(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良対象地盤中に硬化材を噴射して攪拌混合することで多数の地盤改良杭を造成する地盤改良工法において、改良対象地盤に対してまず削孔機を用いて先行削孔を形成するとともに後段において実施する硬化材噴射による地盤体積増加相当分の排土を先行して行い、前記削孔機を引き抜いた後に、先端部に攪拌翼と硬化材噴射孔を有するロッドを備えた高圧噴射攪拌機を用いてそのロッドを先行削孔内に貫入して孔底部に至らしめた後、硬化材噴射孔から先行削孔の周囲に硬化材を噴射せしめつつロッドを引き上げることにより、先行削孔を中心としてその先行削孔よりも太径の地盤改良杭を造成することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
削孔機により形成する先行削孔の径を、高圧噴射攪拌機における攪拌翼の径と同等とすることを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
【請求項３】
請求項１または２記載の地盤改良工法を既設地盤改良杭の相互間において実施することにより、既設地盤改良杭の相互間にそれらの間の間隙を埋める新たな地盤改良杭を造成す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、改良対象地盤中に硬化材を高圧噴射して攪拌混合することで多数の地盤改良杭を造成する地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の地盤改良工法においては、地盤中に硬化材を高圧噴射することによる地盤の膨張や変形といった弊害が生じることがある。たとえば、既設地盤改良杭の周囲に新たな地盤改良杭を造成する場合、その新たな地盤改良杭を造成するために噴射した硬化材の体積相当分だけ周囲地盤が膨張し、その結果、既設地盤改良杭に対して過大な側圧が作用してそれを損壊させてしまうことも想定される。
【０００３】
従来、そのような問題に対する対策として、二重ロッドや三重ロッドを備えた高圧噴射攪拌機を用いて硬化材を空気や水とともに地盤中に噴射することが行われている。そのようにすると、単に硬化材のみを噴射する場合に比べて硬化材が遠方まで到達し、そのため改良範囲を拡大できる（つまり太径の地盤改良杭を造成できる）ばかりでなく、また硬化材を噴射、地盤改良杭を造成中にスライムを地表に排出させることにより、地盤改良による体積膨張が緩和され地盤変形も軽減される効果があるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように硬化材を空気や水とともに地盤中に噴射する工法では、硬化材のみを噴射する場合に比べてコスト高であるし、それに用いる高圧噴射攪拌機も複雑かつ大掛かりなものとなるばかりでなく、空気や水とともに噴射した硬化材の一部が地表にまで噴出し、この排泥スライムをバキューム車等で回収し産業廃棄物として処分する処理が必要となるという別の問題を生じる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は地盤改良杭の造成に際しての硬化材噴射による地盤に対する悪影響を防止し得る有効な地盤改良工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、改良対象地盤中に硬化材を噴射して攪拌混合することで多数の地盤改良杭を造成する地盤改良工法において、改良対象地盤に対してまず削孔機を用いて先行削孔を形成するとともに後段において実施する硬化材噴射による地盤体積増加相当分の排土を先行して行い、前記削孔機を引き抜いた後に、先端部に攪拌翼と硬化材噴射孔を有するロッドを備えた高圧噴射攪拌機を用いてそのロッドを先行削孔内に貫入して孔底部に至らしめた後、硬化材噴射孔から先行削孔の周囲に硬化材を噴射せしめつつロッドを引き上げることにより、先行削孔を中心としてその先行削孔よりも太径の地盤改良杭を造成することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の地盤改良工法を実施する際に、削孔機により形成する先行削孔の径を、高圧噴射攪拌機における攪拌翼の径と同等とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の地盤改良工法を既設地盤改良杭の相互間において実施することにより、既設地盤改良杭の相互間にそれらの間の間隙を埋める新たな地盤改良杭を造成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の地盤改良工法は、図１に示すように、既に造成されている既設地盤改良杭１（以下、既設杭１と略す）の間に、それらの間の間隙を埋めるように新たな地盤改良杭２を造成する場合に本発明を適用したものである。
【００１０】
この場合、既設杭１の間に単に硬化材を噴射して新たな地盤改良杭２を造成することでは、既設杭１間の地盤体積が大きく膨張して既設杭１に過大な側圧が作用することが不可避であり、したがって既設杭１が側圧による損壊を受ける懸念があるので、本実施形態では図２〜図４に示す工程で地盤改良杭２を造成することによりそれを有効に防止するようにしている。
【００１１】
・先行削孔工程
まず、図２に示すような汎用の削孔機３たとえばスクリューロッド４を備えたアースオーガーを用いて、図１に示すように既設杭１の間に先行削孔５を形成する。その先行削孔５の径は既設杭１の間に形成できる範囲で適宜設定すれば良いが、後段の工程において使用する高圧噴射攪拌機６における攪拌翼８の径と同等程度としておくことが好ましい。そして、先行削孔５を形成する際に、後段での硬化材噴射による地盤体積増加相当分の排土を先行して行う。より具体的には、スクリューロッド４を正転させて地盤に貫入した後、引抜き時に正転および逆転を併用して所定量の排土を行えば良い。
【００１２】
なお、既設杭１が鉛直に形成されていないような場合、あるいは既設杭１が途中で側方に膨出しているような場合には、先行削孔５を形成する際にスクリューロッド４が既設杭１に干渉してしまうことも想定されるが、その場合は構わず既設杭１を削ってしまって差し支えない。勿論、削孔機３としてアースオーガーを用いることで、そのような場合であっても既設杭１を支障なく削って先行削孔５を精度良く鉛直に形成することが可能である。
【００１３】
・高圧噴射攪拌工程
次いで、図３に示すような高圧噴射攪拌機６を用いて地盤改良杭２の造成を行う。図示例の高圧噴射攪拌機６は汎用のボーリングマシンタイプのもので、硬化材のみを高圧噴射する単管式のロッド７を有し、その先端部に攪拌翼８と硬化材噴射孔（図示されず）を備えたものであり、そのロッド７を先に形成した先行削孔５内に貫入させていく。この際、上記のように先行削孔５の径を攪拌翼８の径と同等程度としておくことによりロッド７の貫入を極めて容易に行うことができ、攪拌翼８およびロッド７には削孔性能を持たせる必要が殆どない。
【００１４】
図３（ｂ）に示すように攪拌翼８を先行削孔５の底部に至らしめた後、硬化材噴射孔から硬化材を周囲に高圧噴射し、ロッド７を回転させて攪拌翼８により攪拌混合しつつロッド７を引き上げていく。これにより、（ｃ）に示すように先行削孔５を中心としてそれよりも太径の地盤改良杭２が形成されていく。この際、硬化材の到達範囲は図１に鎖線で示すように既設杭１間の間隙全体にわたるようにする。その硬化材噴射仕様は、排泥量を現場で測定し、これと硬化材の到達距離を考慮して硬化材の噴射時間を設定する（時間当たり噴射量、噴射圧力は一定）。そのような硬化材噴射では、予め改良範囲の一部を排土しているため、既設杭１を傷めることはなく、したがって形成される地盤改良杭２は円筒状にはならず既設杭１の間の間隙の形状に倣ってそれを自ずと埋める形状に形成されることになる。勿論、硬化材噴射により想定される地盤体積増加相当分の排土が既になされているので、既設杭１間において地盤が大きく膨張したり変形することはない。
【００１５】
以上のように、アースオーガー等の削孔機３により既設杭１の間に先行削孔５を形成して予め所定量の排土を行った後に、高圧噴射攪拌機６により硬化材を高圧噴射して攪拌することで地盤改良杭２を形成することにより、既設杭１の間の間隙全体を確実に埋めるような地盤改良杭２を効率的に施工することができ、しかも既設杭１に過大な側圧がかかってそれを損壊させてしまう懸念もない。
【００１６】
なお、上記実施形態は既設杭１の間に新たに地盤改良杭２を形成する際に適用する場合の例であるが、本発明はそのような場合に適用するに限られず、地盤の膨張や変形が懸念される場合全般に広く適用できるものである。たとえば図５に示すように既存構造物１０に接するように地盤改良杭２を形成するような場合において、上記と同様にまず先行削孔５を形成して所定量の排土を行った後、それを中心として硬化材噴射を行って地盤改良杭２をラップさせた状態で形成することで、硬化材噴射による地盤の膨張や変形を防止でき、過大な側圧が既存構造物１０にかかるといった悪影響を防止することができる。
【００１７】
また、上記実施形態のように先行削孔５の径は攪拌翼８の径と同等とすることが好ましいが、必ずしもそれに限るものでもなく、攪拌翼８に削孔性能を持たせることができるような場合には、先行削孔５を小径に形成してそれを攪拌翼８により拡径しながらロッド７を貫入することでも良い。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、改良対象地盤に対してまず削孔機により先行削孔を形成して後段の硬化材噴射による地盤体積増加相当分の排土を先行して行い、しかる後に、先行削孔の内部からその周囲に硬化材を噴射せしめて先行削孔より太径の地盤改良杭を造成するので、硬化材噴射に伴う地盤の変形や膨張を有効に防止することができ、周辺地盤に対する悪影響を防止することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、削孔機により形成する先行削孔の径を、高圧噴射攪拌機における攪拌翼の径と同等とするので、高圧噴射攪拌機のロッドを先行削孔に対して容易に貫入することができ、攪拌翼やロッドに削孔性能を持たせる必要がない。
【００２０】
請求項３の発明は、上記の地盤改良工法を既設地盤改良杭の相互間において実施することで既設地盤改良杭の相互間に新たな地盤改良杭を造成するので、既設地盤改良杭の間の間隙全体を確実に埋めるような地盤改良杭を効率的に施工することができ、しかも既設地盤改良杭に過大な側圧がかかってそれが損壊してしまうような懸念もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態である地盤改良工法の概要を示す図である。
【図２】  同、先行削孔工程を示す図である。
【図３】  同、高圧噴射攪拌工程を示す図である。
【図４】  同、工程図である。
【図５】  本発明の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  既設地盤改良杭（既設杭）
２  地盤改良杭
３  削孔機（アースオーガー）
４  スクリューロッド
５  先行削孔
６  高圧噴射攪拌機
７  ロッド
８  攪拌翼
【図１】
0004625573.tif 000002
【図２】
0004625573.tif 000003
【図３】
0004625573.tif 000004
【図４】
0004625573.tif 000005
【図５】
0004625573.tif 000006