複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法
【課題】均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができる複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供すること。
【解決手段】回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【解決手段】回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工速度を高めた複流線ジェットによる、特に固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工に好適な固化処理杭の造成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤の改良工法のひとつに固化処理杭造成工法がある。この固化処理杭造成工法は、例えば、図７に示すように、機械式攪拌装置１０の先端を、施工する柱体の芯に合わせて回転軸１６を回転させ、回転軸１６の下部に放射状に設けた１以上の攪拌翼１２ａ、１２ｂの回転域及びその周辺の地盤中に、回転軸１６の所定の位置に付設された固化材吐出ノズル１３１又は１４１から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合しながら貫入を行い、設計深度に達したところで吐出を停止し、回転軸１６をそのまま回転又は逆転して、更に攪拌混合しながら地盤中に引き上げて柱状体を造成する工法である。図７中、符号１２１は掘削用ビットである。
【０００３】
通常、固化材は貫入工程において吐出される場合、固化材吐出ノズル１３１から吐出され、引き上げ工程において吐出される場合、固化材吐出ノズル１４１から吐出される。また、地盤の土質によっては貫入工程においては翼又はプレジェットにより地盤を予め緩めておき、引き上げ工程において、固化材吐出ノズルから固化材をスパイラルジェット流を形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら均質な固化杭を造成していた。
【特許文献１】特開平９−４１３５７号（請求項１、図１）
【特許文献２】特開平６−４９８３４号（請求項１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、引き上げ工程において、１つの固化材吐出ノズルから固化材をスパイラルジェット流を形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら固化杭を造成する方法（１線流ジェット工法）においては、施工速度を高めるため、引き上げ速度を高めると固化材吐出ノズルのスパイラルの軌跡のピッチが粗くなり、均質な固化処理杭を造成することができなかった。また、回転数を高めるとジェットの到達距離が低下するため固化処理杭径が小さくなるという問題があった。また、反対方向に向けた２個の固化材吐出ノズルから固化材を複線流ジェットを形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら固化杭を造成する方法も提案されてはいるものの、回転軸の回転数や引き上げ速度は固化材吐出ノズルのスパイラル軌跡との関係で厳密に決定されていたものではなかった。このため、施工速度が遅くなったり、無駄な施工を行ったりするという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができる複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、過去の膨大なデータから、固化材吐出ノズルのスパイラルの軌跡のピッチは２．０〜５．０ｃｍが好適であるという知見を得たこと、１線流ジェット工法を２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値のピッチで行う場合、施工速度を上げるには限界があること、先行ジェットの隙間を、後行ジェットで埋めていけば、施工速度を上げることができること、従って、２以上の固化材吐出ノズルから固化材を吐出する複流数ジェットを形成し、且つ固化材吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行えば、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができ、特に固化処理杭を既設構造物に密着して造成する密着施工に好適な工法であること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記固化材吐出ノズルが、同一水平面内にある２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記固化材吐出ノズルが、垂直方向に２Ｐ離間して設置される２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工である固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法によれば、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができる。また、回転軸の回転数と引き上げ速度は、固化材吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなる範囲で適宜決定できるため、既設構造物間に固化処理杭を密着して造成する密着施工など造成杭径に制限がある場合に柔軟に対応できる。また、複数の固化材吐出ノズルの設置位置は幾通りにも選べるため、施工機械の設計の自由度を高めることができる。また、回転方向において１８０度離間する２個の固化材吐出ノズルにより、既設構造物間に固化処理杭を密着して造成する際、軸振れの無い寸法安定性の高い固化処理杭を造成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法（以下、複流数ジェット工法とも言う）は、回転軸を回転させながら、引き上げる際、回転軸の所定の位置に付設された２以上の固化材吐出ノズル（以下、単に吐出ノズルとも言う）から固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うものである。吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０ｃｍ未満であると、固化材の供給が過剰となると共に、施工速度が遅くなり施工コストを上昇させてしまい、また、軌跡のピッチが５．０ｃｍを超えると、均質な固化処理杭を造成できない。なお、固化材吐出ノズルの軌跡のピッチＰの好ましい範囲は、２．０〜４．０ｃｍ、更に好ましくは２．５ｃｍである。
【００１３】
本発明の複流線ジェット工法で使用する施工装置としては、回転軸の所定の位置に２以上の吐出ノズルを備えるものであれば、特に制限されない。該吐出ノズルは、通常水平翼にジェット流が径方向の外側に吐出するように付設される。吐出ノズルの好ましい設置数は２〜４、特に好ましくは２〜３、更に好ましくは２である。吐出ノズルの鉛直方向の設置位置としては、全てが同一水平面内であってもよく、また異なった位置であってもよいが、後述するように回転方向における設置位置が特定される。
【００１４】
本発明において、２個の吐出ノズルの形態としては、特に制限されないが、例えば固化材吐出ノズル及び圧縮空気包囲固化材吐出ノズルが挙げられる。このうち、圧縮空気包囲固化材吐出ノズルを用いれば、飛躍的に切削距離（造成径）を向上させることができる。圧縮空気包囲固化材吐出ノズルは、中心の固化材吐出ノズルの回りに環状の圧縮空気噴射部が形成された２重吐出ノズルである。また、固化材吐出ノズルは、供給源の切替により水吐出ノズルとしてもよい。２重吐出ノズルの施工方法の一例としては、例えば、貫入時に２個の吐出ノズルから水と圧縮空気を吐出しつつ地盤を切削し、引き抜き時に同じ２個の吐出ノズルから固化材を吐出すれば、効率的に固化処理杭を造成することができる。
【００１５】
本発明において、２個の吐出ノズルを垂直方向に離間して設置される、いわゆる上下ノズルの場合、例えば上ノズルからは４０ＭＰａのような超高圧、小流量の固化材スラリーを吐出し、下ノズルからは４ＭＰａのような低圧、大流量の固化材スラリーを吐出すれば、上ノズルで主に地盤を切削し、下ノズルで固化材を補い間詰めすることができ、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができる。
【００１６】
また、複数の吐出ノズルの場合、各吐出ノズルから吐出される流体の種類を変えることもできる。例えば３個の吐出ノズルを垂直方向に離間して設置される、いわゆる上中下ノズルを用いた場合、例えば、引き抜き時、上ノズルからは高圧の水と圧縮空気を吐出し、中ノズル及び下ノズルからは低圧の固化材スラリーを吐出すれば、効率的に固化処理杭を造成することができる。この場合、中ノズル及び下ノズルが本発明の２個の吐出ノズルに相当する。
【００１７】
また、上下ノズルの場合、例えば、上ノズルから水ガラスを吐出し、下ノズルからセメントミルクを吐出すれば、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができると共に、セメントと水ガラスの混合によりゲル化して、セメントが排出泥水に混入し難くなるため、排出泥水にセメントが混入して生じるフィルタプレスの目詰まりの問題を解決することができる。
【００１８】
また、上下ノズルの場合、貫入時と引き抜き時で、吐出流体の種類を変えることもできる。例えば貫入時、上ノズル及び下ノズルからは、共に高圧の水と圧縮空気を吐出し、引き抜き時、上ノズル及び下ノズルからは、共に固化材スラリーを吐出すれば、硬質粘性土地盤などにおいても、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができる。
【００１９】
固化材としては、特に制限されず、セメントスラリー、水ガラス、シリカゾル及びこれらの混合物が挙げられる。これら液状固化材の供給手段は公知のものが使用できる。また、固化材として粉体を使用することもできる。この場合、粉体は圧縮空気と共に吐出される。
【００２０】
本発明の複流線ジェット工法としては、回転軸の引き上げと共に、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合するものであれば特に制限されない。回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入させることが、固化杭の造成時に、水平翼周りに排泥が集まり易くなり、良質な固化杭が造成できる点で好ましい。
【００２１】
本発明の複流線ジェット工法において、該吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値となるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定する。この回転軸の回転数と引き上げ速度の決定方法及び吐出ノズルの設置位置の一例を図１〜図５を参照して説明する。図１（Ａ）は回転軸に付設された２個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、図１（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図、図２（Ｂ）は同一水平面内に２個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の概略平面図であり、図２（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図、図３（Ａ）は回転軸に付設された３個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、図３（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図、図４（Ｂ）は同一水平面内に３個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略図であり、図４（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図、図５（Ｂ）は同一水平面内に４個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略平面図であり、図５（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。なお、回転角度は図中、右端ａ１を起点とし左回り方向に対する角度である。また、図２（Ａ）、図４（Ａ）及び図５（Ａ）は前面側１８０〜３６０度までを実線で示し、背面側０〜１８０度までを破線で示す。
【００２２】
図１は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂを付設したもので、２個の吐出ノズル４ａ、４ｂは同一水平面内にあり、回転方向において１８０度離間している。図１（Ｂ）中、細い矢印２は水平翼１２の先端４ｂから固化材が吐出し、太い矢印１は水平翼１１の先端４ａから固化材が吐出している。図１において、吐出ノズル４ａ、４ｂの軌跡のピッチ２．５ｃｍは、引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数を引き上げる速度は、例えば引き抜き速度０．５ｍ/分、回転数１０回/分（条件１）、引き抜き速度０．４ｍ/分、回転数８回/分（条件２）又は引き抜き速度０．８ｍ/分、回転数１６回/分（条件３）と決定される。なお、吐出流量８０リットル/分、吐出圧力２０ＭＰａの条件下、条件１、条件２、条件３下での良質な固化杭を造成できる径はそれぞれ１．５０ｍ、１．５８ｍ、１．３８ｍである。従って、両側が既設構造物であり、この既設構造物の隙間１．５５ｍに間詰め工事を行う場合、上記条件２が選択される。また、隙間が１．３０ｍの間詰め工事を行う場合、上記条件３が選択される。条件１及び条件２では固化材が無駄となる点で好ましくない。なお、必要造成杭径と強度を共に満足させるためには、固化材の吐出流量と吐出圧力を予め適宜決定しておくことになる。
【００２３】
上記条件１と対比するため、従来の１線流ジェット工法を図６を参照して説明する。図６（Ａ）は回転軸に付設された１個の吐出ノズル４ａを備える水平翼１１を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸３の引き上げに伴う吐出ノズル４ａから固化材が吐出する状況を説明する図である。図６は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２中、水平翼１１の先端に吐出ノズル４ａを付設したものである。図６において、吐出ノズル４ａの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、例えば引き抜き速度０．２５ｍ/分、回転数１０回/分（条件４）となる。本発明の条件１の場合、この条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約２倍の速度で造成することができる。
【００２４】
なお、図１の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図２において、同一水平面内にある２個の吐出ノズル４ａ及び４ｂの中、吐出ノズル４ａは回転軸の１回転毎にａ２、ａ３及びａ４と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２、ａ２からａ３及びａ３からａ４は５ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは回転軸の１回転毎にｂ２、ｂ３及びｂ４と引き上げられる。吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１からｂ２、ｂ２からｂ３及びｂ３からｂ４の５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡の中間に位置することになる。２個の吐出ノズル４ａ及び吐出ノズル４ｂで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、２個の吐出ノズルがそれぞれａ１→ａ１２→ａ２→ａ２３→ａ３→ａ３４→ａ４・・・、及びｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３→ｂ３→ｂ３４→ｂ４・・・をトレースする位置に付設されればよい。従って、例えば吐出ノズル４ｂは図２中、三角マークで示すように、吐出ノズル４ａの位置ａ１より鉛直方向に５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ・・・上方に取り付ければよいこととなる。
【００２５】
また、図２（Ｂ）では一文字の水平翼で示したが、吐出ノズル４ｂの翼を中心から９０度折り曲げた平面視Ｌ字の水平翼とし、この先端に吐出ノズルを付設してもよい。この場合、屈曲された水平翼に付設された吐出ノズル（不図示）は、図２中、四角マークの符号ｃ１からｂ２→ｂ２３→ｂ３→ｂ３４→ｂ４・・・と移動することになる。
【００２６】
図３は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２、１３の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃを付設したもので、３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃは同一水平面内にあり、回転方向においてそれぞれ１２０度離間している。図３（Ｂ）中、細い矢印１は水平翼１１の先端４ａから固化材が吐出する状況を示し、太い矢印２は水平翼１２の先端４ｂから固化材が吐出する状況を示し、破線矢印２ａは水平翼１３の先端４ｃから固化材が吐出する状況を示す。図３において、吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数と引き上げ速度は、例えば引き抜き速度０．７５ｍ/分、回転数１０回/分（条件５）となる。この条件５によれば、従来の１流線工法の条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約３倍の速度で造成することができる。
【００２７】
なお、図３の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図４において、同一水平面内にある３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ及び４ｃの中、吐出ノズル４ａ（基準吐出ノズル）は回転軸の１回転毎にａ２及びａ３と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２及びａ２からａ３は７．５ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１２からｂ２３の７．５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｃは軌跡のピッチがｃ１２からｃ２３の７．５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｂの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にくる。３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ及び４ｃで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、３個の吐出ノズルはそれぞれａ１→ａ１２→ａ２→ａ２３→ａ３・・・、ｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３→ｂ３・・・及びｃ１→ｃ１２→ｃ２→ｃ２３→ｃ３・・・をトレースする位置に付設される。
【００２８】
図５は回転軸を中心に四方に延出する水平翼１１、１２、１３、１４の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを付設したもので、４個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは同一水平面内にあり、回転方向においてそれぞれ９０度離間している。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２は１０ｃｍである。図５において、吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数と引き上げ速度は、例えば引き抜き速度１．００ｍ/分、回転数１０回/分（条件６）となる。この条件６によれば、従来の１流線工法の条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約４倍の速度で造成することができる。
【００２９】
図５の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図５において、同一水平面内にある４個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄの中、吐出ノズル４ａ（基準吐出ノズル）は回転軸の１回転毎にａ１、ａ２と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２は１０ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１２からｂ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｃは軌跡のピッチがｃ１２からｃ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｂの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｄは軌跡のピッチがｄ１２からｄ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｃの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にくる。３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、４個の吐出ノズルはそれぞれａ１→ａ１２→ａ２・・・、ｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３・・・及びｃ１→ｃ１２→ｃ２→ｃ２３・・・をトレースする位置に付設され
ればよい。
【００３０】
本発明において、吐出ノズルの設置位置は上記に例示したとおりであるが、下記（１）
式からも求めることができる。すなわち、２以上の固化材吐出ノズルの垂直方向における設置位置が、基準固化材吐出ノズルから、次式（１）；
Ｐ×Ａ＋（θ×ｎ×Ｐ）/３６０±ｎ×Ｐ×ｍ （１）
（式中、Ｐは固化材吐出ノズルの軌跡のピッチを示し、Ａはケース（設置形態）番号で１〜ｎ−１までの数で各吐出口毎に重複しない任意の数をとり、θは基準固化材吐出ノズルからの回転方向における角度であって、該吐出ノズルの取り付け位置を示し、ｎは吐出ノズルの数を示し、ｍは吐出ノズルの軌跡のピッチ数で０又は任意の整数を示す。）で計算される値分（ｃｍ）、離間したものである。
【００３１】
例えば、回転方向において１８０度離間する２個の吐出ノズルの場合、５．０±５．０ｃｍであり、ｍ＝０、１とすれば、０、５．０又は１０．０ｃｍとなり、基準吐出ノズルに対してこの寸法分、鉛直方向に離れて設置すればよい。また、回転方向において１２０度離間する３個の吐出ノズルの場合、例えばＡ＝１、θ＝１２０度で５．０±７．５ｃｍであり、Ａ＝２、θ＝２４０度で１０±７．５ｃｍである。この場合、θ＝０の吐出ノズルに対して、θ＝１２０度の位置の吐出ノズルが、ｍ＝０、１とすれば、−２．５、５．０、１２．５ｃｍであり、θ＝２４０度の位置の吐出ノズルが２．５、１０．０、１７．５ｃｍである。従って、θ＝０の吐出ノズルに対してこの寸法分、鉛直方向に離れて設置すればよい。また、Ａ＝２、θ＝１２０度で７．５＋７．５ｃｍであり、Ａ＝１、θ＝２４０度で７．５＋７．５ｃｍである。この場合、ｍ＝０、１とすれば、θ＝０の吐出ノズルに対して、θ＝１２０度の位置の吐出ノズルが、０、７．５、１５．０ｃｍ鉛直方向に離して設置し、θ＝２４０度の位置の吐出ノズルが同様に鉛直方向に対して０、７．５、１５．０ｃｍ離して設置すればよい。
【００３２】
本発明の固化処理杭の造成方法は、固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工に適用することができる。当該密着施工の場合、固化処理杭を既設構造物に必ず密着させる必要があるため、例えば間詰め寸法より大きめの設計処理杭径を選定する必要があるが、本発明の造成方法の場合、適切な吐出流量、圧力を設定し、設計固化処理杭径と固化材配合比率とを満足させるような回転軸の回転数と引き上げ速度を適宜に選定することになる。また、間詰めの場合、従来の一流線工法では片方の既存壁が反力となり、軸が反対方向に傾くことがあり、最悪の場合、噴射方向と逆側の既存壁に接触し、既存壁を損傷させることがあったが、本発明の複流線、特に２流線工法の場合、対向噴射があるため、軸振れが少ない。また各水平翼から固化材を吐出しているため、吐出ノズルと既存壁とが近づくと、反力が大きくなり、離れるため、水平翼と既存壁が接触することはない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（Ａ）は回転軸に付設された２個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図である。
【図２】（Ｂ）は同一水平面内に２個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の概略平面図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図３】（Ａ）は回転軸に付設された３個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図である。
【図４】（Ｂ）は同一水平面内に３個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図５】（Ｂ）は同一水平面内に４個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略平面図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図６】従来工法において、（Ａ）は回転軸に付設された１個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルからの固化材の吐出状況を説明する図である。
【図７】従来の水平翼に吐出ノズルを有する回転軸構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、２、２ａ 吐出ジェット
３、１６ 回転軸
４ａ〜４ｄ、１３１、１４１ 吐出ノズル
１１〜１４、１２ａ、１２ｂ 水平翼
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工速度を高めた複流線ジェットによる、特に固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工に好適な固化処理杭の造成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤の改良工法のひとつに固化処理杭造成工法がある。この固化処理杭造成工法は、例えば、図７に示すように、機械式攪拌装置１０の先端を、施工する柱体の芯に合わせて回転軸１６を回転させ、回転軸１６の下部に放射状に設けた１以上の攪拌翼１２ａ、１２ｂの回転域及びその周辺の地盤中に、回転軸１６の所定の位置に付設された固化材吐出ノズル１３１又は１４１から固化材を吐出させ、原位置土と攪拌混合しながら貫入を行い、設計深度に達したところで吐出を停止し、回転軸１６をそのまま回転又は逆転して、更に攪拌混合しながら地盤中に引き上げて柱状体を造成する工法である。図７中、符号１２１は掘削用ビットである。
【０００３】
通常、固化材は貫入工程において吐出される場合、固化材吐出ノズル１３１から吐出され、引き上げ工程において吐出される場合、固化材吐出ノズル１４１から吐出される。また、地盤の土質によっては貫入工程においては翼又はプレジェットにより地盤を予め緩めておき、引き上げ工程において、固化材吐出ノズルから固化材をスパイラルジェット流を形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら均質な固化杭を造成していた。
【特許文献１】特開平９−４１３５７号（請求項１、図１）
【特許文献２】特開平６−４９８３４号（請求項１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、引き上げ工程において、１つの固化材吐出ノズルから固化材をスパイラルジェット流を形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら固化杭を造成する方法（１線流ジェット工法）においては、施工速度を高めるため、引き上げ速度を高めると固化材吐出ノズルのスパイラルの軌跡のピッチが粗くなり、均質な固化処理杭を造成することができなかった。また、回転数を高めるとジェットの到達距離が低下するため固化処理杭径が小さくなるという問題があった。また、反対方向に向けた２個の固化材吐出ノズルから固化材を複線流ジェットを形成しつつ原位置土と攪拌混合しながら固化杭を造成する方法も提案されてはいるものの、回転軸の回転数や引き上げ速度は固化材吐出ノズルのスパイラル軌跡との関係で厳密に決定されていたものではなかった。このため、施工速度が遅くなったり、無駄な施工を行ったりするという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができる複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、過去の膨大なデータから、固化材吐出ノズルのスパイラルの軌跡のピッチは２．０〜５．０ｃｍが好適であるという知見を得たこと、１線流ジェット工法を２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値のピッチで行う場合、施工速度を上げるには限界があること、先行ジェットの隙間を、後行ジェットで埋めていけば、施工速度を上げることができること、従って、２以上の固化材吐出ノズルから固化材を吐出する複流数ジェットを形成し、且つ固化材吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行えば、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができ、特に固化処理杭を既設構造物に密着して造成する密着施工に好適な工法であること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記固化材吐出ノズルが、同一水平面内にある２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記固化材吐出ノズルが、垂直方向に２Ｐ離間して設置される２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工である固化処理杭の造成方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法によれば、均質な固化処理杭を施工時間を短縮して施工することができる。また、回転軸の回転数と引き上げ速度は、固化材吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなる範囲で適宜決定できるため、既設構造物間に固化処理杭を密着して造成する密着施工など造成杭径に制限がある場合に柔軟に対応できる。また、複数の固化材吐出ノズルの設置位置は幾通りにも選べるため、施工機械の設計の自由度を高めることができる。また、回転方向において１８０度離間する２個の固化材吐出ノズルにより、既設構造物間に固化処理杭を密着して造成する際、軸振れの無い寸法安定性の高い固化処理杭を造成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法（以下、複流数ジェット工法とも言う）は、回転軸を回転させながら、引き上げる際、回転軸の所定の位置に付設された２以上の固化材吐出ノズル（以下、単に吐出ノズルとも言う）から固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うものである。吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０ｃｍ未満であると、固化材の供給が過剰となると共に、施工速度が遅くなり施工コストを上昇させてしまい、また、軌跡のピッチが５．０ｃｍを超えると、均質な固化処理杭を造成できない。なお、固化材吐出ノズルの軌跡のピッチＰの好ましい範囲は、２．０〜４．０ｃｍ、更に好ましくは２．５ｃｍである。
【００１３】
本発明の複流線ジェット工法で使用する施工装置としては、回転軸の所定の位置に２以上の吐出ノズルを備えるものであれば、特に制限されない。該吐出ノズルは、通常水平翼にジェット流が径方向の外側に吐出するように付設される。吐出ノズルの好ましい設置数は２〜４、特に好ましくは２〜３、更に好ましくは２である。吐出ノズルの鉛直方向の設置位置としては、全てが同一水平面内であってもよく、また異なった位置であってもよいが、後述するように回転方向における設置位置が特定される。
【００１４】
本発明において、２個の吐出ノズルの形態としては、特に制限されないが、例えば固化材吐出ノズル及び圧縮空気包囲固化材吐出ノズルが挙げられる。このうち、圧縮空気包囲固化材吐出ノズルを用いれば、飛躍的に切削距離（造成径）を向上させることができる。圧縮空気包囲固化材吐出ノズルは、中心の固化材吐出ノズルの回りに環状の圧縮空気噴射部が形成された２重吐出ノズルである。また、固化材吐出ノズルは、供給源の切替により水吐出ノズルとしてもよい。２重吐出ノズルの施工方法の一例としては、例えば、貫入時に２個の吐出ノズルから水と圧縮空気を吐出しつつ地盤を切削し、引き抜き時に同じ２個の吐出ノズルから固化材を吐出すれば、効率的に固化処理杭を造成することができる。
【００１５】
本発明において、２個の吐出ノズルを垂直方向に離間して設置される、いわゆる上下ノズルの場合、例えば上ノズルからは４０ＭＰａのような超高圧、小流量の固化材スラリーを吐出し、下ノズルからは４ＭＰａのような低圧、大流量の固化材スラリーを吐出すれば、上ノズルで主に地盤を切削し、下ノズルで固化材を補い間詰めすることができ、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができる。
【００１６】
また、複数の吐出ノズルの場合、各吐出ノズルから吐出される流体の種類を変えることもできる。例えば３個の吐出ノズルを垂直方向に離間して設置される、いわゆる上中下ノズルを用いた場合、例えば、引き抜き時、上ノズルからは高圧の水と圧縮空気を吐出し、中ノズル及び下ノズルからは低圧の固化材スラリーを吐出すれば、効率的に固化処理杭を造成することができる。この場合、中ノズル及び下ノズルが本発明の２個の吐出ノズルに相当する。
【００１７】
また、上下ノズルの場合、例えば、上ノズルから水ガラスを吐出し、下ノズルからセメントミルクを吐出すれば、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができると共に、セメントと水ガラスの混合によりゲル化して、セメントが排出泥水に混入し難くなるため、排出泥水にセメントが混入して生じるフィルタプレスの目詰まりの問題を解決することができる。
【００１８】
また、上下ノズルの場合、貫入時と引き抜き時で、吐出流体の種類を変えることもできる。例えば貫入時、上ノズル及び下ノズルからは、共に高圧の水と圧縮空気を吐出し、引き抜き時、上ノズル及び下ノズルからは、共に固化材スラリーを吐出すれば、硬質粘性土地盤などにおいても、施工速度を高めて高品質の固化処理杭を造成することができる。
【００１９】
固化材としては、特に制限されず、セメントスラリー、水ガラス、シリカゾル及びこれらの混合物が挙げられる。これら液状固化材の供給手段は公知のものが使用できる。また、固化材として粉体を使用することもできる。この場合、粉体は圧縮空気と共に吐出される。
【００２０】
本発明の複流線ジェット工法としては、回転軸の引き上げと共に、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合するものであれば特に制限されない。回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入させることが、固化杭の造成時に、水平翼周りに排泥が集まり易くなり、良質な固化杭が造成できる点で好ましい。
【００２１】
本発明の複流線ジェット工法において、該吐出ノズルの軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値となるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定する。この回転軸の回転数と引き上げ速度の決定方法及び吐出ノズルの設置位置の一例を図１〜図５を参照して説明する。図１（Ａ）は回転軸に付設された２個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、図１（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図、図２（Ｂ）は同一水平面内に２個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の概略平面図であり、図２（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図、図３（Ａ）は回転軸に付設された３個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、図３（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図、図４（Ｂ）は同一水平面内に３個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略図であり、図４（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図、図５（Ｂ）は同一水平面内に４個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略平面図であり、図５（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。なお、回転角度は図中、右端ａ１を起点とし左回り方向に対する角度である。また、図２（Ａ）、図４（Ａ）及び図５（Ａ）は前面側１８０〜３６０度までを実線で示し、背面側０〜１８０度までを破線で示す。
【００２２】
図１は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂを付設したもので、２個の吐出ノズル４ａ、４ｂは同一水平面内にあり、回転方向において１８０度離間している。図１（Ｂ）中、細い矢印２は水平翼１２の先端４ｂから固化材が吐出し、太い矢印１は水平翼１１の先端４ａから固化材が吐出している。図１において、吐出ノズル４ａ、４ｂの軌跡のピッチ２．５ｃｍは、引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数を引き上げる速度は、例えば引き抜き速度０．５ｍ/分、回転数１０回/分（条件１）、引き抜き速度０．４ｍ/分、回転数８回/分（条件２）又は引き抜き速度０．８ｍ/分、回転数１６回/分（条件３）と決定される。なお、吐出流量８０リットル/分、吐出圧力２０ＭＰａの条件下、条件１、条件２、条件３下での良質な固化杭を造成できる径はそれぞれ１．５０ｍ、１．５８ｍ、１．３８ｍである。従って、両側が既設構造物であり、この既設構造物の隙間１．５５ｍに間詰め工事を行う場合、上記条件２が選択される。また、隙間が１．３０ｍの間詰め工事を行う場合、上記条件３が選択される。条件１及び条件２では固化材が無駄となる点で好ましくない。なお、必要造成杭径と強度を共に満足させるためには、固化材の吐出流量と吐出圧力を予め適宜決定しておくことになる。
【００２３】
上記条件１と対比するため、従来の１線流ジェット工法を図６を参照して説明する。図６（Ａ）は回転軸に付設された１個の吐出ノズル４ａを備える水平翼１１を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸３の引き上げに伴う吐出ノズル４ａから固化材が吐出する状況を説明する図である。図６は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２中、水平翼１１の先端に吐出ノズル４ａを付設したものである。図６において、吐出ノズル４ａの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、例えば引き抜き速度０．２５ｍ/分、回転数１０回/分（条件４）となる。本発明の条件１の場合、この条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約２倍の速度で造成することができる。
【００２４】
なお、図１の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図２において、同一水平面内にある２個の吐出ノズル４ａ及び４ｂの中、吐出ノズル４ａは回転軸の１回転毎にａ２、ａ３及びａ４と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２、ａ２からａ３及びａ３からａ４は５ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは回転軸の１回転毎にｂ２、ｂ３及びｂ４と引き上げられる。吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１からｂ２、ｂ２からｂ３及びｂ３からｂ４の５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡の中間に位置することになる。２個の吐出ノズル４ａ及び吐出ノズル４ｂで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、２個の吐出ノズルがそれぞれａ１→ａ１２→ａ２→ａ２３→ａ３→ａ３４→ａ４・・・、及びｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３→ｂ３→ｂ３４→ｂ４・・・をトレースする位置に付設されればよい。従って、例えば吐出ノズル４ｂは図２中、三角マークで示すように、吐出ノズル４ａの位置ａ１より鉛直方向に５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ・・・上方に取り付ければよいこととなる。
【００２５】
また、図２（Ｂ）では一文字の水平翼で示したが、吐出ノズル４ｂの翼を中心から９０度折り曲げた平面視Ｌ字の水平翼とし、この先端に吐出ノズルを付設してもよい。この場合、屈曲された水平翼に付設された吐出ノズル（不図示）は、図２中、四角マークの符号ｃ１からｂ２→ｂ２３→ｂ３→ｂ３４→ｂ４・・・と移動することになる。
【００２６】
図３は回転軸３を中心に両側に延出する水平翼１１、１２、１３の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃを付設したもので、３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃは同一水平面内にあり、回転方向においてそれぞれ１２０度離間している。図３（Ｂ）中、細い矢印１は水平翼１１の先端４ａから固化材が吐出する状況を示し、太い矢印２は水平翼１２の先端４ｂから固化材が吐出する状況を示し、破線矢印２ａは水平翼１３の先端４ｃから固化材が吐出する状況を示す。図３において、吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数と引き上げ速度は、例えば引き抜き速度０．７５ｍ/分、回転数１０回/分（条件５）となる。この条件５によれば、従来の１流線工法の条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約３倍の速度で造成することができる。
【００２７】
なお、図３の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図４において、同一水平面内にある３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ及び４ｃの中、吐出ノズル４ａ（基準吐出ノズル）は回転軸の１回転毎にａ２及びａ３と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２及びａ２からａ３は７．５ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１２からｂ２３の７．５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｃは軌跡のピッチがｃ１２からｃ２３の７．５ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｂの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にくる。３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ及び４ｃで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、３個の吐出ノズルはそれぞれａ１→ａ１２→ａ２→ａ２３→ａ３・・・、ｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３→ｂ３・・・及びｃ１→ｃ１２→ｃ２→ｃ２３→ｃ３・・・をトレースする位置に付設される。
【００２８】
図５は回転軸を中心に四方に延出する水平翼１１、１２、１３、１４の先端に吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを付設したもので、４個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは同一水平面内にあり、回転方向においてそれぞれ９０度離間している。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２は１０ｃｍである。図５において、吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの軌跡のピッチ（２．５ｃｍ）は引き抜き速度（Ｘ）÷回転数（Ｙ）÷吐出ノズルの設置数で表されるから、回転軸の回転数と引き上げ速度は、例えば引き抜き速度１．００ｍ/分、回転数１０回/分（条件６）となる。この条件６によれば、従来の１流線工法の条件４と対比すると、同じ品質の固化処理杭径のものを約４倍の速度で造成することができる。
【００２９】
図５の形態において、吐出ノズルは必ずしも、同一水平面内に設置する必要はなく、鉛直方向の特定位置に設置することができる。図５において、同一水平面内にある４個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄの中、吐出ノズル４ａ（基準吐出ノズル）は回転軸の１回転毎にａ１、ａ２と引き上げられる。この場合、吐出ノズルの軌跡のピッチａ１からａ２は１０ｃｍである。同様に、吐出ノズル４ｂは軌跡のピッチがｂ１２からｂ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ａの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｃは軌跡のピッチがｃ１２からｃ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｂの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にあり、吐出ノズル４ｄは軌跡のピッチがｄ１２からｄ２３の１０ｃｍとなると共に、先行する吐出ノズル４ｃの軌跡に対して、ピッチ２．５ｃｍ遅れた位置にくる。３個の吐出ノズル４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄで形成される軌跡のピッチ、すなわち噴射密度が２．５ｃｍとなるようにするには、４個の吐出ノズルはそれぞれａ１→ａ１２→ａ２・・・、ｂ１→ｂ１２→ｂ２→ｂ２３・・・及びｃ１→ｃ１２→ｃ２→ｃ２３・・・をトレースする位置に付設され
ればよい。
【００３０】
本発明において、吐出ノズルの設置位置は上記に例示したとおりであるが、下記（１）
式からも求めることができる。すなわち、２以上の固化材吐出ノズルの垂直方向における設置位置が、基準固化材吐出ノズルから、次式（１）；
Ｐ×Ａ＋（θ×ｎ×Ｐ）/３６０±ｎ×Ｐ×ｍ （１）
（式中、Ｐは固化材吐出ノズルの軌跡のピッチを示し、Ａはケース（設置形態）番号で１〜ｎ−１までの数で各吐出口毎に重複しない任意の数をとり、θは基準固化材吐出ノズルからの回転方向における角度であって、該吐出ノズルの取り付け位置を示し、ｎは吐出ノズルの数を示し、ｍは吐出ノズルの軌跡のピッチ数で０又は任意の整数を示す。）で計算される値分（ｃｍ）、離間したものである。
【００３１】
例えば、回転方向において１８０度離間する２個の吐出ノズルの場合、５．０±５．０ｃｍであり、ｍ＝０、１とすれば、０、５．０又は１０．０ｃｍとなり、基準吐出ノズルに対してこの寸法分、鉛直方向に離れて設置すればよい。また、回転方向において１２０度離間する３個の吐出ノズルの場合、例えばＡ＝１、θ＝１２０度で５．０±７．５ｃｍであり、Ａ＝２、θ＝２４０度で１０±７．５ｃｍである。この場合、θ＝０の吐出ノズルに対して、θ＝１２０度の位置の吐出ノズルが、ｍ＝０、１とすれば、−２．５、５．０、１２．５ｃｍであり、θ＝２４０度の位置の吐出ノズルが２．５、１０．０、１７．５ｃｍである。従って、θ＝０の吐出ノズルに対してこの寸法分、鉛直方向に離れて設置すればよい。また、Ａ＝２、θ＝１２０度で７．５＋７．５ｃｍであり、Ａ＝１、θ＝２４０度で７．５＋７．５ｃｍである。この場合、ｍ＝０、１とすれば、θ＝０の吐出ノズルに対して、θ＝１２０度の位置の吐出ノズルが、０、７．５、１５．０ｃｍ鉛直方向に離して設置し、θ＝２４０度の位置の吐出ノズルが同様に鉛直方向に対して０、７．５、１５．０ｃｍ離して設置すればよい。
【００３２】
本発明の固化処理杭の造成方法は、固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工に適用することができる。当該密着施工の場合、固化処理杭を既設構造物に必ず密着させる必要があるため、例えば間詰め寸法より大きめの設計処理杭径を選定する必要があるが、本発明の造成方法の場合、適切な吐出流量、圧力を設定し、設計固化処理杭径と固化材配合比率とを満足させるような回転軸の回転数と引き上げ速度を適宜に選定することになる。また、間詰めの場合、従来の一流線工法では片方の既存壁が反力となり、軸が反対方向に傾くことがあり、最悪の場合、噴射方向と逆側の既存壁に接触し、既存壁を損傷させることがあったが、本発明の複流線、特に２流線工法の場合、対向噴射があるため、軸振れが少ない。また各水平翼から固化材を吐出しているため、吐出ノズルと既存壁とが近づくと、反力が大きくなり、離れるため、水平翼と既存壁が接触することはない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（Ａ）は回転軸に付設された２個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図である。
【図２】（Ｂ）は同一水平面内に２個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の概略平面図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図３】（Ａ）は回転軸に付設された３個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルから固化材が吐出する状況を説明する図である。
【図４】（Ｂ）は同一水平面内に３個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図５】（Ｂ）は同一水平面内に４個の吐出ノズルを有し、左回りに回転する水平翼の簡略平面図であり、（Ａ）は水平翼の先端に付設された吐出ノズルの軌跡を正面から見た模式図である。
【図６】従来工法において、（Ａ）は回転軸に付設された１個の吐出ノズルを備える水平翼を上から見た簡略図、（Ｂ）は回転軸の引き上げに伴う吐出ノズルからの固化材の吐出状況を説明する図である。
【図７】従来の水平翼に吐出ノズルを有する回転軸構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、２、２ａ 吐出ジェット
３、１６ 回転軸
４ａ〜４ｄ、１３１、１４１ 吐出ノズル
１１〜１４、１２ａ、１２ｂ 水平翼
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項２】
前記固化材吐出ノズルが、同一水平面内にある２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする請求項１記載の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項３】
前記固化材吐出ノズルが、垂直方向に２Ｐ離間して設置される２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項４】
前記固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項１】
回転軸の貫入工程は、吐出ノズルの固化材の吐出を停止し、回転軸の先端から水噴射を行いつつ貫入し、回転軸を回転させながら引き上げる際、回転軸から延出する水平翼の先端に付設された２以上の固化材吐出ノズルから固化材を、複流数ジェットを形成しながら吐出させ、原位置土と攪拌混合して固化処理杭を造成する方法であって、該固化材吐出ノズルで形成される軌跡のピッチが２．０〜５．０ｃｍの範囲から選ばれる一定値Ｐとなるよう回転軸の回転数と引き上げ速度を決定して行うことを特徴とする複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項２】
前記固化材吐出ノズルが、同一水平面内にある２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする請求項１記載の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項３】
前記固化材吐出ノズルが、垂直方向に２Ｐ離間して設置される２個であり、回転方向において１８０度離間しているものであることを特徴とする前記複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【請求項４】
前記固化処理杭を既設構造物に密着させて造成する密着施工であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複流線ジェットによる固化処理杭の造成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−９０７０４（Ｐ２０１０−９０７０４Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０１３（Ｐ２０１０−１８０１３）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【分割の表示】特願２００４−３１０３１９（Ｐ２００４−３１０３１９）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００２３６６１０）株式会社不動テトラ (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【分割の表示】特願２００４−３１０３１９（Ｐ２００４−３１０３１９）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００２３６６１０）株式会社不動テトラ (136)
【Ｆターム（参考）】
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