特開 2022-18878 地盤改良方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022018878

(43)【公開日】2022-01-27

(54)【発明の名称】地盤改良方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20220120BHJP

   E02D 3/02 20060101ALI20220120BHJP

   C09K 17/06 20060101ALI20220120BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

E02D3/02 103

C09K17/06 P

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020122295

(22)【出願日】2020-07-16

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】520396500

【氏名又は名称】飯田 哲夫

(74)【代理人】

【識別番号】100125818

【弁理士】

【氏名又は名称】立原 聡

(72)【発明者】

【氏名】飯田 哲夫

【テーマコード（参考）】

2D040

2D043

4H026

【Ｆターム（参考）】

2D040AA06

2D040AB09

2D040CA03

2D040CA09

2D040CA10

2D040CD07

2D043CA01

2D043EA04

4H026CA02

4H026CA06

4H026CC02

4H026CC05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】地盤改良の目的を達成しながら、残置時の環境への懸念が少ない地盤改良構造物を地中に形成する地盤改良方法を提供する。
【解決手段】地盤改良方法は、地盤に形成された穴内に、地盤を所望の強度にするための地盤改良構造物を形成する地盤改良方法であって、穴の形成された地盤から採取された現地土と、粒径が均一ではない砂と、粉体粘土と、生石灰とを混合することによりセメント系固化材を含まない混合土を用意することと、混合された混合土を穴内で締め固めながら穴に充填することと、混合土に地盤から自然に水を吸収させることにより、混合土を固化して地盤改良構造物にすることとを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に形成された穴内に、前記地盤を所望の強度にするための地盤改良構造物を形成する地盤改良方法であって、
前記穴の形成された前記地盤から採取された現地土と、粒径が均一ではない砂と、粉体粘土と、生石灰とを混合することによりセメント系固化材を含まない混合土を用意することと、
混合された前記混合土を前記穴内で締め固めながら前記穴に充填することと、
前記混合土に前記地盤から自然に水を吸収させることにより、前記混合土を固化して前記地盤改良構造物にすることと、
を含む、地盤改良方法。

【請求項2】

前記混合土を固化することが、水と前記混合土に含まれる生石灰とが反応して消石灰が生じる反応により、前記混合土内の水を減らすことと、前記反応の熱による水の蒸発により前記混合土内の水をさらに減らすことにより、粉体粘土を含む前記混合土の粒子間の結合を強くすることとを含む、
請求項１に記載の地盤改良方法。

【請求項3】

充填前の前記混合土が、前記現地土に自然に含まれる水以外に外部から水を添加されない、
請求項１または請求項２に記載の地盤改良方法。

【請求項4】

前記混合土を前記穴に充填することが、前記穴の入口から前記穴の底部に向かう第１の方向に前記混合土を押し付けて前記混合土を締め固めると同時に、前記第１の方向に直交した第２の方向に向けて、前記混合土を前記穴の側面を構成する前記地盤に押し付けて前記混合土を締め固めることを含む、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の地盤改良方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤改良方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤の強度は場所に応じて様々である。例えば建造物をある領域の地盤に建設しようとするとき、建造物に必要な強度まで地盤を強化する必要がある。また、例えば地盤の液状化を防ぐために地盤の強化が必要とされる。そこで、従来、特許文献１に開示されているように、地表から地中に向けて穴を掘り、穴にセメント系固化材を含む材料を地中に投入して埋め戻すことにより固い柱状体を地中に形成する方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２１１３８２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、セメント系固化材を使用して柱状体を形成すると、柱状体から六価クロムが地中に流出することによる環境への影響が懸念される。また、例えば建造物を撤去して柱状体が不要となった場合、環境への配慮、次の工事のしやすさといった観点から、セメント系固化材を使用して形成した柱状体を地中から抜いて埋め戻す必要がある。そのため、環境への影響の懸念が少なく、撤去の必要性の少ない柱状体が求められる。

【0005】

本発明の目的のうちの１つは、地盤改良の目的を達成しながら、残置時の環境への懸念が少ない地盤改良構造物を地中に形成する地盤改良方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様の地盤改良方法は、地盤に形成された穴内に、地盤を所望の強度にするための地盤改良構造物を形成する地盤改良方法であって、穴の形成された地盤から採取された現地土と、粒径が均一ではない砂と、粉体粘土と、生石灰とを混合することによりセメント系固化材を含まない混合土を用意することと、混合された混合土を穴内で締め固めながら穴に充填することと、混合土に地盤から自然に水を吸収させることにより、混合土を固化して地盤改良構造物にすることとを含む、地盤改良方法である。

【0007】

第１の態様によれば、地盤改良の目的を達成しながら、残置時の環境への懸念が少ない地盤改良構造物を地中に形成することができる。セメント系固化材を含めずに、粉体粘土と生石灰とを含む混合土を使用して地盤改良構造物を形成するので、セメント系固化材を含む場合に比べると地盤改良構造物が固くなりすぎない。そのため、不要になった後に地盤改良構造物を残置しても、後の地盤利用に影響を与えにくい。

【0008】

第２の態様の地盤改良方法は、混合土を固化することが、水と混合土に含まれる生石灰とが反応して消石灰が生じる反応により、混合土内の水を減らすことと、反応の熱による水の蒸発により混合土内の水をさらに減らすことにより、粉体粘土を含む混合土の粒子間の結合を強くすることとを含む、第１の態様に記載の地盤改良方法である。

【0009】

第２の態様によれば、水と混合土に含まれる生石灰との反応により、粉体粘土を含む混合土の粒子間の結合を強くすることができるので、強固な地盤改良構造物を形成することができる。反応により生じた消石灰は、地盤改良構造物の隙間を埋めて地盤改良構造物を強固にする役割を果たすとともに地盤を安定化することができる。従来は、地盤改良構造物の材料に粘土を含めると地盤改良構造物が弱くなるおそれがあるという理由から粘土の使用が避けられるが、本態様によれば、水を吸収可能な状態の粉体粘土を使用し、さらに生石灰と水との反応により粉体粘土に吸収された水を急速に抜いて、従来とは逆に強固な地盤改良構造物を作成することができる。

【0010】

第３の態様の地盤改良方法は、充填前の混合土が、現地土に自然に含まれる水以外に外部から水を添加されない、第１の態様または第２の態様に記載の地盤改良方法である。

【0011】

第３の態様によれば、過剰な水分が混合土に混じりにくいので、発熱後に固まった地盤改良構造物に水分の抜けた後の空隙を生じにくくすることができ、強固な盤改良構造物を形成することができる。

【0012】

第４の態様の地盤改良方法は、混合土を穴に充填することが、穴の入口から穴の底部に向かう第１の方向に混合土を押し付けて混合土を締め固めると同時に、第１の方向に直交した第２の方向に向けて、混合土を穴の側面を構成する地盤に押し付けて混合土を締め固めることを含む、第１の態様から第３の態様のいずれか１つに記載の地盤改良方法である。

【0013】

第４の態様によれば、第１の方向及び第２の方向における締め固めを確実に行って強固な盤改良構造物を形成することができる。また、第１の方向及び第２の方向における摩擦力の強い、抜けにくい地盤改良構造物を形成することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、地盤改良の目的を達成しながら、残置時の環境への懸念が少ない地盤改良構造物を地中に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態の地盤改良方法のフロー図である。

【図2】図１の地盤改良方法における種々の段階を例示的に示す図である。

【図3】図１の地盤改良方法に使用される例示的なオーガーの正面図である。

【図4】図３のオーガーの４－４線における断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（地盤改良方法）
図１のフロー図を参照して一実施形態の地盤改良方法について説明する。図１の地盤改良方法における種々の段階を例示的に示した図２も適宜参照する。地盤改良方法は、地盤２１０に形成された穴２２０内に、地盤２１０を所望の強度にするための地盤改良構造物２４０、例えば円柱状の固い構造物を形成する方法である。

【0017】

まず、ステップＳ１１において地盤２１０に穴２２０を形成する。図２（Ａ）は掘削の途中段階の状態を示す例示的な図である。図２（Ｂ）は掘削の完了段階の状態を示す例示的な図である。一例において後述の地盤改良オーガー１００（以下、オーガーと呼ぶ）を正回転させることにより、地表から地中に向けて掘削を行う。オーガー１００を、正回転させるのに伴って、ヘッド１４０と第１のブレード１５０と第２のブレード１６０とが一体的に回転して地盤２１０を掘削する。掘削により生じる掘削土は、螺旋搬送部１２０によって上方に搬送され、穴２２０から外に排出される。

【0018】

一例において、穴２２０の直径は５００ｍｍ又は６００ｍｍであるがこれに限定されない。一例において、穴２２０の深さは０ｍより大きく８ｍ以下であるがこれに限定されない。他の例において、穴２２０は既設の埋設物を引き抜いた後の穴２２０であってよい。既設の埋設物とは、例えば、以前に地盤改良のために形成された柱状の地盤改良構造物である。

【0019】

次に、ステップＳ１２において、穴２２０の形成された地盤２１０から採取された現地土と、粒径が均一ではない砂と、実質的に水分を含まない粉体粘土と、生石灰とを混合することによりセメント系固化材を含まない混合土を用意する。一例において現地土は、ステップＳ１１により掘削されたものである。一例において現地土は穴２２０の周囲から別途採取される。別途採取される場合、穴２２０の内壁の地質と同じ地質の領域から採取されることが好ましい。充填前に形成された混合土は、現地土に自然に含まれる水以外に実質的に水分を含まず、外部から水を添加されない。

【0020】

一例において、現地土を除いた混合土の粒径は０ｍｍより大きく２ｍｍ以下である。一例において、粉体粘土の粒径は好ましくは５μｍ以下、３．９μｍ未満、または２μｍ以下であるがこれらに限定されない。粉体粘土の水分は現地土から、または地盤から水を吸収可能な程度に十分に乾燥している。一例において、砂は主として粉体粘土より粒径が大きい。

【0021】

次に、ステップＳ１３において、オーガー１００を逆回転させることにより、混合土を穴２２０内で締め固めて圧密しながら穴２２０に充填する。図２（Ｃ）は充填の途中段階の状態を示す例示的な図である。オーガー１００を逆回転させるのに伴って、螺旋搬送部１２０により混合土が地表から穴２２０内の下方に運ばれ、ヘッド１４０周辺の空間に落下する。図２（Ｃ）の例では穴２２０の下端に、すでに投入された混合土で形成された混合土柱２３０が存在する。

【0022】

新たに投入された混合土は、混合土柱２３０の上端と下押圧部１５２（詳細には図３の押圧下面１５５）との間に（すなわち徐々に狭くなる空間に）送り込まれ、オーガー１００の回転軸に沿って延びた穴２２０の側面と第１の横押圧部１５３（詳細には図３の第１の横押圧面１５６）との間に（すなわち徐々に狭くなる空間に）送り込まれ、および、穴２２０の側面と第２の横押圧部１６２（詳細には図３の第２の横押圧面１６３）との間に（すなわち徐々に狭くなる空間に）送り込まれる。このように混合土が狭い空間に送り込まれて「こて」のような作用によって締め固められる。

【0023】

言い換えると、穴２２０の入口から穴２２０の底部に向かう第１の方向（本例では鉛直下方）に混合土を押し付けて混合土を締め固めると同時に、第１の方向に直交した第２の方向（本例では水平方向（全方向））に向けて、混合土を穴２２０の側面を構成する地盤２１０に押し付けて混合土を締め固める。

【0024】

混合土を締め固めると、混合土中の水分や気泡が排出されるので、混合土を高密度に圧縮することができる。混合土をさらに投入して締め固めが進むと、オーガー１００は混合土柱２３０の抵抗によって上に押し上げられる。オーガー１００が所定の高さまで上昇した場合、すなわち、混合土柱２３０が所望の高さまで形成された場合、混合土の投入を終える。

【0025】

次に、ステップＳ１３において、混合土を放置して自然に固化させる。図２（Ｄ）は掘削の完了段階の状態を示す例示的な図である。充填された混合土は、採取された現地土又は穴２２０の周辺の水分を自然に吸収する。混合土中の生石灰が水分と反応して消石灰になる。生石灰が消石灰になる過程で熱が発生する（一例において発火する）ので、混合土が非常に高温となる。発生した熱により、混合土中の粘土が他の材料とともに焼き固められたような状態となり、混合土の材料が相互に強固に結びつく。このようにして混合土柱２３０が固化して強固な地盤改良構造物２４０となる。

【0026】

混合土に粒径が均一ではない砂が混ぜられているので、混合土を構成する材料間の隙間を小さくすることができる。さらに、混合土に粉体粘土が含まれているので、混合土を構成する材料間の隙間をさらに小さくすることができる。一旦、粉体粘土が土中の水分を吸収して流動性をもった粘土となるので、混合土の材料間の隙間が高密度に粘土で埋められる。そのため発熱により固まったときに空隙が非常に少ない地盤改良構造物２４０が形成される。発生した消石灰は地盤改良構造物２４０の空隙を埋めるとともに、地盤の安定化に役立つ。

【0027】

また、混合土が締め固められながら穴２２０に充填されるので、過剰な水分が混合土に混じりにくいので、発熱後に固まった地盤改良構造物２４０に水分の抜けた後の空隙が生じにくい。つまり、隙間の少ない強固な地盤改良構造物２４０を形成することができる。また、現地土が使用されるので、地盤改良構造物２４０が現地土に近い組成となり、環境に影響を与えにくくすることができる。セメント系固化材を含まないので六価クロムの溶出を防ぎ、環境に優しい地盤改良構造物２４０を形成することができる。

【0028】

こてのような作用により締め固めながら混合土柱２３０が形成されるので、混合土柱２３０が下方向や水平方向に周辺土を押す力が強くなる。完成した地盤改良構造物２４０と周辺土との摩擦力が大きいので、鉛直方向の力を下端だけでなく広い周辺面で受けることができる。したがって、完成した地盤改良構造物２４０は、鉛直方向のずれや抜けに強い。また、上下方向の力が、地盤改良構造物２４０の下端に集中することを防げる。穴２２０内で地盤２１０に対して水平方向に直接混合土を塗りつけながら締め固めるので、完成した地盤改良構造物２４０と周辺土との反力を高めることができる。

【0029】

締め固めながら混合土柱２３０が作成されるので、水や気泡を排除して密度の高い地盤改良構造物２４０を作成することができる。したがって、完成した地盤改良構造物２４０は、せん断、曲げなどに対する耐性が高い。その結果、完成した地盤改良構造物２４０に不要な水分による空隙が発生せず、強固な性能が得られる。一例において、締め固めの結果として、穴２２０の最下部付近の水平方向の直径が、それより上部の直径より大きくなり、例えば、上方に向かって徐々に径が小さくなる。

【0030】

（オーガー）
本説明において、互いに直交するｘ方向とｙ方向とｚ方向とを規定する。ｘ方向は、互いに逆を向くｘ１方向とｘ２方向とを区別せずに表す。ｙ方向は互いに逆を向くｙ１方向とｙ２方向とを区別せずに表す。ｚ方向は互いに逆を向くｚ１方向とｚ２方向とを区別せずに表す。ｚ１側を上と表現し、ｚ２側を下と表現する場合がある。ｚ方向を縦方向と呼び、ｚ方向に直交する方向を横方向と呼ぶ場合がある。これらの方向は、相対的な位置関係を説明するために便宜上規定するのであって、実際の使用時の方向を限定するわけではない。

【0031】

構成要素の形状は、「略」という記載があるかないかにかかわらず、本明細書で開示された実施形態の技術思想が実現される限り、記載された表現に基づく厳密な幾何学的な形状に限定されない。回転軸に直交して回転軸から離れる方向を径方向とする。直径という場合、上下方向に直交する断面における直径をさすこととする。図中の寸法は、一例にすぎない。

【0032】

図３は、例示的なオーガー１００の正面図である。図４は、図３の４－４線に沿ったｘｙ平面に平行な断面を上から見た断面図である。オーガー１００は、全体として、金属により一体的に形成される。オーガー１００は、オーガー軸１１０を含む。オーガー軸１１０は、ｚ方向に延びた仮想的な中心軸をもつ略円柱形である。

【0033】

オーガー１００は、さらに、オーガー軸１１０の外周曲面から径方向に突設された螺旋搬送部１２０を含む。螺旋搬送部１２０は薄板状であり、オーガー軸１１０の上端から下端の全体または一部にわたってオーガー軸１１０を螺旋状に取り巻いている。螺旋搬送部１２０の一連の上面１２１は、上方を臨むなだらかな螺旋状の斜面となっている。オーガー１００を地中の穴に入れて（図４の矢印１７１の方向に）正回転させると、上面１２１に載った材料が、オーガー軸１１０の下端から上端に向かう方向に搬送される。また、オーガー１００を、正回転とは反対に（図４の矢印１７２の方向に）逆回転させると、上面１２１に載せた材料が、オーガー軸１１０の上端から下端に向かう方向に搬送される。

【0034】

螺旋搬送部１２０には、オーガー軸１１０から径方向に最も遠い外縁１２２にリブ１２３が設けられている。リブ１２３は外縁１２２から下方に延在する。リブ１２３の上下方向の幅は、１周分の螺旋搬送部１２０の上下方向の間隔よりも短い。図３の例ではリブ１２３が下から３周分にわたって螺旋搬送部１２０に設けられているが、他の部分に設けられてもよい。オーガー軸１１０が穴の中で回転するとき、リブ１２３が穴の内壁に接触して、オーガー１００のぶれを防止する。リブ１２３がない場合、尖った螺旋搬送部１２０が内壁に食い込むが、幅の広いリブ１２３によって、穴の内壁への食い込みを防いで安定した回転を維持できる。また、リブ１２３は、逆回転時に下に向けて送り込んだ材料が、穴の内壁と螺旋搬送部１２０との間を通って上方に逆流することを防ぎ、それによって、水平方向の締め固めの効率を高める。リブ１２３によって穴の内壁を締め固めてもよい。

【0035】

オーガー１００は、さらに、オーガー軸１１０の下端から下方に延在する中継部１３０を含む。中継部１３０は、オーガー軸１１０の回転軸の延長上に中心軸をもつ円錐を、上下方向に直交する２つの平面で切り取った円錐台形である。中継部１３０の上端の直径は、オーガー軸１１０の下端の直径と同じである。中継部１３０の下端の直径は、中継部１３０の上端の直径よりも小さい。中継部１３０の直径は、オーガー軸１１０から下方に離れるほど減少する。すなわち、上下方向に直交する断面を比べたとき、中継部１３０の下端の面積は、中継部１３０の上端の面積よりも小さい。中継部１３０により、材料が上方に戻ることを防ぐことができる。回転体である円錐台形の中継部１３０により、回転方向に一様なねじり耐性をもたらすことができる。

【0036】

オーガー１００は、さらに、中継部１３０の下端から下方に延在するヘッド１４０を含む。ヘッド１４０は、オーガー軸１１０の回転軸の延長上に中心軸をもつ円錐形で、その直径は、中継部１３０から下方に離れるほど減少する。オーガー軸１１０の上下方向に沿った回転軸を含む断面でみたとき、上下方向に対する中継部１３０の母線の傾斜角度は、上下方向に対するヘッド１４０の母線の傾斜角度より大きい。

【0037】

ヘッド１４０の最下端は、非常に径の小さい円錐形であるので、回転時にオーガー１００の回転の中心を安定させることができる。一方、ヘッド１４０の上端にいくほど、回転時に受けるねじりの力が大きくなるが、ヘッド１４０の上端にいくほど直径が大きくなるので、ねじりに強い構造となっている。オーガー軸１１０に必要とされる直径と、ヘッド１４０の上端に必要とされる直径との差を、中継部１３０で補うことができる。

【0038】

オーガー１００は、さらに、ヘッド１４０の外周曲面からｘ１方向に突設された第１のブレード１５０を含む。第１のブレード１５０は、第１の支持部１５１と下押圧部１５２と第１の横押圧部１５３と角部１５４とを含む。

【0039】

第１の支持部１５１は、ヘッド１４０の外周曲面からｘ１方向に突設されており、形状がｚｘ平面に平行な平板状である。第１の支持部１５１の上端および下端は、ｘ方向に沿っており、第１の支持部１５１のｘ１側端部はｚ方向に沿っている。

【0040】

下押圧部１５２は、第１の支持部１５１の下端から、ｚ２方向とｙ２方向との間の方向に向かって延びている。下押圧部１５２は、形状が平板状である。下押圧部１５２は、押圧下面１５５（図３に見える面とは反対側の面）を含む。押圧下面１５５は、ｘ方向に平行であり、ｚ２方向とｙ１方向との間の方向を向いている。下押圧部１５２の下端はｘ方向に平行である。図３に示すように、下押圧部１５２のｘ２側端部は、ヘッド１４０に連結されている。

【0041】

図４に示すように、第１の横押圧部１５３は、第１の支持部１５１のｘ１側端部から、ｘ１方向とｙ２方向との間の方向に延在している。第１の横押圧部１５３は、形状が平板状である。第１の横押圧部１５３は、第１の横押圧面１５６を含む。第１の横押圧面１５６は、ｚ方向に平行であり、ｘ１方向とｙ１方向との間の方向を向いている。第１の横押圧部１５３のｘ１側端部は、ｚ方向に略平行である。

【0042】

図３に示すように、下押圧部１５２のｘ１側端部と第１の横押圧部１５３のｚ２側端部との間は、板状の角部１５４により連結される。

【0043】

図３に示すように、オーガー１００は、さらに、ヘッド１４０の外周曲面からｘ２方向に突設された第２のブレード１６０を含む。第２のブレード１６０は、第２の支持部１６１と第２の横押圧部１６２とを含む。ｚ方向の位置のみを比べたとき、第２のブレード１６０の下端は、第１のブレード１５０の上端と同じ高さか、第１のブレード１５０の上端より上方に位置する。

【0044】

第２の支持部１６１は、ヘッド１４０の外面曲面からｘ２方向に突設されており、形状がｚｘ平面に平行な平板状である。第２の支持部１６１の上端と下端とは、ｘ方向に略平行であり、第２の支持部１６１のｘ２側端部はｚ方向に沿っている。

【0045】

図４に示すように、第２の横押圧部１６２は、第２の支持部１６１のｘ２側端部から、ｘ２方向とｙ１方向との間の方向に延在している。第２の横押圧部１６２は、形状が平板状である。第２の横押圧部１６２の第２の横押圧面１６３は、ｚ方向（上下方向）に平行で、ｘ２方向とｙ２方向との間の方向を向いている。第２の横押圧部１６２のｘ２側端部は、ｚ方向に略平行である。

【0046】

図３に示すように、形状の似通った第１のブレード１５０と第２のブレード１６０とがヘッド１４０のｘ方向両側に設けられているので、オーガー１００が安定して回転する。第１のブレード１５０と第２のブレード１６０とを上下にずらして配置することにより、ずらさない場合に比べて、第１のブレード１５０と第２のブレード１６０との各々が受け持つ混合土の量が多くなり、混合土から第１のブレード１５０と第２のブレード１６０との各々にかかる荷重が大きくなる。仮にずらさなければ荷重が小さくなるため混合土がブレードと一緒にぐるぐると回転するだけになる。しかし本例のようにずらすことにより、第１のブレード１５０と第２のブレード１６０とで混合土の塊を壊して攪拌しながら周囲に塗りつける動作が起こりやすくなる。その結果、混合土がオーガー１００と一体となって回転することを防ぐことができる。

【0047】

回転時の安定性を高めるため、および、より回転軸に近い内側部分まで広く締め固めるためには、ヘッド１４０の先端が小さいことが好ましい。一方、搬送する混合土の抵抗を小さくするため、オーガー軸１１０の径を太くして螺旋搬送部１２０の幅を小さくすることが好ましい。

【0048】

オーガー１００が中継部１３０を含むので、ヘッド１４０の上端の直径がオーガー軸１１０の直径よりも小さい。従って、中継部１３０がない場合に比べるとヘッド１４０周りの空間が広く、第１のブレード１５０と第２のブレード１６０とにかかる混合土からの荷重が大きい。また、第１のブレード１５０と第２のブレード１６０ととの径方向の長さの差が小さく、回転のバランスを取りやすい。中継部１３０は、オーガー軸１１０の逆回転時に、上方から送り込まれた混合土が、上方に戻るのを防ぐ役割も果たす。

【0049】

中継部１３０を設けることにより、オーガー軸１１０に必要とされる直径とは別に、ヘッド１４０の上端の直径を決定できる。例えば、ねじり耐性を高めるため、オーガー軸１１０の直径を大きくした場合でも、ヘッド１４０周辺の空間を大きくとって、第１のブレード１５０と第２のブレード１６０との径方向の長さを長くすることができる。下押圧部１５２を、径方向に長く設けることができるので、より広い面積を一度に締め固めることができる。特に、回転軸に近い内側部分まで、下押圧部１５２で締め固めて強い柱状体を作成することができる。また、下押圧部１５２は、掘削にも使用できるため、より長い下押圧部１５２で、より広い範囲を掘削することによって、掘削速度を速めることができる。

【0050】

他の例において、ヘッド１４０の上端の径とオーガー軸１１０の下端の径とを等しくして、中継部１３０を省略したオーガーが使用されてよい。

【0051】

（まとめ）
本実施形態によれば、地盤改良の目的を達成しながら、残置時の環境への懸念が少ない地盤改良構造物２４０を地中に形成することができる。セメント系固化材を含めずに、粉体粘土と生石灰とを含む混合土を使用して地盤改良構造物２４０を形成するので、セメント系固化材を含む場合に比べると地盤改良構造物２４０が固くなりすぎない。そのため、不要になった後に地盤改良構造物２４０を残置しても、後の地盤利用に影響を与えにくい。

【0052】

本実施形態によれば、水と混合土に含まれる生石灰との反応により、粉体粘土を含む混合土の粒子間の結合を強くすることができるので、強固な地盤改良構造物２４０を形成することができる。反応により生じた消石灰は、地盤改良構造物２４０の隙間を埋めて地盤改良構造物２４０を強固にする役割を果たすとともに地盤２１０を安定化することができる。従来は、地盤改良構造物２４０の材料に粘土を含めると地盤改良構造物２４０が弱くなるおそれがあるという理由から粘土の使用が避けられるが、本実施形態によれば、水を吸収可能な状態の粉体粘土を使用し、さらに生石灰と水との反応により粉体粘土に吸収された水を急速に抜いて、従来とは逆に強固な地盤改良構造物２４０を作成することができる。

【0053】

本実施形態によれば、過剰な水分が混合土に混じりにくいので、発熱後に固まった地盤改良構造物２４０に水分の抜けた後の空隙を生じにくくすることができ、強固な盤改良構造物を形成することができる。

【0054】

本実施形態によれば、第１の方向及び第２の方向における締め固めを確実に行って強固な盤改良構造物を形成することができる。また、第１の方向及び第２の方向における摩擦力の強い、抜けにくい地盤改良構造物２４０を形成することができる。

【符号の説明】

【0055】

１００…地盤改良オーガー、１１０…オーガー軸、１２０…螺旋搬送部、１２１…上面、
１２２…外縁、１２３…リブ、１３０…中継部、１４０…ヘッド、
１５０…第１のブレード、１５１…第１の支持部、１５２…下押圧部、
１５３…第１の横押圧部、１５４…角部、１５５…押圧下面、１５６…第１の横押圧面、
１６０…第２のブレード、１６１…第２の支持部、１６２…第２の横押圧部、
１６３…第２の横押圧面、１７１…矢印、１７２…矢印、２１０…地盤、２２０…穴、
２３０…混合土柱、２４０…地盤改良構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2021-02-18

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に形成された穴内に、前記地盤を所望の強度にするための地盤改良構造物を形成する地盤改良方法であって、
前記穴の形成された前記地盤から採取された現地土と、粒径が均一ではない砂と、粉体粘土と、生石灰とを混合することによりセメント系固化材を含まない混合土を用意することと、
充填前に混合された前記混合土を前記穴内で締め固めながら前記穴に充填することと、
前記混合土に前記地盤から自然に水を吸収させることにより、前記穴内における前記混合土を固化して前記地盤改良構造物にすることと、
を含み、
前記混合土を固化することが、水と前記混合土に含まれる生石灰とが反応して消石灰が生じる反応により、前記混合土内の水を減らすことと、前記反応の熱による水の蒸発により前記混合土内の水をさらに減らすことにより、粉体粘土を含む前記混合土の粒子間の結合を強くすることとを含む、
地盤改良方法。

【請求項2】

充填前の前記混合土が、前記現地土に自然に含まれる水以外に外部から水を添加されない、
請求項１に記載の地盤改良方法。

【請求項3】

前記混合土を前記穴に充填することが、前記穴の入口から前記穴の底部に向かう第１の方向に前記混合土を押し付けて前記混合土を締め固めると同時に、前記第１の方向に直交した第２の方向に向けて、前記混合土を前記穴の側面を構成する前記地盤に押し付けて前記混合土を締め固めることを含み、
前記混合土を前記穴に充填することが、オーガーを使用して実施され、
前記オーガーが、オーガー軸と前記オーガー軸とともに回転する横押圧部とを備え、
前記横押圧部が、横押圧面を備え、
前記オーガー軸が前記穴に挿入されて回転したときに、前記横押圧面と前記穴の前記側面との間の徐々に狭くなる空間に前記混合土が送り込まれることにより、前記混合土が前記第２の方向に締め固められる、
請求項１または請求項２に記載の地盤改良方法。