JP6647164B2

JP6647164B2 - 地盤改良工法及び地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法

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Publication number: JP6647164B2
Application number: JP2016137485A
Authority: JP
Inventors: 貴彦秀川; 直人安達; 康嗣鈴木; 裕一櫻井; 隆堀井; 利三郎浅野
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: JP2018009313A

Description

本発明は地盤改良工法及びプレキャスト地盤の製造方法に関する。なお、本発明におけるプレキャスト地盤とは、その製造設備において所定の形状（例えば、ブロック状及び板状等）に固化処理された土砂を意味する。

微生物の代謝を利用して地盤を固化し、例えば地盤の液状化抵抗を高める地盤改良工法が知られている。特許文献１は、地盤中に存在する微生物の代謝を促進する養分を地盤中に供給し、該微生物の代謝産物によって地盤の液状化抵抗を高めることを目的とした発明を開示する。特許文献１に記載の発明は、主として地盤の水飽和度の低下（微生物による窒素及び炭酸ガスの生成）並びに粘性の増加（バイオポリマー生成）によって液状化抵抗を高まるとしている。

特開２０１２−１０７５０２号公報

微生物の代謝を利用した従来の地盤改良工法は、安価であるという利点がある。その反面、従来の工法は、地盤中に養分を直接供給するものであるため、対象地盤に対して十分均一に養分を行き渡らせることが困難であった。そのため、従来の工法は、対象地盤を均一に固めることが難しく、また対象地盤が固まったかどうかを確認することも難しいという点において改善の余地があった。これに加え、微生物の代謝に伴って周辺環境に影響を及ぼすガス（例えば強い刺激臭を持つアンモニアガス）が発生する場合もある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、改良すべき地盤を含む現地に十分に均一な強度を有する地盤を形成でき且つ周囲環境への影響を十分に抑えるのに有用な地盤改良工法を提供する。また、本発明は、この工法において好適に使用できるプレキャスト地盤の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は地盤改良工法を提供する。本発明に係る地盤改良工法は、以下の工程を含む。
（ａ）固化すべき対象地盤を含む現地もしくは当該現地以外の土砂をプレキャスト地盤製造設備に運搬する工程。
（ｂ）プレキャスト地盤製造設備において上記土砂に対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって上記土砂を含むプレキャスト地盤を製造する工程。
（ｃ）上記プレキャスト地盤を現地に運搬する工程。
（ｄ）上記プレキャスト地盤を現地に設置する工程。

上記地盤改良工法によれば、微生物の代謝を利用した土砂の固化処理を現地の地盤に対してではなく、プレキャスト地盤製造設備において土砂に対して実施することができる。このプレキャスト地盤製造設備に例えば排ガス処理装置を設置することで、微生物の代謝により周囲環境に影響を与えるガスが発生したとしても、そのようなガスを容易に無害化できる。また、製造直後のプレキャスト地盤に周囲環境に影響を与える物質が残存していたとしても、プレキャスト地盤製造設備においてプレキャスト地盤を洗浄したり、これらの物質が更に分解されて例えば各種環境基準値を下回るまで貯蔵したりした後、現地に運搬して使用することができる。このような対策を施すことにより、周囲環境への影響を十分に低減できる。

更に、上記地盤改良工法によれば、プレキャスト地盤製造設備において土砂を固化させ、これにより土砂を含むプレキャスト地盤を製造することで、現地で土砂（地盤）を固化させる場合と比較し、土砂の全体に十分均一に培養液を供給しやすく、また処理条件を調整しやすいという利点がある。かかるプレキャスト地盤を現地に運搬した後、それを現地に設置することで現地に十分に均一な強度を有する地盤を形成できる。

本発明はプレキャスト地盤の製造方法を提供する。本発明に係るプレキャスト地盤の製造方法は、以下の工程を含む。
（ａ）固化すべき対象地盤を含む現地もしくは当該現地以外の土砂をプレキャスト地盤製造設備に運搬する工程。
（ｂ）プレキャスト地盤製造設備において上記土砂に対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって上記土砂を含むプレキャスト地盤を製造する工程。

上記プレキャスト地盤の製造方法によれば、微生物の代謝を利用したプレキャスト地盤の製造をプレキャスト地盤製造設備において実施することができる。このプレキャスト地盤製造設備に例えば排ガス処理装置を設置することで、微生物の代謝により周囲環境に影響を与えるガスが発生したとしても、そのようなガスを容易に無害化できる。また、製造直後のプレキャスト地盤に周囲環境に影響を与える物質が残存していたとしても、プレキャスト地盤製造設備においてプレキャスト地盤を洗浄したり、これらの物質が更に分解されて例えば各種環境基準値を下回るまで貯蔵したりした後、現地に運搬して使用することができる。このような対策を施すことにより、周囲環境への影響を十分に低減できる。

更に、上記プレキャスト地盤の製造方法によれば、プレキャスト地盤製造設備において土砂を固化させ、これにより土砂を含むプレキャスト地盤を製造することで、現地で土砂（地盤）を固化させる場合と比較し、土砂の全体に十分均一に培養液を供給しやすく、また処理条件を調整しやすいという利点がある。かかるプレキャスト地盤は、改良すべき地盤を含む現地に十分に均一な強度を有する地盤を形成するのに有用である。例えば、上記工程を経て製造されたプレキャスト地盤を現地に運搬した後、それを現地に設置することで現地に十分に均一な強度を有する地盤を形成できる。

本発明において、上記培養液として、尿素と、カルシウム源とを少なくとも含むものを採用することができる。この場合、（ｂ）工程において、土砂に含まれる微生物の代謝に伴う以下の反応により生じた炭酸カルシウムによって土砂が固化する。
（尿素分解反応）
ＣＯ（ＮＨ_２）_２＋３Ｈ_２Ｏ → ２ＮＨ_４ ^＋＋２ＯＨ⁻ ＋ＣＯ_２
（炭酸カルシウム析出反応）
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ → ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｈ^＋
ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｃａ^２＋＋ＯＨ⁻ → ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ

上記（ｂ）工程は、強度が十分に均一なプレキャスト地盤を製造する観点から、型枠内に土砂を収容すること、型枠の下部から型枠内に培養液を供給すること、培養液の液面を土砂の上面よりも上方に形成すること、土砂の上面上の培養液を排出することを含んでもよい。なお、これとは逆に、型枠内に土砂を収容した状態において、土砂の上面側から培養液を供給することによって土砂に対して十分に均一に培養液を行き渡らせるとともに、型枠の下部から培養液を排出させてもよい。

上記プレキャスト地盤の形状は特に限定されるものではなく、例えば、ブロック状であっても板状であってもよい。例えば、プレキャスト地盤がブロック状である場合、現地に形成した掘削孔（掘削溝を含む）内に複数のプレキャスト地盤を充填することによって改良地盤を構築できる。プレキャスト地盤が板状（例えば厚さ１０〜１０００ｍｍ）である場合、改良すべき地盤の表面に複数のプレキャスト地盤を一層又は複数層に敷き詰めることで浅層改良を実施できる。なお、ここでは比較的薄く且つ所定の面積を有するものを「板状」と称し、それ以外を「ブロック状」と称する。これらの用語の使い分けはプレキャスト地盤の外観に基づく便宜的なものに過ぎず、これらの形状を厳密に区別しなくてもよい。

プレキャスト地盤は、複数の当該プレキャスト地盤を重ねたときに、互いに嵌合する凸部と凹部とを少なくともそれぞれ別々の面に有することが好ましい。かかる構成を採用することで、複数のプレキャスト地盤を積層させた状態において隣接するプレキャスト地盤同士の界面における横ずれの発生を十分に抑制できる。

本発明によれば、改良すべき地盤を含む現地に十分に均一な強度を有する地盤を形成でき且つ周囲環境への影響を十分に抑えるのに有用な地盤改良工法、並びに、この工法において好適に使用できるプレキャスト地盤の製造方法が提供される。

図１は現地における固化すべき地盤が掘削によって取り除かれた状態を模式的に示す断面図である。図２はプレキャスト地盤の一例を模式的に示す斜視図である。図３は図２に示すプレキャスト地盤を製造するための装置の一例を模式的に示す断面図である。図４はプレキャスト地盤製造設備で製造された複数のプレキャスト地盤を掘削孔内に設置することによって改良地盤を現地に構築した状態を模式的に示す断面図である。図５は板状のプレキャスト地盤の一例を模式的に示す斜視図である。図６（ａ）は表面に凸部及び凹部を有するプレキャスト地盤の一例を模式的に示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すプレキャスト地盤を積層することによって施された浅層改良を模式的に示す断面図である。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。以下の第一実施形態ではブロック状のプレキャスト地盤を製造し、これを利用して改良地盤を実施する場合を例に挙げて説明する。その後の第二実施形態では板状のプレキャスト地盤を製造し、これを利用して浅層改良を実施する場合を例に挙げて説明する。

＜第一実施形態＞
本実施形態に係る地盤改良工法は以下の工程を含むものである。
（Ａ１）固化すべき対象地盤を含む現地の土砂Ｓをプレキャスト地盤製造設備１０に運搬する工程。
（Ｂ１）プレキャスト地盤製造設備１０において土砂Ｓに対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって土砂Ｓを含むブロック状のプレキャスト地盤Ｐ１を製造する工程。
（Ｃ１）プレキャスト地盤製造設備１０において製造した複数のプレキャスト地盤Ｐ１を現地に運搬する工程。
（Ｄ１）運搬されたプレキャスト地盤Ｐ１を現地に設置することによって改良地盤Ｍを構築する工程。

（（Ａ１）工程）
（Ａ１）工程は、固化すべき対象地盤を含む現地の土砂Ｓをプレキャスト地盤製造設備１０に運搬する工程である。図１は現地における固化すべき地盤が掘削によって取り除かれた状態を模式的に示す断面図である。ここでいう「固化すべき地盤」の具体例としては、構造物の重さで不同沈下を引き起こす軟弱な地盤、地震によって液状化が懸念される地盤、保護すべき法面などが挙げられる。固化すべき地盤（土砂）をバックホウなどで取り除くことにより、図１に示すように地盤Ｇに掘削孔Ｈが形成される。なお、掘削孔Ｈの代わりに所定の長さを有する掘削溝を形成してもよい。掘削によって生じた土砂Ｓをダンプトラック等によってプレキャスト地盤製造設備１０に運搬する。

掘削によって生じた土砂Ｓを利用してプレキャスト地盤Ｐ１を製造することで、その土砂の大部分を利用することができ、土砂の処分問題が発生しないという利点がある。また、土砂を別途調達する必要がないため、費用削減を図ることができる。

（（Ｂ１）工程）
（Ｂ１）工程は、プレキャスト地盤製造設備１０においてプレキャスト地盤Ｐ１を製造する工程である。プレキャスト地盤Ｐ１は、土砂Ｓに対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給する工程を経て製造される。つまり、微生物の代謝に起因する物質（代謝物）によって土砂Ｓの粒子同士が固着することで所定の強度を有するプレキャスト地盤Ｐ１が製造される。

図２は本実施形態のプレキャスト地盤Ｐ１を模式的に示す斜視図である。プレキャスト地盤Ｐ１はブロック状であり、例えば縦横高さがそれぞれ１０〜５００ｍｍ程度であればよい。プレキャスト地盤Ｐ１のサイズはこれに限定されるものではないが、この範囲のサイズであればプレキャスト地盤Ｐ１が過度に重くないから運搬しやすく、またプレキャスト地盤Ｐ１が過度に小さくないから過度に多くないプレキャスト地盤Ｐ１の個数で改良地盤Ｍを構築することができる。

図３はプレキャスト地盤Ｐ１を製造するための装置（培養液供給装置）を模式的に示す断面図である。プレキャスト地盤Ｐ１の培養液供給装置１０Ａは、プレキャスト地盤製造設備１０の構成の一部をなしている。図３に示すように、培養液供給装置１０Ａは、土砂Ｓを収容する型枠１２と、型枠１２内に培養液を供給するための培養液供給手段１５と、型枠１２から液体（培養液）を排出するための液体排出手段１８とを有する。培養液供給手段１５は、培養液を収容可能な容器１５ａと、この容器１５ａと型枠１２の下部とを連結しているチューブ１５ｂとを少なくとも有する。型枠１２の下部には貫通孔１２ａが形成されており、チューブ１５ｂから貫通孔１２ａを通じて型枠１２内に培養液を供給できるようになっている。なお、貫通孔１２ａは型枠１２の底面に形成されていてもよい。液体排出手段１８は、土砂の表面上の培養液を排出するためのチューブ１８ａを少なくとも有する。単位時間あたり所定量の培養液を自動的に型枠１２内に供給できるように、培養液供給手段１５はポンプ等を有してもよい。また、チューブ１８ａから排出された培養液に対して必要に応じて添加し、再利用できるように培養液供給装置１０Ａは循環手段（不図示）を有してもよい。

（Ｂ１）工程は、より具体的には、型枠１２内に土砂Ｓを収容すること、培養液供給手段１５によって型枠１２の下部から型枠１２内に培養液を供給すること、培養液の液面を土砂Ｓの上面よりも上方に形成すること、土砂Ｓの上面上の培養液を液体排出手段１８によって排出することを含んでもよい。型枠１２の下部から、換言すれば型枠１２内に収容された土砂Ｓからなる層の下部から培養液を土砂Ｓに対して浸透させることで土砂の毛細管現象を利用して土砂Ｓの全体に対して十分均一に培養液を供給することができる。なお、土砂Ｓに対して十分均一に培養液を供給できる限り、これとは逆に、型枠１２内に土砂Ｓを収容した状態において、土砂Ｓの上面側から培養液を供給するとともに、型枠１２の下部から培養液を排出させてもよい。

（Ｂ１）工程において使用する培養液の一例として、尿素と、カルシウム源としての塩化カルシウムとを少なくとも含むものが挙げられる。これらの成分を含む培養液を使用した場合、土砂Ｓに含まれる微生物の代謝（以下の尿素分解反応）に起因して生じる炭酸カルシウムによって土砂Ｓが固化する。なお、土砂の中には尿素分解能の高低に差はあるものの、通常、尿素分解能を有する微生物が存在する。短時間のうちに強度の高いプレキャスト地盤Ｐ１を製造するためには例えば尿素分解能が高い微生物を採取し、これを培養して培養液に混ぜて型枠１２内に供給すればよい。
（尿素分解反応）
ＣＯ（ＮＨ_２）_２＋３Ｈ_２Ｏ → ２ＮＨ_４ ^＋＋２ＯＨ⁻ ＋ＣＯ_２
（炭酸カルシウム析出反応）
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ → ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｈ^＋
ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｃａ^２＋＋ＯＨ⁻ → ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ

上記培養液は、上記成分（尿素及びカルシウム源）の他に、微生物の栄養分（例えばニュートリエントブロス（商品名、Ｄｉｆｃｏ社製））、ｐＨ調整剤（例えば塩化アンモニウム及び炭酸水素ナトリウム）などを更に含んでもよい。培養液の組成（成分及び分量）は例えば表１に示すようなものであればよく、プレキャスト地盤Ｐ１に対して求められる強度などに応じて各成分の分量等を調整すればよい。なお、型枠１２から回収したプレキャスト地盤Ｐ１の強度が不十分であると判断された場合、例えば培養時間（養生時間）を長くすればよい。あるいは、高い尿素分解能を有する微生物を培養液に添加し、この培養液を連続的又は断続的に土砂Ｓに対して供給するようにしてもよい。

上記尿素分解反応はアンモニアの発生を伴うものである。プレキャスト地盤製造設備１０は、強い刺激臭を持つアンモニアガスのような周囲環境に影響を与えるガスを無害化する排ガス処理装置（不図示）を備えることが好ましい。また、製造直後のプレキャスト地盤Ｐ１に周囲環境に影響を与える物質が残存していても、プレキャスト地盤製造設備１０においてプレキャスト地盤Ｐ１を洗浄してそれを除去したり、これらの物質が更に分解されて例えば各種環境基準値を下回るまで貯蔵したりできるように、プレキャスト地盤製造設備１０はプレキャスト地盤の洗浄装置及び／又はプレキャスト地盤の貯蔵スペースを備えてもよい。

（（Ｃ１）工程及び（Ｄ１）工程）
プレキャスト地盤製造設備１０において製造された複数のプレキャスト地盤Ｐ１を現地にトラック等で運搬する（（Ｃ１）工程）。運搬された複数のプレキャスト地盤Ｐ１を現地に設置することによって改良地盤Ｍを構築する（（Ｄ１）工程）。図４に示すように、複数のプレキャスト地盤Ｐ１を掘削孔Ｈに設置することによって改良地盤Ｍを現地に構築することができる。本実施形態においては、掘削孔Ｈ内に複数のプレキャスト地盤Ｐ１を積み重ねるように充填することで、強度が十分に均一な改良地盤Ｍを効率的に構築できる。

本実施形態に係る地盤改良工法によれば、微生物の代謝を利用した土砂の固化処理を現地の地盤に対してではなく、プレキャスト地盤製造設備１０において土砂Ｓに対して実施することができる。上述のとおり、例えば排ガス処理装置を備えたプレキャスト地盤製造設備１０においてプレキャスト地盤Ｐ１を製造することで、微生物の代謝により周囲環境に影響を与えるガスが発生したとしても、そのようなガスを容易に無害化できる。また、製造直後においてプレキャスト地盤Ｐ１に周囲環境に影響を与える物質が残存していたとしても、プレキャスト地盤製造設備１０においてプレキャスト地盤Ｐ１を洗浄したり、これらの物質が更に分解されて例えば各種環境基準値を下回るまでプレキャスト地盤Ｐ１を貯蔵したりした後、現地に運搬して使用してもよい。これらの対策を施すことにより、周囲環境への影響をより一層低減できる。

更に、本実施形態に係る地盤改良工法によれば、プレキャスト地盤製造設備１０においてプレキャスト地盤Ｐ１を製造することで、現地の地盤を直接固化させる場合と比較し、土砂Ｓの全体に十分均一に培養液を供給しやすく、また処理条件を調整しやすいという利点がある。強度が十分に均一に製造されたプレキャスト地盤Ｐ１を現地に運搬した後、それを現地に設置することで現地に十分に均一な強度を有する改良地盤Ｍを形成できる。

＜第二実施形態＞
本実施形態に係る地盤改良工法は、ブロック状のプレキャスト地盤Ｐ１の代わりに、板状のプレキャスト地盤Ｐ２を製造し、これを利用して浅層改良を実施することの他は、第一の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態に係る地盤改良工法は以下の工程を含むものである。以下、第二実施形態について、第一実施形態との相違点について主に説明する。
（Ａ２）固化すべき対象地盤を含む現地もしくは当該現地以外の土砂をプレキャスト地盤製造設備１０に運搬する工程。
（Ｂ２）プレキャスト地盤製造設備１０において土砂に対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって土砂を含む板状のプレキャスト地盤Ｐ２を製造する工程。
（Ｃ２）プレキャスト地盤製造設備１０において製造した複数のプレキャスト地盤Ｐ２を現地に運搬する工程。
（Ｄ２）運搬されたプレキャスト地盤Ｐ２を現地に設置することによって浅層改良を実施する工程。

図５は板状のプレキャスト地盤Ｐ２を模式的に示す斜視図である。プレキャスト地盤Ｐ２の厚さは好ましくは１０〜５００ｍｍ程度であり、より好ましくは５０〜２００ｍｍ程度である。プレキャスト地盤Ｐ２の縦横の長さは例えばそれぞれ５００〜１０００ｍｍ程度であればよい。プレキャスト地盤Ｐ２のサイズはこれに限定されるものではないが、この範囲のサイズであればプレキャスト地盤Ｐ２が過度に重くないから運搬しやすく、またプレキャスト地盤Ｐ２が過度に小さくないから過度に多くないプレキャスト地盤Ｐ２の枚数で浅層改良すべき地盤Ｇの表面を覆うことができる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すプレキャスト地盤Ｐ３は、第二実施形態に係るプレキャスト地盤Ｐ２の変形例であって複数のプレキャスト地盤Ｐ３を重ねたときに、互いに嵌合する凸部１と凹部２とを少なくともそれぞれ別々の面に有する。かかる構成を採用することで、複数のプレキャスト地盤Ｐ３を積層させた状態において隣接するプレキャスト地盤同士の界面における剪断応力による横ずれの発生を十分に抑制できる。なお、凸部１及び凹部２は「シェアコッター」又は「剪断キー」と称される場合がある。ここでは、板状のプレキャスト地盤Ｐ２の変形例として説明したが、ブロック状のプレキャスト地盤Ｐ１の上面、下面又は側面に、凸部１及び凹部２を形成してもよい。

以上、本発明に係る地盤改良工法について第一実施形態及び第二実施形態に基づいて説明したが、本発明に係るプレキャスト地盤の製造方法の実施形態は第一実施形態及び第二実施形態に包含されたものである。すなわち、上記実施形態にプレキャスト地盤の製造方法は第一実施形態に係る（Ａ１）工程及び（Ｂ１）工程、あるいは、（Ａ２）工程及び（Ｂ２）工程を含むものである。これらの工程を含むプレキャスト地盤の製造方法によれば、既に述べたとおり、周囲環境への影響を十分に抑えることができる。また、この方法によって製造されるプレキャスト地盤によれば、改良すべき地盤を含む現地において効率的に地盤改良（浅層改良も含む）を実施できる。

上記実施形態においては、現地の土砂Ｓ（掘削によって生じた土砂Ｓ）をプレキャスト地盤製造設備１０に運搬してプレキャスト地盤を製造する場合を例示したが、例えば、その現地の土砂Ｓに存在する微生物の尿素分解能が低い場合などにあっては、当該現地以外の土砂であって尿素分解能が高い微生物を含む土砂を利用してプレキャスト地盤を製造してもよいし、その土砂と現地の土砂Ｓとを混合した土砂を用いてプレキャスト地盤を製造してもよい。

上記実施形態においては、尿素と、カルシウム源とを少なくとも含む培養液を使用することで、尿素分解能を有する微生物の代謝を促進させてプレキャスト地盤を製造する場合を例示したが、カルシウム源（例えば炭酸カルシウム）と、微生物の栄養源としてのグルコース（Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６）とを含む培養液を使用することで、グルコース分解能を有する微生物の代謝を促進させてプレキャスト地盤を製造してもよい。以下の反応式（１Ａ）は主に好気性微生物によるグルコースの分解反応であり、反応式（１Ｂ）は主に嫌気性微生物によるグルコースの分解反応である。現地の地盤に対して培養液を供給する場合、地盤内の雰囲気は通常、酸素が不十分であるため、グルコースの分解反応が進行しにくい（反応式（１Ｂ））。これに対し、上記実施形態においては、例えば好気性微生物が十分に活性化して反応式（１Ａ）で示されるグルコースの分解反応が支配的となる酸素雰囲気に培養条件を整えることで、より効率的にプレキャスト地盤を製造し得る。
Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６＋６Ｏ_２ → ６ＣＯ_２＋６Ｈ_２Ｏ・・・（１Ａ）
Ｃ_６Ｈ_１２Ｏ_６ → ２ＣＯ_２＋２Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ・・・（１Ｂ）
Ｃａ^２＋＋ＣＯ_２ → ＣａＣＯ_３＋２Ｈ^＋・・・（２）

１…凸部、２…凹部、１０…プレキャスト地盤製造設備、１０Ａ…培養液供給装置、１２…型枠、１２ａ…貫通孔、１５…培養液供給手段、１５ａ…容器、１５ｂ…チューブ、１８…液体排出手段、１８ａ…チューブ、Ｇ…地盤、Ｈ…掘削孔、Ｍ…改良地盤、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…プレキャスト地盤、Ｓ…土砂。

Claims

（ａ）固化すべき対象地盤を含む現地もしくは当該現地以外の土砂をプレキャスト地盤製造設備に運搬する工程と、
（ｂ）前記プレキャスト地盤製造設備において前記土砂に対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって前記土砂を含むプレキャスト地盤を製造する工程と、
（ｃ）前記プレキャスト地盤を前記現地に運搬する工程と、
（ｄ）前記プレキャスト地盤を前記現地に設置する工程と、
を含み、
前記プレキャスト地盤製造設備が排ガス処理装置を備え、前記微生物の代謝によって生じたガスを処理する工程を含む、地盤改良工法。
前記培養液は、尿素と、カルシウム源とを少なくとも含み、
（ｂ）工程において、前記土砂に含まれる前記微生物の代謝に伴う以下の反応により生じた炭酸カルシウムによって前記土砂が固化する、請求項１に記載の地盤改良工法。
（尿素分解反応）
ＣＯ（ＮＨ_２）_２＋３Ｈ_２Ｏ → ２ＮＨ_４ ^＋＋２ＯＨ⁻ ＋ＣＯ_２
（炭酸カルシウム析出反応）
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ → ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｈ^＋
ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｃａ^２＋＋ＯＨ⁻ → ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
前記培養液は、グルコースと、カルシウム源とを少なくとも含み、
（ｂ）工程において、前記土砂に含まれる前記微生物の代謝に伴う以下の反応により生じた炭酸カルシウムによって前記土砂が固化する、請求項１に記載の地盤改良工法。
Ｃ _６Ｈ _１２Ｏ _６＋６Ｏ _２ → ６ＣＯ _２＋６Ｈ _２Ｏ
Ｃ _６Ｈ _１２Ｏ _６ → ２ＣＯ _２＋２Ｃ _２Ｈ _５ＯＨ
Ｃａ ^２＋＋ＣＯ _２ → ＣａＣＯ _３＋２Ｈ ^＋
（ｂ）工程は、
型枠内に前記土砂を収容すること、
前記型枠の下部から前記型枠内に前記培養液を供給すること、
前記培養液の液面を前記土砂の上面よりも上方に形成すること、
前記土砂の上面上の前記培養液を排出すること、
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の地盤改良工法。
前記プレキャスト地盤は、厚さ１０〜１０００ｍｍの板状であり、前記現地の浅層改良に使用されるものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の地盤改良工法。
前記プレキャスト地盤は、複数の当該プレキャスト地盤を重ねたときに、互いに嵌合する凸部と凹部とを少なくともそれぞれ別々の面に有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の地盤改良工法。
（ａ）固化すべき対象地盤を含む現地もしくは当該現地以外の土砂をプレキャスト地盤製造設備に運搬する工程と、
（ｂ）前記プレキャスト地盤製造設備において前記土砂に対して微生物の代謝を促進させる培養液を供給することによって前記土砂を含む地盤改良用プレキャスト地盤を製造する工程と、
を含み、
前記プレキャスト地盤製造設備が排ガス処理装置を備え、前記微生物の代謝によって生じたガスを処理する工程を含む、地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法。
前記培養液は、尿素と、カルシウム源とを少なくとも含み、
（ｂ）工程において、前記土砂に含まれる前記微生物の代謝に伴う以下の反応により生じた炭酸カルシウムによって前記土砂が固化する、請求項７に記載の地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法。
（尿素分解反応）
ＣＯ（ＮＨ_２）_２＋３Ｈ_２Ｏ → ２ＮＨ_４ ^＋＋２ＯＨ⁻ ＋ＣＯ_２
（炭酸カルシウム析出反応）
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ → ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｈ^＋
ＨＣＯ_３ ⁻ ＋Ｃａ^２＋＋ＯＨ⁻ → ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
前記培養液は、グルコースと、カルシウム源とを少なくとも含み、
（ｂ）工程において、前記土砂に含まれる前記微生物の代謝に伴う以下の反応により生じた炭酸カルシウムによって前記土砂が固化する、請求項７に記載の地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法。
Ｃ _６Ｈ _１２Ｏ _６＋６Ｏ _２ → ６ＣＯ _２＋６Ｈ _２Ｏ
Ｃ _６Ｈ _１２Ｏ _６ → ２ＣＯ _２＋２Ｃ _２Ｈ _５ＯＨ
Ｃａ ^２＋＋ＣＯ _２ → ＣａＣＯ _３＋２Ｈ ^＋
（ｂ）工程は、
型枠内に前記土砂を収容すること、
前記型枠の下部から前記型枠内に前記培養液を供給すること、
前記培養液の液面を前記土砂の上面よりも上方に形成すること、
前記土砂の上面上の前記培養液を排出すること、
を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法。
前記プレキャスト地盤は、厚さ１０〜１０００ｍｍの板状であり、前記現地の浅層改良に使用されるものである、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のプレキャスト地盤の製造方法。
前記プレキャスト地盤は、複数の当該プレキャスト地盤を重ねたときに、互いに嵌合する凸部と凹部とを少なくともそれぞれ別々の面に有する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の地盤改良用プレキャスト地盤の製造方法。