JP2010275851A - 表層地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉塵が発生せず、固化材スラリーを地盤表面に均一に散布でき、表層地盤の改良工事を効率良く行うことのできる表層地盤改良工法を提案すること。
【解決手段】表層地盤改良工法Ｓは、バックホー１０を用いて、そのミキシングバケット１２に取り付けたスラリー散布ノズル１３から表層地盤に固化材スラリーを均一に散布し（スラリー散布工程Ｓ６）、固化材スラリーで湿潤した表層地盤を、バックホー１０によって掘削し、掘削土を固化材スラリーと攪拌混合する（掘削・攪拌混合工程Ｓ７）。表層地盤の掘削・攪拌混合時に粉塵が発生しない。また、バックホー１０を用いて固化材スラリーの散布および表層地盤の掘削・攪拌混合を連続して行うことができるので、効率良く作業を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉塵を発生させることなく効率良く住宅用地、工場用地などにおいて表層地盤改良工事を行うことのできる表層地盤改良工法に関する。

軟弱地盤の表層改良工事においては、一般に、地盤上にクレーンなどを用いてセメント系などの固化材が充填されたフレコンを吊り下げ、フレコン下部の開口部から粉体状の固化材を地盤表面に散布し、散布後にバックホーなどの重機を用いて地盤表層土と固化材を混合攪拌して地盤を改良し、しかる後に、改良地盤表面の整地・転圧を行っている。この方法では、固化材の散布時、地盤表層土と固化材の混合攪拌時に、固化材、掘り返した表層土などが飛散して工事現場周辺に悪影響を与えてしまう。また、多量の粉塵が発生している状態で作業を行う必要があるので作業環境も極めて悪い。

そこで、固化材を水などに混練した固化材スラリーを用いて表層地盤改良工事を行うことが考えられる。たとえば、特許文献１に記載されているように、最初に地盤を掘削し、掘削後に水性スラリーを散布し、掘削土と水性スラリーを混合攪拌して、掘削した地盤土を硬化させる工法を採用することが考えられる。また、スラリーを地盤表面の各部に均一に混合するためには、特許文献２に記載されているように、地盤表面に複数の溝、穴を掘削し、固化材スラリーを溝、穴に打設し、しかる後に、固化材スラリーと地盤土とを混合攪拌する工法を採用することが考えられる。

特開２００７−１２０３０２号公報 特開２００８−１６９５６３号公報

しかしながら、上記のいずれの工法においても、最初の地盤掘削時に掘削土が飛散するので粉塵発生を抑制できない。また、固化材スラリーを地盤表面の各部に均一に行き亘るようにするために溝、穴などを等間隔に掘削する必要があるが、このような溝、穴は本来不要な作業であるので、作業効率が悪いという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、粉塵を発生させることなく、また、固化材スラリーを地盤表面に均一に散布でき、しかも表層地盤の改良工事を効率良く行うことのできる表層地盤改良工法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の表層地盤改良工法は、
改良対象の地盤表面に固化材スラリーを散布するスラリー散布工程と、
固化材スラリー散布後の地盤表面を所定の深さで掘削しながら、掘削土を攪拌混合する掘削・攪拌混合工程と、
攪拌混合した後の掘削土の表面を均しながら転圧する整地・転圧工程とを有することを特徴としている。

本発明では、最初に、改良対象の地盤表面に固化材スラリーを散布し、固化材スラリーによって湿って粉塵が発生しない状態になった地盤表面を掘削しながら掘削土の攪拌混合作業を行うので、従来の工法に比べて粉塵の発生を抑制できる。

また、本発明では、前記掘削・攪拌混合工程では、必要に応じて、前記固化材スラリーを散布しながら前記地盤表面の掘削、攪拌混合を行うことを特徴としている。

固化材スラリーを散布することによって湿った状態にある地盤表面を掘削する際にも固化材スラリーを散布することにより、掘削土に固化材スラリーが十分に行き亘り、固化材スラリーが十分に供給されずに地盤改良が不十分な改良土部分が発生してしまうことを確実に防止できる。なお、掘削・攪拌混合工程においても、継続して、あるいは断続的に固化材スラリーを散布しながら地盤の掘削、攪拌混合を行うようにしてもよい。

さらに、本発明では、バックホーの地盤掘削用のバケットにスラリー散布ノズルを取り付け、このスラリー散布ノズルにスラリータンクから前記固化材スラリーを圧送できるようにしておき、前記スラリータンクから圧送される前記固化材スラリーを前記スラリー散布ノズルから前記地盤表面に散布することを特徴としている。

バックホーのバケットにスラリー散布ノズルを取り付けておくことにより、バックホーを操作して広範囲の地盤表面に対して均一に固化材スラリーを散布する作業を簡単かつ効率良く行うことができる。

また、本発明では、前記バックホーの前記バケットに、掘削土攪拌混合用の回転式の攪拌翼を取り付けておき、前記掘削・攪拌混合工程では、前記バケットによる掘削土を、回転駆動している前記攪拌翼によって攪拌混合することを特徴としている。

バケットにスラリー散布ノズルおよび攪拌翼を取り付けておくことにより、スラリー散布作業、表層地盤の掘削・攪拌混合作業を一台のバックホーで行うことができるので、作業の効率化を図ることができる。

ここで、前記バックホーの前記バケットに攪拌切刃を固定しておき、前記掘削・攪拌混合工程では、前記バケットによる掘削土を、回転駆動している前記攪拌翼と、固定側の前記攪拌切刃とによって攪拌混合することにより、効率良く掘削土の攪拌混合を行うことができる。

また、前記スラリー散布ノズルとしては、ノズル先端に向かって前記バケットの幅方向に広がっているノズル本体と、このノズル本体の後端に接続されたスラリー供給ホースと、前記ノズル本体を前記バケットに対して着脱可能に取り付けている着脱金具とを備えたものを用いることが望ましい。

この構成のスラリー散布ノズルは、ノズル先端が広幅となっているので、固化材スラリーを地盤表面に対して均一に散布するのに適している。また、スラリー散布ノズルをバケットに対して着脱式にしておくことにより、作業後のスラリー散布ノズルの清掃作業、メンテナンスを簡単に行うことができる。

次に、バックホーを用いる代わりに、クローラ式あるいはタイヤ式の走行機の前端部に、ロータドラム式あるいはチェーン式の掘削・攪拌混合用の作業機が搭載されているスタビライザを用いて、前記スラリー散布工程および前記掘削・攪拌混合工程を行うことができる。この場合には、前記スラリー散布工程では、前記スタビライザの前記走行機の後端部に取り付けたスラリー散布ノズルに、スラリータンクから前記固化材スラリーを圧送し、前記スタビライザを走行させながら、前記スラリー散布ノズルから前記地盤表面に前記固化材スラリーを散布すればよい。

また、前記掘削・攪拌混合工程では、前記スタビライザの前記掘削・攪拌混合用の作業機によって前記地盤表面を掘削・混合攪拌しながら、前記スラリー散布ノズルから前記固化材スラリーを散布すればよい。

次に、前記スラリー散布ノズルとして、噴射方向に沿って散布幅が前記スタビライザの幅方向に広がるように固化材スラリーを散布可能なものを用いることが望ましい。また、前記スラリー散布ノズルを、前記スタビライザの前記走行機の後端部に対して着脱可能に取り付けることが望ましい。

このようにすれば、固化材スラリーをスタビライザの走行方向に対して直交する方向に線状に散布できるので、固化材スラリーを地盤表面に対して均一に散布するのに適している。また、スラリー散布ノズルを着脱式にしておくことにより、作業後のスラリー散布ノズルの清掃作業、メンテナンスを簡単に行うことができる。

本発明によれば、従来に比べて粉塵を発生させることなく表層地盤改良工事を行うことができる。また、改良対象の表層地盤に対して均一に固化材スラリーを散布できるので、改良土において固化材スラリーの供給が不十分なために十分が硬度が得られない部分が発生するという弊害も発生しない。さらに、一台のバックホーを用いて固化材スラリーの散布作業と表層地盤の掘削および攪拌混合作業を連続して行うことができるので、表層地盤改良工事の作業効率を高めることができる。

本発明を適用した表層地盤改良工法の実施の形態を示す工程図である。 図１の工法に用いる施工管理システムを示す概略構成図である。 図１の工法を実施するために用いるバックホーのミキシングバケットの例を示す正面図および側面図である。 図３のミキシングバケットに取り付けたスラリー散布ノズルの例を示す平面図、正面図および側面図である。 バックホーによる固化材スラリーの散布作業を示す説明図である。 図２の施工管理システムの施工管理データ出力例を示す説明図である。 図１の工法に用いるスタビライザを示す平面図、側面図、正面図および背面図である。 図７のスタビライザに取り付けたセメントミルク噴射ノズルを示す説明図である。 本発明の工法に用いるバックホーを示す説明図である。 図９のバックホーを用いた施工管理システムを示す概略構成図である。 図９のバックホーのミキシングバケットの例を示す正面図および断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した表層地盤改良工法の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る表層地盤改良工法の作業手順を示す工程図である。表層地盤改良工法Ｓの作業は、まず、改良対象の現地において表層地盤の地質などを調査する現地調査工程Ｓ１からはじまる。次に、現地調査結果に基づき固化材スラリーの配合試験を行う配合試験工程Ｓ２を行い、これに基づき、必要とされる改良地盤が得られるように、固化材スラリーの成分配合比、土壌への注入量、表層地盤の掘削深さなどを決めて、施工計画書を作成する施工計画書作成工程Ｓ３を行う。

次に、作業現場にプラント機材を搬入して組み立てるプラント搬入・組立工程Ｓ４を行い、現場に、バックホーなどの重機を搬入すると共に固化材スラリーを混練するためのバッチャープラントの機材を搬入して設置する。この後は、現場の表層地盤の表面に墨出しなどを行い、固化材スラリーの散布範囲を決める散布範囲位置出し工程Ｓ５を行う。

実際の地盤改良作業においては、バッチャープラントにおいて固化材スラリーを混練して調製し、後述のバックホーを用いて散布範囲に均一に固化材スラリーを散布するスラリー散布工程Ｓ６を行う。次に、固化材スラリーを散布して湿潤状態になった後の表層地盤を一定の深さで掘削しながら、掘削土を攪拌混合する掘削・攪拌混合工程Ｓ７を行う。最後に、震動ローラなどを用いて攪拌混合後の改良土を整地して転圧して平坦面にする整地・転圧工程Ｓ８を行う。これにより、所定厚さで改良土が転圧された改良地盤面が形成される。

図２は表層地盤改良工法に用いる施工管理システムの一例を示す概略構成図である。施工管理システム１はシーケンサー２を中心に構成されている。シーケンサー２には、バックホー１０のブーム１１の先端に取り付けたミキシングバケット１２に搭載されている深度計３から掘削深度（攪拌深度）を表す信号が入力される。また、シーケンサー２には流量計４から、バッチャープラント２０（スラリータンク）からグラウトホース１４（スラリー供給ホース）を介してバックホー１０のミキシングバケット１２に取り付けたスラリー散布ノズル１３に供給される固化材スラリー（セメントミルク）の流量を表す信号が入力される。流量計４はバッチャープラント２０、バックホー１０、あるいは、これらの間を連通しているグラウトホース１４に配置される。

シーケンサー２は、スラリー散布工程Ｓ６においては、流量計４からの信号に基づき、表層地盤に散布される固化材スラリーの量を管理する。また、掘削・攪拌混合工程Ｓ７においては、深度計３からの信号に基づき、表層地盤の掘削深度を管理する。表層地盤が固い場合にはスラリー散布ノズル１３から固化材スラリーを掘削場所の地盤に注入して所定の掘削深度が得られるようにする。また、作業員が目視によって固化材スラリーの散布が不十分であると判断した部位にも固化材スラリーを散布することができる。なお、掘削・攪拌混合工程Ｓ７において、継続して、あるいは断続的に固化材スラリーを散布しながら、地盤の掘削、攪拌混合を行うこともできる。

シーケンサー２は、表層地盤改良作業時における施工管理情報（ミキシングバケット１２による掘削深度、固化材スラリー注入量など）を、タッチパネル式の表示器５にリアルタイムで表示すると共にメモリー６に記憶保持する。また、施工管理情報などを、タッチパネル５ａからの入力指令に基づきプリンター７を介して出力可能である。メモリー６に記憶保持された施工管理情報はパーソナルコンピューター８に取り込み可能であり、また、そこに接続されている出力装置９（モニター、プリンターなど）に出力可能である。

シーケンサー２、表示器５、メモリー６は、たとえば、バックホー１０の運転席の部分に搭載される。勿論、これ以外の場所に設置することも可能である。

次に、図３（ａ）および（ｂ）はバックホー１０のブーム１１の先端に取り付けられているミキシングバケット１２を示す正面図および側面図であり、図４（ａ）〜（ｃ）はミキシングバケット１２に取り付けられているスラリー散布ノズル１３を示す平面図、正面図および側面図である。

図３に示すように、ミキシングバケット１２は、バケット本体部分１２１と、このバケット本体部分１２１の先端開口縁に沿って取り付けられた複数枚の掘削刃１２２と、ブーム１１の先端に取り付けられている取付用ブラケット１２３とを備えている。また、バケット本体部分１２１には、その内部においてバケット幅方向に油圧回転式の攪拌翼１２４が架け渡されている。攪拌翼１２４は、バケット本体部分１２１の左右の側板部分の間に架け渡されている攪拌軸１２４ａと、この攪拌軸１２４ａに取り付けられた複数枚の翼板１２４ｂとを備えている。各翼板１２４ｂは、攪拌軸１２４ａの軸線方向に沿って一定の間隔で配置され、軸線に直交する状態に攪拌軸１２４ａに取り付けられている。

ここで、バケット本体部分１２１における取付用ブラケット１２３の側の部位には、スラリー散布ノズル１３が着脱可能に取り付けられている。スラリー散布ノズル１３は、ノズル本体部分１３１と、このノズル本体部分１３１をバケット本体部分１２１に着脱可能に取り付けている着脱金具１３２とを備えている。

ノズル本体部分１３１は、その後端側の部分が円筒部１３１ａとなっており、この円筒部１３１ａの後端にグラウトホース１４が接続されている。円筒部１３１ａの先端に連続して前方に向かって正面形状が円錐台状に広がっている扁平ノズル部分１３１ｂが形成されている。この扁平ノズル部分１３１ｂの側面形状は先端に向かって先細りとなった円錐台形状をしている。したがって、扁平ノズル部分１３１ｂの先端に開口しているスラリー吐出口１３１ｃは、バケット幅方向に長いスリット状となっている。

図５はバックホー１０による固化材スラリーの散布作業を示す説明図である。スラリー散布ノズル１３からは、固化材スラリーがバケット幅方向に線状に広がる状態に吹き出され、表層地盤の表面に対して広幅で線状に散布される。したがって、バックホー１０を前後に移動させることにより、また、定位置において、ミキシングバケット１２を前後方向に移動させることにより、表層地盤の表面に対して均一に固化材スラリーを散布することができる。なお、作業後などにおいては、スラリー散布ノズル１３をミキシングバケット１２から取り外すことができるので、その清掃作業などを簡単に行うことができる。

次に、図６は施工管理システム１による施工管理データの出力例を示す説明図である。この図に示すグラフの横軸は作業経過時間（秒）を表し、縦軸は掘削深度（ｍｍ）および注入量（リットル）を表す。また、折れ線Ａはバックホー１０による表層地盤の掘削深度（ｍｍ）の変化を示し、破線による折れ線Ｂは固化材スラリーの積算注入量（リットル）を示している。施工管理システム１により、固化材スラリーの注入量および掘削深度をリアルタイムに管理することができる。また、これらのデータを出力表示して作業員が確認することができる。

（実施の形態２）
本発明を適用した実施の形態２に係る表層地盤改良工法は、実施の形態１と同様の工程（図１参照）により地盤改良を行うものであるが、バックホー１０の代わりにスタビライザを用いて地盤改良作業を行うようにしている。

図７（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２の表層地盤改良工法に用いるスタビライザを示す平面図、側面図、正面図および背面図である。図８はスタビライザに取り付けたセメントミルク噴射ノズル（固化材スラリー散布ノズル）を示す説明図である。

一般に、スタビライザは走行機と、走行機に搭載された掘削・攪拌混合用の作業機から構成されている。走行機はタイヤ式とクローラ式の２つの走行方式に大別され、作業機はロータドラム式とチェーン式に分けられる。図７に示すスタビライザ２００は、クローラ式の走行機２０１の前端部に、ロータドラム式の掘削・攪拌混合用の作業機２０２が搭載された形式のものである。

作業機２０２は、幅方向の両端が４節のリンク機構２０３を介して走行機２０１の前端部に取り付けられている作業機フレーム２０４を備えている。この作業機フレーム２０４には幅方向に水平に攪拌ロータ２０５のロータ軸２０５ａが架け渡されており、ロータ軸２０５ａには放射状にロータ翼２０５ｂが取り付けられている。ロータ軸２０５ａの両端部は左右の駆動力伝達機構２０６、２０７を介して、作業機フレーム２０４に搭載されている左右の駆動モータ２０８、２０９に連結されている。また、攪拌ロータ２０５の上方には、これを覆う状態にフード２１０が作業機フレーム２０４に取り付けられている。さらに、作業機２０２は、走行機２０１に取り付けた起伏用の油圧シリンダ２１１によって図において想像線で示す位置から実線で示す位置までの間で起伏可能である。

走行機２０１の後端にはセメントミルク噴射ノズル２１２（固化材スラリー散布ノズル）が着脱可能に取り付けられている。セメントミルク噴射ノズル２１２は、走行機幅方向に水平に延びるノズル取付部材２１３に取り付けられており、ノズル取付部材２１３は、ボルトなどの締結用金具（図示せず）によって、走行機２０１の後端部２０１ｂに対して着脱可能となっている。セメントミルク噴射ノズル２１２は、たとえば６０度のノズル開度でセメントミルク（固化材スラリー）を線状に噴射可能な左右一対のノズル口２１２ａ、２１２ｂと、これらのノズル口２１２ａ、２１２ｂが下向き状態で垂直に接続されている連通管２１２ｃとを備えている。連通管２１２ｃには、セメントミルク供給管２１４が接続されており、このセメントミルク供給管２１４は、固定した位置に設置されているスラリータンク（図示せず）に接続されている。

ここで、スタビライザ２００の各部には各種の検出器が取り付けられている。作業機２０２の攪拌ロータ２０５の深度を検出するために、油圧シリンダ２１１および駆動力伝達機構２０６の部分に、それぞれ、深度検出センサ２１５、２１６が取り付けられている。これらの深度検出センサ２１５としてはストローク量を検出するためのストロークセンサ、磁気スケールセンサなどを用いることができる。また、攪拌ロータ２０５の回転数を検出するためのセンサ２１７が取り付けられている。センサ２１７としては、近接センサ、磁気スケールセンサなどを用いることができる。さらに、スタビライザ２００の移動量を検出するために、地盤面に設置した距離計スタンド２１８からの距離を測定するための距離計リール２１９が走行機２０１の後端側部に取り付けられている。一方、セメントミルク供給管２１４には電磁流量計２２０が取り付けられており、セメントミルク投入量を測定できるようになっている。

スタビライザ２００の運転室２２１には施工管理装置２２２およびプリンタユニット２２３が搭載されている。施工管理装置２２２は、図２に示す施工管理システム１におけるシーケンサー２と同様に機能する。すなわち、施工管理装置２２２は、スタビライザ２００に取り付けた深度検出センサ２１５、２１６の出力からロータ掘削深度（攪拌深度）を検出する。また、電磁流量計２２０から、スラリータンクからセメントミルク噴射ノズル２１２に供給されるセメントミルク（固化材スラリー）の流量を表す信号が入力される。

施工管理装置２２２は、スラリー散布工程Ｓ６（図１参照）においては、電磁流量計２２０からの信号に基づき、表層地盤に散布されるセメントミルクの量を管理する。また、攪拌混合工程Ｓ７（図１参照）においては、深度検出センサ２１５、２１６からの信号に基づき、攪拌ロータによる表層地盤の掘削深度を管理する。表層地盤が固い場合にはセメントミルク噴射ノズル２１２からセメントミルクを掘削場所の地盤に注入して所定の掘削深度が得られるようにする。また、作業員が目視によってセメントミルクの散布が不十分であると判断した部位にもセメントミルクを散布することができる。なお、攪拌混合工程Ｓ７において、継続して、あるいは断続的にセメントミルクを散布しながら、地盤の掘削、攪拌混合を行うこともできる。

施工管理装置２２２は、表層地盤改良作業時における施工管理情報（掘削深度、セメントミルク投入量／平方メートル、投入量の積算値、攪拌ロータ回転数／１ｍ当たりの区間回転数、施工日時、施工開始時刻、施工終了時刻など）を記録すると共に表示可能である。

（実施の形態３）
本発明を適用した実施の形態３に係る表層地盤改良工法は、実施の形態１と同様の表層地盤改良工程により地盤改良工事を行うものであり、図９は地盤改良工事用のバックホー（油圧ショベル）を示す説明図であり、図１０は地盤改良工事用の施行管理システムの一例を示す概略構成図である。

図９を参照して説明すると、バックホー３００は、その旋回式の本体３０１に油圧駆動によって起伏可能に取り付けられているブーム３０２と、ブーム３０２の先端に油圧駆動によって起伏可能に取り付けられているアーム３０３と、アーム３０３の先端に油圧駆動により旋回可能に取り付けられているミキシングバケット３０４とを備えている。ミキシングバケット３０４には、油圧モータであるミキシングバケットモータ３０５と、スラリー噴射ノズル３０６とが搭載されている。スラリー噴射ノズル３０６はスラリー供給ホース３０７を介して工事現場に設置されたスラリータンク３０８に繋がっている。スラリータンク３０８からセメントミルクがスラリー噴射ノズル３０６に圧送されるようになっている。

バックホー３００のブーム３０２の後端部の側面には角度検出器３０９が取り付けられており、当該ブーム３０２の垂直あるいは水平に対する傾斜角度が検出されるようになっている。同様に、アーム３０３の後端部の側面にも角度検出器３１０が取り付けられており、当該アーム３０３の垂直あるいは水平に対する傾斜角度が検出されるようになっている。また、スラリー供給ホース３０７にはセメントミルク流量計３１１（電磁流量計）が配置されており、ここを介して供給されるセメントミルクの流量が測定されるようになっている。

図１０を参照して説明すると、施工管理システム３２０はコンピュータを中心に構成される施工管理装置３２１を備えている。施工管理装置３２１には、バックホー３００のブーム３０２およびアーム３０３に取り付けた角度検出器３０９、３１０から角度検出信号が供給される。施工管理装置３２１は、供給された角度検出信号に基づき、ミキシングバケット３０４の掘削深度データを演算して表示できるようになっている。すなわち、角度検出器３０９、３１０によりブーム３０２およびアーム３０３の垂直方向あるいは水平方向に対する傾斜角度が検出され、これらの角度に基づき、アーム先端ピンの高さ位置が掘削深度として算出される。

また、施工管理装置３２１には、油流量計３２２（容積式流量計）による流量計測信号が供給される。油流量計３２２は、バックホー３００の油圧回路３２３からミキシングバケットモータ３０５に作動油を供給するための油圧管３２４に配置されている。施工管理装置３２１では、この流量計測信号、すなわち、ミキシングバケットモータ３０５に供給される油流量に基づき、詳細構造を後述するミキシングバケット３０４の回転部の回転数および羽根切り回数が演算される。ミキシングバケット３０４の回転部の回転数を直接に検出すればよいが、当該回転部は、掘削土が攪拌混合される部分であり、電気配線等を引き回すことが困難である。そこで、本例では、ミキシングバケットモータ３０５に対する油供給量に基づき回転部の回転数を演算するようにしている。

さらに、施工管理装置３２１には、セメントミルク流量計３１１から流量測定信号が供給される。セメントミルク流量計３１１の流量測定信号に基づき、施工管理装置３２１では、スラリー噴射ノズル３０６から噴射されたセメントミルク噴射量（注入量）が積算される。

施工管理装置３２１は、図１に示すスラリー散布工程Ｓ６において、流量計３１１からの信号に基づき、表層地盤に散布されるセメントミルク（固化材スラリー）の量を管理する。また、図１に示す掘削・攪拌混合工程Ｓ７においては、角度検出器３０９、３１０からの信号に基づき、表層地盤の掘削深度を管理する。表層地盤が固い場合にはスラリー噴射ノズル３０６からセメントミルクを掘削場所の地盤に注入して所定の掘削深度が得られるようにする。また、作業員が目視によってセメントミルクの散布が不十分であると判断した部位にもセメントミルクを散布することができるようにしてもよい。なお、掘削・攪拌混合工程Ｓ７において、継続して、あるいは断続的にセメントミルクを散布しながら、地盤の掘削、攪拌混合を行うこともできる。

施工管理装置３２１は、表層地盤改良作業時における施工管理情報である、アームピン先端深度（ミキシングバケットによる掘削深度）、ミキシングバケットモータ３０５の回転数、セメントミルク注入量を、タッチパネルモニター３２５にリアルタイムで表示すると共に内蔵のメモリーなどに記憶保持する。また、施工管理情報などを、タッチパネルモニター３２５からの入力指令に基づきプリンター３２６を介して出力可能である。

なお、施工管理装置３２１、タッチパネルモニター３２５などは、たとえば、バックホー３００の運転席の部分に搭載することができる。勿論、これ以外の場所に設置することも可能である。

次に、図１１（ａ）および（ｂ）はバックホー３００のアーム先端に取り付けられているミキシングバケット３０４を示す正面図および断面図である。ミキシングバケット３０４は、バケット本体部分３３１と、このバケット本体部分３３１の先端開口縁３３２に沿って取り付けられた複数枚の掘削刃３３３と、バケット本体部分３３１の両側面における先端開口縁３３２の近傍に取り付けた掘削刃３３４とを備えている。バケット本体部分３３１の上端部には取付用ブラケット３３５が固定されており、当該取付用ブラケット３３５がアーム３０３の先端ピンに旋回可能な状態で取り付けられる。

バケット本体部分３３１には、その内部の上端部にはバケット幅方向にミキシングバケットモータ３０５が取り付けられている。バケット本体部分３３１の内部の下側部分における奥の部位には、バケット幅方向に攪拌翼３３６が架け渡されている。攪拌翼３３６は、バケット本体部分３３１の左右の側板部分３３７、３３８の間に架け渡されている攪拌軸３３６ａと、この攪拌軸３３６ａに取り付けられた複数枚の翼板３３６ｂとを備えている。攪拌軸３３６ａには、駆動用チェーン３４５あるいはベルトを介して、ミキシングバケットモータ３０５の回転が伝達される。本例では、翼板３３６ｂが９０度間隔で放射状に取り付けられている。また、４枚の翼板３３６ｂの組が、攪拌軸３３６ａの軸線方向に沿って一定の間隔で４箇所に配置されている。すなわち、第１の翼板の組３３６（１）〜第４の翼板の組３３６（４）が配置されており、左側から右側に向けて、攪拌軸３３６ａを中心として４５度オフセットした状態となるように各翼板が配置されている。

ここで、バケット本体部分３３１における左右の側板部分３３７、３３８の間に架け渡されている底板部分３３９には、２枚の攪拌切刃３４１、３４２が取り付けられている。図１１（ａ）において斜線で輪郭形状を示すように、攪拌切刃３４１、３４２は、底板部分３３９から垂直に起立した一定厚さの板部材からなり、後ろ側の部分が一定高さとなっており、その前側の部分が先端開口縁３３２に向けて下方に傾斜した傾斜端面３４１ａ、３４２ａとなっている。傾斜端面３４１ａ、３４２ａの先端に掘削刃３３３が配置されている。攪拌切刃３４１は、左側の第１の翼板の組３３６（１）および第２の翼板の組３３６（２）の間に位置しており、攪拌切刃３４２は、右側の第３の翼板の組３３６（３）および第４の翼板の組３３６（４）の間に位置している。また、図１１（ｂ）から分かるように、横方から見た場合に、固定側の攪拌切刃３４１、３４２は、翼板３３６ｂの回転軌跡に部分的に重なる状態に配置されている。

次に、バケット本体部分３３１における底板部分３３９に連続している背面板部分３４０には、１枚の攪拌切刃３４３が取り付けられている。攪拌切刃３４３は、背面板部分３４０から底板部分３３９における途中位置に至る傾斜端面３４３ａを備えた板であり、背面板部分３４０および底板部分３３９から垂直に起立している。また、当該攪拌切刃３４３は、第２の翼板の組３３６（２）および第３の翼板の組３３６（３）の間、すなわち、バケット幅方向の中央に配置されている。固定側の攪拌切刃３４３も、図１１（ｂ）から分かるように、横方から見た場合に、翼板３３６ｂの回転軌跡に部分的に重なる状態に配置されている。

一方、バケット本体部分３３１における先端開口の上端部分３４６には、スラリー噴射ノズル３０６が着脱可能に取り付けられている。スラリー噴射ノズル３０６は、図３に示すスラリー散布ノズル１３と同一構造のものであり、ノズル本体部分３５１と、このノズル本体部分３５１をバケット本体部分３３１に着脱可能に取り付けている着脱金具３５２とを備えている。

また、ノズル本体部分３５１は、その後端側の部分が円筒部となっており、この円筒部の後端にスラリー供給ホース３０７が接続されている。円筒部の先端に連続して前方に向かって正面形状が円錐台状に広がっている扁平ノズル部分が形成されている。この扁平ノズル部分の側面形状は先端に向かって先細りとなった円錐台形状をしている。したがって、扁平ノズル部分の先端に開口しているスラリー吐出口は、バケット幅方向に長いスリット状となっている。

この構成のミキシングバケット３０４を用いた場合においても、図３のミキシングバケット１２を用いた場合と同様に掘削土の攪拌混合を効率良く行うことができる。特に、本例のミキシングバケット３０４においては、その内部に、３枚の攪拌切刃３４１〜３４３が取り付けられている。これらの攪拌切刃３４１〜３４３を設けることにより、回転側である攪拌翼３３６の各翼と、固定側の攪拌切刃３４１〜３４３とによって、掘削土を効率良く攪拌混合することができる。

Ｓ 表層地盤改良工法
Ｓ１ 現地調査工程
Ｓ２ 配合試験工程
Ｓ３ 施工計画書作成工程
Ｓ４ プラント搬入・組立工程
Ｓ５ 散布範囲位置出し工程
Ｓ６ スラリー散布工程
Ｓ７ 掘削・攪拌混合工程
Ｓ８ 整地・転圧工程
１ 施工管理システム
２ シーケンサー
３ 深度計
４ 流量計
５ 表示器
５ａ タッチパネル
６ メモリー
７ プリンター
８ パーソナルコンピューター
９ 出力装置
１０ バックホー
１１ ブーム
１２ ミキシングバケット
１２１ バケット本体部分
１２２ 掘削刃
１２３ 取付用ブラケット
１２４ 攪拌翼
１３ スラリー散布ノズル
１３１ ノズル本体部分
１３１ａ 円筒部
１３１ｂ 扁平ノズル部分
１３１ｃ スラリー吐出口
１３２ 着脱金具
１４ グラウトホース
２０ バッチャープラント
２００ スタビライザ
２０１ 走行機
２０１ｂ 後端部
２０２ 作業機
２０３ リンク機構
２０４ 作業機フレーム
２０５ 攪拌ロータ
２０５ａ ロータ軸
２０５ｂ ロータ翼
２０６、２０７ 駆動力伝達機構
２０８、２０９ 駆動モータ
２１０ フード
２１１ 油圧シリンダ
２１２ セメントミルク噴射ノズル
２１２ａ、２１２ｂ ノズル口
２１２ｃ 連通管
２１３ ノズル取付部材
２１４ セメントミルク供給管
２１５、２１６ 深度検出センサ
２１７ センサ
２１８ 距離計スタンド
２１９ 距離計リール
２２０ 電磁流量計
２２１ 運転室
２２２ 施工管理装置
２２３ プリンタユニット
３００ バックホー
３０１ 本体
３０２ ブーム
３０３ アーム
３０４ ミキシングバケット
３０５ ミキシングバケットモータ
３０６ スラリー噴射ノズル
３０７ スラリー供給ホース
３０８ スラリータンク
３０９、３１０ 角度検出器
３１１ セメントミルク流量計
３２０ 施工管理システム
３２１ 施工管理装置
３２２ 油流量計
３２３ 油圧回路
３２４ 油圧管
３２５ タッチパネルモニター
３２６ プリンター
３３１ バケット本体部分
３３２ 先端開口縁
３３３ 掘削刃
３３４ 掘削刃
３３５ 取付用ブラケット
３３６ 攪拌翼
３３６ａ 攪拌軸
３３６ｂ 翼板
３３６（１）〜３３６（４） 翼板の組
３３７、３３８ 側板部分
３３９ 底板部分
３４０ 背面板部分
３４１、３４２、３４３ 攪拌切刃
３４１ａ、３４２ａ、３４３ａ 傾斜端面
３４６ 上端部分
３５１ ノズル本体部分
３５２ 着脱金具

Claims (13)

1. 改良対象の地盤表面に固化材スラリーを散布するスラリー散布工程と、
   固化材スラリー散布後の地盤表面を所定の深さで掘削しながら、掘削土を攪拌混合する掘削・攪拌混合工程と、
   攪拌混合した後の掘削土の表面を均しながら転圧する整地・転圧工程とを有することを特徴とする表層地盤改良工法。
2. 前記掘削・攪拌混合工程では、必要に応じて、前記固化材スラリーを散布しながら前記地盤表面の掘削、攪拌混合を行うことを特徴とする請求項１に記載の表層地盤改良工法。
3. バックホーの地盤掘削用のバケットにスラリー散布ノズルを取り付け、このスラリー散布ノズルにスラリータンクから前記固化材スラリーを圧送できるようにしておき、
   前記スラリータンクから圧送される前記固化材スラリーを前記スラリー散布ノズルから前記地盤表面に散布することを特徴とする請求項１または２に記載の表層地盤改良工法。
4. 前記バックホーの前記バケットに、掘削土攪拌混合用の回転式の攪拌翼を取り付けておき、
   前記掘削・攪拌混合工程では、前記バケットによる掘削土を、回転駆動している前記攪拌翼によって攪拌混合することを特徴とする請求項３に記載の表層地盤改良工法。
5. 前記バックホーの前記バケットに攪拌切刃を固定しておき、
   前記掘削・攪拌混合工程では、前記バケットによる掘削土を、回転駆動している前記攪拌翼と、固定側の前記攪拌切刃とによって攪拌混合することを特徴とする請求項４に記載の表層地盤改良工法。
6. 前記スラリー散布ノズルとして、ノズル先端に向かって前記バケットの幅方向に広がっているノズル本体と、このノズル本体の後端に接続されたスラリー供給ホースと、前記ノズル本体を前記バケットに対して着脱可能に取り付けている着脱金具とを備えたものを用いることを特徴とする請求項３ないし５のうちのいずれかの項に記載の表層地盤改良工法。
7. 請求項４に記載の表層地盤改良工法に用いるバックホーであって、
   ブーム先端に取り付けた地盤掘削用のバケットと、
   このバケットに取り付けた掘削土攪拌混合用の回転式攪拌翼と、
   前記バケットに取り付けたスラリー散布ノズルとを有していることを特徴とするバックホー。
8. 前記バケットに固定した掘削土攪拌混合用の攪拌切刃を有していることを特徴とする請求項７に記載のバックホー。
9. 前記スラリー散布ノズルは、
   ノズル先端に向かって前記バケットの幅方向に広がっているノズル本体と、
   このノズル本体の後端に接続されたスラリー供給ホースと、
   前記ノズル本体を前記バケットに対して着脱可能に取り付けている着脱金具とを備えていることを特徴とする請求項７または８に記載のバックホー。
10. クローラ式あるいはタイヤ式の走行機の前端部に、ロータドラム式あるいはチェーン式の掘削・攪拌混合用の作業機が搭載されているスタビライザを用いて、前記スラリー散布工程および前記掘削・攪拌混合工程を行い、
    前記スラリー散布工程では、前記スタビライザの前記走行機の後端部に取り付けたスラリー散布ノズルに、スラリータンクから前記固化材スラリーを圧送し、前記スタビライザを走行させながら、前記スラリー散布ノズルから前記地盤表面に前記固化材スラリーを散布することを特徴とする請求項１または２に記載の表層地盤改良工法。
11. 前記掘削・攪拌混合工程では、
    前記スタビライザの前記掘削・攪拌混合用の作業機によって前記地盤表面を掘削・混合攪拌しながら、前記スラリー散布ノズルから前記固化材スラリーを散布することを特徴とする請求項１０に記載の表層地盤改良工法。
12. 前記スラリー散布ノズルとして、噴射方向に沿って散布幅が前記スタビライザの幅方向に広がるように固化材スラリーを散布可能なものを用いることを特徴とする請求項１０または１１に記載の表層地盤改良工法。
13. 前記スラリー散布ノズルを、前記スタビライザの前記走行機の後端部に対して着脱可能に取り付けることを特徴とする請求項１０ないし１２のうちのいずれかの項に記載の表層地盤改良工法。

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