JP5253242B2 - 繊維補強セメント系地盤改良装置及び繊維補強セメント系地盤改良工法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維を用いて地盤を改良する繊維補強セメント系地盤改良装置及び繊維補強セメント系地盤改良工法に関する。

セメント系の地盤改良には、セメント系の固化材液に事前に繊維を混入させて靭性の高いセメント改良体（繊維補強地盤改良体）を構築し地盤の改良を行なう繊維補強セメント系地盤改良工法が知られている。

このような繊維補強セメント系地盤改良の施工方法として、プラントで粘性の高い繊維入りミルクを作成してポンプで圧送し、また、同時に別系統で水をポンプで圧送し、原地盤の土壌と攪拌混合して繊維補強地盤改良体（繊維入りセメント改良体）を構築する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、例えば、図１０に示す工程で行なわれる。
（１）ミキサー１１０でセメント、水、及び繊維を攪拌混合し、繊維が分散された繊維入りセメントミルク作成する。
（２）繊維入りセメントミルクをアジテータ１２０で攪拌しながら貯留する。
（３）アジテータ１２０に貯留された繊維入りセメントミルクをポンプ１３０で施工機１０に圧送し、原地盤中に吐出する。
（４）同時に水タンク１５０の水をポンプ１５５で施工機１０に送り地盤中に吐出する。
（５）施工機１０で水、繊維入りセメントミルク、及び土壌を攪拌混合し、繊維補強地盤改良体を構築する。

特開２００３−２３２０３２号公報

しかし、図１０に示す工法（工程）の場合、繊維入りセメントミルクは、バッチ処理のためアジテータ１２０での貯留中（特に、長期に亘って貯留した場合）に、繊維とセメントミルクとが分離することがある。つまり、繊維が均一に分散していない状態の繊維入りセメントミルクが原地盤中に吐出されることがある。

このような材料分離を防止又は抑制するために、繊維入りセメントミルクに増粘剤を入れ粘度を上げることが考えられる。しかし、増粘剤を入れ粘度が上がると、ミキサー及びアジテータでの攪拌効率が低下する。よって、繊維を均一に分散させることが困難となる。つまり、やはり繊維が均一に分散していない状態の繊維入りセメントミルクが原地盤中に吐出されることがある。

そして、このように繊維入りセメントミルクに繊維が均一に分散していないと、構築された繊維補強地盤改良体の繊維の分散も均一でなくなり、繊維補強地盤改良体の品質が低下する。

本発明は、上記を考慮し、繊維補強地盤改良体の繊維を均一に分散させ、繊維補強地盤改良体の品質を向上させることが目的である。

請求項１の発明は、セメントと水とを混合しセメントミルクを作成するミキサーと、前記ミキサーで作成された前記セメンミルクを攪拌し且つ貯留するアジテータと、繊維と前記アジテータに貯留された前記セメントミルクとが供給され、前記繊維と前記セメントミルクとを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する連続排出式ミキサーと、原地盤をオーガで削孔し、前記連続排出式ミキサーから排出された前記繊維入りセメントミルクを吐出させると共に前記繊維入りセメントミルクと原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた攪拌翼で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体を構築する施工装置と、を備えている。

請求項１の発明では、連続排出式ミキサーで、繊維及びセメントミルクを攪拌混合させて繊維入りセメントミルクを作成すると共に、作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

そして、連続的に排出された繊維入りセメントミルクを貯留することなく原地盤に吐出させる。よって、吐出される繊維入りセメントミルクを貯留する際に発生する繊維の分離が防止される。

したがって、繊維が均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され、原地盤の土壌と攪拌混合される。これにより、本発明を適用しない場合と比較して、繊維補強地盤改良体の繊維が均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質が向上する。

なお、連続式排出ミキサーに供給する繊維量を変更（調整）することで、容易に繊維補強地盤改良体の繊維量を容易に変更することができる（深度（土質）に応じ繊維量（繊維濃度）を容易に変更できる）。また、連続式排出ミキサーに供給する繊維の種類を変更することで、容易に繊維補強地盤改良体の繊維の種類を容易に変更することができる（深度（土質）に応じ繊維の種類を容易に変更できる）。
また、ミキサーで予めセメントと水とを混合しセメントミルクを作成し、作成されたセメンミルクをアジテータで攪拌し且つ貯留する。よって、水とセメントとの混合が十分に行なわれる。よって、水とセメントとがより均一に混合され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質が更に向上する。
また、繊維は連続排出式ミキサーに供給される。よって、ミキサー及びアジテータでの攪拌では、セメントミルクの粘度は上昇しないので、ミキサー及びアジテータにおける攪拌効率が低下しない。

請求項２の発明は、前記連続排出式ミキサーに、前記繊維及び前記セメントミルクに加え、混和剤が供給される。

請求項２の発明では、混和剤（例えば、ベントナイトや増粘剤）によって繊維入りセメントミルクの繊維が均一に分散された状態が、より長時間維持される（長時間に亘って繊維の分離が防止又は抑制される）。

したがって、繊維がより均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され、原地盤の土壌と攪拌される。よって、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質が更に向上する。

請求項３の発明は、予め定められた量の前記繊維を計量して前記連続排出式ミキサーに供給する繊維供給装置を有している。

請求項３の発明では、繊維供給装置が予め定められた量の繊維を計量して連続排出式ミキサーに供給するので、作業効率が向上する。

請求項４の発明は、前記連続排出式ミキサーは、前記繊維及び前記セメントミルクが供給される供給口と、前記供給口から供給された前記繊維及び前記セメントミルクが供給される円筒状のドラムと、前記ドラム内に前記ドラムの軸方向に沿って配置された回転軸の外周面に複数の爪部が突設された回転処理体と、前記回転処理体が回転され、前記セメント、前記水、及び前記繊維が攪拌混合されて作成された前記繊維入りセメントミルクを連続的に排出する排出口と、を備えている。

請求項４の発明では、繊維及びセメントミルクが効率的に攪拌混合され、繊維入りセメントミルクが連続的に排出される。

請求項５の発明は、セメントと水とをミキサーで混合しセメントミルクを作成するセメントミルク作成工程と、ミキサーで作成された前記セメンミルクをアジテータに供給し、前記アジテータで攪拌且つ貯留するセメントミルク貯留工程と、繊維と前記セメントミルク貯留工程で前記アジテータに貯留された前記セメントミルクとを連続排出式ミキサーに供給し、前記繊維と前記セメントミルクとを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する繊維入りセメントミルク連続排出工程と、原地盤をオーガで削孔し、前記連続排出式ミキサーから排出された前記繊維入りセメントミルクを吐出させると共に、前記繊維入りセメントミルクと原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた攪拌翼で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体を構築する繊維補強地盤改良体構築工程と、を有している。

請求項５の発明では、連続排出式ミキサーで、繊維及びセメントミルクを攪拌混合させて繊維入りセメントミルクを作成すると共に、作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

そして、連続的に排出された繊維入りセメントミルクを貯留することなく、原地盤に吐出させる。よって、吐出される繊維入りセメントミルクを貯留する際に発生する繊維の分離が防止される。

したがって、繊維が均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され、原地盤の土壌と攪拌混合される。これにより、本発明を適用しない場合と比較して、繊維補強地盤改良体の繊維が均一に分散され、繊維補強地盤改良体の品質が向上する。
また、ミキサーで予めセメントと水とを混合しセメントミルクを作成し、作成されたセメンミルクをアジテータで攪拌し且つ貯留する。よって、水とセメントとの混合が十分に行なわれる。
また、繊維は連続排出式ミキサーに供給される。よって、ミキサー及びアジテータでの攪拌では、セメントミルクの粘度が上昇しないので、ミキサー及びアジテータにおける攪拌効率が低下しない。

請求項６の発明は、前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、前記連続排出式ミキサーに、前記繊維及び前記セメントミルクに加え混和剤を供給する。

請求項６の発明では、混和剤（例えば、ベントナイトや増粘剤）によって繊維入りセメントミルクの繊維が均一に分散された状態が、より長時間維持される（長時間に亘って繊維の分離が防止又は抑制される）。

したがって、繊維がより均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され、原地盤の土壌と攪拌される。よって、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、繊維補強地盤改良体の品質が更に向上する。

請求項７の発明は、前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、前記連続排出式ミキサーに供給する前記繊維の量を変更することによって、連続的に排出される前記繊維入りセメントミルクに含有される前記繊維の量を変更し、前記繊維補強地盤改良体構築工程において、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体の繊維量を変更する。

請求項７の発明では、連続排出式ミキサーに供給する繊維の量を変更することによって、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体（地盤改良後の土壌）の繊維量が変更される。つまり、改良する土質（深度）に応じた適切な繊維量で地盤が改良される。

なお、連続排出式ミキサーに供給する繊維量を０（ゼロ）、すなわち、繊維を供給しないことで、繊維を有しない地盤改良体を構築することもできる。

請求項８の発明は、前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、前記連続排出式ミキサーに供給する前記繊維の種類を変更することによって、連続的に排出される前記繊維入りセメントミルクに含有する前記繊維の種類を変更し、前記繊維補強地盤改良体構築工程において、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体の繊維の種類を変更する。

請求項８の発明では、連続排出式ミキサーに供給する繊維の種類を変更することによって、深度に応じて繊維補強地盤改良体（地盤改良後の土壌）の繊維の種類が変更される。つまり、改良する土質（深度）に応じたて適切な繊維の種類で土壌が改良される。

請求項９の発明は、前記繊維補強地盤改良体構築工程の前に、前記連続排出式ミキサーに前記繊維の替わりに分散剤を供給することによって前記連続排出式ミキサーから分散剤入りセメントミルクを連続的に排出させ、前記原地盤を前記オーガで削孔すると共に前記分散剤入りセメントミルクを吐出させて前記分散剤入りセメントミルクと前記原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた前記攪拌翼で攪拌混合するオーガ下降時攪拌工程を有し、前記繊維補強地盤改良体構築工程において、前記オーガを上昇させながら、前記繊維入りセメントミルクを吐出させたのち、前記オーガを再度下降させて前記繊維入りセメントミルクと前記原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた前記攪拌翼で攪拌混合する。

請求項９の発明では、分散剤入りセメントミルクと原地盤の土壌とをオーガで攪拌混合し地盤を柔らかくしたのち、繊維入りセメントミルクを原地盤に吐出して繊維補強地盤改良体を構築する（地盤を改良する）。

したがって、繊維入りセメントミルクがより均一に土壌と攪拌される。よって、繊維入りセメントミルクと土壌とがより均一に混合されることによって、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質が更に向上する。

請求項１に記載の発明によれば、繊維が均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが吐出され土壌と攪拌混合されるので、本発明を適用しない場合と比較して、繊維補強地盤改良体の繊維が均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、混和剤によって繊維がより均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され土壌と攪拌されるので、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質を、更に向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、作業効率を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、繊維及びセメントミルクが効率的に攪拌混合されるので、繊維入りセメントミルクを連続的に排出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、繊維が均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され土壌と攪拌混合されるので、本発明を適用しない場合と比較して、繊維補強地盤改良体の繊維が均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、混和剤によって繊維がより均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが原地盤に吐出され土壌と攪拌されるので、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質を、更に向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、改良する土質（深度）に応じた適切な繊維量で地盤を改良することができる。

請求項８に記載の発明によれば、改良する土質（深度）に応じた適切な繊維の種類で土壌を改良することができる。

請求項９に記載の発明によれば、繊維入りセメントミルクと土壌とがより均一に混合されることによって、繊維補強地盤改良体の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体の品質を、更に向上させることができる。

繊維補強セメント系地盤改良装置を模式的に示す全体図である。 繊維補強セメント系地盤改良装置の構成を示す構成図である。 第一の工法の前半の工程を説明する説明図である。 第一の工法の後半の工程を説明する説明図である。 第二の工法を説明する説明図である。 第三の工法を説明する説明図である。 第四の工法の前半の工程を説明する説明図である。 第四の工法の中半の工程を説明する説明図である。 第四の工法の後半の工程を説明する説明図である。 本発明が適用されていない従来の工法を説明する説明図である。 （Ａ）は、繊維補強セメント系地盤改良装置に用いた連続排出式ミキサーの構成を示す一部破断側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 繊維補強セメント系地盤改良装置に用いた繊維供給装置（繊維等の空気輸送装置）を示す一部破断正面図である。

図１と図２を用いて、本発明の実施形態の係る繊維補強セメント系地盤改良装置について説明する。図１は、繊維補強セメント系地盤改良装置を模式的に示す全体図である。図２は、繊維補強セメント系地盤改良装置の構成を示す構成図である。

図１と図２に示すように、繊維補強セメント系地盤改良装置１００は施工機１０とプラント５０とを備えている。

図１に示すように、地盤９０の地表における施工機１０の近傍に、繊維入りセメントミルクを生成するプラント５０が構築されている。プラント５０は、ミキサー１１０、アジテータ１２０、繊維供給装置２００、連続排出式ミキサー３００、及びポンプ１３０を備えている。

ミキサー１１０は、セメントと水とを混合しセメントミルクを作成する。アジテータ１２０は、ミキサー１１０で作成されたセメンミルクを攪拌し且つ貯留する。なお、ミキサー１１０及びアジテータ１２０は、従来の工法で用いられるものと同様の構成であるので、詳しい説明は省略する。

連続排出式ミキサー３００は、アジテータ１２０に貯留されたセメントミルクと、繊維供給装置２００によって計量され供給された繊維と、を攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

ポンプ１３０は、パイプ１３２の一端に接続されており、繊維入りセメントミルクを送出する。パイプ１３２の他端は、施工機１０のロッド２０（後述する）に接続されている。これにより、プラント５０で生成されたセメントミルクが、施工機１０のロッド２０（後述する）の内部に送り込まれるようになっている。

施工機１０は、施工機本体としてのクレーン１２を備え、このクレーン１２の前方に支柱１４が立設されている。支柱１４には、支柱１４の上端からワイヤ１７を介して懸架され図示しない駆動手段により昇降されるモーター１６が設けられている。

モーター１６は、接続部１８が形成されており、接続部１８に接続された中空円筒状の２本のロッド２０を懸架している。ロッド２０は、モーター１６の駆動により旋回可能となっている。

２本のロッド２０は、上下２箇所に配置されボルト及びナット等で締結された固定部材２６、２８によって固定されている。そして、ロッド２０の下端部には、地盤９０を掘削して縦穴を形成すると共に、繊維入りセメントミルク又はセメントミルクの吐出を行ない土壌と攪拌するオーガ２５が構成されている。

オーガ２５は、ロッド２０の側壁から外方に向けて傾斜面を有する複数の攪拌羽３２と、ロッド２０の先端部に設けられたオーガ部３４と、で構成されている。

オーガ部３４の下端部（２本のロッド２０の下端部）には、ロッド２０の内部を流下してきたセメントミルク等が吐出される吐出口３０が形成されている。

このような構成の施工機１０は、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔し、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維入りセメントミルク（又はセメントミルク）を吐出口３０から吐出させると共に、繊維入りセメントミルク（又はセメントミルク）と地盤９０の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体５０２（図４参照）（又は地盤改良体４５０、図４参照）を構築する。

なお、施工機１０は、従来の施工機とほぼ同様の構成であるので、上記説明では簡単に説明してある。

つぎに、繊維補強セメント系地盤改良装置１００のプラント５０を構成する連続排出式ミキサー３００について、図１１を用いて説明する。図１１（Ａ）は、繊維補強セメント系地盤改良装置１００に用いた連続排出式ミキサー３００の構成を示す一部破断側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１１（Ａ）に示すように、連続排出式ミキサー３００の基本的な構造は、水平方向横向きに設置された横長円筒状のドラム３１５内に回転処理体３１２が回転可能に軸支された構造とされている。

円筒状のドラム３１５は、開口端が可動フレーム３０９の両端部分に設けられた側壁板３２１で閉鎖されている。また、側壁板３２１に設けられた軸支部３２２で回転処理体３１２の回転軸３２３を回転可能に軸支している。

ドラム３１５には、図における右端側にホッパ３２５付きの供給口３１７が設けられ、図における左端側に筒３２６付きの排出口３１９が設けられている。

左右の側壁板３２１に軸支されている回転軸３２３は、軸端に設けたジョイント部３３２を介して駆動モーター３１０と接続され、図示しないコントロール部の操作により制御され、回転する。

図１１（Ｂ）に示すように、回転軸３２３には複数のホルダー３３３が螺旋状に所定の間隔で設けられている。そして、これらのホルダー３３に撹拌処理用の耕耘爪３３５が着脱可能に固定されている。

なお、耕耘爪３３５は、一般に多用され市販されている農業用トラクタの耕耘装置に使用されるものとほぼ同様な構成とされており、正面視において基部側の直線部３３５ａから先端側を一方側に捻り曲げて形成した屈曲部３３５ｂとなし、爪板全体を側面視で回転方向上手側に沿って緩やかな円弧を描いて湾曲するナタ型形状とされている。

そして、回転処理体３１２が駆動モーター３１０によって回転駆動されることによって、ドラム３１５の図における右端側に設けられた供給口３１７から供給されたセメントミルクと繊維とを撹拌混合したのち、図における左端側に設けられた排出口３１９から繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

なお、上記、連続排出式ミキサー３００は一例であって、他の構成であってもよい。例えば、回転度ドラム式の連続排出式ミキサーであってもよい。

つぎに、繊維補強セメント系地盤改良装置１００のプラント５０を構成する繊維供給装置２００について、図１２を用いて説明する。図１２は繊維供給装置（繊維等の空気輸送装置）２００を示す一部破断正面図である。なお、ここで説明する繊維供給装置２００は一例であって、他の構成であってもよい。

図１２に示すように、繊維供給装置（空気輸送装置）２００は、密閉加圧タンク２１５を有し、この密閉加圧タンク２１５の外壁に加振機２１０が取り付けられている。密閉加圧タンク２１５内は、５０〜２００メッシュの多孔板２０５によって上部室と下部室とに仕切られている。

多孔板２０５は上方が密閉加圧タンク２１５の内壁に取り付けられ、下方側が小径をなす閉じた漏斗状となっている。上部室内には排出管２０８が密閉加圧タンク２１５の鉛直中心軸に一致するように設けられている。排出管２０８は、漏斗状の多孔板２０５の下端の小径部近くに下面が開口している。また、排出管２０８は、密閉加圧タンク２１５の外へと延びる輸送用ダクト２１１に連結されている。

密閉加圧タンク２１５の上部室は収納室となっており、下部室には圧縮空気供給管２０４が設けられている。この圧縮空気供給管２０４は多孔板２１５５に対して、できるだけ均等に圧縮空気を分散して供給するように、多数の噴出口から圧縮空気が分散噴出するように構成されている。

密閉加圧タンク２１５の上部には、繊維を供給する供給ホッパ２１６がフレキシブル継手２１７を介して接続されておいる。また、密閉加圧タンク２１５は電子天秤２０１上に載置されている。

このような構成の繊維供給装置２００は、供給ホッパ２１６から密閉加圧タンク２１５内に繊維が供給される。電子天秤２０１はこの繊維の供給量を測定し、設定量が供給されたら、電子天秤２０１からの信号により、供給ホッパ２１６のダンパ２０２を閉める。同時に下部室へ圧縮空気を送るバルブ２０３を開き、圧縮空気を密閉加圧タンク２１５内に供給し、圧縮空気供給管２０４の噴出口から噴出する。

密閉加圧タンク２１５の内圧が設定圧力に到達したら、圧力検出装置２１２で検知し、その信号により輸送用ダクト２１１の排出バルブ２０７を開放し、加振機２１０を作動する。

圧力風量調節器２１３によって制御された圧縮空気は繊維を伴って、排出管２０８から輸送用ダクト２１１を通って輸送（送出）される。このとき、密閉加圧タンク２１５内の繊維は自重により密閉加圧タンク２１５内の上部室を下降する。多孔板２０５に接する繊維は加振機２１０から与えられる振動と多孔板２０５を通って下部室から供給される圧縮空気によって、多孔板２０５との摩擦を減殺され多孔板２０５の表面を滑り落ちる。

このようにして繊維は密閉加圧タンク２１５から送出され、輸送用ダクト２１１を経て連続排出式ミキサー３００のホッパ３２５から供給口３１７（図１１参照）に供給される。

密閉加圧タンク２１５内の繊維がなくなると、空気抵抗が低下し密閉加圧タンク２１５内の圧力が低下する。圧力検出装置２１２の信号により、バルブ２０３、２０７を閉じ、ダンパ２０２を再び開き、一定量の繊維を密閉加圧タンク２１５内に供給し、上記一連の作業を、連続排出式ミキサ−３００（図１１参照）に供給する予め設定された繊維量に到達するまで繰り返す。

なお、輸送用ダクト２１１内で繊維が閉塞したときはフラッシング用二次空気管２１４から圧縮空気を輸送用ダクト２１１内に供給して閉塞を解除する。なお、制御装置２１７が、以上のシーケンス制御等を行う。

つぎに、繊維補強セメント系地盤改良装置１００を用いる地盤改良工法について説明する。
まず、第一の工法について図３と図４とを用いて説明する。

第一の工法は、地盤９０における地表に近い上層９２は通常のソイルセメントで地盤改良をし、上層９２の下の下層９４は繊維入りソイルセメントで地盤改良する。

図３に示すように、セメントと水とをミキサー１１０に供給して混合しセメントミルクを作成する。ミキサー１１０で作成されたセメンミルクをアジテータ１２０に供給し攪拌し且つ貯留する（バッチ管理）。

アジテータ１２０に貯留されたセメントミルクを連続排出式ミキサー３００に供給しセメントミルクを連続的に排出する。このとき、連続排出式ミキサー３００には繊維を供給しない。

連続的に排出されたセメントミルクを、ポンプ１３０によって施工機１０のロッド２０に内部に送り込む。

そして、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔し、連続排出式ミキサー３００から排出されたセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の上層９２の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、セメントミルクで地盤改良体４５０を構築する。

図４に示すように、ロッド２０の下端部の吐出口３０が下層９４（の深度）に近づいたら、繊維供給装置２００が予め定められた量の繊維を計量して連続排出式ミキサー３００に供給する。そして、連続排出式ミキサー３００がセメントミルク（セメントと水）と繊維とを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

なお、このとき、繊維入りセメントミルクの材料分離を抑制又は防止するために混和剤（例えば、ベントナイトや増粘剤）を連続排出式ミキサー３００に供給してもよい。

そして、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維入りセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の下層９４の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、下層９４に繊維入りセメントミルクで繊維補強地盤改良体５０２を構築する。

なお、上層９２も繊維入りセメントミルクで、繊維補強地盤改良体５０２を構築する場合は、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔する当初から（図４の段階から）、連続排出式ミキサー３００にセメントミルク（セメントと水）と繊維とを供給して攪拌混合し、繊維入りセメントミルクを連続的に排出すればよい。

逆に、上層９２に繊維入りセメントミルクで繊維補強地盤改良体５０２を構築し、下層９４にセメントミルクで地盤改良体４５０を構築する場合は、ロッド２０の下端部の吐出口３０が下層９４（の深度）に近づいたら、連続排出式ミキサー３００への繊維の供給を中止すればよい。

つぎに、第二の工法について図５を用いて説明する。

第二の工法は、地盤９０における地表に近い上層９２は通常のソイルセメントで地盤改良をし、上層９２の下の中層９３に繊維濃度が低い繊維入りセメントミルクで地盤改良し、中層９３の下の下層９４は繊維濃度が高い繊維入りソイルセメントで地盤改良する。なお、第一の工法と重複する工程は記載を簡潔に記載又は記載を省略する。

アジテータ１２０に貯留されたセメントミルクを連続排出式ミキサー３００に供給しセメントミルクを連続的に排出する。このとき、連続排出式ミキサー３００には繊維を供給しない。

そして、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔し、連続排出式ミキサー３００から排出されたセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の上層９２の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、セメントミルクで地盤改良体４５０を構築する。

ロッド２０の下端部の吐出口３０が中層９３（の深度）に近づいたら、繊維供給装置２００が予め定められた第一の量（少量）の繊維を連続排出式ミキサー３００に供給する。連続排出式ミキサー３００が、セメントミルク（セメントと水）と繊維とを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維濃度の低い繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

そして、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維入りセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の中層９３の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、中層９３に繊維濃度の低い繊維入りセメントミルクで、繊維濃度の低い繊維補強地盤改良体５０４を構築する。

ロッド２０の下端部の吐出口３０が下層９４（の深度）に近づいたら、繊維供給装置２００は予め定められた第一の量（少量）よりも多い第二の量（多量）の繊維を、連続排出式ミキサー３００に供給する。連続排出式ミキサー３００は、セメントミルク（セメントと水）と繊維とを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維濃度の高い繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

そして、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維入りセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の下層９４の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、下層９４に繊維濃度の高い繊維入りセメントミルクで、繊維濃度の高い繊維補強地盤改良体５０６を構築する。

なお、繊維の供給量の順番を変えることで、中層９３に繊維濃度の高い繊維補強地盤改良体５０６を構築し、下層９４に繊維濃度の低い繊維濃度地盤改良体５０４を構築することもできる。また、本工法では、繊維濃度は二つであったが三つ以上の繊維濃度で地盤改良を行なってもよい。

つぎに第三の工法について、図６を用いて説明する。

第三の工法は、地盤９０における地表に近い上層９２は繊維Ｉが分散された繊維入り入りソイルセメントで地盤改良をし、上層９２の下の下層９４は繊維Ｉとは異なる繊維ＩＩが分散された繊維入りソイルセメントで地盤改良する。なお、第一及び第二の工法と重複する工程は記載を簡潔に記載又は記載を省略する。

最初は繊維供給装置２００に繊維Ｉを供給する。アジテータ１２０に貯留されたセメントミルクと繊維供給装置２００によって計量された予め定められた量の繊維Ｉとを、連続排出式ミキサー３００に供給し、繊維Ｉが分散されたセメントミルクを連続的に排出する。

そして、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔し、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維Ｉが分散された繊維入りセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の上層９２の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、繊維Ｉが分散された繊維入りセメントミルクで繊維補強地盤改良体５０８を構築する。

ロッド２０の下端部の吐出口３０が下層９４（の深度）に近づいたら、繊維供給装置２００に繊維ＩＩを供給する。そして、下層９４に繊維ＩＩが分散された繊維入りセメントミルクで繊維補強地盤改良体５１０を構築する。

なお、繊維Ｉと繊維ＩＩとの順番を変えてもよいし、繊維Ｉと繊維ＩＩとで繊維量を変えてもよい。また、三種類以上の繊維で繊維補強地盤改良体を構築してもよい。

つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。

今まで説明したように、連続排出式ミキサー３００で、セメントミルク（セメント、水）と繊維を攪拌混合させて繊維入りセメントミルクを作成すると共に、作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する。

そして、連続的に排出された繊維入りセメントミルクを貯留することなく地盤９０に吐出させる。よって、吐出される繊維入りセメントミルクを貯留する際に発生する繊維の分離が防止又は抑制される。

したがって、繊維が均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが地盤９０に吐出され、土壌と攪拌混合される。これにより、本発明を適用しない場合と比較して、繊維補強地盤改良体５０２〜５１０の繊維が均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体５０２〜５１０の品質が向上する。

なお、第一の工法や第二の工法のように、連続式排出ミキサー３００に供給する繊維量を変更（調整）することで、容易に繊維補強地盤改良体の繊維量（繊維濃度）を変更することができる。なお、供給する繊維量を０（ゼロ）、すなわち、繊維を供給しないことで、繊維を有しない（繊維補強されていない）地盤改良体４５０を構築することもできる。

また、第三の工法のように、連続式排出ミキサー３００に供給する繊維の種類を変更することで、容易に繊維補強地盤改良体の繊維の種類を変更することができる。

このように、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体（地盤改良後の土壌）の繊維量（繊維濃度）及び繊維の種類のいずれか一方及び両方を容易に、しかも連続的に変更することができる。つまり、改良する土質（深度）に応じた適切な繊維量（繊維濃度）及び繊維の種類で繊維補強地盤改良体を構築することができる（土質（深度）に応じた適切な繊維量（繊維濃度）及び繊維の種類で地盤を改良することができる）。

また、連続排出式ミキサー３００に混和剤（例えば、ベントナイトや増粘剤）を供給することによって。繊維入りセメントミルクの繊維が均一に分散された状態が、より長時間維持される（長時間に亘って繊維の分離が防止又は抑制される）。

したがって、繊維がより均一に分散された状態の繊維入りセメントミルクが吐出され、土壌と攪拌される。よって、繊維補強地盤改良体５０２〜５１０の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体５０２〜５１０の品質が更に向上する。

また、ミキサー１１０で予めセメントと水とを混合しセメントミルクを作成し、作成されたセメンミルクをアジテータ１２０で攪拌し且つ貯留することで、水とセメントとの混合が十分に行なわれる。よって、水とセメントとがより均一に混合され、その結果、繊維補強地盤改良体５０２〜５１０の品質が更に向上する。

また、繊維は連続排出式ミキサー３００に供給される。よって、ミキサー１１０及びアジテータ１２０での攪拌では、セメントミルクの粘度が上昇しないので、ミキサー１１０及びアジテータ１２０における攪拌効率が低下しない。

また、繊維供給装置２００が予め定められた量の繊維を計量して連続排出式ミキサー３００に供給するので、例えば、作業員が繊維を計量して連続排出式ミキサー３００に供給する方法と比較し、作業効率が大幅に向上する。

つぎに第四の工法について、図７〜図８を用いて説明する。

第四の工法は、まず分散剤入りの貧配合のセメントミルクで地盤９０をほぐした後、繊維入り富配合のセメントミルクで繊維補強地盤改良体を構築する工法である。

図７に示すように、セメント（少）と水とをミキサー１１０に供給して混合し貧配合のセメントミルクを作成する。ミキサー１１０で作成された貧配合のセメンミルクをアジテータ１２０に供給し攪拌し且つ貯留する（バッチ管理）。

アジテータ１２０に貯留された貧配合のセメントミルクと分散剤とを連続排出式ミキサー３００に供給し、分散剤入りの貧配合のセメントミルクを連続的に排出する。なお、このとき、連続排出式ミキサー３００には繊維を供給しない。

連続的に排出された分散剤入りの貧配合のセメントミルクをポンプ１３０によって施工機１０のロッド２０に内部に送り込む。

そして、地盤９０をオーガ２５のオーガ部３４で削孔し、連続排出式ミキサー３００から排出された分散剤入りの貧配合のセメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させると共に地盤９０の土壌とをオーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、セメントミルクで地盤９０をほぐす。

つぎに、図８に示すように、セメント（多）と水とをミキサー１１０に供給して混合し富配合のセメントミルクを作成する。ミキサー１１０で作成された富配合のセメンミルクをアジテータ１２０に供給し攪拌し且つ貯留する（バッチ管理）。

アジテータ１２０に貯留された富配合のセメントミルクと、繊維供給装置２００によって計量された予め定められた量の繊維と、を連続排出式ミキサー３００に供給する。そして、連続排出式ミキサー３００が富配合のセメントミルクと繊維とを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入り富配合セメントミルクを連続的に排出する。

なお、このとき、繊維入り富配合セメントミルクの材料分離を抑制又は防止するために混和剤（例えば、ベントナイトや増粘剤）を、連続排出式ミキサー３００に供給してもよい。

そして、オーガ２５を上昇させながら（引抜きながら）、連続排出式ミキサー３００から排出された繊維入り富配合セメントミルクをロッド２０の下端部の吐出口３０から吐出させる。

図９に示すように、上昇終了後、連続排出式ミキサー３００からの繊維入りの富配合セメントミルクの排出を止めた状態で、オーガ２５を再度下降させて分散剤入り貧配合セメントミルクでほぐされ且つ繊維入り富配合セメントミルクが吐出された地盤９０の土壌を、オーガ２５に設けられた攪拌翼３２で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体５１２を構築する。

つぎに本工法の作用及び効果について説明する。

このように、分散剤入り貧配合セメントミルクと地盤９０の土壌とをオーガ２５で攪拌混合し地盤９０を柔らかくしたのち（図７参照）、繊維入り富配合セメントミルクを吐出して繊維補強地盤改良体５１２を構築する（地盤を改良する）。

したがって、繊維入り富配合セメントミルクがより均一に土壌と攪拌混合される。よって、繊維入り富配合セメントミルクと土壌とがより均一に混合されることによって、繊維補強地盤改良体５１２の繊維がより均一に分散され、その結果、繊維補強地盤改良体５１２の品質が更に向上する。

１０ 施工装置
２５ オーガ
３４ 攪拌翼
９０ 地盤（原地盤）
１００ 繊維補強セメント系地盤改良装置
１１０ ミキサー
１２０ アジテータ
２００ 繊維供給装置
３００ 連続排出式ミキサー
３１２ 回転処理体
３１５ ドラム
３１７ 供給口
３１９ 排出口
３２３ 回転軸
３３５ 耕耘爪（爪部）
５０２ 繊維補強地盤改良体
５０４ 繊維補強地盤改良体
５０６ 繊維補強地盤改良体
５０８ 繊維補強地盤改良体
５１０ 繊維補強地盤改良体
５１２ 繊維補強地盤改良体

Claims (9)

1. セメントと水とを混合しセメントミルクを作成するミキサーと、
   前記ミキサーで作成された前記セメンミルクを攪拌し且つ貯留するアジテータと、
   繊維と前記アジテータに貯留された前記セメントミルクとが供給され、前記繊維と前記セメントミルクとを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する連続排出式ミキサーと、
   原地盤をオーガで削孔し、前記連続排出式ミキサーから排出された前記繊維入りセメントミルクを吐出させると共に前記繊維入りセメントミルクと原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた攪拌翼で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体を構築する施工装置と、
   を備える繊維補強セメント系地盤改良装置。
2. 前記連続排出式ミキサーに、前記繊維及び前記セメントミルクに加え、混和剤が供給される請求項１に記載の繊維補強セメント系地盤改良装置。
3. 予め定められた量の前記繊維を計量して前記連続排出式ミキサーに供給する繊維供給装置を有する請求項１又は請求項２に記載の繊維補強セメント系地盤改良装置。
4. 前記連続排出式ミキサーは、
   前記繊維及び前記セメントミルクが供給される供給口と、
   前記供給口から供給された前記繊維及び前記セメントミルクが供給され円筒状のドラムと、
   前記ドラム内に前記ドラムの軸方向に沿って配置された回転軸の外周面に複数の爪部が突設された回転処理体と、
   前記回転処理体が回転され、前記セメント、前記水、及び前記繊維が攪拌混合されて作成された前記繊維入りセメントミルクを連続的に排出する排出口と、
   を備える、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の繊維補強セメント系地盤改良装置。
5. セメントと水とをミキサーで混合しセメントミルクを作成するセメントミルク作成工程と、
   ミキサーで作成された前記セメンミルクをアジテータに供給し、前記アジテータで攪拌且つ貯留するセメントミルク貯留工程と、
   繊維と前記セメントミルク貯留工程で前記アジテータに貯留された前記セメントミルクとを連続排出式ミキサーに供給し、前記繊維と前記セメントミルクとを攪拌混合すると共に、攪拌混合されることによって作成された繊維入りセメントミルクを連続的に排出する繊維入りセメントミルク連続排出工程と、
   原地盤をオーガで削孔し、前記連続排出式ミキサーから排出された前記繊維入りセメントミルクを吐出させると共に、前記繊維入りセメントミルクと原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた攪拌翼で攪拌混合し、繊維補強地盤改良体を構築する繊維補強地盤改良体構築工程と、
   を有する繊維補強セメント系地盤改良工法。
6. 前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、
   前記連続排出式ミキサーに、前記繊維及び前記セメントミルクに加え混和剤を供給する請求項５に記載の繊維補強セメント系地盤改良工法。
7. 前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、前記連続排出式ミキサーに供給する前記繊維の量を変更することによって、連続的に排出される前記繊維入りセメントミルクに含有される前記繊維の量を変更し、
   前記繊維補強地盤改良体構築工程において、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体の繊維量を変更する、
   請求項５又は請求項６に記載の繊維補強セメント系地盤改良工法。
8. 前記繊維入りセメントミルク連続排出工程において、前記連続排出式ミキサーに供給する前記繊維の種類を変更することによって、連続的に排出される前記繊維入りセメントミルクに含有する前記繊維の種類を変更し、
   前記繊維補強地盤改良体構築工程において、深度に応じて構築する繊維補強地盤改良体の繊維の種類を変更する、
   請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の繊維補強セメント系地盤改良工法。
9. 前記繊維補強地盤改良体構築工程の前に、
   前記連続排出式ミキサーに前記繊維の替わりに分散剤を供給することによって前記連続排出式ミキサーから分散剤入りセメントミルクを連続的に排出させ、前記原地盤を前記オーガで削孔すると共に前記分散剤入りセメントミルクを吐出させて前記分散剤入りセメントミルクと前記原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた前記攪拌翼で攪拌混合するオーガ下降時攪拌工程を有し、
   前記繊維補強地盤改良体構築工程において、
   前記オーガを上昇させながら、前記繊維入りセメントミルクを吐出させたのち、前記オーガを再度下降させて前記繊維入りセメントミルクと前記原地盤の土壌とを前記オーガに設けられた前記攪拌翼で攪拌混合する、
   請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の繊維補強セメント系地盤改良工法。

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