拌翼を向かせて双方を閉じた姿勢とし、流路内を流れた水が地盤に提供されて地盤をほぐし、ケーシングの圧入促進を図る。
【００１５】
一方、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップでは、ケーシングの先端からロッドを地盤内へ張り出させ、たとえば２つの攪拌翼をロッドの軸方向に直交する方向に回動させて開いた姿勢とし、ロッドの回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼を回転させながら、流路内を改良材が流れて環状体を通過する過程でその地盤内への吐出方向がロッドの軸方向から傾斜した方向に変化されて地盤に提供され、回転する攪拌翼で地盤と攪拌混合されることによって地盤改良体が造成される。
【００１６】
改良材の吐出方向を変化させるための構成として、ケーシングの先端は、その内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端を有している（ケーシング先端の外周側が先鋭となる）。なお、ここでいう「先鋭端」とは、ケーシング自体の肉厚部に先鋭端が形成されている実施の形態や、ケーシングの先端に装備された金属製のリング体に先鋭端が形成されている実施の形態などを含むものである。
【００１７】
そして、地盤改良体を造成するステップでは、環状体の後方端とケーシング先端の先鋭端の後方が位置決めされ、環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して高圧の改良材が地盤内に提供されるようになっており、このことにより、改良材をケーシングの軸方向に向かう直進流で地盤内に提供するのではなく、ケーシングの先端の先鋭端の勾配に沿ってケーシングの軸方向に対してたとえば角度θ傾斜した方向に改良材を噴射することができる。なお、この地盤改良体を造成するステップにおける環状体の後方端とケーシングの先鋭端の後方の位置決め方法としては、ケーシングに対してロッドが相対的にスライドして当該位置決めされるべき位置でロッドのスライドが停止するように、ケーシングとロッドの双方に係合部を設けておくなどすればよい。また、別の位置決め方法として、ロッドの後方に所望長さのエキステンションロッドを取り付けてケーシングに対して長さが延長されたロッドを相対的にスライドさせることにより、当該位置決めされるべき位置でロッドを停止させる形態などであってもよい。
【００１８】
ケーシング先端から角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることにより、勢いよく改良材を地盤内に提供して前方で回転する攪拌翼との干渉も低減することができ（したがって、改良材の戻り量およびロス量が低減する）、しかも、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【００１９】
このケーシング先端の先鋭端の形状は、縦断面的に見て、ケーシングの外周側に向かう直線テーパー状を成す断面形状や、ケーシングの外周側に湾曲状に開いた断面形状などを適用できる。
【００２０】
また、前記環状体の他の実施の形態として、該環状体に流体を流通させる１以上のスリットが設けてある実施の形態であってもよい。
【００２１】
環状体が１つもしくは２つのスリットを具備することで、セメントミルク等の改良材が環状体で絞られた流路付近で詰まるといった危険性を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明の地盤改良体造成装置によれば、ケーシング内をスライドしてその先端に回動自在な少なくとも２つの攪拌翼を装備したロッドの外周において、ロッドとケーシングの間に画成された流路の断面を絞る環状体を備えたこと、および、ケーシングの先端がその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっていること、により、攪拌翼を広げて改良材と地盤を攪拌混合しながら地盤改良体を造成する際に、環状体の後方端とケーシング先端の先鋭端の後方が位置決めされ、環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して改良材が広範囲に提供されることから、回転する攪拌翼による改良材の戻り量およびこれに起因するロス量を低減でき、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図２】図１で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図３】本発明の地盤改良体造成装置の他の実施の形態を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ方向矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図５】図４に続いて、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図６】図５に続いて、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図７】（ａ）は、地盤改良体造成装置の実機において、２つの攪拌翼が閉じた姿勢でケーシング内に収容されている状態を示した写真図であり、（ｂ）は、２つの攪拌翼がケーシングから張り出して開いた状態を示した写真図である。
【図８】（ａ）は、図７ａの状態で水の直進流が噴射されている状態を示した写真図であり、（ｂ）は、図７ｂの状態で水（改良材に代わって水を使用）が広範囲に広がりながら噴射されている状態を示した写真図である。
【図９】既存建物の直下における地盤改良方法の一実施の形態を説明する模式図である。
【図１０】従来の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図１１】図１０で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の地盤改良体造成装置とこの装置を適用した地盤改良方法を説明する。なお、図示する地盤改良体造成装置は、その構成要素であるロッド先端に回動自在な２つの攪拌翼を具備するものであるが、回動自在な３以上の攪拌翼を具備する装置であってもよい。
【００２５】
（地盤改良体造成装置の実施の形態１）
図１は本発明の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、図１ａは側面図を、図１ｂは図１ａのｂ−ｂ矢視図を、図１ｃは図１ａのｃ部の拡大図をそれぞれ示した図であり、図２は図１で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、図２ａは側面図を、図２ｂは図２ａのｂ−ｂ矢視図を、図２ｃは図２ａのｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【００２６】
本発明の地盤改良体造成装置１０は、ケーシング１と、２つの攪拌翼３，３がその先端に回動自在に装着されてケーシング１内をスライドする回転自在なロッド２と、ケーシング１やロッド２を前進させるスイベル等を備えた不図示の掘削機と、水を収容して当該流路に水を提供する不図示のタンク、セメントミルクや硬化促進剤などの改良材を収容して当該流路に改良材を提供する不図示のタンクなどから大略構成される。
【００２７】
この地盤改良体造成装置１０を適用して地盤改良体を造成する場合には、地盤に水を提供してほぐしながらケーシング１を圧入するステップと、次いで、地盤を攪拌翼３で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップの２つの大きなステップがある。
【００２８】
ロッド２のうち、攪拌翼３，３が装着された先端よりも後方位置の外周には環状体４が装着されており、ロッド２とケーシング１の間に画成された流路Ｆ１の断面をこの環状体４で絞ることにより（断面が絞られた流路Ｆ２）、ロッド２の先端側へ流通する流体の流速をここで高めることができるようになっている。
【００２９】
図１で示す地盤に水を提供してほぐしながらケーシング１を圧入するステップでは、ケーシング１内においてロッド２の軸方向に２つの攪拌翼３，３を向かせて双方を閉じた姿勢とし、図１ａ，ｃで示すように、水が流路Ｆ１を流れて地盤に提供され（Ｘ１方向）、この提供された水で地盤をほぐしてケーシング１の圧入促進を図ることができる。
【００３０】
一方、図２で示す地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップでは、ケーシング１に対してロッド２を相対的にスライドさせて該ケーシング１の先端からロッド２を地盤内へ張り出させ、次いで２つの攪拌翼３，３をロッド２の軸方向に直交する方向に回動させて開いた姿勢とする。
【００３１】
ここで、ケーシング１の先端には、図２ａ，ｃで示すように、その内側から外周側に向かって角度θのテーパー状に形成された先鋭端１ａａを具備する金属製のリング体１ａが装着されている。図示する先鋭端１ａａは、角度θの直線テーパー状の形態であるが、これ以外にも、２以上の異なる角度θ１、θ２、…の複数のテーパー面を有して、先端に向かって角度が徐々に大きくなっているような先鋭端であってもよい。さらに、ケーシング１自体の先端に先鋭端が形成された実施の形態であってもよい。
【００３２】
さらに、ケーシング１に対して相対的にスライドするロッド２は、環状体４の後方端とケーシング１先端のリング体１ａの先鋭端１ａａの後方が図２ｃで示すように位置決めされた位置で停止し、ロッド２が図示位置で停止した後に攪拌翼３，３が回動して開いた姿勢を形成するようになっている。たとえば、ロッドの後方に所望長さのエクステンションロッドを取り付けてケーシングに対して長さが延長されたロッドを相対的にスライドさせることにより、当該位置決めされるべき位置でロッドを停止させることができる。
【００３３】
図２で示すケーシング１とロッド２の位置関係の下で、流路Ｆ１を流通する改良材が環状体４とリング体１ａの先鋭端１ａａの間の断面が絞られた流路Ｆ３を介してその流速が高められ、この改良材が地盤内に先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるように噴射される（図２ａのＸ４方向）。
【００３４】
ロッドの回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼３，３を回転させながら（図２のＸ２方向）、先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるようにして改良材が地盤に噴射され、回転する攪拌翼３，３で地盤と攪拌混合されることによって地盤改良材が造成される。
【００３５】
ケーシング１の先端から角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることにより、勢いよく改良材を地盤内に提供して前方で回転する攪拌翼３，３との干渉も低減することができ、改良材の戻り量とこれに起因するロス量を低減することができる。さらに、角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることから、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【００３６】
（地盤改良体造成装置の実施の形態２）
図３には、本発明の地盤改良体造成装置の他の実施の形態を示しており、この装置１０Ａを使用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図として示している。
【００３７】
図１，２で示す装置１０と相違する構成は、２つのスリット４ａ，４ａを対角位置に有する環状体４Ａがロッド２に装着されていることである。
【００３８】
図示する施工ステップにおいては、環状体４Ａとケーシング１の先端の先鋭端１ａの間に絞られた流路Ｆ３（たとえば流路幅が０．５ｍｍ程度）が形成されると同時に、スリット４ａを介して改良材が地盤内へ提供されることから、このスリット４ａを介して改良材をある程度流通させることができ、セメントミルク等の改良材が絞られた流路Ｆ３付近で詰まるといった危険性を低減することができる。
【００３９】
（地盤改良施工の施工フロー）
次に、図４，５，６を参照して、この順で上記で説明した地盤改良体造成装置１０を使用して地盤改良施工をおこなう際の施工フローを概説する。
【００４０】
図４ａには、クローラタイプのロータリーパーカッションドリル（掘削機５）を含む地盤改良体造成装置１０を示している。まず、図４ａで示すように、掘削機５を用いて、ケーシング１内にロッド２を配し、双方を被改良地盤層まで前進させ、これらが前進する過程でケーシング１とロッド２の間の流路を介して水を地盤に提供して（Ｘ１方向）地盤をほぐしながらケーシング１を圧入していき、該ケーシング１とロッド２を被改良地盤層に到達させる。なお、このステップでは、ケーシング１内においてロッド２の軸方向に２つの攪拌翼３，３が閉じた姿勢となっている。
【００４１】
次に、図４ｂで示すように、掘削機５を取り外し、ケーシング１の先端からロッド２を所定長だけスライドさせるためのエキステンションロッド２Ａを掘削機５に取付け、さらにケーシング１を掘削機５に取り付けて、図４ｃで示すように、水を継続して地盤へ提供しながら、ロッド２をスライドさせてケーシング１の先端から前方へ張り出させる。
【００４２】
次に、ケーシング１の前方に張り出して閉じた姿勢の攪拌翼３，３に対して、図５ａで示すようにロッド２の中空内を高圧状態とする（圧力Ｑをロッド先端に付与する）ことで２つの攪拌翼３，３を９０度回動させて双方を開いた姿勢にする（Ｙ１方向）。
【００４３】
そして、図５ｂで示すように、ロッド２の回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼３，３を回転させながら（Ｘ２方向）、ケーシング１先端のリング体１ａの先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるようにして水に代わって流路内に提供された改良材を地盤に噴射し（Ｘ４方向）、回転する攪拌翼３，３で地盤と攪拌混合しながらケーシング１とロッド２および攪拌翼３，３を前進させることによって地盤改良体Ｐ'を徐々に造成していく。最終的には、図５ｃで示すような所定断面積を有し、所定長さを有した地盤改良体Ｐが造成される。なお、この地盤改良体Ｐの造成過程においては、地盤とセメントミルクを混合攪拌することによって排土量を抑制することができる。
【００４４】
地盤改良体Ｐが造成されたら、図６ａで示すように、ケーシング１とロッド２を後退させ、ケーシング内を洗浄した後に、ロッド２内の内圧を開放して攪拌翼３，３を図６ｂで示すようにフリーな状態とし、ロッド２のみを後退させて攪拌翼３，３を閉じた姿勢に戻してケーシング１内に収容させ、ケーシング１からロッド２を完全に引き抜いて地盤改良体Ｐの造成が終了する（図６ｃ参照）。
【００４５】
図４〜６で示す施工フローを繰り返して、あるいは、複数の装置１０を同時に適用して、複数の水平方向の地盤改良体Ｐを接するように造成し、もしくは一定間隔を置いて併設するように造成することにより、既存建物の平面規模に関わらず、その直下の所望する軟弱地盤等を精度よく地盤改良補強することが可能となる。
【００４６】
[地盤改良体造成装置の実機と、高圧流体の噴射状態を確認した実験]
本発明者等は、図１，２等で説明した地盤改良体造成装置の実機を製作し、ケーシング内で攪拌翼が閉じた姿勢で流路から水が提供される状態と、地盤に対して改良材を広い範囲で噴射し、開いた姿勢の攪拌翼が地盤と改良材を混合する際の改良材の広範囲への噴射の状態を確認する実験をおこなった。図７ａは、地盤改良体造成装置の実機において、２つの攪拌翼が閉じた姿勢でケーシング内に収容されている状態を示した写真図であり、図７ｂは、２つの攪拌翼がケーシングから張り出して開いた状態を示した写真図である。さらに、図８ａは、図７ａの状態で水が前方へ提供されている状態を示した写真図であり、図８ｂは、図７ｂの状態で、改良材に代わって水を使用して、これが広範囲に広がりながら噴射されている状態を示した写真図である。
【００４７】
図８ａより、ケーシングとロッドの間の流路を介して水が勢いよく前方へ提供されることが実証されている。
【００４８】
また、図８ｂより、回転する２つの攪拌翼に干渉されることなく、水が広範囲に広がりながら噴射することが実証されている。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１…ケーシング、１ａ…リング体、１ａａ…先鋭端、２…ロッド、３…攪拌翼、４，４Ａ…環状体、４ａ…スリット、５…削孔機、１０，１０Ａ…地盤改良体造成装置、Ｐ…地盤改良体、Ｐ’…造成途中の地盤改良体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤内に地盤改良体を造成する地盤改良体造成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱な地盤や、所望する強度を具備しない地盤に対しておこなわれる地盤改良工法は多岐に亘る。その一つの方法として、ケーシングと、ケーシング内でスライドするインナーロッドとその先端に装着された攪拌翼（攪拌ビット）からなる装置を使用し、ケーシングとインナーロッドの間のクリアランス（流路）を介して水を噴射して地盤をほぐし、ケーシングを地盤内に圧入した後に、攪拌翼を広げてロッドを回転させ、地盤を攪拌翼で攪拌しながら、セメントミルクを主成分とする改良材や改良材の硬化を促進する反応材などを噴射して攪拌し、所望径の地盤改良体（地盤改良杭）を造成する地盤改良工法は一般に用いられており、セメント系深層混合処理工法（ＣＤＭ工法）やコラムジェットグラウト工法（ＣＪＧ工法）などがその一例である。なお、上記する構成の拡大掘削装置とこの装置を用いた地盤改良工法に関する技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
たとえば、既存建物Ｂの直下に地盤改良杭を造成する方法を図９〜１１を参照して説明する。なお、図１０ｂは図１０ａにおけるｂ−ｂ矢視図、図１０ｃは図１０ａにおけるc部の拡大図であり、図１１ｂは図１１ａにおけるｂ−ｂ矢視図、図１１ｃは図１１ａにおけるｃ部の拡大図である。
【０００４】
図９で示すように、既存建物Ｂの平面規模が大きな場合はとくに、この既存建物Ｂの直下を精度よく地盤改良するのが容易でない。そこで、図９、図１０で示すように、スイベルが装備された削孔機Ｍを使用し、このスイベルの内部でケーシングやロッドを順次連結しながら既存建物Ｂの直下の被改良地盤層までその先端に先鋭のテーパー面を有するリング体Ｃ’を装着したケーシングＣとロッドＲを前進させ、これらが前進する過程でケーシングＣとロッドＲの間の流路を介して水（図１０中のＸ１方向）を地盤に噴射して地盤をほぐし、ケーシングＣを地盤内に圧入しながら該ケーシングＣとロッドＲを被改良地盤層に到達させる。次いで、図１１で示すように、ロッドＲをケーシングＣの先端から張り出させ、ロッドＲの先端に回動自在に設けられた攪拌翼Ｗ、Ｗを広げて回転させ（図１１中のＸ２方向）、改良材を噴射して地盤とともに攪拌することにより、既存建物Ｂの直下に水平に延びる地盤改良体Ｐを造成するものである。なお、複数の水平方向の地盤改良体Ｐを接するように造成し、もしくは一定間隔を置いて併設するように造成することにより、既存建物Ｂの平面規模に関わらず、その直下の所望する軟弱地盤等を精度よく地盤改良補強することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、この地盤改良工法においては、図１１ａ，図１１ｃで示すように、回転する攪拌翼Ｗに噴射された改良材が跳ね返ってしまい（Ｘ３方向）、攪拌翼Ｗの前方に十分な量の改良材を噴射し難いという課題があり、この改良材の跳ね返りによって改良材の戻り量が多くなってしまい、これが改良材のロス量増大に繋がってしまう。
【０００６】
また、図示する従来の装置では、流量調整によって改良材を噴射しているものの、実際には攪拌翼前方に勢いよく改良材を噴射できておらず、結果として所望範囲（開いた状態の攪拌翼の回転によってできる円形面積と改良材を提供して装置を移動させる長さ範囲からなる体積範囲）の改良体の全体に改良材が均一かつ十分に行き渡らず、強度のばらつきが大きく、所望する形状を満たさない地盤改良体が造成され易いといった課題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６４７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を噴射して地盤改良体を造成する際に改良材と攪拌翼の干渉を低減しながら地盤内に勢いよく改良材を噴射することができ、もって、攪拌翼による改良材の跳ね返りに起因する改良材のロス量を低減しながら、造成されるべき形状および寸法の地盤改良範囲に均一かつ十分な改良材が提供されて高品質な地盤改良体を造成することのできる地盤改良体造成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明による地盤改良体造成装置は、ケーシングと、前記ケーシング内をスライドして該ケーシングの先端から出入り自在でかつ回転自在なロッドと、前記ロッドの先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼であって、前記ケーシング内においてロッドの軸方向に向いて閉じた姿勢と、前記ケーシングの先端から出てロッドの軸方向に直交する方向に向いて開いた姿勢と、からなる姿勢変更自在な攪拌翼と、を少なくとも備え、ケーシングとロッドの間に画成された流路に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置において、前記ケーシングの前記先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっており、前記ロッドの前記先端から離れた位置の外周に環状体が配設され、該環状体によって前記流路の断面が絞られているものである。
【００１０】
本発明の地盤改良体造成装置は、ケーシング内をスライドしてその先端に回動自在な少なくとも２つの攪拌翼を装備したロッドの外周において、ロッドとケーシングの間に画成された流路の断面を絞る環状体を備えたこと、および、ケーシングの先端がその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっていること、に特徴を有するものであり、これらの構成により、改良材の吐出方向を地盤内前方で傾斜した方向に制御することができ、もって攪拌翼と地盤内に噴射された改良材の干渉を効果的に抑制することを可能としたものである。
【００１１】
本発明の装置の用途としては、液状化対策や耐震補強対策、沈下対策などを目的として被改良地盤内に地盤改良体（地盤改良杭）を造成して地盤改良をおこなう場合のほかにも、アースアンカー工法におけるアンカー定着部を地盤改良体で造成する場合などにも適用できる。
【００１２】
地盤改良体造成装置の装置構成は、ケーシングと、攪拌翼を具備して該ケーシング内をスライドする回転自在なロッドのほか、ケーシングやロッドを前進させるスイベル等を備えた掘削機、水を収容して当該流路に提供するタンク、セメントミルクや硬化促進剤などの改良材を収容して当該流路に提供するタンクなどから構成されるものである。そして、ロッド先端には、少なくとも２以上の攪拌翼（２つの攪拌翼、３以上の攪拌翼）が回動自在に装着されており、この攪拌翼の側面には適宜の鋸歯を形成しておくこともできる。
【００１３】
この装置を適用して地盤改良体を造成する場合には、地盤に水を噴射してほぐしながら地盤内にケーシングを圧入していくステップと、次いで、攪拌翼で地盤を攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップの２つの大きなステップがある。
【００１４】
地盤内にケーシングを圧入していくステップでは、ケーシング内においてロッドの軸方向にたとえば２つの攪拌翼を向かせて双方を閉じた姿勢とし、流路内を流れた水が地盤に提供されて地盤をほぐし、ケーシングの圧入促進を図る。
【００１５】
一方、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップでは、ケーシングの先端からロッドを地盤内へ張り出させ、たとえば２つの攪拌翼をロッドの軸方向に直交する方向に回動させて開いた姿勢とし、ロッドの回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼を回転させながら、流路内を改良材が流れて環状体を通過する過程でその地盤内への吐出方向がロッドの軸方向から傾斜した方向に変化されて地盤に提供され、回転する攪拌翼で地盤と攪拌混合されることによって地盤改良体が造成される。
【００１６】
改良材の吐出方向を変化させるための構成として、ケーシングの先端は、その内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端を有している（ケーシング先端の外周側が先鋭となる）。なお、ここでいう「先鋭端」とは、ケーシング自体の肉厚部に先鋭端が形成されている実施の形態や、ケーシングの先端に装備された金属製のリング体に先鋭端が形成されている実施の形態などを含むものである。
【００１７】
そして、地盤改良体を造成するステップでは、環状体の後方端とケーシング先端の先鋭端の後方が位置決めされ、環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して高圧の改良材が地盤内に提供されるようになっており、このことにより、改良材をケーシングの軸方向に向かう直進流で地盤内に提供するのではなく、ケーシングの先端の先鋭端の勾配に沿ってケーシングの軸方向に対してたとえば角度θ傾斜した方向に改良材を噴射することができる。なお、この地盤改良体を造成するステップにおける環状体の後方端とケーシングの先鋭端の後方の位置決め方法としては、ケーシングに対してロッドが相対的にスライドして当該位置決めされるべき位置でロッドのスライドが停止するように、ケーシングとロッドの双方に係合部を設けておくなどすればよい。また、別の位置決め方法として、ロッドの後方に所望長さのエキステンションロッドを取り付けてケーシングに対して長さが延長されたロッドを相対的にスライドさせることにより、当該位置決めされるべき位置でロッドを停止させる形態などであってもよい。
【００１８】
ケーシング先端から角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることにより、勢いよく改良材を地盤内に提供して前方で回転する攪拌翼との干渉も低減することができ（したがって、改良材の戻り量およびロス量が低減する）、しかも、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【００１９】
このケーシング先端の先鋭端の形状は、縦断面的に見て、ケーシングの外周側に向かう直線テーパー状を成す断面形状や、ケーシングの外周側に湾曲状に開いた断面形状などを適用できる。
【００２０】
また、前記環状体の他の実施の形態として、該環状体に流体を流通させる１以上のスリットが設けてある実施の形態であってもよい。
【００２１】
環状体が１つもしくは２つのスリットを具備することで、セメントミルク等の改良材が環状体で絞られた流路付近で詰まるといった危険性を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明の地盤改良体造成装置によれば、ケーシング内をスライドしてその先端に回動自在な少なくとも２つの攪拌翼を装備したロッドの外周において、ロッドとケーシングの間に画成された流路の断面を絞る環状体を備えたこと、および、ケーシングの先端がその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっていること、により、攪拌翼を広げて改良材と地盤を攪拌混合しながら地盤改良体を造成する際に、環状体の後方端とケーシング先端の先鋭端の後方が位置決めされ、環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して改良材が広範囲に提供されることから、回転する攪拌翼による改良材の戻り量およびこれに起因するロス量を低減でき、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図２】図１で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図３】本発明の地盤改良体造成装置の他の実施の形態を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ方向矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図５】図４に続いて、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図６】図５に続いて、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に、地盤改良施工の施工フローを示した図である。
【図７】（ａ）は、地盤改良体造成装置の実機において、２つの攪拌翼が閉じた姿勢でケーシング内に収容されている状態を示した写真図であり、（ｂ）は、２つの攪拌翼がケーシングから張り出して開いた状態を示した写真図である。
【図８】（ａ）は、図７ａの状態で水の直進流が噴射されている状態を示した写真図であり、（ｂ）は、図７ｂの状態で水（改良材に代わって水を使用）が広範囲に広がりながら噴射されている状態を示した写真図である。
【図９】既存建物の直下における地盤改良方法の一実施の形態を説明する模式図である。
【図１０】従来の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【図１１】図１０で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、（ａ）は側面図を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図を、（ｃ）は（ａ）のｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の地盤改良体造成装置とこの装置を適用した地盤改良方法を説明する。なお、図示する地盤改良体造成装置は、その構成要素であるロッド先端に回動自在な２つの攪拌翼を具備するものであるが、回動自在な３以上の攪拌翼を具備する装置であってもよい。
【００２５】
（地盤改良体造成装置の実施の形態１）
図１は本発明の地盤改良体造成装置の一実施の形態を適用した改良施工において、地盤をほぐしてケーシングを圧入するステップを説明した模式図であり、図１ａは側面図を、図１ｂは図１ａのｂ−ｂ矢視図を、図１ｃは図１ａのｃ部の拡大図をそれぞれ示した図であり、図２は図１で示す地盤改良体造成装置を適用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図であり、図２ａは側面図を、図２ｂは図２ａのｂ−ｂ矢視図を、図２ｃは図２ａのｃ部の拡大図をそれぞれ示した図である。
【００２６】
本発明の地盤改良体造成装置１０は、ケーシング１と、２つの攪拌翼３，３がその先端に回動自在に装着されてケーシング１内をスライドする回転自在なロッド２と、ケーシング１やロッド２を前進させるスイベル等を備えた不図示の掘削機と、水を収容して当該流路に水を提供する不図示のタンク、セメントミルクや硬化促進剤などの改良材を収容して当該流路に改良材を提供する不図示のタンクなどから大略構成される。
【００２７】
この地盤改良体造成装置１０を適用して地盤改良体を造成する場合には、地盤に水を提供してほぐしながらケーシング１を圧入するステップと、次いで、地盤を攪拌翼３で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップの２つの大きなステップがある。
【００２８】
ロッド２のうち、攪拌翼３，３が装着された先端よりも後方位置の外周には環状体４が装着されており、ロッド２とケーシング１の間に画成された流路Ｆ１の断面をこの環状体４で絞ることにより（断面が絞られた流路Ｆ２）、ロッド２の先端側へ流通する流体の流速をここで高めることができるようになっている。
【００２９】
図１で示す地盤に水を提供してほぐしながらケーシング１を圧入するステップでは、ケーシング１内においてロッド２の軸方向に２つの攪拌翼３，３を向かせて双方を閉じた姿勢とし、図１ａ，ｃで示すように、水が流路Ｆ１を流れて地盤に提供され（Ｘ１方向）、この提供された水で地盤をほぐしてケーシング１の圧入促進を図ることができる。
【００３０】
一方、図２で示す地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップでは、ケーシング１に対してロッド２を相対的にスライドさせて該ケーシング１の先端からロッド２を地盤内へ張り出させ、次いで２つの攪拌翼３，３をロッド２の軸方向に直交する方向に回動させて開いた姿勢とする。
【００３１】
ここで、ケーシング１の先端には、図２ａ，ｃで示すように、その内側から外周側に向かって角度θのテーパー状に形成された先鋭端１ａａを具備する金属製のリング体１ａが装着されている。図示する先鋭端１ａａは、角度θの直線テーパー状の形態であるが、これ以外にも、２以上の異なる角度θ１、θ２、…の複数のテーパー面を有して、先端に向かって角度が徐々に大きくなっているような先鋭端であってもよい。さらに、ケーシング１自体の先端に先鋭端が形成された実施の形態であってもよい。
【００３２】
さらに、ケーシング１に対して相対的にスライドするロッド２は、環状体４の後方端とケーシング１先端のリング体１ａの先鋭端１ａａの後方が図２ｃで示すように位置決めされた位置で停止し、ロッド２が図示位置で停止した後に攪拌翼３，３が回動して開いた姿勢を形成するようになっている。たとえば、ロッドの後方に所望長さのエクステンションロッドを取り付けてケーシングに対して長さが延長されたロッドを相対的にスライドさせることにより、当該位置決めされるべき位置でロッドを停止させることができる。
【００３３】
図２で示すケーシング１とロッド２の位置関係の下で、流路Ｆ１を流通する改良材が環状体４とリング体１ａの先鋭端１ａａの間の断面が絞られた流路Ｆ３を介してその流速が高められ、この改良材が地盤内に先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるように噴射される（図２ａのＸ４方向）。
【００３４】
ロッドの回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼３，３を回転させながら（図２のＸ２方向）、先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるようにして改良材が地盤に噴射され、回転する攪拌翼３，３で地盤と攪拌混合されることによって地盤改良材が造成される。
【００３５】
ケーシング１の先端から角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることにより、勢いよく改良材を地盤内に提供して前方で回転する攪拌翼３，３との干渉も低減することができ、改良材の戻り量とこれに起因するロス量を低減することができる。さらに、角度θで広がるように改良材が地盤内に噴射されることから、地盤内の改良範囲に改良材を十分に行き渡らせることができ、もって所望形状および寸法で強度ばらつきの少ない地盤改良体を造成することができる。
【００３６】
（地盤改良体造成装置の実施の形態２）
図３には、本発明の地盤改良体造成装置の他の実施の形態を示しており、この装置１０Ａを使用した改良施工において、地盤を攪拌翼で攪拌しながら改良材を提供して地盤改良体を造成するステップを説明した模式図として示している。
【００３７】
図１，２で示す装置１０と相違する構成は、２つのスリット４ａ，４ａを対角位置に有する環状体４Ａがロッド２に装着されていることである。
【００３８】
図示する施工ステップにおいては、環状体４Ａとケーシング１の先端の先鋭端１ａの間に絞られた流路Ｆ３（たとえば流路幅が０．５ｍｍ程度）が形成されると同時に、スリット４ａを介して改良材が地盤内へ提供されることから、このスリット４ａを介して改良材をある程度流通させることができ、セメントミルク等の改良材が絞られた流路Ｆ３付近で詰まるといった危険性を低減することができる。
【００３９】
（地盤改良施工の施工フロー）
次に、図４，５，６を参照して、この順で上記で説明した地盤改良体造成装置１０を使用して地盤改良施工をおこなう際の施工フローを概説する。
【００４０】
図４ａには、クローラタイプのロータリーパーカッションドリル（掘削機５）を含む地盤改良体造成装置１０を示している。まず、図４ａで示すように、掘削機５を用いて、ケーシング１内にロッド２を配し、双方を被改良地盤層まで前進させ、これらが前進する過程でケーシング１とロッド２の間の流路を介して水を地盤に提供して（Ｘ１方向）地盤をほぐしながらケーシング１を圧入していき、該ケーシング１とロッド２を被改良地盤層に到達させる。なお、このステップでは、ケーシング１内においてロッド２の軸方向に２つの攪拌翼３，３が閉じた姿勢となっている。
【００４１】
次に、図４ｂで示すように、掘削機５を取り外し、ケーシング１の先端からロッド２を所定長だけスライドさせるためのエキステンションロッド２Ａを掘削機５に取付け、さらにケーシング１を掘削機５に取り付けて、図４ｃで示すように、水を継続して地盤へ提供しながら、ロッド２をスライドさせてケーシング１の先端から前方へ張り出させる。
【００４２】
次に、ケーシング１の前方に張り出して閉じた姿勢の攪拌翼３，３に対して、図５ａで示すようにロッド２の中空内を高圧状態とする（圧力Ｑをロッド先端に付与する）ことで２つの攪拌翼３，３を９０度回動させて双方を開いた姿勢にする（Ｙ１方向）。
【００４３】
そして、図５ｂで示すように、ロッド２の回転に同期して開いた姿勢の２つの攪拌翼３，３を回転させながら（Ｘ２方向）、ケーシング１先端のリング体１ａの先鋭端１ａａのテーパー角θ方向に広がるようにして水に代わって流路内に提供された改良材を地盤に噴射し（Ｘ４方向）、回転する攪拌翼３，３で地盤と攪拌混合しながらケーシング１とロッド２および攪拌翼３，３を前進させることによって地盤改良体Ｐ'を徐々に造成していく。最終的には、図５ｃで示すような所定断面積を有し、所定長さを有した地盤改良体Ｐが造成される。なお、この地盤改良体Ｐの造成過程においては、地盤とセメントミルクを混合攪拌することによって排土量を抑制することができる。
【００４４】
地盤改良体Ｐが造成されたら、図６ａで示すように、ケーシング１とロッド２を後退させ、ケーシング内を洗浄した後に、ロッド２内の内圧を開放して攪拌翼３，３を図６ｂで示すようにフリーな状態とし、ロッド２のみを後退させて攪拌翼３，３を閉じた姿勢に戻してケーシング１内に収容させ、ケーシング１からロッド２を完全に引き抜いて地盤改良体Ｐの造成が終了する（図６ｃ参照）。
【００４５】
図４〜６で示す施工フローを繰り返して、あるいは、複数の装置１０を同時に適用して、複数の水平方向の地盤改良体Ｐを接するように造成し、もしくは一定間隔を置いて併設するように造成することにより、既存建物の平面規模に関わらず、その直下の所望する軟弱地盤等を精度よく地盤改良補強することが可能となる。
【００４６】
[地盤改良体造成装置の実機と、高圧流体の噴射状態を確認した実験]
本発明者等は、図１，２等で説明した地盤改良体造成装置の実機を製作し、ケーシング内で攪拌翼が閉じた姿勢で流路から水が提供される状態と、地盤に対して改良材を広い範囲で噴射し、開いた姿勢の攪拌翼が地盤と改良材を混合する際の改良材の広範囲への噴射の状態を確認する実験をおこなった。図７ａは、地盤改良体造成装置の実機において、２つの攪拌翼が閉じた姿勢でケーシング内に収容されている状態を示した写真図であり、図７ｂは、２つの攪拌翼がケーシングから張り出して開いた状態を示した写真図である。さらに、図８ａは、図７ａの状態で水が前方へ提供されている状態を示した写真図であり、図８ｂは、図７ｂの状態で、改良材に代わって水を使用して、これが広範囲に広がりながら噴射されている状態を示した写真図である。
【００４７】
図８ａより、ケーシングとロッドの間の流路を介して水が勢いよく前方へ提供されることが実証されている。
【００４８】
また、図８ｂより、回転する２つの攪拌翼に干渉されることなく、水が広範囲に広がりながら噴射することが実証されている。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１…ケーシング、１ａ…リング体、１ａａ…先鋭端、２…ロッド、３…攪拌翼、４，４Ａ…環状体、４ａ…スリット、５…削孔機、１０，１０Ａ…地盤改良体造成装置、Ｐ…地盤改良体、Ｐ’…造成途中の地盤改良体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内をスライドして該ケーシングの先端から出入り自在でかつ回転自在なロッドと、
前記ロッドの先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼であって、前記ケーシング内においてロッドの軸方向に向いて閉じた姿勢と、前記ケーシングの先端から出てロッドの軸方向に直交する方向に向いて開いた姿勢と、からなる姿勢変更自在な攪拌翼と、を少なくとも備え、ケーシングとロッドの間に画成された流路に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置において、
前記ケーシングの前記先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっており、
前記ロッドの前記先端から離れた位置の外周に環状体が配設され、該環状体によって前記流路の断面が絞られている地盤改良体造成装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの攪拌翼が前記開いた姿勢の場合の前記流体は改良材であり、前記環状体の後方端とケーシングの先端の前記先鋭端の後方が位置決めされ、前記環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して該改良材が提供される請求項１に記載の地盤改良体造成装置。
【請求項３】
前記先鋭端は、その内側から外周側に向かってテーパー状で先鋭に形成されている請求項１または２に記載の地盤改良体造成装置。
【請求項４】
前記環状体に前記流体を流通させる１以上のスリットが設けてある請求項１〜３のいずれかに記載の地盤改良体造成装置。
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内をスライドして該ケーシングの先端から出入り自在でかつ回転自在なロッドと、
前記ロッドの先端に回動自在に配設された少なくとも２つの攪拌翼であって、前記ケーシング内においてロッドの軸方向に向いて閉じた姿勢と、前記ケーシングの先端から出てロッドの軸方向に直交する方向に向いて開いた姿勢と、からなる姿勢変更自在な攪拌翼と、を少なくとも備え、ケーシングとロッドの間に画成された流路に流体が流通するようになっている地盤改良体造成装置において、
前記ケーシングの前記先端はその内側から外周側に向かって先鋭に形成された先鋭端となっており、
前記ロッドの前記先端から離れた位置の外周に環状体が配設され、該環状体によって前記流路の断面が絞られている地盤改良体造成装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの攪拌翼が前記開いた姿勢の場合の前記流体は改良材であり、前記環状体の後方端とケーシングの先端の前記先鋭端の後方が位置決めされ、前記環状体とケーシングの間の断面が絞られた流路を介して該改良材が提供される請求項１に記載の地盤改良体造成装置。
【請求項３】
前記先鋭端は、その内側から外周側に向かってテーパー状で先鋭に形成されている請求項１または２に記載の地盤改良体造成装置。
【請求項４】
前記環状体に前記流体を流通させる１以上のスリットが設けてある請求項１〜３のいずれかに記載の地盤改良体造成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９３５４４（Ｐ２０１２−１９３５４４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８３２９（Ｐ２０１１−５８３２９）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（３９００３６５０４）日特建設株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
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