(57)【要約】  【課題】粘性土の場合でも均質な撹拌混合を行うことができ、かつ施工性、経済性に優れたソイルセメント改良体の築造方法およびその施工に適したアースオーガーを提供する。  【解決手段】アースオーガーを用いたソイルセメント改良体の築造において、セメントミルク１３の注入位置より上方のロッド６中間部にセメントミルク噴射用のジェットノズル口１１を設ける。掘削ヘッド４のビット近傍より注入されたセメントミルクと現位置土との撹拌混合に加え、ジェットノズル口１１からもセメントミルク１３を側方へ噴射させることで、セメントミルクと現位置土との撹拌混合効率を高める。また、ジェットノズル口１１からのセメントミルク１３の噴出方向には当て板１２を設け、セメントミルク１３の噴出範囲を限定させる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に掘削ビットを有するアースオーガーにより地盤を削孔するとともに、前記掘削ビット近傍よりセメントミルクを注入し、該アースオーガーのロッドに設けた撹拌翼により前記セメントミルクと現位置土とを撹拌混合し、土中にソイルセメント改良体を築造するソイルセメント改良体の築造方法において、前記セメントミルクの注入位置より上方のロッド中間部にセメントミルク噴射用のジェットノズル口を設け、前記掘削ビット近傍より注入されたセメントミルクと現位置土との撹拌混合に加え、前記ジェットノズル口からもセメントミルクを側方へ噴射させることで、前記セメントミルクと現位置土との撹拌混合効率を高めることを特徴とするソイルセメント改良体の築造方法。
【請求項２】
前記アースオーガーは２以上のロッドを並列させた多軸アースオーガーであり、前記ソイルセメント改良体はソイルセメント柱列壁であることを特徴とする請求項１記載のソイルセメント改良体の築造方法。
【請求項３】
ロッド先端の掘削ヘッドに掘削ビットとセメントミルクを吐出するための吐出口が設けられ、前記ロッドの外周部には前記セメントミルクと現位置土とを撹拌混合するための撹拌翼が設けられており、さらに前記ロッドの外周面にはセメントミルクを削孔内に高圧噴射するためのジェットノズル口が設けられていることを特徴とするアースオーガー。
【請求項４】
前記ジェットノズル口が、前記撹拌翼の下端より上方に１または複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のアースオーガー。
【請求項５】
前記ジェットノズル口からの前記セメントミルクの噴出方向にはセメントミルクの噴出範囲を限定させるための当て板が設けられていることを特徴とするアースオーガー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソイルセメント柱列壁や深層混合処理壁の構築に利用されるソイルセメント改良体の築造方法およびその施工に用いるアースオーガーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土留め・止水等のために、従来からソイルセメント柱列壁工法が広く用いられている。このソイル柱列壁は、アースオーガー等による掘削時にアースオーガー先端からセメントミルク等の注入液を注入し、掘削土と撹拌してソイルセメント柱体を地中に構築する際、このような柱体を重ね合わせて施工し柱列壁としたものである。
【０００３】
掘削は、先端に削孔ビットを有した、通常、３軸あるいは５軸のアースオーガーにより行っているが、粘性土による地盤を掘削する際には、次のような問題がある。
【０００４】
(1) 粘性土がアースオーガーの撹拌翼等に付着し、共回り現象によりセメントミルクと掘削土との混合撹拌が困難となる。
(2) 均質なソイルセメント柱体を構築し難く、十分混合撹拌しきれずに残った土塊がソイルセメント柱体中に残留して止水性に問題が生じる。
(3) 粘性土が付着したアースオーガーを引き上げる場合に、地上部で高圧洗浄機等を使用して人力で付着した粘性土の除去を行う必要が生じる。
【０００５】
これらの問題に対応すべく、一部ではセメントミルクに分散剤を添加し、粘性土を分散効果により流動化させて混合撹拌性能を向上させることが行われているが、十分な効果が得られていない。
【０００６】
この他、例えば、特許文献１には、ロッド部分にセメント系スラリー等の改良材を噴射する改良材噴射口を設けるとともに、改良材が改良範囲外に行かないよう、易撓性長細部材に改良材を衝突させるための反射板を設けた地盤改良装置が記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、先端に掘削ビッドと、その直上部にジェット噴射装置を設置した矩形断面の地盤改良を行うための工法および装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−３２１２４０号公報
【特許文献２】特開平０６−０３３４４４号公報
【特許文献３】特開平０７−１５８０５８号公報
【特許文献４】特開２０００−２９０９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
引用文献１記載の装置は、撹拌翼がピアノ線材等の易撓性長細部材からなるものであり、主として高含水の超軟弱地盤での使用を考慮したものであるが、掘削後のロッドを引き上げる際に改良材を噴射し掘削土と混合撹拌するものであり、掘削しながら混合撹拌を行うものではなく、良質なソイルセメント柱体は得難い。
【００１０】
引用文献４記載の工法および装置は、ジェット噴射ロッドを掘削両軸間の中間部に別途設置し、ロッドを回転させて矩形断面を作成するようにしたものであり、削孔内の不撹拌土の撹拌効率を高めることを目的としたものではない。
【００１１】
本発明は、上述のような背景のもとに開発されたものであり、粘性土の場合でも均質な撹拌混合を行うことができ、かつ施工性、経済性に優れたソイルセメント改良体の築造方法およびその施工に適したアースオーガーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、先端に掘削ビットを有するアースオーガーにより地盤を削孔するとともに、前記掘削ビット近傍よりセメントミルクを注入し、該アースオーガーのロッドに設けた撹拌翼により前記セメントミルクと現位置土とを撹拌混合し、土中にソイルセメント改良体を築造するソイルセメント改良体の築造方法において、前記セメントミルクの注入位置より上方のロッド中間部にセメントミルク噴射用のジェットノズル口を設け、前記掘削ビット近傍より注入されたセメントミルクと現位置土との撹拌混合に加え、前記ジェットノズル口からもセメントミルクを側方へ噴射させることで、前記セメントミルクと現位置土との撹拌混合効率を高めることを特徴とするものである。
【００１３】
すなわち、本発明のソイルセメント改良体の築造方法では、地盤の掘削時に、従来からの掘削ヘッドに設けられた吐出口からのセメントミルクによる現位置での掘削土砂との撹拌混合に加え、ジェットノズル口からのセメントミルクの高圧噴射によるさらなる撹拌混合が行なわれ、このような二重の撹拌混合を行うことにより、十分混合撹拌しきれずに残った土塊も解砕されるので、均質なソイルセメント柱体が得られる。
【００１４】
使用するアースオーガーは単軸の場合もあるが、２以上のロッドを並列させた３軸、５軸といった多軸アースオーガーの場合が多い。
【００１５】
本発明でいうソイルセメント改良体は、土留壁、止水壁等に用いられるソイルセメント柱列壁の場合が主であるが、その他深層混合処理壁等にも適用できる。
【００１６】
また、本発明でいうセメントミルクは、従来、ソイルセメント柱列壁や深層混合処理壁等で用いられているセメント系注入液一般を指す、必要に応じ各種混和剤その他を配合してもよく、またアースオーガーの先端部から注入されるセメントミルクと、ジェットノズル口から噴射さあれるセメントミルクとで異なる配合を用いてもよい。
【００１７】
アースオーガーとしては、ロッド先端の掘削ヘッドに掘削ビットとセメントミルクを吐出するための吐出口が設けられ、ロッドの外周部にセメントミルクと現位置土とを撹拌混合するための撹拌翼が設けられた通常のアースオーガーについて、さらにロッドの外周面にセメントミルクを削孔内に高圧噴射するためのジェットノズル口を設けたものを使用することができる。
【００１８】
ジェットノズル口は、通常、撹拌翼の下端より上方に１つ設ければよいが、ジェットノズル口を複数、分散させて設けてもよい。
【００１９】
また、高圧で噴射されるセメントミルクが、削孔の径を超えて無駄に消費されないように、セメントミルクの噴出方向にセメントミルクの噴出範囲を限定させるための当て板を設けることが望ましい。
【００２０】
当て板を設けることにより、高圧噴射したセメントミルクを混合撹拌領域以外に逸散させることなく、撹拌翼による撹拌効果の及ぶ混合撹拌領域内に存在させることができるので、原位置での掘削土とセメント系注入液との混合が十分行える。
【００２１】
アースオーガーにおける撹拌翼は、その形状や寸法について特に限定されないが、螺旋状撹拌翼であるのが好ましい。螺旋状撹拌翼であれば、上記ジェットノズル口と当て板が設けやすく、また、ジェットノズル口からの高圧噴射による噴射混合と螺旋状撹拌翼による撹拌混合との相乗効果が得られやすく、均質なソイルセメント柱体が得られやすい。
【００２２】
本発明では、ジェットノズル口からセメントミルクを高圧噴射するが、噴射圧力は５〜１０ＭＰａ程度が好ましい。噴射圧力が低すぎると削孔内に残った土塊に対する噴射混合効果が不十分となる恐れがあり、逆に高すぎても均質な混合が得難くなるだけでなく混合撹拌領域以外に逸散され、セメントミルクの一部が無駄に消費される恐れがある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のソイルセメント改良体の築造方法によれば、アースオーガー先端部からのセメントミルクの注入、撹拌混合に加え、ロッド中間部のジェットノズル口からのセメントミルクの噴射が併用されることで、削孔内のソイルセメントの品質が均質となり止水性が向上する。
【００２４】
また、アースオーガーへの粘性土の付着が抑えられ、共回り現象が生じ難く、現位置の粘性土が容易に混合撹拌されるため、従来のように注入率を多くしてソイルセメントの流動性を高める必要がなくなり、付随的に発生残土の低減にもつながることとなる。
【００２５】
さらに、本発明によれば、アースオーガーに付着した粘性土の高圧洗浄機等による除去作業も軽減され、アースオーガー引上げ時の清掃作業の省力化につながる。
【００２６】
装置に関しては、従来からあるアースオーガーの一部を改良すればよいので、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】発明で用いるアースオーガーの概要を示す全体図である。
【図２】本発明におけるジェットノズル口と当て板の配置例を示したもので、(a)は平断面図、(b)は正面図である。
【図３】ジェットノズル口からのセメントミルクの高圧噴射状況を示したもので、(a)は正面図、(b)は平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明で用いるアースオーガーの一例として３軸アースオーガーの概要を全体図として示したである。
【００３０】
アースオーガー１の本体部分は、従来から使用されているアースオーガーと同じであり、掘削ヘッド４の先端部に掘削ビット２とセメントミルクを吐出するための吐出口３を備え、ロッド６の外周に螺旋状撹拌翼５を備えている。
【００３１】
本実施形態では、このようなアースオーガー１について、撹拌ロッド６の螺旋状撹拌翼５、５間に、セメントミルクを高圧噴射するためのジェットノズル口１１と噴出範囲を限定するための当て板１２を設けている。
【００３２】
吐出口３とジェットノズル口１１は、各々別々にセメントミルクを供給するための供給管（図示省略）に接続されている。ジェットノズル口１１からのセメントミルクの高圧噴射は、従来の深層混合処理などの地盤改良用の高圧噴射工法と同様の機構のものを利用することができるが、深層混合処理と比べると、通常はより低圧となる。
【００３３】
図２は、本発明におけるジェットノズル口１１と当て板１２の配置例を示したものである。
【００３４】
アースオーガー１（図１の３軸アースオーガーの場合）の各ロッド６には螺旋状撹拌翼５が設けられており、螺旋状撹拌翼５、５間には、ジェットノズル口１１と当て板１２が１セットずつ設けられている。
【００３５】
この例では、各撹拌ロッド６に１セットずつであるが、必要に応じて、横方向や上下方向に複数セット設けてもよい。螺旋状撹拌翼５は従来から用いられているものと同様でよい。
【００３６】
ジェットノズル口１１の口径は２.５ｍｍ程度である。
当て板１２は、Ｌ字型の鉄製のプレートからなり、厚みは２０ｍｍ程度である。
【００３７】
幅や長さや立設部の高さ等の寸法は、ジェットノズル口１１からのセメントミルクの高圧噴射距離を抑制できれば特に限定されないが、例えば、幅８０〜１２０ｍｍ、長さ１４０〜２９０ｍｍ（撹拌翼の翼径よりやや小さ目程度）、立設部の高さ８０ｍｍ程度が好ましい。
【００３８】
当て板１２は、ジェットノズル口１１の下方の撹拌ロッド６の外周面に図２に示すようにして設けられる。ジェットノズル口１１からの距離は、ジェットノズル口１１からのセメントミルクの高圧噴射距離を抑制できれば特に限定されないが、例えば、１５〜２０ｃｍである。
【００３９】
図３は、ジェットノズル口からのセメントミルクの高圧噴射状況を示したものである。
【００４０】
セメントミルク１３は、ジェットノズル口１１から下方の当て板１２に向けて高圧噴射される。
【００４１】
噴射圧力は５〜１０ＭＰａ程度であり、噴射されたセメントミルク１３は、当て板１２に当たって跳ね返り噴射距離が制御される。噴射距離が制御されることにより、セメントミルク１２と、螺旋状撹拌翼５内に存在する掘削土と吐出口からのセメントミルクとの撹拌混合物との撹拌混合が無駄なくより均質に行える。
【００４２】
施工手順の一例としては、まずアースオーガー１（この例では、螺旋状撹拌翼を備えた３軸オーガ）の掘削ヘッド４に取り付けられている掘削ビット２により地盤を所定深度まで掘削しながら、吐出口３からセメントミルクを吐出し掘削土砂と撹拌混合する。
【００４３】
同時に、掘削ヘッド４の上方の撹拌ロッド６に設けられているジェットノズル口１１からセメントミルクを高圧噴射し、当て板１２により跳ね返った該セメントミルクと前記撹拌混合による混合物を螺旋状撹拌翼５により撹拌混合し、十分混合撹拌しきれずに残った土塊を解砕する。
【００４４】
セメントミルクの種類、濃度等は、両方で同じでも良く変えても良い。
【００４５】
この状態からさらに、撹拌ロッド６を上下して、セメントミルクと掘削土砂とを反復混練し、吐出口３からセメントミルクを注入しつつ、撹拌ロッド６を逆回転させてアースオーガー１を引き上げ、ソイルセメント柱体（第１エレメント）を構築する。この時は、ジェットノズル口１１からセメントミルクを高圧噴射せず、吐出口３からの吐出のみとすることができる。
【００４６】
以下は、従来のＳＭＷ工法などと同様に、第２のソイルセメント柱体（第２エレメント）を構築し、第１エレメントと第２エレメントとの間に第３エレメントを構築するといった手順で、ソイルセメント柱列壁（ＳＭＷ）を造成することができる。
【００４７】
このように、本発明のアースオーガーを用いた本発明のソイルセメント柱体の構築方法は、従来のＳＭＷ工法を大きく変えることがないので、経済的かつ効率的である。
【符号の説明】
【００４８】
１…アースオーガー、２…掘削ビット、３…吐出口、４…掘削ヘッド、５…螺旋状撹拌翼、６…ロッド、
１１…ジェットノズル口、１２…当て板、１３…セメントミルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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