特許 7399437 固化材の吐出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-08

(45)【発行日】2023-12-18

(54)【発明の名称】固化材の吐出方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20231211BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023137654

(22)【出願日】2023-08-28

【審査請求日】2023-08-28

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000140694

【氏名又は名称】株式会社加藤建設

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100205682

【弁理士】

【氏名又は名称】高嶋 一彰

(72)【発明者】

【氏名】牧野 昌己

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 健二

(72)【発明者】

【氏名】牧野 貴哉

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２０３２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０８８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３００９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２０６５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００４２６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームの上部に設けられた駆動輪と、フレームの下部に設けられた従動輪との間に巻き掛けられた無端状のチェーンに所定のピッチで複数の撹拌翼が設けられたトレンチャを用い、前記複数の撹拌翼を前記チェーンと共に周回移動させて地盤の掘削を行うと共に、原土とスラリ状の固化材とを撹拌混合して流動性を有する安定処理土を造成するトレンチャ式地盤改良方法に用いる固化材の吐出方法であって、
前記安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法によって前記供試体を作製可能な流動値を有し、
前記固化材は、前記トレンチャの基端部側から先端部側に向かって前記トレンチャの長手方向に沿って設けられた固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気により加圧されて前記トレンチャの先端部に設けられた固化材吐出部から吐出され、
前記固化材圧送管の断面積をＳ１と、前記固化材吐出部の固化材吐出口の断面積をＳ２としたとき、「Ｓ１＞Ｓ２」の関係を有すると共に、
前記固化材吐出口における前記固化材の吐出圧力をＰと、吐出抵抗をＲとしたとき、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有し、
前記安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から前記固化材吐出部までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係を有する、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項2】

フレームの上部に設けられた駆動輪と、フレームの下部に設けられた従動輪との間に巻き掛けられた無端状のチェーンに所定のピッチで複数の撹拌翼が設けられたトレンチャを用い、前記複数の撹拌翼を前記チェーンと共に周回移動させて地盤の掘削を行うと共に、原土とスラリ状の固化材とを撹拌混合して流動性を有する安定処理土を造成するトレンチャ式地盤改良方法に用いる固化材の吐出方法であって、
前記安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法によって前記供試体を作製可能な流動値を有し、
前記固化材は、前記トレンチャの基端部側から先端部側に向かって前記トレンチャの長手方向に沿って設けられた固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気により加圧されて前記トレンチャの先端部に設けられた固化材吐出部から吐出され、
前記固化材圧送管の断面積をＳ１と、前記固化材吐出部の固化材吐出口の断面積をＳ２としたとき、「Ｓ１＞Ｓ２」の関係を有すると共に、
前記固化材吐出口における前記固化材の吐出圧力をＰと、吐出抵抗をＲとしたとき、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有し、
前記安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から前記固化材吐出部までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係を有し、
前記固化材圧送管と前記圧縮空気供給管との接続部は、前記トレンチャの基端部側に設けられている、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項3】

フレームの上部に設けられた駆動輪と、フレームの下部に設けられた従動輪との間に巻き掛けられた無端状のチェーンに所定のピッチで複数の撹拌翼が設けられたトレンチャを用い、前記複数の撹拌翼を前記チェーンと共に周回移動させて地盤の掘削を行うと共に、原土とスラリ状の固化材とを撹拌混合して流動性を有する安定処理土を造成するトレンチャ式地盤改良方法に用いる固化材の吐出方法であって、
前記安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法によって前記供試体を作製可能な流動値を有し、
前記固化材は、前記トレンチャの基端部側から先端部側に向かって前記トレンチャの長手方向に沿って設けられた固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気により加圧されて前記トレンチャの先端部に設けられた固化材吐出部から吐出され、
前記固化材圧送管の断面積をＳ１と、前記固化材吐出部の固化材吐出口の断面積をＳ２としたとき、「Ｓ１＞Ｓ２」の関係を有すると共に、
前記固化材吐出口における前記固化材の吐出圧力をＰと、吐出抵抗をＲとしたとき、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有し、
前記安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から前記固化材吐出部までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係を有し、
前記固化材圧送管は、前記固化材圧送管の中間部に、前記固化材圧送管が折れ曲がる折曲部を有し、
前記圧縮空気供給管は、前記折曲部の外周側において、前記折曲部よりも下流側の前記固化材の送出方向に沿って接続されていて、
前記固化材と前記圧縮空気の合流部における前記固化材圧送管の圧力をＰ１と、前記圧縮空気供給管の圧力をＰ２としたとき、「Ｐ１＜Ｐ２」の関係を有する、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項4】

フレームの上部に設けられた駆動輪と、フレームの下部に設けられた従動輪との間に巻き掛けられた無端状のチェーンに所定のピッチで複数の撹拌翼が設けられたトレンチャを用い、前記複数の撹拌翼を前記チェーンと共に周回移動させて地盤の掘削を行うと共に、原土とスラリ状の固化材とを撹拌混合して流動性を有する安定処理土を造成するトレンチャ式地盤改良方法に用いる固化材の吐出方法であって、
前記安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法によって前記供試体を作製可能な流動値を有し、
前記固化材は、前記トレンチャの基端部側から先端部側に向かって前記トレンチャの長手方向に沿って設けられた固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気により加圧されて前記トレンチャの先端部に設けられた固化材吐出部から吐出され、
前記固化材圧送管の断面積をＳ１と、前記固化材吐出部の固化材吐出口の断面積をＳ２としたとき、「Ｓ１＞Ｓ２」の関係を有すると共に、
前記固化材吐出口における前記固化材の吐出圧力をＰと、吐出抵抗をＲとしたとき、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有し、
前記安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から前記固化材吐出部までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係を有し、
前記固化材圧送管の管径をＤ１と、前記圧縮空気供給管の管径をＤ２としたとき、「Ｄ１≧Ｄ２」の関係を有する、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項5】

請求項３に記載の固化材の吐出方法であって、
前記折曲部において、前記折曲部よりも下流側の前記固化材圧送管の内周側の延長線と、前記折曲部よりも上流側の前記固化材圧送管の外周側との交点をＸ１、前記折曲部よりも上流側の前記固化材圧送管の内周側の延長線と、前記折曲部よりも下流側の前記固化材圧送管の外周側との交点をＸ２としたとき、
前記圧縮空気供給管は、前記折曲部における前記Ｘ１と前記Ｘ２の間の領域内で前記固化材圧送管に接続される、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項6】

請求項３に記載の固化材の吐出方法であって、
前記固化材圧送管と前記圧縮空気供給管との接続部において、前記固化材圧送管の前記折曲部よりも上流側と前記圧縮空気供給管の前記接続部よりも上流側との間の劣角をθ１と、前記固化材圧送管の前記折曲部の上流側と下流側との間の劣角をθ２としたとき、
「θ１＜９０°」かつ「θ１＋θ２≒１８０°」の関係を有する、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の固化材の吐出方法であって、
前記トレンチャにおける前記従動輪よりも上側の位置にて前記固化材圧送管が分岐されていて、
前記従動輪の両側から前記撹拌翼の正面視で広角状に拡散するように吐出する、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【請求項8】

請求項７に記載の固化材の吐出方法であって、
前記安定処理土の撹拌混合直後の流動値は、テーブルフロー値で１１０ｍｍ以上である、
ことを特徴とする固化材の吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原位置土（以下「原土」と略称する。）とスラリ状固化材とを撹拌混合して安定処理土を造成する地盤改良方法におけるスラリ状固化材の吐出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤改良方法におけるスラリ状固化材の吐出方法としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

【0003】

概略を説明すれば、この固化材の吐出方法は、固化材圧送管の先端部に扁平状かつ広角に拡散する拡散領域が設けられると共に、前記拡散領域よりも上流側に固化材の流速を高める加速領域が設けられていて、固化材圧送管の断面積をＳ１、前記拡散領域の入口の断面積をＳ２としたとき、両者の関係が「Ｓ１≧Ｓ２」となるように設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３６２８６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、施工中、前記拡散領域の先端部（固化材吐出口）における吐出抵抗は、安定処理土の流動性、比重（湿潤密度）及び固化材吐出口の位置（改良深度）等によって異なる。

【0006】

したがって、前記従来の固化材の吐出方法のように前記条件（Ｓ１≧Ｓ２）を充足する場合であっても、前記安定処理土の性状によっては、前記拡散領域の先端部（固化材吐出口）において固化材が撹拌翼の先端部まで到達されず不均質な安定処理土が造成されてしまうおそれがある点で、改善の余地が残されていた。

【0007】

そこで、本発明は、前記従来の固化材の吐出方法の技術的課題に鑑みて案出されたものであり、均質な安定処理土を造成することができる固化材の吐出方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、その一態様として、フレームの上部に設けられた駆動輪と、フレームの下部に設けられた従動輪との間に巻き掛けられた無端状のチェーンに所定のピッチで複数の撹拌翼が設けられたトレンチャを用い、前記複数の撹拌翼を前記チェーンと共に周回移動させて地盤の掘削を行うと共に、原土とスラリ状の固化材とを撹拌混合して流動性を有する安定処理土を造成するトレンチャ式地盤改良方法に用いる固化材の吐出方法であって、前記安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法によって前記供試体を作製可能な流動値を有し、前記固化材は、前記トレンチャの基端部側から先端部側に向かって前記トレンチャの長手方向に沿って設けられた固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気により加圧されて前記トレンチャの先端部に設けられた固化材吐出部から吐出され、前記固化材圧送管の断面積をＳ１と、前記固化材吐出部の固化材吐出口の断面積をＳ２としたとき、「Ｓ１＞Ｓ２」の関係を有すると共に、前記固化材吐出口における前記固化材の吐出圧力をＰと、吐出抵抗をＲとしたとき、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有する、ことを特徴としている。

【0009】

このように、本発明では、固化材圧送管に合流接続される圧縮空気供給管を介して供給される圧縮空気によって固化材が加圧されることにより、固化材吐出部における固化材の吐出圧力Ｐが吐出抵抗Ｒよりも大きくなるように設定されている。これにより、固化材を安定処理土の吐出抵抗に抗して撹拌翼の先端部まで到達させることが可能となり、均質な安定処理土を造成することができる。

【0010】

また、前記固化材の吐出方法の別の態様として、前記安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から前記固化材吐出部までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係を有している。

【0011】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記固化材圧送管と前記圧縮空気供給管との接続部は、前記トレンチャの基端部側に設けられている、ことが望ましい。

【0012】

本発明によれば、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続部がトレンチャの基端部側に設けられていることから、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続部が固化材吐出口に近いトレンチャの先端部側に配置される場合に比べて、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続部から固化材吐出口までの距離、すなわちトレンチャの長手方向に沿うストレート部分を、より長く確保することが可能となる。これにより、固化材と圧縮空気の合流後の吐出圧力の低下が抑制され、固化材の安定した吐出を確保することができる。

【0013】

また、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続部をトレンチャの外部に配置した場合、当該接続部と固化材吐出口との距離がより大きく離間してしまうことから、例えば固化材圧送管の途中に湾曲部等が形成されるなど、当該湾曲部等によって圧縮空気により加圧された固化材の圧力が減衰してしまうおそれがある。これに対して、本発明では、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続部が、固化材吐出口が配置されるトレンチャに設けられていることで、前記接続部の下流側において圧縮空気により加圧された固化材の圧力の減衰が抑制され、より安定した固化材の吐出を確保することができる。

【0014】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記固化材圧送管は、前記固化材圧送管の中間部に、前記固化材圧送管が折れ曲がる折曲部を有し、前記圧縮空気供給管は、前記折曲部の外周側において、前記折曲部よりも下流側の前記固化材の送出方向に沿って接続されていて、前記固化材と前記圧縮空気の合流部における前記固化材圧送管の圧力をＰ１と、前記圧縮空気供給管の圧力をＰ２としたとき、「Ｐ１＜Ｐ２」の関係を有する、ことが望ましい。

【0015】

本発明によれば、固化材と圧縮空気の合流に際して、固化材圧送管と圧縮空気供給管とは、固化材圧送管の折曲部の外周側において、当該折曲部よりも下流側の固化材の送出方向に沿って接続されている。これにより、固化材圧送管と圧縮空気供給管との接続部において、固化材の流れと圧縮空気の流れとの干渉が抑制され、固化材の流れに対して圧縮空気をより円滑に合流させることができる。

【0016】

また、圧縮空気供給管の圧力が、固化材圧送管の圧力よりも大きくなるように設定されていることで、圧縮空気の合流に際し、固化材圧送管の圧力と圧縮空気供給管の圧力との圧力差に伴い発生する負圧に基づく吸引効果によって、固化材を圧送するポンプの負荷が軽減され、より安定した固化材の圧送が可能となる。

【0017】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記固化材圧送管の管径をＤ１と、前記圧縮空気供給管の管径をＤ２としたとき、「Ｄ１≧Ｄ２」の関係を有する、ことが望ましい。

【0018】

本発明によれば、固化材圧送管の管径が圧縮空気供給管の管径と同等以上に設定されていることで、圧縮空気の流速が固化材の流速と同等以上となり、固化材に対して圧縮空気を円滑に合流させることができる。特に、折曲部の外周側で合流させる場合は、折曲部の内周側に比べて外周側の流速が早く、折曲部の内周側よりも外周側の管内圧力が低くなるため、固化材圧送管と圧縮空気供給管の管径が上記関係（Ｄ１≧Ｄ２）に設定されることで、固化材の流れに対して圧縮空気をより円滑に合流させることができる。

【0019】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記折曲部において、前記折曲部よりも下流側の前記固化材圧送管の内周側の延長線と、前記折曲部よりも上流側の前記固化材圧送管の外周側との交点をＸ１、前記折曲部よりも上流側の前記固化材圧送管の内周側の延長線と、前記折曲部よりも下流側の前記固化材圧送管の外周側との交点をＸ２としたとき、前記圧縮空気供給管は、前記折曲部における前記Ｘ１と前記Ｘ２の間の領域内で前記固化材圧送管に接続される、ことが望ましい。

【0020】

本発明によれば、圧縮空気供給管が、折曲部におけるＸ１とＸ２の間の領域内で固化材圧送管に接続されている。このため、圧縮空気供給管がＸ１とＸ２の間の領域外で固化材圧送管に接続される場合に比べて、圧縮空気によって固化材の流れが阻害され難く、固化材の流れに対して圧縮空気を円滑に合流させることが可能となる。これにより、圧縮空気によって固化材の流れが効果的に補助され、より安定した固化材の吐出を確保することができる。

【0021】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記固化材圧送管と前記圧縮空気供給管との接続部において、前記固化材圧送管の前記折曲部よりも上流側と前記圧縮空気供給管の前記接続部よりも上流側との間の劣角をθ１と、前記固化材圧送管の前記折曲部の上流側と下流側との間の劣角をθ２としたとき、「θ１＜９０°」かつ「θ１＋θ２≒１８０°」の関係を有する、ことが望ましい。

【0022】

本発明によれば、「θ１＜９０°」かつ「θ１＋θ２≒１８０°」の関係を有することで、固化材圧送管の折曲部の内角（劣角）が鈍角となり、かつ接続後の固化材圧送管と圧縮空気供給管の延出方向が一致することとなる。このように、固化材圧送管が緩やかに折れ曲がり、合流後の固化材の流れの方向と圧縮空気の流れの方向とが一致する（同一方向となる）ことで、固化材の流れに対して圧縮空気をより円滑に合流させることができる。

【0023】

すなわち、固化材圧送管の折曲部の内角（劣角）が鋭角である場合、折曲部における固化材の通流抵抗が大きくなり、ポンプの負荷が増大してしまう。これに対して、本発明では、固化材圧送管の折曲部の内角（劣角）が鈍角となっていることで、折曲部における固化材の通流抵抗が低減され、ひいてはポンプの負荷を低減することができる。

【0024】

また、接続後の固化材圧送管と圧縮空気供給管の延出方向が一致しない場合、合流後における圧縮空気の流速及び圧力の損失が増大してしまう。これに対して、本発明では、接続後の固化材圧送管と圧縮空気供給管の延出方向が一致していることで、合流後における圧縮空気の流速及び圧力の損失が低減され、当該合流後における圧縮空気の流速及び圧力を増大させることが可能となり、固化材の吐出圧力を効果的に向上させることができる。

【0025】

なお、θ１とθ２との和は、固化材圧送管の曲げ加工の誤差や、固化材圧送管と圧縮空気供給管の接続加工の誤差を含み、概ね１８０°（具体的には１７０°～１９０°）であればよく、±１０°程度の誤差を許容する。

【0026】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記安定処理土の撹拌混合直後の流動値は、テーブルフロー値で１１０ｍｍ以上である、ことが望ましい。

【0027】

撹拌混合直後の安定処理土のテーブルフロー値が１１０ｍｍ未満であった場合、原土の土質性状によっては、粘性の増加と共に撹拌混合時の抵抗が上昇して当該撹拌混合直後の改良土がポーラス状となり、不均質な改良体となるおそれがある。これに対して、本発明のように、撹拌混合直後の安定処理土のテーブルフロー値を１１０ｍｍ以上とすることで、均質な改良体を形成することができる。

【0028】

なお、前述の安定処理土のテーブルフロー値１１０［ｍｍ］は、粘性土が塑性状態から液状状態の限界となる含水比（液性限界）におけるテーブルフロー値が概ね１１０［ｍｍ］となることによるものである。

【0029】

また、上記の撹拌混合直後の安定処理土の流動値とは、試料土（原土）に固化材を添加して撹拌混合開始から１５～２０分以内の安定処理土であって、固化材のゲル化（硬化）が進行していない安定処理土を意味する。

【0030】

また、前記固化材の吐出方法のさらに別の態様として、前記トレンチャにおける前記従動輪よりも上側の位置にて前記固化材圧送管が分岐されていて、前記従動輪の両側から前記撹拌翼の正面視で広角状に拡散するように吐出する、ことが望ましい。

【0031】

本発明によれば、固化材吐出部において、分岐形成された固化材圧送管によって従動輪の両側から吐出すると共に、撹拌翼の正面視にて広角状に拡散する構成となっている。このため、トレンチャの移動に際して撹拌翼の幅方向のほぼ全域にわたって固化材を行き渡らせることが可能となる。このように、トレンチャの撹拌範囲において固化材が拡散されて広く行き渡ることにより、原土と固化材の撹拌混合性を向上させ、より均質な安定処理土を造成することができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、固化材吐出部における固化材の吐出圧力が吐出抵抗よりも大きくなるように設定されていることで、固化材を安定処理土の吐出抵抗に抗して撹拌翼の先端部まで到達させることが可能となる。これにより、均質な安定処理土を造成することができ、安定処理土の品質向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明に係る地盤改良装置の構成を示す概略図である。

【図2】図１に示すトレンチャの拡大断面図であって、（ａ）はトレンチャの正面図、（ｂ）はトレンチャの側面図である。

【図3】図２に示す固化材圧送管（第１配管）と圧縮空気供給管（第２配管）の合流部の拡大図であって、（ａ）は圧縮空気供給管（第２配管）が固化材圧送管（第１配管）の外周側に合流した態様、（ｂ）は圧縮空気供給管（第２配管）が固化材圧送管（第１配管）の内周側に合流した態様、（ｃ）は固化材圧送管（第１配管）の折曲部が角状に形成された態様を示す図である。

【図4】図２に示す固化材吐出部の拡大図であって、（ａ）は固化材吐出部の正面図、（ｂ）は固化材吐出部の側面図である。

【図5】図４に示す固化材吐出部を単体で表示した図であって、（ａ）は固化材吐出部の平面図、（ｂ）は図５（ａ）のＡ－Ａ線断面図、（ｃ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。

【図6】図４に示すトレンチャの固化材吐出部近傍の平面図であって、固化材吐出部から吐出された固化材の吐出の軌跡を表した図である。

【図7】図４に示す固化材吐出部の変形例を示す図であって、（ａ）は固化材吐出部の平面図、（ｂ）は図７（ａ）のＣ－Ｃ線断面図、（ｃ）は図７（ａ）のＤ－Ｄ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下に、本発明に係る固化材の吐出方法の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、本発明をトレンチャ式地盤改良方法に適用した例を示している。

【0035】

（地盤改良装置の構成）
図１は、本実施形態に係るトレンチャ式地盤改良装置の概略図を示している。図２は、トレンチャ４の拡大断面図であって、（ａ）はトレンチャ４の正面図、（ｂ）はトレンチャ４の側面図を示している。なお、各図の説明では、各図中の上側であって鉛直方向上側を「上」とし、各図中の下側であって鉛直方向下側を「下」として説明する。

【0036】

本実施形態に係るトレンチャ式地盤改良装置は、図１に示すように、建設機械であるバックホウ１を母機（ベースマシン）として構成され、履帯１ｂの上部に旋回可能に設けられたベース１ａの前部に、ブーム２及びアーム３が回動可能に連結されると共に、このブーム２及びアーム３の先端に、混合撹拌ヘッドであるトレンチャ４が着脱可能に有する。バックホウ１は、計画された改良深度Ｈまでトレンチャ４を地中に貫入し、ブーム２及びアーム３を操作してトレンチャ４を前後に水平掘進させることにより、土壌の掘削と共に固化材の混合撹拌を行う。

【0037】

トレンチャ４は、特に図２に示すように、フレーム４０の上部に設けられた油圧モータ４４により回転駆動される駆動輪４１と、フレーム４０の下端部に設けられた従動輪４２と、に無端状のドライブチェーン４３が巻き掛けられることにより構成されている。そして、ドライブチェーン４３の外周側には、複数の撹拌翼４５が概ね等間隔（等ピッチ）で装着されていて、当該各撹拌翼４５には、幅方向に沿って複数のカッター刃４６が並列に配置されている。

【0038】

また、フレーム４０の下部には、下方へ開口する固化材吐出部４７が設けられていて、当該固化材吐出部４７からスラリ状の固化材Ｍが吐出される。ここで、固化材Ｍは、例えば図１に示すポンプＧＰにより加圧され、トレンチャ４の長手方向（フレーム４０）に沿ってトレンチャ４の内部を貫通するように設けられた固化材圧送管である第１配管５１を通じて、固化材吐出部４７へと圧送される。また、固化材Ｍは、ポンプＧＰに加えて、例えば図１に示すコンプレッサＣＰにより加圧された圧縮空気によっても加圧される。具体的には、コンプレッサＣＰに接続された圧縮空気供給管である第２配管５２が、トレンチャ４の上部で第１配管５１に合流接続されていて、当該第２配管５２を通じて圧送される圧縮空気により、第１配管５１を通じて固化材吐出部４７へと導かれる固化材Ｍがさらに加圧される構成となっている。

【0039】

なお、第２配管５２は、トレンチャ４の上部であって、かつトレンチャ４の外部において第１配管５１に合流接続されることが望ましい。すなわち、第２配管５２は、トレンチャ４の上部において第１配管５１に合流接続されることにより、トレンチャ４の長手方向に沿って配置される第１配管５１のストレート部をより長く確保することが可能となっている。また、第２配管５２は、トレンチャ４の外部において第１配管５１に合流接続されることにより、第１配管５１との接続作業やメンテナンス作業を容易に行うことが可能となっている。

【0040】

以上のような構成から、油圧モータ４４により回転駆動される駆動輪４１の回転に伴ってドライブチェーン４３と共に前記各撹拌翼４５が上下方向へ周回移動しつつ、固化材吐出部４７から固化材Ｍが吐出されることによって、地盤の掘削と共に、この掘削された原土と固化材Ｍとの撹拌混合が行われる。

【0041】

（第１配管と第２配管の接続構成）
図３は、第１配管５１と第２配管５２の合流部の拡大図であって、（ａ）は第２配管５２が第１配管５１の外周側に合流した態様を示し、（ｂ）は第２配管５２が第１配管５１の内周側に合流した態様を示し、（ｃ）は第１配管５１の折曲部５１０が角状に形成された態様を示している。なお、図３の各図の説明では、第１配管５１の折曲部５１０よりも上流側を、第１配管上流部５１１と定義し、第１配管５１の折曲部５１０よりも下流側を、第１配管下流部５１２と定義する。

【0042】

図３（ａ）に示すように、本実施形態では、トレンチャ４の上端側の外部にて円弧状に折り曲げられた第１配管５１の折曲部５１０の近傍（具体的には、後述するＸ１とＸ２の間の領域Ｙの範囲）に、第２配管５２が合流接続される構成となっている。これにより、第２配管５２により圧送された圧縮空気Ａが第１配管５１の内部へと流入し、この圧縮空気Ａによって第１配管５１を流れる固化材Ｍがさらに加圧されて固化材吐出部４７（図２参照）へ圧送される。

【0043】

ここで、第１配管５１の折曲部５１０において、第１配管下流部５１２の内周側５１２ａの延長線Ｌ１と、第１配管上流部５１１の外周側５１１ｂとの交点をＸ１、第１配管上流部５１１の内周側５１１ａの延長線Ｌ２と、第１配管下流部５１２の外周側５１２ｂとの交点をＸ２としたとき、第２配管５２は、折曲部５１０におけるＸ１とＸ２との間の領域Ｙ内にて第１配管５１に接続されている。そして、本実施形態では、前記領域Ｙ内において、第２配管５２は、第１配管下流部５１２の中心よりも外周側５１２ｂ側、具体的には最も外周側５１２ｂに偏移した位置に接続されている。

【0044】

また、図３（ａ）に示すように、第１配管５１の管径Ｄ１は、第２配管５２の管径Ｄ２と同等以上に設定されていて、「Ｄ１≧Ｄ２」の関係を有する。なお、本実施形態では、第１配管５１の管径Ｄ１は、第２配管５２の管径Ｄ２に対して相対的に大きく設定されている。なお、第１配管５１の管径Ｄ１と第２配管５２の管径Ｄ２との関係については、「Ｄ１＞Ｄ２」であることが望ましく、「Ｄ１×０．５≧Ｄ２」とすることがさらに望ましい。

【0045】

また、図３（ａ）に示すように、第１配管５１と第２配管５２との接続部では、第１配管上流部５１１と第２配管５２との間の劣角をθ１とし、第１配管上流部５１１と第１配管下流部５１２との間の劣角をθ２としたとき、「θ１＜９０°」かつ「θ１＋θ２≒１８０°」の関係を有するように構成されている。ここで、θ１とθ２の和は、第１配管５１の曲げ加工の誤差や、第１配管５１と第２配管５２との接続加工の誤差を含み、概ね１８０°（具体的には１７０°～１９０°）であればよく、±１０°程度の誤差を許容する。

【0046】

また、本実施形態の他の態様として、図３（ｂ）に示すように、折曲部５１０におけるＸ１とＸ２との間の領域Ｙ内であって、第２配管５２は、第１配管下流部５１２の中心よりも内周側５１２ａ側に偏移した位置にて接続されてもよい。なお、図３（ｂ）は、第２配管５２が第１配管下流部５１２の最も内周側５１２ａに偏移した位置で接続された例を示している。

【0047】

また、図３（ａ）、図３（ｂ）では、折曲部５１０が円弧状に折り曲げられた態様を例示したが、図３（ｃ）に示すように、折曲部５１０は、角状に折り曲げられてもよい。また、第２配管５２は、図３（ｃ）に示すように、折曲部５１０におけるＸ１とＸ２との間の領域Ｙ内において、第１配管下流部５１２の中心の近傍となる径方向中間位置に接続されてもよい。

【0048】

（安定処理土の流動性）
前記トレンチャ４による撹拌混合により安定処理土を造成するにあたり、当該安定処理土は、撹拌混合直後の流動値が締固めをしない供試体の作製方法により供試体を作製可能な流動値を有している必要がある。

【0049】

なお、上記「締固めをしない供試体の作製方法」とは、「ＪＧＳ０８２１」に記載の供試体作製方法であって、安定処理土をモールドに３層程度に分けて入れ、各層ごとに気泡の除去を行って供試体を作製する方法を意味している。

【0050】

「ＪＧＳ０８２１」では、気泡除去の操作として、（１）コンクリート床などに軽くモールドを打ち付ける（タッピング）、（２）木槌でモールドをたたく、（３）振動テーブルにモールドを置く、などを行う旨が記載されている。よって、当該方法にて安定処理土をモールドに充填して供試体を作製するには、当該安定処理土に一定以上の流動性が必要となる。換言すれば、流動性を有する安定処理土とは、地盤の掘削とともに固化材と撹拌混合処理した直後に一定以上の流動性を有しており、当該安定処理土の供試体の作製にあたり、気泡を抜く程度の前記タッピングにてモールドにて詰められる程度の安定処理土である。

【0051】

具体的には、上記一定の流動性を有する安定処理土としては、撹拌混合直後における安定処理土のテーブルフロー値が１１０［ｍｍ］であることが望ましい。

【0052】

なお、前述の安定処理土のテーブルフロー値１１０［ｍｍ］は、粘性土が塑性状態から液状状態の限界となる含水比（液性限界）におけるテーブルフロー値が概ね１１０［ｍｍ］となることによるものである。

【0053】

また、上記撹拌混合直後の安定処理土の流動値とは、試料土（原土）に固化材Ｍを添加して撹拌混合開始から１５～２０分以内の安定処理土であって、固化材Ｍのゲル化（硬化）が進行していない安定処理土を意味する。原土の土質性状によっても異なるが、テーブルフロー値にて１１０［ｍｍ］未満であると、粘性の増加と共に撹拌混合の抵抗が上昇して混合撹拌直後の改良土はポーラス状となり、不均質な改良体となるおそれがあるためである。さらに望ましくは、安定処理土のテーブルフロー値が１２０［ｍｍ］以上であることにより、十分な撹拌混合が可能となるとともに、より均質な改良体の造成が期待できる。

【0054】

なお、本実施形態では、上記安定処理土の流動値の指標の一例としてテーブルフロー値を例示するが、当該安定処理土の流動値の指標としては、前記テーブルフロー試験に限るものではなく、スランプ試験やベーン試験等により定めることも可能である。

【0055】

（固化材の吐出圧力の具体例）
以下に、第１配管５１と第２配管５２の合流部における固化材Ｍと圧縮空気Ａの具体的な諸数値の一例を示す。

【0056】

（１）固化材について
以下に、固化材添加量を１００［ｋｇ／ｍ^３］、水セメント比を１００［％］、固化材の比重を３．０６、時間当たりの施工量を５０［ｍ^３／ｈ］、第１配管５１の管径を１．５［インチ］とした場合の第１配管５１内の固化材Ｍの流速Ｓ１を例示する。
まず、原土１ｍ^３あたりに圧送される固化材量Ｍｘ［Ｌ］を算出する。
原土１ｍ^３あたりの固化材量Ｍｘ＝固化材添加量×（１／固化材の比重＋水セメント比）となるため、
Ｍｘ＝１００［ｋｇ／ｍ^３］×（１／３．０６＋１００［％］）
≒１３３［Ｌ］
続いて、上記原土１ｍ^３あたりに圧送される固化材量Ｍｘを基に、時間あたりの固化材の圧送量Ｖｘ［Ｌ／ｈ］を算出する。
時間あたりの固化材の圧送量Ｖｘ＝原土１ｍ^３あたりの固化材量×時間あたりの施工量となるため、
Ｖｘ＝１３３［Ｌ］×５０［ｍ^３／ｈ］
≒６６３４［Ｌ／ｈ］
上記時間あたりの固化材の圧送量Ｖｘを基に、第１配管５１内における固化材Ｍの流速Ｓｘ［ｍ／秒］を算出する。
固化材の流速Ｓ１＝１秒あたりの固化材の圧送量÷第１配管の流路断面積となるため、
Ｓ１＝６６３４［Ｌ／ｈ］÷（１０００×６０×６０）÷〔｛（３８.１［ｍｍ］÷１０００）^２×３．１４｝÷４〕
＝１．６２［ｍ／秒］
このように、第１配管５１では、固化材Ｍは、１．６２［ｍ／秒］の速度で圧送されることになる。なお、第１配管５１に圧縮空気供給管である第２配管５２を合流接続させない場合、管路抵抗により固化材吐出部４７近傍の第１配管５１の管内圧力は、０．２［ＭＰａ］以下となる場合がある。

【0057】

（２）圧縮空気について
以下に、コンプレッサによる圧縮空気Ａの供給量を２．８［ｍ^３／分］、第２配管５２の管径を１．５［インチ］とした場合の第２配管５２内の圧縮空気Ａの流速Ｓ２を例示する。
圧縮空気の流速Ｓ２＝圧縮空気の供給量÷第２配管の流路断面積となるため、
＝２．８［ｍ^３／分］÷６０÷〔｛（３８.１［ｍｍ］÷１０００）^２×３．１４｝÷４〕
＝４０．９５［ｍ／秒］
このように、第２配管５２では、圧縮空気Ａは、４０．９５［ｍ／秒］の速度で供給されることになる。なお、このときの第２配管５２の管内圧力は、約０．７［ＭＰａ］である。

【0058】

上述のように、第１配管５１の管内圧力Ｐ１は約０．１～０．２［ＭＰａ］であり、第２配管５２の管内圧力Ｐ２は約０．７［ＭＰａ］であることから、第１配管５１と第２配管５２の合流部では「Ｐ１＜Ｐ２」の関係となっている。

【0059】

また、本実施形態では、第１配管下流部５１２にて、第１配管下流部５１２の外周側５１１ｂに第２配管５２が第１配管下流部５１２に沿って接続されている。このため、１．６２［ｍ／秒］の速度で圧送される固化材Ｍに４１．０［ｍ／秒］の速度で供給される圧縮空気Ａが合流することによって、固化材Ｍは、合流後の第１配管下流部５１２における圧力が上昇すると共に、第１配管下流部５１２における圧送速度が加速され、固化材吐出部４７より吐出されることとなる。

【0060】

（固化材の吐出圧力と吐出抵抗との関係）
第１配管５１を流れる固化材Ｍに合流する圧縮空気Ａは、コンプレッサにより１～２．５［ｍ^３／分］で約０．７［ＭＰａ］に加圧された圧縮空気であって、当該圧縮空気Ａを固化材Ｍが流れる第１配管５１に合流させることで、当該合流部から固化材吐出部４７までの固化材Ｍの圧力Ｐは常時０．３［ＭＰａ］以上に維持される。したがって、第１配管５１の管径（通常は１．５～２．０インチ）、固化材の圧送量Ｖｘ［Ｌ／分］及び圧送距離等にもよるが、固化材吐出部４７における固化材Ｍの吐出圧力Ｐは、常時０．３［ＭＰａ］以上に維持されることとなる。

【0061】

ここで、例えば安定処理土の湿潤密度ρを１．６［ｔ／ｍ^３］、地盤改良部の上端部から固化材吐出部４７までの深度Ｈを１３［ｍ］とした場合、固化材吐出部４７の固化材吐出口４７０における吐出抵抗Ｒは、以下の計算式に基づき算出することができる。
固化材吐出部における吐出抵抗Ｒ＝安定処理土の湿潤密度ρ×地盤改良部の上端部から固化材吐出部までの深度Ｈとなるため、
Ｒ＝１．６×１３
＝２０．８［ｔ／ｍ^２］
≒０．２１［ＭＰａ］
このように、固化材吐出部４７の固化材吐出口４７０では、固化材Ｍの吐出圧力Ｐが０．３［ＭＰａ］、吐出抵抗Ｒが０．２１［ＭＰａ］となり、「Ｐ＞Ｒ」の関係を有するものとなっている。

【0062】

（固化材吐出部の構成）
図４は、固化材吐出部４７の近傍の拡大図であって、（ａ）は固化材吐出部４７の正面図を示し、（ｂ）は固化材吐出部４７の側面図を示している。図５は、固化材吐出部４７を単体で表示した図であって、（ａ）は固化材吐出部４７の平面図を示し、（ｂ）は図５（ａ）のＡ－Ａ線に沿って切断した断面図を示し、（ｃ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ線に沿って切断した断面図を示している。図６は、トレンチャ４の固化材吐出部４７近傍の平面図であって、当該固化材吐出部４７から吐出された固化材Ｍの吐出の軌跡を表している。

【0063】

図４に示すように、固化材吐出部４７は、トレンチャ４の従動輪４２の上部において二股状に分岐形成された一対の第１固化材吐出部４７１と第２固化材吐出部４７２とを含む。第１固化材吐出部４７１は、従動輪４２の幅方向の一方側において下方へ開口し、第２固化材吐出部４７２は、従動輪４２の幅方向の他方側において下方へ開口する。なお、第１固化材吐出部４７１及び第２固化材吐出部４７２は、同一の形状を有する。

【0064】

また、固化材吐出部４７は、図５に示すように、概ね一定の外径を有する円管状の吐出基部４７３と、吐出基部４７３の先端部に設けられ、平面視が六角形状を有する吐出先端部４７４と、を有する。なお、本実施形態では、吐出基部４７３と吐出先端部４７４とが一体に形成されている。吐出基部４７３は、横断面が円環状を呈し、内部に概ね一定の内径Ｒ１を有する吐出通路４７３ａを有する。吐出先端部４７４は、上流側が吐出通路４７３ａに接続されて先端側に向かって内径Ｒ２が徐々に小さくなる円錐テーパ部４７４ａと、円錐テーパ部４７４ａの下流側に設けられ、トレンチャ４の幅方向に相当する二面幅に沿って概ね矩形溝状に切り欠かれた切欠き溝４７５と、を有する。また、内径Ｒ２のテーパ角θｘは鋭角に設定されていて、吐出通路４７３ａから円錐テーパ部４７４ａへ比較的緩やかに縮径する構成となっている。

【0065】

このように、固化材吐出部４７は、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、吐出先端部４７４に円錐テーパ部４７４ａ及び切欠き溝４７５が設けられていることで、円錐テーパ部４７４ａの内壁に沿って流れる固化材Ｍが、切欠き溝４７５の長手方向、すなわちトレンチャ４の幅方向に拡がることで、偏平ラッパ状に拡散して吐出されるようになっている。より具体的には、円錐テーパ部４７４ａの内壁に沿って流れる固化材Ｍは、図５（ｂ）（ｃ）に破線の矢印で示すように、切欠き溝４７５の短手方向では切欠き溝４７５の内壁に衝突することにより拡散が規制され、切欠き溝４７５の長手方向のみに拡散することにより、前記偏平ラッパ状に拡散することとなる。この際、固化材Ｍの拡散角度θｍ（図４参照）は、円錐テーパ部４７４ａのテーパ角度θｔと同等となる。

【0066】

ここで、円錐テーパ部４７４ａは、図５（ｂ）に示す断面において形成されている必要がある。換言すれば、本実施形態では、円錐テーパ部４７４ａの形成の都合上、全周に円錐テーパ部４７４ａが形成された態様を例示しているが、図５（ｃ）に示す断面においては、必ずしも円錐テーパ部４７４ａが形成されている必要はない。

【0067】

以上のように、本実施形態では、固化材吐出部４７から拡散するように固化材Ｍが吐出されることにより、トレンチャ４の水平掘進に伴い、固化材Ｍは、図６にハッチングで示すようなトレンチャ４の幅全体に広がる軌跡となる。

【0068】

図７は、固化材吐出部４７の変形例を示す図であって、（ａ）は固化材吐出部４７の平面図を示し、（ｂ）は図７（ａ）のＣ－Ｃ線に沿って切断した断面図を示し、（ｃ）は図７（ａ）のＤ－Ｄ線に沿って切断した断面図を示している。

【0069】

固化材吐出部４７の他の態様（変形例）として、固化材吐出部４７は、図７に示すように、吐出基部４７３と吐出先端部４７４とが、別体に形成されていてもよい。具体的には、内部に一定の内径Ｒ１を有する吐出基部４７３の先端部に、トレンチャ４の幅方向に沿って概ね矩形溝状に切り欠かれた切欠き溝４７５を有する吐出先端部４７４が取り付けられている。さらに、吐出先端部４７４は、切欠き溝４７５の長手方向両端部に当該切欠き溝４７５の長手方向の開口を閉塞する一対の閉塞部材４７６が設けられている。これにより、吐出先端部４７４は、トレンチャ４の幅方向において吐出通路４７３ａよりも拡大し、かつトレンチャ４の幅方向に直交する方向において吐出通路４７３ａよりも縮小する、偏平状の開口部ＯＰが構成されている。

【0070】

このように、当該変形例に固化材吐出部４７では、吐出先端部４７４において偏平状の開口部ＯＰが構成されていることで、吐出通路４７３ａを流れる固化材Ｍが、トレンチャ４の幅方向に拡大する切欠き溝４７５の長手方向に拡散すると共に、当該拡散が閉塞部材４７６によって規制され、図７（ｂ）（ｃ）に破線の矢印で示すように、トレンチャ４の正面視においてトレンチャ４の幅方向に偏平ラッパ状に拡散して吐出されるようになっている。この際、固化材Ｍの拡散角度θｍ（図４参照）は、開口部ＯＰにおいて吐出通路４７３ａの開口縁部と各閉塞部材４７６の先端部内側縁とを結んでなるテーパ角度θｔと同等となる。

【0071】

（本実施形態の作用効果）
従来の固化材の吐出方法のように前記条件（Ｓ１≧Ｓ２）を充足する場合でも、安定処理土の性状によっては、固化材吐出口の先端部において固化材が撹拌翼の先端部まで到達されず不均質な安定処理土が造成されてしまうおそれがある点で、改善の余地が残されていた。

【0072】

具体的には、例えば固化材吐出量が少量（約６０Ｌ／分）の場合、ポンプＧＰの圧送圧力は０．７［ＭＰａ］程度となる。この場合において、第１配管５１に第２配管５２を合流接続させない場合、管路抵抗により固化材吐出部４７近傍における固化材Ｍの管内圧力は、０．２［ＭＰａ］以下まで低下することがある。

【0073】

改良深度Ｈや安定処理土の流動値によっても異なるが、上記の場合、固化材Ｍの吐出圧力Ｐと吐出抵抗Ｒとの関係が「Ｐ≦Ｒ」となってしまう。これにより、一時的に固化材吐出部４７の固化材吐出口４７０が閉塞され、当該固化材吐出口４７０において固化材Ｍが撹拌翼４５の先端部まで到達されない問題を招来してしまう。すなわち、固化材吐出口４７０の閉塞が続いた場合、固化材圧送管内の圧力Ｐが上昇して「Ｐ＞Ｒ」となることによって、一時的に固化材吐出口４７０から吐出されるものの、安定した固化材Ｍの吐出がなされず、不均質な安定処理土の造成を招来し、安定処理土の品質が低下してしまうおそれがある。

【0074】

これに対して、本実施形態に係る固化材の吐出方法では、固化材圧送管である第１配管５１に圧縮空気供給管である第２配管５２を合流接続し、第２配管５２を介して供給される圧縮空気Ａによって固化材Ｍを加圧することにより、固化材吐出部４７における固化材Ｍの吐出圧力Ｐが吐出抵抗Ｒよりも大きくなるように設定されている。これにより、安定処理土の吐出抵抗Ｒに抗して固化材Ｍを撹拌翼４５の先端部まで到達させることが可能となり、その結果、均質な安定処理土の造成に寄与し、安定処理土の品質向上を図ることができる。

【0075】

ここで、安定処理土の湿潤密度ρを１．６［ｔ／ｍ^３］、地盤改良部の上端部から固化材吐出部４７までの深度Ｈを１３［ｍ］とした場合、前述の試算の通り、吐出抵抗Ｒが０．２１［ＭＰａ］程度となるため、「Ｐ＞Ｒ」の関係を確保するには、固化材Ｍの吐出圧力Ｐを、少なくとも０．３［ＭＰａ］以上とすることが望ましい。

【0076】

また、上記吐出抵抗Ｒの算出に際しては、安定処理土の湿潤密度をρと、地盤改良体の上端から固化材吐出部４７までの深度をＨとしたとき、「Ｒ≒ρ×Ｈ」の関係となる。ここで、当該吐出抵抗Ｒの算出にあたり「Ｒ＝ρ×Ｈ」ではなく「Ｒ≒ρ×Ｈ」としたのは、実際には安定処理土の湿潤密度ρや深度Ｈ以外にも様々な要素の影響があるためである。

【0077】

また、本実施形態では、第１配管５１と第２配管５２の接続部がトレンチャ４の基端部側、すなわち長手方向のアーム３側に設けられている。このため、第１配管５１と第２配管５２の接続部が固化材吐出部４７の近傍であるトレンチャ４の先端部側に配置される場合に比べて、第１配管５１と第２配管５２との接続部から固化材吐出部４７までの距離、すなわちトレンチャ４の長手方向に沿うストレート部を、より長く確保することが可能となる。これにより、固化材Ｍに圧縮空気Ａが合流した後の固化材Ｍの吐出圧力Ｐの低下が抑制され、固化材Ｍの安定した吐出を確保することができる。

【0078】

また、第１配管５１と第２配管５２の接続部をトレンチャ４の外部に配置した場合、当該接続部と固化材吐出部４７との距離がより大きく離間してしまうことから、例えば第１配管５１の途中に湾曲部等が形成されるなど、かかる湾曲部等によって圧縮空気Ａにより加圧された固化材Ｍの圧力が減衰してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、第１配管５１と第２配管５２の接続部が、固化材吐出部４７が配置されるトレンチャ４に設けられていることにより、当該接続部の下流側において圧縮空気Ａによって加圧された固化材Ｍの圧力の減衰が抑制され、より安定した固化材Ｍの吐出を確保することができる。

【0079】

また、本実施形態では、固化材Ｍと圧縮空気Ａの合流に際して、第１配管５１と第２配管５２は、第１配管５１の折曲部５１０の外周側において、当該折曲部５１０よりも下流側の固化材Ｍの送出方向に沿って接続されている。これにより、第１配管５１と第２配管５２との接続部において、固化材Ｍの流れと圧縮空気Ａの流れとの干渉が抑制され、固化材Ｍの流れに対して圧縮空気Ａをより円滑に合流させることができる。

【0080】

また、本実施形態では、第２配管５２の圧力Ｐ２が、第１配管５１の圧力Ｐ１よりも大きくなる、すなわち「Ｐ１＜Ｐ２」の関係を有する構成となっている。このため、圧縮空気Ａの合流に際し、第１配管５１の圧力Ｐ１と第２配管５２の圧力Ｐ２との圧力差に伴って発生する負圧に基づく吸引効果により、固化材Ｍを圧送するポンプＧＰの負荷が軽減されて、より安定した固化材Ｍの圧送が可能となる。

【0081】

また、本実施形態では、第１配管５１の管径Ｄ１が第２配管５２の管径Ｄ２と同等以上、すなわち「Ｄ１≧Ｄ２」の関係を有するように設定されている。このため、圧縮空気Ａの流速が固化材Ｍの流速と同等以上となり、固化材Ｍに対して圧縮空気Ａを円滑に合流させることができる。とりわけ、折曲部５１０の外周側で合流させる場合、折曲部５１０の内周側に比べて外周側の流速が早いことから、折曲部５１０の内周側よりも外周側の管内圧力が低くなる。このため、第１配管５１の管径Ｄ１が第２配管５２の管径Ｄ２以上、すなわち上記「Ｄ１≧Ｄ２」を有するように設定されることで、固化材Ｍの流れに対して圧縮空気Ａをより円滑に合流させることができる。

【0082】

また、本実施形態では、第１配管下流部５１２の内周側５１２ａの延長線Ｌ１と第１配管上流部５１１の外周側５１１ｂとの交点をＸ１、第１配管上流部５１１の内周側５１１ａの延長線Ｌ２と第１配管下流部５１２の外周側５１２ｂとの交点をＸ２としたとき、第２配管５２が、折曲部５１０におけるＸ１とＸ２の間の領域Ｙ内で第１配管５１側に接続されている。このため、第１配管５１がＸ１とＸ２の間の領域Ｙ外で第１配管５１に接続される場合に比べて、圧縮空気Ａによって固化材Ｍの流れが阻害され難く、固化材Ｍの流れに対して圧縮空気Ａを円滑に合流させることが可能となる。これにより、圧縮空気Ａによって固化材Ｍの流れが効果的に補助され、より安定した固化材の吐出を確保することができる。

【0083】

また、本実施形態では、第１配管５１の折曲部５１０よりも上流側と第２配管５２の接続部よりも上流側との間の劣角をθ１、第１配管５１の折曲部５１０の上流側と下流側との間の劣角をθ２としたとき、「θ１＜９０°」かつ「θ１＋θ２≒１８０°」の関係を有する構成となっている。このため、第１配管５１の折曲部５１０の内角（劣角）が鈍角となり、かつ、接続後における第１配管５１と第２配管５２の延出方向が一致することとなる。このように、第１配管５１が緩やかに折れ曲がり、合流後の固化材Ｍの流れの方向と圧縮空気Ａの流れの方向とが一致する（同一方向となる）ことで、固化材Ｍの流れに対して圧縮空気Ａをより円滑に合流させることができる。

【0084】

すなわち、第１配管５１の折曲部５１０の内角（劣角）が鋭角である場合には、折曲部５１０における固化材Ｍの通流抵抗が大きくなり、ポンプＧＰの負荷が増大してしまう。これに対して、本実施形態では、第１配管５１の折曲部５１０の内角（劣角）が鈍角となっていることで、折曲部５１０における固化材Ｍの通流抵抗が低減され、ひいてはポンプＧＰの負荷を低減することができる。

【0085】

また、接続後の第１配管５１と第２配管５２の延出方向が一致しない場合には、合流後における圧縮空気Ａの流速や圧力の損失が増大してしまう。これに対して、本実施形態では、接続後における第１配管５１と第２配管５２の延出方向が一致することで、合流後における圧縮空気Ａの流速や圧力の損失が低減されて、当該合流後における圧縮空気Ａの流速や圧力を増大させることが可能となる。これにより、固化材Ｍの吐出圧力Ｐを効果的に向上させることができる。

【0086】

なお、上記の関係式「θ１＋θ２≒１８０°」においてθ１とθ２との和は、第１配管５１の曲げ加工の誤差や、第１配管５１と第２配管５２との接続加工の誤差を含んでいるため、概ね１８０°、具体的には１７０°～１９０°であればよく、±１０°程度の誤差を許容する。

【0087】

また、本実施形態では、撹拌混合直後における安定処理土のテーブルフロー値が１１０［ｍｍ］となっている。撹拌混合直後の安定処理土のテーブルフロー値が１１０［ｍｍ］未満であった場合、原土の土質性状によっては、粘性の増加と共に撹拌混合時の抵抗が上昇して当該撹拌混合直後の改良土がポーラス状となり、不均質な改良体となるおそれがある。これに対して、本実施形態のように、撹拌混合直後の安定処理土のテーブルフロー値を１１０［ｍｍ］以上とすることで、均質な改良体を形成することができる。

【0088】

また、本実施形態では、固化材吐出部４７において、分岐形成された第１配管５１によって従動輪４２の両側から吐出すると共に、撹拌翼４５の正面視にて各固化材吐出部４７の固化材吐出口４７０から広角状に拡散する構成となっている。このため、トレンチャ４の移動に際して、撹拌翼４５の幅方向のほぼ全域にわたって固化材Ｍを行き渡らせることが可能となる。このように、トレンチャ４の撹拌範囲において固化材Ｍが拡散されて広く行き渡ることにより、原土と固化材Ｍの撹拌混合性を向上させ、より均質な安定処理土を造成することができる。

【0089】

本発明は、前記実施形態において例示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適用対象の仕様等に応じて自由に変更することができる。

【0090】

特に、第１配管５１と第２配管５２との接続位置については、上記実施形態で例示した態様に限定されるものではなく、トレンチャ４の内外や折曲部５１０の前後を問わず、適用するトレンチャ式地盤改良装置の仕様等に応じて自由に変更可能である。

【符号の説明】

【0091】

１…バックホウ（ベースマシン）
２…ブーム
３…アーム
４…トレンチャ
４０…フレーム
４１…駆動輪
４２…従動輪
４３…チェーン
４４…油圧モータ
４５…撹拌翼
４６…カッター刃
５１…第１配管（固化材圧送管）
５１０…折曲部
５１１…第１配管上流部
５１１ａ…第１配管上流部の内周側
５１１ｂ…第１配管上流部の外周側
５１２…第２配管下流部
５１２ａ…第２配管上流部の内周側
５１２ｂ…第２配管上流部の外周側
５２…第２配管（圧縮空気供給管）
ＧＰ…ポンプ
ＣＰ…コンプレッサ
Ｍ…固化材
Ａ…圧縮空気
Ｐ…吐出圧力
Ｒ…吐出抵抗

【要約】

【課題】均質な安定処理土を造成することができる固化材の吐出方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る固化材の吐出方法では、固化材圧送管である第１配管５１に圧縮空気供給管である第２配管５２を合流接続し、第２配管５２を介して供給される圧縮空気Ａによって固化材Ｍを加圧することにより、固化材吐出部４７における固化材Ｍの吐出圧力Ｐが吐出抵抗Ｒよりも大きくなるように設定されている。これにより、安定処理土の吐出抵抗Ｒに抗して固化材Ｍを撹拌翼４５の先端部まで到達させることが可能となり、その結果、均質な安定処理土の造成に寄与し、安定処理土の品質向上を図ることができる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】