(57)【要約】【課題】  鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を均一に分散させたスラリーを短期間に作成でき、そのスラリーを供給して効率的に土壌を浄化するとともに、原地盤の地耐力の低下を防止することを可能にする土壌改良方法を提供する。【解決手段】  本発明の土壌改良方法は、水に鉄粉または酸化鉄粉を分散させて第１スラリーを作成する工程と、水に焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成する工程と、第１スラリーと第２スラリーとを混合して第３スラリーを作成する工程と、先端部に切削部材２０と少なくとも１つの注入管とを備える掘削部材２３を回転可能に、かつ昇降可能に支持する支持手段２４により回転および降下させて土壌を掘削する工程と、掘削部材２３を回転させつつ、少なくとも１つの注入管から掘削部材２３周囲の土壌に向けて、第３スラリーを噴射させる工程とを含む。【選択図】  図２
2006055796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に鉄粉または酸化鉄粉を分散させて第１スラリーを作成する工程と、
水に焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成する工程と、
前記第１スラリーと前記第２スラリーとを混合して第３スラリーを作成する工程と、
先端部に切削部材と少なくとも１つの注入管とを備える掘削部材を回転可能に、かつ昇降可能に支持する支持手段により回転および降下させて土壌を掘削する工程と、
前記掘削部材を回転させつつ、前記少なくとも１つの注入管から該掘削部材周囲の前記土壌に向けて、前記第３スラリーを噴射させる工程とを含む、土壌改良方法。
【請求項２】
前記支持手段により前記掘削部材を回転させ、前記掘削部材に周設される羽根の回転により前記土壌と前記第３スラリーとを混合する工程をさらに含む、請求項１に記載の土壌改良方法。
【請求項３】
前記第１スラリーは、前記水と前記鉄粉との質量比が１：２〜１０：１の範囲になるように作成され、前記第２スラリーは、前記水と前記焼き石膏との質量比が１：２０〜１０：１の範囲になるように作成される、請求項１または２に記載の土壌改良方法。
【請求項４】
前記第１スラリーは、前記水と前記酸化鉄粉との質量比が１：１〜７．５：１の範囲になるように作成され、前記第２スラリーは、前記水と前記焼き石膏との質量比が1：２０〜７．５：１の範囲になるように作成される、請求項１または２に記載の土壌改良方法。
【請求項５】
前記第１スラリーを作成する工程と、前記第２スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程とを同時に実行することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の土壌改良方法。
【請求項６】
さらに、前記噴射させる工程を同時に実行することを特徴とする、請求項５に記載の土壌改良方法。
【請求項７】
前記第１スラリーを作成する工程と、前記第２スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程と、前記噴射させる工程と、前記混合する工程とを同時に実行することを特徴とする、請求項２に記載の土壌改良方法。
【請求項８】
前記第３スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程とを同時に実行することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の土壌改良方法。
【請求項９】
さらに、前記噴射させる工程を同時に実行することを特徴とする、請求項８に記載の土壌改良方法。
【請求項１０】
前記第３スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程と、前記噴射させる工程と、前記混合する工程とを同時に実行することを特徴とする、請求項２に記載の土壌改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄粉または酸化鉄粉および固化材を均一に分散させたスラリーを短期間に作成し、その均一に分散させたスラリーを供給することにより効率的に土壌を浄化するとともに、原地盤の地耐力の低下を防止し、建設機械のトラフィカビリティを確保することを可能にする土壌改良方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染土壌を浄化するとともに、原地盤の地耐力の低下を防止するために、鉄粉と固化材とを分散させたスラリーを供給し、汚染土壌とスラリーとを混合する土壌改良方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、所定量の水と所定量の鉄粉と所定量の固化材とを混合してスラリーを作成し、そのスラリーを、撹拌羽根を備える装置に供給し、撹拌羽根により、土壌に噴射させたスラリーと土壌とが撹拌混合される。この方法では、撹拌羽根によりスラリーと土壌とを充分に混合することができるため、土壌を均一に浄化することができ、かつ均一な強度の地盤を得ることができる。
【０００３】
従来、上記スラリーは、所定量の鉄粉と所定量の粉末状の固化材とを予め混合したものを撹拌機に入れ、それに所定量の水を加え、充分に撹拌することにより、または、上記予め混合したものを、所定量の水が入れられた撹拌機に入れ、撹拌機で充分に撹拌することにより作成されている。
【０００４】
しかしながら、上記鉄粉と粉末状の固化材とを予め混合した混合粉末を水に添加し、撹拌機で撹拌してスラリーを作成する場合、または、予め混合したものに水を加え、撹拌してスラリーを作成する場合、混合粉末が数μｍ〜数百μｍの粒子径を有する微粉末であるため、完全に溶けずにできるだまといった細かい団子状の固まりができやすく、このような固まりをなくすためには充分に撹拌する必要があり、この撹拌に時間がかかるといった問題があった。ここで、微細化された鉄粉や粉末状の固化材は、軽く浮遊しやすく、単位重量当たりの表面積（比表面積）が増大しており、表面にエネルギーを有しているため、これらの特性によって粉体の付着や凝集という現象が発生しやすく、だまといった細かい団子状の固まりができやすくなるのである。特に、鉄粉と固化材である石膏とを混合した混合粉末は細かい団子状の固まりになりやすいものである。また、固化材を含むスラリーは、固化しやすく、作成に時間がかかると固化してしまい、スラリーとして供給することができなくなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、充分に撹拌することなく、上記固まりを含むスラリーを供給することができるが、この場合には、分散されるべき粒子が凝集したまま１箇所に残留するため、所定の浄化効果および地盤強度を得るためには、予定量以上のスラリーを供給しなければならず、鉄粉および固化材が多く必要となってコストがかかるといった問題があった。また、固まりが土粒子間の空隙を閉鎖してそれ以上スラリーを浸透させないようにするため、鉄粉および固化材を土壌中に均一に分散させることができず、このため、均一な浄化を行うことができず、均一強度の地盤を得ることができないといった問題があった。仮に大量に貯留できたとしても、施工のために一時的に設置するのみの撹拌機を大容量のものにしなければならず、コストがかかり、容易に設置することができないといった問題もあった。したがって、短期間に固まりのない均一に分散させたスラリーを作成することができ、また、スラリーに含まれる鉄粉および固化材を土壌中に均一に分布させて効率的に土壌を改良する方法が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−１５４７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑み、細かい団子状の固まりのないスラリーを短期間に作成でき、所定範囲の土壌に対して必要量の鉄粉または酸化鉄粉を均一に分布させて、少ない工程で、短期間で、かつ安価で浄化を行うことを可能にし、さらには地耐力の低下を防止することを可能にする土壌改良方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを別個の混合機に入れて各々を水に分散させ、細かい団子状の固まりのないスラリーを作成した後に、各スラリーを１つの撹拌機に入れて撹拌混合することで、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏との混合物を撹拌機に入れた場合に比較して、これらを均一に分散させたスラリーを短期間に作成することができることを見出すことによりなされたものである。また、焼き石膏を所定量の水に鉄粉または酸化鉄粉とともに分散させることにより焼き石膏による固化速度を遅延させることができ、この遅延により、予めスラリーを作成して貯留しておくことができ、また、土壌への供給途中で固化することもなく、土壌に鉄粉と焼き石膏とを分散させることができ、さらには、土壌を充分に撹拌および混合することもできる。また、鉄粉に比較して比重の小さい酸化鉄粉を使用することにより、水に分散させた状態を保持したままで供給することを容易にし、特に、高い分解能力を有するマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を含む酸化鉄粉を使用することにより、鉄粉に比較して高い浄化作用を付与することもできる。さらに、土壌に噴射させ、土壌に充分に浸透させた後（撹拌混合する場合には充分に撹拌混合した後）に、土壌を固化させることができるため、所定範囲にわたる充分な浄化が期待できるとともに、地耐力の低下も防止することができる。本発明の上記目的は、本発明の土壌改良方法を提供することにより達成される。
【０００８】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、水に鉄粉または酸化鉄粉を分散させて第１スラリーを作成する工程と、
水に焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成する工程と、
前記第１スラリーと前記第２スラリーとを混合して第３スラリーを作成する工程と、
先端部に切削部材と少なくとも１つの注入管とを備える掘削部材を回転可能に、かつ昇降可能に支持する支持手段により回転および降下させて土壌を掘削する工程と、
前記掘削部材を回転させつつ、前記少なくとも１つの注入管から該掘削部材周囲の前記土壌に向けて、前記第３スラリーを噴射させる工程とを含む、土壌改良方法が提供される。
【０００９】
本発明の請求項２の発明によれば、前記支持手段により前記掘削部材を回転させ、前記掘削部材に周設される羽根の回転により前記土壌と前記第３スラリーとを混合する工程をさらに含む土壌改良方法が提供される。
【００１０】
本発明の請求項３の発明によれば、前記第１スラリーは、前記水と前記鉄粉との質量比が１：２〜１０：１の範囲になるように作成され、前記第２スラリーは、前記水と前記焼き石膏との質量比が１：２０〜１０：１の範囲になるように作成される土壌改良方法が提供される。
【００１１】
本発明の請求項４の発明によれば、前記第１スラリーは、前記水と前記酸化鉄粉との質量比が１：１〜７．５：１の範囲になるように作成され、前記第２スラリーは、前記水と前記焼き石膏との質量比が1：２０〜７．５：１の範囲になるように作成される土壌改良方法が提供される。
【００１２】
本発明の請求項５の発明によれば、前記第１スラリーを作成する工程と、前記第２スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程とを同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【００１３】
本発明の請求項６の発明によれば、さらに、前記噴射させる工程を同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【００１４】
本発明の請求項７の発明によれば、前記第１スラリーを作成する工程と、前記第２スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程と、前記噴射させる工程と、前記混合する工程とを同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【００１５】
本発明の請求項８の発明によれば、前記第３スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程とを同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【００１６】
本発明の請求項９の発明によれば、さらに、前記噴射させる工程を同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【００１７】
本発明の請求項１０の発明によれば、前記第３スラリーを作成する工程と、前記掘削する工程と、前記噴射させる工程と、前記混合する工程とを同時に実行することを特徴とする土壌改良方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の土壌改良方法を提供することにより、鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を水に均一に分散させたスラリーを短期間に作成することができ、必要量の鉄粉および焼き石膏を供給し、土壌に浸透させることにより均一に分布させて効率的に浄化することができ、かつ地耐力の低下を防止することができ、さらには地耐力を向上させることも可能となる。また、酸化鉄粉を使用することで、有機塩素化合物をより低減させることができ、浄化施工期間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の土壌改良方法は、鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を水に均一に分散させた、細かい団子状の固まりのないスラリーを短期間に作成することができ、その均一に分散させたスラリーを土壌中に供給することで、効率的に浄化を行うことができ、加えて地耐力の低下を防止できる方法である。この固まりのないスラリーは、土粒子間を通って多方向に浸透し、鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を土壌中に均一に分布させることができる。これにより、余分な鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を供給することなく、効率的に土壌改良することができる。
【００２０】
一般に、数μｍ〜数百μｍといった微小粒子径を有する粉体を水に加えると、だまといった細かい団子状の固まりが生じる。この固まりは、長時間撹拌することにより、凝集した粒子が剥離し、水中に分散することで次第に小さくなり、最終的にはなくなる。この撹拌時間は、長い場合には約３０分もかかる場合がある。固化材を含むスラリーは、固化材の濃度にもよるが、数１０分程度で固まるため、予め作成し、数時間貯留しておくことはできない。また、土壌への供給を開始し、連続供給できなくなった場合、スラリー供給が停止した位置で撹拌のみが継続されることとなり、すでにスラリーを供給し、固化しつつある部分やすでに固化した部分を破壊することになる。撹拌を停止した場合でも、その停止した位置で、撹拌を開始すれば、固化した部分を破壊させる。これでは、均一な強度の地盤を得ることができない。特に、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを予め混合したものを、水に加えると、上記固まりができやすく、撹拌してこれをなくすためには数１０分といった時間がかかる。
【００２１】
本発明では、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを別々に水に混合してスラリーを作成し、作成した２つのスラリーを混合することにより、上述した予め混合したものを水に分散させてスラリーを作成する場合に比較して、上記固まりのないスラリーを短期間に作成することができることを見出した。また、本発明では、焼き石膏を所定量の水に鉄粉または酸化鉄粉とともに分散させることで、焼き石膏による固化速度を遅延させることができることを見出した。これにより、長時間撹拌することなくスラリーを作成することができ、スラリーを予め作成し、貯留しておき、適宜必要量を供給することができ、供給中、供給ライン内で固化することもなく、噴射してすぐ固化することもなく多方向に浸透させることができ、充分に撹拌混合することもできる。また、短時間で作成することができるため、作成したスラリーを貯留する容器も小容量のものを採用することができる。小容量にすることで容易に移動させることができ、容易に設置することができる。
【００２２】
図１を参照してスラリーを作成する方法について説明する。図１は、本発明の土壌改良方法において、スラリーを作成するために使用されるスラリー製造装置を示した図である。図１に示す装置１０は、上部に、２つの収容部１１ａ、１１ｂと各収容部１１ａ、１１ｂに対してそれぞれ混合手段１２ａ、１２ｂを有する混合機１３を備え、下部に、収容部１４と撹拌手段１５とを有する撹拌機１６を備える構成とされている。本発明では、混合機１３を二連ミキサーと、撹拌機１６をアジテータとすることができる。図１では、混合機１３の２つの収容部１１ａ、１１ｂの各々には、所定量の水が入れられており、一方の収容部１１ａには所定量の鉄粉または酸化鉄粉が、他方の収容部１１ｂには所定量の焼き石膏が添加されているのが示されている。本発明の土壌改良方法では、その後、各収容部１１ａ、１１ｂに設けられた各混合手段１２ａ、１２ｂによって混合し、水に鉄粉または酸化鉄粉を分散させた第１スラリーと水に焼き石膏を分散させた第２スラリーとを別個に作成する。なお、第１スラリーおよび第２スラリーはそれぞれ、添加時にできるだまがなくなるまで、撹拌混合されることにより作成される。このようにして作成された第１スラリーおよび第２スラリーは、各収容部１１ａ、１１ｂの下部に設けられた弁１７ａ、１７ｂを開くことにより、下部の撹拌機１６の収容部１４に移され、この２つのスラリーを混合し、分散状態を保持しつつ貯留するため、撹拌手段１５により常時撹拌される。なお、作成した第１スラリーおよび第２スラリーは、既にだまがないものであり、収容部１４に移された場合、常時撹拌されているため、すぐに混合して第３スラリーを形成する。したがって、第３スラリーを作成すると同時に、後述する掘削部材へと供給することができる。
【００２３】
本発明では、上述したように、別個に作成するほうが短期間に作成することができることから、鉄粉粒子間、酸化鉄粉粒子間、焼き石膏粒子間の凝集する際の結合力が、鉄粉粒子または酸化鉄粉粒子と焼き石膏粒子との間の結合力に比較して弱いものと推定される。したがって、混合物を水に添加した場合に比較して、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを別個に添加した場合、だまもできにくく、また、だまができたとしても、撹拌により短期間に容易に分散する。なお、別個に作成する場合には、数分で各スラリーを作成することができる。
【００２４】
また、本発明では、上述したように、鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを含む第３スラリーであるため、焼き石膏による固化速度を遅延させることができ、予め鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを含む第３スラリーを作成し、貯留しておくことができる。この第３スラリーは、必要時に、撹拌機１６に接続された図示しないスラリー供給手段によって掘削部材へと送られる。なお、固化速度を遅延させることができるといっても、数時間も固化することなくスラリー状態を維持することができるものではないことから、予め大量に作成し、大量に貯留しておくことはできない。大量に貯留することができず、かつ第３スラリーを短時間で作成することができない場合、安定して連続供給することができない。このことは、上述したように均一強度の地盤を得ることができないことを意味し、鉄粉または酸化鉄粉を均一に分布させることもできない。したがって、本発明のように、短期間にスラリーを作成できることが重要である。
【００２５】
ここで、本発明に使用することができる鉄粉、酸化鉄粉、焼き石膏について説明する。以下、スラリーとは、特にことわりがない限り、上記第３スラリーを意味する。鉄粉は、スラリーとして水に分散させて供給することができる粒径であればいかなる粒径のものであってもよいが、例えば、粒径が０．０５μｍ〜１５０μｍといった小さいもののほうが好ましい。また、鉄粉を供給する状態としては、鉄粉の粒と粒との間に水を含んだ、水に分散した状態で供給され、土壌に向けて噴射されることが好ましい。鉄粉を噴射される量としては、いかなる量であってもよいが、充分な浄化作用を付与するためには、土壌１ｍ３あたり、例えば、１０ｋｇ〜１００ｋｇとすることができる。鉄粉は、粒径が一定ではなく、粒度分布があるほうが、粒と粒との間に水を含みやすく、分散した状態になりやすいので好ましい。本発明においてスラリーは、圧力が高いほど、供給ライン途中において鉄粉の堆積がなくなるので好ましく、例えば、１５ＭＰａ〜２０ＭＰａとすることができる。本発明では、汚染土壌に対する鉄粉を混合する割合は、汚染土壌における揮発性有機塩素化合物などの濃度によって異なり、適切な量を混合することができる。スラリー中の水の量は、地盤強度を低下させないように水が少ないほど好ましいが、上記鉄粉を供給することができる量として決定することができる。本発明では、スラリー（第３スラリー）中の水と鉄粉との質量比が１：１〜２０：１が好ましい。例えば、第１スラリーを作成するために所定量の半分の水量を使用し、焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成するために残りの半分の水量を使用した場合、水と鉄粉との質量比が１：２〜１０：１の範囲になるように作成することができる。
【００２６】
本発明では、鉄分に代えて、水に分散しやすく、より高い浄化作用を付与することができる酸化鉄粉を使用することができる。本発明に使用することができる酸化鉄粉としては、ＦｅＯやＦｅ２Ｏ３を挙げることができるが、特に、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を約７０質量％〜約９０質量％含有することが好ましい。この場合のその他の成分については、例えば、純鉄（Ｆｅ）や２価鉄（Ｆｅ２＋）などとすることができる。２価鉄としては、２価の酸化鉄（ＦｅＯ）などとすることができる。鉄粉を用いる土壌浄化では、鉄粉を汚染土壌に混合した場合、例えば、ＴＣＥは中間副生成物であるシス−１，２−ＤＣＥなどを生じ、最終的に多くがエチレンおよびアセチレンに分解されるが、上記酸化鉄粉を用いた場合には、エチレンガスやアセチレンガスへの分解に止まらず、分解反応が炭酸ガスまで進行する。本発明では、上記酸化鉄粉を用いることにより、浄化処理工程においてエチレンやアセチレンといった副生成物を生じないため、それらの副生成物を処理するための他の工程や装置を必要とせず、処理期間を大幅に短縮することができるので、上記酸化鉄粉を使用することが好ましい。
【００２７】
酸化鉄粉としては、平均粒子径が０．０５μｍ〜０．２μｍのものを用いることができる。酸化鉄粉は、比重が４〜５であり、比重７．８の鉄粉に比べて小さいため、水に容易に分散し、安定なスラリーを作成することができる。また、酸化鉄粉は、鉄粉とは異なり、二次的に発生する赤錆による赤水を生じることがないといった利点を有する。供給圧力も、水に分散しやすい酸化鉄粉を使用することで、鉄粉の場合に比較して低圧で供給することができる。
【００２８】
本発明では、汚染土壌に対する酸化鉄粉を混合する割合は、汚染土壌における揮発性有機塩素化合物の濃度によっても異なるが、土壌１ｍ３に対し、１５ｋｇ〜１５０ｋｇとすることができる。なお、酸化鉄粉は多いほど分解、除去作用を付与することができるが、酸化鉄粉は高価であるため、安価で実施するために、上記値とすることが好ましい。本発明では、スラリー（第３スラリー）中の水と酸化鉄粉との質量比が２：１〜１５：１が好ましい。上述したように、第１スラリーを作成するために所定量の半分の水量を使用し、焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成するために残りの半分の水量を使用した場合、水と酸化鉄粉との質量比が１：１〜７．５：１の範囲になるように作成することができる。
【００２９】
焼き石膏は、水分を多く含む地盤、スラリーで供給することにより軟化する地盤、土壌を撹拌することにより軟化する地盤において、これら地盤の地耐力の低下を防止するために供給される。従来から、地耐力の低下を防止し、地盤強度を向上させるために、セメントや石膏といった固化材を使用することは知られている。セメントは、アルカリ性であり、水和反応により強度を発現し、安価で、充分な強度を得ることができるという特徴を有する。しかしながら、アルカリ性であるセメントは、鉄粉または酸化鉄粉と有機塩素化合物との反応を阻害するため、セメントを混合した土壌では充分な浄化を行うことができない。そこで、低アルカル性セメントを用いることができるが、セメントに比べて高価であり、低いながらもアルカリ性であるため、多量には使用することができず、また、充分な強度を得ることができない。したがって、多量に使用する必要がある含水比の高い地盤には適用することができない。
【００３０】
焼き石膏は、中性の固化材であり、水和反応により強度を発現するものではないため、土壌に混合してすぐに強度を発現し、含水比の高い地盤に対しても適用することができる。例えば、混合して３日経過後では、約０．５ＭＮ／ｍ２の地盤強度を得ることができる。しかしながら、すぐに強度を発現する場合、土壌に供給した後に充分な撹拌および混合を行うことはできない。本発明では、多量の水（特に、焼き石膏の添加量の１〜１０倍の質量の水）に鉄粉または酸化鉄粉とともにこの焼き石膏を添加することで、焼き石膏による固化速度を遅延させることができるため、撹拌混合し、土壌中に鉄粉または酸化鉄粉を均一に分布させることができるとともに、均一な強度の地盤を得ることができる。
【００３１】
本発明に使用することができる焼き石膏は、硫酸カルシウムの二水和物（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）を低温加熱処理することにより得ることができる。例えば、硫酸法により酸化チタンを製造する際に発生する廃硫酸を、炭酸カルシウムを用いてｐＨを５とし、ｐＨを５とすることにより生成する生成物を非酸化性雰囲気下、１５０℃で１時間加熱焼成することにより得ることができる。
【００３２】
焼き石膏と鉄粉との質量比は、スラリー中の水量や土壌中の水分量によって決定することができるが、例えば、０．０１：1〜２００：１とすることができる。本発明では、充分な揮発性有機塩素化合物の分解除去効果を得るのに必要とされる土壌１ｍ３あたり１０ｋｇ〜１００ｋｇの鉄粉量と、水と鉄粉との質量比１：１〜２０：１とを考慮し、充分な地盤強度を得るとともに安価で実施するために、焼き石膏と鉄粉との質量比は１：１〜１０：１とすることが好ましい。なお、スラリー中の焼き石膏の量が多い場合、土壌強度を高めることができるが、スラリー粘度が上昇し、この結果、スラリー供給手段の能力を増強する必要が生じ、多くの電力を消費することとなる。一方、焼き石膏の量が少ない場合、土壌強度が不充分なものとなる。したがって、これら地盤強度や設備コストなどの点から、上述した範囲の添加量が好ましい。上述したように、第１スラリーを作成するために所定量の半分の水量を使用し、焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成するために残りの半分の水量を使用した場合、水と焼き石膏との質量比が１：２０〜１０：１の範囲になるように作成することができる。
【００３３】
酸化鉄粉を使用する場合の焼き石膏の添加量は、酸化鉄粉の質量と同じか、それ以上であることが好ましく、２〜２０倍であることがより好ましい。また、焼き石膏の添加量は、酸化鉄粉およびこの焼き石膏とともに供給される水量や土壌に含まれる水量により決定することができる。なお、焼き石膏は、水に分散させるため、粉末状のものが好ましい。上述したように、第１スラリーを作成するために所定量の半分の水量を使用し、焼き石膏を分散させて第２スラリーを作成するために残りの半分の水量を使用した場合、水と焼き石膏との質量比が1：２０〜７．５：１の範囲になるように作成することができる。土壌改良の多くの場合、土壌１ｍ３に対し、例えば、５０ｋｇの鉄粉または酸化鉄粉、１５０ｋｇの焼き石膏といったように、比重が大きく水に分散させにくい鉄粉または酸化鉄粉に比べて焼き石膏を多く供給することから、また、同じ容量の混合機を使用することから、第１スラリーおよび第２スラリーを作成するために各混合機に同じ量の水を入れ、各スラリーを作成することができる。これまで、半分の水量を、第１スラリーを作成するために使用し、残りの半分の水量を、第２スラリーを作成するために使用することについて説明してきたが、鉄粉または酸化鉄粉が焼き石膏と同じ量必要である場合には、第１スラリーの作成のために混合機に入れられる水の量を、第２スラリーの作成のために混合機に入れられる水の量に比べて多くすることができ、また、焼き石膏を多く供給する必要がある場合には、第２スラリーの作成のために混合機に入れられる水の量を、第１スラリーの作成のために混合機に入れられる水の量に比べて多くすることができる。
【００３４】
本発明の土壌改良方法においては、土壌中に鉄粉または酸化鉄粉を供給することで、揮発性有機塩素化合物を分解、除去することができる。ここで、分解および除去することができる揮発性有機塩素化合物としては、テトラクロロエチレン（ＴＣＥ）、ペルクロロエチレン（ＰＥＣ）、１，１−ジクロロエチレン（ＤＣＥ）、トランス−１，２−ＤＣＥ、シス−１，２−ＤＣＥ、１，１，１−トリクロロエタン（ＴＣＥｔ）、１，１，２−ＴＣＥｔ、ジクロロメタン（ＤＣＭ）などを挙げることができる。本発明の方法では、その他、ダイオキシン類、残留農薬なども分解、除去することができる。これらの分解および除去は、水に鉄粉または酸化鉄粉と焼き石膏とを分散させたスラリーを土壌に噴射させ、土壌に浸透させることにより行われる。本発明では、羽根を備える掘削部材を使用して充分に撹拌および混合することにより、均一に分布させることができ、より効果的に分解および除去することもできる。なお、上記分解は、鉄粉または酸化鉄粉による有機塩素化合物の還元反応により行われる。
【００３５】
また、同時に中性の固化材である焼き石膏が供給されるため、地盤強度の低下を防止でき、添加量によっては地盤強度を向上させることもできる。スラリーの浸透により、この焼き石膏も均一に分布させることができ、均一強度の地盤を得ることができる。
【００３６】
土壌浄化において、短期間で充分な効果を得るためには、所定量の土壌に対して所定量の鉄粉または上記酸化鉄粉が均一に分布した状態であることが好ましい。また、地盤改良において、所定の均一強度の地盤を得るためには、焼き石膏も、所定量の土壌に対して所定量が均一に分布した状態であることが好ましい。なお、図１に示す装置において短期間に均一に分散させたスラリーを作成することができるため、容量の大きい貯留槽を必要とすることなく、連続してスラリーを供給することができる。このスラリーを供給し、スラリーを土壌に浸透させ、スラリーに含まれる鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を均一に分布させることができる装置について以下に説明する。
【００３７】
図２は、本発明の土壌改良方法において、スラリーを供給し、鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏を土壌中に均一に分布させることができる装置を例示した図である。以下、水に酸化鉄粉と焼き石膏とを分散させたスラリーを使用して土壌改良する方法について説明する。図２に示す装置は、先端部に切削部材２０と軸体２１の周部に螺旋状羽根２２とスラリーを噴射させるための注入管とを備える掘削部材２３と、掘削部材２３を回転可能に支持し、かつ掘削部材２３を昇降可能にし、掘削部材２３の注入管などに接続されるラインを備える支持手段２４と、スラリー製造装置１０に接続され、スラリーを供給する供給手段２５と、供給手段２５と支持手段２４の上記ラインとを接続するライン２６と、図示しない圧縮空気を供給するラインおよび圧縮空気供給手段とを含む構成とされている。
【００３８】
図２に示す掘削部材２３は、掘削方向に向いた先端部に、土壌を掘削するための切削部材２０と、掘削方向に向いた先端部から圧縮空気を噴射させることを可能にする軸体２１と、掘削をスムーズに行うことを可能にし、かつ土壌を撹拌することを可能にする軸体２１に周設された螺旋状羽根２２と、軸体２１の内部から外部へ貫通するように、螺旋状羽根２２の縁部に向けて配設される図示しない少なくとも１つの注入管とを含んで構成されている。掘削部材２３は、ロッド２７に連結されていて、ロッド２７の回転および昇降により、土壌を掘削し、土壌を撹拌することができる。圧縮空気は、主に、掘削土を流動させる潤滑材的効果を与えて掘削を容易にさせる。また、圧縮空気を供給することにより、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、掘削部材２３に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にさせ、切削部材２０の掘削時の発熱を抑制することもできる。この圧縮空気は、図示しない圧縮空気供給手段から圧縮空気供給ラインを通して供給される。また、スラリーを噴射させ、土壌中に行き渡らせて土壌の浄化を行うために、螺旋状羽根２２による土壌の撹拌とともに、注入管から土壌に向けてスラリーを噴射させることができるようになっている。掘削部材２３は、掘削時である降下時と、撹拌時である昇降時とにおいて、回転する方向を変更して排土をなるべく出さないようにすることができる。なお、掘削部材２３の詳細については、図３〜図５を参照して後述する。
【００３９】
図２に示す支持手段２４は、走行手段２８と、ロッド２７と、挟持手段２９と、ロッド２７を支持し、ロッド２７の角度を変更可能にするアーム３０と、ロッド２７を昇降可能にする昇降手段３１とを含んで構成されている。走行手段２８は、所定の土壌位置に移動することを可能にするものである。ロッド２７は、下端部に掘削部材２３が配設され、地表面に対して略垂直に配置されて掘削部材２３の回転および昇降を可能にするものである。挟持手段２９は、ロッド２７を移動可能に、かつ回転可能に挟持するものである。また、挟持手段２９は、油圧駆動などによりロッド２７を正逆両方向に回転させることができるものである。
【００４０】
図２に示すロッド２７は、スラリーを供給するライン２６と圧縮空気を供給する図示しないラインとをそれぞれ接続するとともに、掘削部材２３の軸体２１と注入管とを接続するラインを内部に備えている。ロッド２７は、地盤改良および浄化する土壌の深さに応じて別のロッドを連結することができるようになっている。
【００４１】
図２に示す供給手段２５は、スラリー製造装置１０で作成され、貯留されているスラリーを掘削部材２３に供給する。供給手段２５としては、鉄粉等が分散した状態でスラリーを供給することができるポンプであればいかなる形式のポンプでも使用することができる。
【００４２】
ここで、図２の装置で使用することができる掘削部材を図３〜図５に例示し、各掘削部材について説明する。図３は、先端部に切削部材と、少なくとも１つの注入管とを備える掘削部材を示し、図３（ａ）には、その掘削部材の斜視図を、図３（ｂ）には、その掘削部材の断面図をそれぞれ示す。図３に示す掘削部材３５は、中空棒状のロッド３６の先端部に複数の切削部材３７が設けられ、所定位置に所定径の穴３８が設けられ、穴３８に先端が挿通された注入管３９が配設されている。中空棒状のロッド３６は、図示しない支持手段に直接または支持手段より支持される別のロッドに連結され、支持手段によって回転かつ降下されることにより先端部の切削部材３７を使用して土壌を掘削することができるようになっている。土壌の掘削時には、ロッド３６と注入管３９との間を通して圧縮空気を供給し、ロッド３６の先端部から噴射させながら掘削することができる。こうすることにより、掘削土を流動させる潤滑材的効果によって掘削を容易にし、また、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、切削部材３７の発熱を抑制することができる。
【００４３】
図３に示す注入管３９は、中空のロッド３６内部に、ロッド３６の長さ方向に沿って挿設され、先端がロッド３６の長さ方向に対して垂直方向に曲げられ、ロッド３６に設けられた穴３８に挿設されている。図３に示す実施の形態では、注入管３９の先端とロッド３６の外側面とが略面一になるように構成されているが、本発明では、注入管３９は、ロッド３６の外側面から突出して延びるように構成されていてもよい。また、図３に示す実施の形態では、注入管３９は、１本とされているが、２本以上設けることもでき、２本とする場合、１本が所定方向に向けて延び、もう１本は１本の注入管に対して１８０°となる方向に向けて延びるように構成することができる。図３に示す実施の形態では、上述したように、ロッド３６を図示しない支持手段により回転させ、降下させることにより土壌を掘削し、ロッド３６内部の注入管３９にスラリーを供給し、ロッド３６を回転および上昇させつつ、スラリーを周囲の土壌に向けて噴射させることができる。本発明では、これに限らず、掘削時にスラリーを噴射させることもできるし、掘削時および上昇時の両方にスラリーを噴射させることもできる。
【００４４】
図３に示す掘削部材３５を使用した場合、スラリーを、土粒子間を通して多方向に浸透させることができる。スラリーには酸化鉄粉および焼き石膏が含まれており、上記浸透により酸化鉄粉および焼き石膏が土壌中に均一に分布し、これにより、土壌を効果的に浄化することができ、所定の地盤強度も得ることができる。本発明においてロッド３６は、例えば、２〜５インチの鋼管を用い、図３に示す切削部材３７を先端部に溶接などして接合し、注入管３９として内部に１〜１．５インチの管を上述したように挿設したものを掘削部材３５として用いることができる。
【００４５】
図４は、図３に示すロッドの周囲にさらに羽根が設けられた掘削部材を示す。図４に示す掘削部材４０は、図３に示す掘削部材３５と同様、中空棒状のロッド４１の先端部に切削部材４２が設けられ、その周部に穴４３が設けられ、穴４３を通して注入管４４が設けられており、さらにロッド４１の周囲に羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄが設けられている。図４に示す掘削部材４０は、羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの回転により、土壌とスラリーとを混合することができるようになっている。ここで、図４に示す実施の形態では、羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、板状のものとされ、ロッド４１の回転方向に対して土壌にスムーズに挿入できるように、ロッド４１の長さ方向に対して垂直ではなく、その垂直方向を０°とした場合に１０°〜４５°傾斜し、かつ羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの表面も傾斜するように設けられている。左周りにロッド４１が回転するものの場合、ロッド４１側から見た羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの表面がいずれも、左側が右側より低くなるように傾斜したものを用いることができる。この表面の傾斜は、例えば、５°〜３０°とすることができる。
【００４６】
また、図４に示す実施の形態では、掘削方向側、すなわちロッド４１の切削部材４２が設けられた側に配設されている羽根４５ａ、４５ｂには、ロッド４１の先端部に設けられる切削部材４２と同様の切削部材４６が設けられ、掘削時に、羽根４５ａ、４５ｂによっても土壌を掘削することができるようになっている。ロッド４１は、図示しない支持手段により支持され、支持手段により回転および降下されることにより土壌を掘削することができる。図４に示す実施の形態では、ロッド４１の先端部に設けられる切削部材４２および羽根４５ａ、４５ｂに設けられる切削部材４６により土壌を掘削することができる。スラリーの供給は、掘削時またはロッド４１の上昇時またはその両方において行うことができる。図４に示す実施の形態では、羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの回転により、スラリーを周囲の土壌に噴射させつつ、撹拌し、土壌とスラリーとを混合することができる。なお、掘削時と上昇時の羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの回転方向は、同じであってもよいし、逆回転にしてもよい。
【００４７】
図４に示す掘削部材４０も図３に示す掘削部材３５と同様に、スラリーを噴射させ、土粒子間を通して浸透させることができる。図４に示す掘削部材４０では、スラリーと土壌とを充分に撹拌混合することができ、これにより、土壌中に酸化鉄粉および焼き石膏を均一に分布させ、土壌をより効果的に浄化することができ、所定の均一強度の地盤を得ることができる。図４に示す掘削部材４０において、羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄは、所定長さ、厚さの鋼板、または、所定長さで、掘削時に土壌に挿入しやすいように一端が尖鋭しており、その一端から他端に向けて厚さが厚くなるように形成された鋼板をロッド４１の所定位置に、上述した所定角度となるように溶接したものを用いることができる。
【００４８】
図５は、別の掘削部材を例示した図である。図５（ａ）には掘削部材５０の斜視図を、図５（ｂ）には断面図を示す。図５に示す掘削部材５０は、先端部に切削部材５１を備えた先導管５２と、長さ方向に沿った中央部の径が大きくされ、両端部の径が小さくされた中空の軸体５３と、軸体５３の外側面に周設された螺旋状羽根５４と、螺旋状羽根５４の上面および下面に設けられた複数の突出部材５５と、軸体５３の長さ方向の径が大きくされた中央部において軸体５３を貫通し、螺旋状羽根５４の縁部に向けて配設される２本の注入管５６、５７とから構成されている。なお、本発明では、１本の注入管であってもよいし、３本以上であってもよい。
【００４９】
図５に示す先導管５２は、軸体５３にフランジ５８といった連結部材を使用して連結されていて、先端部に切削部材５１が設けられている。また、フランジ５８にも、同様の切削部材５１が設けられている。図５に示す切削部材５１は、鋭く尖った先端部を備えていて、硬い土壌や石なども切削することができるようになっていて、先導管５２の先端部およびフランジ５８に溶接などにより接合して設けることができる。図５に示す先導管５２は、いかなる径、長さの管であっても良いが、軸体５３の両端部の径と同じ径にすることができる。また、切削部材５１の形状および構造および材質は、適切に土壌を掘削することができるものであればいかなるものであっても良い。また、切削部材５１は、先導管５２の先端部およびフランジ５８に、いかなる数設けられていても良い。
【００５０】
図５に示す軸体５３は、中央部の径が大きくされ、その中央部の所定の長さにおいて一定の径とされていて、両端部に向けて一定の割合で径が小さくなるような形状とされている。また、中空とされていて、内部にスラリーを供給し、噴射させるための注入管５６、５７の一部が挿設されている。この注入管５６、５７を除いた空間には、圧縮空気が流されるようになっており、掘削土を流動させる潤滑材的効果に加え、掘削中の地盤への衝撃を低減させる効果、掘削部材５０への揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にするとともに、切削部材５１の発熱を抑制することを可能にしている。本発明において軸体５３は、例えば、全体の長さを０．８ｍ、中央部の長さ０．１６ｍにおいて０．４ｍの一定の径とし、長さ方向の両端部０．３２ｍの範囲において０．１４ｍから０．４ｍの径に一定の割合で拡大した構造とすることができる。この場合、一定の割合で拡大するテーパ角が２２°となっている。
【００５１】
図５に示す軸体５３には、外側面に螺旋状に形成された螺旋状羽根５４が周設されている。螺旋状羽根５４は、軸体５３の中央部に向けて螺旋状羽根５４の径が大きくなるように形成され、螺旋状羽根５４の上面および下面には、複数の突出部材５５が設けられている。螺旋状羽根５４は、軸体５３と同様に、軸体５３の長さ方向に向いた両端部から中央部に向けて羽根の径が拡大するように形成されていて、土壌中を上下にスムーズに撹拌することができる構造とされている。
【００５２】
図５に示す突出部材５５は、矩形の板状のものとされ、矩形とされた面が軸体５３に向くように配設されている。また、突出部材５５は、螺旋状羽根５４の縁部および軸体５３に近隣した内縁部に設けられ、矩形の角部が面取りされた構造とされている。矩形とされた板状の突出部材５５の回転方向に向いた側の角部が面取りされた構造とすることにより、螺旋状羽根５４の回転をスムーズにし、効果的に撹拌することができる。図５に示す掘削部材５０において、土壌を掘削する場合、螺旋状羽根５４の下面に設けられた突出部材５５が鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌し、上面に設けられた突出部材５５は、切削および撹拌された土砂をスムーズに後方に送ることができ、土壌中に石などを含んでいても、噛みにくくなっている。また、掘削部材５０を地中から地表面に向けて上昇させる場合には、螺旋状羽根５４の上面に設けられた突出部材５５が効果的に切削および撹拌し、下面に設けられた突出部材５５がスムーズに土砂を後方に送ることができる。したがって、図５に示す掘削部材５０を使用して土壌を掘削する場合には、掘削した土砂が地上に排出されなくなる。本発明において突出部材５５は、いかなる数設けられていても良く、形状も上述した矩形の板状のものでなくても螺旋状羽根５４の螺旋形状に沿って矩形の板が曲げられた形状とされていても良い。
【００５３】
図５に示す軸体５３の中空部分には、上述したように注入管５６、５７の一部が挿設されていて、注入管５６、５７以外の軸体５３の中空部分は、圧縮空気を通すことができるようになっている。図５に示す注入管５６、５７は、軸体５３の長さ方向の中央部において注入管５６、５７は垂直に曲げられ、軸体５３を貫通し、螺旋状羽根５４の縁部に向けて延びた構造となっている。また、注入管５６、５７は、注入管５６が軸体５３の一方の面を貫通するように、注入管５７がその一方の面の裏面、すなわち注入管５６が突出する位置から周方向へ１８０°の角度となるように設けられている。本発明においては、スラリーが土壌中において接触し、適切に汚染物質の分解反応を生じさせることができるように、それぞれの注入管５６、５７が、軸体５３の長さ方向の同じ位置となるように配設されていることが好ましく、軸体５３から螺旋状羽根５４に沿って突出する長さが同じであることが好ましい。なお、注入管５６、５７の径は、いかなる径であってもよく、例えば、１インチ〜１．５インチのものを使用することができる。
【００５４】
本発明において注入管５６、５７は、螺旋状羽根５４の縁部にまで延びていなくてもよく、螺旋状羽根５４の中央部、または内縁部までであってもよい。本発明では、酸化鉄粉を土壌と混合するため、単にスラリーを供給するだけでもよいが、高い圧力で供給し、注入管５６、５７から噴射させることが好ましい。この場合、注入管５６、５７は、広範囲に噴射させるために、螺旋状羽根５４の縁部にまで延びているほうが好ましい。
【００５５】
図１および図２に示す装置および掘削部材を使用した土壌改良方法を説明する。図１に示す装置では、混合機１３の２つの収容部１１ａ、１１ｂの各々に、所定量の水を入れ、次に、一方の収容部１１ａに所定量の酸化鉄粉、他方の収容部１１ｂに所定量の焼き石膏を入れる。これらの粉末を入れると、細かい団子状の固まりができる。各収容部１１ａ、１１ｂに設けられた各混合手段１２ａ、１２ｂによって上記固まりがなくなるまで撹拌混合し、水に酸化鉄粉を、水に焼き石膏をそれぞれ分散させ、水に酸化鉄粉を分散させた第１スラリーと水に焼き石膏を分散させた第２スラリーとを別個に作成する。各収容部１１ａ、１１ｂの下部に設けられた弁１７ａ、１７ｂを開き、作成した第１スラリーおよび第２スラリーを下部の撹拌機１６の収容部１４に移し、撹拌手段１５によって撹拌し、この２つのスラリーを混合するとともに、これら粉末の分散状態を保持しつつ貯留する。
【００５６】
施工地盤上では、走行手段２８により土壌改良したい位置に移動し、アーム３０を使用して地表面３２に対してロッド２７が垂直になるように配置する。挟持手段２９によりロッド２７を回転させ、昇降手段３１によりロッド２７を降下させて土壌を掘削する。土壌の掘削は、掘削部材２３の先端部に設けられた切削部材２０を使用して行われる。また、掘削土を流動させる潤滑材的効果を与え、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、掘削部材２３に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にするため、図示しない圧縮空気供給手段から圧縮空気を供給する。圧縮空気は、圧縮空気供給ラインを通り、ロッド２７内のラインおよび掘削部材２３の軸体２１内を通って先端部から噴射される。なお、圧縮空気の噴射は、潤滑材的効果、掘削部材２３の揺動撹拌効果、切削部材２０の冷却効果のほか、軸体２１内へ土壌が入り込むことを防止する効果もある。ロッド２７の長さが足りない場合には、挟持手段２９によるロッド２７の回転を止め、ロッド２７とラインとを連結する連結部を取り外し、この連結部とロッド２７との間に延長するロッドを連結する。連結後、ロッド２７を再び回転させ、引き続き土壌の掘削を行う。
【００５７】
本発明では、掘削部材２３が入る程度の穴を事前掘削し、その掘削により生じた土砂を他の場所に仮置きしておき、掘削部材２３による掘削時に上昇する土砂がその穴からあふれないようにすることもできる。この仮置きした土砂は、バックホウなどを使用して、所定量の酸化鉄粉を添加し、混合した後、埋め戻すことができる。スラリーを予め作成しておき、必要に応じて供給することができるが、数時間といったように長期間、スラリーを貯留しておくと固化する可能性があるため、掘削と同時にスラリーを作成することが好ましい。また、スラリーの供給を開始した後は、適宜作成することが好ましい。すなわち、掘削時に、また、後述する噴射時、撹拌混合時に、第１スラリーおよび第２スラリーを作成すること、第３スラリーを作成することが好ましい。本発明では、短時間に第３スラリーを作成することができるため、予め大量に作成し、大量に貯留しておくことなく、上記掘削時、噴射時、撹拌混合時に作成することができる。なお、第３スラリーは、単に第１スラリーと第２スラリーとを混合するのみで、だまができることはないため、第３スラリーの作成と同時に、掘削部材２３へのスラリーの供給を行い、スラリーを噴射させることができる。
【００５８】
次に、所定深さまで土壌を掘削した後、挟持手段２９によるロッド２７の回転方向を変える。スラリーの供給があるまでは上昇させずに、回転させたまま停止しておく。本発明においては、ロッド２７の回転を停止しておくこともできる。供給手段２５を起動し、スラリー製造装置１０からスラリーの供給を開始する。例えば、スラリー製造装置１０から供給手段２５までのラインに予めスラリーを満たしておき、供給手段２５の起動により掘削部材２３にスラリーを供給することができる。本発明では、スムーズに掘削部材２３を上昇させるために、上記のように、ロッド２７の回転方向を変えることが好ましい。
【００５９】
スラリーを各注入管から周囲の土壌に向けて噴射させる。スラリーは、螺旋状羽根２２の周囲方向に連続的に噴射される。回転する螺旋状羽根２２によって土壌を撹拌し、スラリーと土壌とを混合する。次に、図２に示すように、スラリーの供給および螺旋状羽根２２による撹拌を行いつつ、昇降手段３１によりロッド２７を所定速度で上昇させる。こうすることにより、所定深さまでの土壌の所定範囲に酸化鉄粉および焼き石膏を均一に分布させることができる。土壌と酸化鉄粉および焼き石膏とを充分に混合するためには、上昇速度が小さいほうが好ましいが、小さすぎる場合、作業効率が低下するため、例えば、毎分０．０５ｍ〜毎分０．３ｍとすることができる。また、本発明では、ロッド２７の上昇時に限らず、掘削時にスラリーを供給し、周囲の土壌に向けて噴射させることもできるし、掘削時と上昇時の両方において、スラリーを供給し、噴射させることもできる。掘削時にスラリーを噴射させる場合は、所定深さまで掘削したとき既に、酸化鉄粉および焼き石膏の供給が終了しており、掘削部材２３を上昇させるのみであるため、上昇速度を上げて施工時間を短縮することができ、掘削時と上昇時の両方においてスラリーを噴射させる場合は、より均一に酸化鉄粉および焼き石膏を分布させ、より効果的に浄化および地盤改良を行うことができる。
【００６０】
本発明においては、掘削部材２３が地表面３２の近くまで上昇したところで、供給手段２５を停止し、圧縮空気供給手段による圧縮空気の供給を停止する。掘削部材２３をさらに上昇させ、地表面３２から掘削部材２３が離間した後、走行手段２８により次の改良位置に移動し、再び上述したようにして掘削、スラリーの供給および噴射、撹拌を行うことができる。
【００６１】
本発明を上述した実施の形態をもって詳細に説明してきたが、本発明の土壌改良方法は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、同様の効果を得ることができるものであれば、撹拌部材は上述した形状に限らず、いかなる大きさ、螺旋状羽根の巻数、鉄粉および酸化剤の注入管の配設位置であっても良く、容器もいかなる形状および構造であってもよい。また、鉄粉または酸化鉄粉、水、焼き石膏の配合比は、土壌の含水比、浄化する土壌の質量、さらにはコストによって適切な値に設定することができる。
【００６２】
また、図４に示す実施の形態で使用される掘削部材において、羽根４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの長さ、幅、厚さ、枚数、傾斜角度は、掘削する地盤強度、スラリーを噴射させ、混合する範囲などを考慮し、適切なサイズ、数、角度にすることができる。また、注入管４４は、羽根４５ａ、４５ｂに近隣し、ロッド４１から突出する方向、すなわち羽根４５ａ、４５ｂの長さ方向に沿って延びるように設けられていてもよいし、さらには、羽根４５ａ、４５ｂではなく、羽根４５ｃ、４５ｄに近隣し、羽根４５ｃ、４５ｄの長さ方向に沿って延びるように設けることもできる。本発明において、少ない量の鉄粉または酸化鉄粉および焼き石膏で充分な土壌浄化および地盤強度を得るためには、掘削部材として、羽根があるほうが好ましく、図５に示す掘削部材がより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】スラリー製造装置を例示した図。
【図２】本発明の土壌改良方法を実施する装置を例示した図。
【図３】図２に示す装置に使用することができる掘削部材を示した図。
【図４】図２に示す装置に使用することができる掘削部材を示した図。
【図５】図２に示す装置を使用することができる掘削部材を示した図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…スラリー製造装置
１１ａ、１１ｂ…収容部
１２ａ、１２ｂ…混合手段
１３…混合機
１４…収容部
１５…撹拌手段
１６…撹拌機
１７ａ、１７ｂ…弁
２０、３７、４２、４６、５１…切削部材
２１、５３…軸体
２２、５４…螺旋状羽根
２３、３５、４０、５０…掘削部材
２４…支持手段
２５…供給手段
２６…ライン
２７、３６、４１…ロッド
２８…走行手段
２９…挟持手段
３０…アーム
３１…昇降手段
３２…地表面
３８、４３…穴
３９、４４、５６、５７…注入管
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ…羽根
５２…先導管
５５…突出部材
５８…フランジ
【図１】
2006055796.tif 000003
【図２】
2006055796.tif 000004
【図３】
2006055796.tif 000005
【図４】
2006055796.tif 000006
【図５】
2006055796.tif 000007