JP2004238935A - ヘドロ改良方法並びにヘドロ改良装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理等して、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土質性状のヘドロに改良する。
【解決手段】ヘドロの含水比や強度を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度）に改良できるように圧密時間を設定する。そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を徐々に増加させることにより、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土質性状のヘドロに改良する。
【選択図】 図１
【解決手段】ヘドロの含水比や強度を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度）に改良できるように圧密時間を設定する。そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を徐々に増加させることにより、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土質性状のヘドロに改良する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼などの水域にまたは人工的に構築したピットなどの溜めに沈降・堆積又は流入、投入されたヘドロ（またはこれに類する超軟弱粘性土）に含まれる水をヘドロの堆積場所で圧密排水などをして含水比を低下させ、希望する所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法並びにヘドロ改良装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川、湖沼、池、海岸などの底部に沈降、堆積した淡水域ヘドロや海域ヘドロ、または上下水処理時に沈殿したヘドロ、あるいは建設工事の地下掘削や造成工事などの施工時に発生するヘドロの改良方法としては、ヘドロに固化剤を添加し攪拌して、ヘドロ自体を固化状態する方法、沈殿したヘドロの上部の水を排水し、ヘドロを振動フルイ機やフィルタープレスなどにより処理する方法、または合成樹脂製の線条材からなるネットの裏面に、水が透過させるものの、ヘドロ粒子等の土粒子の透過を阻止する不織布を固定した封止シートを、湖底や海底等に堆積しているヘドロ層の上面に敷設し、この封止シートの上面に圧密用土層を形成することにより、ヘドロを封じ込める方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２１２９２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のヘドロ固化方法では、ヘドロ固化剤が添加される関係上、固化処理されたヘドロは化学的に有害物質または産業廃棄物として認定されることがある。このため、この固化処理されたヘドロを撤去するために所定の場所に運搬したり、または他への転用（リサイクル）したり、あるいは土捨て（敷き均し、転圧）する場合に種々の問題が生じる。
また、固化処理されたヘドロ上に水を溜めたり、雨水等が固化処理されたヘドロ内に浸透したり、あるいは雨水が固化処理されたヘドロの表面を流れたりすると、水に溶け込んだ固化剤が地下水や地表水、河川、溜水などを汚染するおそれがある。特に、固化剤で汚染された水が混入する溜水や河川の水を農業用水として利用した場合には、育成される植物に有害物質が蓄積されるなどの悪影響が発生し、かつ、水中に生息する生物にも悪影響を及ぼすほか、土壌が汚染される懸念もある。
【０００５】
また、上記特許文献１に示す従来のヘドロ処理方法は、湖沼、池、海岸などの水底に沈降・堆積した淡水域ヘドロや海域ヘドロ層上に封止シートを敷設し、この封止シート上に圧密荷重用土層を形成することによりヘドロを封じ込め、これにより、ヘドロの液状化や舞い上がりを防止し、かつ圧密荷重用土層の著しい沈下を防止するためのものであって、ヘドロ層を圧密排水または脱水処理によりヘドロの含水比を低下させて、ヘドロ自体の強度を高めるものではない。このため、ヘドロ自体は、依然として液状化のし易い、かつ舞い上がり易い土性値を有しており、ヘドロの掘削、運搬、捨て土などの処理は、ほとんど不可能であった。
また、振動フルイ機やフィルタープレスによって改良された改良ヘドロは一般に含水比が高く、強度が弱いため、法律により産業廃棄物に指定されることが多い。また、経済性が悪い場合も多い。
【０００６】
本発明の目的は、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理等を行うことにより、掘削、運搬、捨て土または土地造成のための盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良できるようにしたヘドロ改良方法並びヘドロ改良装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、圧密排水前の堆積ヘドロ層に対する改良後の力学特性値（強度、支持力等）、物理特性値（含水比、密度等）の目標値と前記堆積ヘドロ層をこれら目標値に到達させるのに必要な圧密荷重、期間をそれぞれ設定する目標設定工程と、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入した水を排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、圧密排水前の前記堆積ヘドロ層の厚さとその力学特性値及び物理特性値を基に該ヘドロ層が盛土荷重で滑り破壊されることなく支持し得る初期支持力と前記排水層が盛土荷重で破壊されることなく支持し得る支持力との総和又はそれ以下の荷重に相当する盛土を前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に載荷してヘドロ層の圧密排水を行う初期盛土工程と、前記初期盛土工程での盛土荷重によりヘドロ層が前記排水層を通して圧密排水されることで圧密沈下される該ヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）を求め、この圧密沈下量（圧密度）から各圧密段階での圧密進行に伴う該ヘドロ層の強度増加を考慮した該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達したかを判断するとともに該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達しない時は圧密時間を延長するか又は前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加し、当該盛土の増加工程を前記ヘドロ層の力学特性値および物理特性値値が目標値に達するまで繰り返し行う盛土繰り返し工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかるヘドロ改良方法においては、ヘドロの力学特性値、圧密特性値（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数など）、物理特性値を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度など）に改良できるように盛土荷重と圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を徐々に増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【０００９】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、人工的に構築されたピットと、前記ピット内の側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第１排水層と、前記ピット内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第２排水層と、前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層に圧密荷重をかけて該ヘドロ層の間隙水を前記第１及び第２排水層から前記ピット外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、ピットの側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い第１排水層を敷設し、このピット内に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、所定の厚さに盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度など有する土質性状のヘドロに改良できる。
【００１１】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が開口されたヘドロ収容体と、前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有する第１排水層と、前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有する第２排水層と、前記第２排水層の上面を覆う非通気性の防水シートと、前記ヘドロ収容体の上面開口を気密状態に閉鎖する蓋体と、前記蓋体で閉鎖された前記ヘドロ収容体の上部閉鎖空間に圧縮空気などを供給することにより前記防水シートを含む第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１３】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が全開状態に開口されたヘドロ収容体と、前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有するの第１排水層と、前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面全域が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有するの第２排水層と、前記ヘドロ収容体の開口に上下動可能に嵌合された加圧盤と、前記加圧盤を上方から下方に向けて動作させることにより前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる加圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１５】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、ヘドロ投入チャンバーと、前記ヘドロ投入チャンバーから所定の距離離して設けられた改良ヘドロ排出チャンバーと、前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの内部筒体と、前記内部筒体の外周に所定の隙間をおいて同心に、かつ前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの外部筒体と、前記内部筒体の外周壁面と前記外部筒体の内周壁面との間に形成される隙間内に該隙間内が充填されるように両筒体の全長に亘り設けられ、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す排水層と、前記ヘドロ投入チャンバーから前記内部筒体内を通して前記改良ヘドロ排出チャンバーに達する長さを有するとともに前記内部筒体の軸線を中心にして回転可能に支持され、かつ前記ヘドロ投入チャンバーから前記改良ヘドロ排出チャンバーに行くに従いピッチが順次小さくなる螺旋羽根を有するヘドロ圧密用スクリューと、前記ヘドロ圧密用スクリューを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、ヘドロ圧密用スクリューを低速回転することにより、ヘドロ投入チャンバー内のヘドロを内部筒体に沿って改良ヘドロ排出チャンバー側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー側へ行くに従いヘドロに作用する圧縮力が徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロ中の圧密された水を内部筒体の排水孔を通して排水層に流入し、この流入水を排水層から外部筒体の排水孔を通して排出する。
これにより、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
【００１７】
また、本発明は、海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層上面へ誘導する排水ドレーン部材を前記ヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に少なくともヘドロ層の上面から前記湖沼、池、溜め等の底部に達するように鉛直に敷設する排水ドレーン部材敷設工程と、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層外へ排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に盛土してヘドロ層中の間隙水を前記排水ドレーン部材及び排水層を通し圧密排水するとともに該圧密排水によるヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）に応じて前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加させる盛土工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかるヘドロ改良方法においては、排水ドレーン部材をヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層上に敷設した排水層上に、ヘドロ層の滑り破壊が生じないように盛土を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材及び排水層を通してヘドロ層外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図、図２は本発明方法によるヘドロの改良過程を示す説明用断面図である。
【００２０】
図２において、１２は地山１３に構築されている農業用水などの溜池、１４Ａは溜池１２の底面に層状に堆積されたヘドロ層（またはこれに類する超軟弱粘性土）であり、このヘドロ層１４Ａを本発明方法により改良する場合について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２１】
溜池１２の底面に堆積されたヘドロ層１４Ａを所要の土性値に改良するに際しては、まず、溜池１２の底面に堆積されたヘドロ層１４Ａ上に貯まっている水を排出し、図２（Ａ）に示すように、ヘドロ層１４Ａの天端が露出される程度の水位にまで下げる。
次に、図１に示す測定工程１００において、溜池１２に堆積されている改良前のヘドロ層１４Ａの堆積厚さ及び力学特性値（強度、支持力等）、物理特性値（含水比等）、圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数等）及び、ヘドロ層１４Ａの下方に堆積する排水層と見なし得る透水層の有無とその位置をヘドロ層の室内試験及び現場で測定又は、観察により設定する。次の目標設定工程１０１では、前記測定工程１００でのヘドロ層１４Ａの厚さ及び土性値（強度、含水比など）の設定値（初期の）を基に、改良後のヘドロ層の支持力（強度）、含水比及び密度等がヘドロの掘削、運搬、転用、土捨てなどに必要な土質性状になるようにヘドロ層の支持力及び含水比等の目標値を予め設定し、かつ堆積ヘドロ層１４Ａをこれら目標値に到達させるのに必要な圧密荷重、圧密期間を設定する。この場合、荷重が大きいと期間が短くなる。期間に制約がある場合が多いので荷重を調節する場合が多い。
【００２２】
次いで、図１に示す排水層敷設工程１０２では、図２（Ｂ）に示すように、ヘドロ層１４Ａ中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入した水を排出する所要の排水能力（透水係数×層厚×動水勾配）の排水シート１５１をヘドロ層１４Ａの上面全域１４Ｄ及び該ヘドロ層１４Ａの上面から外れた周辺領域１４Ｅ（地山１３に相当する領域）が覆われるように少なくとも１層敷設して、厚さが１０ｍｍ程度の排水層１５を構築する。
【００２３】
ここで、排水層１５を、例えば上下２層の排水シート１５１により構築する場合は、下層の排水シート１５１と上層の排水シート１５１とを互いに直交する方向に重ねて敷設する。
また、このヘドロ層１４Ａの圧密排水に使用する排水層１５の設計に際しては、排水シート１５１の透水係数と排水シート１５１の一層当りの残留層厚と排水シート１５１の層数とから通水性能（透水係数×層厚）を算定し、排水層での動水勾配（排水シート内の間隙水圧を排水距離で除した値）を乗じて排水層１５の排水能力を算定し、この排水能力が圧密排水されるヘドロ層１４Ａからの総流入水量以上になるように、盛土荷重（応力）とヘドロ層１４Ａの圧密特性を考慮し、かつヘドロから排水層１５に流入する単位面積・単位時間当りの排水量を考慮して、排水層１５を構築する排水シート１５１の排水材の種類の選定とその厚さ及び積層枚数を設定する。
また、排水層１５の排水シート１５１には、不織布系、その他のジオテキスタイル等、またはジオテキスタイル構造の場合、織布、不織布、有孔膜体、板状フィルタの単体またはこれらの複合体からなるものが使用される。
【００２４】
次に、図１に示す初期盛土工程（第１層の盛土工程）１０３において、図２（Ｃ）に示すように、圧密排水前の堆積ヘドロ層１４Ａの 初期支持力と排水層１５の引張抵抗による支持力との総和が盛土荷重で破壊されることなく支持し得る荷重に相当する盛土１６Ａをヘドロ層１４Ａの周辺領域１４Ｅを除く排水層１５上に載荷してヘドロ層１４Ａの圧密排水を行う。
なお、排水層１５は、圧密排水された後の改良ヘドロ中から排水層１５を引き抜く時に、この引張り力に耐え得る強度のものにすることが望ましい。
この初期盛土工程１０３では、まず、図２（Ｃ）に示すように、排水層１５によるハンモック効果を発揮できるように、排水層１５の上面に部分的に分けて盛土を行い、しかる後、盛土の施されていない箇所の排水層１５上に逐次盛土を行う。これにより、排水層１５上に第１層目の盛土１６Ａが行われる。この場合、図２（Ｃ）に示す数字は、部分的に逐次行われる盛土１６Ａの施工順序を表している。また、第１層目の盛土１６Ａの厚さは３０〜５０ｃｍ程度である。
【００２５】
前記初期盛土工程１０３において、ヘドロ層１４Ａ上に排水層１５を介して第１層目の盛土１６Ａが載荷されると、この初期盛土による荷重力でヘドロ層１４Ａ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１４Ａ中の間隙水は排水層１５に流入し、盛土１６Ａの載荷領域から外れたヘドロ層１４Ａの周辺領域１４Ｅと対向する排水層１５の部分からヘドロ層１４Ａ外へ排水される。また、ヘドロ層１４Ａ中の圧密水の一部は、ヘドロ層１４Ａの下層に排水層となる砂や礫層が堆積する場合にはこの排水層に排出される。これにより、ヘドロ層１４Ａ中の間隙水の量と水圧は時間の経過と共に減少し、ヘドロ層１４Ａ自体は図２（Ｄ）に示すように圧密沈下される。このように圧密沈下されたヘドロ層１４Ｂは、その圧密度が上昇し、かつヘドロ粒子間の有効応力が増加するため、このヘドロ層１４Ｂの強度（支持力）はヘドロ層１４Ａのそれよりも増大する。この時のヘドロの強度増加量は、ヘドロの種類により異なるものの、盛土による増加応力の圧密完了応力分（増加応力×圧密度）の０．３〜０．５倍程度となる。
【００２６】
次に、図１に示す圧密沈下量測定・判定工程１０４に移行して、前記初期盛土荷重により圧密排水されたヘドロ層１４Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量からヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したかを判断する。ここで、ヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達しない場合は、ヘドロ層１４Ｂの圧密度が所定の値まで進行するまで圧密時間を延長するか、又は次の盛土増加工程１０５において、排水層１５上に載荷される盛土の高さを増加させる。
すなわち、図２（Ｅ）に示すように、第１層目の盛土１６Ａの上に、前記初期盛土荷重時の圧密により支持力の増加されたヘドロ層１４Ｂに滑り破壊が生じない程度の高さに第２層目の盛土１６Ｂを積み上げて載荷し、ヘドロ層１４Ｂへの盛土荷重を増加させる。これにより、ヘドロ層１４Ｂ中の間隙水は時間の経過と共に更に減少し、ヘドロ層１４Ｂ自体も図２（Ｆ）に示すように更に圧密沈下される。このように圧密沈下されたヘドロ層１４Ｃの圧密度が更に上昇し、その強度（支持力）等もヘドロ層１４Ｂのそれよりも増大する。
【００２７】
次に、図１に示す圧密沈下量測定・判定工程１０４に移行し、第２層目の盛土１６Ｂを載荷した後のヘドロ層１４Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量からヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）、が目標値に到達したかを判断する。ここで、ヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）、が目標値に到達しない場合は、再度、盛土増加工程１０５に移行し、排水層１５上に載荷される盛土の高さを更に増加させる。
すなわち、図２（Ｆ）に示すように、第２層目の盛土１６Ｂの上に、この盛土１６Ｂによる圧密排水で強度、支持力等の増大されたヘドロ層１４Ｃに滑り破壊が生じない程度の高さまで第３層目の盛土１６Ｃを積み上げて載荷し、ヘドロ層１４Ｃへの盛土荷重を増加させてヘドロ層１４Ｃを更に圧密沈下させる。
【００２８】
以下同様にして、ヘドロ層に対し、その土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達するまで、上記圧密沈下量測定・判定工程１０４と盛土増加工程１０５を繰り返し実施する。そして、ヘドロ層の土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したならば、ヘドロの改良処理が終了する。
なお、上記圧密沈下量測定・判定工程１０４と盛土増加工程１０５は、請求項に記載した盛土繰り返し工程を構成する。
また、本発明における圧密沈下量は、ヘドロ層の圧密沈下量を直接測定する方式に限らず、ヘドロ層の圧密特性を予め試験で設定し、この圧密特性と圧密理論に基づいて算定した圧密時間から圧密沈下量を求め、これにより、各段階盛土後の所定目標値に達したか否かを予測することが可能である。
また、目標値設定工程において、堆積ヘドロ層の圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数、等）を設定し、各盛土荷重の圧密沈下速度、圧密時間並びに、各盛土荷重の圧密段階（圧密度）におけるヘドロ層の強度などを予め予測することが可能である。
【００２９】
このように本実施の形態におけるヘドロ改良方法では、ヘドロの含水比や強度等を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土性値（含水比、強度、密度等）に改良できるように圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層１５上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ断面的に段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を徐々に増加させるようにしたので、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
なお、この発明のヘドロ改良方法において、ヘドロ層上に敷設される排水層１５は、ヘドロ層の上面全域に敷設する必要がなく、排水層１５をヘドロ層の上面に部分的に敷設する方式でもよい。
【００３０】
次に、本発明方法によるヘドロ改良の実施例について述べる。
溜池１２の底部に１．０ｍの厚さに堆積されたヘドロ層１４Ａを盛土荷重により圧密排水して、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土性値のヘドロに改良する場合は、ヘドロ層１４Ａの厚さ１．０ｍの時、その層厚の２０％の圧密沈下が生じると設定し、ヘドロ層１４Ａの最終沈下量を２０ｃｍとした。
【００３１】
また、この時のヘドロ層１４Ａの圧密時間は、ヘドロ層１４Ａの厚さが１．０ｍの場合、その圧密沈下時間ｔは次式与えられる。
ｔ＝Ｔｖ・（Ｈ２）／Ｃｖ
ここで、Ｔｖ；時間係数、Ｈ；ヘドロ層厚、Ｃｖ；圧密係数である。また、へドロの土質から、Ｃｖ＝１０００〜１５００ｃｍ２／ｄａｙであることから安全側の値を設定して、Ｃｖ＝１０００ｃｍ２／ｄａｙを設定する。そして、ヘドロ層１４Ａの下層に排水層となり得る土層が無かったのでヘドロ層は片面排水条件とした。また、圧密度９０％を考えると、Ｔｖ＝０．８５となり、
となる。
【００３２】
また、圧密度９０％と設定した理由は、盛土の許容残留沈下量を３ｃｍ以下に設定したとき、圧密度Ｕ＝（２０−３）／２０×１００＝８５％＜９０％になるからである。したがって、ヘドロ層１４Ａ上に排水層１５を介して盛られる盛土の高さを次のように設定した。
ここで、プレロード荷重ｐ＝１６．５×０．６≒１０ＫＮ／ｍ２である。
【００３３】
以上の結果から、厚さ１．０ｍのヘドロ層を盛土荷重による圧密排水で圧密沈下する場合の盛土高さ、ヘドロ層の最終沈下量及び９０％圧密時間はそれぞれ下記のように設定される。
盛土高さ ２ｍ
最終沈下量 ２０ｃｍ
９０％圧密時間 １０日
【００３４】
このような設定値を基にして、本発明のヘドロ改良方法により、厚さ１．０ｍのヘドロ層を盛土荷重により圧密沈下させた時の方法を実行した時のヘドロ層の最終沈下量、沈下時間及び圧密度の実測値はそれぞれ下記のようになった。
最終沈下量 ２０ｃｍ（沈下データより双曲線法により算定）
沈下時間 １２日
圧密度 ９７％（残留沈下量０．６ｃｍ）
【００３５】
以上のことから、ヘドロを所定の期間に所要の土性値（含水比、強度、密度等）に改良し、この改良ヘドロを掘削して撤去するために所定の場所に運搬し、または他への転用（リサイクル）や土捨て（敷き均し、転圧）が可能となる。この場合、掘削、運搬、転用、土捨てを行うために必要な土性値で、かつ改良ヘドロは産業廃棄物の規定に抵触しない土性値に設定できる。これによって、改良ヘドロの経済的、かつ効果的な捨て土や転用などが可能になり、かつ堆積した改良ヘドロを効率的に撤去することが可能になる。
また、このような改良したヘドロ上に盛土を行うことにより、土地造成を合理的、経済的に行うことができるほか、改良したヘドロの堆積地域におけるヘドロ層の封じ込めによる環境の向上や環境機能の回復、水の浄化を効率的に行うことができる。
また、盛土、圧密の繰返しの各段階において、ヘドロ層（盛土）の沈下量の測定やヘドロ層の土質試験、または圧密時間によりヘドロ層の圧密度（強度、含水比等）を施工管理として実施することで、設計値と現場での土性値との対比、確認が可能であり、合理的且つ、計画的な管理ができる。
【００３６】
次に、本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の実施の形態について図面を参照して説明する。
図３は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第２の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図３に示す排水層１５は、排水層１５の厚さ方向に中間部、例えば下層排水シート１５１ａと上層排水シート１５１ｂとの間に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、不織布、織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５２を排水層１５に全域に亘り平面状に配設したものである。
【００３７】
このような第２の実施の形態を示す排水層１５においては、排水層１５自体の盛土荷重に対する支持力が増強され、同時にヘドロ層の支持力も増大されるため、この排水層１５を介してヘドロ層上に載荷される１回の盛土の厚さを大きくできる。これに伴い、ヘドロ層を目標の圧密度及び土性値（強度、含水比、等）に改良させるための盛土の回数を削減できるとともに、沈下時間も短縮することができる。
【００３８】
図４は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第３の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図４に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の上面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５３を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第３の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３９】
図５は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第４の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図５に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の下面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５４を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第４の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４０】
図６は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第５の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図６に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の上下両面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５５，１５６を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第５の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、図３〜図６に示す排水層１５は、引張り増強材と排水シートとを予め組み合わせることで構成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、現地において、引張り増強材及び排水シートを別々に敷設することにより、排水層１５を構成するようにしてもよい。
【００４１】
次に、図７及び図８により本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第６の実施の形態について説明する。
図７は本発明の第６の実施の形態における排水層の一部を示す説明用平面図、図８は図７のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
この図７及び図８に示す排水層１５は、上下２層に重ね合わせた、ジオテキスタイルなどからなる上層排水シート１５７ａ及び下層排水シート１５７ｂと、この上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂとの間にその長尺方向の全長に亘り延在するように排水シートの短尺方向に所定の間隔離して配設された可撓性の有孔排水パイプ１５８とから構成される。この有孔排水パイプ１５８には、ヘドロ層からの圧密水が流入される多数の圧密水流入孔が有孔排水パイプ１５８の全域に亘り形成されている。
なお、この場合、有孔排水パイプ１５８に代えて、通水性の大きいジオテキスタイル等の排水路等を排水層１５内に配設するようにしてもよい。
【００４２】
このように構成された排水層１５において、盛土荷重によるヘドロ層１４への圧密作用によりヘドロ層１４から湧出する圧密水は、図８の矢印８１に示すように排水層１５内に流入し、この流入水のほとんどは排水層１５内を図８の矢印８２に示す平面方向に流動して有孔排水パイプ１５８内に流入し、この有孔排水パイプ１５８を通してヘドロ層１４外へ排出される。さらに、排水層１５への流入水の一部は排水層１５内を図７の矢印８４（図８の矢印８５）に流動して排水層１５からヘドロ層１４外へ排出される。
【００４３】
このような排水層１５では、有孔排水パイプ１５８を有することにより、排水層１５の排水能力を向上できる。また、有孔排水パイプ１５８の配置間隔及び径（又は排水路の通水性能）を変えることにより、排水層の排水能力を調整することができる。
なお、この図７及び図８に示す排水層１５においても、上記図３ないし図６に示す場合と同様に張力増強材を設けるようにしてもよい。
また、上記図７及び図８では、排水層１５を上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂの二層構造にし、この排水層１５を上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂとの間に有孔排水パイプ１５８を配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、有孔排水パイプ１５８を排水シートの上面または下面に配置し、この有孔排水パイプ１５８を含む有孔排水パイプ配置領域のみを、盛土やヘドロの土粒子が流入しないように排水シートで覆うようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明にかかるヘドロ改良装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図９は本発明にかかるヘドロ改良装置の第１の実施の形態を示す説明用断面図である。
この第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置９０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山９１に人工的に構築されたヘドロ処理用のピット９２と、このピット９２の垂直四周壁を構築するコンクリート製などの土止め壁９２１及びピット９２の底面を構築するコンクリート製などの底部９２２の全域が覆われるように敷設された第１排水層９３と、第１排水層９３が敷設されたピット９２内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層９４（請求項の第３排水層に相当する）と、前記第１排水層９３に連接され、ピット９２内の貯留ヘドロの上面を覆うように敷設される第２排水層９５と、ピット９２内の貯留ヘドロ層を所要の圧密度と強度、含水比等を持つ土性値に変質させるように第２排水層９５上に載荷される盛土９６とから構成される。
また、ピット９２の底面はコンクリート製に限らず、他の材料又は地盤面であってもよい。
【００４５】
なお、前記盛土９６は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層９３、第２排水層９５及び中間排水層９４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット９２外へ誘導排出するものである。
【００４６】
このようなヘドロ改良装置９０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
この場合は、まず、ピット９２内の側壁面及び底面に第１排水層９３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層９３で覆ったピット９２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層９７Ａの上面全域に中間排水層９４をヘドロ層９７Ａの水平方向に延在して、ピット９２の側壁面に対向する第１排水層９３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層９４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層９７Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層９３と連接された第２排水層９５を折り返すことで敷設する。次に、上記第２排水層９５上に所定の高さに盛土９６を施して、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの圧密荷重とする。
【００４７】
ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ上に第２排水層９５を介して盛土９６が載荷されると、この盛土９６による荷重力でヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ中の間隙水が上昇する。これにより、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ中の圧密された水は中間排水層９４、第２排水層９５及び第１排水層９３にそれぞれ流入し、この中間排水層９４、第２排水層９５及び第１排水層９３を通して、ピット９２の土止め壁９２１の上部に設けた排水口９８からピット９２外へ排水される。
したがって、盛土９６を載荷した後のヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層９７Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、盛土９６を除去した後、ピット９２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この時、第１及び第２排水層９３，９５は破損されない限り再利用する。
【００４８】
このような第１の実施の形態に示すヘドロ改良装置９０によれば、盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を増加させるようにしたので、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置は、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができる。これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
なお、上記第１、第２排水層９３，９５及び中間排水層９４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層９３，９５及び中間排水層９４は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００４９】
次に、図１０により本発明にかかるヘドロ改良装置の第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置１１０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山１１１を逆台形状に掘削することにより構築されたヘドロ処理用のピット１１２と、このピット１１２の傾斜四周壁面及び底面の全域が覆われるように敷設された第１排水層１１３と、第１排水層１１３が敷設されたピット１１２内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１１４（請求項の第３排水層に相当する）と、ピット１１２内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるように、かつ第１排水層１１３に連接して敷設される第２排水層１１５と、ピット１１２内の貯留ヘドロ層を所要の圧密度と強度、含水比等を持つ土質性状に変質させるように第２排水層１１５上に載荷される盛土１１６とから構成される。
【００５０】
なお、前記盛土１１６は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層１１３、第２排水層１１５及び中間排水層１１４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット１１２外へ誘導排出するものである。
【００５１】
このようなヘドロ改良装置１１０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、ピット１１２内の傾斜側壁面及び底面に第１排水層１１３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層１１３で覆ったピット１１２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１１７Ａの上面全域に中間排水層１１４をヘドロ層１１７Ａの水平方向に延在して、ピット１１２の側壁面に対向する第１排水層１１３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１１４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１１７Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１１３と連接された第２排水層１１５を折り返すことで敷設する。次に、上記第２排水層１１５上に所定の高さに盛土１１６を施して、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの圧密荷重とする。
【００５２】
ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ上に第２排水層１１５を介して盛土１１６が載荷されると、この盛土１１６による荷重力でヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ中の圧密された水は中間排水層１１４、第２排水層１１５及び第１排水層１１３にそれぞれ流入し、この中間排水層１１４、第２排水層１１５及び第１排水層１１３を通して、ピット１１２の上部からピット１１２外へ排水される。
したがって、盛土１１６を載荷した後のヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１１７Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、盛土１１６を除去した後、ピット１１２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１１３，１１５は破損されない限り再利用する。
【００５３】
このような第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置１１０によれば、上記図９に示す第１の実施の形態と同様な作用効果が得られるほか、ヘドロ処理用のピット１１２は地山１１１を逆台形状に掘削するだけで構築できるため、建設現場等におけるヘドロ改良プラントの構築が更に簡便になる。
なお、上記第１、第２排水層１１３，１１５及び中間排水層１１４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
【００５４】
次に、図１１により本発明にかかるヘドロ改良装置の第３の実施の形態について説明する。
この第３の実施の形態に示すヘドロ改良装置１２０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山１２１に人工的に構築されたヘドロ処理用のピット１２２と、このピット１２２の垂直四周壁を構築するコンクリート製などの土止め壁１２２ａ及びピット１２２の底面を構築するコンクリート製底部１２２ｂの全域を覆うように敷設された第１排水層１２３と、第１排水層１２３が敷設されたピット１２２内の貯留ヘドロの中間に水平に延在して敷設される中間排水層１２４（請求項の第３排水層に相当する）と、ピット１２２内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるるように、第１排水層１２３に連接するように敷設される第２排水層１２５と、第２排水層１２５の上方に位置するピット１２２の開口を気密に閉塞するとともにピット１２２内の貯留ヘドロ層を圧密する空気遮断シート１２６と、この空気遮断シート１２６の内側を負圧にして貯留ヘドロ層を圧密排水するバキューム装置１２７とから構成される。
【００５５】
なお、前記空気遮断シート１２６とバキューム装置１２７は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層１２３、第２排水層１２５及び中間排水層１２４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット９２外へ誘導排出するものである。
【００５６】
次に、このようなヘドロ改良装置１２０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、ピット１２２内の側壁面及び底面に第１排水層１２３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層１２３で覆ったピット１２２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１２８Ａの上面全域に中間排水層１２４をヘドロ層１２８Ａの水平方向に延在して、ピット１２２の側壁面に対向する第１排水層１２３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１２４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１２８Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１２３と連接された第２排水層１２５を折り返すことで敷設する。次に、空気遮断シート１２６をピット１２２の開口が気密に閉塞されるように装着し、バキューム装置１２７を起動して空気遮断シート１２６の内側を負圧にすることにより、この空気遮断シート１２６を第２排水層１２５に押し付けるととともにヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂを上方からの圧密荷重とする。
【００５７】
ヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂがバキューム装置１２７の吸引による負圧で加圧されると、この荷重力でヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂ中の間隙水圧が低下し負圧となる。これにより、ヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂ中の間隙水は中間排水層１２４、第２排水層１２５及び第１排水層１２３にそれぞれ流入し、この中間排水層１２４、第２排水層１２５及び第１排水層１２３を通して、ピット１２２外へバキューム装置１２７により排水される。
したがって、バキューム装置１２７によりピット１２２内を所定時間負圧状態に保持した後のヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１２８Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、バキューム装置１２７を停止し、空気遮断シート１２６をピット１２２から取り外した後、ピット１２２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１２３，１２５は再利用する。
【００５８】
このような第３の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、上記図９に示す第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、上記第１、第２排水層１２３，１２５及び中間排水層１２４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層１２３，１２５及び中間排水層１２４は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００５９】
次に、図１２により本発明にかかるヘドロ改良装置の第４の実施の形態について説明する。
この第４の実施の形態に示すヘドロ改良装置１３０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした可搬式のヘドロ改良プラントであり、多数の排水孔１３１ａ及び１３１ｂがそれぞれ形成されたほぼ垂直な四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂを有する上面開口のヘドロ収容体１３１と、このヘドロ収容体１３１内に四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂの全域が覆われるように敷設された第１排水層１３２と、第１排水層１３２が敷設されたヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１３３（請求項の第３排水層に相当する）と、ヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるように、かつ第１排水層１３２に連接して敷設される第２排水層１３４と、第２排水層１３４の上面を覆う非通気性の防水シート１３５と、ヘドロ収容体１３１の上面開口を気密状態に閉鎖する蓋体１３６と、蓋体１３６で閉鎖されたヘドロ収容体１３１の上部閉鎖空間１３７に圧縮空気を供給して防水シート１３５を含む第２排水層１３４の上方からヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロを圧縮荷重する圧縮空気供給装置１３８（請求項に記載した圧密荷重手段に相当する）とから構成される。
【００６０】
なお、前記第１排水層１３２、第２排水層１３４及び中間排水層１３３はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をヘドロ収容体１３１の排水孔１３１ａ及び１３１ｂへ誘導排出するものである。
【００６１】
次に、このようなヘドロ改良装置１３０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂの内側にその全域が覆われるように第１排水層１３２を敷設したヘドロ収容体１３１を建設現場に設置する。次に、このヘドロ収容体１３１内に作業現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１３９Ａの上面全域に中間排水層１３３をヘドロ層１３９Ａの水平方向に延在して、ヘドロ収容体１３１の側壁面に対向する第１排水層１３２に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１３３上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１３９Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１３２と連接された第２排水層１３４を折り返すことで敷設する。次に、第２排水層１３４の上面を防水シート１３５により覆い、しかる後、ヘドロ収容体１３１の開口を蓋体１３６により気密に閉塞する。かかる状態で、圧縮空気供給装置１３８を起動してヘドロ収容体１３１の上部閉鎖空間１３７に圧縮空気を供給し、この上部閉鎖空間１３７の圧力を上昇させる。これにより、防水シート１３５が第２排水層１３２に押し付けるととともにヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂを上方からの圧密荷重とする。
【００６２】
ヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂが圧縮空気供給装置１３８からの圧縮空気により加圧されると、この荷重力でヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂ中の圧密された水は中間排水層１３３、第２排水層１３４及び第１排水層１３２にそれぞれ流入し、この中間排水層１３３、第２排水層１３４及び第１排水層１３２を通して、ヘドロ収容体１３１の排水孔１３１ａ及び１３１ｂからヘドロ収容体１３１外へ排水される。
したがって、圧縮空気供給装置１３８によるヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの圧密加圧状態を所定時間保持することにより、ヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１３９Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、圧縮空気供給装置１３８を停止し、蓋体１３６を開いて防水シート１３５及び第２排水層１３４を取り除いた後、ヘドロ収容体１３１内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１３２，１３４及び防水シート１３５は破損されない限り再利用する。
【００６３】
このような第４の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、圧縮空気供給装置１３８からの圧縮空気を利用してヘドロ層を圧密沈下させ、ヘドロ層の強度を増加させるようにしたので、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置１３０は、ヘドロの発生する建設現場等に搬送して設置できるため、可搬式のヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができるとともに、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理でき、ヘドロによる環境等への被害も未然に防止できる。
なお、上記第１、第２排水層１３２，１３４及び中間排水層１３３に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層１３２，１３４及び中間排水層１３３は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００６４】
次に、図１３により本発明にかかるヘドロ改良装置の第５の実施の形態について説明する。
この第５の実施の形態に示すヘドロ改良装置１４０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした可搬式のヘドロ改良プラントであり、多数の排水孔１４１ａ及び１４１ｂがそれぞれ形成されたほぼ垂直な四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂを有する上面開口のヘドロ収容体１４１と、このヘドロ収容体１４１内に四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂの全域が覆われるように敷設された第１排水層１４２と、第１排水層１４２が敷設されたヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１４３（請求項の第３排水層に相当する）と、第１排水層１４１に連接され、ヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロの上面が覆われるように敷設される第２排水層１４４と、ヘドロ収容体１４１の開口１４１Ａに上下動可能に嵌合される四角状の加圧盤１４５と、この加圧盤１４５を上方から下方に向けて動作させることによりヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロを圧縮荷重する流体圧シリンダ等からなる加圧手段１４６と、ヘドロ収容体１４１全体を収容する圧密水受け容器１４７とから構成される。また、ヘドロ収容体１４１は載置台１４８を介して圧密水受け容器１４７に収容される構成になっている。
【００６５】
なお、前記第１排水層１４２、第２排水層１４４及び中間排水層１４３はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をヘドロ収容体１４１の排水孔１４１ａ及び１４１ｂへ誘導排出するものである。
【００６６】
次に、このようなヘドロ改良装置１４０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、圧密水受け容器１４７を建設現場に設置し、この圧密水受け容器１４７内に、四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂの内側にその全域が覆われるように第１排水層１４２を敷設したヘドロ収容体１４１を収納し設置する。次に、このヘドロ収容体１４１内に作業現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１４９Ａの上面全域に中間排水層１４３をヘドロ層１４９Ａの水平方向に延在して、ヘドロ収容体１４１の側壁面に対向する第１排水層１４２に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１４３上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１４９Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１４２と連接された第２排水層１４４を折り返すことで敷設する。しかる後、ヘドロ収容体１４１の開口に、加圧手段１４６に連結した加圧盤１４５を嵌合する。かかる状態で、加圧手段１４６を起動して加圧盤１４５を下降動作することにより、第２排水層１４２を介してヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂを圧密荷重する。
【００６７】
ヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂが加圧盤１４５により圧縮方向に加圧されると、この荷重力でヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これによって、ヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂ中の圧密された水は中間排水層１４３、第２排水層１４４及び第１排水層１４２にそれぞれ流入し、この中間排水層１４３、第２排水層１４４及び第１排水層１４２を通して、ヘドロ収容体１４１の排水孔１４１ａ及び１４１ｂから圧密水受け容器１４７内に排出され、さらに、圧密水受け容器１４７に設けた排水口１４７ａから圧密水受け容器１４７外に排水される。
【００６８】
したがって、加圧手段１４６と加圧盤１４５によるヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの圧密加圧状態を所定時間保持することにより、ヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの圧密沈下量（圧密度）等を測定し、この圧密沈下量等からヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。ヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、加圧手段１４６を停止した後、加圧手段１４６を後退動作させて加圧盤１４５をヘドロ収容体１４１の開口から退避させる。または、ヘドロ収容体１４１と圧密水受け容器１４７を加圧手段１４６から離れた位置へ移動させる。そして、第２排水層１４４を取り除いた後、ヘドロ収容体１４１内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１４２，１４４は破損されない限り再利用する。
【００６９】
このような第５の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、上記図１２に示す第４の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、上記第１、第２排水層１４２，１４４及び中間排水層１４３に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、第５の実施の形態に示すヘドロ収容体１４１は四側壁面を有する形状のものに限定されず、円筒形状のものであってもよい。
【００７０】
次に、図１４及び図１５により本発明にかかるヘドロ改良装置の第６の実施の形態について説明する。
この第６の実施の形態に示すヘドロ改良装置１６０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、連続的に所要の土性値に改良できるようにしたヘドロ改良プラントであり、建設現場に構築され、または、建設現場に搬入設置可能なもので、建設現場から発生するヘドロが投入貯留されるヘドロ投入チャンバー１６１と、このヘドロ投入チャンバー１６１から所定の距離離して、かつヘドロ投入チャンバー１６１に対して所定の落差をつけて設けられた改良ヘドロ排出チャンバー１６２と、このヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２との間に差し渡し状態に傾斜して配設され、多数の排水孔１６３ａが外周壁の全域に亘り形成された所定長さの内部筒体１６３と、この内部筒体１６３の外周に所定の隙間をおいて同心に、かつヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２との間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔１６４ａが外周壁の全域に亘り形成された所定長さの外部筒体１６４と、この内部筒体１６３の外周壁面と外部筒体１６４の内周壁面との間に形成される隙間内に該隙間内が充填されるように両筒体の全長に亘り設けられた、ジオテキスタイルなどからなる排水層１６５と、ヘドロ投入チャンバー１６１から内部筒体１６３内を通して改良ヘドロ排出チャンバー１６２に達する長さを有するとともに内部筒体１６３の軸線を中心にして、両端部がヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２の側壁に回転可能に支持され、かつヘドロ投入チャンバー１６１から改良ヘドロ排出チャンバー１６２に行くに従いピッチが順次小さくなる螺旋羽根１６６ａを有するヘドロ圧密用スクリュー１６６と、ヘドロ投入チャンバー１６１側に設けられ、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を駆動する駆動手段１６７とから構成される。
【００７１】
また、図１４において、１６８は改良ヘドロ排出チャンバー１６２の底部に形成したヘドロ排出口１６２ａを開閉する開閉蓋であり、この開閉蓋１６８を図示省略の流体圧シリンダ等により開閉駆動されるように構成されている。
また、外部筒体１６４は、図１５に示すように、筒体を半円形状に分割した２つの半割体１６４Ａ、１６４Ｂから構成され、この半割体１６４Ａと１６４Ｂをその接合縁部１６４Ｃ，１６４Ｄをボルトナット等により分離可能に結合されている。
また、排水層１６５は、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許すものである。
【００７２】
次に、このようなヘドロ改良装置１６０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、建設現場から発生するヘドロ１６９Ａをヘドロ投入チャンバー１６１内に投入し貯留する。この状態で、駆動手段１６７を起動して、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を所定の速度（例えば、１０回／分程度）で低速回転させる。
ヘドロ圧密用スクリュー１６６が回転されると、ヘドロ投入チャンバー１６１内のヘドロ１６９Ａは螺旋羽根１６６ａによって内部筒体１６３内を改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ徐々に移動されると同時に、内部筒体１６３内のヘドロに作用する圧縮力が改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くに従い徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロの圧密度を改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くにつれ増大させる。
【００７３】
一方、内部筒体１６３内のヘドロがヘドロ圧密用スクリュー１６６により圧密されると、そのヘドロ１６９Ｂ中の間隙水圧が上昇するため、このヘドロ１６９Ｂ中の圧密された水は内部筒体１６３の排水孔１６３ａを通して排水層１６５に流入し、さらに、この流入水は排水層１６５から外部筒体１６４の排水孔１６４ａを通して外部筒体１６４外に排水される。
【００７４】
すなわち、ヘドロ圧密用スクリュー１６６の低速回転に伴い、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂが内部筒体１６３の下端から改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出されると、このヘドロ１６９Ｂは内部筒体１６３内で圧密（圧縮）され、その間隙水が排水孔１６３ａ、排水層１６５及び排水孔１６４ａを通して外部へ排水されるので、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃの含水比は、ヘドロ投入チャンバー１６１に投入されたヘドロに比して低下する。また、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃは、開閉蓋１６８を開くことにより、ヘドロ排出口１６２ａから装置外へ排出される。
この場合、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等の測定値又は観測値が目標値に到達していれば、改良ヘドロ１６９Ｃは装置外へ連続して排出されることになる。
【００７５】
一方、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等の測定値又は観測値が目標値に到達していない場合には、開閉蓋１６８を閉じて、改良ヘドロ１６９Ｃの装置外への排出を一時的に停止させる。
すなわち、開閉蓋１６８が閉じられると、ヘドロ圧密用スクリュー１６６の低速回転に伴って、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃは改良ヘドロ排出チャンバー１６２内に順次蓄積される。そして、改良ヘドロ排出チャンバー１６２内が改良ヘドロ１６９Ｃで充満されてくると、改良ヘドロ１６９Ｃの改良ヘドロ排出チャンバー１６２への押し出し量が抑制されるため、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂは、改良ヘドロ排出チャンバー１６２のヘドロ排出口１６２ａが開いている場合に比べ、より強い力で圧密（圧縮）されると同時に、その含水比も、より低下する。
その結果、ヘドロの種類や状態によって異なるものの、開閉蓋１６８を閉鎖しておく時間を、例えば数１０秒〜数分に設定することにより、より一層含水比の低下した改良ヘドロ１６９Ｃを排出できる。
【００７６】
したがって、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等が目標値に達していれば、この改良ヘドロ１６９Ｃは、開閉蓋１６８を開くことにより、装置外へ連続して排出される。ここで、再び改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等が目標値に達しなくなった場合は、再び開閉蓋１６８を所定時間閉じて、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂに対する圧密度合を大きくすればよい。
また、この場合、ヘドロ排出口１６２ａに対する開閉蓋１６８の開き度合を調節することにより、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂに対する圧密度合を調節することができる。
また、ヘドロ排出口１６２ａから装置外へ排出される。また、この改良ヘドロ１６９Ｃは捨て土または土地造成のための盛土や埋め戻しなどに利用できる。
【００７７】
このような第６の実施の形態に示すヘドロ改良装置１６０によれば、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を低速回転させることにより、ヘドロ投入チャンバー１６１内のヘドロ１６９Ａは内部筒体１６３に沿って改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体１６３内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くに従いヘドロの作用する圧縮力が徐々に増大して、その圧密度を増大させ、その間隙水圧を上昇することにより、このヘドロ中の圧密された水を内部筒体１６３の排水孔１６３ａを通して排水層１６５に流入し、この流入水は排水層１６５から外部筒体１６４の排水孔１６４ａを通して外部筒体１６４外に排水する構成にしたので、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置１６０によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして構築することができ、これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００７８】
また、このようなヘドロ改良装置１６０によれば、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に設けた開閉蓋１６８を閉じて、ヘドロ圧密用スクリュー１６６により改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃの装置外への排出を一時的に停止し、または、開閉蓋１６８の開閉度合を調節して、改良ヘドロ排出チャンバー１６２から装置外へ排出される改良ヘドロ１６９Ｃの排出量を加減することにより、内部筒体１６３内でのヘドロに作用する圧縮力を調整することができる。
【００７９】
なお、上記ヘドロ改良装置１６０では、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を含む内部筒体１６３及び外部筒体１６４が改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ下り勾配に傾斜する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、内部筒体１６３及び外部筒体１６４が水平またはヘドロ投入チャンバー１６１側へ下り勾配に傾斜するようにしてもよい。
また、本発明においては、上記第６の実施の形態に示す開閉蓋１６８を省略してもよい。
また、本発明におけるヘドロ圧密用スクリュー１６６は、上記図１４及び図１５に示す構造のものに限定されない。
【００８０】
次に、図１６〜図１８により本発明にかかるヘドロ改良方法の他の実施例について説明する。
図１６は本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図、図１７は本発明方法によるヘドロ層への排水ドレーン部材及び排水層の敷設状態を示す一部の説明図、図１８は図１７のＣ−Ｃ線に沿う説明用断面図である。
【００８１】
図１７において、１７２は地山に構築されている農業用水などの溜池、１７４は溜池１７２の底面に層状に堆積されたヘドロ層（またはこれに類する超軟弱粘性土）であり、このヘドロ層１７４を本発明方法により改良する場合について、図１６〜図１８を参照して説明する。
【００８２】
溜池１７２の底面に堆積されたヘドロ層１７４を所要の土性値に改良するに際しては、まず、溜池１７２の底面に堆積されたヘドロ層１７４上に貯まっている水を排出し、ヘドロ層１７４の天端が露出される程度の水位にまで下げる。
次に、図１６に示す排水ドレーン部材敷設工程２００において、堆積されたヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に、図１７及び図１８に示すように、ヘドロ層１７４中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層１７４の上面へ誘導する排水ドレーン部材１７５をヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設する。この時の各排水ドレーン部材１７５の下端部は溜池１７２の底部（粘性土層１７２Ａ）に所定深さまで達するように埋設され、また、各排水ドレーン部材１７５の上端部１７４Ａはヘドロ層１７４の上面から突出され、そして、その突出上端部１７４Ａはヘドロ層１７４の上面に沿う折り曲げ状態に保持されている。
【００８３】
前記排水ドレーン部材１７５は、例えば、織布、通水性不織布、有孔膜体等からなるチューブ体内に砂その他のフィルタ材を充填してなるチューブ状ドレーン体、またはジオテキスタイルなどの細幅の排水シートを複数枚積層してなるシート状とレーン体などから構成されている。
【００８４】
次いで、図１６に示す排水層敷設工程２０１では、図１７及び図１８に示すように、ヘドロ層１７４中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水を排出する所要の排水能力（透水係数×層厚×動水勾配）の排水シート１７６Ａをヘドロ層１７４の上面に複数層に重ねて敷設することにより、１０ｍｍ程度の厚さの排水層１７６を構築する。
【００８５】
ここで、排水層１７６を、例えば上下２層の排水シート１７６Ａにより構築する場合は、下層の排水シート１７６Ａと上層の排水シート１７６Ａとを互いに直交する方向に重ねて敷設する。
また、ヘドロ層１７４の圧密排水に使用する排水層１７６の設計に際しては、排水シート１７６Ａの透水係数と排水シート１７６Ａの一層当りの残留層厚と排水シート１７６Ａの層数とから通水性能（透水係数×層厚）を算定し、排水層での動水勾配（排水シート内の間隙水圧を排水距離で除した値）を乗じて排水層１７６の排水能力を算定し、この排水能力が圧密排水されるヘドロ層１７４からの総流入水量以上になるように、盛土荷重（応力）とヘドロ層１７４の圧密特性を考慮し、かつヘドロから排水層１７６に流入する単位面積・単位時間当りの排水量を考慮して、排水層１７６を構築する排水シート１７６Ａの排水材の種類の選定とその厚さ及び積層枚数を設定する。
また、排水層１７６の排水シート１７６Ａには、不織布系、その他のジオテキスタイル等、またはジオテキスタイル構造の場合、織布、不織布、有孔膜体、板状フィルタの単体またはこれらの複合体からなるものが使用される。
【００８６】
次に、図１６に示す盛土工程２０２において、ヘドロ層１７４の周辺領域を除く排水層１７６上に盛土１７８を行い、この盛土荷重によりヘドロ層１７４中の間隙水筈１７及び図１８の矢印に示すように排水ドレーン部材１７５及び排水層１７６を通し圧密排水されるとともに、この圧密排水によるヘドロ層１７５の圧密沈下量（圧密度）に応じて、排水層１７６上に載荷される盛土１７８の厚さをヘドロ層１７４に滑り破壊が生じない程度に逐次増加させる。
これにより、ヘドロ層１７４中の間隙水は時間の経過と共に更に減少し、ヘドロ層１７４自体も更に圧密沈下される。その結果、ヘドロ層１７４の圧密度が更に上昇し、その強度（支持力）等も増大する。そして、ヘドロ層１７４の土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したならば、ヘドロの改良処理が終了する。
【００８７】
このように本実施の形態におけるヘドロ改良方法では、排水ドレーン部材１７５をヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層１７４上に敷設した排水層１７６上に、ヘドロ層１７４の滑り破壊が生じないように盛土１７８を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層１７４を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材１７５及び排水層１７６を通してヘドロ層１７４外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させるように構成したので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
なお、この発明のヘドロ改良方法において、ヘドロ層１７４上に敷設される排水層１７６は、ヘドロ層１７４の上面全域に敷設する必要がなく、排水層１７６をヘドロ層１７４の上面に部分的に敷設する方式でもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、ヘドロの力学特性値、圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数など）、物理特性値を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度等）に改良できるように盛土荷重と圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を徐々に増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、改良したヘドロ上に盛土を行うことにより、土地造成が可能になるほか、改良したヘドロの堆積地域における環境の向上や環境機能の回復、水の浄化を効率的に行うことができる。
【００８９】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、ピットの側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い第１排水層を敷設し、このピット内に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、所定の厚さに盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９０】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設するとともに防水シートで覆った後、ヘドロ収容体の上面開口を蓋体で気密に閉鎖し、このヘドロ収容体の上部閉鎖空間に圧縮空気を供給することにより、ヘドロ層を上面から防水シート及び第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９１】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９２】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、ヘドロ圧密用スクリューを低速回転することにより、ヘドロ投入チャンバー内のヘドロを内部筒体に沿って改良ヘドロ排出チャンバー側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー側へ行くに従いヘドロに作用する圧縮を徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロ中の圧密された水を内部筒体の排水孔を通して排水層に流入し、この流入水を排水層から外部筒体の排水孔を通して排出するように構成にしたので、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして構築することができ、これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９３】
また、本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、排水ドレーン部材をヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層上に敷設した排水層上に、ヘドロ層の滑り破壊が生じないように盛土を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材及び排水層を通してヘドロ層外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図である。
【図２】本発明方法によるヘドロの改良過程を示す説明用断面図である。
【図３】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第２の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図４】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第３の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図５】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第４の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図６】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第５の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態における排水層の一部を示す説明用平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図９】本発明にかかるヘドロ改良装置の第１の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１０】本発明にかかるヘドロ改良装置の第２の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１１】本発明にかかるヘドロ改良装置の第３の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１２】本発明にかかるヘドロ改良装置の第４の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１３】本発明にかかるヘドロ改良装置の第５の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１４】本発明にかかるヘドロ改良装置の第６の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１５】図１４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１６】本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図である。
【図１７】本発明方法によるヘドロ層への排水ドレーン部材及び排水層の敷設状態を示す一部の説明図である。
【図１８】図１７のＣ−Ｃ線に沿う説明用断面図である。
【符号の説明】
１４、１４Ａ、１４Ｂ……ヘドロ層、１５……盛土、１５１，１５７ａ，１５７ｂ……排水シート、９０……ヘドロ改良装置、９２……ピット、９３……第１排水層、９４……中間排水層、９５……第２排水層、１１０……ヘドロ改良装置、１１２……ピット、１１３……第１排水層、１１４……中間排水層、１１５……第２排水層、１１６……盛土、１２０……ヘドロ改良装置、１２２……ピット、１２３……第１排水層、１２４……中間排水層、１２５……第２排水層、１２７……バキューム装置、１３０……ヘドロ改良装置、１３１……ヘドロ収容体、１３２……第１排水層、１３３……中間排水層、１３４……第２排水層、１３５……防水シート、１３８……圧縮空気供給装置、１４０……ヘドロ改良装置、１４１……ヘドロ収容体、１４２……第１排水層、１４３……中間排水層、１４４……第２排水層、１４５……加圧盤、１４６……加圧手段、１６０……ヘドロ改良装置、１６１……ヘドロ投入チャンバー、１６２……改良ヘドロ排出チャンバー、１６３……内部筒体、１６４……外部筒体、１６５……排水層、１６６……ヘドロ圧密用スクリュー、１７４……ヘドロ層、１７５……排水ドレーン部材、１７６……排水層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼などの水域にまたは人工的に構築したピットなどの溜めに沈降・堆積又は流入、投入されたヘドロ（またはこれに類する超軟弱粘性土）に含まれる水をヘドロの堆積場所で圧密排水などをして含水比を低下させ、希望する所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法並びにヘドロ改良装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川、湖沼、池、海岸などの底部に沈降、堆積した淡水域ヘドロや海域ヘドロ、または上下水処理時に沈殿したヘドロ、あるいは建設工事の地下掘削や造成工事などの施工時に発生するヘドロの改良方法としては、ヘドロに固化剤を添加し攪拌して、ヘドロ自体を固化状態する方法、沈殿したヘドロの上部の水を排水し、ヘドロを振動フルイ機やフィルタープレスなどにより処理する方法、または合成樹脂製の線条材からなるネットの裏面に、水が透過させるものの、ヘドロ粒子等の土粒子の透過を阻止する不織布を固定した封止シートを、湖底や海底等に堆積しているヘドロ層の上面に敷設し、この封止シートの上面に圧密用土層を形成することにより、ヘドロを封じ込める方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２１２９２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のヘドロ固化方法では、ヘドロ固化剤が添加される関係上、固化処理されたヘドロは化学的に有害物質または産業廃棄物として認定されることがある。このため、この固化処理されたヘドロを撤去するために所定の場所に運搬したり、または他への転用（リサイクル）したり、あるいは土捨て（敷き均し、転圧）する場合に種々の問題が生じる。
また、固化処理されたヘドロ上に水を溜めたり、雨水等が固化処理されたヘドロ内に浸透したり、あるいは雨水が固化処理されたヘドロの表面を流れたりすると、水に溶け込んだ固化剤が地下水や地表水、河川、溜水などを汚染するおそれがある。特に、固化剤で汚染された水が混入する溜水や河川の水を農業用水として利用した場合には、育成される植物に有害物質が蓄積されるなどの悪影響が発生し、かつ、水中に生息する生物にも悪影響を及ぼすほか、土壌が汚染される懸念もある。
【０００５】
また、上記特許文献１に示す従来のヘドロ処理方法は、湖沼、池、海岸などの水底に沈降・堆積した淡水域ヘドロや海域ヘドロ層上に封止シートを敷設し、この封止シート上に圧密荷重用土層を形成することによりヘドロを封じ込め、これにより、ヘドロの液状化や舞い上がりを防止し、かつ圧密荷重用土層の著しい沈下を防止するためのものであって、ヘドロ層を圧密排水または脱水処理によりヘドロの含水比を低下させて、ヘドロ自体の強度を高めるものではない。このため、ヘドロ自体は、依然として液状化のし易い、かつ舞い上がり易い土性値を有しており、ヘドロの掘削、運搬、捨て土などの処理は、ほとんど不可能であった。
また、振動フルイ機やフィルタープレスによって改良された改良ヘドロは一般に含水比が高く、強度が弱いため、法律により産業廃棄物に指定されることが多い。また、経済性が悪い場合も多い。
【０００６】
本発明の目的は、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理等を行うことにより、掘削、運搬、捨て土または土地造成のための盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良できるようにしたヘドロ改良方法並びヘドロ改良装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、圧密排水前の堆積ヘドロ層に対する改良後の力学特性値（強度、支持力等）、物理特性値（含水比、密度等）の目標値と前記堆積ヘドロ層をこれら目標値に到達させるのに必要な圧密荷重、期間をそれぞれ設定する目標設定工程と、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入した水を排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、圧密排水前の前記堆積ヘドロ層の厚さとその力学特性値及び物理特性値を基に該ヘドロ層が盛土荷重で滑り破壊されることなく支持し得る初期支持力と前記排水層が盛土荷重で破壊されることなく支持し得る支持力との総和又はそれ以下の荷重に相当する盛土を前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に載荷してヘドロ層の圧密排水を行う初期盛土工程と、前記初期盛土工程での盛土荷重によりヘドロ層が前記排水層を通して圧密排水されることで圧密沈下される該ヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）を求め、この圧密沈下量（圧密度）から各圧密段階での圧密進行に伴う該ヘドロ層の強度増加を考慮した該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達したかを判断するとともに該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達しない時は圧密時間を延長するか又は前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加し、当該盛土の増加工程を前記ヘドロ層の力学特性値および物理特性値値が目標値に達するまで繰り返し行う盛土繰り返し工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかるヘドロ改良方法においては、ヘドロの力学特性値、圧密特性値（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数など）、物理特性値を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度など）に改良できるように盛土荷重と圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を徐々に増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【０００９】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、人工的に構築されたピットと、前記ピット内の側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第１排水層と、前記ピット内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第２排水層と、前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層に圧密荷重をかけて該ヘドロ層の間隙水を前記第１及び第２排水層から前記ピット外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、ピットの側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い第１排水層を敷設し、このピット内に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、所定の厚さに盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度など有する土質性状のヘドロに改良できる。
【００１１】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が開口されたヘドロ収容体と、前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有する第１排水層と、前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有する第２排水層と、前記第２排水層の上面を覆う非通気性の防水シートと、前記ヘドロ収容体の上面開口を気密状態に閉鎖する蓋体と、前記蓋体で閉鎖された前記ヘドロ収容体の上部閉鎖空間に圧縮空気などを供給することにより前記防水シートを含む第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１３】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が全開状態に開口されたヘドロ収容体と、前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有するの第１排水層と、前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面全域が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有するの第２排水層と、前記ヘドロ収容体の開口に上下動可能に嵌合された加圧盤と、前記加圧盤を上方から下方に向けて動作させることにより前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる加圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１５】
また、本発明は、ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、ヘドロ投入チャンバーと、前記ヘドロ投入チャンバーから所定の距離離して設けられた改良ヘドロ排出チャンバーと、前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの内部筒体と、前記内部筒体の外周に所定の隙間をおいて同心に、かつ前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの外部筒体と、前記内部筒体の外周壁面と前記外部筒体の内周壁面との間に形成される隙間内に該隙間内が充填されるように両筒体の全長に亘り設けられ、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す排水層と、前記ヘドロ投入チャンバーから前記内部筒体内を通して前記改良ヘドロ排出チャンバーに達する長さを有するとともに前記内部筒体の軸線を中心にして回転可能に支持され、かつ前記ヘドロ投入チャンバーから前記改良ヘドロ排出チャンバーに行くに従いピッチが順次小さくなる螺旋羽根を有するヘドロ圧密用スクリューと、前記ヘドロ圧密用スクリューを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかるヘドロ改良装置においては、ヘドロ圧密用スクリューを低速回転することにより、ヘドロ投入チャンバー内のヘドロを内部筒体に沿って改良ヘドロ排出チャンバー側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー側へ行くに従いヘドロに作用する圧縮力が徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロ中の圧密された水を内部筒体の排水孔を通して排水層に流入し、この流入水を排水層から外部筒体の排水孔を通して排出する。
これにより、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
【００１７】
また、本発明は、海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層上面へ誘導する排水ドレーン部材を前記ヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に少なくともヘドロ層の上面から前記湖沼、池、溜め等の底部に達するように鉛直に敷設する排水ドレーン部材敷設工程と、前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層外へ排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に盛土してヘドロ層中の間隙水を前記排水ドレーン部材及び排水層を通し圧密排水するとともに該圧密排水によるヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）に応じて前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加させる盛土工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかるヘドロ改良方法においては、排水ドレーン部材をヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層上に敷設した排水層上に、ヘドロ層の滑り破壊が生じないように盛土を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材及び排水層を通してヘドロ層外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させる。
これにより、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図、図２は本発明方法によるヘドロの改良過程を示す説明用断面図である。
【００２０】
図２において、１２は地山１３に構築されている農業用水などの溜池、１４Ａは溜池１２の底面に層状に堆積されたヘドロ層（またはこれに類する超軟弱粘性土）であり、このヘドロ層１４Ａを本発明方法により改良する場合について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２１】
溜池１２の底面に堆積されたヘドロ層１４Ａを所要の土性値に改良するに際しては、まず、溜池１２の底面に堆積されたヘドロ層１４Ａ上に貯まっている水を排出し、図２（Ａ）に示すように、ヘドロ層１４Ａの天端が露出される程度の水位にまで下げる。
次に、図１に示す測定工程１００において、溜池１２に堆積されている改良前のヘドロ層１４Ａの堆積厚さ及び力学特性値（強度、支持力等）、物理特性値（含水比等）、圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数等）及び、ヘドロ層１４Ａの下方に堆積する排水層と見なし得る透水層の有無とその位置をヘドロ層の室内試験及び現場で測定又は、観察により設定する。次の目標設定工程１０１では、前記測定工程１００でのヘドロ層１４Ａの厚さ及び土性値（強度、含水比など）の設定値（初期の）を基に、改良後のヘドロ層の支持力（強度）、含水比及び密度等がヘドロの掘削、運搬、転用、土捨てなどに必要な土質性状になるようにヘドロ層の支持力及び含水比等の目標値を予め設定し、かつ堆積ヘドロ層１４Ａをこれら目標値に到達させるのに必要な圧密荷重、圧密期間を設定する。この場合、荷重が大きいと期間が短くなる。期間に制約がある場合が多いので荷重を調節する場合が多い。
【００２２】
次いで、図１に示す排水層敷設工程１０２では、図２（Ｂ）に示すように、ヘドロ層１４Ａ中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入した水を排出する所要の排水能力（透水係数×層厚×動水勾配）の排水シート１５１をヘドロ層１４Ａの上面全域１４Ｄ及び該ヘドロ層１４Ａの上面から外れた周辺領域１４Ｅ（地山１３に相当する領域）が覆われるように少なくとも１層敷設して、厚さが１０ｍｍ程度の排水層１５を構築する。
【００２３】
ここで、排水層１５を、例えば上下２層の排水シート１５１により構築する場合は、下層の排水シート１５１と上層の排水シート１５１とを互いに直交する方向に重ねて敷設する。
また、このヘドロ層１４Ａの圧密排水に使用する排水層１５の設計に際しては、排水シート１５１の透水係数と排水シート１５１の一層当りの残留層厚と排水シート１５１の層数とから通水性能（透水係数×層厚）を算定し、排水層での動水勾配（排水シート内の間隙水圧を排水距離で除した値）を乗じて排水層１５の排水能力を算定し、この排水能力が圧密排水されるヘドロ層１４Ａからの総流入水量以上になるように、盛土荷重（応力）とヘドロ層１４Ａの圧密特性を考慮し、かつヘドロから排水層１５に流入する単位面積・単位時間当りの排水量を考慮して、排水層１５を構築する排水シート１５１の排水材の種類の選定とその厚さ及び積層枚数を設定する。
また、排水層１５の排水シート１５１には、不織布系、その他のジオテキスタイル等、またはジオテキスタイル構造の場合、織布、不織布、有孔膜体、板状フィルタの単体またはこれらの複合体からなるものが使用される。
【００２４】
次に、図１に示す初期盛土工程（第１層の盛土工程）１０３において、図２（Ｃ）に示すように、圧密排水前の堆積ヘドロ層１４Ａの 初期支持力と排水層１５の引張抵抗による支持力との総和が盛土荷重で破壊されることなく支持し得る荷重に相当する盛土１６Ａをヘドロ層１４Ａの周辺領域１４Ｅを除く排水層１５上に載荷してヘドロ層１４Ａの圧密排水を行う。
なお、排水層１５は、圧密排水された後の改良ヘドロ中から排水層１５を引き抜く時に、この引張り力に耐え得る強度のものにすることが望ましい。
この初期盛土工程１０３では、まず、図２（Ｃ）に示すように、排水層１５によるハンモック効果を発揮できるように、排水層１５の上面に部分的に分けて盛土を行い、しかる後、盛土の施されていない箇所の排水層１５上に逐次盛土を行う。これにより、排水層１５上に第１層目の盛土１６Ａが行われる。この場合、図２（Ｃ）に示す数字は、部分的に逐次行われる盛土１６Ａの施工順序を表している。また、第１層目の盛土１６Ａの厚さは３０〜５０ｃｍ程度である。
【００２５】
前記初期盛土工程１０３において、ヘドロ層１４Ａ上に排水層１５を介して第１層目の盛土１６Ａが載荷されると、この初期盛土による荷重力でヘドロ層１４Ａ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１４Ａ中の間隙水は排水層１５に流入し、盛土１６Ａの載荷領域から外れたヘドロ層１４Ａの周辺領域１４Ｅと対向する排水層１５の部分からヘドロ層１４Ａ外へ排水される。また、ヘドロ層１４Ａ中の圧密水の一部は、ヘドロ層１４Ａの下層に排水層となる砂や礫層が堆積する場合にはこの排水層に排出される。これにより、ヘドロ層１４Ａ中の間隙水の量と水圧は時間の経過と共に減少し、ヘドロ層１４Ａ自体は図２（Ｄ）に示すように圧密沈下される。このように圧密沈下されたヘドロ層１４Ｂは、その圧密度が上昇し、かつヘドロ粒子間の有効応力が増加するため、このヘドロ層１４Ｂの強度（支持力）はヘドロ層１４Ａのそれよりも増大する。この時のヘドロの強度増加量は、ヘドロの種類により異なるものの、盛土による増加応力の圧密完了応力分（増加応力×圧密度）の０．３〜０．５倍程度となる。
【００２６】
次に、図１に示す圧密沈下量測定・判定工程１０４に移行して、前記初期盛土荷重により圧密排水されたヘドロ層１４Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量からヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したかを判断する。ここで、ヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達しない場合は、ヘドロ層１４Ｂの圧密度が所定の値まで進行するまで圧密時間を延長するか、又は次の盛土増加工程１０５において、排水層１５上に載荷される盛土の高さを増加させる。
すなわち、図２（Ｅ）に示すように、第１層目の盛土１６Ａの上に、前記初期盛土荷重時の圧密により支持力の増加されたヘドロ層１４Ｂに滑り破壊が生じない程度の高さに第２層目の盛土１６Ｂを積み上げて載荷し、ヘドロ層１４Ｂへの盛土荷重を増加させる。これにより、ヘドロ層１４Ｂ中の間隙水は時間の経過と共に更に減少し、ヘドロ層１４Ｂ自体も図２（Ｆ）に示すように更に圧密沈下される。このように圧密沈下されたヘドロ層１４Ｃの圧密度が更に上昇し、その強度（支持力）等もヘドロ層１４Ｂのそれよりも増大する。
【００２７】
次に、図１に示す圧密沈下量測定・判定工程１０４に移行し、第２層目の盛土１６Ｂを載荷した後のヘドロ層１４Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量からヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）、が目標値に到達したかを判断する。ここで、ヘドロ層１４Ｂの土性値（強度、支持力、含水比等）、が目標値に到達しない場合は、再度、盛土増加工程１０５に移行し、排水層１５上に載荷される盛土の高さを更に増加させる。
すなわち、図２（Ｆ）に示すように、第２層目の盛土１６Ｂの上に、この盛土１６Ｂによる圧密排水で強度、支持力等の増大されたヘドロ層１４Ｃに滑り破壊が生じない程度の高さまで第３層目の盛土１６Ｃを積み上げて載荷し、ヘドロ層１４Ｃへの盛土荷重を増加させてヘドロ層１４Ｃを更に圧密沈下させる。
【００２８】
以下同様にして、ヘドロ層に対し、その土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達するまで、上記圧密沈下量測定・判定工程１０４と盛土増加工程１０５を繰り返し実施する。そして、ヘドロ層の土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したならば、ヘドロの改良処理が終了する。
なお、上記圧密沈下量測定・判定工程１０４と盛土増加工程１０５は、請求項に記載した盛土繰り返し工程を構成する。
また、本発明における圧密沈下量は、ヘドロ層の圧密沈下量を直接測定する方式に限らず、ヘドロ層の圧密特性を予め試験で設定し、この圧密特性と圧密理論に基づいて算定した圧密時間から圧密沈下量を求め、これにより、各段階盛土後の所定目標値に達したか否かを予測することが可能である。
また、目標値設定工程において、堆積ヘドロ層の圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数、等）を設定し、各盛土荷重の圧密沈下速度、圧密時間並びに、各盛土荷重の圧密段階（圧密度）におけるヘドロ層の強度などを予め予測することが可能である。
【００２９】
このように本実施の形態におけるヘドロ改良方法では、ヘドロの含水比や強度等を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土性値（含水比、強度、密度等）に改良できるように圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層１５上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ断面的に段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を徐々に増加させるようにしたので、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
なお、この発明のヘドロ改良方法において、ヘドロ層上に敷設される排水層１５は、ヘドロ層の上面全域に敷設する必要がなく、排水層１５をヘドロ層の上面に部分的に敷設する方式でもよい。
【００３０】
次に、本発明方法によるヘドロ改良の実施例について述べる。
溜池１２の底部に１．０ｍの厚さに堆積されたヘドロ層１４Ａを盛土荷重により圧密排水して、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土性値のヘドロに改良する場合は、ヘドロ層１４Ａの厚さ１．０ｍの時、その層厚の２０％の圧密沈下が生じると設定し、ヘドロ層１４Ａの最終沈下量を２０ｃｍとした。
【００３１】
また、この時のヘドロ層１４Ａの圧密時間は、ヘドロ層１４Ａの厚さが１．０ｍの場合、その圧密沈下時間ｔは次式与えられる。
ｔ＝Ｔｖ・（Ｈ２）／Ｃｖ
ここで、Ｔｖ；時間係数、Ｈ；ヘドロ層厚、Ｃｖ；圧密係数である。また、へドロの土質から、Ｃｖ＝１０００〜１５００ｃｍ２／ｄａｙであることから安全側の値を設定して、Ｃｖ＝１０００ｃｍ２／ｄａｙを設定する。そして、ヘドロ層１４Ａの下層に排水層となり得る土層が無かったのでヘドロ層は片面排水条件とした。また、圧密度９０％を考えると、Ｔｖ＝０．８５となり、
【００３２】
また、圧密度９０％と設定した理由は、盛土の許容残留沈下量を３ｃｍ以下に設定したとき、圧密度Ｕ＝（２０−３）／２０×１００＝８５％＜９０％になるからである。したがって、ヘドロ層１４Ａ上に排水層１５を介して盛られる盛土の高さを次のように設定した。
【００３３】
以上の結果から、厚さ１．０ｍのヘドロ層を盛土荷重による圧密排水で圧密沈下する場合の盛土高さ、ヘドロ層の最終沈下量及び９０％圧密時間はそれぞれ下記のように設定される。
盛土高さ ２ｍ
最終沈下量 ２０ｃｍ
９０％圧密時間 １０日
【００３４】
このような設定値を基にして、本発明のヘドロ改良方法により、厚さ１．０ｍのヘドロ層を盛土荷重により圧密沈下させた時の方法を実行した時のヘドロ層の最終沈下量、沈下時間及び圧密度の実測値はそれぞれ下記のようになった。
最終沈下量 ２０ｃｍ（沈下データより双曲線法により算定）
沈下時間 １２日
圧密度 ９７％（残留沈下量０．６ｃｍ）
【００３５】
以上のことから、ヘドロを所定の期間に所要の土性値（含水比、強度、密度等）に改良し、この改良ヘドロを掘削して撤去するために所定の場所に運搬し、または他への転用（リサイクル）や土捨て（敷き均し、転圧）が可能となる。この場合、掘削、運搬、転用、土捨てを行うために必要な土性値で、かつ改良ヘドロは産業廃棄物の規定に抵触しない土性値に設定できる。これによって、改良ヘドロの経済的、かつ効果的な捨て土や転用などが可能になり、かつ堆積した改良ヘドロを効率的に撤去することが可能になる。
また、このような改良したヘドロ上に盛土を行うことにより、土地造成を合理的、経済的に行うことができるほか、改良したヘドロの堆積地域におけるヘドロ層の封じ込めによる環境の向上や環境機能の回復、水の浄化を効率的に行うことができる。
また、盛土、圧密の繰返しの各段階において、ヘドロ層（盛土）の沈下量の測定やヘドロ層の土質試験、または圧密時間によりヘドロ層の圧密度（強度、含水比等）を施工管理として実施することで、設計値と現場での土性値との対比、確認が可能であり、合理的且つ、計画的な管理ができる。
【００３６】
次に、本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の実施の形態について図面を参照して説明する。
図３は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第２の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図３に示す排水層１５は、排水層１５の厚さ方向に中間部、例えば下層排水シート１５１ａと上層排水シート１５１ｂとの間に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、不織布、織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５２を排水層１５に全域に亘り平面状に配設したものである。
【００３７】
このような第２の実施の形態を示す排水層１５においては、排水層１５自体の盛土荷重に対する支持力が増強され、同時にヘドロ層の支持力も増大されるため、この排水層１５を介してヘドロ層上に載荷される１回の盛土の厚さを大きくできる。これに伴い、ヘドロ層を目標の圧密度及び土性値（強度、含水比、等）に改良させるための盛土の回数を削減できるとともに、沈下時間も短縮することができる。
【００３８】
図４は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第３の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図４に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の上面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５３を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第３の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３９】
図５は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第４の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図５に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の下面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５４を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第４の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４０】
図６は本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第５の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
この図６に示す排水層１５は、これを構成する排水シート１５１の上下両面に、合成樹脂製等の線条体またはこの線条体を網目状に編んだネット、織布、不織布、割繊維不織布などからなる張力増強材１５５，１５６を排水シート１５１に全域に亘り平面状に配設し、これにより、排水層１５の盛土荷重に対する支持力を増強するように構成したものである。
このような第５の実施の形態に示す排水層においても、上記第２の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、図３〜図６に示す排水層１５は、引張り増強材と排水シートとを予め組み合わせることで構成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、現地において、引張り増強材及び排水シートを別々に敷設することにより、排水層１５を構成するようにしてもよい。
【００４１】
次に、図７及び図８により本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第６の実施の形態について説明する。
図７は本発明の第６の実施の形態における排水層の一部を示す説明用平面図、図８は図７のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
この図７及び図８に示す排水層１５は、上下２層に重ね合わせた、ジオテキスタイルなどからなる上層排水シート１５７ａ及び下層排水シート１５７ｂと、この上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂとの間にその長尺方向の全長に亘り延在するように排水シートの短尺方向に所定の間隔離して配設された可撓性の有孔排水パイプ１５８とから構成される。この有孔排水パイプ１５８には、ヘドロ層からの圧密水が流入される多数の圧密水流入孔が有孔排水パイプ１５８の全域に亘り形成されている。
なお、この場合、有孔排水パイプ１５８に代えて、通水性の大きいジオテキスタイル等の排水路等を排水層１５内に配設するようにしてもよい。
【００４２】
このように構成された排水層１５において、盛土荷重によるヘドロ層１４への圧密作用によりヘドロ層１４から湧出する圧密水は、図８の矢印８１に示すように排水層１５内に流入し、この流入水のほとんどは排水層１５内を図８の矢印８２に示す平面方向に流動して有孔排水パイプ１５８内に流入し、この有孔排水パイプ１５８を通してヘドロ層１４外へ排出される。さらに、排水層１５への流入水の一部は排水層１５内を図７の矢印８４（図８の矢印８５）に流動して排水層１５からヘドロ層１４外へ排出される。
【００４３】
このような排水層１５では、有孔排水パイプ１５８を有することにより、排水層１５の排水能力を向上できる。また、有孔排水パイプ１５８の配置間隔及び径（又は排水路の通水性能）を変えることにより、排水層の排水能力を調整することができる。
なお、この図７及び図８に示す排水層１５においても、上記図３ないし図６に示す場合と同様に張力増強材を設けるようにしてもよい。
また、上記図７及び図８では、排水層１５を上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂの二層構造にし、この排水層１５を上層排水シート１５７ａと下層排水シート１５７ｂとの間に有孔排水パイプ１５８を配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、有孔排水パイプ１５８を排水シートの上面または下面に配置し、この有孔排水パイプ１５８を含む有孔排水パイプ配置領域のみを、盛土やヘドロの土粒子が流入しないように排水シートで覆うようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明にかかるヘドロ改良装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図９は本発明にかかるヘドロ改良装置の第１の実施の形態を示す説明用断面図である。
この第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置９０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山９１に人工的に構築されたヘドロ処理用のピット９２と、このピット９２の垂直四周壁を構築するコンクリート製などの土止め壁９２１及びピット９２の底面を構築するコンクリート製などの底部９２２の全域が覆われるように敷設された第１排水層９３と、第１排水層９３が敷設されたピット９２内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層９４（請求項の第３排水層に相当する）と、前記第１排水層９３に連接され、ピット９２内の貯留ヘドロの上面を覆うように敷設される第２排水層９５と、ピット９２内の貯留ヘドロ層を所要の圧密度と強度、含水比等を持つ土性値に変質させるように第２排水層９５上に載荷される盛土９６とから構成される。
また、ピット９２の底面はコンクリート製に限らず、他の材料又は地盤面であってもよい。
【００４５】
なお、前記盛土９６は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層９３、第２排水層９５及び中間排水層９４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット９２外へ誘導排出するものである。
【００４６】
このようなヘドロ改良装置９０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
この場合は、まず、ピット９２内の側壁面及び底面に第１排水層９３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層９３で覆ったピット９２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層９７Ａの上面全域に中間排水層９４をヘドロ層９７Ａの水平方向に延在して、ピット９２の側壁面に対向する第１排水層９３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層９４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層９７Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層９３と連接された第２排水層９５を折り返すことで敷設する。次に、上記第２排水層９５上に所定の高さに盛土９６を施して、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの圧密荷重とする。
【００４７】
ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ上に第２排水層９５を介して盛土９６が載荷されると、この盛土９６による荷重力でヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ中の間隙水が上昇する。これにより、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂ中の圧密された水は中間排水層９４、第２排水層９５及び第１排水層９３にそれぞれ流入し、この中間排水層９４、第２排水層９５及び第１排水層９３を通して、ピット９２の土止め壁９２１の上部に設けた排水口９８からピット９２外へ排水される。
したがって、盛土９６を載荷した後のヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層９７Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層９７Ａ，９７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、盛土９６を除去した後、ピット９２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この時、第１及び第２排水層９３，９５は破損されない限り再利用する。
【００４８】
このような第１の実施の形態に示すヘドロ改良装置９０によれば、盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の強度を増加させるようにしたので、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置は、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができる。これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
なお、上記第１、第２排水層９３，９５及び中間排水層９４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層９３，９５及び中間排水層９４は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００４９】
次に、図１０により本発明にかかるヘドロ改良装置の第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置１１０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山１１１を逆台形状に掘削することにより構築されたヘドロ処理用のピット１１２と、このピット１１２の傾斜四周壁面及び底面の全域が覆われるように敷設された第１排水層１１３と、第１排水層１１３が敷設されたピット１１２内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１１４（請求項の第３排水層に相当する）と、ピット１１２内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるように、かつ第１排水層１１３に連接して敷設される第２排水層１１５と、ピット１１２内の貯留ヘドロ層を所要の圧密度と強度、含水比等を持つ土質性状に変質させるように第２排水層１１５上に載荷される盛土１１６とから構成される。
【００５０】
なお、前記盛土１１６は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層１１３、第２排水層１１５及び中間排水層１１４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット１１２外へ誘導排出するものである。
【００５１】
このようなヘドロ改良装置１１０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、ピット１１２内の傾斜側壁面及び底面に第１排水層１１３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層１１３で覆ったピット１１２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１１７Ａの上面全域に中間排水層１１４をヘドロ層１１７Ａの水平方向に延在して、ピット１１２の側壁面に対向する第１排水層１１３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１１４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１１７Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１１３と連接された第２排水層１１５を折り返すことで敷設する。次に、上記第２排水層１１５上に所定の高さに盛土１１６を施して、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの圧密荷重とする。
【００５２】
ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ上に第２排水層１１５を介して盛土１１６が載荷されると、この盛土１１６による荷重力でヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂ中の圧密された水は中間排水層１１４、第２排水層１１５及び第１排水層１１３にそれぞれ流入し、この中間排水層１１４、第２排水層１１５及び第１排水層１１３を通して、ピット１１２の上部からピット１１２外へ排水される。
したがって、盛土１１６を載荷した後のヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１１７Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１１７Ａ，１１７Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、盛土１１６を除去した後、ピット１１２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１１３，１１５は破損されない限り再利用する。
【００５３】
このような第２の実施の形態に示すヘドロ改良装置１１０によれば、上記図９に示す第１の実施の形態と同様な作用効果が得られるほか、ヘドロ処理用のピット１１２は地山１１１を逆台形状に掘削するだけで構築できるため、建設現場等におけるヘドロ改良プラントの構築が更に簡便になる。
なお、上記第１、第２排水層１１３，１１５及び中間排水層１１４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
【００５４】
次に、図１１により本発明にかかるヘドロ改良装置の第３の実施の形態について説明する。
この第３の実施の形態に示すヘドロ改良装置１２０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした汎用タイプのヘドロ改良プラントであり、地山１２１に人工的に構築されたヘドロ処理用のピット１２２と、このピット１２２の垂直四周壁を構築するコンクリート製などの土止め壁１２２ａ及びピット１２２の底面を構築するコンクリート製底部１２２ｂの全域を覆うように敷設された第１排水層１２３と、第１排水層１２３が敷設されたピット１２２内の貯留ヘドロの中間に水平に延在して敷設される中間排水層１２４（請求項の第３排水層に相当する）と、ピット１２２内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるるように、第１排水層１２３に連接するように敷設される第２排水層１２５と、第２排水層１２５の上方に位置するピット１２２の開口を気密に閉塞するとともにピット１２２内の貯留ヘドロ層を圧密する空気遮断シート１２６と、この空気遮断シート１２６の内側を負圧にして貯留ヘドロ層を圧密排水するバキューム装置１２７とから構成される。
【００５５】
なお、前記空気遮断シート１２６とバキューム装置１２７は、請求項に示す圧密荷重手段を構成するものである。また、前記第１排水層１２３、第２排水層１２５及び中間排水層１２４はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をピット９２外へ誘導排出するものである。
【００５６】
次に、このようなヘドロ改良装置１２０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、ピット１２２内の側壁面及び底面に第１排水層１２３を全域に亘り敷設する。次に、内側を第１排水層１２３で覆ったピット１２２内に建設現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１２８Ａの上面全域に中間排水層１２４をヘドロ層１２８Ａの水平方向に延在して、ピット１２２の側壁面に対向する第１排水層１２３に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１２４上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１２８Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１２３と連接された第２排水層１２５を折り返すことで敷設する。次に、空気遮断シート１２６をピット１２２の開口が気密に閉塞されるように装着し、バキューム装置１２７を起動して空気遮断シート１２６の内側を負圧にすることにより、この空気遮断シート１２６を第２排水層１２５に押し付けるととともにヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂを上方からの圧密荷重とする。
【００５７】
ヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂがバキューム装置１２７の吸引による負圧で加圧されると、この荷重力でヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂ中の間隙水圧が低下し負圧となる。これにより、ヘドロ層１２８Ａ及び１２８Ｂ中の間隙水は中間排水層１２４、第２排水層１２５及び第１排水層１２３にそれぞれ流入し、この中間排水層１２４、第２排水層１２５及び第１排水層１２３を通して、ピット１２２外へバキューム装置１２７により排水される。
したがって、バキューム装置１２７によりピット１２２内を所定時間負圧状態に保持した後のヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１２８Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１２８Ａ，１２８Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、バキューム装置１２７を停止し、空気遮断シート１２６をピット１２２から取り外した後、ピット１２２内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１２３，１２５は再利用する。
【００５８】
このような第３の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、上記図９に示す第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、上記第１、第２排水層１２３，１２５及び中間排水層１２４に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層１２３，１２５及び中間排水層１２４は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００５９】
次に、図１２により本発明にかかるヘドロ改良装置の第４の実施の形態について説明する。
この第４の実施の形態に示すヘドロ改良装置１３０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした可搬式のヘドロ改良プラントであり、多数の排水孔１３１ａ及び１３１ｂがそれぞれ形成されたほぼ垂直な四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂを有する上面開口のヘドロ収容体１３１と、このヘドロ収容体１３１内に四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂの全域が覆われるように敷設された第１排水層１３２と、第１排水層１３２が敷設されたヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１３３（請求項の第３排水層に相当する）と、ヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロの上面全域が覆われるように、かつ第１排水層１３２に連接して敷設される第２排水層１３４と、第２排水層１３４の上面を覆う非通気性の防水シート１３５と、ヘドロ収容体１３１の上面開口を気密状態に閉鎖する蓋体１３６と、蓋体１３６で閉鎖されたヘドロ収容体１３１の上部閉鎖空間１３７に圧縮空気を供給して防水シート１３５を含む第２排水層１３４の上方からヘドロ収容体１３１内の貯留ヘドロを圧縮荷重する圧縮空気供給装置１３８（請求項に記載した圧密荷重手段に相当する）とから構成される。
【００６０】
なお、前記第１排水層１３２、第２排水層１３４及び中間排水層１３３はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をヘドロ収容体１３１の排水孔１３１ａ及び１３１ｂへ誘導排出するものである。
【００６１】
次に、このようなヘドロ改良装置１３０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、四側壁面１３１Ａ及び底面１３１Ｂの内側にその全域が覆われるように第１排水層１３２を敷設したヘドロ収容体１３１を建設現場に設置する。次に、このヘドロ収容体１３１内に作業現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１３９Ａの上面全域に中間排水層１３３をヘドロ層１３９Ａの水平方向に延在して、ヘドロ収容体１３１の側壁面に対向する第１排水層１３２に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１３３上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１３９Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１３２と連接された第２排水層１３４を折り返すことで敷設する。次に、第２排水層１３４の上面を防水シート１３５により覆い、しかる後、ヘドロ収容体１３１の開口を蓋体１３６により気密に閉塞する。かかる状態で、圧縮空気供給装置１３８を起動してヘドロ収容体１３１の上部閉鎖空間１３７に圧縮空気を供給し、この上部閉鎖空間１３７の圧力を上昇させる。これにより、防水シート１３５が第２排水層１３２に押し付けるととともにヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂを上方からの圧密荷重とする。
【００６２】
ヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂが圧縮空気供給装置１３８からの圧縮空気により加圧されると、この荷重力でヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これにより、ヘドロ層１３９Ａ及び１３９Ｂ中の圧密された水は中間排水層１３３、第２排水層１３４及び第１排水層１３２にそれぞれ流入し、この中間排水層１３３、第２排水層１３４及び第１排水層１３２を通して、ヘドロ収容体１３１の排水孔１３１ａ及び１３１ｂからヘドロ収容体１３１外へ排水される。
したがって、圧縮空気供給装置１３８によるヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの圧密加圧状態を所定時間保持することにより、ヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの圧密沈下量（圧密度）を測定し、この圧密沈下量（または圧密時間、ヘドロ層１３９Ｂの強度測定、含水比測定等）からヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。そして、ヘドロ層１３９Ａ、１３９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、圧縮空気供給装置１３８を停止し、蓋体１３６を開いて防水シート１３５及び第２排水層１３４を取り除いた後、ヘドロ収容体１３１内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１３２，１３４及び防水シート１３５は破損されない限り再利用する。
【００６３】
このような第４の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、圧縮空気供給装置１３８からの圧縮空気を利用してヘドロ層を圧密沈下させ、ヘドロ層の強度を増加させるようにしたので、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置１３０は、ヘドロの発生する建設現場等に搬送して設置できるため、可搬式のヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができるとともに、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理でき、ヘドロによる環境等への被害も未然に防止できる。
なお、上記第１、第２排水層１３２，１３４及び中間排水層１３３に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、上記第１、第２排水層１３２，１３４及び中間排水層１３３は、ヘドロ層の表面全域に敷設する必要がなく、部分的に敷設するようにしてもよい。
【００６４】
次に、図１３により本発明にかかるヘドロ改良装置の第５の実施の形態について説明する。
この第５の実施の形態に示すヘドロ改良装置１４０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、直接所要の土性値に改良できるようにした可搬式のヘドロ改良プラントであり、多数の排水孔１４１ａ及び１４１ｂがそれぞれ形成されたほぼ垂直な四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂを有する上面開口のヘドロ収容体１４１と、このヘドロ収容体１４１内に四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂの全域が覆われるように敷設された第１排水層１４２と、第１排水層１４２が敷設されたヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロの中間に水平方向に延在して敷設される中間排水層１４３（請求項の第３排水層に相当する）と、第１排水層１４１に連接され、ヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロの上面が覆われるように敷設される第２排水層１４４と、ヘドロ収容体１４１の開口１４１Ａに上下動可能に嵌合される四角状の加圧盤１４５と、この加圧盤１４５を上方から下方に向けて動作させることによりヘドロ収容体１４１内の貯留ヘドロを圧縮荷重する流体圧シリンダ等からなる加圧手段１４６と、ヘドロ収容体１４１全体を収容する圧密水受け容器１４７とから構成される。また、ヘドロ収容体１４１は載置台１４８を介して圧密水受け容器１４７に収容される構成になっている。
【００６５】
なお、前記第１排水層１４２、第２排水層１４４及び中間排水層１４３はジオテキスタイルなどからなり、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水をヘドロ収容体１４１の排水孔１４１ａ及び１４１ｂへ誘導排出するものである。
【００６６】
次に、このようなヘドロ改良装置１４０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、圧密水受け容器１４７を建設現場に設置し、この圧密水受け容器１４７内に、四側壁面１４１Ａ及び底面１４１Ｂの内側にその全域が覆われるように第１排水層１４２を敷設したヘドロ収容体１４１を収納し設置する。次に、このヘドロ収容体１４１内に作業現場等から発生するヘドロを所定のレベルまで投入する。その後、このヘドロ層１４９Ａの上面全域に中間排水層１４３をヘドロ層１４９Ａの水平方向に延在して、ヘドロ収容体１４１の側壁面に対向する第１排水層１４２に連通するように敷設する。次いで、上記中間排水層１４３上に更にヘドロを所定のレベルまで投入し、このヘドロ層１４９Ｂの上面全域が覆われるように、第１排水層１４２と連接された第２排水層１４４を折り返すことで敷設する。しかる後、ヘドロ収容体１４１の開口に、加圧手段１４６に連結した加圧盤１４５を嵌合する。かかる状態で、加圧手段１４６を起動して加圧盤１４５を下降動作することにより、第２排水層１４２を介してヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂを圧密荷重する。
【００６７】
ヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂが加圧盤１４５により圧縮方向に加圧されると、この荷重力でヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂ中の間隙水圧が上昇する。これによって、ヘドロ層１４９Ａ及び１４９Ｂ中の圧密された水は中間排水層１４３、第２排水層１４４及び第１排水層１４２にそれぞれ流入し、この中間排水層１４３、第２排水層１４４及び第１排水層１４２を通して、ヘドロ収容体１４１の排水孔１４１ａ及び１４１ｂから圧密水受け容器１４７内に排出され、さらに、圧密水受け容器１４７に設けた排水口１４７ａから圧密水受け容器１４７外に排水される。
【００６８】
したがって、加圧手段１４６と加圧盤１４５によるヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの圧密加圧状態を所定時間保持することにより、ヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの圧密沈下量（圧密度）等を測定し、この圧密沈下量等からヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達したかを確認する。ヘドロ層１４９Ａ、１４９Ｂの強度及び含水比等が目標値に到達した状態では、加圧手段１４６を停止した後、加圧手段１４６を後退動作させて加圧盤１４５をヘドロ収容体１４１の開口から退避させる。または、ヘドロ収容体１４１と圧密水受け容器１４７を加圧手段１４６から離れた位置へ移動させる。そして、第２排水層１４４を取り除いた後、ヘドロ収容体１４１内の改良ヘドロを掘り出して、これを捨て土または盛土や埋め戻しなどに利用する。この場合、第１及び第２排水層１４２，１４４は破損されない限り再利用する。
【００６９】
このような第５の実施の形態に示すヘドロ改良装置によれば、上記図１２に示す第４の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、上記第１、第２排水層１４２，１４４及び中間排水層１４３に、上記図７及び図８に示す可撓性の有孔排水パイプ、又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路等を配設するとこができる。
また、第５の実施の形態に示すヘドロ収容体１４１は四側壁面を有する形状のものに限定されず、円筒形状のものであってもよい。
【００７０】
次に、図１４及び図１５により本発明にかかるヘドロ改良装置の第６の実施の形態について説明する。
この第６の実施の形態に示すヘドロ改良装置１６０は、建設現場等から発生するヘドロを現場において、連続的に所要の土性値に改良できるようにしたヘドロ改良プラントであり、建設現場に構築され、または、建設現場に搬入設置可能なもので、建設現場から発生するヘドロが投入貯留されるヘドロ投入チャンバー１６１と、このヘドロ投入チャンバー１６１から所定の距離離して、かつヘドロ投入チャンバー１６１に対して所定の落差をつけて設けられた改良ヘドロ排出チャンバー１６２と、このヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２との間に差し渡し状態に傾斜して配設され、多数の排水孔１６３ａが外周壁の全域に亘り形成された所定長さの内部筒体１６３と、この内部筒体１６３の外周に所定の隙間をおいて同心に、かつヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２との間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔１６４ａが外周壁の全域に亘り形成された所定長さの外部筒体１６４と、この内部筒体１６３の外周壁面と外部筒体１６４の内周壁面との間に形成される隙間内に該隙間内が充填されるように両筒体の全長に亘り設けられた、ジオテキスタイルなどからなる排水層１６５と、ヘドロ投入チャンバー１６１から内部筒体１６３内を通して改良ヘドロ排出チャンバー１６２に達する長さを有するとともに内部筒体１６３の軸線を中心にして、両端部がヘドロ投入チャンバー１６１と改良ヘドロ排出チャンバー１６２の側壁に回転可能に支持され、かつヘドロ投入チャンバー１６１から改良ヘドロ排出チャンバー１６２に行くに従いピッチが順次小さくなる螺旋羽根１６６ａを有するヘドロ圧密用スクリュー１６６と、ヘドロ投入チャンバー１６１側に設けられ、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を駆動する駆動手段１６７とから構成される。
【００７１】
また、図１４において、１６８は改良ヘドロ排出チャンバー１６２の底部に形成したヘドロ排出口１６２ａを開閉する開閉蓋であり、この開閉蓋１６８を図示省略の流体圧シリンダ等により開閉駆動されるように構成されている。
また、外部筒体１６４は、図１５に示すように、筒体を半円形状に分割した２つの半割体１６４Ａ、１６４Ｂから構成され、この半割体１６４Ａと１６４Ｂをその接合縁部１６４Ｃ，１６４Ｄをボルトナット等により分離可能に結合されている。
また、排水層１６５は、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許すものである。
【００７２】
次に、このようなヘドロ改良装置１６０を利用して、建設現場等から発生するヘドロを所要の土性値に改良する場合について説明する。
まず、建設現場から発生するヘドロ１６９Ａをヘドロ投入チャンバー１６１内に投入し貯留する。この状態で、駆動手段１６７を起動して、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を所定の速度（例えば、１０回／分程度）で低速回転させる。
ヘドロ圧密用スクリュー１６６が回転されると、ヘドロ投入チャンバー１６１内のヘドロ１６９Ａは螺旋羽根１６６ａによって内部筒体１６３内を改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ徐々に移動されると同時に、内部筒体１６３内のヘドロに作用する圧縮力が改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くに従い徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロの圧密度を改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くにつれ増大させる。
【００７３】
一方、内部筒体１６３内のヘドロがヘドロ圧密用スクリュー１６６により圧密されると、そのヘドロ１６９Ｂ中の間隙水圧が上昇するため、このヘドロ１６９Ｂ中の圧密された水は内部筒体１６３の排水孔１６３ａを通して排水層１６５に流入し、さらに、この流入水は排水層１６５から外部筒体１６４の排水孔１６４ａを通して外部筒体１６４外に排水される。
【００７４】
すなわち、ヘドロ圧密用スクリュー１６６の低速回転に伴い、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂが内部筒体１６３の下端から改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出されると、このヘドロ１６９Ｂは内部筒体１６３内で圧密（圧縮）され、その間隙水が排水孔１６３ａ、排水層１６５及び排水孔１６４ａを通して外部へ排水されるので、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃの含水比は、ヘドロ投入チャンバー１６１に投入されたヘドロに比して低下する。また、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃは、開閉蓋１６８を開くことにより、ヘドロ排出口１６２ａから装置外へ排出される。
この場合、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等の測定値又は観測値が目標値に到達していれば、改良ヘドロ１６９Ｃは装置外へ連続して排出されることになる。
【００７５】
一方、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等の測定値又は観測値が目標値に到達していない場合には、開閉蓋１６８を閉じて、改良ヘドロ１６９Ｃの装置外への排出を一時的に停止させる。
すなわち、開閉蓋１６８が閉じられると、ヘドロ圧密用スクリュー１６６の低速回転に伴って、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃは改良ヘドロ排出チャンバー１６２内に順次蓄積される。そして、改良ヘドロ排出チャンバー１６２内が改良ヘドロ１６９Ｃで充満されてくると、改良ヘドロ１６９Ｃの改良ヘドロ排出チャンバー１６２への押し出し量が抑制されるため、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂは、改良ヘドロ排出チャンバー１６２のヘドロ排出口１６２ａが開いている場合に比べ、より強い力で圧密（圧縮）されると同時に、その含水比も、より低下する。
その結果、ヘドロの種類や状態によって異なるものの、開閉蓋１６８を閉鎖しておく時間を、例えば数１０秒〜数分に設定することにより、より一層含水比の低下した改良ヘドロ１６９Ｃを排出できる。
【００７６】
したがって、改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等が目標値に達していれば、この改良ヘドロ１６９Ｃは、開閉蓋１６８を開くことにより、装置外へ連続して排出される。ここで、再び改良ヘドロ１６９Ｃの含水比、強度等が目標値に達しなくなった場合は、再び開閉蓋１６８を所定時間閉じて、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂに対する圧密度合を大きくすればよい。
また、この場合、ヘドロ排出口１６２ａに対する開閉蓋１６８の開き度合を調節することにより、内部筒体１６３内のヘドロ１６９Ｂに対する圧密度合を調節することができる。
また、ヘドロ排出口１６２ａから装置外へ排出される。また、この改良ヘドロ１６９Ｃは捨て土または土地造成のための盛土や埋め戻しなどに利用できる。
【００７７】
このような第６の実施の形態に示すヘドロ改良装置１６０によれば、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を低速回転させることにより、ヘドロ投入チャンバー１６１内のヘドロ１６９Ａは内部筒体１６３に沿って改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体１６３内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ行くに従いヘドロの作用する圧縮力が徐々に増大して、その圧密度を増大させ、その間隙水圧を上昇することにより、このヘドロ中の圧密された水を内部筒体１６３の排水孔１６３ａを通して排水層１６５に流入し、この流入水は排水層１６５から外部筒体１６４の排水孔１６４ａを通して外部筒体１６４外に排水する構成にしたので、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置１６０によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして構築することができ、これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００７８】
また、このようなヘドロ改良装置１６０によれば、改良ヘドロ排出チャンバー１６２に設けた開閉蓋１６８を閉じて、ヘドロ圧密用スクリュー１６６により改良ヘドロ排出チャンバー１６２に押し出された改良ヘドロ１６９Ｃの装置外への排出を一時的に停止し、または、開閉蓋１６８の開閉度合を調節して、改良ヘドロ排出チャンバー１６２から装置外へ排出される改良ヘドロ１６９Ｃの排出量を加減することにより、内部筒体１６３内でのヘドロに作用する圧縮力を調整することができる。
【００７９】
なお、上記ヘドロ改良装置１６０では、ヘドロ圧密用スクリュー１６６を含む内部筒体１６３及び外部筒体１６４が改良ヘドロ排出チャンバー１６２側へ下り勾配に傾斜する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、内部筒体１６３及び外部筒体１６４が水平またはヘドロ投入チャンバー１６１側へ下り勾配に傾斜するようにしてもよい。
また、本発明においては、上記第６の実施の形態に示す開閉蓋１６８を省略してもよい。
また、本発明におけるヘドロ圧密用スクリュー１６６は、上記図１４及び図１５に示す構造のものに限定されない。
【００８０】
次に、図１６〜図１８により本発明にかかるヘドロ改良方法の他の実施例について説明する。
図１６は本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図、図１７は本発明方法によるヘドロ層への排水ドレーン部材及び排水層の敷設状態を示す一部の説明図、図１８は図１７のＣ−Ｃ線に沿う説明用断面図である。
【００８１】
図１７において、１７２は地山に構築されている農業用水などの溜池、１７４は溜池１７２の底面に層状に堆積されたヘドロ層（またはこれに類する超軟弱粘性土）であり、このヘドロ層１７４を本発明方法により改良する場合について、図１６〜図１８を参照して説明する。
【００８２】
溜池１７２の底面に堆積されたヘドロ層１７４を所要の土性値に改良するに際しては、まず、溜池１７２の底面に堆積されたヘドロ層１７４上に貯まっている水を排出し、ヘドロ層１７４の天端が露出される程度の水位にまで下げる。
次に、図１６に示す排水ドレーン部材敷設工程２００において、堆積されたヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に、図１７及び図１８に示すように、ヘドロ層１７４中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層１７４の上面へ誘導する排水ドレーン部材１７５をヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設する。この時の各排水ドレーン部材１７５の下端部は溜池１７２の底部（粘性土層１７２Ａ）に所定深さまで達するように埋設され、また、各排水ドレーン部材１７５の上端部１７４Ａはヘドロ層１７４の上面から突出され、そして、その突出上端部１７４Ａはヘドロ層１７４の上面に沿う折り曲げ状態に保持されている。
【００８３】
前記排水ドレーン部材１７５は、例えば、織布、通水性不織布、有孔膜体等からなるチューブ体内に砂その他のフィルタ材を充填してなるチューブ状ドレーン体、またはジオテキスタイルなどの細幅の排水シートを複数枚積層してなるシート状とレーン体などから構成されている。
【００８４】
次いで、図１６に示す排水層敷設工程２０１では、図１７及び図１８に示すように、ヘドロ層１７４中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水を排出する所要の排水能力（透水係数×層厚×動水勾配）の排水シート１７６Ａをヘドロ層１７４の上面に複数層に重ねて敷設することにより、１０ｍｍ程度の厚さの排水層１７６を構築する。
【００８５】
ここで、排水層１７６を、例えば上下２層の排水シート１７６Ａにより構築する場合は、下層の排水シート１７６Ａと上層の排水シート１７６Ａとを互いに直交する方向に重ねて敷設する。
また、ヘドロ層１７４の圧密排水に使用する排水層１７６の設計に際しては、排水シート１７６Ａの透水係数と排水シート１７６Ａの一層当りの残留層厚と排水シート１７６Ａの層数とから通水性能（透水係数×層厚）を算定し、排水層での動水勾配（排水シート内の間隙水圧を排水距離で除した値）を乗じて排水層１７６の排水能力を算定し、この排水能力が圧密排水されるヘドロ層１７４からの総流入水量以上になるように、盛土荷重（応力）とヘドロ層１７４の圧密特性を考慮し、かつヘドロから排水層１７６に流入する単位面積・単位時間当りの排水量を考慮して、排水層１７６を構築する排水シート１７６Ａの排水材の種類の選定とその厚さ及び積層枚数を設定する。
また、排水層１７６の排水シート１７６Ａには、不織布系、その他のジオテキスタイル等、またはジオテキスタイル構造の場合、織布、不織布、有孔膜体、板状フィルタの単体またはこれらの複合体からなるものが使用される。
【００８６】
次に、図１６に示す盛土工程２０２において、ヘドロ層１７４の周辺領域を除く排水層１７６上に盛土１７８を行い、この盛土荷重によりヘドロ層１７４中の間隙水筈１７及び図１８の矢印に示すように排水ドレーン部材１７５及び排水層１７６を通し圧密排水されるとともに、この圧密排水によるヘドロ層１７５の圧密沈下量（圧密度）に応じて、排水層１７６上に載荷される盛土１７８の厚さをヘドロ層１７４に滑り破壊が生じない程度に逐次増加させる。
これにより、ヘドロ層１７４中の間隙水は時間の経過と共に更に減少し、ヘドロ層１７４自体も更に圧密沈下される。その結果、ヘドロ層１７４の圧密度が更に上昇し、その強度（支持力）等も増大する。そして、ヘドロ層１７４の土性値（強度、支持力、含水比等）が目標値に到達したならば、ヘドロの改良処理が終了する。
【００８７】
このように本実施の形態におけるヘドロ改良方法では、排水ドレーン部材１７５をヘドロ層１７４の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層１７４上に敷設した排水層１７６上に、ヘドロ層１７４の滑り破壊が生じないように盛土１７８を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層１７４を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材１７５及び排水層１７６を通してヘドロ層１７４外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させるように構成したので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
なお、この発明のヘドロ改良方法において、ヘドロ層１７４上に敷設される排水層１７６は、ヘドロ層１７４の上面全域に敷設する必要がなく、排水層１７６をヘドロ層１７４の上面に部分的に敷設する方式でもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、ヘドロの力学特性値、圧密特性（体積圧縮係数、圧密係数、強度増加係数など）、物理特性値を所定の値に設定し、かつ所定の期間にヘドロを所期の土質性状（含水比、強度、密度等）に改良できるように盛土荷重と圧密時間を設定し、そして、これらの設定値を基にして、ヘドロ層上に敷設した排水層上に、盛土によるヘドロ層の滑り破壊が生じないように、平面的、かつ段階的に盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、且つその強度を徐々に増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、改良したヘドロ上に盛土を行うことにより、土地造成が可能になるほか、改良したヘドロの堆積地域における環境の向上や環境機能の回復、水の浄化を効率的に行うことができる。
【００８９】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、ピットの側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い第１排水層を敷設し、このピット内に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、所定の厚さに盛土を行い、この盛土荷重によりヘドロ層を圧密沈下させてヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９０】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設するとともに防水シートで覆った後、ヘドロ収容体の上面開口を蓋体で気密に閉鎖し、このヘドロ収容体の上部閉鎖空間に圧縮空気を供給することにより、ヘドロ層を上面から防水シート及び第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度等を有する土質性状のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９１】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、多数の排水孔を有するヘドロ収容体の側壁面及び底面に沿い第１排水層を敷設し、このヘドロ収容体に貯留堆積させたヘドロ層の上面に第２排水層を敷設した後、ヘドロ収容体の上面開口に加圧盤を嵌合し、この加圧盤を加圧手段により動作して、ヘドロ層を上面から第２排水層を介して圧縮荷重し、ヘドロ層を圧密沈下させることでヘドロ層の含水比を低減し、かつ、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理でき、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と粘性強度を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして簡便に構築することができ、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９２】
また、本発明にかかるヘドロ改良装置によれば、ヘドロ圧密用スクリューを低速回転することにより、ヘドロ投入チャンバー内のヘドロを内部筒体に沿って改良ヘドロ排出チャンバー側へ徐々に移動し、これと同時に内部筒体内のヘドロを改良ヘドロ排出チャンバー側へ行くに従いヘドロに作用する圧縮を徐々に増大して、その圧密度を増大させるとともに、ヘドロ中の間隙水圧を上昇することにより、ヘドロ中の圧密された水を内部筒体の排水孔を通して排水層に流入し、この流入水を排水層から外部筒体の排水孔を通して排出するように構成にしたので、所要の強度と含水比等を有するヘドロに連続して改良処理できるとともに、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度を有する土性値のヘドロに改良することができる。
また、このようなヘドロ改良装置によれば、ヘドロの発生する建設現場等において、ヘドロ改良プラントとして構築することができ、これにより、建設現場等から発生するヘドロを効率よく処理できるほか、ヘドロによる環境等への被害を未然に防止できる。
【００９３】
また、本発明にかかるヘドロ改良方法によれば、排水ドレーン部材をヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に所定の間隔を離して鉛直に敷設し、さらに、このヘドロ層上に敷設した排水層上に、ヘドロ層の滑り破壊が生じないように盛土を行うことにより、この盛土荷重でヘドロ層を圧密沈下させ、そして、この圧密沈下に伴うヘドロ層中の間隙水を排水ドレーン部材及び排水層を通してヘドロ層外へ排出することにより含水比を低減し、その強度を増加させるようにしたので、ヘドロ層を積極かつ計画的に圧密排水処理できるとともに、ヘドロ上に所定高の盛土の構築が可能であり、かつ、ヘドロを掘削、運搬、捨て土または盛土や埋め戻しに転用可能な含水比と強度などを有する土質性状のヘドロに改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図である。
【図２】本発明方法によるヘドロの改良過程を示す説明用断面図である。
【図３】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第２の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図４】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第３の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図５】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第４の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図６】本発明のヘドロ改良方法に適用される排水層の第５の実施の形態を示す一部の説明用拡大断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態における排水層の一部を示す説明用平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図９】本発明にかかるヘドロ改良装置の第１の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１０】本発明にかかるヘドロ改良装置の第２の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１１】本発明にかかるヘドロ改良装置の第３の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１２】本発明にかかるヘドロ改良装置の第４の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１３】本発明にかかるヘドロ改良装置の第５の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１４】本発明にかかるヘドロ改良装置の第６の実施の形態を示す説明用断面図である。
【図１５】図１４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１６】本発明にかかるヘドロ改良方法の工程手順を示す工程説明図である。
【図１７】本発明方法によるヘドロ層への排水ドレーン部材及び排水層の敷設状態を示す一部の説明図である。
【図１８】図１７のＣ−Ｃ線に沿う説明用断面図である。
【符号の説明】
１４、１４Ａ、１４Ｂ……ヘドロ層、１５……盛土、１５１，１５７ａ，１５７ｂ……排水シート、９０……ヘドロ改良装置、９２……ピット、９３……第１排水層、９４……中間排水層、９５……第２排水層、１１０……ヘドロ改良装置、１１２……ピット、１１３……第１排水層、１１４……中間排水層、１１５……第２排水層、１１６……盛土、１２０……ヘドロ改良装置、１２２……ピット、１２３……第１排水層、１２４……中間排水層、１２５……第２排水層、１２７……バキューム装置、１３０……ヘドロ改良装置、１３１……ヘドロ収容体、１３２……第１排水層、１３３……中間排水層、１３４……第２排水層、１３５……防水シート、１３８……圧縮空気供給装置、１４０……ヘドロ改良装置、１４１……ヘドロ収容体、１４２……第１排水層、１４３……中間排水層、１４４……第２排水層、１４５……加圧盤、１４６……加圧手段、１６０……ヘドロ改良装置、１６１……ヘドロ投入チャンバー、１６２……改良ヘドロ排出チャンバー、１６３……内部筒体、１６４……外部筒体、１６５……排水層、１６６……ヘドロ圧密用スクリュー、１７４……ヘドロ層、１７５……排水ドレーン部材、１７６……排水層。
Claims (28)
- 海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、
圧密排水前の堆積ヘドロ層に対する改良後の力学特性値（強度、支持力等）、物理特性値（含水比、密度等）の目標値と前記堆積ヘドロ層をこれら目標値に到達させるのに必要な圧密荷重、期間をそれぞれ設定する目標設定工程と、
前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入した水を排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、
圧密排水前の前記堆積ヘドロ層の厚さとその力学特性値及び物理特性値を基に該ヘドロ層が盛土荷重で滑り破壊されることなく支持し得る初期支持力と前記排水層が盛土荷重で破壊されることなく支持し得る支持力との総和又はそれ以下の荷重に相当する盛土を前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に載荷してヘドロ層の圧密排水を行う初期盛土工程と、
前記初期盛土工程での盛土荷重によりヘドロ層が前記排水層を通して圧密排水されることで圧密沈下される該ヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）を求め、この圧密沈下量（圧密度）から各圧密段階での圧密進行に伴う該ヘドロ層の強度増加を考慮した該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達したかを判断するとともに該ヘドロ層の力学特性値及び物理特性値値が目標値に到達しない時は圧密時間を延長するか又は前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加し、当該盛土の増加工程を前記ヘドロ層の力学特性値および物理特性値値が目標値に達するまで繰り返し行う盛土繰り返し工程と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良方法。 - 前記初期盛土工程は、まず、前記排水層の上面に部分的に分けて盛土を行い、しかる後、盛土の施されていない箇所の排水層上に逐次盛土を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のヘドロ改良方法。
- 前記排水層を構築する排水シートは、ジオテキスタイルなどであることを特徴とする請求項１記載のヘドロ改良方法。
- 前記排水層は、該排水層の少なくとも一方の面もしくは内部に、排水層の支持力を増強するネットその他の張力増強材を有することを特徴とする請求項１または３記載のヘドロ改良方法。
- 前記排水層は、該排水層に流入する圧密水を集めて排水層外へ排出する可撓性の有孔排水パイプ又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路を備えることを特徴とする請求項１または４項に記載のヘドロ改良方法。
- 前記圧密沈下量（圧密度）は、前記ヘドロ層の圧密排水に伴うヘドロ層の実際の沈下量を測定により求めるか、もしくはヘドロ層の圧密特性を予め試験で設定し、この圧密特性と圧密理論に基づいて算定した圧密経過時間から求めることを特徴とする請求項１記載のヘドロ改良方法。
- ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、
人工的に構築されたピットと、
前記ピット内の側壁面及び底面の少なくとも側壁面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第１排水層と、
前記ピット内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所要の排水能力を有する第２排水層と、
前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層に圧密荷重をかけて該ヘドロ層の間隙水を前記第１及び第２排水層から前記ピット外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良装置。 - 前記圧密荷重手段は、盛土により前記ヘドロ層に作用させる圧密荷重とするか、または真空による負圧を利用して前記ヘドロ層の圧密荷重とすることを特徴とする請求項７記載のヘドロ改良装置。
- 前記ピットに貯留されたヘドロ層の内部には該ヘドロ層の水平方向に延在して敷設されるとともに前記第１排水層に連通する第３排水層がヘドロ層の厚さ方向に少なくとも１層設けられていることを特徴とする請求項７記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、ジオテキスタイルなどから構成されていることを特徴とする請求項７または９記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層に流入される圧密水を集めて排水層外へ排出する可撓性の有孔排水パイプ又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路を備えることを特徴とする請求項７または９記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層の少なくとも一方の面もしくは内部に、排水層の支持力を増強するネットその他の張力増強材を有することを特徴とする請求項７または１０記載のヘドロ改良装置。
- ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、
側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が開口されたヘドロ収容体と、
前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有する第１排水層と、
前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面の少なくとも一部が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有する第２排水層と、
前記第２排水層の上面を覆う非通気性の防水シートと、
前記ヘドロ収容体の上面開口を気密状態に閉鎖する蓋体と、
前記蓋体で閉鎖された前記ヘドロ収容体の上部閉鎖空間に圧縮空気を供給することにより前記防水シートを含む第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる圧密荷重手段と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良装置。 - 前記ヘドロ収容体に貯留されたヘドロ層の内部には該ヘドロ層の水平方向に延在して敷設されるとともに前記第１排水層に連通する第３排水層がヘドロ層の厚さ方向に少なくとも１層設けられていることを特徴とする請求項１３記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、ジオテキスタイルなどから構成されていることを特徴とする請求項１３または１４記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層に流入される圧密水を集めて排水層外へ排出する可撓性の有孔排水パイプ又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路を備えることを特徴とする請求項１３または１４記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層の少なくとも一方の面もしくは内部に、排水層の支持力を増強するネットその他の張力増強材を有することを特徴とする請求項１３または１５記載のヘドロ改良装置。
- ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、
側壁面及び底面に多数の排水孔がそれぞれ形成され上面が全開状態に開口されたヘドロ収容体と、
前記ヘドロ収容体内の側壁面及び底面に沿い敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す所要の排水能力を有する第１排水層と、
前記ヘドロ収容体内にヘドロが所定の高さに貯留した後の該ヘドロ層の上面全域が覆われるように、かつ前記第１排水層に連接するようにして敷設され、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許し、かつ流入した水を排出する所定の排水能力を有するの第２排水層と、
前記ヘドロ収容体の開口に上下動可能に嵌合された加圧盤と、
前記加圧盤を上方から下方に向けて動作させることにより前記第２排水層の上方から前記ヘドロ層を圧縮荷重して該ヘドロ層の圧密水を前記第１及び第２排水層から前記ヘドロ収容体外へ排出して該ヘドロ層を所要の圧密度（強度、含水比など）を持つ土質性状に変質させる加圧手段と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良装置。 - 前記ヘドロ収容体に貯留されたヘドロ層の内部には該ヘドロ層の水平方向に延在して敷設されるとともに前記第１排水層に連通する第３排水層がヘドロ層の厚さ方向に少なくとも１層設けられていることを特徴とする請求項１８記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、ジオテキスタイルなどから構成されていることを特徴とする請求項１８または１９記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層に流入される圧密水を集めて排水層外へ排出する可撓性の有孔排水パイプ又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路を備えることを特徴とする請求項１７または１８記載のヘドロ改良装置。
- 前記第１〜第３排水層は、該排水層の少なくとも一方の面もしくは内部に、排水層の支持力を増強するネットその他の張力増強材を有することを特徴とする請求項１８または２０記載のヘドロ改良装置。
- ヘドロを所要の土性値に改良するヘドロ改良装置であって、
ヘドロ投入チャンバーと、
前記ヘドロ投入チャンバーから所定の距離離して設けられた改良ヘドロ排出チャンバーと、
前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの内部筒体と、
前記内部筒体の外周に所定の隙間をおいて同心に、かつ前記ヘドロ投入チャンバーと改良ヘドロ排出チャンバーとの間に差し渡し状態に配設され、多数の排水孔が外周壁の全域に亘り形成された所定長さの外部筒体と、
前記内部筒体の外周壁面と前記外部筒体の内周壁面との間に形成される隙間内に該隙間内が充填されるように両筒体の全長に亘り設けられ、ヘドロ中のヘドロ粒子の流入を阻止するとともに水の流入を許す排水層と、
前記ヘドロ投入チャンバーから前記内部筒体内を通して前記改良ヘドロ排出チャンバーに達する長さを有するとともに前記内部筒体の軸線を中心にして回転可能に支持され、かつ前記ヘドロ投入チャンバーから前記改良ヘドロ排出チャンバーに行くに従いピッチが順次小さくなる螺旋羽根を有するヘドロ圧密用スクリューと、
前記ヘドロ圧密用スクリューを駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良装置。 - 前記改良ヘドロ排出チャンバーは、前記ヘドロ圧密用スクリューにより改良ヘドロ排出チャンバーに押し出された改良ヘドロの装置外への排出を一時的に停止し、もしくは前記改良ヘドロ排出チャンバーから装置外へ排出される改良ヘドロの排出量を加減することにより、前記内部筒体内でのヘドロに作用する圧縮力を調整する開閉蓋を備えることを特徴とする請求項２３記載のヘドロ改良装置。
- 海域、河川、湖沼、池等に堆積されたヘドロや溜め内に沈降・堆積されたヘドロ層を圧密排水して所要の土質性状に改良するヘドロ改良方法であって、
前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層上面へ誘導する排水ドレーン部材を前記ヘドロ層の全堆積領域の任意複数箇所に少なくともヘドロ層の上面から前記湖沼、池、溜め等の底部に達するように鉛直に敷設する排水ドレーン部材敷設工程と、
前記ヘドロ層中のヘドロ粒子の流入を阻止し、かつ水の流入を許すとともに該流入水をヘドロ層外へ排出する所要の排水能力を有する排水シートを前記ヘドロ層の上面の少なくとも一部及び該ヘドロ層の上面から外れた周辺領域の少なくとも一部が覆われるように少なくとも１層に敷設して排水層を構築する排水層敷設工程と、
前記ヘドロ層の周辺領域を除く前記排水層上に盛土してヘドロ層中の間隙水を前記排水ドレーン部材及び排水層を通し圧密排水するとともに該圧密排水によるヘドロ層の圧密沈下量（圧密度）に応じて前記排水層上に載荷される盛土の厚さをヘドロ層に滑り破壊が生じない程度に逐次増加させる盛土工程と、
を備えることを特徴とするヘドロ改良方法。 - 前記排水層を構築する排水シートはジオテキスタイルなどであることを特徴とする請求項２５記載のヘドロ改良方法。
- 前記排水層は、該排水層の少なくとも一方の面もしくは内部に、排水層の支持力を増強するネットその他の張力増強材を有することを特徴とする請求項２５記載のヘドロ改良方法。
- 前記排水層は、該排水層に流入する圧密水を集めて排水層外へ排出する可撓性の有孔排水パイプ又は通水性の大きいジオテキスタイルなどからなる排水路を備えることを特徴とする請求項２５記載のヘドロ改良方法。
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| JP2003029623A JP2004238935A (ja) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | ヘドロ改良方法並びにヘドロ改良装置 |
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-
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- 2003-02-06 JP JP2003029623A patent/JP2004238935A/ja active Pending
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