JPH03197714A - 地盤改良工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は土木工事のうち、軟弱地盤等の地中に固化材
等の地盤改良材を注入し、該固化材と軟弱土壌とを混合
し、地盤を改良する工法及びその装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 固化材など地盤改良材を地盤に混入攪拌する地盤改良工
法においては、混入する固化材の体積に相当するボリュ
ームを無理やり地盤に押し込むため周辺地盤へ伝播され
少なからず周辺地盤に変移をもたらす。

この変位防止対策としてエアを固化材などと同時に吹き
込みエアのアップリフト効果を利用して固化材＃積和当
量の混合土をスライムして地表に排出する方法がある。

（発明が解決しようとする課題） このスライムは産業廃棄物となるため、その処分費用が
膨大となる問題がある。

このためエアを用いず、アースオーガーのシャフトをス
クリューオーガー状に構成し、回転上下動さすことによ
り土を強制的に地表に排出し、排土部の空隙に固（ヒ材
木積相当量の混合土を吸収し、変移移動を防止すること
が知られている。しかしこの方法もシャフトの駆動部が
上部にある場合に限られ、下部駆動方式やポーリングタ
イプの小型機械には適用できない問題がある。

さらに、改良すべき軟弱地盤の土壌を予め撹乱機で撹乱
して、柱状の撹乱部を設け、これら撹乱部へ噴射注入杭
を建込んで固化材を注入し、地盤変位の生じない杭を形
成する工法が提案される。（特開昭６０−５９２２２号
公報）しかし、この工法の撹乱部への変位吸収のみでは
十分防止できない、さらに、注入材だけでは撹乱土を十
分地表に排出することはできず、河がしかの変位が残る
ほか撹乱部の形成と噴射注入杭の造成が二重になり能率
上の問題がある。

また、第１１図に示すように、上下動回転機構１の支柱
４により回転上下動可能に支持された注入ロッド２に対
して角度を有する方向に伸び、その先端にノズル孔を有
する腕木ノズル５ａを有するロッドクラウン３ａを注入
ロッドの先端に取けけ、該注入ロッドを改良対象の軟弱
地盤Ａの所定深度まで腕木により軟弱土壌を撹乱して円
筒状撹乱土壌層Ｂを形成しながら降下させ、所定深度に
到達後、該ロッドを引き上げながら固化付圧送ホース９
がら注入ロッド２に圧送された固化材ミルクを高圧噴射
１０Ｌ、前記撹乱形成した円筒状撹乱土壌１ｉ１Ｂの外
周部Ｂ１に固化材ミルクを混合し、円筒状の改良固化層
りを造成する軟弱地盤改良工法および装置が知られてい
る。（特開昭５７−５１３２３号公報）しかし、この工
法では変位移動の池に腕木５ａの中心部付近では、撹乱
土と固化材ミルクの混合が十分でなく、第１２図のよう
に注入ロッドの中心部に末改良層Ｅができる問題がある
。

上記の問題を解決するため腕木５ａからの固化材ミルク
の噴射の曲、注入ロッドの先端のロッドクラウン３ａよ
り水平方向に固化材ミルクを噴射し、第１３図に示すよ
うに中心部に改良層Ｄ２を形成することによって上記の
問題を解決できる。しかしこの場合腕木の先端ノズルか
らの噴流体衝撃力の低下およびロッドの先端の小孔ノズ
ルの目詰りの問題がある。また腕木の先端ノズルからの
噴流体衝撃力の低下を防ぐため注入ロッドを高圧二重管
に形成し、固ｆヒ材の圧送を行えば、その問題を解決で
きるが高圧ポンプが２台必要となり経済性の面から問題
がある。

（問題を解決するための手段） この発明は上述の課題を解決するために、回転上下動機
構の支柱で回転上下動可能に支持された注入ロッドに土
壌撹乱装置を設けるとともに注入ロッドの固化材吐出部
の上部に近接して土壌押上板を設けた地盤改良装置の注
入ロッドを改良予定の地盤の地中に貫入し、撹乱装置で
撹乱土壌層を形成し、注入ロッドを引き上げ固化材を前
記撹乱土壌層又はその外周部に注入し固化改良層を形成
する際、注入ロッドの固化材吐出部の上部に近接して設
けた土壌押上板により撹乱土を上方へ押し上げて土壌押
上板の下方に空隙を形成し、固化材と混合された混合土
を該空隙に吸収し、改良予定地盤外への変位移動の防止
および注入ロッドの中心部の地盤おも改良することを特
徴とする地盤改良工法とその装置としたことである。

（１？＝用） 注入ロッドを所定の軟弱地盤中に回転させながら降下貫
入すると、注入ロッドの回転貫入に陣って撹乱装置の攪
拌翼あるいは腕木により軟弱土壌中に撹乱土層が形成さ
れる。注入ロッドが所定深度まで達したならば注入ロッ
ドを引き上げるときに、固化材ミルクを撹乱層中又はそ
の外周部に注入し、機械撹拌翼での撹拌混合、あるいは
高圧噴射注入による攪拌混合し、改良固化層を形成する
。その際固化材ミルクの上部近傍に平板状の土壌押上板
が設けられているので、該土壌押上板によって撹乱土は
上方へ押し上げられ、また固化材ミルクと土壌押上板と
の間に空隙が生じ、固化材ミルクと混合された流動状混
合土を該空隙に吸収し、周辺地盤への変位移動を防止す
る。

また注入ロッドの中心部の地盤も改良する。

（実施例） この発明の装置の一実施例を図面により説明するが、同
一図面符号はその名称も機能も同じである。

第１図〜第６図は第１の発明の工法に用いる装置の実施
例を示し、第１図において１は回転上下動機構で、固化
材を吐出する注入ロッド２を回転上下動可能に支柱４で
支持させる。注入ロッド２の上端部はスイベル８を介し
て固化材ミルク圧送ホース９に連結する。注入ロッド２
の下端部に撹乱装置を構成するアースオーガー３および
機械攪拌ｘ５を設けるとともに軸部および機Ｆｆｉ撹拌
翼５に固化材吐出口１１を設ける。

上記機械撹拌翼５の上部近傍に注入ロッド２を引き上げ
るとき前記攪拌した土を上方へ押し上げる土壌押上板６
を設ける。

土壌押上板６は第２図に示すようにフラット円ｆｉ６ａ
あるいは第３図に示す方形平板６ｂ、または図示してな
いが円盤の外周部が上方へ反った鍋底形状の何れでもよ
く、地中に貫入又は貫入した注入ロッド２を引き上げる
際に抵抗を小さくするため、やや螺旋状のものとしても
よい。

第４図は他の実施例で、固化材を吐出する注入ロッド２
の下部に１ｌｌＦｉＩｉ撹拌ｘ５を二段に設けるととも
に機械攪拌Ｒ５の上部近傍に土壌押上板６を設けた例を
示す。

また第７図〜第１Ｏ図は第１及び第２の発明の工法に用
いられる装置の一実施例で回転上下動機構１の支柱４で
固化材を高圧噴射する注入ロッド２を回転上下動可能に
支持し、該注入ロッド２の上端部はスイベル８を介して
固化材ミルク圧送ホース９に連結する。注入ロッド２の
下端部に撹乱装置を構成するロッドクラウン３ａを取り
付けまた、該ロッドクラウン３ａは注入ロッド２に対し
て角度を有する方向に沖びる腕木５ａを備え、該腕木５
ａの先端に注入ロッド２からの固化材ミルクを高圧噴射
ノズル（図示せず）を設ける。

また腕木５ａの上端に近接して撹乱した土Ｂを上方へ押
し上げる土壌押上板６を注入ロッド２の軸部に設ける。

土壌押上板６は第１実施例の土壌押上板と同様に構成す
る。

さらに土壌押上板６は必要によっては、複数段装着して
もよい、なお土壌押上板６の大きさは機械攪拌翼５ある
いは腕木５ａが回転して画く軌跡と同等か、これより小
さくても良く、地盤Ａの状況に合わせ自由に選択する。

（発明の効果） この発明の地盤改良装置を用いて地盤改良を行う場合、
改良予定地盤Ａに回転上下動機構１の支柱４により支持
された注入ロッド２を介して該ロッドの先端に張設され
た機械攪拌ｘ５あるいは腕木５ａを回転させながら地中
の所定位置まで貫入する。この場合うビ・要によっては
図示しないが注入ロッドの先端装置から下向きにあるい
は機ｔＸ撹拌翼または腕木の先端ノズルから削孔水を出
してもよい、こうすることによってｌｌ！械攪拌翼ある
いは腕木の回転軌跡部に土が撹乱された撹乱層Ｂが形成
される０機械撹拌翼あるいは腕木が地中の所定位置に達
した後、注入ロッド、機械撹拌翼等の固化材吐出口から
低圧あるいは通常圧又は高圧等の吐出手段例えば第７図
の様に、腕木の先端ノズルの固化材吐出口から固化材ミ
ルクを高圧噴射１０シ、回転上下機構１により注入ロッ
ドを回転引上げることにより固化材ミルクと軟弱地盤を
混合撹拌し、円柱状又は円筒状改良層りを形成する。

このとき円盤状の土壌押上板６も同時に引き上げられ円
盤状の土壌押上板上部にある注入ロッド貫入時に形成さ
れた撹乱層Ｂの土壌が上部へ排土Ｆとして押し上げると
同時に円盤状押上板６の直下に空隙部７が生ずる。

固化材吐出口から噴射された固化材ミルクは攪拌された
土と混合され、改良された流動状の混合土Ｇができる。

この時改良層の混合土Ｇの体積は固化材ミルクの混合体
積相当量増加し、混合土は地盤の弱い撹乱層、あるいは
１色の弱い部分へ移動しようとするが土壌押上板の下部
の空隙に吸収され周辺地盤への変位移動を防止する。

また腕木の先端部のノズル等から高圧噴射された固化材
ミルクと撹乱層の土とは混合され、改良された流動状の
混合土Ｇとなる。この時改良層の混合土Ｇの体積は固化
材ミルクの混合体積相当量増加し、混合土は地盤の弱い
撹乱層、あるいは池の弱い部分へ移動しようとするが円
盤状の土壌押上板で強制的に土を押し上げ円盤の下部に
空隙部分７を遣ることにより固化材ミルクが混入された
流動状の混合土Ｇは、の下部に吸収されやすくなり、円
筒状の改良体りの中心部り、あるいはＤｌを充填埋戻し
た状態の円柱状改良体Ｈを容易に効果的に造ることがで
きる。

この発明は上述の様に極めて簡単な構造で池に特別のＩ
ｊ［を用いずども高圧噴射により固化材を注入する注入
ロッドの下部中心部の一部改良層ＤＩあるいは未改良層
Ｄ２をなくすことがで　き、従来の装置に比して有効改
良体積の増加が計れ、経済的となるほか止水工法にも筺
用できる。

また、従来の固化材などの地盤改良材を地盤に混入撹拌
する地盤改良工法に於ては、混入する固ｆヒ材の体積に
相当するボリュームを無理やり地盤に押し込むため周辺
地盤へ伝播され少なからず周辺地盤に変位をもたらして
いたような問題を解決できる。

さらに土壌押上板によって地表に排出された排土Ｆには
固化材が混入しないので一部の残土処理と同等に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の工法に用いる第１実施例の装置及
び施工状況を示す断面図、第２図及び第３図は同上の土
壌押上板の取付状態の断面図、第４図は第１の発明の工
法に用いる池の実施例の装置及び施工状況を示す断面図
、第５図及び第６図は同上の土壌押上板の取付状況の断
面図、第７図は第１及び第２の発明の工法に用いる実施
例の装置及び施工状態を示す断面図、第８図及び第９図
は同上の土壌押上板の取付状態の断面図、第１０図は上
記第７図の装置により形成された改良固化層の断面図、
第１１図は従来の装置及び施工状況を示す断面図、第１
２図は同装置により形成された改良層（ヒ層の断面図、
第１３図は池の従来の装置で形成した改良固化層の断面
図である。 １・・・回転上下動機構 ２・・・注入ロッド ３・・・アースオーガー ３ａ・・・ロッドクラウン ４・・・支柱 ５・・・機械撹拌翼 ５ａ・・・腕木 ６・・・土壌押上板 ７・・・空隙部 ８・・・スイベル ９・・・固化付圧送ホース １０・・・高圧噴射 １１・・・固化材ミルク Ａ・・・軟弱地盤 Ｂ・・・撹乱層 Ｂｌ・・・外周部 Ｄ・・・改良固化層（円筒状） Ｄｌ・・・中心部一部改良層 Ｄｌ・・・中心部改良層 Ｅ・・・中心未改良層 Ｆ・・・排出土 Ｇ・・・流動状混合土 Ｈ・・・改良固化層 （円柱状）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、改良予定地盤の地中に注入ロッドを貫入し、該注入
   ロッドの撹乱装置で土壌を撹乱して形成した撹乱層又は
   、その外周部に固化材を注入して固化改良層を形成する
   際に、注入ロッドの固化材吐出部の上部に近接して設け
   た土壌押上板により固化材吐出口の近傍の撹乱土を上方
   へ押し上げて土壌押上板の下方に空隙を形成し、固化材
   と混合された混合土を該空隙に吸収し、周辺地盤への変
   位移動を防止することを特徴とする地盤改良工法。 ２、改良予定地盤の地中に注入ロッドを貫入し、該注入
   ロッドの撹乱装置で土壌を撹乱して形成した撹乱層に固
   化材を高圧噴射により注入して固化改良層を形成する際
   に、注入ロッドの固化材吐出部の上部に近接して設けた
   土壌押上板により固化材吐出口の近傍の撹乱土を上方へ
   押し上げて土壌押上板の下方に空隙を形成し、固化材と
   混合された混合土を該空隙に吸収し、周辺地盤への変位
   移動防止および注入ロッドの中心部の地盤を改良するこ
   とを特徴とする地盤改良工法。 ３、回転上下機構の支柱で回転上下動可能に支持された
   注入ロッドに土壌撹乱装置を設けると共に、該注入ロッ
   ドの固化材吐出部の上部に近接して土壌押上板を設けた
   ことを特徴とする地盤改良装置。