(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給しながら前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に地盤土と前記材料を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、
排出された混合物を地面上に堆積し、
前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記混合物を地中に供給しながら前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記混合物を再混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、
前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、
排出された掘削土を地面上の他の場所に移動させて堆積し、
前記カッターポストの下端が所定の深度に達したときに、前記無端チェーンを循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給しながら前記カッターポストを更に下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に地盤土と前記材料を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、
排出された混合物を地面上に堆積し、
前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記混合物を地中に供給しながら前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記混合物を再混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、
前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法。
【請求項３】
昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、
排出された掘削土を地面上に堆積し、
前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記掘削土を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記掘削土を地中に供給すると共に、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給することにより前記掘削土と前記材料を混合攪拌しながら、前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記掘削土と前記材料の混合物を混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、
前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば地中の汚染土を非汚染土に改良したり、軟弱地盤を良質な地盤に改良したりする地中地盤改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の原因で発生した汚染土壌の置換して改良する方法としては、山留め掘削による方法がある。この方法は、掘削範囲の周辺に山留め壁を打設し、掘削の進行と共に地盤の崩壊を防止する支保工のための切梁を設けて掘り上げ、汚染土壌を良質土に置換埋め戻した後に、仮設した山留め壁等を撤去するものである。
【０００３】
この方法は、山留めなどのコストがかかる付帯工事を必要とするという問題点がある。更に大規模な範囲で置換を行うためには、その全体を掘り上げなければ、良質土と置換することは不可能である。そのため、小規模ずつ改良しようとすると、その広さ範囲で山留め壁が必要になり、多数の山留め壁の打設が必要となるという問題点がある。
【０００４】
このような従来技術の問題点を解決するために、本願出願人は、昇降自在なカッターポストと、カッターポストの周囲に循環自在に張架され、外周に切削攪拌刃が突設された無端チェーンを装着したベースマシンを用い、カッターポストを地中で横行させて深層地盤を連続的に軽量改良土に改良する方法を先に提案した。この方法は、無端チェーンを循環させ、切削攪拌刃で地盤を切削しながら、無端チェーンの下降する側から切削地盤中に地盤改良材と発泡ビーズを投入し、切削土と地盤改良材及び発泡ビーズを攪拌，混合することによる、深層地盤を連続して軽量な改良地盤にする工法である（特開平９−２０９３５４号公報参照）。
【０００５】
この工法によれば、カッターポストの長さを長くすることにより所望の深度まで地盤改良が行なえるため、対象地盤の深度が制限されることがなく、深層地盤までに亘って軽量土への改良が可能であり、深度方向に土質が互層になっている地盤に対しても深度方向に均質に改良することができるという効果が得られる。
【０００６】
また特公平７−１１３２１４号公報のように、発泡ビーズを併用することなく、カッターポストを地中で横行させなから、地上部もしくはカッターポストの下端部からセメントミルクなどの固化材液を吐出して切削土と固化材液を混合してソイルセメントにして、連続的な地中連続壁を造成する工法も知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の特開平９−２０９３５４号公報の発明において、施工は、無端チェーンを循環させ、切削攪拌翼で地盤を切削しながら、無端チェーンの下降する側から切削地盤中に発泡ビーズと地盤改良材とを投入することにより行われる。
【０００８】
したがってカッターポストが鉛直方向に長い場合には、投入される改良材が掘削の最下端に到達する前に土壌と混合されてしまい、最深部に十分な量が供給されない場合があり、このような施工が望まれる場合には必ずしも最適な方法ではない。
【０００９】
また上述した連続的な地中連続壁を造成する工法では、ソイルセメントの連続壁が地表まで造成される。したがって地表面近くまで連続壁が必要でない場合でも、地表面まで連続壁を造成してしまう。この場合は後で所定の深さまで連続壁を取り除く作業が必要となるなど、不都合な場合が多い。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決することができる地盤改良方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の地中地盤改良方法の第１の方法は、昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給しながら前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に地盤土と前記材料を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、
排出された混合物を地面上に堆積し、前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記混合物を地中に供給しながら前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記混合物を再混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、
前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１２】
この方法によれば、地盤土と前記材料との混合がカッターポストの下降時に行われる他、カッターポストの引き上げ時にも行われる。
なお、地盤改良の目的に応じて選択された材料は、例えば、セメント等の固化材であっても、セメントミルクのような固化材液であってもよい、これ等の場合は地盤土と混合されることによってソイルセメントなどの改良体になる。
【００１３】
また、地盤改良の目的に応じて選択された材料は軽量材料であってもゴム等の弾性体の破片でもよく、また、発泡性の物質や泡でもよく、これ等が掘削土と混合されることにより、軽量な土壌等にすることができる。
【００１４】
更に、地盤が汚染された地盤であるときは、地盤改良の目的に応じて選択された材料は、その汚染土を良質な土に変化させる浄化材であってもよい。例えば、地盤が六価クロムで汚染されている場合は、それを還元する物質、例えば、第１酸化鉄や硫酸鉄などであってもよい。
【００１５】
また、地盤が六価クロムで汚染されている場合に地盤改良の目的に応じて選択された材料としてセメントミルクなどの固化材液を使用する場合は、固化したときに６価クロムの溶出を防ぐことができる仕様のセメントを用いて固化材液とすることが好ましい。
【００１６】
いずれの地盤改良の目的に応じて選択された材料を使用した場合も、本発明で使用する昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置においては、特許第２５５４４５１号公報に示されているように、多数の掘削ビットにより構成されるユニットにより掘削幅の全幅を覆うように構成することができる。即ち、一つの掘削ビットでは細い幅しか掘削できなくとも次の掘削ビットで異なる箇所を掘削し、多数のビットにより所望幅が掘削できるようにすることができる。
【００１７】
このように多数のビットで掘削すると、実際には上下の位置で地盤を掘削することになるので、地上に搬出される地盤土は、上下の地盤が混合された状態になっている。
【００１８】
それ故、本発明に基づいて施工した改良体は、均一な改良体になる。
なお、本発明のように掘削土に地盤改良の目的に応じて選択された材料を加える場合は、加えた材料の容積分だけ、容積が増加することになり、掘削部分に埋め戻すことができる容積よりも多くなるので、汚染土の浄化剤以外の材料は最初の段階で加えず、これ等の材料が添加されていない掘削土を余剰になる容積に見合う量を最初に地上へ排出することが好ましい。これを具現化できるのが次に示す第２の方法である。
【００１９】
本発明の地中地盤改良方法の第２の方法は、昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された掘削土を地面上の他の場所に移動させて堆積し、前記カッターポストが所定の上端深度に達したときに、前記無端チェーンを循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給しながら前記カッターポストを更に下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に地盤土と前記材料を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された混合物を地面上に堆積し、前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記混合物を地中に供給しながら前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記混合物を再混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法である。
【００２０】
この第２の発明において、最初の段階で排出された掘削土を地面上の他の場所に移動させて堆積するには、前記した余剰になる容積に見合う量であり、この量に見合う深さまで地盤改良の目的に応じて選択された材料を加えずにカッターポストを下降させるのである。
【００２１】
なお、上述の第１の方法においても、第２の方法においても、カッターポストを上方に引き抜く際に、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給してもよい。
【００２２】
例えば、カッターポストを下降させる際には、汚染土を良質な土に変化させる浄化材を使用し、カットポストを引き抜く際にはセメントミルクのような固化材液を使用し、地中にソイルセメントの改良体を造成するようにすることもできる。
【００２３】
次の第３の発明は、カッターポストを下降させる際には地盤改良の目的に応じて選択された材料を添加せずに、カットポストを引き抜く際に地盤改良の目的に応じて選択された材料を添加する方法である。
【００２４】
勿論、第２においても第３の発明においても地盤改良の目的に応じて選択された材料は第１の発明において記載したものと同じであることは言うまでもないことである。
【００２５】
本発明の地中地盤改良方法の第３の方法は昇降可能なカッターポストと、その外周に張架される無端チェーンと、無端チェーンに突設される掘削ビットとを少なくとも装備する掘削装置を使用し、カッターポストを地中で横方向に走行させることなく、前記無端チェーンを循環させながら、前記カッターポストを下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された掘削土を地面上に堆積し、前記カッターポストが所定の下端深度に達したときに、地上の前記掘削土を地中に搬送する方向に前記無端チェーンの周回方向を転換し、前記無端チェーンの搬送機能により前記掘削土を地中に供給すると共に、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給することにより、前記掘削土と前記材料を混合攪拌しながら、前記カッターポストを上方に引き抜き、該無端チェーンの循環によって前記掘削土と前記材料の混合物を混合攪拌しながらの該カッターポストの引き抜きに伴って、前記カッターポストの引き抜き跡に前記混合物を充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することを特徴とする地盤改良方法である。
【００２６】
このようにいずれの方法においてもカッターポストを地中から引き抜く課程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面に達した時点で、前記混合物の供給を停止することは共通している。
【００２７】
勿論、天端面を地表部として地表部まで改良体を造成することもできるが、多くの場合は、地表部まで改良体を造成する必要がない設計となっていることが多いので、その設計によるレベル面を天端面とする。
【００２８】
このように、本発明では従来方法と異なり、任意の位置を改良体の天端面とすることができるのである。
【００２９】
本発明の地盤改良方法においては、掘削装置として、掘削ビットの最大幅が前記カッターポストの幅よりも広いものや掘削ビットを無端チェーンに取り付けるプレートの幅がカッターポストの幅よりも広いものも使用することもできる。この場合には、カッターポストの無端チェーンが存在しない両側に地上に排出されない掘削土が貯まることになる。
しかし、この貯留される掘削土も無端チェーンの循環により絶えず攪拌されている。
【００３０】
このようにカッターポストの無端チェーンが存在しない両側に地上に排出されない掘削土が貯まる場合でも、カッターポストを所定の深さまで下降させる際に、地盤改良の目的に応じて選択された材料を地表面もしくはカッターポストに設けた注入管から供給していると、カッターポストの両側に貯留される掘削土は既に加えられた材料と混合されている状態であるので格別問題にならない。
【００３１】
しかし、カッターポストを下降する際に添加する材料がない第３の発明の場合は、カッターポストの引き上げ時に添加する材料の量をこれら地中に滞留する掘削土に見合う分だけ多量に添加する必要がある。このように後添加しても、無端チェーンの循環により、十分に混合攪拌することができる。
【００３２】
掘削装置として、掘削ビットの幅がカッターポストの幅とほぼ等しい場合は、このような考慮をする必要がない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の地盤改良方法に用いる地盤改良装置について説明する。
【００３４】
図１は、本発明の地盤改良方法に用いる地盤改良装置１００を示す。
【００３５】
図１において１１０は本装置を駆動するベースマシーンであり動力部１０２を備えて油圧ポンプを駆動する。１０３はクローラ等を持つ下部走行体、１０４はリーダーマスト４を支持するステーである。１０１はリーダマスト４に上下動可能に懸垂された掘削部１０１である。
【００３６】
掘削部１０１の下部は無端チェーン２が循環運動可能に装着されたカッターポスト３が取付けられている。無端チェーン２には、所定間隔のチェーン単位に掘削ビット１が取り付けられている。また、掘削部１０１の上部からは、改良材料１０の注入管６の供給入口が設けられ、ホース６ｂにより地上に延長されている。なお、１０は改良材料、２０は地盤、２１は掘削孔を示している。
【００３７】
図２は図１の掘削部１０１の構造を示す模式図である。掘削部１０１の上部は駆動輪７を駆動する油圧モータ（図示せず）を内蔵している。３はカッターポストを示し、地盤２０を掘削している状態を示している。掘削ビット１を備えた無端チェーン２が循環運動可能にカッターポスト３の上端部の駆動輪７と下端部のアイドルローラ５に跨って掛け渡され、この無端チェーン２を循環運動させながらカッターポスト３を地盤２０に降下させて掘削孔２１を形成する。カッターポスト３の躯体内部には注入管６が設けられ地上入口からカッターポスト３の下端部の先端出口６ａに地盤改良の目的に応じて選択された改良材料１０を供給することができる。
【００３８】
図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面を示す。図に示すようにカッターポスト３は矩形断面で、その一方の両側面にチェーンガイド２ａを備え、無端チェーン２がチェーンガイド２ａに沿って循環運動する。無端チェーン２に取付プレート１ａを介して掘削ビット１が取付られ、互いの掘削ビット１の刃先が互いに異なる場所の地盤を掘削しながら、全ての掘削刃によって掘削される幅Ｌはカッターポスト３とほぼ同じ幅になるように構成されている。２ｃはチェーン連結軸である。
【００３９】
図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面を示す。図に示すように本発明の地盤改良装置による掘削孔２１は矩形断面となる。また、この掘削孔２１は、掘削刃１の幅Ｌとカッターポスト３の断面とほぼ同じ大きさであるため、挿入されたカッターポストが掘削孔２１の崩壊を防ぎながら掘進する。
【００４０】
図３（ｃ）は、掘削装置として、掘削ビット１の最大幅Ｌが前記カッターポスト３の幅よりも広いものの実施例である。この例では掘削ビット１を無端チェーン２に取り付けるプレート１ａの幅Ｌがカッターポスト３の幅よりも広い場合を示す。
【００４１】
図４は、図２のカッターポスト３の下端先端部の構造を示す正面図である。カッターポスト３の先端部にはカッターポスト３に軸支されたアイドルローラ５が設けられ、アイドルローラ５が地盤を掘進する無端チェーン２の循環をガイドする。５ａはアイドルローラの支持軸を示す。無端チェーン２には所定間隔のチェーンに掘削ビット１が取付けられている。
【００４２】
カッターポスト３の内部には注入管６が設けられ、その注入管６の先端出口６ａはアイドルローラ５の支持軸５ａを避けて延長されてカッターポスト３の下端部、即ち、アイドルローラの軸心より下端側に相当する位置に存在し、下方に向かって開口している。このように先端出口６ａが掘削孔２１に向かって開口していることにより改良材料１０をスムーズに供給する事ができる。
【００４３】
この実施の形態では改良材料１０の供給に用いる注入管６を１本設けた図で説明したが、注入管６を複数本設けることにより異なった改良材料１０を供給したり、複数本とも同じ改良材料１０を供給することにより多量の改良材料１０を供給することができる。
【００４４】
次に、本発明の地盤改良方法を説明する。第一の実施の形態は、前述した地盤改良装置１００を使用し、カッターポスト３を施行予定位置に固定し（地中で横方向に走行させることなく）、前記無端チェーンを循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された地盤の改良材料１０を地表面２０もしくはカッターポスト３に設けた注入管６から供給しながら前記カッターポスト３を下降させ、該下降に伴い地盤２０を切削すると共に地盤土と前記改良材料１０を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物ｇを循環する無端チェーンの地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された混合物ｇを地面上に堆積し、前記カッターポスト３が所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物ｇを地中に搬送する方向に前記無端チェーン３の周回方向を転換し、前記無端チェーン３の搬送機能により前記混合物ｇを地中に供給しながら前記カッターポスト３を上方に引き抜き、該無端チェーン３の循環によって前記混合物ｇを再混合攪拌しながらの該カッターポスト３の引き抜きに伴って、前記カッターポスト３の引き抜き跡に前記混合物ｇを充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物ｇを造成し、
前記カッターポスト３を地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面１０ａに達した時点で、前記混合物ｇの供給を停止する。
【００４５】
この方法によれば、図５（ａ）に示すように、地盤土と前記改良材料１０との混合がカッターポスト３の下降時に行われる他、カッターポストの引き上げ時にも行われる。
なお、地盤改良の目的に応じて選択された材料は、例えば、セメント等の固化材であっても、セメントミルクのような固化材液であってもよい、これ等の場合は地盤土と混合されることによってソイルセメントなどの改良体になる。
【００４６】
また、地盤改良の目的に応じて選択された材料は軽量材料であってもゴム等の弾性体の破片でもよく、また、発泡性の物質や泡でもよく、これ等が掘削土と混合されることにより、軽量な土壌等にすることができる。
【００４７】
更に、地盤が汚染された地盤であるときは、地盤改良の目的に応じて選択された材料は、その汚染土を良質な土に変化させる浄化材であってもよい。例えば、地盤が六価クロムで汚染されている場合は、それを還元する物質、例えば、第１酸化鉄や硫酸鉄などであってもよい。
【００４８】
また、地盤が六価クロムで汚染されている場合に地盤改良の目的に応じて選択された材料としてセメントミルクなどの固化材液を使用する場合は、固化したときに６価クロムの溶出を防ぐことができる仕様のセメントを用いて固化材液とすることが好ましい。
【００４９】
いずれの地盤改良の目的に応じて選択された材料を使用した場合も、本発明で使用する昇降可能なカッターポスト３と、その外周に張架される無端チェーン２と、無端チェーン２に突設される掘削ビット１とを少なくとも装備する掘削装置においては、特許第２５５４４５１号公報に示されているように、多数の掘削ビット１により構成されるユニットにより掘削幅の全幅を覆うように構成することができる。即ち、一つの掘削ビット１では細い幅しか掘削できなくとも次の掘削ビットで異なる箇所を掘削し、多数のビットにより所望幅が掘削できるようにすることができる。
【００５０】
このように多数のビットで掘削すると、実際には上下の位置で地盤を掘削することになるので、地上に搬出される地盤土は、上下の地盤が混合された状態になっている。
【００５１】
それ故、本発明に基づいて施工した改良体は、均一な改良体になる。
なお、本発明のように掘削土に地盤改良の目的に応じて選択された材料を加える場合は、加えた材料の容積分だけ、容積が増加することになり、掘削部分に埋め戻すことができる容積よりも多くなるので、汚染土の浄化剤以外の材料は最初の段階で加えず、これ等の材料が添加されていない掘削土を余剰になる容積に見合う量を最初に地上へ排出することが好ましい。これを具現化できるのが次に示す第２の実施の形態の方法である。
【００５２】
本発明の地中地盤改良方法の第２の方法は、前述した地盤改良装置１００を使用し、カッターポスト３を施行予定位置に固定し（地中で横方向に走行させることなく）、前記無端チェーン２を循環させながら、前記カッターポスト３を下降させ、該下降に伴い地盤２０を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーン２の地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された掘削土を地面上の他の場所に移動させて堆積し、前記カッターポスト３の下端が所定の深度に達したときに、前記無端チェーン２を循環させながら、地盤改良の目的に応じて選択された地盤の改良材料１０を地表面もしくはカッターポスト３に設けた注入管６から供給しながら前記カッターポスト３を更に下降させ、該下降に伴い地盤を切削すると共に地盤土と前記改良材料１０を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合物ｇを循環する無端チェーン２の地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された混合物ｇを地面上に堆積し、前記カッターポスト３が所定の下端深度に達したときに、地上の前記混合物を地中に搬送する方向に前記無端チェーン２の周回方向を転換し、前記無端チェーン２の搬送機能により前記混合物ｇを地中に供給しながら前記カッターポスト３を上方に引き抜き、該無端チェーン２の循環によって前記混合物ｇを再混合攪拌しながらの該カッターポスト３の引き抜きに伴って、前記カッターポスト３の引き抜き跡に前記混合物ｇを充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物ｇを造成し、前記カッターポストを地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面１０ａに達した時点で、前記混合物ｇの供給を停止する地盤改良方法である。
【００５３】
この第２の実施の形態において、最初の段階で排出された掘削土を地面上の他の場所に移動させて堆積するには、前記した余剰になる容積に見合う量であり、この量に見合う深さまで地盤改良の目的に応じて選択された材料を加えずにカッターポスト３を下降させるのである。
【００５４】
なお、上述の第１の実施の形態においても、第２の実施の形態においても、カッターポスト３を上方に引き抜く際に、地盤改良の目的に応じて選択された改良材料１０を地表面もしくはカッターポスト３に設けた注入管６から供給してもよい。
【００５５】
例えば、カッターポスト３を下降させる際には、汚染土を良質な土に変化させる浄化材を使用し、カットポスト３を引き抜く際にはセメントミルクのような固化材液を使用し、地中にソイルセメントの改良体を造成するようにすることもできる。
【００５６】
次の第３の発明は、カッターポストを下降させる際には地盤改良の目的に応じて選択された材料を添加せずに、カットポストを引き抜く際に地盤改良の目的に応じて選択された材料を添加する方法である。
【００５７】
勿論、第２においても第３の発明においても地盤改良の目的に応じて選択された材料は第１の発明において記載したものと同じであることは言うまでもないことである。
【００５８】
本発明の第３の実施の形態は、前述した地盤改良装置１００を使用し、カッターポスト３を施行予定位置に固定し（地中で横方向に走行させることなく）、前記無端チェーン２を循環させながら、前記カッターポスト３を下降させ、該下降に伴い地盤２０を切削すると共に掘削土を循環する無端チェーン２の地上面に向かう側で地上に搬送することにより、連続的に排出し、排出された掘削土を地面上に堆積し、前記カッターポスト３が所定の下端深度に達したときに、地上の前記掘削土を地中に搬送する方向に前記無端チェーン２の周回方向を転換し、前記無端チェーン２の搬送機能により前記掘削土を地中に供給すると共に、地盤改良の目的に応じて選択された改良材料１０を地表面もしくはカッターポスト３に設けた注入管６から供給することにより、前記掘削土と前記改良材料１０を混合攪拌しながら、前記カッターポスト３を上方に引き抜き、該無端チェーン２の循環によって前記掘削土と前記改良材料１０の混合物を混合攪拌しながらの該カッターポスト３の引き抜きに伴って、前記カッターポスト３の引き抜き跡に前記混合物ｇを充填することにより、地中に矩形断面の柱状の混合物を造成し、前記カッターポスト３を地中から引き抜く過程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面１０ａに達した時点で、前記混合物ｇの供給を停止する方法である。
【００５９】
このようにいずれの方法においてもカッターポスト３を地中から引き抜く課程で、所望の位置に設定された前記柱状混合物の天端面１０ａに達した時点で、前記混合物の供給を停止することは共通している。
【００６０】
勿論、天端面１０ａを地表部として地表部まで改良体を造成することもできるが、多くの場合は、地表部まで改良体を造成する必要がない設計となっていることが多いので、その設計によるレベル面を天端面１０ａとする。
【００６１】
このように、本発明では従来方法と異なり、任意の位置を改良体の天端面とすることができるのである。
【００６２】
本発明の地盤改良方法においては、地盤改良装置１００として、掘削ビット１の最大幅が前記カッターポスト３の幅よりも広いものや掘削ビット１を無端チェーン２に取り付けるプレート１ａの幅がカッターポスト３の幅よりも広いものも使用することもできる。この場合には、カッターポスト３の無端チェーン２が存在しない両側に地上に排出されない掘削土が貯まることになる。
しかし、この貯留される掘削土も無端チェーン２の循環により絶えず攪拌されている。
【００６３】
このようにカッターポスト３の無端チェーン２が存在しない両側に地上に排出されない掘削土が貯まる場合でも、カッターポスト３を所定の深さまで下降させる際に、地盤改良の目的に応じて選択された改良材料１０を地表面もしくはカッターポスト３に設けた注入管６から供給していると、カッターポスト３の両側に貯留される掘削土は既に加えられた改良材料１０と混合されている状態であるので格別問題にならない。
【００６４】
しかし、カッターポストを下降する際に添加する材料がない第３の発明の場合は、カッターポストの引き上げ時に添加する改良材料１０の量をこれら地中に滞留する掘削土に見合う分だけ多量に添加する必要がある。このように後添加しても、無端チェーン２の循環により、十分に混合攪拌することができる。
【００６５】
地盤改良装置１００として、掘削ビット１の幅がカッターポスト３の幅とほぼ等しい場合は、このような考慮をする必要がない。
【００６６】
図５（ａ）は、本発明の地盤改良方法の第１の実施の形態の工程を示す模式図である。図５（ａ）を参照し工程▲１▼〜▲７▼を説明する。
▲１▼  カッタポスト３を施工予定位置に設置する。
▲２▼  無端チェーン２が周回することによりカッターポスト３周辺の土の掘削排土が行われ、それに伴ってカッターポスト３が下降する。
この降下途中の適当な時期に、即ちカッターポスト３の下端が所定の深度に達したときに地盤の改良材料１０を地上ｅまたは注入管６の先端出口６ａから無端チェーン２の周回部分に供給する。▲２▼下部に示す断面は、矩形断面の掘削孔２１を示す。
▲３▼  この操作の進行に伴って、掘削土と改良材料１０が混合攪拌され、無端チェーン２のコンベア機能が働いて、混合土ｇが地上に排出、堆積される。堆積された混合土ｇは、再使用するに適した状態に置く。
▲４▼−▲５▼  カッターポスト３が所定の深さに達したとき、混合土ｇを再び地中に戻すような方向に無端チェーン２を周回させ、搬送機能も有する無端チェーン２の周回にともなって混合土ｇを供給しながらカッターポスト３を引き抜く。
▲６▼  カッターポスト３の引き抜き跡に、混合土ｇを再混合攪拌しながら充填することで、地中に矩形断面の混合土柱を造成する。
▲７▼  混合土柱の天端１０ａは、引き抜きの途中で混合土ｇの供給を停止するか、あるいは無端チェーン２の周回を停止して（結果として混合土は供給されない）そのまま引き抜くことで、混合土ｇの天端１０ａの設定を行うことができる。
【００６７】
図５（ｂ）は、本発明の地盤改良方法の第２の実施の形態の工程を示す模式図である。図５（ｂ）を参照し工程▲１▼〜▲８▼を説明する。
▲１▼  カッタポスト３を施工予定位置に設置する。
▲２▼  無端チェーン２を周回させながらカッターポスト３を下降させ、カッターポスト３の下端が所定の深度に達するまで地盤を掘削し排出された掘削土ｇを地上の他の場所に移動する。
▲３▼  次に、地盤の改良材料１０を地上２０または注入管６の先端出口６ａから無端チェーン２の周回部分に供給しながら前記カッターポスト３を下降させ、無端チェーン２が周回することにより地盤土と改良材料１０を混合攪拌しながら、混合攪拌された混合土ｇを地上に排出し堆積する。なお、この実施の形態では、図３（ｃ）に示す掘削装置を用いた場合の断面を▲３▼の下部に示した。斜線部はカッターポスト３の両端に排出されない混合土ｇが貯まる状態を示す。
▲４▼  この操作をカッターポストが下端深度に達するまで進行させ、地上に堆積された混合土ｇは、再使用するに適した状態に置く。
▲５▼  カッターポスト３が所定の深さに達したとき、混合土ｇを再び地中に戻す方向に無端チェーン２を周回させ、搬送機能を有する無端チェーン２の下方への周回にのせて混合土ｇを供給しながらカッターポスト３を引き抜き掘削孔２１に混合土ｇを再混合攪拌しながら充填し柱状混合物を造成する。
▲６▼  カッターポスト３の引き抜き過程で所望の天端面１０ａに達した時前記混合物の供給を停止し、混合土柱の天端１０ａとし地中に矩形断面の混合土柱の造成が完成する。
▲７▼  引き抜きの途中で混合土ｇの供給を停止地盤改良の天端より上部は掘削状態とすることができる。
▲８▼  あるいは無端チェーン２の周回に乗せて非混合土を充填して埋め戻すことができる。
【００６８】
図７（ａ）は、本発明の地盤改良方法において、実際に地盤改良を行った際に地面に形成される掘削孔の配置例を示している。本発明の地中地盤改良装置１００を使用した場合、各地中地盤改良工程で形成される混合土柱の水平面での断面形状はほぼ長方形であり、したがって図７（ａ）に示すように、まず混合土柱２０ａを形成し、次にこれに隣接する箇所で同様に混合土柱２０ｂを形成するという操作を、例えば４回繰り返すことにより、４つの長方形が密着した形状で４本の混合土柱２０ａ〜２０ｄが形成されることになり、同様の操作を必要回数だけ繰り返せば、所定の区域を、未処理部分を全く残すことなく改良することができる。
【００６９】
図６は本発明による地盤改良方法と従来の地中地盤改良装置を用いた例を示す図である。図６（ａ）は本発明による地盤改良方法であり、図６（ｂ）は掘削翼や攪拌翼８が設けられたロッドを回転しながら、地盤を掘削して地盤改良を行なうという従来の地中地盤改良装置を用いた例を示す図である。図６（ｂ）に示した従来の地中地盤置換装置を用いた場合には、形成される混合土柱の横断面形状は円形であるので、図７（ｂ）に示すように、４つの混合土柱２１ａ〜２１ｄで囲まれた部分に、未処理の領域が残るのを避けることができない。
【００７０】
また図８（ａ）に示すように、処理区域が隣接する既処理区域と適当な幅で重なり合うように地中地盤改良を実行すれば、未処理の土壌が残存する可能性は全くなくなる。一方、円形の混合土柱が形成される従来の地中地盤改良方法では、混合土柱が隣接する混合土柱とオーバーラップするように施工したとしても、未処理の区域が残り、全く残らないように施工するとすると、図８（ｂ）から明らかなように、必要な混合土柱の数が多くなる。
【００７１】
さらに本発明の地盤改良方法は、図６（ａ）に示すように、上下攪拌混合方式であるので、カッターポスト３が通過する全地層に渡る混合攪拌が可能であり、均質な混合土となる。
これに対して図６（ｂ）に示す従来の一般的な混合攪拌工法では、攪拌羽根を水平方向に回転させて掘削しながら混合攪拌することから、上下の土砂の攪拌混合はほとんどされない。このように上下の土砂の混合攪拌がほとんどないと、地層毎の混合攪拌となることから、上下方向に関して土壌の均質さに欠ける問題がある。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の地盤改良方法によれば、以下の効果を奏する。すなわち、改良すべき地盤の土壌地層が上下方向に攪拌され、また、地盤改良の目的に応じた改良材料と混合されるので、きわめて均質な改良土と置換することができる。
【００７３】
また、上下攪拌混合でありながら、改良土柱の天端設定ができる特有の効果が得られる。さらに、改良土柱は円形でなく矩形断面であるので、相互に密接して、あるいは隣接同士でオーバーラップして施工することができる。
【００７４】
またさらに、無端チェーンのコンベア機能を利用した改良土の供給、注入管を用いた改良材の供給ができるため、改良目的に応じた、固体、流体、粉体などの様々な材料を用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良方法に用いる地盤改良装置を示す模式図である。
【図２】図１の掘削部１０１の構造を示す模式図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す図、（ｃ）は掘削ビットの幅が広い形態を示す図である。
【図４】図２のカッターポスト３のせんたん部の構造を示す図である。
【図５】本発明の地盤改良方法の工程を示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の地盤改良方法の攪拌混合方式を示す模式図、（ｂ）は従来の地盤改良方法の混合攪拌方式を示す模式図である。
【図７】（ａ）は本発明の掘削孔を示す図、（ｂ）は従来の掘削孔を示す図である。
【図８】（ａ）は本発明のオーバーラップ施工の掘削孔を示す図、（ｂ）は従来のオーバーラップ施工の掘削孔を示す図である。
【符号の説明】
１  掘削ビット
１ａ  取付プレート
２  無端チェーン
２ａ  チェーンガイド
３  カッターポスト
４  リーダマスト
５  アイドルローラ
６  注入管
６ａ  先端出口
６ｂ  ホース
７  駆動輪
８  掘削翼または攪拌翼
１０  改良材料
１０ａ  天端（天端面）
２０  地盤
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  混合土柱
２１  掘削孔
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ  混合土柱
１００  地盤改良装置
１０１  掘削部
１０２  動力部
１０３  下部走行体
１０４  ステー
１１０  ベースマシーン
Ｌ  掘削ビットの幅
ｇ    混合物
【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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【図７】
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【図８】
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