(57)【要約】【課題】  コストや環境負荷低減という面に加え、施工の容易さや地盤改良効果という面において、より一層改善されたグラウトおよび地盤を固結する方法を提供する。【解決手段】  本発明に係るグラウトは、地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなる。本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法によれば、地盤が固結する速度を調節することができることから、例えば、注入途中でのグラウトの固化を防止することができる他、地盤を均一に固結させることや地盤の固結に要する時間の調整を容易に行うことができる。【選択図】  図９
2012172060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなるグラウト。
【請求項２】
カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩がリン酸カルシウムである、請求項１に記載のグラウト。
【請求項３】
カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩がリン酸カルシウムを除くカルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸カルシウムを除くリン酸塩である、請求項１に記載のグラウト。
【請求項４】
地盤を固結する方法であって、下記（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の工程を有する前記方法；
（ｉ）地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を前記地盤に加える工程、
（ｉｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、
（ｉｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを前記カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩の量に応じて上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程。
【請求項５】
地盤を固結する方法であって、下記（ｉｖ）、（ｖ）、（ｖｉ）および（ｖｉｉ）の工程を有する前記方法；
（ｉｖ）リン酸カルシウム水溶液を調製する工程、
（ｖ）前記リン酸カルシウム水溶液および地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸を前記地盤に加える工程、
（ｖｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、
（ｖｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウトおよび地盤を固結する方法に関し、より詳細には、アミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなるグラウトおよびこれらを用いた地盤を固結する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木などの分野においては、地盤の割れ目や空隙などの不良箇所の改良、軟弱地盤の強度改善、透水性地盤の透水性改善、あるいは湧き水箇所の防水を目的として、グラウトと呼ばれる注入材を用いるグラウト注入工法が広く採用されている。特に近年、微生物によるセメント物質生成のメカニズムを利用して透水性の制御および地盤強度の向上を図るべく、バイオグラウトと呼ばれる、微生物を用いた新しいグラウトによる地盤改良技術の開発が進められている。
【０００３】
バイオグラウトは、概ね、（１）化学反応のみによるグラウトと比較して結晶化反応などが比較的ゆっくりと進行することから、地盤改良に要する時間の調整が容易である、（２）環境負荷が小さい、（３）コストを抑えた技術開発が期待できる、といったメリットを有している。
【０００４】
これまでに報告されているバイオグラウトを用いた地盤を改良する方法としては、例えば、カルシウムイオン、グルコースおよびｐＨバッファーを含む溶液を地盤に加え、同時に加えた酵母または地盤中の微生物にグルコースを代謝分解させて二酸化炭素を発生させ、発生させた二酸化炭素とカルシウムイオンとを反応させて炭酸カルシウムを析出させることにより地盤を改良する方法（特許文献１、非特許文献１）や、尿素およびウレアーゼ産生菌を地盤に加え、ウレアーゼ産生菌に尿素を代謝分解させてアンモニアを発生させ、ｐＨを調整するとともに、尿素を代謝分解させて二酸化炭素を発生させ、発生させた二酸化炭素とカルシウムイオンとを反応させて炭酸カルシウムを析出させることにより地盤を改良する方法（特許文献２、非特許文献２）、アルカリ性である活性シリカ溶液、グルコースならびに酵母または対象地盤の土中に存在する微生物を培養したものを地盤に加え、酵母または対象地盤の土中に存在する微生物を培養したものの代謝により二酸化炭素を発生させ、発生させた二酸化炭素によりゲル化を促進することにより地盤を改良する方法（特許文献３、非特許文献３）などを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６９９４０号
【特許文献２】特表２００８−５２４０９６号
【特許文献３】特開２００９−１５５８５５号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】川▲崎▼ら、応用地質、第４７巻、第１号、第２−１２頁、２００６年
【非特許文献２】Ｈａｒｋｅｓ Ｍ．Ｐ．ら、Ｅｃｏｌ．Ｅｎｇ．、第３６巻、第１１２−１１７頁、２０１０年
【非特許文献３】寺島ら、土木学会論文集Ｃ、第６５巻、第１号、第１２０−１３０頁、２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、改良の対象となる地盤の物理化学特性は千差万別であり、それらに対応するために、より多様なグラウトや地盤改良技術の開発が望まれている。また、コストや環境負荷の低減という面からも、従来のグラウトや地盤改良技術について、より一層の改善が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、コストや環境負荷低減という面に加え、施工の容易さや地盤改良効果という面において、より一層改善されたグラウトおよび地盤を固結する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】
【０００９】
本発明者らは、グラウト中のカルシウム塩やリン酸塩の種類や混合割合を変化させることにより、リン酸カルシウムを主成分とする析出物の形態や体積を制御できること、およびアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸塩を含んでなるグラウトが、アミノ酸の適度な地盤ｐＨ上昇作用により析出物の再溶解を防ぎ、またリン酸カルシウムの結晶化を促進することを見出し、下記の各発明を完成させた。
【００１０】
（１）地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなるグラウト。
【００１１】
（２）カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩がリン酸カルシウムである、（１）に記載のグラウト。
【００１２】
（３）カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩がリン酸カルシウムを除くカルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸カルシウムを除くリン酸塩である、（１）に記載のグラウト。
【００１３】
（４）地盤を固結する方法であって、下記（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の工程を有する前記方法；（ｉ）地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を前記地盤に加える工程、（ｉｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、（ｉｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを前記カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩の量に応じて上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程。
【００１４】
（５）地盤を固結する方法であって、下記（ｉｖ）、（ｖ）、（ｖｉ）および（ｖｉｉ）の工程を有する前記方法；（ｉｖ）リン酸カルシウム水溶液を調製する工程、（ｖ）前記リン酸カルシウム水溶液および地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸を前記地盤に加える工程、（ｖｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、（ｖｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法によれば、地盤が固結する速度を調節することができることから、例えば、注入途中でのグラウトの固化を防止することができる他、地盤を均一に固結させることや地盤の固結に要する時間の調整を容易に行うことができる。また、本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法により地盤中に生じるリン酸カルシウムは、骨の主成分でもあり、安全で無害な物質であることから、本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法によれば、環境に負荷をかけず、安全無害に地盤の改良や固結を行うことができる。なお、地盤中に生じたリン酸カルシウムは、既報（図１；Ｔｕｎｇ Ｍ．Ｓ．ら、Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、第１−１９頁、１９９８年）に示されているように、時間の経過により強度の大きいハイドロキシアパタイトに変化することから、本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法によれば、地盤強度を長期間に亘って向上させることができる。さらに、本発明に係るグラウトや地盤を固結する方法は、入手が容易で安価なリン酸アンモニウムや硝酸カルシウムなどの肥料成分を用いていることから、コストがかからないうえに、施工後の地盤は農業用試料としてリサイクルが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】時間の経過およびリン酸塩濃度の変化に伴う、リン酸カルシウムの結晶形態の変化を示す図である。図中、縦軸はリン酸塩濃度を、横軸は時間をそれぞれ示す。
【図２】リン酸カルシウムの溶解度と溶液のｐＨとの関係を示す図である。図中、縦軸はカルシウムイオン濃度を、横軸はｐＨをそれぞれ示す。
【図３】リン酸一アンモニウム｛ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（以下、「ＭＡＰ」という。）｝、リン酸二アンモニウム｛（ＮＨ４）２ＨＰＯ４（以下、「ＤＡＰ」という。）｝および硝酸カルシウム｛Ｃａ（ＮＯ３）２（以下、「ＣＮ」という。）｝の混合割合を変化させた水溶液について、ｐＨを測定した結果を示す図である。図中、縦軸はｐＨを示し、横軸は、サンプル名（数字部分）に対応したＭＡＰとＤＡＰの混合割合を示す。
【図４】ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させた水溶液について、ｐＨと析出物体積比および析出物の形態との相関関係を示す図である。図中、縦軸は析出物体積比を示し、横軸はｐＨを示す。また、析出物の形態をプロットの形状（○、□または△）で示し、ＭＡＰとＤＡＰの混合割合を色（黒、灰または白）で示す。
【図５】ＭＡＰ、ＤＡＰおよび酢酸カルシウム｛Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２（以下、「ＣＡ」という。）}の混合割合を変化させた水溶液について、ｐＨと析出物体積比および析出物の形態との相関関係を示す図である。図中、縦軸は析出物体積比を示し、横軸はｐＨを示す。また、析出物の形態をプロットの形状（○、□または△）で示す。
【図６】ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させた水溶液のうち、ＣＮ−Ｃ−ｃ０、ＣＮ−Ｃ−ｃ１、ＣＮ−Ｃ−ｃ２、ＣＮ−Ｃ−ｃ３、ＣＮ−Ｃ−ｃ４、ＣＮ−Ｃ−ｃ５、ＣＮ−Ｃ−ｃ６、ＣＮ−Ｃ−ｃ７、ＣＮ−Ｃ−ｃ８、ＣＮ−Ｃ−ｃ９およびＣＮ−Ｃ−ｃ１０について、析出物の体積を示す図である。図中、各サンプルにおけるＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合ならびにｐＨの測定結果を各サンプル名の下部に示す。
【図７】終濃度を変化させた水溶液について、析出物の体積および形態を観察した結果を示す図である。図中、各サンプルの終濃度を各サンプル名の下部に示す。
【図８】さまざまな濃度のアスパラギン水溶液、グルタミン水溶液、グリシン水溶液、尿素水溶液および脱イオン水を加えた土のｐＨを測定した結果を示す図である。図中、縦軸はｐＨを示し、横軸は各水溶液および脱イオン水を添加後、経過した日数を示す。
【図９】アミノ酸を含まない陰性対照のグラウトに土を加えたサンプル（コントロールサンプル）および本発明に係るグラウトに土を加えたサンプル（試験サンプル）について、ｐＨを測定した結果および析出物の形態を観察した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るグラウトおよび地盤を固結する方法について詳細に説明する。本発明に係るグラウトは、地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなる。
【００１８】
「グラウト」とは、一般に、地盤改良、構築物の隙間や目地、ひび割れなどに注入、充填するセメントペースト、モルタル、薬液などのことをいい、本発明においては地盤の固結や改良などを目的とする地盤を対象とした注入材をいう。本発明における「グラウト」は、そのような注入材であればその形態は特に限定されず、例えば、液状のものやゲル状のもの、固形状のもの、液体とゲルとが混じり合った状態のもの、液体と固形物とが混じり合った状態のもの、ゲルと固形物とが混じり合った状態のもの、液体とゲルと固形物とが混じり合った状態のものを挙げることができる。また、「バイオグラウト」いう場合は、微生物代謝を利用したグラウトをいう。
【００１９】
グラウトは対象となる地盤に応じた態様で用いることができるが、使用態様は特に限定されず、例えば、散布、注入、割裂、混練などの手法によりグラウトをそのまま用いてもよく、固形状のグラウトの場合、例えば、溶媒に溶解、半溶解、懸濁させて同様の手法により用いてもよく、粉砕したものや結晶状のものを散布、混練などしてもよい。また、グラウトは同じ地盤に対して１度のみならず繰り返し用いることができ、繰り返し用いる場合はその態様を変化させて用いることができる。
【００２０】
「地盤」とは、一般には地の表面（地表）、地殻、工作物その他を据え置く基礎となる土地をいう（広辞苑第六版、岩波書店）が、本発明においては、地表や地殻などにとどまらず、地表から地下深部に至る範囲を指す。また、その主な構成物質としては、例えば、粘土（地質学においては粒径が３．９μｍ未満のもの）やシルト（地質学においては粒径が３．９μｍ以上６２．５μｍ未満のもの、粘土とシルトを合わせて泥という場合がある）、砂（地質学においては粒径が６２．５μｍ以上２ｍｍ未満のもの）、礫（地質学においては粒径が２ｍｍ以上のもの）などの砕屑物、これら砕屑物を含む軟質または硬質粘性土、砂質土、礫質土、砂利、土、石、岩、岩盤またはこれらが混合されたものなどを挙げることができる。なお、本発明において、「地盤」は、「土」、「土壌」、「砕屑物」、「砂利」、「石」、「岩」または「岩盤」と交換可能に用いられる。
【００２１】
本発明における「微生物」は、アミノ酸を代謝分解してアンモニアを発生させる性質を有するものであれば特に限定されず、そのような微生物としては、例えば、細菌、藻類、原生生物、菌類などを挙げることができ、そのような微生物から選択することができる１または２以上の微生物を用いることができる。また、その態様もまた限定されず、例えば、微生物塊などの態様のものを挙げることができる。また、本発明における「地盤中の微生物」としては、本発明に係るグラウトの投与や本発明に係る地盤を固結する方法の施工対象となる地盤中に、その投与や施工の前から存在するものの他、投与時や施工時またはそれ以降に地盤へ加えたものやこれらを併せたものを挙げることができる。投与時や施工時またはそれ以降に地盤へ加える場合は、例えば、乳酸菌やイースト菌、納豆菌など、従来食品に利用されていて市販されている微生物や、その投与や施工の対象である地盤または当該地盤以外の地盤から採取したものなどを用いることができる。さらに、微生物は当該投与後または施工後において繰り返し加えることができる。
【００２２】
本発明における「微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸」としては、例えば、システイン、ヒスチジン、イソロイシン、メチオニン、セリン、バリン、アラニン、グリシン、ロイシン、プロリン、トレオニン、フェニルアラニン、アルギニン、チロシン、トリプトファン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、リジン、シスチン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン、チロキシン、α−ホスホセリン、デスモシン、β−アラニン、サルコシン、オルニチン、クレアチン、γアミノ酪酸、オパイン、テアニン、トリコロミン酸、カイニン酸、ドウモイ酸、イボテン酸、アクロメリン酸などを挙げることができ、本発明においてはそのようなアミノ酸から選択することができる１または２以上のアミノ酸を用いることができる。
【００２３】
本発明における「カルシウム塩」としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、乳酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウムなどを挙げることができ、本発明においてはそのようなカルシウム塩から選択することができる１または２以上のカルシウム塩を用いることができる。また、例えば、「炭酸カルシウム」という場合は炭酸カルシウムの他に炭酸水素カルシウムを、「リン酸カルシウム」という場合はリン酸カルシウムの他にリン酸水素カルシウムやリン酸三カルシウムをそれぞれ含む趣旨であり、以下、他の化合物についても同様の趣旨である。
【００２４】
本発明における「リン酸塩」としては、例えば、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘキサメンタリン酸ナトリウム、リン酸カリウム、メタリン酸カリウム、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸カルシウム、リン酸リチウム、６フッ化リン酸リチウムなどを挙げることができ、本発明においてはそのようなリン酸塩から選択することができる１または２以上のリン酸塩を用いることができる。
【００２５】
本発明に係る「地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を含んでなるグラウト」には、本発明の特徴を損なわない限りにおいて他の物質を含んでもよく、そのような物質としては、例えば、その他の微生物、糖類、ミネラル、アミノ酸以外の有機窒素源などの微生物の代謝を促進する物質、ｐＨ調整（緩衝）剤、硬化材、膨張剤、流動化剤、アルミナセメント、細骨材、凝結調整剤、増粘剤、消泡剤、ハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル、スラグ、珪藻土、白土、ベントナイトなどの粘土鉱物、および珪石粉、火山灰などの天然珪酸鉱物、焼却灰、高炉スラグなどを挙げることができる。
【００２６】
本発明に係るグラウトは、地盤中においてリン酸カルシウムを析出ないし存在させることにより地盤を固結ないし改良させることを目的としている。地盤中において析出ないし存在させるリン酸カルシウムは、カルシウム塩とリン酸塩とから析出ないし存在させてもよく、例えば、本発明に係るグラウトが微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸とリン酸カルシウム水溶液とを含んでなる場合に、地盤中で発生したアンモニアにより地盤中のｐＨを上昇させてリン酸カルシウムを析出ないし存在させてもよい。
【００２７】
すなわち、本発明における「カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩」は、「リン酸カルシウム」または「リン酸カルシウムを除くカルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸カルシウムを除くリン酸塩」でもよい。
【００２８】
次に、本発明は地盤を固結する方法を提供する。本発明に係る地盤を固結する方法は、（ｉ）地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩を前記地盤に加える工程、
（ｉｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、
（ｉｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを前記カルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩の量に応じて上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程、
以上（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の工程を有する。なお、本発明に係る地盤を固結する方法において、上述した本発明に係るグラウトの構成と同等または相当する構成については再度の説明を省略する。
【００２９】
工程（ｉ）における「地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸やリン酸塩」は、予め混合したものを地盤に加えてもよく、それぞれ別々に地盤に加えてもよい。また、それらが固形状の場合は、粉砕したものや結晶状ものなどを地盤に加えてもよく、溶媒に溶解、半溶解、懸濁させたものを地盤に加えてもよい。
【００３０】
本発明において、リン酸カルシウムは、カルシウム塩に由来するカルシウムイオンと、リン酸やリン酸塩に由来するリン酸イオン、ピロリン酸イオン、リン酸水素イオンなどのイオンとが反応して生成する。また、カルシウム塩に由来するイオンならびにリン酸やリン酸塩に由来するイオンに加えて、フッ化物イオンや塩化物イオンなどの地盤中の成分が反応して生成する場合もある。
【００３１】
ここで、本発明におけるリン酸カルシウムとしては上述した通りであるが、より具体的には、リン酸二水素カルシウム一水和物、リン酸二水素カルシウム無水物、リン酸二カルシウム無水物、リン酸二カルシウム二水和物、リン酸八カルシウム、β−リン酸三カルシウム、α−リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ｗｈｉｔｌｏｃｋｉｔｅ、ハイドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、クロロアパタイト、炭酸含有アパタイトなどを挙げることできる。
【００３２】
地盤中においてアンモニアを発生させることにより上昇させるｐＨの範囲は、後述の実施例２で示すように、地盤に加えるカルシウム塩やリン酸、リン酸塩の量に応じて、適宜、設定することができる。また、その上昇させるｐＨの範囲については、既報（図２；Ｔｕｎｇ Ｍ．Ｓ．ら、Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、第１−１９頁、１９９８年）に示されるように、リン酸カルシウムの溶解度はその種類を問わずｐＨに応じて変化する他、リン酸カルシウムの種類によって溶解度が最小となるｐＨは異なることから、これらの既報に従い、析出させたいリン酸カルシウムの種類に応じて、上昇させるｐＨの範囲を適宜設定することができる。さらに、水質汚濁防止法の水質基準値であるｐＨ５．８〜８．６を満たす範囲で適宜設定することができる。
【００３３】
地盤に加えるリン酸やリン酸塩の量については、既報（Ｔｕｎｇ Ｍ．Ｓ．ら、Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、第１−１９頁、１９９８年）に示されるように、リン酸塩濃度の低下と共にリン酸カルシウムの結晶化が進行する（図１）場合があることから、これらの既報に従い、地盤に加えるリン酸やリン酸塩の量を適宜設定することができる。
【００３４】
工程（ｉ）において加えるカルシウム塩ならびにリン酸および／またはリン酸塩のｐＨ（ＧｐＨ）は、１＜ＧｐＨ＜１１が好ましく、１＜ＧｐＨ≦１０がより好ましく、１＜ＧｐＨ≦９がさらに好ましく、１＜ＧｐＨ≦８がよりさらに好ましい。すなわち、水質汚濁防止法の水質基準値であるｐＨ５．８〜８．６を満たす範囲である５．８≦ＧｐＨ≦８．６とすることもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る地盤を固結する方法の第２の態様は、
（ｉｖ）リン酸カルシウム水溶液を調製する工程、
（ｖ）前記リン酸カルシウム水溶液および地盤中の微生物によって代謝分解されてアンモニアを発生させるアミノ酸を前記地盤に加える工程、
（ｖｉ）前記アミノ酸を前記地盤中の微生物に代謝分解させてアンモニアを発生させる工程、
（ｖｉｉ）前記アンモニアにより前記地盤のｐＨを上昇させてリン酸カルシウムを地盤中に析出させる工程、
以上（ｉｖ）、（ｖ）、（ｖｉ）および（ｖｉｉ）の工程を有する。
【００３６】
工程（ｉｖ）における「リン酸カルシウム水溶液」は、リン酸カルシウムを溶媒に溶解させることにより調製してもよく、リン酸カルシウムを除くリン酸塩またはリン酸とリン酸カルシウムを除くカルシウム塩とを溶媒に溶解させることにより調製してもよい。ここで、本発明において、リン酸カルシウム水溶液には、リン酸カルシウムが完全に溶解した溶液の他、リン酸カルシウムの懸濁液やコロイド溶液も含む。
【００３７】
工程（ｖ）の「アミノ酸」の使用態様については、上述した工程（ｉ）と同様である。
【００３８】
本発明に係る地盤を固結する方法には、その特徴を損なわない限り、他の工程を含んでもよく、他の工程としては、例えば、上述した本発明に係るグラウトに含ませることができる各物質を加える工程の他、地盤をボーリングする工程、地盤を攪拌する工程、地盤を洗浄する工程、地盤中に析出ないし存在するリン酸カルシウムを検出する工程を挙げることができる。
【００３９】
本発明に係る地盤を固結する方法により、リン酸カルシウムを主として地盤の間隙に析出させることができ、地盤を固結することができる他、透水性の低下や地盤強度の向上といった地盤改良効果が得られる。
【００４０】
以下、本発明に係るグラウトおよび地盤を固結する方法について、実施例に基づいて説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施例によって示される特徴に限定されない。
【実施例】
【００４１】
＜実施例１＞ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させた水溶液におけるｐＨの検討
（１）水溶液の調製
リン酸一アンモニウム｛ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４；和光純薬社（以下、「ＭＡＰ」という。）｝、リン酸二アンモニウム｛（ＮＨ４）２ＨＰＯ４；和光純薬社（以下、「ＤＡＰ」という。）｝および硝酸カルシウム｛Ｃａ（ＮＯ３）２；和光純薬社（以下、「ＣＮ」という。）｝をそれぞれ２ｍｏｌ／Ｌとなるように脱イオン水に溶解して、ＭＡＰ水溶液、ＤＡＰ水溶液およびＣＮ水溶液を調製した。
【００４２】
続いて、ラコムテスターｐＨ計（防水型ｐＨＳｐｅａｒ；アズワン社）を用いて各水溶液の水素イオン濃度（以下ｐＨとする）を測定した。その結果を以下に示す。
【００４３】
ＭＡＰ水溶液：ｐＨ４．０〜４．５
ＤＡＰ水溶液：ｐＨ７．８〜８．３
ＣＮ水溶液  ：ｐＨ４．０〜６．０
【００４４】
次に、ＭＡＰ水溶液とＤＡＰ水溶液とを様々な割合で混合して２ｍｏｌ／Ｌのリン酸アンモニウム水溶液を調製した。続いて、リン酸アンモニウム水溶液とＣＮ水溶液とをさまざまな割合で混合することにより、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合が異なる水溶液を計７７サンプル調製して、ａ０〜ａ１０、ｂ０〜ｂ１０、ｃ０〜ｃ１０、ｄ０〜ｄ１０、ｅ０〜ｅ１０、ｆ０〜ｆ１０およびｇ０〜ｇ１０とした。各サンプルにおけるＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合、各サンプルの終濃度ならびにリン酸源（リン酸イオン；以下Ｐとする）およびカルシウム源（カルシウムイオン：以下Ｃａとする）の終濃度を以下の表１に示す。
【００４５】
【表１】
2012172060.tif 000003
【００４６】
（２）水溶液のｐＨ測定
本実施例（１）の各サンプルについて、２０℃で３ヶ月間静置した後、ラコムテスターｐＨ計（防水型ｐＨＳｐｅａｒ；アズワン社）を用いてｐＨを測定した。その測定結果を図３に示す。
【００４７】
それぞれ図３Ａ、Ｂ、Ｃに属するサンプル同士でｐＨを比較すると、図３Ａ、ＢおよびＣに示すように、ａ０〜ａ１０ではａ０＜ａ１＜ａ２＜ａ３＜ａ４＜ａ５＜ａ６＜ａ７＜ａ８＜ａ９＜ａ１０、図３Ａに示すように、ｂ０〜ｂ１０ではｂ０＜ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４＜ｂ５＜ｂ６＜ｂ７＜ｂ８＜ｂ９＜ｂ１０、ｃ０〜ｃ１０ではｃ０＜ｃ１＜ｃ２＜ｃ３＜ｃ４＜ｃ５＜ｃ６＜ｃ７＜ｃ８＜ｃ９＜ｃ１０、図３Ｂに示すように、ｄ０〜ｄ１０ではｄ０＜ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４＜ｄ５＜ｄ６＜ｄ７＜ｄ８＜ｄ９＜ｄ１０、ｅ０〜ｅ１０ではｅ０＜ｅ１＜ｅ２＜ｅ３＜ｅ４＜ｅ５＜ｅ６＜ｅ７＜ｅ８＜ｅ９＜ｅ１０、図３Ｃに示すように、ｆ０〜ｆ１０ではｆ０＜ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４＜ｆ５＜ｆ６＜ｆ７＜ｆ８＜ｆ９＜ｆ１０およびｇ０〜ｇ１０ではｇ０＜ｇ１＜ｇ２＜ｇ３＜ｇ４＜ｇ５＜ｇ６＜ｇ７＜ｇ８＜ｇ９＜ｇ１０であった。これらの結果から、ＭＡＰと比較してＤＡＰの混合割合が大きいほど、水溶液のｐＨが高いことが明らかになった。
【００４８】
また、図３Ａにおける、サンプル名の数字部分が同じサンプル同士でｐＨを比較すると、図３Ａに示すように、ｂ０＞ｃ０＞ａ０、ｂ１＞ｃ１＞ａ１、ｂ２＞ｃ２＞ａ２、ｂ３＞ｃ３＞ａ３、ｂ４＞ｃ４＞ａ４、ｂ５＞ｃ５＞ａ５、ｂ６＞ｃ６＞ａ６、ｂ７＞ｃ７＞ａ７、ｂ８＞ｃ８＞ａ８、ｂ９＞ｃ９＞ａ９およびｂ１０＞ｃ１０＞ａ１０であった。これらの結果から、リン酸源の終濃度に対してカルシウム源の終濃度が小さいほど、水溶液のｐＨが高いことが明らかになった。
【００４９】
また、図３Ｂにおける、サンプル名の数字部分が同じサンプル同士でｐＨを比較すると、図３Ｂに示すように、ｄ０＞ｅ０＞ａ０、ｄ１＞ｅ１＞ａ１、ｄ２＞ｅ２＞ａ２、ｄ３＞ｅ３＞ａ３、ｄ４＞ｅ４＞ａ４、ｄ５＞ｅ５＞ａ５、ｄ６＞ｅ６＞ａ６、ｄ７＞ｅ７＞ａ７、ｄ８＞ｅ８＞ａ８、ｄ９＝ａ９＞ｃ９およびｄ１０＜ｅ１０＜ａ１０であった。これらの結果から、ＭＡＰ：ＤＡＰ＝１：９よりもＤＡＰの混合割合が小さい場合は、水溶液の終濃度が大きいほどｐＨが低く、ＭＡＰ：ＤＡＰ＝１：９よりもＤＡＰの混合割合が大きい場合は、水溶液の終濃度が大きいほどｐＨが高いことが明らかになった。
【００５０】
また、図３Ｃにおける、サンプル名の数字部分が同じサンプル同士でｐＨを比較すると、図３Ｃに示すように、ｆ０≒ｇ０≒ａ０、ｆ１≒ｇ１≒ａ１、ｆ２≒ｇ２≒ａ２、ｆ３≒ｇ３≒ａ３、ｆ４≒ｇ４≒ａ４、ｆ５≒ｇ５≒ａ５、ｆ６≒ｇ６≒ａ６、ｆ７≒ｇ７≒ａ７、ｆ８≒ｇ８＜ａ８、ｆ９≒ｇ９＜ａ９、ｆ１０≒ｇ１０＜ａ１０であった。これらの結果から、ＭＡＰ：ＤＡＰ＝３：７よりもＤＡＰの混合割合が小さい場合は、カルシウム源の終濃度１ｍｏｌ／Ｌに対して、リン酸源の濃度を０．１ｍｏｌ／Ｌから１ｍｏｌ／Ｌの間で変化させてもｐＨはほとんど変化せず、ＭＡＰ：ＤＡＰ＝３：７よりもＤＡＰの混合割合が大きい場合において、カルシウム源の終濃度１ｍｏｌ／Ｌに対してリン酸源の濃度を１ｍｏｌ／Ｌとした場合は、同様にリン酸源の濃度を０．１ｍｏｌ／Ｌおよび０．５ｍｏｌ／Ｌとしたものと比較してｐＨが高いことが明らかになった。
【００５１】
以上の結果から、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させることにより、水溶液のｐＨを変化させることができることが明らかになった。特に、リン酸アンモニウム水溶液におけるＭＡＰとＤＡＰとの混合割合を変化させることにより、リン酸源およびカルシウム源の終濃度を変化させずに、水溶液のｐＨを変化させることができることが明らかになった。すなわち、当該水溶液にアミノ酸を加えたグラウトにおいても、リン酸源およびカルシウム源の終濃度を変化させずにグラウトのｐＨを変化させることができることが示された。
【００５２】
＜実施例２＞水溶液のｐＨと析出物の体積および形態との関係の検討
（１）水溶液の調製
実施例１（１）に記載の方法により、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させた水溶液を計１７６サンプル調製して、ＣＮ−Ａ−ａ０〜ＣＮ−Ａ−ａ１０、ＣＮ−Ａ−ｂ０〜ＣＮ−Ａ−ｂ１０、ＣＮ−Ａ−ｃ０〜ＣＮ−Ａ−ｃ１０、ＣＮ−Ａ−ｄ０〜ＣＮ−Ａ−ｄ１０、ＣＮ−Ｂ−ａ０〜ＣＮ−Ｂ−ａ１０、ＣＮ−Ｂ−ｂ０〜ＣＮ−Ｂ−ｂ１０、ＣＮ−Ｂ−ｃ０〜ＣＮ−Ｂ−ｃ１０、ＣＮ−Ｂ−ｄ０〜ＣＮ−Ｂ−ｄ１０、ＣＮ−Ｃ−ａ０〜ＣＮ−Ｃ−ａ１０、ＣＮ−Ｃ−ｂ０〜ＣＮ−Ｃ−ｂ１０、ＣＮ−Ｃ−ｃ０〜ＣＮ−Ｃ−ｃ１０、ＣＮ−Ｃ−ｄ０〜ＣＮ−Ｃ−ｄ１０、ＣＮ−Ｄ−ａ０〜ＣＮ−Ｄ−ａ１０、ＣＮ−Ｄ−ｂ０〜ＣＮ−Ｄ−ｂ１０、ＣＮ−Ｄ−ｃ０〜ＣＮ−Ｄ−ｃ１０およびＣＮ−Ｄ−ｄ０〜ＣＮ−Ｄ−ｄ１０とした。各サンプルにおけるＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合、ならびにリン酸源およびカルシウム源の終濃度を以下の表２に示す。
【００５３】
【表２】
2012172060.tif 000004
【００５４】
また、ＣＮを酢酸カルシウム｛Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２；和光純薬社（以下、「ＣＡ」という）}に代えて、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＡの混合割合を変化させた水液を計１３２サンプル調製して、ＣＡ−Ａ−ａ０〜ＣＡ−Ａ−ａ１０、ＣＡ−Ａ−ｂ０〜ＣＡ−Ａ−ｂ１０、ＣＡ−Ａ−ｃ０〜ＣＡ−Ａ−ｃ１０、ＣＡ−Ｂ−ａ０〜ＣＡ−Ｂ−ａ１０、ＣＡ−Ｂ−ｂ０〜ＣＡ−Ｂ−ｂ１０、ＣＡ−Ｂ−ｃ０〜ＣＡ−Ｂ−ｃ１０、ＣＡ−Ｃ−ａ０〜ＣＡ−Ｃ−ａ１０、ＣＡ−Ｃ−ｂ０〜ＣＡ−Ｃ−ｂ１０、ＣＡ−Ｃ−ｃ０〜ＣＡ−Ｃ−ｃ１０、ＣＡ−Ｄ−ａ０〜ＣＡ−Ｄ−ａ１０、ＣＡ−Ｄ−ｂ０〜ＣＡ−Ｄ−ｂ１０およびＣＡ−Ｄ−ｃ０〜ＣＡ−Ｄ−ｃ１０とした。各サンプルにおけるＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＡの混合割合、ならびにリン酸源およびカルシウム源の終濃度を以下の表３に示す。
【００５５】
【表３】
2012172060.tif 000005
【００５６】
（２）水溶液のｐＨ測定、析出物の体積の測定および形態の観察
実施例１（２）に記載の方法により、本実施例（１）の各サンプルについて、２０℃にて３ヶ月間静置した後、ラコムテスターｐＨ計（防水型ｐＨＳｐｅａｒ；アズワン社）を用いてｐＨを測定した。また、析出物の体積を目視により測定して、水溶液の体積に占める析出物の体積の割合を算出し、これを析出物体積比（水溶液とリン酸カルシウムの体積が等しい場合を１．０とする）とした。また、析出物の形態を観察して、下記の三段階で評価した。なお、シンボルに付された色は下記の通り、サンプル名すなわちＭＡＰとＤＡＰとの混合割合を示す。
【００５７】
析出物の形態
○：結晶状（透明または白色の固形物）
□：ゲル状（容器を傾けても析出物が変形しない）
△：液状（容器を傾けると変形し、流動性を有する）
サンプル名（数値部分）とＭＡＰ：ＤＡＰ（比）
黒：０，１０：０
灰：１０，０：１０
白：１〜９，９：１〜１：９
【００５８】
なお、カルシウム塩およびリン酸塩を含んでなる水溶液における析出物の主成分は、カルシウム塩に由来するカルシウムイオンと、リン酸塩に由来するリン酸イオン、ピロリン酸イオン、リン酸水素イオンなどのイオンとが反応して生成するリン酸カルシウムである。リン酸カルシウムの結晶化は、一般に、ゲル状から結晶状へと進行する。また、リン酸カルシウムが液状となった場合は、時間経過に伴って、それ以上結晶化は進行せずに液状を維持する。また、リン酸カルシウムの体積はゲル状＞結晶状である。
【００５９】
続いて、各サンプルのｐＨ、析出物体積比および析出物の形態について、ｐＨを横軸、析出物体積比を縦軸にとったグラフにプロットした。これらのグラフは、リン酸源の終濃度とカルシウム源の終濃度とが同じであるサンプルごとに作成した。ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合を変化させた水溶液計１７６サンプルについての結果を図４に、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＡの混合割合を変化させた１３２サンプルについての結果を図５にそれぞれ示す。また、ＣＮ−Ｃ−ｃ０〜ＣＮ−Ｃ−ｃ１０について、析出物の体積を示す写真を図６に示す。
【００６０】
図４および図６に示すように、析出物体積比は、Ａ−ａ、Ａ−ｂ、Ａ−ｃ、Ａ−ｄ、Ｂ−ａ、Ｂ−ｂ、Ｂ−ｃ、Ｂ−ｄ、Ｃ−ａ、Ｃ−ｂ、Ｃ−ｃ、Ｃ−ｄ、Ｄ−ａ、Ｄ−ｂ、Ｄ−ｃおよびＤ−ｄのいずれのグラフにおいても、ｐＨが高いと析出物体積比が大きいこと、すなわち、ｐＨと析出体積比とがほぼ正の相関関係にあることが明らかになった。
【００６１】
また、析出物の形態は、Ａ−ａ、Ｂ−ａ、Ｂ−ｂ、Ｃ−ａ、Ｃ−ｂ、Ｃ−ｃ、Ｄ−ａおよびＤ−ｂにおいては、ｐＨが低いと析出物は結晶状であり、ｐＨが高いと析出物はゲル状であった。なお、Ｂ−ａにおいては、ｐＨが中性付近では、析出物は液状であった。一方、Ａ−ｂ、Ａ−ｃ、Ａ−ｄ、Ｂ−ｃ、Ｂ−ｄ、Ｃ−ｄ、Ｄ−ｃおよびＤ−ｄにおいては、ｐＨの変化にかかわらず、析出物は結晶状であった。
【００６２】
また、図５に示すように、析出物体積比は、Ａ−ｂおよびＡ−ｃのグラフにおいてはｐＨが高いと析出体積比が小さい一方で、Ａ−ａ、Ｂ−ａ、Ｂ−ｂ、Ｂ−ｃ、Ｃ−ａ、Ｃ−ｂ、Ｃ−ｃ、Ｃ−ｄ、Ｄ−ａ、Ｄ−ｂ、Ｄ−ｃおよびＤ−ｄのいずれのグラフにおいても、ｐＨが高いと析出物体積比が大きいこと、すなわち、ｐＨと析出物体積比とがほぼ正の相関関係にあることが明らかになった。
【００６３】
また、析出物の形態は、Ｂ−ａ、Ｂ−ｃ、Ｃ−ａ、Ｃ−ｂ、Ｃ−ｃ、Ｃ−ｄ、Ｄ−ａ、Ｄ−ｂ、Ｄ−ｃおよびＤ−ｄにおいては、ｐＨが低いと析出物は結晶状であり、ｐＨが高いと析出物はゲル状であった。一方、Ａ−ａおよびＢ−ｂにおいては、ｐＨの変化にかかわらず、析出物は結晶状であり、Ａ−ｂおよびＡ−ｃにおいては、ｐＨの変化にかかわらず、析出物は液状であった。
【００６４】
これらの結果から、水溶液のｐＨの上昇に伴って、リン酸カルシウムを主成分とする析出物の体積が大きくなることが明らかになった。すなわち、当該水溶液にアミノ酸を加えたグラウトにおけるｐＨをコントロールすることにより、リン酸カルシウムを主成分とする析出物の体積をコントロールすることができることが示された。
【００６５】
また、所定の混合割合の水溶液においては、水溶液のｐＨの上昇に伴って、リン酸カルシウムの結晶化の進行速度が遅くなる一方で、それとは異なる混合割合の水溶液においては、水溶液のｐＨの上昇にかかわらず、リン酸カルシウムの結晶化の進行速度があまり変化しないことが明らかになった。すなわち、当該水溶液にアミノ酸を加えたグラウトにおけるＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮもしくはＣＡの混合割合をコントロールすることにより、リン酸カルシウムの結晶化の進行速度をコントロールすることができることが示された。さらに、所定の混合割合の水溶液においては、ｐＨをコントロールすることにより、リン酸カルシウムの結晶化の進行速度をコントロールすることができることが明らかになった。
【００６６】
＜実施例３＞水溶液の濃度と析出物の体積および形態との関係の検討
（１）水溶液の調製
実施例１（１）に記載の方法により、ＭＡＰ、ＤＡＰおよびＣＮの混合割合が０：１０：１０であって、終濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．５ｍｏｌ／Ｌ、１．０ｍｏｌ／Ｌおよび１．５ｍｏｌ／Ｌである水溶液を調製し、ａ、ｂ、ｃおよびｄとした。
【００６７】
（２）析出物の体積および形態の観察
本実施例（１）のａ、ｂ、ｃおよびｄについて、２０℃で３ヶ月間静置した後、析出物の体積および形態を目視により観察した。その結果を図７に示す。
【００６８】
図７に示すように、析出物の体積はｂ＜ａ＜ｃ＜ｄであった。また、析出物の形態は、ａ、ｂおよびｃはゲル状であり、ｄは結晶状であった。
【００６９】
これらの結果から、水溶液の終濃度を変化させると、リン酸カルシウムを主成分とする析出物の体積およびリン酸カルシウムの結晶化の進行速度が変化することが明らかになった。すなわち、当該水溶液にアミノ酸を加えたグラウトの終濃度をコントロールすることにより、リン酸カルシウムを主成分とする析出物の体積やリン酸カルシウムの結晶化の進行速度をコントロールすることができることが示された。
【００７０】
＜実施例４＞アミノ酸による地盤ｐＨ上昇作用の検討
（１）アミノ酸水溶液および尿素水溶液の調製
アスパラギン、グルタミン、グリシンおよび尿素をそれぞれ下記の濃度となるよう脱イオン水に溶解して、アスパラギン水溶液、グルタミン水溶液、グリシン水溶液および尿素水溶液を調製した。
【００７１】
アスパラギン水溶液；０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１ｍｏｌ／Ｌ、約０．１５ｍｏｌ／Ｌ（飽和水溶液）
グルタミン水溶液；０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１ｍｏｌ／Ｌ、約０．２５ｍｏｌ／Ｌ（飽和水溶液）
グリシン水溶液；０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１ｍｏｌ／Ｌ、１．０ｍｏｌ／Ｌ
尿素水溶液；０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１ｍｏｌ／Ｌ、１．０ｍｏｌ／Ｌ
【００７２】
（２）地盤へのアミノ酸および尿素の添加
北海道大学農場および岡山大学農場から土をそれぞれ採取し、２５ｇずつに分けて、北海道大学農場の土を計１３サンプルおよび岡山大学農場の土を計１３サンプル用意した。北海道大学農場の土１３サンプルを、北１、北２、北３、北４、北５、北６、北７、北８、北９、北１０、北１１、北１２および北１３とし、岡山大学農場の土１３サンプルを、岡１、岡２、岡３、岡４、岡５、岡６、岡７、岡８、岡９、岡１０、岡１１、岡１２および岡１３とした。
【００７３】
続いて、本実施例（１）のアスパラギン水溶液、グルタミン水溶液、グリシン水溶液、尿素水溶液および脱イオン水を、下記のとおり各サンプルに３２．５ｍＬずつ添加した。
【００７４】
北１、岡１：    脱イオン水（コントロール）
北２、岡２：    アスパラギン水溶液      ０．０１ｍｏｌ／Ｌ
北３、岡３：    アスパラギン水溶液      ０．１  ｍｏｌ／Ｌ
北４、岡４：    アスパラギン水溶液    約０．１５ｍｏｌ／Ｌ（飽和水溶液）
北５、岡５：    グルタミン水溶液        ０．０１ｍｏｌ／Ｌ
北６、岡６：    グルタミン水溶液        ０．１  ｍｏｌ／Ｌ
北７、岡７：    グルタミン水溶液      約０．２５ｍｏｌ／Ｌ（飽和水溶液）
北８、岡８：    グリシン水溶液          ０．０１ｍｏｌ／Ｌ
北９、岡９：    グリシン水溶液          ０．１  ｍｏｌ／Ｌ
北１０、岡１０：グリシン水溶液          １      ｍｏｌ／Ｌ
北１１、岡１１：尿素水溶液              ０．０１ｍｏｌ／Ｌ
北１２、岡１２：尿素水溶液              ０．１  ｍｏｌ／Ｌ
北１３、岡１３：尿素水溶液              １      ｍｏｌ／Ｌ
【００７５】
（３）ｐＨの測定
本実施例（２）の各サンプルを６週間静置し、その間の０日目（サンプル調製直後）、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目に、ラコムテスターｐＨ計（防水型ｐＨＳｐｅａｒ；アズワン社）を用いて土のｐＨを測定した。
【００７６】
ｐＨの測定結果について、添加した水溶液の種類ごとにグラフに表した。北１、北２、北３および北４についてのグラフを図８のＡに、岡１、岡２、岡３および岡４についてのグラフを図８のＢに、北１、北５、北６および北７についてのグラフを図８のＣに、岡１、岡５、岡６および岡７についてのグラフを図８のＤに、北１、北８、北９および北１０についてのグラフを図８のＥに、岡１、岡８、岡９および岡１０についてのグラフを図８のＦに、北１、北１１、北１２および北１３についてのグラフを図８のＧに岡１、岡１１、岡１２および岡１３についてのグラフを図８のＨにそれぞれ示す。
【００７７】
図８Ａに示すように、北２、北３および北４におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、北１におけるｐＨよりも高かった。
【００７８】
また、北２、北３および北４におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間にはほぼ一定であるか、または緩やかに上昇した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、北２、北３および北４の間で同様の形状となった。
【００７９】
また、図８Ｂに示すように、岡２、岡３および岡４におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、岡１におけるｐＨよりも高かった。
【００８０】
また、岡２、岡３および岡４におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間には緩やかに上昇または低下した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、岡２、岡３および岡４の間で同様の形状となった。
【００８１】
また、図８Ｃに示すように、北５、北６および北７におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、北１におけるｐＨよりも高かった。
【００８２】
また、北５、北６および北７におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間には緩やかに上昇した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、北５、北６および北７の間で同様の形状となった。
【００８３】
また、図８Ｄに示すように、岡５、岡６および岡７におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、岡１におけるｐＨよりも高かった。
【００８４】
また、岡５、岡６および岡７におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間には緩やかに上昇した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、岡５、岡６および岡７の間で同様の形状となった。
【００８５】
また、図８Ｅに示すように、北８におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目および２８日目の時点においては、北１におけるｐＨよりも高く、３５日目の時点においては、北１におけるｐＨとほぼ同じであり、４２日目の時点においては、北１におけるｐＨよりも低かった。一方、北９および北１０におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、北１におけるｐＨよりも高かった。
【００８６】
また、北８におけるｐＨは、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から２８日目の間には緩やかに上昇して、３５日目から４２日目の間にやや顕著に低下した。一方、北９および北１０におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間にはほぼ一定であるか、または緩やかに上昇した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、北９および北１０の間で同様の形状となった。
【００８７】
また、図８Ｆに示すように、岡８におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目および２８日目の時点においては、岡１におけるｐＨよりも高く、３５日目の時点においては、岡１におけるｐＨとほぼ同じであり、４２日目の時点においては、岡１におけるｐＨよりも低くなった。一方、岡９および岡１０におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、岡１におけるｐＨよりも高かった。
【００８８】
また、岡８におけるｐＨは、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から２８日目の間にはほぼ一定であるか、または緩やかに上昇して、３５日目から４２日目の間にやや顕著に低下した。一方、岡９および岡１０におけるｐＨはいずれも、添加後から３日目の間にやや顕著に上昇し、７日目から４２日目の間には緩やかに上昇した。経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、岡９および岡１０の間で同様の形状となった。
【００８９】
また、図８Ｇに示すように、北１１におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目および２１日目の時点において、北１におけるｐＨよりも高く、２８日目の時点において、北１におけるｐＨとほぼ同じであり、３５日目および４２日目の時点において、北１におけるｐＨよりも低かった。一方、北１２および北１３におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、北１におけるｐＨよりも高かった。
【００９０】
また、北１１におけるｐＨは、添加後から１４日目の間に上昇し、２１日目から４２日目の間に低下した。一方、北１２におけるｐＨは、添加後から４２日目まで継続して上昇した。また一方、北１３におけるｐＨは、添加後から１４日目の間に急激かつ顕著に上昇し、２１日目から４２日目の間はほぼ一定であった。すなわち、経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、北１１、北１２および北１３の間で全く異なる形状となった。
【００９１】
また、図８Ｈに示すように、岡１１におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目および２８日目の時点において、岡１におけるｐＨよりも高く、３５日目および４２日目の時点において、岡１におけるｐＨよりも低かった。一方、岡１２および岡１３におけるｐＨは、１日目、２日目、３日目、７日目、１４日目、２１日目、２８日目、３５日目および４２日目のいずれの時点においても、北１ならびに岡１におけるｐＨよりもそれぞれ高かった。
【００９２】
また、岡１１におけるｐＨは、添加後から１４日目の間に上昇し、２１日目から４２日目の間に低下した。一方、岡１２におけるｐＨは、添加後から４２日目まで継続して上昇した。また一方、岡１３におけるｐＨは、添加後から２１日目の間に急激かつ顕著に上昇し、２８日目から４２日目の間はほぼ一定であった。すなわち、経過日数に伴うｐＨ変化を示す折れ線グラフは、岡１１、岡１２および岡１３の間で全く異なる形状となった。
【００９３】
以上の結果から、アスパラギン、グルタミン、一定濃度以上のグリシンおよび一定濃度以上の尿素を土に加えると、土のｐＨが上昇することが明らかになった。すなわち、地盤にアミノ酸を加えることにより地盤のｐＨを上昇させることができることが明らかになった。
【００９４】
また、アスパラギン、グルタミンおよび一定濃度以上のグリシンは、濃度にかかわらず、緩やかに土のｐＨを上昇させるのに対し、尿素は濃度によって土のｐＨを上昇させる効果が顕著に変化することが明らかになった。
【００９５】
＜実施例５＞アミノ酸による結晶維持作用の検討
（１）サンプル調製
実施例１（１）に記載の方法により、ＭＡＰ：ＤＡＰ：ＣＮ＝１：１：２であって終濃度が２ｍｏｌ／Ｌである水溶液を調製し、調製した水溶液４ｍＬをチューブに入れたものを２つ用意した。続いて、一方には０．１ｍｏｌ／Ｌのグルタミン水溶液２ｍＬを加えて本発明に係るグラウトを調製した後、北海道大学農場より採取した土を２４ｇ加えて試験サンプルとし、他方には脱イオン水２ｍＬを加えてアミノ酸を含まない陰性対照のグラウトを調製した後、北海道大学農場より採取した土を２４ｇ加えてコントロールサンプルを調製し、いずれも４週間静置した。
【００９６】
（２）ｐＨ測定および析出物の形態の観察  
本実施例（１）の試験サンプルおよびコントロールサンプルについて、サンプル調製直後および４週間経過後に、ラコムテスターｐＨ計（防水型ｐＨＳｐｅａｒ；アズワン社）を用いて土のｐＨを測定し、また、析出物を目視により観察した。その結果を図９に示す。
【００９７】
図９に示すように、サンプル調製直後は、コントロールサンプルおよび試験サンプルはいずれもｐＨが５．０であり、結晶状の析出物が確認された。一方、４週間経過後は、コントロールサンプルでは、ｐＨが４．７であり、析出物が溶解して液状となったのに対し、試験サンプルでは、ｐＨが５．１であり、析出物がサンプル調製直後と同様に結晶状であることが確認された。
【００９８】
これらの結果から、アミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸塩を含んでなるグラウトが、地盤のｐＨの低下を防いでリン酸カルシウムを主成分とする析出物の再溶解を防ぐことや、地盤のｐＨを上昇させて、リン酸カルシウムの結晶化を促進することができることが明らかになった。
【００９９】
＜実施例６＞透水性試験
（１）グラウトの調製
北海道大学農場の土を滅菌水に懸濁した後、濾過することにより、微生物抽出水を調製した。続いて、微生物抽出水にグルタミンを０．１ｍｏｌ／Ｌとなるよう溶解して、微生物抽出グルタミン水溶液を調製した。
【０１００】
次に、実施例１（１）に記載の方法において、脱イオン水を微生物抽出グルタミン酸水溶液に代え、ＭＡＰ：ＤＡＰ：ＣＮ＝１：１：２であって終濃度が２ｍｏｌ／Ｌであるグラウトを調製し、これを試験グラウトとした。また、実施例１（１）に記載の方法において、脱イオン水を微生物抽出水に代え、ＭＡＰ：ＤＡＰ：ＣＮ＝１：１：２であって終濃度が２ｍｏｌ／Ｌである水溶液を調製し（すなわち、試験グラウトにおいて微生物抽出グルタミン酸水溶液を脱イオン水に代えたもの）、これをコントロール溶液とした。
【０１０１】
（２）サンプル調製
直径５ｃｍ、高さ５.１ｃｍの試料円筒に砂約１５０ｇを詰めたものを２つ用意し、試験サンプルおよびコントロールサンプルとした。
【０１０２】
本実施例（１）の試験グラウトおよびコントロール溶液を、それぞれ、平底容器（内径約１０ｃｍ、高さ約２ｃｍ）に加えた。試験グラウトを入れた平底容器に試験サンプルを、コントロール溶液の入れた平底容器にコントロールサンプルをそれぞれ置いて、室温にて２４時間静置した。この操作により、毛管作用を利用して試料円筒の下端から試料円筒内の土壌に試験グラウトおよびコントロール溶液を吸い上げさせて注入した。
【０１０３】
（３）土壌透水性の測定
本実施例（２）の試験サンプルおよびコントロールサンプルについて、土壌透水性測定器ＤＩＫ−４００（大起理化工業株式会社）を用いて、添付の仕様書に従い、変水位法による室内透水性試験を行って、透水係数を測定した。
【０１０４】
その結果、コントロールサンプルと比較して試験サンプルでは、透水係数が小さくなった。
【０１０５】
これらの結果から、アミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸塩を含んでなるグラウトにより、地盤の透水性を顕著に低下させることができることが明らかになった。
【０１０６】
＜実施例７＞一軸圧縮強度試験
（１）グラウトの調製
実施例６（１）に記載の方法により、試験グラウトおよびコントロール液を調製した。
【０１０７】
（２）サンプル調製
直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍのモールドに、砂約３２０ｇを詰めたものを２つ用意し、試験サンプルおよびコントロールサンプルとした。
【０１０８】
試験サンプルに本実施例（１）の試験グラウトを、コントロールサンプルに本実施例（１）のコントロール溶液を、それぞれ７３．３ｍＬずつ添加した後、２０℃の湿潤環境下にて、２８日間保管した。続いて、サンプルからモールドを外し、一軸圧縮試験機を用いて、添付の仕様書に従い、一軸圧縮強度を測定した。
【０１０９】
その結果、コントロールサンプルと比較して試験サンプルでは、一軸圧縮強度が大きくなった。
【０１１０】
これらの結果から、アミノ酸、カルシウム塩ならびにリン酸塩を含んでなるグラウトにより、地盤強度を顕著に向上させることができることが確認された。
【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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【図９】
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