JP3505279B2 - 地盤改良工法および地盤改良装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱な地盤を改良
して地盤中にブロック状、壁状、格子状、杭状、層状等
の固化体や改良地盤を造成するに際して用いて好適な地
盤改良工法および地盤改良装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、石灰、セメント等の固化
材をスラリー状に調製し、これらのスラリーを地盤内の
土と攪拌・混合することにより、固化材スラリーの水和
反応，この水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイ
オン交換作用，あるいはポゾラン反応等を主体とする化
学的固結反応を利用して土を化学的に固化させて、地盤
内に改良杭を造成することによって地盤を改良したり固
化体を造成したりする地盤改良工法がある。

【０００３】従来、この地盤改良工法では、図４に示す
ような、杭打ち機をベースとした地盤改良装置１が用い
られている。地盤改良装置１は、本体２に設けられた支
持柱３に、ロッド４がその軸周りに回転自在に支持さ
れ、このロッド４の下端部に、地盤Ｇ内の土の攪拌を行
う攪拌翼５と、地盤Ｇ内の土を掻き進むためのアースオ
ーガ６と、図示しない固化材供給手段から固化材スラリ
ーを地盤Ｇ中に供給するための吐出口７とが設けられた
概略構成となっている。

【０００４】そして、このような地盤改良装置１を用い
て地盤Ｇを改良するには、まず、地盤Ｇにロッド４を回
転させながら貫入し、アースオーガ６で地盤Ｇ内を所定
の深さまで掻き進む。この際、固化材供給手段によっ
て、固化材スラリーをロッド４の下端部の吐出口７から
噴出させる。そして、ロッド４を引き上げながら、噴出
させた固化材スラリーと地盤Ｇの土とをアースオーガ６
および攪拌翼５で攪拌することによって、地盤Ｇ内に円
柱状に土を固化させた改良杭を造成することによって、
地盤Ｇを改良していた。

【０００５】しかしながら、このような地盤改良装置１
では、改良杭を造成するために投入する固化材スラリー
の量が、地盤Ｇの土砂の間隙以上となると、地盤Ｇの体
積の膨張，土圧の上昇を招き、地盤Ｇが側方変位して周
囲の既設の地中構造物に影響を及ぼしたり、地表面の盛
り上がり等を招くという問題が生じることがある。

【０００６】このような問題が発生する可能性のある現
場においては、図５に示すような地盤改良装置１’が用
いられている。地盤改良装置１’は、スクリューロッド
８の外周面の全長にわたって、螺旋状のスクリュー翼９
が形成された構成とされている。地盤改良装置１’で
は、スクリューロッド８と一体に回転するスクリュー翼
９によって、余剰の土砂を地上に排土し、これによって
固化材スラリーの供給による地盤Ｇ中の土圧の上昇を防
止する構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の地盤改良工法および地盤改良装置には、
以下のような問題が存在する。まず、地盤改良装置１’
においては、攪拌翼５とスクリュー翼９とが一体に回転
する。このため、要求される地盤Ｇの改良品質が得られ
るように、攪拌翼５の引揚げ速度と回転速度とを一定に
設定すると、これと等速度で引揚げ回転するスクリュー
翼９では地質条件が変化した場合に固化材スラリーの供
給量に見合った量の土砂を排土することができず、過剰
排土による土圧の低下や排土不足による土圧の上昇を発
生させてしまうこともある。また、地質条件が変化した
場合に、逆に、必要な排土量が得られるようにスクリュ
ー翼９すなわちスクリューロッド８の回転速度を設定す
れば、今度は望ましい攪拌が行われないために、地盤Ｇ
の改良品質に悪影響がでることになる。

【０００８】あるいは、地盤Ｇの改良品質に見合った回
転速度でスクリューロッド８を作動させた状態で必要な
排土量を確保できるよう、翼径やピッチ等の異なる種々
のスクリュー翼９をあらかじめ用意することも考えられ
るが、多種多様のスクリュー翼９を多数製作するには多
大な費用がかかり、現実的ではない。

【０００９】加えて、改良すべき地盤Ｇの地質条件、す
なわち土質，地中の間隙比，地下水量等は均一であると
は限らず、深さによって異なっている場合が多い。 し
たがって、地質条件に応じて固化材スラリーの供給量を
深さによって変えるとしても、上記したように、これに
対応させてスクリュー翼９の回転速度等を制御して排土
量を変化させることは、改良品質を考慮して攪拌翼の回
転速度が優先して設定されるために不可能であるのが実
情である。

【００１０】 このようにして、地盤Ｇの改良品質と、
土圧上昇あるいは過剰排土による土圧下降の防止とい
う、双方の目的を満足するのは、施工管理上重要であり
ながらきわめて困難なものとなっている。本発明は、以
上のような点を考慮してなされたもので、地質に見合っ
た固化材の供給量を制御し、固化材の供給量に応じた量
の排土を行って土圧の上昇や下降を抑さえ、低コストで
地盤を改良することのできる地盤改良工法および地盤改
良装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
螺旋状のスクリュー翼を備えたスクリューロッドと、該
スクリューロッドの先端部に設けられた掘削攪拌翼と、
該掘削攪拌翼の近傍に設けられた固化材吐出口を備える
固化材供給手段とを備えた地盤改良装置を用い、前記掘
削攪拌翼で地盤を定められた深度まで固化材を供給する
ことなく掘進した後、前記地盤の地質条件に応じて前記
固化材の単位時間当り供給量を制御して前記固化材吐出
口から地盤中に固化材を供給するとともに、前記掘削攪
拌翼で前記固化材と前記地盤中の土砂とを攪拌混合しし
つつ、前記スクリューロッドを一定速度で引揚げつつ定
速度回転させながら固化材供給量に応じて地盤中の余剰
の土砂を地上に排土することによって地盤を改良すると
きに、予め、改良すべき前記地盤の地質条件に応じて単
位時間当たりの所定の排土量を設定し、スクリュー翼を
備えたスクリュー付きシャフト区間と、スクリュー翼を
備えないスクリュー無しシャフト区間とを適宜長に設け
ることによって、前記所定の排土量となるように前記ス
クリューロッドを構成することを特徴とする地盤改良工
法である。また、請求項２に係る発明は、前記スクリュ
ーロッドを一定速度で引揚げつつ定速度回転させながら
固化材供給量に応じて地盤中の余剰の土砂を地上に排土
することを特徴とする地盤改良工法である。さらに、請
求項３に係る発明は、前記地盤改良装置には、前記掘削
攪拌翼及び該掘削攪拌翼の近傍に設けられた固化材吐出
口が該スクリューロッドの先端部に上下に設けられてお
り、前記掘削攪拌翼で地盤を定められた深度まで掘進し
た後、上方側の掘削攪拌翼が固化材を導入済みの深さに
達するまで、下方側の前記固化材吐出口から地盤中に固
化材を供給するとともに、前記掘削攪拌翼で前記固化材
と前記地盤中の土砂とを攪拌混合しつつ下降させ、その
後、上方側の前記固化材吐出口から地盤中に固化材を供
給するとともに、前記掘削攪拌翼で前記固化材と前記地
盤中の土砂とを攪拌混合しつつ、前記スクリューロッド
で排土することを特徴とする地盤改良工法である。前記
スクリューロッドで固化材供給量に応じて地盤中の余剰
の土砂を地上に排土することによって地盤を改良すると
きに、予め、改良すべき前記地盤の深さ毎の地質条件に
応じて、スクリュー付きシャフト区間とスクリュー無し
シャフト区間とを適宜長に設けることによって所定の排
土量となるようにスクリューロッドを構成する。つま
り、供給すべき固化材の量が多い地質条件の場合にはス
クリュー付きシャフトの区間を長くし、供給すべき固化
材の量が少ない地質条件の場合にはスクリュー無しシャ
フトの区間を長くするよう、スクリューロッドを構成す
る。そして、前記地盤条件に対応させた量の固化材を固
化材供給手段で供給しつつ、スクリューロッドを一定速
度で引揚げつつ定速度回転させると、固化材の供給量と
排土量とを地質条件に対応させたものとすることが可能
となる。

【００１２】 請求項４に係る発明は、請求項１記載の
地盤改良工法であって、予め、前記スクリュー付きシャ
フトのスクリュー翼の外径が異なるものを複数種用意し
ておき、前記改良すべき地盤の地質条件に応じて、前記
スクリューロッドに設ける前記スクリュー付きシャフト
の前記スクリュー翼の外径を変えることを特徴としてい
る。これにより、例えば上方部分に外径の大きなスクリ
ュー翼を備えたスクリュー付きシャフトを位置させたよ
うな場合においては、上方部分のほうが下方部分よりも
多くの排土量を確保することが可能となり、下方からの
排土による上方部分の土圧上昇を防止することができ
る。

【００１３】 請求項５に係る発明は、請求項１または
２記載の地盤改良工法であって、前記地盤改良装置の前
記掘削攪拌翼が、改良すべき地盤の定められた深さにま
で到達したときに、該地盤の地表よりも上方位置まで前
記スクリュー付きシャフトが位置するよう、前記スクリ
ューロッドを構成することを特徴としている。これによ
り、最深の深度部付近の施工時に、地表近傍において、
確実に排土することが可能となり、下方からの排土によ
る地表部付近の土圧上昇を防止することができ、従って
深部における土圧の上昇をも防止することになる。

【００１４】 請求項６にかかる発明は、軸線回りに回
転駆動自在でかつ上下動自在に設けられたスクリューロ
ッドと、該スクリューロッドの先端部に上下に設けられ
て地盤を攪拌しつつ掘削する掘削攪拌翼と、上下の該掘
削攪拌翼各々の近傍に備えられて地盤中に固化材を供給
するための固化材吐出口を有する固化材供給機構と、該
固化材供給機構での固化材の供給量を制御する制御部と
を備えてなり、前記スクリューロッドが、管体の外周面
に螺旋状のスクリュー翼を備えたスクリュー付きシャフ
トと、前記スクリュー付きシャフトの管体と同径を有し
た管体からなるスクリュー無しシャフトとを着脱自在に
接続してなる構成とされていることを特徴とする地盤改
良装置である。改良すべき地盤の地質条件、言い換えれ
ば固化材の供給量に応じてスクリュー付きシャフト区間
とスクリュー無し区間とを適宜長に設ける際に、適宜長
のスクリュー無しシャフトを着脱自在に組み合わせるこ
とによって、固化材の供給量に応じた所定の排土量とな
るようにスクリューロッドを構成することができ、地質
条件に応じて所定の排土量の調節や設定をおこなうこと
ができる。しかも、改良すべき地盤の地質条件に応じて
スクリュー無しシャフトのみの組み合わせや組み込み長
さを変化させるだけでも、地質条件の異なる他の現場に
この地盤改良装置を最適の構成として用いることができ
る。これにより、現場毎の地質条件に応じて地盤を高品
質に改良することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１および図２
にそれぞれ示す第一および第二の実施の形態を参照して
説明する。

【００１６】［第一の実施の形態］まず、第一の実施の
形態においては、スクリューロッドに備えるスクリュー
付きシャフトのスクリュー翼径を一定とする場合の例を
用いて説明する。図１は、本発明に係る地盤改良装置の
一例を示すものである。

【００１７】図１に示すように、地盤改良装置１０は、
移動用の無限軌道キャタピラー等を備えた図示しない本
体に、地盤Ｇを削孔，攪拌するための削孔・攪拌機構１
１が、図示しない昇降機構によって昇降自在に備えられ
た構成となっている。削孔・攪拌機構１１は、二本のス
クリューロッド１２，１２と、各スクリューロッド１２
の下端部に設けられた攪拌翼（掘削攪拌翼）１３，１４
とを備えた概略構成とされている。

【００１８】スクリューロッド１２，１２は、それぞ
れ、その上端部が、駆動モータ（駆動源）１６に減速機
（図示なし）を介して接続されて支持されており、この
駆動モータ１６の駆動により、各スクリューロッド１２
が軸線回りに回転駆動されるようになっている。また、
スクリューロッド１２，１２の下端部には干渉バンド１
８が設けられており、これらの離間間隔を保つようにな
っている。

【００１９】各スクリューロッド１２は、干渉バンド１
８よりも上側の部分が、管体１９ａの外周面に、攪拌し
た土砂を排出するため一定の外径を有して螺旋状に連続
するスクリュー翼１９ｂが形成されてなるスクリュー付
きシャフト１９と、管体１９ａと同一外径寸法を有した
管体２０ａからなるスクリュー無しシャフト２０とが連
結されて、地盤条件に応じて所定の排土量となるように
設定された適宜長のスクリュー無し区間が設けられてい
る構成とされている。そして、この適宜長のスクリュー
無しシャフト区間を設ける際には、事前に所定の引揚げ
速度と回転速度における排土量試験を行うなどすればよ
い。これらスクリュー付きシャフト１９と、スクリュー
無しシャフト２０とは、図示しない適宜のジョイント機
構によって、着脱自在に連結されている。

【００２０】また、攪拌翼１３，１４は、平面視、互い
に直交するように設けられている。下端側の攪拌翼１３
の先端には、効率よく地盤Ｇを掻き回すためのビット１
３ａ，１３ａ，…が設けられている。

【００２１】そして、攪拌翼１３，１４の翼元には、そ
れぞれ、固化材、例えばセメントスラリー等を吐出する
ための固化材吐出口２２が設けられている。各固化材吐
出口２２には、スクリューロッド１２内を通る図示しな
いスラリーホースまたはスラリーパイプの一端が接続さ
れている。そして、このスラリーホース（図示なし）の
他端は、セメントスラリーを所定の配合で混練して製造
するとともに、予め入力されたデータに基づき所定量の
セメントスラリーを供給する制御部を備えたスラリー製
造装置（図示なし）に接続されている。これら固化材吐
出口２２，スラリーホース（図示なし），スラリー製造
装置（図示なし）から固化材供給機構（固化材供給手
段）２３が構成されている。

【００２２】この固化材供給機構２３では、必要に応じ
て、スラリー製造装置（図示なし）で製造したセメント
スラリーを送り出し、これをスラリーホース（図示な
し）を通して固化材吐出口２２から噴出させる構成とな
っている。

【００２３】次に、上記のような構成の地盤改良装置１
０を用いて行う場合の地盤改良工法の実施の形態につい
て説明する。これには、予め、改良すべき地盤Ｇの地質
条件、すなわち土質，地中間隙比，地下水量等の諸デー
タに基づき、固化材供給機構２３の制御部（図示なし）
に、セメントスラリーの供給量データを入力しておく。
また、このセメントスラリーの供給量データに基づき、
攪拌翼１３，１４が所定の最深の深さに到達した状態
で、地盤Ｇの地表Ｇ１までスクリュー付きシャフト１９
のスクリュー翼１９ｂが位置するよう、スクリュー付き
シャフト１９，１９，…と、スクリュー無しシャフト２
０，２０，…とを組み合わせてスクリューロッド１２，
１２を組み立てておく。

【００２４】そして、実際に地盤改良作業を行うには、
まず、地盤Ｇの所定の箇所に、スクリューロッド１２，
１２を位置決めする。次に、駆動モータ１６でスクリュ
ーロッド１２，１２を図中符号（イ）に示す方向に回転
駆動させることによって、攪拌翼１３，１４を回転させ
つつ、自重によって、削孔・攪拌機構１１を地盤Ｇに貫
入させ掘進していく。

【００２５】このようにして、攪拌翼１３，１４で地盤
Ｇを所定の深さまで削進した時点で、削孔・攪拌機構１
１の下降を停止させる。

【００２６】続いて、スラリー製造装置側（図示なし）
に貯蔵されているセメントスラリーを各スクリューロッ
ド１２の下方側の攪拌翼１３、１３の翼元に設けられた
固化材吐出口２２から地盤Ｇ中に吐出させつつ、削孔・
攪拌機構１１をさらに下降させ、攪拌翼１３，１４によ
る削孔を続行する。このとき、固化材吐出口２２から吐
出されたセメントスラリーは、攪拌翼１３，１４によっ
て地盤Ｇ中の土砂に攪拌・混合される。

【００２７】 この後、上方側に位置する攪拌翼１４，
１４が、固化材を導入済みの深さにまで達したら、削孔
・攪拌機構１１の下降を停止させる。続いて、必要に応
じてスクリューロッド１２，１２を回転させたままの状
態でセメントスラリーを下方側の攪拌翼１３，１３の翼
元に設けられた固化材吐出口２２，２２から地盤Ｇ中に
一定時間噴出させて先端処理を行う

【００２８】上記先端処理の完了後、セメントスラリー
の吐出口を攪拌翼１４，１４の翼元に設けられた固化材
吐出口２２，２２に切り替える。そして、削孔・攪拌機
構１１を引き上げつつ、攪拌翼１３，１４によって、攪
拌翼１４，１４の翼元に設けられた固化材吐出口２２，
２２から吐出するセメントスラリーを地盤Ｇ中の土砂と
攪拌混合しつつ削孔・攪拌機構１１を引き揚げる。この
とき、固化材吐出口２２，２２からのセメントスラリー
の吐出量は、制御部に予め入力された前記供給量データ
に基づいて地盤の地質条件に応じて制御されるようにな
っている。

【００２９】一方、スクリューロッド１２，１２におい
ては、攪拌翼２１，２１が所定の深さに到達した後にお
ける各スクリュー翼１９ｂの回転とスクリューロッド１
２、１２の引き揚げにより、各スクリュー付きシャフト
１９の部分の土砂が上方に移動されることになる。ま
た、各スクリュー無しシャフト２０の部分の土砂は、そ
の下方から移動されてくるスクリュー付きシャフト１９
の部分の土砂によって上方に押し上げられるようにな
り、その土圧はほぼ一定に保たれることにより土圧の変
動による地盤の盛り上がりや側方変位などを防止するこ
とになる。そして、このようにしてスクリューロッド１
２，１２の回転と引き揚げとにより上方に移動された土
砂は、地表Ｇ１よりも上方まで位置するスクリュー付き
シャフト１９のスクリュー翼１９ｂによって、特に最深
部付近の施工時において確実に地表に排土されるように
なっている。

【００３０】 上記のようにして、地盤Ｇ中に吐出され
て土砂と攪拌混合されたセメントスラリーの水和反応，
この水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイオン交
換作用，あるいはポゾラン反応等を主体とする化学的固
結反応によって、土が化学的に固化し、これによって地
盤Ｇ中に円柱状の改良杭が造成される。このとき、前記
のように構成された上記スクリューロッド１２，１２で
の地質条件に応じた固化材の供給量に応じた所定量の排
土によって、セメントスラリーの供給による地盤Ｇの体
積膨張，土圧の上昇を抑さえるとともに、過剰排土によ
る土圧の低下をも防止するようになっている。

【００３１】この後、上記の工程を繰り返して、他の所
定の位置に所定本数の改良杭を順次造成していくことに
より、地盤Ｇの改良が完了する。

【００３２】 上述した地盤改良工法では、固化材供給
機構２３でのセメントスラリーの供給量を、地盤Ｇの地
質条件に応じて制御するとともに、改良すべき地盤Ｇの
地質条件に応じて、固化材の供給量に応じた所定の排土
量となるようにスクリュー付きシャフト１９とスクリュ
ー無しシャフト２０とが適宜長ごとに位置するように各
々の長さを設定して設けられて、スクリューロッド１
２，１２を構成するようにしている。このようにして、
地盤Ｇの地質条件に対応させた固化材の供給量に応じた
所定の排土量となるように設定したスクリューロッドを
採用して施工することによって、地盤を全体的に高品質
に改良することが可能となる。また、セメントスラリー
の供給量が多い地質条件においても、セメントスラリー
の供給量が少ない地質条件においても、スクリュー無し
シャフト２０の区間の長さの変更または調節をすること
のみによって排土量を所定の排土量になるようにするこ
とができる。このようにして、土圧の上昇や過剰排土に
よる土圧の降下を防止して周囲の既設地中構造物や近隣
地盤に悪影響が及んだりする原因を排除するので、地表
が盛り上がったり沈下したり、あるいは近隣構造物に土
圧を負荷したりするのを防ぐことが可能となる。

【００３３】また、最深の深度時において、スクリュー
ロッド１２，１２を、地盤Ｇの地表Ｇ１よりも上方位置
までスクリュー付きシャフト２０が位置するような構成
とした。これにより、土圧が最も大きい最深の深度部の
セメントスラリー供給時に、地表Ｇ１付近において確実
に排土を行うことが可能となり、従来の地盤改良装置
１’のようにスクリュー翼８が地表Ｇ１付近にまで形成
されていない場合に生じていた、地表Ｇ１付近における
土圧の上昇を抑さえるとともに深部土圧をも低減するこ
とができる。したがって、このような構成により、特に
地表Ｇ１近傍に埋設されていることの多い各種配管や構
築物等に対して土圧の上昇による悪影響を及ぼすのを防
ぐことができる。

【００３４】また、上述した地盤改良装置１０では、ス
クリューロッド１２，１２が、スクリュー付きシャフト
１９とスクリュー無しシャフト２０を着脱自在に接続し
てなる構成とされている。このような構成により、地盤
Ｇの地質条件に応じて所定の排土量となるように、スク
リュー付きシャフト１９に対してスクリュー無しシャフ
ト２０を適宜長に構成して組み合わせることによって、
上記地盤改良工法を実現し得ることができる。しかも、
スクリュー付きシャフト１９とスクリュー無しシャフト
２０の組み合わせを、改良すべき地盤Ｇの地質条件に応
じて容易に組み替えることができるので、地質条件の異
なる他の現場にも、この地盤改良装置１０に組み込むス
クリュー無しシャフトの長さを変化させるのみで用いる
ことができる。このようにして、この地盤改良装置１０
が高い汎用性を有したものとなり、結果的に、各現場に
おける地盤改良コストを低減することが可能となる。

【００３５】なお、上記した第一の実施の形態では、ス
クリュー付きシャフト１９とスクリュー無しシャフト２
０との間にジョイント機構（図示なし）を設けてスクリ
ューロッド１２を行使しているが、ジョイント機構はこ
の位置に限定するものではなく、必要に応じて任意の位
置に設けてよい。

【００３６】［第二の実施の形態］次に、本発明にかか
る地盤改良装置および地盤改良工法の第二の実施の形態
を示す。 ここで、以下に説明する第二の実施の形態の
地盤改良装置と、前記第一の実施の形態の地盤改良装置
１０との相違点は、スクリューロッド１２，１２を構成
するスクリュー付きシャフト１９のスクリュー翼１９ｂ
の径を変化させているという点のみである。したがっ
て、以下の説明において、前記第一の実施の形態の地盤
改良装置１０と共通する構成については、同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００３７】図２に示すように、地盤改良装置３０は、
前記第一の実施の形態と同様に、昇降自在に設けられた
削孔・攪拌機構１１が、二本のスクリューロッド１
２’，１２’と、攪拌翼１３，１４と、固化材供給機構
２３とを備えた概略構成とされている。

【００３８】各スクリューロッド１２は、スクリュー付
きシャフト１９と、スクリュー無しシャフト２０とが、
図示しないジョイント部材によって着脱自在に連結され
ることによって構成されている。このスクリュー付きシ
ャフト１９には、外周面に形成されたスクリュー翼１９
の翼径が異なる、例えば３種類のものが用意されてい
る。

【００３９】次に、このような構成の地盤改良装置３０
を用いた場合の地盤改良工法の実施の形態について説明
する。これには、予め、改良すべき地盤Ｇの地質条件に
対応して、固化材供給機構２３の制御部（図示なし）
に、セメントスラリーの供給量データを入力しておく。
そして、このセメントスラリーの供給量データに対応さ
せた排土量となるように、スクリュー付きシャフト１９
に対するスクリュー無しシャフト２０の長さを設定し
て、スクリューロッド１２，１２を構成する。例えば、
セメントスラリーの供給量と、バランスのとれる排土量
となるように、スクリュー翼１９ｂの翼径の異なるスク
リュー付きシャフト１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃと、スクリ
ュー無しシャフト２０，２０，…とを配置して構成す
る。

【００４０】この後、前記第一の実施の形態と全く同様
にして、攪拌翼１３，１４の下降による所定深さまでの
掘削、固化材供給機構２３による先端処理等を行った
後、地中に供給したセメントスラリーを攪拌翼１３，１
４で混合攪拌しつつ、スクリューロッド１２’，１２’
の回転引き揚げによる排土を行うことによって、地盤Ｇ
を改良していく。

【００４１】このとき、スクリューロッド１２’，１
２’で排土を行うに際しては、スクリュー付きシャフト
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの各スクリュー翼１９ｂの翼径
の大きさに対応して、翼径が大きいほど、より多くの土
砂が排土されるようになっている。

【００４２】上述した地盤改良工法では、上記第一の実
施の形態と全く同様の効果を奏することができる。加え
て、改良すべき地盤Ｇの現場毎の地質の相異に対応し
て、スクリュー翼１９ｂの翼径の異なる複数種のスクリ
ュー付きシャフト１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃに対して、ス
クリュー無しシャフト２０の長さを設定して組み合わせ
ることによって、スクリューロッド１２’，１２’を構
成するようになっている。これにより、改良すべき地盤
Ｇの地質条件が大きく相異する現場の場合にも、その相
異に応じて、排土量を変更させることができ、この場合
においても、土圧の上昇を招くことなく、全体を高品質
に地盤改良することができる。

【００４３】なお、上記第一および第二の実施の形態に
おいて、スクリュー付きシャフト１９については、図３
に示すように、スクリュー翼１９ｂを部分的または断片
的に設けたものとしてよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１から３に
係る地盤改良工法によれば、地盤改良装置を用いて地盤
を改良するときに、予め、改良すべき前記地盤の地質条
件に応じて固化材の供給量を制御するとともに、スクリ
ュー付きシャフト区間とスクリュー無しシャフト区間と
を適宜長に設けることによって、固化材の供給量に応じ
た所定の排土量となるようにスクリューロッドを構成し
ておき、固化材供給手段での固化材の単位時間当り供給
量を、地盤の地質条件に応じて制御する構成とした。こ
のように固化材の供給量を制御することによって、現場
毎の地質条件に応じて地盤を高品質に改良することが可
能となる。そして、固化材の供給量に応じてスクリュー
付きシャフト区間とスクリュー無しシャフト区間とを適
宜長に位置させることによって、固化材の供給量に応じ
て所定量の排土を行うことができる。したがって、土圧
の上昇や下降を防ぐことができ、周囲の既設地中構造物
等に悪影響が及んだり、地表が盛り上がったり沈下した
りするのを防ぐことが可能となる。従って、既設構造物
等と密接する至近部においても、地盤改良区域と既設構
造物や隣接地等との間に保護用の緩衝孔や溝を設けるな
どの隣接保護工を省略することも可能となる。また、隣
接保護工を省略できる結果として、既設構造物や隣接地
に密接して地盤改良を施工することをも可能とすること
ができる。

【００４５】 請求項４に係る地盤改良工法によれば、
スクリュー付きシャフトのスクリュー翼の外径の異なる
ものを複数種用意しておき、改良すべき地盤の地質条件
に応じて、スクリューロッドに設けるスクリュー付きシ
ャフトのスクリュー翼の外径を変える構成とした。これ
により、固化材の供給量の特に多い部分、例えば軟弱地
盤部等においては、スクリューロッドの最上部に外径の
大きなスクリュー翼を備えたスクリュー付きシャフトを
配置することによって、地上部付近においてより多くの
排土量を確保することができるので、最深部の施工時に
おいて、よりスムーズな排土が可能となる故、請求項１
にかかる効果をより一層顕著なものとすることができ
る。

【００４６】 請求項５に係る地盤改良工法によれば、
地盤改良装置の掘削攪拌翼が地盤中定められた深さにま
で到達したときに、地表よりも上方位置までスクリュー
付きシャフトが位置するようスクリューロッドを設けて
おく構成とした。これにより、最深部の施工時において
地表近傍の排土を確実に行うことができ、地表近傍や深
部の土圧が上昇して地盤の側方変位や地表面の盛り上が
りが発生するのを防ぐことができる。

【００４７】 請求項６に係る地盤改良装置によれば、
スクリューロッドと、該スクリューロッドの先端部に上
下に設けられた掘削攪拌翼と、上下の該掘削攪拌翼各々
の近傍に備えられた固化材吐出口を有する固化材供給機
構と、固化材の供給量を制御する制御部とを備え、スク
リューロッドを、スクリュー付きシャフトとスクリュー
無しシャフトとを着脱自在に接続してなる構成とした。
このような構成により、現場の地盤の地質条件に対応し
た固化材の供給量に応じて所定の排土量となるようにス
クリューロッドを構成することができ、スクリュー付き
シャフトに対してスクリュー無しシャフトの長さを自在
に変更させて組み合わせることにより、請求項１にかか
る地盤改良工法を現場毎の地質条件に応じて実現するこ
とができる。しかも、スクリュー付きシャフトに対して
組み合わせるスクリュー無しシャフトの長さを、改良す
べき地盤の地質に対応した固化材の供給量に応じて適宜
長に容易に組み替えることができるので、他の現場にも
この地盤改良装置を適合させて用いることができ、この
地盤改良装置が高い汎用性を有したものとなる。この結
果、スクリューロッドの製作費のコストダウンに加え
て、各現場における地盤改良コストをさらに低減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤改良工法および地盤改良装置
の一例を示す立断面図である。

【図２】本発明に係る地盤改良工法および地盤改良装置
の他の一例を示す立断面図である。

【図３】本発明に係る地盤改良装置に備えるスクリュー
付きロッドの他の各例を示す正面図および平断面図であ
る。

【図４】従来の地盤改良工法および地盤改良装置の一例
を示す側断面図である。

【図５】従来の地盤改良工法および地盤改良装置の他の
一例を示す立断面図である。

【符号の説明】

１０，３０ 地盤改良装置 １２，１２’ スクリューロッド １３，１４ 攪拌翼（掘削攪拌翼） １９ スクリュー付きシャフト １９ｂ スクリュー翼 ２０ スクリュー無しシャフト ２２ 固化材吐出口 ２３ 固化材供給機構（固化材供給手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 一義 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 松本 久幸 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 西村 晋一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 立田 芳彦 東京都台東区台東一丁目２番１号 不動 建設株式会社内 (72)発明者 杉山 勝英 東京都台東区台東一丁目２番１号 不動 建設株式会社内 (72)発明者 山本 実 東京都台東区台東一丁目２番１号 不動 建設株式会社内 (72)発明者 福田 厚生 東京都港区赤坂六丁目13番７号 株式会 社テノックス内 (72)発明者 上 周史 東京都港区赤坂六丁目13番７号 株式会 社テノックス内 (72)発明者 堀切 節 東京都港区赤坂六丁目13番７号 株式会 社テノックス内 (56)参考文献 特開 平６−299538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149624（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 螺旋状のスクリュー翼を備えたスクリュ
   ーロッドと、該スクリューロッドの先端部に設けられた
   掘削攪拌翼と、該掘削攪拌翼の近傍に設けられた固化材
   吐出口を備える固化材供給手段とを備えた地盤改良装置
   を用い、前記掘削攪拌翼で地盤を定められた深度まで固
   化材を供給することなく掘進した後、前記地盤の地質条
   件に応じて前記固化材の単位時間当り供給量を制御して
   前記固化材吐出口から地盤中に固化材を供給するととも
   に、前記掘削攪拌翼で前記固化材と前記地盤中の土砂と
   を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドで固化材供給
   量に応じて地盤中の余剰の土砂を地上に排土することに
   よって地盤を改良するときに、 予め、改良すべき前記地盤の地質条件に応じて単位時間
   当たりの所定の排土量を設定し、スクリュー翼を備えた
   スクリュー付きシャフト区間と、スクリュー翼を備えな
   いスクリュー無しシャフト区間とを適宜長に設けること
   によって、前記所定の排土量となるように前記スクリュ
   ーロッドを構成することを特徴とする地盤改良工法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の地盤改良工法において、 前記スクリューロッドを一定速度で引揚げつつ定速度回
   転させながら固化材供給量に応じて地盤中の余剰の土砂
   を地上に排土することを特徴とする地盤改良工法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の地盤改良工法
   において、 前記地盤改良装置には、前記掘削攪拌翼及び該掘削攪拌
   翼の近傍に設けられた固化材吐出口が該スクリューロッ
   ドの先端部に上下に設けられており、 前記掘削攪拌翼で地盤を定められた深度まで掘進した
   後、上方側の掘削攪拌翼が固化材を導入済みの深さに達
   するまで、下方側の前記固化材吐出口から地盤中に固化
   材を供給するとともに、前記掘削攪拌翼で前記固化材と
   前記地盤中の土砂とを攪拌混合しつつ下降させ、 その後、上方側の前記固化材吐出口から地盤中に固化材
   を供給するとともに、前記掘削攪拌翼で前記固化材と前
   記地盤中の土砂とを攪拌混合しつつ、前記スクリューロ
   ッドで排土することを特徴とする地盤改良工法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の地盤
   改良工法であって、予め、前記スクリュー付きシャフト
   のスクリュー翼の外径が異なるものを複数種用意してお
   き、前記改良すべき地盤の地質条件に応じて、前記スク
   リューロッドに設ける前記スクリュー付きシャフトの前
   記スクリュー翼の外径を変えることを特徴とする地盤改
   良工法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の地盤
   改良工法であって、前記地盤改良装置の前記掘削攪拌翼
   が、改良すべき地盤の定められた深さにまで到達したと
   きに、該地盤の地表よりも上方位置まで前記スクリュー
   付きシャフトが位置するよう、前記スクリューロッドを
   構成することを特徴とする地盤改良工法。
6. 【請求項６】 軸線回りに回転駆動自在でかつ上下動自
   在に設けられたスクリューロッドと、該スクリューロッ
   ドの先端部に上下に設けられて地盤を攪拌しつつ掘削す
   る掘削攪拌翼と、上下の該掘削攪拌翼各々の近傍に備え
   られて地盤中に固化材を供給するための固化材吐出口を
   有する固化材供給機構と、該固化材供給機構での固化材
   の供給量を制御する制御部とを備えてなり、前記スクリ
   ューロッドが、管体の外周面に螺旋状のスクリュー翼を
   備えたスクリュー付きシャフトと、前記スクリュー付き
   シャフトの管体と同径を有した管体からなるスクリュー
   無しシャフトとを着脱自在に接続してなる構成とされて
   いることを特徴とする地盤改良装置。