(57)【要約】【課題】生じた泥水に対し速やかに固化処理を行い、均質な材料に再資源化して現場で再利用でき、廃棄物を出なくすると共に、再資源化に伴うコスト上昇を抑制できる地盤改良工法を提供する。【解決手段】工事現場で発生する従来再利用しにくかった泥水を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする泥水再資源化技術に基づき、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することにより、泥水を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で処理済材を利用できるために処理済材の運送や保管の必要がなく、また、処理済材で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に挿入したロッド先端部から所定の超高圧液を圧縮空気と共に地盤中に噴射させながらロッドを回転又は静止させた状態で引上げて地盤を切削し、切削時に噴射する硬化剤を地盤切削部分に充填して切削部分に円柱状又は略板状の固結体を造成する一方、生じるスラリーをロッドと地盤との間を通じて地上に排出していく地盤改良工法において、
地上に排出された前記スラリーを所定の固化処理機に投入し、当該固化処理機で造粒固化して粒状の改良固化体とし、当該改良固化体が固化処理機から搬出後水と増強材と共に混練されて前記硬化剤とされ、前記ロッドに供給されることを
特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
掘削部及び撹拌翼を有するロッドを回転させつつ地中に挿入して地盤を切削し、切削時にロッド先端部から硬化剤を地盤切削部分に注入して、切削部分に円柱状の固結体を造成する一方、生じるスラリーを地上に排出していく地盤改良工法において、
地上に排出された前記スラリーを所定の固化処理機に投入し、当該固化処理機で造粒固化して粒状の改良固化体とし、当該改良固化体が固化処理機から搬出後水と増強材と共に混練されて前記硬化剤とされ、前記ロッドに供給されることを
特徴とする地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良工事でスラリー等の泥水を再資源化して利用する工法に関し、特に、スラリーを適切且つ速やかに造粒固化して再利用の難しかった汚泥を再資源化してスラリーの発生した工事現場での使用を可能にする地盤改良工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤改良工事や地盤掘削工事等の土工事では、セメント又はベントナイトを含む高含水率の泥水が多量に発生する場合があり、こうしたセメント又はベントナイト含有泥水は、従来、再利用のしにくさから、産業廃棄物として、そのまま又は脱水後処分されていた。しかし、管理型最終処分場の残余容量急減や、汚泥の大量不法投棄による自然環境破壊などが大きな社会問題となっており、産業廃棄物の最終処分場確保が難しくなってきていることから、再資源化を含むその処理方法が近年大きな問題となっている。
【０００３】
例えば、地盤改良工事では、コラムジェットグラウト工法等を用いると、地中に改良体を形成する過程で、セメント等を含む泥水（以下、スラリーという。）が多量に発生していた。このような従来の地盤改良工法の一例を図３に示す。図３は従来の地盤改良工法による地盤改良状態説明図である。
【０００４】
前記図３に示す従来の地盤改良工法は、いわゆるコラムジェットグラウト（ＣＪＧ）工法であり、改良の必要のある軟弱な地盤５０に穿設したガイド孔５１へ三重管構造のロッド１０を挿入し、三重管のうち一つの流路を水の供給路とし、そのロッド１０下部から圧縮空気と共に横方向に噴射した超高圧水により地盤５０を切削する一方、三重管内の他の流路をセメントと水とからなるグラウトの供給路とし、ロッド１０の下端部から横方向へ高圧噴射したグラウトを地盤５０中の軟弱土と混合させ、地中に円柱状の固結体を形成して地盤５０の改良を図るものである。
この地盤改良工法では、セメントと水と土砂とを含むスラリー（泥水）４０が多量に発生し、噴射物の圧力によりロッド１０とガイド孔５１との隙間を介して地上へ排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の地盤改良工事は以上のように行われており、工事で発生した前記スラリーについては、近年、再資源化が図られるようになっている。再資源化を図る場合、泥水をバキューム車でそのまま吸引収集したり、現場で脱水・乾燥・添加剤等処理して運送可能な程度まで水分を落としたりした後、運搬され、処理施設で水切り・乾燥・脱水、良質土混合などの物理的処理と、セメント系・石灰系・高分子系添加物等の添加による化学的処理が行われ、得られた処理済材を盛り土、路床材、埋め戻し材等に再利用していた。
【０００６】
しかし、こうした従来の処理方法は、再資源化処理の各工程が各々独立しており、各工程毎の処理を順次行って再資源化処理を進めていく必要があり、再資源化に時間がかかるという課題を有していた。このため、処理済材を元の泥水が排出された同じ工事現場で用いることは難しく、他所で用いる他なくなることから、保管、運搬等にも別途費用がかかってしまうという課題を有していた。
【０００７】
また、高含水汚泥を処理した処理済材は、泥水の排出された状況の差（工事箇所や掘削深さ、工法等の違い）に基づく含水率や土質、成分等の違いにより性状が異なるなど、品質にばらつきがあり、安定且つ均一な性状を求める用途には利用しにくいという課題を有していた。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、生じた泥水に対し速やかに固化処理を行い、均質な材料に再資源化して現場で再利用でき、廃棄物の排出をなくすと共に、再資源化に伴うコスト上昇を抑制できる地盤改良工法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る地盤改良工法は、地中に挿入したロッド先端部から所定の超高圧液を圧縮空気と共に地盤中に噴射させながらロッドを回転又は静止させた状態で引上げて地盤を切削し、切削時に噴射する硬化剤を地盤切削部分に充填して切削部分に円柱状又は略板状の固結体を造成する一方、生じるスラリーをロッドと地盤との間を通じて地上に排出していく地盤改良工法において、地上に排出された前記スラリーを所定の固化処理機に投入し、当該固化処理機で造粒固化して粒状の改良固化体とし、当該改良固化体が固化処理機から搬出後水と増強材と共に混練されて前記硬化剤とされ、前記ロッドに供給されるものである。
【００１０】
このように本発明においては、工事現場で発生する従来再利用しにくかった泥水を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする泥水再資源化技術に基づき、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することにより、泥水を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で改良固化体を利用できるために改良固化体の運送や保管の必要がなく、また、工事途中から改良固化体で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられる。さらに、現場で使用しきれずに余った改良固化体は他所でも用いることができ、無駄なく有効活用できる。
【００１１】
また、本発明に係る地盤改良工法は、掘削部及び撹拌翼を有するロッドを回転させつつ地中に挿入して地盤を切削し、切削時にロッド先端部から硬化剤を地盤切削部分に注入して、切削部分に円柱状の固結体を造成する一方、生じるスラリーを地上に排出していく地盤改良工法において、地上に排出された前記スラリーを所定の固化処理機に投入し、当該固化処理機で造粒固化して粒状の改良固化体とし、当該改良固化体が固化処理機から搬出後水と増強材と共に混練されて前記硬化剤とされ、前記ロッドに供給されるものである。
【００１２】
このように本発明においては、柱状地盤改良工事現場で発生する泥水を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする泥水再資源化技術に基づき、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することにより、泥水を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で改良固化体を利用できるために改良固化体の運送や保管の必要がなく、また、工事途中から改良固化体で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられる。さらに、現場で使用しきれずに余った改良固化体は他所でも用いることができ、無駄なく有効活用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る地盤改良工法による地盤改良状態説明図、図２は本実施の形態に係る地盤改良工法における固化処理機及びＣＪＧプラントの配置状態説明図である。
前記各図において本実施形態に係る地盤改良工法は、改良工事現場の地盤５０に挿入したロッド１０先端部から超高圧水を圧縮空気と共に地盤５０中に横方向へ噴射させながらロッド１０を回転させると共に引上げて地盤５０を切削し、且つ生じたスラリー４０を地上に排出し、同時に噴射する硬化剤を地盤切削部分に充填して切削部分に円柱状の固結体を造成する一方、地上に出てきたスラリー４０を固化処理機２０に投入し、固化処理機２０で造粒固化して粒状の改良固化体とし、この改良固化体を硬化剤の一部として混練後ロッド１０に供給して利用するものである。
【００１４】
地盤改良工程部分については、前記従来同様のコラムジェットグラウト（ＣＪＧ）工法によるものであり、ロッド１０及びその挿入装置（図示を省略）等については詳細な説明を省略する。このＣＪＧ工法による地盤改良のためにロッド挿入装置とは別にＣＪＧプラント１１が現場に設置される。ＣＪＧプラント１１は、硬化剤の一部となる土砂または改良固化体の粒度調整を行うサイクロンと、粒度調整後の土砂または改良固化体を水や増強剤（セメント）と共に混練するミキサと、混練されて得られたグラウトをロッド１０に送出すグラウトポンプとを少なくとも備えるものである。
なお、スラリー４０を造粒固化する方法及び固化処理機２０は、公知技術（特開平９−２９４９９８号公報、特開平１１−７６９９０号公報、特開２０００−７０９９７号公報など）に基づくものである。
【００１５】
前記固化処理機２０は、原料と添加剤を混合造粒する計量器付き混合造粒機と、原料が入るホッパーと、原料を分別する振動スクリーンと、分別された汚泥を混合造粒機に投入するスクリューコンベアと、添加剤を収容する添加剤タンクと、この添加剤タンクから供給された添加剤を混合造粒機に投入する添加剤計量ビンと、混合造粒機から排出された処理済材を受ける製品シュートと、これらの各機械装置を収容設置される移動可能なユニットフレームとを備える前記公知技術に記載される構成であり、詳細な説明を省略する。この固化処理機２０は移動可能となっており、各工事現場に運んで現場毎で処理作業を行える。
【００１６】
この固化処理機２０の他、地上に排出されたスラリーを汲上げるポンプ３０と、ポンプ３０で汲上げられたスラリー４０を貯溜する貯留槽３１と、貯溜槽３１内のスラリーを固化処理機２０へ移送、投入する移送機（バックホー）３２と、固化処理機２０から改良固化体をＣＪＧプラント１１へ搬出するベルトコンベア３３とを用いる。
【００１７】
次に、本実施形態に係る地盤改良工法を適用する地盤改良工事における泥水固化処理工程及び地盤への再投入工程について説明する。まず、地盤改良工程として、前記従来同様、地中に挿入したロッド１０先端部から超高圧水を圧縮空気と共に地盤５０中に横方向へ噴射させながらロッド１０を回転させると共に引上げて地盤５０を切削する。同時にロッド１０先端部から硬化剤を横方向に高圧噴射し、硬化剤を切削部分に充填して切削部分に円柱状の固結体を造成していく。工事当初の硬化剤は、あらかじめ用意された土砂と水、増強材（セメント）とを混練したグラウトとなっており、ＣＪＧプラント１１からロッド１０に供給されている。
一方、地盤切削により生じたスラリーは圧力により地上に排出され、地上に出てきたスラリー４０はポンプ３０で汲上げられ、貯留槽３１に貯溜される。貯溜槽３１内のスラリーは移送機３２で固化処理機２０へ移送される。
【００１８】
固化処理機２０において、スラリーはホッパーを経て振動スクリーンで異物を除去された後、計量され、あらかじめ設定された添加率に基づいて固化用の添加剤を添加される。これらスラリー及び添加剤は混合造粒機で撹拌混合される過程で造粒固化し、改良固化体として形成される。得られた改良固化体は、固化処理機２０からベルトコンベア３３でＣＪＧプラント１１へ搬出される。この改良固化体搬出まではスラリー投入から約５分かかる。
【００１９】
搬出された改良固化体はＣＪＧプラント１１のサイクロンで粒度調整後、水と増強材と共にミキサに投入され、混練されてグラウトとされる。このグラウトがグラウトポンプでロッド１０に供給され、硬化剤として地中に噴射される。
こうして地中から地上に排出されたスラリー４０が地上で処理されて硬化剤の一部として利用される循環利用状態が確立し、硬化剤の一部として別の土砂等をＣＪＧプラント１１へ投入する必要はなくなると共に、外部への廃棄物排出も発生しない。地盤改良工事終了後、余った改良固化体は他所へ移送して前記同様の硬化剤の一部とされるほか、盛土や路床材等に用いることができ、無駄なく有効活用できる。
【００２０】
このように、本実施形態に係る地盤改良工法においては、工事現場で発生するスラリー４０を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする固化処理機２０を利用して、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することから、スラリー４０を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で改良固化体を利用できるために改良固化体の運送や保管の必要がなく、また、工事途中から改良固化体で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられる。
【００２１】
なお、前記実施形態に係る地盤改良工法において、地盤改良そのものについてはＣＪＧ工法を用いているが、これに限らず、地盤切削用の超高圧水の代りに超高圧硬化剤液を用いて切削と充填をまとめて行えるＪＳＧ工法等、硬化剤を地中に注入する一方で泥水が連続的に生じる他の工法を利用してもかまわない。また、こうした超高圧の液体を噴射して地盤を切削して行う地盤改良工法に限らず、掘削部と撹拌翼を備えたロッドを回転させながら地盤に挿入して地盤を切削し、同時に硬化剤を注入して掘削で生じた土砂と硬化剤とを撹拌翼の回転により撹拌しつつ混合して切削部分に円柱状の固結体を造成していく柱状地盤改良工法に適用することもでき、前記同様地上に排出される泥水を処理して得た改良固化体を硬化剤の一部として地中に注入して再利用できる。
また、前記実施形態に係る地盤改良工法においては、スラリー４０を造粒固化する方法として、前記公知技術を用いているが、これに限らず、物理的処理や化学的処理を適宜組合わせて泥水を短時間で造粒固化する他の方法を用いることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、工事現場で発生する従来再利用しにくかった泥水を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする泥水再資源化技術に基づき、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することにより、泥水を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で改良固化体を利用できるために改良固化体の運送や保管の必要がなく、また、工事途中から改良固化体で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられるという効果を奏する。さらに、現場で使用しきれずに余った改良固化体は他所でも用いることができ、無駄なく有効活用できるという効果を有する。
【００２３】
また、本発明によれば、柱状地盤改良工事現場で発生する泥水を、多様な性状の泥水を極短時間で安定した固形粒状材料とする泥水再資源化技術に基づき、短時間で造粒固化して安定且つ均質な改良固化体とし、現場で直ちに再利用することにより、泥水を廃棄物として排出せずに済み、且つ現場で改良固化体を利用できるために改良固化体の運送や保管の必要がなく、また、工事途中から改良固化体で置換えられることで工事用に別途用意する土砂材料を必要最小限にとどめることができ、泥水再資源化に伴う工事コスト上昇を抑えられるという効果を有する。さらに、現場で使用しきれずに余った改良固化体は他所でも用いることができ、無駄なく有効活用できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る地盤改良工法による地盤改良状態説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る地盤改良工法における固化処理機及びＣＪＧプラントの配置状態説明図である。
【図３】従来の地盤改良工法による地盤改良状態説明図である。
【符号の説明】
１０    ロッド
１１    ＣＪＧプラント
２０    固化処理機
３０    ポンプ
３１    貯留槽
３２    移送機
３３    ベルトコンベア
４０    スラリー
５０    地盤
５１    ガイド孔
【図１】
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【図２】
2004169277.tif 000004
【図３】
2004169277.tif 000005