地盤改良工法及び地盤改良装置

【課題】小型の機械で広範囲の改良を行いながらも、薬材の分布が均一な地盤改良体を形成することが可能な地盤改良工法及び地盤改良装置を提供する。
【解決手段】地盤改良装置１は、薬材を噴射するための第１の噴射口４ａを有するロッド４と、その噴射口４ａよりも先端側に取り付けられた噴射装置２と、噴射装置２よりも更に先端側に取り付けられた撹拌装置３とを備える。噴射装置２及び撹拌装置３は地中で突出できる機構となっており、噴射装置２は突端部に第２の噴射口２ｂを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に薬材を注入して地盤を改良する地盤改良工法及び地盤改良装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、掘削された孔内にロッドを挿入し、このロッドに設けられた噴射口から地盤を改良するための薬材を噴射しつつ、ロッド側面に設けられた撹拌翼を回転させて円柱状の地盤改良体を形成することにより、地盤を改良していた。
例えば、特許文献１には、撹拌翼を備えた地盤改良装置を用い、この撹拌翼の先端から薬材を噴射して地盤を改良する地盤改良工法が開示されている。この工法は、まず、撹拌翼を略水平にした状態でその先端から水を噴射しつつ、ロッドを所定の距離だけ引き上げて地盤内を掘削するとともに撹拌し、次に、引き上げた距離と同じ距離だけロッドを下降させた後、撹拌翼の先端から薬材を噴射しつつ、再び、ロッドを所定の距離だけ引き上げることにより、排泥量を低減しつつ、大口径の地盤改良体を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されている地盤改良工法では、撹拌翼の先端から薬材を噴射することにより、大口径の地盤改良体を形成できるが、撹拌翼の内側については、噴射混合後に強制撹拌することで均一な改良体が造成されているのに対し、撹拌翼よりも外側の部分については、撹拌翼による強制撹拌がなされないので、薬材の分布が不均一な地盤改良体が形成される可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、小型の機械で大口径の改良が可能で、なおかつ、薬材の分布が均一な地盤改良体を形成することが可能な地盤改良工法及び地盤改良装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の地盤改良工法は、地盤を改良する薬材を噴射するための第１の噴射口を外周に有するロッドと、前記ロッドの前記第１の噴射口よりも先端側の位置に、前記ロッドの径方向に所定の長さだけ突出し、前記薬材を噴射するための第２の噴射口を突端部に有する噴射装置と、前記ロッドの前記噴射装置よりも先端側の位置に、前記噴射装置よりも更に長く前記ロッドの径方向に突出した撹拌装置と、を備えた地盤改良装置の前記噴射装置及び前記撹拌装置を
前記ロッドの長手方向に沿った状態にして、地上から前記ロッドを地盤内の所定の深度まで挿入する工程と、
前記第１の噴射口から薬材を噴射しながら、前記ロッドを第１の所定の距離引き上げる工程と、
前記第１の噴射口から薬材を噴射しつつ、前記噴射装置を前記ロッドの径方向に突出させる工程と、
前記噴射装置により地盤を撹拌しながら、前記ロッドを第２の所定の距離引き上げる工程と、
前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口から薬材を噴射しつつ、前記撹拌装置を前記ロッドの径方向に突出させる工程と、
前記噴射装置及び前記撹拌装置で地盤を撹拌ながら、前記ロッドを所定の距離引き上げる工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の地盤改良工法によれば、地盤改良装置を地盤内に挿入する際は、噴射装置及び撹拌装置をロッドの外周面に沿うように近接させることにより、ロッドの外周面からの噴射装置及び撹拌装置の突出量をごくわずかにすることができる。したがって、地表面から地盤に削孔された孔に、ロッドを挿入する際に、噴射装置及び撹拌装置が支障とならない。
【０００８】
また、噴射装置の第２の噴射口から薬材を噴射することにより、第１の噴射口からの噴射よりも遠くまで噴射混合をすることができる。さらに、撹拌装置により、第１の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤に加えて第２の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤も撹拌することができる。したがって、地盤内に薬材と土壌の均一な混合体を大口径で造成することができるので、信頼性の高い地盤改良体を広い範囲に形成することができる。
【０００９】
また、第１の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤内を噴射装置で撹拌し、第２の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤内を撹拌装置で撹拌することにより、噴射装置及び撹拌装置の回転時の回転抵抗が低減されるため、噴射装置及び撹拌装置を回転させるために必要な回転トルクは小さくてよい。これにより、地盤改良装置本体を小型化することができる。
【００１０】
また、ロッド径方向での位置が異なる第１の噴射口及び第２の噴射口を備えていることにより、一つの噴射口からの薬材の噴射により地盤を切削する径が小さくてよいため、地盤への薬材の注入量を少なくできる。これにより、排泥量も少なくなり、排泥処理に要する費用を低減できる。
【００１１】
本発明の地盤改良装置は、地盤に薬材を噴射して撹拌することにより地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記薬材を噴射するための第１の噴射口を外周に有するロッドと、
前記ロッドの前記第１の噴射口よりも先端側の位置に、前記ロッドの径方向に所定の長さだけ突出するように設けられ、前記薬材を噴射するための第２の噴射口を突端部に有する噴射装置と、
前記ロッドの前記噴射装置よりも先端側の位置に、前記噴射装置よりも更に長く前記ロッドの径方向に突出するように設けられ、地盤を撹拌するための撹拌装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ロッドの径方向に突出し、かつ、第２の噴射口を有する噴射装置を備えているので、第１の噴射口からの噴射よりも遠くまで薬材による噴射混合をすることができる。また、噴射装置よりもロッドの径方向に更に長く突出する撹拌装置により、第１の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤に加えて第２の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤も撹拌することができる。したがって、地盤内に薬材と土壌の均一な混合体を大口径で造成することができるので、信頼性の高い地盤改良体を広い範囲に形成することができる。
【００１３】
さらに、第１の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤内を噴射装置で撹拌し、第２の噴射口からの噴射により噴射混合された地盤内を撹拌装置で撹拌することにより、噴射装置及び撹拌装置の回転時の回転抵抗が低減されるため、噴射装置及び撹拌装置を回転させるために必要な回転トルクは小さくてよい。これにより、地盤改良装置本体を小型化することができる。
【００１４】
また、ロッド径方向での位置が異なる第１の噴射口及び第２の噴射口を備えていることにより、一つの噴射口からの薬材の噴射により地盤を切削する径が小さくてよいため、地盤への薬材の注入量を少なくできる。これにより、排泥量も少なくなり、排泥処理に要する費用を低減できる。
【００１５】
また、本発明において、前記噴射装置及び前記撹拌装置のうち、少なくとも何れか一方は、前記ロッドの径方向に突出した状態と前記ロッドの長手方向に沿った状態との間で回動可能な機構を備えることとすれば、地盤改良装置を地盤内に挿入する際は、噴射装置及び撹拌装置をロッドの外周面に沿うように近接させることができるので、地表面から地盤に削孔された孔に、ロッドを挿入する際に、噴射装置及び撹拌装置が支障とならない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型の機械で広範囲の改良を行いながらも、薬材の分布が均一な地盤改良体を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る地盤改良装置の噴射装置及び撹拌装置を開いた状態を示す側面図である。
【図２】噴射装置及び撹拌装置を閉じた状態を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図３のＲ矢視図で、閉じた状態の噴射装置を示す図である。
【図５】図３のＬ矢視図で、閉じた状態の噴射装置を示す図である。
【図６】図３のＲ矢視図で、撹拌翼の基端部付近の拡大図である。
【図７】図３のＬ矢視図で、撹拌翼の基端部付近の拡大図である。
【図８】図４のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】図４のＢ’−Ｂ’矢視図である。
【図１０】開いた状態の噴射装置を示す図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１２】ストッパーの拡大図である。
【図１３】図３のＲ矢視図で、閉じた状態の撹拌装置を示す図である。
【図１４】図３のＬ矢視図で、閉じた状態の撹拌装置を示す図である。
【図１５】図３のＲ矢視図で、撹拌翼の基端部付近の拡大図である。
【図１６】図３のＬ矢視図で、撹拌翼の基端部付近の拡大図である。
【図１７】図１３のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１８】図１３のＤ’−Ｄ’矢視図である。
【図１９】開いた状態の撹拌装置を示す図である。
【図２０】図１９のＥ−Ｅ矢視図である。
【図２１】ストッパーの拡大図である。
【図２２】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２３】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２４】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２５】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２６】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２７】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２８】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【図２９】地盤改良装置を用いた施工手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る地盤改良装置の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
まず、全体の構成について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第一実施形態に係る地盤改良装置１の噴射装置２及び撹拌装置３を開いた状態を示す側面図である。また、図２は、噴射装置２及び撹拌装置３を閉じた状態を示す側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。
【００２１】
図１〜図３に示すように、地盤改良装置１は、グラウト材である薬材を噴射するための第１の噴射口４ａを外周に有するロッド４と、第１の噴射口４ａよりも先端側の位置においてロッド４に取り付けられた噴射装置２と、噴射装置２よりも更に先端側の位置においてロッド４に取り付けられた撹拌装置３とを備える。
【００２２】
次に、ロッド４の構造について説明する。
【００２３】
ロッド４の先端にはビットが取り付けられている。地盤Ｅ内にロッド４を挿入する際は、ロッド４を回転させるとともに、先端から水を噴射し、ビットで地盤Ｅを掘削する。
【００２４】
第１の噴射口４ａには、第１のチェック弁４ｂが取り付けられており、ロッド４内に供給される薬材の圧力が所定の値以上になると第１のチェック弁４ｂが開いて、薬材が第１の噴射口４ａから噴射される。
【００２５】
噴射装置２は、以下に示す構造となっている。
【００２６】
図４及び図５は、それぞれ図３のＲ、Ｌ矢視図で、閉じた状態の噴射装置２を示す図であり、図６及び図７は、それぞれ図３のＲ、Ｌ矢視図で、撹拌翼２ａの基端部付近の拡大図である。また、図８及び図９は、それぞれ図４のＢ−Ｂ矢視図、Ｂ’−Ｂ’矢視図であり、図１０は、開いた状態の噴射装置２を示す図である。そして、図１１は、図１０のＣ−Ｃ矢視図であり、図１２は、ストッパー５ｂの拡大図である。
【００２７】
図４〜図１１に示すように、噴射装置２は、ロッド４を挟むように設けられた撹拌翼２ａを備えている。撹拌翼２ａは、ロッド４を挟むように翼２ｐと翼２ｑを連結材２ｃで結合して形成される。本実施形態においては、翼２ｐ及び翼２ｑとして、板状の鋼材を用いた。
【００２８】
翼２ｐ及び翼２ｑは、その基端部に設けられた表裏一対の円弧状の溝２ｅがガイドとなり、ロッド４の径方向に突出した状態（すなわち、開いた状態）と、ロッド４の長手方向に沿った状態（すなわち、閉じた状態）との間で回動可能である（回動するための機構については後述する）。翼２ｐ及び翼２ｑが回動する際に、連結材２ｃが移動する範囲は、ロッド４が支障しないように、ロッド４の側面に切り欠き部２ｉが設けられている。
【００２９】
噴射装置２の開閉は、開いた状態から、翼２ｐがその基端部を中心に下方に回動すると、連結材２ｃにて連結された翼２ｑが、同時にその基端部を中心に上方に回動することにより、それぞれが閉じた状態となる。翼２ｐは翼２ｑよりも重量が重いため、外力がかからない状態において、撹拌翼２ａは、自重により閉じた状態となる。
【００３０】
噴射装置２は、翼２ｐ及び翼２ｑの基端部に円弧状の溝２ｅを有し、撹拌翼２ａを開閉するための噴射装置用回動機構５を備えている。
【００３１】
噴射装置用回動機構５は、ロッド４の外周に固定され、溝２ｅに遊嵌された突起部５ａと、ロッド４内と溝２ｅ内とを連通する開閉孔４ｄに設置された第３のチェック弁２ｋと、ロッド４の外周に設けられ、翼２ｑをロッド４に仮固定するためのストッパー５ｂとから構成される。
【００３２】
第３のチェック弁２ｋは、ロッド４内の薬材の圧力が所定の値以上になると開き、薬材が開閉孔４ｄを通じて溝２ｅ内に供給される。
【００３３】
ロッド４内の薬材が開閉孔４ｄを通過して溝２ｅ内に供給されると、薬材の圧力が溝２ｅの一方の端面２ｆに作用することにより、翼２ｐ及び翼２ｑが開く向きに回動する。
【００３４】
翼２ｐ及び翼２ｑが基端部を中心に回動して、突起部５ａが溝２ｅの他方の端面２ｇに当接すると、翼２ｐ及び翼２ｑは回動を停止し、その状態を維持する。このとき、翼２ｐ及び翼２ｑは略水平状態である。本実施形態においては、翼２ｐ及び翼２ｑの回動する角度範囲が９０°になるように溝２ｅの周方向の長さを形成した。
【００３５】
図１２に示すように、ストッパー５ｂは、閉じた状態の翼２ｑが接するロッド４の外周部に形成された穴５ｃ内に設置され、凸状でその先端部がロッド４の外周から外方に突出可能な突起体５ｄと、穴５ｃの底面と突起体５ｄとの間に設置されたばね５ｅとから構成されている。また、ロッド４内の圧力を穴５ｃに伝達するためのパイロット孔５ｇが設けられている。
【００３６】
ロッド４内を通過する薬材の圧力が、所定の値よりも小さい場合は、ロッド４の外周面より外方に突出して翼２ｑの凹部２ｍに嵌合し、翼２ｑの回動を抑制する。一方、ロッド４内を通過する薬材の圧力が、所定の値以上になると、パイロット孔５ｇ内を伝わった圧力により、ばね５ｅが縮んで突起体５ｄがロッド４の外周面より内方に引込んで、翼２ｑを回動可能な状態にする。
【００３７】
翼２ｐ及び翼２ｑの先端には、それぞれ薬材を噴射するための第２の噴射口２ｂが設けられている。また、翼２ｐ及び翼２ｑには、それぞれロッド４の外周に設けられた供給孔４ｃを介して供給される薬材を第２の噴射口２ｂへ送給するための送給路２ｄが設けられている。
【００３８】
供給孔４ｃには、第２のチェック弁２ｊが取り付けられていて、ロッド４内に供給される薬材の圧力が所定の値以上になると第２のチェック弁２ｊが開き、薬材が送給路２ｄに供給される。
【００３９】
ロッド４の回転に伴って翼２ｐ及び翼２ｑを開いた状態で回転させながら、第２の噴射口２ｂから薬材を噴射することで、第１の噴射口４ａからの薬材で噴射混合されたロッド４の周囲の地盤Ｅを強制撹拌するとともに、さらに外周部分を噴射混合することができる。
【００４０】
撹拌装置３は、以下に示す構造となっている。
【００４１】
図１３及び図１４は、それぞれ図３のＲ、Ｌ矢視図で、閉じた状態の撹拌装置３を示す図であり、図１５及び図１６は、それぞれ図３のＲ、Ｌ矢視図で、撹拌翼３ａの基端部付近の拡大図である。また、図１７及び図１８は、図１３のＤ−Ｄ矢視図、Ｄ’−Ｄ’矢視図であり、図１９は、開いた状態の撹拌装置３を示す図である。そして、図２０は、図１９のＥ−Ｅ矢視図であり、図２１は、ストッパー６ｂの拡大図である。
【００４２】
図１３〜図２０に示すように、撹拌装置３は、ロッド４を挟むように設けられた撹拌翼３ａを備えている。撹拌翼３ａは、ロッド４を挟むように翼３ｐと翼３ｑを連結材３ｂで結合して形成される。本実施形態においては、翼３ｐ及び翼３ｑとして、板状の鋼材を用いた。翼３ｐ及び翼３ｑの長手方向の長さは、噴射装置２の翼２ｐ及び翼２ｑのそれよりも長い。
【００４３】
翼３ｐ及び翼３ｑは、その基端部に設けられた表裏一対の円弧状の溝３ｃがガイドとなり、ロッド４の径方向に突出した状態（すなわち、開いた状態）と、ロッド４の長手方向に沿った状態（すなわち、閉じた状態）との間で回動可能である（回動するための機構については後述する）。翼３ｐ及び翼３ｑが回動する際に、連結材３ｂが移動する範囲は、ロッド４が支障しないように、ロッド４の側面に切り欠き部３ｉが設けられている。
【００４４】
撹拌装置３の開閉は、開いた状態から、翼３ｐがその基端部を中心に下方に回動すると、連結材３ｂにて連結された翼３ｑが、同時にその基端部を中心に上方に回動することにより、それぞれが閉じた状態となる。翼３ｐは翼３ｑよりも重量が重いため、外力がかからない状態において、撹拌翼３ａは、自重により閉じた状態となる。
【００４５】
撹拌装置３は、翼３ｐ及び翼３ｑの基端部に円弧状の溝３ｃを有し、撹拌翼３ａを開閉するための撹拌装置用回動機構６を備えている。
【００４６】
撹拌装置用回動機構６は、ロッド４の外周に固定され、溝３ｃに遊嵌された突起部６ａと、ロッド４内と溝３ｃ内とを連通する開閉孔４ｅに設置された第４のチェック弁３ｊと、ロッド４の外周に設けられ、翼３ｑをロッド４に仮固定するためのストッパー６ｂとから構成される。
【００４７】
第４のチェック弁３ｊは、ロッド４内の薬材の圧力が所定の値以上になると開き、薬材が開閉孔４ｅを通じて溝３ｃ内に供給される。
【００４８】
ロッド４内の薬材が開閉孔４ｅを通過して溝３ｃ内に供給されると、薬材の圧力が溝３ｃの一方の端面３ｆに作用することにより、翼３ｐ及び翼３ｑが開く向きに回動する。
【００４９】
翼３ｐ及び翼３ｑが基端部を中心に回動して、突起部６ａが溝３ｃの他方の端面３ｇに当接すると、翼３ｐ及び翼３ｑの回動が停止し、その状態を維持する。このとき、翼３ｐ及び翼３ｑは略水平状態である。本実施形態においては、翼３ｐ及び翼３ｑの回動する角度範囲が９０°になるように溝３ｃの周方向の長さを形成した。
【００５０】
図２１に示すように、ストッパー６ｂは、閉じた状態の翼３ｑが接するロッド４の外周部に形成された穴６ｃ内に設置され、凸状でその先端部がロッド４の外周から外方に突出可能な突起体６ｄと、穴６ｃの底面と突起体６ｄとの間に設置されたばね６ｅとから構成されている。また、ロッド４内の圧力を穴６ｃに伝達するためのパイロット孔６ｇが設けられている。
【００５１】
ロッド４内を通過する薬材の圧力が、所定の値よりも小さい場合は、ロッド４の外周面より外方に突出して翼３ｑの凹部３ｍに嵌合し、翼３ｑの回動を抑制する。一方、ロッド４内を通過する薬材の圧力が、所定の値以上になると、パイロット孔６ｇ内を伝わった圧力により、ばね６ｅが縮んで突起体６ｄがロッド４の外周面より内方に引込んで、翼３ｑを回動可能な状態にする。
【００５２】
ロッド４の回転に伴って翼３ｐ及び翼３ｑを開いた状態で回転させることにより、第１の噴射口４ａ及び第２の噴射口２ｂから噴射された薬材の存在する地盤を強制撹拌することができる。
【００５３】
次に、地盤改良装置１を用いた地盤改良を説明する。
【００５４】
図２２〜図２９は、地盤改良装置１を用いた施工手順を示す図である。これらの図において、左下り傾斜線のハッチング部分は、薬材にて噴射混合した範囲を示し、また、クロス状のハッチング部分は、噴射混合された範囲を撹拌翼にて撹拌混合した範囲を示す。
【００５５】
まず、図２２に示すように、ロッド４の先端部から削孔水を噴射しながら、所定の深さまで地盤Ｅを削孔する。このときの削孔水の噴射圧は、例えば、５ＭＰａとしたが、この値に限定されるものではなく、第１のチェック弁４ｂが開く値よりも小さければよい。
【００５６】
そして、図２３に示すように、所定の深さまで削孔したら、鋼玉７をロッド４内に落とし込んでロッド４の先端を閉塞する。
【００５７】
次に、図２４に示すように、ロッド４内に薬材を供給し、ロッド４内の圧力を１０ＭＰａに維持すると、第１のチェック弁４ｂが開き、第１の噴射口４ａから薬材が噴射される。このように、第１の噴射口４ａから薬材を噴射しつつ、ロッド４を回転させながら引き上げることにより、ロッド４の周囲の地盤Ｅ内に薬材を噴射混合する。
【００５８】
次に、図２５に示すように、閉じている撹拌翼２ａの下側に位置する翼２ｐの先端が、噴射混合された領域（図中の左下がり傾斜線のハッチング部分）の下端深度に到達するまでの距離（請求項１の第１の所定の距離に対応）だけロッド４を引き上げたら、回転及び引き上げを停止し、その後、ロッド４内の圧力を上昇させる。そして、ロッド４内の圧力が１５ＭＰａに至った時点で、ストッパー５ｂが解除される。
【００５９】
その後も引き続き圧を上昇させ、ロッド４内の圧力が２０ＭＰａに達すると、図２６に示すように、まず、第４のチェック弁３ｊが開いて噴射装置２の撹拌翼２ａが開き始め、さらに、ロッド４内の圧力が２２ＭＰａに達すると、第２のチェック弁２ｊも開いて第２の噴射口２ｂから薬材が噴射される。
【００６０】
翼２ｐ及び翼２ｑの長さは、第１の噴射口４ａからの噴射撹拌の半径に概略等しく設定されている。
【００６１】
噴射装置２の撹拌翼２ａを開いた状態で、第１の噴射口４ａ及び第２の噴射口２ｂから薬材を噴射するとともに、ロッド４を回転させながら引き上げることにより、図２７に示すように、地盤Ｅ内を撹拌翼２ａよりも外側の大口径の範囲まで噴射混合するとともに、撹拌翼２ａの範囲内の地盤を機械撹拌することができる。
【００６２】
そして、閉じている撹拌翼３ａの下側の翼３ｐの先端が、機械撹拌された領域（図中のクロス状のハッチング部分）の下端深度に到達するまでの距離（請求項１の第２の所定の距離に対応）だけロッド４を引き上げたら、回転及び引き上げを停止し、その後、ロッド４内の圧力を上昇させる。そして、ロッド４内の圧力が２４ＭＰａに至った時点で、ストッパー６ｂが解除される。
【００６３】
その後も引き続き圧を上昇させ、ロッド４内の圧力が２５ＭＰａ以上に達すると、図２８に示すように、第４のチェック弁３ｊが開いて撹拌装置３の撹拌翼３ａが開く。翼３ｐ及び翼３ｑの長さは、第２の噴射口２ｂからの噴射撹拌の半径に概略等しく設定されている。噴射装置２の撹拌翼２ａ及び撹拌装置３の撹拌翼３ａを開いた状態で、第１の噴射口４ａ及び第２の噴射口２ｂから薬材を噴射するとともに、ロッド４を回転させながら引き上げることにより、地盤Ｅ内を撹拌翼２ａよりも外側の大口径の範囲まで噴射混合するとともに、対象となる地盤を機械撹拌して均一な地盤改良体を形成することがすることができる。
【００６４】
そして、ロッド４を引き上げながら、所定の範囲を地盤改良したら、ロッド４の回転を停止するとともに、ロッド４内への薬材の供給を停止する。ロッド４内への薬材の供給の停止により、ロッド４内の圧力が低下すると、図２９に示すように、重量の重い翼２ｐ、３ｐが開いた状態から自重により自然に下方に回動すると同時に、連結材２ｃ、３ｂで連結された翼２ｑ、３ｑが上方に回動することにより、噴射装置２及び撹拌装置３はそれぞれ閉じた状態となる。噴射装置２及び撹拌装置３を閉じた状態にして、ロッド４を地上に引き上げる。
【００６５】
上述した本実施形態によれば、噴射装置２の撹拌翼２ａがその突端部に第２の噴射口２ｂを備えているので、同じ噴射圧力でもより大口径の範囲まで薬材による噴射混合をすることができる。また、翼２ｐ及び翼２ｑの先端からの噴射混合範囲まで突出する撹拌装置３の翼３ｐ及び翼３ｑを備えているので、第１の噴射口４ａからの噴射により噴射撹拌された地盤に加えて第２の噴射口２ｂからの噴射により噴射撹拌された地盤も撹拌することができる。したがって、地盤Ｅ内に薬材と土壌の均一な混合体を大口径で造成することができるので、信頼性の高い地盤改良体を広い範囲に形成することができる。さらに、第１の噴射口４ａからの噴射により噴射混合された地盤内を撹拌翼２ａで撹拌し、第２の噴射口２ｂからの噴射により噴射混合された地盤内を撹拌翼３ａで撹拌することにより、両撹拌翼２ａ、３ａの回転時の回転抵抗が低減されるため、両撹拌翼２ａ、３ａを回転させるために必要な回転トルクは小さくてよい。これにより、地盤改良装置１本体を小型化することができる。
【００６６】
また、ロッド径方向で異なる位置にある第１の噴射口４ａ及び第２の噴射口２ｂを備えていることにより、それぞれの噴射口からの薬材の噴射により地盤Ｅを切削する径が小さくてよいため、地盤Ｅへの薬材の注入量を少なくできる。これにより、排泥量も少なくなり、排泥処理に要する費用を低減できる。
【００６７】
そして、撹拌翼２ａ及び撹拌翼３ａは回動可能なので、これらを回動させて閉じた状態にすることにより、ロッド４の外周面からの撹拌翼２ａ及び撹拌翼３ａの突出量をごくわずかにすることができる。したがって、地表面から地盤Ｅに削孔された孔に、ロッド４を挿入する際に、撹拌翼２ａ及び撹拌翼３ａが支障とならない。
【００６８】
なお、第１〜第４のチェック弁２ｊ、２ｋ、３ｊ、４ｂや撹拌翼２ａ、３ａやストッパー５ｂ、６ｂの各作動圧は、上述したそれぞれの値に限定されるものではなく、現場条件に応じて設計等により適宜決定される。
【００６９】
なお、本実施形態においては、噴射装置２を１段のみ設けた場合について説明したが、複数段設けてもよい。そして、噴射装置２を複数段設けた場合においては、薬材の噴射圧を小さくするとともに、それぞれの噴射装置２から噴射する量を少なくすることができるので、余剰の排泥量が少なくなり、排泥処理費用を削減することができる。
【００７０】
なお、本実施形態においては、翼２ｐ及び翼２ｑを、翼３ｐ及び翼３ｑをそれぞれ異なる方向に回動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、同じ方向に回動させてもよい。
【００７１】
なお、本実施形態においては、撹拌翼２ａ及び撹拌翼３ａは、回動により突出する機構を使用しているが、これに限定されるものではなく、中空のホース状の構造とすることも考えられる。この場合においては、撹拌翼２ａ及び撹拌翼３ａは、ホース内に薬材を供給していないときは、ロッド４の長手方向に沿った状態であるが、内部に薬材を注入すると薬材の注入圧力によってホースが起立し、ロッド４の径方向に突出した状態となる。
【符号の説明】
【００７２】
１地盤改良装置
２噴射装置
２ａ撹拌翼
２ｂ第２の噴射口
２ｃ連結材
２ｄ送給路
２ｅ溝
２ｆ一方の端面
２ｇ他方の端面
２ｉ切り欠き部
２ｊ第２のチェック弁
２ｋ第３のチェック弁
２ｍ凹部
２ｐ翼
２ｑ翼
３撹拌装置
３ａ撹拌翼
３ｂ連結材
３ｃ溝
３ｆ一方の端面
３ｇ他方の端面
３ｉ切り欠き部
３ｊ第４のチェック弁
３ｍ凹部
３ｐ翼
３ｑ翼
４ロッド
４ａ第１の噴射口
４ｂ第１のチェック弁
４ｃ供給孔
４ｄ開閉孔
４ｅ開閉孔
５噴射装置用回動機構
５ａ突起部
５ｂストッパー
５ｃ穴
５ｄ突起体
５ｅばね
５ｇパイロット孔
６撹拌装置用回動機構
６ａ突起部
６ｂストッパー
６ｃ穴
６ｄ突起体
６ｅばね
６ｇパイロット孔
７鋼玉
Ｅ地盤

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を改良する薬材を噴射するための第１の噴射口を外周に有するロッドと、前記ロッドの前記第１の噴射口よりも先端側の位置に、前記ロッドの径方向に所定の長さだけ突出し、前記薬材を噴射するための第２の噴射口を突端部に有する噴射装置と、前記ロッドの前記噴射装置よりも先端側の位置に、前記噴射装置よりも更に長く前記ロッドの径方向に突出した撹拌装置と、を備えた地盤改良装置の前記噴射装置及び前記撹拌装置を
前記ロッドの長手方向に沿った状態にして、地上から前記ロッドを地盤内の所定の深度まで挿入する工程と、
前記第１の噴射口から薬材を噴射しながら、前記ロッドを第１の所定の距離引き上げる工程と、
前記第１の噴射口から薬材を噴射しつつ、前記噴射装置を前記ロッドの径方向に突出させる工程と、
前記噴射装置により地盤を撹拌しながら、前記ロッドを第２の所定の距離引き上げる工程と、
前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口から薬材を噴射しつつ、前記撹拌装置を前記ロッドの径方向に突出させる工程と、
前記噴射装置及び前記撹拌装置で地盤を撹拌ながら、前記ロッドを所定の距離引き上げる工程と、を備えることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
地盤に薬材を噴射して撹拌することにより地盤を改良する地盤改良装置であって、
前記薬材を噴射するための第１の噴射口を外周に有するロッドと、
前記ロッドの前記第１の噴射口よりも先端側の位置に、前記ロッドの径方向に所定の長さだけ突出するように設けられ、前記薬材を噴射するための第２の噴射口を突端部に有する噴射装置と、
前記ロッドの前記噴射装置よりも先端側の位置に、前記噴射装置よりも更に長く前記ロッドの径方向に突出するように設けられ、地盤を撹拌するための撹拌装置と、を備えることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項３】
前記噴射装置及び前記撹拌装置のうち、少なくとも何れか一方は、前記ロッドの径方向に突出した状態と前記ロッドの長手方向に沿った状態との間で回動可能な機構を備えることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良装置。

【図１】