(57)【要約】【課題】コストの低減を図りながら不同沈下を起こすことのない改良地盤造成方法を提供する。【解決手段】現位置土と固化材であるセメントおよび空隙形成材である気泡の三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する気泡混合土を製造し、この気泡混合土をもって地盤を造成する工法である。気泡混合土を製造するべく撹拌混合処理を施す改良柱体１相当部の面積よりもその改良柱体１の面積を含みつつ当該箇所から溢れ出た気泡混合土が占有する改良土層７の面積の方が大きくなるようにその気泡混合土をもって改良地盤造成体３８を造成する。単一の改良地盤造成体３８の垂直断面形状が略Ｔ字状のものとなるように造成する。【選択図】図１２
2007126817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現位置土と固化材および空隙形成材の三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する空隙形成材混合土を製造するとともに、この空隙形成材混合土をもって地盤を造成するに際し、
空隙形成材混合土を製造するべく撹拌混合処理を施す撹拌混合箇所の面積よりもその撹拌混合箇所の面積を含みつつ当該撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土が占有する面積の方が大きくなるようにその空隙形成材混合土をもって改良地盤を造成することを特徴とする改良地盤造成方法。
【請求項２】
撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される単一の改良地盤造成体の垂直断面形状が略Ｔ字状のものとなるように造成することを特徴とする請求項１に記載の改良地盤造成方法。
【請求項３】
撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される単一の改良地盤造成体の垂直断面形状が略逆Ｕ字状のものとなるように造成することを特徴とする請求項１に記載の改良地盤造成方法。
【請求項４】
撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される改良地盤造成体を単一且つ独立したものとして、この改良地盤造成体を二つ以上並設するように造成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改良地盤造成方法。
【請求項５】
撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される改良地盤造成体を単一のものとして、この改良地盤造成体を二つ以上連結するように造成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改良地盤造成方法。
【請求項６】
空隙形成材として発泡ビーズを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の改良地盤造成方法。
【請求項７】
空隙形成材として気泡を使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の改良地盤造成方法。
【請求項８】
現位置土と固化材および空隙形成材の三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する空隙形成材混合土を製造するにあたり、作業系建設機械のアームの先端に装着された撹拌混合機を地中に貫入して、現位置土の掘削のほかその現位置土と固化材および空隙形成材との撹拌混合処理を行うことを特徴する請求項１〜７のいずれかに記載の改良地盤造成方法。
【請求項９】
撹拌混合機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削のほかその現位置土と固化材および空隙形成材との撹拌混合処理を行うことを特徴する請求項８に記載の改良地盤造成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱な地盤上に盛土体やコンクリート等の構造物を構築するにあたり、それに先立って実施する改良地盤造成方法に関し、特に発泡ビーズや気泡を空隙形成材として用いたいわゆる軽量混合土をもって改良地盤を造成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤上にコンクリート構造物や盛土体を構築する場合に、いわゆる軽量混合土を用いたフローティング工法を用いることがある。この工法の概念は、例えば建物とそれを支える地盤との関係において、建物の重量と等しい重量の地盤を取り除いた上でその跡に建物を置けば、その下にある地盤では応力が変わらないので、沈下も膨張も起こらず、その意味で「浮き基礎（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）」と呼ばれている（例えば、「吉見吉昭のホームページ」  ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ２．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｙｏｓｈｉｍｉ−ｙ／ｆｌｏａｔｉｎｇ．ｈｔｍ）。
【０００３】
一方、上記フローティング工法に類似した技術として例えば特許文献１に記載の軟弱地盤対策工法が本出願人により提案されている。この工法では、現位置土に空隙形成材として発泡性合成樹脂の小片であるいわゆる発泡ビーズ等と固化材を撹拌混合して、軽量で且つ強度的には上載荷重に十分に耐え得るだけの強度を有する軽量土を造成することで、構造物を軟弱地盤上に構築した場合に相当する重量（増加荷重）を軽減しつつ地耐力をも確保できるようにした工法である。すなわち、上載荷重（増加荷重）と現位置土の軽減重量をほぼ同等のものとすることにより、結果的には構造物を軟弱地盤上に構築したとしてもそれによる増加荷重がなかったとみなし得る状態をつくり出すことができる軟弱地盤対策工法である。
【０００４】
また、その手段として、空隙形成材と固化材を現位置土中に吐出しながら現位置土と撹拌混合して、構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する軽量土を造成するにあたり、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工する、としているほか、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部の現位置土中に空隙形成材と固化材を吐出しながら撹拌混合することで造成した軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する軽量土を造成する、としている。
【０００５】
言い換え得るならば、前者では、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工する、とし、また後者では、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を造成した軽量土の増量分でまかなう、としており、いずれにしても構造物や盛土体の下部領域（底面部）を全面的に軽量化する軟弱地盤対策工法である。
【特許文献１】特開２００４−３００９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の前者の技術によれば、軽量土化に伴う軽減重量と構造物や盛土体の上載荷重とほぼ等しくなるように施工する技術であることから、その軽減重量に相当する体積分の現位置土（原土）と軽量土とを置き換える必要がある。よって、上載荷重が大きくなるのに伴い構造物や盛土体の下部領域における掘削深度（置き換え深さ）が大きくなり、コストアップを招くという課題があった。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載の後者の技術によれば、盛土体の体積を造成した軽量土の増量分でまかなう技術であることから、軽量土が流動性を有していることを考慮すると、増量分を盛り.上げる型枠を必要とすることになる。よって、その型枠の使用を前提とすると盛土高さが比較的小さい低盛土体（２〜３ｍ）には最適な技術ではあるものの、盛土高さが比較的大きな高盛土体（４〜５ｍ以上）となると型枠の組み立てに大きな時間と費用を要することになるほか、現位置混合であるためにそのための作業機械に型枠が干渉し、盛土体の高さと軽量土の増量分の高さに差が生じるのに伴い盛土体の不同沈下を起こす等の問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけコストの低減を図りながら不同沈下を起こすことのない改良地盤造成方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、現位置土と固化材および空隙形成材の三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する空隙形成材混合土を製造するとともに、この空隙形成材混合土をもって地盤を造成するに際し、空隙形成材混合土を製造するべく撹拌混合処理を施す撹拌混合箇所の面積よりもその撹拌混合箇所の面積を含みつつ当該撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土が占有する面積の方が大きくなるようにその空隙形成材混合土をもって改良地盤を造成することを特徴とする。
【００１０】
ここに言う空隙形成材としては、例えば請求項６に記載のような発泡ポリスチレン等の小片である発泡ビーズ、または請求項７に記載のような気泡の使用を想定している。
【００１１】
この場合において、請求項２，３に記載のように、撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される単一の改良地盤造成体の垂直断面形状が略Ｔ字状もしくは略逆Ｕ字状のものとなるように造成することが望ましい。
【００１２】
より具体的には、請求項４に記載のように、撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される改良地盤造成体を単一且つ独立したものとして、この改良地盤造成体を二つ以上並設するように造成するものとする。
【００１３】
または、請求項５に記載のように、撹拌混合箇所の空隙形成材混合土とこの撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土とをもって形成される改良地盤造成体を単一のものとして、この改良地盤造成体を二つ以上連結するように造成するものとする。
【００１４】
現位置土と固化材および空隙形成材の三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する空隙形成材混合土を製造するには、請求項８に記載のように、作業系建設機械のアームの先端に装着された撹拌混合機を地中に貫入して、現位置土の掘削のほかその現位置土と固化材および空隙形成材との撹拌混合処理を行うものとする。
【００１５】
より具体的には、請求項９に記載のように、撹拌混合機のフレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削のほかその現位置土と固化材および空隙形成材との撹拌混合処理を行うものとする。
【００１６】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、現位置土に固化材のほか先に述べた発泡ビーズや気泡等の空隙形成材を加えた上でそれら三者を現位置にて撹拌混合して流動性を有する空隙形成材混合土を製造すると、必然的に現位置土が軽量土化されて増量されることになる。そこで、撹拌混合処理を施す撹拌混合箇所の面積よりもその撹拌混合箇所の面積を含みつつ当該撹拌混合箇所から溢れ出た空隙形成材混合土が占有する面積の方が大きくなるようにその空隙形成材混合土をもって改良地盤を造成する。その結果、撹拌混合すべき現位置土量（仕事量）ひいては撹拌混合体積が従来よりも減少するにもかかわらず、造成土量ひいては造成体積は増大することになる。特に改良地盤の上に盛土体を構築する場合には、盛土土量の一部が増量された空隙形成材混合土でまかなわれることから、盛土体として必要な盛土土量も相対的に少なくて済むことになる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、必要最小限の撹拌混合土量をもっていわゆる軽量土化された改良地盤を造成できるため、従来に比べて大幅なコストの低減が可能であるとともに、造成後の改良地盤が不同沈下を起こすこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１には本発明のより具体的な実施の形態として改良地盤の概略を示している。
【００１９】
ここでは、幅１８ｍ、延長９０ｍで改良対象面積１６２０ｍ2の地盤領域に対して面積比で２０％の割合で多数の改良柱体１，１‥を地中に等ピッチで構築し、それらの改良柱体１，１‥の上に高さ５ｍの盛土を施して盛土体（堤体）２を造成する場合の例を示している。改良柱体１は２ｍ×２ｍ角の角柱状のものであり、その深さ（高さ）は１０ｍである。また、盛土体２はその底辺が２２ｍ、上辺が１２ｍの断面台形状のものである。なお、図１以下の図面では各部の寸法をｍｍ（ミリ）単位で表示してある。
【００２０】
実施工にあたっては、図２の（Ａ）に示すように、改良対象領域を囲むように地面Ｇ上に型枠３を立設するとともに、ベースマシンとして機能するバックホウ４のアーム５先端に装着した撹拌混合機６を用意し、その撹拌混合機６を順次地中に貫入して、現位置土（原土）を掘削しながら固化材としての例えばセメントミルクと空隙形成材としての気泡とをそれぞれ地中に吐出して、それら三者を撹拌混合することによりいわゆる軽量土化しつつそれぞれの改良柱体１，１‥を構築する。
【００２１】
ここで、現位置土に対する固化材および気泡のそれぞれの混合割合は、いわゆる軽量土と化した後の体積増加率が２倍となるように予め調整してある。
【００２２】
図２に示した改良柱体１，１‥はそれぞれが独立しているものの、現位置土と固化材および気泡の三者を相互に撹拌混合することで軽量土化とともに増量されており、その増量分が上方に溢れ出て、地面Ｇ上には各改良柱体１，１‥の上方側にそれらの改良柱体１，１‥が共有することになる改良土層７が形成されることになる。なお、この改良土層７の土質は改良柱体１，１‥のそれと同じであることは言うまでもなく、また先にも述べたように軽量土と化した時点での体積増加率が２倍であることから、改良柱体１，１‥の構築に伴い増量して上方に溢れ出た軽量土の量、すなわち改良土層７の体積は各改良柱体１，１‥の総体積と等しいことになる。
【００２３】
こうして、改良土層７とともに多数の改良柱体１，１‥が構築されたならば、図２の（Ｂ）に示すように、改良対象領域を囲っていた型枠３を撤去した上で、ダンプトラック８等にて盛土用の土を搬入して改良土層７の上に盛り上げるとともに、ブルドーザー９等にて敷き均しを行って、図３に示すように盛土体２を造成する。
【００２４】
これを整理すると次のようになる。
【００２５】
・改良対象面積
９０ｍ×１８ｍ＝１６２０ｍ2
・改良柱体１の構築のための撹拌土量
１６２０ｍ2×２０％×１０ｍ＝３２４０ｍ3
・軽量土として改良された総造成体積
＝改良柱体１と化した軽量土量＋改良土層７と化した軽量土量
＝３２４０ｍ3＋３２４０ｍ3＝６４８０ｍ3
・盛土体２を造成するのに必要な搬入すべき土の量
＝（盛土体２の台形の断面積−改良土層７の断面積）×盛土体２の長さ
＝（８５ｍ2−３６ｍ2）×９０ｍ＝４４１０ｍ3
ここで、比較のために、図１，３と同じ断面形状の盛土体２を造成する場合の従来の工法について検討してみる。なお、図４，５等の図面でも各部の寸法をｍｍ（ミリ）単位で表示してある。
【００２６】
図４に示す従来の工法では、盛土体１２の造成による増加荷重対策として、幅１８ｍ、延長９０ｍで改良対象面積１６２０ｍ2の地盤領域に対して面積比で２０％の割合で円柱状のセメントソイル杭（地面下２ｍ〜１０ｍまでの８ｍの長さのもの）１１，１１‥を地中に等ピッチで構築し、それらのセメントソイル杭１１，１１‥上に高さ５ｍの盛土を施して盛土体（堤体）１２を造成する場合の例を示している。なお、セメントソイル杭１１，１１‥の構築には図５の（Ａ）に示すように深層攪拌混合機１０を用いている。また、その深層攪拌混合機１０にて構築されるセメントソイル杭１１，１１‥は図１，３の改良柱体１と断面積が同じとなるように直径を２．２６ｍとした。また、盛土体１２の断面形状および断面積は図１３に示したものと同じである。
【００２７】
図５の（Ｂ）のようにセメントソイル杭１１，１１‥を構築したままでその上に盛土体１２を造成すると、不同沈下を生ずるおそれがあることから、セメントソイル杭１１，１１‥の上面に地面Ｇと面一状態となるように深さ２ｍの地盤改良層１３を造成した。なお、この地盤改良層１３の造成には図２と同様の撹拌混合機１４を使用した。その後、図６に示すように地盤改良層１３の上にブルドーザー８等にて所定高さの盛土体１２を造成した。
【００２８】
これを整理すると次のようになる。
【００２９】
・改良対象面積
９０ｍ×１８ｍ＝１６２０ｍ2
・セメントソイル杭１１の構築のための撹拌土量
１６２０ｍ2×２０％×８ｍ＝２５９２ｍ3
・地盤改良された総造成体積
＝セメントソイル杭１１と化した改良土量＋地盤改良層１３と化した改良土量
＝２５９２ｍ3＋３２４０ｍ3＝５８３２ｍ3
・盛土体１２を造成するのに必要な搬入すべき土の量
＝盛土体１２の台形の断面積×盛土体１２の長さ
＝（８５ｍ2×９０ｍ＝７６５０ｍ3
ここで、先の実施の形態と従来工法とを比較のために表としてまとめると表１のようになる。
【００３０】
【表１】
2007126817.tif 000003
【００３１】
表１から明らかなように、本実施の形態によれば、従来工法に比較して、撹拌すべき土量および仕事の成果としての造成土量が大幅に増大する一方、盛土体２を造成するのに必要な土量も大幅に少なくて済むことになり、結果として施工コストの大幅な低減が可能となる。
【００３２】
次に、上記工法を前提としたより詳細な実施例について説明する。
【実施例１】
【００３３】
現位置土の単位体積重量ρｔ＝１．５ｔ／ｍ3の軟弱地盤上に５ｔ／ｍ2の重量を有する構造物を構築しようとする場合において、現位置土に空隙形成材と固化材を混合撹拌して、単位体積重量ρｔ＝１．０ｔ／ｍ3となる軽量土、すなわち空隙形成材混合土が造成された場合について検証する。
【００３４】
ここでは空隙形成材として気泡を用いるものとし、その結果として空隙形成材混合土としては気泡混合土となる。また、各用語の定義は下記のとおりとする。
【００３５】
・気泡混合土：現位置土にエアミルク（固化材＋水＋気泡）を加えて混合撹拌して造成された軽量土
・起泡剤：本事例では界面活性剤系のジオハートII（麻生フオームクリート（株）製）を使用する。
【００３６】
・起泡材：起泡剤に水を加えた希釈液（本事例では１５倍希釈）
・気泡：１５倍希釈した起泡材に空気を加え発泡させた泡（本事例では２０倍発泡）
・起泡材ミルク：セメントミルクに起泡材を添加したスラリー状の材料
・エアミルク：起泡材ミルクに圧縮空気を巻き込ませた泡状の混合材料
そして、単位体積重量ρｔ＝１．５ｔ／ｍ3の現位置土を単位体積重量ρｔ＝１．０ｔ／ｍ3の気泡混合土とする場合の配合事例を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2007126817.tif 000004
【００３８】
また、上記配合事例にて得られるそれぞれの値は次のようになる。
【００３９】
・気泡混合土重量：（原土＋固化材＋水＋気泡）の合計重量
＝１．５＋０．１５６＋０．３１２＋０．０３１６＝２．０ｔ
・気泡混合土強度：室内における一軸圧縮強度（ｑｕ２８）
＝１００ｋＮ／ｍ2以上
・気泡混合土体積：（原土＋固化材＋水＋気泡）の合計体積
＝１．０＋０．０５２＋０．３１２＋０．６３２＝２．０ｍ3
・気泡混合土の単位体積重量：気泡混合土重量／気泡混合土体積
＝２．０ｔ／２．０ｍ3＝１．０ｔ／ｍ3
・原土と気泡混合土の体積増加率：気泡混合土／原土
＝２／１＝２倍
なお、撹拌混合直後における気泡混合土の流動値としてテーブルフロー値での値として１３０ｍｍ以上となることを確認するものとする。
【００４０】
図７は上記気泡混合土化処理のためのシステムの概略を示す。このシステムでは、図示外のミキサーを主要素とするスラリープラント１５にて起泡材と固化材であるセメントミルク（セメントを水で溶かしたスラリー状のもの）とを混合して起泡材ミルクを製造した上で、この起泡材ミルクをグラウトポンプ１６と高圧ホース１７にて撹拌混合機６側に圧送することになる。なお、１８は起泡剤タンク、１９，２０は水槽、２１は固化材（セメント）サイロ、２２は発動発電機、２３はコンプレッサーである。また、上記撹拌混合機６は例えば作業系もしくは掘削系建設機械であるバックホウ４をベースマシン（母機）としてそのアーム５の先端に装着されているもので、後述するように地中に貫入した上で現位置土を掘削しながら先端の材料吐出口からエアミルクを吐出して現位置土との撹拌混合処理を施すことになる。
【００４１】
図８，９は上記撹拌混合機６の詳細を示しており、撹拌混合機６自体は、ブラケット２４付きの上下方向に延びるフレーム２５の上部の駆動輪２６と下部の従動輪２７との間にエンドレスなドライブチェーン２８を巻き掛けるとともに、そのドライブチェーン２８の外周に所定のピッチで複数の撹拌翼２９を装着したもので、フレーム２５の下端（先端）には材料吐出口３０を設けてある。そして、フレーム２５の上部に設けた油圧モータ３１の起動により各撹拌翼２９がドライブチェーン２８とともに周回移動して、それに併せてバックホウ４自体の推力により地中への貫入することにより、施工箇所の土砂の掘削と並行して先のエアミルクとの撹拌混合処理を施すことになる。
【００４２】
撹拌混合機６のフレーム２５上端のブラケット２４には発泡装置３２を設けてあり、先に述べた材料吐出口３０と発泡装置３２とは撹拌混合機６自体のフレーム２５に沿って配置した圧送管３３を介して相互に接続してあるとともに、発泡装置３２は先に述べた高圧ホース１７（図７参照）を介してグラウトポンプ１６に接続してある。そして、発泡装置３２に対しグラウトポンプ１６にて圧送されてきた起泡材ミルクとコンプレッサー２３からの圧縮空気を共に導入することで発泡化を促進させてフォーム状のエアミルクを積極的に形成し、そのエアミルクが先端の材料吐出口３０から吐出されることになる。なお、３４は圧縮空気導入用の配管である。
【００４３】
発泡装置３２は、図１０に示すように下方に向かって縮径化されているテーパ状のハウジング３５を主要素として構成されていて、ハウジング３４の上端には図８，９の高圧ホース１７および圧縮空気導入用の配管３４に接続されることになる導入管３６が、ハウジング３５の下端には同じく図８，９の圧送管３３に接続されることになる導出管３７がそれぞれ延長形成されている。また、ハウジング３５内には、発泡促進材として例えば金属基板に矩形もしくは丸い孔を無数に打ち抜き形成したいわゆるパンチングプレート製の多孔板３８を所定間隙を隔てながら複数枚積層配置してある。もちろん、上記パンチングプレートに代えて金属製もしくは樹脂製のメッシュプレートを用いることも可能である。そして、先に述べたように発泡装置３２に導入された起泡材ミルクと圧縮空気が上記多孔板３８を通過することによりその発泡化が促進されてエアミルクが製造され、その結果、撹拌混合機６の先端の材料吐出口３０からいわゆるフォーム状のエアミルクが吐出されることになる。
【００４４】
ここで、図１１には起泡剤と固化材であるセメントとが起泡材ミルクを経てエアミルクと化し、さらに最終的には気泡混合土になるまでの過程を模式的に示した。この過程を順に説明すれば次のとおりである。
【００４５】
（１）図７に示したように、最初に水槽１９または２０より１バッチ分の水をスラリープラント１５に投入し、次いで固化材サイロ２１より１バッチ分のセメントを軽量してスラリープラント１５に投入し、両者を混練してセメントミルクを製造する。
【００４６】
（２）起泡剤タンク１８からの起泡剤と水槽１９または２０からの水とをもって予め１５倍希釈した起泡材をスラリープラント１５に投入して、セメントミルクと混練して起泡材ミルクを製造する。
【００４７】
（３）起泡材ミルクをグラウトポンプ１６にて撹拌混合機６側の発泡装置３２まで圧送する。
【００４８】
（４）発泡装置３２では、先に述べたように圧送されてきた起泡材ミルクと共に圧縮空気を内部に導入してその発泡を促進させた上で、撹拌混合機６の先端の材料吐出口３０からフォーム状のエアミルクとして吐出させる。
【００４９】
（５）現位置にて原位置土とエアミルクとを撹拌混合することにより気泡混合土と化す。
【００５０】
ここでは、実施工に際して図１２に示すように２ｍ×２ｍ角の角柱状の改良柱体１を地面から深度１０ｍまで先に述べた気泡混合土をもって構築する場合を想定し、地面Ｇ上には改良対象領域を取り囲むように予め型枠３を立設しておく。
【００５１】
改良柱体１となるべきエアミルクを製造するための原土１ｍ3当たりの固化材等の配合は表２に示したとおりであって、固化材（セメント）０．１５６ｔ、水０．３１２ｍ3、起泡材０．０３１６ｍ3とする。また、気泡混合土の単位体積重量ρｔは１．０ｔ／ｍ3（ただし、±０．１とする）、気泡混合土の一軸圧縮強度ｑｕは５０ｋＮ／ｍ2（ただし、現場室内強度比１／２とした時の現場目標強度）とする。
【００５２】
図１２の（Ａ），（Ｂ）に示すように、撹拌混合機６の先端の材料吐出口３０（図９）からエアミルクを吐出しながら、その撹拌混合機６を地中に貫入して現位置土を掘削しながらエアミルクとの撹拌混合処理を施し、気泡混合土をもって２ｍ×２ｍ角で深度１０ｍの角柱状の改良柱体１を構築する。この場合、エアミルクの比重が０．５±０．０５であることを予め確認しておくものとする。また、撹拌混合処理直後の処理土は流動性を呈するようになるが、その処理土の流動値がテーブルフロー値にて１３０ｍｍ以上であることもまた確認する。
【００５３】
現位置における撹拌混合面積Ａは２ｍ×２ｍ＝４ｍ2、同じく現位置における撹拌混合深度は１０ｍであることから、現位置における撹拌混合土量は４ｍ2×１０ｍ＝４０ｍ3となる。この場合において、先に述べたように原土に対する気泡混合土の体積増加倍率が２倍であることから、４０ｍ3の原土はエアミルクと撹拌混合されることにより８０ｍ3の気泡混合土に増量される。そして、増量した分の気泡混合土が面積Ａの改良対象領域より上方に溢れ出して、図１２に示すように改良柱体１の上方であって且つ型枠３で囲まれた４．５ｍ四方の領域Ｂに深さ１．９８ｍの改良土層７が造成される。つまり、角柱状の改良柱体１と改良土層７とを区別しなければ、図１３の（Ａ），（Ｂ）に示すように現土が気泡混合土と化すことで増量されて全体としては断面形状が略Ｔ字状の改良地盤造成体３８が形成されたことになる。
【００５４】
こうして改良柱体１の構築とともにその上に改良土層７が造成されたならば、例えば１週間〜４週間程度の養生期間を経た上で型枠３を解体して撤去する。
【００５５】
すなわち、この実施例１では、平面形状が２ｍ×２ｍ角（面積Ａ）で深度が１０ｍの気泡混合土製の改良柱体１の上に平面形状４．５ｍ×４．５ｍ角（面積Ｂ）で深さ１．９８ｍの同じく気泡混合土製の改良土層７が造成されて、その面積比は２０．２５／４≒５．０６となり、Ａ＜Ｂを満たしていることになる。なお、本実施例１では面積Ａに対して面積Ｂは５．０６倍となったが、この値は原土の性状、気泡混合土の体積増加率あるいは撹拌混合深度等によっても変化することになるので、Ｂ／Ａは少なくとも１．２倍以上とすることが望ましい。
【実施例２】
【００５６】
図１４は実施例２を示す。この実施例２では、先の実施例１の工法を前提とした上で、互いに独立した多数の改良地盤造成体３８を規則性をもって所定のピッチで並設し、それらの多数の改良地盤造成体３８，３８‥の上に盛土体１２を造成するようにしたものである。
【実施例３】
【００５７】
図１５は実施例３を示す。この実施例３では、先の実施例１の工法を前提とした上で、多数の改良地盤造成体３８，３８‥を規則性をもって所定のピッチで並設するとともに、隣り合う改良地盤造成体３８，３８の上側の改良土層７，７同士を互いに連結し、それらの多数の改良地盤造成体３８，３８‥の上に盛土体２を造成するようにしたものである。
【実施例４】
【００５８】
図１６は実施例４を示す。この実施例４では、図１５に示した実施例３の工法を前提とした上で、多数の改良地盤造成体３８，３８‥における改良土層７の上面が地面とほぼ面一状態となるように施工を行い、多数の改良地盤造成体３８，３８‥の上に例えばコンクリート製の建物３９を構築するようにしたものである。
【実施例５】
【００５９】
図１７は実施例５を示す。実施例１では、図１３に示したように改良柱体１と改良土層７をもって断面形状が略Ｔ字状の改良地盤造成体３８を造成もしくは構築する場合の例を示しているのに対して、この実施例５では、例えば図１７に示すように地中に中空角筒状の改良柱体５１を構築する一方で、その上方に蓋をするような形態で改良土層５７を形成し、もって全体として断面略逆Ｕ字状の改良地盤造成体５８を造成もしくは構築するようにしたものである。
【実施例６】
【００６０】
図１８は実施例６を示す。この実施例６では、先の実施例５の工法を前提とした上で、互いに独立した多数の改良地盤造成体５８，５８‥を規則性をもって所定のピッチで並設し、それらの多数の改良地盤造成体５８，５８‥の上に盛土体２を造成するようにしたものである。
【実施例７】
【００６１】
図１９は実施例７を示す。この実施例７では、先の実施例６の工法を前提とした上で、多数の改良地盤造成体５８，５８‥を規則性をもって所定のピッチで並設するとともに、隣り合う改良地盤造成体５８，５８の上側の改良土層５７，５７同士を互いに連結し、それらの多数の改良地盤造成体５８，５８‥の上に盛土体２を造成するようにしたものである。
【実施例８】
【００６２】
図２０は実施例８を示す。この実施例８では、図１９に示した実施例７の工法を前提とした上で、多数の改良地盤造成体５８，５８‥における改良土層５７の上面が地面Ｇとほぼ面一状態となるように施工を行い、多数の改良地盤造成体５８，５８‥の上に例えばコンクリート製の建物３９を構築するようにしたものである。
【００６３】
ここで、上記各実施の形態では、現位置土を軽量土化するための空隙形成材として気泡を用いる場合について説明したが、これに代えて、例えば発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン等のビーズ状のものに代表されるような発泡性合成樹脂の小片であるいわゆる発泡ビーズを用いることも可能である。
【００６４】
この場合には、発泡ビーズと固化材であるセメントとを予め混合しておき、この混合物を先に述べた撹拌混合機６の材料吐出口３０から地中に吐出するとともに、水を同時吐出して、現位置土と発泡ビーズ、固化材および水を撹拌混合して流動性を有する混合軽量土を造成するものとする。一般的には、現土１ｍ3当たりに発泡ビーズ０．３〜２．０ｍ3と固化材５０ｋｇを撹拌混合して、０．６〜１．５ｔ／ｍ3の重量の混合軽量土とすることが望ましい。なお、空隙形成材として発泡ビーズを用いた現位置での混合軽量土工法は特開２００４−３００９１５号公報に詳しい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明方法によって造成された改良地盤の概略を示す図で、（Ａ）は地面下の平面説明図、（Ｂ）は造成された改良地盤の断面説明図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）共に図１の改良地盤の造成手順を示す工程説明図。
【図３】図２の（Ｂ）に続く造成手順の工程説明図で、（Ａ）は造成された改良地盤の断面説明図、（Ｂ）は造成された改良地盤の地面下の平面説明図。
【図４】図１における改良地盤の造成との比較のために従来工法の一例を示す図で、（Ａ）はその断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の地面下の平面説明図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）共に図４の改良地盤の造成手順を示す工程説明図。
【図６】図５の（Ｂ）に続く造成手順の工程説明図。
【図７】図１の改良地盤の造成のための気泡混合土施工システム全体の概略説明図。
【図８】図７のおける撹拌混合機の詳細を示す拡大図。
【図９】図８の側面説明図。
【図１０】図８，９における発泡装置の拡大断面説明図。
【図１１】起泡剤や固化材であるセメントが起泡材ミルクおよびエアミルクの状態を経て最終的に気泡混合土となるまでのプロセスを示す説明図。
【図１２】より具体的な造成方法の実施例１を示す図で、（Ａ）は改良柱体と改良土層とからなる改良地盤造成体を単独で造成する場合の平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の断面説明図。
【図１３】（Ａ）は図１２で造成される改良地盤造成体の平面説明図、（Ｂ）が同じくその断面説明図。
【図１４】より具体的な造成方法の実施例２を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）はその断面説明図。
【図１５】より具体的な造成方法の実施例３を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）はその断面説明図。
【図１６】より具体的な造成方法の実施例４を示す断面説明図。
【図１７】より具体的な造成方法の実施例５として図１３の変形例を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）はその断面説明図。
【図１８】より具体的な造成方法の実施例６を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）はその断面説明図。
【図１９】より具体的な造成方法の実施例７を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）はその断面説明図。
【図２０】より具体的な造成方法の実施例８を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１…改良柱体
２…盛土体
６…撹拌混合機
７…改良土層
１５…スラリープラント
２５…フレーム
２６…駆動輪
２７…従動輪
２８…ドライブチェーン
２９…撹拌翼
３０…材料吐出口
３２…発泡装置
３８…改良地盤造成体
５１…改良柱体
５７…改良土層
５８…改良地盤造成体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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