(57)【要約】【課題】煩雑な操作手順を要することなく良質の改良体を得ることが可能な地盤改良工法を提供することにある。【解決手段】地盤改良領域内に形成する改良体より小径の孔を削孔する工程と、前記孔内に地盤改良材を投入する工程と、前記孔より大径の孔を掘削しながら掘削土壌と前記地盤改良材とを攪拌混合して前記改良体を形成する工程とを有する。小型ボーリングマシンまたはバイブロハンマーにより改良体より小径の孔を一つまたは二つ以上設ける。先端にビットを取り付けた鋼管をバイブロハンマーで削孔する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良領域内に形成する改良体より小径の孔を削孔する工程と、前記孔内に地盤改良材を投入する工程と、前記孔より大径の孔を掘削しながら掘削土壌と前記地盤改良材とを攪拌混合して前記改良体を形成する工程とを有することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤改良工法において、前記改良体より小径の孔を一つ設けることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
請求項１に記載の地盤改良工法において、前記改良体より小径の孔を二つ以上設けることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良領域内にそれより小径の孔を、小型ボーリングマシンで削孔することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項５】
請求項４に記載の地盤改良工法において、前記小型ボーリングマシンによる削孔後に、その削孔管内に前記地盤改良材を投入することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良領域内にそれより小径の孔を、先端にビットを取り付けた鋼管をバイブロハンマーで削孔することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項７】
請求項６に記載の地盤改良工法において、前記バイブロハンマーによる削孔後に、その鋼管内に前記地盤改良材を投入し、その後前記ビットを残して前記鋼管を引き抜くことを特徴とする地盤改良工法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材が粉体であることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材がスラリーであることを特徴とする地盤改良工法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を前記孔径より小径の容器内に充填した後、前記孔内に投入することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を前記孔径より小径の容器内に充填し、錘を付けて前記孔内に投入することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を充填する容器は、全体または一部が生分解性樹脂で形成されていることを特徴とする地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良対象地盤に地盤改良材を攪拌混合する地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、十分な支持力を有していない地盤上に構造物を構築するにあたっては、地盤を掘削し、掘削した孔内にセメント等の地盤改良材を注入攪拌することによって地盤改良を行い、必要な支持力を確保する方法が行われていた。
しかしながら、従来の方法では、掘削注入攪拌を１台の機械で実施していたため、掘削機械が著しく大きくなるという問題があった。
特に、地盤改良材が粉体である場合には、地盤改良材が注入管内に詰まりやすいという問題点があった。
【０００３】
これを防止するためには、注入圧力をより一層大きくする必要があるが、それに伴い改良装置もより一層大きくなるという問題があった。
この問題を解決するために、オーガーボーリングマシンで先行削孔を行い、先行孔に地盤改良材を投入したのち、これより大口径の削孔を行って攪拌改良する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、攪拌翼を先端に装備したロッドを軟弱土から成る地盤中に貫入後、地盤中に所定量の地盤改良用粉体材料を充填した柱状部を形成し、攪拌翼を回転しつつ引き上げて行き、粉体材料を破壊しつつ軟弱土と混合攪拌して、地盤中に改良柱体を造成する軟弱地盤の改良工法が知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００５】
また、地盤中に所定量の地盤改良用粉体材料を充填した柱状部を形成し、柱状部を破壊しつつ軟弱土と混合攪拌する生石灰による地盤改良工法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】
特開平２−２０７１４号公報
【特許文献２】
特開昭５９−９６３２５号公報
【特許文献３】
特開昭５２−８６２１５号公報
【特許文献４】
特開昭４９−１２０４１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１による地盤改良工法では、先行削孔孔を小径にすると、先行削孔孔内に地盤改良材を投入する際に、孔内上部の孔壁に地盤改良材が付着してしまい、孔底まで地盤改良材が落下せず、不均質な改良体しか造成することができないという問題があった。
そのため、所定の品質の改良体を造成するには、孔壁に地盤改良材が付着しても、孔底まで地盤改良材が投入できるように、先行削孔孔もある程度の大きさを確保することが必要となり、先行削孔孔を施工するにもある程度大型の機械が必要であった。
【０００７】
また、先行削孔と後工程の掘削攪拌作業の２作業になるため、作業時間が長くなるという問題点があった。
近年、都市部等の狭隘な敷地内でも地盤改良の必要性が生じ、このような状況においては、これまでの大型設備を搬入することが非常に困難であり、施工性が著しく低下するという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２，３による軟弱地盤の改良工法では、攪拌翼を先端に装備したロッドを軟弱土から成る地盤中に貫入後、攪拌翼を回転しつつ引き上げることによって、粉体材料を破壊しつつ軟弱土と混合攪拌して、地盤中に改良柱体を造成するので、攪拌翼を先に設置しなければ成らず、作業工程が多くなるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献４による生石灰による地盤改良工法では、ケーシングの下部から地盤中に生石灰を空気圧で押し出す必要があるため、特別な装置、設備を必要とする。そのため、改良装置もより一層大きくなるという問題があった。
本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、煩雑な操作手順を要することなく良質の改良体を得ることが可能な地盤改良工法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、地盤改良領域内に形成する改良体より小径の孔を削孔する工程と、前記孔内に地盤改良材を投入する工程と、前記孔より大径の孔を掘削しながら掘削土壌と前記地盤改良材とを攪拌混合して前記改良体を形成する工程とを有することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の地盤改良工法において、前記改良体より小径の孔を一つ設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の地盤改良工法において、前記改良体より小径の孔を二つ以上設けることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良領域内にそれより小径の孔を、小型ボーリングマシンで削孔することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の地盤改良工法において、前記小型ボーリングマシンによる削孔後に、その削孔管内に前記地盤改良材を投入することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良領域内にそれより小径の孔を、先端にビットを取り付けた鋼管をバイブロハンマーで削孔することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の地盤改良工法において、前記バイブロハンマーによる削孔後に、その鋼管内に前記地盤改良材を投入し、その後前記ビットを残して前記鋼管を引き抜くことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材が粉体であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項７の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材がスラリーであることを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし請求項９の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を前記孔径より小径の容器内に充填した後、前記孔内に投入することを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし請求項１０の何れか一項に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を前記孔径より小径の容器内に充填し、錘を付けて前記孔内に投入することを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項１０または請求項１１に記載の地盤改良工法において、前記地盤改良材を充填する容器は、全体または一部が生分解性樹脂で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る地盤改良工法を示す。
本実施形態に係る地盤改良工法の操作手順を説明する。
先ず、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、地盤改良領域１内に小型ボーリングマシン（ロータリーボーリングマシンまたはロータリーパーカッションドリル）１０で鋼管またはケーシングから成る削孔管１１を建て込んで、孔径が１２０ｍｍ〜２５０ｍｍの複数の孔２を削孔する。ここで、孔２の径は、後述する改良体１７の径より小径とされる。また、孔２の径は、土質状況、投入する地盤改良材の性質によって異なる。また、孔２の間隔は、土質状況、投入する地盤改良材の性質によって異なるが、例えば、５００ｍｍ程度の間隔とする。
【００１７】
次に、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、粉体の生石灰、セメントなどの地盤改良材を充填し、先端に錘１３を付けた生分解性樹脂製または紙製の袋１２を削孔管１１内に挿入する。ここで、袋１２の径は、例えば、φ１００ｍｍとする。また、袋１２の上部は、削孔管１１の上部または小型ボーリングマシン１０に支持され、削孔管１１内に落下しないようにされている。
【００１８】
次に、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、削孔管１１を引き抜く。ここで、各袋１２は、錘１３によって孔２の全長に亘って配置されている。また、袋１２の上部は、孔２の上部または地上側で支持され、削孔管１１内に落下しないようにされている。
次に、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、φ８００ｍｍ〜φ１５００ｍｍの単軸または複数軸のロータリーボーリングマシン１５で機械攪拌削孔を行い、土中に挿入された袋１２を破壊しながら袋１２に充填された地盤改良材を汚染土壌とを攪拌混合して改良体１７を形成する。ここでは、土質状況に応じて、複数回往復攪拌を行い、地盤改良材と汚染土壌との攪拌混合を十分に行い、孔２の全長に亘って良質な改良体１７が得られるようにする。
【００１９】
以上のように、本実施形態では、所定数の削孔管１１を先行して建て込み、各削孔管１１内に地盤改良材を充填した袋１２を錘１３により削孔管１１の底部まで確実に挿入した後、削孔管１１を引き抜き、その後に機械攪拌削孔により汚染土壌と地盤改良材とを十分に攪拌混合して孔２の全域に亘って改良体１７を形成するので、均質な改良体１７を地盤改良領域１内に形成することができる。
【００２０】
また、先行削孔に小型ボーリングマシンを用いるので、機械の小型化により狭隘で空頭制限があるところでも施工が可能となる。
なお、上記実施形態では、小型ボーリングマシンによって複数の孔２を形成した場合について説明したが、目的とする地盤改良領域１が小さければ、孔２を一つとしても良い。
【００２１】
また、上記実施形態では、削孔管１１を建て込んだ後に、削孔管１１内に袋１２を投入した場合について説明したが、削孔管１１を引き抜きながら袋１２を投入しても良い。
また、上記実施形態では、粉体の地盤改良材を袋１２に入れて削孔管１１内に投入した場合について説明したが、地盤改良材はスラリーであっても良い。
【００２２】
また、上記実施形態では、粉体の地盤改良材を充填する袋１２が、削孔管１１と同程度の長さを有する場合について説明したが、例えば、長さ５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度の複数の袋に小分けして削孔管１１内に投入しても良い。
この場合は、図３に示すように、袋１２の上下に、例えば、１００ｍｍ〜２３０ｍｍ程度の蓋１２ａを設ける。また、図４に示すように、袋１２の下部に砂による死重１２ｂを設けることもできる。
【００２３】
また、上記実施形態では、生分解性樹脂製または紙製の袋１２を用いた場合について説明したが、生分解性樹脂製の袋１２としては、一部が生分解性樹脂であっても良い。
また、上記実施形態では、ロータリーボーリングマシン１５で機械攪拌削孔した場合について説明したが、攪拌する道具は、オーガー、ケーシングでも良い  。
【００２４】
また、上記実施形態では、小型ボーリングマシン１０によって削孔した場合について説明したが、バイブロハンマーで削孔しても良い。バイブロハンマーでは、高速削孔を行うことができる。
バイブロハンマーで削孔を行う場合には、例えば、φ１４０ｍｍ程度の鋼管を打ち込む。鋼管としては、先端に捨てビットを取り付けたクロネンビットが用いられる。
【００２５】
バイブロハンマーは、無水削孔とし排泥を出さないので、排泥の処理が不要となる。
この場合は、図５に示すように、先端に捨てビット２１を取り付けた鋼管２０を使用する。捨てビット２１は、引き抜き時に、土砂が抵抗となって鋼管２０から分離し残される。
【００２６】
また、鋼管２０の上部には、図６に示すように、例えば、横１１０ｍｍ〜２４０ｍｍ、高さ１ｍ程度の窓２２を設けて鋼管内部に地盤改良材を投入するようにする。また、窓２２の周囲にリブを設けて補強することが望ましい。
さらに、鋼管２０は、図６に示すように、上部がバイブレーションを伝達するための補強フィン２３を付けた絞り構造とされている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、地盤改良領域に先行ボーリングを行い、地盤改良材を投入し、その後、削孔攪拌により地盤改良材と掘削汚泥土壌とを攪拌混合するので、煩雑な操作手順を要することなく良質の改良体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る地盤改良工法を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る地盤改良工法を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る地盤改良工法に用いる袋の例を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る地盤改良工法に用いる袋の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る地盤改良工法に鋼管の要部を示す説明図である。
【図６】図５の鋼管を用いた地盤改良材の投入方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  地盤改良領域
２  孔
１０  小型ボーリングマシン
１１  削孔管
１２  袋
１３  錘
１７  改良体
１５  ロータリーボーリングマシン
【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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