JP7231273B1

JP7231273B1 - 地盤改良工法

Info

Publication number: JP7231273B1
Application number: JP2021185572A
Authority: JP
Inventors: 宏至丸岡; 功樹高倉; 政孝本多
Original assignee: エポコラム機工株式会社
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2041-11-15
Also published as: JP2023072875A

Abstract

【課題】地盤改良工法に先立って先行掘削工程を行うか否かについての画一的な判断を行えるようにすること。【解決手段】本発明では、地盤を掘削するとともに地盤に地盤改良材を吐出して掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合することで地盤の改良を行う地盤改良工法において、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求め、施工条件に応じて、予め地盤の掘削を行う先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにした。前記施工条件として、地盤の改良を行う箇所における、支持層の傾斜角度θ、支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ、標準貫入試験のＮ値、地中障害物の大きさφ、残存杭の杭径Ｄ、中間硬質地盤層の合計層厚ｔのいずれか又は複数の組合せを用いることにした。【選択図】図１

Description

本発明は、地盤を掘削するとともに地盤に地盤改良材を吐出して掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合することで地盤の改良を行う地盤改良工法に関するものである。

従来より、軟弱地盤の強化や汚染地盤の浄化などを目的として、地盤改良装置を用いて地盤を掘削しながら掘削した地盤に地盤改良材（固化剤や浄化剤など）を吐出し、地盤改良材と土壌とを撹拌・混合することによって地盤の改良を行っている。

この地盤改良工法において用いられる地盤改良装置としては、内側軸の外側に中空状の外側軸を二重管状に設け、内側軸に掘削体と内側撹拌翼とを設けるとともに、外側軸に外側撹拌翼を設けた撹拌装置が用いられている（たとえば、特許文献１参照。）。

地盤改良においては、地盤内の支持層（岩盤）まで確実に到達していることが要求されるために、地盤内に地中障害物や残置された既存杭や硬質地盤層などが介在する場合には、地盤改良装置で地盤の改良を行う前に、ロックオーガー工法や全旋回オールケーシング工法などを用いて地盤の先行掘削を行い、その後、地盤改良装置で掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合して地盤の改良を行う必要がある。

特開平８－１９９５５６号公報

ところが、地盤改良前に先行掘削を行う必要があるか否かについては、画一的な判断基準が明確ではなく作業者の経験等に頼った判断が行われておりヒューマンエラーが発生するおそれがあった。
また、施工途中で急遽先行掘削を行う必要が生じてしまうと、工期遅延やコスト増を招くおそれがあった。

そこで、請求項１に係る本発明では、地盤を掘削するとともに地盤に地盤改良材を吐出して掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合することで地盤の改良を行う地盤改良工法において、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求め、施工条件に応じて、予め地盤の掘削を行う先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、前記地盤改良工程では、内側軸の外側に中空状の外側軸を二重管状に設け、内側軸と外側軸に撹拌翼を設けた撹拌装置を用いて、地盤に吐出した地盤改良材と地盤とを撹拌・混合することで地盤の改良を行い、先行掘削工程では、掘削刃を有するケーシングとケーシングに内挿させたスクリューオーガーとからなるロックオーガー装置を用いて地盤の先行掘削を行い、先行掘削工程後に、ケーシングとスクリューオーガーの先端部分を分離し、先端部分を分離したケーシングに撹拌装置の外側軸を接続するとともに、先端部分を分離したスクリューオーガーに撹拌装置の内側軸を接続し、その後、地盤改良工程で撹拌装置によって地盤の改良を行うことにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記施工条件として、地盤の改良を行う箇所における、支持層の傾斜角度θ、支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）、標準貫入試験のＮ値、地中障害物の大きさφ、残存杭の杭径Ｄ、中間硬質地盤層の合計層厚ｔ、のいずれか又は複数の組合せを用いることにした。

また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記先行掘削工程として、施工条件に応じて複数の工法の中から選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、本発明では、地盤を掘削するとともに地盤に地盤改良材を吐出して掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合することで地盤の改良を行う地盤改良工法において、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求め、施工条件に応じて、予め地盤の掘削を行う先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにしているために、施工前に数値化された施工条件に基づいて先行掘削工程を行うか否かについての画一的な判断を行うことができるので、従来のようなヒューマンエラーや工期遅延やコスト増の発生を未然に防ぐことができる。

特に、前記施工条件として、地盤の改良を行う箇所における、支持層の傾斜角度θ、支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）、標準貫入試験のＮ値、地中障害物の大きさφ、残存杭の杭径Ｄ、中間硬質地盤層の合計層厚ｔ、のいずれか又は複数の組合せを用いることにした場合には、より正確に先行掘削の必要性について判断することができる。

また、前記先行掘削工程として、施工条件に応じて複数の工法の中から選択することにした場合には、先行掘削として必要な工法を好適に選択することができる。

また、前記地盤改良工程では、内側軸の外側に中空状の外側軸を二重管状に設け、内側軸と外側軸に撹拌翼を設けた撹拌装置を用いて、地盤に吐出した地盤改良材と地盤とを撹拌・混合することで地盤の改良を行い、先行掘削工程では、掘削刃を有するケーシングとケーシングに内挿させたスクリューオーガーとからなるロックオーガー装置を用いて地盤の先行掘削を行い、先行掘削工程後に、ケーシングとスクリューオーガーの先端部分を分離し、先端部分を分離したケーシングに撹拌装置の外側軸を接続するとともに、先端部分を分離したスクリューオーガーに撹拌装置の内側軸を接続し、その後、地盤改良工程で撹拌装置によって地盤の改良を行うことにしているために、ロックオーガー装置や撹拌装置の埋設や埋設位置までの移動や交換時の高さ調整などが必要なくなり、ロックオーガー装置と撹拌装置との交換作業に要する時間や手間を大幅に軽減することができる。

地盤改良工法を示す説明図。地盤改良装置を示す側面説明図。地盤改良工法を示す説明図。地盤改良装置を示す部分拡大側面断面図。地盤改良装置の連結体を示す拡大平面図（ａ）（ｃ）、拡大側面断面図（ｂ）（ｄ）。地盤改良装置の改良土搬送抑制手段を示す側面断面図。地盤改良装置のケーシングを示す側面図。

以下に、本発明に係る地盤改良工法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、地盤改良工法では、まず、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査を行う。予備調査を行う箇所は、実際に地盤の改良を行う全ての箇所でもよく、全ての箇所から選択した複数の箇所でもよく、実際に地盤の改良を行う場所とは異なる複数の箇所でもよい。

予備調査では、予備調査を行った各箇所について、地盤の内部の下記の状態について調べる。
（１）支持層の傾斜角度θ、
（２）支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は施主・元請からの要求や設計上・構造物の特性上求められる支持層への指定された所定の根入長Ｔ）、
（３）標準貫入試験のＮ値、
（４）地中障害物の大きさφ、
（５）残存杭の杭径Ｄ、
（６）中間硬質地盤層の合計層厚ｔ、

なお、予備調査では、上記（１）～（６）の全てについて調べてもよく、いずれか１つ又は複数について調べてもよい。

次に、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて、実際に地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求める。

ここで、実際に地盤の改良を行う全ての箇所で予備調査を行った場合には、予備調査で数値化した上記（１）～（６）の値をそのまま施工条件とする。それ以外の場合には、予備調査で複数の箇所について数値化した上記（１）～（６）の値と予備調査を行った位置との関係から近似的に実際に地盤の改良を行う全ての箇所での施工条件を求める。

これにより、実際に地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件として、実際に地盤の改良を行う箇所での支持層の傾斜角度θ、支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）、標準貫入試験のＮ値、地中障害物の大きさφ、残存杭の杭径Ｄ、中間硬質地盤層の合計層厚ｔの全て又はいずれか１つ又は複数を求めることができる。

次に、実際に地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件に応じて、施工方法を決定する。

施工方法の決定に際しては、施工条件の値から、先行掘削工程を行うことなく従来の地盤改良工程だけを行うか、従来の地盤改良工程に先立って先行掘削工程を行うかを判断して施工方法を選択する。なお、先行掘削工程を行う場合に、１種類の工法（たとえば、ロックオーガー工法）を選択するようにしてもよく、施工条件の値に応じて複数種類の工法（たとえば、ロックオーガー工法と全旋回オールケーシング工法）の中から選択するようにしてもよい。

また、施工方法の決定に際しては、いずれかの施工条件だけで決定してもよく、複数（又は全て）の施工条件を組み合わせて決定してもよい。

たとえば、実際に地盤の改良を行う箇所での地中障害物の大きさφが、０mm≦φ＜３００mmの場合には、地盤改良工程だけを行い、３００mm≦φ＜６００mmの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、φ≧６００mmの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

または、実際に地盤の改良を行う箇所での残存杭の杭径Ｄが、０mm≦Ｄ＜５００mmの場合には、地盤改良工程だけを行い、５００mm≦Ｄ＜１０００mmの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、Ｄ≧１０００mmの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

または、実際に地盤の改良を行う箇所での標準貫入試験のＮ値が、Ｎ≦５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での支持層の傾斜角度θが、０°≦θ＜１５°の場合には、地盤改良工程だけを行い、１５°≦θ＜３０°の場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、θ≧３０°の場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにし、実際に地盤の改良を行う箇所での標準貫入試験のＮ値が、Ｎ＞５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での支持層の傾斜角度θが、０°≦θ＜１０°の場合には、地盤改良工程だけを行い、１０°≦θ＜２０°の場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、θ≧２０°の場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

または、実際に地盤の改良を行う箇所での標準貫入試験のＮ値が、Ｎ≦５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）が、０mm≦Ｒ・tanθ（又はＴ）＜５００mmの場合には、地盤改良工程だけを行い、５００mm≦Ｒ・tanθ（又はＴ）＜１０００mmの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、Ｒ・tanθ（又はＴ）≧１０００mmの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにし、Ｎ＞５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）が、０mm≦Ｒ・tanθ（又はＴ）＜３００mmの場合には、地盤改良工程だけを行い、３００mm≦Ｒ・tanθ（又はＴ）＜６００mmの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、Ｒ・tanθ（又はＴ）≧６００mmの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

または、実際に地盤の改良を行う箇所での砂質土や砂礫土の標準貫入試験のＮ値が、Ｎ≦５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での中間硬質地盤層の合計層厚ｔが、０ｍ≦ｔ＜４ｍの場合には、地盤改良工程だけを行い、４ｍ≦ｔ＜６ｍの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、ｔ≧６ｍの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにし、Ｎ＞５０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での中間硬質地盤層の合計層厚ｔが、０ｍ≦ｔ＜２ｍの場合には、地盤改良工程だけを行い、２ｍ≦ｔ＜４ｍの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、ｔ≧４ｍの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

または、実際に地盤の改良を行う箇所でのシルトや粘土の標準貫入試験のＮ値が、Ｎ≦２０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での中間硬質地盤層の合計層厚ｔが、０ｍ≦ｔ＜４ｍの場合には、地盤改良工程だけを行い、４ｍ≦ｔ＜６ｍの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、ｔ≧６ｍの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにし、Ｎ＞２０であれば、実際に地盤の改良を行う箇所での中間硬質地盤層の合計層厚ｔが、０ｍ≦ｔ＜２ｍの場合には、地盤改良工程だけを行い、２ｍ≦ｔ＜４ｍの場合には、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、ｔ≧４ｍの場合には、全旋回オールケーシング工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行うことにする。

以上に説明したように、上記地盤改良工法は、地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求め、施工条件に応じて、予め地盤の掘削を行う先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行う構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、施工前に数値化された施工条件に基づいて先行掘削工程を行うか否かについての画一的な判断を行うことができるので、従来のようなヒューマンエラーや工期遅延やコスト増の発生を未然に防ぐことができる。

また、上記地盤改良工法は、施工条件として、地盤の改良を行う箇所における、支持層の傾斜角度θ、支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）、標準貫入試験のＮ値、地中障害物の大きさφ、残存杭の杭径Ｄ、中間硬質地盤層の合計層厚ｔ、のいずれか又は複数の組合せを用いる構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、より正確に先行掘削の必要性について判断することができる。

また、上記地盤改良工法は、先行掘削工程として、施工条件に応じて複数の工法の中から選択する構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、先行掘削として必要な工法を好適に選択することができる。

さらに、上記地盤改良工法では、ロックオーガー工法による先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行う場合に、以下に説明する地盤改良装置１を用いることもできる。

図２に示すように、地盤改良装置１は、地盤２を掘削するとともに、掘削した土壌と地盤改良材（固化材や浄化剤など）とを撹拌混合することで、地盤２の強度や性状を改良するものである。この地盤改良装置１は、重機３の前端部に支柱４を立設し、この支柱４に作業機５を昇降自在に取付けている。作業機５には、地盤改良材供給機構６がスイベルジョイント７を介して接続されている。地盤改良材供給機構６は、地盤改良材貯留タンク８と水槽９とを地盤改良材混合プラント10に接続するとともに、地盤改良材混合プラント10に地盤改良材吐出ポンプ11を接続して、地盤改良材を作業機５に供給するように構成している。

作業機５は、支柱４の前側部に昇降自在に取付けた昇降支持体12に駆動体13を介して取付けられている。駆動体13は、駆動モーター14に反転変速機15を接続しており、反転変速機15によって２本の駆動軸をそれぞれ反対方向に回転駆動させることができるようになっている。

この作業機５は、ロックオーガー装置16の先端部に交換可能に撹拌装置17を取付けた構成となっている。

ロックオーガー装置16は、図３（ａ）に示すように、ケーシング18と、ケーシング18に内挿させたスクリューオーガー19とから構成している。なお、ケーシング18には、駆動体13で駆動する一方の駆動軸が接続されており、スクリューオーガー19には、駆動体13で駆動する他方の駆動軸が接続されている。

ケーシング18は、上下に伸延する中空円筒状の基端側ケーシング本体20の先端部（下端部）に上下に伸延する中空円筒状の先端側ケーシング本体21を交換可能（着脱可能）に取付けている。先端側ケーシング本体21の先端部（下端部）には、複数の掘削刃22が円周方向に間隔をあけて取付けられている。なお、ケーシング18は、攪拌装置17の直径と同一の外径としているが、これに限られず、攪拌装置17の直径とは異なる外径としてもよい。

スクリューオーガー19は、上下に伸延する基端側スクリュー23の先端部（下端部）に上下に伸延する先端側スクリュー24を交換可能（着脱可能）に取付けている。基端側スクリュー23は、回転ロッド25の外周にスパイラル状のスクリュー羽根26を取付けている。先端側スクリュー24は、回転ロッド27の外周にスパイラル状のスクリュー羽根28を取付けるとともに、回転ロッド27の先端（下端）に左右に伸延する掘削羽根29を取付け、掘削羽根29の下端に掘削ビット30を左右に間隔をあけて取付けている。

このロックオーガー装置16は、図３（ｂ）に示すように、ケーシング18及びスクリューオーガー19の先端部において、基端側ケーシング本体20から先端側ケーシング本体21を分離することができ、また、基端側スクリュー23から先端側スクリュー24を分離することができる。

そして、ロックオーガー装置16の先端部（先端側ケーシング本体21及び先端側スクリュー24）が分離された基端側ケーシング本体20及び基端側スクリュー23の先端（下端）には、撹拌装置17を交換可能に取付けることができる。

撹拌装置17は、図４に示すように、上下に伸延する内側軸31の外側に上下に伸延する中空円筒状の外側軸32を二重管状に設け、基端側スクリュー23の先端（下端）に内側軸31の基端（上端）を交換可能に取付けるとともに、基端側ケーシング本体20の先端（下端）に外側軸32の基端（上端）を連結体33を介して交換可能に取付けている。

内側軸31には、先端に掘削体34が取付けられるとともに、中途部に内側撹拌翼35が取付けられている。

掘削体34は、内側軸31の先端部外周面に２個の平板状の掘削翼体36,36を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付け、各掘削翼体36の下部に複数個の掘削ビット37を左右に間隔をあけて着脱自在に取付けている。なお、ここでは、内側軸31に掘削体34を設けているが、これに限られず、外側軸32に掘削体34を設けてもよい。

内側撹拌翼35は、内側軸31の先端部に２個の内側撹拌翼体38,38を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各内側撹拌翼体38は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼上部片39と、下方へ向けて垂直状に伸延する内側撹拌翼中途部片40と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する内側撹拌翼下部片41とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各内側撹拌翼体38は、内側撹拌翼下部片41を内側軸31の先端部側に取付けるとともに、内側撹拌翼上部片39の上端に中空円管状の環状体42を取付け、環状体42を外側軸32の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各内側撹拌翼体38は、内側撹拌翼中途部片40の外側部に撹拌片43を取付けるとともに、内側撹拌翼中途部片40と内側軸31との間に連結片44を取付けている。

外側軸32には、先端に最内側撹拌翼45が取付けられるとともに、中途部に外側撹拌翼46が取付けられている。

最内側撹拌翼45は、外側軸32の先端部外周面に２個の平板状の最内側撹拌翼体47,47を円周方向へ向けて180度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。

外側撹拌翼46は、外側軸32の先端部に３個の外側撹拌翼体48,48,48を円周方向へ向けて120度の間隔をあけて外方へ向けて放射状に取付けている。各外側撹拌翼体48は、外方下部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼上部片49と、下方へ向けて垂直状に伸延する外側撹拌翼中途部片50と、外方上部へ向けて傾斜状に伸延する外側撹拌翼下部片51とで、中途部を外方へ向けて膨出させた側面視で略コ字状に形成している。各外側撹拌翼体48は、外側撹拌翼上部片49を外側軸32の先端部側に取付けるとともに、外側撹拌翼下部片51の下端に中空円管状の環状体52を取付け、環状体52を内側軸31の外周面に回動自在に遊嵌させている。また、各外側撹拌翼体48は、外側撹拌翼中途部片50の内側部に撹拌片53,54を上下に間隔をあけて取付けている。なお、外側撹拌翼46の上下の撹拌片53,54の間に内側撹拌翼35の撹拌片43を位置させている。

連結体33には、図５（ａ）に示すように、基端側ケーシング本体20の先端と交換可能に連結する上下に伸延する中空円筒状の外周体55と、外側軸32の基端に連結する上下に伸延する中空円筒状の内周体56との間に、先端側（下端側）から基端側（上端側）に向けて翼状に傾斜する４個の案内翼57を円周方向に向けて間隔をあけて取付けて、隣設した案内翼57,57の間に、掘削した地盤２と地盤改良材とを撹拌・混合した地盤改良土をロックオーガー装置16のケーシング18（基端側ケーシング本体20）の内部に案内するための案内孔58を形成している。

上記地盤改良装置１において、連結体33は、図５（ｂ）に示すように、外周体55と内周体56とを連結する連結片59に上下に貫通する案内孔60を設けてもよい。

また、地盤改良装置１において、スクリューオーガー19は、基端側スクリュー23に掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合した地盤改良土の搬送を抑制するための改良土搬送抑制手段61を設けてもよい。

改良土搬送抑制手段61としては、図６（ａ）に示すように、基端側スクリュー23の回転ロッド25の外周にスパイラル状のスクリュー羽根62を取付け、スクリュー羽根62に貫通孔63を設けてもよく、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、基端側スクリュー23の回転ロッド25の外周にスパイラル状のスクリュー羽根64,65を間欠的に設けてもよく、図６（ｄ）に示すように、基端側スクリュー23の回転ロッド25の外周に先端側（下端側）から基端側（上端側）に向けて漸次縮径したスパイラル状のスクリュー羽根66を設けてもよい。

また、地盤改良装置１において、図７に示すように、軽量化のためにケーシング18の基端側ケーシング本体20の外径を先端側（下端側）から基端側（上端側）に向けて漸次縮径してもよい。なお、ケーシング18の基端側ケーシング本体20の外径を先端側（下端側）から基端側（上端側）に向けて段階的（１段階又は２段階以上）に縮径してもよい。

地盤改良装置１は、以上に説明したように構成しており、以下に説明するようにして軟弱地盤の強化や汚染地盤の浄化などを目的とした地盤改良を行う。

地盤改良においては、地盤２内の支持層（岩盤）まで確実に到達していることが要求されるために、地盤２内に地中障害物や残置された既存杭や硬質地盤層などが介在する場合には、まず、図３（ａ）に示すように、地盤改良装置１は、ロックオーガー装置16のケーシング18とスクリューオーガー19とを用いて所定の深さ（支持層に達する深さ）まで地盤２の先行掘削を行う。ここで、ロックオーガー装置16のケーシング18の外径と撹拌装置17の直径とが同一であり、地盤改良を行う１箇所につき先行掘削を１回行うことが標準であるが、ケーシング18の外径を撹拌装置17の直径よりも小さい場合などでは、地盤改良を行う箇所の直径範囲を網羅するように複数本の先行掘削施工を行うようにしてもよい。

この先行掘削工程においては、掘削地盤に水を吐出させる水吐出施工や掘削地盤に圧縮空気を吐出させる圧縮空気吐出施工を行って、後に行う地盤改良工程よりも前に予め地盤２をほぐしておくようにしてもよい。

その後、図３（ｂ）に示すように、ロックオーガー装置16を地上まで引き上げ、ロックオーガー装置16の先端部である先端側ケーシング本体21及び先端側スクリュー24を基端側ケーシング本体20及び基端側スクリュー23から取外す（分離する）。

その後、ロックオーガー装置16の先端部（先端側ケーシング本体21及び先端側スクリュー24）が分離された基端側ケーシング本体20及び基端側スクリュー23の先端（下端）に、地上に載置しておいた撹拌装置17の外側軸32（連結体33）及び内側軸31を接続する。これにより、地盤改良装置１は、ロックオーガー装置16の先端部が撹拌装置17に交換される。

その後、図３（ｃ）に示すように、ロックオーガー装置16で先行掘削した地盤２において撹拌装置17を用いて地盤改良を行う。

この地盤改良工程では、撹拌装置17を用いて地盤２を掘削しながら掘削した地盤２に固化剤や浄化剤などの地盤改良材を掘削体34や最内側撹拌翼45や内側撹拌翼35や外側撹拌翼46から下方や側方に向けて吐出し、地盤改良材と土壌とを撹拌混合することによって地盤２の改良を行う。なお、地盤改良材の吐出口は、掘削体34や最内側撹拌翼45や内側撹拌翼35や外側撹拌翼46の適宜位置に形成されている。

この地盤改良工程において、先行掘削工程で水吐出施工を行った場合には、先行掘削時の水吐出施工で吐出した水量に基づいて地盤改良材の組成（成分比率や各成分量など）を決定してもよい。たとえば、先行掘削時の水吐出施工で吐出した水量と地盤改良材に含有されるセメントスラリー量とを合算して水セメント比や固化剤・浄化剤などの添加量が適切な値となるように管理するようにする。

以上に説明したように、上記地盤改良工法は、掘削刃22を有するケーシング18とケーシング18に内挿させたスクリューオーガー19とからなるロックオーガー装置16を用いて地盤２の先行掘削を行い、その後、ロックオーガー装置16のケーシング18とスクリューオーガー19の先端部分（先端側ケーシング本体21及び先端側スクリュー24）を分離し、先端部分を分離したケーシング18（基端側ケーシング本体20）に撹拌装置17の外側軸32を連結体33を介して接続するとともに、先端部分を分離したスクリューオーガー19（基端側スクリュー23）に撹拌装置17の内側軸31を接続し、その後、撹拌装置17によって地盤２の改良を行う構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、従来必要であったロックオーガー装置16や撹拌装置17の埋設や埋設位置までの移動や交換時の高さ調整などが必要なくなり、ロックオーガー装置16と撹拌装置17との交換作業に要する時間や手間を大幅に軽減することができる。

また、上記地盤改良工法は、先行掘削時に、掘削地盤に水を吐出させる水吐出施工又は掘削地盤に圧縮空気を吐出させる圧縮空気吐出施工を行う構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、地盤改良工程前に先行掘削工程で地盤を予めほぐしておくことができるので、地盤改良工程において掘削地盤と地盤改良材とを円滑に撹拌・混合することができ、地盤改良を良好に行うことができる。

また、上記地盤改良工法は、先行掘削時に、掘削地盤に水を吐出させる水吐出施工を行い、その後、地盤改良時に、先行掘削時の水吐出施工で吐出した水量に基づいて地盤改良材の組成を決定する構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良工法では、地盤改良材を好適に管理することができる。

また、上記地盤改良工法で使用する地盤改良装置１は、掘削刃22を有するケーシング18とケーシング18に内挿させたスクリューオーガー19の先端部分（先端側ケーシング本体21及び先端側スクリュー24）を分離可能とするとともに、先端部分を分離したケーシング18（基端側ケーシング本体20）の先端に撹拌装置17の外側軸32を連結体33を介して交換自在に接続可能とし、先端部分を分離したスクリューオーガー19（基端側スクリュー23）の先端に撹拌装置17の内側軸31を交換自在に接続可能とした構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良装置１では、従来必要であったロックオーガー装置16や撹拌装置17の埋設や埋設位置までの移動や交換時の高さ調整などが必要なくなり、ロックオーガー装置16と撹拌装置17との交換作業に要する時間や手間を大幅に軽減することができる。

また、上記地盤改良装置１は、ケーシング18（基端側ケーシング本体20）の先端部と撹拌装置17の外側軸32との間に連結体33を設け、連結体33に掘削した地盤２と地盤改良材とを撹拌・混合した地盤改良土をケーシング18（基端側ケーシング本体20）の内部に案内するための案内孔58を形成した構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良装置１では、地盤改良土をケーシング18（基端側ケーシング本体20）の内部に円滑に流入させることができ、地盤改良土が改良域外へ流出してしまうのを防ぐことができる。

また、上記地盤改良装置１は、スクリューオーガー19（基端側スクリュー23）に、掘削した地盤２と地盤改良材とを撹拌・混合した地盤改良土の搬送を抑制するための改良土搬送抑制手段61を設けた構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良装置１では、地盤改良土がスクリューオーガー19（基端側スクリュー23）によって過度に搬送されてしまうのを防止することができる。

また、上記地盤改良装置１は、ケーシング18（基端側ケーシング本体20）の先端側よりも基端側を縮径した構成となっている。

そのため、上記構成の地盤改良装置１では、装置の軽量化を図ることができる。

１地盤改良装置２地盤
３重機４支柱
５作業機６地盤改良材供給機構
７スイベルジョイント８地盤改良材貯留タンク
９水槽 10 地盤改良材混合プラント
11 地盤改良材吐出ポンプ 12 昇降支持体
13 駆動体 14 駆動モーター
15 反転変速機 16 ロックオーガー装置
17 撹拌装置 18 ケーシング
19 スクリューオーガー 20 基端側ケーシング本体
21 先端側ケーシング本体 22 掘削刃
23 基端側スクリュー 24 先端側スクリュー
25 回転ロッド 26 スクリュー羽根
27 回転ロッド 28 スクリュー羽根
29 掘削羽根 30 掘削ビット
31 内側軸 32 外側軸
33 連結体 34 掘削体
35 内側撹拌翼 36 掘削翼体
37 掘削ビット 38 内側撹拌翼体
39 内側撹拌翼上部片 40 内側撹拌翼中途部片
41 内側撹拌翼下部片 42 環状体
43 撹拌片 44 連結片
45 最内側撹拌翼 46 外側撹拌翼
47 最内側撹拌翼体 48 外側撹拌翼体
49 外側撹拌翼上部片 50 外側撹拌翼中途部片
51 外側撹拌翼下部片 52 環状体
53,54 撹拌片 55 外周体
56 内周体 57 案内翼
58 案内孔 59 連結片
60 案内孔 61 改良土搬送抑制手段
62,64,65,66 スクリュー羽根 63 貫通孔

Claims

地盤を掘削するとともに地盤に地盤改良材を吐出して掘削した地盤と地盤改良材とを撹拌・混合することで地盤の改良を行う地盤改良工法において、
地盤の改良を行う領域内の複数箇所の予備調査に基づいて地盤の改良を行う箇所での地盤の内部の状態を数値化した施工条件を求め、
施工条件に応じて、予め地盤の掘削を行う先行掘削工程を行った後に地盤改良工程を行い、
前記地盤改良工程では、内側軸の外側に中空状の外側軸を二重管状に設け、内側軸と外側軸に撹拌翼を設けた撹拌装置を用いて、地盤に吐出した地盤改良材と地盤とを撹拌・混合することで地盤の改良を行い、
先行掘削工程では、掘削刃を有するケーシングとケーシングに内挿させたスクリューオーガーとからなるロックオーガー装置を用いて地盤の先行掘削を行い、
先行掘削工程後に、ケーシングとスクリューオーガーの先端部分を分離し、
先端部分を分離したケーシングに撹拌装置の外側軸を接続するとともに、先端部分を分離したスクリューオーガーに撹拌装置の内側軸を接続し、
その後、地盤改良工程で撹拌装置によって地盤の改良を行うことを特徴とする地盤改良工法。
前記施工条件として、地盤の改良を行う箇所における、
支持層の傾斜角度θ、
支持層の傾斜角度θと改良径Ｒとから求めたＲ・tanθ（又は支持層への根入長Ｔ）、
標準貫入試験のＮ値、
地中障害物の大きさφ、
残存杭の杭径Ｄ、
中間硬質地盤層の合計層厚ｔ、
のいずれか又は複数の組合せを用いることを特徴とする請求項１に記載の地盤改良工法。
前記先行掘削工程として、施工条件に応じて複数の工法の中から選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良工法。