JPH0860656A

JPH0860656A - ソイル硬化体の形成方法

Info

Publication number: JPH0860656A
Application number: JP20169494A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kunito; 光弘國藤
Original assignee: Ask Kenkyusho KK
Current assignee: Ask Kenkyusho KK
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】固結用液の管理が簡単にできて泥土が地上に
溢れないようにする。泥土を地上に溢れさせないで下孔
の周辺地盤の崩壊を防止する。上下方向において掘削土
砂と固結用液とをより均一に攪拌混合する。【構成】原地盤の土砂と固結用液３とを混合して地盤
中にソイル硬化体を形成するソイル硬化体の形成方法で
ある。形成しようとするソイル硬化体の径よりも径の小
さい下孔１を地盤２に無水削孔により形成する。下孔１
削孔により生じた掘削土砂を地上に排出除去する。下孔
１に固結用液３を入れる。その後、下孔１の外周地盤２
ｂを掘削して該掘削土砂と固結用液３とを攪拌混合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原地盤の土砂と固結用
液とを混合して地盤中にソイル硬化体を形成するソイル
硬化体の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、原地盤の土砂と固結用液とを
混合して地盤中にソイル硬化体を形成する方法が知られ
ている。ところが、原地盤の土砂と固結用液とを混合し
て地盤中にソイル硬化体を形成するに当たり、原地盤の
土砂とセメントミルクのような固結用液との混合物が地
上に溢れ、この地上に溢れた原地盤の土砂とセメントミ
ルクのような固結用液との混合物が地上の作業環境を汚
染し、また、この混合物は産業廃棄物として処分する必
要があり、処分に費用がかかるという問題があり、更
に、セメントミルクのような固結用液が廃棄されるた
め、使用される固結用液の使用量が増え、この点でもコ
ストアップの原因となっている。

【０００３】そこで、上記の点を解決するものとして特
開平４ー４９３１４号公報が提案されている。この特開
平４ー４９３１４号公報に示された従来例にあっては、
セメントミルクの注入に先だち、対象地盤を地表から一
定の深さ無水削孔して、削孔内地表面の土砂をセメント
ミルク注入量に見合う量排出除去して下孔を形成し、次
に、無水削孔した下孔を更に掘削機により所定深度まで
掘削し、次に、掘削機先端から所定量のセメントミルク
を注入し、混練し、掘削土とセメントミルクの混合物が
地表面まで上昇したことを確認することでセメントミル
クの注入量の管理をするようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平４ー４９
３１４号公報に示された従来例（以下単に従来例とい
う）は、無水削孔により形成した下孔は掘削土砂が排土
されており、この無水削孔により排土された空洞となっ
た下孔に掘削機の掘削軸を入れて空洞となった下孔の下
方を更に掘削機により所定深度まで掘削して掘削孔を形
成するものであり、このため、下孔の下方を掘削する際
に掘削機の与える振動等により特に下孔の外周地盤が崩
壊するおそれがある。また、現場における施工の段取り
として、下孔の形成工程と下孔下方の掘削工程とを別々
にする場合、下孔のみを先に先行して次々と掘り、その
後、先行掘りした複数の下孔に順番に掘削機の掘削軸を
入れて空洞となった下孔の下方を掘削することになり、
先行掘りした下孔が空洞のまま放置されている時間が長
くなり、この点でも、工事現場で生じる種々の振動など
により空洞のまま放置されている下孔の周壁が崩壊する
おそれがある。このように下孔の外周地盤が崩壊する
と、所定の形状のソイル硬化体が形成できないばかりで
なく、従来例のように掘削土とセメントミルクの混合物
が地表面まで上昇したことでセメントミルクの注入量を
管理する方式のものにおいては下孔の外周地盤の崩壊に
よりセメントミルクと土砂との混合物中におけるセメン
トミルクの割合が相対的に低下してしまうものである。

【０００５】そして、上記従来例においては、掘削土と
セメントミルクの混合物が地表面まで上昇したことでセ
メントミルクの使用量の管理をする方式であるので、ど
うしても、下孔は掘削機の掘削軸で下孔の下方を掘削す
る時点まで空洞のままにしておく必要があり、このた
め、従来例の方式でセメントミルクの使用量を管理しよ
うとすれば、空洞となっている下孔が必要であり、空洞
となっている下孔の外周地盤の崩壊が生じやすいのは上
記の従来例のセメントミルクの注入量の管理方式そのも
のが必然的に内蔵する問題点である。

【０００６】なお、地下工事の分野で、掘削孔の地盤崩
壊防止するために、掘削孔内に外周地盤崩壊防止用の液
状体を充填して地盤崩壊を防止することが従来から一般
的に行われている。しかしながら、従来から行われてい
る掘削孔内に外周地盤崩壊防止用の液状体を充填して地
盤崩壊を防止するのは、外周地盤崩壊防止用の液状体と
してベントナイトを使用し、孔内にベントナイトを充填
して孔の外周地盤の崩壊を防止し、孔内に柱体を造成す
る時点で、ベントナイトを孔から排出する一方柱体の原
料となるセメント系液状物を孔内に注入置換するとい
う、いわゆる置換工法である。したがって、仮に、上記
の従来例において先行掘りされた多数の空洞となった下
孔の外周地盤の崩壊防止のために、従来から公知の外周
地盤の崩壊防止の技術を適用しようとした場合、空洞と
なった下孔内にベントナイトを充填して下孔の外周地盤
の崩壊防止を行うことが考えられる。しかしながら、こ
のものにおいては、後工程で下孔の下方を掘削して所定
深度まで掘削し、セメントミルクを充填してベントナイ
トと置換することになるので、結局、ベントナイトが地
上に溢れ出ることになり、地上に泥土が溢れないように
するという上記従来例の考え方と矛盾し、結局、外周地
盤防止の技術として公知の置換工法による外周地盤の崩
壊防止の技術は空洞の下孔を形成するという上記の従来
例には適用できない。

【０００７】また、上記従来例においては下孔を無水削
孔した後、下孔の下方をセメントミルクを注入しながら
掘削することもできる旨記載してあるが、下孔の下方を
セメントミルクを注入しながら掘削する場合、地盤の状
態により掘削機の掘削軸の掘削下降速度が一定でなく、
特に硬い地盤、あるいは、石などの障害物がある場合な
ど、掘削軸の掘削下降速度が遅く、掘削軸による掘削下
降時にセメントミルクを注入していくと、掘削孔の単位
掘削距離当たりのセメントミルクの注入量が多くなり、
掘削軸がいまだ目的の深度まで到達しない段階でセメン
トミルクと掘削土砂との混合物が予め設定した地表面レ
ベルに上昇することがある。しかしながら、従来例にあ
っては、上述のように注入するセメントミルクの注入量
の管理は、セメントミルクと掘削土砂との混合物が予め
設定した地表面レベルに上昇することで確認するように
したものであるから、この時点でセメントミルクの注入
を停止し、その後は所定深度までセメントミルクを注入
することなく掘削軸で掘削することになる。つまり、従
来例にあっては、上記セメントミルクと掘削土砂との混
合物が予め設定した地表面レベルに上昇した時点でセメ
ントミルクの注入量の管理をする方法であるから、地盤
の状態によりセメントミルクの注入を停止した時点にお
ける掘削機による掘進の深度はバラバラであり、例え
ば、図９（ａ）のように先行孔１を形成し、その後に空
洞となった状態の先行孔１の下方を掘削しながらセメン
トミルクを出して攪拌混合していく際、掘削軸４′の下
降速度の違いにより、例えば、図９（ｂ）の深度でセン
メントミルクの注入を停止した場合と、図９（ｃ）の深
度でセメントミクルの注入を停止した場合とを考える
と、（図９（ｂ）の場合のセメントミルクの注入量Ａ）
＞（図９（ｃ）におけるセメントミルクの注入量Ｂ）と
なる。すなわち、Ａ＝（先行孔の容積）−（距離Ｈ₁分
の掘削軸の体積）であり、また、Ｂ＝（先行孔の容積）
−（距離Ｈ₂ 分の掘削軸の体積）であり、ここで、Ｈ₁
＜Ｈ₂ であるため、実際上はセメントミルクの注入量Ｂ
は掘削軸４′の下降速度のの違いにより異なり、セメン
トミルクの流入量Ｂを一定に管理できないという問題が
あり、このため、従来例においては先行孔を無水削孔し
た後、先行孔の下方をセメントミルクを注入しながら掘
削するという方法は実際的ではない。尚、図９におい
て、１は先行孔、４′は掘削軸を示している。なお、図
９においてＨ₃ は目的とする掘削深さである。

【０００８】一方、掘削機を所定深度まで到達させた後
に、引き上げ時にセメントミルクを注入するものにおい
ても、上記と同様に引き上げの途中でセメントミルクと
掘削土砂との混合物が予め設定した地表面レベルに上昇
すると、セメントミルクの注入を停止し、それ以降はセ
メントミルクを注入しないで引き上げることになる。こ
の場合、引き上げの速度を一定にした場合にはセメント
ミルクの注入を停止した時点における掘削軸の下端のレ
ベルは常に一定位置にできるので、セメントミルクの注
入量は常に一定となり、注入量の管理ができるが、あく
までも引き上げ速度を一定にした場合においてのみ従来
の方式によるセメントミルクの注入量の管理ができるの
であり、引き上げ速度が変わったり、あるいは攪拌混合
を良好にするために掘削軸を任意に上下させながら引き
上げていった場合にはセメントミルクの注入を停止した
時点における掘削軸の下端のレベルが一定とならず、こ
のため、前述の挿入時にセメントミルクを注入する場合
と同じ理由で、セメントミルクの注入量を一定に管理す
ることができないものである。

【０００９】このように、従来例のように、セメントミ
ルクと掘削土砂との混合物が予め設定した地表面レベル
に上昇した時点でセメントミルクの注入管理をする従来
例においては、実際には掘削軸を所定深度まで挿入して
掘削する際はセメントミルクを出さず、引き上げ時に掘
削軸からセメントミルクを噴出しながら掘削軸を上下動
させることなく一定の速度で引き上げるというきわめて
制約された条件下でしかセメントミルクの注入量の管理
ができないものである。

【００１０】ところが、掘削軸の引き上げ速度が一定で
且つ注入時に上下動させることができないということ
は、セメントミルクと掘削土砂との攪拌混合が充分にで
きないということにつながる。つまり、掘削土砂の性状
によっては、例えば粘性土とセメントミルクとの攪拌混
合の場合と、砂質土とセメントミルクとの攪拌混合の場
合とでは粘性土の方が砂質土よりもはるかに攪拌混合
時間を長くする必要があり、これを同じにすると、目的
とするような攪拌混合ができない。

【００１１】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、掘削土砂と固結用液とが混合した
泥土が地上に溢れないように（あるいは溢れても少量で
済む）ようにして、泥土を産業廃棄物として処理する必
要でないか、あるいは、ごく少量の処理でよくて、作業
環境を良くするに当たり、下孔の外周地盤の崩壊を防止
しながら使用する固結用液の管理が簡単にでき、また、
回転混練軸の上下方向の移動速度や上下繰り返し移動が
固結用液の管理に影響を与えず、回転混練軸の挿入が下
孔にガイドされて簡単且つ正確に行え、また、上下方向
において掘削土砂と固結用液とを均一に攪拌混合できる
ことを第１の目的とし、下孔にあらかじめ入れた固結用
液を用いて掘削土砂と攪拌混合するものであるにもかか
わらず、上下方向において掘削土砂と固結用液とをより
均一に攪拌混合できることを第２の目的とし、また、泥
土が地上に溢れないようにして深さの深いソイル硬化体
を形成できることを第３の目的とし、また下孔の外周地
盤の崩壊を防止しながら使用する固結用液の管理が簡単
且つ正確にできることを第４の目的とし、また、下孔の
外周地盤の崩壊を防止しながら使用する固結用液の大略
の管理が簡単にできるとともに後工程における掘削を容
易にし且つ掘削土砂と固結用液との攪拌混合を良好に行
えることを第５の目的とし、また、使用する固結用液の
全部あるいは大部分を下孔にあらかじめ入れた固結用液
の量で管理し、後工程における掘削及び攪拌混合時には
回転混練軸から固結用液を噴出しないかあるいは補助的
にしか出さないようにするにも係わらず後工程における
掘削及び攪拌混合を効果的に行うことを第６の目的と
し、更に、ソイル固結体が連続する連続地下壁を泥土の
地上における処分量を極端に少なくして施工できること
を第７の目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決して本発明の目的を達成するため、本発明のソイル硬
化体の形成方法は、原地盤の土砂と固結用液３とを混合
して地盤中にソイル硬化体を形成するソイル硬化体の形
成方法において、形成しようとするソイル硬化体の径よ
りも径の小さい下孔１を地盤２に無水削孔により形成す
ると共に下孔１の削孔により生じた掘削土砂を地上に排
出除去し、下孔１に固結用液３を入れ、その後、下孔１
の外周地盤２ｂを掘削して該掘削土砂と固結用液３とを
攪拌混合することを特徴とするものである。

【００１３】また、下孔１を、形成しようとするソイル
硬化体の深度とほぼ同じ程度の深度にすることも好まし
い。また、下孔１を、形成しようとするソイル硬化体の
深度よりも浅く形成し、下孔１に固結用液３を入れ、そ
の後、下孔１の外周地盤２ｂ及び下孔１の下方地盤２ａ
を形成しようとするソイル硬化体の深さまで掘削して固
結用液３と下孔１の外周地盤２ｂ及び下方地盤２ａの掘
削土砂とを攪拌混合することも好ましい。

【００１４】また、下孔１の外周地盤２ｂ乃至下方地盤
２ａを掘削するに当たり、掘削に使用する回転混練軸４
から固結用液３を出さずに掘削することも好ましい。ま
た、下孔１の外周地盤２ｂ乃至下方地盤２ａを掘削する
に当たり、掘削に使用する回転混練軸４から固結用液３
を噴出しながら掘削することも好ましい。また、下孔１
の外周地盤２ｂ乃至下方地盤２ａを掘削する際に回転混
練軸４からエアー５を噴射しながら掘削土砂と固結用液
３とを攪拌混合することも好ましい。

【００１５】また、回転混練軸４が複数本並んだ多軸で
あり、隣り合う回転混練軸４の回転軌跡が平面視で一部
重複するものを用いることも好ましい。

【００１６】

【作用】上記のような方法の本発明によれば、形成しよ
うとするソイル硬化体の径よりも径の小さい下孔１を地
盤２に無水削孔により形成すると共に下孔１の削孔によ
り生じた掘削土砂を地上に排出除去し、下孔１に固結用
液３を入れ、その後、下孔１の外周地盤２ｂを掘削して
該掘削土砂と固結用液３とを攪拌混合することで、掘削
土砂と攪拌混合するために使用する設計量に対応した量
（又はほぼ対応した量）の固結用液３をあらかじめ下孔
１の外周地盤２ｂの掘削前に下孔１に入れることになっ
て、使用する固結用液３の管理が簡単に行える。つま
り、下孔１の径や深さはあらかじめ分かっているので、
下孔１の容積があらかじめ分かっていることになり、こ
れに基づいて使用する固結用液３は下孔１のどこまで入
れれば良いのかが簡単に求められ（例えば下孔１の上端
まで固結用液３を入れるのか、あるいは上端からどの程
度下方のレベルまで入れるか等が求められる）、したが
って、使用する固結用液３の管理が簡単に行えるもので
ある。そして、このようにあらかじめ使用する固結用液
３の全部またはほぼ全部をあらかじめ下孔１内に挿入し
ておくことで、回転混練軸４による下孔１の外周地盤２
ｂの掘削、掘削土砂と固結用液３との攪拌混合をするに
当たり、回転混練軸４の上下方向の移動速度や、上下の
往復繰り返し移動等が固結用液３の管理という面で制約
を受けないことになる。また、下孔１の外周地盤２ｂの
掘削土砂と攪拌混合してソイル硬化体を形成するための
材料である固結用液をそのまま利用して、下孔１の外周
地盤の崩壊防止を行うことができることなる。また、下
孔１の外周地盤２ｂを掘削するので、該掘削工程及び掘
削土砂と下孔１内にあらかじめ入れている固結用液３と
の攪拌混合に当たり、回転混練軸４を回転するのに小さ
なトルクでよく、また、下孔１の上下方向の全長にわた
り、外周地盤２ｂを掘削しながら下孔１に入れている固
結用液３と攪拌混合することになり、上下方向の全長に
わたり均一に掘削土砂と固結用液３との攪拌混合ができ
ることになる。

【００１７】そして、下孔１を、形成しようとするソイ
ル硬化体の深度とほぼ同じ程度の深度にすることで、形
成されるソイル硬化体はほぼ全長にわたり均一に掘削土
砂と固結用液３との攪拌混合されたものとなり、全長に
わたり小さな回転トルクで回転混練軸４を回転して掘削
及び攪拌混合ができる。また、下孔１を、形成しようと
するソイル硬化体の深度よりも浅く形成し、下孔１に固
結用液３を入れ、その後、下孔１の外周地盤２ｂ及び下
孔１の下方の地盤２を形成しようとするソイル硬化体の
深さまで掘削して固結用液３と下孔１の外周地盤２ｂ及
び下方地盤２ａの掘削土砂とを攪拌混合するものにおい
ては、深さの深いソイル硬化体を形成できることにな
る。

【００１８】また、下孔１の外周地盤２ｂ乃至下方地盤
２ａを掘削するに当たり、掘削に使用する回転混練軸４
から固結用液３を出さずに掘削するものにおいては、下
孔１に入れた固結用液３を管理するのみで使用する固結
用液３の管理ができて、固結用液３の管理がより正確に
行えることになる。また、下孔１の外周地盤２ｂ乃至下
方地盤２ａを掘削するに当たり、掘削に使用する回転混
練軸４から固結用液３を噴出しながら掘削するものにお
いては、固結用液３が入れられた下孔１の外周地盤２ｂ
を掘削して掘削土砂と固結用液とを攪拌混合する際の掘
削及び攪拌混合が良好に行え、下孔１の下方地盤２ａを
掘削する際にも固結用液３を噴出するものにおいては下
方地盤２ａの下位位置においても固結用液３が不足する
ことがないようにできる。

【００１９】また、使用する固結用液に対応した量（ま
たはほぼ対応した量）を下孔１にあらかじめ入れること
で固結用液の使用量の管理をする場合、下孔１の外周地
盤２ｂ又は下方地盤２ａの掘削及び攪拌混合に当たって
は、回転混練軸４から固結用液を噴出しないかあるいは
補助的にしか出さないものであるが、このようにする
と、掘削がしにくく、また、固結用液を大量に噴射しな
がら攪拌混合するものに比べて攪拌混合効率が悪いが、
掘削する際にエアー５を噴射しながら掘削土砂と固結用
液３とを攪拌混合するものにおいては、外周地盤２ｂ又
は下孔１の下方地盤２ａを掘削する際にエアー５でも掘
削できると共にエアー５により攪拌して掘削土砂と固結
用液３とを効果的に攪拌混合でき、しかも、この際に、
回転混練軸４の上下方向の移動速度が上記固結用液３の
管理に影響されず（または殆ど影響されず）、地盤の状
態に応じてエアー５の噴出量が異なり（つまり地盤の状
態に応じて回転混練軸４の上下方向の移動速度が違うと
その位置におけるエアー５の噴出量が異なる）、固結用
液３の管理に影響されず地盤の状態に応じて外周地盤２
ｂ又は下孔１の下方地盤２ａの掘削を容易にし、攪拌混
合効率が向上することになる。

【００２０】また、回転混練軸４が複数本並んだ多軸で
あり、隣り合う回転混練軸４の回転軌跡が平面視で一部
重複するものにおいては、ソイル固結体が連続する連続
地下壁を泥土の地上における処分をしなくて良いかまた
は処分量を極端に少なくして施工できることになる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳述する。図１乃至図３には本発明の一実施例が示
してある。まず、スクリューオーガ６のような掘削装置
により地盤２に下孔１を形成する。この下孔１は形成し
ようとするソイル硬化体の径よりも径の小さいものであ
る。下孔１の形成に当たっては無水削孔により形成する
ものであり、スクリューオーガ６などの掘削機により下
孔１の掘削時に掘削土砂は地上に排出除去するものであ
る。下孔１の掘削深さは下孔１の容積がソイル硬化体の
形成に使用する固結用液３の使用量に見合う容積となる
ようにしてもよく、あるいはソイル硬化体の形成に使用
する固結用液３の使用量を入れることができる容積以上
としてもよく、あるいは、先に浅いトレンチを掘り、そ
のトレンチの底に下孔１を掘るような工事の場合には、
固結用液３の一部がトレンチ内に流れることが許容でき
るので、この場合には、ソイル硬化体の形成に使用する
固結用液３の使用量より少し少ない容積であっても良
い。いずれにしろ、下孔１は形成しようとするソイル硬
化体の径よりも小さいので、掘削が容易であり、スクリ
ューオーガ６のような掘削装置が小型のもので良いもの
である。下孔１の掘削深さは、形成しようとするソイル
硬化体とほぼ同じ深さの場合と、形成しようとするソイ
ル硬化体よりも浅い場合とがある。図１、図２は下孔１
の掘削深さが、形成しようとするソイル硬化体とほぼ同
じ深さの場合を示している。

【００２２】下孔１の無水削孔により生じた掘削土は図
１又は図２のように地上に排出されるが、この地上に排
出された土砂８は液が混じっていないので、そのまま土
砂として処理でき、現場内における埋め戻し用の土砂な
どとして処理したり、あるいは現場外に運んで処理する
にしても、土砂であるので、泥土のような産業廃棄物と
しての処理に比べて、処理コストが格段に安いものであ
る。

【００２３】無水削孔により形成された下孔１内にはセ
メントミルクあるいはセメントミルクを主体とし他の材
料を混入したセメント系液のような固結用液３が入れら
れる。この場合、図１（ａ）乃至（ｅ）の順序でスクリ
ューオーガ６により下孔１を掘削して掘削土砂を排土し
て、完全にスクリューオーガ６を下孔１から引き抜いた
後で、該スクリューオーガ６の下端から下孔１内に固結
用液３を入れたり、あるいは、別の固結用液３の注入手
段などにより固結用液３を下孔１に入れたりして図１
（ｆ）のようにすることができる。この場合には、目で
直接固結用液３の下孔１への注入状態を確認しながら注
入できることになる。また、他の方法としては、図２
（ａ）乃至（ｃ）の順序でスクリューオーガ６を回転し
ながら所定の下孔１の深度まで掘削し、次に該スクリュ
ーオーガ６を回転しながら上昇させる際スクリューオー
ガ６の下方位置に掘削土砂が排出された空隙が生じるた
め、図２（ｄ）のようにスクリューオーガ６を引き上げ
ていく際にスクリューオーガ６の下端から固結用液３を
上記スクリューオーガ６の下端の下方位置に形成される
空隙に順次固結用液３を入れて図２（ｅ）のようにする
こともできる。

【００２４】ここで、下孔１に入れる固結用液３の量は
この下孔１を利用して形成されるソイル硬化体の形成に
必要な量に対応した量、またはほぼ対応した量を入れる
ものである。上記必要とする固結用液３の量は予め設計
により求めることができる。下孔１を形成し、これに上
記のようにして固結用液３を入れた後、すぐに掘削機の
回転混練軸４（下孔１を形成するためのスクリューオー
ガ６とは異なるものが用いられる）で下孔１の外周地盤
２ｂを掘削する工程に移行してもよいが、下孔１のみを
次々に形成し、これに固結用液３を入れ、一定数の下孔
１形成後に、順次掘削機の回転混練軸４で下孔１の外周
地盤２ｂを掘削する工程に移行してもよい。

【００２５】いずれにしろ、下孔１を無水削孔により形
成し、下孔１の削孔により生じた掘削土砂を地上に排出
除去し、空洞となった下孔１内に固結用液３を入れて下
孔１内の外周地盤の崩壊を防止した状態で、図３（ａ）
乃至（ｃ）のような順序で、下孔１内に回転混練軸４を
挿入し、下孔１の外周地盤２ｂを下孔１の上端から下孔
１の下端に至るまで掘削するものであり、この際、回転
混練軸４に設けた攪拌手段７により外周地盤２ｂの掘削
土砂と下孔１内に入れて下孔１の外周地盤の崩壊防止の
役目をしている固結用液３とを攪拌混合するものであ
る。したがって、下孔１内に入れられた液は下孔１の外
周地盤の崩壊防止の役目をすると共に下孔１の外周地盤
２ｂの掘削土砂と攪拌混合されるための固結用液の役目
を兼用していることになり、この結果、崩壊防止の役目
をしている液又は該液を主体とした泥土が地上に溢れる
ことなく（溢れるとしてもごく少量）、固結用液３と掘
削土砂とが攪拌混合された混合物２０を孔内に充填でき
る。そして、本発明においては、下孔１の全長にわたり
外周地盤２ｂを掘削して下孔１にあらかじめ入れている
固結用液と攪拌混合するので上下方向において掘削土砂
と固結用液３とをできるだけ均一に攪拌混合できること
になる。この掘削及び攪拌混合に当たって、形成しよう
とするソイル硬化体よりも小径の下孔１をガイドとして
回転混練軸４を挿入し、下孔１の外周地盤２ｂを掘削及
び攪拌混合するので、大径の掘削を行うにもかかわらず
外周地盤２ｂのみの掘削でよく、この結果、回転混練軸
４による掘削及び攪拌混合が小さなトルクで行え、しか
も小径の下孔１が回転混練軸４の挿入のガイドとなり、
簡単且つ確実に掘削ができることになる。なお、図３
（ｄ）のような回転混練軸４の引き上げ時にも回転混練
軸４を回転しながら引き上げることで掘削土砂と固結用
液３との攪拌混合を行うようにしてもよい。このように
して地盤中に掘削土砂と固結用液３とが攪拌混合された
混合物２０を孔内に充填して柱状体９が形成され（図３
（ｅ）参照）、この柱状体９は硬化することでソイル硬
化体が形成されるのである。この柱状体９は隣合う柱状
体９と平面視で一部重複するようにして多数連続して形
成することで地中壁を形成することができるものであ
る。ここで、実施例において用いる回転混練軸４として
は攪拌手段７を有し、また、下端部にビット１０を設け
ている。

【００２６】図３の実施例においては、固結用液３を入
れた下孔１の外周地盤２ｂを回転混練軸４で掘削する際
に、回転混練軸４からは固結用液３を出さずに掘削する
例を示している。この実施例においては、下孔１の外周
地盤２ｂを掘削する際に回転混練軸４からは固結用液３
を出さないので、ソイル硬化体を形成するための固結用
液３としては下孔１内にあらかじめ入れる固結用液３の
みが使われることになり、このため、使用する固結用液
３の管理は下孔１に入れた固結用液３を管理するのみで
管理ができて、固結用液３の管理が簡単且つ確実に行え
るものである。

【００２７】図４の実施例においては、固結用液３を入
れた下孔１の外周地盤２ｂを回転混練軸４で掘削する際
に、回転混練軸４から補助的に固結用液３を出しながら
掘削及び攪拌混合する例を示している。この実施例にお
いては、固結用液３が入れられた下孔１の外周地盤２ｂ
を掘削して掘削土砂と固結用液３とを攪拌混合する際、
補助的に吐出する固結用液で外周地盤２ｂの掘削を容易
にし且つ掘削土砂と固結用液３との攪拌混合を良好にで
きることになる。この場合、外周地盤２ｂの掘削、攪拌
混合に当たり、回転混練軸４から固結用液３を出すよう
にしたと言えども、回転混練軸４から出される固結用液
３は補助的なものであり、あくまでも、ソイル硬化体を
形成するための固結用液３としては、使用される固結用
液３の大部分が下孔１内にあらかじめ入れた固結用液３
が占めるものであり、このため、地盤の状態による回転
混練軸４の掘進速度の違いによる回転混練軸４から吐出
される固結用液３の吐出量の違いがあっても、この回転
混練軸４の掘進速度の違いによる吐出量の差は全体の使
用量からみれば少なく、したがって、使用する固結用液
３の大部分を下孔１にあらかじめ入れた固結用液３の量
で管理できるのであり、掘削土砂と固結用液３との混合
物が仮に溢れることがあったとしても、その量は従来に
比べてごく僅かであり、産業廃棄物として処理するとし
ても、ごく僅かな処理量で良いものである。

【００２８】図５、図６には本発明の更に他の実施例が
示してある。この実施例においては、下孔１の外周地盤
２ｂを掘削すると共に掘削土砂と固結用液３とを攪拌混
合するに当たり、回転混練軸４からエアー５を噴出する
ようにした例が示してある。この場合、エアー５は噴出
により外周地盤２ｂを掘削して掘削土砂と固結用液３と
を攪拌するが、掘削位置から上方に気泡になって上昇す
るため、掘削土砂と固結用液との混合物を上昇させ上下
方向において再混合を行い、上下方向の各部における固
結用液３と掘削土砂との攪拌混合に寄与するようになっ
ている。したがって、下孔１にあらかじめ固結用液３を
入れた状態で、下孔１の外周地盤２ｂを掘削して掘削土
砂と下孔１にあらかじめ入れた固結用液３とを攪拌混合
する本発明の方式においては、固結用液３の管理を主と
して下孔１に入れた固結用液３の量で管理できるように
するため、外周地盤２ｂを掘削する際には固結用液３を
出さないか、出すとしても補助的にしか出さないので、
その分、外周地盤２ｂの掘削がしにくくなるが、これを
エアー５を噴出することで、固結用液３の管理に影響を
与えることなく掘削を容易にし、しかも、固結用液３の
管理を主として下孔１にあらかじめ入れた固結用液３の
量で管理するようにした場合、固結用液３と掘削土砂と
の混合物は下方側がどうしても掘削土砂がリッチになる
傾向にあるが、これに対し、エアー５を噴出すること
で、上方にも下方の掘削土砂を効果的に移行させて攪拌
混合ができることになり、上下方向において掘削土砂と
固結用液３とが良好に攪拌混合されたソイル硬化体を形
成できることになる。もちろん、エアー５は回転混練軸
４の下端以外の部分からも噴出させて攪拌混合に寄与さ
せるようにしてもよく、回転混練軸４の下端と下端以外
の部分との複数箇所からエアー５を噴出させるようにし
てもよいものである。図５は外周地盤２ｂを回転混練軸
４で掘削する際にエアー５のみを噴出する場合を示し、
図６は外周地盤２ｂを回転混練軸４で掘削する際に補助
的に固結用液３を出すと共にエアー５を噴射している例
を示す実施例を示している。

【００２９】上記実施例においては、下孔１の掘削深さ
が、形成しようとするソイル硬化体とほぼ同じ深さの場
合の例につき説明したが、下孔１の掘削深さを形成しよ
うとするソイル硬化体よりも浅くしてもよい。図７
（ａ）乃至（ｅ）にはその一例の施工順序が示してあ
る。この実施例においては、下孔１の深さが形成しよう
とするソイル硬化体よりも浅く形成する点以外は、下孔
１を形成して下孔１の掘削土砂を地上に排出除去し、そ
の後、下孔１に固結用液３を入れるのは上記実施例と同
様である。そして、下孔１に回転混練軸４を入れて下孔
１の外周地盤２ｂを掘削しながら掘削土砂と下孔１に入
れた固結用液とを攪拌混合する。回転混練軸４が下孔１
の底まで到達すると下孔１の下方地盤２ａを回転混練軸
４により掘削しながら掘削土砂と下孔１に入れている固
結用液とを攪拌混合する。所定の深度まで掘削及び攪拌
混合すると回転混練軸４を引き上げる。この回転混練軸
４の引き上げ時にも攪拌混合を行うようにしてもよい。
上記回転混練軸４の挿入時及び引き上げ時に、上下移動
を繰り返しながら挿入したり、引き上げたりすること
で、均一な攪拌混合ができることになる。図７の実施例
では外周地盤２ｂ及び下方地盤２ａを掘削及び攪拌混合
する際に固結用液３を補助的に吐出しないで掘削及び攪
拌混合する例を示しているが、外周地盤２ｂ及び下方地
盤２ａの両方またはいずれか一方の掘削時に固結用液３
を回転混練軸４から補助的に吐出するようにしてもよ
い。特に、下方地盤２ａを掘削する場合にはどうしても
掘削土砂に対する固結用液３の割合が少なくなる場合も
あるので、この場合は下方地盤２ａを掘削する際に固結
用液３を噴出するようにすることも好ましい。

【００３０】また、この実施例においても回転混練軸４
で掘削する際にエアー５を噴射してもよい。ここで、下
孔１の外周地盤２ｂの掘削及び攪拌混合時及び下方地盤
２ａの掘削及び攪拌混合時にエアー５を噴射することが
できる。この場合、特に、下方地盤２ａの掘削時にエア
ー５を噴射すると、下方地盤２ａの掘削土砂と固結用液
３との混合攪拌を効果的に行うことができ、下方地盤２
ａの掘削土砂と固結用液３との混合物をエアー５が上昇
力により上方に移行させて再混合ができることになっ
て、上下方向の各部において良好な攪拌混合ができるこ
とになる。なお、下孔１の外周地盤２ｂの掘削及び攪拌
混合時にはエアー５は出さず、下方地盤２ａの掘削及び
攪拌混合時にのみエアー５を噴出するようにしてもよ
い。

【００３１】図８に示す実施例においては回転混練軸４
が複数本並んだ多軸掘削機を使用する例が示してある。
ここで、多軸掘削機は隣り合う回転混練軸４の回転軌跡
が平面視で一部重複するようになっている。具体的には
回転混練軸４に設けたビット１０及び攪拌手段７の回転
軌跡が隣りの回転混練軸４に設けたビット１０及び攪拌
手段７の回転軌跡と平面視で一部重複しているものが用
いられる。図８には上記の多軸掘削機を使用した場合の
一例が示してある。この実施例においては、あらかじめ
図８（ａ）のように形成しようとするソイル硬化体の径
よりも小径の複数の下孔１を形成し、掘削土砂を地上に
排出除去した後、この下孔１内に図８（ｂ）のように固
結用液３を入れ、その後、図８（ｃ）のように複数の下
孔１内に多軸掘削機の複数の回転混練軸４を挿入し、下
孔１をガイドとしながら複数の下孔１の上端部から下端
部まで外周地盤２ｂを掘削すると共に掘削土砂と固結用
液３とを攪拌混合し、図８（ｄ）の引き上げ工程を経て
図８（ｅ）のように複数の柱状のソイル固結体が連続す
る連続地下壁３０を形成することができるものである。
この場合、回転混練軸４により外周地盤２ｂの掘削中に
回転混練軸４から固結用液３を吐出しない場合と、固結
用液３を補助的に吐出する場合とがある。補助的に固結
用液３を吐出する場合、複数の回転混練軸４の全部から
吐出するかあるいは任意の回転混練軸４から吐出するか
は、現場の地盤の状態により設定することができる。ま
た、外周地盤２ｂを掘削する際にエアー５を噴出しなが
ら掘削すると共に掘削土砂と固結用液３とを攪拌混合す
るようにしてもよい。この場合も、回転混練軸４により
下方地盤２ａの掘削中に回転混練軸４から固結用液３を
吐出しない場合と、固結用液３を補助的に吐出する場合
とがある。また、エアー５、固結用液３を吐出する回転
混練軸４は地盤の状態に応じて任意に設定できる。

【００３２】上記実施例においては、多軸掘削機を使用
する場合に下孔１を形成しようとするソイル硬化体とほ
ぼ同じ深さとした例を示したが、下孔１の深さを形成し
ようとするソイル硬化体よりも浅く形成してもよい。こ
の場合は、形成しようとするソイル硬化体の径よりも小
径の複数の下孔１を形成し、この下孔１内に固結用液３
を入れ、その後、複数の下孔１内に多軸掘削機の複数の
回転混練軸４を挿入し、下孔１をガイドとしながら複数
の下孔１の上端部から下端部まで外周地盤２ｂを掘削す
ると共に掘削土砂と固結用液３とを攪拌混合し、回転混
練軸４が下孔１の下方に至ると、引き続いて回転混練軸
４により下孔１の下方地盤２ａを掘削すると共に掘削土
砂と固結用液３とを攪拌混合し、引き上げ工程を経て複
数の柱状のソイル固結体が連続する連続地下壁を形成す
ることができるものである。この場合、固結用液３を補
助的に使用するか、使用しないか、あるいはエアー５を
使用するか、しないかは上記実施例と同様に任意に選択
できるものであるが、下方地盤２ａの掘削時には固結用
液３を補助的に使用するかあるいはエアー５を噴射する
のが好ましい。

【００３３】ところで、本発明の上記いずれの実施例に
おいても、複数の下孔１を利用してソイル硬化体に用い
る設計で求めた量（又はほぼ対応した量）の固結用液３
を後工程における回転混練軸４による掘削及び攪拌混合
の前にあらかじめ下孔１に入れるものであるから、使用
する固結用液３の全部又は大部分を下孔１にあらかじめ
入れる固結用液３の量で管理できるものである。つま
り、下孔１の上端まで固結用液を入れたり、あるいは下
孔１から任意の下方位置まで固結用液を入れることで使
用する固結用液の管理ができる（浅いトレンチを地表に
形成し、このトレンチの溝底に一定間隔で下孔１を形成
する場合は、下孔１の上端まで固結用液３を入れたり、
あるいは下孔１から任意の下方位置まで固結用液３を入
れたり、あるいはトレンチの任意の深さまで固結用液３
を入れて管理できる）ものである。そして、これは例え
ば定規を用いたり、あるいは目視により下孔１のどこま
で固結用液３が入ったかにより管理できる。したがっ
て、後工程における回転混練軸４による掘削及び攪拌混
合が、上記固結用液３の管理に影響されない。このた
め、後工程における回転混練軸４で掘削及び攪拌混合す
る場合の回転混練軸４の上下方向の移動速度を地盤２の
状態に応じて自由に選択でき、また、回転混練軸４の上
下移動を何度も繰り返しながら攪拌混合を行うとうこと
も自由にできて地盤の状態に応じて掘削、攪拌混合が良
好にできるものである。この場合、回転混練軸４の掘削
時に固結用液３を補助的に吐出するものにおいても、使
用する固結用液３の大部分は下孔１に入れた固結用液の
量で管理できるものであり、この結果、固結用液３の管
理が容易に行え、地盤２の状態による回転混練軸の上下
方向の移動速度の違いによる吐出される固結用液３の量
の違いは、全体の固結用液の量に占める割合が小さく、
したがって、泥土として排出されるものが生じてもその
量を少なくすることができるものである。

【００３４】なお、上記したいずれの実施例において
も、必要に応じてソイル硬化体内にＨ鋼あるいはその他
の応力材を挿入するようにしてもよいのはもちろんであ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明にあって
は、叙述のように、形成しようとするソイル硬化体の径
よりも径の小さい下孔を地盤に無水削孔により形成する
と共に下孔の削孔により生じた掘削土砂を地上に排出除
去し、下孔に固結用液を入れ、その後、下孔の外周地盤
を掘削して該掘削土砂と固結用液とを攪拌混合するの
で、ソイル硬化体の形成に当たって使用する固結用液の
全部又は大部分を下孔にあらかじめ入れる固結用液の量
で管理できるものであり、使用する固結用液の量が回転
混練軸の上下方向の移動速度に関係なく、簡単且つ確実
に管理できるものである。このように使用する固結用液
の量が回転混練軸の上下方向の移動速度に関係なく、簡
単且つ確実に管理できるので、回転混練軸により下孔の
下方地盤の掘削、攪拌混合に当たって、地盤に応じて任
意に回転混練軸の上下移動速度を変えることができて、
地盤の状態に応じて掘削、攪拌混合ができるものであ
る。また、ソイル硬化体の形成に当たって使用する固結
用液の全部又は大部分を下孔にあらかじめ入れる固結用
液の量で管理できるので、固結用液又は固結用液と掘削
土砂とが混合した泥土が地上に溢れないように、あるい
は溢れても少量ですむようにでき、産業廃棄物としての
処理する必要がないか、あるいは処理する必要があると
してもごく少量の処理ですむものであり、使用する固結
用液の無駄がない点、及び、産業廃棄物としての処理が
無いかまたは処理するとしてもごく少量である点でコス
トダウンがはかれるものである。また、下孔にあらかじ
め入れて下孔の外周地盤の崩壊防止の役目をする固結用
液をそのまま下孔の下方地盤の掘削土砂と攪拌混合して
ソイル硬化体を形成するための材料として利用するの
で、崩壊防止の液又は該液と混合した泥土を地上に大量
に溢れさせることなく目的とするソイル硬化体を形成で
きるものである。また、回転混練軸により下孔の外周地
盤を掘削するので、該掘削工程及び掘削土砂と下孔内に
あらかじめ入れている固結用液との攪拌混合に当たり、
回転混練軸を回転するのに小さなトルクでよく、また、
下孔の上下方向の全長にわたり、外周地盤を掘削しなが
ら下孔に入れている固結用液と攪拌混合することにな
り、上下方向の全長にわたり均一に掘削土砂と固結用液
との攪拌混合ができるものである。

【００３６】また、請求項２記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、下孔を、形成し
ようとするソイル硬化体の深度とほぼ同じ程度の深度に
するので、形成されるソイル硬化体はほぼ全長にわたり
下孔の外周地盤を掘削して得られた掘削土砂と下孔内に
入れた固結用液とが均一に攪拌混合されたものとなり、
全長にわたり小さな回転トルクで回転混練軸を回転して
良好に掘削及び攪拌混合ができるものである。

【００３７】また、請求項３記載の発明にあっては、上
記請求項１記載の発明の効果に加えて、下孔を、形成し
ようとするソイル硬化体の深度よりも浅く形成し、下孔
に固結用液を入れ、その後、下孔の外周地盤及び下孔の
下方地盤を形成しようとするソイル硬化体の深さまで掘
削して固結用液と下孔の外周地盤及び下方地盤の掘削土
砂とを攪拌混合するので、地上に泥土を排出することな
く（あるいは排出するとしてもごく少量）、深さの深い
ソイル硬化体が簡単に形成できるものである。

【００３８】また、請求項４記載の発明にあっては、上
記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削するに当
たり、掘削に使用する回転混練軸から固結用液を出さず
に掘削するので、下孔に入れた固結用液を管理するのみ
で使用する固結用液の管理ができて、固結用液の管理が
より簡単且つ正確に行えるものである。

【００３９】また、請求項５記載の発明にあっては、上
記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、下記のような効果を有している。すなわち、
下孔にあらかじめ固結用液を入れて、この下孔にあらか
め入れた使用する固結用液の大部分の管理を行うように
し、下孔の下方地盤の掘削及び攪拌混合する場合、どう
しても下方地盤の下方位置において固結用液が不足しが
ちになるが、下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削するに
当たり、掘削に使用する回転混練軸から固結用液を噴出
しながら掘削するので、下位位置においても固結用液が
不足しがちになるのを防止でき、上下方向の各部におい
て良好に掘削土砂と固結用液とが攪拌混合したソイル硬
化体を形成することができるものである。

【００４０】また、請求項６記載の発明にあっては、上
記請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削する際に
回転混練軸からエアーを噴射しながら掘削土砂と固結用
液とを攪拌混合するので、エアーにより外周地盤の掘削
又は下方地盤の掘削を容易にし、また、エアーにより掘
削土砂と固結用液との攪拌混合を効果的に行うことがで
き、しかも、この際に、回転混練軸の上下方向の移動速
度が上記固結用液の管理に影響されず（または殆ど影響
されず）、地盤の状態に応じてエアーの噴出量が異なり
（つまり地盤の状態に応じて回転混練軸の上下方向の移
動速度が違うとその位置におけるエアーの噴出量が異な
る）、固結用液の管理に影響されず地盤の状態に応じて
下孔の下方地盤の掘削を容易にし、攪拌混合効率を容易
にできるものであり、また、エアーが上昇することでエ
アーにより下方の掘削土砂が上方に移行させれらて攪拌
混合されることになり、上下方向において掘削土砂と固
結用液とを良好に攪拌混合できることになる。

【００４１】また、請求項７記載の発明にあっては、上
記請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の発明の効果
に加えて、回転混練軸が複数本並んだ多軸であり、隣り
合う回転混練軸の回転軌跡が平面視で一部重複するもの
を用いるので、ソイル固結体が連続する連続地下壁を泥
土の地上における処分をしなくて良いかまたは処分量を
極端に少なくして施工できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施例における下孔の形成及
び下孔への固結用液を入れる工程を示す説明図である。

【図２】同上の下孔の形成及び下孔への固結用液を入れ
る工程を示す他の実施例の説明図である。

【図３】同上の下孔の外周地盤の掘削及び攪拌混合工程
を示す説明図である。

【図４】同上の下孔の外周地盤の掘削及び攪拌混合工程
において固結用液を補助的に噴出して施工している状態
の説明図である。

【図５】同上のエアーを噴出して施工している状態の説
明図である。

【図６】同上の固結用液を補助的に噴出することとエア
ーを噴出することを併用した例を示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例を示し、下孔の外周地盤及
び下方地盤を掘削する場合の例を示す説明図である。

【図８】多軸掘削機を用いて施工する場合の一例を示す
一連の工程を示す説明図である。

【図９】従来例の問題点を説明する説明図である。

【符号の説明】

１下孔２地盤２ａ下方地盤２ｂ外周地盤３固結用液４回転混練軸５エアー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原地盤の土砂と固結用液とを混合して地
盤中にソイル硬化体を形成するソイル硬化体の形成方法
において、形成しようとするソイル硬化体の径よりも径
の小さい下孔を地盤に無水削孔により形成すると共に下
孔の削孔により生じた掘削土砂を地上に排出除去し、下
孔に固結用液を入れ、その後、下孔の外周地盤を掘削し
て該掘削土砂と固結用液とを攪拌混合することを特徴と
するソイル硬化体の形成方法。
【請求項２】下孔を、形成しようとするソイル硬化体
の深度とほぼ同じ程度の深度にすることを特徴とする請
求項１記載のソイル硬化体の形成方法。
【請求項３】下孔を、形成しようとするソイル硬化体
の深度よりも浅く形成し、下孔に固結用液を入れ、その
後、下孔の外周地盤及び下孔の下方地盤を形成しようと
するソイル硬化体の深さまで掘削して固結用液と下孔の
外周地盤及び下方地盤の掘削土砂とを攪拌混合すること
を特徴とする請求項１記載のソイル硬化体の形成方法。
【請求項４】下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削する
に当たり、掘削に使用する回転混練軸から固結用液を出
さずに掘削することを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載のソイル硬化体の形成方法。
【請求項５】下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削する
に当たり、掘削に使用する回転混練軸から固結用液を噴
出しながら掘削することを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載のソイル硬化体の形成方法。
【請求項６】下孔の外周地盤乃至下方地盤を掘削する
際に回転混練軸からエアーを噴射しながら掘削土砂と固
結用液とを攪拌混合することを特徴とする請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載のソイル硬化体の形成方法。
【請求項７】回転混練軸が複数本並んだ多軸であり、
隣り合う回転混練軸の回転軌跡が平面視で一部重複する
ものを用いることを特徴とする請求項４又は請求項５又
は請求項６記載のソイル硬化体の形成方法。