JP6081312B2 - 地盤改良方法 - Google Patents

Description

本発明は掘削刃と撹拌翼を有する掘削ロッドから固化材液を吐出しつつ、掘削ロッドを回転させて掘削土と固化材を撹拌混合し、地中に地盤改良体を構築する地盤改良方法に関するものである。

掘削刃と撹拌翼を有する掘削ロッドから固化材液を吐出しながら、掘削ロッドを回転させて掘削土と固化材を撹拌混合し、地中に地盤改良体を構築する地盤改良方法では、掘削土中に多量の固化材液が注入されるため、完成する硬化後の地盤改良体の体積が原地盤土の体積より必ず増加する（特許文献１、３参照）。従って例えば目標の地盤改良体の天端のレベルから地盤の掘削と同時に固化材液の吐出を開始した場合には、施工終了後に地盤改良体が目標の天端レベルから盛り上がって硬化するため、硬化した盛り上がり部分を除去しなければならなくなる。

盛り上がり部分は固化材を含む改良土であることで、産業廃棄物として処理しなければならず、費用と手間を要するため、可能な限り、地表面に盛り上がり部分が発生しないような対策が採られる（特許文献１〜３参照）。

特開２００６−２８８５４号公報（請求項１、段落００３８〜００６０、図１） 特開２００３−１４７７６４号公報（請求項１、段落０００８〜００１０、図１） 特開２０００−２１２９５０号公報（請求項１、段落０００９〜００１２、図１）

特許文献１では地表面寄りの層に、掘削ロッドによる掘削時に固化材の注入をせず、地盤を緩めるだけの空堀り部を形成しているが（請求項１）、空堀り部の形成のために空堀り部以深の地盤中に複数の区間に区分された地盤改良体を区間毎に構築し、区間毎に掘削ロッドの掘進と引き上げが繰り返されるため（図１）、複数の作業工程を要し、工期が長期化せざるを得ない。

特許文献２では地盤改良体の頭部に相当する地表面寄りの層に固化抑制材を吐出し（請求項１）、固化材を希釈化させることにより改良体の硬化を抑制し、改良体を硬化させないことで、硬化する場合より除去をし易くしているが（段落０００６）、固化材と固化抑制材が混合した余剰土が改良体頭部の周辺に発生することに変わりはないため、固化材を含む余剰土の処理の問題は避けられない。

特許文献３では改良材の注入によって発生する余剰分の改良体の体積に相当する量の土砂として、スクリューロッドの体積分の土砂をスクリューロッドの地中への貫入時に地表面上に排出させているが（段落００１１）、排出される土砂の量をスクリューロッドの体積分に設定するためのスクリューの形状、あるいはピッチ（区間）の要件が明らかにされていないため、排土量の設定は貫入時の回転速度や掘進速度等の調整次第になり（段落０００９）、人為的な操作に依存すると考えられる。

本発明は上記背景より、特許文献１の方法より単純な操作により固化材を含む余剰の改良土の発生を抑制する地盤改良方法を提案するものである。

請求項１に記載の発明の地盤改良方法は、掘削刃と撹拌翼を有する掘削ロッドから固化材液を吐出しながら、前記掘削ロッドを回転させて掘削土と固化材を撹拌混合し、地中に地盤改良体を構築する地盤改良方法において、
掘削が開始される地盤面上に中空の枠体を設置し、この枠体内に盛土を充填する工程と、
前記地盤面以深のいずれかの、上方に未改良の土が存在する深度から固化材液を吐出しながら、前記掘削ロッドを回転させ、前記掘削ロッドの先端が前記地盤改良体下端の構築目標深度に到達するまで掘削土と固化材を撹拌混合し、深部改良体を形成する工程と、
前記掘削ロッドを回転させながら前記掘削ロッドの先端が前記枠体内の盛土から露出するまで引き上げる工程と、
前記掘削ロッドを回転させながら前記枠体内の盛土内に挿入し、前記深部改良体寄りの未改良の区間から上方へ向けて固化材液を吐出し、上方に前記盛土が存在する状態で、前記深部改良体上の未改良の土の地盤改良を開始し、前記深部改良体上に浅部改良体を形成する工程とを備えることを構成要件とする。

地盤面は地盤改良体構築のための掘削を開始する面であり、多くの場合、根切り底、あるいは床付け面になるが、掘削開始の基準となる面として地盤面と呼ぶ。枠体は構築される地盤改良体の頭部を含む浅部改良体を形成する盛土を充填するために地盤面上に設置され、内部に周辺地盤の土が盛土として充填される。枠体内に充填される盛土は地盤改良体の内の、深部改良体上の浅部改良体を形成する。枠体は浅部改良体を形成する盛土を充填するために設置されることから、盛土が固化材液と撹拌混合された後には必ずしも存置される必要はない。

盛土は枠体内に必ずしも密実に充填される必要はないが、後述のように浅部改良体を形成する枠体内の盛土の固化材液との撹拌混合を開始するときに下方側の盛土を押さえ込むために枠体の天端を超えて充填されることもある（請求項３）。枠体は盛土を充填するための中空の仕切り材であるが、枠体内の盛土と固化材液との撹拌混合による浅部改良体の形成時には、浅部改良体の外形を成形する型枠として利用される。

浅部改良体は枠体内の盛土のみから形成される場合と、枠体内の盛土と後述の空堀り層の掘削土から形成される場合があり、いずれの場合も、浅部改良体の内、枠体内に形成される分が地盤改良体の頭部に相当する。

枠体内に充填される盛土は深部改良体の形成時以降には、空堀り層が形成される場合の空堀り層の掘削土と共に、深部改良体の地上への流出（噴出）を抑える重し（蓋）としての役割を果たす。深部改良体を形成した後の、その上の浅部改良体の形成時には、枠体内の盛土が固化材液と撹拌混合されて浅部改良体となるが、枠体内の盛土の地盤改良が下方側から上方へ向けて開始されるときに、上方に存在する盛土が一時的に浅部改良体の地上への流出（噴出）を抑える重し（蓋）としての役割を果たす。枠体内の盛土は天端を超えて充填される上方側の盛土を含め、最終的に地盤改良されるが、盛土が下方側から地盤改良されることと、掘削ロッドの通過により盛土自体が緩められているために固化材液の吐出圧力が低圧で済むことで、盛土の天端まで地盤改良されるときの上方への噴出は防止される。

深部改良体の形成工程における「未改良の土」は枠体内に充填される盛土と、後述の空堀り層における空堀りされた掘削土を含み、この未改良の土は深部改良体の形成時に深部改良体の上方への流出を抑える重しとして機能する。深部改良体の形成時に重しとしての役割を果たした枠体内の盛土と空堀り層の掘削土が前記のように浅部改良体になる。

深部改良体の形成工程における「上方に未改良の土が存在する深度」とは、地盤面以深のいずれかの深度であり、「上方に未改良の土が存在する」とは、前記のように構築予定の深部改良体の上方に枠体内に充填された盛土のみが存在する場合の他、図１〜図３に示すように深部改良体６の天端から上方の地表面までの区間に固化材を含まない空堀り（掘削土のみ）の層８が、地盤面上の枠体９内の盛土１０と共に存在する場合（請求項２）を言う。

深部改良体６の上方の枠体９内に充填された盛土１０が前記した重しとしての機能を果たす上で十分な量を持つ場合には、深部改良体６は地盤面から形成されることもあり、その場合、空堀り層８は必要ではない。枠体９内の盛土１０の量が十分でない場合、あるいは重しとしての未改良の土の量に余裕を持たせる場合には、図１に示すように地盤面より地中側へ入った深度から深部改良体６が形成され、その場合に深部改良体６の上に空堀り層８が形成される（請求項２）。空堀り層８が形成される場合には、深部改良体６の形成工程に先立ち、地盤面から掘削ロッド１を回転させて一定深度、固化材液の吐出をすることなく空堀りしたまま掘進させ、深部改良体６の形成位置上に空堀り層８を形成する工程が挿入される（請求項２）。

空堀り層８の掘削土は深部改良体６の形成時に枠体９内への盛土１０の充填が完了していない場合に枠体９内の盛土１０に代わり、深部改良体６形成後の、深部改良体６の地表面側への流出を阻止する。深部改良体６の形成時に枠体９内への十分な盛土１０の充填が完了している場合には空堀り層８の掘削土は盛土１０と共に深部改良体６の地表面側への流出を阻止する。

深部改良体６上に存在する未改良の土は深部改良体６の形成工程終了後の、深部改良体６の硬化に伴う膨張を抑制する他、深部改良体６の形成工程から掘削ロッド１の引き上げ工程に移行するときに、流動性を有している深部改良体６が未改良土の層を通過して地表面側へ流出（噴出）しないよう、深部改良体６を押さえ込む働きをする。「未改良の土」は上記のように枠体９内に充填された盛土１０と空堀り層８に存在する掘削土のいずれか、あるいは双方になる。

掘削ロッド１は地盤面から掘進を開始するが、地盤面以深のいずれかの深度から固化材液の吐出を開始し、掘削土と固化材を撹拌混合することにより深部改良体６を形成する（深部改良体の形成工程）。空堀り層８を形成する場合には空堀り層８を越えた時点から固化材液が吐出される。この工程では掘削ロッド１の先端（下端）が地盤改良体６下端の構築目標深度に到達するまで、固化材液を吐出しながら掘削ロッド１が掘進させられる。深部改良体６の形成終了の時点では深部改良体６は流動性を有した状態にある。

深部改良体６の形成時には、深部改良体６の上端より上層に少なくとも枠体９内に充填された盛土１０、または空堀り層８の掘削土を含む未改良の土が存在することで、深部改良体６の形成中、及び形成後の掘削ロッド１の引き抜き時に硬化前の深部改良体６（固化材を含む改良土）が地上へ流出、あるいは噴出することが阻止され、深部改良体６を未改良土の下に押さえ込み、深部改良体６の体積の増加（膨張）を抑えることが可能になる。特に枠体９の下に空堀り層８を形成した場合（請求項２）には、深度改良体６上層の未改良土の量が多くなるため、未改良土による深度改良体６に対する押さえ込み効果が向上する。

掘削ロッド引き上げ工程後の浅部改良体７の形成工程では、浅部改良体７と深部改良体６を連続させ、一体性を確保するために、掘削ロッド１は少なくとも先端部が硬化前の深部改良体６の区間まで到達させられた後に引き上げられ、深部改良体６の上の未改良土を地盤改良する。このとき、地盤改良される未改良土は、空堀り層８がある場合の空堀り層８の掘削土と枠体９内の盛土１０である。

請求項１中、浅部改良体７の形成工程における「上方に盛土が存在する状態で」とは、図３に示すように空堀り層８の掘削土を固化材液と撹拌混合し始めるときにその上方に枠体９内の未改良の盛土１０が存在していること、または枠体９内の下方側の盛土１０ａを固化材液と撹拌混合し始めるときに盛土１０ａの上方に上方側の盛土１０ｂが存在していることを言う。

後者の場合の「盛土１０ｂ」は深部改良体６上に存在する未改良土と同様、枠体９内の下方側の、固化材液と撹拌混合される盛土１０ａの撹拌混合開始時に、すなわち浅部改良体７の形成開始時に浅部改良体７が地表面側へ流出（噴出）しないよう、浅部改良体７を押さえ込む働きをする。上方側の盛土１０ｂは浅部改良体７の品質確保と強度確保のために、最終的には下方側の盛土１０ａと共に地盤改良され、浅部改良体７を形成する。下方側の盛土１０ａと上方側の盛土１０ｂとに明確な境界はない。

地盤面上への枠体９の設置と枠体９内への盛土１０充填の時期は深部改良体６の形成工程の開始前である必要はなく、空堀り層８の形成工程がない場合には、硬化前の深部改良体６の流出が生じ得る深部改良体６の形成工程終了前の掘削ロッド１の引き上げ前であればよい。空堀り層８の形成工程がある場合（請求項２）には、硬化前の浅部改良体７の流出が生じ得る浅部改良体７の形成工程以前であればいずれの時点でもよい。空堀り層８が形成された場合を示す図２、図３では深部改良体６形成後の掘削ロッド１の引き上げ後に枠体９内に上方側の盛土１０ｂを充填している。

掘削ロッド１の引き上げ工程後、掘削ロッド１は図４に示すように回転させられながら、枠体９内の盛土１０内に落とし込まれた後、枠体９内の下方側の盛土１０ａを含む未改良の区間の深部改良体６寄り側から固化材液を吐出しながら、上方へ引き上げられることにより上方側の盛土１０ｂまで深部改良体６上の未改良の土を地盤改良し、浅部改良体７を形成する。浅部改良体７の形成工程における「深部改良体寄りの未改良の区間」は空堀り層８がある場合の空堀り層８と枠体９内の盛土１０を合わせた区間を指し、前記のように空堀り層８の掘削土と盛土１０が地盤改良され、浅部改良体７を形成する。

浅部改良体７の形成開始時にその流出を抑制する盛土１０ｂは枠体９の天端以下に納まっている分である場合と、図３に示すように天端を超えて充填されている分である場合（請求項３）がある。盛土１０が枠体９の天端を超えて充填されることは、枠体９の容積を超える体積の量の盛土１０が充填されることである。請求項３では枠体９内の盛土１０全体（枠体９の天端を超える盛土１０ｂを含めて）が下方寄りから上方へ向けて地盤改良され、浅部改良体７が形成される。

浅部改良体７の形成時、掘削ロッド１は枠体９内の盛土１０（盛土１０ｂを含む）を地盤改良することにより地盤改良体５の頭部５１を浅部改良体７として地盤面上の枠体９内に形成する。このとき、地盤面下に空堀り層８が形成されている場合には、空堀り層８の掘削土も同時に盛土１０と共に地盤改良され、浅部改良体７を形成する。枠体９内の上方側に存在する盛土１０ｂは最終的には地盤改良されながらも、下方側の盛土１０ａの地盤改良が開始されるときに一時的に重しになる。但し、浅部改良体７の形成時には固化材液の吐出時の圧力が低圧であることで、上方への噴出の可能性は低下するため、盛土１０の上方へ向けての地盤改良が進むにつれ、上方側の盛土１０ｂの蓋としての役目は薄れる。

以上のように本発明では地盤改良体５を深度方向（軸方向）に深部改良体６と浅部改良体７とに区分し、深部改良体６と浅部改良体７を、それぞれの上方への流出を阻止する重しとしての盛土１０を含む未改良土が存在している状態で形成するため、地盤改良体５の地上への流出を阻止しながら、深部改良体６と浅部改良体７を形成するための掘削ロッド１の１往復の移動操作だけで、深部改良体６と浅部改良体７が一体化した地盤改良体５を構築することが可能になる。

請求項３では枠体９の天端を超える盛土１０ｂが天端までの盛土１０ａと共に地盤改良されることで、天端を超える分が余剰の浅部改良体７（改良土）として発生するが、枠体９（地盤改良体５の頭部５１）が地表面より上に設置されていることで、余剰の浅部改良体７を硬化前に枠体９から除去することが可能になっている。枠体９から除去された余剰の浅部改良体７は硬化前に枠体９周辺の地盤面上に敷き均すことに利用されるため、廃棄物としての処分の必要性を生じさせることがない。

このように請求項３では天端を超える盛土１０ｂまで地盤改良され、余剰の浅部改良体７が生じるものの、余剰分を地盤面上で、浅部改良体７が硬化する以前に周辺の地盤面上に均すことができるため、特許文献２のように地中に改良体の天端が位置する場合の、硬化後の斫り作業とそのための掘削作業が発生せずに済む。

特許文献２では固化材に固化抑制材を併用することで、改良体の硬化を抑制しているが、除去すべき部分は地中に形成されることから、固化抑制材の併用がなければ、除去時には除去すべき部分が硬化していることになるため、斫り作業を必要とする。また斫りをする上では地盤面から除去すべき部分に到達するまで地盤を掘削する（根切り）作業をしなければならない。

これに対し、請求項１等では地盤面上に重しとしての盛土１０を充填するための枠体９を設置し、盛土１０を浅部改良体７として形成するため、除去すべき余剰分の浅部改良体７が生じたときにも、これを硬化させることなく、枠体９の天端から除去することが可能であり、斫り作業とそのための掘削（根切り）作業が発生しない。余剰の浅部改良体７が発生した場合にも、余剰分（除去分）を硬化前に枠体９周辺の地盤面上に敷き均すことで、廃棄物としての処分の必要性を生じさせずに済む。この場合、浅部改良体７の余剰分を硬化前に枠体９周辺の地盤面上に敷き均すことで、地盤面の不陸を解消させ、表面の安定性を確保することに利用することができるため、余剰分が廃棄の対象になることはない。

地盤改良体を深度方向に深部改良体と浅部改良体とに区分し、深部改良体と浅部改良体を、それぞれの上方への流出を阻止する盛土を含む未改良土が存在している状態で形成するため、地盤改良体の地上への流出を阻止しながら、深部改良体と浅部改良体毎の掘削ロッドの１往復の移動操作だけで、深部改良体と浅部改良体が一体化した地盤改良体を構築することができる。

固化材液を吐出させつつ、掘削ロッドを回転させながら、先端を地盤改良体下端の構築目標深度に到達するまで到達させ、深部改良体を形成した様子を示した縦断面図である。 掘削ロッドを枠体上まで引き抜いたときの様子を示した縦断面図である。 枠体内に枠体の天端を超える量の盛土を充填している様子を示した縦断面図である。 枠体内の盛土を貫通し、深部改良体の上から上方へ向けて固化材液を吐出させつつ、掘削ロッドを回転させながら、枠体内まで上昇させ、浅部改良体を形成している様子を示した縦断面図である。 浅部改良体の形成後、枠体内の未改良のまま残された盛土を、あるいは余剰分の浅部改良体を枠体から除去した様子を示した縦断面図である。

図１は掘削刃２と撹拌翼３を有する掘削ロッド１から固化材液を吐出しつつ、掘削ロッド１を回転させて掘削土と固化材を撹拌混合し、地中に地盤改良体５を構築する方法において、地盤面以深のいずれかの、上方に未改良の土が存在する深度から固化材液を吐出しながら、掘削ロッド１を回転させ、掘削ロッド１の先端が地盤改良体５下端の構築目標深度に到達するまで掘削土と固化材を撹拌混合することにより深部改良体６を形成する工程の作業中（深部改良体６の形成工程）の様子を示す。ここでは掘削ロッド１の先端が地盤改良体５下端の構築目標深度に到達し、掘削ロッド１を引き上げる直前の様子を示している。掘削ロッド１はベースマシン１１に支持されたまま、回転させられながら、下降し、上昇する。

深部改良体６の形成工程に続き、図２に示すように掘削ロッド１を回転させながら掘削ロッド１の先端が枠体９内の盛土１０から露出するまで引き上げる工程（引き上げ工程）と、図４に示すように掘削ロッド１を回転させながら枠体９内の盛土１０内に挿入し、深部改良体６寄りの未改良の区間から上方へ向けて固化材液を吐出し、深部改良体６上の未改良の土を地盤改良し、浅部改良体７を形成する工程（浅部改良体７の形成工程）が実施される。地盤改良体５は深部改良体６と浅部改良体７から構成される。

掘削ロッド１の引き上げ時にも掘削ロッド１の撹拌翼３は深部改良体６を撹拌し続けるため、掘削ロッド１の回転の向きは掘進時と同一か否かは問われない。掘削ロッド１の掘進時に掘削土と固化材液との撹拌混合は完了しているため、掘削ロッド１の引き上げ時には固化材液の吐出は停止させられる。

深部改良体６は固化材液を吐出しながらの掘削ロッド１の掘進と、固化材液の吐出を停止し、回転したままの引き上げの１往復の作業により形成（構築）される。深部改良体６の形成工程での掘削ロッド１の掘進によって浅部改良体７が形成される地盤は緩められているため、浅部改良体７の形成工程での固化材液の吐出圧力は深部改良体６の形成工程での固化材液の吐出圧力より低圧で済む。

深部改良体６の形成後、硬化前の時点で、深部改良体６の体積に対し、枠体９内の盛土１０が深部改良体６の上方への流出を抑制するのに十分な量にならないような場合には、深部改良体６を形成する工程の前に、地盤面から掘削ロッド１を回転させて一定深度、空堀りしたまま掘進させ、空堀り層８を形成する工程（空堀り層８の形成工程）が実施され、空堀り層８の掘削土が深部改良体６の上方への流出抑制のために利用される。

この空堀り層８の掘削土は浅部改良体７の形成工程で固化材液と撹拌混合され、浅部改良体７を形成する。図面は空堀り層８を形成した場合の例を示している。この場合、空堀り層８には掘削ロッド１の掘削刃２によって掘削された掘削土が存在し、この掘削土と枠体９内の盛土１０が硬化前の深部改良体６を押さえ込む未改良の土になる。空堀り層８の深さは深部改良体６の全長と径にも依るが、深部改良体６の天端から地盤面までに数１０ｃｍ〜１ｍ程度の距離が確保されていればよい。

掘削ロッド１は固化材液を供給する管を兼ねる中空のロッド本体１ａと、ロッド本体１ａの先端に突設される掘削刃２と、掘削刃２より上のロッド本体１ａに突設される複数本の撹拌翼３を持ち、固化材液はロッド本体１ａの先端に形成される吐出口１ｂから吐出される。図示する例ではロッド本体１ａの掘削刃２寄りの区間に、ロッド本体１ａの回転時に掘削土が撹拌翼３に塊状態で付着し、撹拌翼３と共に回転することを防止する共回り防止翼４を、ロッド本体１ａに対して周方向に相対的に回転自在に装着している。共回り防止翼４はロッド本体１ａから最も遠い部分が地盤改良体の構築領域の地盤の周辺地盤中に入り込むことで、ロッド本体１ａの回転時に静止状態を維持する。

掘削が開始される地盤面上には、構築予定の地盤改良体５の頭部５１を形成する盛土１０を充填するための中空の枠体９が設置され、枠体９内に盛土１０を充填する作業（枠体９の設置工程）が行われる。図面では深部改良体６の形成工程以前に枠体９の設置と枠体９内への盛土１０の充填の作業をしているが、枠体９の設置工程は深部改良体６の形成工程の終了以前に、または図示するように空堀り層８の形成工程がある場合には、浅部改良体７の形成工程以前に行われればよい。地盤改良体５の頭部５１は枠体９内に形成される浅部改良体７になるが、図面では地盤面下に空堀り層８を形成していることで、空堀り層８から浅部改良体７が形成されるため、頭部５１は浅部改良体７の一部になる。

枠体９は図５に示すように地盤改良体５の頭部５１の形状に合わせた形状をし、頭部５１以深の地盤改良体５の本体部が円形断面に近い断面形状をすることと、掘削ロッド１は枠体９内でも回転し、枠体９内の盛土１０と固化材液を撹拌混合することから、基本的には円柱状に形成される。但し、円柱状でなくても掘削ロッド１の回転による撹拌混合の効果は撹拌翼３の先端が描く円弧より広範囲に及ぶため、枠体９は角柱状等に形成されることもある。枠体９は頭部５１の形成領域を区画するだけであり、地盤面を挟んで下方と上方を仕切ることはない。枠体９は単一の、または複数個のせき板から構成される。枠体９は盛土１０が固化材液と撹拌混合された後には回収（撤去）されることもある。

枠体９内には深部改良体６の形成（構築）時に硬化前の深部改良体６の地盤面上への流出を阻止する重しとなり、浅部改良体７を構成する盛土１０が充填される。枠体９内には、枠体９内の盛土１０単独で、または空堀り層８における掘削土と共に、硬化前の深部改良体６の流出を抑えることができるだけの十分な量の盛土１０が充填される。

枠体９内に充填される盛土１０は図３に示すように枠体９内の下方側に充填され、先行して固化材液と撹拌混合により浅部改良体７を形成する盛土１０ａと、その上に充填され、盛土１０ａの固化材液との撹拌混合が開始されるときに、浅部改良体７の上方への流出を阻止する役目を果たす重しとしての盛土１０ｂとに区分される。但し、枠体９内の下方側の盛土１０ａと上方側の盛土１０ｂとの間には明確な境界面はなく、盛土１０ａと共に盛土１０ｂも地盤改良され、浅部改良体７を形成する。

図１に示すように掘削ロッド１の先端が地盤改良体５下端の（構築）目標深度に到達し、深部改良体６の形成工程が終了した後には、図２に示すように掘削ロッド１の先端が枠体９内の盛土１０を超えて盛土１０の上方へ突出するまで、掘削ロッド１が引き上げられる。このとき、深部改良体６の天端上に存在する未改良土は形成直後の流動性を有している深部改良体６の天端から掘削ロッド１が突出するときに同時に地上へ流出しないよう、押さえ込む働きをする。

このときの未改良土は枠体９内の盛土１０、もしくは空堀り層８の掘削土であるか、または盛土１０と空堀り層８の掘削土からなる。未改良土が空堀り層８の掘削土のみの場合とは、深部改良体６の形成工程が終了した時点で、枠体９内への盛り土１０の充填が完了していない場合、あるいは図２に示すように枠体９内の盛土１０の量が十分でない場合が該当する。

図２に示す掘削ロッド１の引き上げ後、掘削ロッド１は深部改良体６の直上に隣接して浅部改良体７を形成するために、図４に示すように再度、盛土１０の下方側（深部改良体６側）に降下させられ、固化材液を吐出しながら、上方へ向けて未改良土と撹拌混合し、浅部改良体７を形成する。この浅部改良体７形成時の、浅部改良体７の地上への流出の防止に備え、図３に示すように枠体９内には下方側に充填されている盛土１０ａを一時的に押さえ込むための盛土１０ｂが充填される。

深部改良体６の上方の、浅部改良体７を形成する未改良土は前記のように盛土１０、もしくは空堀り層８の掘削土、または盛土１０と空堀り層８の掘削土を合わせた分を言う。図面では地盤面下の深部改良体６上に空堀り層８を形成しているため、空堀り層８の掘削土と盛土１０が深部改良体６上方の未改良土になる。

図３は枠体９の天端より数１０ｃｍ程度、上方まで盛土１０（１０ｂ）を充填している様子を示しているが、枠体９内に充填された盛土１０の内、上方側の盛土１０ｂは下方側の盛土１０ａの撹拌混合開始時に上方への流出を阻止する働きをするが、最終的には下方側の盛土１０ａと共に地盤改良される。枠体９内への盛土１０の量の調節は掘削ロッド１を引き上げている図２の段階以降に行われる。

枠体９内への盛土１０の充填後、図４に示すように掘削ロッド１を回転させながら降下させ、先端の掘削刃２が上記した下方側の未改良土中に到達した時点で、固化材液を吐出しながら、掘削ロッド１を引き上げる作業が行われ、深部改良体６の直上に浅部改良体７が形成される。浅部改良体７の形成時、掘削ロッド１は入念な撹拌混合のために上下動させられることもある。地盤面下に空堀り層８が形成されている場合には、固化材液の吐出による地盤改良は空堀り層８から行われる。このとき、硬化前の状態にある深部改良体６と浅部改良体７との連続性を確保するために、掘削ロッド１は少なくとも先端（掘削刃２）、あるいは撹拌翼３が深部改良体６に到達するまで降下させられてから引き上げられ、浅部改良体７が形成される。

図４は枠体９内の下方側の盛り土１０ａと空堀り層８の掘削土を掘削ロッド１の撹拌翼３が掘削ロッド１から吐出される固化材液と撹拌混合し、浅部改良体７を形成しているときの様子を示している。ここに示すように浅部改良体７を形成するときには、その上方への流出を抑えるのに十分な量の盛土１０ｂが盛土１０ａの上に充填されるが、上記のように盛土１０ｂも盛土１０ａと共に地盤改良され、浅部改良体７を形成する。

浅部改良体７の形成開始時、図４に示すように枠体９内では上方側の盛土１０ｂを重しとして存在させながら、下方側の盛土１０ａから固化材液と撹拌混合され、地盤改良され、そのまま上方側の盛土１０ｂまで地盤改良されることで、浅部改良体７（地盤改良体５の頭部５１）が形成される。浅部改良体７形成開始時の流出阻止の役目は枠体９内の上方側の盛土１０ｂが担うが、下方側の盛土１０ａの固化材液との撹拌混合時には上方側の盛土１０ｂも掘削ロッド１の回転により下方側の盛土１０ａと共に撹拌混合される。

上方側の盛土１０ｂが下方側の盛土１０ａと共に撹拌混合され、浅部改良体７を形成することで、図５に示すように枠体９の天端を超える浅部改良体７が枠体９の天端から除去されるが、枠体９が地盤面上に露出していることで、硬化に至る以前に枠体９周辺の地盤面を平坦に均すことに利用されるため、地中に余剰分の改良体が硬化した場合の斫り作業は生じない。

この場合、枠体９の天端を超えて存在する浅部改良体７は余剰分になるため、未硬化の内に枠体９の天端から離脱させられ、枠体９の周辺の地盤面上に敷き均される。図５は枠体９の天端を超えて残された未改良土、または余剰の浅部改良体７を掘削機（バックホウ）１２のシャベルを用いて枠体９の天端から削り落とし、枠体９周辺の地盤面への敷き均した様子を示している。

１……掘削ロッド、１ａ……ロッド本体、１ｂ……吐出口、
２……掘削刃、３……撹拌翼、４……共回り防止翼、
５……地盤改良体、５１……頭部、
６……深部改良体、７……浅部改良体、８……空堀り層
９……枠体、１０……盛土、１０ａ……下方側の盛土、１０ｂ……上方側の盛土、
１１……ベースマシン、１２……掘削機。

Claims (3)

1. 掘削刃と撹拌翼を有する掘削ロッドから固化材液を吐出しながら、前記掘削ロッドを回転させて掘削土と固化材を撹拌混合し、地中に地盤改良体を構築する地盤改良方法において、
   掘削が開始される地盤面上に中空の枠体を設置し、この枠体内に盛土を充填する工程と、
   前記地盤面以深のいずれかの、上方に未改良の土が存在する深度から固化材液を吐出しながら、前記掘削ロッドを回転させ、前記掘削ロッドの先端が前記地盤改良体下端の構築目標深度に到達するまで掘削土と固化材を撹拌混合し、深部改良体を形成する工程と、
   前記掘削ロッドを回転させながら前記掘削ロッドの先端が前記枠体内の盛土から露出するまで引き上げる工程と、
   前記掘削ロッドを回転させながら前記枠体内の盛土内に挿入し、前記深部改良体寄りの未改良の区間から上方へ向けて固化材液を吐出し、上方に前記盛土が存在する状態で、前記深部改良体上の未改良の土の地盤改良を開始し、前記深部改良体上に浅部改良体を形成する工程とを備えることを特徴とする地盤改良方法。
2. 前記深部改良体を形成する工程の前に、前記地盤面から前記掘削ロッドを回転させて一定深度、空堀りしたまま掘進させ、前記深部改良体の形成位置上に空堀り層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良方法。
3. 前記枠体内に、前記枠体の天端を超える量の盛土を充填し、前記枠体内の盛土を下方寄りから上方へ向けて地盤改良し、前記浅部改良体を形成することを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の地盤改良方法。
   

Images