(57)【要約】【課題】多層系地盤、特に砂質土層と粘性土層との互層地盤において経費低減を図りながら良好な地盤改良が行えるようにする。【解決手段】上層部Ａおよび下層部Ｂが異層の多層系地盤９に適用される地盤改良工法にあって、地盤下に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒３、および螺旋状のスクリュ４０を周囲に有して外筒３の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸４を備え、内軸４および外筒３を多層系地盤９に貫入する過程で、上層部Ａまたは下層部Ｂの原地盤部分を内軸４の正転により外筒３下端より外筒内に取り込んだ後、更なる貫入過程または引き抜き過程で内軸４の逆転により外筒内に取り込まれた原地盤部分を下層部Ｂまたは上層部Ａに改良材料用として吐出し混合することを特徴としている。【選択図】図６
2018021379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法において、
地盤下に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を備え、
前記内軸および外筒を前記多層系地盤に貫入する過程で、前記上層部または下層部の原地盤部分を前記内軸の正転により前記外筒下端より外筒内に取り込んだ後、更なる貫入過程または引き抜き過程で前記内軸の逆転により前記外筒内に取り込まれた原地盤部分を前記下層部または上層部に改良材料用として吐出し混合することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
前記多層系地盤は、下層部が粘土系、上層部が砂系であり、前記上層部の砂部分を前記下層部の粘土に吐出し混合することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項３】
前記多層系地盤は、下層部が砂系、上層部が粘土系であり、前記上層部の粘土部分を前記下層部の砂に吐出し混合することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
【請求項４】
前記内軸を前記外筒に対して単独で上下動可能にする上下移動手段を有し、前記上下移動手段により前記外筒の下端開口と前記内軸の下端側との間の隙間を地盤性状に応じて調整することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の地盤改良工法。
【請求項５】
前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段を有し、前記内側掘削手段および前記外側掘削手段が前記原地盤に対する外筒および内軸の貫入過程において原地盤を掘削するとともに攪拌することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の地盤改良工法。
【請求項６】
前記内軸の下端側に設けられて内軸内に沿って配管された供給管を介し移送されてくる改良材を原地盤に吐出する内側の改良材吐出手段、および前記外側掘削手段に設けられて外筒に沿って配管された供給管を介し移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側の改良材吐出手段を有し、前記内軸および外筒の多層系地盤への貫入過程、または／および、引き抜き過程にて前記改良材吐出手段により改良材を原地盤に吐出することを特徴とする請求項５に記載の地盤改良工法。
【請求項７】
上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法に用いられる地盤改良装置において、
地盤に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を有し、前記内軸および外筒を前記多層系地盤へ貫入する過程で、前記上部層または下部層の原地盤部分を前記内軸の正逆の回転により前記外筒下端より外筒内に取込んだり再び原地盤に吐出混合する原地盤移動手段と、
前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段と、
前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段と、
前記内軸の下端側に設けらて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段、および前記外側掘削手段に設けらて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側改良材吐出手段とを備えていることを特徴とする地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上層部および下層部が異層の多層系地盤、特に砂質土層と粘性土層との互層地盤に好適な地盤改良工法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤中にセメントミルクなどの改良材を注入し、撹拌混合して固化させることにより地盤を強化する地盤改良工法が知られている（例えば、特許第３４１６７７４号公報、以下これを参考公報という）。この工法では、従来より目標改良強度に合わせて事前に施工現場の土をボーリング採取し、室内配合試験を行い、安全率を考慮して、改良材の現場施工配合量を設定している。施工後の強度は、地盤の土質、注入する改良材の量、撹拌の度合を示す羽根切り回数などに影響されるが、中でも粘性土質（特に腐植土や腐葉土）の地盤では、良好な撹拌状態を保つことが難しく、改良材の注入量を多くして強度の低下を防ぐようにしている。また、粘性土質の地盤では注入した改良材と混合されずに残ってしまう土塊ができやすく、撹拌度合の信頼度が低く、強度のばらつきも多くなる。特に腐植土や腐葉土混じりの酸性度の高い粘性土では強度が思うように出ない傾向にある。これに対し、砂質土層の地盤では、貫入抵抗は大きいが、施工後の強度が出やすく、撹拌度合の信頼性も高いため、注入する改良材量は少なくて済む。
【０００３】
何れにしても、この種の対象地盤にあっては粘性地盤のみ、或いは砂質地盤のみであることは稀であり、砂質土層と粘性土層とが交互に重なりあった互層地盤であるのが一般的である。このような互層地盤で地盤改良を行う場合、粘性土層と砂質土層とで注入する改良材量を変えるのは作業が煩雑になるため、注入する改良材量は粘性土層に合わせて多くしていた。このため、互層地盤中の砂質土層では、改良材量が必要量より過剰となり、また、過剰な改良材を注入するため、産業廃棄物である排土量も増加し、施工費が上昇するばかりでなく、廃棄処理コストもばかにならない。
【０００４】
以上の互層地盤に関連して、特許文献１と２には、対象地盤が砂質土層と粘性土層との互層地盤に適用される地盤改良工法が開示されている。特許文献１の工法特徴として、砂質土層では、アジテータ内のセメントミルクを第１ポンプによりロッド内の第１供給流路を通って第１吐出口から原地盤に吐出し混合する。粘性土層では、アジテータ内のセメントミルクを切替弁を介して骨材混合器に入れて砂などの骨材と混合したモルタルを第２ポンプによりロッド内の第２供給流路を通って第２吐出口から原地盤に吐出し混合する。また、特許文献２の工法特徴として、砂質土層では、ケーシングパイプに上ホッパから砂を投入すると同時に下部の振動子でケーシングパイプを振動させながらサンドパイルを造成する。粘性土層では、ケーシングパイプを回転させて回転翼に設けられたノズルから安定材と原位置土からなるセメント系パイルを造成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３９３４２号公報
【特許文献２】特開平９−３２８７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の地盤改良工法では、対象の地盤が互層地盤の場合も、要求される地盤改良効果を満たすだけではなく、施工費を少しでも抑えなければならない。この点、特許文献１や２のように、互層地盤を構成している砂質土層と粘性土層で使用する改良材を変えただけでは材料費が高くなることがあっても全体の施工費を低減できない。
【０００７】
本発明者らは、そのような施工費の低減を可能にする工法を検討してきた結果、互層地盤として砂質土層と粘性土層の例だと、砂質土層を構成している砂材を粘性土層の改良材として活用したり、粘性土層を構成している粘土材を砂質土層の改良材として活用し、結果としてセメントミルクなどの改良材の使用量を低減できるとの確証に至った。
【０００８】
本発明の目的は、上層部および下層部が異層の多層系地盤、特に砂質土層と粘性土層との互層地盤において経費低減を図りながら良好な地盤改良が行える地盤改良工法及びその装置を提供することにある。他の目的は以下の内容説明のなかで明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明は、図６を参考にして特定すると、上層部Ａおよび下層部Ｂが異層の多層系地盤９に適用される地盤改良工法において、地盤下に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒３、および螺旋状のスクリュ４１を周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸４を備え、前記内軸および外筒を前記多層系地盤に貫入する過程で、前記上層部Ａまたは下層部Ｂの原地盤部分を前記内軸４の正転により前記外筒３下端より外筒内に取り込んだ後、更なる貫入過程または引き抜き過程で前記内軸の逆転により前記外筒内に取り込まれた原地盤部分を前記下層部Ｂまたは上層部Ａに改良材料用として吐出し混合することを特徴としている。
【００１０】
以上の本発明は、請求項２から７のように具体化されることがより好ましい。
（ア）、請求項１において、前記多層系地盤は、下層部が粘土系、上層部が砂系であり、前記上層部の砂部分を前記下層部の粘土に吐出し混合する構成か（請求項２）、下層部が砂系、上層部が粘土系であり、前記上層部の粘土部分を前記下層部の砂に吐出し混合する構成である（請求項３）。これらには、上層部と下層部の間に砂系や粘土系以外の中間層が介在されている地盤構成も含まれる。
【００１１】
（イ）、請求項１〜３の何れかにおいて、前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段を有し、前記上下移動手段により前記外筒の下端開口と前記内軸の下端側との間の隙間を地盤性状に応じて調整する構成である（請求項４）。
【００１２】
（ウ）、請求項１〜４の何れかにおいて、前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段を有し、前記内側掘削手段および前記外側掘削手段が前記原地盤に対する外筒および内軸の貫入過程において原地盤を掘削するとともに攪拌する構成である（請求項５）。
【００１３】
（エ）、請求項１〜５の何れかにおいて、前記内軸の下端側に設けられて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する内側の改良材吐出手段、および前記外筒の下端周囲に配置された外側掘削手段に設けられて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側の改良材吐出手段を有し、前記内軸および外筒の多層系地盤への貫入過程、または／および、引き抜き過程にて前記改良材吐出手段により改良材を原地盤に吐出する構成である（請求項６）。ここで、改良材としては、例えば、セメントに水を添加したセメントミルク、そのセメントミルクに砂やソイルなど加えたモルタル材、それらに類似の材料である。吐出方式は、例えば、改良材をポンプで供給管に移送し供給管先端に接続されたノズルから吐出する方式、改良材および圧縮空気を専用ポンプおよび専用供給管に移送し、改良材を圧縮空気に同伴させてノズルから吐出する方式（参考公報）である。
【００１４】
（オ）、上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法に用いられる地盤改良装置において、地盤に貫入・引き抜かれる正逆回転可能な外筒、および螺旋状のスクリュを周囲に有して前記外筒の内側に貫通配置された正逆回転可能な内軸を有し、前記内軸および外筒を前記多層系地盤へ貫入する過程で、前記上部層または下部層の原地盤部分を前記内軸の正逆の回転により前記外筒下端より外筒内に取込んだり再び原地盤に吐出混合する原地盤移動手段と、前記内軸を前記外筒に対して相対的に上下動可能にする上下移動手段と、前記内軸の下端に装着された攪拌翼兼用の内側掘削手段、および前記外筒の下端周囲に装着された攪拌翼兼用の外側掘削手段と、前記内軸の下端側に設けらて内軸に沿って移送されてくる改良材を原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段、および前記外側掘削手段に設けらて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側改良材吐出手段とを備えている構成である（請求項７）。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、上層部および下層部が異層の多層系地盤を対象とし、上下層部の一方の原地盤部分を他方の改良用材料として他方の原地盤に吐出し混合することにより、改良効果を得ながら各互層間で土質性状をほぼ平均にならすことができ、また、必要に応じ行われるセメントミルクやモルタル材などの改良材の使用量や総量を改良効果を維持しながら少なくでき、その結果、施工費用および廃棄物処理費用ともに低減できる。
【００１６】
請求項２の発明では、下層部が粘土系、上層部が砂系である場合、上層部の砂部分を下層部の粘土に吐出し混合することにより、例えば、含水比を下げたり排水性を付与して粘土性状を改良可能となる。
【００１７】
請求項３の発明では、下層部が砂系、上層部が粘土系である場合、上層部の粘土部分を下層部の砂に吐出し混合することにより、例えば、砂系の下層部の強度（液状化強度）を上げて液状化対策として有効にする。
【００１８】
請求項４の発明では、上下移動手段により外筒の下端開口と内軸の下端側との間の隙間、つまり原地盤部分を外筒内に取り込む取込口、および／または、外筒内に取り込まれた原地盤部分を排出する吐出口の大きさを調整することにより、取込速度や取込総量、排出速度や排出総量などを最適化できる。
【００１９】
請求項５の発明では、攪拌翼兼用の内側掘削手段および外側掘削手段により、原地盤に対する外筒および内軸の貫入過程において原地盤を掘削するとともに攪拌するため、硬質地盤での貫入能力不足を生じ難くしたり、例えば径が直径２メートル以上となるような大径の改良体も造成容易となる。
【００２０】
請求項６の発明では、内軸が下端側に設けられて内軸内に移送されてくる改良材を原地盤に吐出する内側の改良材吐出手段を有し、外筒が下端周囲に配置された外側掘削手段に設けられて外筒に沿って移送されてくる改良材を原地盤に吐出する外側の改良材吐出手段を有しているため、地盤性状に応じて改良材を図６から図８に例示されるごとく色々な態様で吐出可能となり、工法に多様性を付与できる。
【００２１】
請求項７の発明では、上層部および下層部が異層の多層系地盤に適用される地盤改良工法に用いられる地盤改良装置として、請求項１〜６の地盤改良工法用として最適な装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明工法に最適な地盤改良装置の全体を示す模式図である。
【図２】（ａ）は図１の外筒および内軸を駆動する駆動機構部を示す模式図、（ｂ）は内軸を外筒に対し上下移動手段により下降した状態を示す模式図である。
【図３】（ａ）は図２の外筒および内軸の下部側を示す断面図、（ｂ）は内軸を外筒に対し上下移動手段により下降した状態で、地盤貫入過程において原地盤部分を外筒内に取り込んでいる状態を示す模式図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）で外筒内に取り込んだ原地盤部分を排出している状態を示す模式図、（ｂ）はその攪拌領域を説明するための模式図である。
【図５】上記内軸の下端に連結される内側掘削手段の変形例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は本発明工法の施工手順例を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は本発明工法の他の施工手順例を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は本発明工法の更に他の施工手順例を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した形態を図面を参照して説明する。この説明では、本発明工法に用いられる地盤改良装置の装置構造および内側掘削手段の変形例を説明した後、それを用いた地盤改良工法１〜３について詳述する。なお、図面は作図上の制約から細部を省略したり簡略化している。
【００２４】
（装置構造）図１〜図４において、この地盤改良装置１は、全体構造として、べースマシン１０と、ベースマシン１０の先端支持部１１に起立状態に載置されたリーダ１４と、リーダ１４を起立状態に支持するステー１２およびキャッチホーク１３と、リーダ１４の一側面に装着されたガイドレール１５と、ガイドレール１５に沿って上下に移動されるアタッチメント２とを備えている。
【００２５】
また、要部構造として、正逆回転可能な外筒３および螺旋状のスクリュ４１を周囲に有して外筒３内に貫通配置された正逆回転可能な内軸４を有し、外筒３および内軸４を多層系地盤９へ貫入する過程で上部層または下部層の原地盤部分を内軸４の正逆の回転により外筒３下端より外筒内に取り込んだり再び原地盤に吐出し混合する原地盤移動手段５と、内軸４を外筒３に対して相対的に上下動する上下移動手段である油圧シリンダ６と、内軸４に沿って移送されてくる改良材を内軸下端側より原地盤内に吐出する内側改良材吐出手段（７，４０，４２）と、外筒３に沿って移送されてくる改良材を外筒下端側または後述する外側掘削手段３５側より原地盤内に吐出する外側改良材吐出手段（８，３０，３２）とを備えている。以下、これらの細部を明らかにする。
【００２６】
まず、ベースマシン１０は、上本体１６がキャタピラを有した下走行体１７に対し旋回部を介して旋回可能に支持されている。上本体１６には、細部を省略したが、操縦室及び不図示のワイヤ用ウインチなどが設けられるとともに、後部にステージ１８が連結されている。操縦室には各種の施工用操作部や制御部が配設されている。ステージ１８には発動機などが搭載されている。
【００２７】
また、アタッチメント２は、上マウントベース２０と、下マウントベース２１と、各マウントベース２０，２１を一体物としてガイドレール１５に嵌合した状態で上下動する昇降手段を構成している移動基体２３と、各マウントベース２０，２１に対し串差し状態に固定支持されたガイドスリーブ２５とを有している。符号１９は移動基体２３の昇降を補足するロープ等の吊り部材である。この吊り部材１９は、細部を省略したが、ベースマシン１０に搭載された不図示のウインチドラムから引き出され、リーダ１４頂部の笠木に組み込まれた滑車群を通って後述する支持枠２６に連結される。
【００２８】
原地盤移動手段５において、内軸４は、外周にあって下端からガイドスリーブ２５の手前まで螺旋状のスクリュ４１が一体化されている。内軸４の上部側は、前記したガイドスリーブ２５に挿通されている。外筒３は、スクリュ４１付き内軸４を遊嵌する内径であり、供給管３０が外周にあってスイベル８に対応する箇所から外側掘削手段３５付近まで延びている。
【００２９】
また、外筒３の下端周囲には、図３および図４にも示されるごとく外側掘削手段３５が設けられ、それよりも少し上側に攪拌翼３９が設けられている。外側掘削手段３５は、外筒３に装着される筒状の固定筒３６と、固定筒３６に突設された掘削作用および攪拌作用を兼用する対の翼３７と、各翼３７に装着された複数の掘削ビット３８およびノズル３２を有している。ノズル３２は、対応する供給管３０の下端に接続されて、セメントミルクなどの改良材を原地盤に吐出可能にする。攪拌翼３９は、翼３７と略同じ長さかつ枚数からなり、外筒３に装着される筒状の固定筒３８に突設されている。
【００３０】
一方、内軸４の下端には内側掘削手段４５が連結されている。この内側掘削手段４５は、内軸４に装着される筒状の固定筒４６と、固定筒４６に突設された掘削作用および攪拌作用を兼用する対の翼４７と、各翼４７に装着された複数の掘削ビット４８と、内軸４の下開口を閉じるとともに、ノズル４２を保持している閉部材４３を有している。ノズル４２は、対応する供給管４０の下端に接続されて、セメントミルクなどの改良材を原地盤に吐出可能にする。
【００３１】
上マウントベース２０には、ガイドスリーブ２５を貫通した内軸４を正逆回転可能にする対の駆動モータ５０と、外部から移送されてくる改良材を内軸４内に配管された供給管４０に移送可能にするスイベル７とが設けられている。このうち、各駆動モータ５０は、ガイドスリーブ２５内に挿通された内軸４の上部に不図示のギア機構を介して連繋されて内軸４を正逆回転する。スイベル７は、マウントベース２０に保持された支持枠２６の内側に設けられて外部から送られてくるセメントミルクなどの改良材を供給管４０に移送する。
【００３２】
下マウントベース２１には、外筒３を正逆回転可能にする対の駆動モータ５１と、外部から移送されてくる改良材を外筒３の外周に配管された供給管３０に移送可能にするスイベル８とが設けられている。このうち、各駆動モータ５１は、外筒３の上部に不図示のギア機構を介して連繋されて外筒３を正逆回転する。スイベル８は、マウントベース２１の下側に保持された支持枠２７の内側に設けられて外部から送られてくるセメントミルクなどの改良材を外筒の供給管３０に移送する。
【００３３】
そして、前記外側改良材吐出手段は、セメントミルクなどの改良材を外筒３の外周に配管された供給管３０に移送可能にする外筒用スイベル８、外側掘削手段３５に設けられて供給管３０を介して移送されてくる改良材を受け入れて原地盤に吐出するノズル３２などからなる。前記内側改良材吐出手段は、セメントミルクなどの改良材を内軸４内に配管された供給管４０に移送可能にする内軸用スイベル７、内側掘削手段４５に設けられて供給管４０を介して移送される改良材を受け入れて原地盤に吐出するノズル４２などからなる。
【００３４】
油圧シリンタ６は、本体である筒体６ａが上マウントベース２０の下面側に設けられた取付部２２に連結支持され、筒体６ａに出没されるピストン６ｂが下マウントベース２１に設けられた取付部２３に連結支持されている。そして、この例では、図２および図３の各（ａ）がピストン６ｂが筒内６ａから突出した状態を示し、各（ｂ）がピストン６ｂが筒内６ａに没した状態を示している。各（ａ）のピストン６ｂの突出態では、外筒３の下端開口と内軸４の下端側との間の隙間が最小となる。各（ｂ）のピストン６ｂの没状態では、前記隙間、つまり原地盤部分を外筒３内に取り込む取込口や外筒３内に取り込まれた原地盤部分を排出する吐出口が最大となる。
【００３５】
（変形例）図５は以上の内側掘削手段４５の変形例を示している。この説明では上記形態と実質的に同じ部位には同一符号を付け、変更点を明らかにする。この内側掘削手段４５Ａは、内軸４と略同径の本体４４と、本体４４の周囲に設けられてスクリュ４１と連続するスクリュ４４ａと、本体４４の上面に突設されて内軸４の下端側に係合される連結軸４４ｂとを有している。本体４４および連結軸４４ｂは、内側が供給管４０を配置する筒状となっている。その筒状には、筒下端側に装着されて供給管４０の下端に接続されたノズル４２が装着されている。本体４４およびスクリュ４４ａの下端には、複数の掘削ビット４８が装着されている。スクリュ４４ａは、掘削作用および原地盤を移動する作用を兼ねる。掘削ビット４８は本体４４直下の原地盤を掘削する構成である。
【００３６】
（地盤改良工法）次に、以上の地盤改良装置を用いて本発明の地盤改良工法により地盤改良する場合の施工手順として３例を挙げて説明する。図６〜図８において、図中楕円で示す回転方向は小さい方が内軸の回転方向、大きい方が外筒の回転方向を示している。実施工では、目標改良強度に合わせて事前に施工現場の土をボーリング採取し、上部層および下部層の境界深度、各層の長さなどが把握される。また、採取土にて室内配合実験を行い、改良材の現場施工配合量などが設定される。これらは従来同様である。
【００３７】
（地盤改良工法１）図６の多層系地盤は、上層部Ａが砂系地盤、下層部Ｂが粘土系地盤を想定している。同(ａ)は、上記地盤改良装置を移動して、原地盤移動手段５、つまり外筒３および内軸４の下端を施工箇所に位置決めした状態を示している。この状態では、内軸４の先端部、つまり内側掘削手段４５が外筒３の下端より大きく突出しており、原地盤の砂部分を外筒３内へ取り込み可能としている。
【００３８】
同（ｂ）は、原地盤移動手段５、つまり外筒３および内軸４を下降開始した状態を示している。この下降では、図中の矢印に示すごとく改良材を内軸３の先端側ノズル４２、および外側掘削手段３５側のノズル３２より吐出しつつ、内軸３および外筒４を正回転で下降させる。下降過程では、原地盤内を内側掘削手段４５および外側掘削手段３５にて掘削しつつ、各ノズル４２，３２より吐出した改良材を混合攪拌し、同(ｃ)に示すごとく原地盤内に円柱状改良予備体を造成する。同時に、内軸３の正回転により原地盤の砂部分が外筒４の筒内に順次に取り込まれる。
【００３９】
同（ｃ）は、原地盤移動手段５を構成している外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が上層部Ａと下層部Ｂとの境界付近まで下降された状態を示している。この境界の判定は、予めボーリング調査で判明している境界深度に外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が到達したか否かにより判定される。勿論、砂系地盤の回転抵抗は粘土系のそれより高いため、回転トルクの急変動などによっても判定できるので、その判定も併用することが好ましい。
【００４０】
同（ｄ）は、外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が境界を超えて粘土系地盤に到達した後、内軸３を逆回転させて、外筒４内に取り込まれた砂部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、これを改良材料として、この砂部分と下層部Ｂの粘土系地盤および各ノズル４２，３２より吐出される改良材とを混合している状態を示している。同（ｅ）は、原地盤移動手段５を構成している外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が目的の深度に到達した状態を示している。下層部Ｂの原地盤（粘土系地盤）は、外筒３内から吐出された砂部分の混合により粘土系の土粒子がバラバラにほぐされ、その状態で各ノズル４２，３２より吐出される改良材も混合されるため、土塊を生ずることなく均一な強度の円柱状改良体が造成可能となる。
【００４１】
同（ｄ）と（ｅ）では、例えば、下層部Ｂの粘土系地盤として、特に粘土系土壌に腐葉土や腐植土が存在すると、その酸性によりセメントのアルカリ反応が抑止されて、固化不良を起こし易く強度発現し難くなるが、この工法のごとく上層部Ａの砂部分の混入により酸性が緩和されるため、強度を比較的容易に満足できる。
【００４２】
次に、施工目標深度まで到達した後、外筒３を逆転させ、原地盤移動手段５、つまり外筒３および内軸４を上昇させて引き抜き動作に移行される。同（ｆ）は、そのように引き抜き動作に移行された後、外軸３の下端ないしは外側掘削手段３５が地表ＧＬに到達した状態を示している。以上のようにして造成された円柱状改良体は、互層地盤の各土壌の性状に関わりなく、粘土と砂および改良材が適度に混合されてほぼ均質なものとなる。また、この円柱状改良体は、上層部Ａの砂部分を下層部Ｂの粘土系地盤の改良材として用いたため、ノズル４２，３３から吐出するセメントミルクなど改良材の使用量を減らして施工費を低減可能となる。
【００４３】
（地盤改良工法２）図７の多層系地盤は図６と同様、上層部Ａ１が砂系地盤、下層部Ｂ１が粘土系地盤を想定している。この説明では、図６に比べ変更された構成についてだけ明らかにする。この地盤改良工法において、図７(ａ)〜（ｃ）では、図６（ａ）〜（ｃ）に比べ、各ノズル４２，３２から改良材を吐出しない点で異なっている。つまり、この工法では、内軸３の正回転により原地盤の砂部分を外筒４の筒内に順次に取り込むが、境界に達するまで各ノズル４２，３２より改良材を吐出しない。
【００４４】
図７（ｄ）〜（ｆ）は、図６（ｄ）〜（ｆ）に比べ、外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が境界を超えて粘土系地盤に到達した後、内軸３を逆回転させて、外筒４内に取り込まれた砂部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、この吐出された砂部分と下層部Ｂ１の粘土系地盤および各ノズル４２，３２より吐出される改良材とを混合する点では同じである。しかし、外筒４内に取り込まれた砂部分については、図６の構成とは相違して改良材を含んでいない。このため、下層部Ｂ１に造成される円柱状改良体は、各ノズル４２，３２より吐出される改良材の吐出総量が図６と図７で同じであれば、改良材の含有率は図６に比べ図７の方が低くなる。
【００４５】
また、この工法では、図６（ｆ）に比べ原地盤移動手段５、つまり外筒３および内軸４が貫入後、引き抜き過程において、境界よりも上昇されるときに改良材がノズル４２より上層部Ａ１の砂系地盤に吐出される。この吐出量は、例えば、上層部Ａ１の砂系地盤より下層部Ｂ２に移動した砂部分の移動量に応じて決められる。
【００４６】
（地盤改良工法３）図８の多層系地盤は、上層部Ａ２が粘土系地盤、下層部Ｂ２が砂系地盤を想定している。この説明でも、図７に比べ変更された構成についてだけ明らかにする。この地盤改良工法において、図８(ａ)〜（ｃ）は、図７（ａ）〜（ｃ）と実質的に同じ。すなわち、この工法では、各ノズル４２，３２より改良材を吐出せず、また、内軸３の正回転により原地盤の粘土部分を外筒４の筒内に順次に取り込む。
【００４７】
図８（ｄ）〜（ｆ）は、外筒３の下端ないしは外側掘削手段３５が境界を超えて砂系地盤に到達した後、内軸３を逆回転させて、外筒４内に取り込まれた粘土部分を外筒下端開口から順次に原地盤に吐出し、この吐出された粘土部分と下層部Ｂ１の砂系地盤とを混合する。しかし、この工法では、図７に比べ各ノズル４２，３２より改良材を吐出しない。このため、下層部Ｂ２に造成される円柱状改良体は、砂系地盤と上層部Ａ２から移動された粘土部分とが混合攪拌されたものとなる。また、この工法でも、図７（ｆ）に比べ原地盤移動手段５、つまり外筒３および内軸４が貫入後、引き抜き過程において、境界よりも上昇されるときに改良材がノズル４２より上層部Ａ２の砂系地盤に吐出される。この吐出量も、例えば、上層部Ａ２の粘土系地盤より下層部Ｂ２に移動した粘土部分の移動量に応じて決められる。
【００４８】
なお、以上の形態例は本発明を何ら制約するものではない。本発明は、各請求項で特定される構成要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更したり展開可能なものである。例えば、装置的には、アタッチメントを上下に移動する昇降手段、内軸を外筒に対して相対的に上下動する上下移動手段、改良材を対応するノズルから吐出する構成などは施工規模や深さ、地盤性状、改良材の種類などに応じて適宜変更可能である。
【００４９】
また、工法的には、対象の多層系地盤には、改良対象外の表層部を有していたり、上層部と下層部との間に中間層が横たわっていたり、更に互層地盤が交互に積み重なった複合的な多層系地盤なども含まれる。また、各層地盤の深さが異なる場合には、内軸の正逆回転数や貫入速度を変化させることにより、外筒内への取り込みおよび吐出量を調整し、各層で可及的に均質に混合できるようにすればよいことも勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・・地盤改良装置
２・・・・アタッチメント
５・・・・原地盤移動手段（３は外筒、４は内軸、４１はスクリュ）
６・・・・油圧シリンダ（上下移動手段）
７・・・・内軸用スイベル（内側改良材吐出手段）
８・・・・外筒用スイベル（外側改良材吐出手段）
９・・・・多層系地盤（Ａは砂系地盤、Ｂは粘土系地盤）
９Ａ・・・・多層系地盤（Ａ１は砂系地盤、Ｂ１は粘土系地盤）
９Ｂ・・・・多層系地盤（Ａ２は粘土系地盤、Ｂ２は砂系地盤）
４５・・・・内側掘削手段（４８は掘削ビット）
４５Ａ・・・内側掘削手段（４８は掘削ビット）
１０・・・・ベースマシン
１４・・・・リーダ
１５・・・・ガイドレール
３０・・・・外筒の供給管（外側改良材吐出手段）
３２・・・・ノズル（外側改良材吐出手段）
３５・・・・外側掘削手段（３８は掘削ビット）
３９・・・・攪拌翼
４０・・・・内軸の供給管（内側改良材吐出手段）
４２・・・・ノズル（内側改良材吐出手段）
【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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