(57)【要約】      （修正有）【課題】水平方向に削孔されたボーリング孔を拡径しつつ、その拡径された孔に固化材を充填し、ボーリング孔に固化材が充填されない脆弱部分（空洞部）の形成を排除した地盤改良工法。【解決手段】水平方向のボーリング孔ｈを削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔ｈに充填用ロッド２を挿入する挿入工程と、該充填用ロッド２の側面に設けた少なくとも一対のノズル２６から掘削用流体Ｍ１を噴射してボーリング孔ｈを半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッド２の先端３から固化材Ｍ２を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体Ｍ１は交差噴流Ｊｃを構成してボーリング孔ｈを半径方向外方に掘削し、充填工程ではスランプ値の大きな固化材（例えば、固練りモルタルＭ２等）と流体（例えば、空気Ｍ３或いは水）とが噴射される。【選択図】図５
2006070517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向のボーリング孔を削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッドを挿入する挿入工程と、該充填用ロッドの側面に設けた少なくとも一対のノズルから掘削用流体を噴射してボーリング孔を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッドの先端から固化材を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体は交差噴流を構成してボーリング孔を半径方向外方に掘削し、充填工程ではスランプ値の大きな固化材と流体とを噴射し、噴射に際して固化材は細分化され、細分化された固化材が流体により包囲されて充填すべき領域へ衝突する様に噴射されることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
水平方向のボーリング孔を削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッドを挿入する挿入工程と、該充填用ロッドの側面に設けた少なくとも一対のノズルから掘削用流体を噴射してボーリング孔を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッドの先端から固化材を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体は交差噴流を構成してボーリング孔を半径方向外方に掘削し、前記固化材は微細に泡立てられた状態で供給系統を介して充填用ロッドの先端まで供給され、充填用ロッド先端から噴射されると気体の泡の体積が膨張し以って比重が減少し、固化材と泡との混合物が充填箇所まで移動することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
水平方向のボーリング孔を削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッドを挿入する挿入工程と、該充填用ロッドの側面に設けた少なくとも一対のノズルから掘削用流体を噴射してボーリング孔を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッドの先端から固化材を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体は交差噴流を構成してボーリング孔を半径方向外方に掘削し、前記固化材は気体の泡を含んだ状態で供給系統を介して充填用ロッドの先端まで供給され、充填用ロッド先端から噴射されると気体の泡の体積が膨張し、気体の泡が膨張するエネルギーにより固化材が充填するべき領域へ衝突する様に噴射されることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項４】
水平方向のボーリング孔を削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッドを挿入する挿入工程と、該充填用ロッドの側面に設けた少なくとも一対のノズルから掘削用流体を噴射してボーリング孔を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッドの先端から固化材を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体は交差噴流を構成してボーリング孔を半径方向外方に掘削し、前記固化材は粉体であり、充填工程では粉体の固化材が流体と共に噴射されて充填するべき領域へ衝突することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項５】
水平方向のボーリング孔を削孔する削孔工程と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッドを挿入する挿入工程と、該充填用ロッドの側面に設けた少なくとも一対のノズルから掘削用流体を噴射してボーリング孔を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程と、前記充填用ロッドの先端から固化材を充填する充填工程とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体は発泡剤或いは界面活性剤を添加して供給され、交差噴流を構成してボーリング孔を半径方向外方に掘削し、掘削した後に泡立ってスライムの見かけの比重を減少することを特徴とする地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中固結体を造成して地盤を改良する技術に関する。より詳細には、本発明は、水平方向（本明細書においては、水平面に対して傾斜している場合を含む）に延在する地中固結体を造成して地盤を改良する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
概略円形断面が水平方向に延在するように削孔された掘削孔に固化材を充填し、軟弱地盤等を改良する地盤改良工法は、従来から提案されている。
【０００３】
従来の水平方向の地盤改良工法では、ボーリングロッドで水平方向へボーリング孔を削孔後、該ボーリングロッド、或いは、新にボーリング孔に挿入された固化材充填用ロッドの側部に設けたノズルから切削用流体を噴射し、ボーリング孔を拡径しつつ、当該ロッドの先端から固化材を噴射し、その固化材を以ってボーリング孔全体を埋め尽くすように充填される。
【０００４】
しかし、かかる従来技術においては、噴射された固化材は円形断面の下方から順次上方に向って充填されていくが、当該拡径された水平方向に延在するボーリング孔の全体に固化材は充填されず、拡径されたボーリング孔断面の上方部分には、固化材が充填されない部分（空洞部：いわゆる「巣」）が出来てしまう、という問題を有していた。
【０００５】
すなわち、固化材が充填されない部分（空洞部：いわゆる「巣」）が存在すると、その部分が崩落して、地表側の陥没を招く恐れがある。そして、固化材が充填されない部分（空洞部：いわゆる「巣」）が存在する様な地中固結体が造成された場合には、所定の強度を発揮することが出来ず、求められる改良地盤としての性能を発揮出来ない。
【０００６】
その他の従来技術としては、ケーシング及びオーガを用いて、水平方向へ固化材を充填する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
しかし、その様な従来技術では、造成されるべき地中固結体の径寸法はケーシングの内径寸法しかあり得ないので、個々の施工現場に応じた地中固結体の造成が困難である。また、比較的大径のケーシングを施工予定領域まで挿入するために、多大な労力が必要である旨の問題が存在する。
【特許文献１】特開平１０−１８３５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、水平方向に削孔されたボーリング孔を拡径しつつ、その拡径された孔に固化材を充填する地盤改良工法において、当該ボーリング孔に、固化材が充填されない領域（空洞部：いわゆる「巣」）が形成されるのを防止することが出来る地盤改良工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の地盤改良工法は、水平方向のボーリング孔（ｈ）を削孔する削孔工程（図５の５−１で示す工程）と、削孔されたボーリング孔（ｈ）に充填用ロッド（２）を挿入する挿入工程（図５の５−２及び５−３で示す工程）と、該充填用ロッド（２）の側面に設けた少なくとも一対のノズル（２６）から掘削用流体（Ｍ１）を噴射してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程（図５の５−４で示す工程）と、前記充填用ロッド（２）の先端（３）から固化材（Ｍ２）を充填する充填工程（図５の５−４で示す工程）とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体（Ｍ１）は交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、充填工程ではスランプ値の大きな固化材（例えば、固練りモルタルＭ２等）と流体（例えば、空気Ｍ３或いは水）とが噴射し、噴射に際して固化材（Ｍ２）は細分化され、細分化された固化材（ｍ２）が流体（Ｍ３）により包囲されて充填するべき領域（拡径された拡径孔Ｈにおいて既に固化材Ｍ２が付着した領域Ｗ）へ衝突する様に噴射されることを特徴としている（請求項１：第１実施形態と対応）。
【０００９】
本発明の地盤改良工法は、水平方向のボーリング孔（ｈ）を削孔する削孔工程（図５の５−１で示す工程）と、削孔されたボーリング孔（ｈ）に充填用ロッド（２）を挿入する挿入工程（図５の５−２から５−３で示す工程）と、該充填用ロッド（２）の側面に設けた少なくとも一対のノズル（２６）から掘削用流体（Ｍ１）を噴射してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程（図５の５−４で示す工程）と、前記充填用ロッド（２）の先端（３）から固化材（Ｍ２）を充填する充填工程（図５の５−４で示す工程）とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体（Ｍ１）は交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、前記固化材（Ｍ２）は微細に泡立てられた状態で（微細な気体の泡Ｂｇを包含した状態で）供給系統（８）を介して充填用ロッド（２）の先端（３）まで供給され、（供給系統の途中で充填用圧力を付加され、）充填用ロッド先端（３）から噴射されると気体の泡（Ｂｇ）の体積が膨張し以って（気体の泡Ｂｇと混合されている固化材Ｍ２の全体の）比重が減少し、固化材と泡との混合物が充填箇所まで移動することを特徴としている（請求項２：第２実施形態と対応）。
【００１０】
本発明の地盤改良工法は、水平方向のボーリング孔（ｈ）を削孔する削孔工程（図５の５−１で示す工程）と、削孔されたボーリング孔（ｈ）に充填用ロッド（２）を挿入する挿入工程（図５の５−２から５−３で示す工程）と、該充填用ロッド（２）の側面に設けた少なくとも一対のノズル（２６）から掘削用流体（Ｍ１）を噴射してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程（図５の５−４で示す工程）と、前記充填用ロッド（２）の先端（３）から固化材（Ｍ２）を充填する充填工程（図５の５−４で示す工程）とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体（Ｍ１）は交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、前記固化材（Ｍ２）は気体の泡（Ｂｇ）を含んだ状態で供給系統（８）を介して充填用ロッドの先端（３）まで供給され、（供給系統８の途中で充填用圧力を付加され、）充填用ロッド先端（３）から噴射されると気体の泡（Ｂｇ）の体積が膨張し、気体の泡（Ｂｇ）が膨張するエネルギーにより固化材（Ｍ２）が充填するべき領域（Ｗ）へ衝突する様に噴射されることを特徴としている（請求項３：第３実施形態と対応）。
【００１１】
また本発明の地盤改良工法は、水平方向のボーリング孔（ｈ）を削孔する削孔工程（図５の５−１で示す工程）と、削孔されたボーリング孔に充填用ロッド（２）を挿入する挿入工程（図５の５−２及び５−３で示す工程）と、該充填用ロッド（２）の側面に設けた少なくとも一対のノズル（２６）から掘削用流体（Ｍ１）を噴射してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程（図５の５−４で示す工程）と、前記充填用ロッド（２）の先端から固化材（Ｍ２）を充填する充填工程（図５の５−４で示す工程）とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体（Ｍ１）は交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、前記固化材（Ｍ２）は粉体であり、充填工程では粉体の固化材（Ｍ２）が流体（Ｍ３）と共に噴射されて充填するべき領域（Ｗ）へ衝突する様に構成されている（請求項４：第４実施形態と対応）。
【００１２】
本発明の地盤改良工法は、水平方向のボーリング孔（ｈ）を削孔する削孔工程（図５の５−１で示す工程）と、削孔されたボーリング孔（ｈ）に充填用ロッド（２）を挿入する挿入工程（図５の５−２から５−３で示す工程）と、該充填用ロッド（２）の側面に設けた少なくとも一対のノズル（２６）から掘削用流体（Ｍ１）を噴射してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方へ掘削して拡径する拡径工程（図５の５−４で示す工程）と、前記充填用ロッド（２）の先端（３）から固化材（Ｍ２）を充填する充填工程（図５の５−４で示す工程）とを含み、拡径工程と充填工程とが同時に行われ、前記掘削用流体（Ｍ１）は発泡剤或いは界面活性剤（Ｍ４）を添加して供給され、交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、掘削した後に泡立ってスライム（Ｓ）の見かけの比重を減少することを特徴としている（請求項５：第５実施形態と対応）。
請求項５の地盤改良工法は、請求項１の地盤改良工法〜請求項４の地盤改良工法の何れかと、組み合わせて実施することが出来る。
【００１３】
ここで、本明細書において「水平方向」なる文言は、水平面と平行な場合のみならず、水平面に対して±４５°の範囲の傾斜角度を有する場合をも含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
上述した構成を具備する本発明（請求項１の発明）によれば、固化材の充填工程ではスランプ値の大きな固化材（例えば、固練りモルタルＭ２等）と流体（例えば、空気Ｍ３或いは水）とを噴射し、その噴射に際して固化材（Ｍ２）は細分化され、細分化された固化材（ｍ２）が流体（Ｍ３）により包囲されて充填するべき領域（拡径された拡径孔Ｈにおいて既に固化材Ｍ２が付着した領域Ｗ）へ衝突する様に噴射されるため、造成された水平方向に延在する地中固結体の上部に、空気が貯留されて固化材が充填されていない領域（空洞部：いわゆる「巣」）が形成されてしまうことを防止できる。
【００１５】
その結果、本発明（請求項１の発明）によれば、固化材が、拡径された水平方向ボーリング孔内の領域に、偏在すること無く、一様に充填される。したがって、造成された水平方向に延在する地中固結体の上部に、空気が貯留されて固化材が充填されていない領域（空洞部、いわゆる「巣」）が形成されてしまうことを防止できる。
【００１６】
ここで、水平方向に延在する地中固結体を造成しようとする場合には、垂直方向に延在する地中固結体を造成する場合とは異なり、固化材充填前にボーリング孔を拡径する段階で発生したスライム（Ｓ）に対して、充填される固化材の比重が大きいと、当該固化材がスライム（Ｓ）中で沈殿して、拡径したボーリング孔の上方に固化材の充填されない領域（巣）が形成されてしまう場合がある。その様な領域（巣）の存在は、造成された地中固結体の品質を著しく低下させるのみならず、当該領域（巣）内に土壌が崩落することにより、地表側が陥没する可能性がある。
また、固化材充填前にボーリング孔を拡径する段階で発生したスライム（Ｓ）が羽口側から十分に排出されず、ボーリング孔内に残存してしまう恐れも存在する。そして、スライム（Ｓ）が残存した部分は固化材と置換されないので、造成された地中固結体の質が低下してしまう。
【００１７】
これに対して、上述した本発明（請求項２の発明）によれば、前記固化材（Ｍ２）は気体の泡（Ｂｇ）を包含した状態で供給系統（８）を介して充填用ロッド（２）の先端（３）まで供給され、（供給系統の途中で充填用圧力が付加され、）充填用ロッド先端（３）から噴射されると気体の泡（Ｂｇ）の体積が膨張し以って（気体の泡Ｂｇと混合されている固化材Ｍ２の全体の）比重が減少する様に構成されているので、前記固化材（Ｍ２）は気体の泡（Ｂｇ）を包含しており、（気体の泡Ｂｇと混合されている固化材Ｍ２の全体の）比重が水平ボーリング孔内のスライム（Ｓ）の比重と大差無い状態となる。
そのため、固化材（Ｍ２）はスライム（Ｓ）が充満した水平ボーリング孔内を直ちに落下せず、固化材を充填するべき領域において、垂直方向（上下方向）に均一に分布して、充填箇所まで移動する。換言すれば、気体の泡（Ｂｇ）を包含してスライム（Ｓ）と大差無い比重の固化材（Ｍ２）は、拡径されたボーリング孔（Ｈ）の上方についても、下方と同様に充填されて、充填箇所の垂直方向の全面に亘って、満遍なくスライムと置換して充填される
【００１８】
それに加えて、上述した本発明（請求項２の発明）によれば、かかる気体の泡（Ｂｇ）が水平ボーリング孔から排出されるべきスライム（Ｓ）に混在して、スライム（Ｓ）の見かけの比重が減少する。その結果、水平方向ボーリング孔内に存在するスライムは、ボーリング孔内で沈殿して残存すること無く、確実に排出されるのである。
【００１９】
また、本発明（請求項３の発明）によれば、前記固化材（Ｍ２）は気体の泡（Ｂｇ）を包含した状態で供給系統（８）を介して充填用ロッドの先端（３）まで供給され、（供給系統８の途中で充填用圧力を付加され、）充填用ロッド先端（３）から噴射されると気体の泡（Ｂｇ）の体積が膨張し、気体の泡（Ｂｇ）が膨張するエネルギーにより固化材（Ｍ２）が充填するべき領域（Ｗ）へ衝突する様に噴射される様に構成されているので、気体の泡（Ｂｇ）の体積が膨張することにより生じるエネルギーによって、固化材は所定箇所に向けて噴射される。
そのため、充填用ロッド先端（３）から供給される固化材は、拡径された水平ボーリング孔の下方領域に偏在すること無く、水平ボーリング孔の断面全体に亘って均一に充填される。
【００２０】
そして本発明（請求項４の発明）によれば、前記固化材（Ｍ２）は粉体であり、充填工程では粉体の固化材（Ｍ２）が流体（Ｍ３）と共に噴射されて充填するべき領域（Ｗ）へ衝突する様に構成されているので、固化材は充填するべき領域（拡径された拡径孔Ｈにおいて既に固化材Ｍ２が付着した領域Ｗ）に確実に供給され、当該領域に積層されて、スライムと置換される。そのため、造成された水平方向に延在する地中固結体の上部には、空気が貯留されて固化材が充填されていない領域（いわゆる「巣」）が形成されてしまうことを防止できる。
【００２１】
さらに本発明（請求項５の発明）によれば、掘削用流体（Ｍ１）は発泡剤或いは界面活性剤（Ｍ４）を添加して供給され、交差噴流（Ｊｃ）を構成してボーリング孔（ｈ）を半径方向外方に掘削し、掘削した後に泡立ってスライム（Ｓ）の見かけの比重を減少する様に構成されているので、交差噴流（Ｊｃ）によりボーリング孔（ｈ）を周辺の地盤を掘削して拡径する際に発生したスライム（Ｓ）には、見かけの比重が軽い土壌粒子と流体（Ｍ１）と泡との混合物として発生する。
そして、大量の気泡を含み且つ見かけの比重が軽いスライム（Ｓ）は、拡径されたボーリング孔の下方に沈殿して残存すること無く、スライム（Ｓ）排出系統を介して容易に羽口側へ向い、排出される。
そのため、本発明（請求項５の発明）によれば、地中固結体の下方領域に（固結材が存在せずに）スライム（Ｓ）で構成されているような領域が存在することが防止され、造成された地中固結体の高い品質を維持することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
先ず、図１〜図５を参照して、第１実施形態を説明する。
図１〜図４の第１実施形態は、施工するべき領域に円形断面の掘削孔を水平方向に延在するように削孔し、その掘削孔の深部からスランプ値の大きな固化材（例えば、固練りのモルタル）を掘削孔の円形断面の上方に向けて噴射し、当該掘削孔の大気側開口部に向かって塗り重ねていく実施形態である。
【００２４】
図１及び図２に基づいて、当該工法に用いる設備（機械）構成について説明する。
設備構成としては、図示しないが、下孔であるボーリング孔を削孔するボーリングロッド（図５において符号１で示す）と、充填用ロッド２とを用いる。
【００２５】
以下、図２をも参照して説明する。
充填用ロッド２は外管２１と中間管２２と内管２３とで３重管として構成されている。そして、外管２１の内周と中間管２２の外周とで、均一隙間である第１の環状隙間２４が、又、中間管２２の内周と内管２３の外周とで均一隙間である第２の環状隙間２５が形成されている。
【００２６】
充填用ロッド２の先端には、固化材噴射用ノズル３が形成されている。前記第１の環状隙間２４の先端は、前記固化材噴射用ノズル３の後端面で閉塞されている。
【００２７】
前記、第１の環状隙間２４の大気側の端部は、超高圧ポンプ４を介装した掘削用流体供給パイプ５と接続され、その掘削用流体供給パイプ５の上流側（図１において左方）端部は、掘削用流体貯留タンク６に連通している。また、掘削用流体貯留タンク６には、図示の例では掘削用流体である切削水Ｍ１が貯留されている。
【００２８】
前記外管２１には、長手方向で所定の距離をとって複数対（図示では一対）の掘削用流体Ｍ１を噴射するノズル（噴射孔）２６が形成されている。即ち、当該ノズル２６は前記第１の環状隙間２４及び掘削用流体供給パイプ５を介して、前記掘削用流体貯留タンク６と連通している。
一対のノズル２６、２６から噴射される掘削用流体Ｍ１の噴流は、半径方向外方の所定距離において衝突して、いわゆる「交差噴流」を構成している。
【００２９】
前記内管２３の先端部では、前記固化材噴射用ノズル３の噴孔３１と連通している。
また、図示では明確には示されていないが、第２の環状隙間２５の先端も、固化材噴射用ノズル３の噴孔３１の内周面に連通しており、第２の環状隙間２５を流れる噴射用流体（例えば高圧エア）が、内管２３内を移動する固練りの固化材Ｍ２の塊を細かく破砕し、当該破砕された固化材ｍ２を連行して噴射する様に構成されている。
【００３０】
ここで、前記固化材噴射用ノズル３の噴孔３１の向きは、施工領域の当該ボーリング孔ｈに充填用ロッド２を挿入した際に、噴孔３１の先端側が、常時斜め上方を向くように構成されていることが好ましい。
【００３１】
前記、第２の環状隙間２５の大気側の端部は、高圧エア供給管２０により、高圧エア源（例えば高圧エアタンク２０Ｔ）に連通している。
ここで、固練りの固化材のみの噴射では、固練りの固化材はノズル３から出た瞬間に垂直方向下方へ落下してしまい、遠くまでは飛ばない。これに対して、前述した様に、第２の環状隙間２５の先端が、固化材噴射用ノズル３の噴孔３１の内周面に連通し、高圧エアが固練りの固化材Ｍ２の塊を細かく砕いた後、その砕かれた固化材ｍ２を連行する様に構成されているので、細かく砕かれた固化材ｍ２は高圧エアに連行されて、長い距離を噴射可能となる。
【００３２】
また、高圧エアの噴射を利用する他の理由として、泥水（スライム）が充満している領域であっても、高圧エアのジェットが泥水を切り裂いて、その切り裂かれたところを固化材Ｍ２又はｍ２の噴流が進行出来る。高圧エアのジェットが当たった部分はドライの領域になる。そのドライな領域に固化材Ｍ２又はｍ２が付着し、粘着する。すなわち、固化材Ｍ２又はｍ２が自立するのではなく、付着、粘着により、トンネルの長手方向へ固化材積層されていくことを手助けしている。
なお、高圧エアのジェットに代えて、水で固練り固化材を飛ばしても良い。ただし、ドライな領域を作ることは出来ないので、その点でエアの方が優れている。
【００３３】
前記、内管２３の大気側の端部は、例えばグラウトポンプ７を介装した固化材供給パイプ８と接続され、その固化材供給パイプ８の上流側（図１において左方）端部は、固化材貯留タンク９に連通している。また、固化材貯留タンク９には、図示の例では固化材であるグラウトＭ２が貯留されている。
【００３４】
尚、図１で示す第１実施形態の一実施例では、前記外管２１、即ち、充填ロッド２の外周に設けた掘削用流体の噴射用の１対のノズル２６、２６で形成される交差噴流Ｊｃは充填ロッド２の周りに回転する。即ち、当該ノズル２６、２６は、ボーリングロッド２の拡径工程においては、回転しなくてはならない。
【００３５】
これに対して、固化材噴射ノズル３から噴射される固化材Ｍ２は、以下の理由によって常に前方斜め上方を向いて噴射されなくてはならない。
即ち、仮に、当該ノズル３が水平方向を向いていたとすれば、最初に噴射された固化材は、最深部Ｈｄの中央に衝突して最深部Ｈｄの中央から下方にかけて、堆積しようとする。固化材Ｍ２には、粘性の高い、即ち、スランプ値の大きな材料を選んではいるが、拡径孔Ｈの円形断面の上方の頂部には到達することなく、頂部に隙間（空洞を）残したまま固化してしまうことになる（図１の２点鎖線Ｋで示す形状）。
そうしたことを避けるため、固化材噴射ノズル３から噴射される固化材Ｍ２は常に水平方向より上方を向けて噴射するように構成されている。
【００３６】
つまり、図１に示した実施例では、交差噴流Ｊｃを形成する掘削用流体のノズル２６、２６は充填ロッド３の軸を中心に回転しながら掘削用流体を噴射するのに対して、固化材噴射ノズル３は、噴孔３１が斜め上方を向くように、固定されている。
【００３７】
図３は、上述の実施例に対する変形例（第１の変形例）を示す。
即ち、図３の第１変形例では、充填ロッド２Ａの先端に例えば、スウィベルジョイント４０を介して固化材噴射ノズル３Ａを接続している。そして、スウィベルジョイント４０及び固化材噴射ノズル３Ａは充填ロッド２Ａと同一回転速度で回転はするものの、常時ノズル３Ａの噴孔の向きが、斜め前方上方を向くように構成された実施例である。
以上の構成及び機能の違いを除いては、作用・効果とも、図１の実施例と同様である。
【００３８】
図４は、上述の実施例に対するさらに別の変形例（第２の変形例）を示す。
即ち、図４の第２変形例では、充填ロッド２Ｂの先端の固化材噴射ノズル３Ｂは、充填ロッド２Ｂを正面から見た（図４の右方の図）場合、複数の噴孔３１ｂが中心点に対して放射状に配置されるようにノズル３Ｂ内部で分岐している。そして、各噴孔３１ｂから噴射される固化材の軌跡は、前方に進むに従って、テーパー状に広がる用に構成されている。
【００３９】
さらに、当該ノズル３Ｂ先端においては、ノズル３Ｂの下半分が、遮蔽板３２で常時遮蔽されるように構成されている。即ち、充填ロッド２Ｂの切削流体噴射用ノズル２６、２６の形成された領域は切削の際、回転するが、固化材噴射用ノズル３Ｂの先端に設けた遮蔽板３２は常に位置が固定された構造となっている。
以上の構成及び機能の違いを除いては、作用・効果とも、図１の実施例と同様である。
【００４０】
次に、第１実施形態おける地盤改良工事の施工工順（施工工程）について、図５を参照して説明する。
先ず、工程５‐１において、施工領域Ｇに対して、ボーリングロッド１を用いてボーリング孔ｈを削孔する。
【００４１】
次の工程５−２において、削孔したボーリング孔ｈに固化材を充填するための充填用ロッド２を挿入する。
【００４２】
次の工程５‐３において、図１及び図２をも参照して、挿入した充填用ロッド２の前記第１の環状隙間２４の大気側の端部に、超高圧ポンプ４を介装した掘削用流体供給パイプ５を接続する。そして、その掘削用流体供給パイプ５の上流側端部を、切削流体貯留タンク６と接続する。
また、前記内管２３の大気側の端部に、グラウトポンプ７を介装した固化材供給パイプ８を接続する。そして、その固化材供給パイプ８の上流側端部を、固化材貯留タンク９と接続する。
また、前記、第２の環状隙間２５の大気側の端部に、高圧エア供給管２０の一端を接続し、圧エア供給管２０の他端に高圧エアタンク２０Ｔを接続する。
【００４３】
次の工程５‐４において、ノズル２６、２６、即ち、充填用ロッド２を回転しつつ、前記掘削用流体、例えば切削用水Ｍ１をノズル２６、２６によって高圧噴射し、交差噴流Ｊｃを形成して、ボーリング孔ｈを拡径する。
同時に、充填用ロッド２先端の固化材用ノズルから、固化材Ｍ２を前方斜め上方に向けて勢い良く噴射する。
【００４４】
固化材Ｍ２噴射に際しては、同時に、高圧エアを前記噴孔３１内に噴射し、その高圧エアの噴射力によって、噴孔３１内の固練りした固化材Ｍ２は細分化（粉砕）されて噴射され（図１をも参照）、細分化された固化材ｍ２は、空気で包囲されて、拡径された孔Ｈ内の前方壁面、及び既に固化材Ｍ２、ｍ２が付着した領域Ｗに勢い良く叩きつけられ、次第に前方を塞ぐように堆積する。同様の作業を続行し、やがては、外気側の開口部までの全てに対して、拡径作業、及び固化材充填作業が完了する。
【００４５】
尚、図１、図２及び図５の実施例では、固化材用ノズル３を固定したものとして取扱っていたが、固化材および高圧エアのジェットも回転するように構成することも可能である。
また、拡径工程の際、切削水と切削された元の土壌との混合物（スライム）は、例えば、大気側に図示しない排出用の孔を形成しておけば、固化材の充填によって、自然に大気側に排出される（押出される）。
【００４６】
ここで、固化材ｍ２が泥水と置換された領域は、図１、図３、図５において符号Ｍ２で示す様に急勾配な傾斜面を有しているが、図６で示す様に、中央部のみが充填用ロッド２側に突出するような形状の面を形成することも起こり得る。
また、ロッド２の引き出し速度如何によっては、固化材領域Ｍ２にロッド２が残留したような状態となることも有り得る。
このことは、以下に述べるその他の実施形態についても同様である。
【００４７】
次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。
図６の第２実施形態は、微細なエア（気泡）を含んだセメント、いわゆる「エアセメント」または、「エアモルタル」を水平方向に延在するボーリング孔Ｈに充填する実施形態である。
【００４８】
図１〜図５の第１実施形態と比べ、高圧エアの供給を不要とする。従って、図示による明示はないが、充填用ロッド２Ｃは、２重管とすることが出来る。
即ち、図１及び図２の装置から、高圧エア供給管２０及び高圧エア供給手段２２が省略出来る。
また、第１実施形態では、スランプ値の大きな材料（固化材）であることが要求されたが、第２実施形態では、固化材のスランプ値が大きくなくても構わない。
【００４９】
図６において、固化材貯留手段９には、発泡しているセメント或いは微細な泡Ｂｇを混在させたセメント、いわゆる「エアセメント」Ｍｂ２（固化材Ｍ２と微細な気泡Ｂｇの混合物）が貯留されている。また、当該貯留手段９は、固化材供給パイプ８によって、充填ロッド２Ｃの内管２３に接続されている。
【００５０】
固化材貯蔵手段９から、固化材供給パイプ８及び充填ロッド２Ｃの内管２３内を経由する過程において、固化材噴射ノズル３Ｃの先端に近づくにつれて、次第に圧縮の度合いが高められ、体積を減少させたエアセメントＭｂ２中のエアの泡Ｂｇ（図示の右側に移動するに従って体積が小さくなっている）は、ノズル３Ｃの噴射孔３０ｃから拡径された孔Ｈ内に噴射される。
【００５１】
噴射された、エアセメントＭｂ２のエアの泡Ｂｇは、圧力から開放されて膨張する。その結果、エアセメントＭｂ２の比重は低下し、拡径されたボーリング孔Ｈ内に充填しているスライムＳと同程度となる。
スライムＳとエアセメントＭｂ２の比重が同程度となる結果、エアセメントＭｂ２はスライムＳ中で下方に沈殿してしまうことが無く、垂直方向或いは上下方向について、拡径されたボーリング孔Ｈ内を均一に存在することが出来る。
【００５２】
その結果、スライムＳと同程度の比重を有するエアセメントＭｂ２は、スライムＳ内で沈降或いは沈殿してしまうことが無く、拡径されたボーリング孔Ｈ内の上方の領域においても、スライムＳと置換して充填可能である。拡径されたボーリング孔Ｈ内の上方の領域に、エアセメントＭｂ２が充填されない領域、いわゆる「巣」（空洞部）、を形成してしまうことが防止される。
【００５３】
一方、エアセメントＭｂ２中の泡Ｂｇが、スライム（排土）Ｓに移動して、スライムと共に当該ボーリング孔Ｈから外部に向って排出される。そのため、スライムＳが排出され易くなり、残存したスライムＳが固化材と置換されない、という事態が防止される。
【００５４】
次に、図７及び図８を参照して第３実施形態を説明する。
図７の第３実施形態の第１実施例は、予め泡と水とを混ぜた流体Ｂｇを貯蔵手段５０に貯蔵しておき、その貯蔵手段５０と固化材供給ライン８とを、圧送ポンプ６０を介装した泡供給ライン６５で接続し、固化材供給ライン８を流過する固化材Ｍ２中に混入させる実施形態である。
ここで、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、スランプ値の大きな固化材が使用される。
【００５５】
前記図６の第２実施形態と同様に、固化材供給パイプ８及び充填ロッド２Ｄの内管２３内を経由する過程において、固化材噴射ノズル３Ｄの先端に近づくにつれて、次第に圧縮の度合いが高められ、体積を減少させた固化材Ｍ２中の泡Ｂｇ（図示の右側に移動するに従って体積が小さくなっている）は、ノズル３Ｄの噴射孔３０ｄから拡径された孔Ｈ内に噴射される。
【００５６】
噴射された、固化材Ｍ２中の泡Ｂｇは元の体積に急激に戻ろうとする。その時の泡Ｂｇの運動エネルギーを受け、固化材Ｍ２はさらに遠方に弾き出され、前方の拡径されたボーリング孔Ｈの前面、及びその後に出来た固化材Ｍ２が固化した堆積壁Ｗに勢い良く叩きつけられ、さらにその堆積壁Ｗの厚みを増していく。
【００５７】
次に、図８を参照して、第３実施形態の第２実施例について説明する。図８の第３実施形態の第２実施例は、圧縮機６２で圧縮した高圧の圧縮エアを、極めて短時間に断続させて固化材供給パイプの途中に合流させる実施例である。
【００５８】
図８において、高圧の圧縮機６２の吐出側には高圧の空気を供給する高圧エア供給管６４の一端が接続され、その超高圧エア供給管６４の他端は、固化材供給管８と接続されている。そして超高圧エア供給管６４と固化材供給管８の接続箇所には、超高圧エアの固化材供給管８内への侵入を断続させる、例えばエア断続機６７が介装されている。
該エア断続機６７は、極めて短時間でエアの固化材供給管８内への侵入を断続させる様に構成されている。
【００５９】
従って、断続的に固化材供給管８を流過する高圧の固化材Ｍ２中に侵入して混じり合った高圧のエアの気泡Ｂは高圧の固化材Ｍ２に押圧され途中で体積を減じ、さらに充填用ロッド２Ｄの先端の固化材噴射ノズル３Ｄ出口までに、より体積を減じて拡径Ｈ内に固化材Ｍ２と共に噴射される。
【００６０】
噴射された、固化材Ｍ２中の泡Ｂは元の体積に急激に戻ろうとする。その時の泡Ｂの運動エネルギーを受け、固化材Ｍ２はさらに遠方に弾き出され、前方の拡径されたボーリング孔の前面、及びその後に出来た固化材Ｍ２が固化した堆積壁Ｗに勢い良く叩きつけられ、さらにその堆積壁Ｗの厚みを増していく。
【００６１】
次に、図９及び図１０を参照して第４実施形態を説明する。この第４実施形態では、削孔手段は図１〜図８で説明した前述の各記実施形態と同様であるが、充填手段及びそこから噴射される固化材が相違している。即ち、第４実施形態では、噴射される固化材は粉体（例えば粉状のセメント）であり、その粉体Ｍｆ２をエア輸送し、噴射用ノズル３から水で練られながら噴出する様に構成している。
【００６２】
図９を参照し、充填用ロッド２Ｅは２重管であり、その内管２３は、高圧ポンプ４を介装した流体供給パイプ５に接続されて、切削用流体である高圧水Ｍ１が貯留された貯留タンク６と連通されている。一方、固化材貯留タンク９には粉体状のエアセメントＭｆ２が貯留されており、コンプレッサ７０を介装した固化材供給パイプ８が充填ロッドの外管２１に接続され、そのエアセメントＭｆ２はエアＭ３によって充填用ロッド２Ｅ先端の噴射ノズル３に供給される様に構成されている。
そして、図１０に示すように、充填用ロッド２Ｅ先端の噴射ノズル３は、常時斜め上方を向くように構成され、内管２３を流れる高圧水Ｍ１により、固化材を充填するべき領域Ｗの上方箇所へ衝突するように構成されている。
【００６３】
この様な構成により、充填工程においては、貯留タンク６から粉体状のエアセメントＭｆ２は、コンプレッサ７０により搬送用流体Ｍ３であるエアＭ３と共に輸送され、そして、内管２３から噴射される高圧水Ｍ１の噴出エネルギーで弾き出されて所定位置に付着されている。
【００６４】
尚、図９及び図１０で説明した第４実施形態では、固化材Ｍｆ２を搬送する流体としてエアを使用し、固化材Ｍｆ２を噴射する流体として切削用流体として使用される高圧水Ｍ１を用いている。
しかし、固化材Ｍｆ２を搬送する流体と、固化材Ｍｆ２を噴射する流体として、共に、（切削用流体として使用される）高圧水Ｍ１を用いても良い。或いは、固化材Ｍｆ２を搬送する流体及び固化材Ｍｆ２を噴射する流体を、共に、高圧エアとして構成しても良い。
固化材Ｍｆ２を高圧水により搬送及び噴射する構成を採用した場合には、噴射用高圧水と搬送用高圧水との供給手段をそれぞれ設けても良いし、両者を兼用して構成することも可能である。固化材Ｍｆ２を高圧エアにより搬送及び噴射する構成を採用した場合も同様に、噴射用エアと搬送用エアとの供給手段をそれぞれ設けても良いし、両者を兼用して構成しても良い。
【００６５】
次に、図１１及び図１２を参照して第５実施形態を説明する。尚、図１１は施工初期の状態を示し、図１２は施工終了間際の状態を示したものである。
図１１及び図１２の第５実施形態は、通常の気液による交差ジェットＪｃによって切削（拡径）するが、掘削用流体に界面活性剤Ｍ４を加えた実施形態である。
【００６６】
交差噴流Ｊｃで切削後には微小な泡が形成される。すなわち形成されたエアの泡は微小なため、スライム（排土）Ｓ内では失速してしまうことはなく、排出しやすい（エア溜りが出来にくい）。
また、スライムＳ自体の見かけの比重も小さくなり、スライムＳは当該施工領域から排出しやすい。
尚、充填ロッド２先端からの固化材Ｍ２の充填は、図１〜図７の第１実施形態〜第３実施形態の何れかにより行われる。
また、図１１及び図１２では、固化材供給手段及び貯留タンク等は省略して描いている。
【００６７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態における充填用ロッドの部分断面図。
【図３】本発明の第１実施形態の第１の変形例の主要構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１実施形態の第２の変形例のノズル先端部の側面および正面を示した図。
【図５】本発明の第１実施形態の工程を順に示した工程説明図。
【図６】本発明の第２実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第３実施形態の第１実施例の全体構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３実施形態の第２実施例の全体構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第４実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図１０】本発明の第４実施形態の充填用ロッド先端部を示す断面図。
【図１１】本発明の第５実施形態の施工初期の様態を示した様態図。
【図１２】本発明の第５実施形態の施工完了間際の様態を示した様態図。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・ボーリングロッド
２、２Ａ〜２Ｅ・・・充填用ロッド
３、３Ａ、３Ｂ・・・固化材噴射ノズル
４・・・超高圧ポンプ
５・・・切削用流体供給パイプ
６・・・切削流体貯留タンク
７・・・グラウトポンプ
８・・・固化材供給パイプ
９・・・固化材貯留タンク
２０・・・高圧エア供給管
２０Ｔ・・・高圧エアタンク
２１・・・外管
２２・・・中間管
２３・・・内管
２４・・・第１の環状隙間
２５・・・第２の環状隙間
３１・・・噴孔
３２・・・遮蔽板
ｈ・・・ボーリング孔
Ｈ・・・拡径した孔
Ｍ１・・・掘削用流体
Ｍ２・・・固化材
【図１】
2006070517.tif 000003
【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】
2006070517.tif 000008
【図７】
2006070517.tif 000009
【図８】
2006070517.tif 000010
【図９】
2006070517.tif 000011
【図１０】
2006070517.tif 000012
【図１１】
2006070517.tif 000013
【図１２】
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