(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矢板を埋設する工法を用いて地表面に窪みを形成する方法であって、
該窪みとなるべき部分を含む攪拌混合部分を土砂掘削用バケットにより攪拌し硬化液と混合する攪拌混合ステップと、
該攪拌混合ステップによって該硬化液と混合された土砂中に、該窪みの少なくとも一部を該矢板が形成するように該矢板を沈設する沈設ステップと、
該沈設ステップの後に該硬化液を硬化させる硬化ステップと、
該硬化ステップの後に該窪みとなるべき部分を掘る掘削ステップと、
を含んでなる、矢板埋設による窪み形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土質改質装置及び矢板埋設工法に関し、より詳細には、土砂に土質改質液を容易に添加することができる土質改質装置と、矢板を土中に埋設する際に大きな振動や騒音を伴わない矢板埋設工法と、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱な土質等を硬くするために土質改質液を土砂に添加すること等のように、所望土質に対応した土質改質液を土砂に添加することによる土質の改質が行われてきた。このとき土質改質液を添加しようとする土砂が固まった状態（通常、土砂は固まった状態のことが多い。）のときには、その固まった状態のままの土砂に土質改質液を散布しても、土質改質液が土砂にうまく均一に添加できない（土砂の表面に土質改質液がとどまり、土砂の内部に土質改質液が添加できない。）。従って、土砂に土質改質液を添加するためには、まず、固まった土砂を掘削しつつ攪拌して土砂をほぐし（ほぐし工程）、次いで、ほぐし工程においてほぐされた土砂に土質改質液を添加する（添加工程）ことが行われてきた。
【０００３】
一方、地表面に窪みを形成する等のときに、該窪みの壁面における土砂の崩壊を防止する等のため、該窪みの少なくとも一部を矢板が形成するように矢板を土中に埋設し、その後、該窪みとなるべき部分を掘削することが行われてきた（該窪みの一部を形成する該埋設された矢板の部分には、土砂の崩落が発生しない。
）
かかる矢板を土中に埋設する工程は、矢板の一端を土中に向けて強く押し込む必要があるため、通常、矢板の該一端が土中に進入するように他端側を強打すること（以下、「強打法」という。）や矢板の該一端が土中に進入するように矢板を強力に振動させつつ該一端を土中に向けて押しつけること（以下、「振動法」という。）等が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような固まった状態の土砂に土質改質液をうまく添加するためほぐし工程と添加工程とを別々に行うと、多くの時間及び手間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、矢板を土中に埋設するための強打法は、矢板の他端側を強打することで矢板を土中に強制的に打ち込む（即ち、杭を打ち込むのと同様）ため、矢板を埋設する周囲に大きな振動や騒音を与える問題があった。同様に、振動法においても、矢板の該一端を大きな力で土中に向けて押しつけた状態で矢板を強力に振動させるため、矢板を埋設する周囲に大きな振動や騒音を与える問題があった。そして、強打法及び振動法のいずれであっても、矢板を埋設する土中に硬いもの（例えば、岩石や金属片等）が存すると、矢板を埋設できない場合があるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明では、固まった状態の土砂に土質改質液をうまく容易に添加することができる土質改質装置を提供することを目的とする。
そして、本発明では、大きな振動や騒音を発生することなく、矢板を埋設する土中に硬いものが存しても、矢板を埋設することができる矢板埋設工法を提供することも目的とする。
なお、本発明が提供する土質改質装置は、本発明が提供する矢板埋設工法に好適に使用することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の土質改質装置（以下、「本装置」という。）は、土砂掘削用のバケットと、該バケットによって掘削された土砂に土質改質液を散布する散布手段と、を備えてなる、土質改良装置である。
かかる本装置を用いれば、固まった状態の土砂を土砂掘削用のバケットによって掘削しつつ攪拌して土砂をほぐし（ほぐし工程）つつ、このバケットによって掘削されほぐされた土砂に散布手段が土質改質液を散布する（添加工程）ため、ほぐし工程と添加工程とを同時に行うことができ、土砂への土質改質液の添加を短時間にかつ省力化してうまく容易に行うことができる。
【０００８】
前記バケットが、前記バケットの内部に土砂が進入する主開口から該内部に進入した土砂が前記バケットの外部に流出する該主開口以外の開口を有するものであってもよい。
こうすることで、バケットによって掘削された土砂が該主開口を経て前記バケットの内部に進入し、該主開口以外の開口を経由してほぐされつつ排出されるので、バケットを大きく前後させるだけでうまく土砂がほぐされるので、散布手段が散布する土質改質液が土砂と一層うまく混合される（もし、バケットにかかる該主開口以外の開口が形成されていない場合であれば、バケットを大きく前後させてもバケット内部に存する土砂はそのままバケット内部にとどまり土砂をほぐす効果が小さく、この該主開口以外の開口が形成されていない場合であればバケットを小刻みに前後させないと土砂がうまくほぐされないので、該主開口以外の開口を有する場合に比して作業性が低い。）。
【０００９】
前記バケットが、前記バケットの内部に土砂が進入する主開口から該内部に進入した土砂が前記バケットの外部に流出する該主開口以外の開口を有するものである場合、前記散布手段が、前記開口（該主開口以外の開口）を経由して該バケット外部に流出する土砂に前記土質改質液を散布するものであってもよい。
こうすることで前記開口を経由して該バケット外部に流出する土砂は、既に十分ほぐれた状態であるため、十分にほぐれた状態の土砂に土質改質液を散布するので、土質改質液と土砂とが容易かつ均一にうまく混合されることができる。
【００１０】
前記バケットが、前記バケットの内部に土砂が進入する主開口から該内部に進入した土砂が前記バケットの外部に流出する該主開口以外の開口を有するものである場合、前記散布手段が、前記バケットの内部に存する前記土砂に前記土質改質液を散布するものであってもよい。
こうすることでバケットによって掘削されてバケット内部に進入しバケット内部に存する土砂に土質改質液を散布するので、土質改質液と該バケット内部に存する土砂とが混合されることで（土砂が液体（土質改質液）と混合されることで流動性が向上する。）、土砂が該開口（該主開口以外の開口）を経由してうまく排出される。
【００１１】
前記散布手段が、前記土質改質液を先端から流出させるノズルを有してなり、該ノズルの内部に土砂の進入を防止又は減少させる土砂進入防止手段を該ノズルの先端近傍に有するものであってもよい。
前記散布手段は、バケットによって掘削された土砂に土質改質液を散布することができるものであればいかなるものであってもよく、特に限定されるものではないが、例えば、土質改質液を先端から流出させるノズルを有するものや、土質改質液の容器から土質改質液を滴下するもの等を例示することができる。とりわけ土質改質液を先端から流出させるノズルを有するものであれば、ノズルの形状、大きさ、数及び方向等を適宜設定することにより、バケットによって掘削された土砂に土質改質液を均一かつ容易に散布することができ好ましい。
しかしながら、前記散布手段が、土質改質液を先端から流出させるノズルを有するものである場合、通常、該ノズルの先端から流出する土質改質液と土砂とをうまく混合させるため該ノズルの先端が土砂の近くに存するようにされることが多い。このためバケットによって土砂を掘削する際、該ノズルの先端から土砂が該ノズルの内部に進入することがあり、それによって該ノズルの閉塞を生じることがある。従って、かかる問題を回避又は減少させるため、該ノズルの先端からの該ノズルの内部への土砂の進入を防止又は減少させる土砂進入防止手段を該ノズルの先端近傍に有するようにしてもよい。
【００１２】
前記土砂進入防止手段は、前記ノズルの先端からの前記ノズルの内部への土砂の進入を防止又は減少させることができるものであればいかなるものであってもよく、特に限定されるものではないが、例えば、前記ノズルの先端と土砂との間に介在するように設けられた網状物（例えば、金属製又は樹脂製の網等。なお、該網状物の網目の大きさは、土砂を通過させずかつ土質改質液の通過を妨げない程度のものが好ましい。）や、前記ノズルの先端に開閉自在に設けられる開閉板（例えば、該開閉板は、前記土質改質液が前記ノズル先端から流出する方向には回動可能に、かつ土砂が前記ノズルの内部に進入する方向には回動不可能に前記ノズルの先端に取り付けられたもの等を例示することができる。）等を例示することができる。
該網状物を用いた場合には、前記土砂進入防止手段の構成を簡単にしかつ廉価に構成することができる。
一方、該開閉板を用いた場合には、堅牢な構造とすることができると共に、土砂の進入を確実に防止し土質改質液を円滑に通過させることができる。とりわけ該ノズルの先端近傍は岩石及び土砂の衝突や摩擦の影響を強く受けやすいので、前記土砂進入防止手段は堅牢であることが好ましく、かかる点からも該開閉板を用いたものは好ましい。
【００１３】
前記ノズルの先端近傍への衝突物の衝突を防止又は減少させるノズル保護部材を有するものであってもよい。
前述したように、ノズルの先端近傍は岩石等の衝突や摩擦の影響を強く受けやすいことに加え、ノズル内部には土質改質液を流通させるための空間を有していることから、ノズルを保護するためノズルの先端近傍への衝突物（例えば、岩石や他の構造物等）の衝突を防止又は減少させるノズル保護部材を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の矢板埋設工法（以下、「本工法」という。）は、矢板を埋設する工法であって、埋設される該矢板が接する土砂の少なくとも一部を攪拌し硬化液と混合する攪拌混合ステップと、該攪拌混合ステップによって該硬化液と混合された土砂中に該矢板を沈設する沈設ステップと、を含んでなる、矢板埋設工法である。
こうすることで、攪拌混合ステップによって、埋設される矢板が接する土砂の少なくとも一部を攪拌するので、該少なくとも一部の土砂が柔らかくほぐされる。従って、沈設ステップにおいて、大きな力を要することなく土砂中に矢板を沈設することができる。そして、攪拌混合ステップにおいて土砂に混合された硬化液が、沈設ステップの後、硬化するので、沈設ステップにて沈設された矢板は十分な強度で埋設された状態になる。即ち、従来から行われてきた前述の「強打法」や「振動法」のように矢板を土中に大きな力や振動で押し込む方法と異なり、大きな力を要することなく土砂中に矢板を沈設する本工法は、大きな振動や騒音を発生することなく、矢板を埋設する土中に硬いものが存しても（該硬いものがそれほど大きくないものであれば、その周囲の土砂が柔らかくほぐされているので、沈設ステップにて矢板を沈設する際にも容易に移動し矢板の沈設を妨げない。）、矢板を埋設することができる。
【００１５】
本工法の前記攪拌混合ステップが、本装置を用いて前記バケットによって掘削された土砂に前記散布手段が前記土質改質液として前記硬化液を散布するものであってもよい。
前述のように、本装置を用いれば、固まった状態の土砂を土砂掘削用のバケットによって掘削しつつ攪拌して土砂をほぐし（ほぐし工程）つつ、このバケットによって掘削されほぐされた土砂に散布手段が土質改質液を散布する（添加工程）ため、ほぐし工程と添加工程とを同時に行うことができ、土砂への土質改質液の添加を短時間にかつ省力化してうまく容易に行うことができる。従って、このような本装置を用いれば、本工法の前記攪拌混合ステップにおいて、固まった状態の土砂を土砂掘削用のバケットによって掘削しつつ攪拌して土砂をほぐし（ほぐし工程）つつ、このバケットによって掘削されほぐされた土砂に散布手段が硬化液を散布する（添加工程）ため、ほぐし工程と添加工程とを同時に行うことができ、土砂への硬化液の添加を短時間にかつ省力化してうまく容易に行うことができる。
【００１６】
そして、本発明の窪み形成方法（以下、「本方法」という。）は、本工法を用いて地表面に窪みを形成する方法であって、前記攪拌混合ステップにおいて、該窪みとなるべき部分を含む攪拌混合部分を攪拌し前記硬化液と混合し、かつ前記沈設ステップにおいて、該窪みの少なくとも一部を前記矢板が形成するように前記矢板を沈設するものであり、そして前記沈設ステップの後に前記硬化液を硬化させる硬化ステップと、該硬化ステップの後に該窪みとなるべき部分を掘る掘削ステップと、を含んでなる、窪み形成方法である。
こうすることで攪拌混合ステップによって、該窪みとなるべき部分を含む攪拌混合部分（この攪拌混合部分は、埋設される矢板が接する土砂の少なくとも一部に該当する。）を攪拌し前記硬化液と混合するので、該攪拌混合部分の土砂が柔らかくほぐされる。従って、沈設ステップにおいて、大きな力を要することなく土砂中に矢板を沈設する（該窪みの少なくとも一部を矢板が形成するように沈設される。）ことができる。さらに、硬化ステップにおいて、攪拌混合ステップにおいて土砂に混合された硬化液を沈設ステップの後に硬化させる。最後に、掘削ステップにおいて該窪みとなるべき部分を掘る。このため従来から行われてきた前述の「強打法」や「振動法」等に比して大きな振動や騒音を発生することなく、窪みの少なくとも一部を矢板が形成するように矢板を沈設することができ、窪みを形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
【００１８】
（本装置）
図１は、一実施形態の本発明の土質改質装置（本装置）１１を示す右側面図である。図１を参照して、一実施形態の本発明の土質改質装置（本装置）１１について説明する。
本装置１１は、土砂を掘削するために汎用される土砂掘削装置（通常、「パワーショベル」と呼ばれる。）に、後述する散布手段を構成する機器等を取り付けられたものである。本装置１１は、水平な土表面１２に置かれ土表面１２を移動自在な装置本体１３と、一端が装置本体１３に略水平軸の周りに回動自在に軸支されると共に該略水平軸と略平行な回動軸の周りに回動自在な関節部１５を途中に有する腕部１７と、腕部１７の他端に該回動軸と略平行なバケット回動軸の周りに回動自在に取り付けられた土砂掘削用のバケット１９と、を有してなる。そして、土質改質液（ここでは硬化液）を圧送するモルタルバッチャープラント２１（以下、単に「プラント」という。）が、本装置１１に隣接するように配設されると共に、プラント２１から土質改質液（ここでは硬化液）を本装置１１へ導く導管（耐圧ホース）２３がプラント２１から本装置１１へ連結されている。
なお、ここではプラント２１としては、三和機材株式会社のモルタルバッチャープラントＰＭ−８型を用いた。
【００１９】
図２はバケット１９の拡大斜視図である（なお、理解及び図示を容易にするため、本発明と直接関係のない詳細部分は省略等している。）。図２を参照して、バケット１９について説明する。バケット１９は、主表面が略半円の同一形状を有する一対の側面板３１（なお、一対の側面板３１は互いに略平行に左右一対存するが、図２においては一方しか見えていない。）と、略長方形（底板３３が平らにのばされた状態において）の主表面を有する底板３３であって、該一対の側面板３１の一方の主表面が形成する該略半円形状の弧の部分に該略長方形の長辺の一辺が沿うように取り付けられると共に該一対の側面板３１の他方の主表面が形成する該略半円形状の弧の部分に該略長方形の長辺の他辺が沿うように取り付けられた底板３３と、を有してなる。即ち、バケット１９は、上底と下底とを有し内部が中空の直円筒形をその軸を含む平面によって切断して得られる２の部分の一方と略同じ形状を有している（該上底と該下底との部分が一対の側面板３１を構成し、該直円筒の回転柱面が底板３３を構成している。）。
また、図２にはあらわれていないが、該一対の側面板３１の一方の主表面が形成する該略半円形状の弦の部分と、該一対の側面板３１の他方の主表面が形成する該略半円形状の弦の部分と、底板３３の主表面が形成する該略長方形の一対の短辺と、によって、略長方形の主開口３５が形成されている。
なお、このような一対の側面板３１と底板３３とを有し略長方形の主開口３５を有するバケット１９は、パワーショベルやバックホー等のような土砂掘削装置に多用されており公知のものである。また、底板３３の主表面が形成する該略長方形の一対の短辺の一辺側の近傍が、腕部１７の前記他端に回動自在に取り付けられている。
【００２０】
バケット１９の底板３３には、バケット１９の内部に土砂が進入する主開口３５から該内部に進入した土砂がバケット１９の外部に流出する主開口３５以外の開口３７が形成されている。主開口３５以外の開口３７は、主開口３５が形成する該略長方形が略鉛直面になるようにバケット１９を腕部１７に対して回動させた状態において、底板３３の下側部分に形成されている。また、主開口３５以外の開口３７は、底板３３に網の目状に多数（２以上）形成されている。
このため、バケット１９は、腕部１７によって土砂を掘削するように動かされると、主開口３５からバケット１９の内部に土砂が進入し、さらにバケット１９の内部に進入した土砂は、主開口３５以外の開口３７からバケット１９の外部に流出する。
【００２１】
そして、バケット１９の底板３３には、土質改質液（ここでは硬化液）を先端から流出させるノズル４１、４２が取り付けられている。さらに、ノズル４１、４２の先端近傍への衝突物（例えば、岩石等）の衝突を防止又は減少させるノズル保護部材たる保護棒５１、５３を有する。
図３は、バケット１９とノズル４１、４２と保護棒５１、５３とを詳細に説明するための左側面図（図２中、矢印Ａ方向から見たところを示しており、不要なものは一部省略して図示している。）である。図３を参照して、バケット１９とノズル４１、４２と保護棒５１、５３とについて説明する。なお、後述するように、図３（ａ）はノズル４１、４２の先端から土質改質液（ここでは硬化液）を流出させていない状態を示しており、図３（ｂ）はノズル４１、４２の先端から土質改質液（ここでは硬化液）を流出させている状態を示している。そして、図３（ａ）（ｂ）においては、ノズル４１と保護棒５１とが示され、ノズル４２と保護棒５３とは示されていないが、ノズル４２と保護棒５３とは、ノズル４１と保護棒５１と同様の構造を有しているのでここでは説明を省略する。
【００２２】
まず、図３（ａ）を参照して、バケット１９とノズル４１と保護棒５１とについて説明する。ノズル４１は、溶接（図示せず）によってバケット１９の底板３３に取り付けられている。ノズル４１の基端には、土質改質液（ここでは硬化液）をノズル４１に供給する導管６１、６３（導管６３については、図２を参照されたい。また、導管６１、６３のいずれも耐圧性の可とう性ゴムホースによって形成されている。さらに、図１において説明したプラント２１から土質改質液（ここでは硬化液）を本装置１１へ導く導管（耐圧ホース）２３が、導管６１、６３に分岐している。）が接続されている。そして、ノズル４１の先端には、ばねが内蔵された蝶番（図示せず）を介して開閉板４３が取り付けられている（開閉板４３は、ノズル４１の先端に開閉自在に設けられている。）。開閉板４３は、その一面側がノズル４１の先端部分（なお、ノズル４１の先端部分は、開閉板４３の該一面が略当接することでノズル４１の先端部分が略閉鎖されるような形状にされている。）に当接するように該ばねによって付勢されており、開閉板４３に特別に力がはたらいていないときは図３（ａ）のように開閉板４３の一面はノズル４１の先端部分に当接している（ノズル４１の先端部分が略閉鎖されている。）。図３（ａ）の状態では、開閉板４３は、土砂がノズル４１の内部に進入する方向（図３（ａ）中時計回り方向）には、ノズル４１の先端部分と開閉板４３の該一面との当接によって回動不可能になっている。
【００２３】
また、ノズル４１にはノズル保護部材たる保護棒５１（鋼製）の一端が溶接によって取り付けられている。保護棒５１は、図３（ａ）の矢印Ｂ方向から見ると開閉板４３を縦断するように下方にのびており、保護棒５１の他端はバケット１９の底板３３に溶接によって取り付けられている。
このため、岩石等の衝突物とノズル４１の先端近傍とが互いに衝突するように接近しても該衝突物が保護棒５１に衝突することで跳ね返され、その結果、ノズル保護部材たる保護棒５１は、ノズル４１の先端近傍への衝突物の衝突を防止又は減少させることができ、それによってノズル４１の先端近傍を保護することができる。
【００２４】
次いで、図３（ｂ）を参照して、導管６１からノズル４１へ土質改質液（ここでは硬化液）が圧送された場合の状態について説明する。前述したように、開閉板４３に特別に力がはたらいていないときは図３（ａ）のように開閉板４３の一面はノズル４１の先端部分に当接しノズル４１の先端部分を略閉鎖している。ここで導管６１からノズル４１へ土質改質液（ここでは硬化液）が圧送されると、開閉板４３は、ノズル４１の内部から外部へと流出しようとする土質改質液（ここでは硬化液）によって、開閉板４３の前記一面をノズル４１の先端部分から引き離す方向の力を受ける。そして該力が、開閉板４３の前記一面をノズル４１の先端部分に当接させる前記ばねの付勢力よりも大きくなると、開閉板４３は、図３（ｂ）に示すように、開閉板４３の前記一面がノズル４１の先端部分から離れる方向に回動し、ノズル４１の先端部分から土質改質液７１（ここでは硬化液）が流出する。
再び、導管６１からノズル４１への土質改質液（ここでは硬化液）の供給が絶たれると、開閉板４３は、前記ばねの付勢力によって図３（ａ）のように開閉板４３の一面がノズル４１の先端部分に当接するように回動しノズル４１の先端部分を略閉鎖する。
このように開閉板４３は、ノズル４１の先端に開閉自在に設けられている。そして、開閉板４３は、土質改質液（ここでは硬化液）がノズル４１の先端から流出する方向には回動可能に、かつ土砂がノズル４１の内部に進入する方向には回動不可能（図３（ａ）の状態から開閉板４３は図３（ａ）中時計回り方向には回動できない。）にノズル４１の先端に取り付けられている。即ち、ここでは前記ばねが内蔵された蝶番（図示せず）と開閉板４３とによって、ノズル４１の内部に土砂の進入を防止又は減少させる土砂進入防止手段が構成されている。
【００２５】
図４は、別の土砂進入防止手段の例を示す図である。図４を参照して、別の土砂進入防止手段の例について説明する。なお、図４では、ノズル４１と導管６１と柔軟板８１と取付具８３とを図示し、それ以外のものは省略している（バケットや保護棒５１は、図３に示したものと同様である。）。
図４に示した別の土砂進入防止手段の例は、図３に示した土砂進入防止手段の例に比して、柔軟板８１と取付具８３とが異なるのみでそれ以外のものは同様であるので、異なる点のみ説明し同様の点についての説明は省略する（なお、図３と同じ参照番号が付された要素は、両者が同じものであることを示している。）。
【００２６】
ノズル４１の先端には、取付具８３（具体的には、ボルト）によって柔軟板８１の一端が取り付けられている。柔軟板８１は、柔軟性を有する樹脂材料によって形成された板状部材であり、通常（特に力がはたらいていないとき）は、その一面がノズル４１の先端部分（なお、ノズル４１の先端部分は、柔軟板８１の該一面が略当接することでノズル４１の先端部分が略閉鎖されるような形状にされている。）に当接している（ノズル４１の先端部分が略閉鎖されている。）。図４（ａ）の状態では、柔軟板８１は、ノズル４１の先端部分と柔軟板８１の該一面との当接によって土砂がノズル４１の内部に進入することを防止する。
【００２７】
次いで、図４（ｂ）を参照して、導管６１からノズル４１へ土質改質液（ここでは硬化液）が圧送された場合の状態について説明する。前述したように、柔軟板８１に特別に力がはたらいていないときは図４（ａ）のように柔軟板８１の一面はノズル４１の先端部分に当接しノズル４１の先端部分を略閉鎖している。ここで導管６１からノズル４１へ土質改質液（ここでは硬化液）が圧送されると、柔軟板８１は、ノズル４１の内部から外部へと流出しようとする土質改質液（ここでは硬化液）によって、柔軟板８１の前記一面をノズル４１の先端部分から引き離す方向の力を受ける。そして該力が、柔軟板８１を変形させる程度に大きくなると、柔軟板８１は、図４（ｂ）に示すように、柔軟板８１の前記一面がノズル４１の先端部分から離れる方向に変形（曲がり）し、ノズル４１の先端部分から土質改質液７１（ここでは硬化液）が流出する。
再び、導管６１からノズル４１への土質改質液（ここでは硬化液）の供給が絶たれると、柔軟板８１は、それ自身の復元力（弾性力）によって図４（ａ）のように柔軟板８１の一面がノズル４１の先端部分に当接するように変形が消失しノズル４１の先端部分を略閉鎖する。
このようにノズル４１の先端近傍に取り付けられた柔軟板８１は、取付具８３と共になって、ノズル４１の内部に土砂の進入を防止又は減少させる土砂進入防止手段を構成している。
【００２８】
以上説明したように、本装置１１のバケット１９が、本発明にいう土砂掘削用のバケットを構成する。そして、本装置１１のノズル４１、４２と導管６１、６３とによって、本発明にいう散布手段（バケットによって掘削された土砂に土質改質液を散布するもの）が構成されている。
また、本装置１１のバケット１９は、バケット１９の内部に土砂が進入する主開口３５から該内部に進入した土砂がバケット１９の外部に流出する主開口３５以外の開口３７を有する。
さらに、このノズル４１、４２と導管６１、６３とによって構成された散布手段は、開口３７を経由してバケット１９の外部に流出する土砂に土質改質液を散布する。
なお、ここではそうしていないが、散布手段が、バケット１９の内部に存する土砂に向けて土質改質液を散布するようにしてもよい（例えば、散布手段が、バケット１９の内部に存する土砂に向いたノズルと、該ノズルへ土質改質液を供給する導管と、を有してなるようにしてもよい。）。
【００２９】
（本工法及び本方法）
続いて、本装置１１を用いた本工法及び本方法の例について説明する。
図５は本方法の第一工程を示す図であり、図５（ａ）は本方法の第一工程を示す断面図であり、図５（ｂ）は本方法の第一工程を示す平面図である。図５（ａ）（ｂ）を参照して、本方法の第一工程について説明する。
まず、本方法の第一工程では、本装置１１を用いて予備掘りを行う。予備掘りでは、後述するように土砂を攪拌し硬化液と混合する部分の上部に存する土砂を掘削して取り除く。ここでは具体的には、深さ（図５中、Ｄ１）が約０．５ｍとなるように予備掘りを行った。この予備掘りを行うのは、次に示す（１）と（２）との理由による。即ち、理由の（１）としては、後述するように、土砂を攪拌し硬化液と混合したときの土砂と硬化液との混合物が周りにあふれないようにするためである。そして、理由の（２）としては、本工法又は本方法を適用しようとする土中に存する物体を事前に確認するためである（例えば、公共道路を掘削する場合等では、その土中には様々な物体（各家庭や事業所等に引き込まれた上下水道管、ガス管及び排水管等を例示することができる。）が埋設されており、該埋設された物体を事前に確認することで本工法又は本方法を適用する際の該物体の破損等を防止することができる。）。
なお、予備掘りは、前述したように主開口３５以外の開口３７を有するバケット１９が装着された本装置１１では掘りにくい場合には、本装置１１のバケット１９を他のバケット（主開口３５以外の開口を有さないようなもの）に交換した状態で行ったり、通常の土砂掘削装置を用いて行ってよいことは言うまでもない。
【００３０】
図６は本方法の第二工程を示す図であり、図６（ａ）は本方法の第二工程を示す断面図であり、図６（ｂ）は本方法の第二工程を示す平面図である。図６（ａ）（ｂ）を参照して、本方法の第二工程について説明する。
本方法の第二工程では、本装置１１を用いて土砂を攪拌し硬化液と混合する。
このとき図６には図示していないが、図１に示したように、プラント２１から導管２３を経て土質改質液（硬化液）が本装置１１へ導かれると共に、前述のように、該導かれた土質改質液（硬化液）は、導管６１からノズル４１へ供給され、ノズル４１の先端から流出する。そして、土質改質液（硬化液）としては、具体的には、ベントナイト：セメント：水＝１４：８０：２４０（重量比）の割合で混合したものを用いる。なお、ここでは土質改質液（硬化液）として上述の混合割合でベントナイト：セメント：水を混合したものを用いたが、施工する場所の土質及び含水率等に応じて、ベントナイト：セメント：水の混合割合を適宜変更してよいことは言うまでもない。
本方法の第二工程では、固まった状態の土砂を本装置１１の土砂掘削用のバケット１９によって掘削しつつ攪拌（図６（ａ）に示したように、バケット１９を前後に動かして攪拌する。）して土砂をほぐしつつ、このバケット１９によって掘削されほぐされた土砂に土質改質液（硬化液）を散布する。なお、土質改質液（硬化液）の添加量としては、ここでは攪拌され硬化液と混合される土砂１ｍ３当たり土質改質液（硬化液）３３４ｋｇを添加する。また、ここでは具体的には、深さ（図６中、Ｄ２）約３．５ｍまで土砂を攪拌し硬化液と混合する。
ここでは該第二工程が、本工法の攪拌混合ステップを構成する。
【００３１】
図７は本方法の第三工程を示す図（第三工程が完了したところを示している。
）であり、図７（ａ）は本方法の第三工程を示す断面図であり、図７（ｂ）は本方法の第三工程を示す平面図である。図７（ａ）（ｂ）を参照して、本方法の第三工程について説明する。
本方法の第三工程では、攪拌混合ステップたる前記第二工程において硬化液と混合された土砂中に矢板９１（ここでは具体的には、「Ｕ」型の鋼矢板を用いる。）を沈設する。この矢板９１の沈設は、攪拌混合ステップによって矢板９１が接する土砂が攪拌され柔らかくほぐされるので、大きな力を要することなく土砂中に矢板９１を沈設することができる（ほとんど矢板９１の自重により土砂中に矢板９１が沈降する。）。従って、ここでの矢板９１の沈設は、従来から行われてきた「強打法」や「振動法」に用いられてきた特殊な装置を用いる必要がなく、矢板９１を所定方向に支持でき駆動できる程度の装置があれば行うことができる。図７（ｂ）に示すように、ここでは複数枚の矢板９１が両側（図７（ｂ）では、上と下）に壁を形成するように相対して並ぶように沈設されている。
ここでは該第三工程が、攪拌混合ステップによって該硬化液と混合された土砂中に該矢板を沈設する本工法の沈設ステップを構成する。
【００３２】
図７に示したように、沈設ステップたる前記第三工程において矢板９１の沈設が完了した後、土砂中に混合された前記硬化液を硬化させる硬化ステップたる第四工程を行う。この硬化ステップたる第四工程においては、前記硬化液は時間経過に伴って自然に硬化するため、硬化液を硬化させるための格別の操作は要さない。しかしながら、前記硬化液が硬化する前は矢板９１の周囲の土砂が柔らかく、沈設された矢板９１が不意に移動することがあるため、土砂中に混合された硬化液が硬化するまで、必要に応じて、矢板９１の位置が動かないように矢板９１が固定される。
【００３３】
図８は、硬化ステップたる第四工程において、矢板９１の位置が動かないように矢板９１が固定された状態を示す部分平面図（図７（ｂ）と同様の位置から見ている。）である。図８を参照して、矢板９１が固定された状態について説明する。複数枚の矢板９１によって形成された相対する一対の壁９１ａ、９１ｂのうち一方９１ａの他方９１ｂに面する面に当接するように当接部材９５ａ（具体的には、アルミニウムによって形成された中空の角棒）が配設されると共に一対の壁９１ａ、９１ｂのうち他方９１ｂの一方９１ａに面する面に当接するように当接部材９５ｂ（具体的には、アルミニウムによって形成された中空の角棒）が配設され、そして当接部材９５ａと当接部材９５ｂとの間に介在するように水圧ジャッキ９７が配設されている。水圧ジャッキ９７それぞれには図示しない水配管が接続されており、該水配管を介して水圧ジャッキ９７に加圧された水が供給されるようになっている。この水圧ジャッキ９７に加圧された水が供給されると、水圧ジャッキ９７は自らがのびることで当接部材９５ａと当接部材９５ｂとの間を押し広げる。この当接部材９５ａと当接部材９５ｂとの間の押し広げによって、一対の壁９１ａ、９１ｂ（即ち、矢板９１）それぞれは、攪拌混合ステップによって攪拌されることなく柔らかくなっていない土砂９８に押しつけられることで固定される。
このように矢板９１を所望位置にて固定した状態で硬化液を硬化させる（硬化に必要な時間が経過するのを待つ。）。
【００３４】
土砂中に混合された前記硬化液を硬化させる硬化ステップ（前記第四工程）が完了した後、窪みとなるべき部分を掘る（掘削ステップたる第五工程）。
掘削ステップたる第五工程において窪みとなるべき部分を掘る方法は、いかなる方法が用いられてもよく特に限定されるものではなく、例えば、土砂を掘削するために汎用される土砂掘削装置（一例を挙げれば、「パワーショベル」と呼ばれるもの）を用いる方法や、シャベル等を用いて人手によって掘る方法等を例示的に挙げることができる。
【００３５】
また、この掘削ステップたる第五工程において窪みとなるべき部分を掘る際、矢板９１を安定して支持された状態にするため、図８に示した水圧ジャッキ９７、当接部材９５ａ及び当接部材９５ｂを追加したり位置を変更する等されてよいことは言うまでもない。図９は、掘削ステップたる第五工程において窪みとなるべき部分を掘る際、水圧ジャッキ９７、当接部材９５ａ及び当接部材９５ｂの配設方法の一例を示す図である。図９（ａ）は、図８のＨ−Ｈ断面図である（なお、図示及び理解を容易にするため、水圧ジャッキ９７については形状を簡略化して示していると共に、当接部材９５ａと当接部材９５ｂとについては中空構造を省略している。これらの点については、図９（ｂ）及び（ｃ）についても同様である。）。図９（ａ）に示した状態において硬化ステップ（前記第四工程）が完了した後、窪みとなるべき部分を掘る掘削ステップたる第五工程を行う。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示された状態から窪みとなるべき部分に存する土砂１０１をある程度の深さまで掘った状態を示している。図９（ｂ）においては、窪みとなるべき部分に存する土砂１０１がある程度の深さまで掘られることによって矢板９１に加わる土圧（土砂１０１が掘られて窪みになった方向へと加わる力）の増加に抗するため、図９（ａ）に比して水圧ジャッキ９７、当接部材９５ａ及び当接部材９５ｂが下方向に追加配設されている。さらに、図９（ｃ）は、窪みとなるべき部分に存する土砂１０１を全て（窪みの形成が完了した状態）掘った状態を示している。図９（ｃ）においては、窪みとなるべき部分に存する土砂１０１が図９（ｂ）よりも深く掘られることによる矢板９１に加わる土圧の一層の増加に抗するため、図９（ｂ）に比してさらに水圧ジャッキ９７、当接部材９５ａ及び当接部材９５ｂが下方向に追加配設されている。
【００３６】
図９（ｃ）では、掘削ステップたる第五工程が完了しており、かかる状態においては、複数枚の矢板９１によって形成された相対する一対の壁９１ａ、９１ｂの間に存していた土砂の一部が掘られ除去されることで、窪み９９が地表面に形成されている。なお、窪み９９の深さは、矢板９１が安定して支持されるよう矢板９１が埋設されている深さ（図９（ｃ）中、Ｄ３）が２０ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３０ｃｍ以上とされ、最も好ましくは４０ｃｍ以上になるようにされる（なお、窪み９９の深さに比して矢板９１が埋設されている深さ（図９（ｃ）中、Ｄ３）をあまり大きくとると、矢板９１を深く埋設する必要が生じ、攪拌混合ステップたる前記第二工程と沈設ステップたる前記第三工程とを地中深くまで行う必要が生じる。これに伴って、攪拌混合ステップたる前記第二工程と沈設ステップたる前記第三工程との工数や施工時間が増加するといった問題がある。かかる点からは、矢板９１が埋設されている深さ（図９（ｃ）中、Ｄ３）は必要以上に大きくされない方がよく、通常、好ましくは１ｍ以下とされ、より好ましくは０．８ｍ以下とされ、最も好ましくは０．６ｍ以下とされる。従って、矢板９１が埋設されている深さ（図９（ｃ）中、Ｄ３）は、通常、５０ｃｍ程度にされることが最も好ましい。）。
【００３７】
このようにして形成された窪み９９は、従来の窪みと同様に様々な用途に利用でき、その用途は何ら限定されるものではない。例えば、水道管、マンホール、浄化槽、下水道用桝等の地下埋設物を埋設することに利用されることもできる。
なお、これら地下埋設物の埋設は、図９（ｃ）の状態において該地下埋設物が窪み９９の内部に配設された後、図９（ｃ）から図９（ｂ）そして図９（ａ）のように窪み９９を土砂によって埋め戻し（水圧ジャッキ９７、当接部材９５ａ及び当接部材９５ｂの取り外しを含む。）、さらにその後、矢板９１を土中から引き抜くことによって完了する。
【００３８】
以上説明したように、ここでは本工法たる矢板埋設工法が、攪拌混合ステップ（埋設される矢板９１が接する土砂の少なくとも一部（ここでは全部）を攪拌し硬化液と混合するステップ）たる前記第二工程と、沈設ステップ（攪拌混合ステップによって硬化液と混合された土砂中に矢板９１を沈設するステップ）たる前記第三工程と、を有して構成されている。
そして、ここでは攪拌混合ステップたる前記第二工程は、本装置１１を用いてバケット１９によって掘削された土砂に前記散布手段（ここでは前述した通り、ノズル４１、４２と導管６１、６３とを有して構成されている。）が土質改質液として前記硬化液を散布することによって行われる。
さらに、本方法たる、本工法を用いて地表面に窪みを形成する方法は、本工法の攪拌混合ステップにおいて窪み９９となるべき部分を含む攪拌混合部分（図６において攪拌混合されている部分）を攪拌し前記硬化液と混合する。そして、本方法では、本工法の沈設ステップにおいて、窪み９９の少なくとも一部を矢板９１が形成するように矢板９１を沈設する。加えて、本方法では、沈設ステップの後に前記硬化液を硬化させる硬化ステップ（前記第四工程）を有する（なお、ここでは、前述したように、硬化液が硬化するまで、矢板９１の位置が動かないように矢板９１が固定される。）。本方法は、最後に、硬化ステップの後に窪み９９となるべき部分を掘る掘削ステップ（前記第五工程）を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の本発明の土質改質装置（本装置）を示す右側面図である。
【図２】バケットの拡大斜視図である。
【図３】バケットとノズルと保護棒とを詳細に説明するための左側面図である。
【図４】別の土砂進入防止手段の例を示す図である。
【図５】本方法の第一工程を示す図である。
【図６】本方法の第二工程を示す図である。
【図７】本方法の第三工程を示す図である。
【図８】硬化ステップたる第四工程において、矢板の位置が動かないように矢板が固定された状態を示す部分平面図である。
【図９】掘削ステップたる第五工程において窪みとなるべき部分を掘る際、水圧ジャッキ及び当接部材の配設方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１            土質改質装置
１２            土表面
１３            装置本体
１５            関節部
１７            腕部
１９            バケット
２１            モルタルバッチャープラント
２３            導管
３１            側面板
３３            底板
３５            主開口
３７            開口
４１、４２      ノズル
４３            開閉板
５１、５３      保護棒
６１、６３      導管
７１            土質改質液
８１            柔軟板
８３            取付具
９１            矢板
９１ａ、９１ｂ  壁
９５ａ、９５ｂ  当接部材
９７            水圧ジャッキ
９８            土砂
９９            窪み
【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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【図９】
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