(57)【要約】【課題】  施工された領域の通水性を確保しつつ、地盤改良を行うことを可能ならしめる様な地盤改良工法の提供。【解決手段】  施工するべき地盤の土壌と固化材とを混合して回転体形状（円筒体形状）の改良体１）を複数本造成して施工地盤を改良する地盤改良工法において、通水部（水道３）を形成する領域を決定し、該通水部（３）を形成する領域における複数本の改良体（１）を造成するに際して、個々の回転体の一部に半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を形成し、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）の半径方向外方には施工地盤の土壌を残存せしめ、当該施工地盤の土壌を残存した領域は通水部（３）を形成する領域に亘って連続しており、半径方向寸法が小さい領域以外（１ａ、１ｂ）では隣接する改良体（１）同士が一体化する様に施工する。【選択図】  図２
2006299730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工するべき地盤の土壌と固化材とを混合して回転体形状の改良体を複数本造成して施工地盤を改良する地盤改良工法において、通水部を形成する領域を決定し、該通水部を形成する領域における複数本の改良体を造成するに際して、個々の回転体の一部に半径方向寸法が小さい領域を形成し、半径方向寸法が小さい領域の半径方向外方には施工地盤の土壌を残存せしめ、当該施工地盤の土壌を残存した領域は通水部を形成する領域に亘って連続しており、半径方向寸法が小さい領域以外では隣接する改良体同士が一体化する様に施工することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
前記回転体形状の改良体を施工するに際して、鉛直方向に離隔した少なくとも一対の撹拌翼を有する固化材噴射機構を縦孔に貫入し、半径方向寸法が小さい領域以外を造成する場合には、前記少なくとも一対の撹拌翼の半径方向外方端部のノズルから該ノズルよりも半径方向外方の領域で衝突する様に固化材の噴流を噴射しつつ、固化材噴射機構を回転して前記縦孔内を鉛直方向へ移動し、半径方向寸法が小さい領域を造成する場合には固化材噴射機構の撹拌翼先端から固化材は噴射せず、固化材噴射機構の注入口から固化材を前記縦孔内に注入しつつ固化材噴射機構を前記縦孔内の鉛直方向へ移動する請求項１の地盤改良工法。
【請求項３】
深度計測手段により固化材噴射機構の深度を計測する工程と、計測された深度により固化材噴射機構が半径方向寸法が小さい領域を施工するべき深度に位置しているのか、或いは、それ以外の領域を施工するべき深度に位置しているのかを判定する工程と、半径方向寸法が小さい領域を造成するべき深度に位置している場合に、撹拌翼先端から固化材は噴射せず固化材噴射機構の注入口から固化材を前記縦孔内に注入しつつ固化材噴射機構を前記縦孔内の鉛直方向へ移動する工程と、半径方向寸法が小さい領域以外を造成するべき深度に位置している場合に、前記少なくとも一対の撹拌翼の半径方向外方端部のノズルから該ノズルよりも半径方向外方の領域で衝突する様に固化材の噴流を噴射しつつ、固化材噴射機構を回転して前記縦孔内を鉛直方向へ移動する工程、とを有する請求項２の地盤改良工法。
【請求項４】
地盤改良部分の長さが「Ｌ」、通水部の１本あたりの地盤改良部分の厚さ方向寸法が「Ｂ」、掘削床付面から地下水位面までの鉛直方向寸法が「Ｈｗ」、通水部の断面積が「ＡＰ」、通水部の断面２次モーメントが「ＩＰ」、通水部中心部と掘削床付面との鉛直方向距離が「ＤＰ」、地下水の単位体積重量が「γｗ」、改良体の単位体積重量が「γｓ」、改良体の設計引張強度が「σｔｄ」、改良体の設計付着強度が「τｄ」である場合に、改良体により地盤改良された部分の厚さ「Ｔ」が、式
Ｔ＝（τｄ・ＡＰ／Ｂ＋γｗ・Ｈｗ・Ｌ／２）／｛τｄ−（γｗ−γｓ）Ｌ／２｝
の解と、
厚さ「Ｔ」の４次方程式
Ｂ／１２・Ｔ４−｛ξ（γｗ−γｓ）Ｂ／２＋ＡＰ／３｝Ｔ３−(ξ・γｗ・Ｈｗ・Ｂ／２−ＡＰ・ＤＰ)Ｔ２＋｛ξ（γｗ−γｓ）ＡＰ・ＤＰ−ＡＰ・ＤＰ２−ＩＰ｝Ｔ＋ＡＰ（ξ・γｗ・Ｈｗ・ＤＰ＋ＩＰ／Ｂ）＝０    但し、ξ＝Ｌ２／８／σｔｄ
を満たす「正」の解であって、最も小さい数値の解の内、何れか大きい数値以上である請求項１〜３の何れか１項の地盤改良工法。
【請求項５】
地盤改良部分の長さが「Ｌ」、通水部の１本あたりの地盤改良部分の厚さ方向寸法が改良体により地盤改良された部分の厚さの２倍「２Ｔ」、掘削床付面から地下水位面までの鉛直方向寸法が「Ｈｗ」、通水部の断面積が「ＡＰ」、通水部の断面２次モーメントが「ＩＰ」、通水部中心部と掘削床付面との鉛直方向距離が「ＤＰ」、地下水の単位体積重量が「γｗ」、改良体の単位体積重量が「γｓ」、改良体の設計引張強度が「σｔｄ」、改良体の設計付着強度が「τｄ」である場合に、改良体により地盤改良された部分の厚さ「Ｔ」が、式
Ｔ＝［γｗ・Ｈｗ・Ｌ±｛（γｗ・Ｈｗ・Ｌ）２−４（（γｗ−γｓ）Ｌ−２・τｄ）τｄ・ＡＰ｝１／２］／［２｛−（γｗ−γｓ）Ｌ＋２・τｄ｝］
の解と、
厚さ（鉛直方向寸法）「Ｔ（ｍ）」の６次方程式
１／６・Ｔ６−ξ（γｗ−γｓ）Ｔ５−(ξ・γｗ・Ｈｗ＋ＡＰ／３)Ｔ４＋ＡＰ・ＤＰＴ３＋｛ξ（γｗ−γｓ）ＡＰ・ＤＰ−ＡＰ・ＤＰ２−ＩＰ｝Ｔ２＋ξ・γｗ・Ｈｗ・ＡＰ・ＤＰ・Ｔ＋ＡＰ・ＩＰ／２＝０    但し、ξ＝Ｌ２／８／σｔｄ
を満たす「正」の解であって、最も小さい数値の解の内、何れか大きい数値以上である請求項１〜３の何れか１項の地盤改良工法。
【請求項６】
前記回転体形状の改良体は１対の土留壁の領域内に造成されており、該土留壁は構造部材を芯材として挿入した連続する複数の回転体形状の改良体で構成されており、通水部に対応する部分に開口部が形成される請求項１〜５の何れか１項の地盤改良工法。
【請求項７】
土留壁を構成する回転体形状の改良体であって通水部と直交する位置の改良体を通水部の上方位置まで造成する工程と、通水部の下方の領域に土留壁を構成する前記回転体形状の改良体よりも半径方向寸法が大きい第２の改良体を造成する工程とを有し、通水部の上方位置まで造成された土留壁を構成する回転体形状の改良体下端部と第２の改良体の上端部とにより前記開口部が形成される請求項６の地盤改良工法。
【請求項８】
土留壁を構成する改良体に構造部材を芯材として挿入する際に、噴射手段を設けた切削流体供給系統を構造部材に沿って挿入する工程と、土留壁造成後に構造部材に沿って挿入された噴射手段から切削流体を噴射して、通水部に対応する部分の改良体を切削する工程、とを有している請求項６の地盤改良工法。
【請求項９】
土留壁造成後に、土留壁造成箇所から離隔した箇所から可撓性を有する掘削手段を用いて土留壁の通水部に対応する部分まで掘削し、土留壁の通水部に対応する部分を切削する請求項６の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤改良に係る技術であり、より詳細には、施工された領域の通水性を確保しつつ、地盤改良を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
施工するべき地盤の土壌と固化材とを混練して地盤改良体を地中に造成し、或いは、施工するべき地盤の一定の領域全域に亘って地盤改良体を造成し、以って、軟弱地盤を改良する技術が、従来から種々知られている。
【０００３】
しかし、地盤改良された領域により、地下水脈が遮断されてしまう場合がある。
地下水脈が地盤改良体により遮断されてしまうと、当該地下水脈を流れていた地下水は、地盤改良体を回り込む様に流れる。その結果、従来、地下水が流れていなかった領域に地下水が流れてしまい、それに起因して、周囲環境に種々の悪影響を生じることが懸念されている。
【０００４】
係る悪影響の懸念を排除するため、種々の技術が提案されている。
例えば、地中に壁状の改良体を築造した場合に、当該壁状の改良体により地下水脈を遮断しないように、壁状改良体における地下水脈と対応する領域に破砕用薬剤を設置し、破砕用薬剤を設置した箇所のみを当該薬剤により破砕して、地下水脈が壁状改良体を透過出来る様にする技術が存在する（特許文献１）。
係る技術は、地中壁の様に、地下水脈を遮断している改良体の厚さ寸法（地下水脈の流線方向の寸法）が比較的短い場合には大変有用である。
【０００５】
しかし、地下水脈を遮断している改良体の厚さ寸法（地下水脈の流線方向の寸法）が長い場合には、適用が困難である。
【特許文献１】特開２００１−６４６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、施工された領域の通水性を確保しつつ、地盤改良を行うことを可能ならしめる様な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】
【０００７】
本発明の地盤改良工法は、施工するべき地盤の土壌と固化材とを混合して回転体形状（円筒体形状）の改良体１）を複数本造成して施工地盤を改良する地盤改良工法において、通水部（水道３）を形成する領域を決定し、該通水部（３）を形成する領域における複数本の改良体（１）を造成するに際して、個々の回転体の一部に半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を形成し、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）の半径方向外方には施工地盤の土壌を残存せしめ、当該施工地盤の土壌を残存した領域は通水部（３）を形成する領域に亘って連続しており、半径方向寸法が小さい領域以外（１ａ、１ｂ）では隣接する改良体（１）同士が一体化する様に施工することを特徴としている（請求項１：図２、図３参照）。
【０００８】
ここで、前記回転体形状の改良体（１）を施工するに際して、鉛直方向に離隔した少なくとも一対の撹拌翼を有する固化材噴射機構（撹拌翼６）を縦孔（５）に貫入し、半径方向寸法が小さい領域以外（１ａ、１ｂ）を造成する場合には、前記少なくとも一対の撹拌翼（６１，６２）の半径方向外方端部のノズル（６１ｎ、６２ｎ）から該ノズル（６１ｎ，６２ｎ）よりも半径方向外方の領域で衝突（して交差噴流或いはクロスジェットＪｃを構成）する様に固化材の噴流を噴射しつつ、固化材噴射機構（撹拌翼６）を回転して前記縦孔（５）内を鉛直方向へ移動し（例えば、上方へ引き上げ）、半径方向寸法が小さい領域を造成する場合には固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の撹拌翼（６１，６２）先端から固化材は噴射せず、固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の（下端部に設けられた）注入口（６３）から固化材を前記縦孔（５）内に注入しつつ固化材噴射機構（撹拌翼本体６）を前記縦孔（５）内の鉛直方向へ移動する（例えば、上方へ引き上げ）のが好ましい（請求項２：図４〜図８参照）。
【０００９】
本発明（請求項２の発明）において、深度計測手段（従来公知の手段；深度計１３）により固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の深度を計測する工程（Ｓ１）と、計測された深度により固化材噴射機構（撹拌翼本体６）が半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を施工するべき深度に位置しているのか、或いは、それ以外の領域（１ａ、１ｂ）を施工するべき深度に位置しているのかを判定する工程（Ｓ２）と、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を造成するべき深度に位置している場合に、撹拌翼先端（６１ｎ、６２ｎ）から固化材は噴射せず固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の（下端部に設けられた）注入口（６３）から固化材を前記縦孔（５）内に注入しつつ固化材噴射機構（撹拌翼６）を前記縦孔（５）内の鉛直方向へ移動する（例えば、上方へ引き上げ）工程（Ｓ４）と、半径方向寸法が小さい領域以外（１ａ、１ｂ）を造成するべき深度に位置している場合に、前記少なくとも一対の撹拌翼（６１，６２）の半径方向外方端部のノズル（６１ｎ、６２ｎ）から該ノズル（６１ｎ、６２ｎ）よりも半径方向外方の領域で衝突（して交差噴流或いはクロスジェットＪｃを構成）する様に固化材の噴流を噴射しつつ、固化材噴射機構（撹拌翼本体６）を回転して前記縦孔（５）内を鉛直方向へ移動する（例えば、上方へ引き上げ）工程、とを有するのが好ましい（請求項３：図９、図１０参照）。
【００１０】
また、本発明において、
地盤改良部分（Ｋ）の長さ（スパン：或いは、土留壁間の距離）が「Ｌ（ｍ）」、通水部（水道３）の１本あたりの地盤改良部分（Ｋ）（或いは、土留壁２）の厚さ方向（図１１において紙面に垂直な方向）寸法（有効幅：地盤改良部分或いは土留壁の単位長さ）が「Ｂ（ｍ）」、掘削床付面（Ｆｂ）から地下水位面（Ｆｗ）までの鉛直方向寸法（地下水位高さ）が「Ｈｗ（ｍ）」、通水部（水道３）の断面積が「ＡＰ（ｍ２）」、通水部（水道３）の断面２次モーメントが「ＩＰ（ｍ４）」、通水部（水道３）中心部と掘削床付面（Ｆｂ）との鉛直方向距離が「ＤＰ（ｍ）」、地下水の単位体積重量が「γｗ（ｋＮ／ｍ３）」、改良体（図４〜図１０で造成の態様を説明した地盤改良体１）の単位体積重量が「γｓ（ｋＮ／ｍ３）」、改良体（１）の設計引張強度（設計引張応力）が「σｔｄ（ｋＮ／ｍ２）」、改良体（１）の設計付着強度（設計剪断応力）が「τｄ（ｋＮ／ｍ２）」である場合に、改良体（１）により地盤改良された部分（Ｋ）の厚さ（鉛直方向寸法或いは深度方向寸法）「Ｔ（ｍ）」が、式
Ｔ＝（τｄ・ＡＰ／Ｂ＋γｗ・Ｈｗ・Ｌ／２）／｛τｄ−（γｗ−γｓ）Ｌ／２｝
の解と、
厚さ（鉛直方向寸法）「Ｔ（ｍ）」の４次方程式
Ｂ／１２・Ｔ４−｛ξ（γｗ−γｓ）Ｂ／２＋ＡＰ／３｝Ｔ３−(ξ・γｗ・Ｈｗ・Ｂ／２−ＡＰ・ＤＰ)Ｔ２＋｛ξ（γｗ−γｓ）ＡＰ・ＤＰ−ＡＰ・ＤＰ２−ＩＰ｝Ｔ＋ＡＰ（ξ・γｗ・Ｈｗ・ＤＰ＋ＩＰ／Ｂ）＝０    但し、ξ＝Ｌ２／８／σｔｄ
を満たす「正」の解であって、最も小さい数値の解の内、何れか大きい数値以上であるのが好ましい（請求項４：図１１〜図１４）。
【００１１】
或いは、地盤改良部分（Ｋ）の長さ（スパン：或いは、土留壁間の距離）が「Ｌ（ｍ）」、通水部（水道３）の１本あたりの地盤改良部分（Ｋ）（或いは、土留壁２）の厚さ方向（図Ｅ−１において紙面に垂直な方向）寸法（有効幅Ｂ：地盤改良部分Ｋ或いは土留壁２の単位長さ）が改良体（１）により地盤改良された部分の厚さ（鉛直方向寸法Ｔ）の２倍「２Ｔ（ｍ）」、掘削床付面（Ｆｂ）から地下水位面（Ｆｗ）までの鉛直方向寸法（地下水位高さ）が「Ｈｗ（ｍ）」、通水部（水道３）の断面積が「ＡＰ（ｍ２）」、通水部（水道３）の断面２次モーメントが「ＩＰ（ｍ４）」、通水部（水道３）中心部と掘削床付面（Ｆｂ）との鉛直方向距離が「ＤＰ（ｍ）」、地下水の単位体積重量が「γｗ（ｋＮ／ｍ３）」、改良体（図４〜図１０で造成の態様を説明した地盤改良体１）の単位体積重量が「γｓ（ｋＮ／ｍ３）」、改良体の設計引張強度（設計引張応力）が「σｔｄ（ｋＮ／ｍ２）」、改良体（１）の設計付着強度（設計剪断応力）が「τｄ（ｋＮ／ｍ２）」である場合に、改良体（１）により地盤改良された部分（Ｋ）の厚さ（鉛直方向寸法或いは深度方向寸法）「Ｔ（ｍ）」が、式
Ｔ＝［γｗ・Ｈｗ・Ｌ±｛（γｗ・Ｈｗ・Ｌ）２−４（（γｗ−γｓ）Ｌ−２・τｄ）τｄ・ＡＰ｝１／２］／［２｛−（γｗ−γｓ）Ｌ＋２・τｄ｝］
の解と、
厚さ（鉛直方向寸法）「Ｔ（ｍ）」の６次方程式
１／６・Ｔ６−ξ（γｗ−γｓ）Ｔ５−(ξ・γｗ・Ｈｗ＋ＡＰ／３)Ｔ４＋ＡＰ・ＤＰＴ３＋｛ξ（γｗ−γｓ）ＡＰ・ＤＰ−ＡＰ・ＤＰ２−ＩＰ｝Ｔ２＋ξ・γｗ・Ｈｗ・ＡＰ・ＤＰ・Ｔ＋ＡＰ・ＩＰ／２＝０    但し、ξ＝Ｌ２／８／σｔｄ
を満たす「正」の解であって、最も小さい数値の解の内、何れか大きい数値以上であるのが好ましい（請求項５：図１１〜図１４）。
【００１２】
そして本発明（請求項１〜５の何れか１項の発明）において、前記回転体形状の改良体（１）は１対の土留壁（２Ａ）の領域内に造成されており、該土留壁（２Ａ）は構造部材を芯材として挿入した連続する複数の回転体形状（円筒形状）の改良体（２１〜２４）で構成されており、通水部（水道３）に対応する部分に開口部（２Ａｂ）が形成されるのが好ましい（請求項６）。
【００１３】
ここで、土留壁（２Ａ）を構成する回転体形状（円筒形状）の改良体（２１〜２４）であって通水部（３）と直交する位置の改良体（２２）を通水部（３）の上方位置まで造成する工程と、通水部（３）の下方の領域に土留壁（２Ａ）を構成する前記回転体形状の改良体（２２）よりも半径方向寸法が大きい第２の改良体（１Ａ）を造成する工程とを有し、通水部（３）の上方位置まで造成された土留壁を構成する回転体形状の改良体（２２）下端部と第２の改良体（１Ａ）の上端部とにより前記開口部（２Ａｂ）が形成されるのが好ましい（請求項７：図１５〜図２２）。
【００１４】
或いは、土留壁（２Ｂ）を構成する改良体（２５）に構造部材（２６）を芯材として挿入する際に、噴射手段（２９）を設けた切削流体供給系統（２８）を構造部材（２６）に沿って挿入する工程と、土留壁（２Ｂ）造成後（好ましくは土留壁（２Ｂ）間の領域が地盤改良され、その上方に地下構造物（４）が構築された後）に構造部材（２６）に沿って挿入された噴射手段（２９）から切削流体を噴射して、通水部（水道３）に対応する部分の改良体（２５）を切削する工程、とを有しているのが好ましい（請求項８：図２３〜図２８）。
【００１５】
さらに、土留壁（２Ｃ）造成後（好ましくは土留壁２Ｃ間の領域が地盤改良され、その上方に地下構造物が構築された後）に、土留壁（２Ｃ）造成箇所から離隔した箇所（Ｅ）から可撓性を有する掘削手段（いわゆる「曲がりボーリング」３０Ｂ）を用いて土留壁（２Ｃ）の通水部（水道３）に対応する部分まで掘削し、土留壁（２Ｃ）の通水部（水道３）に対応する部分を切削するのが好ましい（請求項９：図２９）。
【発明の効果】
【００１６】
上述する構成を具備する本発明（請求項１の発明）によれば、地下水圧が作用して地下水が、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）の半径方向外方における領域、すなわち施工地盤の土壌が残存した領域を流れる。その結果、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）の半径方向外方における領域が連続した通水部（水道３）となる。
これにより、地盤改良部（Ｋ）における通水性が確保される。
【００１７】
また、請求項２に係る発明によれば、前記回転体形状の改良体（１）を施工するに際して、鉛直方向に離隔した少なくとも一対の撹拌翼（６１，６２）を有する固化材噴射機構（撹拌翼本体６）を用いることにより、半径方向寸法が小さい領域以外（１ａ、１ｂ）を造成する場合には、撹拌翼の半径方向外方端部のノズル（６１ｎ、６２ｎ）から固化材の交差噴流（或いはクロスジェットＪｃ）を噴射し、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を造成する場合には固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の撹拌翼先端（６１ｎ、６２ｎ）から固化材ジェットは噴射せずに、固化材噴射機構（撹拌翼本体６）の（下端部に設けられた）注入口（６３）から固化材を注入する。これにより、単一の改良体（１）において、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）と、それ以外の領域（１ａ，１ｂ）を確実に造成することが出来る。
【００１８】
そして、請求項３に係る発明によれば、深度を計測しつつ、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）を造成するのか、それ以外の領域（１ａ、１ｂ）を造成するのかを判断しているので、半径方向寸法が小さい領域（１ｃ）の周縁領域を同一の深度で形成することが出来る。そのため、施工地盤の土壌が残存した領域が同一深度に形成され、当該領域すなわち通水部（水道３）が確実に連続する。
【００１９】
そして、改良体（１）の厚さ方向寸法（深度方向寸法Ｔ）を請求項４或いは請求項５のように限定すれば、地盤改良部分（Ｋ）に作用する剪断力と曲げ引張応力の双方が設計強度以下となるので、地盤改良部分（Ｋ）の上方へ築造される地下構造物（４）の安全性が確保される。
【００２０】
さらに、請求項６〜請求項９の本発明によれば、土留壁（２Ａ，２Ｂ）に開口部（２Ａｂ，２Ｂｂ）を形成したので、土留壁（２Ａ，２Ｂ）で挟まれた領域における地盤改良部分（Ｋ）についても、通水性が確保されるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図１４を参照して第１実施形態を説明する。
図１は本発明を適用するための地下構造物４を造成する工事の概要を説明する図である。
【００２２】
図１に示すように、地下構造物、例えば地下自動車道４を造成するに際しては、地盤Ｇを開削し、多軸掘削装置（いわゆる「柱列式機械撹拌装置」）等を用いて造成した１対の土留壁２を築造して、土圧により開削箇所が崩れることを防止する。そして、土留壁２間の領域で、下方を複数本の改良体１によって地盤改良して、その上方に地下構造物４を設置している。
【００２３】
その様に地下構造物４を造成した場合、土留壁２及びその間の地盤改良された領域Ｋ（例えば、交差噴流を用いた撹拌工法により複数本の改良体１を造成して、地盤を改良）により、それまで、その領域を流れていた地下水脈Ｃｗが遮断されてしまう場合がある。すると、遮断された地下水脈Ｃｗを流れていた地下水が地盤改良された領域Ｋの周囲を回り込み、周囲環境に悪影響を与える可能性がある。
【００２４】
係る悪影響の可能性を除去するため、図２及び図３で示す様に、一対の土留壁２及びその間において複数本の改良体１により地盤改良された領域Ｋを貫通するラインであって、地下水が流過する経路或いは水道３、を形成してやれば良い。
すなわち、図２及び図３で示す様に、
（１）  土留壁２には、図示の例では２箇所に開口部２ｂを形成し、
（２）  地盤改良された領域（地盤改良部分）Ｋには、地盤改良されずに現地盤の土壌が残存した領域（図２の各改良体１の上下方向の中間部の径の細い部分で構成された領域）を、一方の土留壁２（図示の左方）から他方の土留壁２（図示の右方）に至るまで連続して形成する、
ことにより、水道３は形成される。
【００２５】
ここで、土留壁２（或いは２Ａ，２Ｂ）における開口部２ｂ（或いは２Ａａ，２Ｂｂ）形成の具体的な態様については、詳細は後述する（図１５〜図２９の第２実施形態〜第４実施形態参照）。
一方、地盤改良されずに原地盤の土壌が残存した領域（図２の各改良体１の上下方向の中間部の径の細い部分で構成された領域）を、一方の土留壁２から他方の土留壁２に至るまで連続して形成する態様については、図４〜図１０を参照して、以下に説明する。
【００２６】
地盤改良（例えば、交差噴流を用いた撹拌工法による地盤改良）に際して、先ず、図４で示す様に、撹拌翼本体６を貫入することによって縦孔５を形成する。縦孔５を形成した時点で、当該縦孔５内には撹拌翼本体６が配置されている。
【００２７】
撹拌翼本体６は、地上側から挿入したロッド７（撹拌軸）の先端に設けられ、ロッド７の先端に接続された軸部６０と、この軸部６０に直交する１対の翼６１，６２とを有している。撹拌翼６１，６２の先端には夫々符号順に固化材を噴射するためのノズル６１ｎ，６２ｎが形成され、更に軸部６０の先端には同じく固化材を垂直下方に注入する固化材注入孔６３が形成されている。
【００２８】
図５で示す様に、撹拌翼先端の噴射ノズル６１ｎ，６２ｎからは固化材のジェットＪ１、Ｊ２が噴射される。ここで、噴射ノズル６１ｎ，６２ｎから噴射する固化材のジェットＪ１、Ｊ２は、半径方向所定距離において交差する交差噴流（クロスジェットＪｃ）を形成して、周囲地盤Ｇを掘削しつつ、固化材と混合して地盤改良体１の通常の太さの部分１ｂを造成する。
【００２９】
地盤改良体１は図６で示す様に、通常の太さの部分１ｂの上方で小径部分となる領域、或いは水道になる領域、すなわち地盤改良されずに土壌が残存する領域の形成に際しては、交差噴流（クロスジェット）Ｊｃを止めて、固化材は撹拌翼本体６の下方に設けられた固化材注入口６３のみから注入する。
その結果、撹拌翼本体６を貫入する際に形成された縦孔５の部分のみに固化材が注入され、（図７、図８における）地盤改良体の１の小径部１ｃが造成される。
【００３０】
図７において、小径部１ｃを所定の高さまで造成した後、その小径部１ｃの上方に再び通常の太さの部分１ａを、図５を参照して前述した方法により造成する。
【００３１】
土留壁２に後述する開口部が形成されて地下水が流れれば、固化材を注入された小径部１ｃの周囲の土壌部分を、地下水が流れる。
【００３２】
ここで、地盤改良体の小径部１ｃを造成するに際して、撹拌翼本体６の撹拌翼６１，６２の先端から噴射される交差噴流Ｊｃは停止しないが、係る交差噴流Ｊｃを水のみで構成して噴射し、固結材（スラリー）は交差噴流Ｊｃには含まれない様にすれば、地盤改良体の小径部１ｃの周囲土壌を地下水が流れ易くすることが可能である。
すなわち、その様な場合において、地盤改良体の小径部１ｃ造成に際して、交差噴流Ｊｃには固化材が含まれないので、地盤改良体の１における当該領域（小径部１ｃ周囲、或いは、撹拌翼６を貫入する際に形成された縦孔５周囲）の土壌は交差噴流Ｊｃの水により切削されるが、交差噴流Ｊｃには固化材が含まれないので、小径部１ｃ周囲の領域の土壌は固化することはない。
土留壁２に開口部２ｂが形成されて地下水が流れれば、小径部１ｃ周囲の領域の土壌は交差噴流Ｊｃにより切削されているので、地下水が流れ易くなるのである。これにより、地盤改良部Ｋにおける通水性が、より良好なものとなる。
【００３３】
地盤改良に際して、地盤改良体における小径部１ｃの造成と、小径部でない部分（通常の太さの部分）１ａ，１ｂの造成とを正確に行い、小径部１ｃ周辺に元地盤の土壌Ｇを残存せしめるためには、鉛直方向における小径部１ｃの造成位置（或いは、小径部の造成深度）を正確に制御する必要が有る。
図９は係る制御に用いられる装置を示した図であり、図１０はその制御フローを示した図である。
【００３４】
図９において、撹拌翼本体６を先端に取り付け、図示しない手段によって撹拌翼本体６を回転しつつ垂直方向（上下方向）に移動するロッド７の内部には、ロッド７の長手方向の全長に亙って配置された二重管８が配置されている。その二重管８は先端が撹拌翼本体６の下端に形成された前記固化材噴射孔６３に連通する内管８１と、その内管８１を内部に収容した外管８２から成る。
【００３５】
外管８２は、先端近傍で、撹拌用の翼６１の内部に配置される水平管部８２１ｈに分岐し、その水平管部８２１ｈの先端は、前記撹拌用の翼先端のノズル６１ｎに連通する。又、外管８２の先端では、撹拌用の翼６２の内部に配置される水平幹部８２２ｈに分岐し、その水平管部８２２ｈの先端は、前記撹拌用の翼先端のノズル６２ｎに連通する。
【００３６】
前記内管８１の地上部分の端部は切換バルブ９の一方の吐出口９１に接続され、外管８２の地上部分の端部は切換バルブ９の他方の吐出口９２に接続されている。切換バルブ９の流入口９３は固化材ポンプ１０を介装した固化材供給管１１によって、固化材タンク１２と接続されている。
【００３７】
撹拌翼本体６の上部には、地表からの深度を計測するための深度計１３が取り付けられ、地上に設置した制御手段であるコントローラ１４と入力信号ラインＬｉによって接続されている。
又、前記切換バルブ９とコントロールユニット１４とは制御信号ラインＬｏ２によって、前記固化材ポンプ１０とコントロールユニット１４とは制御信号ラインＬｏ１によって接続されている。
【００３８】
コントロールユニット１４は、深度計で計測した撹拌翼本体６の深度情報により、地盤改良体１の小径部１ｃを造成するのか、小径部でない部分１ａ，１ｂを造成するのかを判断する。
大径部造成時には、切換バルブ９の流入口９３と他方の吐出口９２側を連通するように制御信号を送り、そして固化材ポンプ１０を駆動させて、固化材タンク１２の固化材を外管８２経由で噴射撹拌翼本体６の撹拌翼６１、６２の先端に設けたノズル６１ｎ，６２ｎから交差噴流Ｊｃを噴射させるように制御する。
【００３９】
他方、小径部造成時には、切換バルブ９の流入口９３と一方の吐出口９１側を連通するように制御信号を送り、そして固化材ポンプ１０を駆動させて、固化材タンク１２の固化材を内管８１経由で撹拌翼本体６の下端部の固化材注入口６３から固化材を注入する様に制御する。
【００４０】
なお、交差噴流Ｊｃにより固化材を噴射する場合と、撹拌翼本体６の下端部の固化材注入口６３から固化材を注入する場合とで、固化材ポンプ１０で付加する圧力が相違するとしても、固化材ポンプ１０が可変圧力式のポンプであれば圧力を制御することも容易に可能である。固化材ポンプ１０が可変圧力式のポンプでなければ、吐出圧力の異なるポンプを内管８１、外管８２に介装すればよい。即ち、外管８２側には吐出圧力が高圧のポンプを介装し、内管８１には吐出圧力が比較的低いポンプを介装すればよい。
【００４１】
次に、図１０に基づいて、改良体１の小径部１ｃと、小径部以外の部分１ａ，１ｂとを造成する際の固化材噴射（或いは注入）の制御方法を説明する。
【００４２】
先ず、深度計１３からの情報によって、撹拌翼本体６の深度を計測し（ステップＳ１）、コントロールユニット１４は、撹拌翼本体６の深度が改良体１の小径部分１ｃに相当する位置か、それ以外の部分１ａ、１ｂに相当する位置かを判断する（ステップＳ２）。
撹拌翼本体６の深度が改良対１の小径部以外の部分に相当する位置であれば、ステップＳ３に進み、小径部分１ｃに相当する位置であれば、ステップＳ４に進む。
【００４３】
ステップＳ３では、切換バルブ１０を外管８２側に連通させ、撹拌翼６１、６２先端のノズル６１ｎ、６２ｎから固化材のクロスジェットＪｃを噴射させるように制御し、ステップＳ５に進む。
【００４４】
ステップＳ４では、切換バルブ１０を内管８１側に連通させ、撹拌翼本体６下端の固化材注入口６３から縦孔５内に固化材を注するように制御し、ステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５では、コントロールユニット１４は、制御を終了するか否かを判断しており、終了するのであれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、図９で示す各機器の稼動を終了する。一方、終了しないのであれば（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
【００４６】
地盤改良体１を施工するに際して、鉛直方向に離隔した少なくとも一対の撹拌翼６１，６２を有する撹拌翼本体６を用いることにより、小径部１ｃ以外の領域１ａ、１ｂを造成する場合には、撹拌翼６１、６２の半径方向外方端部のノズル６１ｎ、６２ｎから、固化材のクロスジェットＪｃを噴射する。一方、小径部１ｃを造成する場合には、撹拌翼６１、６２に設けたノズル６１ｎ、６２ｎから固化材は噴射せず、撹拌翼本体６の下端部に設けられた注入口６３から固化材を注入する。
そしてこれら異なる太さの造成（固化材の噴射、或いは注入）は、制御手段であるコントロールユニットが撹拌翼本体６近傍に設けた深度計１３の信号からの深度情報を受信し、固化材供給系の切換バルブ９や固化材ポンプ１０を制御することによって行われる。
従って、小径部１ｃの周縁領域を同一の深度で形成することが出来る。そのため、施工地盤の土壌が残存した領域が同一深度に形成され、当該領域すなわち通水部（水道３）が確実に連続する。
【００４７】
たとえば、図２を参照して、地盤改良部分Ｋでは、地盤改良部分Ｋの上方に設置、或いは造成する地下構造物の安全のため、現地盤の土壌が残存しない様に、隙間無く、改良体１が造成される。ここで、水道３を形成するべき改良体１の小径部分１ｃの周囲において土壌が残存する領域が、一方の土留壁２の開口予定箇所から他方の土留壁２の開口予定箇所まで、連続して存在（或いは、連続して土壌が残存）していれば、土留壁２に開口部２ｂが形成されて地下水が流れ、小径部分１ｃの周囲において土壌が残存する領域を地下水が流れることにより、一方の土留壁２の開口予定部から他方の土留壁２の開口予定部まで、地下水が流れる経路、すなわち連続した水道が形成されるのである。
【００４８】
図２では水道３が２本のみ示されているが、実際の施工に際しては、土留壁２或いは地盤改良部分Ｋの幅寸法に対応して、必要な本数の水道が形成されることとなる。
【００４９】
係る水道３を経由して、地下水が、施工領域を通過することが可能となる。かくして、地下水が土留壁２の側方或いは下方に回り込む必要が無くなり、周囲環境に与える影響が無くなる。
【００５０】
ここで、図２、図３で示す様な水道３を形成するにあたって、地盤改良部分Ｋに下方から土圧（揚圧力ｐ）による荷重が作用しても、当該荷重が地盤改良部分Ｋにおける設計剪断応力及び設計曲げ引張応力よりも小さくなるように、地盤改良部分Ｋの厚さ（符号「Ｔ」：図１２参照）を設定する必要がある。
以下、図１１〜図１４を参照して、係る地盤改良部分の厚さ（Ｔ）について、説明する。
【００５１】
図１１〜図１３において、
地盤改良部分Ｋの厚さ（鉛直方向寸法）が符号Ｔ（ｍ）、
地盤改良部分Ｋの長さ（スパン：或いは、土留壁間の距離）が符号Ｌ（ｍ）、
水道（通水部）３の１本あたりの地盤改良部分（或いは、土留壁）の厚さ方向（図１１において紙面に垂直な方向）寸法（有効幅：地盤改良部分或いは土留壁の単位長さ）が符号Ｂ（ｍ）、
掘削床付面Ｆｂから地下水位面Ｆｗまでの鉛直方向寸法（地下水位高さ）が符号Ｈｗ（ｍ）、
水道（通水部）３の断面積が符号ＡＰ（ｍ２）、
水道（通水部）３の断面２次モーメントが符号ＩＰ（ｍ４）、
水道（通水部）３中心部と掘削床付面Ｆｂとの鉛直方向距離ＤＰ（ｍ）、
である。
【００５２】
また、
地下水の単位体積重量は符号γｗ（ｋＮ／ｍ３）、
改良体（図４〜図１０で造成の態様を説明した地盤改良体１）の単位体積重量は符号γｓ（ｋＮ／ｍ３）、
改良体１の設計引張強度（設計引張応力）は符号σｔｄ（ｋＮ／ｍ２）、
改良体１の設計付着強度（設計剪断応力）は符号τｄ（ｋＮ／ｍ２）、
である。
係るパラメータについては、図１４において、表として示されている。
【００５３】
なお、図１２において、上述した地盤改良部分Ｋに下方から作用する土圧（揚圧力ｐ）は、
ｐ（ｋＮ／ｍ２）＝γｗ（Ｈｗ＋Ｔ）−γｓ・Ｔ
となる。
【００５４】
先ず、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する剪断力が、当該地盤改良部分Ｋにおける設計付着強度（設計剪断応力）符号τｄ以下となるために必要な地盤改良部分の厚さＴについて考える。
地盤改良部分に作用する剪断力に対して必要となる改良体の最小厚さＴは、下記（１）式を満足する値として与えられる。
Ｓ／Ａ−τｄ＝０    （１）式
ここで、
Ｓ：改良体に作用するせん断力（ｋＮ）
＝Ｂ・ｐ・Ｌ／２＝Ｂ｛γw（Hw＋Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ／２  
Ｂ：改良体有効幅 (ｍ)
Ｌ：改良体の曲げを検討するスパン長  (ｍ)
ｐ：改良体に作用する荷重強度（ｋＮ／ｍ２）  ＝γw・（Hw＋Ｔ）−γＳ・Ｔ
γｗ：水の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
γｓ：改良体の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）  
Ｈｗ：背面地下水位面から床付面までの高さ （ｍ）
Ｔ：改良厚（ｍ）
Ａ：通水部断面を控除した改良体の断面積（ｍ２）＝Ｂ・T−Ap
Ａp ：通水部の断面積 (ｍ２)
τｄ：改良体の設計付着強度（ｋＮ／ｍ２）
（１）式を更に展開していくと以下の様になる。
B｛γw(Ｈw＋Ｔ)−γs・T｝Ｌ／２／（Ｂ・Ｔ−Ａp）−τd ＝０
｛（γw・Hw ＋γw・Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ・Ｂ／２−τd（B・Ｔ−Ａp）＝０
−（γw−γs）Ｔ・Ｌ・Ｂ／２＋τd・Ｂ・Ｔ＝τd・Ａp＋γｗ・Ｈｗ・Ｌ・Ｂ／２
｛−（γw−γs）Ｌ・Ｂ／２＋τd・Ｂ｝Ｔ＝τd・Ａp＋γw・Ｈw・Ｌ・Ｂ／２
Ｔ＝｛τd・Ａp／Ｂ＋γw・Ｈw・Ｌ／２｝／｛τd −(γw−γs )Ｌ／２｝（２）式
すなわち、地盤改良部分の厚さが（２）式で示す厚さＴ以上であれば、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する剪断力は、当該地盤改良部分における設計付着強度（設計剪断応力）τｄ以下となる。
【００５５】
次に、揚圧力ｐにより地盤改良部分Ｋに作用する曲げ引張応力が、当該地盤改良部分Ｋにおける設計曲げ引張応力σｔｄ以下となるために必要な地盤改良部分Ｋの厚さＴについて、考える。
【００５６】
地盤改良部分Ｋに作用する曲げモーメントに対して必要となる改良体１の最小厚さＴは、下記（３）式を満足する値として与えられる。
Ｍ／Ｚ−σｔｄ＝Ｍ・ｙ１／Ｉ−σｔｄ＝０         （３）式
ここで、
Ｍ：改良体に作用する曲げモーメント（ｋＮ／ｍ）
＝Ｂ・ｐ・Ｌ２／８＝Ｂ｛γｗ（Ｈｗ＋Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ2／８
Ｂ：改良体有効幅（ｍ）
Ｌ：改良体の曲げを検討するスパン長（ｍ）
ｐ：改良体に作用する荷重強度（ｋＮ／ｍ２）
γｗ：水の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
γｓ：改良体の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
Ｈｗ：背面地下水位面から床付面までの高さ（ｍ）
Ｔ：改良厚（ｍ）
Ｚ：通水部断面を控除した改良体の断面係数（ｍ３）＝Ｉ／ｙ１
Ｉ：通水部断面を控除した改良体の断面二次モーメント（ｍ４）
＝−Ａｐ・ｙｐ２ ＋ Ｂ・Ｔ３／１２ − Ｉｐ −（Ｂ・Ｔ −Ａｐ）ｅ２
＝−Ａｐ・ｙｐ２ ＋ Ｂ・Ｔ３／１２ − Ｉｐ −Ａｐ２・ｙｐ２／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
＝−Ａｐ・（Ｄｐ−Ｔ／２）２＋Ｂ・Ｔ３／１２−Ｉｐ
−Ａｐ２（Ｄｐ−Ｔ／２）２／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）  
Ａｐ：通水部の断面積（ｍ２）
ｙｐ：中立軸から通水部図心軸までの距離（ｍ）＝Ｄｐ−Ｔ／２
Ｉｐ：通水部の断面二次モーメント（ｍ４）
Ｄｐ：床付面から通水部図心位置までの深さ（ｍ）
ｙ１：中立軸から改良体引張端までの距離（ｍ）
＝Ｔ／２−ｅ＝Ｔ／２−Ａｐ（Ｄｐ−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
ｅ：図心軸からの偏心距離＝Ａｐ（Ｄｐ−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
σｔｄ：改良体の設計引張強度（ｋＮ／ｍ２）
ξ：＝Ｌ２／８／σｔｄ
式（３）を更に展開していくと以下の様になる。
Ｂ・Ｌ２／８・｛γｗ（Ｈw＋Ｔ）−γＳ・Ｔ｝｛Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）／（B・Ｔ−Ａp） }／
｛−Ａp(Ｄp −Ｔ／２)2＋Ｂ・Ｔ3／１２−Ｉp−Ａp2（Ｄp−Ｔ／２）2／（Ｂ・Ｔ−Ａp) }−σtd＝０
Ｌ2／８／σｔｄ・｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γＳ・Ｔ｝｛Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝ 
−１／Ｂ・｛−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2＋Ｂ・Ｔ３／１２−Ｉp−Ａp2（Ｄp−Ｔ／２）2／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝＝０
Ｌ２／８／σtd・｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γs・T ｝｛（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）｝
−１／Ｂ・｛−（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2＋（B・T−Ａp）Ｂ・Ｔ3／１２−（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ｉp
−Ａp2(Ｄp−T／2)2）＝０
Ｌ2／８／σtd・［（γw―γs）Ｂ／２・Ｔ3 −｛（γw−γs ）Ａp／２−γw・Hw・Ｂ／２｝Ｔ2 
−｛（γw−γs）（Ｄp−Ｔ／２）＋γw・Hw／２｝Ａp・Ｔ−γw・Hw・Ａp（Ｄp−Ｔ／２）］ 
−１／Ｂ・｛Ｂ2／１２・Ｔ4 −Ｂ・Ａp／１２・Ｔ3−｛Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2 ＋Ｉp｝Ｂ・Ｔ＋Ａp・Ｉp｝＝０
ξ（γw−γs ）Ｂ／２・Ｔ3 ＋ξ・γw・Ｈw・Ｂ／２・Ｔ2−ξ（γw−γs ）Ｄp・Ａp・Ｔ
−ξ・γw・Ｈw・Ａp・Ｄp−Ｂ／１２・Ｔ4＋Ａp／１２・Ｔ3 ＋{Ａp・（Ｄp−Ｔ／２）2 ＋Ｉp }T−
Ａp・Ｉp／Ｂ＝０
Ｂ／１２・Ｔ4 −｛ξ（γw−γs）Ｂ／２＋Ａp／３｝Ｔ3−（ξ・γw・Ｈw・Ｂ／２−Ａp・Ｄp ）Ｔ2
＋｛ξ（γw−γs ）Ａp・Ｄp −Ａp・Ｄp2−Ｉp ｝Ｔ＋Ａp（ξ・γw・Hw・Ｄp＋Ｉp／Ｂ）＝０     (４)式
この（４）式は、必要な地盤改良部分Ｋの厚さＴに関する４次方程式である。
この４次方程式の「正」の解であって、最も小さい数値の解が、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する曲げ引張応力が設計曲げ引張応力σｔｄ以下となるために必要な地盤改良部分の厚さＴとなる。
【００５７】
地盤改良部分Ｋの厚さＴは、地盤改良部分Ｋに作用する剪断力と曲げ引張応力の双方が設計強度以下となるような寸法でなければならない。従って、（２）式で示されるＴの数値と、（４）式の４次方程式の正で且つ最小値の解とを比較して、大きい方の数値が地盤改良部分の厚さＴとなる。
【００５８】
地盤改良部分Ｋの厚さＴに関する上述した考察では、地盤改良部分Ｋの厚さＴと、水道（通水部）３の１本あたりの有効幅（地盤改良部分或いは土留壁の単位長さ）Ｂとの間に相関関係が存在しない場合を考慮している。
【００５９】
次に、有効幅Ｂが地盤改良部分の厚さＴの２倍（Ｂ＝２Ｔ）という関係にある場合について説明する。
先ず、揚圧力ｐにより地盤改良部分Ｋに作用する剪断力が、当該地盤改良部分Ｋにおける設計付着強度（設計剪断応力）符号τｄ以下となるために必要な地盤改良部分の厚さＴについて考える。
【００６０】
有効幅Ｂを２・Ｔとした場合、下記の（５）式を満足するＴが、剪断力に対して必要となる改良体の最小厚さとなる。
Ｓ／Ａ−τｄ＝０        （５）式
ここで、
Ｓ：改良体に作用する剪断力（ｋＮ）
＝Ｂ・ｐ・Ｌ／２＝Ｂ｛γｗ（Ｈｗ＋Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ／２
Ｂ：改良体有効幅（ｍ）
Ｌ：改良体の曲げを検討するスパン長（ｍ）
ｐ：改良体に作用する荷重強度（ｋＮ／ｍ２）
γｗ：水の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
γｓ：改良体の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
Ｈｗ：背面地下水位面から床付面までの高さ（ｍ）
Ｔ：改良厚（ｍ）
Ａ：通水部断面を控除した改良体の断面積（ｍ２）＝Ｂ・Ｔ−Ａｐ
Ａｐ：通水部の断面積（ｍ２）
τｄ：改良体の設計付着強度（ｋＮ／ｍ２）
式（５）を更に展開していくと以下の様になる。
Ｂ｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ／２／（Ｂ・Ｔ−Ａp ）−τd＝０
｛（γw・Hw＋γw・Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ・Ｂ／２−τd（Ｂ・Ｔ−Ａp）＝０
−（γw−γs）Ｔ・Ｌ・Ｂ／２＋τd・Ｂ・Ｔ−τd・Ａp−γw・Ｈw・Ｌ・Ｂ／２＝０
−（γw−γs）Ｌ・Ｔ２＋τd・２・Ｔ２−τd・Ａp−γw・Ｈw・Ｌ・Ｔ＝０
｛−（γw−γs）Ｌ＋２・τd｝Ｔ2−γw・Ｈw・Ｌ・Ｔ−τd・Ａp＝０
Ｔ＝［γw・Ｈw・Ｌ±｛（γw・Ｈw・Ｌ）2−４（（γw−γs）L−２・τd）τd・Ａp｝1/2］
／［２｛−（γw−γs）L＋２・τd｝］      （６）式
すなわち、地盤改良部分Ｋの厚さが（６）式で示す厚さＴ以上であれば、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する剪断力は、当該地盤改良部分における設計付着強度（設計剪断応力）τｄ以下となる。
【００６１】
次に、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する曲げ引張応力が、当該地盤改良部分における設計曲げ引張応力σｔｄ以下となるために必要な地盤改良部分の厚さＴについて、考える。
【００６２】
有効幅Ｂを２・Ｔとした場合、下記の（７）式を満足するＴが、曲げモーメントに対して必要となる改良体の最小厚さとなる。
Ｍ／Ｚ−σｔｄ＝Ｍ・ｙ１／Ｉ−σｔｄ＝０        （７）式
ここで、
Ｍ：改良体に作用する曲げモーメント（ｋＮ・ｍ）
＝Ｂ・ｐ・Ｌ２／８＝Ｂ｛γｗ（Ｈｗ＋Ｔ）−γs・Ｔ｝Ｌ２／８
Ｂ：改良体有効幅（ｍ）
Ｌ：改良体の曲げを検討するスパン長（ｍ）
ｐ：改良体に作用する荷重強度（ｋＮ／ｍ２）
γｗ：水の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
γｓ：改良体の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
Ｈｗ：背面地下水位面から床付面までの高さ（ｍ）
Ｔ：改良厚（ｍ）
Ｚ：通水部断面を控除した改良体の断面係数（ｍ３）＝Ｉ／ｙ１
Ｉ：通水部断面を控除した改良体の断面二次モーメント（ｍ４）
＝−Ａｐ・ｙｐ２ ＋ Ｂ・Ｔ３／１２ − Ｉｐ −（Ｂ・Ｔ −Ａｐ）ｅ２
＝−Ａｐ・ｙｐ２ ＋ Ｂ・Ｔ３／１２ − Ｉｐ −Ａｐ２・ｙｐ２／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
＝−Ａｐ・（Ｄｐ−Ｔ／２）２＋Ｂ・Ｔ３／１２−Ｉｐ
−Ａｐ２（Ｄｐ−Ｔ／２）２（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）  
Ａｐ：通水部の断面積（ｍ２）
ｙｐ：中立軸から通水部図心軸までの距離（ｍ）＝Ｄｐ−Ｔ／２
Ｉｐ：通水部の断面二次モーメント（ｍ４）
Ｄｐ：床付面から通水部図心位置までの深さ（ｍ）
ｙ１：中立軸から改良体引張端までの距離（ｍ）
＝Ｔ／２−ｅ＝Ｔ／２−Ａｐ（Ｄｐ−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
ｅ：図心軸からの偏心距離（ｍ）＝Ａｐ（Ｄｐ−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａｐ）
σｔｄ：改良体の設計引張強度（ｋＮ／ｍ２）
ξ：＝Ｌ２／８／σｔｄ
（７）式を更に展開していくと以下の様になる。
Ｂ・Ｌ2／８・｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γs・Ｔ｝｛Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝
｛−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2＋Ｂ・Ｔ3／１２−Ｉp−Ａp2（Ｄp−Ｔ／２）2／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝−σtd＝０
Ｌ2／８／σtd・｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γs・Ｔ｝｛Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝
−１／Ｂ・｛−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2＋Ｂ・Ｔ3／１２−Ｉp−Ａp2（Ｄp−Ｔ／２）2／（Ｂ・Ｔ−Ａp）｝  ＝０
Ｌ2／８／σtd・｛γw（Ｈw＋Ｔ）−γs・Ｔ｝｛（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ｔ／２−Ａp（Ｄp−Ｔ／２）｝
−１／Ｂ・｛−（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2 ＋（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ｂ・Ｔ3／１２
−（Ｂ・Ｔ−Ａp）Ｉｐ−Ａp2（Ｄp−Ｔ／２）2 ｝＝０
Ｌ2／８／σtd・［（γw−γs ）Ｂ／２・Ｔ3−｛（γw−γs ）Ａp／２−γw・Ｈw・Ｂ／２｝Ｔ2
−｛（γw−γs）（Ｄp−Ｔ／２）＋γw・Ｈw／２｝Ａp・Ｔ−γw・Ｈw・Ａp（Ｄp−Ｔ／２）］
−１／Ｂ・［Ｂ2／１２・Ｔ4−Ｂ・Ａp／１２・Ｔ3−｛Ａp（Ｄp−Ｔ／２）2＋Ｉp｝Ｂ・Ｔ＋Ａp・Ｉp］＝０
ξ［（γw−γs ）Ｔ5 ＋γw・Ｈw・Ｔ4−（γw−γs ）Ａp・Ｄp・Ｔ2−γw・Ｈw・Ａp・Ｄp・Ｔ］
−｛１／６・Ｔ6 −Ａp／３・Ｔ4 ＋Ａp・Ｄp・Ｔ3−（Ａp・Ｄp2 ＋Ｉp ）Ｔ2 ＋Ａp・Ｉp／２｝＝０
１／６・Ｔ6−ξ（γw−γs）Ｔ5−（ξ・γw・Ｈw＋Ａp／３）Ｔ4＋Ａp・Ｄp・Ｔ3
＋｛ξ（γw−γs）Ａp・Ｄp−Ａp・Ｄp2−Ｉp｝Ｔ2
＋ξ・γw・Ｈw・Ａp・Ｄp・Ｔ＋Ａp・Ｉp／２＝０       (８)式
【００６３】
この（８）式は、必要な地盤改良部分の厚さＴに関する６次方程式である。この６次方程式の「正」の解であって、最も小さい数値の解が、揚圧力ｐにより地盤改良部分に作用する曲げ引張応力が設計曲げ引張応力σｔｄ以下となるために必要な地盤改良部分の厚さＴとなる。
【００６４】
地盤改良部分の厚さＴが有効幅Ｂの２倍（Ｔ＝２Ｂ）という関係にある場合においても、上述したのと同様に、地盤改良部分の厚さＴは、地盤改良部分に作用する剪断力と曲げ引張応力の双方が設計強度以下となる様な厚さでなければならない。従って、（６）式で示されるＴの数値と、（８）式の６次方程式の正で且つ最小値の解とを比較して、大きい方の数値が地盤改良部分の厚さＴとなる。
【００６５】
上述したように、改良体１の厚さ方向寸法（深度方向寸法Ｔ）を限定しており、地盤改良部分Ｋに作用する剪断力と曲げ引張応力の双方が設計強度以下となるので、地盤改良部分Ｋの上方へ築造される地下構造物４の構築時の安全性が確保される。
【００６６】
次に、図１５〜図２２を参照して第２実施形態を説明する。
第１実施形態では、主として、地盤改良部分について説明してきた。
これに対して、図１５〜図２２の第２実施形態では、土留壁における開口の形成について、詳細を示している。
【００６７】
図１５及び図１６は、第２実施形態が施工された状態において、地下水が、地盤改良部Ｋ及び土留壁２Ａを通過している状態を示す。
図１５、図１６において、土留壁２Ａにおける水道３が形成された部分（土留壁２Ａの構成部材）２２は、土留壁２Ａにおける水道３が形成されていない部分（土留壁２Ａの構成部材）２１に比べて、地中に延在する部分が短くなっている（図１５、図１６における「土留壁欠損部２Ａｂ」参照）。
【００６８】
土留壁２Ａが短くなっている部分２２（土留壁２Ａの短い構成部材２２）の下方の領域の土留壁欠損部２Ａｂの下方には、土留壁２Ａの構成部材２１〜２３よりも半径方向寸法が大きな地盤改良部１Ａが形成されている。
そして、土留壁２Ａにおける地中方向寸法が短い部分２３の下方端部と、土留壁２Ａよりも半径方向寸法が大きな地盤改良部１Ａの上端部とにより、水道３に対応する土留壁２Ａにおける開口部（土留壁欠損部）２Ａｂが定義されている（形成されている）のである。
【００６９】
第２実施形態の施工について、図１７〜図２２を参照して説明する。
【００７０】
先ず、図１７において、土留壁を構成する円柱状構成部材の内、最外側の各１本の円柱状構成部材２３を残して中央寄りに左右各３本ずつ、すなわち、水道３の断面位置に相当する箇所の土留壁構成部材２２を、地中部分を短くして造成する。図１８は、土留壁２Ａの造成が完了した状態を示している。
【００７１】
係る地中部分の短い（土留壁）円柱状構成部材２２の下方の（流水用の開口部２Ａｂとなる）土留壁欠損部に、図１９〜図２１で示す様な態様で地盤改良体１Ａを造成する。
【００７２】
図１９において、最外側の各１本の円柱状構成部材２３及び短い円柱状構成部材２２の近隣に、図示しないボーリングロッドによって縦孔を穿孔し、その縦孔内に、固化材噴射手段であるモニタ６Ａを挿入する。尚、図２０では、モニタ６Ａとして、翼を有しておらず、深さ方向について同一位置で２箇所のノズルを有するタイプが描かれているが、第１実施形態と同様に、１対の撹拌翼を有する撹拌翼本体を固化材噴射手段として、撹拌翼先端から噴射されるジェットが所定の半径位置で交差する交差噴流（クロスジェット）Ｊｃを形成するタイプであってもよい。
【００７３】
図２０では、モニタ６Ａを回転しながらノズル６Ａｎから固化材を噴射しつつ、モニタ６Ａを地上側に引き上げることによって、短い円柱状構成部材２２の下方に地盤改良体１Ａを造成する。
【００７４】
図２１は、所定の位置まで地盤改良体１Ａを造成し、土留壁２Ａに水道が３貫通する開口部２Ａｂが形成された状態を示している。
【００７５】
図２２は、土留壁２Ａ及びその開口部２Ａｂを形成した後に、複数の改良体１から成る地盤改良部分Ｋを図４〜図１０で説明した様な態様で造成した状態を示している。
その後、例えば後述の図２６（第３実施形態）で示す様に、地中固結体１００を築造（或いは設置）する。
【００７６】
第２実施形態のその他の構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。
【００７７】
次に、図２３〜図２８を参照して第３実施形態を説明する。
【００７８】
図２３で示す第３実施形態においては、第２実施形態と同様、円柱状構成部材によって開口部が形成されていない土留壁２Ｂを築造後に、その一部を欠損させて、水道３の貫通する開口部２Ｂｂを形成する。
【００７９】
第３実施形態の土留壁２Ｂを造成する場合、先ず、図２４の工程において、円柱状構成部材２５から構成される土留壁２Ｂを、例えば、多軸掘削機等を用いて築造する。
その後、図２５の工程において、土留壁２Ｂ間（図示では片側の土留壁を省略して描いている）の領域に第１実施形態、第２実施形態と同様の地盤改良体１を造成することによって地盤改良する。地盤改良の詳細については、第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００８０】
次の図２６で示す工程では、地盤改良後、その上方の領域に地下構造物４を築造或いは設置する。
次の図２７の工程では、地下構造物４を築造或いは設置した後、土留壁２Ｂにおける水道に相当する箇所を、モニタ２９を用いて切削して、開口部２Ｂｂ形成する。
係る開口部２Ｂｂの形成方法について、以下、図２８に基づいて詳細を説明する。
【００８１】
図２８において、土留め壁２Ｂを構成する円柱状構造部材２５の内の当該箇所の部材の芯材（例えばＨ鋼）２６に沿って予めガイドパイプ２７を設置する。
そのガイドパイプ２７にモニタ付三重管２８を挿入し、該三重管２８を下降させて、開口部の領域２Ｂｂを掘削する。
【００８２】
詳細には、先端に噴射機構であるモニタ２９を装着した三重管２８をガイドパイプ２７に挿入して、モニタ２９が開口部２Ｂｂに相当する位置まで下降させた後、モニタ２９のノズル２９ｎから高圧水ジェットＪを噴射させる。
開口部形成の際の留意点として、開口部２Ｂｂに隣接する土留壁２Ｂを損傷しないように、ガイドパイプ２７先端の噴射機構（モニタ）２９或いはノズル２９ｎは、揺動範囲が極めて小さいか、或いは、揺動しない様に構成することが望ましい。
【００８３】
土留壁２Ｂを高圧水ジェットでスリット状に切削すれば、その高圧水ジェットにより、スリット状の切削箇所間における固化材部分（土留壁のＨ鋼以外の部分）が除去され、開口部２Ｂｂが形成される。
【００８４】
第３実施形態のその他の構成及び作用効果については、第１実施形態、第２実施形態と同様である。
【００８５】
次に、図２９を参照して第４実施形態を説明する。
【００８６】
図２９の第４実施形態は、施工現場よりも遠隔の地に掘削機器を設置して、曲がりボーリングにより、土留壁の開口部に相当する領域を掘削する実施形態である。
【００８７】
図２９に示すように、地盤改良領域Ｋの土留壁２Ｃから離れた地上Ｅには、ボーリングマシン３０が配置されている。
ボーリングマシン３０から曲がりボーリング３０Ｂが斜め下方の地中を貫通し、更に、途中で、曲がりボーリング３０Ｂは水平方向に向きを変え、曲がりボーリング３０Ｂの先端部を土留壁２Ｂの開口部２Ｂｂに相当する位置に対向させる。
その後、曲がりボーリング３０Ｂの先端部から、高圧水のジェットを噴射して土留壁２Ｂの開口部２Ｂｂを切削・形成する。
【００８８】
図２９の第４実施形態は、例えば、地盤改良造成の工事途中、或いは造成後に地下水脈が何らかの原因で、同一深さではあるが左右方向に変わってしまった場合等、土留壁に、もはや工事用機器が接近し難いような場合に有効な実施形態である。
【００８９】
第４実施形態のその他の構成及び作用効果については、第１実施形態〜第３実施形態と同様である。
【００９０】
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ことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】地盤改良部分における地下水脈の配置関係を示した地下断面図。
【図２】第１実施形態に係る地盤改良領域を立体的に示した斜視図。
【図３】第１実施形態に係る地盤改良領域の断面図。
【図４】第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する第１工程図。
【図５】第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する第２工程図。
【図６】第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する第３工程図。
【図７】第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する第４工程図。
【図８】第１実施形態に係る地盤改良工法を説明する工程図であって、改良体の完成した状態を示した断面図。
【図９】実施形態に係る改良体の造成において、小径部と小径部以外の部分とを作り分けるための制御機構を示した断面図。
【図１０】実施形態に係る改良体の造成において、小径部と小径部以外の部分とを作り分けるための制御方法を示したフローチャート。
【図１１】本発明の実施形態の地盤改良部分の強度を説明するための断面図。
【図１２】本発明の実施形態の地盤改良部分の強度を説明するための斜視図。
【図１３】通水部を含む地盤改良部分の縦断面図。
【図１４】地盤改良部分の強度に係わる寸法等の物理諸元を表に纏めた図。
【図１５】第２実施形態に係る地盤改良領域を立体的に示した斜視図。
【図１６】第２実施形態に係る地盤改良領域の断面図。
【図１７】第２実施形態に係る土留壁の造成工程における途中の状態を示した斜視図。
【図１８】第２実施形態に係る土留壁の完成状態を示した斜視図。
【図１９】第２実施形態に係る土留壁の開口部を造成する際の初期工程図。
【図２０】第２実施形態に係る土留壁の開口部を造成する際の中期工程図。
【図２１】第２実施形態に係る土留壁の開口部を造成する際の最終工程図。
【図２２】第２実施形態の施工領域を部分的に示した斜視図。
【図２３】第３実施形態に係る地盤改良領域を立体的に示した斜視図。
【図２４】第３実施形態に係る土留壁の開口部形成前の状態を示した斜視図。
【図２５】第３実施形態に係る土留壁の開口部形成前の状態及び地盤改良領域を部分的に示した斜視図。
【図２６】第３実施形態の地盤改良部分の上方に地下構造物を配置した斜視図。
【図２７】第３実施形態に係り、土留壁に開口部を形成している状態を示した斜視図。
【図２８】第３実施形態における開口部形成の装置を立体的に透視してみた斜視図。
【図２９】第４実施形態の施工方法を説明する地下断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・改良体
１ａ，１ｂ・・・小径でない部分
１ｃ・・・小径部
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・・土留壁
３・・・通水部
４・・・地下構造物
５・・・縦孔
６・・・撹拌翼本体
６Ａ、２９・・・モニタ
７・・・ロッド
８・・・二重管
９・・・切換バルブ
１０・・・固化材ポンプ
１１・・・固化材供給管
１２・・・固化材タンク
１３・・・深度計
１４・・・コントロールユニット
６１，６２・・・撹拌翼
６１ｎ，６２ｎ・・・ノズル
６３・・・注入口
Ｋ・・・地盤改良部
Ｊｃ・・・交差噴流／クロスジェット
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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