(57)【要約】【課題】地盤を改良する方法に関し、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤改良方法を提供する。【解決手段】厚みをもった地盤改良領域に改良地盤層を形成する表層地盤改良方法において、コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を準備する層形成材料準備工程Ｓ１０２と、前記土砂および前記セメント系組成物を撹拌した改良土で前記地盤改良領域を満たす改良土形成工程Ｓ１０３と、前記改良土によって満たされた地盤改良領域に所定の圧力を加え改良地盤層を形成する加圧工程Ｓ１０４とを有し、前記層形成材料準備工程Ｓ１００は、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重いコンクリート粒によって構成された前記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程である。【選択図】        図２
2011080207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みをもった地盤改良領域に改良地盤層を形成する表層地盤改良方法において、
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を準備する層形成材料準備工程と、
前記土砂および前記セメント系組成物を撹拌した改良土で前記地盤改良領域を満たす改良土形成工程と、
前記改良土によって満たされた地盤改良領域に所定の圧力を加え改良地盤層を形成する加圧工程とを有し、
前記層形成材料準備工程は、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重いコンクリート粒によって構成された前記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする表層地盤改良方法。
【請求項２】
前記層形成材料準備工程は、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を前記コンクリート砂として含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項１記載の表層地盤改良方法。
【請求項３】
前記層形成材料準備工程は、前記セメント系固化材より前記コンクリート砂を多く含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項１又は２記載の表層地盤改良方法。
【請求項４】
前記層形成材料準備工程は、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を５０％より多く８０％以下の割合で含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の表層地盤改良方法。
【請求項５】
地中に所定の深さの支持杭を形成する柱状地盤改良方法において、
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および水を準備する杭形成材料準備工程と、
地表から所定の穴を前記所定の深さまで掘削しつつ、前記セメント組成物および前記水を該穴に吐出し、該セメント組成物と該水と掘削された土砂を混合しながら該穴に、該セメント組成物と該水と掘削された土砂の混合物を注入する混合物注入工程と、
前記穴に注入された混合物を養生して硬化させ、支持杭を形成する養生工程とを有し、
前記杭形成材料準備工程は、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重いコンクリート粒によって構成された前記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする柱状地盤改良方法。
【請求項６】
前記杭形成材料準備工程は、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を前記コンクリート砂として含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項５記載の柱状地盤改良方法。
【請求項７】
前記杭形成材料準備工程は、前記セメント系固化材と同量以下の前記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項５又は６記載の柱状地盤改良方法。
【請求項８】
前記層形成材料準備工程は、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の柱状地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を改良する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱な地盤の上に建築物を建設する場合、その建築物の重量を支えきれずに地盤の沈下が発生するという問題がある。このため、軟弱な地盤でも建物が建設できるように、近年ではセメント等を用いた地盤改良方法が提案されている。しかし、このセメントにはその製造過程で生成された毒性の強い六価クロムが含まれているため、セメントを使用した地盤周辺の土壌にこの六価クロムが溶出するという問題がある。さらに、この六価クロムはセメントが使用された場所に限らず、作業現場からセメント粒子が飛散した場所にも環境汚染を引き起こす。この問題を解決すべく、様々な方法が提案されている（例えば特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
特許文献１に記載された発明では、セメントに六価クロムを中和する物質を添加して、毒性を抑える。また、特許文献２に記載された発明では、セメントを取り扱う際に覆いを設けてセメントの飛散を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１２７０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１３７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された発明の場合、一定量の中和剤が必要になりコストがかかる。また、特許文献２に記載された発明の場合は、覆いを設けるために場所や手間が必要となりその分コストがかかる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤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】
上記目的を達成するための本発明の表層地盤改良方法は、
厚みをもった地盤改良領域に改良地盤層を形成する表層地盤改良方法であって、
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を準備する層形成材料準備工程と、
上記土砂および上記セメント系組成物を撹拌した改良土で上記地盤改良領域を満たす改良土形成工程と、
上記改良土によって満たされた地盤改良領域に所定の圧力を加え改良地盤層を形成する加圧工程とを有し、
上記層形成材料準備工程は、上記セメントを構成するセメント粒子よりも重いコンクリート粒によって構成された上記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする。
【０００８】
ここで、コンクリート砂としては、例えば大きさが２．５ｍｍ未満のものが挙げられるが、２．５ｍｍ未満という大きさに必ずしも限定されるものではない。
【０００９】
本発明の表層地盤改良方法によれば、コンクリート砂を用いることによって表層地盤改良に用いられるセメントの量を従来の表層地盤改良の場合と比較して少なく抑えることができる。このため、中和剤に依存することなく六価クロムの溶出を抑えることができ、中和剤にかかるコストも抑えることができる。また、コンクリート砂と混ぜ合わせることでセメント粒子が飛散しにくくなるため、飛散による六価クロムの溶出も抑えることができる。さらに、セメント粒子が飛散しにくくなることからあえて覆いを用いなくてもよい場合が増え、コストを抑えることができる。したがって、六価クロムの溶出をが少ない改良地盤層を低コストで形成することができる。
【００１０】
ここで、上記表層地盤改良方法は、上記層形成材料準備工程が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を上記コンクリート砂として含むセメント組成物を準備する工程であってもよい。
【００１１】
この表層地盤改良方法によれば、コストの安い再生砂を用いることで、より低コストで改良地盤層を形成することができる。
【００１２】
また、上記表層地盤改良方法は、上記層形成材料準備工程が、上記セメント系固化材より上記コンクリート砂を多く含むセメント組成物を準備する工程であってもよい。
【００１３】
この表層地盤改良方法によれば、コストの安いコンクリート砂を多く用いることで、改良地盤層を低コストで形成することができる。
【００１４】
さらに、上記表層地盤改良方法は、上記層形成材料準備工程が、上記コンクリート砂と上記セメント系固化剤の総量１００％に対して上記コンクリート砂を５０％より多く８０％以下の割合で含むセメント組成物を準備する工程であることが好ましい。
【００１５】
この表層地盤改良方法によれば、十分な強度の改良地盤層を低コストで形成することができる。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の柱状地盤改良方法は、
地中に所定の深さの支持杭を形成する柱状地盤改良方法であって、
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および水を準備する杭形成材料準備工程と、
地表から所定の穴を上記所定の深さまで掘削しつつ、上記セメント組成物および上記水をその穴に吐出し、そのセメント組成物とその水と掘削された土砂を混合しながらその穴に、そのセメント組成物とその水と掘削された土砂の混合物を注入する混合物注入工程と、
上記穴に注入された混合物を養生して硬化させ、支持杭を形成する養生工程とを有し、
上記杭形成材料準備工程は、上記セメントを構成するセメント粒子よりも重いコンクリート粒によって構成された上記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であることを特徴とする。
【００１７】
ここで、コンクリート砂としては、例えば大きさが２．５ｍｍ未満のものが挙げられるが、２．５ｍｍ未満という大きさに必ずしも限定されるものではない。
【００１８】
本発明の柱状地盤改良方法によれば、コンクリート砂を用いることによって柱状地盤改良に用いられるセメントの量を従来の柱状地盤改良の場合と比較して少なく抑えることができる。このため、中和剤に依存することなく六価クロムの溶出を抑えることができ、中和剤にかかるコストも抑えることができる。また、コンクリート砂と混ぜ合わせることでセメント粒子が飛散しにくくなるため、飛散による六価クロムの溶出も抑えることができる。さらに、セメント粒子が飛散しにくくなることからあえて覆いを用いなくてもよい場合が増え、コストを抑えることができる。したがって、六価クロムの溶出が少ない支持杭を低コストで形成することができる。
【００１９】
ここで、上記柱状地盤改良方法は、上記杭形成材料準備工程が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を上記コンクリート砂として含むセメント組成物を準備する工程であってもよい。
【００２０】
この柱状地盤改良方法によれば、コストの安い再生砂を用いることで、より低コストで改良地盤層を形成することができる。
【００２１】
また、上記柱状地盤改良方法は、上記杭形成材料準備工程が、上記セメント系固化材と同量以下の上記コンクリート砂を含むセメント組成物を準備する工程であってもよい。
【００２２】
この柱状地盤改良方法によれば、コストの安いコンクリート砂を用いることで、改良地盤層を低コストで形成することができる。
【００２３】
さらに、上記柱状地盤改良方法は、上記層形成材料準備工程が、上記コンクリート砂と上記セメント系固化剤の総量１００％に対して上記コンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むセメント組成物を準備する工程であることが好ましい。
【００２４】
この柱状地盤改良方法によれば、十分な強度の改良地盤層を低コストで形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤改良方法が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の表層地盤改良方法によって改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【図２】本実施形態の表層地盤改良方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の表層地盤改良方法の手順のうち前半部分を示した図である。
【図４】本実施形態の表層地盤改良方法の手順のうち後半部分を示した図である。
【図５】本実施形態の柱状地盤改良方法によって改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【図６】本実施形態の柱状地盤改良方法の流れを示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の柱状地盤改良方法に使用するドリルを示した図である。
【図８】本実施形態の柱状地盤改良方法の手順を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の表層地盤改良方法および柱状地盤改良方法の実施形態を説明するにあたって、まずこの実施形態で用いられるセメント組成物について説明する。
【００２８】
本実施形態で用いられるセメント組成物は、セメント系固化材とコンクリート砂を含むものであり、詳細は後述するが、このセメント組成物と土砂とを混合して地盤改良を行うものである。
【００２９】
ここで、セメント系固化剤とは、セメントを母材（主要材料）とするものであり、このセメントに目的に応じた添加剤を加えたものである。添加材の例として、セメントの固化を早めるものや、有害物質の溶出を抑えるものがある。他に、土の力学的および物理的性質の向上以外の目的をもった添加剤も含む。なお、本実施形態においては、セメントのみからなるものもセメント系固化材の一つとして以降の説明を行う。一般的には、上記のようなセメント系固化剤が建物の建築や地盤改良等に用いられている。
【００３０】
一方、コンクリート砂とは、セメント粒子よりも重いコンクリートの粒で構成されるものであり、特に本実施形態では大きさが２．５ｍｍ未満のコンクリート粒によって構成されるものである。
【００３１】
老朽化した建物等を解体する際にでる大量のコンクリート廃棄物を処理するため、廃棄されるコンクリートを破砕し、再利用する方法が提案されているが、細かい再生砂に関してはあまり有効な使い道がない。そこで本実施形態では、建物等を解体したときに生じるコンクリートを破砕し、この破砕されたコンクリートを２．５ｍｍの網目のふるいにかけ、このふるいを通った再生砂（いわゆるダスト砂）をコンクリート砂として用いる。上記コンクリート廃棄物を利用することで地盤改良にかかるコストを安くすることができ、かつ廃棄物を減らすことができる。なお、このコンクリートは廃棄物を利用するものに限らず、コンクリート砂を作るために専用のコンクリートを用いるものであってもよい。また、破砕の方法は、例えば破砕機を用いるものであってもよいし、ハンマー等を用いて手作業で破砕したものであってもよい。コンクリートを破砕してできるコンクリート砂の粒は、その大きさが、セメント粒子の平均的な大きさである１０μｍよりも大きいものがほとんどであり、セメント粒子の大きさよりも小さいものは僅かである。加えてコンクリート粒とセメント粒子はその比重が同程度であるため、上記コンクリート粒のほとんどがセメント粒子よりも重いと考えられる。したがって本実施形態ではこれらのコンクリート粒の重さを確認せずにそのまま使用する。なお、コンクリートを破砕してできるコンクリート砂に限らず、新規に製造されたコンクリート砂を用いてもよい。
【００３２】
上述したように一般的な地盤改良には母材がセメントであるセメント系固化材が用いられるが、セメントには毒性の強い六価クロムが含まれている。この六価クロムが改良地盤周辺の土壌に溶出し環境に悪影響を与えてしまうという問題がある。本実施形態で使用するセメント組成物はセメント系固化材とコンクリート砂を混合したものであるため、地盤改良に用いられるセメントの量が従来の地盤改良と比較して少ない。また、コンクリート砂は六価クロムを含んでいるものの、一旦硬化したことによって六価クロムが溶出しにくい状態になっている。これらのことから、上記セメント組成物を地盤改良に使用することで、土壌に溶出する六価クロムの量を少なくすることができる。
【００３３】
また、セメント粒子は上述したようにその大きさが１０μｍと小さく、使用の際に空中に飛散しやすい。飛散したセメント粒子はその飛散先で六価クロムを溶出して周辺域が汚染されるという問題もある。この問題についても上述本実施形態で使用するセメント組成物は上述したとおり、従来と比較して少ないセメント量で地盤を改良するため、飛散するセメント粒子の総量も従来より少なく抑えることができる。さらに、セメント粒子よりも重いコンクリート砂が混合されているため、セメント粒子が飛散することを抑えることができる。したがって、セメント粒子の飛散による六価クロムの土壌汚染も少なくすることができる。
【００３４】
以降、適宜図面を用いて、地盤改良方法の流れを説明する。
【００３５】
まず、本実施形態の表層地盤改良方法について説明する。
【００３６】
図１は、本実施形態の表層地盤改良方法によって改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【００３７】
図１には、十分な強度がなく建物を支えられない軟弱地盤１０、建物を支えることができる良好地盤１１、家１２、および土台１３が示されている。ここで、左下がりのハッチングは強度の弱い軟弱地盤を表し、右下がりのハッチングは強度のある良好地盤を表し、クロスハッチングは改良された改良地盤（層状の地盤改良用基礎）を表す。以降の図に示されるハッチングについても、特に説明のない限り上記の説明に従う。この家１２をそのまま建築した場合、軟弱地盤１０はこの家１２および土台１３を十分に支えることができないため、地盤沈下等の問題が生じるおそれがある。以下説明する表層地盤改良方法は、土台１３を施工する前に地盤改良領域１００に強固な地盤改良用基礎を形成しておくことよって、このような問題を解決するための方法であり、強固な地盤が地表から２ｍ以内にある場合に有効な方法である。なお、土台１３の有無は本発明に無関係である。
【００３８】
図２は、本実施形態の表層地盤改良方法の流れを示すフローチャートである。また、図３および図４は、本実施形態の表層地盤改良方法の手順を示した図である。この表層地盤改良方法では、上述のコンクリート砂とセメント系固化材が８：２の割合で混合されたセメント組成物を、土砂１ｍ３に対しておよそ１００ｋｇの割合で使用する。以降、図２のフローチャートで流れを説明するとともに、図３および図４を用いてこの流れに対応する作業の様子を示す。
【００３９】
まず、図２に示すステップＳ１０１では、地盤改良領域までの土砂を除去する。図３（ａ）には、地盤改良領域１００内が土砂１０５で満たされている様子が示されており、上記ステップＳ１０１に従ってこの地盤改良領域１００を覆っている土砂を重機１０１で除去している様子が示されている。このとき除去された土砂１０２は後ほど利用するため邪魔にならない場所にどけておく。
【００４０】
ステップＳ１０１で土砂を除去し地盤改良領域を露出させた後、続くステップＳ１０２でセメント組成物を準備する。図３（ｂ）には、このステップＳ１０２に従って準備したセメント組成物１０３が地盤改良領域１００の上に積載されている。ここで、この図３（ｂ）ではセメント組成物１０３が一か所にしか積載されていないが、実際には何箇所かに分けて地盤改良領域１００の上に準備されている。また、図３（ｂ）に示す地盤改良領域１００は土砂１０５によって満たされている。ここではこの土砂１０５を改良地盤層の材料として用い、この土砂１０５には水分が適度に含まれている。すなわち、図３（ｂ）に示す状態は、すでに地盤改良領域１００内に適度に水分を含んだ土砂が準備されている状態である。このステップＳ１０２が本発明の層形成材料準備工程の一例に相当する。
【００４１】
図２に示す次のステップＳ１０３では、準備したセメント組成物と地盤改良領域内にある土砂を撹拌する。図３（ｃ）には、このステップＳ１０３に従って地盤改良領域１００の一部の土砂とセメント組成物１０３とを撹拌し、これによってできた改良土１０４で地盤改良領域１００の一部が満たされている様子が示されている。なお、この図３（ｃ）でクロスハッチングで示した部分は、土砂とセメント組成物１０３を撹拌してできた改良土であることを表している。次の図４においてもこのクロスハッチングは改良土を表す。地盤改良領域１００全体の土砂をセメント組成物１０３と撹拌することによって、地盤改良領域１００が改良土１０４で満たされる。このステップＳ１０３が本発明の改良土形成工程の一例に相当する。なお、本実施形態では地盤改良領域にある土砂を用いているが、一度地盤改良領域内の土砂を除去した後に、別途用意した土砂を用いるものであってもよい。また、水分は土砂に含まれる水分で十分である。
【００４２】
続くステップＳ１０４では、地盤改良領域に圧力をかけて地盤改良領域を固める。図４（ａ）には、このステップＳ１０４に従って改良土１０４で満たされた地盤改良領域１００に、重機１０１で圧力をかけている様子が示されている。このようにして圧力をかけることによって改良土１０４が硬くなり、改良地盤層が形成される。この強固な地盤が本発明の改良地盤層の一例に相当する。また、このステップＳ１０４が本発明の加圧工程の一例に相当する。なお、この加圧工程は、圧力をかける重機を別途用いてもよいし、人がローラーで圧力をかけてもよい。
【００４３】
最後のステップＳ１０５では、最初のステップＳ１０１で除去された土砂を地盤改良領域の上に戻す。図４（ｂ）には、このステップＳ１０５に従って除去された土砂１０２が埋め戻され、地盤改良領域１００を土砂１０２が覆う様子が示されている。また、図４（ｃ）には、土砂１０２が全て埋め戻されて改良地盤層を形成する作業が終了した様子が示されている。
【００４４】
一般的な改良地盤層には一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｃｍ２以上のものが求められる。上述したように、コンクリート砂とセメント系固化材が８：２の割合で混合されたセメント組成物を使用して、上記表層地盤改良方法によって完成した改良地盤層は、建物を支えるのに必要な強度を有する（一軸圧縮強度４７．０Ｎ／ｃｍ２）。ここで、本実施形態のセメント組成物に含まれるコンクリート砂とセメント系固化材の比率が９：１の場合、建物を支えるのに必要な強度を下回る（一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｃｍ２未満）。また、この比率を変更しセメント系固化材の量を増やしていくほど８：２の場合と比べてより大きい強度を有する改良地盤層が形成される。すなわち、７：３の場合はより強度が上がり（一軸圧縮強度７１．６Ｎ／ｃｍ２）、比率が５：５になると十分な強度（一軸圧縮強度９０Ｎ／ｃｍ２以上）を有する。特に、比率が５：５の場合には求められる強度の３倍もの強度を有することとなるが、セメント系固化材の比率を大きくしても、必要以上の強度となり意味がないばかりか、六価クロムの溶出の程度が高くなるという問題が発生する。また、コスト的な観点からもセメント系固化材の量が増加することはあまり好ましくない。したがって、これらの問題を総合的に検討すると、コンクリート砂の割合を５０％よりも多くすることが好ましい。すなわち、コンクリート砂とセメント系固化材の混合物１００％に対してコンクリート砂を５０％より多くかつ８０％以下の割合で含むセメント組成物を用いることで、建物を支えるのに必要な強度を有する改良地盤層を六価クロムの溶出の程度を抑えて形成できる。なお、建造物の規模や土砂の水分量によってはこの割合に限らず、上記セメント系固化材よりも上記コンクリート砂を多く含むセメント組成物を用いてもよい。
【００４５】
この表層地盤改良方法によって、建築物を支えるのに必要な強度を有し、六価クロムの溶出が少ない改良地盤層を、低コストで形成することができる。
【００４６】
次に、本実施形態の柱状地盤改良方法について説明する。
【００４７】
図５は、本実施形態の柱状地盤改良方法によって改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【００４８】
図５には、十分な強度がなく建物を支えられない軟弱地盤２０、建物を支えることができる良好地盤２１、家２２、および土台２３が示されている。ここで、左下がりのハッチングは強度の弱い軟弱地盤を表し、右下がりのハッチングは強度のある良好地盤を表し、クロスハッチングは改良された改良地盤（柱状の地盤改良用基礎）を表す。以降の図に示されるハッチングについても、特に説明のない限り上記の説明に従う。この家２２をそのまま建築した場合、軟弱地盤２０はこの家２２および土台２３を十分に支えることができないため、地盤沈下等の問題が生じるおそれがある。以下説明する柱状地盤改良方法は、土台２３を施工する前に支持杭形成領域２００に良好地盤２１と接する強固な地盤改良用基礎である支持杭を形成しておくことよって、このような問題を解決するための方法であり、強固な地盤が地表から２ｍ以上の深さにある場合に有効な方法であり、その地盤が地表から２ｍ以上９ｍ以下の深さにある場合がより有効である。なお、土台２３の有無は本発明に無関係である。
【００４９】
図６は、本実施形態の柱状地盤改良方法の流れを示すフローチャートである。また、図７は、本実施形態の柱状地盤改良方法に使用するドリルを示した図である。この図７に示す、ドリル２０１には４枚の撹拌翼が設けられている。図７（ａ）と図７（ｂ）はドリル２０１を別の角度から示したものである。各撹拌翼は掘削しやすいように、取り付け位置や角度が調整されたものである。この撹拌翼によって土砂の掘削および土砂とセメント組成物の撹拌を行う。また、このドリル２０１の先端からは後述するセメントミルクを吐出することができる。さらに図８は、本実施形態の柱状地盤改良方法の手順を示した図である。この柱状地盤改良方法では、上述のコンクリート砂とセメント系固化材が５：５の割合で混合されたセメント組成物を、土砂１ｍ３に対しておよそ２８０ｋｇの割合で使用する。以降、図６のフローチャートで流れを説明するとともに、図８を用いてこの流れに対応する作業の様子を示す。
【００５０】
まず、図６に示すステップＳ２０１では、施工現場においてセメント組成物と水を準備し、これらを混合してセメントミルクを作る。表層地盤改良方法では土砂に含まれている水分で足りるが、柱状地盤改良方法では、セメント組成物と掘削した土砂を効率よく混合するために水を用いる。なお、水の必要量は作業者の熟練度の左右されてしまうのが実情である。このステップＳ２０１が本発明の杭形成材料準備工程の一例に相当する。このセメントミルクが上述したドリル２０１から吐出される。
【００５１】
次にステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で作られたセメントミルクの分だけ予め土砂を除去する。この土砂を除去することによって、吐出されたセメントミルクが地表にあふれ出さないようにすることができる。ここで、図８（ａ）には支持杭が形成される領域である支持杭形成領域２００が示されている。また、図８（ｂ）には、上記のステップＳ２０２によってこの領域の土砂の一部を除去した様子が示されている。さらに図８（ｂ）には、ドリル２０１がセットされた様子もあわせて示されている。なお、これらの図８（ａ）および（ｂ）に示す左下がりのハッチングは土砂を表している。
【００５２】
続くステップＳ２０３では、ドリルで所定の深さまで掘削しながらセメントミルクを吐出し、吐出したセメントミルク（セメント組成物および水）と掘削した土砂を合わせて混合し、撹拌する。図８（ｃ）には、土砂を掘削するドリル２０１が所定の深さまで到達した様子を示している。また、図８（ｄ）はセメントミルクを吐出しながら支持杭形成領域２００内でドリル２０１を往復させて撹拌している一場面が示されている。図８（ｃ）、図８（ｄ）、および図８（ｅ）に示すクロスハッチングは、掘削された土砂と吐出されたセメントミルクとの混合物を表している。このとき、セメントミルクが吐出されるに従って支持杭形成領域２００内にある上記混合物の量は増加する。図８（ｃ）から図８（ｄ）にかけて、セメントミルクが吐出されるに従って支持杭形成領域２００を満たす混合物が増加する様子が示されている。そして、図８（ｅ）には、全てのセメントミルクと掘削された土砂とを撹拌した混合物が支持杭形成領域２００に注入された様子が示されている。このステップＳ２０３が本発明の混合物注入工程の一例に相当する。なお、本実施形態では支持杭形成領域２００にある土砂をそのまま利用しているが、一旦支持杭形成領域２００を空っぽの状態にしてから土砂とセメントミルクとの混合物を注入するものであってもよい。
【００５３】
最後のステップＳ２０４では、前のステップＳ２０３で支持杭形成領域２００に注入された混合物を養生して硬化させる。本実施形態ではおよそ２〜３日間養生する。このステップＳ２０４によって建造物を支えるのに必要な強度が発現する。このステップＳ２０４が本発明の養生工程の一例に相当する。
【００５４】
一般的に支持杭は、例えば建物の柱のように建造物の支えとなる部分に設けられる。この場合、支持杭には建造物の重量が集中するため、表層地盤改良方法における改良地盤層の基準となる強度よりも高い強度（例えば、一軸圧縮強度が８０Ｎ／ｃｍ２以上）が求められ、セメントの割合も改良地盤層の場合と比較して高くなる。上述したように、コンクリート砂とセメント系固化材が５：５の割合で混合されたセメント組成物を使用して、上記柱状地盤改良方法によって完成した支持杭は、建物を支えるのに必要な強度（一軸圧縮強度１５４．６Ｎ／ｃｍ２）を有する。ここで、本実施形態のセメント組成物に含まれるコンクリート砂とセメント系固化材の比率が６：４の場合、水を適切に使用することで支持杭に必要な強度（一軸圧縮強度１２４．５Ｎ／ｃｍ２）が発現する。ただし、作業者の熟練度によっては水を多めに使用してしまう場合があり、上記の強度が出ないことが考えられる。したがって、本実施形態では安全のために上記比率が５：５のセメント組成物を用いている。また、この比率を変更してセメント系固化材の量を増やしていくほど、５：５の場合と比べてより高い強度を有する支持杭が形成される。すなわち、上記の比率を例えば４：６や３：７とすることでさらに強度を上げることができる。ただし、六価クロムの溶出の程度が土壌環境基準値である０．０５ｍｇ／ｌ（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２（２００８）６５．２）を超えないようにする必要がある。ここで、コストおよび六価クロムの溶出量を検討すると、コンクリート砂の割合を３０％以上にすることが好ましい。本実施形態では上記の比率が３：７〜５：５の範囲のセメント組成物、すなわちコンクリート砂とセメント系固化材の混合物１００％に対してコンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むセメント組成物を用いることで必要な強度を有する支持杭を形成できる。なお、建造物の規模や使用する水の量によってはこの割合に限らず、上記セメント系固化材と同量以下の上記コンクリート砂をも含むセメント組成物を用いてもよい。
【００５５】
この柱状地盤改良方法によって、建築物を支えるのに必要な強度を有し、六価クロムの溶出が少ない支持杭を、低コストで形成することができる。
【００５６】
以下、本発明に関係することについて付記する。
【００５７】
（付記１）
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎であって、
前記コンクリート砂が、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重いものであることを特徴とする地盤改良用基礎。
【００５８】
（付記２）
前記セメント組成物が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を前記コンクリート砂として含むものであることを特徴とする付記１記載の地盤改良用基礎。
【００５９】
（付記３）
前記地盤改良用基礎が層状に固化されたものであり、
前記セメント組成物が、前記セメント系固化材より前記コンクリート砂を多く含むものであることを特徴とする付記１又は２記載の地盤改良用基礎。
【００６０】
（付記４）
前記セメント組成物が、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を５０％より多く８０％以下の割合で含むものであることを特徴とする付記３記載の地盤改良用基礎。
【００６１】
（付記５）
前記地盤改良用基礎が柱状に固化されたものであり、
前記セメント組成物が、前記セメント系固化材と同量以下の前記コンクリート砂を含むものであることを特徴とする付記１又は２記載の地盤改良用基礎。
【００６２】
（付記６）
前記セメント組成物が、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むものであることを特徴とする付記５記載の地盤改良用基礎。
【符号の説明】
【００６３】
軟弱地盤  １０，２０
良好地盤  １１，２１
家  １２，２２
土台  １３，２３
地盤改良領域  １００
重機  １０１
土砂  １０２，１０５
セメント組成物  １０３
改良土  １０４
支持杭形成領域  ２００
ドリル  ２０１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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