(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に設けられた径方向に突出する下段撹拌翼と、この下段撹拌翼に対して基端側に所定の間隔を空けて設けられた径方向に突出する上段撹拌翼と、この上段撹拌翼の引上げ時回転方向背後の位置に設けられた第１噴射口と、前記下段撹拌翼の貫入時回転方向背後の位置に設けられた第２噴射口と、を備えた撹拌軸と、
前記撹拌軸内の内部第１ラインを通じて前記第１噴射口に粉体固化材を圧縮空気に乗せて圧送供給する第１供給装置と、
この第１供給装置とは別の供給ラインにより構成された、前記撹拌軸内の内部第２ラインを通じて前記第２噴射口に界面活性剤を含有する流動性向上剤液を圧送供給する第２供給装置とを用い、
前記撹拌軸を、軸心周りに回転させつつ地盤の改良対象部位に掘削貫入するとともに、その過程で前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口から流動性向上剤液を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と流動性向上剤液とを撹拌混合し、定着部深度より上段撹拌翼と下段撹拌翼との間隔分以上浅い深度に下段撹拌翼が到達したならば、それ以降は定着部深度まで、前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口からスラリー固化材を噴射し、回転する前記下段撹拌翼により原位置土とスラリー固化材とを撹拌混合して先端部処理を行い、
しかる後に、前記撹拌軸を軸心周りに回転しつつ、前記先端部処理後の挿入状態から引き抜くとともに、その過程で前記上段撹拌翼の回転方向背後に前記第１噴射口から粉体固化材を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と粉体固化材とを撹拌混合して柱状の固化体を造成する、
ことを特徴とする深層混合処理工法。
【請求項２】
先端部に設けられた径方向に突出する下段撹拌翼と、この下段撹拌翼に対して基端側に所定の間隔を空けて設けられた径方向に突出する上段撹拌翼と、この上段撹拌翼の回転方向背後の位置に設けられた第１噴射口と、前記下段撹拌翼の貫入時回転方向背後の位置に設けられた第２噴射口と、を備えた撹拌軸と、
この撹拌軸を支持するとともに、撹拌軸に回転力、引上げ力及び押し込み力を付与するベースマシンと、
前記撹拌軸内の内部第１ラインを通じて前記第１噴射口に粉体固化材を圧縮空気に乗せて圧送供給する第１供給装置と、
この第１供給装置とは別の供給ラインにより構成された、前記撹拌軸内の内部第２ラインを通じて前記第２噴射口に界面活性剤を含有する流動性向上剤液を圧送供給する第２供給装置と、を備え、
前記撹拌軸の外周面に、前記第１噴射口の近傍から撹拌軸の長手方向に沿って延在する筋状突起を形成し、
前記撹拌軸を、軸心周りに回転させつつ地盤の改良対象部位に掘削貫入するとともに、その過程で前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口から流動性向上剤液を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と流動性向上剤液とを撹拌混合し、
しかる後に、前記撹拌軸を軸心周りに回転しつつ、前記改良対象部位に挿入した状態から引き抜くとともに、その過程で前記上段撹拌翼の回転方向背後に前記第１噴射口から粉体固化材を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と粉体固化材とを撹拌混合して柱状の固化体を造成するように構成したことを特徴とする深層混合処理装置。
【請求項３】
前記上段撹拌翼の下縁部に、下方に突出する撹拌刃が径方向に間隔を空けて取り付けられており、前記下段撹拌翼の上縁部にも、上方に突出する撹拌刃が径方向に間隔を空けて取り付けられている、請求項２記載の深層混合処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深層混合処理工法およびこれに好適な深層混合処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
深層混合処理工法は、撹拌翼を備えた撹拌軸を地盤に挿入し、撹拌軸を介して地盤中に固化材を供給するとともに、撹拌軸を回転させて撹拌翼により原位置土と固化材とを撹拌混合して柱状の固化体を造成するものであり、わが国固有の技術として開発され、普及以来３０年余りを経過している工法である。深層混合処理工法は、これまで多くの実績を挙げ、現在もなお代表的な地盤改良工法として広く用いられており、最近では、海外でも普及が始まり、深層混合処理工法は国際的な工法となりつつある。
深層混合処理工法は、セメント系固化材を水で溶いてスラリー状にして地盤に供給するスラリー系工法と、粉体状の固化材を直接地中に供給する粉体系工法とに大別することができる。一般に前者はＣＤＭ工法、後者はＤＪＭ工法といわれている。両工法の相違点は次の通りである。
【０００３】
（固化材の相違）
スラリー系工法の場合は、セメントまたはセメント系固化材が好適であり、吸水性の高いフライアッシュや石灰系固化材は不向きであるのに対して、粉体系工法の場合はこれらの材料をベースにした広い範囲の材料に適用できるため、低コストの材料を選定することができる。
【０００４】
（余剰土）
スラリー系工法では、スラリー化するために固化材を水に溶解することから、その分だけ固化材の体積が増加し、改良地盤の２０〜３０％程度のスラリーを供給することになる。その結果、飽和している地盤であればその分が余剰土となり、その処理・処分が必要となる。これに対して、粉体系工法の場合は原位置の水分に固化材を吸着させて固化させるため、スラリー系のような固化材の体積増はなく、したがって余剰土も殆ど発生しない。
【０００５】
（撹拌混合の原理）
粉体系工法では、空気圧送される粉体固化材が回転する撹拌翼の背後に一瞬できる空隙に噴射され、撹拌翼により流動化された軟弱土の撹拌面（空隙内面）に散布されて軟弱土内の水分に付着する。粉体固化材とともに噴射された空気は、軸周辺を通って地上に排出される。固化材が付着した軟弱泥土は、撹拌翼の回転速度と撹拌軸の軸方向移動速度の関係で定まる螺旋状の深さ方向ピッチで撹拌翼によって削り取られ、面的に撹拌されることで混合される。この撹拌翼による削り取り作用により、撹拌翼の背後に形成される空隙内には順次新しい固化材付着面が作り出され、固化材の付着・切削・撹拌が繰り返される結果、混合性の高い柱体が造成される。これに対して、スラリー系工法では、粉体系工法のような固化材の原位置土との付着現象がないため、文字通り固化材スラリーと原位置土とを混合撹拌させる必要がある。そのため、混合性能を向上させるために、撹拌翼の形状、正逆回転翼、固定翼の取り付けなどの工夫がなされている。
しかしながら、粉体系工法においては、スラリー系工法と比べて掘削貫入時及び固化材撹拌混合時の撹拌翼の回転抵抗が大きく、改良径の３乗に比例するともいわれており、改良径の大径化が困難であり、施工機械の大型化が不可避である等の問題点が残されていた。
建設需要の低迷と海外需要の増加に伴い低コスト化が余儀なくされている昨今では、大径化、すなわち大断面にすることによって、単位時間当たりの施工量を増やしコストを低減することは極めて重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２７９０７５９号公報
【特許文献２】特許第３５０９５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の主たる課題は、粉体系工法において、粉体系特有の利点を損ねずに、改良径の大径化を可能ならしめることにある。
なお、粉体系工法においては、低含水比の地盤における撹拌混合に際し、原位置に水を供給して原位置土の含水比を調整する工法も提案されている（特許文献１、２参照）が、これらの技術は、低含水比の地盤において含水比を調整する範囲では加水により結果的に撹拌翼の回転抵抗が低減するものであるが、積極的に回転抵抗を低減して改良径の大径化を図ろうとするものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
先端部に設けられた径方向に突出する下段撹拌翼と、この下段撹拌翼に対して基端側に所定の間隔を空けて設けられた径方向に突出する上段撹拌翼と、この上段撹拌翼の引上げ時回転方向背後の位置に設けられた第１噴射口と、前記下段撹拌翼の貫入時回転方向背後の位置に設けられた第２噴射口と、を備えた撹拌軸と、
前記撹拌軸内の内部第１ラインを通じて前記第１噴射口に粉体固化材を圧縮空気に乗せて圧送供給する第１供給装置と、
この第１供給装置とは別の供給ラインにより構成された、前記撹拌軸内の内部第２ラインを通じて前記第２噴射口に界面活性剤を含有する流動性向上剤液を圧送供給する第２供給装置とを用い、
前記撹拌軸を、軸心周りに回転させつつ地盤の改良対象部位に掘削貫入するとともに、その過程で前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口から流動性向上剤液を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と流動性向上剤液とを撹拌混合し、定着部深度より上段撹拌翼と下段撹拌翼との間隔分以上浅い深度に下段撹拌翼が到達したならば、それ以降は定着部深度まで、前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口からスラリー固化材を噴射し、回転する前記下段撹拌翼により原位置土とスラリー固化材とを撹拌混合して先端部処理を行い、
しかる後に、前記撹拌軸を軸心周りに回転しつつ、前記先端部処理後の挿入状態から引き抜くとともに、その過程で前記上段撹拌翼の回転方向背後に前記第１噴射口から粉体固化材を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と粉体固化材とを撹拌混合して柱状の固化体を造成する、
ことを特徴とする深層混合処理工法。
【０００９】
（作用効果）
本発明の主たる特徴は、粉体固化材の供給に先立ち、流動性向上剤液を改良対象部位に供給して、掘削貫入時及び固化材撹拌混合時の撹拌翼の回転抵抗を軽減することにある。このように原位置土と流動性向上剤液とを混合すると、原位置土の流動性向上及び粘性低下により、撹拌翼の回転抵抗が軽減するだけでなく、後の粉体固化材との撹拌混合性も向上することになる。
【００１０】
特筆すべきは、本発明における流動性向上剤液の利用は、単なる流動性向上剤液の摩擦軽減効果の利用に留まらないことである。粉体系工法においては、前述したように、回転する撹拌翼の背後に一瞬できる空隙に粉体固化材が噴射され、固化材が付着した軟弱泥土は、撹拌翼の回転速度と撹拌軸の軸方向移動速度の関係で定まる螺旋状の深さ方向ピッチで撹拌翼によって削り取られ、面的に撹拌されることで混合され、この固化材の付着・切削・撹拌の繰り返しにより高い混合性が維持される。つまり、本発明の場合、粉体固化材の撹拌混合原理と流動性向上剤液との巧みな組み合わせにより、撹拌混合時の撹拌翼の回転抵抗が低減しても混合性が低下し難いのである。これは、スラリー状固化材と原位置土とを撹拌翼で立体的に撹拌するスラリー系工法のように、一般的な撹拌混合原理に基づく場合、良好な混合性を得るためには撹拌翼の回転抵抗も大きくなければならないのとは対照的である。
【００１１】
このように、本発明によれば、粉体系特有の利点を損ねずに、改良径の大径化が可能となる（換言すると、改良径が同径であれば、駆動装置や撹拌翼の小型化等、施工機械の小型化が可能となる）。また、原位置土の粘着性が高い場合であっても、土の塊が撹拌翼や撹拌軸に付着し難くなるという効果もある。さらに、従来の粉体系工法においては、原位置土及びこれと固化材との撹拌混合物の流動性が比較的に乏しいため、原位置に供給した空気が地上に抜けずに改良体内に空気溜まりとして残るおそれがあるが、本発明では流動性向上剤液の使用により原位置土の流動性向上及び粘性低下が図られるため、原位置に供給した空気は撹拌軸外周面に沿って上昇して排気され易くなり、空気溜まりが発生し難くなるという効果もある。
【００１２】
【００１３】
また、このように、スラリー固化材による先端部処理を組み合わせることにより、撹拌軸の挿入深度全体にわたり少ない回転抵抗で（つまり、粉体固化材による改良部分については流動性向上剤液により、また先端部についてはスラリー固化材によりそれぞれ回転抵抗が低減される）改良体を造成できるようになる。
【００１４】
＜請求項２記載の発明＞
先端部に設けられた径方向に突出する下段撹拌翼と、この下段撹拌翼に対して基端側に所定の間隔を空けて設けられた径方向に突出する上段撹拌翼と、この上段撹拌翼の回転方向背後の位置に設けられた第１噴射口と、前記下段撹拌翼の貫入時回転方向背後の位置に設けられた第２噴射口と、を備えた撹拌軸と、
この撹拌軸を支持するとともに、撹拌軸に回転力、引上げ力及び押し込み力を付与するベースマシンと、
前記撹拌軸内の内部第１ラインを通じて前記第１噴射口に粉体固化材を圧縮空気に乗せて圧送供給する第１供給装置と、
この第１供給装置とは別の供給ラインにより構成された、前記撹拌軸内の内部第２ラインを通じて前記第２噴射口に界面活性剤を含有する流動性向上剤液を圧送供給する第２供給装置と、を備え、
前記撹拌軸の外周面に、前記第１噴射口の近傍から撹拌軸の長手方向に沿って延在する筋状突起を形成し、
前記撹拌軸を、軸心周りに回転させつつ地盤の改良対象部位に掘削貫入するとともに、その過程で前記撹拌軸の先端部の前記第２噴射口から流動性向上剤液を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と流動性向上剤液とを撹拌混合し、
しかる後に、前記撹拌軸を軸心周りに回転しつつ、前記改良対象部位に挿入した状態から引き抜くとともに、その過程で前記上段撹拌翼の回転方向背後に前記第１噴射口から粉体固化材を噴射し、回転する前記上段撹拌翼及び下段撹拌翼により原位置土と粉体固化材とを撹拌混合して柱状の固化体を造成するように構成したことを特徴とする深層混合処理装置。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
（作用効果）
粉体系工法においては、原位置土及びこれと固化材との撹拌混合物の流動性が比較的に乏しいため、原位置に供給した空気が地上に抜けずに改良体内に空気溜まりとして残るおそれがある。これに対して、撹拌軸に上述のような筋状突起を設けると、撹拌軸の回転に伴って突起背後に形成される空隙が空気排出通路となり、原位置に供給した空気はこの空気排出通路を介して上昇して排気されるため、空気溜まりが発生し難くなる。
【００１８】
＜請求項３記載の発明＞
前記上段撹拌翼の下縁部に、下方に突出する撹拌刃が径方向に間隔を空けて取り付けられており、前記下段撹拌翼の上縁部にも、上方に突出する撹拌刃が径方向に間隔を空けて取り付けられている、請求項２記載の深層混合処理装置。
【００１９】
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり本発明によれば、粉体系工法において、粉体系特有の利点を損ねずに、改良径の大径化（又は同径であれば施工機械の小型化）が可能となる、等の利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】深層混合処理装置の概略図である。
【図２】スイーベルジョイント部分の縦断面図である。
【図３】撹拌軸の撹拌翼部分を示す拡大図である。
【図４】撹拌軸の横断面図である。
【図５】撹拌軸の撹拌翼部分を示す拡大図である。
【図６】撹拌軸の横断面図である。
【図７】撹拌軸の上段撹拌翼部分を示す横断面図である。
【図８】撹拌軸の下段撹拌翼部分を示す横断面図である。
【図９】掘削貫入時の下段撹拌翼周囲の状態を示す概略図である。
【図１０】引き上げ撹拌時の上段撹拌翼周囲の状態を示す概略図である。
【図１１】下段撹拌翼の締固め効果を説明するための概略図である。
【図１２】施工方法例を示す概略図である。
【図１３】施工方法例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
図１は、本発明に係る深層混合処理装置１を示しており、この装置１は、撹拌軸１０を備えたベースマシン２０と、粉体固化材を計量圧送する第１供給装置３０と、流動性向上剤液およびスラリー固化材を製造し、これらを選択的に切り替えて圧送する第２供給装置４０とで構成されている。
【００２３】
ベースマシン２０は、前端部に立設されたリーダー２１と、リーダー２１に沿って昇降自在に設けられた昇降部２２と、昇降部２２によって支持された撹拌軸１０と、昇降部に搭載された、撹拌軸１０を軸心周りに回転させる回転駆動装置２３とを備えている。撹拌軸１０は、昇降部２２の昇降によって押し込み力又は引上げ力が付与されるとともに、回転駆動装置２３により回転力が付与されるようになっている。
【００２４】
撹拌軸１０は、図３〜図８に示すように、頭部にスイーベルジョイント１１が取り付けられた本体管１２と、本体管１２の先端部に設けられた、径方向両側に突出する下段撹拌翼１３と、この下段撹拌翼１３に対して基端側に所定の間隔を空けて設けられた、径方向両側に突出する上段撹拌翼１４とを備えている。本体管１２は、例えば図３及び図４に示すように角管により形成する他、図５及び図６に示すように円管により形成することもできる。
【００２５】
図３、図５、図７及び図８に示すように、上段撹拌翼１４及び下段撹拌翼１３は、撹拌軸１０の周方向一方側が他方側よりも下側に位置する所定の傾斜姿勢で取り付けられており、貫入時の撹拌軸１０の回転方向は翼下縁部が回転方向前側となり、引上げ時の回転方向はその逆で翼上縁部が回転方向前側となる。下段撹拌翼１３の下縁部には下方に突出するカッターｂ１が径方向に適宜の間隔を空けて取り付けられている。このカッターｂ１は掘削貫入時に地盤を切削するためのものである。また、上段撹拌翼１４の下縁部には下方に突出する撹拌刃ｂ２が径方向に適宜の間隔を空けて取り付けられている。さらに、下段撹拌翼１３の上縁部にも、上方に突出する撹拌刃ｂ２が径方向に適宜の間隔を空けて取り付けられている。これらの撹拌刃ｂ２は撹拌作用を発揮するものである。
【００２６】
本体管１２外面には、上段撹拌翼１４の引上げ時回転方向背後の位置に第１噴射口１５が形成されるとともに、下段撹拌翼１３の貫入時回転方向背後の位置に第２噴射口１６が設けられており、これら第１噴射口１５及び第２噴射口１６には、本体管１２に内蔵された内部第１ラインＬ１及び内部第２ラインＬ２がそれぞれ接続されている。内部第１ラインＬ１及び内部第２ラインＬ２はパイプまたはホースにより形成することができる。
【００２７】
また、図示例では、上段撹拌翼１４の引上げ時回転方向背面には、第１噴射口１５の上側近傍の高さ位置に、径方向に沿って翼基端から先端部近傍まで延在する尾根状の凸筋１７が形成されている。さらに、図示例では、本体管１２の外周面に、本体管１２の長手方向に沿って延在する筋状突起１８が形成されている。この筋状突起１８は長手方向に沿って延在する限り、図示例のような上下方向に沿う直線状とする他、本体管１２の外周に沿って上昇する螺旋状等、曲線状にすることもでき、長手方向に延在する限り、図３に示すように凸筋１７１８が不連続な部分を有していても良い。直線状とする場合、本体管１２が角管の場合は角の部分に筋状突起１８を取付け、円管の場合は上段撹拌翼１４と対応する位置に筋状突起１８を形成するのが好ましい。
【００２８】
図２に詳細に示すように、撹拌軸１０の頭部には、粉体および液体を個別のラインで同時に圧送できる構造のスイーベルジョイント１１が設けられており、撹拌軸１０の内部第１ラインＬ１及び内部第２ラインＬ２は、このスイーベルジョイント１１を介して対応する外部第１ラインＬ１１及び外部第２ラインＬ１２に相互独立に且つ恒常的に接続されており、外部第１ラインＬ１１は第１供給装置３０に、及び外部第２ラインＬ１２は第２供給装置４０にそれぞれ接続されている。
【００２９】
第１供給装置３０は、粉体固化材を貯留するサイロ３１と、このサイロ３１から投入される粉体固化材を図示しないコンプレッサーから供給される圧縮空気に乗せて、外部第１ラインＬ１１を介して送出する送出機３２とを備えている。また、第２供給装置４０は、流動性向上剤液を貯留する貯留槽４１と、スラリー固化材を貯留する撹拌槽４２と、これらの貯留物のうち切替バルブ４３により選択される方を外部第２ラインＬ１２を介して送出するポンプ４４とを備えている。流動性向上剤液は、土の流動性を向上させる薬品であり、界面活性剤を含有するものである。流動性向上剤としては、例えばコンクリート用混和剤として公知の、起泡剤（合成界面活性剤系、樹脂石鹸系、蛋白系）、流動化剤（界面活性剤が主成分であり、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物塩やメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物塩、スチレンスルホン酸共重合物塩など）、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を好適に使用することができる。また、流動性向上剤は、水等で希釈して適宜濃度の液体にして用いるのが好ましい。
【００３０】
他方、図１２は、上記深層混合処理装置１を用いた施工方法の一例を示している。この例は、撹拌軸１０を掘削貫入後、引上げ時に粉体状の固化材を噴射撹拌し、固化柱体ＣＢを造成する施工形態への応用例である。この例では、先ず図１２（ａ）に示されるように、撹拌軸１０を軸心周りに回転しつつ地盤の改良対象部位に掘削貫入するとともに、その過程で、第１供給装置３０からは逆流防止のため圧縮空気のみ供給し、粉体固化材の供給は停止したまま、第２供給装置４０の切替バルブ４３を流動性向上剤液側に切替えてポンプ４４を作動させ、第２供給装置４０から流動性向上剤液を送出し、外部第２ラインＬ１２及び内部第２ラインＬ２を経て第２噴射口１６から噴射させる。第２噴射口１６から噴射される流動性向上剤液は、図９に示すように下段撹拌翼１３の回転方向背後に形成される空隙Ｓ１に散布される。これによって、回転する撹拌翼１３，１４により原位置土Ｇと流動性向上剤液とが撹拌混合され、原位置土Ｇの流動性向上及び粘性低下が図られる。その結果、掘削貫入時の撹拌翼１３，１４の回転抵抗が軽減され、改良径を大径化しても良好に掘削貫入を行うことができるとともに、改良対象部位が後の粉体固化材の散布混合に適した泥土になる。改良径（撹拌翼径）は特に限定されないが、本発明によれば従来の１ｍ径に対して１．５〜３ｍ径程度とすることができる。
【００３１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、定着部（改良部位の底部）深度から上段撹拌翼１４と下段撹拌翼１３との間隔Ｄ１分だけ浅い深度（間隔Ｄ１分以上浅ければ良い）に、下段撹拌翼１３が達したならば、必要に応じて、次のような先端部処理を行うことができる。すなわち、下段撹拌翼１３が所定深度に達したならば、第２供給装置４０の切替バルブをスラリー固化材側に切替えて、図１２（ｃ）に示すように、第２供給装置４０からスラリー固化材を送出し、外部第２ラインＬ１２及び内部第２ラインＬ２を経て第２噴射口１６から噴射させつつ、更に撹拌軸１０を回転させつつ貫入する。これにより、第１噴射口１５よりも先端側の改良対象部位についてはスラリー固化材を供給して、先端部改良体を造成することができる。あるいは、第２供給装置４０から流動性向上剤液を供給しつつ一旦定着部まで掘削貫入したのち、上記間隔Ｄ１分だけ撹拌軸１０を引上げ、この状態から上述の先端部処理を行っても良い。この場合、先端処理部まで流動性向上剤液による撹拌軸１０の回転抵抗低減効果が発揮される。
【００３２】
そして、下段撹拌翼１３が定着部深度に達したならば、第２供給装置４０を停止した後、図１３（ｄ）に示すように、撹拌軸１０を貫入時とは逆に回転しつつ引き上げるとともに、その過程で、第１供給装置３０を作動させて粉体固化材を外部第１ラインＬ１１及び内部第１ラインＬ１を経て第１噴射口１５から噴射させる。第１噴射口１５から噴射される粉体固化材は、図１０に示すように上段撹拌翼１４の回転方向背後に形成される空隙Ｓ２に散布される。固化材が付着した軟弱泥土は、上段撹拌翼１４の回転速度と撹拌軸１０の軸方向移動速度の関係で定まる螺旋状の深さ方向ピッチで撹拌翼によって削り取られ、面的に撹拌されることで混合される。さらに、図示例では、撹拌軸１０の引き上げに伴い、下段撹拌翼１３の上縁部に設けられた掘削ビットにより、上段撹拌翼１４に続いて、逆向きで面的な撹拌がなされるため、混合性はより一層向上する。そして、この固化材の付着・切削・撹拌の繰り返しによって、図１３（ｅ）及び（ｆ）に示すように、原位置土と粉体固化材とが良好に撹拌混合されて柱状の固化体ＣＢが造成される。また、この際、下段撹拌翼１３は図１１に矢印で示すように混合処理土を下方に押し付ける作用を発揮するため、造成される改良体ＣＢは良好に締め固められたものとなる。
【００３３】
一方、粉体固化材とともに供給された空気は、図１３（ｄ）及び（ｅ）に示すように、撹拌軸１０外面に沿って地上に排出される。特に、図示例のように上段撹拌翼１４背面に凸筋１７を有すると、図１０に示す図からも理解できるように、上段撹拌翼１４の回転方向背後に上下２段に空隙が形成され、図５に二点鎖線で示すように凸筋１７下側に噴射される空気が凸筋１７上側の空隙を通じて本体管１２側に還流し、本体管１２と地盤との間を通じて地上に排出されるため、改良体に空気溜まりが発生し難くなる。また、図示例のように、撹拌軸１０の外周面に撹拌軸１０の長手方向に沿って延在する筋状突起１８を有すると、図５にも示すように、筋状突起１８の回転方向背後に、本体管１２の外面に沿って地上へ通じる空隙Ｓ３が形成されるため、これが空気排出通路となって、原位置に供給した空気が上昇（図５二点鎖線矢印参照）して排気され易くなる。
【００３４】
他方、粉体圧送圧が限界となる限界深度よりも高深度（例えば２５ｍ以上）まで改良する必要のあるところでは、限界深度までは第２噴射口１６から流動性向上剤液を供給しつつ掘削貫入し、限界深度からは先端部処理と同様に、第２噴射口１６から固化材スラリー噴射に切り替えて、貫入吐出を行い、引上げ時に再撹拌をして限界深度よりも深い部分にスラリー固化材による固化柱体を造成し、第１噴射口１５が限界深度に戻ったところで第２供給装置４０を停止して第１供給装置３０を作動させ、第１噴射口１５から粉体固化材を噴射させて、限界深度以浅に粉体固化材による固化柱体を造成するといったことも可能である。
【００３５】
また、改良対象部位が含水量の大きい軟弱な地層であれば良いが、ある程度締まった地層や粘着力の大きい地層の場合には、別途又は流動性向上剤液の添加水量を増加することにより、予め改良対象部位に加水して、粉体固化材に対して適切な含水比の原位置土Ｇに調整することができる。例えば、高含水量の地層では少量の流動性向上剤液または原液に近い少量の流動性向上剤液を使用することができる。なお、各深度における流動性向上剤液の噴射量および加水量は、あらかじめ地層構成が分かっている場合には初期設定により制御することができ、そうでない場合や自動化する場合には、地盤状態を電動機駆動の場合は電流計から、油圧駆動の場合は油圧計から検知して制御することもできる。後者の場合、掘削推力、回転トルクを直接検知するセンサーを取り付ければより高精度の管理が可能になる。
【００３６】
（その他）
（Ａ）同一の段の撹拌翼は図示例では対向方向に２枚突出させているが、３枚以上放射方向に突出させることも可能である。
（Ｂ）上記例では、スラリー固化材を併用して先端部処理或は大深度処理を行っているが、本発明ではスラリー固化材は用いなくても良い。
（Ｃ）粉体固化材の噴射は、流動性向上剤液の撹拌混合後であれば撹拌軸１０の引上げ時のみならず、撹拌軸１０を一度引上げた後に再度貫入する過程で行うこともできる。
（Ｄ）本発明では、セメント、セメント系固化材、フライアッシュ（石炭灰）、石灰系固化材等の複数種の粉体固化材を同時噴射することができ、その場合、供給ラインを粉体固化材の種類別に設けて個別に圧送・噴射するほか、予め混合可能な材料である場合は共通の供給ラインで圧送・噴射することができる。
（Ｅ）本発明では、流動性向上剤液を空気とともに高圧噴射することができ、これにより流動性向上剤液と原位置土との混合性を向上させるとともに、改良体内への気泡混入により改良体の軽量化を図ることができる。スラリー固化材を噴射する際も同様にスラリー固化材を空気とともに高圧噴射することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、深層混合処理工法および深層混合処理装置に適用できるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１…深層混合処理装置、１０…撹拌軸、１３…下段撹拌翼、１４…上段撹拌翼、１５…第１噴射口、１６…第２噴射口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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