(57)【要約】      （修正有）【課題】確実に孔壁の安定および地下水の止水を図ることができ、少ない工程で合理的に施工できる地盤改良体の造成方法および杭の施工方法を提供すること。【解決手段】まず、非汚染地盤１中の設計改良深度２３から地表までの範囲に筒状の地盤改良体２７を造成する。地盤改良体２７は、非汚染地盤１に、撹拌翼１３を有する掘削ロッド１１を掘進させた後、撹拌翼１３−１の先端近傍に設けられた固化材用ノズルからセメントミルクおよび圧縮空気を噴射しながら掘削ロッド１１を回転させつつ引き上げて造成する。そして、地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５を掘削して空間を形成する。次に、平面視で筒状の地盤改良体２７の内側に位置する杭施工予定領域に、コンクリート製または鋼製の既製杭を打設する。その後、地盤改良体２７と既製杭との間にセメント系材料を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械撹拌工法による地盤改良体の造成方法であって、
地盤中に、撹拌翼付きの掘削ロッドを、前記撹拌翼が所定深度に達するまで、回転させつつ掘進させる工程ａと、
前記撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルから、セメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを噴射するとともに、前記掘削ロッドを回転させつつ前記地盤中から引き上げて、下端部が前記所定深度に達する筒状の地盤改良体を造成する工程ｂと、
を具備することを特徴とする地盤改良体の造成方法。
【請求項２】
前記工程ｂで、前記セメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを、前記撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の方向に噴射することを特徴とする請求項１記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項３】
前記工程ｂで、前記セメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを、鉛直下向きに噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項４】
前記撹拌翼が、鉛直方向に所定の間隔をおいて少なくとも２段設けられ、最下段の前記撹拌翼の先端近傍に前記ノズルが設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項５】
前記撹拌翼が、鉛直方向に所定の間隔をおいて少なくとも２段設けられ、最下段に配置された第１の撹拌翼の先端近傍に第１のノズルが設けられ、その上段に配置された第２の撹拌翼の先端近傍に第２のノズルが設けられ、
前記工程ｂで、前記セメントミルクおよび圧縮空気を、前記第１のノズルから、斜め上向き且つ前記第１の撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに噴射し、前記第２のノズルから、斜め下向き且つ前記第２の撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに噴射し、前記第１のノズルから噴射された第１の噴流と前記第２のノズルから噴射された第２の噴流とが交差衝突するようにしたことを特徴とする請求項１記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項６】
前記第１の噴流と前記第２の噴流との交差角度が鋭角となるように、前記第１のノズルおよび前記第２のノズルの取付角度が調整されることを特徴とする請求項５記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項７】
前記工程ａで、前記撹拌翼の先端近傍に設けられた削孔水用ノズルから、高圧水を前記撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の方向または／および鉛直下向きに噴射することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項８】
２軸以上の前記掘削ロッドを所定の間隔で並べて用いることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の地盤改良体の造成方法。
【請求項９】
地盤中に、撹拌翼付きの掘削ロッドを、前記撹拌翼が粘性土層に達するまで、回転させつつ掘進させる工程ａと、
前記撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルからセメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを噴射するとともに、前記掘削ロッドを回転させつつ前記地盤中から引き上げて、下端部が前記粘性土層に達する筒状の地盤改良体を造成する工程ｂと、
平面視で前記筒状の地盤改良体の内側に位置する杭施工予定領域に、前記粘性土層より下方の層に下端部が達するように杭を施工する工程ｃと、
を具備することを特徴とする杭の施工方法。
【請求項１０】
前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記筒状の地盤改良体の内側の未改良地盤を、前記地盤改良体の底部まで掘削する工程ｄをさらに具備することを特徴とする請求項９記載の杭の施工方法。
【請求項１１】
前記工程ｄと前記工程ｃとの間に、前記筒状の地盤改良体の底部に難透水性材料を充填する工程ｅをさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の杭の施工方法。
【請求項１２】
前記工程ｃの後に、前記筒状の地盤改良体と前記杭との間にセメント系材料を充填する工程ｆをさらに具備することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の杭の施工方法。
【請求項１３】
前記工程ｃで、前記杭施工予定領域を前記下方の層まで削孔して、前記杭を施工することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の杭の施工方法。
【請求項１４】
前記工程ｃで、既製杭を施工することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれかに記載の杭の施工方法。
【請求項１５】
前記工程ｃで、削孔した孔に鉄筋籠を設置し、コンクリートを打設して、場所打ち杭を施工することを特徴とする請求項１３に記載の杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体の造成方法および杭の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、場所打ち杭を施工する際には、まず、杭の施工位置で孔を削孔する。そして、事前に組み立てた鉄筋籠を孔内に建て込んだ後、コンクリートやモルタルを打設して杭を造成する。また、工場などにおいて製作された既製杭を施工する際にも、予め孔を削孔し、孔に既製杭を建て込む工法や、打撃によって既成杭を地盤に打ち込む工法などがある。地盤の削孔には、機械が使用される場合が多く、アースドリル工法、オールケーシング工法、リバース工法などが代表的な工法である。
【０００３】
場所打ち杭を施工する際、地盤の削孔後に孔壁が崩壊すると、孔底部に削孔土が堆積するなどして、杭に要求される鉛直支持力などが確保できない場合がある。杭の品質を確保するためには、削孔後の孔壁の崩壊を防ぐ必要がある。孔壁の崩落を孔全長にわたって防止する工法としては、円筒状のケーシングチューブをケーシング圧入装置により地盤内に圧入し、ハンマーグラブでケーシング内部を掘削するオールケーシング工法や、杭の施工位置周辺の地盤に予め薬液を注入する薬液注入工法などがある。
【０００４】
また、地盤改良体を用いて孔壁の崩落を防ぐ方法も提案されている。図１７は、地盤改良体１０３を用いて孔壁の崩落を防ぐ方法を示す図である。図１７に示す方法では、図１７（ａ）に示すように、地盤１０１に中実の地盤改良体１０３を形成する。そして、図１７（ｂ）に示すように、中実の地盤改良体１０３の内部を掘削して削孔部１０５を形成する。そして、図１７（ｃ）に示すように、削孔部１０５内に杭１０７を構築する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１７に示す方法では、地盤改良工法のうち、比較的高剛性、高強度の改良が可能であり、且つ適用地盤が広い高圧噴射撹拌工法により地盤改良体１０３を造成する。高圧噴射撹拌工法では、高圧噴射撹拌装置を設置し、直径７０〜２５０ｍｍ程度のボーリング孔に改良ロッドを挿入する。次に、ロッドを介して地中に高圧のセメントミルクと圧縮空気とを注入しながらロッドを回転または揺動させることで、地盤とセメントミルクとを混合させる。これをロッドを引き上げながら行うことで、地中に直径２ｍ以上の柱状の地盤改良体を造成することができる。
【０００６】
高圧噴射撹拌工法の他に、最も一般的な地盤改良工法の一つとして、機械撹拌工法がある。機械撹拌工法とは、原位置で地盤内の深部までセメントや石灰などを添加し、添加したセメントや石灰などと改良対象土とを撹拌翼などの撹拌装置で機械的に撹拌混合して地盤改良体を造成する方法である。また、撹拌翼と高圧のセメントミルクおよび圧縮空気による地盤の切削との両方を具備した工法を、機械・高圧噴射撹拌工法という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−２１７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ケーシング工法によって削孔し、ケーシングで孔壁の安定を図りつつ孔内に杭を構築する場合、杭の施工本数に合わせた数のケーシングが必要となる。また、場所打ち杭を施工するには、予めケーシングを設置し、ケーシング内を掘削して場所打ち杭を施工してから、ケーシング撤去用の機械によってケーシングを撤去することとなるため、工程が輻輳し、煩雑である。薬液注入工法は、適用可能な砂質土などに限定され、かつ薬液が注される領域が地盤条件に左右されるため、効果を得るためにはかなり大量の薬液を注入する必要がある点が課題である。
【０００９】
中実の地盤改良体を用いて孔壁の安定を図る方法では、杭施工予定領域にも地盤改良体が造成されることから、杭施工に先立って地盤改良体の内部を削孔する必要がある。このとき、地盤改良体はセメント等によって固化し、一般の地盤よりも大きな強度を持っているため、削孔には大型の機械を用いる必要があり、かつ時間を要する。また、一般に地盤改良体の削孔に伴って発生する土砂はセメント分を含有するのでｐＨが高く、建設汚泥に分類されるため、処分に要する費用が嵩む。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、確実に孔壁の安定および地下水の止水を図ることができ、少ない工程で合理的に施工できる地盤改良体の造成方法および杭の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために第１の発明は、機械撹拌工法による地盤改良体の造成方法であって、地盤中に、撹拌翼付きの掘削ロッドを、前記撹拌翼が所定深度に達するまで、回転させつつ掘進させる工程ａと、前記撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルからセメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを噴射するとともに、前記掘削ロッドを回転させつつ前記地盤中から引き上げて、下端部が前記所定深度に達する筒状の地盤改良体を造成する工程ｂと、を具備することを特徴とする地盤改良体の造成方法である。
【００１２】
第１の発明では、撹拌翼付きの掘削ロッドを、地盤に埋設した後、撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルからセメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを噴射しつつ、地盤中から引き上げる。このとき、圧縮空気によってセメントミルクの噴射方向を制御することにより、確実に孔壁の安定を図ることができる筒状の地盤改良体を、セメントを含む掘削土を発生させることなく、安全に且つ効率的に施工することができる。
【００１３】
前記工程ｂでは、例えば、前記セメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを、前記撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の方向に噴射する。
前記工程ｂでは、前記セメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを、鉛直下向きに噴射する場合もある。
これらの場合、前記撹拌翼が、鉛直方向に所定の間隔をおいて少なくとも２段設けられ、最下段の前記撹拌翼の先端近傍に前記ノズルが設けられることが望ましい。
【００１４】
セメントミルクおよび圧縮空気を、撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルから、撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の方向や鉛直下向きに噴射することにより、撹拌翼付きの掘削ロッドの埋設によって撹拌された地盤のうち、撹拌翼の先端近傍の回転軌跡付近の範囲に、筒状の地盤改良体を形成することができる。
【００１５】
前記撹拌翼が、鉛直方向に所定の間隔をおいて少なくとも２段設けられ、最下段に配置された第１の撹拌翼の先端近傍に第１のノズルが設けられ、その上段に配置された第２の撹拌翼の先端近傍に第２のノズルが設けられ、前記工程ｂで、前記セメントミルクおよび圧縮空気を、前記第１のノズルから、斜め上向き且つ前記第１の撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに噴射し、前記第２のノズルから、斜め下向き且つ前記第２の撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに噴射し、前記第１のノズルから噴射された第１の噴流と前記第２のノズルから噴射された第２の噴流とが交差衝突するようにしてもよい。
【００１６】
これにより、撹拌翼付きの掘削ロッドの掘進時に撹拌された範囲の外周側の地盤を切削し、切削された範囲に筒状の地盤改良体を形成することができる。
【００１７】
この場合、必要に応じて、前記第１の噴流と前記第２の噴流との交差角度が鋭角となるように、前記第１のノズルおよび前記第２のノズルの取付角度が調整される。
これにより、噴流によって切削する距離を調整し、掘削範囲を適切に拡幅することができる。
【００１８】
前記工程ａで、前記撹拌翼の先端近傍に設けられた削孔水用ノズルから、高圧水を前記撹拌翼の先端近傍の回転軌跡の方向または／および鉛直下向きに噴射してもよい。
これにより、高圧水で地盤が掘削されて、撹拌翼付きの掘削ロッドの埋設が容易になる。
【００１９】
また、２軸以上の前記掘削ロッドを所定の間隔で並べて用いてもよい。
これにより、複数の筒状の地盤改良体を所定の間隔で形成することができる。
【００２０】
第２の発明は、地盤中に、撹拌翼付きの掘削ロッドを、前記撹拌翼が粘性土層に達するまで、回転させつつ掘進させる工程ａと、前記撹拌翼の先端近傍に設けられたノズルからセメントミルクおよび圧縮空気、またはセメントミルクを噴射するとともに、前記掘削ロッドを回転させつつ前記地盤中から引き上げて、下端部が前記粘性土層に達する筒状の地盤改良体を造成する工程ｂと、平面視で前記筒状の地盤改良体の内側に位置する杭施工予定領域に、前記粘性土層より下方の層に下端部が達するように杭を施工する工程ｃと、を具備することを特徴とする杭の施工方法である。
【００２１】
本発明によれば、従来の方法のように地盤改良体の造成により原地盤よりも強度が大きくなった範囲に杭を施工したり、杭の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、改良体が円筒状であるため、円柱状の改良体を施工する場合と比較して、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがなくなるうえ、地盤改良体の施工に要する各種材料を削減できる。
【００２２】
前記工程ｂと前記工程ｃとの間に、前記筒状の地盤改良体の内側の未改良地盤を、前記地盤改良体の底部まで掘削する工程ｄをさらに具備してもよい。
本発明では、筒状の地盤改良体の内側の未改良地盤に位置する杭施工箇所が撹拌されているので、削孔が容易である。また、筒状の地盤改良体を用いて、未改良地盤に掘削した孔の孔壁の崩落を防止し、確実に孔壁の安定を図ることができる。
【００２３】
工程ｄを具備する場合、前記工程ｄと前記工程ｃとの間に、前記筒状の地盤改良体の底部に難透水性材料を充填する工程ｅをさらに具備してもよい。
これにより、地盤改良体と難透水性材料とで囲まれた空間から外部に地下水が移動することがないように地下水を止水し、地盤内の汚染物質の地下水による拡散を防止することができる。
【００２４】
工程ｄを具備する場合、前記工程ｃの後に、前記筒状の地盤改良体と前記杭との間にセメント系材料を充填する工程ｆをさらに具備することが望ましい。
これにより、地盤改良体と杭との間の隙間をなくして周面摩擦力を確保することができる。また、鋼管杭を用いる場合、腐食を防ぐことができる。
【００２５】
前記工程ｃでは、必要に応じて、前記杭施工予定領域を前記下方の層まで削孔して、前記杭を施工する。
前記工程ｃでは、例えば、既製杭を施工してもよい。
また、前記工程ｃでは、削孔した孔に鉄筋籠を設置し、コンクリートを打設して、場所打ち杭を施工してもよい。
既製杭を打ち込んだり、中掘り工法、回転貫入工法などで既製杭を打設する場合には、粘性土層より下方の層までの削孔は不要である。既製杭をプレボーリング工法によって打設する場合や、場所打ち杭を打設する場合には、杭施工予定領域を粘性土層より下方の層まで削孔してから杭を打設する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、確実に孔壁の安定および地下水の止水を図ることができ、少ない工程で合理的に施工できる地盤改良体の造成方法および杭の施工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】筒状の地盤改良体２７を施工するための各工程を示す図
【図２】非汚染地盤１に掘削ロッド１１を掘進させている状態を示す図
【図３】非汚染地盤１から掘削ロッド１１を引き上げている状態を示す図
【図４】非汚染地盤１に既製杭４９を施工するための各工程を示す図
【図５】既製杭４９の他の施工方法や場所打ち杭６１の施工方法を示す図
【図６】筒状の地盤改良体６３を施工するための各工程を示す図
【図７】汚染地盤１ａから掘削ロッド１１ａを引き上げている状態を示す図
【図８】汚染地盤１ａに既製杭４９を施工するための各工程を示す図
【図９】既製杭４９の他の施工方法や場所打ち杭６１の施工方法を示す図
【図１０】掘削ロッド１１ａの撹拌翼１３ａの先端付近を拡大した図
【図１１】他の掘削ロッド１１ｂの例を示す図
【図１２】他の掘削ロッド１１ｃの例を示す図
【図１３】２軸の掘削ロッド１１を並べて用いる例を示す図
【図１４】２軸の掘削ロッド１１を並べて用いる例を示す図
【図１５】設計改良天端７１が地中に位置する例を示す図
【図１６】液状化対策のために地盤改良体２７または地盤改良体６３を造成した例を示す図
【図１７】地盤改良体１０３を用いて孔壁の崩落を防ぐ方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
図１は、筒状の地盤改良体２７を施工するための各工程を示す図である。図１（ａ）は、掘削ロッド１１を掘進させる準備が完了した状態を示す図、図１（ｂ）は、掘削ロッド１１を掘進させている状態を示す図、図１（ｃ）は、掘削ロッド１１の掘進が完了した状態を示す図、図１（ｄ）は、掘削ロッド１１を引き上げている状態を示す図、図１（ｅ）は、掘削ロッド１１の引き上げが完了した状態を示す図である。
【００３０】
図２は、非汚染地盤１に掘削ロッド１１を掘進させている状態を示す図である。図２は、図１（ｂ）に示す範囲Ａ１の拡大図である。図３は、非汚染地盤１から掘削ロッド１１を引き上げている状態を示す図である。図３（ａ）は、図１（ｄ）に示す範囲Ａ２の拡大図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。
【００３１】
図４は、非汚染地盤１に既製杭４９を施工するための各工程を示す図である。図４（ａ）は、地盤改良体２７の内側を掘削する工程を示す図、図４（ｂ）は、杭施工予定領域４７に既製杭４９を打設する工程を示す図、図４（ｃ）は、地盤改良体２７と既製杭４９との間にセメント系材料５３を充填する工程を示す図である。図４（ｄ）は、図４（ａ）に示す矢印Ｄ１−Ｄ１による断面を示す図、図４（ｅ）は、図４（ｂ）に示す矢印Ｄ２−Ｄ２による断面を示す図、図４（ｆ）は、図４（ｃ）に示す矢印Ｄ３−Ｄ３による断面を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、非汚染地盤１の表層には、非汚染土層である砂層３が存在する。砂層３の下方には、非汚染土層である粘性土層５、砂層７、支持層９が存在する。
【００３３】
図１に示す非汚染地盤１に、図４に示す既製杭４９を施工するには、まず、図１に示す各工程によって、非汚染地盤１に筒状の地盤改良体２７を造成する。地盤改良体２７は、図１から図３に示す撹拌翼１３付きの掘削ロッド１１を用いて造成される。
【００３４】
図２、図３（ａ）に示すように、掘削ロッド１１は、本体１２、撹拌翼１３等からなる。２段の撹拌翼１３−１、１３−２は、本体１２の下端部付近に、鉛直方向に所定の間隔をおいて固定される。
【００３５】
掘削ロッド１１の本体１２の内部には、削孔水送水管２９、圧縮空気圧送管３０、固化材圧送管３７が設けられる。本体１２の下端部には、削孔水用ノズル３３が設けられる。削孔水送水管２９は、削孔水用ノズル３３に接続される。削孔水送水管２９を通って送水された水３１は、削孔水用ノズル３３から、高圧水３５として下向きに噴射される。
【００３６】
本体１２の内部に設けられた圧縮空気圧送管３０、固化材圧送管３７は、最下段の撹拌翼１３−１の位置で枝分かれし、撹拌翼１３−１の内部に圧縮空気圧送管３０の枝管３６、固化材圧送管３７の枝管３９が設けられる。最下段の撹拌翼１３−１の先端１４−１の近傍には、固化材用ノズル４１が設けられる。枝管３６および枝管３９は、固化材用ノズル４１に接続される。圧縮空気圧送管３０と枝管３６とを通って圧送された圧縮空気３２、および、固化材圧送管３７と枝管３９とを通って圧送されたセメントミルク４２は、固化材用ノズル４１から、下向きの噴流４３として噴射される。
【００３７】
非汚染地盤１に筒状の地盤改良体２７を造成するには、図１（ａ）に示すように、例えば、リーダ１７を有するベースマシン１５を用いる。掘削ロッド１１の本体１２は、リーダ１７に設けられたガイド部１９および回転駆動部２１によって把持される。掘削ロッド１１を把持したベースマシン１５は、図１（ａ）に示すように、アウトリガを張り出して位置を固定する。そして、本体１２が鉛直方向に設置されるようにリーダ１７を起こし、掘削ロッド１１の掘進準備を完了する。
【００３８】
次に、図１（ｂ）に示すように、リーダ１７の回転駆動部２１を用いて掘削ロッド１１を回転させつつ、非汚染地盤１内に掘進させる。このとき、図２に示すように、削孔水用ノズル３３から下向きに高圧水３５を噴射する。高圧水３５を噴射することにより、非汚染地盤１が切削されて撹拌翼１３での撹拌が容易になり、掘削ロッド１１を非汚染地盤１中に掘進させ易くなる。掘削ロッド１１の掘進は、例えば、図１（ｃ）に示すように、最下段の撹拌翼１３−１の下端が、設計改良深度２３に達したところで完了する。掘削ロッド１１の掘進により、非汚染地盤１には、撹拌範囲２５が形成される。
【００３９】
掘削ロッド１１の本体１２の長さが、設計改良深度２３に比べて短い場合は、本体１２をピンなどで接続しながら掘進する。なお、掘削ロッド１１での掘進時、固化材用ノズル４１は、非汚染地盤１の抵抗によって破損することがないよう、撹拌翼１３−１に内蔵される。
【００４０】
掘進が完了した後、掘削ロッド１１の本体１２に設けられた各種配管に、図示しないセメントミルクプラントや高圧ポンプ等からの供給管を接続する。また、撹拌翼１３−１に内蔵された固化材用ノズル４１を露出させる。そして、図１（ｄ）に示すように、リーダ１７の回転駆動部２１を用いて掘削ロッド１１を回転させつつ一定速度で上昇させて、非汚染地盤１から引き上げるとともに、図３（ａ）に示すように、撹拌翼１３−１の先端近傍の固化材用ノズル４１から、セメントミルク４２および圧縮空気３２の噴流４３を、圧縮空気３２によってセメントミルク４２の方向を制御しつつ下向きに噴射する。このとき、掘削ロッド１１の掘進時に形成された円筒状の撹拌範囲２５の外縁部で、撹拌翼１３および噴流４３によって、セメントミルク４２および圧縮空気３２と砂層３の土砂とが撹拌される（機械撹拌工法）。これにより、撹拌範囲２５の外縁部に沿って、筒状の地盤改良体２７が造成される。
【００４１】
なお、地盤改良体２７は撹拌翼１３による撹拌範囲２５内に造成されるので、噴流４３によって非汚染地盤１を切削する必要がない。そのため、噴流４３は高圧でなくてもよい。また、掘削ロッド１１は、例えば図３（ｂ）に示す矢印Ｃの方向に回転させつつ引き上げるものとし、この方向は掘進時の回転方向と同じとすることが望ましい。
【００４２】
掘削ロッド１１の引き上げは、図１（ｅ）に示すように、設計改良深度２３から地表までの全長にわたって地盤改良体２７が造成されたところで完了する。設計改良深度２３は、例えば、粘性土層５に位置するものとする。図１（ｅ）および図３（ｂ）に示すように、地盤改良体２７の内側の非汚染地盤１は、撹拌された状態で未改良地盤４５として残る。なお、掘進時に掘削ロッド１１の本体１２を接続した場合、引き上げ時に噴流４３の噴射を一時中断して本体１２を解体してもよい。
【００４３】
図１に示す各工程によって、筒状の地盤改良体２７の造成が完了し、地盤改良体２７の強度が発現した後、図４（ａ）、図４（ｄ）に示すように、地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５（図１（ｅ）、図３（ｂ））を地盤改良体２７の底部まで掘削し、空間５１を形成する。掘削は、アースドリル工法やハンマーグラブ工法などで行う。地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５に含まれる砂層３および粘性土層５は非汚染土層であるため、未改良地盤４５の掘削土は建設発生土としての処分が可能である。掘削に伴って揚水した地下水も、通常の処理が可能である。掘削した空間５１の孔壁安定に慎重を期する場合は、掘削後に空間５１に水やベントナイト泥水などを注入してもよい。
【００４４】
次に、図４（ｂ）、図４（ｅ）に示すように、平面視で地盤改良体２７の内側に位置する杭施工予定領域４７（図４（ａ）、図４（ｄ））に、コンクリート製または鋼製の既製杭４９を打設する。既製杭４９は、粘性土層５および砂層７を貫通して支持層９に達する。支持層９のＮ値は、概ね３０より大きい程度である。
【００４５】
既製杭４９は、例えば、ハンマーによる打撃やバイブロハンマーによる振動を付与して杭を設置する打ち込み工法により打設する。他に、既製杭４９の中空部を利用して杭施工予定領域４７を掘削しつつ杭を設置する中掘り工法や、回転力を付与して杭施工予定領域４７に杭を設置する回転貫入工法などによって打設してもよい。
【００４６】
既製杭４９の打設後、図４（ｃ）、図４（ｆ）に示すように、地盤改良体２７と既製杭４９との間にセメント系材料５３を充填する。セメント系材料５３は、例えば、流動化処理土やセメントミルク、モルタル、コンクリートなどとする。
【００４７】
第１の実施の形態では、筒状の地盤改良体２７を造成する。これにより、既製杭４９の施工時に、従来のように杭施工予定領域４７の地盤改良体を掘削したり、既製杭４９の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、円柱状の地盤改良体を施工する場合と比較して、未改良地盤４５の体積分だけ、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがないうえ、地盤改良体２７の施工に要する各種材料を削減することができる。
【００４８】
第１の実施の形態では、筒状の地盤改良体２７を用いることにより、未改良地盤４５に掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。また、筒状の地盤改良体２７を機械撹拌工法によって造成することにより、地盤改良体２７を短期間で施工することができる。さらに、地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５が撹拌範囲２５となるため、既製杭４９を施工する際に、地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５を容易に掘削することができる。
【００４９】
なお、非汚染地盤１における既製杭４９の施工方法は、上述したものに限らず、地盤改良体２７の内側の未改良地盤を掘削せずに既製杭を打設してもよいし、予め掘削した孔に既製杭４９を建て込むプレボーリング工法を適用してもよい。また、非汚染地盤１に既製杭ではなく場所打ち杭を打設する場合もある。
【００５０】
図５は、既製杭４９の他の施工方法や場所打ち杭６１の施工方法を示す図である。図５（ａ）は、地盤改良体２７の内側の未改良地盤を掘削せずに既製杭を打設する例を示す図である。図５（ａ）に示す例では、図１に示す各工程によって非汚染地盤１に地盤改良体２７を打設した後、平面視で地盤改良体２７の内側の未改良地盤に位置する杭施工予定領域に、打ち込み工法、中掘り工法、回転貫入工法などによって既製杭４９ａを打設する。
【００５１】
図５（ｂ）は、プレボーリング工法を適用して既製杭４９を施工する例を示す図である。プレボーリング工法を適用する場合は、図１に示す各工程によって非汚染地盤１に地盤改良体２７を打設した後、図４に示す各工程によって既製杭４９を施工する際に、図４（ａ）に示す工程と図４（ｂ）に示す工程との間に、図５（ｂ）に示す工程を追加する。
【００５２】
プレボーリング工法を適用して既製杭４９を施工する例では、図４（ａ）に示す工程で空間５１を形成した後、図５（ｂ）に示す工程で、平面視で地盤改良体２７の内側に位置する杭施工予定領域４７（図４（ａ））を削孔する。地盤改良体２７の内側の未改良地盤４５（図１（ｅ））は、図４（ａ）に示す工程で既に掘削されているため、図５（ｂ）に示す工程では、粘性土層５、砂層７を貫通し、支持層９に達する孔５５を削孔する。孔５５の径５７は、施工する既製杭４９の径に応じたものとする。なお、孔５５は、全周旋回掘削工法、アースドリル工法、ＴＢＨ工法などによって削孔する。粘性土層５、砂層７、支持層９は非汚染土層であり、かつセメント等を含有していないので、図５（ｂ）に示す工程での掘削土も建設発生土としての処分が可能である。
【００５３】
図５（ｂ）に示す工程で孔５５を削孔した後、図４（ｂ）に示すように、孔５５に既製杭４９を打設し、図４（ｃ）に示すように、既製杭４９と地盤改良体２７との間にセメント系材料５３を充填する。
【００５４】
図５（ｃ）および図５（ｄ）は、場所打ち杭６１の施工例を示す図である。場所打ち杭６１を施工する場合は、図５（ｂ）に示す工程の後、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示す工程の代わりに図５（ｃ）および図５（ｄ）に示す工程を行う。
【００５５】
場所打ち杭６１を施工する例では、図５（ｂ）に示す工程で孔５５を削孔した後、図５（ｃ）に示す工程で、孔５５および地盤改良体２７の内側の空間５１に、予め別のヤードで組み立てた鉄筋籠５９を設置する。鉄筋籠５９は、孔５５の先端から地表部までの長さのものとする。
【００５６】
その後、図５（ｄ）に示すように、孔５５および空間５１にコンクリートを打設して場所打ち杭６１を完成する。コンクリートの打設には、トレミー管などを使用する。図５（ｄ）に示す工程では、まず、孔５５の部分、すなわち地盤改良体２７の下端までの部分にコンクリートを打設した後、地盤改良体２７の内側の空間５１にコンクリートを打設する。
【００５７】
図５を用いて説明した各例においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
次に、第２の実施の形態について詳細に説明する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。
【００５９】
図６は、筒状の地盤改良体６３を施工するための各工程を示す図である。図６（ａ）は、掘削ロッド１１ａを掘進させる準備が完了した状態を示す図、図６（ｂ）は、掘削ロッド１１ａを掘進させている状態を示す図、図６（ｃ）は、掘削ロッド１１ａの掘進が完了した状態を示す図、図６（ｄ）は、掘削ロッド１１ａを引き上げている状態を示す図、図６（ｅ）は、掘削ロッド１１ａの引き上げが完了した状態を示す図である。
【００６０】
図７は、汚染地盤１ａから掘削ロッド１１ａを引き上げている状態を示す図である。図７（ａ）は、図６（ｄ）に示す範囲Ｅの拡大図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す矢印Ｆ−Ｆによる断面図である。
【００６１】
図８は、汚染地盤１ａに既製杭４９を施工するための各工程を示す図である。図８（ａ）は、地盤改良体６３の内側を掘削する工程を示す図、図８（ｂ）は、地盤改良体６３の底部に難透水性材料６５を打設する工程を示す図、図８（ｃ）は、杭施工予定領域４７ａに既製杭４９を打設する工程を示す図、図８（ｄ）は、地盤改良体６３と既製杭４９との間にセメント系材料５３を充填する工程を示す図である。図８（ｅ）は、図８（ａ）に示す矢印Ｈ１−Ｈ１による断面を示す図、図８（ｆ）は、図８（ｂ）に示す矢印Ｈ２−Ｈ２による断面を示す図、図８（ｇ）は、図４（ｃ）に示す矢印Ｈ３−Ｈ３による断面を示す図、図８（ｈ）は、図４（ｄ）に示す矢印Ｈ４−Ｈ４による断面を示す図である。
【００６２】
図６に示すように、汚染地盤１ａの表層には、汚染土層である砂層３ａが存在する。砂層３ａの下方には、非汚染土層である粘性土層５、砂層７、支持層９が存在する。
【００６３】
図６に示す汚染地盤１ａに、図８に示す既製杭４９を施工するには、まず、図６に示す各工程によって、汚染地盤１ａに筒状の地盤改良体６３を造成する。地盤改良体６３は、図７に示す撹拌翼１３ａ付きの掘削ロッド１１ａを用いて造成される。
【００６４】
図７（ａ）に示すように、掘削ロッド１１ａは、本体１２、撹拌翼１３ａ等からなる。２段の撹拌翼１３ａ−１、１３ａ−２は、本体１２の下端部付近に、鉛直方向に所定の間隔をおいて固定される。
【００６５】
本体１２の内部に設けられた圧縮空気圧送管３０、固化材圧送管３７は、最下段の撹拌翼１３ａ−１の位置、その上段の撹拌翼１３ａ−２の位置で枝分かれする。撹拌翼１３ａ−１の内部には、圧縮空気圧送管３０の枝管３６ａ−１、固化材圧送管３７の枝管３９ａ−１が設けられる。撹拌翼１３ａ−２の内部には、圧縮空気圧送管３０の枝管３６ａ−２、固化材圧送管３７の枝管３９ａ−２が設けられる。
【００６６】
最下段の撹拌翼１３ａ−１の先端１４ａ−１には、固化材用ノズル４１ａ−１が設けられる。枝管３６ａ−１および枝管３９ａ−１は、固化材用ノズル４１ａ−１に接続される。圧縮空気圧送管３０と枝管３６ａ−１とを通って圧送された圧縮空気３２、および、固化材圧送管３７と枝管３９ａ−１とを通って圧送されたセメントミルク４２は、固化材用ノズル４１ａ−１から、斜め上向きの噴流６９−１として高圧で噴射される。
【００６７】
撹拌翼１３ａ−２の先端１４ａ−２には、固化材用ノズル４１ａ−２が設けられる。枝管３６ａ−２および枝管３９ａ−２は、固化材用ノズル４１ａ−２に接続される。圧縮空気圧送管３０と枝管３６ａ−２とを通って圧送された圧縮空気３２、および、固化材圧送管３７と枝管３９ａ−２とを通って圧送されたセメントミルク４２は、固化材用ノズル４１ａ−２から、斜め下向きの噴流６９−２として高圧で噴射される。
【００６８】
汚染地盤１ａに筒状の地盤改良体６３を造成するには、まず、図６（ａ）に示すように、掘削ロッド１１ａを把持したベースマシン１５の位置を固定し、本体１２が鉛直方向に設置されるようにリーダ１７を起こし、掘削ロッド１１ａの掘進準備を完了する。
【００６９】
次に、図６（ｂ）に示すように、リーダ１７の回転駆動部２１を用いて掘削ロッド１１ａを回転させつつ、汚染地盤１ａ内に掘進させる。このとき、削孔水用ノズル３３から下向きに高圧水３５を噴射することにより、汚染地盤１ａが切削されて、掘削ロッド１１ａを汚染地盤１ａ中に容易に掘進させることができる。掘削ロッド１１ａの掘進は、例えば、図６（ｃ）に示すように、設計改良深度２３が撹拌翼１３−１と撹拌翼１３−２との間に位置したところで完了する。掘削ロッド１１ａの掘進により、汚染地盤１ａには、撹拌範囲２５が形成される。
【００７０】
掘削ロッド１１ａの本体１２の長さが、設計改良深度２３に比べて短い場合は、本体１２をピンなどで接続しながら掘進する。掘進時、固化材用ノズル４１ａ−１、固化材用ノズル４１ａ−２は、汚染地盤１ａの抵抗によって破損することがないよう、撹拌翼１３ａ−１、撹拌翼１３ａ−２にそれぞれ内蔵される。
【００７１】
掘進が完了した後、掘削ロッド１１の本体１２に設けられた各種配管に、図示しないセメントミルクプラントや高圧ポンプ等からの供給管を接続する。また、撹拌翼１３ａ−１、１３ａ−２にそれぞれ内蔵された固化材用ノズル４１ａ−１、４１ａ−２を露出させる。そして、図６（ｄ）に示すように、リーダ１７の回転駆動部２１を用いて掘削ロッド１１ａを回転させつつ一定速度で上昇させて、汚染地盤１ａから引き上げる。同時に、図７（ａ）に示すように、撹拌翼１３ａ−１の先端１４ａ−１の固化材用ノズル４１ａ−１から、セメントミルク４２および圧縮空気３２の噴流６９−１を、圧縮空気３２によってセメントミルク４２の方向を制御しつつ撹拌翼１３ａ−１の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに且つ斜め上向きに高圧で噴射する。また、撹拌翼１３ａ−２の先端１４ａ−２の固化材用ノズル４１ａ−２から、セメントミルク４２および圧縮空気３２の噴流６９−２を、圧縮空気３２によってセメントミルク４２の方向を制御しつつ撹拌翼１３ａ−２の先端近傍の回転軌跡の径方向外向きに且つ斜め下向きに高圧で噴射する。これらの一対の噴流６９は、撹拌範囲２５の外側で交差する交差噴流である。
【００７２】
噴流６９を高圧で噴射しながら掘削ロッド１１ａを所定の速度で引き上げつつ回転させると、図６（ｄ）、図７（ａ）に示すように、掘削ロッド１１ａの掘進時に形成された撹拌範囲２５の外側の汚染地盤１ａが、交差噴流である噴流６９−１と噴流６９−２とが交差する位置まで切削される。そして、切削された部分の内部で、噴流６９によって、セメントミルク４２および圧縮空気３２と砂層３ａの土砂とが撹拌される（機械・高圧噴射撹拌工法）。これにより、撹拌範囲２５の外側に、筒状の地盤改良体６３が造成される。一対の噴流６９が一定の距離で交差するように噴流６９の角度を維持することにより、一定の厚さの地盤改良体６３が造成される。
【００７３】
なお、掘削ロッド１１ａは、例えば図７（ｂ）に示す矢印Ｇの方向に回転させつつ引き上げるものとし、この方向は掘進時の回転方向と同じとすることが望ましい。
【００７４】
掘削ロッド１１ａの引き上げは、図６（ｅ）に示すように、設計改良深度２３から地表までの全長にわたって地盤改良体６３が造成されたところで完了する。図６（ｅ）および図７（ｂ）に示すように、地盤改良体６３の内側の汚染地盤１ａは、撹拌された状態で未改良地盤４５ａとして残る。
【００７５】
図６に示す各工程によって、筒状の地盤改良体６３の造成が完了し、地盤改良体６３の強度が発現した後、図８（ａ）、図８（ｅ）に示すように、地盤改良体６３の内側の未改良地盤４５ａ（図６（ｅ）、図７（ｂ））を地盤改良体６３の底部まで掘削し、空間５１ａを形成する。未改良地盤４５ａは、汚染土層である砂層３ａを含むため、図８（ａ）に示す工程での掘削土および掘削に伴って揚水した地下水は汚染されている。そのため、厳重に管理し、法に従って所定の処分場などに搬出して適切に処理する。なお、地盤改良体６３の底部までの掘削が完了した後、地盤改良体６３の内側を洗浄してもよい。
【００７６】
次に、図８（ｂ）、図８（ｆ）に示すように、地盤改良体６３の底部に難透水性材料６５を充填する。難透水性材料６５は、流動化処理土やベントナイトモルタル、セメントミルク、モルタルなどの、固化後の透水係数が１×１０Ｅ−６ｃｍ／ｓ以下の材料を使用する。また、難透水性材料６５の打設厚さは、施工精度も考慮して、概ね０．５ｍ程度以上とする。
【００７７】
掘削した空間５１ａの孔壁安定や、空間５１ａと外部との間での汚染拡散防止に慎重を期する場合、難透水性材料６５の硬化後に空間５１ａに水やベントナイト泥水などを注入してもよい。
【００７８】
次に、図８（ｃ）、図８（ｇ）に示すように、平面視で地盤改良体６３の内側に位置する杭施工予定領域４７ａ（図８（ｂ）、図８（ｆ））に、コンクリート製または鋼製の既製杭４９を打設する。既製杭４９は、粘性土層５および砂層７を貫通して支持層９に達する。既製杭４９の打設後、図８（ｄ）、図８（ｈ）に示すように、地盤改良体６３と既製杭４９との間にセメント系材料５３を充填する。
【００７９】
第２の実施の形態では、筒状の地盤改良体６３を造成する。これにより、既製杭４９の施工時に、従来のように杭施工予定領域４７ａの地盤改良体を掘削したり、既製杭４９の施工後にケーシングを地盤から引き抜いたりする必要がなくなるため、合理的に杭を施工できる。また、円柱状の地盤改良体を施工する場合と比較して、未改良地盤４５ａの体積分だけ、セメント分を含有する建設汚泥を大量に発生させることがないうえ、地盤改良体６３の施工に要する各種材料を削減することができる。
【００８０】
第２の実施の形態では、筒状の地盤改良体６３を用いることにより、未改良地盤４５ａに掘削した孔の孔壁の崩落を防ぎ、確実に孔壁の安定を図ることができる。また、筒状の地盤改良体６３の内側の未改良地盤４５ａを掘削し、地盤改良体６３の底部に難透水性材料６５を充填することにより、地盤改良体６３と難透水性材料６５とで囲まれた空間５１ａと外部との間で地下水が移動することがないように地下水を止水し、汚染物質の拡散を防止することができる。
【００８１】
第２の実施の形態では、筒状の地盤改良体６３を機械撹拌工法によって造成することにより、地盤改良体６３を短期間で施工することができる。また、地盤改良体６３の内側の未改良地盤４５ａが撹拌範囲２５となるため、既製杭４９を施工する際に、地盤改良体６３の内側の未改良地盤４５ａを容易に掘削することができる。
【００８２】
なお、汚染地盤１ａにおける既製杭４９の施工方法は、上述したものに限らず、予め掘削した孔に既製杭４９を建て込むプレボーリング工法を適用してもよい。また、非汚染地盤１に既製杭ではなく場所打ち杭を打設する場合もある。
【００８３】
図９は、既製杭４９の他の施工方法や場所打ち杭６１の施工方法を示す図である。図９（ａ）は、プレボーリング工法を適用して既製杭４９を施工する例を示す図である。プレボーリング工法を適用する場合は、図６に示す各工程によって汚染地盤１ａに地盤改良体６３を打設した後、図８に示す各工程によって既製杭４９を施工する際に、図８（ｂ）に示す工程と図８（ｃ）に示す工程との間に、図９（ａ）に示す工程を追加する。
【００８４】
プレボーリング工法を適用して既製杭４９を施工する例では、図８（ｂ）に示す工程で難透水性材料６５を打設した後、図９（ａ）に示す工程で、平面視で地盤改良体６３の内側に位置する杭施工予定領域４７ａ（図８（ｂ））を削孔する。地盤改良体６３の内側の未改良地盤４５ａ（図６（ｅ）、図７（ｂ））は、図８（ａ）に示す工程で既に掘削されているため、図９（ａ）に示す工程では、難透水性材料６５、粘性土層５、砂層７を貫通し、支持層９に達する孔５５ａを削孔する。孔５５ａの径５７は、施工する既製杭４９の径に応じたものとする。なお、粘性土層５、砂層７、支持層９は非汚染土層であり、かつセメント等を含有していないので、図９（ａ）に示す工程での掘削土は建設発生土としての処分が可能である。
【００８５】
図９（ａ）に示す工程で孔５５ａを削孔した後、図８（ｃ）に示すように、孔５５ａに既製杭４９を打設し、図８（ｄ）に示すように、既製杭４９と地盤改良体６３との間にセメント系材料５３を充填する。
【００８６】
図９（ｂ）、図９（ｃ）は、場所打ち杭６１ａの施工例を示す図である。場所打ち杭６１ａを施工する場合は、図９（ａ）に示す工程の後、図８（ｃ）および図８（ｄ）に示す工程の代わりに図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す工程を行う。
【００８７】
場所打ち杭６１ａを施工する例では、図９（ａ）に示す工程で孔５５ａを削孔した後、図９（ｂ）に示す工程で、孔５５ａおよび地盤改良体６３の内側の空間５１ａに、予め別のヤードで組み立てた鉄筋籠５９を設置する。鉄筋籠５９は、孔５５ａの先端から地表部までの長さのものとする。
【００８８】
その後、図９（ｃ）に示すように、孔５５ａおよび空間５１ａにコンクリートを打設する。図９（ｃ）に示す工程では、まず、孔５５ａの部分、すなわち難透水性材料６５の上端までの部分にコンクリートを打設した後、地盤改良体６３の内側の空間５１ａにコンクリートを打設する。
【００８９】
図９を用いて説明した各例においても、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９０】
第２の実施の形態で用いた掘削ロッド１１ａは、固化材用ノズル４１ａ−１、固化材用ノズル４１ａ−２の取付角度を調整可能としてもよい。図１０は、掘削ロッド１１ａの撹拌翼１３ａの先端付近を拡大した図である。図１０に示す例では、掘削ロッド１１ａの固化材用ノズル４１ａ−１、固化材用ノズル４１ａ−２の取付角度を調整し、噴流６９ａ−１と噴流６９ａ−２との交差角度が、第２の実施の形態における噴流６９−１と噴流６９−２との交差角度よりも鋭くなるようにする。これにより、交差噴流によって切削される範囲が広がり、第２の実施の形態における地盤改良体６３よりも厚い地盤改良体６３ａが造成される。交差噴流の交差角度が鋭角となるように固化材用ノズルの取付角度を調整すれば、交差噴流による切削範囲が広がり、厚い地盤改良体を造成することができる。
【００９１】
なお、第１、第２の実施の形態において、筒状の地盤改良体の造成に用いる撹拌翼付きの掘削ロッドは、それぞれ上述した掘削ロッド１１、掘削ロッド１１ａに限らない。後述する他の掘削ロッドなどを用いてもよい。
【００９２】
図１１は、他の掘削ロッド１１ｂの例を示す図である。掘削ロッド１１ｂは、図３に示す掘削ロッド１１とほぼ同様の構成であるが、本体１２の下端部付近に撹拌翼１３−１の代わりに撹拌翼１３ｂ−１が固定される。撹拌翼１３ｂ−１の内部には固化材圧送管や圧縮空気圧送管の枝管が設けられ、これらの枝管は、撹拌翼１３ｂ−１の先端１４ｂ−１付近に設けられた図示しない固化材用ノズルに接続される。枝管を通って圧送されたセメントミルクおよび圧縮空気は、図示しない固化材用ノズルから、撹拌翼１３ｂ−１の先端１４ｂ−１付近の回転軌跡の方向に噴流４３ｂとして噴射される。
【００９３】
掘削ロッド１１ｂを用いて地盤改良体２７を造成する際には、掘削ロッド１１ｂを非汚染地盤１の所定の深さまで掘進させた後、撹拌翼１３ｂ−１の先端１４ｂ−１付近の回転軌跡の方向に噴流４３ｂを噴射するとともに、掘削ロッド１１ｂを回転させつつ所定の速度で非汚染地盤１から引き上げる。図１１に示す例では、噴流４３ｂを、矢印Ｉに示す掘削ロッド１１ｂの回転方向前方に噴射して、筒状の地盤改良体２７を造成する。なお、噴流を掘削ロッド１１ｂの回転方向後方に噴射してもよい。噴流を掘削ロッド１１ｂの回転方向前方に噴射すれば、非汚染地盤１と撹拌翼１３ｂ−１との摩擦力を軽減することができる。回転方向後方に噴射すれば、掘削ロッド１１ｂの回転力を軽減することができる。
【００９４】
図１２は、他の掘削ロッド１１ｃの例を示す図である。掘削ロッド１１ｃは、図３に示す掘削ロッド１１とほぼ同様の構成であるが、本体１２の下端部付近に撹拌翼１３−１の代わりに撹拌翼１３ｃ−１が固定される。本体１２の内部には、削孔水送水管２９ｃ、固化材圧送管３７ｃ、図示しない圧縮空気圧送管が設けられる。
【００９５】
削孔水送水管２９ｃは、最下段の撹拌翼１３ｃ−１の位置で枝分かれし、撹拌翼１３ｃ−１の内部に削孔水送水管２９ｃの枝管７３が設けられる。枝管７３は、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近に設けられた図示しない削孔水用ノズルに接続される。枝管７３を通って送水された水３１は、図示しない削孔水用ノズルから、高圧水として、下向きに、または、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近の回転軌跡の方向に噴射される。
【００９６】
固化材圧送管３７ｃは、最下段の撹拌翼１３ｃ−１の位置で枝分かれし、撹拌翼１３ｃ−１の内部に固化材圧送管３７ｃの枝管３９ｃが設けられる。枝管３９ｃは、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近に設けられた図示しない固化材用ノズルに接続される。枝管３９ｃを通って圧送されたセメントミルク４２は、圧縮空気とともに、図示しない固化材用ノズルから、下向きに、または、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近の回転軌跡の方向に噴流として噴射される。
【００９７】
掘削ロッド１１ｃを用いて地盤改良体２７を造成する際には、掘削ロッド１１ｃを非汚染地盤１の所定の深さまで掘進させる際に、削孔水用ノズル３３から下向きに高圧水３５を噴射する。同時に、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近に設けられた図示しない削孔水用ノズルからも、下向きに、または、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近の回転軌跡の方向に高圧水を噴射する。これにより、掘削ロッド１１ｃの掘進が、本体１２の下端部から高圧水３５のみを噴射する場合よりもさらに容易になる。撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近から高圧水を噴射する場合、掘削ロッド１１ｃの回転方向前方に噴射することが望ましい。
【００９８】
掘進の完了後、撹拌翼１３ｃ−１の先端１４ｃ−１付近の回転軌跡の方向に噴流を噴射するとともに、掘削ロッド１１ｃを回転させつつ所定の速度で非汚染地盤１から引き上げる。そして、筒状の地盤改良体を造成する。噴流の噴射方向は、掘削ロッド１１ｃの回転方向前方でもよいし後方でもよい。
【００９９】
図１３、図１４は、２軸の掘削ロッド１１を並べて用いる例を示す図である。図１４は、図１３に示す矢印Ｊ−Ｊによる断面図である。図１３、図１４に示す例では、図３に示す掘削ロッド１１を、互いの撹拌翼１３が干渉しないように２軸並べて用いる。掘進時や引き上げ時には、一方の掘削ロッド１１を矢印Ｋ１の方向に回転させ、他方の掘削ロッド１１を反対方向である矢印Ｋ２の方向に回転させる。図１３、図１４に示す例によれば、隣接する２本の筒状の地盤改良体２７を同時に造成できる。
【０１００】
なお、上述した各掘削ロッドの例では、本体１２に２段の撹拌翼を設けたが、３段以上の撹拌翼を設けてもよい。また、図１３、図１４に示す例では、地盤改良体が隣接して造成されるように２軸の掘削ロッドを配置したが、地盤改良体が所定の間隔をおいて造成されるように２軸の掘削ロッドを配置してもよい。さらに、３軸以上の掘削ロッドを並べて用いてもよい。
【０１０１】
さらに、図３や図１３に示す掘削ロッド１１、図１１に示す掘削ロッド１１ｂ、図１２に示す掘削ロッド１１ｃのように、最下段の撹拌翼のみから噴流を噴射する掘削ロッドを用いる場合は、撹拌翼による撹拌範囲２５に噴流を噴射して地盤改良体２７を造成するので、噴流によって地盤を切削する必要がない。そのため、圧縮空気３２を併用せず、固化材用ノズルからセメントミルク４２のみの噴流を噴射してもよい。
【０１０２】
第１、第２の実施の形態では、地盤改良体を地表面まで造成する例を示したが、地盤改良体の造成範囲はこれに限らない。図１５は、設計改良天端７１が地中に位置する例を示す図である。
【０１０３】
図１５（ａ）に示すように、第１の実施の形態の掘削ロッド１１を用いて、地盤１ｂの粘性土層５内の設計改良深度２３から、砂層３ｂ内の設計改良天端７１までの範囲に、筒状の地盤改良体２７ｂを造成してもよい。
【０１０４】
また、図１５（ｂ）に示すように、第２の実施の形態の掘削ロッド１１ａを用いて、地盤１ｂの粘性土層５内の設計改良深度２３から、砂層３ｂ内の設計改良天端７１までの範囲に、筒状の地盤改良体６３ｂを造成してもよい。
【０１０５】
第１、第２の実施の形態では、地盤への削孔時に孔壁の安定を図る孔壁安定対策のために筒状の地盤改良体を造成したが、筒状の地盤改良体の用途はこれに限らない。例えば、液状化対策のためにも用いることができる。
【０１０６】
図１６は、液状化対策のために地盤改良体２７または地盤改良体６３を造成した例を示す図である。図１６に示す例では、第１や第２の実施の形態の地盤改良体の造成方法を用いて、非汚染地盤１に、複数の地盤改良体２７や地盤改良体６３を所定の間隔をおいて造成する。これにより、地盤改良体２７や地盤改良体６３で未改良地盤４５や未改良地盤４５ａを囲んで地震時のせん断破壊を防止し、液状化による被害を抑えることができる。なお、地盤改良体の配置は図１６に示すものに限らず、壁状や格子状に配置してもよい。
【０１０７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０８】
１………非汚染地盤
１ａ………汚染地盤
１ｂ、１０１………地盤
３、３ａ、３ｂ、７………砂層
５………粘性土層
９………支持層
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ………掘削ロッド
１２………本体
１３、１３−１、１３−２、１３ａ、１３ａ−１、１３ａ−２、１３ｂ−１、１３ｃ−１………撹拌翼
１４−１、１４ａ−１、１４ａ−２、１４ｂ−１、１４ｃ−１………先端
１５………ベースマシン
１７………リーダ
１９………ガイド部
２１………回転駆動部
２３………設計改良深度
２５………撹拌範囲
２７、２７ｂ、６３、６３ａ、６３ｂ、１０３………地盤改良体
２９、２９ｃ………削孔水送水管
３０………圧縮空気圧送管
３１………水
３２………圧縮空気
３３………削孔水用ノズル
３５………高圧水
３６、３６ａ−１、３６ａ−２、３９、３９ａ−１、３９ａ−２、３９ｃ、７３………枝管
３７、３７ｃ………固化材圧送管
４１、４１ａ−１、４１ａ−２………固化材用ノズル
４２………セメントミルク
４３、４３ａ−１、４３ｂ、６９、６９−１、６９−２、６９ａ−１、６９ａ−２………噴流
４５、４５ａ………未改良地盤
４７、４７ａ………杭施工予定領域
４９、４９ａ………既製杭
５１、５１ａ………空間
５３………セメント系材料
５５、５５ａ………孔
５７………径
５９………鉄筋籠
６１、６１ａ………場所打ち杭
６５………難透水性材料
７１………設計改良天端
１０５………削孔部
１０７………杭
【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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