(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置される造成機と、
前記造成機で地盤に造成される地盤改良杭の先端部から前記造成機までの距離以上の長さで複数階のスラブを貫通して前記造成機に保持されて、前記地盤へ挿入可能かつ旋回可能とされた筒状のロッドと、
前記ロッドの先端部に取付けられた噴射器と、
前記ロッドの後端部に接続されるホースを備え、前記ロッドを通じて地盤改良材、空気又は水を送り前記噴射器から噴射させる注入機と、
を有する地盤改良システム。
【請求項２】
前記ロッドが挿入され前記地盤に形成された削孔の開口へ接続されると共に、前記地下水位より高い位置を通る排泥管と、
前記排泥管に接続された排泥タンクと、
前記排泥タンクに設置された密度計と、
を備えた請求項１に記載の地盤改良システム。
【請求項３】
地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置される造成機と、
前記造成機に保持され、地盤へ挿入可能かつ旋回可能とされた筒状のロッドと、
前記ロッドの先端部に取付けられた噴射器と、
前記ロッドの後端部に接続されるホースを備え、前記ロッドを通じて地盤改良材、空気又は水を送り前記噴射器から噴射させる注入機と、
前記ロッドが挿入され前記地盤に形成された削孔の開口へ接続されると共に、前記地下水位より高い位置を通り排泥タンクにつながれた排泥管と、
前記排泥管に設けられ、前記排泥管から排出される汚泥の密度及び流量に応じて水頭高さを変更可能な水頭高さ変更部材と、
を有する地盤改良システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、地下水位よりも低い位置まで地盤を掘削して施工基盤を構築し、該施工基盤上からロッドを地盤に挿入して地盤改良する地盤改良工法が開示されている。この地盤改良工法においては、ロッドの先端から地盤中へグラウトを噴射する際に発生する排泥の量を、排泥管の弁を圧力調整装置によって開閉することで制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１２９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された地盤改良工法では、地下室などの高さ制限のある空間に造成機を配置して地盤改良を想定していない。排泥管は、地下水位より低い位置に配置されている。このとき排泥は、注入したグラウトによって押し出される圧力に加え、地下水位との水頭差による圧力を受けて排泥管内を流れるので、弁が排泥から受ける圧力が大きくなり、弁の耐久性を維持するのが難しい。また、排泥の量を少なくするために弁を絞った場合、排泥管の目詰まりが生じやすくなる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して、高さ制限のある空間での地盤改良を可能とし、排泥の過剰排出や逆流などを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る地盤改良システムは、地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置される造成機と、前記造成機で地盤に造成される地盤改良杭の先端部から前記造成機までの距離以上の長さで複数階のスラブを貫通して前記造成機に保持されて、前記地盤へ挿入可能かつ旋回可能とされた筒状のロッドと、前記ロッドの先端部に取付けられた噴射器と、前記ロッドの後端部に接続されるホースを備え、前記ロッドを通じて地盤改良材、空気又は水を送り前記噴射器から噴射させる注入機と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の地盤改良システムでは、造成機は、地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置されている。このため、筒状のロッドを継ぎ足しながらロッドを長くして、地盤の削孔や地盤改良杭を造成すると、継ぎ足し時に排泥（地下水、泥土、地盤改良材などの混濁液）が噴射器を通じてロッド内へ逆流し、作業エリアに溢れ出して施工ができなくなる。
【０００８】
しかし、本態様では、予め、地盤に造成される地盤改良杭の先端部から造成機までの距離以上の長さのロッドを、スラブに貫通させて形成し、造成機に地盤へ挿入可能かつ旋回可能に保持させているため、地盤の削孔や地盤改良杭を造成するときに継ぎ足しする必要がない。
【０００９】
このように、ロッドの継ぎ足し作業を無くすことで、排泥が噴射器を通じてロッド内へ逆流して溢れ出すことを抑制できる。
【００１０】
また、ロッドの後端部に接続されたホースへ、注入機から地盤改良材、空気又は水を送ることで、排泥が噴射器を通じてロッド内へ逆流することが抑制される。さらに、ロッドをスラブに貫通させることにより、地下室のように高さ制限のある空間で効率良く地盤改良作業ができる。
【００１１】
このように、請求項１に記載の地盤改良システムでは、高さ制限のある空間での地盤改良を可能とし、排泥の溢れ出しや逆流を抑制することができる。
請求項２に係る地盤改良システムは、請求項１に記載の地盤改良システムにおいて、前記ロッドが挿入され前記地盤に形成された削孔の開口へ接続されると共に、前記地下水位より高い位置を通る排泥管と、前記排泥管に接続された排泥タンクと、前記排泥タンクに設置された密度計と、を備えている。
【００１２】
請求項３に係る地盤改良システムは、地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置される造成機と、前記造成機に保持され、地盤へ挿入可能かつ旋回可能とされた筒状のロッドと、前記ロッドの先端部に取付けられた噴射器と、前記ロッドの後端部に接続されるホースを備え、前記ロッドを通じて地盤改良材、空気又は水を送り前記噴射器から噴射させる注入機と、前記ロッドが挿入され前記地盤に形成された削孔の開口へ接続されると共に、前記地下水位より高い位置を通り排泥タンクにつながれた排泥管と、前記排泥管に設けられ、前記排泥管から排出される排泥の密度及び流量に応じて水頭高さを変更可能な水頭高さ変更部材と、を有する。
【００１３】
請求項３に記載の地盤改良システムでは、造成機は、地下水位より低い位置にある地下室のスラブに設置されている。造成機が地盤を削孔したり、地盤改良杭を造成するとき、削孔の開口に接続された排泥管へ排泥が流れ込み排泥タンクへ排出される。
【００１４】
排泥管は地下水位より高い位置を通るため、水頭差により排泥抑制力が高められる。このため、地盤改良杭を造成するときに噴射器から噴射される地盤改良材や空気のエアリフト効果で巻き込まれる地下水によって通常より多い排泥が発生しても、排出管からの排泥の排出量を抑えることができる。これにより、地盤改良材が地下水で希釈されて地盤改良杭が強度低下することを抑制でき、また、排泥の排出量を抑えることで排泥の処理コストを削減することもできる。
【００１５】
また、排泥の噴出圧力は、排泥の密度及び流量で増減する。このため、排泥管から排出される排泥の密度及び流量に応じて水頭高さ変更部材を用いて排出管の水頭高さを変えることで、地盤改良材の噴出量に応じた最適な汚泥排出量とすることができる。
【００１６】
このように、請求項２に記載の地盤改良システムでは、排泥の過剰排出や逆流などを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の地盤改良システムは、排泥の過剰排出を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る地盤改良システムの全体構成を示す立面図である。
【図２】第１実施形態に係る地盤改良システムの造成機周囲の構成を示す立断面図である。
【図３】第１実施形態に係る地盤改良システムの噴射器の構成を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は第１実施形態に係る地盤改良システムのスイベル式とされた水頭高さ変更部材を示す斜視図であり、（Ｂ）は変形例に係るスライド式とされた水頭高さ変更部材示す斜視図であり、（Ｃ）は変形例に係るバイパス式とされた水頭高さ変更部材を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る地盤改良システムにおける改良体造成手順を示しており、（Ａ）は削孔工程、（Ｂ）は改良杭の造成工程を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る地盤改良システム１０の一例について説明する。
【００２０】
（地盤改良システム）
図１に示すように、地盤改良システム１０は、既存建物１００を解体して新築建物を構築する際に、新築建物の荷重に地盤２００が耐えられるように、地下ピット１０２の底版１０２Ａを支持する地盤２００中に地盤改良材を噴射・撹拌して、改良杭１２を形成するものである。なお、改良杭１２は地下ピット１０２の底版１０２Ａの下面を杭頭天端（高さＭ（ｍ））として構築されるが、新築建物の柱直下、基礎梁直下などに複数構築される。
【００２１】
地盤改良システム１０は、既存建物１００の地下室の床スラブ１０４上に設置される造成機２０と、造成機２０に保持された筒状のロッド３０と、ロッド３０の先端部に取付けられた噴射器４０と、ロッド３０を通じて地盤改良材、空気又は水を噴射器４０から噴射させる注入機５０と、ロッド３０が挿入される削孔２０２の開口部（貫通孔１０２Ｂ）に接続される排泥管６０と、排泥管６０に設けられ、排泥管６０の水頭高さを変更可能な水頭高さ変更部材７０と、を備えている。
【００２２】
床スラブ１０４は地下水位Ｗ（ｍ）より低い位置にある地下５階の床スラブであり、また、床スラブ１０４には貫通孔１０４Ａが形成されている。同様に、地下２階〜地下４階のスラブにも、貫通孔１０４Ａと同軸上に、貫通孔１０４Ｂが形成されている。さらに、地下５階の下部にある地下ピット１０２の底版１０２Ａにも貫通孔１０４Ａと同軸上に貫通孔１０２Ｂが形成されている。なお、地下水位Ｗ（ｍ）、杭頭天端Ｍ（ｍ）は、地盤面高さＧＬを０（ｍ）としたときに、地盤面高さＧＬからの距離で示される。例えば地下水位Ｗが地盤面高さＧＬよりも５ｍ低い位置にある場合、地下水位Ｗは−５（ｍ）とされる。
【００２３】
（造成機）
造成機２０は、図２に示すように既存建物１００の地下室の床スラブ１０４上に設置され、保持部２２によってロッド３０を保持する掘削機である。保持部２２は、ロッド３０を回転させながら推進させることのできる回転推進機構であり、ロッド３０が貫通してロッド３０の推進方向を規制するスピンドルと、ロッド３０を把持するチャックと、チャックからロッド３０に上下方向及び回転方向の推進力を伝えるアクチュエータなどによって構成されている。これにより、造成機２０は、ロッド３０の先端部の噴射器４０から水を噴出しながら地盤２００を掘削し、また地盤改良材、空気を噴出しながらロッド３０を地盤２００から引き抜く機能を備えている。
【００２４】
（排泥管）
排泥管６０は図１に示すように、後述するストレーナ６４から各階のスラブの貫通孔を貫通して地盤面高さＧＬまで延出している。また、図２に示すように、ストレーナ６４から下方へ延出される排泥管６０の端部（上流側の端部）６０Ａは、バルブ６０Ｄを介してロッド貫通管６２に接続されている。ロッド貫通管６２は、床スラブ１０４の貫通孔１０４Ａからスラブ１０２Ａの貫通孔１０２Ｂに通されて固定されている。このように、排泥管６０はロッド貫通管６２を介して削孔２０２の開口部（貫通孔１０２Ｂ）に接続されている。
【００２５】
ロッド貫通管６２には、排泥管６０が接続される接続部６２Ａの上下に、それぞれバルブ６２Ｂ、６２Ｃが設けられている。バルブ６２Ｂ、６２Ｃは、ロッド３０がロッド貫通管６２に挿入された状態で開放し、引き抜かれた状態で閉鎖するバルブであり、バルブ６２Ｂ、６２Ｃが閉じられた状態では、排泥はロッド貫通管６２を流れることができない。
【００２６】
（ロッド）
ロッド３０は、造成機２０によって地盤２００に造成される改良杭１２の先端部（底２０４Ａ）から造成機２０の保持部２２までの長さＬ（図２参照）以上の長さとされ、掘削開始前の状態においては、図１に示すように、複数の貫通孔１０４Ｂを貫通している。ロッド３０の内部は空洞とされており、先端部（地盤２００側）に取付けた噴射器４０へ地盤改良材又は水を送る液体流路と、空気を送る空気流路が形成されている。液体流路はロッド３０の後端部（地上側）で注入機５０から延出されたセメントホース５２Ａ又は削孔水ホース５４Ａに接続され、空気流路は注入機５０から延出された空気ホース５６Ａに接続されている。
【００２７】
なおロッド３０は、複数の管体３０Ａを、貫通孔１０４Ａ、１０４Ｂに通しながら繋いで構成され、掘削開始前に全ての管体３０Ａが繋がれた状態で造成機２０に保持される。このとき、ロッド３０は、上述した長さＬ以上の長さを備えているものとする。
【００２８】
（噴射器）
噴射器４０は、図３に示すように、ロッド３０の液体流路に接続される流路４４と、ロッド３０の空気流路に接続される流路４６と、流路４４、４６の双方に接続されたノズル４８と、流路４４の先端に取付けられた削孔ビット４２と、を備えている。
【００２９】
流路４４には、ノズル４８よりも先端側に縮径部４４Ａが形成されており、縮径部４４Ａよりも先端側が拡径して、削孔ビット４２が取付けられている。縮径部４４Ａには、止水ボール４４Ｃが係止可能とされており、止水ボール４４Ｃが縮径部４４Ａに係止しているときは、流路４４を流れる流体は縮径部４４Ａを流れることができない。この止水ボール４４Ｃは、噴射器４０をロッド３０から取り外した際に、容易に着脱できる。
【００３０】
削孔ビット４２は噴射器４０の中心軸ＣＬを中心に軸回転する刃物であり、流路４４から送られてきた掘削水を吐出させる吐出口４２Ａが形成されている。
【００３１】
ノズル４８は、流路４４と噴射器４０の外部とを連通する流体ノズル４８Ａと、流路４６と噴射器４０の外部とを連通する空気ノズル４８Ｂと、を備えている。空気ノズル４８Ｂは、流体ノズル４８Ａを囲繞するように配置されており、これにより、流体ノズル４８Ａから噴出される地盤改良材を円環状に取り囲むように、空気ノズル４８Ｂから空気が噴出される。図３に示すノズル４８は、噴射器４０の中心軸ＣＬに対して略垂直方向Ｖに沿って取付けられているが、ノズル４８は中心軸ＣＬに対して傾けて取付けられていてもよい。また、ノズル４８は１つだけではなく、複数取付けられていてもよい。また、ロッド３０の先端には、噴射器４０だけではなく、ノズル４８の傾斜角度及び個数が異なる噴射器を取付けることができる。
【００３２】
（注入機）
注入機５０は、図１に示すように、セメント造成機５２、掘削水ポンプ５４、空気圧縮機５６を備えた地盤改良体生成機であり、セメント造成機５２ではセメントミルク（セメントスラリー）が生成され、セメントホース５２Ａによってロッド３０にセメントミルクが送られる。また、掘削水ポンプ５４は地盤２００を掘削するための掘削水を図示しない掘削水タンクから汲み取って、削孔水ホース５４Ａによってロッド３０に掘削水が送られる。さらに、空気圧縮機５６では圧縮空気が生成され、空気ホース５６Ａによってロッド３０に圧縮空気が送られる。
【００３３】
（ストレーナ）
排泥管６０は、造成機２０と同じスラブに設置されたストレーナ６４に接続されている。ストレーナ６４は内部に着脱可能なメッシュフィルターを備えた排泥ろ過装置であり、メッシュフィルターの粗さを調整することで排泥管６０内に流れる排泥の粒径を制御することができる。これにより、石塊や木屑などの異物を堰き止め、排泥管６０の目詰まりを抑制することができる。また、ストレーナ６４は造成機２０と同じスラブに設置されているため、作業員が蓋を開けてストレーナの状態を確認することが容易であり、ストレーナ６４に異物が溜まった場合は、即座に取り除くことができる。なお、ストレーナ６４は必ずしも造成機２０と同じスラブに設置する必要はないが、排泥管６０の経路のうち、端部６０Ａに近い位置に設置して、排泥の上流側で異物を堰き止めるものとする。このようにすることで、排泥管６０の大部分で目詰まりが生じる可能性を低くすることができる。
【００３４】
図１に示すように、排泥管６０の他方の端部（下流側の端部）６０Ｂは、１次受けタンク８０に接続されており、排泥が排出される。なお、本実施形態においては、１次受けタンク８０の内部Ｐ３に、排泥の密度を測定する密度計が配置されている。このため、１次受けタンク８０には常に一定量の排泥が溜まるようになっている。一旦１次受けタンク８０に溜められた排泥は、２次タンク８２に送られて、バキューム車８４へ吸引される。
【００３５】
（水頭高さ変更部材）
排泥管６０の経路の途中で、地下水位Ｗよりも高い位置には、水頭高さ変更部材７０が設けられている。水頭高さ変更部材７０は、排泥管６０の水頭高さを変更するための調整部材であり、図１に示すように、排泥管６０の経路において、１次受けタンク８０の手前に設けられている。水頭高さ変更部材７０は、図４（Ａ）に示すように、Ｕ字管７２と、Ｕ字管７２の両端部にそれぞれ設けられてＵ字管７２と排泥管６０とを接続するスイベルジョイント７４と、を備えたスイベル式部材である。
【００３６】
スイベルジョイント７４は、軸Ｓを中心にＵ字管７２を回転自在に保持する継手部材である。スイベルジョイント７４は、筒軸方向が軸Ｓと一致し、排泥管６０に接続される筒状の接続部７４Ａと、接続部７４Ａと水密性を保って連結され、軸を中心に回転可能なハウジング７４Ｂと、ハウジング７４Ｂから軸Ｓと直交する方向に突出し、Ｕ字管７２が接続される筒状の接続部７４Ｃと、を備えている。
【００３７】
排泥管６０の水頭高さは、ハウジング７４Ｂを回転させることで変更することができる。具体的には、Ｕ字管７２が垂直方向に立てられて、頂部７２Ａが最も高い位置にある場合に、水頭位置Ｈｘ（ｍ）は最高高さＨ１（ｍ）となる。また、Ｕ字管７２が水平方向に寝かされて、頂部７２Ａがスイベルジョイント７４と同じ高さにある場合に、水頭位置Ｈｘは最低高さＨ２（ｍ）となる。水頭位置Ｈｘは、スイベルジョイント７４の回転角度を調整することにより、最高高さＨ１から最低高さＨ２まで無段階に調整可能である。また、スイベルジョイント７４は任意の回転角度で固定可能とされており、水頭位置Ｈｘは固定することができる。
【００３８】
なお、水頭位置Ｈｘ（ｍ）は、地盤面高さＧＬを０（ｍ）としたときに、地盤面高さＧＬからの距離で示される。例えば水頭位置Ｈｘが地盤面高さＧＬよりも５ｍ高い位置にある場合、水頭位置Ｈｘは５（ｍ）とされる。
【００３９】
また、第１実施形態において、スイベルジョイント７４は地下水位Ｗ（ｍ）よりも高い位置に形成されており、さらには地盤面ＧＬ（図１参照）よりも高い位置にある。このため、注入機５０から掘削水やセメントミルクが圧送されて排泥が排泥管６０の内部で押し上げられない限り、排泥管６０の端部６０Ｂから排泥が噴出しない。
【００４０】
（計器）
排泥管６０の経路の途中には、図１にＰ１で示される位置（地下ピット１０２内）に、排泥管６０の管内圧力を測定できる圧力計、排泥の流量を測定できる流量計を設置する。また、Ｐ２で示される位置（排泥管６０の端部６０Ｂを視認できる位置）にはカメラを設置して、端部６０Ｂから１次受けタンク８０へ排出される排泥の状態を撮影する。
【００４１】
また、１次受けタンク８０の内部（図１のＰ３で示される位置）には密度計が設置されており、排泥管６０から排出された排泥の密度（ｔ／ｍ３）を測定することができる。
【００４２】
これらの圧力計、流量計、カメラ、密度計が捉えた情報は、造成機２０の近傍に設置されたモニタで確認することができる。これにより、排泥管６０を流れる排泥の状態を逐次把握しながら改良杭（地盤改良杭）１２を造成することができ、排泥管６０の内部に詰まりなどの異常が生じた場合は、即時地盤２００の掘削及び改良杭１２の造成作業を中断することができる。
【００４３】
（地盤改良方法）
地盤２００を改良するためには、まず、図２に示すように、掘削工程に先立ってコアドリル等を用いて地下ピット１０２の底版１０２Ａに貫通孔１０２Ｂを形成し、貫通孔１０２Ｂと床スラブ１０４の貫通孔１０４Ａとを連通するようにロッド貫通管６２を設置する。また、ロッド貫通管６２の接続部６２Ａに排泥管６０を接続する。そして、管体３０Ａを繋いでロッド３０を形成し、造成機２０で保持する。さらに、ロッド３０の後端部に削孔水ホース５４Ａを繋ぐ。
【００４４】
次に掘削工程では、図５（Ａ）に示すように、先端に噴射器４０が取付けられたロッド３０を回転させながら地盤２００を掘削し、削孔２０２を形成する。このとき、掘削水ポンプ５４からロッド３０を経由して噴射器４０へ送られた削孔水が、削孔ビット４２の吐出口４２Ａから噴射される。削孔ビット４２が回転することにより削孔水と泥土とが混ぜられた排泥となり、削孔２０２からロッド貫通管６２を経て排泥管６０へ排出される。
【００４５】
掘削工程で改良杭１２の所望長さまで地盤２００を削孔した後、一旦ロッド３０を削孔２０２及びロッド貫通管６２から引き抜く。ロッド３０を削孔２０２及びロッド貫通管６２から引き抜く際は、噴射器４０をバルブ６２Ｂの上に位置するまで一旦引き上げたあと、バルブ６２Ｂ、６２Ｃを閉鎖して排泥を堰き止め、プリペンダー６５を開放して噴射器４０を抜き出せるようにする。
【００４６】
その後、噴射器４０をロッド３０の先端から取り外し、噴射器４０の内部の流路４４に、図３に破線で示した止水ボール４４Ｃを挿入して、縮径部４４Ａに止水ボール４４Ｃを係止させる。これにより、噴射器４０内の流路４４が塞がれて、吐出口４２Ａから流体が噴出されなくなる。次に、止水ボール４４Ｃが挿入された噴射器４０をロッド３０の先端に取付け、さらにロッド３０の後端に繋がれた削孔水ホース５４Ａを外してセメントホース５２Ａと空気ホース５６Ａを繋ぎ、削孔２０２の底２０４Ａまでロッド３０を挿入する。
【００４７】
次の造成工程では、図５（Ｂ）に示すように、先端に噴射器４０が取付けられたロッド３０を引き上げながら回転させ、噴射器４０の流体ノズル４８Ａからセメントミルクを噴射し、空気ノズル４８Ｂから空気を噴射する。第１造成工程は、改良杭１２の必要径を確保するために、地盤２００を撹拌することが主な目的とされている。このとき噴射されるセメントミルク量は毎分約３５０リットルとされ、このセメントミルクによって所望する幅まで削孔２０２を拡幅し、削孔２０２の底２０４Ａから地下ピット１０２の底版１０２Ａの下面まで噴射器４０が移動して、地盤改良体２０４を形成する。これにより、地盤２００に含まれる泥土、地下水及び噴射器４０から噴射されるセメントミルク等が混錬された改良体が充填された地盤改良体２０４が形成される。
【００４８】
このとき、削孔２０２からは、地下水、泥土、セメントミルク等が混ざりあった排泥が、ロッド貫通管６２を経て排泥管６０へ排出される。
【００４９】
以上の工程（掘削工程、造成工程）により、地下ピット１０２の底版１０２Ａの下面（高さＭ（ｍ））を杭頭天端とする改良杭１２が造成される。
【００５０】
［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００５１】
本実施形態における地盤改良システム１０では、改良杭１２の先端部（底２０４Ａ）から造成機２０の保持部２２までの長さＬ（図２参照）以上の長さを備えたロッド３０が、造成機２０に保持されている。
【００５２】
このため、造成機２０は、地盤２００を掘削中（掘削工程）及び改良杭の造成中（造成工程）、ロッド３０に新たなロッドを継ぎ足す必要がない。さらに、ロッド３０の後端部（地上側）は、セメントホース５２Ａと空気ホース５６Ａ又は削孔水ホース５４Ａに接続されており、注入機５０に繋がれている。
【００５３】
したがって、造成機２０が地下水位Ｗ（ｍ）より低い位置にあるにも関わらず、ロッド３０を排泥が逆流し、逆流水が作業エリアに溢れ出すことが抑制される。すなわち、ロッド内部に逆流防止用の弁を設ける等、複雑な構成を適用しなくても、排泥の逆流を抑制できる。
【００５４】
また、本実施形態において造成機２０が設置されるのは地下１５ｍ以上の深度にある地下５階の床スラブ１０４であり、改良杭１２を造成するレベルは更に深い位置にある。このような大深度地下においては地下水の圧力が高く、例えば地表面に近い位置に改良杭を造成する場合と比較して、地下水の吹き上げ力が大きい。
【００５５】
しかし、本実施形態における地盤改良システム１０では、このような大深度地下における地下水の吹き上げを効率的に抑制することができる。
【００５６】
また、地盤２００を掘削中（掘削工程）及び改良杭１２の造成中（造成工程）、ロッド３０に新たなロッドを継ぎ足す必要がないため、作業効率が高い。
【００５７】
ところで、改良杭１２の造成中には、噴射器４０から噴射される空気のエアリフト効果によって地下水が改良杭１２中に巻き込まれ、噴射したセメントミルク量以上の排泥が排出されることがある。このような場合、改良杭１２の密度が低くなり十分な強度を得ることが難しい。
【００５８】
しかし、本実施形態において排泥管６０には水頭高さ変更部材７０が設けられ、水頭高さ変更部材７０は地盤面ＧＬよりも高い位置に設けられている。このため、排泥管６０を通る排泥に対して高い水頭圧（排出抑制力）がかけられるので、排泥量を抑えることができる。これにより、地下水が改良杭１２に巻き込まれることを抑制し、改良杭１２の強度を増すことができる。
【００５９】
具体的には、例えば密度が１．８ｔ／ｍ３の土壌と、密度が１．５ｔ／ｍ３のセメントミルクを１：１で混錬した改良杭１２を造成したい場合、改良杭１２の理想的な密度は１．６５ｔ／ｍ３（しきい値）となる。排泥管６０を流れる排泥密度がこのしきい値よりも小さい場合、改良杭１２には地下水が巻き込まれている可能性がある。
【００６０】
本実施形態においては、１次受けタンク８０の内部には密度計が設置されており、排泥管６０から排出された排泥の密度（ｔ／ｍ３）を測定することができる。このため、排泥密度がしきい値よりも低い場合は、水頭高さ変更部材７０を調整して水頭高さを高くして、排出抑制力を大きくする。これにより、排泥管６０の内部に弁などの構成を適用することなく、排泥の過剰な排出を抑制することができる。
【００６１】
また、排泥密度がしきい値よりも極端に高い場合は、排泥管６０が詰まりやすくなるため、排泥管６０の内部に加水して、排泥の流れをスムーズにする。
【００６２】
このように、本実施形態においては排泥管６０の排泥の密度を常時計測し、さらに計測結果をモニタで確認しながら改良杭１２の造成作業ができるので、強度の高い改良杭を造成することができる。
【００６３】
［変形例］
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００６４】
上記実施形態においては、水頭高さ変更部材７０として図４（Ａ）に示されるスイベルジョイント７４を用いるものとしたが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば図４（Ｂ）に示すように、排泥管６０にＵ字管７６を被せた二重管構造とし、排泥管６０の軸方向にＵ字管７６を摺接させながら動かすことで水頭位置を調整するスライド式部材としてもよい。この場合、Ｕ字管７６の両端部に止水継手７６Ａを設けて排泥管６０から排泥が流出しないようにすると共に、Ｕ字管７６を任意の位置で固定する。
【００６５】
あるいは、図４（Ｃ）に示すように、排泥管６０の頂部６０Ｃを境とした上流側と下流側を繋ぐバイパス７８を複数設け、バイパス７８毎に排泥管６０を流れる排泥の流れを堰き止めるバルブ７８Ａを設けるバイパス式部材としてもよい。このような構成でも、水頭位置を調整することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では接続部６２Ａ、バルブ６２Ｂ、６２Ｃは地下ピット１０２内に設けられているが、これを造成機２０のあるスラブ（上記実施形態では地下５階）に設けてもよい。この場合、造成機２０は床スラブ１０４に直接載置せず架台などに載置して床スラブ１０４から底上げしたうえで、ロッド貫通管６２を造成機２０の保持部２２の直下まで伸長し、造成機２０と床スラブ１０４の間の空間に、接続部６２Ａ、バルブ６２Ｂ、６２Ｃを設ければよい。すなわち、本発明の地盤改良システム１０は、地下ピット１０２を備えない既存建築においても適用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ロッド貫通管６２の中へロッド３０を挿入して改良杭１２を構築する方法を説明したが、ロッド貫通管６２及び排泥管６０を設けずロッド３０だけで改良杭を構築してもよい。この場合、貫通孔１０２Ｂから溢れる排泥を、一旦地下ピット１０２に設けた溜まり部（釜場）に溜めて、地上まで吸い上げればよい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態の例について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    地盤改良システム
１２    改良杭（地盤改良杭）
２０    造成機
３０    ロッド
４０    噴射器
５０    注入機
５２Ａ  セメントホース（ホース）
５４Ａ  削孔水ホース（ホース）
５６Ａ  空気ホース（ホース）
６０    排泥管
７０    水頭高さ変更部材
１０４  床スラブ（スラブ）
２００  地盤
２０２  削孔
２０４  地盤改良体
【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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