JP2016160691A - 地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】総注入スラリー量と総排土量が同程度、即ち、排土率がほぼ同等になるようにして、地盤変位の発生を低減することができる地盤改良工法を提供する。【解決手段】通常の削孔水を用いて施工を行いつつ排土率を観測し、排土率１００％が確保できないと判断された場合には、造成工程中の補助削孔工程において、削孔穴からの排土状況に応じて、削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合して前記削孔水を粘性削孔水とすることによって、排土に粘性を付与し、排土率を改良体１本当たりの総排土量ΣＶを固化材スラリーの総注入量Σｑにほぼ一致させる。【選択図】図６

Description

この発明は、軟弱地盤等の改良予定地盤を、削孔水を噴射しながら削孔した後、地中に固化材スラリー等の地盤改良材を注入し、該固化材スラリーと軟弱地盤とを混合して改良柱体を形成する地盤改良工法に関するものである。

固化材スラリーなどの地盤改良材を地盤に混入攪拌する地盤改良工法においては、混入する固化材スラリーの体積に相当する量の原地盤の排土を行わなければ土中変形が周辺地盤へ伝播され、少なからず周辺地盤に変位をもたらす。

一般的に、単管式の高圧噴射攪拌地盤改良装置を用いての地盤改良工法は、他の二重管、三重管の高圧噴射攪拌工法に比べて、施工中に排泥を出さない分経済的であるが、周辺地盤の変位等が発生し易い。

この単管式高圧噴射攪拌工法の経済性と、周辺地盤への変位の低減を両立している工法として、次の地盤改良工法がある。土壌押上円板の半径が注入ロッドの軸身に設けられた攪拌翼の半径と同一寸法、又は前記攪拌翼半径より１０cm以下望ましくは５cm小さく、且つ、投影平面形状が円周分に加えて中心角が１０度程度の扇型状に重複させるか、又は略円周１周分で、螺旋形状土壌押上円板の傾きが１０〜２０度に形成した土壌押上円板を備えた攪拌装置で、軟弱地盤を削孔する際に、削孔を複数回の再削孔・再引上げで又削孔水を低圧で噴射しながら行うことにより、攪拌翼により形成される攪乱部直径内部と該土壌押上円板の直径内に含まれる軟弱地盤と直径外の領域が、円筒状の泥水膜によって縁切りされ、その際、該土壌押上円板の直径内に含まれる軟弱土が上方に押上げられる時の土のせん断抵抗が少なく、確実な排土が可能になる単管式高圧噴射撹拌工法（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００５−１２０８１９号公報（特許第４７４０５７１号公報） 特開２０１０−１３８６９１号公報（特許第４９６４１２３号公報）

しかし、前記単管式高圧噴射攪拌工法では、改良対象土が、特に高含水比で軟弱な粘土、自然含水比が液性限界を上回るような鋭敏性の高い粘性土、及び細粒分が少ない砂質土等の場合、再撹拌しても泥水膜はできにくい上、多くの掘削対象土が前記土壌押上板に載らずに周囲に崩れ落ちてしまい地上に排出され難くなって、排土率｛（総排土量（ΣＶ：m³）÷総注入スラリー量（Σｑ：kl）×１００％｝が小さくなり、周辺地盤に変位が生ずることがある。

この発明は、前記事情に鑑み、改良対象土が、特に高含水比で軟弱な粘土、自然含水比が液性限界を上回るような鋭敏性の高い粘性土、及び細粒分が少ない砂質土等であっても、総注入スラリー量（総固化材スラリーの注入量）と総排土量をほぼ一致させ、排土率をほぼ１００％になるようにして、地盤変位の発生を低減することを目的とする。

この発明は、注入ロッド先端に掘削刃を、該掘削刃の上方に撹拌翼を設け、更に該撹拌翼の上方近傍に土壌押上板を設けた撹拌装置により、改良予定地盤を予定深度まで削孔水を噴射しながら削孔して削孔穴を形成する削孔工程と、前記注入ロッドを地上まで引き抜いた後、前記削孔穴に挿入して底部迄戻す再削孔工程と、前記注入ロッドを回転させて引き抜きながら、前記地盤中に固化材スラリーを高圧噴射し、前記固化材スラリーのエネルギーで前記撹拌翼の外側を切削・混合しつつ、前記注入ロッドの固化材スラリー噴射口の上部に近接して設けた土壌押上板により、前記噴射ノズルの近傍の攪乱土を上方へ押し上げて前記土壌押上板の下方に空隙を形成しつつ、固化材スラリーと混合された混合土を該空間に吸収し、前記地盤中に円柱状の改良体を造成する造成工程と、を備えた地盤改良工法において、前記削孔工程又は造成工程中における補助削孔工程の削孔水噴射時に、前記削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、削孔水を増粘作用のある粘性削孔水とし、改良体１本当たりの総排土量を総注入スラリー量にほぼ一致させる地盤改良工法である。

また、この発明は、前記増粘作用のある粘性削孔水の増粘剤濃度は、改良対象地盤における排土率が１００％程度となる増粘剤濃度を、試験施工を行って設定する地盤改良工法である。

また、この発明は、施工当初から、削孔水として増粘作用のある粘性削孔水を基準粘性削孔水として用い、前記造成工程中の補助削孔工程において、排土状況に応じて、前記基準粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させるために、前記基準粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、前記基準粘性削孔水よりも増粘剤濃度が高い濃度の削孔水を用いて、改良体１本当たりの総排土量を総注入スラリー量にほぼ一致させる地盤改良工法である。

また、この発明は、前記基準粘性削孔水の増粘剤濃度は、改良対象地盤における排土率が１００％程度となる増粘剤濃度を、試験施工を行って設定する地盤改良工法である。

また、この発明は、造成工程中の補助削孔工程は、排土量が固化材スラリーの注入量より少ないときに、固化材スラリーの噴射を停止して注入ロッドを引き抜く工程と、削孔水又は基準粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合して、削孔水又は基準粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させて噴射しながら再削孔し、前記注入ロッド先端を前記停止した位置まで戻す工程、を備えている地盤改良工法である。

本発明は、削孔工程又は造成工程中における補助削孔工程の削孔水噴射時に、排土量と注入スラリー量とのバランスが崩れてきた場合に、前記削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、前記削孔水の増粘剤濃度をタイムリーに変化させて改良体１本当たりの総排土量と総注入スラリー量（固化材スラリーの総注入量）をほぼ一致させ、排土率をほぼ１００％に保つことができるので、改良予定地盤の変位の発生を低減させることができる。

ここで、「総排土量と総注入スラリー量をほぼ一致させ」とは、完全に一致する場合のみならず、許容地盤変位量の範囲内であれば両者の多少の差異を許容することを意味し、又、「排土率をほぼ１００％」とは、排土率が１００％のみならず、許容地盤変位量の範囲内であれば１００％より多少の差異を許容することを意味する。

地盤改良を施工する場合、施工完了後の許容地盤変位量が設定されるが、この許容地盤変位量に対応する範囲内で、総排土量と総注入スラリー量間の多少のズレ、排土率の１００％からの多少のズレは、認められるものである。前記許容地盤変位量の一例として、水平変位量±１０mm、又、排土率の一例として、９０％、を挙げることができる。よってこれらの表現は、実際の施工においては、「ほぼ一致」とは「許容変位量以内に収まる程度に一致」、「１００％程度」とは「許容変位量以内に収まる程度」との意味である。

又、排土状況に応じて、高価な増粘剤を無駄なく最適量使用することができるので、施工能率が良く、かつ、経済的な施工を行うことができる。

本発明の第１実施例を示す図で、削孔時の状態及び基材配置を示す一部断面正面図である。 改良体造成時の状態及び基材配置を示す一部断面正面図である。 排出された排土量と固化材スラリーの注入量の関係（排土率）を示す図で、縦軸は総注入スラリー量Σｑ（kl）、変位量Σδ（cm）、総排土量ΣＶ（m³）、横軸は時間（H）を示す図である。 試験施工時における固化材スラリー注入量と排土量との経時的な関係を示す図で、縦軸は総注入スラリー量Σｑ（kl）、変位量Σδ（cm）、総排土量ΣＶ（m³）、横軸は時間（H）を示す図である。 排土率（％）と粘性削孔水の濃度（％）との関係を示す図である。 排土不良の場合の排土量、固化材スラリー注入量、及び変位量の関係を示す図で、縦軸は総注入スラリー量Σｑ（kl）、変位量Σδ（cm）、総排土量ΣＶ（m³）、横軸は時間（H）を示すである。 排土不良により、施工中断した後、再削孔して排土率１００％を確保した場合の排土量、固化材スラリー注入量、及び変位量の関係を示す図で、縦軸は総注入スラリー量Σｑ（kl）、変位量Σδ（cm）、総排土量ΣＶ（m³）、横軸は時間（H）を示す図である。

本件発明者は、排土率（総排土量ΣＶ÷総注入スラリー量Σｑ）が小さいのは、改良予定地盤の土質特性に原因がある、と考えた。更に述べると、前記土質特性が液性限界を超えない粘性土層、粒度が良い或いはある程度細粒分を含む砂層等の場合は、排土率が良い。これは、注入ロッドから削孔水を噴出しながら削孔した後、固化材スラリーを噴出しながら削孔穴から排土する際に、前記削孔穴内の排土が土壌押上板から滑り落ちにくいため、と考えられる。

これに対し、前記土質特性が液性限界を超える粘性土層、粒度が悪い或いは細粒分が少ない緩い砂層、又は、粘土と砂との互層等の場合は、排土率が良くない。これは、排土される対象土が液状化状態になり、前記排土の際に、前記削孔内の排土が土壌押上板から滑り落ちやすくなるためである、と考えられる。

そこで、排土率の良くない改良予定地盤を削孔する際には、通常削孔水、即ち、通常使用する削孔水（真水、河川水又は海水等）に増粘剤を添加した、「増粘作用のある粘性削孔水」を用いれば、流動状土を固着化させて塊としての形状を保ちやすくなり、土壌押上板から排土が滑り落ちるのを防止できる、と考えるとともに、最適な増粘剤の添加量の決定方法と、土質特性の変化などに対して常に粘性削孔水の適切な増粘剤の濃度を保つための方法について検討を重ねた。

その結果、改良予定地盤の土質柱状図などから、改良対象地盤が液性限界を超える粘性土層、粒度が悪い或いは細粒分が少ない緩い砂層、又は、粘土と砂との互層等の場合等排土率が小さくなる傾向が予測される土質であった場合には、予め改良対象地盤において試験施工を行い、排土率が１００％程度（周辺地盤に変位等の悪影響を及ぼさない程度の排土率）が確保できるような粘性削孔水の増粘剤濃度を設定しておく。そして、実施工においては通常削孔水を用いて施工を行いつつ、排土率を観測して、排土が概略１００％を確保できなくなったと判断された場合には、使用する削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合して、試験施工で設定した排土率を１００％程度確保できるような粘性削孔水に調整して施工を行う。

ここで、「高濃度増粘剤液」とは、実際に使用する削孔水に適正量の増粘剤を混合し、又は増粘剤濃度の小さい削孔水の増粘剤濃度を大きくするために、ＣＭＣ等の増粘剤を通常使用する濃度の数倍から十数倍の濃度で溶解させた高濃度の増粘剤水溶液をいう。

また、ここで「滴定混合」とは、高圧ポンプ２９で削孔水を送水する際に、高濃度増粘剤液タンク２８からの流量を微調整できるグラウドポンプ２８ｇにより高濃度増粘剤液を共用パイプ３０中に送液し、高圧ポンプ２９の上流側で任意の流量で削孔水と合流させることにより、目標の増粘剤濃度の粘性削孔水をタイムリーに得ることができるような添加方法を指称する。そして、削孔水又は（濃度が小さい）粘性削孔水に、高濃度増粘剤液を前記滴定混合により混合した削孔水を粘性削孔水という。

試験施工は、通常２〜４水準程度の異なる増粘剤濃度の粘性削孔水で施工を行い、排土率をほぼ１００％確保できる最小の増粘剤濃度を求める。この試験施工の概念を説明するのが、図４ａ、図４ｂである。

そして、通常削孔水を用いて施工を行いつつ排土率を観測して、排土が概略１００％を確保できなくなったと判断された場合には、削孔水に滴定混合を行うことにより試験施工で設定した濃度の粘性削孔水（以下、「基準粘性削孔水」と言うことがある）を用いて施工を行うとともに、造成工程の補助削孔工程における排土状況に応じて、前記基準粘性削孔水に、前記基準粘性削孔水より増粘剤濃度の高い高濃度増粘剤液を滴定混合した粘性削孔水（以下、「高濃度粘性削孔水」と言うことがある）にすることにより、総排土量と総注入スラリー量をほぼ同一（同程度）することができるので、排土率が向上し、改良予定地盤の変位の発生を防止することができる。本件発明は、上記知見に基づいてなされたものである。

この発明の第１実施例を図１〜図６により説明するが、初めに、地盤改良装置について概説する。

単管式注入ロッド２は、回転上下動機構１の支柱４により垂直状態に支持されている。前記注入ロッド２の先端には、掘削刃（アースオーガー）３が設けられ、その先端部上方には撹拌翼５と螺旋状土壌押上円板６が、間隔をおいて順次設けられている。前記撹拌翼５の先端には噴射ノズル１０が設けられているが、この噴射ノズル１０は、削孔水噴射口、及び、固化材スラリー噴射口として機能する。前記土壌押上円板６は、前記撹拌翼５より１０cm以下、好適には、５cm、の小さい半径に形成されている。

前記注入ロッド２の後端部には、スイベル８が設けられ、該スイベル８は固化材スラリー圧送ホース９を介して高圧ポンプ２９に連結されている。

次に、削孔水の流路系統について説明する。前記高圧ポンプ２９は、流量計２７ｂの付いた共用パイプ３０を介して、高濃度増粘剤液タンク２８の系統と削孔水タンク２５の系統に接続されている。前記高濃度増粘剤液タンク２８の系統は、前記高濃度増粘剤液タンク２８から電磁バルブ２８ｖ、グラウドポンプ２８ｇ、流量計２８ｂを通じて共用パイプ３０に高濃度増粘剤液を供給する。前記粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、増粘剤濃度が前記粘性削孔水より大きい高濃度粘性削孔水を作液する。前記滴定混合に必要な高濃度増粘剤液の流量（０．５l／分程度の最小流量）の制御は、グラウトポンプ２８ｇと流量計２８ｂを介して行われる。

削孔水タンク２５の系統は、電磁バルブ２５ｖを通じて共用パイプ３０に連結されている。前記タンク２５内の削孔水は、通常削孔水（真水、河川水、又は海水等）であり、その流量は、流量計２７ｂにより制御する。前記高濃度増粘剤液タンク２８の系統の高濃度増粘剤液と削孔水タンク２５の系統の削孔水は、共用パイプ３０の高圧ポンプ２９の上流で合流し、目標の増粘剤濃度を有する粘性削孔水、として圧送ホース９に送液される。

削孔水に添加する増粘剤としては、主にＣＭＣ等のメチルセルロース系、又は、グアガムなどの水溶性高分子系などの増粘剤が用いられるが、これらに限定されるものではない。前記高濃度増粘剤液としては、例えば、増粘剤濃度３．０％〜１０．０％程度の増粘剤溶液が用いられる。前記高濃度増粘剤液の滴定量は、前記グラウトポンプ２８ｇを流量計２８ｂを介してバルブ２８ｖを操作することにより任意に調整できるので、簡単に目標の増粘剤濃度に滴定混合することができる。

固化材スラリーの系統は、スラリープラント２７を備えているが、このスラリープラント２７は、セメント系固化材と混練水を一定割合で混練してアジテータに一時保留するものであり、電磁バルブ２７Ｖ、共用パイプ３０、流量計２７ｂを介して高圧ポンプ２９に連結されている。

前記地盤改良装置を用いた地盤改良工法は、削孔工程、再削孔工程、及び造成工程を備えている。

前記削孔工程は、注入ロッド２先端に掘削刃３を設け、該掘削刃３の上方に撹拌翼５を設け、該撹拌翼５の上方近傍に螺旋状土壌押上板６を設けた撹拌装置により、改良予定地盤を予定深度まで削孔水を噴射ノズル１０（削孔水噴射口）から噴射しながら削孔して削孔穴１３を形成する工程である。

又、前記再削孔工程は、前記削孔穴１３中の注入ロッド２を地上まで引き抜いた後、前記削孔穴１３に挿入して底部迄戻す工程である。

更に、前記造成工程は、前記注入ロッド２を回転させて引き抜きながら、前記地盤中に噴射ノズル１０（固化材スラリー噴射口）から固化材スラリー（土地改良材）１４を高圧噴射し、前記固化材スラリー１４のエネルギーで前記撹拌翼５の外側を切削・混合しつつ、前記注入ロッド２の噴射ノズル１０の上部に近接して設けた前記土壌押上板６により、前記噴射ノズル１０の近傍の攪乱土を上方へ押し上げて前記土壌押上板６の下方に空隙７を形成し、固化材スラリー１４と混合された混合土を該空隙７に吸収し、前記地盤中に円柱状の改良体１５を造成する工程である。

本件発明では、削孔水として通常削孔水（真水、河川水、又は海水等）を用いるが、排土率を１００％確保できないと判断された場合には、高濃度増粘剤液の滴定混合による増粘作用のある基準粘性削孔水を用いる。そして、この基準粘性削孔水の増粘剤濃度は、前述の様に試験施工に基づいて決定しておく。

まず初めに、目標とする濃度の粘性削孔水の滴定混合による製造方法について説明する。
説明の都合上、削孔水を真水、高濃度増粘剤液の増粘剤濃度を５．０％とし、目標とする（滴定混合後の）粘性削孔水の増粘剤濃度を０．３％、０．５％に増加する場合を例として説明する。

各削孔水の濃度、流量をそれぞれ下表の記号で表す。

目標とする増粘剤濃度の削孔水（粘性削孔水）流量ｑ(l／分)を３０l／分とすると、流量の合計が３０l／分であるから、ｘ＋ｙ＝３０、液量に含まれる増粘剤量の関係より、ａｘ＋ｂｙ＝３０Ｍであるから、目標とする増粘剤濃度の削孔水（粘性削孔水）の増粘剤濃度が０．３％の場合、ａ＝０％、ｂ＝５．０％、Ｍ＝０．３％、ｑ＝３０l／分、として、ｘ＝２８．２l／分、ｙ＝１．８l／分、と計算できる。

目標とする増粘剤濃度の削孔水（粘性削孔水）の増粘剤濃度が０．５％の場合、ａ＝０％、ｂ＝５．０％、Ｍ＝０．５％、ｑ＝３０l／分、となるから、ｘ＝２７．０l／分、ｙ＝３．０l／分、となる。

この計算結果を微調整できるグラウトポンプ２８ｇの制御可能範囲を勘案して、基準粘性削孔水の流量ｘと高濃度増粘剤液の流量ｙを合流させて、目標とする増粘剤濃度の粘性削孔水として送液する。

本施工において、目標とする増粘剤濃度の粘性削孔水を製造する際には、高濃度増粘剤液タンク２８の電磁バルブ２８ｖを開き、流量計２８ｂで高濃度増粘剤液の流量を微調整管理しながら滴定混合し、共用パイプ３０内を流れる削孔水の流量を流量計２７ｂで制御しながら、合計流量を流量計２８ｂ（高濃度増粘剤液用）と流量計２７ｂ（削孔水用）の和として監視・制御して合流させる。

次に、施工時の排土計測管理について説明する。

削孔工程中及び造成工程中には、排土量検出手段により排土量が検出されるが、この排土量検出手段として、例えば、枡形計器が用いられる。この枡形計器は、入口穴を有する方形状の底板と、該底板の四辺を囲む縦壁と、該縦壁に設けられ前記底板からの高さを測るスケールと、を備えている（図示省略）。

この枡形計器は、入口穴を削孔穴に合わせて改良予定地盤上に配設され、該入口穴から入り込む排土の量（嵩）を前記スケールで計測することにより排土量を計測する。排土率は、前記排土検出手段によって計測された総排土量ΣＶを総注入スラリー量（固化材スラリーの総注入量）Σｑで割った値（ΣＶ／Σｑ）であるが、原則的には、この値が１００％であれば、周辺地盤へ与える変位をほぼゼロに抑えられる。

削孔穴から排出された排土量と固化材スラリーの注入量を比較し、両者の関係（排土率）を比較検討する。前記両者の関係を概念図として図３に示す。

総注入スラリー量Σｑ（kl）は、固化材スラリー噴射量ｑと噴射時間ｔと１本当たりの改良長の積であり、例えば、固化材スラリー噴射量ｑ＝１００l／分、噴射時間ｔ＝４分、改良長１０mの時には、総注入スラリーΣｑ＝４０００l＝４．０kl、となり、噴射時間ｔ（H）の経過とともに増加し、時刻ｔ１（＝４分/m×１０m＝４０分）経過した時点で予定した固化材スラリーの総量（設計スラリー総量：kl）Ｍとなるが、この時の固化材スラリーの注入量は、実線Ｌｑで示すように、直線状に推移する。

これに対し、総排土量ΣＶは、理想的に排土率を確保できる場合は、鎖線Ｌｖで示すように、ほぼ前記実線Ｌｑに沿って推移し、時間ｔ１経過した時点で総排土量ΣＶはＭとなって総注入スラリー量Σｑとほぼ一致し、排土率（総排土量／総注入スラリー量）は、ほぼ１００％となる。この様に、適切な排土過程を辿って排土率が１００％確保できた場合の変位量δは、鎖線Ｌδに示すように、ほぼ０となり横軸（時間軸）に沿って推移する。

粘性削孔水の増粘剤濃度は、改良予定地盤（対象地盤）を試験施工することにより決定されるが、最適な増粘剤濃度を得るために、複数回、少なくとも３回、の試験施工をすることが好ましい。

３回の試験施工Ａ、Ｂ，Ｃの総注入スラリー量Σｑ（kl）と総排土量ΣＶ（m³）の関係を、時間ｔ(H)を横軸にとってグラフ化すると、図４ａのようになる。

試験施工Ａは、鎖線ＬｖＡが示すように、造成工程終了時ｔ３で総排土量ΣＶが総注入スラリー量Σｑ（設計スラリー総量Ｍ）の約７２％程度であり、１００％よりかなり小さい。よって削孔穴から排土すべき土が土壌押上板からずり落ちている可能性がある

試験施工Ｂは、鎖線ＬｖＢに示すように、造成工程終了時ｔ３で総排土量ΣＶが総注入スラリー量Σｑの約９８％程度である。

試験施工Ｃは、実線ＬｖＣに示すように、造成工程終了時ｔ３で総排土量ΣＶが総注入スラリー量Σｑの約１０３％程度で、総注入スラリー量ΣＶよりわずかに上回っており、増粘剤濃度が大き過ぎる可能性があり、不経済である。

理想的には、総注入スラリー量Σｑの実線Ｌｑと総排土量ΣＶの鎖線Ｖが一致するのが望ましく、総注入スラリー量Σｑ≒総排土量ΣＶのケースで、増粘剤濃度が最も小さい削孔水を基準増粘作用のある基準増粘削孔水に設定することが好適である。従って、粘性削孔水濃度としては、図４ｂのように、３回の試験施工結果について、横軸に３種の試験施工時の粘性削孔水濃度（％）を、縦軸にこれに対応する排土率（％）を取って３点を曲線で結び、排土率１００％に対応する増粘剤の濃度Ｓを、実施工で使用する粘性削孔水の増粘剤濃度とする。

次に、本施工について説明する。

前記試験施工結果に基づき、粘性削孔水の増粘剤濃度を設定した後、通常削孔水を用いて本施工（削孔工程、再削孔工程、造成工程の実施）を行う。

本施工を何回か実施しているうちに、造成工程における固化材スラリーの注入量と排土量の理想的な関係（Σｑ≒ΣＶ）が乖離することがある。

例えば、図５に示すように、総排土量を示す鎖線Ｖが噴射時間ｔｎ経過した後、総排土量ΣＶと総注入スラリー量Σｑ間に大きな差が発生し、総注入スラリー量を示す実線Ｌｑと総排土量を示す鎖線Ｌｖが乖離し始め、注入スラリー量と排土量とのバランスが崩れることがある。

このような場合は、このまま施工を続行すると、排土量Ｖの変化を示す鎖線Ｌｖと変位量を示す鎖線Ｌδは、図５の時間ｔｎ１以降の鎖線のように推移すると考えられるので、「地盤変位が大きく発生する」、と判断して施工を中断する_。

そして、注入ロッド２からの固化材スラリーの噴射を停止し、削孔穴内の該注入ロッド２を地上まで引き抜くと共に、前記排土量Ｖと注入スラリー量ｑのバランスが崩れた原因を調査する。

調査の結果、削孔水に原因がない場合、例えば、注入ロッド２の土壌押上板６に排土が付着して大きな塊となり、それが原因で削孔穴を塞いでしまっている様な場合には、前記排土の塊を除去するなどしてその原因を取り除き、再び注入ロッド２先端を前記停止位置（時間ｔｎ１における深度）まで戻した後、造成工程を再開する。

一方、削孔水に原因がある場合、例えば、土壌押上板上に排土が載っていないと考えられる様な場合には、高濃度増粘剤タンク２８の電磁バルブ２８ｖの開度を調整して増粘剤の濃度を増加させて粘性削孔水を作液し、この粘性削孔水を圧送ホース９に送液して、前記注入ロッド２から噴射させながら前記削孔穴を再削孔し、注入ロッド２先端を前記停止位置（時間ｔｎ１における深度）まで戻す。この時の削孔工程を「補助削孔工程」という。

そして、粘性削孔水の噴射を停止した後、固化材スラリーの噴射に切り替え、造成工程を再開する。即ち、前記注入ロッド２から固化材スラリーを噴射させるとともに回転させながら地上まで引き上げ、円柱状の改良体１５を形成する。

この時、図６に示すように、造成再開時間ｔｐ以降において、排土量を示す鎖線Ｌｖが固化材スラリーの注入量を示す実線Ｌｑに沿ってきたことを確認して、最終的には時間ｔｍにおける総排土量ΣＶと総注入スラリー量Σｑは、ほぼ等しくなり（ΣＶ≒Σｑ）、排土率がほぼ１００％を確保することができる。

そのために、変位量を示す鎖線Ｌδは、造成中断時点ｔｎ１において大きくなりかけたが、造成再開時間ｔｐ以降は減少し、最終的には時間ｔｍにおける変位量Σδをほぼゼロに抑えることができた。従って、このように施工することによって、改良予定地盤の変位を防止することができる。

この発明の第２実施例を説明するが、第１実施例と相違する点は、粘性削孔水の決定の仕方(試験施工の省略、簡素化)である。
（１）試験施工の省略
土質柱状図や土質試験結果から改良対象地盤全体の均一性が高く、経験的に増粘剤の最適濃度が予想できる場合等（例えば、前記施工の隣接工区の場合等）は、前記の経験的な増粘剤の最適濃度を粘性削孔水の濃度と設定しても良い。

（２）試験施工の簡素化
３回の試験施工を行う代わりに、１回だけ試験施工を行って最適濃度の粘性削孔水を決定しても良い。

前記（１）（２）により粘性削孔水を決定した場合、前記本施工において、総排土量と総注入スラリー量とのバランスが崩れたときには、第１実施例で述べた要領により、前記粘性削孔水を用いて施工を継続する。

前記第１実施例では、造成工程中の補助削孔工程において、粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させる場合について述べたが、削孔工程においても，削孔中の削孔水の地上への流出状況、攪乱部の土の細粒分混入状況、及び流動状況等を観察することによって、造成工程における排土状況を予測することも可能であるから、排土が少ないと予想される場合には前記造成工程と同様に、削孔水の増粘剤濃度を変化させる場合がある。

前記第１実施例では、本施工当初に通常削孔水を用いる場合について説明したが、本施工当初から、削孔水として増粘作用のある粘性削孔水（基準粘性削孔水）を用いても良い。この場合、前記造成工程中の補助削孔工程において、排土状況に応じて、前記基準粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させるために、前記基準粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合して前記基準粘性削孔水よりも増粘剤濃度が高い濃度の粘性削孔水（高濃度粘性削孔水）を作液し、該高濃度粘性削孔水を用いることにより、改良体１本当たりの総排土量を総注入スラリー量にほぼ一致させるようにすることができる。

２ 単管式注入ロッド
３ 掘削刃（アースオーガー）
５ 攪拌翼
６ 螺旋状土壌押上円板
７ 空隙
１０ 噴射ノズル
１１ 軟弱地盤
１４ 固化材スラリー
１５ 改良体
１６ 攪乱部
１７ 排土

Claims (5)

1. 注入ロッド先端に掘削刃を、該掘削刃の上方に撹拌翼を設け、更に該撹拌翼の上方近傍に土壌押上板を設けた撹拌装置により、改良予定地盤を予定深度まで削孔水を噴射しながら削孔して削孔穴を形成する削孔工程と、前記注入ロッドを地上まで引き抜いた後、前記削孔穴に挿入して底部迄戻す再削孔工程と、前記注入ロッドを回転させて引き抜きながら、前記地盤中に固化材スラリーを高圧噴射し、前記固化材スラリーのエネルギーで前記撹拌翼の外側を切削・混合しつつ、前記注入ロッドの固化材スラリー噴射口の上部に近接して設けた土壌押上板により、前記噴射ノズルの近傍の攪乱土を上方へ押し上げて前記土壌押上板の下方に空隙を形成しつつ、固化材スラリーと混合された混合土を該空間に吸収し、前記地盤中に円柱状の改良体を造成する造成工程と、を備えた地盤改良工法において、
   前記削孔工程又は造成工程中における補助削孔工程の削孔水噴射時に、前記削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、削孔水を増粘作用のある粘性削孔水とし、改良体１本当たりの総排土量を総注入スラリー量にほぼ一致させることを特徴とする地盤改良工法。
2. 前記増粘作用のある粘性削孔水の増粘剤濃度は、改良対象地盤における排土率が１００％程度となる増粘剤濃度を、試験施工を行って設定することを特徴とする請求項1記載の地盤改良工法。
3. 施工当初から、削孔水として増粘作用のある粘性削孔水を基準粘性削孔水として用い、前記造成工程中の補助削孔工程において、排土状況に応じて、前記基準粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させるために、前記基準粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合することにより、前記基準粘性削孔水よりも増粘剤濃度が高い濃度の削孔水を用いて、改良体１本当たりの総排土量を総注入スラリー量にほぼ一致させることを特徴とする請求項１記載の地盤改良工法。
4. 前記基準粘性削孔水の増粘剤濃度は、改良対象地盤における排土率が１００％程度となる増粘剤濃度を、試験施工を行って設定することを特徴とする請求項３記載の地盤改良工法。
5. 造成工程中の補助削孔工程は、排土量が固化材スラリーの注入量より少ないときに、固化材スラリーの噴射を停止して注入ロッドを引き抜く工程と、削孔水又は基準粘性削孔水に高濃度増粘剤液を滴定混合して、削孔水又は基準粘性削孔水の増粘剤濃度を変化させて噴射しながら再削孔し、前記注入ロッド先端を前記停止した位置まで戻す工程、を備えていることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４記載の地盤改良工法。

Images