JP3615575B2 - 地盤改良装置及び地盤改良方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、止水壁、地下連続壁、基礎地盤の安定工事等において、基礎構造体を造成するための地盤改良方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基礎構造体を造成するための地盤改良方法として、従来より例えば本出願人の提案に係る特公平４−４８８９４号公報に開示されたものが知られている。
また、それを改良したものとして、本出願人は先に特願平５−５５２３０号により「地中パイルの製造方法を」提案した（以下、先発明例という）。
図７は先発明例に係る実施例装置を示し、図８（ａ）〜（ｅ）は先発明例に係る地盤改良方法の手順を示す図である。以下、この先発明例を図８（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。
【０００３】
据付・穿孔工程《図８（ａ）》では、地上にパイル造成装置Ｍを設置し、先導管１０を地中の所定の深さまで挿入する。
この地盤改良装置Ｍは、旋回昇降駆動装置１、硬化材超高圧供給装置２、超高圧水供給装置３及び圧縮空気供給装置４と、旋回昇降駆動装置１に支持された先導管１０と、先導管１０内に挿入される三重管からなる硬化材注入管５とを備える。
【０００４】
上記先導管１０の上端部には、専用のスイベル６Ａが接続され、先導管１０の下端部には専用のメタルクラウン９を有する下部先導管１０Ｂが接続される。所定の施工位置に先導管１０を垂直に立て、上記スイベル６Ａの泥水入口６ａに超高圧水供給装置３を接続し、下部先導管１０Ｂからベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１を作動させて先導管１０を旋回させながら下降させて、メタルクラウン９で縦孔１０ａを穿孔しつつ、先導管１０を地中の所定の深さまで挿入する。
【０００５】
注入管装着工程《図８（ｂ）》では、図６及び図８（ｂ）に示すように、先導管１０内に硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０の下端及び上端より突出させ、先導管１０の上端部に泥漿回収器２０を付設し、この泥漿回収器２０を介して先導管１０と硬化材注入管５とを一体に連結する。上記硬化材注入管５の上端部にスイベル６《図７（Ａ）》を連結するとともに、硬化材注入管５の下端部にモニター機構７《図７（Ｂ）》を連結する。
上記泥漿回収器２０は排泥口２１ａを備え、排泥口２１ａは先導管１０と硬化材注入管５との挿通間隙２０ａに連通しており、この挿通間隙２０ａより泥漿を上昇させて排出するように構成されている。
【０００６】
上記スイベル６は、図７（Ａ）に示すように、スイベル本体６０の上部の側面に開口した第１入口６ａと、この第１入口６ａと連通してスイベル本体６０の軸心に沿って下端面まで延びる通路６ｅと、下部の側面に開口したエア入口６ｃと、中間高さ部に形成した第２入口６ｂと、第２入口６ｂに連通する通路６ｆと、エア入口６ｃに連通するエア通路６ｇとを備えている。なお、通路６ｆ及びエア通路６ｇは、それぞれ通路６ｅの周囲に、これとは独立に環状の通路として形成されている。
【０００７】
上記モニター機構７は、図７（Ｂ）に示すように、モニター本体７０の軸心に沿って上下に貫通する通路７ｅと、モニター本体７０の側面に径方向外向きに開口され、通路７ｅに連通する第１噴射ノズル７ａと、第１噴射ノズル７ａの周囲から径方向外向きにエアを噴出する第１エアノズル７ｃと、第１噴射ノズル７ａよりも高位置で、モニター本体７０の側面に第１噴射ノズル７ａの開口方向と反対向きに開口された第２噴射ノズル７ｂと、第２噴射ノズル７ｂの周囲から径方向外向きにエアを噴出する第２エアノズル７ｄとを備えている。
モニター本体７０の下部には縦孔１０ａを掘削する際に、水Ｗを下方へ向けて吐出する給水孔７５が開口され、この給水孔７５は、縦孔１０ａの掘削が終了したら、スイベル６の第１入口６ａよりボール弁７１を投入して閉止される。
なお、符号７４は逆止弁、８は縦孔１０ａを掘削するためのメタルクラウンである。
【０００８】
噴射テスト工程《図８（ｃ）》では、上記スイベル６の第１入口６ａに硬化材超高圧供給装置２を、第２入口６ｂに超高圧水供給装置３を、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４をそれぞれ接続するとともに、旋回昇降駆動装置１を作動させて、先導管１０と硬化材注入管５とを試行的に設定された回転速度で一体に旋回駆動する。そして、前記モニター機構７の上段の第２噴射ノズル７ｂから超高圧水Ｗを、その周囲の第２エアノズル７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。一方では、モニター機構７の下段の第１噴射ノズル７ａから硬化材Ｇを、その周囲の第１エアノズル７ｃから高圧エアーを噴射させる。これにより、噴射テストが順調なら造成工程へ移行する。
【０００９】
造成工程《図８（ｄ）》では、旋回昇降駆動装置１を作動させて、先導管１０及び硬化材注入管５を一体に旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、超高圧で連続的に噴出する上段の超高圧水Ｗと下段の硬化材Ｇを旋回させながら引上げて行き、その噴出力でその周囲の地盤を切削するとともに、その切削域１１に切削泥と水Ｗと硬化材Ｇとが混練されてできる混練材で満たされた未硬化パイルＰが造成される。このとき、余剰の混練材は噴射ノズル７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄから噴出する水やエアーの高圧によって押し上げられ、先導管１０と硬化材注入管５との挿通間隙２０ａを通って泥漿回収器２０の排出口２１ａより排出される。
【００１０】
引抜洗浄工程《図８（ｅ）》では、硬化材注入管５を地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。この後、次の造成地点に移動し、同様の手順で土中に未硬化パイルＰを造成する。この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３が造成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例や上記先発明例の地盤改良方法では、次のような問題がある。
▲１▼ 余剰の混練材等は、縦孔１０ａの狭い間隙や、先導管１０と硬化材注入管５との間の狭い挿通間隙２０ａを通って地上に排出されるが、造成する地盤の中でも、特に玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合には、狭い間隙より玉石や砂礫、粘度の塊が排出されにくいため、施工が困難で、施工能力を高めることができなかった。ここで、混練材とは切削泥と硬化材Ｇとが混練されてできるものをいう。
▲２▼ さらに、排出される混練材等の排出量が多くなると、その排泥処理の費用も高価につく。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、上記難点を解消することを技術課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように構成される。
請求項１に記載の発明は、硬化材注入管５と、排泥管３０と、泥水分離器３５と、旋回昇降駆動装置１とを備えて成り、
上記硬化材注入管５は、その上部にスイベル６を、その下部にモニター機構７を組み付け、スイベル６に硬化材超高圧供給装置２と超高圧水供給装置３と圧縮空気供給装置４とを接続可能に構成し、モニター機構７から硬化材Ｇ又はベントナイト泥水Ｗを、それらの周囲からそれぞれエアーＡを同時に管半径方向へ連続的に噴射可能に構成し、
上記排泥管３０は、その上部にスイベル６Ａを、その下部にモニター機構７Ａを組み付け、上記モニター機構７Ａから切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0又は切削泥とベントナイト泥水Ｗとの混練泥漿Ｗ0を吸い込み、スイベル６Ａの吐出口６１から混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を吐出可能に構成し、
上記旋回昇降駆動装置１は、上記硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中に挿入可能に、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動可能に、かつ、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動可能に構成し、
硬化材注入管 ( ５ ) のモニター機構７から連続的に噴射する混練材Ｇ0とエアーＡ又はベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された排泥管３０により上記混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を回収可能に構成したことを特徴とする地盤改良装置である。ここで、混練泥漿Ｗ0とは、切削泥とベントナイト泥水とが混練されてできるものをいう。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、硬化材注入管５を地表から地中の目標深さまで挿入し、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６から硬化材ＧとエアーＡを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７から硬化材Ｇを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、この切削域１１に切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0で満たされた未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成する地盤改良工法において、
前記硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に排泥管３０を地表から地中の目標深さまで挿入し、排泥管３０により余剰の混練材Ｇ0を回収することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、先導管１０と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、この先導管１０内に硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０下端及び上端より突出させ、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６からベントナイト泥水ＷとエアーＡとを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７からベントナイト泥水Ｗを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、先導管１０と硬化材注入管５とを旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削して、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成し、この切削域１１内に先導管１０内を挿通して硬化材注入管５により袋部材３６を浸漬し、前記排泥管３０で混練泥漿Ｗ0を回収しつつ、硬化材注入管５を介して袋部材３６の中に硬化材Ｇを注入することにより、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２及び請求項３に記載の地盤改良方法により、それぞれ隣接して未硬化パイルＰを造成するにあたり、請求項２に記載の地盤改良方法により排泥管３０で回収された余剰の混練材Ｇ０ を、請求項３に記載の地盤改良方法により硬化材注入管５を介して硬化材Ｇとして袋部材３６の中に注入することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の所定の深さまで挿入し、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６からベントナイト泥水ＷとエアーＡとを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７からベントナイト泥水Ｗを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、硬化材注入管５を旋回下降駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削しながら、余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用することにより、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成し、排泥管３０を介して切削域１１中に硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ0を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１７】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の発明では、旋回昇降駆動装置１により、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入する。そして、旋回昇降駆動装置１により、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡ又はベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を、排泥管３０で回収する。
【００１８】
上記のように、余剰の混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。なお、排出される混練泥漿Ｗ0は硬化材Ｇと混練されていないので、泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００１９】
請求項２に記載の本発明では、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0を排泥管３０により回収する。
【００２０】
上記のように、余剰の混練材Ｇ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明では、先導管１０と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、この先導管１０内に硬化材注入管５を挿入し、先導管１０と硬化材注入管５とを一体に旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収する。
次いで、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１内に先導管１０内を挿通して硬化材注入管５により袋部材３６を浸漬し、排泥管３０で混練泥漿Ｗ0を回収しつつ、硬化材注入管５を介して袋部材３６の中に硬化材Ｇを注入し、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成する。
【００２２】
上記のように、余剰の混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。また、硬化材Ｇは袋部材３６の中に注入されるので、排出される混練泥漿Ｗ0中に硬化材Ｇが混ざることもないので、回収した混練泥漿Ｗ0よりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００２３】
請求項４に記載の本発明では、請求項２及び請求項３に記載の地盤改良方法により、一度に二つの未硬化パイルＰを隣接して造成する。そして二つの未硬化パイルＰを造成するにあたり、請求項２に記載の地盤改良方法により排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ０ を、請求項３に記載の地盤改良方法により硬化材注入管５を介して硬化材として袋部材３６の中に注入する。
【００２４】
上記のように、排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ0を硬化材Ｇとして袋部材３６の中に注入して利用するので、排泥として処理する混練材Ｇ0の量が極度に少なくなり、排泥処理費用を大幅に低減することができる。また、余剰の混練材Ｇ0を硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収するので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００２５】
請求項５に記載の本発明では、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の所定の深さまで挿入し、硬化材注入管５を旋回下降駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に下降駆動し、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用することにより、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成する。次いで、排泥管３０を介して切削域１１中に比重の重い硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ0を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成する。
【００２６】
上記のように、余剰の混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。しかも、比重の重い硬化材Ｇは排泥管３０を介して切削域１１中に注入されるため、混練泥漿Ｗ0中に硬化材Ｇが混ざることも少ないので、排出される混練泥漿Ｗ0よりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００２７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいてさらに詳しく説明する。図１は本発明の実施例に係る地盤改良装置を示し、前記図６相当する図である。
この地盤改良装置Ｍは、従来例と同様の旋回昇降駆動装置１と、硬化材超高圧供給装置２と、超高圧水供給装置３と、圧縮空気供給装置４と、旋回昇降駆動装置１に支持された硬化材注入管５と、排泥管３０と、排泥ポンプ３２と、泥水分離器３５とを備える。
【００２８】
硬化材注入管５の上部には図７（Ａ）と同様のスイベル６が、下部には図７（Ｂ）と同様のモニター機構７が組み付けてある。
また、排泥管３０の上部にはスイベル６Ａが、下部にはモニター機構７Ａが組み付けられ、モニター機構７Ａの吸込口７ａから切削泥とベントナイト泥水Ｗとの混練泥漿Ｗ０ を吸い込み、スイベル６Ｂの吐出口６１に接続した排泥ポンプ３２から混練泥漿Ｗ０ を泥水分離器３５に吐出するように構成されている。
上記旋回昇降駆動装置１は、上記硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地表から地中に挿入可能に、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動可能に、かつ、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動可能に構成されている。
【００２９】
なお、図１中の符号３Ａはベントナイト泥水Ｗの貯溜容器、３Ｂは三方弁であり、三方弁３Ｂを適宜切り換えて貯溜容器３Ａ内のベントナイト泥水Ｗ又は泥水分離器３５より回収・分離したベントナイト泥水Ｗを使用できるように構成されている。つまり、噴射ノズル７ｂから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、排泥管３０により混練泥漿Ｗ０ を回収して、泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離するように構成されている。
次に上記地盤改良装置Ｍを用いて施工する地盤改良方法について説明する。
【００３０】
《第１の地盤改良方法》
図２（ａ）〜（ｄ）は第１の地盤改良方法を示す工程図である。なお、（ａ）据付・穿孔工程、（ｂ）噴射テスト工程、（ｃ）造成工程、及び（ｄ）引抜・洗浄工程のうち、先発明例《図８（ａ）〜（ｅ）》と重複する説明は極力省略して、本発明の特徴部分につき説明する。
【００３１】
（ａ）据付・穿孔工程
据付工程では、所定の施工位置に硬化材注入管５と排泥管３０とを垂直に立て、硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａと排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記超高圧水供給装置３を接続する。
穿孔工程では、硬化材注入管５のモニター機構７及び排泥管３０のモニター機構７Ａからベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１により硬化材注入管５と排泥管３０とを作動させて旋回させながら下降させて、前記メタルクラウン８でそれぞれ縦孔１０ａを穿孔しつつ、硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地中の目標深さまで挿入する。
【００３２】
（ｂ）噴射テスト工程
噴射テスト工程では、硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａ及び第２入口６ｂに硬化材超高圧供給装置２を接続し、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４を接続するとともに、排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記排泥ポンプ３２を接続する。そして旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を試行的に設定された回転速度で旋回駆動する。そして前記モニター機構７の第１及び第２噴射ノズル７ａ・７ｂから超高圧の硬化材Ｇを、それらの周囲の第１及び第２エアノズル７ｃ・７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。これにより、噴射テストが順調なら造成工程へ移行する。
【００３３】
（ｃ）造成工程
造成工程では、旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、超高圧で連続的に噴出する硬化材Ｇを旋回させながら引上げて行き、その噴出力でその周囲の地盤を切削するとともに、その切削域１１に切削泥と硬化材Ｇとが混練されてできる混練材Ｗ０ で満たされた未硬化パイルＰが造成される。このとき、硬化材注入管５と並行して排泥管３０を引上げながら、この排泥管３０により余剰の混練材Ｗ０ を排出する。
【００３４】
ちなみに、造成工程においては、硬化材Ｇの吐出圧は１００〜４００Ｋｇ／ｃｍ２ 、吐出量は７０〜３００ｌ／ｍｉｎ、圧縮空気の吐出圧は６〜３０Ｋｇ／ｃｍ２、吐出量は１．５〜１５．０ｍ３／ｍｉｎに設定されている。また、切削域１１の半径をモニター機構７に設けた超音波検知器（図示せず）により計測しながら、硬化材Ｇの注入量と混練材の排出量とをバランスさせながら施工する。図２（Ｃ）中の符号３３は排出量を計測する計測器である。なお、モニター機構７に設けた図示しない超音波検知器は、前記スイベル６、硬化材注入管５、モニター機構７の各中央の通路６ｅ〜７ｅ内に挿通した計測用ケーブルと接続され、排泥量は地上で計測される。
【００３５】
（ｄ）引抜洗浄工程
引抜洗浄工程では、硬化材注入管５と排泥管３０とを地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。この後、次の造成地点に移動し、同様の手順で地中に未硬化パイルＰを造成する。この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３が造成される。
【００３６】
《第２の地盤改良方法》
図３（ａ）〜（ｄ）は第２の地盤改良方法を示す工程図である。
（ａ）据付・穿孔工程
据付工程では、所定の施工位置に先導管１０と排泥管３０とを垂直に立て、先導管１０のスイベル６の入口と排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記超高圧水供給装置３を接続する。
穿孔工程では、それぞれのモニター機構からベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１により先導管１０と排泥管３０とを並列に地中の目標深さまで挿入する。
【００３７】
（ｂ）噴射・切削工程
噴射・切削工程では、先導管１０内にモニター機構７を組み付けた硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０下端及び上端より突出させ、硬化材注入管５の上部にスイベル６を組み付け、先導管１０と硬化材注入管５とを一体回転可能に固定する。硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａ及び第２入口６ｂに超高圧水供給装置３を接続し、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４を接続するとともに、排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記排泥ポンプ３２を介して泥水分離器３５を接続し、泥水分離器３５で分離したベントナイト泥水Ｗを再利用可能に接続する。
【００３８】
そして旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を試行的に設定された回転速度で旋回駆動する。そして前記モニター機構７の第１及び第２噴射ノズル７ａ・７ｂから超高圧のベントナイト泥水Ｗを、それらの周囲の第１及び第２エアノズル７ｃ・７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。これにより、噴射テストが順調なら切削工程へ移行する。切削工程では、先導管１０と硬化材注入管５とを旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を並行して引上げ駆動することにより、噴射ノズル７ａ・７ｂから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ０ を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用する。このようにして混練泥漿Ｗ０ で満たされた切削域１１を形成する。
【００３９】
ちなみに、噴射・切削工程においては、ベントナイト泥水Ｗの各吐出圧は２００〜６００Ｋｇ／ｃｍ２ 、吐出量は６０〜３００ｌ／ｍｉｎ、圧縮空気の吐出圧は６〜３０Ｋｇ／ｃｍ２、吐出量は１．５〜１５．０ｍ３／ｍｉｎに設定される。
この場合にも、切削域１１の半径をモニター機構７に設けた超音波検知器（図示せず）により計測しながら、ベントナイト泥水Ｗの注入量と混練泥漿Ｗ０ の排出量とをバランスさせながら施工することができる。
【００４０】
（ｄ）硬化材注入工程
硬化材注入工程では、一旦硬化材注入管５を引き上げ、その硬化材注入管５の下端部に、例えば部分拡大図（ｅ）のように、袋部材３６の口金３７をねじ込んで装着する。なお、上記口金３７に逆流防止弁３７ａを付設することにより、硬化材Ｇの注入圧力を０〜１５ｋｇ／ｃｍ２ 程度に設定することができる。
上記袋部材３６は、布・合成樹脂・金属等の繊維材料により、必要な大きさに製作され、その下端部には浸漬を容易にするための重りが付設されている。この袋部材３６を硬化材注入管５を介して先導管１０内に挿通し、切削域１１内の中央部に浸漬する。次いで排泥管３０で混練泥漿Ｗ０ を回収しつつ、浸漬された袋部材３６の中に硬化材注入管５を介して硬化材Ｇを注入することにより、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成する。
【００４１】
（ｄ）引抜・洗浄工程
引抜洗浄工程では、硬化材注入管５を捩って袋部材３６の口金３７を外し、後は図２（ｄ）と同様に硬化材注入管５や排泥管３０を地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。
【００４２】
《第３の地盤改良方法》
図４は第３の地盤改良方法を示す部分工程図である。第３の地盤改良方法は、第１及び第２の地盤改良方法により、それぞれ隣接して基礎構造体１３を造成する場合に適用することができる。即ち、隣接して形成した切削域１１・１１に未硬化パイルＰ・Ｐを造成するにあたり、第１の地盤改良方法《図２（ｃ）造成工程》において排泥管３０で回収された余剰の混練材Ｇ０ を、第２の地盤改良方法《図３（ｃ）硬化材注入工程》において硬化材注入管５を介して硬化材として袋部材３５の中に注入する方法である。
【００４３】
このように、排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ０ を硬化材として袋部材３６の中に注入して利用するので、排泥として処理する混練材Ｇ０ の量が極度に少なくなり、排泥処理費用を大幅に低減することができる。
また、余剰の混練材Ｇ０を専用の排泥管３０で回収するので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００４４】
《第４の地盤改良方法》
図５は第４の地盤改良方法を示す工程図である。
（ａ）据付・穿孔工程
据付・穿孔工程では、硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地表から地中の所定の深さ（造成すべき基礎構造体１３の上限の深さ）まで挿入する。
【００４５】
（ｂ）噴射・切削工程
噴射・切削工程では、噴射ノズルから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削しながら、余剰の混練泥漿Ｗ０ を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用する。このようにして、混練泥漿Ｗ０ で満たされた切削域１１を形成する。
【００４６】
（ｃ）硬化材注入工程
硬化材注入工程では、硬化材注入管５を引き抜くとともに、排泥管３０のスイベル６Ａに硬化材超高圧供給装置２を接続し、排泥管３０を介して切削域１１中に比重の重い硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ０ を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成する。なお、硬化材注入管５を引き抜くと縦孔１０ａが開口するので、混練泥漿Ｗ０ はこの縦孔１０ａを経て地表に形成したピットＰに溢れ出る。この混練泥漿Ｗ０ は、バキュームＶにより排出され泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用される。
（ｄ）引抜洗浄工程では、前記と同様に硬化材注入管５や排泥管３０を清水で洗浄する。
【００４７】
本発明は上記実施例に限るものではなく、スイベル６やモニター機構７、あるいは硬化材注入管５についても、適宜２重管〜３重管を適用し、排泥管３０の構造についても、適宜変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良方法に適用する地盤改良装置の概要図である。
【図２】本発明に係る第１の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図３】本発明に係る第２の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第３の地盤改良方法の要部を示す説明図である。
【図５】本発明に係る第４の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図６】先発明例の地盤改良方法に適用する装置の概要図である。
【図７】同図（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ地盤改良方法で使用されるスイベル及びモニター機構の断面図である。
【図８】先発明例に係る地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
５…硬化材注入管、６・６Ａ…スイベル、７・７Ａ…モニター機構、１０…先導管、１１…切削域、１３…基礎構造体、３０…排泥管、３５…泥水分離器、３６…、Ａ…エアー、Ｇ…硬化材、Ｇ０ …混練材、Ｍ…地盤改良装置、Ｐ…未硬化パイル、Ｗ…ベントナイト泥水、Ｗ０ …混練泥漿。
【産業上の利用分野】
本発明は、止水壁、地下連続壁、基礎地盤の安定工事等において、基礎構造体を造成するための地盤改良方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基礎構造体を造成するための地盤改良方法として、従来より例えば本出願人の提案に係る特公平４−４８８９４号公報に開示されたものが知られている。
また、それを改良したものとして、本出願人は先に特願平５−５５２３０号により「地中パイルの製造方法を」提案した（以下、先発明例という）。
図７は先発明例に係る実施例装置を示し、図８（ａ）〜（ｅ）は先発明例に係る地盤改良方法の手順を示す図である。以下、この先発明例を図８（ａ）〜（ｅ）に基づき説明する。
【０００３】
据付・穿孔工程《図８（ａ）》では、地上にパイル造成装置Ｍを設置し、先導管１０を地中の所定の深さまで挿入する。
この地盤改良装置Ｍは、旋回昇降駆動装置１、硬化材超高圧供給装置２、超高圧水供給装置３及び圧縮空気供給装置４と、旋回昇降駆動装置１に支持された先導管１０と、先導管１０内に挿入される三重管からなる硬化材注入管５とを備える。
【０００４】
上記先導管１０の上端部には、専用のスイベル６Ａが接続され、先導管１０の下端部には専用のメタルクラウン９を有する下部先導管１０Ｂが接続される。所定の施工位置に先導管１０を垂直に立て、上記スイベル６Ａの泥水入口６ａに超高圧水供給装置３を接続し、下部先導管１０Ｂからベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１を作動させて先導管１０を旋回させながら下降させて、メタルクラウン９で縦孔１０ａを穿孔しつつ、先導管１０を地中の所定の深さまで挿入する。
【０００５】
注入管装着工程《図８（ｂ）》では、図６及び図８（ｂ）に示すように、先導管１０内に硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０の下端及び上端より突出させ、先導管１０の上端部に泥漿回収器２０を付設し、この泥漿回収器２０を介して先導管１０と硬化材注入管５とを一体に連結する。上記硬化材注入管５の上端部にスイベル６《図７（Ａ）》を連結するとともに、硬化材注入管５の下端部にモニター機構７《図７（Ｂ）》を連結する。
上記泥漿回収器２０は排泥口２１ａを備え、排泥口２１ａは先導管１０と硬化材注入管５との挿通間隙２０ａに連通しており、この挿通間隙２０ａより泥漿を上昇させて排出するように構成されている。
【０００６】
上記スイベル６は、図７（Ａ）に示すように、スイベル本体６０の上部の側面に開口した第１入口６ａと、この第１入口６ａと連通してスイベル本体６０の軸心に沿って下端面まで延びる通路６ｅと、下部の側面に開口したエア入口６ｃと、中間高さ部に形成した第２入口６ｂと、第２入口６ｂに連通する通路６ｆと、エア入口６ｃに連通するエア通路６ｇとを備えている。なお、通路６ｆ及びエア通路６ｇは、それぞれ通路６ｅの周囲に、これとは独立に環状の通路として形成されている。
【０００７】
上記モニター機構７は、図７（Ｂ）に示すように、モニター本体７０の軸心に沿って上下に貫通する通路７ｅと、モニター本体７０の側面に径方向外向きに開口され、通路７ｅに連通する第１噴射ノズル７ａと、第１噴射ノズル７ａの周囲から径方向外向きにエアを噴出する第１エアノズル７ｃと、第１噴射ノズル７ａよりも高位置で、モニター本体７０の側面に第１噴射ノズル７ａの開口方向と反対向きに開口された第２噴射ノズル７ｂと、第２噴射ノズル７ｂの周囲から径方向外向きにエアを噴出する第２エアノズル７ｄとを備えている。
モニター本体７０の下部には縦孔１０ａを掘削する際に、水Ｗを下方へ向けて吐出する給水孔７５が開口され、この給水孔７５は、縦孔１０ａの掘削が終了したら、スイベル６の第１入口６ａよりボール弁７１を投入して閉止される。
なお、符号７４は逆止弁、８は縦孔１０ａを掘削するためのメタルクラウンである。
【０００８】
噴射テスト工程《図８（ｃ）》では、上記スイベル６の第１入口６ａに硬化材超高圧供給装置２を、第２入口６ｂに超高圧水供給装置３を、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４をそれぞれ接続するとともに、旋回昇降駆動装置１を作動させて、先導管１０と硬化材注入管５とを試行的に設定された回転速度で一体に旋回駆動する。そして、前記モニター機構７の上段の第２噴射ノズル７ｂから超高圧水Ｗを、その周囲の第２エアノズル７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。一方では、モニター機構７の下段の第１噴射ノズル７ａから硬化材Ｇを、その周囲の第１エアノズル７ｃから高圧エアーを噴射させる。これにより、噴射テストが順調なら造成工程へ移行する。
【０００９】
造成工程《図８（ｄ）》では、旋回昇降駆動装置１を作動させて、先導管１０及び硬化材注入管５を一体に旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、超高圧で連続的に噴出する上段の超高圧水Ｗと下段の硬化材Ｇを旋回させながら引上げて行き、その噴出力でその周囲の地盤を切削するとともに、その切削域１１に切削泥と水Ｗと硬化材Ｇとが混練されてできる混練材で満たされた未硬化パイルＰが造成される。このとき、余剰の混練材は噴射ノズル７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄから噴出する水やエアーの高圧によって押し上げられ、先導管１０と硬化材注入管５との挿通間隙２０ａを通って泥漿回収器２０の排出口２１ａより排出される。
【００１０】
引抜洗浄工程《図８（ｅ）》では、硬化材注入管５を地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。この後、次の造成地点に移動し、同様の手順で土中に未硬化パイルＰを造成する。この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３が造成される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例や上記先発明例の地盤改良方法では、次のような問題がある。
▲１▼ 余剰の混練材等は、縦孔１０ａの狭い間隙や、先導管１０と硬化材注入管５との間の狭い挿通間隙２０ａを通って地上に排出されるが、造成する地盤の中でも、特に玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合には、狭い間隙より玉石や砂礫、粘度の塊が排出されにくいため、施工が困難で、施工能力を高めることができなかった。ここで、混練材とは切削泥と硬化材Ｇとが混練されてできるものをいう。
▲２▼ さらに、排出される混練材等の排出量が多くなると、その排泥処理の費用も高価につく。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、上記難点を解消することを技術課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように構成される。
請求項１に記載の発明は、硬化材注入管５と、排泥管３０と、泥水分離器３５と、旋回昇降駆動装置１とを備えて成り、
上記硬化材注入管５は、その上部にスイベル６を、その下部にモニター機構７を組み付け、スイベル６に硬化材超高圧供給装置２と超高圧水供給装置３と圧縮空気供給装置４とを接続可能に構成し、モニター機構７から硬化材Ｇ又はベントナイト泥水Ｗを、それらの周囲からそれぞれエアーＡを同時に管半径方向へ連続的に噴射可能に構成し、
上記排泥管３０は、その上部にスイベル６Ａを、その下部にモニター機構７Ａを組み付け、上記モニター機構７Ａから切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0又は切削泥とベントナイト泥水Ｗとの混練泥漿Ｗ0を吸い込み、スイベル６Ａの吐出口６１から混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を吐出可能に構成し、
上記旋回昇降駆動装置１は、上記硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中に挿入可能に、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動可能に、かつ、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動可能に構成し、
硬化材注入管 ( ５ ) のモニター機構７から連続的に噴射する混練材Ｇ0とエアーＡ又はベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された排泥管３０により上記混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を回収可能に構成したことを特徴とする地盤改良装置である。ここで、混練泥漿Ｗ0とは、切削泥とベントナイト泥水とが混練されてできるものをいう。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、硬化材注入管５を地表から地中の目標深さまで挿入し、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６から硬化材ＧとエアーＡを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７から硬化材Ｇを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、この切削域１１に切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0で満たされた未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成する地盤改良工法において、
前記硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に排泥管３０を地表から地中の目標深さまで挿入し、排泥管３０により余剰の混練材Ｇ0を回収することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、先導管１０と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、この先導管１０内に硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０下端及び上端より突出させ、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６からベントナイト泥水ＷとエアーＡとを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７からベントナイト泥水Ｗを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、先導管１０と硬化材注入管５とを旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削して、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成し、この切削域１１内に先導管１０内を挿通して硬化材注入管５により袋部材３６を浸漬し、前記排泥管３０で混練泥漿Ｗ0を回収しつつ、硬化材注入管５を介して袋部材３６の中に硬化材Ｇを注入することにより、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２及び請求項３に記載の地盤改良方法により、それぞれ隣接して未硬化パイルＰを造成するにあたり、請求項２に記載の地盤改良方法により排泥管３０で回収された余剰の混練材Ｇ０ を、請求項３に記載の地盤改良方法により硬化材注入管５を介して硬化材Ｇとして袋部材３６の中に注入することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の所定の深さまで挿入し、硬化材注入管５の上部に組み付けたスイベル６からベントナイト泥水ＷとエアーＡとを超高圧で圧入し、硬化材注入管５の下部に組み付けたモニター機構７からベントナイト泥水Ｗを、その周囲からエアーＡを、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、硬化材注入管５を旋回下降駆動することにより、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削しながら、余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用することにより、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成し、排泥管３０を介して切削域１１中に硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ0を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成し、この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３を造成することを特徴とする地盤改良方法である。
【００１７】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の発明では、旋回昇降駆動装置１により、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入する。そして、旋回昇降駆動装置１により、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡ又はベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0を、排泥管３０で回収する。
【００１８】
上記のように、余剰の混練材Ｇ0又は混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。なお、排出される混練泥漿Ｗ0は硬化材Ｇと混練されていないので、泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００１９】
請求項２に記載の本発明では、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射する硬化材ＧとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる切削泥と硬化材Ｇとの混練材Ｇ0を排泥管３０により回収する。
【００２０】
上記のように、余剰の混練材Ｇ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明では、先導管１０と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、この先導管１０内に硬化材注入管５を挿入し、先導管１０と硬化材注入管５とを一体に旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動し、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収する。
次いで、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１内に先導管１０内を挿通して硬化材注入管５により袋部材３６を浸漬し、排泥管３０で混練泥漿Ｗ0を回収しつつ、硬化材注入管５を介して袋部材３６の中に硬化材Ｇを注入し、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成する。
【００２２】
上記のように、余剰の混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。また、硬化材Ｇは袋部材３６の中に注入されるので、排出される混練泥漿Ｗ0中に硬化材Ｇが混ざることもないので、回収した混練泥漿Ｗ0よりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００２３】
請求項４に記載の本発明では、請求項２及び請求項３に記載の地盤改良方法により、一度に二つの未硬化パイルＰを隣接して造成する。そして二つの未硬化パイルＰを造成するにあたり、請求項２に記載の地盤改良方法により排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ０ を、請求項３に記載の地盤改良方法により硬化材注入管５を介して硬化材として袋部材３６の中に注入する。
【００２４】
上記のように、排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ0を硬化材Ｇとして袋部材３６の中に注入して利用するので、排泥として処理する混練材Ｇ0の量が極度に少なくなり、排泥処理費用を大幅に低減することができる。また、余剰の混練材Ｇ0を硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収するので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００２５】
請求項５に記載の本発明では、硬化材注入管５と排泥管３０とをそれぞれ異なる縦孔１０ａ , １０ａから並列に地表から地中の所定の深さまで挿入し、硬化材注入管５を旋回下降駆動するとともに、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に下降駆動し、モニター機構７から連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削する。その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ0を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用することにより、混練泥漿Ｗ0で満たされた切削域１１を形成する。次いで、排泥管３０を介して切削域１１中に比重の重い硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ0を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成する。
【００２６】
上記のように、余剰の混練泥漿Ｗ0は硬化材注入管５とは異なる縦孔１０ａから硬化材注入管５と並列に地中に挿入された専用の排泥管３０で回収されるので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。しかも、比重の重い硬化材Ｇは排泥管３０を介して切削域１１中に注入されるため、混練泥漿Ｗ0中に硬化材Ｇが混ざることも少ないので、排出される混練泥漿Ｗ0よりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用することができる。
【００２７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に基づいてさらに詳しく説明する。図１は本発明の実施例に係る地盤改良装置を示し、前記図６相当する図である。
この地盤改良装置Ｍは、従来例と同様の旋回昇降駆動装置１と、硬化材超高圧供給装置２と、超高圧水供給装置３と、圧縮空気供給装置４と、旋回昇降駆動装置１に支持された硬化材注入管５と、排泥管３０と、排泥ポンプ３２と、泥水分離器３５とを備える。
【００２８】
硬化材注入管５の上部には図７（Ａ）と同様のスイベル６が、下部には図７（Ｂ）と同様のモニター機構７が組み付けてある。
また、排泥管３０の上部にはスイベル６Ａが、下部にはモニター機構７Ａが組み付けられ、モニター機構７Ａの吸込口７ａから切削泥とベントナイト泥水Ｗとの混練泥漿Ｗ０ を吸い込み、スイベル６Ｂの吐出口６１に接続した排泥ポンプ３２から混練泥漿Ｗ０ を泥水分離器３５に吐出するように構成されている。
上記旋回昇降駆動装置１は、上記硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地表から地中に挿入可能に、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動可能に、かつ、排泥管３０を硬化材注入管５と並列に引上げ駆動可能に構成されている。
【００２９】
なお、図１中の符号３Ａはベントナイト泥水Ｗの貯溜容器、３Ｂは三方弁であり、三方弁３Ｂを適宜切り換えて貯溜容器３Ａ内のベントナイト泥水Ｗ又は泥水分離器３５より回収・分離したベントナイト泥水Ｗを使用できるように構成されている。つまり、噴射ノズル７ｂから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、排泥管３０により混練泥漿Ｗ０ を回収して、泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離するように構成されている。
次に上記地盤改良装置Ｍを用いて施工する地盤改良方法について説明する。
【００３０】
《第１の地盤改良方法》
図２（ａ）〜（ｄ）は第１の地盤改良方法を示す工程図である。なお、（ａ）据付・穿孔工程、（ｂ）噴射テスト工程、（ｃ）造成工程、及び（ｄ）引抜・洗浄工程のうち、先発明例《図８（ａ）〜（ｅ）》と重複する説明は極力省略して、本発明の特徴部分につき説明する。
【００３１】
（ａ）据付・穿孔工程
据付工程では、所定の施工位置に硬化材注入管５と排泥管３０とを垂直に立て、硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａと排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記超高圧水供給装置３を接続する。
穿孔工程では、硬化材注入管５のモニター機構７及び排泥管３０のモニター機構７Ａからベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１により硬化材注入管５と排泥管３０とを作動させて旋回させながら下降させて、前記メタルクラウン８でそれぞれ縦孔１０ａを穿孔しつつ、硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地中の目標深さまで挿入する。
【００３２】
（ｂ）噴射テスト工程
噴射テスト工程では、硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａ及び第２入口６ｂに硬化材超高圧供給装置２を接続し、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４を接続するとともに、排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記排泥ポンプ３２を接続する。そして旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を試行的に設定された回転速度で旋回駆動する。そして前記モニター機構７の第１及び第２噴射ノズル７ａ・７ｂから超高圧の硬化材Ｇを、それらの周囲の第１及び第２エアノズル７ｃ・７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。これにより、噴射テストが順調なら造成工程へ移行する。
【００３３】
（ｃ）造成工程
造成工程では、旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、超高圧で連続的に噴出する硬化材Ｇを旋回させながら引上げて行き、その噴出力でその周囲の地盤を切削するとともに、その切削域１１に切削泥と硬化材Ｇとが混練されてできる混練材Ｗ０ で満たされた未硬化パイルＰが造成される。このとき、硬化材注入管５と並行して排泥管３０を引上げながら、この排泥管３０により余剰の混練材Ｗ０ を排出する。
【００３４】
ちなみに、造成工程においては、硬化材Ｇの吐出圧は１００〜４００Ｋｇ／ｃｍ２ 、吐出量は７０〜３００ｌ／ｍｉｎ、圧縮空気の吐出圧は６〜３０Ｋｇ／ｃｍ２、吐出量は１．５〜１５．０ｍ３／ｍｉｎに設定されている。また、切削域１１の半径をモニター機構７に設けた超音波検知器（図示せず）により計測しながら、硬化材Ｇの注入量と混練材の排出量とをバランスさせながら施工する。図２（Ｃ）中の符号３３は排出量を計測する計測器である。なお、モニター機構７に設けた図示しない超音波検知器は、前記スイベル６、硬化材注入管５、モニター機構７の各中央の通路６ｅ〜７ｅ内に挿通した計測用ケーブルと接続され、排泥量は地上で計測される。
【００３５】
（ｄ）引抜洗浄工程
引抜洗浄工程では、硬化材注入管５と排泥管３０とを地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。この後、次の造成地点に移動し、同様の手順で地中に未硬化パイルＰを造成する。この未硬化パイルＰが硬化することにより、地中に基礎構造体１３が造成される。
【００３６】
《第２の地盤改良方法》
図３（ａ）〜（ｄ）は第２の地盤改良方法を示す工程図である。
（ａ）据付・穿孔工程
据付工程では、所定の施工位置に先導管１０と排泥管３０とを垂直に立て、先導管１０のスイベル６の入口と排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記超高圧水供給装置３を接続する。
穿孔工程では、それぞれのモニター機構からベントナイト泥水Ｗを下向きに吐出させ、旋回昇降駆動装置１により先導管１０と排泥管３０とを並列に地中の目標深さまで挿入する。
【００３７】
（ｂ）噴射・切削工程
噴射・切削工程では、先導管１０内にモニター機構７を組み付けた硬化材注入管５を挿入して、この硬化材注入管５を先導管１０下端及び上端より突出させ、硬化材注入管５の上部にスイベル６を組み付け、先導管１０と硬化材注入管５とを一体回転可能に固定する。硬化材注入管５のスイベル６の第１入口６ａ及び第２入口６ｂに超高圧水供給装置３を接続し、エア入口６ｃに圧縮空気供給装置４を接続するとともに、排泥管３０のスイベル６Ａの吐出口６１に前記排泥ポンプ３２を介して泥水分離器３５を接続し、泥水分離器３５で分離したベントナイト泥水Ｗを再利用可能に接続する。
【００３８】
そして旋回昇降駆動装置１を作動させて、硬化材注入管５を試行的に設定された回転速度で旋回駆動する。そして前記モニター機構７の第１及び第２噴射ノズル７ａ・７ｂから超高圧のベントナイト泥水Ｗを、それらの周囲の第１及び第２エアノズル７ｃ・７ｄから高圧エアーを管半径方向へ連続的に噴射させてその周囲の地盤を切削する。これにより、噴射テストが順調なら切削工程へ移行する。切削工程では、先導管１０と硬化材注入管５とを旋回駆動しながら引上げ駆動するとともに、排泥管３０を並行して引上げ駆動することにより、噴射ノズル７ａ・７ｂから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、その際に生ずる余剰の混練泥漿Ｗ０ を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用する。このようにして混練泥漿Ｗ０ で満たされた切削域１１を形成する。
【００３９】
ちなみに、噴射・切削工程においては、ベントナイト泥水Ｗの各吐出圧は２００〜６００Ｋｇ／ｃｍ２ 、吐出量は６０〜３００ｌ／ｍｉｎ、圧縮空気の吐出圧は６〜３０Ｋｇ／ｃｍ２、吐出量は１．５〜１５．０ｍ３／ｍｉｎに設定される。
この場合にも、切削域１１の半径をモニター機構７に設けた超音波検知器（図示せず）により計測しながら、ベントナイト泥水Ｗの注入量と混練泥漿Ｗ０ の排出量とをバランスさせながら施工することができる。
【００４０】
（ｄ）硬化材注入工程
硬化材注入工程では、一旦硬化材注入管５を引き上げ、その硬化材注入管５の下端部に、例えば部分拡大図（ｅ）のように、袋部材３６の口金３７をねじ込んで装着する。なお、上記口金３７に逆流防止弁３７ａを付設することにより、硬化材Ｇの注入圧力を０〜１５ｋｇ／ｃｍ２ 程度に設定することができる。
上記袋部材３６は、布・合成樹脂・金属等の繊維材料により、必要な大きさに製作され、その下端部には浸漬を容易にするための重りが付設されている。この袋部材３６を硬化材注入管５を介して先導管１０内に挿通し、切削域１１内の中央部に浸漬する。次いで排泥管３０で混練泥漿Ｗ０ を回収しつつ、浸漬された袋部材３６の中に硬化材注入管５を介して硬化材Ｇを注入することにより、その切削域１１に硬化材Ｇで満たされた未硬化パイルＰを造成する。
【００４１】
（ｄ）引抜・洗浄工程
引抜洗浄工程では、硬化材注入管５を捩って袋部材３６の口金３７を外し、後は図２（ｄ）と同様に硬化材注入管５や排泥管３０を地上に引き抜き、管内を清水で洗浄する。
【００４２】
《第３の地盤改良方法》
図４は第３の地盤改良方法を示す部分工程図である。第３の地盤改良方法は、第１及び第２の地盤改良方法により、それぞれ隣接して基礎構造体１３を造成する場合に適用することができる。即ち、隣接して形成した切削域１１・１１に未硬化パイルＰ・Ｐを造成するにあたり、第１の地盤改良方法《図２（ｃ）造成工程》において排泥管３０で回収された余剰の混練材Ｇ０ を、第２の地盤改良方法《図３（ｃ）硬化材注入工程》において硬化材注入管５を介して硬化材として袋部材３５の中に注入する方法である。
【００４３】
このように、排泥管３０で回収した余剰の混練材Ｇ０ を硬化材として袋部材３６の中に注入して利用するので、排泥として処理する混練材Ｇ０ の量が極度に少なくなり、排泥処理費用を大幅に低減することができる。
また、余剰の混練材Ｇ０を専用の排泥管３０で回収するので、玉石や砂礫などの含有率が高い地盤や、粘度質の地盤を造成する場合にも、玉石や砂礫、粘度の塊は容易に排出されるため、施工が容易で、施工能力を高めることができる。
【００４４】
《第４の地盤改良方法》
図５は第４の地盤改良方法を示す工程図である。
（ａ）据付・穿孔工程
据付・穿孔工程では、硬化材注入管５と排泥管３０とを並列に地表から地中の所定の深さ（造成すべき基礎構造体１３の上限の深さ）まで挿入する。
【００４５】
（ｂ）噴射・切削工程
噴射・切削工程では、噴射ノズルから連続的に噴射するベントナイト泥水ＷとエアーＡとの旋回噴流でその周囲の地盤を切削しながら、余剰の混練泥漿Ｗ０ を排泥管３０で回収して、ベントナイト泥水Ｗを循環使用する。このようにして、混練泥漿Ｗ０ で満たされた切削域１１を形成する。
【００４６】
（ｃ）硬化材注入工程
硬化材注入工程では、硬化材注入管５を引き抜くとともに、排泥管３０のスイベル６Ａに硬化材超高圧供給装置２を接続し、排泥管３０を介して切削域１１中に比重の重い硬化材Ｇを注入することにより、混練泥漿Ｗ０ を硬化材Ｇで置換して未硬化パイルＰを造成する。なお、硬化材注入管５を引き抜くと縦孔１０ａが開口するので、混練泥漿Ｗ０ はこの縦孔１０ａを経て地表に形成したピットＰに溢れ出る。この混練泥漿Ｗ０ は、バキュームＶにより排出され泥水分離器３５によりベントナイト泥水Ｗを分離して再利用される。
（ｄ）引抜洗浄工程では、前記と同様に硬化材注入管５や排泥管３０を清水で洗浄する。
【００４７】
本発明は上記実施例に限るものではなく、スイベル６やモニター機構７、あるいは硬化材注入管５についても、適宜２重管〜３重管を適用し、排泥管３０の構造についても、適宜変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤改良方法に適用する地盤改良装置の概要図である。
【図２】本発明に係る第１の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図３】本発明に係る第２の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第３の地盤改良方法の要部を示す説明図である。
【図５】本発明に係る第４の地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【図６】先発明例の地盤改良方法に適用する装置の概要図である。
【図７】同図（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ地盤改良方法で使用されるスイベル及びモニター機構の断面図である。
【図８】先発明例に係る地盤改良方法の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
５…硬化材注入管、６・６Ａ…スイベル、７・７Ａ…モニター機構、１０…先導管、１１…切削域、１３…基礎構造体、３０…排泥管、３５…泥水分離器、３６…、Ａ…エアー、Ｇ…硬化材、Ｇ０ …混練材、Ｍ…地盤改良装置、Ｐ…未硬化パイル、Ｗ…ベントナイト泥水、Ｗ０ …混練泥漿。
Claims (5)
- 硬化材注入管(５)と、排泥管(３０)と、泥水分離器(３５)と、旋回昇降駆動装置(１)とを備えて成り、
上記硬化材注入管(５)は、その上部にスイベル(６)を、その下部にモニター機構(７)を組み付け、スイベル(６)に硬化材超高圧供給装置(２)と超高圧水供給装置(３)と圧縮空気供給装置(４)とを接続可能に構成し、モニター機構(７)から硬化材(Ｇ)又はベントナイト泥水（Ｗ）を、それらの周囲からそれぞれエアー(Ａ)を同時に管半径方向へ連続的に噴射可能に構成し、
上記排泥管(３０)は、その上部にスイベル(６Ａ)を、その下部にモニター機構(７Ａ)を組み付け、モニター機構(７Ａ)から切削泥と硬化材(Ｇ)との混練材(Ｇ0）又は切削泥とベントナイト泥水(Ｗ)との混練泥漿（Ｗ0）を吸い込み、スイベル(６Ａ)から混練材(Ｇ0）又は混練泥漿（Ｗ0）を吐出可能に構成し、
上記旋回昇降駆動装置(１)は、上記硬化材注入管(５)と排泥管(３０)とをそれぞれ異なる縦孔（１０ａ）（１０ａ）から並列に地表から地中に挿入可能に、硬化材注入管(５)を旋回駆動しながら引上げ駆動可能に、かつ、排泥管(３０)を硬化材注入管(５)と並列に引上げ駆動可能に構成し、
硬化材注入管 ( ５ ) のモニター機構(７)から連続的に噴射する硬化材(Ｇ)とエアー(Ａ)又はベントナイト泥水（Ｗ）とエアー(Ａ)との旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、硬化材注入管 ( ５ ) とは異なる縦孔（１０ａ）から硬化材注入管 ( ５ ) と並列に地中に挿入された排泥管(３０)により上記混練材(Ｇ0)又は混練泥漿(Ｗ0)を回収可能に構成したことを特徴とする地盤改良装置。 - 硬化材注入管(５)を地表から地中の目標深さまで挿入し、
硬化材注入管(５)の上部に組み付けたスイベル(６)から硬化材(Ｇ)とエアー(Ａ)とを超高圧で圧入し、
硬化材注入管(５)の下部に組み付けたモニター機構(７)から硬化材(Ｇ)を、その周囲からエアー(Ａ)を同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、
硬化材注入管(５)を旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構(７)から連続的に噴射する硬化材(Ｇ)とエアー(Ａ)との旋回噴流でその周囲の地盤を切削し、この切削域(１１)に切削泥と硬化材(Ｇ)との混練材(Ｇ0)で満たされた未硬化パイル(Ｐ)を造成し、
この未硬化パイル(Ｐ)が硬化することにより、地中に基礎構造体(１３)を造成する地盤改良工法において、
前記硬化材注入管(５)とは異なる縦孔（１０ａ）から硬化材注入管 ( ５ ) と並列に排泥管(３０)を地表から地中の目標深さまで挿入し、排泥管(３０)により余剰の混練材(Ｇ0)を回収することを特徴とする地盤改良方法。 - 先導管(１０)と排泥管(３０)とをそれぞれ異なる縦孔（１０ａ）（１０ａ）から並列に地表から地中の目標深さまで挿入し、
この先導管(１０)内に硬化材注入管(５)を挿入して、この硬化材注入管(５)を先導管(１０)下端及び上端より突出させ、
硬化材注入管(５)の上部に組み付けたスイベル(６)からベントナイト泥水(Ｗ)とエアー(Ａ)とを超高圧で圧入し、
硬化材注入管(５)の下部に組み付けたモニター機構(７)からベントナイト泥水(Ｗ)を、その周囲からエアー(Ａ)を、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、
先導管(１０)と硬化材注入管(５)とを旋回駆動しながら引上げ駆動することにより、モニター機構(７)から連続的に噴射するベントナイト泥水(Ｗ)とエアー(Ａ)との旋回噴流でその周囲の地盤を切削して、混練泥漿（Ｗ0）で満たされた切削域(１１)を形成し、
この切削域（１１）内に先導管(１０)内を挿通して硬化材注入管(５)により袋部材(３６)を浸漬し、
前記排泥管(３０)で混練泥漿（Ｗ0）を回収しつつ、硬化材注入管(５)を介して袋部材(３６)の中に硬化材(Ｇ)を注入することにより、その切削域(１１)に硬化材(Ｇ)で満たされた未硬化パイル(Ｐ)を造成し、
この未硬化パイル(Ｐ)が硬化することにより、地中に基礎構造体(１３)を造成することを特徴とする地盤改良方法。 - 請求項２及び請求項３に記載の地盤改良方法により、それぞれ隣接して未硬化パイル(Ｐ)を造成するにあたり、請求項２に記載の地盤改良方法により排泥管(３０)で回収された余剰の混練材(Ｇ0）を、請求項３に記載の地盤改良方法により硬化材注入管(５)を介して硬化材として袋部材(３６)の中に注入することを特徴とする地盤改良方法。
- 硬化材注入管(５)と排泥管(３０)とをそれぞれ異なる縦孔（１０ａ）（１０ａ）から並列に地表から地中の所定の深さまで挿入し、
硬化材注入管(５)の上部に組み付けたスイベル(６)からベントナイト泥水(Ｗ)とエアー(Ａ)とを圧入し、
硬化材注入管(５)の下部に組み付けたモニター機構(７)の噴射ノズル(７ａ)からベントナイト泥水(Ｗ)を、その周囲からエアー(Ａ)を、それぞれ同時に管半径方向へ連続的に噴射させ、
硬化材注入管(５)を旋回下降駆動することにより、モニター機構(７)から連続的に噴射するベントナイト泥水(Ｗ)とエアー(Ａ)との旋回噴流でその周囲の地盤を切削しながら、余剰の切削泥漿（Ｗ0）を排泥管(３０)で回収して、ベントナイト泥水(Ｗ)を循環使用することにより、混練泥漿（Ｗ0）で満たされた切削域(１１)を形成し、
排泥管(３０)を介して切削域(１１)中に硬化材(Ｇ)を注入することにより、混練泥漿（Ｗ0）を硬化材(Ｇ)で置換して未硬化パイル(Ｐ)を造成し、
この未硬化パイル(Ｐ)が硬化することにより、地中に基礎構造体(１３)を造成することを特徴とする地盤改良方法。
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