WO2015182635A1

WO2015182635A1 - 地盤改良工法

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Publication number: WO2015182635A1
Application number: PCT/JP2015/065174
Authority: WO
Inventors: Ataru HANEDA (羽田中)
Original assignee: 有限会社大翔化学研究所; ソニックファウンデーションピーティーイーエルティーディー
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2015-12-03
Also published as: SG11201609037UA; US20170204580A1; EP3165678A1; CA2950562C; JP6415897B2; AU2015266559B2; AU2015266559A1; AU2015266559A8; EP3165678A4; JP2016006270A; EP3165678B1; CA2950562A1

Abstract

　本発明は、固化材（セメント）と水との比率Ｗ／Ｃが低くして（いわゆる「富配合」）、造成される地中固結体の強度或いは品質を向上することが出来ると共に、供給源から噴射装置まで確実に搬送することができて、しかも、施工の際に廃棄処理されてしまう固化材の量を減少させることが出来る地盤改良工法の提供することを目的とする。そのため本発明は、改良するべき地盤（Ｇ）に掘削孔（Ｈ）を穿孔する工程と、掘削孔（Ｈ）に噴射装置（１）を挿入し、噴射装置（１）から地盤（Ｇ）を切削する流体（安定液、仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置（１）を回転して垂直方向に移動する（引き上げる）工程と、噴射装置（１）から固化材を噴射する工程を有している。

Description

地盤改良工法

本発明は、改良すべき地盤中の土壌（原位置土）を切削し、水と固化材（例えばセメント）とを混合、攪拌して、地中固結体を造成する地盤改良技術に関する。

改良するべき地盤に掘削孔を削孔し、当該掘削孔に噴射装置を挿入して、噴射装置から半径方向外方に高圧流体（例えば水等）を噴射して土壌を切削しつつ、噴射装置を回転して垂直方向に移動し（引き上げ、或いは、押し下げ）、それと共に、例えばセメント等の固化材を噴射或いは吐出することにより、原位置土と固化材を混合、攪拌し、以って、回転体形状の地中固結体を造成する技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
造成された地中固結体の強度（品質）を向上するためには、供給される固化材（セメント）と水との比率Ｗ／Ｃが低く、いわゆる「富配合」であることが望ましい。

しかし、Ｗ／Ｃが低いと、セメントと水との混合物の粘性が増加して、セメント供給源から噴射装置までの搬送経路を閉塞してしまう恐れがあり、固化材を噴射装置まで搬送することが困難である。
また、噴射装置から噴射された固化材の全てが地中で固化するのではなく、大量の固化材がスラリーとして地上側に排出される。そのため、産業廃棄物として廃棄処理されてしまう固化材が大量に存在するのが実情である。そして、Ｗ／Ｃが低く、いわゆる「富配合」である場合には、廃棄処理されてしまう固化材の量が多くなり、その分だけ施工コストが高騰してしまう。
上述した様な理由から、従来技術では、Ｗ／Ｃが１００％以上の、いわゆる「貧配合」の固化材を使用せざるを得なかった。

特開平７－３３１６５２号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、固化材（セメント）と水との比率Ｗ／Ｃが低くして、いわゆる「富配合」にして造成される地中固結体の強度或いは品質を向上することが出来ると共に、供給源から噴射装置まで固化材を確実に搬送することができて、しかも、産業廃棄物として処理される固化材の量を減少させることが出来る地盤改良工法の提供を目的としている。

本発明の地盤改良工法は、改良するべき地盤（Ｇ）に掘削孔（Ｈ）を穿孔する工程と、掘削孔（Ｈ）に噴射装置（１）を挿入し、噴射装置（１）から地盤（Ｇ）を切削する流体（安定液、仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置（１）を回転して垂直方向に移動する（引き上げる）工程と、噴射装置（１）から固化材を噴射する工程を有し、
前記噴射装置（１）から地盤（Ｇ）を切削する流体（安定液、仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置（１）を回転して垂直方向に移動する（引き上げる）工程は、仕切形成材を噴射して地盤（Ｇ）を切削する工程と、仕切形成材を噴射した後に安定液を噴射して地盤（Ｇ）を切削しつつ固化材（Ｃ）を噴射する工程を有していることを特徴としている。

また本発明において、地上側に排出された安定液と切削された土壌との混合物（Ｓ：スラ
リー）をスラリー回収機構（２）により回収する工程と、
スラリー回収機構（２）で回収されたスラリー（Ｓ）をスラリー処理機構（４）に搬送し、酵素供給源（５）から酵素（Ｅ：セルラーゼ等のセルロース分解酵素）を添加する工程を有することが好ましい。

また本発明の地盤改良工法は汚染水浄化方法でもあり、改良するべき地盤（Ｇ）に掘削孔（Ｈ）を穿孔する工程と、掘削孔（Ｈ）に噴射装置（１）を挿入し、噴射装置（１）から地盤（Ｇ）を切削する流体（安定液、仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置（１）を回転または回動して垂直方向に移動する（引き上げる）工程を有し、前記噴射しつつ垂直方向に移動する工程では、噴射装置（１）からゼオライトを噴射することを特徴としている。

上述の構成を具備する本発明によれば、セメントに対する水の割合（Ｗ／Ｃ）が２６％～４０％という富配合の固化材を用いているため、造成された地中固結体の強度（品質）を、従来の貧配合の固化材により造成された地中固結体の強度に比較して、向上させることが出来る。
ここで、固化材（Ｗ／Ｃが２６％～４０％の富配合の固化材）には高流動化剤を包含しており、富配合にしても固化材の粘性の増加は抑制されている。そのため本発明によれば、従来技術で用いられている固化材搬送用のポンプ、すなわち貧配合の固化材搬送用のポンプによって、富配合の固化材を搬送することが可能である。

本発明において、安定液で土壌を切削する工程に先立って、仕切形成材を噴射すれば、安定液と切削された土壌との混合物の層（Ｌ_Ｗ）と、富配合の固化材の層（Ｌ_Ｃ）との間に、仕切形成材で構成された分離層（Ｌ_Ｄ）が形成される。
係る分離層（Ｌ_Ｄ：仕切形成材で構成された層）により、地中に噴射された富配合の固化材は、安定液と切削された土壌との混合物に接触することが抑制される。
そのため、地上側には安定液と切削された土壌との混合物のみがスラリー（Ｓ）として排出され、富配合の固化材は地上側には殆ど排出されない。すなわち、仕切形成材の層（Ｌ_Ｄ：分離層）により、地中に噴射された固化材が地上側に排出されてしまうことが抑制される。
固化材がスラリー（Ｓ）として地上側に排出されてしまうことが抑制されるため、本発明によれば、従来技術に比較して、スラリー（Ｓ）として地上側へ排出される固化材の量を抑制され、その分だけ施工コストが節約される。

本発明において、地上側に排出された安定液と切削された土壌との混合物（Ｓ：スラリー）をスラリー回収機構（２）により回収する工程を有することにより、地上側に噴出したスラリー（Ｓ）を回収することが出来る。そのため、スラリー（Ｓ）が施工現場周辺に飛散して、作業環境を劣化させてしまう事態を防止することが出来る。
また、スラリー回収機構（２）で回収されたスラリー（Ｓ）をスラリー処理機構（４）に搬送し、酵素供給源（５）から酵素（Ｅ：セルラーゼ等のセルロース分解酵素）を添加する工程を有することにより、安定液と切削された土との混合溶液であるスラリー（Ｓ）は、セルロース分解酵素（Ｅ）により安定液中のグアガム（天然水溶性高分子材料）が分解され、水と土のみの混合液となる。ここで、水と土のみの混合液であれば産業廃棄物として処理する必要がないので、従来技術とは異なり、スラリーを産業廃棄物として処理施設に陸送する必要がなくなる。

本発明において、噴射装置（１）から地盤（Ｇ）を切削する流体（安定液、仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置（１）を回転または回動して垂直方向に移動する（引き上げる）工程で、噴射装置（１）からゼオライトを噴射すれば、地中にゼオライトの層（Ｌ_Ｚ：ゼオライト底版）を形成することができる。
前記ゼオライト底版（Ｌ_Ｚ）を、例えば原子炉建屋（２１）等の周辺の地中で、放射性物質により汚染された地下水（Ｗ_Ｇ）の流出（漏洩）経路或いは拡散経路に配置すれば、原子炉建屋（２１）等から地中に流出、拡散する放射性物質による汚染された地下水（Ｗ_Ｇ）は、地中に流出、拡散する過程で前記ゼオライト底版（Ｌ_Ｚ）に流入し、前記ゼオライト底版（Ｌ_Ｚ）を通過（或いは透過）する。
地下水（Ｗ_Ｇ）がゼオライト底版（Ｌ_Ｚ）を通過（透過）する過程で、放射性物質の大部分を占めるセシウムは、そのほとんどがゼオライトにより吸着され地下水から除去される。その結果、前記ゼオライト底版（Ｌ_Ｚ）を通過（透過）した地下水における放射性物質濃度は大きく低下し、所謂「基準値」以下のレベルとなる。すなわち、本発明の地盤改良工法は、放射性物質で汚染された地下水の浄化方法としても作用する。

本発明の実施形態を示す説明図である。実施形態を施工する際における最初の工程を示す工程図である。図２で示す工程に続く工程を示す工程図である。図３で示す噴射装置のＡ－Ａ線矢視断面図である。図３で示す工程に続く工程を示す工程図である。図５で示す工程に続く工程を示す工程図である。図２～図６の手順を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態で解決するべき問題を説明する図である。本発明の他の実施形態を示す説明図である。本発明の他の実施形態の工程を示す工程図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に実施形態に係る地盤改良工法を施工するのに必要な機器について、図１を参照して説明する。
図１において、本発明の工法が施工される地盤は、符号Ｇで示されている。地盤Ｇに穿孔された掘削孔Ｈには、ロッド状の噴射装置１が挿入されている。
ここで、図１において点線で示す建込機構６は、掘削孔Ｈ内に噴射装置１を挿入する（建て込む）ための機器である。

図１では示されていないが、噴射装置１は二重管構造となっている（図４参照）。図４において、内管１５の内側空間は、富配合の固化材が供給される流路を構成している。そして、内管１５と外管１６との間の円環状空間は、安定液或いは仕切形成材が供給される流路を構成している。
図１において、噴射装置１の下端部には、固化材の吐出口１１（噴射口）が設けられている。噴射装置１の下端部より垂直方向上方の位置には、複数（図１では２個）の噴射口１２（例えばノズル）が設けられている。
噴射装置１の水平断面において、複数の噴射口１２（図１では２個）は、垂直方向中心軸（図示せず）に対して対称となる様に配置されている。そして複数の噴射口１２は、安定液或いは仕切形成材を噴射するために設けられている。

複数の噴射口１２から、安定液及び仕切形成材が同時に噴射されることはない。図５及び図６に基づき後述する様に、前記複数の噴射口１２から安定液が噴射して土壌を切削する工程に先立って、噴射口１２からは仕切形成材が噴射される。
図１で示すように、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと、固化材（富配合の固化材）の層Ｌ_Ｃとの間に、仕切形成材と切削された土壌との混合物で構成された分離層Ｌ_Ｄが形成される。
図１では、仕切形成材を噴射して分離層Ｌ_Ｄを形成する工程の後、仕切形成材で構成され
た分離層Ｌ_Ｄが形成されており、噴射口１２からは安定液の噴流Ｊが噴射されて、土壌を切削している状態が示されている。ここで噴射装置１下端の吐出口１１から固化材が吐出（噴射）されており、固化材の層Ｌ_Ｃを形成している。

図示の実施形態では、増粘剤（例えば天然水溶性高分子材料であるグアガム）を５重量％含有する溶液が、安定液として、噴射装置１複数の噴射口１２から噴射され、土壌を掘削している。
仕切形成材は、図示の実施形態では、増粘剤（例えば、天然水溶性高分子材料であるグアガム）５重量％と、ケイ酸ナトリウムソーダ（水ガラス）５重量％を包含する溶液である。そして仕切形成材を土壌中に噴射して現地土と混合することにより、分離槽Ｌ_Ｄを構成する。
固化材は、図示の実施形態では、富配合のセメントと水の混合物であり、例えば、Ｗ／Ｃが２６％～４０％の混合物である。なお、Ｗ／Ｃ＝２６％は理論値であり、これよりもＷ／Ｃを低くすることはできない。一方、発明者の実験では、Ｗ／Ｃが４０％を超えると、地中固結体に所望の強度（品質）をうることが出来なかった。

図示の実施形態では、固化材（Ｗ／Ｃが２６％～４０％）には高流動化剤が添加されている。高流動化剤を添加することにより、Ｗ／Ｃが２６％～４０％という富配合の固化材の粘性が増大することが抑制され、当該富配合の固化材（Ｗ／Ｃが２６％～４０％の固化材）を、貧配合の固化材を搬送するためのポンプ（通常の固化材搬送用ポンプ）で搬送することが可能となる。
図示の実施形態では、高流動化剤として、ポリカルボン酸系化合物（例えば、竹本油脂社の製品名「チューポール」）を、セメントに対して３～７重量％添加している。発明者の実験では、ポリカルボン酸系化合物をセメントに対して５重量％添加した場合が、地中固結体の固化材の搬送に際して好適であった。
発明者の実験では、セメント１００重量部、水２５重量部、ポリカルボン酸系化合物５重量部を混合、攪拌した混合物（富配合の固化材）は、通常の固化材搬送用ポンプ、すなわち貧配合（Ｗ／Ｃが１００％以上）の固化材を搬送するために用いられるポンプにより搬送することが出来た。

図１において、噴射装置１は、導入部１４、供給ライン１７を介して仕切形成材供給源７と連通しており、導入部１４、供給ライン１８を介して安定液供給源８と連通している。さらに噴射装置１は、導入部１３、供給ライン１９を介して固化材供給源９と連通している。
供給ライン１７、１８、１９は、切換弁１０を介装している。切換弁１０を切り換えることにより、仕切形成材、安定液、固化材の各々が、噴射装置１に供給され或いは供給停止される。

図１で示す状態では、分離層Ｌ_Ｄの形成は終了しており、安定液を噴射して土壌を切削すると共に、固化材を吐出（噴射）し固化材の層Ｌ_Ｃを形成している。そのため図１では、切換弁１０は、仕切形成材供給源７から噴射装置１への仕切形成材の供給を遮断するが、安定液供給源８から噴射装置１に安定液を供給し、固化材供給源９から噴射装置１に固化材を供給する切換位置となっている。
なお切換弁１０に代えて、仕切形成材供給源７のポンプ（図示を省略）、安定液供給源８のポンプ（図示を省略）、固化材供給源９のポンプ（図示を省略）のＯＮ－ＯＦＦ制御により、仕切形成材、安定液、固化材の供給／供給停止を制御することが出来る。

上述した通り、噴射装置から高圧水及び固化材を噴射しつつ、噴射装置を回転し（したがって噴射ノズルの噴射方向を回転し）、垂直方向に移動する（例えば引き上げる）際に、従来の地盤改良工法では、固化材が、水と土と固化材の混合物であるスラリーとして、地
上側に逆流し、排出されてしまう。
これに対し、図示の実施形態では、図１で示す様に、仕切形成材と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｄ（分離層）により、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと、富配合の固化材の層Ｌ_Ｃとは仕切られている。そのため、土壌を切削している安定液の層Ｌは、富配合の固化材の層Ｌ_Ｃは、分離層Ｌ_Ｄを越えて混合してしまうことはほとんどない。

富配合の固化材が噴射され、固化材層Ｌ_Ｃの垂直方向寸法が大きくなる（厚くなる）に連れて、仕切形成材の層Ｌ_Ｄ（分離層）は上方に移動する。
その結果、安定液と切削された土壌との混合物は（スラリーとして）地上側に排出されるが、固化材層Ｌ_Ｃにおける固化材が分離層Ｌ_Ｄを越えて地上側に排出されることが抑制或いは防止される。
換言すれば、図示の実施形態では、仕切形成材の層Ｌ_Ｄ（分離層）により、土壌中に吐出（注入）された固化材（富配合の固化材）が地上側に排出されてしまうことが抑制される。そのため、図示の実施形態では、地上側に排出される（逆流する）スラリーには安定液と切削された土壌が包含されているが、固化材がスラリーとして地上側に排出されることが抑制されるのである。

ここで、仕切形成材の層Ｌ_Ｄ（分離層）の厚さ寸法は、固化材の吐出口１１（噴射装置１の下端部における吐出口）と、安定液或いは仕切形成材が噴出する噴射口１２（吐出口１１よりも上方に複数設けられた噴射口）との垂直方向距離Ｌに等しい。
そして、前記吐出口１１と噴射口１２との垂直方向距離Ｌは、仕切形成材により構成される分離層Ｌ_Ｄが、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと富配合の固化材の層Ｌ_Ｃとを仕切り、富配合の固化材が安定液と切削された土壌との混合物と混合するのを抑制するのに必要な厚さ（垂直方向寸法）に設定される。
図示の実施形態では、当該厚さ寸法（垂直方向距離）Ｌは、１ｍに設定されている。

掘削孔Ｈの地表部分には、スラリー回収機構２が設けられている。
図１において、スラリーは、掘削孔Ｈの内壁面と噴射装置１の間の断面円環状の空間を介して地上側に噴出する。
図１において、スラリー回収機構２により、地上側に排出されるスラリーを回収している。そのため、スラリーが施工現場周辺に飛散して、作業環境を劣化させてしまう事態が防止される。
スラリー回収機構２については、公知技術を適用すれば良い。

スラリー回収機構２で回収されたスラリーは、スラリー搬送ライン３を介してスラリー処理機構４に送られる。スラリー処理機構４に送られたスラリーには、酵素供給源５から酵素（セルラーゼ等のセルロース分解酵素）が添加される。
ここで従来技術では、地上側に排出されるスラリーは固化材を包含しているため、産業廃棄物として処理する必要がある。しかし、図１においては、上述した通り、スラリー処理機構４に送られたスラリーは安定液と切削された土壌との混合溶液であり、固化材を包含することは抑制される。そのため、図１において、スラリー処理機構４に送られたスラリーにセルロース分解酵素を添加すると、安定液中のグアガム（天然水溶性高分子材料）がセルロース分解酵素により分解されるので、水と土の混合液となる。水と土のみの混合液であれば、産業廃棄物には該当せず、産業廃棄物として処理施設に輸送する必要がなくなる。

次に、図２～図７を参照して、上述した地盤改良工法の施工手順について説明する。
図２には、改良すべき地盤Ｇに掘削孔Ｈを穿孔した状態が示されている。掘削孔Ｈには、噴射装置１が挿入される。
図２において、掘削孔Ｈの内径Ｄ_Ｈは、挿入する噴射装置１の外径よりも大きい。ここで
、安定液で地盤Ｇの土壌を切削する際に、掘削孔Ｈの内壁面と噴射装置１の外周面との間の断面円環状の空間を通ってスラリーが地上側に排出される（逆流する）が、掘削孔Ｈの内径Ｄ_Ｈはスラリーが円滑に地上側に排出される値に設定されている。
掘削孔Ｈの深さＬ_Ｈは、地盤改良すべき土壌の深さに応じ設定される。

図２で示す工程に続く工程を示す図３において、掘削孔Ｈにはロッド状の噴射装置１が挿入されている。噴射装置１の挿入に際しては、公知の建込機構６が用いられる。
図３における噴射装置１の噴射口１２付近のＡ－Ａ線矢視断面図である図４は、噴射装置１のみを示しており、掘削孔Ｈの断面は示していない。図４で示すように、噴射装置１は、内管１５及び外管１６との二重管構造となっており、内管１５の内部を固化材が流過し、内管１５と外管１６との間の空間を安定液或いは仕切形成材が流過する。
なお、安定液と仕切形成材は同時に噴射されることはない。工程により何れか一方のみが噴射される。安定液及び仕切形成材の導入部１４は、噴射装置１の内管１５と外管１６との間の円環状の空間（図４参照）及び図示しない配管を介して、複数の噴射口１２に連通している。

図３は、掘削孔Ｈに噴射装置１を挿入した状態を示しており、図３の状態では、固化材、安定液、仕切形成材は、何れも土壌中に噴射、吐出はされていない。
明示はされていないが、安定液及び仕切形成材の噴射と同時に、噴射装置１を長手方向中心軸回りに回転させて引き上げるため、図示しない機構（回転機構と昇降機構）が、建込機構６に設けられている。
図３において、掘削孔Ｈの地表部分に設けられたスラリー回収機構２は、掘削孔Ｈの内壁面と噴射装置１外周面の間の円環状空間と連通しており、地上側に噴出するスラリーを回収している。なおスラリー回収機構２は、図示しない動力機構により稼動している。

図５は、図３で示す工程に続く工程で、仕切形成材を噴射して地盤Ｇを切削する工程図である。なお、図５、図６において、建込機構６の図示は省略する。
図５において仕切形成材は、仕切形成材供給源７から供給ライン１７、切換弁１０を介して、導入部１４から噴射装置１に導入され、内管１５と外管１６との間の円環状の空間（図４参照）を通って、複数の噴射口１２より地中に、噴流Ｊとして半径方向外方に噴射される。
そして噴射装置１は、仕切形成材の噴流Ｊを噴射して地盤Ｇを切削しつつ、噴射装置１を回転して垂直方向に移動する（引き上げる）。その結果、仕切形成材と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｄと（分離層）が形成される。図１を参照して説明したように、安定液を噴射して土壌を切削する工程に先立ち、仕切形成材を噴射して仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄを形成することにより、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと、固化材の層Ｌ_Ｃとが交じり合うこと無く、分離された状態を維持する。

図５に示す様に、仕切形成材を噴射して地盤Ｇを切削する工程では、切換弁１０は、仕切形成材供給源７から噴射装置１への供給ライン１７のみ開放し、安定液供給源８及び固化材供給源９から噴射装置１への供給ライン１８、１９は閉鎖する。そのため、仕切形成材のみが噴射装置１に供給され、安定液及び固化材は噴射装置１には供給されない。
ここで、仕切形成材を噴射して地盤Ｇを切削する工程においても、仕切形成材と切削された土壌の混合物であるスラリーが発生し、地上側に逆流する。地上側に逆流したスラリーはスラリー回収機構２で回収される。

仕切形成材の層Ｌ_Ｄ（分離層）の厚さ寸法が、所定の寸法Ｌ（安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと富配合の固化材の層Ｌ_Ｃとを仕切り、富配合の固化材が安定液と切削された土壌との混合物と混合するのを抑制するのに必要な厚さ寸法：図示の実施形態では１ｍ）になるまで噴射装置１が引き上げられたならば、図５で示す工程を終了して、図６
で示す工程に進む。
図６で示す工程では、安定液を噴射して地盤Ｇを切削しつつ、固化材を噴射する。そして図６で示す工程では、切換弁１０は、仕切形成材供給源７から噴射装置１への供給ラインＬ１７を遮断するが、安定液供給源８から噴射装置１への供給ラインＬ１８及び固化材供給源９から噴射装置１への供給ラインＬ１９を開放する。
これにより、安定液供給源８から供給ライン１８、切換弁１０を介して供給される安定液は、噴射装置１上部導入部１４から、内管１５と外管１６との間の円環状の空間（図４参照）を通って、複数の噴射口１２より地中に、半径方向外方に噴射されている。そして、固化材供給源９から供給ライン１９、切換弁１０を介して、噴射装置１上部の固化材導入部１３から固化材が噴射装置１に導入され、内管１５（図４）の内部空間を通って、吐出口１１より地中に吐出される。

安定液は、噴射装置１から噴流Ｊとして噴射され、地盤Ｇを切削する。そして噴射装置１は回転しながら垂直方向上方に引き上げられる。
一方、固化材は、噴射装置１の下端に設けられた吐出口１１から吐出（噴射）される。そして、原位置土と固化材が混合されて、地中固結体が造成される。

噴射装置１から安定液を地中に噴射して地盤Ｇを切削、攪拌しつつ、噴射装置１の軸を中心に回転させながら垂直方向に引き上げることで、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗが形成される。そして、噴射装置１から固化材を地中に吐出（噴射）することで、固化材の層Ｌ_Ｃ（地中固結体）が形成される。
上述した様に、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと固化材の層Ｌ_Ｃとの間には、仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄが介在しているので、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと固化材の層Ｌ_Ｃとが混じり合うことが抑制される。

噴射装置１から固化材が吐出（噴射）し続け、固化材の層Ｌ_Ｃの垂直方向寸法が大きくなると（厚くなると）、それに連れて、仕切形成材の層（分離層Ｌ_Ｄ）は上方に移動する。そのため、仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄの上方の領域、すなわち安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗからのみ、スラリー（安定液と切削された土壌との混合物）が地上側に排出される。固化材の層Ｌ_Ｃにおける富配合の固化材は、地上側には殆ど排出されない。

図６で示す工程では固化材が地上側に排出されないため、スラリー回収機構２により回収されたスラリーは、スラリー処理機構４では酵素分解されると土と水の混合物となる。そして土と水との混合物であれば、産業廃棄物として専門の処理施設で処理する必要がなくなる。
図６で示す工程は、固化材の層Ｌ_Ｃ（地中固結体）が地上付近まで達して地中固結体の垂直方向寸法が所定の数値となるまで継続される。

図７は、図２～図６で示す工程の手順をフローチャートとして示している。
図７のフローチャートを主として参照しつつ、図２～図６をも参照して、図示の実施形態の作業手順を説明する。
図７において、ステップＳ１では、切換弁１０を切り換えて、仕切形成材供給源７から噴射装置１への供給ライン１７のみ開放し、安定液供給源８からの供給ライン１８及び固化材供給源９から供給ライン１９は閉鎖して、仕切形成材を噴射装置１に供給する。そして仕切形成材を噴射口１２から地中に噴射しつつ、噴射装置１を回転して垂直方向に引き上げ、以って、仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄを形成する。そしてステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄの厚さが必要な厚さ（垂直方向寸
法Ｌ：所定寸法）に到達したか否かを判定する。換言すれば、ステップＳ２では、噴射装置１の引き上げ量が所定寸法Ｌ以上であるか否かを判定している。
噴射装置１の引き上げ量（分離層Ｌ_Ｄの厚さ）が分離層Ｌ_Ｄの必要な厚さＬよりも小さければ（ステップＳ２「ＮＯ」）ステップＳ１に戻り、仕切形成材を噴射し地盤Ｇを切削し、分離層Ｌ_Ｄを形成する工程を継続する。
一方、噴射装置１の引き上げ量（分離層Ｌ_Ｄの厚さ）が分離層Ｌ_Ｄの必要な厚さＬ以上であれば（ステップＳ２が「ＹＥＳ」）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、切換弁１０を切り換えて、仕切形成材供給源７から噴射装置１への供給ライン１７を閉鎖し、安定液供給源８から噴射装置１への供給ライン１８及び固化材供給源９から噴射装置１への供給ライン１９を開放する。これにより仕切形成材の噴射が停止し、安定液が水平方向へ噴射され、固化材が吐出される。
そして噴射装置１は、安定液を噴射して地盤Ｇを切削しつつ、回転しながら垂直方向に引き上げられる。同時に、噴射装置１の下端に設けられた吐出口１１から固化材が吐出（噴射）され、切削された原位置土と混合して、地中固結体が造成される。

ステップＳ３の段階で発生したスラリー（安定液と切削された土壌との混合流体）は地上側で回収機構２により回収され、スラリー搬送ライン３によりスラリー処理機構４に搬送され、スラリー処理機構４では酵素供給源５から酵素を添加され、水と土のみの混合液となる。そのため、産業廃棄物として処理施設に輸送する必要がなくなる。
そしてステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、固化材の層Ｌ_Ｃが地上付近まで達して地中固結体の垂直方向寸法が所望の寸法となり、地中固結体の造成が完了したか否かを判定する。
固化材の層Ｌ_Ｃ（地中固結体）が所望の厚さに達しておらず、地中固結体の造成が完了していない場合には（ステップＳ４が「ＮＯ」）、ステップＳ３に戻り、安定液を噴射して地盤Ｇを切削しつつ固化材を吐出（噴射）する工程を継続する。
固化材の層Ｌ_Ｃが所望の垂直方向寸法となり、地中固結体の造成が完了したのであれば（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、切換弁１０を切り換えて、安定液供給源８から噴射装置１への供給ライン１８及び固化材供給源９から噴射装置１への供給ライン１９を閉鎖して、安定液及び固化材を噴射装置１へ供給を停止する。
そして、噴射装置１を回転させる作動と、所定速度で地上側へ引き上げる作動も停止する。
仕切形成材供給源７から噴射装置１への通路はステップＳ３で閉鎖しているので、ステップＳ５においても仕切形成材は噴射装置１に供給されない。
そして、スラリー回収機構２、スラリー搬送ライン３及びスラリー処理機構４も停止し、ステップＳ５に進み作業を終了する。

図示の実施形態によれば、セメントに対する水の割合（Ｗ／Ｃ）が２６％～４０％という富配合の固化材（Ｃ）を用いているため、造成された地中固結体の強度（品質）を、従来の貧配合（Ｗ／Ｃが１００％以上）の固化材の場合に比較して、向上させることが出来る。
ここで、固化材（Ｃ：Ｗ／Ｃが２６％～４０％の富配合の固化材）には、高流動化剤を包含しているため、固化材（Ｃ）の粘性の増加が抑制され、通常の固化材搬送ポンプ（従来技術における貧配合の固化材を搬送するためのポンプ）を用いて搬送することが出来る。

また図示の実施形態では、安定液で土壌を切削するステップＳ３に先立って、仕切形成材を噴射し仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄを形成するステップＳ１を実行するので、分
離層Ｌ_Ｄによって安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと、富配合の固化材の層Ｌ_Ｃとが分離される。そのため、富配合の固化材が、安定液と切削された土壌との混合流体（層Ｌ_Ｗを構成する混合液体）に接触することが抑制され、地上側には安定液と切削された土壌との混合流体（層Ｌ_Ｗを構成する混合液体）のみがスラリーとして排出される。そのため、富配合の固化材は地上側には殆ど排出されないので、従来に比較し固化材の消費量を減少することができる。

さらに図示の実施形態では、地上側に排出された安定液と切削された土壌との混合物をスラリー回収機構２しているので、地上側に噴出したスラリーにより施工現場周辺を汚染してしまうことがない。
そして、スラリー回収機構２で回収されたスラリー（安定液と切削された土壌との混合物）をスラリー処理機構４に搬送し、酵素供給源５からセルロース分解酵素を添加することにより、スラリーは水と土のみの混合液となり、産業廃棄物ではなくなる。そのため、処理施設に輸送する必要がなくなり、スラリー処理コストを節約することが出来る。

ここで、近年、（例えば原子炉建屋周辺における）放射性物質で汚染された地下水の拡散が問題となっている。図１～図７で上述したのとは別の実施形態によれば、係る問題を解消することが出来る。
ここで図８に基づいて、上述した問題（射性物質で汚染された地下水の拡散）について説明する。

図８において、原子炉建屋２１（放射性物質や地下水の貯蔵施設を含む：以下、同じ）から放射性物質で汚染された地下水ＷＧ１が地盤Ｇ中に流出（漏洩）する場合に備えて、原子炉建屋２１を取り囲むよう連続壁２２（例えば凍土壁）を形成することが行われている。連続壁２２により、原子炉建屋２１から地中に流出、拡散する放射性物質を含んだ地下水ＷＧ１の流れを遮断して、汚染された地下水ＷＧ１が凍土壁２２を超えてその外側にまで流出、拡散するのを防止するためである。
なお、図８における符号２３は、凍土壁を形成するための装置である。

しかし、連続壁２２のみでは、原子炉建屋２１からその直下方向の地中に流出（漏洩）する汚染地下水ＷＧ２の拡散を防止することはできない。
図８から明らかなように、連続壁２２よりも地中深く流れる汚染地下水ＷＧ２２の流れを遮ることが出来ないからである。
係る問題を解決するための実施形態を、図９及び図１０に基づき説明する。

図９で示すように、図１～図７の実施形態に係る工法により、地盤Ｇ中であって原子炉建屋２１の下方に、水平方向に延在するゼオライトの層（Ｌ_Ｚ：ゼオライト底版）を形成する。
ゼオライト底版Ｌ_Ｚの厚さＢは、放射性物質で汚染された地下水ＷＧ２がゼオライト底版Ｌ_Ｚを通過（透過）する間に、当該地下水ＷＧ２に包含されるセシウムがゼオライト底版Ｌ_Ｚのゼオライトにより充分吸着できる程度の厚さに設定される。なお、当該厚さは、汚染の程度や各種条件により、ケース・バイ・ケースである。
また、ゼオライト底版Ｌ_Ｚの水平方向の範囲は、原子炉建屋２１から流出（漏洩）する放射性物質で汚染された地下水ＷＧ２の流出、拡散経路が十分にカバーされる範囲に設定される。

図９に示すゼオライト底版Ｌ_Ｚを形成すれば、ゼオライトは放射性物質の主要成分であるセシウムを吸着する化学的特性を有しているため、原子炉建屋２１からその直下方向の地中に流出（漏洩）、拡散する地下水ＷＧ２は、ゼオライト底版Ｌ_Ｚを通過する際に、セシウムが吸着、除去される。ここで、セシウムは放射性物質の大部分を占めているため、セ
シウムを除去することが出来れば、地下水ＷＧ２における放射性物質濃度は、安全に問題がない数値、即ち基準値以下に低下する。
そして、ゼオライト底版Ｌ_Ｚの上方を流れる地下水ＷＧ１は連続壁２２により遮られ、拡散することはない。
なお、汚染地下水ＷＧ２の拡散を防止するため、連続壁２２とゼオライト底版Ｌ_Ｚは接続されている。

図１０は、図１～図７で示す実施形態と同様な手順で、水平方向に延在するゼオライト底版Ｌ_Ｚを形成する過程を示している。
図１０で示すように、地盤Ｇに掘削孔Ｈを穿孔し、掘削孔Ｈに噴射装置１を挿入し、噴射装置１から地盤Ｇを切削する流体（仕切形成材）を噴射しつつ噴射装置１を回転して垂直方向に移動する（引き上げる）工程については、図1～図7と同様である。
噴射装置１は、仕切形成材の噴流Ｊを噴射して地盤Ｇを切削しつつ、回転して垂直方向上方に引き上げられるが、図１～図７で示す実施形態と同様に、仕切形成材と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｄ（分離層）を形成する。

そして図１０で示す工程では、図１～図７の実施形態における固化材に代えて、噴射装置１の下端に設けられた吐出口１１からゼオライトを地中に吐出する。
ここで分離層Ｌ_Ｄが介在するため、吐出されたゼオライトは吐出口１２から噴射された安定液や、安定液の噴流により切削された土壌と混合すること無く、水平方向に延在するゼオライト底版Ｌ_Ｚを形成する。

換言すれば、噴射装置１から安定液を地中に噴射して地盤Ｇを切削、攪拌しつつ、噴射装置１の軸を中心に回転させながら垂直方向に引き上げることで、図１～図７で示す実施形態と同様に、安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗと、仕切形成材と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｄ（分離層）が形成される。そして、噴射装置１からゼオライトを地中に吐出（噴射）することで、ゼオライトの層Ｌｚ（ゼオライト底版）が形成される。
安定液と切削された土壌との混合物の層Ｌ_Ｗとゼオライトの層Ｌｚ（ゼオライト底版）との間には、仕切形成材で構成された分離層Ｌ_Ｄが介在しているので、層Ｌ_Ｗの安定液と切削された土壌はゼオライトの層Ｌｚ（ゼオライト底版）に混入してしまうことが抑制され、分離された状態を維持する。

図１０で示す工程は、ゼオライトの層Ｌｚ（ゼオライト底版）が、地中における所定の垂直方向位置（深さ）で、所定の厚みを持つまで継続される。
ゼオライトの層Ｌｚ（ゼオライト底版）の断面形状（すなわち、ゼオライト底版Ｌ_Ｚの水平方向の範囲）は、図１～図７に示す実施形態と同様に円形断面である。しかし、汚染水拡散の必要に応じて、ゼオライト底版Ｌ_Ｚの形状を非円形（例えば半円形、扇形）とすることもできる。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・噴射装置
２・・・スラリー回収機構
３・・・スラリー搬送ライン
４・・・スラリー処理機構
５・・・酵素供給源
６・・・建込機構
７・・・仕切形成材供給源
８・・・安定液供給源
９・・・固化材供給源
１０・・・切換弁
１１・・・吐出口
１２・・・噴射口
１３・・・固化材導入部
１４・・・安定液導入部、兼仕切形成材導入部
１５・・・内管（噴射装置）
１６・・・外管（噴射装置）
１７・・・配管
Ｇ・・・地盤
Ｈ・・・掘削孔
Ｌ_Ｃ・・・固化材の層
Ｌ_Ｄ・・・仕切形成材の層（分離層）
Ｌ_Ｗ・・・安定液と切削された土壌との混合物の層
２１・・・原子炉建屋
２２・・・連続壁
ＷＧ１、ＷＧ２・・・汚染地下水
Ｌ_Ｚ・・・ゼオライトの層（ゼオライト底版）

Claims

改良するべき地盤に掘削孔を穿孔する工程と、掘削孔に噴射装置を挿入し、噴射装置から地盤を切削する流体を噴射しつつ噴射装置を回転して垂直方向に移動する工程と、噴射装置から固化材を噴射する工程を有し、
前記噴射装置から地盤を切削する流体を噴射しつつ噴射装置を回転して垂直方向に移動する工程は、仕切形成材を噴射して地盤を切削する工程と、仕切形成材を噴射した後に安定液を噴射して地盤を切削しつつ固化材を噴射する工程を有していることを特徴とする地盤改良工法。
地上側に排出された安定液と切削された土壌との混合物をスラリー回収機構により回収する工程と、
スラリー回収機構で回収されたスラリーをスラリー処理機構に搬送し、酵素供給源から分解酵素を添加する工程を有する請求項１の地盤改良工法。
改良するべき地盤に掘削孔を穿孔する工程と、掘削孔に噴射装置を挿入し、噴射装置から地盤を切削する流体を噴射しつつ噴射装置を回転して垂直方向に移動する工程と、前記噴射しつつ垂直方向に移動する工程では、噴射装置からゼオライトを噴射することを特徴とする地盤改良工法。