(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に杭を構築する杭構築方法であって、
前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、
前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、
前記掘削孔内に前記杭を構築することと、
を含み、
前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、
を含み、
前記掘削孔の形成時に、前記掘削孔内に安定液を供給し、前記中実地盤改良体内で生じた掘削土砂を安定液と共に前記掘削孔外に排出し、当該排出された安定液を再び前記掘削孔内に供給して循環させる、杭構築方法。
【請求項２】
先端掘削ロッド管と、当該先端掘削ロッド管の先端部側に設けられる削孔ビットと、前記先端掘削ロッド管の基端部側に順次継ぎ足される延長掘削ロッド管とから成る掘削ロッド管を有する掘削装置により、前記中実地盤改良体内を掘削して前記掘削孔を形成し、
前記掘削孔内の掘削土砂と安定液からなる泥水は、前記先端掘削ロッド管の先端開口部から吸引され、前記掘削ロッド内を上昇して前記掘削孔外に排出される、請求項１に記載の杭構築方法。
【請求項３】
地盤に杭を構築する杭構築方法であって、
前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、
前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、
前記掘削孔内に前記杭を構築することと、
を含み、
前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、
を含み、
前記掘削孔内に、予め分割して形成された鉄筋籠を順次継ぎ足して建て込むと共にコンクリートを打設して、前記杭を形成する、杭構築方法。
【請求項４】
地盤に杭を構築する杭構築方法であって、
前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、
前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、
前記掘削孔内に前記杭を構築することと、
を含み、
前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、
を含み、
前記掘削孔内に、予め分割して形成されたコンクリート杭又は鋼管杭を順次継ぎ足して建て込み、
前記掘削孔の孔壁と前記建て込まれた前記コンクリート杭又は鋼管杭との間に、コンクリート、モルタル及びセメントペーストのいずれか１つを充填して、前記杭を形成する、杭構築方法。
【請求項５】
地盤に杭を構築する杭構築方法であって、
前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、
前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、
前記掘削孔内に前記杭を構築することと、
を含み、
前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、
を含み、
前記中実地盤改良体は、一つの前記地盤改良体からなり、
前記掘削孔は、前記地盤改良体の造成径より小さい所定の内径を有し、その孔中心を前記中実地盤改良体の延伸方向の中心軸と合わせて形成され、
前記掘削孔の形成後の前記地盤改良体の壁厚は、前記掘削孔を形成する掘削装置の掘削力と地盤の強度とに応じて定める前記地盤改良体の許容強度範囲と、前記掘削孔の孔壁崩壊についての必要安全率とに基づいて定める安全壁厚範囲内で定められる、杭構築方法。
【請求項６】
前記壁厚は、前記安全壁厚範囲のうちの、前記掘削孔及び前記地盤改良体の施工精度に応じて定める最小壁厚以上の範囲である施工壁厚範囲内で定められる、請求項５に記載の杭構築方法。
【請求項７】
地盤に杭を構築する杭構築方法であって、
前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、
前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、
前記掘削孔内に前記杭を構築することと、
を含み、
前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、
前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、
円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、
固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、
を含み、
前記中実地盤改良体は複数の前記地盤改良体が互いに重なり合ってなる、杭構築方法。
【請求項８】
前記掘削孔は、所定の内径を有し、その孔中心を前記中実地盤改良体の延伸方向の中心軸と合わせて形成され、
前記掘削孔の形成後の前記中実地盤改良体は、その壁厚が最小となる薄肉部を有し、
前記薄肉部の厚さは、前記掘削孔を形成する掘削装置の掘削力と地盤の強度とに応じて定める前記地盤改良体の許容強度範囲と、前記掘削孔の孔壁崩壊についての必要安全率とに基づいて定める安全壁厚範囲内で定められる、請求項７に記載の杭構築方法。
【請求項９】
前記薄肉部の厚さは、前記安全壁厚範囲のうちの、前記掘削孔及び前記地盤改良体の施工精度に応じて定める最小壁厚以上の範囲である施工壁厚範囲内で定められる、請求項８に記載の杭構築方法。
【請求項１０】
前記地盤改良体の造成径は、前記施工壁厚範囲と前記掘削孔の前記所定の内径とに基づいて定める安全造成径範囲と、前記地盤改良体を形成する地盤改良体形成装置の造成能力に応じて定める造成径についての造成可能径範囲とが重複する範囲である施工造成径範囲内で定められる、請求項６又は９に記載の杭構築方法。
【請求項１１】
前記地盤改良体の一軸圧縮強さは、前記中実地盤改良体の形成が完了してから該中実地盤改良体に前記掘削孔を削孔可能となるまでの期間に応じて設定する所定の材齢日において、所定の強度範囲内に収まるように設定されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の杭構築方法。
【請求項１２】
前記所定の強度範囲の下限値は前記地盤改良体の周囲地盤の強度より高く設定され、前記所定の強度範囲の上限値は前記掘削孔を形成する掘削装置の掘削力に応じて設定されている、請求項１１に記載の杭構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に杭を構築する杭構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤に杭を構築する杭構築方法としては、アースオーガー等の掘削機によって地盤の杭構築予定箇所に予め削孔した掘削孔内に鉄筋籠を建て込むと共にコンクリートを打設して、地盤内にいわゆる場所打ち杭を構築する杭構築方法が知られている。
この一般的な杭構築方法を、例えば細粒分含有率が低い（例えば粒径０．０７５ｍｍ未満の土粒子の含有率が約３５％以下）土層等を含む地盤等において杭を施工する方法として採用すると、掘削機による地盤の掘削中や鉄筋籠の建て込み中に、前記掘削孔の孔壁の一部が崩壊するおそれがある。そして、孔壁が崩壊すると、掘削機の掘削ロッドの先端や鉄筋籠が崩壊した土砂内に埋没等して、掘削が不能になったり、コンクリートの打設が困難になったりするおそれがある。このため、孔壁崩壊リスクの高い土層を含む地盤等において、孔壁を保護できる杭構築方法が求められている。
【０００３】
ここで、杭の構築の際に孔壁保護を必要とする場合、特許文献１に開示されたケーシング圧入装置を用いた杭構築方法が一般的に知られている。このケーシング圧入装置を用いた杭構築方法では、円筒状のケーシングをケーシング圧入装置により地盤内に圧入すると共にケーシング内の土砂をハンマーグラブ等によりケーシング外に排出し、土砂排出後のケーシング内に鉄筋籠を建て込むと共にコンクリートを打設し、その後、ケーシングを引き抜く等して場所打ち杭を構築する。このように、ケーシング及びハンマーグラブ等により杭構築予定箇所に掘削孔を形成すると共に、その掘削孔の孔壁をケーシングにより保護することで、杭構築中における孔壁崩壊の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２７０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ケーシングにより孔壁を保護する杭構築方法では、ケーシングを地盤内に圧入する大型のケーシング圧入装置が必要である。そして、このケーシング圧入装置の杭構築予定箇所への据え付け時やケーシングの杭構築予定箇所への搬入や搬出時等に、大型クレーンを必要とする。
しかしながら、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在する施工現場では、大型クレーンを用いることができない場合もあり、工夫が求められている。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑み、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、杭構築中における孔壁の崩壊を防止しつつ杭を容易に構築可能な杭構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に対して、本発明の一側面に係る杭構築方法では、地盤に杭を構築する杭構築方法であって、前記地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成することと、前記中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、前記掘削孔内に前記杭を構築することと、を含み、前記中実地盤改良体を形成することは、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、前記地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔を形成することと、円筒状の先端ロッドと、当該先端ロッドの先端部側に設けられるノズルと、前記先端ロッドの基端部側に順次継ぎ足される延長ロッドと、を有するロッドを前記ボーリング孔に挿入することと、固化材と水を含む液体を前記ノズルから半径方向外方に向けて噴射しつつ、前記ロッドを回転させると共に、前記ロッドを引き上げて、前記ボーリング孔より大径であり且つ前記地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成することと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
前記一側面による杭構築方法によれば、地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体からなる中実の中実地盤改良体を形成した後、この中実地盤改良体内を鉛直方向に掘削して得られた掘削孔内に杭を構築している。そして、前記一側面による杭構築方法によれば、一つの前記地盤改良体の造成予定領域毎に、先端部側にノズルが設けられた先端ロッドの基端部側に延長ロッドを順次継ぎ足してなるロッドをボーリング孔内に挿入し、このボーリング孔内で前記ノズルから固化材と水を含む液体を半径方向外方に向けて噴射させつつ、ロッドを回転及び引き上げることで、地盤より強度の高い前記地盤改良体を形成している。これにより、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であっても、単に小型の削孔機により前記ロッドを挿入可能な小径のボーリング孔を掘削し、そのボーリング孔に前記ロッドを延長しながら挿入し、そのロッドの先端のノズルから固化材と水を含む液体を噴射させつつロッドを回転及び引き上げるだけで、杭構築予定箇所に周囲の地盤よりも適宜強度を高めた少なくとも一つの地盤改良体からなる中実地盤改良体を予め構築（造成）することができる。そして、例えば、地盤改良体の強度を、この地盤改良体からなる中実地盤改良体に杭構築用の掘削孔を削孔する掘削装置の能力や工法等に応じて周囲の地盤よりも適宜高めに設定するだけで、掘削孔の孔壁の安定化を図ることができるため、杭構築中における孔壁の崩壊を防止することができる。また、ロッド挿入用の小径の前記ボーリング孔や杭構築用の前記掘削孔を掘削するための機械及び工法は、それぞれ、杭構築予定領域の地面から杭構築予定箇所の上空に存在する構造物までの高さに応じて、適宜の機械及び工法を採用すればよい。
【０００９】
このようにして、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、杭構築中における孔壁の崩壊を防止しつつ杭を容易に構築可能な杭構築方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における地盤改良体形成装置の概略構成を示す図であり、杭構築予定箇所の地盤の断面図でもある。
【図２】上記実施形態における掘削装置の概略構成を示す図である。
【図３】上記実施形態における杭構築方法の一例を説明するための概念図であり、ボーリング孔形成工程を示す図である。
【図４】前記ボーリング形成工程に続く中実地盤改良体形成工程を説明するための図である。
【図５】前記中実地盤改良体の形成が完了した状態を示す図である。
【図６】前記中実地盤改良体形成工程に続く中実地盤改良体掘削工程を説明するための図である。
【図７】中実地盤改良体掘削工程に続く鉄筋籠建て込み工程を説明するための図である。
【図８】前記鉄筋籠建て込み工程に続くコンクリート打設工程を説明するための図であり、杭（場所打ち杭）の構築が完了した状態を示す図でもある。
【図９】前記中実地盤改良体掘削工程の後の地盤改良体１ａの壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順のうち、所定の条件を満たす壁厚ｔ１の範囲を設定する手順（ステップ１）を説明するためのフロー図である。
【図１０】前記壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順のうち、所定の条件を満たす造成径Ｄ３の範囲を設定する手順（ステップ２）を説明するためのフロー図である。
【図１１】前記壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順のうち、最終的に壁厚ｔ１と造成径Ｄ３の値を設定する手順（ステップ３）を説明するためのフロー図である。
【図１２】地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕと壁厚ｔ１との関係を示す図である。
【図１３】地盤改良体１ａの造成径Ｄ３と一軸圧縮強さｑｕの関係を示す図である。
【図１４】中実地盤改良体１の変形例を説明するための中実地盤改良体１の水平断面図である。
【図１５】中実地盤改良体１の別の変形例を説明するための中実地盤改良体１の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る杭構築方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態における杭構築方法は、地盤に鉛直方向に延伸するボーリング孔としてのガイドホールＧＨを形成するボーリング孔形成工程と、高圧噴射撹拌工法を用いて地盤内に中実（つまり、内部が中空ではない）の中実地盤改良体１を形成（造成）する中実地盤改良体形成工程と、中実地盤改良体１内を鉛直方向に掘削して掘削孔ＢＨを形成する中実地盤改良体掘削工程と、掘削孔内に鉄筋籠を建て込む鉄筋籠建て込み工程と、コンクリート打設工程とを含む。
図１は、本発明の一実施形態における杭構築方法において用いる地盤改良体形成装置１０の概略構成を示し、図２は、同じく本実施形態において用いる掘削装置２０の概略構成を示す。図１及び図２は、杭構築予定領域を含む地盤の断面図でもある。
前記中実地盤改良体１は、地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つ（一本）の地盤改良体１ａからなり、中実な改良体である。本実施形態では、中実地盤改良体１は、一つの地盤改良体１ａからなる場合を一例に挙げて以下説明する。
【００１２】
本実施形態では、既存の鉄道高架橋の直下の低空頭且つ狭隘な施工場所、つまり、杭構築予定領域の上空に、既設構造物として鉄道高架橋Ｂが存在する低空頭な場所である上、その杭構築予定領域の地上側周辺に、十分な作業スペースを確保することが困難な狭隘な場所で、地盤に杭として場所打ち杭Ｐ（後述する図８参照、以下において、場所打ち杭Ｐを単に杭Ｐという）を構築する場合を一例として、以下説明する。
具体的には、杭構築予定領域の鉄道高架橋Ｂは地面から約３〜４ｍの高さ位置に存在するものとする。なお、本実施形態では、既設構造物は鉄道高架橋Ｂであり、杭Ｐをこの鉄道高架橋Ｂの直下の低空頭且つ狭隘な場所に構築する場合で説明するが、これに限らず、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であれば、どのような施工場所でもよい。
また、本実施形態において、杭構築予定領域を含む地盤は、地面側に位置する上層Ｇ１と、その上層Ｇ１の下方に位置する支持層Ｇ２とを含み、上層Ｇ１は細粒分含有率が低く（例えば、粒径０．０７５ｍｍ未満の土粒子の含有率が約３５％以下）、支持層Ｇ２は適切な強度を有するものとする。また、本実施形態では、杭Ｐは、具体的には、その下端部が支持層Ｇ２に到達するように構築するものとする。
【００１３】
まず、本実施形態の杭構築方法において用いる地盤改良体形成装置１０と掘削装置２０の構成について、図１及び図２を参照して、以下に説明する。
【００１４】
前記地盤改良体形成装置１０は、いわゆる高圧噴射撹拌工法により地盤に中実地盤改良体１を構成する地盤改良体１ａ（後述する図５参照）を形成する装置である。地盤改良体形成装置１０は、図１に示すように、その本体１１とロッド１２とを含んで構成される。
【００１５】
前記本体１１は、噴射液を貯蔵する噴射液タンク（図示せず）と、噴射液を超高圧・大流量（例えば、圧力：２０〜４０ＭＰａ程度、吐出流量：０．１〜０．６ｍ３／分程度）で圧送可能な超高圧ポンプ（図示せず）と、エアーコンプレッサー（図示せず）とを備える。また、本体１１の正面には、ロッド１２を、その軸心を中心として回転させると共に、軸心に沿って引き上げ及び引き下げ可能に把持する把持部１３が取付けられている。
【００１６】
噴射液は、適宜の固化材（例えばセメントなどの自硬性材料）と水とを含む液体としての固化材ミルクである。本実施形態では、噴射液は、固化材としてセメントを用いたセメントミルクであるものとして以下説明するが、固化材ミルクはこれに限らない。固化材ミルクは、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕが周囲地盤の強度より高い後述する所定の強度範囲内に収まるように配合されている。
【００１７】
地盤改良体１ａの形成予定場所には、ピット（凹部）１４が形成される。このピット１４は、地盤改良体１ａの形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床掘りすることで形成される。ここで、地盤改良体１ａは、杭構築予定領域と重複する領域に形成される。地盤改良体１ａは、例えば、その延伸方向の中心軸を構築予定の杭Ｐの軸心に略一致させると共に、後述するように、杭Ｐの外径（Ｄ２）よりも大きい造成径Ｄ３を有して形成される。
【００１８】
ピット１４には、ロータリーボーリングマシン等の小型の削孔機（図示せず）によって、地盤に鉛直方向に延伸する小径のボーリング孔であるガイドホールＧＨが形成される。ガイドホールＧＨは、例えば、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界位置に達する深さまで形成される。このガイドホールＧＨ内に、ロッド１２が挿入される。ここで、ガイドホールＧＨの内径Ｄ１は、地盤改良体１ａの造成径（外径）Ｄ３よりも小さい。前記削孔機の削孔用ロッドは、適宜長さに分割されて、適宜継ぎ足して延長可能に構成されている。したがって、低空頭且つ狭隘な場所においても、クレーン等を使用せずに適宜深さのガイドホールＧＨを、容易に形成することができる。
【００１９】
地盤改良体１ａの形成時には、ロッド１２とガイドホールＧＨとの間の隙間を通ってスライム状の混練土（スライム）が上昇し、ピット１４に滞留する。このスライムは、ピット１４に設置されるサンドポンプ１５を介して、スライム貯留タンク１６内に排泥される。
【００２０】
前記ロッド１２は、円筒状の先端ロッド１２１と、この先端ロッド１２１の先端部側（下端部側）に設けられる噴射モニタ１２２と、先端ロッド１２１の基端部側（上端部側）に順次継ぎ足される適宜本数の延長ロッド１２３と、を有する。ロッド１２の上端部側（つまり、延長ロッド１２３のうち最後に継ぎ足されるものの上端部側）が地面から突出して把持部１３によって把持される。
【００２１】
先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は、例えば、外管と内管とからなる二重管によりそれぞれ構成される。なお、本実施形態では、先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は二重管構造である場合を一例に挙げて説明するが、これに限らず、三重管等の構造を適宜採用することができる。
本実施形態において、延長ロッド１２３のうち最後に継ぎ足されるものの上端部には、噴射液入口と圧縮空気入口を有するスイベル１７が接続され、先端ロッド１２１の下端側には、カップリング（図示せず）を介して噴射モニタ１２２が接続されている。先端ロッド１２１と延長ロッド１２３との間、及び、各延長ロッド１２３，１２３間は適宜継手を介して接続される。
先端ロッド１２１及び延長ロッド１２３は、その内管がスイベル１７の噴射液入口と連通して噴射液の流路となり、また、内管と外管との間の隙間がスイベル１７の圧縮空気入口と連通して圧縮空気の流路となる。
【００２２】
本体１１の噴射液タンク内の噴射液は、超高圧ポンプ、スイベル１７の噴射液入口を介してロッド１２の内管内に圧送される。また、本体１１のエアーコンプレッサーからの圧縮空気は、スイベル１７の圧縮空気入口を介してロッド１２の外管と内管との間の流路に圧送される。
【００２３】
噴射モニタ１２２は、ロッド１２（先端ロッド１２１）の内管と連通する噴射液噴射ノズル（図示せず）と、前述の圧縮空気の流路と連通する圧縮空気噴射ノズル（図示せず）とを備える。すなわち、ロッド１２の先端部側には、噴射液噴射ノズル及び圧縮空気噴射ノズルが設けられている。
噴射液噴射ノズルの先端は、噴射モニタ１２２の外周面の一部で径方向外向きに開口している。また、圧縮空気噴射ノズルの先端は、噴射液噴射ノズルの周囲で、径方向外向きに開口している。圧縮空気を噴射液噴射ノズルの周囲から噴射させることにより、噴射液を効率的に噴射させることができる。なお、本実施形態において、噴射モニタ１２２が本発明に係る「ノズル」に相当する。
【００２４】
地盤改良体形成装置１０を作動させて地盤改良体１ａを形成するときには、まず、ガイドホールＧＨの下端部近傍に噴射モニタ１２２が位置するように、延長ロッド１２３を順次継ぎ足す。そして、この状態で、本体１１の超高圧ポンプ及びエアーコンプレッサーを駆動させて、ロッド１２内に、高圧の噴射液及び圧縮空気を圧送することで、噴射モニタ１２２の噴射液噴射ノズルから高圧の噴射液を、ガイドホールＧＨの半径方向外方に向けて連続的に噴射させると共に、噴射液噴射ノズルの周囲の圧縮空気噴射ノズルから圧縮空気を噴射させる。これにより、噴射液と圧縮空気とが混合したジェット流Ｊが形成される。また、ジェット流Ｊを噴射しつつ、ロッド１２を把持部１３により回転させる。このときに、ジェット流Ｊの圧力により、噴射モニタ１２２の周囲の地盤が切削されると共に、掘削土と噴射液とが撹拌混練されて（すなわち混合されて）地盤改良がなされる（すなわちソイルモルタルが形成される）。これにより、固化材と水とを含むジェット流Ｊを噴射モニタ１２２から半径方向外方に向けて噴射可能に構成され、ガイドホールＧＨより大径であるソイルモルタル製の地盤改良体１ａの底部が形成される。
【００２５】
これに続けて、ジェット流Ｊを連続的に噴射させつつ、ロッド１２を把持部１３により回転駆動させながら所定の引き上げ速度で、図１に矢印で示す鉛直方向上方に引き上げる。このロッド１２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット１４の近傍（例えば底面）に達するまで行われる。この引き上げの際、ロッド１２はスイベル１７と共に上昇する。したがって、例えば、スイベル１７が鉄道高架橋Ｂに底面近傍の手前に位置するまでの間の適宜タイミングでジェット流Ｊの噴射を一旦停止させ、延長ロッド１２３のうちの地面から突出した適宜本数の延長ロッド１２３を取り外し、最上部の延長ロッド１２３の上端部をスイベル１７に接続し直した後、ジェット流Ｊの噴射を再開すればよい。このようにして、ガイドホールＧＨより大径であり、且つ、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界面に達する長さを有する円柱状の一つの地盤改良体１ａからなる中実地盤改良体１が形成される（後述の図５参照）。
【００２６】
その後、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕは、徐々に増加し、地盤改良体１ａの材齢期間が長くなるにつれ強度増加速度は緩やかになり、所定の強度範囲内に略収まる。この一軸圧縮強さｑｕの上記所定の強度範囲については後に詳述する。
なお、実際に造成した地盤改良体１ａの造成径Ｄ３は、ジェット流Ｊの圧力及びロッド１２の引き上げ速度や地盤の強度等によって決まる。それゆえ、本実施形態では、地盤改良体１ａの形成に先立って、標準貫入試験（ＪＩＳ  Ａ  １２１９）によってＮ値を求めて地盤の強度を推定し、この推定された地盤の強度に基づいて、所望の地盤改良体１ａの造成径Ｄ３が得られるように、ジェット流Ｊの圧力及びロッド１２の引き上げ速度（前述の所定の引き上げ速度）を設定する。
【００２７】
次に、前記掘削装置２０について、図２を参照して説明する。
掘削装置２０は、いわゆるＴＢＨ工法により掘削孔ＢＨを形成する装置であり、地盤改良体形成装置１０により形成された一つの地盤改良体１ａからなる中実地盤改良体１内を鉛直方向（図２に矢印で示す削孔方向）に掘削して掘削孔ＢＨを形成する。ここで、掘削孔ＢＨの内径Ｄ２は、ガイドホールＧＨの内径Ｄ１より大きく、且つ、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３より小さい（つまり、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。
【００２８】
掘削装置２０は、具体的には、いわゆる単軸穿孔機であり、その本体２１と、安定液タンク２２と、サンドポンプ２３と、サクションポンプ２４と、残土タンク２５とを含んで構成される。
【００２９】
前記本体２１は、掘削ロッド管２６を、その軸心を中心として回転させると共に、軸心に沿って引き上げ及び引き下げ可能に把持するロッド管駆動機２７を有する。掘削ロッド管２６は、円筒状の先端掘削ロッド管２６１と、この先端掘削ロッド管２６１の先端部側（下端部側）に設けられる削孔ビット２６２と、先端掘削ロッド管２６１の基端部側（上端部側）に順次継ぎ足される適宜本数の延長掘削ロッド管２６３とから成る。掘削ロッド管２６の上端側（つまり、延長掘削ロッド管２６３のうち最後に継ぎ足されるものの上端側）が地面から突出してロッド管駆動機２７によって把持される。
先端掘削ロッド管２６１と延長掘削ロッド管２６３との間、及び、各延長掘削ロッド管２６３，２６３間は適宜継手を介して接続される。延長掘削ロッド管２６３のうち最後に継ぎ足されるものの上端部開口部には、スイベル２８が接続される。
【００３０】
前記安定液タンク２２は、水より大きい密度を有する適宜の安定液（例えばベントナイトを含む安定化用泥水）を貯留するものである。なお、以下では、安定液は水より大きい密度を有する場合を一例として挙げて説明するが、これに限らず、後述するように安定液として水を使用してもよい場合もある。
【００３１】
前記サンドポンプ２３は、安定液タンク２２内に設けられ、安定液供給管Ｌ１を介して安定液を掘削孔ＢＨ内に供給するものである。
【００３２】
前記サクションポンプ２４は、掘削孔ＢＨ内において安定液と地盤改良体１ａの掘削により発生した掘削土砂とが混合してできた泥水を掘削孔ＢＨから泥水排出管Ｌ２を介して排出するものである。
【００３３】
掘削装置２０を作動させて中実地盤改良体１内を鉛直方向に掘削して掘削孔ＢＨを形成するときには、まず、中実地盤改良体１の上端部近傍に削孔ビット２６２が位置する状態にて、ロッド管駆動機２７を駆動させて、掘削ロッド管２６を回転させつつ下降させる。この掘削ロッド管２６の回転及び下降に応じて、削孔ビット２６２により中実地盤改良体１の掘削が行われて、掘削孔ＢＨが形成され始める。そして、延長掘削ロッド管２６３が順次継ぎ足され、掘削ロッド管２６は、削孔ビット２６２が支持層Ｇ２を貫入するまで下降される。これにより、図２に示すように、ガイドホールＧＨの内径Ｄ１より大きく、且つ、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３より小さい内径Ｄ２を有し、且つ、支持層Ｇ２に達する掘削孔ＢＨが形成される。この掘削孔ＢＨ内に杭Ｐが形成されるため、掘削孔ＢＨの内径Ｄ２は杭Ｐの外径（杭径）でもある。
【００３４】
掘削装置２０は、上記掘削に並行して、安定液をサンドポンプ２３により安定液供給管Ｌ１を介して掘削孔ＢＨ内に供給する。これと同時に、掘削孔ＢＨ内の掘削土砂と安定液からなる前記泥水は、先端掘削ロッド管２６１の先端開口部（下端開口部）から吸引され、掘削ロッド管２６内を上昇し、スイベル２８、泥水排出管Ｌ２及びサクションポンプ２４を介して、安定液タンク２２の上方に設けられる１次スクリーンＳ１に導かれることで、掘削孔ＢＨ外に排出される。スイベル２８は、ロッド管駆動機２７により回転駆動される掘削ロッド管２６の上端開口部から継続して泥水を吸引できるようになっている。
【００３５】
１次スクリーンＳ１は、比較的に粗いスクリーンであり、サクションポンプ２４から泥水排出管Ｌ２を介して送られてきた泥水から、比較的に粒径の大きい土砂を抽出する。１次スクリーンＳ１を通って粒径の大きい土砂が取り除かれた泥水は、安定液タンク２２内に落ちる。一方、１次スクリーンＳ１によって捕らえられた粒径の大きい土砂は、残土タンク２５内に収容される。
【００３６】
２次スクリーンＳ２は、比較的に細かいスクリーンであり、１次スクリーンの上方に配置されている。２次スクリーンは、２次スクリーン管Ｌ３及び図示を省略したポンプを介して送られてきた安定液タンク２２内の泥水から、比較的に粒径の小さい土砂を抽出する。２次スクリーンを通って比較的に粒径の小さい土砂が取り除かれた泥水は、さらに１次スクリーンＳ１を通って、安定液タンク２２内に落ちる。２次スクリーンＳ２によってとらえられた比較的に粒径の小さい土砂は、残土タンク２５内に収容される。
【００３７】
サイクロンスクリーンＳ３は、遠心分離方式により、２次スクリーンＳ２より粒径の小さい土砂を抽出可能に構成されたものである。サイクロンスクリーンＳ３は、サイクロンスクリーン管Ｌ４及び図示を省略したポンプを介して送られてきた安定液タンク２２内の泥水から、さらに粒径の小さい土砂を抽出する。サイクロンスクリーンＳ３を通って前記さらに粒径の小さい土砂が取り除かれた泥水は、さらに２次スクリーンＳ２と１次スクリーンＳ１とを通って、安定液タンク２２内に落ちる。一方、サイクロンスクリーンＳ３によって抽出された土砂は、残土タンク２５内に収容される。
このように、安定液と掘削土砂とが混合してできた泥水から安定液を回収することができるようになっている。そして、回収された安定液は、再び掘削孔ＢＨ内に供給され、以降、安定液タンク２２と掘削孔ＢＨとの間で循環される。
【００３８】
このようにして、掘削装置２０は、掘削孔ＢＨの形成時に、掘削孔ＢＨ内に安定液を供給し、中実地盤改良体１内で生じた掘削土砂を安定液と共に掘削孔ＢＨ外に排出し、この排出された安定液を再び掘削孔ＢＨ内に供給して循環させるように構成されている。
【００３９】
次に、本発明に係る杭構築方法の一実施形態を、図１〜図８を参照して、一般的なボーリング装置（図示省略）と、上記地盤改良体形成装置１０と、掘削装置２０を用いた場合について簡単に説明する。なお、以下の説明では、掘削孔ＢＨの内径Ｄ２（つまり杭Ｐの杭径）、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３、後述する壁厚ｔ１（＝（Ｄ３−Ｄ２）／２）が、それぞれＤ２＝２．４ｍ、Ｄ３＝２．８ｍ、ｔ＝０．２ｍに設定され、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕは、中実地盤改良体１の形成が完了してから中実地盤改良体１に掘削孔ＢＨを削孔可能となるまでの期間に応じて設定する所定の材齢日（例えば材齢４２日目）において、周囲地盤の強度より高い所定の強度範囲内に収まるように設定されている場合を一例にして説明する。
【００４０】
本実施形態において、杭構築方法は、ボーリング孔形成工程と、高圧噴射撹拌工法を用いた中実地盤改良体形成工程と、ＴＢＨ工法を用いた中実地盤改良体掘削工程と、鉄筋籠建て込み工程と、コンクリート打設工程とを含む。図３はボーリング孔形成工程を示し、図４及び図５は中実地盤改良体形成工程を示し、図６は中実地盤改良体掘削工程を示し、図７は鉄筋籠建て込み工程を示し、図８はコンクリート打設工程を示す。
【００４１】
まず、ボーリング孔形成工程では、図３に示すように、地盤改良体１ａの形成予定場所において、地面より所定深さ分だけ床掘りして、凹状のピット１４を形成する。そして、ピット１４の中心位置において、前記ボーリング装置としての小型の削孔機（図示せず）によって、地盤に鉛直方向に延伸するロッド１２ガイド用のガイドホールＧＨを上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界位置に達する深さまで形成する。前記削孔機は小型であり、且つ、削孔用ロッドが適宜長さに分割されているため、低空頭且つ狭隘な施工場所であっても、例えば、手押し台車等により容易に搬入、据え付け及び搬出することができる上、所望の深さまでガイドホールＧＨを削孔することができる。
【００４２】
次に、中実地盤改良体形成工程では、図４に示すように、地盤改良体形成装置１０を、把持部１３の軸心がガイドホールＧＨの軸心と略一致するように配置する。この地盤改良体形成装置１０は、ガイドホールＧＨの削孔機と同様に、比較的に小型であるため、手押し台車等により所定位置に配置される。その後、ロッド１２をガイドホールＧＨ内に挿入し、ガイドホールＧＨの下端部近傍に噴射モニタ１２２が位置するまで延長ロッド１２３を順次継ぎ足す。そして、この状態で、噴射モニタ１２２からその半径方向外方に向けて、固化材と水とを含む噴射液と圧縮空気とを混合させたジェット流Ｊを噴射しつつ、ロッド１２を回転駆動させながら所定の引き上げ速度（例えば１０ｍｉｎ／ｍ）で引き上げる。ここで、例えば、噴射液の吐出圧力は約３８ＭＰａに設定され、吐出流量は約１９０Ｌ／ｍｉｎに設定されている。このロッド１２の引き上げは、ジェット流Ｊの噴射がピット１４の近傍（例えば底面）に達するまで行われる。この引き上げの際、最上部等の延長ロッド１２３が順次取り外されて、スイベル１７が鉄道高架橋Ｂの底面に干渉しないようにする。これにより、図５に示すように、ガイドホールＧＨより大径の造成径Ｄ３を有し、且つ、上層Ｇ１と支持層Ｇ２との境界面に達する長さを有する円柱状の一つの地盤改良体１ａからなる中実地盤改良体１を形成する。その後、地盤改良体形成装置１０を搬出する。そして、中実地盤改良体１の一軸圧縮強さｑｕは、例えば、材齢２８日目において約５７０ｋＮ／ｍ2となり、材齢４２日目において約７９０ｋＮ／ｍ2となり、その後、強度増加速度は緩やかになり、周囲地盤より高い所定の強度範囲（例えば、約５００から約１０００ｋＮ／ｍ2）内に略収まる。この所定の強度範囲の下限値は、地盤改良体１ａの周囲地盤の強度より高く設定され、所定の強度範囲の上限値は、掘削孔ＢＨを形成する掘削装置２０の掘削力に応じて設定される。なお、後述するように、所定の材齢日における地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕが前記所定の強度範囲内に収まるように、噴射液（固化材ミルク）が配合されている。
【００４３】
次に、中実地盤改良体掘削工程では、図６に示すように、掘削装置２０を、ロッド管駆動機２７の軸心が中実地盤改良体１の延伸方向の中心軸と略一致するように配置する。その後、中実地盤改良体１の上端部近傍に削孔ビット２６２を位置させて掘削可能な状態となる。中実地盤改良体１の形成が完了してから、掘削装置２０を配置して中実地盤改良体１に掘削孔ＢＨを削孔可能となるまでの期間として、例えば約１か月から１か月半ほど要するため、削孔開始時の地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕは、前記所定の強度範囲に収まっている。この状態で、掘削ロッド管２６を回転させつつ下降させる。これにより、中実地盤改良体１の軸心に孔中心が合された内径Ｄ２の掘削孔ＢＨが形成され始める。そして、削孔ビット２６２が支持層Ｇ２を貫入するまで、延長掘削ロッド管２６３が順次継ぎ足される。これにより、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３より小さい所定の内径Ｄ２を有し、その孔中心を中実地盤改良体１の延伸方向の中心軸と合わせて形成され、且つ、支持層Ｇ２に達する掘削孔ＢＨが形成される。ここで、掘削孔ＢＨが中心軸に沿って形成された地盤改良体１ａは、円筒状改良体となり、壁厚ｔ１（＝（Ｄ３−Ｄ２）／２）を有する。
なお、壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順と、壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３と地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係については、後に詳述する。
【００４４】
上記掘削に並行して、サンドポンプ２３を起動させ、安定液を掘削孔ＢＨ内に供給する。これと同時に、サクションポンプ２４を起動させ、掘削孔ＢＨ内の掘削土砂と安定液からなる泥水を、先端掘削ロッド管２６１の先端開口部から吸引し、掘削ロッド管２６内を上昇させ、泥水排出管Ｌ２等を介して１次スクリーンＳ１に導いて、掘削孔ＢＨ外に排出する。また、各スクリーン（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）により、前記泥水から掘削土砂を適宜取り除き、安定液を回収する。そして、回収した安定液を再び掘削孔ＢＨ内に供給し、安定液タンク２２と掘削孔ＢＨとの間で循環させる。これにより、掘削孔ＢＨの孔壁の安定化を図りつつ、掘削孔ＢＨを適宜深さまで掘削する。
【００４５】
次に、鉄筋籠建て込み工程では、図７に示すように、掘削孔ＢＨ内に、予め分割して形成された鉄筋籠３０を、地上側で順次継ぎ足して建て込む。図示を省略するが、この建て込みは、最下部の鉄筋籠３０が掘削孔ＢＨの底部に到達するまで行う。この鉄筋籠建て込み時に、掘削孔ＢＨ内には、中実地盤改良体掘削工程で用いた安定液をそのまま満たしておくものとする。
【００４６】
最後に、コンクリート打設工程では、例えば、掘削孔ＢＨ内に安定液が満たされた状態で、掘削孔ＢＨ内にトレミ管をその下端部が掘削孔ＢＨの底部に位置するように挿入する。そして、このトレミ管の下端部開口からコンクリートを掘削孔ＢＨ内に打設すると共に、安定液を適宜排出して、図８に示すように、掘削孔ＢＨ内全体にコンクリートを打設する。これにより、掘削孔ＢＨ内の杭Ｐの構築が完了する。
【００４７】
ここで、掘削装置２０による削孔性を考慮すると、地盤改良体１ａの強度は低強度に抑制されている方が、施工効率（削孔効率）が高い。そこで、本実施形態においては、噴射液の配合を工夫して、低強度の地盤改良体１ａの施工を実現した。本実施形態においては、周囲地盤よりも高く設定しつつ掘削装置２０による掘削孔ＢＨの施工効率を考慮して、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕは、所定の材齢日（例えば材齢４２日目）において、所定の強度範囲内（例えば、約５００ｋＮ／ｍ2から約１０００ｋＮ／ｍ2の範囲内）に収まるように設定されている。所定の材齢日は、前述したように、中実地盤改良体１の形成が完了してから中実地盤改良体１に掘削孔ＢＨを削孔可能となるまでの期間に応じて設定される。なお、上記一軸圧縮強さについての約５００ｋＮ／ｍ2から約１０００ｋＮ／ｍ2の範囲（所定の強度範囲）は、掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに応じて定める地盤改良体１ａの後述する許容強度範囲Ｒ１に相当する。
【００４８】
上記説明では、掘削孔ＢＨの内径Ｄ２を２．４ｍと定めた場合に、掘削孔ＢＨの形成後の地盤改良体１ａの壁厚ｔ１を０．２ｍに設定し、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３を２．８ｍに設定した。
以下に、壁厚ｔ１と造成径Ｄ３を上記の値に設定した設定手順と、地盤改良体１ａの壁厚ｔ１と一軸圧縮強さｑｕとの関係と、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３と一軸圧縮強さｑｕとの関係とについて、図９〜図１３を用いて説明する。
図９から図１１は、壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順を説明するためのフロー図であり、図１２は、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕと壁厚ｔ１との関係を示し、図１３は、地盤改良体１ａの造成径Ｄ３と一軸圧縮強さｑｕの関係を示す図である。
【００４９】
壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定手順は、大きく分類するとＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３までの３つの手順からなる。図９に示すＳＴＥＰ１では、所定の条件を満たす壁厚ｔ１の範囲を設定し、図１０に示すＳＴＥＰ２では、所定の条件を満たす造成径Ｄ３の範囲を設定し、図１１に示すＳＴＥＰ３では、最終的に壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の値を設定して地盤改良体１ａ（つまり、中実地盤改良体１）の施工仕様を決定する。以下に、各ＳＴＥＰについて詳述する。
【００５０】
ＳＴＥＰ１では、図９に示すように、まず、ＳＴＥＰ１１において、必要とする杭Ｐの杭径に応じて掘削孔ＢＨの内径Ｄ２（＝２．４ｍ）、言い換えると削孔径（杭径）Ｄ２を決定する。次に、ＳＴＥＰ１２において、Ｄ２＝２．４ｍとし、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕの値を変化させた場合について、掘削孔ＢＨの孔壁の崩壊についての必要安全率Ｆsを満足する壁厚ｔ１を、三次元円筒すべり法を用いて算出する。これにより、図１２に示すように、必要安全率Ｆsを満足する壁厚ｔ１と地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係線Lin１が得られる。図１２において、横軸は一軸圧縮強さｑｕ、縦軸は壁厚ｔ１である。本実施形態では、必要安全率Ｆsは１．５に設定した。
【００５１】
次に、ＳＴＥＰ１３において、掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに基づいて、地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１を設定する。ここでは、許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１minを周囲地盤の強度より高い値である約５００ｋＮ／ｍ2とし、許容強度範囲Ｒ１の上限値Ｒ１maxを掘削装置２０の掘削性を考慮して約１０００ｋＮ／ｍ2とする。この許容強度範囲Ｒ１はＴＢＨ工法による削孔可能強度の一例であり、掘削装置２０の掘削力等に応じて適宜定めることができる。
また、例えば、掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの鉛直方向の傾きや、掘削孔の内径精度や、地盤改良体１ａの造成径精度等の掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの施工精度に基づいて、施工可能な最小の壁厚である最小壁厚ｔminを設定する。ここでは、最小壁厚ｔmin＝５０ｍｍとする。
そして、ＳＴＥＰ１４において、上記地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１と必要安全率Ｆsとに基づいて、安全壁厚範囲Ｒ２を設定する。具体的には、図１２に示す地盤改良体１ａの壁厚ｔ１と一軸圧縮強さｑｕとの関係線Lin１において、許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１minと上限値Ｒ１maxにそれぞれ対応する壁厚ｔ１の下限値と上限値を求める。図１２では、安全壁厚範囲Ｒ２の下限値Ｒ２minは１２０ｍｍとなり、安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２maxは２００ｍｍとなる。この安全壁厚範囲Ｒ２内（つまり、Ｒ２max≧t≧Ｒ２min）で壁厚ｔ１を設定することにより、必要安全率Ｆsを満足させることができる。ここで、図１２から分かるように、一軸圧縮強さｑｕが小さい場合、壁厚ｔ１を大きくすると必要安全率Ｆｓを満足させることができ、一軸圧縮強さｑｕが大きい場合、壁厚ｔ１は小さくても必要安全率を満足させることができる。
このようにして、壁厚ｔ１は、掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに応じて定める地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１と、掘削孔ＢＨの孔壁崩壊についての必要安全率Ｆsとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で定める。
【００５２】
また、壁厚ｔ１は、具体的には、前記安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの施工精度に応じて定める前記最小壁厚ｔmin以上の範囲で設定する必要がある。このため、ＳＴＥＰ１５において、最小壁厚ｔminが安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２max以下であるか否かを判定する。Ｒ２max≧ｔmin（ＳＴＥＰ１４：ＹＥＳ）の場合、ＳＴＥＰ１６において、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３を設定する。壁厚ｔ１は、この施工壁厚範囲Ｒ３内（つまり、Ｒ２max≧t≧ｔmin）で定めることが可能となり、次のＳＴＥＰ２に進む。本実施形態では、安全壁厚範囲Ｒ２の下限値Ｒ２min（＝１２０ｍｍ）は最小壁厚ｔmin(＝５０ｍｍ)より大きいため、施工壁厚範囲Ｒ３は安全壁厚範囲Ｒ２と一致する。
なお、安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２maxが最小壁厚ｔminより小さい（ＳＴＥＰ１５：ＮＯ）場合は、最小壁厚ｔminが少なくとも安全壁厚範囲Ｒ２の上限値Ｒ２max以下になるように、例えば、地盤改良体形成装置１０のロッド１２や掘削装置２０の掘削ロッド管２６の位置決めをより厳密に管理する等して最小壁厚ｔminを下げ、施工精度を向上させればよい（ＳＴＥＰ１５’）。施工精度の向上だけで、Ｒ２max≧ｔminの条件を満足（ＳＴＥＰ１４：ＹＥＳ）させることができない場合は、他の工法を採用することになる。
【００５３】
ＳＴＥＰ２では、図１０に示すように、まず、ＳＴＥＰ２１において、Ｄ２＝２．４ｍとし、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕの値を変化させた場合について、必要安全率Ｆsを満足する造成径Ｄ３を、三次元円筒すべり法を用いて算出する。これにより、図１３に示すように、上記必要安全率Ｆsを満足する造成径Ｄ３と地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕとの関係線Lin２が得られる。図１３において、横軸は造成径Ｄ３であり、縦軸は一軸圧縮強さｑｕである。
次に、ＳＴＥＰ２２において、ＳＴＥＰ１６で設定された施工壁厚範囲Ｒ３と掘削孔ＢＨの内径Ｄ２（＝２．４ｍ）とに基づいて安全造成径範囲Ｒ４を設定する。ここで、施工壁厚範囲Ｒ３の下限値Ｒ３minは１２０ｍｍであり、施工壁厚範囲Ｒ３の上限値Ｒ３maxは２００ｍｍであるため、安全造成径範囲Ｒ４の下限値Ｒ４minは、２．６４ｍ（＝２．４ｍ＋２×０．１２ｍ）となり、安全造成径範囲Ｒ４の上限値Ｒ４maxは２．８ｍ（＝２．４ｍ＋２×０．２ｍ）となる。
また、地盤改良体形成装置１０の造成能力に応じて造成径Ｄ３についての造成可能径範囲Ｒ５を設定する。具体的には、造成可能径範囲Ｒ５の下限値Ｒ５minは、地盤改良体１ａの鉛直方向の傾きや造成径精度等の施工精度に応じて定め、例えば、１ｍとする。また、造成可能径範囲Ｒ５の上限値Ｒ５maxは、ジェット流Ｊの最大圧力や地盤の強度等に応じて定め、例えば、８ｍとする。
【００５４】
造成径Ｄ３は、造成可能径範囲Ｒ５内で設定する必要がある。このため、ＳＴＥＰ２３において、上記のように設定した安全造成径範囲Ｒ４と造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲があるか否かを判定する。重複する範囲がある（ＳＴＥＰ２３：ＹＥＳ）場合、ＳＴＥＰ２４において、安全造成径範囲Ｒ４と造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲である施工造成径範囲Ｒ６を設定する。造成径Ｄ３は、この施工造成径範囲Ｒ６内で定めることが可能となり、次のＳＴＥＰ３に進む。本実施形態では、造成可能径範囲Ｒ５内に安全造成径範囲Ｒ４が全て収まっているため、施工造成径範囲Ｒ６は、安全造成径範囲Ｒ４と一致する。つまり、施工造成径範囲Ｒ６の下限値Ｒ６minは２．６４ｍとなり、施工造成径範囲Ｒ６の上限値Ｒ６maxは２．８ｍとなる。なお、安全造成径範囲Ｒ４と造成可能径範囲Ｒ５に重複する部分がない（ＳＴＥＰ２３：ＮＯ）場合は、重複する範囲が得られるように、地盤改良体形成装置１０のロッド１２の位置決めをより厳密に管理する等して造成可能径範囲の下限値を下げて施工精度を向上させたり、地盤改良体形成装置１０の超高圧ポンプやエアーコンプレッサーの等を変更する等して造成能力を向上させたりすればよい（ＳＴＥＰ２３’）。
【００５５】
ＳＴＥＰ３では、図１１に示すように、ＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２により設定された範囲内で最終的に壁厚ｔ１と造成径Ｄ３の値を設定する。本実施形態では、壁厚ｔ１は、施工壁厚範囲（＝安全壁厚範囲Ｒ２）Ｒ３内、つまり、１２０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内で定めた。造成径Ｄ３は、この施工壁厚範囲Ｒ３に応じた施工造成径範囲（＝安全造成径範囲Ｒ４）Ｒ６内、つまり、２．６４ｍ〜２．８ｍの範囲内で定める。ここで、造成径Ｄ３が大きくなるほど中実地盤改良体１の施工費が高くなるが、施工現場における総合的な施工精度等を考慮すると、造成径Ｄ３を大きくした方が余裕を持って施工することができる。
一方、本実施形態における中実地盤改良体１の施工費が他の工法による施工費より低く抑える必要がある。
そのため、ＳＴＥＰ３１において、造成径Ｄ３を施工造成径範囲Ｒ６の下限値Ｒ６minに設定した場合の中実地盤改良体１の施工費が、予め定める中実地盤改良体１の施工費の上限値Ｃmaxより小さいか否かを判定する。Ｄ３＝Ｒ６minとしたときの施工費＜Ｃmaxの場合（ＳＴＥＰ３１：ＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ３２において、中実地盤改良体１の施工費がＣmaxより小さくなる範囲において、造成径Ｄ３を可能な限り大きな値に設定する。本実施形態においては、造成径Ｄ３を施工造成径範囲Ｒ６の下限値Ｒ６minに設定した場合のみならず、上限値Ｒ６maxに設定した場合の施工費が、Ｃmaxより小さいものとする。したがって、本実施形態においては、ＳＴＥＰ３２において、施工現場における総合的な施工精度等を考慮して、造成径Ｄ３を２．８ｍに設定（設計値）し、壁厚ｔ１を２００ｍｍに設定（設計値）した。この場合であっても、他の一般的な工法と比較して中実地盤改良体１の施工費を低く抑えることができる。なお、Ｄ３＝Ｒ６minとしたときの施工費≧Ｃmaxの場合（ＳＴＥＰ３１：ＮＯ）は、ＳＴＥＰ３１でＹＥＳとなるように、施工期間を短くしたりする等して施工費を削減すればよい（ＳＴＥＰ３１’）。このようにして、最終的に壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の値を設定して中実地盤改良体１の施工仕様を決定する。
なお、本実施形態では、掘削孔ＢＨの内径Ｄ２を２．４ｍとしたが、これに限らず、適宜設定することができる。この場合、上記各ＳＴＥＰの条件を満足する範囲内で、壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３を設定すればよい。
【００５６】
かかる本実施形態による杭構築方法によれば、地盤の鉛直方向に延びる一つの地盤改良体１ａからなる中実の中実地盤改良体１を形成した後、この中実地盤改良体１内を鉛直方向に掘削して得られた掘削孔ＢＨ内に杭Ｐを構築している。そして、一つの地盤改良体１ａの造成予定領域毎に（つまり、本実施形態では、一つの地盤改良体１ａの造成予定領域に）、先端部側に噴射モニタ１２２が設けられた先端ロッド１２１の基端部側に延長ロッド１２３を順次継ぎ足してなるロッド１２をガイドホールＧＨ内に挿入し、このガイドホールＧＨ内で噴射モニタ１２２から固化材ミルクを含むジェット流Ｊを半径方向外方に向けて噴射させつつ、ロッド１２を回転及び引き上げることで、地盤より強度の高い地盤改良体１ａを形成している。これにより、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域であっても、単に小型の削孔機を使用して地盤改良体形成装置１０のロッド１２を挿入可能な小径のガイドホールＧＨを掘削し、そのガイドホールＧＨにロッド１２を順次挿入してジェット流Ｊを噴射させつつロッドを回転及び引き上げるだけで、杭構築予定箇所に周囲の地盤よりも適宜強度を高めた一つの地盤改良体１ａからなる中実地盤改良体１を予め造成することができる。そして、地盤改良体１ａの強度を、掘削装置２０の能力や工法等（本実施形態ではＴＢＨ工法）に応じて、周囲の地盤よりも適宜高めに設定するだけで、掘削孔ＢＨの孔壁の安定化を図ることができるため、杭構築中における孔壁の崩壊を防止することができる。また、ガイドホールＧＨや掘削孔ＢＨを掘削するための機械及び工法は、それぞれ、杭構築予定領域の地面から杭構築予定箇所の上空に存在する構造物までの高さに応じて、本実施形態のように、適宜の機械及び工法を採用すればよい。
【００５７】
このようにして、杭構築予定箇所の上空に何らかの構造物が存在し、クレーン作業が制約を受ける領域にて、杭構築中における地盤の崩壊を防止しつつ杭を容易に構築可能な杭構築方法を提供することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、掘削孔ＢＨの形成時及び鉄筋籠建て込み時に、掘削孔ＢＨ内に安定液を供給する構成とした。具体的には、掘削孔ＢＨの掘削については、ＴＢＨ工法を採用した。これにより、掘削孔ＢＨの孔壁のより確実な安定化を図った状態で、掘削孔ＢＨを適宜深さまで掘削可能であると共に鉄筋籠を建て込むことができる。
なお、例えば、ＴＢＨ工法により地盤に、杭構築用の掘削孔を直接削孔して、孔壁の崩壊を抑制しつつ杭を構築する工法が一般的に知られている。しかし、この工法であっても、地盤の地下水位が比較的高い場合や、掘削装置による掘削孔内への安定液の供給量と吸引量のアンバランスが一時的に生じた場合等においては、孔壁が崩壊する可能性が高い。一方、本実施形態においては、ＴＢＨ工法による掘削孔ＢＨの形成する工程に先立って中実地盤改良体１を造成しているため、掘削孔ＢＨの孔壁の崩壊リスクを完全に排除することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、掘削孔ＢＨの形成後の地盤改良体１ａの壁厚ｔ１を、許容強度範囲Ｒ１と、必要安全率Ｆsとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で定めている。これにより、孔壁の崩壊を確実に防止することができる。
さらに、本実施形態では、壁厚ｔ１は、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの施工精度に応じて定める最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３内で定められている。これにより、施工精度を考慮して、壁厚ｔ１を設定することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、造成径Ｄ３は、施工壁厚範囲Ｒ３と掘削孔ＢＨの内径Ｄ２とに基づいて定められた安全造成径範囲Ｒ４と、造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲である施工造成径範囲Ｒ６内で定められている。これにより、施工精度を考慮して、造成径Ｄ３を設定することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、地盤改良体１ａの一軸圧縮強さｑｕは、中実地盤改良体１の形成が完了してから中実地盤改良体１に掘削孔ＢＨを削孔可能となるまでの期間に応じて設定する所定の材齢日において、所定の強度範囲内に収まるように設定されている。これにより、中実地盤改良体１に掘削孔ＢＨを削孔する際に、その一軸圧縮強さｑｕを、確実に意図する強度範囲内に設定することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、所定の強度範囲の下限値は、地盤改良体１ａ（言い換えると、中実地盤改良体１）の周囲地盤の強度より高く設定され、所定の強度範囲の上限値は、掘削孔ＢＨを形成する掘削装置２０の掘削力に応じて設定されている。これにより、地盤改良体１ａの所定の材齢日における一軸圧縮強さｑｕを、周囲地盤よりも高く設定しつつ掘削装置２０による掘削孔ＢＨの施工効率を考慮して、確実に低強度に設定することができるため、孔壁崩壊の防止と掘削孔ＢＨの施工効率の向上を効率的に両立させることができる。なお、本実施形態においては、所定の強度範囲は、その下限値（許容強度範囲Ｒ１の下限値Ｒ１mim）を約５００ｋＮ／ｍ2とし、上限値（許容強度範囲Ｒ１の上限値Ｒ１max）を１０００ｋＮ／ｍ2とした場合を一例に挙げて説明したが、これに限らず、掘削装置２０の掘削力及び周囲地盤の強度に応じて適宜定めることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、掘削孔ＢＨの形成後、その掘削孔ＢＨ内に、水より大きい密度を有する適宜の安定液（例えばベントナイトを含む安定化用泥水）をそのまま満たしておくものとしたが、これに限らない。杭構築予定領域の地下水の水位が低い場合等において、例えば、掘削孔ＢＨ内に単に清水を充填させるだけで、掘削孔内の清水の水頭と地下水の水頭との間に十分な水頭差を確保することができる場合がある。これにより、鉄筋籠建て込み工程及びコンクリート打設工程において、鉄筋表面に、安定化用泥水の微粒子を付着させることなく、場所打ち杭（Ｐ）を構築することができる。
【００６４】
また、地盤改良体１ａは周囲の地盤よりも高い強度に設定されているため、杭構築予定領域の地下水の水位が低い場合等においては、掘削孔ＢＨの形成中及びそれ以降の工程において、掘削孔ＢＨ内に安定液を使用しなくても、孔壁の崩壊リスクを完全に排除することができる場合もある。したがって、本実施形態においては、掘削孔ＢＨの形成時に、掘削孔ＢＨ内に安定液を供給する構成としたが、杭構築予定領域の地下水の水位等の地盤状況によっては、これに限らず、安定液を用いなくてもよい場合もある。この場合、掘削孔ＢＨを形成する工法は、ＴＢＨ工法等の安定液を用いる工法に限らず、低空頭下且つ狭隘な施工場所で施工可能な適宜の工法を採用すればよい。
【００６５】
また、本実施形態では、杭Ｐは、場所打ち杭であるものとしたが、杭の種類については、これに限らない。例えば、掘削孔ＢＨ内に、予め分割して形成されたコンクリート杭又は鋼管杭を順次継ぎ足して建て込み、その後、掘削孔ＢＨの孔壁と建て込まれたコンクリート杭又は鋼管杭との間に、コンクリート、モルタル及びセメントペーストのいずれか１つを充填して、杭Ｐを形成してもよい。この場合、コンクリート、モルタル及びセメントペーストには、各種混和材などを使用してブリージングを抑制させた材料を使用するとよい。
【００６６】
また、杭Ｐの上方に存在する既設構造物の一例として、鉄道高架橋Ｂを挙げたが、既設構造物は鉄道高架橋Ｂに限らず、どのようなものでもよい。また、施工場所は、低空頭且つ狭隘な場所であるものとしたが、これに限らず、杭Ｐの上方の既設構造物までの距離が十分にある場所や、既設構造物が上方に無い場合や、低空頭であるが十分なスペースを確保可能な場所でもよい。
【００６７】
また、壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定については、図９〜図１３を用いて、単にその設定手順について前述したが、この壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３の設定を上記ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３に従って設定（演算）するためのシステムを構築するとよい。
【００６８】
この場合、利用者等により、上記システムに、前述の各種パラメータの初期データ（Ｄ２＝２．４ｍ、Ｆｓ＝１．５、Ｒ１min＝５００ｋＮ／ｍ2、Ｒ１max＝約１０００ｋＮ／ｍ2、ｔmin＝５０ｍｍ、Ｒ５min＝１ｍ、Ｒ５max＝８ｍ、施工費演算式を示すデータ、Ｃmax値）が予め入力され、前述したＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３に従って壁厚ｔ１と造成径Ｄ３を設定（演算）するように上記システムを構成する。なお、前述したＳＴＥＰ１１、ＳＴＥＰ１３、ＳＴＥＰ２２、ＳＴＥＰ３１において、各ＳＴＥＰに対応する各種パラメータが適宜入力されてもよい。
【００６９】
上記システムは、詳しくは、延伸方向の中心軸が構築予定の杭の軸心に略一致し、杭Ｐの杭径Ｄ２よりも大きい造成径Ｄ３を有すると共に地盤より高い強度を有し、且つ、造成後、前記中心軸に沿って杭径Ｄ２に合わせた掘削孔ＢＨが形成されてなる地盤改良体１ａの壁厚ｔ１を設定するためのシステムであって、掘削孔ＢＨを形成する掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに応じて定められる地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１と、掘削孔ＢＨの孔壁崩壊についての必要安全率Ｆｓとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で、掘削孔ＢＨの形成後の地盤改良体１ａの壁厚ｔ１の値を演算する演算部を含んで構成されている。
また、本実施形態の上記システムでは、上記演算部は、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの施工精度に応じて定められる最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３内で、壁厚ｔ１の値を演算するように構成されている。
さらに、本実施形態の上記システムでは、演算部は、施工壁厚範囲Ｒ３と掘削孔ＢＨの杭径Ｄ２とに基づいて定める安全造成径範囲Ｒ４と、地盤改良体１ａを形成する地盤改良体形成装置１０の造成能力に応じて定められる造成径Ｄ３についての造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲である施工造成径範囲Ｒ６内で、造成径Ｄ３の値を演算するように構成されている。
このように、本実施形態における上記システムは、低空頭且つ狭隘な場所や、杭Ｐの上方の既設構造物までの距離が十分にある場所や、既設構造物が上方に無い場合や、低空頭であるが十分なスペースを確保可能な場所等において、孔壁保護用の地盤改良体１ａの壁厚ｔ１及び造成径Ｄ３を決定するための設計支援システムとして用いることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、中実地盤改良体１は、一つの地盤改良体１ａからなる場合を一例に挙げて以下説明したが、これに限らず、例えば、図１４や図１５に示すように、複数の地盤改良体１ａが互いに重なり合ってなる構成としてもよい。図１４は中実地盤改良体１の変形例１を説明するための中実地盤改良体１の水平断面図であり、図１５は中実地盤改良体１の変形例２を説明するための中実地盤改良体１の水平断面図である。図１４（ａ）及び図１５（ａ）はそれぞれ中実地盤改良体形成工程が完了した状態を示した図であり、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は中実地盤改良体掘削工程が完了した状態を示した図であり、図１４（ｃ）及び図１５（ｃ）は中実地盤改良体掘削工程により形成された掘削孔ＢＨ内に杭Ｐが構築された状態を示した図である。
【００７１】
詳しくは、中実地盤改良体１は、図１４（ａ）に示す変形例１のように、適宜本数（図では４本）の地盤改良体１ａが互いに重なり合うことにより中実に形成されてもよい。また、中実地盤改良体１は、図１５（ａ）に示す変形例２のように、適宜本数（図では６本）の地盤改良体１ａが互いに重なり合ってなる筒状改良体部１ａ１と、この筒状改良体部１ａ１の径方向内側部分の地盤に形成されると共に筒状改良体部１ａ１と重なり合う中央部１ａ２とを備え、この筒状改良体部１ａ１と中央部１ａ２とにより中実に形成されてもよい。中実地盤改良体を形成すること（中実地盤改良体形成工程）は、一つの地盤改良体１ａの造成予定領域毎に、地盤に鉛直方向に延伸するガイドホールＧＨを形成することと、ロッド１２をガイドホールＧＨに挿入することと、固化材と水を含む液体としての固化材ミルクを噴射モニタ１２２から半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド１２を回転させると共に、ロッド１２を引き上げて、ガイドホールＧＨより大径であり且つ地盤より強度の高い地盤改良体１ａを形成することと、を含めばよい。
【００７２】
この変形例１及び２の場合、例えば、掘削孔ＢＨは、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように、内径Ｄ２を有し、その孔中心を中実地盤改良体１の延伸方向の中心軸と合わせて形成されるとよい。この場合、掘削孔ＢＨの形成後の中実地盤改良体１は、図１４（ｃ）及び図１５（ｃ）に示すように、その壁厚が最小となる薄肉部を有する。
前記薄肉部の厚さ（以下薄肉部厚さという）ｔ２は、上述した壁厚ｔ１と同様に、掘削孔ＢＨを形成する掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに応じて定める地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１と、掘削孔ＢＨの孔壁崩壊についての必要安全率Ｆｓとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で定められるとよい。つまり、上述の壁厚ｔ１に代って薄肉部厚さｔ２について安全壁厚範囲Ｒ２を設定し、壁厚ｔ１と同じ手順で薄肉部厚さｔ２を設定すればよい。これにより、孔壁の崩壊を確実に防止することができる。
【００７３】
また、変形例１及び２の場合、薄肉部厚さｔ２は、さらに、上述した壁厚ｔ１と同様に、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの、掘削孔ＢＨ及び地盤改良体１ａの施工精度に応じて定める最小壁厚ｔmin以上の範囲である施工壁厚範囲Ｒ３内で定められるとよい。つまり、壁厚ｔ１に代って薄肉部厚さｔ２について施工壁厚範囲Ｒ３を設定し、壁厚ｔ１と同じ手順で薄肉部厚さｔ２を設定するとよい。これにより、施工精度を考慮して、薄肉部厚さｔ２を設定することができる。
【００７４】
また、変形例１及び２の場合、各地盤改良体１ａの造成径Ｄ３は、施工壁厚範囲Ｒ３と掘削孔ＢＨの内径Ｄ２とに基づいて定める安全造成径範囲Ｒ４と、造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲である施工造成径範囲Ｒ６内で定められるとよい。つまり、壁厚ｔ１に代って薄肉部厚さｔ２について安全造成径範囲Ｒ４を設定し、壁厚ｔ１と同じ手順で造成径Ｄ３を設定するとよい。これにより、施工精度を考慮して、造成径Ｄ３を設定することができる。
なお、壁厚ｔ１に代って薄肉部厚さｔ２を演算するように前記システムを構成してもよい。この場合、前記システムは、延伸方向の中心軸が構築予定の杭の軸心に略一致し、地盤より高い強度を有し、且つ、造成後、前記中心軸に沿って杭径Ｄ２に合わせた掘削孔ＢＨが形成されてなる複数の地盤改良体１ａからなる中実の中実地盤改良体１の薄肉部厚さｔ２を設定するためのシステムであって、掘削孔ＢＨを形成する掘削装置２０の掘削力と地盤の強度とに応じて定められる地盤改良体１ａの許容強度範囲Ｒ１と、掘削孔ＢＨの孔壁崩壊についての必要安全率Ｆｓとに基づいて定める安全壁厚範囲Ｒ２内で、掘削孔ＢＨの形成後の中実地盤改良体１の薄肉部厚さｔ２の値を演算する演算部を含んで構成されている。この演算部は、安全壁厚範囲Ｒ２のうちの施工壁厚範囲Ｒ３内で薄肉部厚さｔ２の値を演算し、安全造成径範囲Ｒ４と造成可能径範囲Ｒ５とが重複する範囲である施工造成径範囲Ｒ６内で各地盤改良体１ａの造成径Ｄ３の値を演算するように構成するとよい。
【００７５】
また、杭構築方法は、地盤の鉛直方向に延びる少なくとも一つの地盤改良体１ａからなる中実の中実地盤改良体１を形成することと、中実地盤改良体１内を鉛直方向に掘削して掘削孔を形成することと、掘削孔ＢＨ内に杭Ｐを構築することと、を含み、中実地盤改良体１を形成することは、一つの地盤改良体１ａの造成予定領域毎に、地盤に鉛直方向に延伸するガイドホールＧＨを形成することと、円筒状の先端ロッド１２１と、先端ロッド１２１の先端部側に設けられる噴射モニタ１２２と、先端ロッド１２１の基端部側に順次継ぎ足される延長ロッド１２３と、を有するロッド１２をガイドホールＧＨに挿入することと、固化材と水を含む液体を噴射モニタ１２２から半径方向外方に向けて噴射しつつ、ロッド１２を回転させると共に、ロッド１２を引き上げて、ガイドホールＧＨより大径であり且つ地盤より強度の高い地盤改良体１ａを形成することと、を含んで構成されていればよい。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・・・中実地盤改良体
１ａ・・・・地盤改良体
１０・・・・地盤改良体形成装置
１１・・・・本体
１２・・・・ロッド
１３・・・・把持部
１４・・・・ピット
１５・・・・サンドポンプ
１６・・・・スライム貯留タンク
１７・・・・スイベル
２０・・・・掘削装置
２１・・・・本体
２２・・・・安定液タンク
２３・・・・サンドポンプ
２４・・・・サクションポンプ
２５・・・・残土タンク
２６・・・・掘削ロッド管
２７・・・・ロッド管駆動機
２８・・・・スイベル
１２１・・・先端ロッド
１２２・・・噴射モニタ（ノズル）
１２３・・・延長ロッド
２６１・・・先端掘削ロッド管
２６２・・・削孔ビット
２６３・・・延長掘削ロッド管
Ｂ・・・・・鉄道高架橋（既設構造物）
ＢＨ・・・・掘削孔
Ｇ１・・・・上層
Ｇ２・・・・支持層
ＧＨ・・・・ボーリング孔（ガイドホール）
Ｆｓ・・・・必要安全率
Ｊ・・・・・ジェット流
Ｌ１・・・・安定液供給管
Ｌ２・・・・泥水排出管
Ｌ３・・・・２次スクリーン管
Ｌ４・・・・サイクロンスクリーン管
Ｒ１・・・・許容強度範囲
Ｒ２・・・・安全壁厚範囲
Ｒ３・・・・施工壁厚範囲
Ｒ４・・・・安全造成径範囲
Ｒ５・・・・造成可能径範囲
Ｒ６・・・・施工造成径範囲
Ｓ１・・・・１次スクリーン
Ｓ２・・・・２次スクリーン
Ｓ３・・・・サイクロンスクリーン
ｔ１・・・・壁厚
ｔ２・・・・薄肉部の厚さ（薄肉部厚さ）
【図１】
0006517133.tif 000002
【図２】
0006517133.tif 000003
【図３】
0006517133.tif 000004
【図４】
0006517133.tif 000005
【図５】
0006517133.tif 000006
【図６】
0006517133.tif 000007
【図７】
0006517133.tif 000008
【図８】
0006517133.tif 000009
【図９】
0006517133.tif 000010
【図１０】
0006517133.tif 000011
【図１１】
0006517133.tif 000012
【図１２】
0006517133.tif 000013
【図１３】
0006517133.tif 000014
【図１４】
0006517133.tif 000015
【図１５】
0006517133.tif 000016