JP7402739B2 - 自削孔型モニター装置を備えた地盤改良装置及び地盤改良方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に高圧噴射撹拌工法に用いられる自削孔型モニター装置を備えた地盤改良装置及び地盤改良方法に関し、詳しくは、自削孔型モニター装置に設けられた削孔水吐出口を改良した地盤改良装置及び地盤改良方法に関する。

この種の従来技術として特許文献１に記載の従来技術がある。同文献に記載の従来技術は、先端部分に削孔ビット１０を有し、側面部分にセメントミルクＭを噴射する核ノズル１８Ａと、この核ノズル１８Ａの周囲を包囲し圧縮エアＡを噴射する包囲ノズル１８Ｂとで構成されるセメントミルク噴射ノズル１８を有する自穿孔型モニター１を備えており、これをロッド２の先端部に装着してその周囲の地盤を改良するものである。

この従来技術におけるロッド２は三重管構造であり、圧縮エア流路と削孔水流路とを兼用する外管２１と、高圧水が圧送される中管２２と、セメントミルクが圧送される内管２３とから構成されている。また、削孔水の吐出口１０Ａには、所定の圧力以上になると開放される圧力制御弁１５が設けられており、この圧力制御弁１５は、削孔水の圧力よりも圧縮エアの圧力の方が低いことから、削孔時には削孔水の圧力により開放され、地盤改良時には閉止されるようになっている。

この結果、削孔工程では、圧縮エア流路と削孔水流路を兼用する第１の流路１１に削孔水を供給して圧力制御弁１５を開放し、吐出口１０Ａから削孔水を吐出しつつ、削孔ビット１０により削孔を行うことができる一方、地盤改良工程では、圧縮エアを第１の流路１１に供給するとともにセメントミルクを第２の流路１２に供給することにより、包囲ノズル１８Ｂから圧縮エアを噴射しつつ核ノズル１８Ａからセメントミルクを噴射して周囲の地盤を改良することができる。これにより、圧縮エア流路と削孔水流路を兼用した場合でも、地盤改良工程において、削孔水吐出口から圧縮エアが漏れ出ることはなく、その圧力エネルギーを十分にセメントミルクの噴射エネルギーとして活用することができる。

特開２００８－９５４４２号公報 特開２０１０－２７５７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、圧力制御弁によって削孔水吐出口の開閉を行うようになっているため、それを開放するためには削孔水の圧力を所定圧力以上にする必要があった。しかし、対象地盤の種類・性質によっては削孔時にさほど高い圧力を掛ける必要がない場合もあり、このようなケースでは、圧力制御弁を開放するためにのみ削孔水に高い圧力を掛けているといえる状況であった。

また、圧力制御弁を設けるには、弁座やボール、バネ等をモニター装置に設けなければならず、構成が複雑という問題もあった。

他方、削孔水吐出口を閉塞する手段としては、特許文献２に記載のように、ロッドの上部から大径の一個のスチールボール（鋼球）を投入して削孔水吐出口を閉塞するという方法もある。しかし、かかる方法を用いることができるのは、流路断面積が大きい硬化材流路と削孔水流路とを兼用するタイプの場合のみであり、流路断面積が小さい圧縮エア流路と削孔水流路とを兼用するタイプでは、構造上、削孔水吐出口を閉塞できるほど大径のスチールボールを投入することができないため、特許文献１に記載の従来技術には適用できないという問題があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成により削孔水吐出口を閉塞することができる自削孔型モニター装置を備えた地盤改良装置及び地盤改良方法を提供することを目的とする。

本発明に係る地盤改良装置は、
削孔水吐出口と硬化材噴射ノズルと同硬化材噴射ノズルを包囲する圧縮空気噴射ノズルとを有する自削孔型モニター装置と、同モニター装置を先端部に装着したロッドと、を備え、
内部に、削孔水と圧縮空気との共通の流路である第１流路と、硬化材用の第２流路と、前記第１流路と前記削孔水吐出口とを接続する第３流路と、前記第１流路と前記圧縮空気噴射ノズルとを接続する第４流路と、を有する地盤改良装置であって、
前記削孔水吐出口は、複数の孔が開孔された多孔面で構成されており、
前記多孔面の各孔は少なくともその孔の数と同数の複数の球状部材を前記ロッドの上部から前記第１流路内に投入することにより閉塞することができるようになっていることを特徴とする。

本発明によれば、削孔工程終了後、ロッドの上部から、削孔水吐出口の孔の数と少なくとも同数の複数の球状部材を投入することにより同吐出口を閉塞することができるため、モニター装置に圧力制御弁を設ける必要がない。このため、モニター装置の構成を簡素化することができる。

また、削孔水吐出口を開放するのに削孔水に圧力を掛ける必要がないため、削孔に必要な範囲の圧力を削孔水に掛ければよく、省エネ化を促進することができる。

本発明では、その好適な実施形態の一つとして、前記球状部材の前記第４流路への侵入を規制する規制手段を設けてもよい。これにより、投入した球状部材が第４流路内に侵入するおそれがなくなり、確実に削孔水吐出口を閉塞することができる。

本発明では、その好適な実施形態の一つとして、前記多孔面の周囲に前記球状部材を同多孔面の方に案内する傾斜面を設けてもよい。これにより、球状部材は自然と多孔面の方に案内されることになり、各孔を閉塞することができる。

本発明では、その好適な実施形態の一つとして、その孔の数より多い数の前記球状部材を前記ロッドの上部から投入するようにしてもよい。これにより、迅速かつ確実にすべての孔を塞ぐことができる。

本発明に係る地盤改良方法は、上記の地盤改良装置を用いた地盤改良方法であって、
前記第１流路内に削孔水を供給し、同削孔水を前記削孔水吐出口から吐出させつつ前記ロッドを旋回させて所定の深度まで削孔する削孔工程と、
前記ロッドの上部から前記第１流路内に複数の前記球状部材を投入して前記削孔水吐出口の複数の孔を塞ぐ吐出口閉塞工程と、
前記ロッドを旋回させつつ引き上げながら、前記第１及び第２流路内にそれぞれ圧縮空気及び硬化材を供給することにより前記圧縮空気噴射ノズル及び前記硬化材噴射ノズルからそれぞれ圧縮空気及び硬化材を噴射して周囲の地盤を改良する地盤改良工程と、
を含むことを特徴とする。

さらに、本発明では、その好適な実施形態の一つとして、前記圧縮空気噴射ノズルを封止する封止部材を備えていてもよい。この場合、封止部材は、前記削孔水吐出口が開放されている状態で前記第１流路に削孔水を供給したときは前記圧縮空気噴射ノズルの封止を維持する一方、前記削孔水吐出口を前記球状部材によって閉塞した状態で前記第１流路に削孔水を供給したときは同削孔水の圧力により前記圧縮空気噴射ノズルの封止を解除するようになっていることが好ましい。これにより、削孔工程時に削孔水が圧縮空気噴射ノズルから外部に漏れ出ることを防止することができる。

かかる封止部材を設けた場合の本発明に係る地盤改良方法は以下の工程を含むことを特徴とする。
すなわち、前記第１流路内に削孔水を供給し、同削孔水を前記削孔水吐出口から吐出させつつ前記ロッドを旋回させて所定の深度まで削孔する削孔工程と、
前記ロッドの上部から前記第１流路内に複数の前記球状部材を投入して前記削孔水吐出口の複数の孔を塞ぐ吐出口閉塞工程と、
前記削孔水吐出口の閉塞後再び前記第１流路内に削孔水を供給することにより前記封止部材による前記圧縮空気噴射ノズルの封止を解除する封止解除工程と、
前記ロッドを旋回させつつ引き上げながら、前記第１及び第２流路内にそれぞれ圧縮空気及び硬化材を供給することにより前記圧縮空気噴射ノズル及び前記硬化材噴射ノズルからそれぞれ圧縮空気及び硬化材を噴射して周囲の地盤を改良する地盤改良工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、削孔工程終了後、ロッドの上部から、削孔水吐出口に設けられた孔の数と少なくとも同数の複数の球状部材を投入することにより同吐出口を閉塞することができるため、モニター装置に圧力制御弁を設ける必要がない。このため、モニター装置の構成を簡素化することができる。

また、削孔水吐出口を開放するのに削孔水に圧力を掛ける必要がないため、削孔に必要な範囲の圧力を削孔水に掛ければよく、省エネ化を促進することができる。

実施形態に係る地盤改良装置の自削孔型モニター装置の断面図（削孔水吐出口が閉塞されていない状態）。 同モニター装置の断面図（削孔水吐出口が閉塞されている状態）。 図１中のＡ－Ａ線矢視断面図。 図１中のＢ－Ｂ線矢視断面図。 削孔水吐出口付近の要部拡大断面図 実施形態に係る地盤改良方法の工程図であり、（Ａ）は据付工程、（Ｂ）は削孔工程、（Ｃ）は削孔水吐出口の閉塞及びテスト噴射工程、（Ｄ）は地盤改良工程（造成工程）、（Ｅ）はロッドの引抜き及び孔埋め工程を示す。 変形例１に係る地盤改良装置の圧縮空気噴射ノズル付近の拡大断面図であり、（Ａ）は封止部材による圧縮空気噴射ノズルの封止が解除された状態、（Ｂ）は封止部材によって圧縮空気噴射ノズルが封止された状態をそれぞれ示す。 変形例１における封止部材を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面視断面図。 変形例２に係る地盤改良装置の圧縮空気噴射ノズル付近の拡大断面図であり、（Ａ）は封止部材による圧縮空気噴射ノズルの封止が解除された状態、（Ｂ）は封止部材によって圧縮空気噴射ノズルが封止された状態をそれぞれ示す。 変形例２における封止部材を示す図であり、（Ａ）は穴栓の正面図、（Ｂ）は穴栓の側面視断面図、（Ｃ）は固定部材の側面視断面図、（Ｄ）は（Ｃ）におけるＣ－Ｃ線矢視断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施形態に係る地盤改良装置は、削孔工程と地盤改良工程とのいずれにも使用することができる自削孔型モニター装置を備えた地盤改良装置であり、図６（Ａ）に示すように、地上に設置されたボーリングマシンＭと、ロッド１と、同ロッド１の基端部（図示例では上端部）に設けられたスイベル２と、同ロッド１の先端部（図示例では下端部）に設けられた自削孔型モニター装置３とを備える。

ロッド１は、図１及び２に概略的に示すように、削孔水流路と圧縮空気流路とを兼用する第１流路１１と、硬化材流路となる第２流路１２とが形成された二重管ロッドであり、断面視でロッド１の中央部に第２流路１２が、その周囲に同心円状に第１流路１１が配置されている。

スイベル２には、削孔水及び圧縮空気供給口２ａと、硬化材供給口２ｂとが設けられており、削孔水及び圧縮空気供給口２ａは第１流路１１に、硬化材供給口２ｂは第２流路にそれぞれ接続されている。

なお、本実施形態におけるボーリングマシンＭ、ロッド１及びスイベル２の構成は、従来の二重管ロッド式の地盤改良装置に用いられるものとほぼ同様であるため、以下では主に自削孔型モニター装置３の構成について詳述する。

図１及び２に示すように、本実施形態の自削孔型モニター装置３は、その下端部にメタルクラウン（削孔ビット）３１と削孔水吐出口３２（その詳細は後述する）とを備える。また、モニター装置３の中間部には、側方に向けて、硬化材噴射ノズル３３と、その周囲を包囲する圧縮空気噴射ノズル３４とが同心円状に設けられている。

モニター装置３の内部には、ロッド１の内部から延びている第１流路１１と第２流路１２とが形成されており、このうち、第２流路１２はモニター装置３の内部をさらに延びて硬化材噴射ノズル３３に接続されている。

他方、第１流路１１は、モニター装置３の内部において、第３流路１３と第４流路１４とに分岐しており、第３流路１３は削孔水吐出口３２に、第４流路１４は圧縮空気噴射ノズル３４に、それぞれ接続している。つまり、第１流路１１は、第３流路１３を介して削孔水吐出口３２に接続され、第４流路１４を介して圧縮空気噴射ノズル３４に接続されるようになっている。なお、符号１３ａ及び１４ａはそれぞれ第３流路１３及び第４流路１４の入口を指している。

本実施形態では、図３に示すとおり、第３流路１３はモニター装置１内に２つ形成されており、これら２つの第３流路１３は下流で合流した上で削孔水吐出口３２に接続されている。また、第４流路１４はモニター装置１内に６つ形成されており、これら６つの第４流路１４は下流で合流した上で圧縮空気噴射ノズル３４に接続されている。

ここで、第４流路１４の入口１４ａ付近には、ロッド１の上部から第１流路１１内にスチールボール４を投入したときに、スチールボール４が第４流路１４内に侵入しないように規制する規制手段５が設けられている。本実施形態で使用されるスチールボール４の直径は約３．５ｍｍであり、本実施形態の規制手段５は、６つの第４流路１４の入口１４ａの配列に沿って折り曲げた針金５をそれらの上に溶接することにより固定したものであり、それによって各入口１４ａの一部を閉塞したものである。使用した針金５の太さは、それを各入口１４ａに配置した場合に形成される隙間の大きさに応じて決まり、その隙間が圧縮空気は通過させるがスチールボール４は落下しない程度の大きさとなるように設定されている。

本実施形態の削孔水吐出口３２は、図１，４及び５に示すとおり、上下方向に複数の円孔３２ａ（図示例では１３個）が開孔された多孔面で構成されている。各円孔３２ａの入口（図示例では上部）は拡径されており、ロッド１の上部から第１流路１１内に投入されたスチールボール４を受け入れる受座部３２ｂが設けられている。この受座部３２ｂを除いた円孔３２ａの直径はスチールボール４の直径よりも小さくなるように形成されており、これにより、各スチールボール４は受座部３２ｂにとどまってそれよりも下方に落下しないように構成されている。本実施形態では、受座部３２ｂを除いた円孔３２ａの直径は約３ｍｍである。また、この多孔面３２の周囲には、多孔面３２に向けて傾斜した傾斜面３５が設けられており、投入されたスチールボール４を多孔面３２に向けて案内する案内面として機能するようになっている。

以上のとおり構成された本実施形態の地盤改良装置は以下のように使用される。
図６は、同地盤改良装置を使用した地盤改良方法を工程順に説明した図である。以下、工程順に説明する。

《１》据付工程
図６（Ａ）に示すように、地上にボーリングマシンＭを設置し、ボーリングマシンＭにロッド１を装着する。同ロッド１の上端部にはスイベル２が装着され、その下端部には上述した自削孔型モニター装置３が装着される。

《２》削孔工程
次に、図６（Ｂ）に示すように、削孔水Ｗとして水又はベントナイト泥水を使用し、この削孔水Ｗを第１流路１１に連通するスイベル２の削孔水及び圧縮空気供給口２ａに供給してモニター装置３の下端部の削孔水吐出口３２から削孔水Ｗを吐出するとともに、ボーリングマシンＭによってロッド１を回転させながら、所定の深度まで削孔する。削孔によって生じた泥土は、サンドポンプ５０によって地上に吸引され排出される。なお、削孔工程において、削孔水Ｗは、下端部の吐出口３２からだけでなく、圧縮空気噴射ノズル３４からも外部に吐出されるが、これは削孔によって生じた泥土の上方への排出促進に寄与することになる。

《３》削孔水吐出口の閉塞及びテスト噴射工程
削孔工程終了後、ロッド１の上部から第１流路１１内に円孔３２ａの数と少なくとも同数のスチールボール４を投入する。本実施形態では、１３個の円孔３２ａに対し、２０個程のスチールボール４を投入する。理論上すべての円孔３２ａを塞ぐにはそれと同数のスチールボール４を投入すれば足りるが、それよりも多い数のスチールボール４を投入すれば、より迅速かつ確実にすべての円孔３２ａを塞ぐことができる。

特に、本実施形態では、第４流路１４の各入口１４ａにスチールボール４の第４流路１４への侵入を防ぐ規制手段５が設けられているため、ロッド１の上部から第１流路１１内に投入されたスチールボール４は、第３流路１３と第４流路１４とに分岐する際に第３流路１３の方に案内され、最終的に各円孔３２ａを閉塞することになる。

その際、仮に一部の円孔３２ａが閉塞されなかったとしても（その場合は、投入されたスチールボール４の一部が途中にとどまっていることを意味する）、その後に供給される圧縮空気Ａが閉塞されていない円孔３２ａを通って外部に漏れ出ることになるため、その気流に乗ってスチールボール４が当該円孔３２ａの方に運ばれることになり、最終的にすべての円孔３２ａは閉塞されることになる。

本工程では、スチールボール４の投入後、削孔水Ｗから圧縮空気Ａに切り換えて、このような調整を行う。
また、テスト噴射用の水Ｗ０をスイベル２の硬化材供給口２ｂから第２流路１２に供給してテスト噴射を行う（図６（Ｃ））。

《４》地盤改良工程（造成工程）
上記工程で異常がなければ、テスト噴射用の水Ｗ０を硬化材Ｇに切り換えて、スイベル２の削孔水及び圧縮空気供給口２ａから第１流路１１に圧縮空気Ａを供給するとともに、スイベル２の硬化材供給口２ｂから第２流路１２に硬化材Ｇを供給して、モニター装置３の側部に設けられた硬化材噴射ノズル３３から硬化材Ｇを、圧縮空気噴射ノズル３４から圧縮空気Ａを、それぞれ噴射しつつ、所定の旋回角度、引き上げ速度及び回転数に従ってロッド１を回転させながら引き上げる。これによりロッド１の周囲に固結体（改良体）４０を造成し、地盤改良を行う（図６（Ｄ））。

《５》ロッドの引抜き及び孔埋め工程
地盤改良工程（造成工程）が終了したら、ロッド１を引き抜いて、孔埋めを行う。これにより、一連の工程が終了する（図６（Ｅ））。

以上のとおり、本実施形態の地盤改良装置及び地盤改良方法によれば、削孔工程終了後、ロッド１の上部から、円孔３２ａの数と少なくとも同数の複数の球状部材４を投入することにより削孔水吐出口３２を閉塞することができるため、モニター装置３に圧力制御弁を設ける必要がない。このため、モニター装置３の構成を簡素化することができる。

また、削孔水吐出口３２を開放するのに削孔水に圧力を掛ける必要がないため、削孔に必要な範囲の圧力を削孔水に掛ければよく、省エネ化を促進することができる。

さらに、第４流路１４の各入口１４ａにスチールボール４の第４流路１４への侵入を防ぐ規制手段５が設けられているため、投入したスチールボール４が第４流路１４内に侵入するおそれがなくなり、確実に削孔水吐出口３２を閉塞することができる。

また、削孔水吐出口３２の周囲にスチールボール４を多孔面の方に案内する傾斜面３５が設けられているので、投入されたスチールボール４は自然と多孔面の方に案内されることになり、各円孔３２ａを閉塞することができる。

さらに、本実施形態では、円孔３２ａの数より多い数のスチールボール４をロッド１の上部から投入するようにしているので、迅速かつ確実にすべての孔を塞ぐことができる。

以上、本発明に実施形態について説明したが、本発明の構成は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、球状部材としてスチールボール４を使用したが、球状部材はスチールボール４に限定されるものではなく、その素材も金属に限定されるものではない。

上記実施形態では、スチールボール（球状部材）４が第４流路１４内に侵入しないように規制する規制手段として、その入口１４ａの上に針金５を溶接することにより構成したが、必ずしもかかる構成に限定されるものではなく、例えば第４流路１４の入口１４ａの上を金網やネット等で覆うようにしてもよい。あるいは、第３流路１３の入口１３ａと第４流路１４の入口１４ａとの間に段差や傾斜を設けて球状部材が自ずと第３流路１３の入口１３ａの方へ誘導・案内されるように構成してもよい。要するに、本発明の規制手段は、圧縮空気は第４流路内に流通させるが、球状部材の第４流路内への侵入は阻止するような構成・手段であればその具体的構成は問わない。

上記実施形態では、ロッド１が二重管で構成されていたが、三重管その他の多重管であってもよい。

［変形例１・２］
上記実施形態に係る地盤改良装置では圧縮空気噴射ノズル３４が常時開放されているため、削孔工程時に削孔水Ｗが圧縮空気噴射ノズル３４から外部に漏れ出るようになっていたが、これを防止したい場合は下記の変形例１・２のように構成してもよい。下記の変形例１・２では、圧縮空気噴射ノズル３４に封止部材６０が装着されており、削孔工程時はこの封止部材６０により圧縮空気噴射ノズル３４が封止された状態になっているものである。なお、変形例１・２の封止部材６０は専ら削孔水Ｗの漏洩を防止するためのものであるため、圧縮空気噴射ノズル３４は封止するが、硬化材噴射ノズル３３は開放状態になっている。以下、変形例１・２の順に説明する。

まず、変形例１の封止部材６０は、図７及び８に示すとおり、中空円筒状の部材であって、正面視円環状の圧縮空気噴射ノズル３４に圧入されて同ノズル３４を封止するものである。封止部材６０の素材としては、ゴム製、合成樹脂製、木製等を例示することができる。この封止部材６０は、削孔水吐出口３２が開放された状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合は圧縮空気噴射ノズル３４の封止を維持する一方、削孔水吐出口３２をスチールボール４で閉塞した状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合は削孔水Ｗの圧力により圧縮空気噴射ノズル３４内から外部に押し出され、圧縮空気噴射ノズル３４の封止を解除するようになっている。

例えば、削孔水吐出口３２が開放された状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合の水圧では封止部材６０は圧縮空気噴射ノズル３４の内部にとどまっているが、削孔水吐出口３２をスチールボール４で閉塞した状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合は封止部材６０には大きな押圧力が作用することになるため、このときの押圧力により封止部材６０が圧縮空気噴射ノズル３４から押し出されるようにしておけば、削孔工程時と同じポンプ圧の削孔水Ｗを用いた場合でも封止部材６０による圧縮空気噴射ノズル３４の封止を解除することができる。もちろん、削孔工程時よりも高いポンプ圧の削孔水Ｗを供給することにより封止部材６０の封止を解除するようにしてもよい。

次に、変形例２について説明すると、変形例２の封止部材６０は、図９及び１０に示すとおり、環状板様の穴栓６１と、この穴栓６１を圧縮空気噴射ノズル３４に固定する固定部材６２とを有する。このうち、環状板様の穴栓６１はアルミニウム製の板材から形成され、栓本体６１ａと、その周囲に突き出た被挟着部６１ｂとを備える。図示例では２つの被挟着部６１ｂが上下方向に突き出るように設けられている。他方、固定部材６２は、内ネジが切られた六角ナット様に構成されており、圧縮空気噴射ノズル３４の外周面に設けられた外ネジと螺合することにより圧縮空気噴射ノズル３４の周囲に螺着可能になっている。また、圧縮空気噴射ノズル３４に螺着される側とは反対側の固定部材６２の端面には径方向内方に突き出た内方フランジ状の内奥部６２ａが設けられている。そして、圧縮空気噴射ノズル３４の端面とこの内奥部６２ａとの間に穴栓６１の被挟着部６１ｂを挟んだ状態で固定部材６２を圧縮空気噴射ノズル３４に螺着することにより穴栓６１を圧縮空気噴射ノズル３４に固定できるようになっている。なお、変形例２においても、封止部材６０は専ら削孔水Ｗの漏洩を防止するためのものであるため、それを圧縮空気噴射ノズル３４に装着したときに圧縮空気噴射ノズル３４のノズル口は封止されるが、硬化材噴射ノズル３３のノズル口は開放状態になっているものである。

そして、変形例２において重要な点は、上記のようにして穴栓６１を固定部材６２によって圧縮空気噴射ノズル３４に固定した状態において削孔水Ｗを第１流路１１に供給した場合、削孔水吐出口３２が開放されていれば、たとえ削孔水Ｗの水圧が封止部材６０に作用しても、圧縮空気噴射ノズル３４は穴栓６１によって封止された状態を維持するが、他方、スチールボール４によって削孔水吐出口３２を閉塞した状態で削孔水Ｗを第１流路１１に供給した場合は、穴栓６１が削孔水Ｗの水圧によって栓本体６１ａと被挟着部６１ｂとに分断されて、栓本体６１ａのみが削孔水Ｗとともに外部に排出されるようになっていることである。つまり、穴栓６１の被挟着部６１ｂは脆弱部となっており、スチールボール４によって削孔水吐出口３２を閉塞した状態で削孔水Ｗを第１流路１１に供給した場合に栓本体６１ａから破断されるようになっているものである。

但し、本発明の目的を達成するためには必ずしも被挟着部６１ｂを上記のような脆弱部として構成しなければならないわけではなく、例えばスチールボール４によって削孔水吐出口３２を閉塞した状態で削孔水Ｗを第１流路１１に供給した場合に被挟着部６１ｂが圧縮空気噴射ノズル３４の端面と固定部材６２の内奥部６２ａとの間から離脱して、栓本体６１ａとともに（したがって被挟着部６１ｂが破断するのではなく栓本体６１ａと一体のまま）、削孔水Ｗによって外部に排出されるように構成してもよい。また、固定部材６２についても、圧縮空気噴射ノズル３４に螺着されるのではなく、嵌着されるようになっていてもよい。固定手段の具体的構成は問わない。本発明を実施する上では、削孔水吐出口３２が開放されている状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合は、封止部材６０ないし穴栓６１による圧縮空気噴射ノズル３４の封止は維持される一方、削孔水吐出口３２をスチールボール４によって閉塞した状態で第１流路１１に削孔水Ｗを供給した場合は、圧縮空気噴射ノズル３４の封止が解除されるようになっていれば足りるものである。

以上の変形例１・２に係る地盤改良装置は以下の工程で地盤改良を行う。
まず、圧縮空気噴射ノズル３４を封止部材６０で封止した状態で据付工程及び削孔工程を行う。変形例１の場合は円筒状の封止部材６０を圧縮空気噴射ノズル３４の内部に圧入することにより、変形例２の場合は圧縮空気噴射ノズル３４の端面と固定部材６２の内奥部６２ａとの間に穴栓６１の被挟着部６１ｂを挟んだ状態で固定部材６２を圧縮空気噴射ノズル３４に螺着することにより、圧縮空気噴射ノズル３４を封止部材６０で封止する。

変形例１・２における据付工程及び削孔工程の具体的内容は先の実施形態の場合とほぼ同様である。但し、変形例１・２の場合は、この段階では圧縮空気噴射ノズル３４が封止部材６０により封止されているため、削孔工程時に削孔水Ｗが圧縮空気噴射ノズル３４から外部に漏れ出ることはなく、供給された削孔水Ｗはすべて削孔水吐出口３２から外部に吐出されることになる。

削孔工程終了後、ロッド１の上部から第１流路１１内に円孔３２ａの数と少なくとも同数のスチールボール４を投入して削孔水吐出口３２を閉塞する。かかる工程も先の実施形態の場合と同様である。

スチールボール４により削孔水吐出口３２を閉塞した後、再び削孔水Ｗをスイベル２の削孔水及び圧縮空気供給口２ａに供給して第１流路１１内に流し込む。このとき、削孔水吐出口３２の円孔３２ａはすべてスチールボール４によって閉塞されているので、供給された削孔水Ｗは封止部材６０の封止を解除して圧縮空気噴射ノズル３４から外部に排出される。具体的には、変形例１の場合は、削孔水Ｗの水圧により円筒状の封止部材６０が押し出されることにより、変形例２の場合は、削孔水Ｗの水圧によって穴栓６１が栓本体６１ａと被挟着部６１ｂとに分断されて栓本体６１ａのみが削孔水Ｗとともに外部に排出されることにより、圧縮空気噴射ノズル３４の封止が解除される。なお、圧縮空気噴射ノズル３４の封止を解除するために供給される削孔水Ｗは、削孔工程時に供給される削孔水Ｗと必ずしも同じ液体ないし流体である必要はない。

このようにして封止部材６０の封止を解除した後、削孔水及び圧縮空気供給口２ａへの供給を削孔水Ｗから圧縮空気Ａに切り換えるとともに、テスト噴射用の水Ｗ０をスイベル２の硬化材供給口２ｂから第２流路１２に供給してテスト噴射を行う（図６（Ｃ））。
そして、テスト噴射工程で異常がなければ、テスト噴射用の水Ｗ０を硬化材Ｇに切り換えて、スイベル２の削孔水及び圧縮空気供給口２ａから第１流路１１に圧縮空気Ａを供給するとともに、スイベル２の硬化材供給口２ｂから第２流路１２に硬化材Ｇを供給して、地盤改良工程（造成工程）を実施する（図６（Ｄ））。
かかる地盤改良工程（造成工程）及びその後に行うロッドの引抜き及び孔埋め工程は先の実施形態の場合と同様である。

１ ロッド
２ スイベル
２ａ 削孔水及び圧縮空気供給口
２ｂ 硬化材供給口
３ 自削孔型モニター装置
４ スチールボール（球状部材）
５ 針金（規制手段）
１１ 第１流路
１２ 第２流路
１３ 第３流路
１３ａ 第３流路の入口
１４ 第４流路
１４ａ 第４流路の入口
３１ メタルクラウン（削孔ビット）
３２ 削孔水吐出口
３２ａ 円孔（孔）
３２ｂ 受座部
３３ 硬化材噴射ノズル
３４ 圧縮空気噴射ノズル
３５ 傾斜面
４０ 固結体（改良体）
５０ サンドポンプ
６０ 封止部材
６１ 穴栓
６１ａ 栓本体
６１ｂ 被挟着部
６２ 固定部材
６２ａ 内奥部
Ａ 圧縮空気
Ｇ 硬化材
Ｍ ボーリングマシン
Ｗ 削孔水
Ｗ０ テスト噴射用の水

Claims (7)

1. 削孔水吐出口と硬化材噴射ノズルと同硬化材噴射ノズルを包囲する圧縮空気噴射ノズルとを有する自削孔型モニター装置と、同モニター装置を先端部に装着したロッドと、を備え、
   内部に、削孔水と圧縮空気との共通の流路である第１流路と、硬化材用の第２流路と、前記第１流路と前記削孔水吐出口とを接続する第３流路と、前記第１流路と前記圧縮空気噴射ノズルとを接続する第４流路と、を有する地盤改良装置であって、
   前記削孔水吐出口は、複数の孔が開孔された多孔面で構成されており、
   前記多孔面の各孔は少なくともその孔の数と同数の複数の球状部材を前記ロッドの上部から前記第１流路内に投入することにより閉塞することができるようになっていることを特徴とする地盤改良装置。
2. 請求項１に記載の地盤改良装置において、
   前記球状部材の前記第４流路への侵入を規制する規制手段が設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
3. 請求項１又は２に記載の地盤改良装置において、
   前記多孔面の周囲に前記球状部材を同多孔面の方に案内する傾斜面が設けられていることを特徴とする地盤改良装置。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の地盤改良装置において、
   前記多孔面の各孔を閉塞するに当たって、その孔の数より多い数の前記球状部材を前記ロッドの上部から投入するようになっていることを特徴とする地盤改良装置。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の地盤改良装置を用いた地盤改良方法であって、
   前記第１流路内に削孔水を供給し、同削孔水を前記削孔水吐出口から吐出させつつ前記ロッドを旋回させて所定の深度まで削孔する削孔工程と、
   前記ロッドの上部から前記第１流路内に複数の前記球状部材を投入して前記削孔水吐出口の複数の孔を塞ぐ吐出口閉塞工程と、
   前記ロッドを旋回させつつ引き上げながら、前記第１及び第２流路内にそれぞれ圧縮空気及び硬化材を供給することにより前記圧縮空気噴射ノズル及び前記硬化材噴射ノズルからそれぞれ圧縮空気及び硬化材を噴射して周囲の地盤を改良する地盤改良工程と、
   を含むことを特徴とする地盤改良方法。
6. 請求項１～４のいずれかに記載の地盤改良装置において、
   前記圧縮空気噴射ノズルを封止する封止部材を備え、同封止部材は、前記削孔水吐出口が開放されている状態で前記第１流路に削孔水を供給したときは前記圧縮空気噴射ノズルの封止を維持する一方、前記削孔水吐出口を前記球状部材によって閉塞した状態で前記第１流路に削孔水を供給したときは同削孔水の圧力により前記圧縮空気噴射ノズルの封止を解除するようになっていることを特徴とする地盤改良装置。
7. 請求項６に記載の地盤改良装置を用いた地盤改良方法であって、
   前記第１流路内に削孔水を供給し、同削孔水を前記削孔水吐出口から吐出させつつ前記ロッドを旋回させて所定の深度まで削孔する削孔工程と、
   前記ロッドの上部から前記第１流路内に複数の前記球状部材を投入して前記削孔水吐出口の複数の孔を塞ぐ吐出口閉塞工程と、
   前記削孔水吐出口の閉塞後再び前記第１流路内に削孔水を供給することにより前記封止部材による前記圧縮空気噴射ノズルの封止を解除する封止解除工程と、
   前記ロッドを旋回させつつ引き上げながら、前記第１及び第２流路内にそれぞれ圧縮空気及び硬化材を供給することにより前記圧縮空気噴射ノズル及び前記硬化材噴射ノズルからそれぞれ圧縮空気及び硬化材を噴射して周囲の地盤を改良する地盤改良工程と、
   を含むことを特徴とする地盤改良方法。

Images