(57)【要約】【課題】  小さな仕事率でもオーガヘッドが回転し、しかも、改良材が水平方向にのみ押し出されるようにした地盤改良装置を提供する。【解決手段】  同軸に配置され、かつ、独立して周方向に回転する回転軸２１および回転筒２２と、該回転軸２１の下端部に取り付けられたオーガヘッド２３と、回転筒２２の外周に設けられたスクリュー２４とからなるオーガ２０を筒状のケーシング１０内に挿通した地盤圧密手段Ａが備えられている。前記オーガヘッド２３は、凹条に窪んだ押圧部３３を有する複数の楔形のオーガ刃３０が、前記ケーシング１０から突出している回転軸２１の下端部であって、前記押圧部３３を径方向に向けて放射状に設けられたものとされる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配置され、かつ、独立して周方向に回転する回転軸および回転筒と、該回転軸の下端部に取り付けられたオーガヘッドと、回転筒の外周に設けられたスクリューとからなるオーガを筒状のケーシング内に挿通した地盤圧密手段が備えられ、
前記オーガヘッドは、凹条に窪んだ押圧部を有する複数の楔形のオーガ刃が、前記ケーシングから突出している回転軸の下端部に、前記押圧部を径方向に向けて放射状に設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
【請求項２】
前記オーガヘッドを備えた地盤圧密手段が複数並列されていることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良装置。
【請求項３】
前記オーガヘッドは、押し出される改良材を練り返すことができる程度の低速に回転することを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良装置。
【請求項４】
前記オーガヘッドは、負荷の大きさに従って変動する電流値が所定値となると停止するように制御される電気モータによって回転することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の地盤改良装置。
【請求項５】
地中に埋め込まれ、かつ、先端部と本体部とに分離可能なパイプと、該パイプが分離されると露出するようにパイプ内に収納され、かつ、所定の圧力を受けると変形する感圧体と、該感圧体の変形状態から感圧体に加えられた圧力を計測する計測器とを備えた圧力計測手段が組み合わされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の地盤改良装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一つに記載の地盤改良装置を使用する地盤改良方法であって、
掘り上げられた土砂にフィラメント状態の締結材が混入されている改良材を、オーガ刃の押圧部によって軟弱地盤内に押し出すことを特徴とする地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤を圧密の地質に改良するための地盤改良装置に関し、詳しくは、地盤を掘削するとともに改良材を掘削孔内から軟弱地盤内に押し出すためのオーガを備えている地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を圧密の地質に改良する方法として、オーガ掘削工法が知られている。このオーガ掘削工法を使用した地盤圧密装置が特許文献１に開示されており、これについて図６を参照しながら説明する。
【０００３】
この地盤圧密装置は、鉛直姿勢とされる筒状のケーシング１０１内に、駆動軸１０２が挿通されている。駆動軸１０２の外周には、下端部から中間部まで、あるいは全長にわたってスクリュー（螺旋翼）１０３が設けられている。駆動軸１０２の下端部は、ケーシング１０１の下端部から突出し、軟弱地盤を掘削するとともに、改良材Ｓを掘削孔から軟弱地盤内に押し出す圧密カム１０４が取り付けられている。改良材Ｓは、掘り上げられた土砂に、山砂、必要に応じてセメントなどを混合したものである。
【０００４】
ケーシング１０１の上端部には、油圧モータなどからなる駆動手段１０５が設置され、駆動手段１０５は駆動軸１０２を正回転と逆回転の両方向に回転させる。さらに、ケーシング１０１の上部には、改良材Ｓをケーシング１０１内に投入するためのホッパー１０６が接続されている。
【０００５】
このような地盤圧密装置によって軟弱地盤を圧密の地質に改良するには、まず、駆動軸１０２を正回転させることにより、圧密カム１０４が地盤を掘削しながらスクリュー１０３が掘削された土砂を地上に搬出し、掘削孔を形成する。
【０００６】
その後、駆動軸１０２を逆回転させるとともに、ホッパー１０６からケーシング１０１内に改良材Ｓを投入する。この改良材Ｓは、スクリュー１０３によってケーシング１０１内を下方へ搬送される。このとき、掘削孔がケーシング１０１で囲まれているため、改良材Ｓは軟弱地盤の影響を受けることなく圧密カム１０４まで搬送される。そして、改良材Ｓは、圧密カム１０４が回転することによって、掘削孔から水平方向に押し出される。この改良材Ｓが押し出された水平方向の軟弱地盤は、圧密の地質に改良される。
【０００７】
軟弱地盤は、圧密カム１０４の長さとほぼ同じ幅の層状に改良される。したがって、駆動軸１０２とケーシング１０１は、圧密カム１０４の幅分だけ上昇し、既に改良された圧密の地質の地盤上に改良材Ｓが押し出されるようして、圧密の地質を積層するようにする。このようにして、この地盤圧密装置は、駆動軸１０２とケーシング１０１が一定の間隔ごとに上昇し、掘削孔が形成された全深さの地盤を改良される。
【特許文献１】特許第３２５９９１０号公報（第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の地盤圧密装置は、ブームやリーダなどの装置によってケーシング１０１や駆動軸１０２が水平姿勢から鉛直姿勢に姿勢を転換するようにされている。
【０００９】
しかし、特許文献１に開示された地盤圧密装置で使用される駆動手段１０１は、重量のある圧密カム１０４を駆動させなければならず、また、その他の地盤圧密装置であっても、通常、仕事率が１軸に付き約３×104（Ｗ）と大型のものが使用されており、ケーシング１０１や駆動軸１０２の姿勢を転換する際に、駆動手段１０１が設置されたケーシング１０１の上端部が不安定となり、その作業は危険なものとなっている。
【００１０】
また、従来の地盤改良装置は、特許文献１に開示されたような圧密カム１０４ではなく、断面が直角三角形状のオーガ刃が回転軸に放射状に固定されることがある。
【００１１】
しかし、このような直角三角形状のオーガ刃にあっては、掘削孔内に投入された改良材Ｓがオーガ刃の下方にも押し出され、この下方の地質も圧密となる。すると、オーガ刃は、軟弱地盤を広範囲にわたって地質改良していないにもかかわらず、圧密となった下方の地盤の反力を受けて押し上げられる。したがって、直角三角形状のオーガ刃を使用する地盤改良装置は、軟弱地盤の地質を改良できる範囲が狭く、ケーシング１０１と駆動軸１０２を多くの地点で打ち込まなければならず、作業が長期化する。
【００１２】
そこで、本発明は、小さな仕事率でもオーガヘッドが回転し、しかも、改良材が水平方向にのみ押し出されるようにした地盤改良装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る地盤改良装置は、同軸に配置され、かつ、独立して周方向に回転する回転軸および回転筒と、該回転軸の下端部に取り付けられたオーガヘッドと、回転筒の外周に設けられたスクリューとからなるオーガを筒状のケーシング内に挿通した地盤圧密手段が備えられ、前記オーガヘッドは、凹条に窪んだ押圧部を有する複数の楔形のオーガ刃が、前記ケーシングから突出している回転軸の下端部に、前記押圧部を径方向に向けて放射状に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
この地盤改良装置によれば、回転軸の下端部に放射状に設けられたオーガ刃が回転することによって掘削孔が形成され、この掘削孔内に改良材が投入される。この改良材は、オーガ刃の押圧部に押圧されて軟弱地盤内を水平方向にのみ押し出される。オーガ刃の押圧部が凹条に窪んだ形状とされることにより、改良材は、押圧部の中心側に収束する方向に押圧され、押圧部から拡散することなく、水平方向にのみ押し出され、軟弱地盤が層状に圧密の地質に改良される。しかも、このオーガ刃は、改良材を効率的に軟弱地盤内に押し出すため、小さなトルクで回転することができ、オーガ刃を回転させる駆動手段は、従来よりも軽量化することができる。
【００１５】
また、同軸に配置された回転軸および回転筒が独立して回転することにより、回転軸と回転筒の回転方向を反対にし、さらに、回転軸が回転筒よりもわずかに速く回転するようにして、改良材をスクリューによってスムーズに搬送することができる。
【００１６】
また、前記地盤改良装置において、前記オーガヘッドを備えた地盤圧密手段が複数並列されていることが好ましい。
【００１７】
この地盤改良装置によれば、改良材は、各地盤圧密手段によって形成された掘削孔内に投入され、各オーガヘッドの押圧部から押し出される。したがって、改良材は、２方向から押し出され、衝突し合うようになり、各地盤圧密手段間で練り返され、軟質地盤は、より高い圧密の地質の圧密ゾーンに変成される。この圧密ゾーンは、環状の壁のようになって周囲に拡張していく。
【００１８】
また、前記地盤改良装置において、前記オーガヘッドは、押し出される改良材を練り返すことができる程度の低速に回転することが好ましい。
【００１９】
この地盤改良装置によれば、オーガヘッドが低速に回転することにより、改良材はゆっくりと押し出され、捏ねるように練り返され、軟弱地盤をますます密度の高い圧密の地質に改良することができる。
【００２０】
また、前記地盤改良装置において、前記オーガヘッドは、負荷の大きさに従って変動する電流値が所定値となると停止するように制御される電気モータによって回転することが好ましい。
【００２１】
この地盤改良装置によれば、電気モータは、圧密となっていない軟弱地盤内に改良材が押し出されている状態において小さな電流で回転し、軟弱地盤が圧密に改良されると、電流が大きくなって回転する。軟弱地盤が圧密となりすぎると、オーガ刃は回転することができなくなるため、この限界となる最大の電流よりもわずかに小さな電流が流れると、電気モータは停止するように制御される。また、地盤圧密手段から離隔した地点の軟弱地盤が所期の圧密状態となるときの電気モータの電流値を予め検出しておくことにより、その電流値が電気モータに流れたときに、電気モータを停止するようにすることができる。
【００２２】
また、前記地盤改良装置において、地中に埋め込まれ、かつ、先端部と本体部とに分離可能なパイプと、該パイプが分離されると露出するようにパイプ内に収納され、かつ、所定の圧力を受けると変形する感圧体と、該感圧体の変形状態から感圧体に加えられた圧力を計測する計測器とを備えた圧力計測手段が組み合わされていることが好ましい。
【００２３】
この地盤改良装置によれば、圧力計測手段が地盤圧密手段から離隔した地中に埋め込まれることにより、その地点での軟弱地盤が所期の圧密に達したことを検知することができる。また、感圧体がパイプ内に収納されていることにより、パイプを効率的に地中に埋め込むことができ、また、感圧体が改良された土に押圧されて変形することにより、軟弱地盤の圧密状態を正確に検知することができる。
【００２４】
また、本発明に係る地盤改良方法は、前記の地盤改良装置を使用する地盤改良方法であって、掘り上げられた土砂にフィラメント状態の締結材が混入されている改良材を、オーガ刃の押圧部によって軟弱地盤内に押し出すことを特徴としている。
【００２５】
この地盤改良方法によれば、フィラメント状態の締結材が繋ぎ材として作用し、改良材がより一層硬くなり、軟弱地盤をますます密度の高い圧密の地質に改良することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、凹条に窪んだ押圧部を有する複数の楔形のオーガ刃が、ケーシングから突出している回転軸の下端部に放射状に設けられたことにより、掘削孔に投入された改良材は、押圧部の中心側に収束して軟弱地盤内に押し出される。したがって、軟弱地盤は層状に圧密の地質に改良されるため、オーガ刃は、下方から反力を受けることがなく、上方に移動することがない。この結果、本地盤改良装置は、軟弱地盤を広範囲にわたって圧密の地質に改良することができ、作業性を向上させることができる。
【００２７】
また、オーガは、小さなトルクで回転することができるため、回転軸を回転させる駆動手段を従来よりも軽量化することができる。したがって、この地盤圧密手段は、水平姿勢と鉛直姿勢とに転換するときに、上端部が不安定とならず、人身事故などが起きないように安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る地盤改良装置の一実施形態について図１ないし図５を参照しながら説明する。この地盤改良装置は、地盤圧密手段Ａや圧力計測手段Ｂなどを中心に構成されている。
【００２９】
地盤圧密手段Ａは図１に示すように、地中内を鉛直方向に昇降動する筒状のケーシング１０と、このケーシング１０内に挿通されるオーガ２０とを備えている。オーガ２０は、同軸に配置される回転軸２１および回転筒２２と、この回転軸２１の下端部に取り付けられたオーガヘッド２３と、回転軸２１の外周に設けられたスクリュー２４とから構成されている。
【００３０】
回転軸２１の下端部は、ケーシング１０の下端部から突出してオーガヘッド２３が取り付けられている。オーガヘッド２３は、図２（ａ）に示すように、複数のオーガ刃３０，３０，３０が等間隔で放射状に設けられている。オーガ刃３０は、図示したような３枚以外に、任意の枚数設けることができる。また、オーガ刃３０の先端部は、ケーシング１０の外周よりもわずかに突出する、換言すれば、ケーシング１０の外側面がオーガ刃３０の先端部よりも内側に位置するようにされている。
【００３１】
そして、各オーガ刃３０は、例えば平板を楔形に完全溶接して成形され、底部３１と掘削部３２と押圧部３３とが設けられ、これら３１，３２，３３によって囲まれる内部が中空状態とされ、軽量化が図られている。底部３１は、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように回転軸２１に対して直角方向を向いており、幅が回転軸２１の方から先端側にかけて次第に狭くなるようにされている。また、掘削部３２は、底部３１の一端縁から傾斜し、回転軸２１の方から先端まで同じ高さとされている。底部３１と掘削部３２とによって形成される尖端部３４が軟弱地盤を掘削する。
【００３２】
さらに、押圧部３３は、底部３１の他端縁と掘削部３２の上端縁との間で凹条に窪み、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂとが設けられている。この押圧部３３は、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すようにく字形（図面では逆く字形）のように屈曲するような形状とされる。ただし、オーガ刃３０を押出し成形や射出成形などによって形成するときは、押圧部３３は、く字形のほか、円弧形などとしてもよい。
【００３３】
いずれにしても、凹条に窪んだ押圧部３３によって、掘削孔内に投入された改良材は、押圧部３３の最も深い中心側（下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂの境界部側）に収束し、水平方向にのみ押し出される。すなわち、押圧部３３が平坦であるときは、改良材は押圧部３３の幅よりも広がって下方にも押し出されるが、押圧部３３が凹条に窪み、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂとが設けられることにより、改良材は下側突出部３３ａによって上向きに押され、上側突出部３３ｂによって下向きに押され、合力として水平方向にのみ押し出される。
【００３４】
なお、改良材としては、背景技術において説明したように、掘り上げられた土砂に山砂、必要に応じてセメントなどを混入したものであってもよいが、掘り上げられた土砂に、山砂やセメントなどとともに、あるいは山砂やセメントなどを混入しないで、フィラメント状態の締結材を混入したものを使用することが好ましい。この締結材としては、例えば炭化結晶した竹やジュート、あるいは、ＰＥＴを短冊状に切断した切片を使用する。
【００３５】
竹やジュートは、天然の素材であるため、腐敗しても土砂内に溶け込むことができる。一方、ＰＥＴは、改良材の締結材として使用することにより、通常のリサイクルで行われている水洗いの必要がなく、低コストで再利用することができる。いずれにしても、締結材は、50mm〜150mm程度の長さのフィラメント状態とされ、改良材の繋ぎ材として作用する。
【００３６】
このようなオーガヘッド２３が取り付けられた回転軸２１と、スクリュー２４を設けた回転筒２２とは、オーガ２０の上端部に設置された駆動手段（図示せず）によって独立して周方向に正逆両回転し、好ましくは、速度比が例えば0.9：1のように回転筒２２がわずかに速く回転するようにされている。回転軸２１と回転筒２２とがこのような速度比で、逆方向回転することにより、掘削された土や改良材が詰まることなくスムーズに搬送されるようにすることができる。
【００３７】
駆動手段は、オーガ刃３０が楔形とされることにより、また、回転軸２１と回転筒２２とが逆方向に回転するようにすることにより、約7.5×104（Ｗ）の仕事率を有するような従来よりも軽量のものが使用される。この駆動手段は、遊星歯車（図示せず）によって1/20〜1/200に減速され、回転軸２１および回転筒２２が例えば25rpm程度の低速で回転するようにされている。
【００３８】
このような駆動手段としては、エンジン発電機（図示せず）によって駆動される電気モータが使用される。電気モータは、小さなトルクで回転するときは小さな電流が流れ、大きなトルクで回転するときは大きな電流が流れるようにされている。したがって、改良材が小さなトルクで軟弱地盤内に押し出し始める初期の段階においては、電気モータは小さな電流で回転する。そして、軟弱地盤が圧密となり、改良材が大きなトルクで押し出される段階において、電気モータは大きな電流で回転する。軟弱地盤が必要以上に圧密となっているにもかかわらず、改良材が押し出されると、オーガ刃３０が回転できなくなる。
【００３９】
そこで、この駆動手段には、軟弱地盤が所定の圧密に改良される状態において流れる電流値が検知されると、電気モータを停止するようにする制御部が組み込まれている。この制御部は、電気モータを流れる電流をデジタル数値に変換するＡ−Ｄ変換器と、そのデジタル数値化された電流値が停止させるべき電流値よりも小さいか、大きいかを比較するコンピュータなどの比較器とを備えている。
【００４０】
そして、本地盤圧密手段Ａは、図３に示すように、３軸に並列されて使用されるため、各地盤圧密手段Ａの回転軸２１と回転筒２２はそれぞれ専用の電気モータによって回転するようにされている。いずれかの電気モータを流れる電流値が停止させるときの電流値となると、他の電気モータも停止するようにされている。なお、２列の地盤圧密手段Ａに近接して２本の支柱１１，１１が立てられ、各支柱１１，１１が桁材１２で連結されることにより、オーガ刃３０が安定して掘削することができるようにされている。
【００４１】
そして、電気モータを駆動させるエンジン発電機は、地盤圧密手段Ａを鉛直姿勢としたり水平姿勢としたりとするブームやリーダなどの装置を作動させる油圧ポンプ（図示せず）も作動させる。電気モータと油圧ポンプとは同時に作動しないため、エンジン発電機は、１台で電気モータと油圧ポンプとを切り替えて作動させる。
【００４２】
そして、本地盤改良装置は、このような地盤圧密手段Ａから離隔した位置で使用する圧力計測手段Ｂが組み合わされる。この圧力計測手段Ｂは、図５に示すように、中空のパイプ４０と、風船のように膨張・収縮する感圧体５０と、この感圧体５０の収縮状態を計測する計測器（図示せず）とを備えている。
【００４３】
パイプ４０は、下側の先端部４１と上側の本体部４２とが分離可能に連結されて、この連結部分に嵌合し合う櫛歯部４１ａ，４２ａが設けられている。また、先端部４１の上端部には、感圧体５０を載せる支持盤４３が取り付けられ、本体部４２の下端部には、感圧体５０を衝止する受け板４４が突設されている。また、感圧体５０内には、感圧体５０が収縮できるような油、水または空気などの流動体が充填され、この流動体が流れる耐圧性のホース５１が感圧体５０に接続され、収縮した状態の感圧体５０の体積が計測器によって計測され、軟弱地盤が圧密の地質に改良されているかどうかを検知することができるようにされている。
【００４４】
この実施形態における地盤改良装置は、以上のように構成され、次に、地盤改良の方法について説明する。
【００４５】
まず、オーガ２０を打ち込む地点から所定の距離だけ離れた地点に圧力計測手段Ｂのパイプ４０を埋め込む。パイプ４０は、図５（ａ）に示すように、先端部４１と本体部４２とが接合し、支持盤４３上に感圧体５０を載せた状態で地中に埋め込まれる。感圧体５０内には、流動体が充填され、膨張した状態となっている。パイプ４０は、地盤改良する最も深い位置に感圧体５０が位置するまで埋め込まれる。感圧体５０は、パイプ４０内に収納されているため損傷することがない。
【００４６】
そして、本体部４２のみが図５（ｂ）に示すように、感圧体５０の直径程度上昇して先端部４１から離隔し、膨張した状態の感圧体５０が地中内に露出するようにする。また、受け板４４がオーガ２０を打ち込む側と反対側に位置し、感圧体５０がオーガ２０を打ち込む側に位置している。
【００４７】
一方、地盤圧密手段Ａは、エンジン発電機が油圧ポンプを駆動することによって、水平姿勢から鉛直姿勢に転換される。駆動手段が従来よりも小型・軽量化されているため、オーガ２０は安定して姿勢が転換される。
【００４８】
そして、地盤圧密手段Ａが鉛直姿勢となると、エンジン発電機は、油圧ポンプから切り替えて、電気モータを駆動し、回転軸２１を正方向に回転させ、回転筒２２を逆方向に回転させる。すると、オーガヘッド２３が正方向（図２（ａ）のＦ方向）に回転し、オーガ刃３０の尖端部３４が地中に食い込み、軟弱地盤の土が回転筒２２とケーシング１０との間に押し上げられ、そして、逆方向に回転しているスクリュー２４によって上方へ搬送されることにより、軟弱地盤が掘削され、掘削孔が形成される。
【００４９】
また、ケーシング１０は、外側面がオーガ刃３０の先端部よりも内側に位置しているため、形成された掘削孔内に挿入されていく。したがって、掘削孔は、ケーシング１０に囲まれ、軟弱地盤が崩れて埋め戻されることがない。
【００５０】
所定の深さまで掘削されると、電気モータは回転軸２１を逆方向に回転させ、回転筒２２を正方向に回転させながら改良材を掘削孔内に投入する。改良材は、フィラメント状態の締結材を混入したものが好ましいが、軟弱地盤の状態などに応じて、掘り上げられた土砂に山砂やセメントなどを混入したものを使用することもできる。いずれにしても、回転軸２１と回転筒２２の回転速度を例えば１:0.9のように回転筒２２の速度をわずかに速くすることにより、改良材は、ケーシング１０内で詰まることなくスムーズにオーガヘッド２３の方へ搬送される。
【００５１】
そして、改良材は、オーガヘッド２３が逆方向（図２（ｂ）のＲ方向）に回転することにより、各オーガ刃３０の押圧部３３に押圧される。押圧部３３は、凹条に窪んだ形状とされ、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂが改良材を押圧する。押圧部３３が平坦であれば、改良材は、押圧部材３３の幅方向（上下方向）に広がってオーガ刃３０の下方へ押し出される。しかし、凹条に窪んだ形状の押圧部３３は、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂが改良材を中心側に収束するような力を加えるため、この力が合力となって、改良材は水平方向にのみ押し出され、軟弱地盤は図４に示すように層状に圧密となった地質（濃い網掛け部分）に改良される。
【００５２】
さらに、本地盤改良装置は、地盤圧密手段Ａが３列に並べられているため、隣り合っているオーガヘッド２３から改良材が押し出され、改良材は図３に示すように、２方向から押し出され、衝突しあうように突き合わされ、捏ねられるように練り返され、改良材に含まれている砂などが隙間なく密着し、強固に圧密となる。さらに、オーガ刃３０が低速で回転することにより、改良材には大きな力が加えられ、軟弱地盤は、ますます圧密の地質に改良される。
【００５３】
このようにして、地盤圧密手段Ａの周囲の軟弱地盤は、図３に示すような圧密ゾーンＷに変成される。この圧密ゾーンＷは、掘削孔内に次々と投入される改良材がオーガ刃３０の押圧部３３から押し出されることにより、次第に広範囲に広がっていく。
【００５４】
そして、改良材がオーガヘッド２３よりも下側に押し出されないことから、オーガヘッド２３よりも下側は圧密の地質にならず、オーガヘッド２３が下側から反力を受けることがない。したがって、圧密ゾーンＷは広範囲に拡張される。
【００５５】
そして、圧密ゾーンＷは感圧体５０が露出している圧力計測手段Ｂまで到達する。感圧体５０は、図５（ｂ）に示すように圧密の土と受け板４４とに挟まれる。感圧体５０は、受け板４４によって軟弱地盤内に埋め込まれることがないため、圧密の土の圧力によって圧縮される。感圧体５０が所定の圧力まで圧縮されていることを計測器が検出すると、軟弱地盤が所定の範囲で圧密の地質に改良されたことを検知することができる。そして、圧力計測手段Ｂから出力される信号が駆動手段に送られ、電気モータが停止する。
【００５６】
なお、圧力計測手段Ｂが所定の圧力を検出する以前に、オーガヘッド２３の周囲が圧密になりすぎ、電気モータが停止すべき所定値の電流が流れていることが制御部によって検知されると、電気モータは停止するようにされている。
【００５７】
このようにして、掘削孔の最も深い部分の軟弱地盤が層状の圧密ゾーンＷに変成されると、図４の仮想線に示すように、オーガ２０が所定の距離だけ上昇する。そして、前記と同様、回転軸２１が逆方向に回転し、回転筒２２が正方向に回転しながら、掘削孔内に改良材が投入され、この改良材が既に変成された圧密ゾーンＷの上に押し出され、圧密の地質の層を積み重ねる。ただし、電気モータは、圧力計測手段Ｂが再度、感圧体５０の圧縮量を検知して停止するのではなく、既に検知された電流に達することによって停止する。
【００５８】
このようにして、圧密ゾーンＷの層が地表まで重ねられると、この地点での作業が終了し、本地盤改良装置は次の地点へ移動し、前記と同じ作業を繰り返す。一方、圧力測定手段は、パイプ４０の先端部４１と感圧体５０とを地中に残し、パイプ４０の本体部４２を地中から引き抜き、パイプ４０によって開けられた孔に土を戻す。引き抜かれたパイプ４０の本体部４２や計測器は再度、使用する。
【００５９】
なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、本発明は、圧力測定装置を組み合わせることなく、また、地盤圧密手段Ａは１台のみ、または４台以上で実施することもできる。
【００６０】
さらに、前記の実施形態では、第１回目の地盤改良において、圧力計測手段Ｂによって軟弱地盤が圧密に改良されたことを検知して電気モータを停止する場合について説明したが、第１回目の地盤改良においても、所定値の電流が電気モータに流れると、電気モータが停止して、オーガ２０が所定の距離だけ上昇するようにし、圧力計測手段Ｂは単に軟弱地盤が圧密に改良されたことを確認するためにだけ使用することもできる。この場合は、第１回目において地盤が所定の圧密に改良されていなければ、第２回目以降において、地盤が所定の圧密に改良されるように、モータが停止する電流値を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る地盤改良装置の一実施形態であって、地盤圧密手段を示す概略断面正面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る地盤改良装置の一実施形態を示す概略断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｄ）はＺ−Ｚ線断面図である。
【図３】本発明に係る地盤改良装置の一実施形態を示す概略断面平面図である。
【図４】本発明に係る地盤改良装置の一実施形態であって、図３のＶ−Ｖ線概略断面図である。
【図５】本発明に係る地盤改良装置の一実施形態であって、（ａ）は圧力計測手段の初期の状態を示す正面図、（ｂ）は圧力計測手段によって圧力を計測している最中の正面図である。
【図６】従来の地盤圧密装置の一部断面正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ…地盤圧密手段
Ｂ…圧力計測手段
１０…ケーシング
２０…オーガ
２１…回転軸
２２…回転筒
２３…オーガヘッド
２４…スクリュー
３０…オーガ刃
４０…パイプ
４１…先端部
４２…本体部
５０…感圧体
【図１】
2006022492.tif 000003
【図２】
2006022492.tif 000004
【図３】
2006022492.tif 000005
【図４】
2006022492.tif 000006
【図５】
2006022492.tif 000007
【図６】
2006022492.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月29日(2005.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示された地盤圧密装置で使用される駆動手段１０５は、重量のある圧密カム１０４を駆動させなければならず、また、その他の地盤圧密装置であっても、通常、仕事率が１軸に付き約３×１０4（Ｗ）と大型のものが使用されており、ケーシング１０１や駆動軸１０２の姿勢を転換する際に、駆動手段１０５が設置されたケーシング１０１の上端部が不安定となり、その作業は危険なものとなっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
所定の深さまで掘削されると、電気モータは回転軸２１を逆方向に回転させ、回転筒２２を正方向に回転させながら改良材を掘削孔内に投入する。改良材は、フィラメント状態の締結材を混入したものが好ましいが、軟弱地盤の状態などに応じて、掘り上げられた土砂に山砂やセメントなどを混入したものを使用することもできる。いずれにしても、回転軸２１と回転筒２２の回転速度を例えば０．９：１のように回転筒２２の速度をわずかに速くすることにより、改良材は、ケーシング１０内で詰まることもなくスムーズにオーガヘッド２３の方へ搬送される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
そして、改良材は、オーガヘッド２３が逆方向（図２（ａ）のＲ方向）に回転することにより、各オーガ刃３０の押圧部３３に押圧される。押圧部３３は、凹条に窪んだ形状とされ、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂが改良材を押圧する。押圧部３３が平坦であれば、改良材は、押圧部３３の幅方向（上下方向）に広がってオーガ刃３０の下方へ押し出される。しかし、凹条に窪んだ形状の押圧部３３は、下側突出部３３ａと上側突出部３３ｂが改良材を中心側に収束するような力を加えるため、この力が合力となって、改良材は水平方向にのみ押し出され、軟弱地盤は図４に示すように層状に圧密となった地質（濃い網掛け部分）に改良される。