7139277 締固め地盤改良方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-09

(45)【発行日】2022-09-20

(54)【発明の名称】締固め地盤改良方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/08 20060101AFI20220912BHJP

【ＦＩ】

E02D3/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019066825

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020165206

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-06-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100110319

【弁理士】

【氏名又は名称】根本 恵司

(72)【発明者】

【氏名】深田 久

(72)【発明者】

【氏名】今給黎 健一

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－３１１８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２０８９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９６２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６１８２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤中に締固め改良域を形成して強固な地盤に改良する締固め地盤改良方法であって、
外周に螺旋状のスクリュー羽根を取り付け、かつ下部に土砂を締固める締固め装置を取り付けた地盤中に貫入可能な上下に向かうケーシングパイプを、正回転しながら地盤を掘削して地盤中の所定深度まで貫入するケーシングパイプ貫入工程と、
所定深度まで貫入したケーシングパイプを所定の長さ引抜くケーシングパイプ引抜き工程と、
ケーシングパイプを引抜いた後に、ケーシングパイプを逆回転して、スクリュー羽根でケーシングパイプを引抜いてできた空洞に、ケーシングパイプ貫入工程で掘削した土砂を充填する土砂充填工程と、
充填した土砂を締固め装置で締固める土砂締固め工程と、を有し、
ケーシングパイプ貫入工程後に、ケーシングパイプ引抜き工程と土砂充填工程と土砂締固め工程とを上方に向かって順次繰り返して、地盤中に締固め改良域を形成することを特徴とする締固め地盤改良方法。

【請求項2】

請求項１に記載された締固め地盤改良方法において、
土砂充填工程において、ケーシングパイプを上下移動しない状態にしてスクリュー羽根により土砂を充填する締固め地盤改良方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された締固め地盤改良方法において、
土砂充填工程において、土砂の充填をスクリュー羽根による土砂の移動量に基づいて算出した土砂の充填時間で行う締固め地盤改良方法。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかに記載された締固め地盤改良方法において、
土砂締固め工程において、ケーシングパイプの下部に取り付けられた、動力発生部と動力発生部により動く先端締固め部を有する締固め装置を用い、締固め装置の先端締固め部で、土砂を上方から衝打し又は押圧し又は打撃して締固めを行う締固め地盤改良方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤中に締固め改良域を形成して強固な地盤に改良する締固め地盤改良方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地盤を改良する締固め地盤改良方法は、地盤中に砂を排出し、排出した砂を圧縮することで、地盤中に拡径した砂杭を造成し、地盤を強固なものに改良する締固め砂杭工法（サンドコンパクションパイル工法）が知られている（特許文献１参照）。
締固め砂杭工法に用いる地盤改良装置は、前部にマストを立設した自走可能な施工機械を備えるとともに、立設したマストに沿って上下に向かう地盤中に貫入可能なケーシングパイプを備える。施工機械は、ケーシングパイプの地盤中への貫入又は地盤中からの引抜きを行う。ケーシングパイプは、円筒形の管で、その内部を砂の通る供給路にする。また、ケーシングパイプの下部には、排出口を設け、排出口から砂を地盤中に排出する。

【0003】

締固め砂杭工法は、施工機械でケーシングパイプを所定深度まで貫入し、貫入後、ケーシングパイプを少し引抜き、引抜いた跡にケーシングパイプの排出口から砂を排出する。地盤中に砂を排出した後、ケーシングパイプを打ち戻して排出した砂を圧縮する。このケーシングパイプの引抜きと、ケーシングパイプからの砂の排出と、ケーシングパイプの打ち戻しによる砂の圧縮を、上方に向かって繰り返し行うことで、地盤中に拡径した砂杭を造成して地盤を強固なものに改良することができる。

【0004】

しかしながら、従来の締固め砂杭工法では、地盤中に砂杭を造成するときに、地盤中に新たに砂を排出し、ケーシングパイプを打ち戻して排出した砂を圧縮して、地盤中に拡径した砂杭を造成するため、地盤中において水平方向に変位する側方変位が発生する。そのため、作業現場の近傍に、家屋やビルなどの既設構造物があると、地盤の側方変位によって既設構造物に損傷などの悪影響を及ぼす虞があり、家屋が密集した市街地では、従来の締固め砂杭工法による施工を行うことができないという問題がある。また、地盤中に砂を排出して拡径した砂杭を造成することで、地盤中での体積の増加が起こり、その上部の地表面が盛り上がることもあり、そのため、地表面の盛り上がりを除去する作業を行わなくてはならず、除去のための作業コストがかかることで、地盤改良の工費が高くなるという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平８－２８４１４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、地盤を改良するときに、地盤中に発生する側方変位を低減し、既設構造物などに側方変位による悪影響が及ぶのを防止するとともに、地表面の盛り上がりを防止し、盛り上がりの除去作業を不要にして工費を削減することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、地盤中に締固め改良域を形成して強固な地盤に改良する締固め地盤改良方法であって、外周に螺旋状のスクリュー羽根を取り付け、かつ下部に土砂を締固める締固め装置を取り付けた地盤中に貫入可能な上下に向かうケーシングパイプを、正回転しながら地盤を掘削して地盤中の所定深度まで貫入するケーシングパイプ貫入工程と、所定深度まで貫入したケーシングパイプを所定の長さ引抜くケーシングパイプ引抜き工程と、ケーシングパイプを引抜いた後に、ケーシングパイプを逆回転して、スクリュー羽根でケーシングパイプを引抜いてできた空洞に、ケーシングパイプ貫入工程で掘削した土砂を充填する土砂充填工程と、充填した土砂を締固め装置で締固める土砂締固め工程と、を有し、ケーシングパイプ貫入工程後に、ケーシングパイプ引抜き工程と土砂充填工程と土砂締固め工程とを上方に向かって順次繰り返して、地盤中に締固め改良域を形成する締固め地盤改良方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ケーシングパイプを引抜いてできた空洞に貫入時に掘削した土砂を充填し、充填した土砂を締固め装置で上方から締固めて、地盤中に締固め改良域を形成するようにしたことで、周囲の地盤への影響が小さく、地盤中に発生する側方変位を大幅に低減させることができる。これにより、地盤の側方変位による既設構造物などに損傷などの悪影響を及ぼすのを防止でき、家屋が密集した市街地においても、地盤の改良を行うことができる。
また、地盤中に締固め改良域を形成して地盤を改良する際は、ケーシングパイプを貫入したときに掘削した土砂を締固めて締固め改良域を形成するため、地盤中に新たに土砂を投入することがないので、地盤中での体積の増加が起こらない。これにより、地表面が盛り上がるのを防止することができ、盛り上がりの除去作業が不要になることで、工費を大幅に削減することができる。また、廃棄物処分場において地盤を改良する場合、地盤の改良を行った場所の地表面を沈下させることができ、これにより、沈下した分だけ新たに廃棄物の埋設ができ、廃棄物処分場での廃棄物の減容化を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】地盤改良装置の側面図である。

【図2】ケーシングパイプの下部の側面図である。

【図3】ケーシングパイプの底面図である。

【図4】図４Ａは、ケーシングパイプの下部に取り付けた締固め装置を示す拡大断面図、図４Ｂは、締固め装置が作動したときの状態を示す拡大断面図である。

【図5】ケーシングパイプの正回転を説明する平面図である。

【図6】図６Ａは、ケーシングパイプ貫入工程におけるケーシングパイプをセットした状態を示す図、図６Ｂは、ケーシングパイプ貫入工程におけるケーシングパイプ貫入の状態を示す図、図６Ｃは、ケーシングパイプ引抜き工程におけるケーシングパイプを引抜いた状態を示す図である。

【図7】図７Ａは、土砂充填工程における土砂を充填している状態を示す図、図７Ｂは、土砂充填工程における土砂を充填した状態を示す図、図７Ｃは、土砂締固め工程における土砂を締固めた状態を示す図である。

【図8】図８Ａは、ケーシングパイプ引抜き工程におけるケーシングパイプを引抜いた状態を示す図、図８Ｂは、土砂充填工程における土砂を充填している状態を示す図、図８Ｃは、土砂充填工程における土砂を充填した状態を示す図である。

【図9】図９Ａは、土砂締固め工程における土砂を締固めた状態を示す図、図９Ｂは、地盤中に締固め改良域を形成した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の締固め地盤改良方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る締固め地盤改良方法（以下、単に本締固め地盤改良方法という）は、外周に螺旋状のスクリュー羽根を取り付けかつ下部に締固め装置を取り付けたケーシングパイプを備えた地盤改良装置を用いて、地盤中に締固め改良域を形成することで、地盤を強固なものに改良するものである。

【0011】

図１は、地盤改良装置の側面図である。図２は、ケーシングパイプの下部の側面図である。図３は、ケーシングパイプの底面図である。図４Ａは、ケーシングパイプの下部に取り付けた締固め装置を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、締固め装置が作動したときの状態を示す拡大断面図である。
（地盤改良装置）
締固め地盤改良方法に用いる地盤改良装置は、図１に示すように、自走可能な施工機械１を備え、施工機械１の前部にマスト２を立設し、立設したマスト２に沿って上下に向かう回転自在のケーシングパイプ３を備えている。ケーシングパイプ３は、地盤中に貫入可能となる。また、施工機械１のマスト２の上部には、ケーシングパイプ３を地盤中に貫入し又は地盤中から引抜くための回転装置４及び昇降装置５を取り付けている。

【0012】

ケーシングパイプ３は、図２、図３に示すように、円筒形の管であり、下端に地盤を掘削する複数の掘削ビット６を取り付けている。また、ケーシングパイプ３の外周には、螺旋状のスクリュー羽根７を取り付けている。スクリュー羽根７の螺旋方向は、右上がり（図２中に矢印Ｙで示す）である。この螺旋方向が右上がりのものが、スクリュー羽根７においては一般的である。

【0013】

スクリュー羽根７は、ケーシングパイプ３の略下半分に取り付けている。例えば、ケーシングパイプ３の全長が１０ｍの場合、下側の５ｍの部分にスクリュー羽根７を取り付けている（図１参照）。なお、スクリュー羽根７の取り付けは、これに限らず、例えば、ケーシングパイプ３の全長に取り付けてもよい。また、螺旋状のスクリュー羽根７は、ケーシングパイプ３の外周に連続するように取り付ける。なお、スクリュー羽根７は、前述のとおり、連続するようにしているが、これに限らず、その一部が途切れて断続するようにしてもよい。

【0014】

ケーシングパイプ３は、下部に締固め装置８を取り付けている。締固め装置８は、図４Ａに示すように、動力発生部１１と先端締固め部１２を有し、動力発生部１１により先端締固め部１２を動かすことで、先端締固め部１２でケーシングパイプ３の下方の土砂を上方から衝打して締固めを行う。衝打とは、衝撃（瞬間的な大きな力）を加えて打ちつけることである。締固め装置８は、ここでは、動力に電気を利用した装置である。
なお、締固め装置８は、電気を利用した装置に限らず、動力に油圧などを利用した他の装置でもよい。また、締固め装置８による土砂の締固めも、衝打に限らず、押圧あるいは打撃による締固めでもよい。

【0015】

動力発生部１１は、例えば、ソレノイドである。動力発生部１１は、コントローラ１３と駆動部１４とプランジャー１５を有し、コントローラ１３で駆動部１４の駆動を制御して、駆動部１４によりプランジャー１５を動かすようにする。このコントローラ１３、駆動部１４、プランジャー１５は、ケーシングパイプ３の内部に配置する。
また、先端締固め部１２は、円筒状のスライドカバー１６と締固め板１７を有し、スライドカバー１６と締固め板１７をケーシングパイプ３の下端から下方に突出自在にしている。スライドカバー１６は、円筒状で、ケーシングパイプ３の内周に沿って上下に移動するとともに、下部に締固め板１７を固着している。締固め板１７は、外周をケーシングパイプ３と同じ円形にするとともに、下面を円錐状にして、その下面が土砂を衝打する。

【0016】

この締固め装置８においては、図４Ｂに示すように、動力発生部１１のプランジャー１５により、先端締固め部１２のスライドカバー１６及び締固め板１７がケーシングパイプ３の下端から下方に突出することで、締固め板１７で土砂を上方から衝打する。これにより、ケーシングパイプ３の下方の土砂を締固めることができる。

【0017】

次に、本締固め地盤改良方法について説明する。
（本締固め地盤改良方法）
本締固め地盤改良方法は、ケーシングパイプ３を地盤中の所定深度まで貫入するケーシングパイプ貫入工程と、ケーシングパイプ３を所定の長さ引抜くケーシングパイプ引抜き工程と、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃに土砂を充填する土砂充填工程と、充填した土砂を締固める土砂締固め工程とを有し、ケーシングパイプ貫入工程後に、ケーシングパイプ引抜き工程と土砂充填工程と土砂締固め工程とを上方に向かって順次繰り返して、地盤中に締固め改良域Ｋを形成する。このように、地盤中に締固め改良域Ｋを形成することで、地盤を強固なものに改良することができる。

【0018】

図５は、ケーシングパイプの正回転を説明する平面図である。図６Ａは、ケーシングパイプ貫入工程におけるケーシングパイプ３をセットした状態を示す図、図６Ｂは、ケーシングパイプ貫入工程におけるケーシングパイプ３貫入の状態を示す図、図６Ｃは、ケーシングパイプ引抜き工程におけるケーシングパイプ３を引抜いた状態を示す図である。図７Ａは、図７Ｂは、土砂充填工程における土砂を充填した状態を示す図、図７Ｃは、土砂締固め工程における土砂を締固めた状態を示す図である。図８Ａは、ケーシングパイプ引抜き工程におけるケーシングパイプ３を引抜いた状態を示す図、図８Ｂは、土砂充填工程における土砂を充填している状態を示す図、図８Ｃは、土砂充填工程における土砂を充填した状態を示す図である。図９Ａは、土砂締固め工程における土砂を締固めた状態を示す図、図９Ｂは、地盤中に締固め改良域Ｋを形成した状態を示す図である。

【0019】

（ケーシングパイプ貫入工程）
ケーシングパイプ貫入工程は、まず、図６Ａに示すように、外周にスクリュー羽根７を取り付けたケーシングパイプ３を、所定位置（締固め改良域Ｋを形成する位置）にセットし、続いて、図６Ｂに示すように、所定位置にセットしたケーシングパイプ３を、図示していないが施工機械で、正回転しながら地盤中の所定深度、例えば、８～１０ｍの深度まで貫入する。正回転は、図中に矢印Ｒ１で示す。ただし、所定深度は、これに限定されない。貫入時の地盤の掘削は、ケーシングパイプ３の下端に取り付けた複数の掘削ビット６で行う。
ここでのケーシングパイプ３の正回転とは、螺旋方向が右上がりのスクリュー羽根７を地盤中にねじ込む方向の回転で、即ち、図５に示すように、ケーシングパイプ３を上方から見たときの時計回り（右回り）の回転である。

【0020】

（ケーシングパイプ引抜き工程）
ケーシングパイプ引抜き工程は、ケーシングパイプ３を所定深度まで貫入した後に、つまりケーシングパイプ貫入工程後、図６Ｃに示すように、ケーシングパイプ３を、逆回転しながら所定の長さ引抜く。引抜く所定の長さは、例えば５０ｃｍである。ただし、引抜く所定の長さは、土質によって異なる。そのため、５０ｃｍに限られない。ケーシングパイプ３の逆回転は、正回転の逆の回転で、図中に矢印Ｒ２で示し、ケーシングパイプ３を上方から見たときの反時計回り（左回り）の回転である。
このように、ケーシングパイプ３を所定の長さ引抜くことで、ケーシングパイプ３を引抜いた跡（ケーシングパイプ３の下方）には空洞Ｃができる。

【0021】

（土砂充填工程）
土砂充填工程は、ケーシングパイプ３を引抜いた後に、つまりケーシングパイプ引抜き工程後、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃに、ケーシングパイプ３外周のスクリュー羽根７により土砂を充填する。即ち、図７Ａに示すように、ケーシングパイプ３を上下移動しない状態にして、ケーシングパイプ３を逆回転する。この土砂の充填時間Ｔ（ケーシングパイプ３を逆回転する時間）は、スクリュー羽根による土砂の移動量に基づいて算出するもので、後述する土砂移動時間の計算式を用いる。この土砂の充填時間Ｔは、例えば、１分程度である。
このように、ケーシングパイプ３を上下移動しない状態にして、逆回転することで、ケーシングパイプ３貫入時に掘削した土砂をスクリュー羽根７で下方に移動して、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃ内に土砂を入れる。つまり、ケーシングパイプ３を上下移動しない状態にしてスクリュー羽根７により土砂を充填する。これにより、図７Ｂに示すように、空洞Ｃ内は土砂で埋まる。

【0022】

なお、ケーシングパイプ３外周のスクリュー羽根７により空洞Ｃに土砂を充填する際に、ケーシングパイプ３を上下移動しない状態にしていたが、これに限らず、ケーシングパイプ３を上下にわずかに移動するようにしてもよい。このときの上下の移動は、例えば、上への移動と下への移動を繰り返すものである。

【0023】

（土砂締固め工程）
土砂締固め工程は、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃに土砂を充填した後に、つまり土砂充填工程後、充填した土砂を締固め装置８で締固める。即ち、ケーシングパイプ３の下部に取り付けた締固め装置８において、先端締固め部１２の締固め板１７を下方に突出することで、図７Ｃに示すように、突出する締固め板１７で、空洞Ｃに充填した土砂を上方から衝打して、土砂を締固める。なお、土砂の締固めは、衝打による締固めに限らず、押圧あるいは打撃による締固めでもよい。
このように、空洞Ｃに充填した土砂を締固め装置８で締固めることで、地盤中に締固め改良域Ｋの一部を形成することができる。

【0024】

なお、土砂締固め工程において、土砂を締固め装置８で上方から締固めるとき、ケーシングパイプ３は、締固め装置８からの反動を受けて、持ち上がろうとするが、このとき、ケーシングパイプ３の外周に取り付けたスクリュー羽根７が地盤に食い込むことで、ケーシングパイプ３が持ち上がろうとするのを抑えることができる。これにより、ケーシングパイプ３を取り付けて支持する施工機械１については、大型の施工機械でなく、小型の施工機械を使用することができ、作業コストを安価にできる。

【0025】

その後、再び、図８Ａに示すように、前述と同様のケーシングパイプ引抜き工程におけるケーシングパイプ３の引抜きを行う。このときの引抜く所定の長さも、５０ｃｍである。ただし、土砂締固め工程で締固められた土砂の上端を基準にし、ここから５０ｃｍ引抜く。
次に、前述と同様、図８Ｂに示すように、土砂充填工程の空洞Ｃへの土砂の充填を行う。空洞Ｃに土砂を充填して、図８Ｃに示すように、空洞Ｃ内を土砂で埋める。続いて、図９Ａに示すように、土砂締固め工程の充填した土砂の締固めを行う。これを上方に向かって繰り返す。

【0026】

以上のように、ケーシングパイプ貫入工程後に、ケーシングパイプ引抜き工程と土砂充填工程と土砂締固め工程とを上方に向かって順次繰り返して、図９Ｂに示すように、地表面近くの所定深度まで行う。これにより、地盤中に締固め改良域Ｋを形成することができ、地盤中に締固め改良域Ｋを形成することで、地盤を強固なものに改良することができる。

【0027】

また、本締固め地盤改良方法では、地盤中に締固め改良域Ｋを形成して地盤を改良する際、新たに土砂を地盤中に投入することなく、掘削した土砂を締固めるので、地盤中での体積の減少が起こり、その上部の地表面を沈下させることができる。これにより、例えば、ごみ処理場などの廃棄物処分場において地盤を改良する場合、地盤の改良を行った場所の地表面を沈下させることができ、地表面が沈下した分だけ新たに廃棄物（ごみ）を埋設することができる。つまり、廃棄物処分場での廃棄物の減容化（高密度化）を行うことができ、より多くの廃棄物を処理することができる。
即ち、本締固め地盤改良方法は、廃棄物処理場の延命化対策にも良好に用いることができる。

【0028】

次に、土砂充填工程において用いる土砂移動時間の計算式について説明する。
土砂移動時間の計算式は、スクリュー羽根７による土砂の移動量に基づいたもので、この土砂移動時間の計算式で、ケーシングパイプ３を逆回転して土砂を充填する時間、つまり、土砂の充填時間Ｔを算出する。

【0029】

土砂移動時間の計算式は、次のとおりである。スクリュー羽根７による１回転当たりの土砂の移動量Ｖ２を算出する（第１の式）。これとともに、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃの体積Ｖａを算出する（第２の式）。第１の式で算出した土砂の移動量Ｖ２と第２の式で算出した空洞Ｃの体積Ｖａから空洞Ｃを埋めるためのスクリュー羽根７の回転数Ｎを算出する（第３の式）。第３の式で算出した空洞Ｃを埋めるための回転数Ｎから土砂の充填時間Ｔを算出する（第４の式）。

【0030】

即ち、スクリュー羽根７による１回転当たりの土砂の移動量Ｖ２（ｍ^３／回）を算出する第１の式は、Ｖ２＝ｅ×Ｓ×（Ｐ－ｖ／ｆ）であり、ここで、ｅは、移動効率（土砂が鉛直方向に移動する位置エネルギーとケーシングパイプ３を１回転させるときのエネルギーの比）で、既往のデータから０．３に設定できる。また、Ｓは、スクリュー羽根断面積（ｍ^２）、Ｐは、スクリュー羽根ピッチ（ｍ）、ｖは、ケーシングパイプ貫入速度（ｍ／分）、ｆは、ケーシングパイプ回転数（回／分）である。

【0031】

ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃの体積Ｖａ（ｍ^３）を算出する第２の式は、Ｖａ＝Ａ×Ｕであり、ここで、Ａは、ケーシングパイプ断面積（ｍ^２）、Ｕは、ケーシングパイプ３の引抜き長さ（ｍ）である。
空洞Ｃを埋めるためのスクリュー羽根７の回転数Ｎ（回）を算出する第３の式は、Ｎ＝Ｖａ／Ｖ２である。
土砂の充填時間Ｔ（分）を算出する第４の式は、Ｔ＝Ｎ／ｆである。
これにより、土砂充填工程での土砂の充填時間Ｔを算出することができる。

【0032】

次に、土砂移動時間の計算式を用いて土砂の充填時間Ｔを算出する場合の具体例について説明する。
ケーシングパイプ３の外径Ｄを、０．４ｍ、スクリュー羽根７の外径Ｗを、０．５ｍ、スクリュー羽根ピッチＰを、０．５ｍとすると（図２参照）、ケーシングパイプ断面積Ａが、０．１２６ｍ^２、スクリュー羽根断面積Ｓが、０．０７１ｍ^２となる。また、ケーシングパイプ貫入速度ｖを、０．５ｍ／分、ケーシングパイプ回転数ｆを６回／分、移動効率ｅを、０．３、ケーシングパイプ３の引抜き長さＵを、０．５ｍとする。

【0033】

第１の式により、スクリュー羽根７による１回転当たりの土砂の移動量Ｖ２は、０．３×０．０７１×（０．５－０．５／６）＝０．００８８８ｍ^３／回である。
第２の式により、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃの体積Ｖａは、０．１２６×０．５＝０．０６３ｍ^３である。
第３の式により、空洞Ｃを埋めるためのスクリュー羽根７の回転数Ｎは、０．０６３／０．００８８８＝７．１回である。
第４の式により、土砂の充填時間Ｔは、７．１／６＝１．１８分である。つまり、土砂充填工程での土砂の充填時間Ｔは、１分１１秒である。

【0034】

このように、土砂充填工程において、スクリュー羽根７による土砂の移動量に基づいた土砂移動時間の計算式で土砂の充填時間Ｔを算出し、この算出した時間に則って土砂を充填することで、合理的につまり必要最低限の時間で土砂の充填を行うことができ、ここでの作業時間（土砂を充填する時間）の短縮を図ることができる。

【0035】

以上説明したように、本締固め地盤改良方法によれば、ケーシングパイプ３を引抜いてできた空洞Ｃに貫入時に掘削した土砂を充填し、充填した土砂を締固め装置８で上方から締固めて、地盤中に締固め改良域Ｋを形成するようにしたことで、従来の締固め砂杭工法のように地盤中に新たに砂を排出して拡径した砂杭を造成するのと異なり、周囲の地盤への影響が小さく、地盤中に発生する側方変位を大幅に低減させることができる。これにより、地盤の側方変位による既設構造物などに損傷などの悪影響を及ぼすのを防止でき、家屋が密集した市街地においても、地盤の改良を行うことができる。

【0036】

また、地盤中に締固め改良域Ｋを形成して地盤を改良する際は、ケーシングパイプ３を貫入したときに掘削した土砂を締固めて締固め改良域Ｋを形成するため、新たに土砂を地盤中に投入することがないので、地盤中での体積の増加が起こらない。これにより、地表面が盛り上がるのを防止することができ、盛り上がりの除去作業が不要になることで、工費を大幅に削減することができる。

【符号の説明】

【0037】

１…施工機械、２…マスト、３…ケーシングパイプ、４…回転装置、５…昇降装置、６…掘削ビット、７…スクリュー羽根、８…締固め装置、１１…動力発生部、１２…先端締固め部、１３…コントローラ、１４…駆動部、１５…プランジャー、１６…スライドカバー、１７…締固め板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】