(57)【要約】【課題】攪拌する地中の流動性を高め、セメント系固化剤を均一に混合できる地中改良体の構築方法を提供する。【解決手段】地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して構築する地中改良体の構築方法において、前記攪拌する地中に流動化剤１を注入し、前記流動化剤１により前記地中の流動性を高めてセメント系固化剤２の攪拌混合を行ない、前記地中にソイルセメント６からなる改良体を構築することを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して構築する地中改良体の構築方法において、
前記攪拌する地中に流動化剤を注入し、
前記流動化剤により前記地中の流動性を高めてセメント系固化剤の攪拌混合を行ない、
前記地中にソイルセメントからなる改良体を構築することを特徴とする、
地中改良体の構築方法。
【請求項２】
地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して構築する地中改良体の構築方法において、
前記攪拌する地中に、セメント系固化剤の攪拌混合に先行して流動化剤を注入し、
該流動化剤を注入した地中にセメント系固化剤を注入し、
前記流動化剤により前記地中の流動性を高めてセメント系固化剤の攪拌混合を行ない、
前記地中にソイルセメントからなる改良体を構築することを特徴とする、
地中改良体の構築方法。
【請求項３】
請求項１に記載の地中改良体の構築方法において、前記攪拌する地中に、流動化剤を予め添加したセメント系固化剤を注入することを特徴とする、地中改良体の構築方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の地中改良体の構築方法によって地中改良体を構築し、前記地中改良体の頭部に補強筒体を配設して構築することを特徴とする、地中改良体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して、地中にソイルセメントからなる改良体を構築する、地中改良体の構築方法に関するものである。構築した地中改良体は、柱状に形成して建築基礎等に使用したり、面状に形成して地中壁としたり、地盤改良として使用したりすることができる。
【０００２】
【従来の技術】
ソイルセメントからなる地中改良体は、地盤を地中へ向けて切削し、切削により発生した土にセメント系固化剤を注入し、切削により出来た孔内において土とセメント系固化剤とを攪拌混合してなるソイルセメントを固化して構築する。
この地中改良体の構築方法においては、地中において地盤を切削した土とセメント系固化剤とを効率良く且つ均一に攪拌混合し、ソイルセメント全体に亘ってセメント系固化剤が均質な地中改良体を構築することが好ましい。
攪拌する土中にセメント系固化剤を攪拌混合する方法としては、例えばジェット噴射により行なう噴射混合や、鋼管等の中空ロッドに配設した攪拌翼を回転させて行なう機械的攪拌混合が知られている。
この際、噴射混合においては、ジェット噴射にセメント系固化剤を混入して、切削した土の攪拌と共にセメント系固化剤の混合を行なう。機械的攪拌混合においては、攪拌翼の回転により土を攪拌する際に中空ロッドよりセメント系固化剤を噴射して混合を行なう。
これら切削した土とセメント系固化剤との攪拌混合方法においては、例えば噴射混合による攪拌の場合、噴射圧や噴射方法等を工夫したり、機械的攪拌混合の場合、例えば攪拌翼の形状、枚数、取り付け角度、回転数等を工夫したりすることにより、攪拌混合効率を高めようとする努力が成されていた。
また、地中改良体の頭部を荷重による損壊等から保護する手段として、ソイルセメント頭部へ樹脂製等の補強筒体を配置することが知られている。
更に、地中改良体の構築方法において、セメント系固化剤を攪拌混合を行なう現場までの移送するのに、セメント系固化剤を固化させないように貯蔵できるアジテータ等を備えるプラント内から、公知のポンプを利用し、ホース等の公知の管路を介し、中空ロッドの先端に位置する供給口或いはジェット噴射装置まで圧送して行なわれる。この際、特に夏場においては、セメント系固化剤からなるスラリーの粘性が高くなる場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の地中改良体の構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞　噴射混合により地中にセメント系固化剤を均一に混合するために、高い噴射圧や工夫した噴射方法を得ようとすると噴射装置の大型化・高機能化が必要となる。
＜ロ＞　機械的攪拌混合により地中にセメント系固化剤を均一に混合するために、攪拌翼の形状や取り付け角度等に工夫を加える場合、攪拌翼には土の攪拌による抵抗に耐えるだけの剛性が得られる材質や構造を採用する必要がある。
また、攪拌翼の回転数により地中にセメント系固化剤を均一に混合するために、攪拌翼の高回転化を図ろうとすると攪拌装置の大型化・高性能化が必要となる。
＜ハ＞　これらの手段により地中にセメント系固化剤を攪拌混合するには、攪拌作業の長期化が避けられない。
＜ニ＞　セメント系固化剤を土中に均一に混合するために、噴射混合や機械的攪拌混合に施す前述のような工夫には限界がある。
＜ホ＞　また、土を攪拌混合しただけでは、地中改良体であるソイルセメントの頭部に補強筒体を所定位置に配置する際のソイルセメントの抵抗が大きい。
＜ヘ＞　特に夏場において、セメント系固化剤からなるスラリーの粘性が向上した場合、プラント、ポンプ、ホース、中空ロッド等の管路内或いはジェット噴射装置内において、セメント系固化剤が固化してしまい、移送途上において詰まり現象を引き起こす恐れがある。また、セメント系固化剤の供給を中断或いは終了する場合は、速やかに管路内を水洗いして閉塞を防ぐ必要がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、切削した土の攪拌による流動性を現場で高めて行なう地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、土中にセメント系固化剤を均一に混合できる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、強度を均一にできる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、従来の攪拌混合方法を用いてそのまま施工できる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
その上、本発明は、地中改良体の頭部に配設する補強筒体を容易に所定位置に配置できる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、移送途中におけるセメント系固化剤の固化を防止し、詰まり現象を防止できる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、セメント系固化剤を移送する管路の内周面の錆止め効果が得られる地中改良体の構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の地中改良体の構築方法は、地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して構築する地中改良体の構築方法において、前記攪拌する地中に流動化剤を注入し、前記流動化剤により前記地中の流動性を高めてセメント系固化剤の攪拌混合を行ない、前記地中にソイルセメントからなる改良体を構築することを特徴とするものである。
ここで、「流動化剤」とは、アニオン、カチオン、両性界面活性剤等の公知のイオン性界面活性剤或いは公知の非イオン性界面活性剤等をいう。またこの他、高性能ＡＥ減水剤，不分離剤，シリカ質、石灰石、スラグ等の高微粉体、流動化剤等の薬剤も使用できる。「流動化剤」を地中に混合することにより、土の内部摩擦角及び粘着力を低下させて土の流動性を高めることができる。また、「流動化剤」をセメント系固化剤と混合することにより、セメント系固化剤からなるスラリーの粘性向上を阻止することで流動性を高め、地中におけるセメント系固化剤の混合効率を高めることができる。なお、本発明における「流動化剤」には、前記した薬剤に公知の遅延剤を組み合わせたものも含む。
そして、「セメント系固化剤」とは、例えばセメントミルクやモルタル等のセメントベースの公知固化剤を指す。
【０００６】
本発明の地中改良体の構築方法は、地中を攪拌しながらセメント系固化剤を混合して構築する地中改良体の構築方法において、前記攪拌する地中に、セメント系固化剤の攪拌混合に先行して流動化剤を注入し、該流動化剤を注入した地中にセメント系固化剤を注入し、前記流動化剤により前記地中の流動性を高めてセメント系固化剤の攪拌混合を行ない、前記地中にソイルセメントからなる改良体を構築することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の地中改良体の構築方法は、前記攪拌する地中に、流動化剤を予め添加したセメント系固化剤を注入することを特徴とするものである。
【０００８】
更に、本発明の地中改良体の構築方法は、前記した地中改良体の構築方法によって地中改良体を構築し、前記地中改良体の頭部に補強筒体を配設して構築することを特徴とするものである。
ここで、「補強筒体」とは、例えば外周の表面積（ソイルセメントとの接触面積）を増すために、波状に加工した樹脂製等の線材群を組み合わせて形成した円柱状の筒体であり、その内部にソイルセメントが侵入可能な構成を呈する部材である。また、前記表面積の増大とソイルセメント侵入可能とする構成を呈するその他類似の筒体を指す。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
以下、図１、２を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態は、例えば住宅等の建築基礎において、構造物を支持する基礎下部に用いる、ソイルセメントからなる柱状の地中改良体の構築方法を一例として説明する。
【００１０】
＜イ＞　地中改良体の構築手段
地中改良体の構築は、ジェット噴射を利用した噴射混合や、攪拌翼を利用した機械的攪拌混合によって行なう。
ここでは、機械的攪拌混合を一例として説明する。
機械的攪拌混合による地中改良体の構築は、例えば、先端に後述する流動化剤１及びセメント系固化剤２を供給可能な供給口３０を備え、且つ外周に地盤を切削する攪拌翼３１を備える鋼管等からなる中空ロッド３を用いて行なう。なお、図１においては、中空ロッド３の先端寄りに配設した攪拌翼３１以外の攪拌翼３１を省略している。
攪拌翼３１を備えた中空ロッド３には、公知の杭打ち機４により攪拌に必要な回転力と地中への圧入力を付与する。
また、中空ロッド３への流動化剤１及びセメント系固化剤２の供給は、プラント７内の流動化剤１及びセメント系固化剤２を、公知のポンプ７０により、ホース７１を介して中空ロッド３へ圧送して行なう。
【００１１】
＜ロ＞　流動化剤
流動化剤１は、切削した土５０及びセメント系固化剤２の流動性を高めるために添加する。
流動化剤１としては、アニオン、カチオン、両性界面活性剤等の公知のイオン性界面活性剤或いは公知の非イオン性界面活性剤等を使用する。またこの他、高性能ＡＥ減水剤，不分離剤，シリカ質、石灰石、スラグ等の高微粉体、流動化剤等の薬剤も使用できる。流動化剤１を地中に混合することにより、土５０の内部摩擦角及び粘着力を低下させて土５０の流動性を高めることができる。また、セメント系固化剤２と混合することにより、セメント系固化剤２のスラリーの粘性向上を阻止することで流動性を高め、地中におけるセメント系固化剤２の混合効率を高めることができる。
なお、流動化剤１には、前記した薬剤に公知の遅延剤を組み合わせたものも含む。
【００１２】
＜ハ＞　地中改良体の構築
先ず、攪拌翼３１を備える中空ロッド３を杭打ち機４にセットし、この杭打ち機４により中空ロッド３に回転力及び地中への圧入力を付与し、地盤５の切削を開始すると同時に、プラント７内に収容した流動化剤１及びセメント系固化剤２を、ポンプ７０によりホース７１を介して中空ロッド３へ圧送し、中空ロッド３先端の供給口３０から地盤５へ向けての噴射する。
続いて、中空ロッド３の攪拌翼３１により地盤５を切削しながら、発生した土５０を攪拌し、噴射する流動化剤１及びセメント系固化剤２を混合する。これにより、切削した土５０と噴射するセメント系固化剤２との流動性を高めることができる。
この際、切削した土５０には、流動化剤１である例えば界面活性剤が吸着し、土５０の内部摩擦角及び粘着力を低下させ、流動性が高められる。或いは、土５０とセメント系固化剤２とに混合する流動化剤１の界面活性剤の量を適宜調整することで、土５０及びセメント系固化剤２のセメント分子に夫々界面活性剤を吸着させることができ、全体として流動性の高いソイルセメント６を得ることもできる。
以上より切削した土５０の流動性が高まると攪拌中の土５０へのセメント系固化剤２の混合効率を高めることができ、セメント系固化剤２を均一に混合したソイルセメント６を形成することができる。
このように、流動化剤１と切削した土５０とを攪拌混合しながら、杭打ち機４により中空ロッド３を下方へ圧入することで、地中に柱状のソイルセメント６からなる地中改良体を構築する。
【００１３】
また、前述した地中改良体の構築方法は、攪拌する土５０中に流動化剤１或いはセメント系固化剤２の少なくとも一方を先行して噴射、攪拌混合し、後に他方を噴射、攪拌混合して行なってもよい。
更に、流動化剤１を構築現場或いは工場等において予めセメント系固化剤２に添加しておき、これを攪拌する土５０中に混合して行なうこともできる。
【００１４】
＜ニ＞　作用
本発明では、切削した土５０に対してセメント系固化剤２と共に流動化剤１を注入することにより、土５０の流動性を高め、セメント系固化剤２をソイルセメント６中に均一に混合することができる。
これにより、機械的攪拌混合においては、攪拌翼３１の形状や取り付け角度に工夫を加える場合でも、流動化剤１により攪拌翼３１に作用する土５０の抵抗が小さくなるから、高い剛性が得られる材質や構造の採用が不要となる。これにより、攪拌翼３１のコストを抑えることができる。
また、土５０にセメント系固化剤２を均一に混合するために、攪拌翼３１の高回転化を図るには攪拌装置の大型化・高機能化が必要とされていたが、流動化剤１の注入により不要となる。これにより、機械的攪拌混合に掛かるコストを抑えることができる。
更に、流動化剤１を使用することにより攪拌翼３１による攪拌時間の短縮も図れる。これにより、地中改良体の構築に掛かる工期の短縮が図れる。
本実施の形態においては説明していないが、噴射混合においても機械的攪拌混合と同様に、土５０に流動化剤１を注入することで土５０の高い流動性が確保できるから、高い噴射圧や工夫した噴射方法を得るための噴射装置の大型化・高機能化が不要となる。また、ジェット噴射による攪拌時間の短縮も図れる。これにより、前述した機械的攪拌混合と同様の効果が得られる。
【００１５】
また、セメント系固化剤２に流動化剤１を混合することにより、流動化剤１がセメント系固化剤２のセメント粒子と結びつき、セメント系固化剤２からなるスラリーの粘性向上を抑えることができる。即ち、セメント系固化剤２の流動性を高めることができる。
特に、セメント系固化剤２のスラリーの粘性が向上する夏場においては、セメント系固化剤２の固化により管路等の詰まり現象を防止するため、セメント系固化剤２の注入（噴射）作業を含めた攪拌混合作業を迅速に行なう必要があり、注入（噴射）後には早急に管路内を水洗等することが必要であった。
この対策として、流動化剤１を混合することによりセメント系固化剤２のスラリーの粘性向上を抑え、セメント系固化剤２の管路等における詰まり現象を減少させることができる。これにより、セメント系固化剤２の固化による詰まり現象を前提とした慌しい施工が無用となり、一工程ずつ余裕を持って確実な施工を行なうことができるから、地中改良体の構築方法における施工信頼性が高くなる。
【００１６】
また、流動化剤１として例えば公知の界面活性剤を用いることで、この界面活性剤が金属に吸着する性質を利用し、切削土５０の攪拌時に、セメント系固化剤２を供給するプラント７、ポンプ７０、ホース７１、中空ロッド３、そしてその供給口３０等の管路に流動化剤１を供給することにより、流動化剤１がこれら管路の内周面の金属部分に吸着し油状の被膜を形成し、管路等の内周面金属部分の錆止め効果が得られる。
【００１７】
流動化剤１を使用することによりソイルセメントの単位水量を減らすこともできる。攪拌したソイルセメントの単位水量を減らすことができれば、構築する地中改良体の乾燥収縮やブリーディングの減少、水密性や耐久性の向上、水和熱によるひび割れの減少等を図ることもできる。即ち、地中改良体の高品質化が図れる。
【００１８】
なお、本発明の実施の形態においては、地盤５の切削と流動化剤１及びセメント系固化剤２の注入を同時に行なう方法を一例として、前述した各作用を得ているが、これに限らず、セメント系固化剤２の注入に先行して流動化剤１を切削土５０に混合することにより、流動化剤１が管路の内周面の金属部分に被膜を形成して錆止め効果を得ると共に、切削土５０の土粒子と結合して内部摩擦角及び粘着力を低下させ、即ち切削土５０の流動性を高めることができる。
この後、セメント系固化剤２と共に流動化剤１を注入することで、流動化剤１がセメント粒子と結合してセメント系固化剤２のスラリーの粘性向上を抑えることができ、流動性を高めることができるのは前述した作用と同様である。
【００１９】
【発明の実施の形態２】
前述した発明の実施の形態１で説明した地中改良体の頭部に、図２に示すように補強筒体８を配置することで、地中改良体頭部の高強度化が図れる。
補強筒体８は、円筒状の部材であり、例えば波状に加工した樹脂製等の線材を編んで網状体を作製し、これを円筒状に加工したものを複数層となるように重ね合わせて構成する。補強筒体８は、網状体を重ねて構成するが、その内部及び網状体間にはソイルセメント６が侵入可能な空間を有するようにする。
補強筒体８を構成する網状体に波状の線材を採用するのは、ソイルセメント６との接触面積を増やし付着性を高めるためである。また、補強筒体８の内部にソイルセメント６を侵入可能に構成するのは、固化して地中改良体となるソイルセメント６との一体性を高めるためである。
また、発明の実施の形態１で説明した通り、ソイルセメント６は流動化剤１により流動性が高いから、補強筒体８を配設する際の抵抗力が小さく、補強筒体８の配設位置（一例として図２におけるソイルセメント６の中心）の位置決めが容易となる。
【００２０】
補強筒体８を頭部に配設した地中改良体は、図２に示すように建築基礎として使用する場合、建築物の基礎９より受ける荷重をソイルセメント６と補強筒体８とで支持する。
補強筒体８が受ける荷重は、ソイルセメント６との支持方向の当接位置である底部８０における支持力と、外周面８１とソイルセメント６との摩擦力とで以って支持できる。これにより、地中改良体はソイルセメント６と補強筒体８との支持力で以って、その頭部が建築物の荷重により破壊されることなく高い支持力を発揮することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態３】
前述した発明の実施の形態１においては、地中改良体を径が均一な柱状に構築する一例について説明した。
これに対して、構築する地中改良体は、柱状であってもその径や寸法を変更することで自由な形状の改良体を構築することが可能である。
また、柱状を呈する地中改良体の構築方法以外にも、ソイルセメントを用いた構造体の構築方法である、例えばソイルセメント柱列壁工法等への適用も可能である。更に、複数の地中改良体を近接して構築することで、地盤の所定範囲に地盤改良を行なうことも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の地中改良体の構築方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞　セメント系固化剤を攪拌混合する切削土の流動性を、地中改良体の構築現場で高めることができる。
これにより、土中に混合するセメント系固化剤の混合効率を高めることができる。
＜ロ＞　セメント系固化剤の土中への混合効率が高まったことにより、セメント系固化剤をソイルセメント全体に均一に混合でき、完成した地中改良体の強度を均一にできる。
＜ハ＞　切削した土中に流動化剤を混合すれば、噴射混合や機械的攪拌混合等の従来の攪拌方法により、前述した各効果を奏する地中改良体の構築が行なえる。
＜ニ＞　切削土の流動性を高めたことで、地中改良体であるソイルセメントの頭部に配設する補強筒体の位置決めが容易となる。
＜ホ＞　流動化剤を混合することにより、流動化剤が土の内部摩擦角及び粘着力を低下させ、土の流動性を高くできる。
また、流動化剤を混合することにより、流動化剤がセメント系固化剤からなるスラリーの粘性向上を抑え、セメント系固化剤の早期固化を防止できる。これにより、管路等におけるセメント系固化剤の固化による詰まり現象を防止できる。
更に、流動化剤が管路等の内周面の金属部分に吸着し、被膜を形成するから、管路等の錆止め効果を発揮する。
＜ヘ＞　ソイルセメント柱列壁等のソイルセメントにより構築する多様な構造物の構築に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地中改良体の構築方法の説明図
【図２】発明の実施の形態２に係る補強筒体を配設した地中改良体の説明図
【符号の説明】
１　・・・流動化剤
２　・・・セメント系固化剤
３　・・・中空ロッド
３０・・・供給口
３１・・・攪拌翼
４　・・・杭打ち機
５　・・・地盤
５０・・・土
６　・・・ソイルセメント
【図１】
2004011387.tif 000003
【図２】
2004011387.tif 000004