JP4988061B1 - 地盤改良装置および地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストの上昇を抑えることのできる地盤改良装置および地盤改良工法の提供。
【解決手段】 中空断面に形成されたオーガロッドと、該オーガロッドの軸線方向に交差する径方向外方に突出するようオーガロッドの先端部側に取付けられた掘削翼と、該掘削翼に取付けられた複数個の掘削ビットと、オーガロッドに設けられてオーガロッドの内部に送られてくる固化材をオーガロッドの外方へ吐出させる吐出手段とを備え、前記掘削ビットは、その先端を下方に向けて掘削翼から突出するとともに、前記径方向外方に沿う長手方向に所定間隔を置いて配置され、前記吐出手段は前記固化材の通路を備え、該通路はオーガロッドの軸線方向および掘削翼の突出方向の双方に対して傾斜されるとともに、該通路におけるオーガロッドの径方向外方端部が固化材の吐出口とされ、該吐出口は、掘削翼に比べてその下方にあって、しかも掘削ビットの先端に比べて上方に配置されている地盤改良装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、土壌と改良材とが混合されてなる改良体を地盤中に形成するための、地盤改良装置および地盤改良工法に関する。

この種の地盤改良装置として、下記特許文献１が提案されている。図６は下記特許文献１の地盤改良装置における要部の概略構成を示す。同図に示すように、地盤改良装置１００は、中空断面に形成され先端部に先端ビットを備えたオーガロッド（注入ロッド）１０１と、オーガロッド１０１の軸線１０１ａ方向に直交する径方向外方に突出するようオーガロッド１０１の途中に取付けられた掘削翼１０２と、掘削翼１０２に、その下方に向けて突出するよう取付けられた複数個の掘削ビット１０３と、掘削ビット１０３よりもオーガロッド１０１の先端寄りに取付けられた固化材吐出ノズル１０４とを備えている。そして、固化材吐出ノズル１０４は、オーガロッド１０１の軸線１０１ａ方向および掘削翼１０２の突出方向の双方に対して傾斜する方向（斜め下方）に沿うよう、オーガロッド１０１に取付けられている。

上記構成によれば、固化材吐出ノズル１０４の先端から固化材吐出ノズル１０４の傾斜方向である斜め下方に向けて固化材（例えば、セメント系等のスラリー状固化材）１０５が吐出されると、その吐出圧によって、地盤（土壌）１０６はある程度軟化される。そして、オーガロッド１０１をその軸線１０１ａ回りに回転させることで掘削翼１０２（掘削ビット１０３）を回転させ、オーガロッド１０１を下動することで地盤１０６が掘削される。地盤１０６は、固化材１０５の吐出によりある程度軟化されているから、軟化された分だけオーガロッド１０１に付与する回転トルクは少なくてすむ。

特開２０００−１７６５０号公報

上記従来の地盤改良装置１００では、オーガロッド１０１に付与する回転トルクは、固化材吐出ノズル１０４から固化材１０５が吐出されることで地盤１０６が軟化された分だけ、少なくてすむ。しかしながら、固化材吐出ノズル１０４は、掘削ビット１０３よりオーガロッド１０１の先端寄りに取付けられている。このため、固化材吐出ノズル１０４がまだ地盤１０６に至らない状態では、固化材１０５は地盤１０６の表面に向けて吐出され、固化材１０５によって、掘削翼１０２に先行して地盤１０６が軟化される。しかしながら、固化材吐出ノズル１０４が地盤１０６に入り込むまでオーガロッド１０１が地盤１０６に貫入（下動）されると、同図の仮想線で示すように、オーガロッド１０１の先端部に取付けられた先端ビットで形成された穿孔１０７の周面１０７ａに対して、固化材１０５が吐出される。

このように、先端ビットにより形成された穿孔１０７の周面１０７ａに対して固化材１０５が吐出されるようになると、固化材１０５が斜め下方に吐出されていても、オーガロッド１０１を中心とした固化材１０５の到達範囲が狭くなり、これから掘削翼１０２によって掘削される地盤１０６において、予め軟化される範囲が狭くなる。換言すれば軟化されていない範囲が広くなるから、その分だけオーガロッド１０１に付与する回転トルクを大きくして掘削翼１０２を回転させる必要がある。

そうなると、オーガロッド１０１を軸線１０１ａ回りに駆動させるための駆動装置を大型化させなければならず、その分だけコスト（製造コストおよびランニングコスト）が上昇する。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、コストの上昇を抑えることのできる地盤改良装置および地盤改良工法の提供を目的とする。

本発明の地盤改良装置は、中空断面に形成されたオーガロッドと、該オーガロッドの軸線方向に交差する径方向外方に突出するようオーガロッドの先端部側に取付けられた掘削翼と、該掘削翼に取付けられた複数個の掘削ビットと、オーガロッドに設けられてオーガロッドの内部に送られてくる固化材をオーガロッドの外方へ吐出させる吐出手段と、オーガロッドの先端部に配置され掘削ビットに先行して地盤を掘削する先端ビットとを備え、前記掘削ビットは、その先端を下方に向けて掘削翼から突出するとともに、前記径方向外方に沿う長手方向に所定間隔を置いて配置され、前記吐出手段は前記固化材の通路を備え、該通路はオーガロッドの軸線方向および掘削翼の突出方向の双方に対して傾斜されるとともに、該通路におけるオーガロッドの径方向外方端部が固化材の吐出口とされ、該吐出口は、掘削翼に比べてその下方にあって、しかも掘削ビットの先端に比べて上方に配置されて、前記先端ビットで先行して掘削される穿孔の内周面に固化材を吐出させることを特徴としている。

上記構成において、オーガロッドがその軸線回りに回転することで、オーガロッドに取付けられた掘削翼、掘削翼に取付けられた掘削ビット、および吐出手段が軸線回りに回転し、固化材はオーガロッドの内部から吐出手段の通路へ至り、その吐出口から斜め下方に吐出され、オーガロッドがその軸線回りに回転しつつ下動すると、オーガロッドは地盤に順次貫入されるとともに、掘削翼が軸線回りに回転することで、掘削ビットにより地盤が掘削される。

そして固化材の通路は、オーガロッドの軸線方向および掘削翼の突出方向の双方に対して傾斜されるとともに、固化材の吐出口は掘削翼に比べてその下方にあって、しかも掘削ビットの先端に比べて上方に配置されているから、固化材は、これから掘削ビットの回転接触により掘削される地盤に対して直接的に吐出され、地盤が軟化される。

本発明の地盤改良装置では、吐出手段はオーガロッドの周壁に形成された取付孔に取付けられるノズルであり、通路は前記ノズルの径方向中心に、ノズルの長手方向全域に形成されている構成を採用できる。この構成によれば、固化材は、オーガロッドの内部からノズルの通路を通り、吐出口から斜め下方に吐出される。

本発明は、上記何れかに記載の地盤改良装置を用いて地盤を改良する地盤改良工法であって、吐出手段の吐出口から固化材を吐出して該地盤を軟化させた状態で、軸線回りに回転する掘削ビットにより地盤を掘削することを特徴としている。

上記地盤改良工法によれば、これから掘削ビットの回転接触により掘削する地盤に対して固化材を直接的に吐出して地盤を軟化させるから、その分だけ掘削翼に付与する回転トルクを小さくしても地盤を掘削することができ、回転トルクを小さく設定できる分だけ、製品コストやランニングコストの上昇を抑えることができる。

本発明の地盤改良装置では、固化材の通路を、オーガロッドの軸線方向および掘削翼の突出方向の双方に対して傾斜させるとともに、固化材の吐出口を掘削翼に比べてその下方に配置して、しかも掘削ビットの先端に比べて上方に配置していることで、固化材は、これから掘削ビットの回転接触により掘削される地盤に対して直接的に吐出されて地盤を軟化させるから、その分だけ掘削翼に付与する回転トルクを小さくしても地盤を掘削することができ、回転トルクを小さく設定できる分だけ、製品コストやランニングコストの上昇を抑えることができる。

また、本発明の地盤改良装置を用いた地盤改良工法によれば、固化材は、これから掘削ビットの回転接触により掘削される地盤に対して直接的に吐出されて地盤を軟化させるから、その分だけ掘削翼に付与する回転トルクを小さくしても地盤を掘削することができ、回転トルクを小さく設定できる分だけ、製品コストやランニングコストの上昇を抑えることができる。

本発明の一実施形態を表す地盤改良装置における地盤の掘削状態を表す正面図である。 同地盤改良装置と改良体との関係を表す正面図である。 同地盤改良装置の斜め上方からの斜視図である。 同地盤改良装置の固化材吐出部の単体斜視図である。 同地盤改良装置の固化材吐出部を主として描いた一部平面断面図である。 従来の地盤改良装置の使用状態を表す概念図である。

以下、本発明の一実施形態に係る地盤改良装置を、図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、地盤改良装置１は、地盤Ｇを掘削して、固化材Ｓと土壌を攪拌混合することで、地盤Ｇ中に、所定の強度を有する円柱状の改良体Ｇ１を施工するためのものである。

本実施形態に係る地盤改良装置１は、軸線２ａ回りに回転しながら上下動させうるように構成されたオーガロッド２と、オーガロッド２の先端部側に装着された掘削翼３と、掘削翼３の掘削面となる先端縁部に沿って装着された複数の掘削ビット４と、掘削翼３の上方でオーガロッド２の途中に配置された共回り防止翼５と、共回り防止翼５のさらに上方に配置された攪拌翼６とを備えている。

オーガロッド２はその内部に、固化材（例えば、セメント系等のスラリー状固化材）Ｓを挿通するための流路２０を備えた、軸線２ａ方向を長手方向とした筒状に形成されている。流路２０は、オーガロッド２の上端から下端に亘って形成されている。

掘削翼３は板状に形成され、オーガロッド２の軸線２ａ方向に対して直交する径方向外方に向けて延長されている。掘削翼３は、オーガロッド２を介して互いに反対後方に向けて延長されることで、一対で設けられている。これら掘削翼３は、オーガロッド２の外周面に一体的に形成されている。また、図３に示すように、各掘削翼３は、その先端側が回転方向に向けてせり出すように傾斜している。具体的には、掘削翼３は、水平面に対して３０〜４５°の俯角をもって傾斜している。そしてその先端側縁部３ａに、長手方向に所定間隔置きに、掘削ビット４が装着されている。掘削ビット４は、掘削翼３の傾斜面と平行で且つ掘削翼３の回転方向に向かうように一体的に形成されている。

共回り防止翼５は板状に形成され、オーガロッド２と同軸で且つオーガロッド２に対して自在に回転（相対回転）しうるように備えられ、しかも共回り防止翼５は、掘削翼３よりも大径に（長く）形成されている。この構成により、共回り防止翼５は、掘削翼３で掘削された土壌に対してその径方向外方の土壌に上方から食い込むから、掘削翼３や攪拌翼６が回転しても回転せずに静止状態を保つ。したがって、掘削翼３により掘削された土壌と、共回り防止翼５の上方で攪拌翼６によって攪拌される土壌との共回りが防止される。なお、攪拌翼６は板状に形成され、掘削翼３と略同一の径に設定され、攪拌翼６と同一方向に傾斜した形態で、オーガロッド２に複数本取付けられている。

オーガロッド２の先端部には、固化材Ｓの流路２０と連通した固化材吐出部７が着脱自在に取付けられている。図４に示すように、固化材吐出部７は、有底円筒状の吐出部本体８と、吐出部本体８の先端に固定された尖端状の先端ビット９と、吐出手段である吐出ノズル１０とを備える。吐出部本体８には、その上部の外周面に雄ねじ１１が形成され、オーガロッド２の先端部内周面に形成された不図示の雌ねじに着脱自在に螺合する。図５に示すように、吐出部本体８の外周壁には、周方向に所定間隔置き（本実施形態では、４５°置き）にノズル装着孔１２が形成されている。また、各ノズル装着孔１２は、吐出部本体８を平面視して、その外周壁に、掘削翼３に対応する位置を回避した位置（掘削翼３に位置ずれした位置に）形成されている。これらノズル装着孔１２は、固化材吐出部７の平面視投影状態において、軸線２ａを中心とした放射方向に沿って形成されている。

本実施形態では、ノズル装着孔１２は、周方向に離間して４箇所形成されている。そして各ノズル装着孔１２は、吐出部本体８の外周壁の厚み方向（径方向）に対して、径方向外方ほど下側に傾斜して形成されている。さらに、各ノズル装着孔１２の内周面には、吐出ノズル１０を装着するための雌ねじが形成されている。

吐出ノズル１０は、各ノズル装着孔１２に装着され、その長手方向に沿う内部に、流路２０に連通する固化材Ｓの通路１３を備えた円筒状に形成されている。吐出ノズル１０の基端側外周面には、ノズル装着孔１２の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじ１０ａが形成されている。通路１３の先端（傾斜下端）が固化材Ｓの吐出口１４とされている。吐出ノズル１０において、通路１３の入口１３ａを含めた基端面は、吐出部本体８の内周面から流路２０側に突出しないように、ノズル装着孔１２に装着されている。吐出ノズル１０において、吐出口１４を含めた先端面は、吐出部本体８の外周面から吐出部本体８の径方向外方に突出しないように、ノズル装着孔１２に装着されている。また、吐出ノズル１０がオーガロッド２（吐出部本体８）の軸線２ａ方向に対して傾斜することで、通路１３はオーガロッド２の軸線２ａ方向、および掘削翼３の突出方向の双方に対して傾斜されている。

本実施形態では、吐出ノズル１０の通路１３の径は、４．０〜７．０ｍｍの間に設定されている。また、吐出ノズル１０からの固化材Ｓの吐出圧力は、０．５〜１．５ＭＰａ（高圧よりも低く低圧よりも高い「中圧」とも称する）に設定されている。さらに、吐出ノズル１０（通路１３）の傾斜角度は、軸線２ａに対して２５°〜６５°且つ軸線２ａと直交する掘削翼３の延長方向に対して２５°〜６５°に設定されている。換言すれば、軸線２ａと掘削翼３の延長方向の間にあって、軸線２ａに対して４５°±２０°の傾斜に設定されている。

オーガロッド２の先端部に固化材吐出部７が取付けられた状態で、吐出ノズル１０の吐出口１４は、掘削翼３に比べてその下方にあって、しかも掘削ビット４の先端（下端）４ａに比べて上方に配置されている。なお、先端ビット９は側面視して三角形状に形成され、先端ビット９の下端部に形成された尖端部９０は、掘削ビット４の先端４ａに比べて下側に位置付けられている（図１参照）。

本実施形態の地盤改良装置１を用いた地盤改良工法として、固化材Ｓを吐出ノズル１０の吐出口１４から吐出させながら所定深さまで地盤Ｇを掘削することにより掘削と同時に、地盤Ｇを形成する土壌と固化材Ｓとの混合を行った後、オーガロッド２を逆回転させて引き抜き、改良体Ｇ１を形成する方法が例示される。

本実施形態の地盤改良工法は、上記のような工法において、地盤Ｇを掘削する際に、吐出ノズル１０から固化材Ｓを連続的に吐出させながら行うものである。さらに、具体的には、上記構成の地盤改良装置１において、オーガロッド２をその軸線２ａが垂直になるように立てて、吐出ノズル１０の吐出口１４から固化材Ｓを吐出させつつオーガロッド２をその軸線２ａ回りに回転させ、また、オーガロッド２を地盤Ｇに貫入させ、オーガロッド２の回転に伴って回転する掘削翼３の掘削ビット４を地盤Ｇに接触させる。このようにして、地盤Ｇを掘削し、固化材Ｓが攪拌翼６の回転により土壌と混合攪拌されることで、改良体Ｇ１が地盤Ｇ中に形成される。

本実施形態の地盤改良工法によれば、固化材Ｓを吐出ノズル１０から中圧で吐出させることにより、固化材Ｓが吐出された地盤Ｇは、あらかじめ軟化されている。そして、攪拌翼６が回転することにより、軟化された地盤Ｇの土壌と固化材Ｓとが混合されるように攪拌される。このため、土壌と固化材Ｓの撹拌性（混合性）が向上する。土壌と固化材Ｓの撹拌性が向上すれば、形成される改良体Ｇ１の品質を向上させることができる。しかも地盤Ｇがあらかじめ軟化されていることにより、攪拌効率も向上する。

ところで、本実施形態では、吐出ノズル１０は、その長手方向に沿う内部に、固化材Ｓの通路１３を備え、吐出ノズル１０の通路１３は、オーガロッド２の軸線２ａ方向、および掘削翼３の突出方向の双方に対して傾斜され、吐出ノズル１０の吐出口１４は、掘削翼３に比べてその下方にあって、しかも掘削ビット４の先端４ａに比べて上方に配置されている。

このため、固化材Ｓを、これから掘削ビット４で掘削しようとする平面視円形の予定領域にある地盤Ｇの上面Ｇ２側に吐出することが可能になる。換言すれば、地盤Ｇにおいて、先端ビット９で先行して掘削されて形成された穿孔７０の内周面７０ａの外側の領域（これから掘削ビット４が接触する面）に固化材Ｓを吐出させることができる（図１参照）。

そうなると、固化材Ｓが吐出された分だけその圧力によって、前記領域の地盤Ｇが軟化される。そしてこの領域は、これから掘削ビット４が接触して掘削される部分、すなわち予定領域を含んでいる。このため、軟化された分だけオーガロッド２に付与する回転トルクが小さくてすむ。また、固化材Ｓが吐出されて地盤Ｇが軟化された分だけ、オーガロッド２の貫入力も少なくてすむ。そうなると、オーガロッド２を軸線２ａ回りに回転させるための駆動装置や、オーガロッド２を地盤Ｇに貫入させるための駆動装置を大型にする必要がない。

すなわち、固化材Ｓを吐出ノズル１０に圧送するポンプ等の機材を特別な仕様とする必要がない。このため、地盤改良装置１の製造コストが嵩むことがない。また、前記駆動装置（ポンプ等の機材）に過大な力が働くのを防止できるから故障も抑えられ、したがってこれら駆動装置のためのメンテナンスが容易である。

また、掘削翼３に取付けられた掘削ビット４そのものへの負荷が低減される。そうなると、掘削ビット４の磨耗量が軽減されるから、掘削ビット４の交換頻度が少なくてすみ、したがってその分だけ作業性を向上することができる。

さらに、これから掘削ビット４が接触して掘削される予定領域が固化材Ｓの吐出により軟化されることから、地盤Ｇの掘削そのものが容易になり、したがって地盤Ｇの掘削を円滑に行うことができる。そして、地盤Ｇの掘削が円滑になれば、必要な場所に必要なだけの改良体Ｇ１を形成するための作業を、短時間で行うことができ、出来高を向上させることができる。

吐出ノズル１０の吐出口１４は、掘削翼３に比べてその下方にあって、しかも掘削ビット４の先端４ａに比べて上方に配置されている。このように、吐出ノズル１０の吐出口１４を、できるだけ上方に配置している分だけ、吐出口１４から吐出される固化材Ｓは、改良体Ｇ１の形成に不必要な位置（掘削ビット４に対して下方側）には届きにくいことになる。つまり、その分だけ固化材Ｓの量に無駄が生じるのを抑制できる。

地盤Ｇには地中障害物（コンクリートやレンガ、礫等）が埋まっている場合がある。しかしながら、吐出ノズル１０の吐出口１４は、掘削翼３に比べてその下方にあって、しかも掘削ビット４の先端４ａに比べて上方に配置されている。そして先端ビット９よりも上方にある。このため、掘削ビット４や先端ビット９が回転して地中障害物を破砕したり除去したりすることにより、吐出ノズル１０が地中障害物から損傷を受けるのを回避でき、吐出ノズル１０を保護することができる。吐出ノズル１０を保護できれば、その分だけ吐出ノズル１０の交換の頻度が減り、あるいはメンテナンスが楽になる。

ところで、固化材Ｓが吐出される前記領域の範囲は、吐出ノズル１０からの固化材Ｓの吐出圧力、吐出ノズル１０（通路１３）の傾斜角度、吐出部本体８への吐出ノズル１０の取付け位置、吐出ノズル１０からの吐出圧力によって決められる。すなわち、吐出ノズル１０の、軸線２ａからの傾斜角度が大きく（掘削翼３からの傾斜角度が小さく）、吐出部本体８への取付け位置が高い位置にあれば、その分だけ固化材Ｓは、穿孔７０の内周面７０ａから遠い位置にまで到達させられる。

そして本実施形態では、吐出ノズル１０から吐出される固化材Ｓが、形成しようとする改良体Ｇ１の径におおむね一致する位置まで到達できるように、吐出ノズル１０からの固化材Ｓの吐出圧力、吐出ノズル１０の傾斜角度、吐出部本体８への吐出ノズル１０の取付け位置を決めている。そして、吐出ノズル１０から吐出される固化材Ｓを、形成しようとする改良体Ｇ１の径におおむね一致する位置まで到達させることで、固化材Ｓが不要な範囲にまで到達させない（固化材Ｓが、形成しようとする改良体Ｇ１の径の領域内におさめられる）から、必要な径を有して、しかも必要な強度を備えた改良体Ｇ１を形成することができる。

本実施形態では、具体的に、各吐出ノズル１０からの固化材Ｓの吐出圧力を、０．５〜１．５ＭＰａに設定して、固化材Ｓを地盤Ｇに対して吐出する。また、吐出ノズル１０の傾斜角度は、軸線２ａに対して２５°〜６５°且つ軸線２ａと直交する掘削翼３の延長方向に対して２５°〜６５°に設定している。吐出ノズル１０は、その吐出口１４が、掘削翼３に比べてその下方にあって、しかも掘削ビット４の先端４ａに比べて上方に配置されている。このようにすることで、形成しようとする改良体Ｇ１の径におおむね一致する位置まで固化材Ｓを到達させるようにしており、固化材Ｓが不要な範囲にまで到達しない（形成しようとする改良体Ｇ１の径の領域内におさめられる）ようにしている。したがって、必要な径を有して、しかも必要な強度を備えた改良体Ｇ１を形成することができる。

このように、本実施形態によれば、各吐出ノズル１０からの固化材Ｓの吐出圧力を、０．５〜１．５ＭＰａに設定して、固化材Ｓを地盤Ｇに対して吐出するから、ポンプの容量を大きくすることなく、しかもこれから掘削しようとする地盤Ｇを軟化させることができ、結果、製造コストおよびランニングコストの上昇を抑えることができる。

なお、本実施形態では固化材Ｓを流路２０に圧送して、吐出ノズル１０から吐出させるためのポンプ（図示せず）の吐出量能力を、最大で４００Ｌ／ｍｉｎに設定している。したがって、この吐出量能力を超えないように、固化材Ｓの水セメント比や、オーガロッド２の貫入速度（施工速度）が調整される。

本発明に係る地盤改良装置１は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様を取り得るものである。例えば、上記実施形態では、吐出ノズル１０は吐出部本体８の周方向に４箇所配置された例を示した。しかしながら、吐出ノズル１０は、吐出部本体８の周方向に、等間隔に３箇所、あるいは２箇所配置する構成であってもよい。

上記実施形態では、吐出手段として吐出ノズル１０を用いた。しかしながら、ノズル装着孔１２を形成した位置に、ノズル装着孔１２と同傾斜で、通路１３と同径の固化材吐出孔を形成して、吐出ノズル１０を用いず、該固化材吐出孔を吐出手段として用いることもできる。この場合では、固化材吐出孔の内周面に雌ねじは形成しない。

また、上記実施形態では、吐出部本体８の上部の外周面に雄ねじ１１が形成され、オーガロッド２の先端部内周面に形成した雌ねじに着脱自在に螺合される例を示した。しかしながら、オーガロッド２は軸線２ａ回りに回転するものであるから、オーガロッド２の回転により、オーガロッド２と固化材吐出部７（吐出部本体８）との螺合が緩む懸念がある場合は、ねじどうしの螺合に加えて、抜止杆をオーガロッド２および固化材吐出部７に挿通させることで、固化材吐出部７をオーガロッド２に確実に固定することも考えられる。

あるいは、オーガロッド２に対する吐出部本体８の取付け方法は、ねじ同士の螺合による装着に限定されない。例えば、オーガロッド２および固化材吐出部７の一方にキーを形成し、他方にキー溝を形成して、キーとキー溝の嵌合によりオーガロッド２に固化材吐出部７を装着し、あるいはキーとキー溝に加えて抜止杆をオーガロッド２および固化材吐出部７に挿通させることで、固化材吐出部７をオーガロッド２に確実に固定することも考えられる。

上記実施形態では、オーガロッド２の先端部に取付けた固化材吐出部７は、有底円筒状の吐出部本体８と、吐出部本体８の先端に固定された尖端状の先端ビット９と、吐出手段である吐出ノズル１０とを備えた構成とした。しかしながら、吐出部本体８を筒状に形成して、その先端部に形成された孔（図示せず）に、従来のように、特別に圧力をかけることなく開口する部材（例えば逆止弁）を装着して、該部材の開口から固化材Ｓを土壌に吐出さることもできる。そして、該部材を使用する場合では、吐出ノズル１０は取外しておき、ノズル装着孔１２は閉塞しておく。このようにすることで、固化材Ｓを垂直方向（下方）に吐出するようにした地盤改良装置１として用いることができる。

掘削ビット４は、本実施形態に限定されず、例えば円錐状の刃であってもよいし、角錐状での刃であってもよい。また掘削ビット４は、取り外し自在とする種々の構成を採用することができる。さらに、掘削翼３は、上記実施形態のように板状のものに限定されず、螺旋状に湾曲したものであってもよい。

本発明の地盤改良工法についても、上記のような態様に限定されるものではなく、例えば、掘削時における固化材Ｓの吐出を間欠としたり、また、地盤Ｇの硬さに応じて吐出を作動および停止したりすることも考えられる。

１…地盤改良装置、２…オーガロッド、２ａ…軸線、３…掘削翼、３ａ…先端側縁部、４…掘削ビット、４ａ…先端、５…共回り防止翼、６…攪拌翼、７…固化材吐出部、８…吐出部本体、９…先端ビット、１０…吐出ノズル、１２…ノズル装着孔、１３…通路、１３ａ…入口、１４…吐出口、２０…流路、７０…穿孔、７０ａ…内周面、９０…尖端部、Ｇ…地盤、Ｇ１…改良体、Ｇ２…上面、Ｓ…固化材

Claims (4)

1. 中空断面に形成されたオーガロッドと、該オーガロッドの軸線方向に交差する径方向外方に突出するようオーガロッドの先端部側に取付けられた掘削翼と、該掘削翼に取付けられた複数個の掘削ビットと、オーガロッドに設けられてオーガロッドの内部に送られてくる固化材をオーガロッドの外方へ吐出させる吐出手段と、オーガロッドの先端部に配置され掘削ビットに先行して地盤を掘削する先端ビットとを備え、
   前記掘削ビットは、その先端を下方に向けて掘削翼から突出するとともに、前記径方向外方に沿う長手方向に所定間隔を置いて配置され、
   前記吐出手段は前記固化材の通路を備え、該通路はオーガロッドの軸線方向および掘削翼の突出方向の双方に対して傾斜されるとともに、該通路におけるオーガロッドの径方向外方端部が固化材の吐出口とされ、該吐出口は、掘削翼に比べてその下方にあって、しかも掘削ビットの先端に比べて上方に配置されて、前記先端ビットで先行して掘削される穿孔の内周面に固化材を吐出させることを特徴とする地盤改良装置。
2. 通路からの固化材の吐出圧力は０．５〜１．５ＭＰａに設定されていることを特徴とする請求項１記載の地盤改良装置。
3. 吐出手段はオーガロッドの周壁に形成された取付孔に取付けられるノズルであり、通路は前記ノズルの径方向中心に、ノズルの長手方向全域に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の地盤改良装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の地盤改良装置を用いて地盤を改良する地盤改良工法であって、
   吐出手段の吐出口から固化材を吐出して該地盤を軟化させた状態で、軸線回りに回転する掘削ビットにより地盤を掘削することを特徴とする地盤改良工法。

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