JP3399666B2 - 地盤改良工法およびそれに用いる地盤改良装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、砂地盤等の軟
弱な地盤を改良するに際して用いて好適な地盤改良工法
およびそれに用いる地盤改良装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、石灰、セメント等の固化
材をスラリー状に調製し、これらのスラリーを地盤内の
土と攪拌・混合することにより、固化材スラリーの水和
反応，この水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイ
オン交換作用，あるいはポゾラン反応等を主体とする化
学的固結反応を利用して土を化学的に固化させて、地盤
内に改良杭を造成することによって地盤を改良する地盤
改良工法がある。

【０００３】従来、この地盤改良工法では、図７に示す
ような、杭打ち機をベースとした地盤改良装置１が用い
られている。地盤改良装置１は、本体２に設けられた支
持柱３に、攪拌ロッド４がその軸周りに回転自在に支持
され、この攪拌ロッド４の下端部に、地盤Ｇ内の土の攪
拌を行う攪拌翼５と、地盤Ｇ内の土を掻き進むためのア
ースオーガ６と、図示しない固化材供給手段から固化材
スラリーを地盤Ｇ中に供給するための吐出口７とが設け
られた概略構成となっている。

【０００４】そして、このような地盤改良装置１を用い
て地盤Ｇを改良するには、まず、地盤Ｇに攪拌ロッド４
を回転させながら貫入し、アースオーガ６で地盤Ｇ内を
所定の深さまで掻き進む。次に、固化材供給手段によっ
て、固化材スラリーを攪拌ロッド４の下端部の吐出口７
から噴出させる。そして、攪拌ロッド４を引き上げなが
ら、噴出させた固化材スラリーと地盤Ｇの土とをアース
オーガ６および攪拌翼５で攪拌することによって、土を
固化させて地盤Ｇ内に円柱状の改良杭を造成する。

【０００５】そして、地盤Ｇ上に構築する構造物あるい
は地盤Ｇの利用目的にあわせて、このような改良杭を、
単独、あるいはブロック状，格子状，連壁状等に造成し
て地盤Ｇを改良していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の地盤改良工法には、以下のような問題が
存在する。すなわち、固化材として石灰、セメント等を
用いていたため、図８に示すように、固化材スラリーを
混合した後の地盤Ｇ’の比重が、改良前の地盤Ｇの比重
よりも大きくなっていた。このため、改良後の地盤Ｇ’
が沈下してしまうことがあるという問題が生じる。ま
た、このような問題を回避するため、地盤Ｇ’を、いわ
ゆるフローティング基礎タイプとすることも考えられる
が、このような場合でも、施工の途中において沈下が発
生してしまうことがある。また、改良後の地盤Ｇ’の一
軸圧縮強度は、固化材が固化したとき以上の強度とする
ことができないという問題もあった。本発明は、以上の
ような点を考慮してなされたもので、改良後あるいは施
工中の地盤の沈下を防ぎ、また、地盤の強度を高めるこ
とのできる地盤改良工法およびそれに用いる地盤改良装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
地盤の土砂に固化材を混合することによって土砂を固化
させて地盤を改良するに際して、改良すべき地盤の土砂
よりも比重の小さな添加材を固化材とは別に圧送して地
盤中に噴出させることにより、その添加材を土砂および
固化材に混入させてそれらを攪拌混合することを特徴と
している。

【０００８】請求項２に係る発明は、地盤の土砂に固化
材を混合することによって土砂を固化させて地盤を改良
するに際して、該固化材で固化させた土砂よりも高い強
度を有する添加材を固化材とは別に圧送して地盤中に噴
出させることにより、その添加材を土砂および固化材に
混入させてそれらを攪拌混合することを特徴としてい
る。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１記載の地
盤改良工法に適用する地盤改良装置であって、先端部に
地盤を攪拌する攪拌翼を備えるとともに、軸線回りに回
転自在でかつ該軸線方向に移動自在とされた攪拌ロッド
と、前記攪拌翼の近傍に吐出口を備えて該吐出口から地
盤中の土砂に固化材を供給する固化材供給機構と、該固
化材供給機構とは別に独立して、前記攪拌翼の近傍に吐
出口を備えて該吐出口から地盤中の土砂に添加材を噴出
させて供給する添加材供給機構とが備えられ、前記添加
材供給機構には、コンプレッサーによる圧縮空気流によ
り添加材を圧送する圧送手段が備えられていることを特
徴としている。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項２記載の地
盤改良工法に適用する地盤改良装置であって、先端部に
地盤を攪拌する攪拌翼を備えるとともに、軸線回りに回
転自在でかつ該軸線方向に移動自在とされた攪拌ロッド
と、前記攪拌翼の近傍に吐出口を備えて該吐出口から地
盤中の土砂に固化材を供給する固化材供給機構と、該固
化材供給機構とは別に独立して、前記攪拌翼の近傍に吐
出口を備えて該吐出口から地盤中の土砂に添加材を噴出
させて供給する添加材供給機構とが備えられ、前記添加
材供給機構には、コンプレッサーによる圧縮空気流によ
り添加材を圧送する圧送手段と、該圧送手段により圧送
された添加材を前記吐出口から噴出させるスクリューコ
ンベアとが備えられていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、地盤を改良するに際
して、改良すべき地盤の土砂よりも比重の小さな添加材
を固化材とは別に圧送して地盤中に噴出させることによ
り、その添加材を土砂および固化材に混入させて攪拌混
合する構成とした。これにより、固化材と添加材とが混
合された地盤の土砂の比重を、従来の固化材のみを混合
していたときの比重よりも小さくすることができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、地盤を改良する
に際して、固化材で固化させた土砂よりも高い強度を有
する添加材を固化材とは別に圧送して地盤中に噴出させ
ることにより、その添加材を土砂および固化材に混入さ
せてそれらを攪拌混合する構成とした。このようにし
て、例えば鋼材の端材等を添加材として混入させること
によって、この添加材を補強材とすることができ、固化
材と添加材とが混合されて改良された地盤の強度を、従
来の固化材のみを混合していたときよりも高めることが
可能となる。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
地盤改良工法に適用する地盤改良装置として、先端部に
攪拌翼を備えた攪拌ロッドと、攪拌翼の近傍に吐出口を
備えた固化材供給機構と、固化材供給機構とは別に独立
して、攪拌翼の近傍に吐出口を備えて添加材を供給する
添加材供給機構とを備える構成とした。これにより、攪
拌ロッドを回転させつつ地盤に貫入させていき、固化材
供給機構で地盤中に吐出した固化材と、添加材供給機構
で地盤中に供給した添加材とを、攪拌翼で地盤中の土砂
に混合させることにより、土砂を固化させて地盤を改良
することができる。このとき、添加材に、例えば、地盤
中の土砂よりも比重の小さいもの、例えば発泡スチロー
ル，廃プラスチック，軽量骨材等、を用いれば、従来固
化材のみを混合することによって構築していたときより
も、改良後の地盤の比重を小さくすることができる。ま
た、添加材供給機構には、コンプレッサーによる圧縮空
気流によって添加材を圧送する圧送手段を備える構成と
したので、添加材として例えば発泡スチロール等の軽量
なものを用いた場合にも、攪拌翼の近傍に位置する吐出
口から地盤の土砂中に添加材を確実に供給することがで
きる。さらには、固化材供給機構と添加材供給機構とを
別々に設ける構成としたので、固化材と添加材とを別々
に供給することができる。これにより、比重の大きく異
なる固化材と添加材とを混合して送給するときに、固化
材と添加材とが分離するのを防ぐことができる。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
地盤改良工法に適用する地盤改良装置として、先端部に
攪拌翼を備えた攪拌ロッドと、攪拌翼の近傍に吐出口を
備え固化材供給機構と、固化材供給機構とは別に独立し
て、攪拌翼の近傍に吐出口を備えて添加材を供給する添
加材供給機構とを備える構成とした。これにより、攪拌
ロッドを回転させつつ地盤に貫入させていき、固化材供
給機構で地盤中に吐出した固化材と、添加材供給機構で
地盤中に供給した添加材とを、攪拌翼で地盤中の土砂に
混合させることにより、土砂を固化させて地盤を改良す
ることができる。 このとき、添加材として例えば鋼材の
端材等、固化材で固化させた土砂よりも高い強度を有す
るものを用いれば、従来固化材のみを混合することによ
って構築していたときよりも、改良後の地盤の強度を高
めることができる。 また、添加材供給機構には、コンプ
レッサーによる圧縮空気流により添加材を圧送する圧送
手段と、圧送手段により圧送された添加材を吐出口から
噴出させるスクリューコンベアとを備える構成としたの
で、攪拌翼の近傍に位置する吐出口から地盤の土砂中に
添加材を確実に供給することができる。 さらには、固化
材供給機構と添加材供給機構とを別々に設ける構成とし
たので、固化材と添加材とを別々に供給することができ
る。これにより、比重の大きく異なる固化材と添加材と
を混合して送給するときに、固化材と添加材とが分離す
るのを防ぐことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図面に示す第一および第二実
施例を参照して説明する。 ［第一実施例］ここで、第一実施例においては、固化材
に添加する添加材として発泡スチロールを用いる場合の
例を用いて説明する。図１ないし図４は、本発明に係る
地盤改良装置を示すものである。図１に示すように、地
盤改良装置１０は、移動用の無端キャタピラー１１ａを
備えた本体１１の前方に支持柱１２が垂設され、この支
持柱１２に、地盤Ｇを削孔，攪拌するための削孔・攪拌
機構１３が備えられた構成となっている。

【００１６】図２に示すように、削孔・攪拌機構１３
は、二本の攪拌ロッド１４，１４と、一本の添加材圧送
パイプ（添加材圧送機構）１５とを備えた構成とされて
いる。

【００１７】攪拌ロッド１４，１４は、それぞれ、その
上端部が、駆動モータ（駆動源）１６の減速機１７に接
続されて支持されており、この駆動モータ１６の駆動に
より、減速機１７を介して、各攪拌ロッド１４が軸線回
りに回転駆動されるようになっている。そして、駆動モ
ータ１６および減速機１７は、支持柱１２（図１参照）
に沿って上下動自在に設けられており、これによって攪
拌ロッド１４，１４が上下動自在な構成となっている。
また、攪拌ロッド１４，１４の下端部には干渉バンド１
８が設けられており、これらの離間間隔を保つようにな
っている。

【００１８】このような各攪拌ロッド１４の外周面に
は、攪拌した土砂を排出するため、一定の外径を有して
螺旋状に連続するスパイラル翼１９，１９，…が、干渉
バンド１８よりも上側に形成されている。

【００１９】また、各攪拌ロッド１４の下端部には、攪
拌翼２０，２１が設けられている。これら攪拌翼２０，
２１は、平面視、互いに直交するように設けられてい
る。また、下端側の攪拌翼２１の先端には、効率よく地
盤Ｇを掻き回すための図示しないビットが設けられてい
る。

【００２０】そして、攪拌翼２１の翼元には、固化材、
例えばセメントスラリー等を吐出するための吐出口２２
が設けられている。この吐出口２２には、攪拌ロッド１
４内を通るスラリーホース２３の一端が接続されてい
る。そして、このスラリーホース２３の他端は、固化材
を送給するために本体１１（図１参照）に設けられたス
ラリー製造装置２４に接続されている。

【００２１】スラリー製造装置２４は、セメントサイロ
２５からセメント計量器２６を通って供給されるセメン
トと、水タンク２７から水計量器２８を通って供給され
る水とを、ミキサー２９で混練してセメントスラリーを
製造し、アジテータ３０でこれを貯蔵するようになって
いる。

【００２２】上記した、吐出口２２，スラリーホース２
３，スラリー製造装置２４から固化材供給機構３２が構
成されている。そして、この固化材供給機構３２では、
必要に応じて、スラリー製造装置２４で製造したセメン
トスラリーをスラリー供給ポンプ３１，３１で送り出
し、これをスラリーホース２３を通して吐出口２２から
噴出させる構成となっている。

【００２３】前記添加材圧送パイプ１５は、筒状で、そ
の下端部が攪拌ロッド１４，１４の攪拌翼２０，２０の
近傍に位置するよう設けられている。図３に示すよう
に、添加材圧送パイプ１５の下端部には、逆止弁（吐出
口）３３が備えられている。

【００２４】逆止弁３３は、添加材圧送パイプ１５の下
端の開口部を開閉する弁３４と、この弁３４を上下動自
在に保持するため添加材圧送パイプ１５の内面に設けら
れたシャフトガイド３５と、弁３４を上方に向けて付勢
するスプリング３６とから構成されている。弁３４は、
シャフト３４ａの下部に、その径が漸次拡大する略円錐
状（コーン型）の弁部３４ｂが形成された形状とされ、
シャフト３４ａの上部には、スプリング３６をシャフト
ガイド３５との間で保持するための凸部３４ｃが形成さ
れた形状をなしている。

【００２５】このような構成の逆止弁３３は、通常時、
スプリング３６の付勢力によって弁３４が添加材圧送パ
イプ１５の開口部を閉塞した状態となっている。そし
て、後述する添加材圧送装置（添加材供給機構）４０か
ら送給される圧縮空気の圧力が一定以上になると、この
圧力によって弁３４が降下し、添加材圧送パイプ１５の
開口部が開くようになっている。そして、前記圧縮空気
の圧力が一定以下に低下すると、スプリング３６の付勢
力によって弁３４が上昇し、添加材圧送パイプ１５の開
口部が再び閉塞するようになっている。

【００２６】図２に示したように、添加材圧送パイプ１
５に添加材を圧送する添加材圧送装置４０は、圧送ホー
ス４１を介して添加材圧送パイプ１５に接続されてい
る。この添加材圧送装置４０は、産業廃棄物である例え
ば発泡スチロール等の添加材を、所定の大きさ以下の粒
径に破砕する破砕機４２と、破砕した添加材を貯留する
貯留タンク４３と、貯留した添加材を圧送ホース４１に
送出するための圧送機構（圧送手段）４４とを備えた構
成とされている。

【００２７】図４に示すように、貯留タンク４３内に
は、貯留した添加材を掻き落として貯留タンク４３内で
のブリージングを防ぐ羽根車４５と、貯留タンク４３か
らの添加材の供給量を調整するロータリーバルブ４６と
が備えられている。

【００２８】圧送機構４４は、圧縮空気を送給するコン
プレッサー（圧送手段）４７（図２参照）を上流側に備
えた圧送管４８の上面に開口部４８ａが形成され、貯留
タンク４３の下端部から延びる供給管４９がこの開口部
４８ａに接続された構成となっている。そして、供給管
４９の下端部４９ａは、圧送管４８の径方向中央部に配
置され、かつ圧送管４８内の圧縮空気の流れ方向下流側
（図４において左側）に向けて折曲された構成となって
いる。

【００２９】このような圧送機構４４では、コンプレッ
サー４７から圧送管４８内に圧縮空気を送給すると、そ
の流速により圧送管４８内の圧力が下がって負圧が発生
する。この負圧によって貯留タンク４３内の添加材が供
給管４９を介して圧送管４８内に取り込まれるようにな
っている。そして、圧送管４８内に取り込まれた添加材
は、圧縮空気によって圧送ホース４１を介して添加材圧
送パイプ１５に圧送されるようになっている。

【００３０】次に、上記のような構成の地盤改良装置１
０を用いて行う地盤改良工法について説明する。まず、
地盤Ｇの所定の箇所に、攪拌ロッド１４，１４を位置決
めする。次に、駆動モータ１６で攪拌ロッド１４，１４
を回転駆動させることによって、攪拌翼２０，２１を回
転させつつ、自重によって、削孔・攪拌機構１３を地盤
Ｇに貫入させていく。このとき、図１に示したように、
本体１１に備えた引き抜きウインチ５０で、削孔・攪拌
機構１３を吊持するワイヤー５１を繰りだしていく。

【００３１】このようにして、攪拌翼２０，２１で地盤
Ｇを所定の深さまで削孔した時点で、本体１１に備えた
引き抜きウインチ５０でのワイヤー５１の繰り出しを停
止させて、削孔・攪拌機構１３の下降を停止させる。そ
して、スラリー製造装置２４のアジテータ３０に貯蔵さ
れているセメントスラリーを、スラリー供給ポンプ３１
で各攪拌ロッド１４の吐出口２２から地盤Ｇ中に吐出さ
せる。

【００３２】このようにセメントスラリーを吐出させつ
つ、引き抜きウインチ５０でのワイヤー５１の繰り出し
を再開して削孔・攪拌機構１３をさらに下降させ、攪拌
翼２０，２１による削孔を続行する。このとき、吐出口
２２から吐出されたセメントスラリーは、攪拌翼２０，
２１により地盤Ｇ中の土砂に攪拌・混合される。また、
攪拌ロッド１４，１４に設けられたスパイラル翼１９，
１９により、地盤Ｇ中に供給するセメントスラリーおよ
び添加材の量に見合った体積の土砂を地上に排出し、こ
れによって地盤Ｇの側方変位を防止するようになってい
る。

【００３３】この後、攪拌翼２１，２１が、所定の深さ
あるいは掘進不能な深さにまで達したら、引き抜きウイ
ンチ５０でのワイヤー５１の繰り出しを停止させて、削
孔・攪拌機構１３の下降を停止させる。続いて、駆動モ
ータ１６の回転方向を切り替え、攪拌ロッド１４，１４
を逆転させる。そして、攪拌ロッド１４，１４を回転さ
せたままの状態でセメントスラリーを吐出口２２，２２
から地盤Ｇ中に一定時間噴出させて先端処理を行う。

【００３４】先端処理が終了したら、添加材圧送装置４
０のコンプレッサー４７から圧縮空気を圧送管４８，圧
送ホース４１に送給する。すると、図４に示したよう
に、この圧縮空気によって圧送管４８内に発生する負圧
により、貯留タンク４３内に貯留された添加材は、供給
管４９を通って圧送管４８内に吸い出され、圧縮空気の
流れにのって圧送されていく。そして、図３に示したよ
うに、圧縮空気の圧力が一定圧力以上に達すると、この
圧力により逆止弁３３の弁３４が開くので、ここから添
加材が地盤Ｇ中に噴出される。このとき、弁３４は、略
円錐状をなしているので、噴出された添加材は拡散する
ようになっている。なお、地盤Ｇ中に送り込まれた圧縮
空気は、攪拌ロッド１４，１４のスパイラル翼１９，１
９に沿って地上に抜けるようになっている。また、この
スパイラル翼１９，１９によって、地盤Ｇ中に噴出され
た比重の軽い添加材の地上への浮き上がりも防止するよ
うになっている。

【００３５】このようにして、地盤Ｇ中に添加材を噴出
させつつ、引き抜きウインチ５０でワイヤー５１を巻き
上げて攪拌ロッド１４，１４を引き上げていき、攪拌翼
２０，２１によって、添加材を地盤Ｇ中の土砂、および
既に地盤Ｇ中に混合したセメントスラリーと攪拌混合す
る。

【００３６】上記のようにして、地盤Ｇ中に吐出されて
土砂と攪拌混合されたセメントスラリーの水和反応，こ
の水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイオン交換
作用，あるいはポゾラン反応等を主体とする化学的固結
反応によって、土が化学的に固化し、これによって地盤
Ｇ中に円柱状の改良杭が造成される。

【００３７】この後、上記の工程を繰り返して、所定の
位置に所定本数の改良杭を造成していくことにより、地
盤Ｇの改良が完了する。

【００３８】上述した地盤改良工法では、地盤Ｇを改良
するに際して、セメントスラリーに、例えば発泡スチロ
ール等、改良すべき地盤Ｇの土砂よりも比重の小さな添
加材を混入させる構成とした。これにより、セメントス
ラリーと添加材とが混合された改良後の地盤Ｇの比重
を、従来のセメントスラリーのみを混合したときの比重
に比較して低減することができる。この結果、改良後お
よび施工中の地盤Ｇの沈下を防止することが可能とな
る。しかも、添加材として、前記したように例えば発泡
スチロール等の産業廃棄物を用いるようにすれば、資源
の再利用にもなり、廃棄物を削減することが可能とな
る。

【００３９】また、上述した地盤改良装置１０は、先端
部に攪拌翼２０，２１を備えた攪拌ロッド１４，１４
と、セメントスラリーを吐出させる固化材供給機構３２
と、添加材を吐出させる添加材圧送装置４０とを備える
構成とされている。これにより、地盤Ｇ中の土砂を攪拌
しつつ、地盤Ｇ中にセメントスラリーと添加材とを混合
させることにより、土砂を固化させて地盤Ｇを改良する
ことができる。このとき、固化材供給機構３２と添加材
圧送装置４０とを別々に設け、それぞれ別々の吐出口２
２と逆止弁３３とから、セメントスラリーと添加材とを
それぞれ吐出させる構成とされているので、これらを混
ぜることなく別々に供給することができる。これによ
り、比重の大きく異なるセメントスラリーと添加材と地
盤Ｇ中に均一に供給して、地盤Ｇを均質に改良すること
ができる。また、添加材圧送パイプ１５が、攪拌ロッド
１４，１４とは別に独立して設けられているので、その
管径を、使用する添加材の量や粒径等に応じて任意に設
定することができ、これによって添加材圧送パイプ１５
内での添加材の詰まり等を防止することができ、また、
そのメンテナンスも容易に行うことができる。

【００４０】さらに、添加材圧送装置４０には、圧送機
構４４が備えられて、添加材を圧送する構成とされてい
る。これにより、添加材に、例えば発泡スチロール等の
軽量なものを用いた場合にも、逆止弁３３から地盤Ｇの
土砂中に添加材を確実に供給することができる。

【００４１】なお、上述した第一実施例では、添加材に
発泡スチロールを用い、これを添加材圧送装置４０に備
えた破砕機４２で所定の大きさ以下に破砕する構成とし
たが、これ以外のものであっても、地盤Ｇ中の土砂より
も比重が小さく、かつ破砕機４２で破砕することによっ
て添加材として用いることができるのであれば、例えば
廃プラスチックや使用済の漁網を小さく破断したものな
ど、他のものを用いてもよい。

【００４２】［第二実施例］次に、本発明の第二実施例
として、固化材に添加する添加材として、地盤を補強す
るため、例えば樹脂で被覆した鋼材を用いる場合の例を
用いて説明する。なお、以下の説明においては、上記第
一実施例と同様の構成については同じ符号を付して、そ
の説明を省略する。図５に示すように、地盤改良装置６
０は、図２に示した第一実施例の地盤改良装置１０とほ
ぼ同様の構成とされており、添加材圧送装置４０’に、
地盤改良装置１０の破砕機４２（図２参照）を備えてい
ない点、および、添加材圧送パイプ１５に代えて、内部
にスパイラル状のスクリュー５９ａを具備したスクリュ
ーコンベア（添加材圧送機構）５９が備えられている点
のみが異なっている。

【００４３】このような地盤改良装置６０を用いて地盤
Ｇを改良するに際しては、以下に示すような添加材を用
いる。図６（ａ）または（ｂ）に示すように、補強材
（添加材）６１あるいは６２は、いずれも、例えば使用
済の電線，ケーブル等、廃棄物である鋼材を一定長に切
断して形成した端材６３が、例えば塩化ビニール等の樹
脂からなる被覆材６４あるいは６５によって覆われた構
成とされている。

【００４４】次に、上記のような地盤改良装置６０およ
び補強材６１あるいは６２を用いた地盤改良工法につい
て説明する。この工法においては、上記第一実施例とほ
ぼ同様に、攪拌ロッド１４，１４を地盤Ｇに所定深さま
で貫入させていき、固化材供給機構３２でセメントスラ
リーを吐出口２２，２２から地盤Ｇ中に吐出させつつ、
これを攪拌翼２０，２１で地盤Ｇ中の土砂に攪拌混合さ
せる。そして、その後、攪拌ロッド１４，１４を引き上
げつつ、添加材圧送装置４０’で補強材６１あるいは６
２を逆止弁３３から吐出させ、これを攪拌翼２０，２１
で攪拌混合することによって、地盤Ｇ中に改良杭を造成
する。

【００４５】ただし、補強材６１あるいは６２を添加材
圧送装置４０’で供給するに際しては、補強材６１ある
いは６２を予め工場等で所定の形状に形成しておき、現
場においてはこれをそのまま貯留タンク４３内に入れれ
ばよい。すると、この補強材６１あるいは６２は、前記
第一実施例と同様に、圧送管４８内を圧縮空気によって
圧送された後、スクリューコンベア５９のスクリュー５
９ａによって下方に送られて、弁３４から噴出される。

【００４６】上述した地盤改良工法では、地盤Ｇを改良
するに際して、セメントスラリーに、鋼材の端材６３を
芯材とした補強材６１あるいは６２を混入させる構成と
した。これにより、改良後の地盤Ｇの強度を、従来セメ
ントスラリーのみで改良したものに比較して高めること
ができる。したがって、このようにして改良した地盤Ｇ
を、建築物の基礎や擁壁の基礎等、偏心荷重のかかる基
礎とする場合に、特に有効に適用することができる。ま
た、補強材６１，６２を混入させることにより、セメン
トの使用量を削減することもできる。しかも、補強材６
１，６２として、廃材である鋼材の端材６３を用いる構
成としたので、廃棄物を有効利用することが可能とな
る。さらには、補強材６１，６２が軽量なものであれ
ば、上記第一実施例と同様に、改良後および施工中の地
盤Ｇの沈下を防止することも可能となる。

【００４７】なお、上記第二実施例では、地盤改良装置
６０の添加材圧送装置４０’で、鋼材の端材６３を被覆
材６４，６５で被覆した構成の補強材６１，６２を地盤
Ｇ中に供給する構成としたが、これ以外のものであって
も、添加材圧送装置４０’でこれを圧送するに際して破
砕する必要がないものであれば、他のものを供給するよ
うにしてもよい。このとき、例えば、フライアッシュや
砂のような軽量骨材等、軽量なものを添加材として供給
すれば、上記第一実施例と同様の効果を奏することが可
能である。また、上記第一および第二実施例の地盤改良
工法では、地盤Ｇ中に造成する改良杭を円筒状の外径を
有するものとしたが、その形状については何ら限定する
ものではない。例えば、表層部を大径部とし、深層部を
小径部とした形状の改良杭や、大径部と小径部とが交互
に連続する形状の改良杭を造成するときに、本発明に係
る地盤改良工法および地盤改良装置を用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る地
盤改良工法によれば、地盤を改良するに際して、改良す
べき地盤の土砂よりも比重の小さな添加材を固化材とは
別に圧送して地盤中に噴出させることにより、その添加
材を土砂および固化材に混入させて攪拌混合する構成と
した。これにより、固化材と添加材とが混合された地盤
の土砂の比重を、従来の固化材のみを混合していたとき
の比重よりも小さくすることができる。この結果、施工
中および改良後の地盤の沈下を防止することが可能とな
る。しかも、添加材として例えば発泡スチロール，廃プ
ラスチック等の産業廃棄物や使用済の漁網等を用いるよ
うにすれば、資源の再利用にもなり、廃棄物を削減する
ことが可能となる。

【００４９】請求項２に係る地盤改良工法によれば、地
盤を改良するに際して、固化材で固化させた土砂よりも
高い強度を有する添加材を固化材とは別に圧送して地盤
中に噴出させることにより、その添加材を土砂および固
化材に混入させてそれらを攪拌混合する構成とした。こ
のようにして、例えば鋼材の端材等を添加材として混入
させることによって、固化材と添加材とが混合されて改
良された地盤の強度を、従来の固化材のみを混合してい
たときよりも高めることが可能となる。したがって、本
工法を、建築物の基礎や擁壁の基礎等、偏心荷重のかか
る基礎を構築するに際して、特に有効に適用することが
可能となる。

【００５０】請求項３に係る地盤改良装置によれば、請
求項１記載の地盤改良工法に適用する地盤改良装置とし
て、先端部に攪拌翼を備えた攪拌ロッドと、固化材供給
機構と、固化材供給機構とは別に設けられた添加材供給
機構とを備える構成とした。これにより、攪拌ロッドを
回転させつつ地盤に貫入させていき、固化材供給機構で
地盤中に吐出した固化材と添加材供給機構で地盤中に供
給した添加材とを地盤中の土砂に混合させることによ
り、土砂を固化させて地盤を改良することができる。こ
のとき、添加材に、地盤中の土砂よりも比重の小さいも
の、例えば発泡スチロール，廃プラスチック，軽量骨材
等を用いれば、従来固化材のみを混合することによって
構築していたときよりも比重の軽い改良地盤を造成する
ことができる。この結果、施工中および改良後の地盤の
沈下を防止することができる。また、添加材供給機構に
は、コンプレッサーによる圧縮空気流によって添加材を
圧送する圧送手段を備える構成としたので、添加材とし
て例えば発泡スチロール等の軽量なものを用いた場合に
も、攪拌翼の近傍に位置する吐出口から地盤の土砂中に
添加材を確実に供給することができる。また、固化材供
給機構と添加材供給機構とを別々に設ける構成としたの
で、固化材と添加材とを別々に供給することができ、比
重の大きく異なる固化材と添加材とを混ぜて供給した場
合に生じる、固化材と添加材とが分離するといった問題
が生じることなく、地盤を均質に改良することができ
る。さらには、固化材供給機構と添加材供給機構とを別
々に設けることにより、添加材供給機構の管径を、使用
する添加材の量や粒径等に応じて任意設定することがで
き、これによって圧送管内での詰まり等を防止すること
ができ、また、そのメンテナンスも容易に行うことが可
能となる。

【００５１】請求項４に係る地盤改良装置によれば、請
求項２記載の地盤改良工法に適用する地盤改良装置とし
て、先端部に攪拌翼を備えた攪拌ロッドと、固化材供給
機構と、固化材供給機構とは別に設けられた添加材供給
機構とを備える構成とした。これにより、攪拌ロッドを
回転させつつ地盤に貫入させていき、固化材供給機構で
地盤中に吐出した固化材と添加材供給機構で地盤中に供
給した添加材とを地盤中の土砂に混合させることによ
り、土砂を固化させて地盤を改良することができる。 こ
のとき、添加材として例えば鋼材の端材等、固化材で固
化させた土砂よりも高い強度を有するものを用いれば、
従来固化材のみを混合することによって構築していたと
きよりも、改良後の地盤の強度を高めることができ、強
固な地盤を造成することができる。 また、添加材供給機
構には、コンプレッサーによる圧縮空気流により添加材
を圧送する圧送手段と、該圧送手段により圧送された添
加材を前記吐出口から噴出させるスクリューコンベアと
を備える構成としたので、攪拌翼の近傍に位置する吐出
口から地盤の土砂中に添加材を確実に供給することがで
きる。また、固化材供給機構と添加材供給機構とを別々
に設ける構成としたので、固化材と添加材とを別々に供
給することができ、比重の大きく異なる固化材と添加材
とを混ぜて供給した場合に生じる、固化材と添加材とが
分離するといった問題が生じることなく、地盤を均質に
改良することができる。さらには、固化材供給機構と添
加材供給機構とを別々に設けることにより、添加材供給
機構の管径を、使用する添加材の量や粒径等に応じて任
意設定することができ、これによって圧送管内での詰ま
り等を防止することができ、また、そのメンテナンスも
容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤改良工法に用いる地盤改良装
置の一例を示す図であって、装置の概略を示す側面図で
ある。

【図２】前記地盤改良装置の要部を示す概略図である。

【図３】前記添加材供給機構の吐出口を示す正断面図で
ある。

【図４】前記添加材供給機構の一部を示す正断面図であ
る。

【図５】本発明に係る地盤改良工法に用いる地盤改良装
置の他の一例を示す図であって、該地盤改良装置の要部
を示す概略図である。

【図６】本発明に係る地盤改良工法に用いる添加材の例
を示す正面図および側面図である。

【図７】従来の地盤改良装置の一例を示す側面図であ
る。

【図８】従来の地盤改良工法で改良した地盤を示す立断
面図である。

【符号の説明】

１０，６０ 地盤改良装置 １４ 攪拌ロッド １５ 添加材圧送パイプ（添加材圧送機構） １６ 駆動モータ（駆動源） ２０，２１ 攪拌翼 ２２ 吐出口 ３３ 逆止弁（吐出口） ４０，４０’ 添加材圧送装置（添加材供給機構） ４４ 圧送機構（圧送手段） ５９ スクリューコンベア（添加材圧送機構） ６１，６２ 補強材（添加材） Ｇ 地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 純二 福岡県福岡市東区香椎台一丁目13ー23 (72)発明者 伊藤 澄雄 福岡県春日市松ヶ丘４ー76 (56)参考文献 特開 平６−228942（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−257169（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−255924（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−257135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268811（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−105208（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−27128（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12 102

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤の土砂に固化材を混合することによ
   って土砂を固化させて地盤を改良するに際して、改良す
   べき地盤の土砂よりも比重の小さな添加材を固化材とは
   別に圧送して地盤中に噴出させることにより、その添加
   材を土砂および固化材に混入させてそれらを攪拌混合す
   ることを特徴とする地盤改良工法。
2. 【請求項２】 地盤の土砂に固化材を混合することによ
   って土砂を固化させて地盤を改良するに際して、該固化
   材で固化させた土砂よりも高い強度を有する添加材を固
   化材とは別に圧送して地盤中に噴出させることにより、
   その添加材を土砂および固化材に混入させてそれらを攪
   拌混合することを特徴とする地盤改良工法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の地盤改良工法に適用する
   地盤改良装置であって、先端部に地盤を攪拌する攪拌翼
   を備えるとともに、軸線回りに回転自在でかつ該軸線方
   向に移動自在とされた攪拌ロッドと、前記攪拌翼の近傍
   に吐出口を備えて該吐出口から地盤中の土砂に固化材を
   供給する固化材供給機構と、該固化材供給機構とは別に
   独立して、前記攪拌翼の近傍に吐出口を備えて該吐出口
   から地盤中の土砂に添加材を噴出させて供給する添加材
   供給機構とが備えられ、前記添加材供給機構には、コン
   プレッサーによる圧縮空気流により添加材を圧送する圧
   送手段が備えられていることを特徴とする地盤改良装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の地盤改良工法に適用する
   地盤改良装置であって、先端部に地盤を攪拌する攪拌翼
   を備えるとともに、軸線回りに回転自在でかつ該軸線方
   向に移動自在とされた攪拌ロッドと、前記攪拌翼の近傍
   に吐出口を備えて該吐出口から地盤中の土砂に固化材を
   供給する固化材供給機構と、該固化材供給機構とは別に
   独立して、前記攪拌翼の近傍に吐出口を備えて該吐出口
   から地盤中の土砂に添加材を噴出させて供給する添加材
   供給機構とが備えられ、前記添加材供給機構には、コン
   プレッサーによる圧縮空気流により添加材を圧送する圧
   送手段と、該圧送手段により圧送された添加材を前記吐
   出口から噴出させるスクリューコンベアとが備えられて
   いることを特徴とする地盤改良装置。