JP2016075040A - 地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】代表寸法が大きな土塊が残存することを防止することが出来る地盤改良工法の提供。
【解決手段】噴射装置（１、１０）から切削用流体（高圧水や高圧エア等：固化材を含む場合もある）を噴射して切削すると共に、固化材を供給して、切削された地盤（Ｇ）と流体と固化材を混合、撹拌して、地中固結体を造成する地盤改良工法において、噴射装置（１、１０）には複数のノズル（Ｎ１、Ｎ２）が垂直方向に間隔をあけて位置しており、切削用流体を噴射する際に、上方のノズル（Ｎ１）から斜め下方に切削用流体を噴射（Ｊ１）し、下方のノズル（Ｎ２）から斜め上方に切削用流体を噴射する（Ｊ２）。
【選択図】図１

Description

本発明は、改良すべき地盤に切削用流体を噴射して切削すると共に、固化材を供給して、切削された地盤と流体と固化材を混合、撹拌して、地中固結体を造成する地盤改良工法に関する。

係る地盤改良工法の従来技術（例えば、特許文献１参照）の一例について、図８を参照して説明する。
図８において、改良すべき地盤Ｇに削孔されたボーリング孔ＨＤに、ロッド状の噴射装置１１が挿入されている。噴射装置１１は、地中Ｇに切削用流体（例えば高圧水）の噴流（Ｊ：切削用流体ジェット）を噴射するため、側面に切削用流体ジェットＪを噴射する噴射ノズルＮが設けられている。噴射ノズルＮは、噴射装置１１の中心軸ＣＬに対して相互に点対称の位置に複数個設けられており（例えば、図８では２個）、複数の噴射ノズルＮの垂直方向位置（図８、図１１の上下方向の位置）は同一である。
図示されてはいないが、噴射装置１１は内部に切削用流体流路（切削用流体用管：図示せず）を設けており、地上に設けた図示しない供給装置から切削用流体が噴射装置１１内の切削用流体流路に供給され、噴射ノズルＮより、切削用流体ジェットＪとなって半径方向外方に（水平方向に）噴射される。

図８において、噴射装置１１は、切削用流体ジェットＪを地中に噴射しつつ、例えば矢印Ｒ方向に回転しつつ、地上側（図８では上方）へ徐々に引き上げられる。これにより、切削用流体ジェットＪにより地盤Ｇが切削されて、原位置土と切削用流体が混合されつつ、内壁面Ｗを有する拡径された切削孔ＨＣが形成される。
同時に、固化材（例えばセメント）を、噴射装置１１の中の固化材流路（図示せず）を介して、噴射装置１１の下端部付近に設けた図示しない吐出口から吐出することにより、前記拡径された切削孔ＨＣ中に吐出させることで、切削された原位置土と混合されて、地中固結体（図示せず）が造成される。ここで、切削用流体ジェットＪと同様に、或いは、切削用流体ジェットＪと共に、固化材を半径方向外方に噴射させる場合も存在する。
切削用流体ジェットＪにより地盤Ｇを切削する際に、切削された原位置土と切削用流体の混合物であるスライムが発生する。このスライムは矢印ＡＤで示すように、噴射装置１１とボーリング孔ＨＤの内壁面との間の隙間Ｓ（円環状空間）を通って地上に排出される。

図９では、切削用流体ジェットＪにより切削された地盤Ｇにおいて、同一断面において噴射装置１１を複数回回転して引き上げた際の切削用流体ジェットＪの全ての流線を表現している。図９で示すように、切削用流体ジェットＪの全ての流線は、所定間隔Ｐ／２（Ｐは噴射装置１１が一回転する間に引き上げられる引上量：ピッチ）を隔てて平行に延在する複数の直線Ｌとして表現される。図９では２個のノズルＮから切削用流体ジェットＪ噴射されるので、切削用流体ジェットＪの流線の間隔は、ピッチＰの１／２となる。
そして、図９において、所定間隔（ピッチＰの１／２）を隔てて平行に延在する複数の切削用流体ジェットＪに存在する原位置土（地盤、岩盤、岩石等）は、当該ジェットＪにより切削され、切削された原位置土は切削流体と混合して、スライムとして地上側に排出される。

しかし、当該複数の切削流体ジェットＪの間の領域（間隔Ｐ／２の領域）には当該ジェットＪは噴射されないので、平行に噴出される複数のジェットＪの間の領域において、図１０に示す様に、代表寸法（縦方向寸法、横方向寸法、高さ方向寸法の中で最も大きな寸法）が大きい土塊Ｍが切削されずに残存する可能性がある。
そして、当該大きな土塊Ｍが切削されずに残存してしまうと、図１１で示す様に、当該大きな土塊Ｍはボーリング孔ＨＤの内壁面と噴射装置１１との間の隙間Ｓ（円環状空間）を通過するのが困難であり、当該隙間Ｓ（円環状空間）を閉塞して、地上側へスライムが排出されるのを妨げてしまう。
そのため、上述した地盤改良工法では、代表寸法が大きな土塊Ｍが切削されずに残存するのを防止する技術が望まれている。しかし、その様な技術（代表寸法が大きな土塊Ｍが切削されずに残存してしまうことを防止する技術）は、現時点では未だ提案されていない。

特開平７−７６８２１号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、代表寸法が大きな土塊が残存することを防止することが出来る地盤改良工法の提供を目的としている。

本発明の地盤改良工法は、噴射装置（１、１０）から切削用流体（例えば、高圧水や高圧エア：固化材を噴射する場合を含む）を噴射して切削すると共に、固化材を供給して、切削された地盤（Ｇ）と流体と固化材を混合、撹拌して、地中固結体を造成する地盤改良工法において、
噴射装置（１、１０）には複数のノズル（Ｎ１、Ｎ２）が垂直方向に間隔をあけて位置しており、切削用流体を噴射する際に、上方のノズル（Ｎ１）から斜め下方に切削用流体を噴射し（切削用流体ジェットＪ１）、下方のノズル（Ｎ２）から斜め上方に切削用流体を噴射する（切削用流体ジェットＪ２）ことを特徴としている。

本発明において、ノズル（Ｎ１、Ｎ２）の角度（θ：ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節する工程を有するのが好ましい。
また本発明において、ノズル（Ｎ１、Ｎ２）間の垂直方向間隔Ｖを調節する工程を有するのが好ましい。

さらに本発明において、噴射装置（１０）の上方から切削用流体として仕切形成材を噴射し（ジェットＪ１、Ｊ２）、噴射装置（１０）の下方から固化材を噴射する（ジェットＪ３、Ｊ４）のが好ましい。

上述の構成を具備する本発明によれば、複数のノズル（Ｎ１、Ｎ２）が垂直方向に間隔をあけて位置しており、上方のノズル（Ｎ１）から斜め下方に切削用流体を噴射し（ジェットＪ１）、下方のノズル（Ｎ２）から斜め上方に切削用流体を噴射する（ジェットＪ２）ことにより、任意の位置における平面（図２、図９参照：噴射装置１の中心軸ＣＬを包含して半径方向及び垂直方向に延在する平面：噴射装置１の中心軸ＣＬに対して３６０°の全ての方向について存在する）において一定時間に噴射される切削用流体（ジェットＪ１、ジェットＪ２）の流線は、斜め方向に延在する平行な複数本の直線（Ｊ１、Ｊ２）が交差した形状となる。
そのため、ある瞬間において切削用流体ジェット（Ｊ）で切削されない領域（土塊Ｇ）が存在したとしても、当該土塊（Ｇ）は、その後、何れかの切削流体ジェット（ジェットＪ１、ジェットＪ２）により切断される。換言すれば、ある瞬間において大きな土塊（Ｇ）が切削流体ジェット（ジェットＪ１、ジェットＪ２）で切削されずに残存しても、その後に当該土塊（Ｇ）は切削流体ジェット（ジェットＪ１、ジェットＪ２）の何れかの流線により必ず切断される。

そのため、本発明によれば、切削用流体の噴流（ジェットＪ）で切削されない領域（土塊Ｇ）が長距離に亘って存在してしまうことが防止され、代表寸法が大きい土塊（Ｇ）が切削用流体の噴流（ジェットＪ）の流線と平行に延在して残存してしまうことが防止され、切削用流体噴流（Ｊ）で切削されない領域（土塊Ｍ）が大きくなり過ぎてしまう（代表寸法が大きくなり過ぎる）ことがなくなる。
そして、切削されずに残存し得る最大の土塊（Ｍ）のサイズは小さくなり、噴射装置（１）とボーリング孔（ＨＤ）の内壁面との隙間Ｓ（円環状空間）を容易に通過する。したがって、残存し得る最大のサイズの土塊（Ｍ）がスライムの地上側への排出を妨げてしまうことはない。

本発明において、ノズル（Ｎ１、Ｎ２）の角度（θ：ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節する様に構成すれば、施工地盤（Ｇ）の土壌の種類等に対応して、効率的な切削径（Ｄ）にて切削することが可能である。
また本発明において、ノズル（Ｎ１、Ｎ２）間の垂直方向間隔（Ｖ）を調節可能に構成すれば、切削用流体の噴流（Ｊ）の流線間のピッチ（Ｐ）を調節することが可能になり、施工現場の状況に対応して、切削用流体の噴流（Ｊ）で切削されずに残存し得る最大の土塊（Ｍ）のサイズを調節することが可能となる。

本発明において、噴射装置（１０）の上方（のノズル）から切削用流体として仕切形成材を噴射し（ジェットＪ１、Ｊ２）、噴射装置（１０）の下方（のノズル）から固化材を噴射（ジェットＪ３、Ｊ４）すれば、仕切形成材と切削された原位置土が混合した仕切形成材の層（分離層ＬＤ）が上方に構成され、仕切形成材と切削された原位置土と固化材とが混合された固化材の層（ＬＣ）が下方に形成される。
そのため、仕切形成材で構成された分離層（ＬＤ）における仕切形成材と土壌との混合物のみ、スライム（仕切形成材と切削された土壌との混合物）として地上側に排出され、固化材の層（ＬＣ）における富配合の固化材は、地上側には殆ど排出されない。そして固化材が地上側に排出されないため、固化材の浪費が抑制されると共に、産業廃棄物として専門の処理施設で処理するべきスライムの発生量が減少する。
また、噴射装置（１０）の下方（のノズル）から固化材が噴射される（ジェットＪ３、Ｊ４）ので、原位置土の粘性が高くても（例えば粘土）、原位置土（粘土）と仕切形成材の混合物は固化材と良好に混合される。

本発明の第１実施形態を示す説明図である。 第１実施形態により地盤が切削される状態を示す説明図である。 第１実施形態においてノズルの噴射角度を調節する機構の一例を示す説明図である。 第１実施形態においてノズルの噴射角度を調節する機構の図３とは別の例を示す説明図である。 第１実施形態においてノズルの間隔を調節する機構の一例を示す説明図である。 第１実施形態においてノズルの間隔を調節する機構の図５とは別の例を示す説明図である。 本発明の第２実施形態を示す説明図である。 従来の地盤改良工法を示す説明図である。 従来の地盤改良工法により地盤が切削される状態を示す説明図である。 従来の地盤改良工法による切削土塊の一例を示す説明図である。 従来の地盤改良工法における問題点を示す説明図である。

以下、図１〜図７を参照して、本発明の実施形態を説明する。
最初に図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図８、図１１で示す従来技術では、一対のノズルＮの垂直方向位置（図８、図１１では上下方向位置）は同一であり、また、切削用流体（例えば高圧水：固化材を包含する場合もある）の噴流（切削用流体ジェットＪ）は、水平方向を噴射される。
それに対して、図１〜図６で示す実施形態では、ノズルＮ１、Ｎ２の垂直方向位置（図１の上下方向位置）は異なっており、また、水平方向に対して斜めの方向に切削用流体ジェットＪを噴射している。

図１において、改良すべき地盤Ｇに削孔されたボーリング孔ＨＤには、切削用流体（例えば高圧水）の噴流Ｊ（切削用流体ジェット）を噴射するロッド状の噴射装置１が挿入されている。
噴射装置１の側面にはノズルＮ１及びＮ２が設けられており、ノズルＮ１及びＮ２から切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２が噴射する。なお、本明細書において、ジェットＪ１、Ｊ２をジェットＪと総称する場合がある。
ノズルＮ１及びＮ２は、垂直方向（図１の上下方向）に間隔Ｖを隔てて配置されている。
図１において、符号ＣＬは噴射装置１の中心軸を示している。

上方のノズルＮ１からは、水平方向斜め下側に向かって切削用流体ジェットＪ１を噴射しており、切削用流体ジェットＪ１の噴射方向は、水平方向ＨＯに対して角度θだけ下方に傾斜している。なお、水平方向ＨＯは、噴射装置１の中心軸ＣＬに対し垂直に延在する方向である。
一方、下方のノズルＮ２からは、水平方向上側に向かって切削用流体体ジェットＪ２を噴射しており、切削用流体ジェットＪ２の噴射方向は、水平方向ＨＯに対して角度θだけ上方に傾斜している。
図１において符号ＤはジェットＪ１、Ｊ２により切削された領域（切削孔ＨＣ）の切削径であり、切削孔ＨＣの切削半径（噴射装置１の中心軸ＣＬと切削孔ＨＣの内壁までの距離）はＤ／２である。

噴射装置１は公知のものを適用することが可能であり、地上に設けた図示しない供給装置から切削用流体が噴射装置１に導入され、噴射装置１の中の切削用流体流路（図示せず）を流過して、ノズルＮ１及びＮ２から、切削用流体ジェットＪ１及びＪ２が半径方向外方に（地中に）噴射される。
噴射装置１は、切削用流体ジェットＪ１及びＪ２を噴射して地盤Ｇを切削しつつ、矢印Ｒで示す様に回転し、且つ、地表に向かって（図１では上方：矢印Ｕ参照）引き上げられる。
なお噴射装置１の引上げ量（噴射装置１が１回転する間に矢印Ｕ方向へ移動する移動量）は、符号Ｐで表現されている。

切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２により、地盤Ｇが切削されて、切削孔ＨＣが形成される。地盤Ｇの切削と同時に、固化材（例えばセメントミルク）を、噴射装置１の中の固化材流路（図示せず）を介して噴射装置１の下端部付近に設けた図示しない吐出口から吐出することにより、固化材が切削された原位置土と切削用流体（例えば高圧水）と混合されて切削孔ＨＣ中に充填され、その後に固化することにより地中固結体（図示せず）が造成される。
図１において、地盤切削の際に発生したスライムは、矢印ＡＤで示すように、噴射装置１とボーリング孔ＨＤの内壁面との間の隙間Ｓ（環状空間）を通って地上に排出される。

上述の様に、ノズルＮ１、Ｎ２が垂直方向に間隔Ｖをあけて位置しており、上方のノズルＮ１から斜め下方に切削用流体ジェットＪ１を噴射し、下方のノズルＮ２から斜め上方に切削用流体ジェットＪ２を噴射するため、或る断面（任意の同一断面）において噴射装置１１を複数回回転して引き上げた際の切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の全ての流線を表現すると、図２で示す様になる。
すなわち、第１実施形態によれば、図２において、切削用流体ジェットＪ１及び切削用流体ジェットＪ２の流線は、或る断面（任意の同一断面）において、図２で噴射装置１より右側の平面では、切削用流体ジェットＪ１による左上から右下に延在する平行な複数の直線（ジェットＪ１と同一の直線）と、切削用流体ジェットＪ２による左下から右上に延在する平行な複数の直線（ジェットＪ２と同一の直線）とが交差した形状となる。
ここで、或る断面（任意の同一断面）とは、例えば図１、図２において、噴射装置１の中心軸ＣＬ（図１参照）を包含して半径方向及び垂直方向（図２では上下方向）に延在する平面であり、噴射装置１の中心軸ＣＬに対して３６０°全周に亘って存在する。

図２において、例えば噴射装置１より右側の平面で、左上から右下に噴射される複数の切削用流体ジェットＪ１、Ｊ１の間隔Ｐ（ピッチ）、或いは、左下から右上に噴射される複数のジェットＪ２、Ｊ２の間隔Ｐ（ピッチ）は、噴射装置１が１回転する間に上方へ移動する移動量（引き上げ量）であり、図示の実施形態では例えば２．５ｃｍである。
なお、図２において一番下方の切削用流体ジェットＪ１の流線と、切削用流体ジェットＪ２の流線の上下方向間隔は、ノズルＮ１及びＮ２間の距離Ｖに等しい。

図２において、所定間隔（ピッチＰ）を隔てて平行に延在する複数の切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の流線に存在する原位置土（地盤、岩盤、岩石等）は、当該切削用流体ジェットにより切削される。
切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の流線上に存在しない領域、すなわち、切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の流線間の領域αに存在する原位置土は、切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２では切削されない。なお、図２では、切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の流線間の領域αについては、１つだけハッチングを付して例示している。

領域αに存在する原位置土は切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２では切削されないため、領域αに存在する土塊Ｍが切削されない状態で残存する恐れが存在する。
しかし、図２における断面（任意の同一断面）では、当該断面における複数の切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の流線ならば、切削用流体ジェットＪ１及びＪ２で切削されずに残存する最大の土塊は、図２における菱形の領域αに存在する土塊Ｍである。そして、図２の領域αに存在する土塊Ｍは、図１０、図１１で示す代表寸法の大きな土塊に比較して、その代表寸法が小さい。
そして、図２の領域αに存在する土塊Ｍは代表寸法が小さいため、スライムと共に、噴射装置１とボーリング孔ＨＤの内壁面との環状空間Ｓ（図１参照）内を容易に通過することができる。換言すれば、図２の領域αに存在する代表寸法が小さい土塊Ｍが、スライムの地上側への排出を妨げてしまうことはない。

ここで、切削孔ＨＣの切削径Ｄを決定する主たる要因は、切削用流体ジェットＪの噴射圧、切削用流体ジェットＪの噴射流量であり、切削回数、噴射装置１の回転速度も切削径Ｄに影響する。
発明者の研究では、粘土地盤では切削径Ｄは４ｍ以上であり、砂地盤では５ｍ以上である。
図１において、ノズルＮ１、Ｎ２における角度θ（ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節すれば前記切削用流体ジェットＪの噴射圧を調節することになり、切削径Ｄを決定することが出来る。

上述したパラメータをさらに例示すると、切削用流体ジェットＪの噴射圧は施工地盤Ｇにおける土壌の一軸圧縮強度以上、例えば３００ｂａｒ以上である。
さらに、切削用流体ジェットＪの噴射流量Ｑは
Ｑ＝３００（リットル／ｍｉｎ．）×ノズル本数 という式で示される。
これに加えて例示すると、噴射装置１の回転速度は５ｒｐｍ、切削回数は１〜２回である。すなわち、噴射装置１が半回転〜１回転する毎に、噴射装置１を上昇する（ステップアップする）。

図示の実施形態において、上述した通り、切削径Ｄは、ノズルＮ１、Ｎ２における角度θ（ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節することにより定めることが出来る。
従って、図示の実施形態において、ノズルＮ１、Ｎ２における角度θ（ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節できることが好ましい。
図３、図４は、ノズルＮ１、Ｎ２における角度θ（ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節するための機構を示している。

最初に、図３の機構について説明する。
図３は、噴射装置１の中心軸ＣＬに対しノズルＮ１が取り付けられた状態を示しており、噴射装置１は切削用流体流路１Ａを備え、切削用流体流路１Ａには切削用流体が流過する。切削用流体は地上の図示しない供給装置から供給され、加圧装置（図示せず）により加圧されて図３の矢印ＡＢ方向に流れて、ノズルＮ１及びＮ２から矢印ＡＣの方向に噴射される。
図３において、符号１Ｂは、噴射装置１に設けられたノズルＮ１の噴射角度調整による可動域確保のための切欠き部である。

図３で示す噴射角度調整機構はノズルＮ１の噴射角度を調整するための機構であり、噴射角度調整用あて板２と調整用挿入板３が設けられている。
噴射角度調整用あて板２は上下方向に延在する板状体であり、噴射装置１（図３では管状の噴射装置１のケーシングのみが示されている）に取り付けられている。そして噴射角度調整用あて板２の噴射装置１側（図３では左側）には挿入部２Ａが設けられており、挿入部２Ａは調整用挿入板３が挿入自在となる様に構成されている。挿入部２Ａは噴射角度調整用あて板２の内側空間を形成しており、挿入部２Ａの底面部２Ｂは噴射装置１のケーシングの外表面（外壁面）である。
挿入部２Ａが形成する空間の高さ方向（半径方向：図４では左右方向）寸法は、その入り口（噴射角度調整用あて板２の下端部）から図４の上方に向かうに連れて漸減する。そして挿入部２Ａの底面部２Ｂ（噴射装置１のケーシングの外表面）と、挿入部２Ａの上面部２Ｃが為す角度（挿入角度）は符号φ１で示されている。

噴射角度調整用あて板２は、その上端部付近で噴射装置１側の支持軸２Ｄに対して回動可能に軸支されていると共に、図示しない付勢装置（スプリング等）により、常時矢印Ｆ方向、すなわち、噴射角度調整用あて板２を噴射装置１に押し付ける方向に付勢されている。
ノズルＮ１は、前記噴射角度調整用あて板２に固定され、当該あて板２と一体的に回動する。そのため、噴射角度調整用あて板２が初期位置（噴射角度調整用あて板２が噴射装置１の外壁面に押し付けられた状態：図３の位置）から、前記付勢力Ｆに抗して時計回りに回動すると、ノズルＮ１は支持軸２Ｄ周りに回動し、噴射角度θが減少する方向に回動する。

調整用挿入板３は全体が三角柱体であり、噴射装置１の外壁面に接触する底面部３Ａと、先端部から後方（図３では上方から下方）に向かって厚さが漸増する上面部３Ｂとを有している。調整用挿入板３の先端部の角度は符号φ２で示されている。ここで、噴射角度調整用あて板２の挿入部２Ａの挿入角度φ１と調整用挿入板３の先端部角度φ２は 角度φ１＜角度φ２ となっている。そのため、整用挿入板３を挿入すると、噴射角度調整用あて板２及びノズルＮ１は時計方向に回動する。
調整用挿入板３は噴射角度調整用あて板２の挿入部２Ａに挿入自在（矢印ＡＥ方向に移動自在）となっており、調整用挿入板３を噴射角度調整用あて板２の挿入部２Ａに挿入する挿入量を調整することで、噴射角度調整用あて板２及びノズルＮ１が付勢力Ｆに抗して支持軸２Ｄに対して時計回りに回動する際のノズルＮ１の噴射角度θを調整することが出来る。

すなわち、調整用挿入板３を挿入部２Ａに押し込む方向に挿入すれば、噴射角度調整用あて板２及びノズルＮ１は時計方向に回動して、噴射角度θは減少する。一方、調整用挿入板３を挿入部２Ａから外す方向に移動すれば、付勢力Ｆにより、噴射角度調整用あて板２及びノズルＮ１は反時計方向に回動して、噴射角度θが増加する。
上述した内容では、ノズルＮ１における噴射角度θの調節について説明したが、ノズルＮ２についても同様の機構により、噴射角度θが調節出来る。

図４は図３とは別の噴射角度調整機構を示している。
図４では、ノズルＮ１の噴射方向の中心付近を、公知のステッピングモータ４の出力軸４Ａに固定している。そして、当該ステッピングモータ４の出力軸４Ａは、噴射装置（図示せず）に取り付けられている。なお、図４における矢印ＡＣは、切削用流体ジェットＪ１の噴射方向を示している。
図４において、ステッピングモータ４を適切な角度だけ正回転または逆回転させることにより、ノズルＮ１を任意の中心角度だけ回動し、以って、ノズルＮ１の噴射角度θを調整することが出来る。
図４による噴射角度θの調節機構は、ノズルＮ２についても適用できる。

図示の実施形態において、切削用流体ジェットＪで切削されずに施工地盤Ｇから剥離し得る最大の土塊Ｍのサイズは、図２において符号Ｐで示すピッチ（噴射装置をステップアップするピッチ）の寸法により影響を受ける。
ピッチＰはノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖが変動すれば異なるパラメータであり、換言すれば、ノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを調節すればピッチＰを調節することが出来る。
図５、図６はノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを調節するための機構を例示している。

先ず、図５の機構について説明する。
図５は、噴射装置１のノズルＮ１及びＮ２の取付け部付近を側面から見た説明図であり、噴射装置１をノズルＮ１、Ｎ２間における所定位置（垂直方向所定位置）で２分割し、２分割された噴射装置１０１、１０２の間に厚さ寸法Ｔのスペーサ５を介装している。
ここで、スペーサ５の内部構造は噴射装置１０１及び１０２と同様な構造となっており、噴射装置１０１、１０２内の流体経路はスペーサ５内の流体経路と図示しない接続手段（例えば、スイベルジョイント等）により、接続されている。そのため、噴射装置１０１、１０２及びスペーサ５は、噴射装置として切削用流体（及び固化材）を噴射或いは吐出する機能を備えている。
なお、噴射装置１０１、１０２とスペーサ５の結合については、公知技術により（例えば、接着、締結手段等）により行われる。

スペーサ５を噴射装置１０１及び１０２間に介装することにより、ノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを調節することが出来る。
例えば、噴射装置１０１、１０２間にスペーサ５を介装しない時のノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを、ノズルＮ１、Ｎ２間の最小間隔（垂直方向間隔）とすれば、噴射装置１０１、１０２間にスペーサ５を介装した時のノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔は「Ｖ＋Ｔ」となる。
さらに、厚さ寸法Ｔが異なるスペーサ５を複数種類用意して、ノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔の範囲を、適宜調節することが出来る。

図５とは異なる垂直方向間隔Ｖを調節するための機構の例が、図６に示されている。図６では、公知のラック及びピニオンギヤ機構を用いて垂直方向間隔Ｖを調節している。
図６において、ピニオンギヤ７は、その回転軸７Ａが噴射装置（図示せず）に取り付けられており、ラック６と噛合している。そしてラック６はノズルＮ１に固定されており、噴射装置１（図１参照）の中心軸と平行に延在している。ピニオンギヤ７を正回転又は逆回転してラック６を上下動すると、ノズルＮ１が上下動する。これにより、ノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔を調整することが出来る。

図６において、矢印ＡＣは、切削用流体ジェットＪ１の方向を示す。
また、図６ではノズルＮ１のみが上下動する様に構成されているが、ノズルＮ２のみをラック６に固定して上下動するように構成することも可能である。さらに、ノズルＮ１、Ｎ２がそれぞれ別のラックに固定され、ピニオンギヤ７が回転するとノズルＮ１、Ｎ２が上下方向について逆方向に移動して、ノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを調節することも可能である。

図示の第１実施形態によれば、噴射装置１のノズルＮ１、Ｎ２が垂直方向に間隔をあけて位置しており、上方のノズルＮ１から斜め下方に切削用流体ジェットＪ１を噴射し、下方のノズルＮ２から斜め上方に切削用流体ジェットＪ２を噴射することにより、切削用流体ジェットＪ１、切削用流体ジェットＪ２の流線は、任意の位置平面において、図２における噴射装置１より右側の領域であれば、左上から右下に延在する平行な複数の直線と、左下から右上に延在する平行な複数の直線となる。
そのため、図１０で示すように、切削用流体ジェットで切削されない領域が切削用流体ジェットの流線と平行に延在することは無く、必ず、他方の切削用流体ジェットの流線が、当該切削されない領域と交差する。

すなわち、ある瞬間において切削用流体ジェットで切削されない領域が存在したとしても、当該領域はその後、切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の何れかと必ず交差して切断される。そのため、切削用流体ジェットで切削されない領域の代表寸法が大きくなってしまうことは防止される。
その結果、図示の第１実施形態によれば、切削用流体ジェットで切削されずに残存し得る最大の土塊Ｍは、図１０、図１１で示す代表寸法の大きな土塊Ｍに比較して、代表寸法が小さくなり、噴射装置１とボーリング孔ＨＤの内壁面との環状空間（図１、図１１参照）内を容易に通過し、スライムの地上側への排出を妨げてしまうことはない。

また、図示の実施形態では、ノズルＮ１、Ｎ２における角度θ（切削用流体ジェットＪ１、Ｊ２の噴射角度）を調節することが出来るので、施工地盤Ｇの土壌の種類等に対応して、効率的な切削径Ｄに調節することが出来る。
さらに、図示の実施形態ではノズルＮ１、Ｎ２間の垂直方向間隔Ｖを調節することが出来るので、図２で示すジェット流線のピッチＰを調節することが出来る。そのため、施工現場の状況に対応して、ジェットで切削されずに残存し得る最大の土塊Ｍのサイズを調節することが可能である。

次に図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図７において、噴射装置１０上方のノズルＮ１から噴射されるジェットＪ１、Ｊ２は、図１〜図６の第１実施形態で説明したのと同様に、ジェットＪ１はノズルＮ１から水平方向斜め下側に向かって噴射されており、ジェットＪ２はノズルＮ２から水平方向斜め上側に向かって噴射されている。
図７では明確には図示されていないが、ジェットＪ１、Ｊ２は、その断面の半径方向内方（中央）部分は仕切形成材の噴流であり、その周囲を高圧空気の噴流が包囲している。ただし、高圧空気を噴出しなくても、第２実施形態は実施可能である。
仕切形成材は、例えば、増粘剤（例えば、天然水溶性高分子材料であるグアガム）５重量％と、ケイ酸ナトリウムソーダ（水ガラス）５重量％を包含する溶液である。そして仕切形成材を土壌中に噴射して原位置土と混合することにより、分離層ＬＤを構成する。

一方、下方のノズルＮ３、Ｎ４から噴射されるジェットＪ３、Ｊ４は、固化材噴流である。
ジェットＪ３、Ｊ４により、仕切形成材と原位置土壌とが切削混合した混合物に対して、さらに固化材が混合される。
回転しつつ引き上げられる噴射装置１０から噴射されるジェットＪ３、Ｊ４により固化材を噴射するため、例えば原位置土が粘土であっても、原位置土（粘土）と仕切形成材の混合物は固化材と良好に混合される。
ここで、原位置土（粘土）と仕切形成材の混合物は、スライムとして、矢印ＡＤで示すように噴射装置１０とボーリング孔ＨＤの内壁面との間の環状空間Ｓを通って、地上側に排出される。しかし、原位置土（粘土）と仕切形成材の混合物は固化材を包含していないので、産業廃棄物として処理する必要はなく、作業環境を悪化させる恐れも少ない。

図７で示す様に、ジェットＪ１、Ｊ２により仕切形成材を噴射して地盤Ｇを切削することにより、ジェットＪ１、Ｊ２で切削された空間ＩＪ（原位置土、仕切形成材で充填されている空間）の上方の領域には分離層ＬＤが形成され、分離層ＬＤは、噴射装置１０とボーリング孔ＨＤの内壁面との間の環状空間Ｓに、ノズルＮ３、Ｎ４から噴射される固化材と流入しないための仕切として作用する。
そして、ジェットＪ１、Ｊ２で切削された空間ＩＪの下方の領域にジェットＪ３、Ｊ４により固化材を噴射することにより、空間ＩＪの下方の領域には、富配合の固化材（固化材と水との比率Ｗ／Ｃが低い配合である固化材）の層ＬＣが形成される。

ここで、下方のジェットＪ３、Ｊ４が、切削壁Ｗ（ジェットＪ１、Ｊ２による切削により拡径された切削孔の内壁面）に衝突した際に、矢印ＡＮで示すように上方に巻き上がってしまうと、固化材が分離層ＬＤ（を構成する仕切形成材と切削された土壌との混合物）に混入してしまう恐れがある。そして固化材が分離層ＬＤに混入してしまうと、固化材がスライムとして地上に排出されてしまう恐れがある。
固化材が地上側に排出されないようにするために、下方のジェットＪ３、Ｊ４が切削壁Ｗに衝突した際には、下方のジェットＪ３、Ｊ４が矢印ＡＧで示すように下方に巻き下がる必要がある。そのため、図７で示すように、下方のジェットＪ３、Ｊ４は、水平方向ＨＯに対して角度βだけ下方に向いている。
発明者の実験では、下方のジェットＪ３、Ｊ４の噴射圧が１００ｂａｒの場合には前記傾斜角度βは１５°、ジェットＪ３、Ｊ４の噴射圧が２００ｂａｒの場合には傾斜角度βは３０°であるのが好適であり、固化材が分離層ＬＤに混入してしまうことが防止された。

図７の第２実施形態によれば、噴射装置１０を引き上げるに連れて、固化材の層ＬＣの垂直方向寸法が大きくなり（厚くなり）、分離層ＬＤ（仕切形成材の層）は常に固化材の層ＬＣの上方に移動する。
仕切形成材で構成された分離層ＬＤが存在するため、仕切形成材と土壌との混合物はスライム（仕切形成材と切削された土壌との混合物）として地上側に排出されるが、固化材の層ＬＣにおける富配合の固化材は地上側には殆ど排出されない。そして固化材が地上側に排出されないため、固化材の浪費が抑制されると共に、産業廃棄物として専門の処理施設で処理するべきスライムの発生量が減少する。
また、噴射装置１０の下方のノズルＮ３、Ｎ４から噴射されるジェットＪ３、Ｊ４により固化材が噴射され、噴射装置１０は回転しつつ上昇するので、原位置土の粘性が高くても（例えば粘土）、原位置土（粘土）と仕切形成材の混合物は固化材と良好に混合される。

図７の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図６の第１実施形態と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、ノズルは２つ設けられているが、噴射装置の中心軸ＣＬに対して点対象に配置されるのであれば、３つ以上のノズルを設けることが可能である。
また、図示の実施形態では、固化材は噴射装置の下方に設けた吐出口から吐出されて、切削された原位置土と切削流体との混合物中に吐出されるが、切削用流体ジェットＪと同様に、或いは、切削用流体ジェットＪと共に、固化材を半径方向外方に噴射させても良い。

１、１０、１１・・・噴射装置
ＨＣ・・・切削孔
ＨＤ・・・ボーリング孔
ＩＪ・・・切削された空間
Ｊ、Ｊ１、Ｊ２・・・切削用流体ジェット
ＬＣ・・・固化材の層
ＬＤ・・・仕切形成材の層（分離層）
Ｎ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４・・・ノズル（噴射ノズル）
Ｓ・・・環状空間
Ｗ・・・切削壁（切削孔の内壁面）

Claims (3)

1. 噴射装置から切削用流体を噴射して切削すると共に、固化材を供給して、切削された地盤と流体と固化材を混合、撹拌して、地中固結体を造成する地盤改良工法において、
   噴射装置には複数のノズルが垂直方向に間隔をあけて位置しており、切削用流体を噴射する際に、上方のノズルから斜め下方に切削用流体噴流を噴射し、下方のノズルから斜め上方に切削用流体噴流を噴射することを特徴とする地盤改良工法。
2. ノズルの角度を調節する工程を有する請求項１の地盤改良工法。
3. ノズル間の垂直方向間隔を調節する工程を有する請求項１、２の何れかの地盤改良工法。

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