JP2014169535A - 改良域形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】四角形柱状改良域や三角形柱状改良域、さらに四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域などの多角形市松配置（対角配置）改良域を形成する改良域形成方法を提供する。
【解決手段】ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射する方法において、四角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の四角形柱状改良域Ｋ２を造成する改良域形成方法で、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足し、四角形柱状改良域Ｋ２の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略９０度揺動もしくは略９０度上下動揺動（波型揺動）もしくは略９０度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで四角形柱状改良域Ｋ２を形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ロッドを地中に挿入して、ロッドに設けられた噴射ノズルから硬化材液を噴射して地盤に混入して造成される改良体により、液状化対策や建物基礎造成等に用いられる多角形柱状改良域および四角形柱状改良域および三角形柱状改良域および四角形市松配置（対角配置）改良域および三角形市松配置（対角配置）改良域を形成する方法に関する。

軟弱地盤の安定、地山支保、トンネル支保工、構築物の基礎、構築物の基礎補強、液状化防止、遮水用地中壁、地下水湧水防止などを目的とした地盤改良工法は従来より知られている。この地盤改良工法には、ロッドを地中に挿入して、ロッドに設けられた噴射ノズルから硬化材液を噴射して改良体を造成する改良体造成方法があるが、構築物の基礎や液状化防止や遮水用地中壁を目的とした場合は、特に格子状形状が有効とされている。格子状形状の造成方法は、例えば、下記特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示される改良体の造成方法は、注入管（ロッド）の下端に噴射管を揺動自在に接続し、噴射管先端に噴射ノズルを設け、注入管を地盤に挿入し、噴射ノズルが噴射管と注入管の接続箇所より下方に位置する噴射管が下向き状態で噴射管を左右に揺動させて、噴射ノズル位置を移動または停止させながら硬化材を噴射ノズルから高圧で噴射させ、硬化材を地盤に混入させて、注入管を引抜きおよび／または回転を行い、壁状部と壁状部と直交する板状部を有する壁状改良体を造成している。また、この壁状改良体を複数連結造成することにより、平面方向、垂直方向ともに格子状とし、壁状改良体で囲む非硬化部分の地下水、砂などの流動性を遮断もしくは阻害する。

つまり、注入管が移動する挿入または引き抜き方向に造成される壁状改良体と、噴射ノズルが噴射する左右方向に造成される壁状改良体とにより、格子状または多角形の筒状体群に改良体が構成される。

特許３２１９３７２号

しかしながら、従来の改良体の造成方法においては、注入管の挿入または引き抜き方向および挿入または引き抜き方向と直交する方向に壁状改良体を造成することはできるが、噴射ノズル位置を移動または停止させながら硬化材を噴射ノズルから高圧で噴射させる必要があり、壁厚は最大で1メートルが限界という制限があった。また土質に礫を含む地盤では、噴射ノズル位置の移動を礫が阻害するために使用出来なかった。また、従来の方法では造成できる格子状形成のバリエーションも所定間隔の格子線上に所定壁厚の格子状改良域を形成するというものに限られ、三角形や四角形などの所定多角形の柱状改良域および四角形や三角形などの市松配置(対角配置)改良域を形成する方法はなかった。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、三角形や四角形などの所定多角形の柱状改良域および所定多角形の市松配置（対角配置）改良域の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える改良域形成方法を提供することを目的とする。

本発明の改良域形成方法は、上記目的を達成するために、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、多角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の多角形柱状改良域Ｋ１を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、多角形柱状改良域Ｋ１の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを所定角度揺動もしくは所定角度上下動揺動（波型揺動）もしく所定角度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで所定本数の所定角度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、造成工程で造成する所定角度扇形改良体が各々隣接する所定角度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら多角形柱状改良域Ｋ１を形成することを特徴とする。

これによれば、三角形や四角形や菱形など、従来造成されてこなかった多角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、多角形各一辺の長さの調節も容易である。また、これら所定多角形の市松配置（対角配置）改良域の形成も容易となる。

また本発明は、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、四角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の四角形柱状改良域Ｋ２を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、四角形柱状改良域Ｋ２の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略９０度揺動もしくは略９０度上下動揺動（波型揺動）もしくは略９０度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで４本の略９０度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、略９０度扇形改良体４本が各々隣接する略９０度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら四角形柱状改良域Ｋ２を形成することを特徴とする。

これによれば、従来造成されてこなかった四角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、四角形一辺の長さの調節も容易であり、かつ菱形柱状改良域や平行四辺形柱状改良域の形成にも容易に応用できる。

また、略９０度扇形改良体４本のそれぞれの扇形改良体辺部断面が四角形柱状改良域Ｋ２の各辺部断面を形成するよう配置されるため、周辺地盤を余剰改良することなく、所定範囲地盤のみを確実に改良して四角形柱状改良域Ｋ２を形成することができる。

さらに本発明は、ロッド先端部周方向に背面配置された２箇所のノズルを有し、２本の略９０度扇形改良体を同時造成することを特徴とする。

これによれば、広範囲に多数の四角形柱状改良域Ｋ２を効率よく短時間に形成するために有効な略９０度扇形改良体を２本ずつ同時造成できるので、造成箇所と造成時間が大幅に低減でき、時間とコストを削減できる。

また本発明は、四角形柱状改良域Ｋ２を所定本数対角配置で形成することで、四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３を形成することを特徴とする。

これによれば、従来造成されてこなかった四角形市松配置（対角配置）改良域の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える上、四角形市松配置（対角配置）改良域を形成する四角形一辺の長さの調節も容易である。

また四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３は、横方向および縦方向の揺れに対する剛性強化と所定地盤の地下水止水または流動性阻害を低改良率で行うことができるので、地震対策や液状化対策に有効である上、規則正しい四角形市松配置（対角配置）であるため、垂直方向応力及び水平方向応力が向上し、構造物基礎等としても適用が可能である。

さらにまた本発明は、ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、三角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の三角形柱状改良域Ｋ４を造成する改良域形成方法であって、噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、三角形柱状改良域Ｋ４の各角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略６０度揺動もしくは略６０度上下動揺動（波型揺動）もしくは略６０度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで３本の略６０度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、略６０度扇形改良体３本が各々隣接する略６０度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら三角形柱状改良域Ｋ４を形成することを特徴とする。

これによれば、従来造成されてこなかった三角形柱状改良域の形成が容易かつ重複改良部が少ない無駄のない配置形状で安価に行える上、三角形一辺の長さの調節も容易であり、かつ他の多角形柱状改良域の形成にも容易に応用できる。

また本発明は、ロッド先端部周方向に１２０度広角配置された３箇所のノズルを有し、３本の略６０度扇形改良体を同時造成することを特徴とする。

これによれば、広範囲に多数の四角形柱状改良域Ｋ４を効率よく短時間に形成するために有効な略６０度扇形改良体を３本ずつ同時造成できるので、造成箇所と造成時間が大幅に低減でき、時間とコストを削減できる。

またさらに本発明は、三角形柱状改良域Ｋ４を所定本数対角配置で形成することで、三角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ５を形成することを特徴とする。

これによれば、従来造成されてこなかった三角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ５の形成が特別な装置を用いずに容易かつ確実に行える上、三角形市松配置（対角配置）改良域を形成する三角形一辺の長さの調節も容易である。

また、三角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ５は、横方向および縦方向の揺れに対する剛性強化と所定地盤の地下水止水または流動性阻害を低改良率で行うことができるので、地震対策や液状化対策に有効である上、規則正しい三角形市松配置（対角配置）であるため、垂直方向応力及び水平方向応力が向上し、構造物基礎等としても適用が可能である。

本発明によれば、四角形柱状改良域や三角柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域の形成が特別な装置を用いずに効率よく短時間に容易に行えるため、改良域の形状バリエーションを増やすことが可能である。

また、四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域は、あらゆる方向からの外圧に対しても強度を有したバランスのとれた形状であるため、液状化対策や地震対策地盤改良だけでなく建物基礎等の各種地盤改良にも有効である。

さらにまた、ロッドを四角形柱状改良域や三角形柱状改良域の各角部に挿入して扇形改良体を造成するため、造成域と非造成的を確実に区分して施工できるため、被造成域の配置と比率の調整が容易で、かつ対象地盤への負荷を減らし、使用材料と排泥を減量することもできるだけでなく、既設地中埋設物の多い地盤での施工も容易である。

また、本発明で形成される多角形柱状改良域や四角形柱状改良域や三角形柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域は、各改良域とも改良域辺部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので、硬化材液と原地盤との混練が均質かつ改良域範囲内のみでなされる上、所定多角形柱状改良域の側面の形状は壁状で均一となるため余剰改良域もなく、また安定かつ高強度に造成できるため、既設地中埋設物防護や構造物基礎、立坑築造時の土留等にも広く活用が可能である。

また、本発明で造成される所定角度扇形改良体は、ロッドの揺動もしくは上下動揺動（波型揺動）もしくは斜行揺動（稲妻型揺動）する角度を自由に設定できるだけでなく、噴射ノズルの径や一箇所当りを構成する噴射ノズル個数がそれぞれ所定のものに設定でき、かつ噴射ノズルから噴射される硬化材液の噴射圧力も自在に設定できるため、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。尚、ここで言う上下動揺動（波型揺動）とは、ロッドを軸方向に上下動させながら水平方向には揺動を行うことで噴射ノズルから噴射される硬化剤液が波型を描くことから波型揺動と記している。また、斜行揺動（稲妻型揺動）とは、ロッドを軸方向に上げながら水平方向には揺動を行うことで噴射ノズルから噴射される硬化剤液が斜行し稲妻型を描くことから斜行揺動と記している。

また、広範囲な改良域を所定の改良率に基づき所定割合の土量を改良する場合でも、所定地盤域に四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域を配置でき、かつ四角形や三角形の一辺の設定も自由であるため、配置や強度の調整が容易であり、用途や施工目的や土質に応じた適用が可能となる。

また、ロッドを四角柱状改良域や三角柱状改良域の各角部に挿入して扇形改良体を造成するため、造成域と非造成的を確実に区分して施工できるため、被造成域の配置と比率の調整が容易で、かつ対象地盤への負荷を減らし、使用材料と排泥を減量することもできるだけでなく、既設地中埋設物の多い地盤での施工も容易である。

また、本発明で形成される四角柱状改良域や三角柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域は、各改良域とも改良域角部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので混練が均質かつ改良域範囲内のみでなされる上、改良域の形成形状が安定しかつ強度が高く造成できるため、既設地中埋設物防護や構造物基礎、立坑築造時の土留等にも広く活用が可能である。

また、本発明で造成される所定角度扇形改良体は、ロッドの揺動もしくは上下動揺動（波型揺動）もしくは斜行揺動（稲妻型揺動）する角度を自由に設定できるだけでなく、噴射ノズルの径や一箇所当りを構成する噴射ノズル個数がそれぞれ所定のものに設定でき、かつ噴射ノズルから噴射される硬化材液の噴射圧力も自在に設定できるため、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。

また、本発明は四角形市松配置（対角配置）改良域や三角形市松配置（対角配置）改良域に限らず、菱形市松配置（対角配置）改良域等も形成できるので、その形状と大きさのバリエーションは豊富である。

改良域形成方法を実行する装置の概略構成図を示す図である。 ロッド先端部の概略断面図である。 実施例１において造成される改良域を示す図である。 実施例１において造成される改良域を示す図である。 実施例１において造成される改良域を示す図である。 実施例１において造成される改良域を示す図である。 ロッド先端部の概略断面図である。 実施例２において造成される改良域を示す図である。 実施例２において造成される改良域を示す図である。 実施例２において造成される改良域を示す図である。 実施例３において造成される改良域を示す図である。 実施例３において造成される改良域を示す図である。 格子状改良域の一例を示す図である。 従来の技術での格子状改良域形成の一例を示す図である。 従来の技術での格子状改良域形成の一例を示す図である。

次に、本発明に係る改良域形成方法について説明する。本実施形態に係る改良域形成方法は、図１に示すように、ロッド１１０の周面に硬化剤液を噴射する噴射ノズル２１０が設けられており、ロッド１１０を地中に挿入して、施工マシン１２０により該ロッド１１０を周方向に所定角度揺動もしくは上下動揺動（波型揺動）もしくは斜行揺動（稲妻型揺動）しながら硬化材液を噴射ノズル１１から噴射させて、硬化材液を地盤に混入させることにより、改良体を造成する。以下においては、その具体的な内容について説明する。

前記ロッド１１０は、地中に挿入される側の先端部近傍の周面において、硬化材液を高圧で径方向に噴射する噴射ノズル２１０を備えている。このロッド１１０は、地上側端部にスイベルを備えており、地上のプラントから専用のホースによって送られてくる硬化材液が該スイベルを介してロッド１１０に供給される。従って、ロッド１１０は供給された硬化材液などを噴射ノズル２１０から噴射させることにより、ロッド１１０の周囲の所定角度円形領域地盤に硬化材液を混入させて改良体を造成する。

なお、本実施形態のロッド１１０は、断面形状が円形であるが、特にこれに限られるものではない。また、ロッド１１０内部においては、硬化材液、圧縮空気および水が供給される通路をそれぞれ必要数備えられており、二重管、三重管または四重管などあるいは多孔管の構造であってもよく、さらにロッド１１０内部にはその他に排泥用通路や通信用通路を適宜設けられてもよい。噴射ノズル２１０は、その径は大きければ大きいほど噴射する硬化材液の飛距離を大きくすることができるため、必要とする飛距離に応じて噴射ノズルの径を適宜変更してもよい。また噴射ノズル２１０の設置箇所および個数は一箇所および一個に限らず、設置箇所と方向と個数共に必要に応じて設定すればよい。

前記施工マシン１２０は、図１に示すように、地中に挿入されたロッド１１０を保持するとともに、該ロッド１１０を所定の回転速度で周方向に所定角度回転もしくは揺動させる機能と、所定の挿入引き上げ速度で挿入および引き上げる機能を有している。施工マシン１２０の動作は制御する管理装置に接続し、該管理装置におけるプログラムによって施工マシン１２０の動作が制御されるようにしてもよい。

（実施例１）
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第１の実施例について、図２〜図６を参照しつつ説明する。本実施例では四角形柱状改良域と四角形市松配置（対角配置）改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド１１０が地中に挿入されているものとする。

本実施例は図２に示すように、２箇所の噴射ノズル２１０、噴射ノズル２１１をロッド１１０の先端外周面にロッド１１０の中心点を結んで背面となるように配置されている。所定箇所Ｐ１１の所定深度に挿入された図２のロッド１１０の噴射ノズル２１０と噴射ノズル２１１から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に９０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に９０°回転する動作を所定回数繰り返して行うことで、図３のように扇形改良体Ｓ１１が所定箇所Ｐ１１で造成される。尚、図２ではロッド１１０の内部構造の図示は省略し、噴射ノズル２１０と噴射ノズル２１１と中心点のみを示している。

隣接する所定箇所Ｐ１２〜Ｐ１４に、同様の造成操作で扇形改良体Ｓ１１を４本造成すると、図４に示すように四角柱状改良域Ｋ２が１本造成でき、続いて同様の造成操作で四角形柱状改良域Ｋ２を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図５のような四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３が造成される。

本実施例１では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略２．０ｍ、所定箇所Ｐ１１〜Ｐ１４の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略３．２ｍとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより四角形柱状改良域Ｋ２の一辺の長さは、例えば２ｍ程度から１０ｍ程度まで調整可能である。

また本実施例１では、図２のロッド１１０の噴射ノズル２１０と噴射ノズル２１１から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に９０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に９０°回転する動作を所定回数繰り返して行ったが、９０°右左揺動に限らず、９０°上下動揺動（波型揺動）もしくは９０°斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながら所定回数繰り返して所定の長さを引き抜いてもよい。

また図４の四角柱状改良域Ｋ２の中心部に意図的に未改良域を残したが、所定箇所Ｐ１１〜Ｐ１４の隣接する所定箇所同士の相互間隔を短く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を長くすることで、四角柱状改良域Ｋ２は全面改良域として形成することもできる。

また図５の四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３を深度毎に位相した四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３’を図６に示した。四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３’造成は、扇形改良体Ｓ１１の造成方向を深度途中でロッドの回転移動で変更することにより容易に可能である。

（実施例２）
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第２の実施例について、図７〜図１０を参照しつつ説明する。本実施例では、三角柱状改良域と三角形市松配置（対角配置）改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド１１０が地中に挿入されているものとする。

本実施例は図７に示すように、使用するロッド１１０には３箇所の噴射ノズル２１２、噴射ノズル２１３、噴射ノズル２１４をロッド１１０の先端外周面にロッド１１０の中心点を結んでなされる挟角が各１２０°となるように配置されている。所定箇所Ｐ１５の所定深度に挿入された図７のロッド１１０の噴射ノズル２１２〜２１４から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に６０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に６０°回転する動作を所定回数繰り返して行うことで、図８の造成断面を有する扇形改良体Ｓ１２が造成される。尚、図７ではロッド１１０の内部構造の図示は省略し、噴射ノズル２１２と噴射ノズル２１３と噴射ノズル２１４と中心点のみを示している。

続いて隣接する所定箇所Ｐ１６〜Ｐ１７に扇形改良体Ｓ１２を２本造成すると、図９に示すように三角形柱状改良域Ｋ４が１本造成でき、続いて同様の造成操作で三角形柱状改良域Ｋ４を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図１０のような三角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ５が造成される。

本実施例２では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略２．０ｍ、所定箇所Ｐ１５〜Ｐ１７の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略３．６ｍとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより三角形柱状改良域Ｋ４の一辺の長さは、例えば２ｍ程度から１０ｍ程度まで調整可能である。

また本実施例２では、図７のロッド１１０の噴射ノズル２１２と噴射ノズル２１３と噴射ノズル２１４から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に６０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に６０°回転する動作を所定回数繰り返して行ったが、６０°右左揺動に限らず、６０°上下動揺動（波型揺動）もしくは６０°斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながら所定回数繰り返して所定の長さを引き抜いてもよい。

また図９の三角形柱状改良域Ｋ４は全面改良域としたが、所定箇所Ｐ１５〜Ｐ１７の隣接する所定箇所同士の間隔を長く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を短くすることで、三角形柱状改良域Ｋ４は中心部に未改良域を意図的に残して形成することもできる。

（実施例３）
次に、本改良域形成方法によって改良域を形成する第３の実施例について、図１１〜図１２を参照しつつ説明する。本実施例では、菱形柱状改良域と菱形市松配置（対角配置）改良域を形成する場合について説明する。なお、以下では既にロッド１１０が地中に挿入されているものとする。

本実施例は図２のロッドを用い、２種類の扇形改良体Ｓ１３と扇形改良体Ｓ１４を造成する。扇形改良体Ｓ１３を所箇所Ｐ１８と所定箇所Ｐ１９に、ロッド１１０の噴射ノズル２１０〜２１２から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に６０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に６０°回転する動作を所定回数繰り返して行って造成する。また扇形改良体Ｓ１４を所箇所Ｐ２０と所定箇所Ｐ２１にロッド１１０の噴射ノズル２１０〜２１２から硬化材液を高圧で噴射しながら、右方向に１２０°回転後ロッド１１０を５ｃｍ引き上げて今度は左方向に１２０°回転する動作を所定回数繰り返して行って造成すると図１１のように菱形柱状改良域Ｋ６が造成できる。

続いて同様の造成操作で菱形柱状改良域Ｋ６を周辺地盤に規則的に配置して造成することで、図１２のような菱形市松配置（対角配置）改良域Ｋ７が造成される。

本実施例３では一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数を一個とし、一箇所の噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離は略２．０ｍ、所定箇所Ｐ１８〜Ｐ２１の隣接する所定箇所同士の相互間隔は略３．７５ｍとして図示したが、これら硬化剤液ジェットの到達距離や相互間隔は用途や機材構成に応じて多様に設定可能である。例えば、一箇所の噴射ノズルを構成するノズル数は一個に限らず二個や三個の複数個にしてもよく、各ノズル口径も同一でなくてもよい。また、噴射ノズルの構成や使用する硬化材液の噴射圧力の設定や、硬化剤液の種類も設定が自由であり、これらを組合せて使用することにより、必要とする硬化剤液ジェットの到達距離や所定箇所同士の相互間隔に適応することができる。これにより菱形柱状改良域Ｋ６の一辺の長さは、例えば２ｍ程度から１０ｍ程度まで調整可能である。

また本実施例３では、菱形柱状改良域Ｋ６の各角部内角を６０°と１２０°と設定したが、４５°と１３５°等の他の角度も設定可能である。

また本実施例の図１１の菱形柱状改良域Ｋ６は、造成域中心に意図的に未改良域を残した改良域として形成したが、全面改良域として形成することも可能であり、例えば所定箇所Ｐ１８〜Ｐ２１の隣接する所定箇所同士の相互間隔を短く設定すること、もしくは噴射圧力や噴射ノズル径や使用硬化材液の調整などにより噴射ノズルから噴射される硬化材液ジェットの到達距離を長くすることで、菱形柱状改良域Ｋ６は全面改良域として形成することもできる。

以上の本発明の実施例１〜実施例３において形成された四角柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域、三角柱状改良域、三角形市松配置（対角配置）改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置（対角配置）改良域は、各改良域とも改良域辺部より改良域中心部に向かって複数方向から硬化材液を噴射されて形成されるので、改良域の辺部（非造成域との境界）は噴射ノズルから噴射される硬化剤液ジェットの側面となるため直線形成され、かつ所定範囲以外へ飛散が起こらず、確実かつ均質で壁面形状の整った造成がなされる。また、ロッド挿入箇所（所定箇所）にはロッド径に加えてロッド挿入時の削孔域を加えた領域に硬化材液が充填されることとなるため、市松配置(対角配置)となる個々の造成域の対角点に改良体中心部（ロッド挿入部）を配置することで、個々の造成域の対角点を強固かつ確実に造成できる上、造成域同士の対角連結が確実に行われている。また、四角形柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域、三角形柱状改良域、三角形市松配置（対角配置）改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置（対角配置）改良域は、各改良域とも側面の形状はほぼ壁状で均一の整った形状となるため余剰改良域もなく、また安定かつ高強度に造成できる。

一方、従来の技術によって地震対策や液状化対策として形成されてきた格子状改良域は、図１３のような格子線状改良域を格子状改良域と称しており、その形成には図１４や図１５のように円形または扇形の改良体が配置されてきたため、格子状改良域の辺部はその全部もしくは一部が直線形成できないばかりでなく、不要部造成が生じると共に所定範囲以外への飛散も起こりやすかったり、必要壁厚の確保が改良体の形状から困難であったりする。また従来の技術では、本発明のように、例えば一辺３．５ｍもの四角柱状改良域、四角形市松配置（対角配置）改良域、三角柱状改良域、三角形市松配置（対角配置）改良域、菱形柱状改良域、菱形市松配置（対角配置）改良域を側面が壁状に整った状態で形成することはできない。

本発明の実施例においては、硬化剤液を噴射する場合について説明したが、土壌改良剤や骨材や特殊繊維を混入した硬化剤液や、アスファルト液であってもよい。

また、地盤に対してロッドを所望する方向に挿入することにより、垂直方向の他、水平方向あるいは斜め方向などの任意の方向に格子状改良域を形成してもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１１０…ロッド、１２０…マシン、２１０〜２１４…噴射ノズル

Claims (7)

1. ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
   多角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の多角形柱状改良域Ｋ１を造成する改良域形成方法であって、
   前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、
   前記多角形柱状改良域Ｋ１の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを所定角度揺動もしくは所定角度上下動揺動（波型揺動）もしく所定角度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで所定本数の所定角度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
   前記造成工程で造成する所定角度扇形改良体が各々隣接する所定角度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら多角形柱状改良域Ｋ１を形成することを特徴とする改良域形成方法。
2. ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
   四角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の四角形柱状改良域Ｋ２を造成する改良域形成方法であって、
   前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、
   前記四角形柱状改良域Ｋ２の角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略９０度揺動もしくは略９０度上下動揺動（波型揺動）もしくは略９０度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで４本の略９０度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
   前記略９０度扇形改良体４本が各々隣接する略９０度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら四角形柱状改良域Ｋ２を形成することを特徴とする改良域形成方法。
3. ロッド先端部周方向に背面配置された２箇所のノズルを有し、２本の略９０度扇形改良体を同時造成することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の改良域形成方法。
4. 前記四角形柱状改良域Ｋ２を所定本数対角配置で形成することで、四角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ３を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の改良域形成方法。
5. ロッドを地中に挿入し、ロッド先端部周方向に設けられた噴射ノズルから高圧で硬化材液を含む液体を噴射して地盤に混入して対象地盤所定深度に改良体を形成する方法において、
   三角形各一辺の長さがＬ１で改良長（高さ）がＬ２の三角形柱状改良域Ｋ４を造成する改良域形成方法であって、
   前記噴射ノズルから高圧で噴射される硬化材液の地中到達距離Ｌ３がＬ３≧（Ｌ１）／２を充足することと、
   前記三角形柱状改良域Ｋ４の各角部において、ロッドを所定深度に挿入後、ノズルから硬化材液を高圧で噴射しながら所定方向にロッドを略６０度揺動もしくは略６０度上下動揺動（波型揺動）もしくは略６０度斜行揺動（稲妻型揺動）を所定回数繰り返しながらＬ２の長さ引き抜くことで３本の略６０度扇形改良体を造成する造成工程を有することと、
   前記略６０度扇形改良体３本が各々隣接する略６０度扇形改良体と接合もしくは一部重複しながら三角形柱状改良域Ｋ４を形成することを特徴とする改良域形成方法。
6. ロッド先端部周方向に１２０度広角配置された３箇所のノズルを有し、３本の略６０度扇形改良体を同時造成することを特徴とする、請求項１または請求項５記載の改良域形成方法。
7. 前記三角形柱状改良域Ｋ４を所定本数対角配置で形成することで、三角形市松配置（対角配置）改良域Ｋ５を形成することを特徴とする請求項１および請求項５および請求項６記載の改良域形成方法。