(57)【要約】【課題】既に撹乱されている地盤等を含め、より多様な地盤に対して大きな減容化効果を得ることができる地盤の減容化方法を提供する。【解決手段】地盤改良装置１の撹拌翼３を回転させることにより、対象地盤５を所定範囲で所定深度まで撹拌するとともに、対象地盤５に、この地盤の粘性土の液性限界を低下させる改質剤Ｃを注入することにより、対象地盤５に撹乱された領域を形成し、次いで、この対象地盤５にドレーン材７を打設し、ドレーン材７を通じて対象地盤５中の水分Ｗを対象地盤５から排出することにより、対象地盤５の圧密量を増大させて減容化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象地盤を所定範囲で所定深度まで撹拌するとともに、この対象地盤に、この地盤の粘性土の液性限界を低下させる改質剤を注入することにより、撹乱された領域を形成し、次いで、この対象地盤にドレーン材を打設し、このドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出することにより、この対象地盤の圧密量を増大させて減容化することを特徴とする地盤の減容化方法。
【請求項２】
前記対象地盤の中で地盤改良機の撹拌翼を回転させて前記対象地盤を撹拌しつつ前記改質剤を注入することにより、前記撹乱された領域を形成する請求項１に記載の地盤の減容化方法。
【請求項３】
埋立土砂に、この埋立土砂の粘性土の液性限界を低下させる改質剤を予め注入して混合しておき、この埋立土砂を投入して埋め立てた対象地盤を所定範囲で所定深度まで撹拌することにより、撹乱された領域を形成し、次いで、この対象地盤にドレーン材を打設し、このドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出することにより、この対象地盤の圧密量を増大させて減容化することを特徴とする地盤の減容化方法。
【請求項４】
前記改質剤として、前記粘性土を構成する粘土粒子のまわりに形成される吸着水の水膜の厚さを減少させる凝集剤を使用する請求項１〜３のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項５】
前記改質剤として、前記粘性土を構成する粘土粒子間の距離を増大させる分散剤を使用する請求項１〜３のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項６】
前記ドレーン材を通じた対象地盤中の水分の対象地盤からの排出が、大気圧下で行なわれるドレーン工法によるものである請求項１〜５のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項７】
前記ドレーン材を通じた対象地盤中の水分の対象地盤からの排出が、負圧下で行なわれる真空圧密工法によるものである請求項１〜５のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項８】
前記ドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出した後、この対象地盤に下向きの負荷を加える請求項１〜７のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項９】
前記撹乱された領域を形成した対象地盤に土砂を載置することにより、前記下向きの負荷を加える請求項８に記載の地盤の減容化方法。
【請求項１０】
前記対象地盤の３０％以上８０％以下の体積を前記撹乱された領域に形成する請求項１〜９のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【請求項１１】
前記対象地盤の５０％以上の体積を前記撹乱された領域に形成する請求項１〜９のいずれかに記載の地盤の減容化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の減容化方法に関し、さらに詳しくは、既に撹乱されている地盤等を含め、より多様な地盤に対して大きな減容化効果を得ることができる地盤の減容化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、浚渫工事等で発生する残土の処分地が不足している。新たな処分地や広大な処分地を確保することが困難であるため、限られた処分地を効率的に使用する必要がある。この対策の一環として、地盤の減容化が挙げられる。例えば、海面処分場を造成する際に、埋め立て地盤を真空圧密工法によって減容化して処分場の収容能力を増大させることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
真空圧密工法では、対象地盤中に多数の鉛直ドレーンを打設した後、地表面を気密シート等により覆った状態にして、真空ポンプを稼働させることにより鉛直ドレーンを通じて地盤中の間隙水を外部に排出させる。これにより、対象地盤の圧密が促進されて減容化されることになる。即ち、この工法では、大気圧とのバランスによる負圧荷重を地盤に作用させるので、通常知られている圧力と圧密沈下量との関係に基づいた減容化が行なわれるだけであり、更なる減容化を実現することができない。それ故、現在要望されているような大幅な減容化を実現するには別の工法が求められている。
【０００４】
減容化のための他の工法として、対象地盤上に盛土をして減容化する載荷盛土工法が知られている。しかしながら、この工法では盛土の荷重によって地盤を圧密するので、対象地盤を大幅に減容化することは難しい。
【０００５】
そこで、対象地盤を撹拌して形成した撹乱された領域にドレーン材を打設して、ドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出する減容化方法が提案されている（特許文献２参照）。この減容化方法によれば、撹乱された領域では撹拌された粘土粒子どうしの結び付きが弱くなって間隙水が移動し易くなるため、従来に比して対象地盤の圧密量を増大させて大幅に減容化を図ることが可能になる。
【０００６】
ところが、埋立土などの粘性土の骨格構造が発達してない地盤や、既に撹乱されている地盤に対しては、この減容化方法では減容化効果が小さくなることが想定される。そのため、既に撹乱されている地盤等を含め、より多様な地盤に対して大きな減容化効果を得るには改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６７７０７号公報
【特許文献２】特開２０１５−５９３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、既に撹乱されている地盤等を含め、より多様な地盤に対して大きな減容化効果を得ることができる地盤の減容化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の地盤の減容化方法は、対象地盤を所定範囲で所定深度まで撹拌するとともに、この対象地盤に、この地盤の粘性土の液性限界を低下させる改質剤を注入することにより、撹乱された領域を形成し、次いで、この対象地盤にドレーン材を打設し、このドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出することにより、この対象地盤の圧密量を増大させて減容化することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の地盤の減容化方法は、埋立土砂に、この埋立土砂の粘性土の液性限界を低下させる改質剤を予め注入して混合しておき、この埋立土砂を投入して埋め立てた対象地盤を所定範囲で所定深度まで撹拌することにより、撹乱された領域を形成し、次いで、この対象地盤にドレーン材を打設し、このドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出することにより、この対象地盤の圧密量を増大させて減容化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象地盤に撹乱された領域を形成して地盤の粘土粒子どうしの構造を人工的に破壊して外力（荷重）に対する耐力（抵抗力）を大幅に低減させる。さらには、注入した改質剤により地盤の粘性土の液性限界が低下して、粘土粒子のまわりの吸着水が自由水化する。これに伴い、対象地盤に打設したドレーン材を通じて、対象地盤中のより多量の水が対象地盤中から排出されるので、撹乱されていない地盤に限らず、既に撹乱されている地盤等であっても大きな減容化効果を得ることができる。
【００１２】
前者の減容化方法では、例えば、前記対象地盤の中で地盤改良機の撹拌翼を回転させて前記対象地盤を撹拌しつつ前記改質剤を注入することにより、前記撹乱された領域を形成する。これにより、地盤の撹拌とともに改質剤を地盤中に均等に行き渡らせ易くなる。
【００１３】
本発明の減容化方法では、前記改質剤として、例えば、前記粘性土を構成する粘土粒子のまわりに形成される吸着水の水膜の厚さを減少させる凝集剤を使用する。或いは、前記粘性土を構成する粘土粒子間の距離を増大させる分散剤を使用することもできる。
【００１４】
前記ドレーン材を通じた対象地盤中の水分の対象地盤からの排出には、例えば、大気圧下で行なわれるドレーン工法を用いることができる。或いは、負圧下で行なわれる真空圧密工法を用いることもできる。
【００１５】
前記ドレーン材を通じて対象地盤中の水分を対象地盤から排出した後、この対象地盤に下向きの負荷を加えることもできる。これにより、減容化効果を大きくするには有利になる。具体的には、例えば、前記撹乱された領域を形成した対象地盤に土砂を載置することにより、前記下向きの負荷を加える。
【００１６】
十分な減容化効果を得るには、前記対象地盤の３０％以上８０％以下の体積を前記撹乱された領域に形成することが好ましい。或いは、前記対象地盤の５０％以上の体積を前記撹乱された領域に形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】陸上の対象地盤を撹拌する本発明の撹拌工程を例示する説明図である。
【図２】地盤の粘土粒子の状態を模式的に例示する説明図である。
【図３】撹乱された領域を形成した対象地盤の水分を、大気圧下でドレーン材により対象地盤から排出する工程を例示する説明図である。
【図４】図３の対象地盤が減容した状態を例示する説明図である。
【図５】撹乱された領域を形成した対象地盤に土砂を載置して下向きの負荷を加える工程を例示する説明図である。
【図６】水底の対象地盤を撹拌する本発明の撹拌工程を例示する説明図である。
【図７】撹乱された領域を形成した水底の対象地盤の水分をドレーン材により対象地盤から排出する工程を例示する説明図である。
【図８】撹乱された領域を形成した対象地盤の水分を、真空圧密工法により地上に排出する工程を例示する説明図である。
【図９】図８の対象地盤が減容した状態を例示する説明図である。
【図１０】撹乱された領域を形成した対象地盤を例示する平面図である。
【図１１】撹乱された領域を形成した対象地盤の別の例を示す平面図である。
【図１２】撹乱された領域を形成した対象地盤の別の例を示す平面図である。
【図１３】撹乱された領域を形成した対象地盤を例示する側面図である。
【図１４】撹乱された領域を形成した対象地盤の別の例を示す側面図である。
【図１５】原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤の添加量と液性限界の変化量との関係を示すグラフ図である。
【図１６】原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤の添加量と塑性限界の変化量との関係を示すグラフ図である。
【図１７】原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤の添加量と塑性指数の変化量との関係を示すグラフ図である。
【図１８】塑性図上におけるサンプルＡの改質剤の添加量による液性限界と塑性指数との関係の変化を示すグラフ図である。
【図１９】塑性図上におけるサンプルＢの改質剤の添加量による液性限界と塑性指数との関係の変化を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の地盤の減容化方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
図１に例示するように、本発明の地盤の減容化方法は、まず、対象地盤５を撹拌することにより、対象地盤５に撹乱された領域６を形成する。対象地盤５は主に粘性土である。この撹拌工程では、例えば、地盤改良機１を用いて予め設定されている対象地盤５を所定範囲で所定深度まで撹拌する。
【００２０】
地盤改良機１は、回転軸２に取り付けられた撹拌翼３を有し、回転軸２は油圧モータ３により回転駆動される。撹拌翼３は回転軸２に上下二段に取り付けられているが、撹拌翼３の段数は一段、三段等にすることもできる。各段で水平方向に延設される撹拌翼３の数は、この実施形態ではそれぞれ２本であるが、１本、３本等にすることもできる。回転軸２の数は１本に限らず、複数本にすることもできる。
【００２１】
この回転軸２を所定の位置まで下方移動させて対象地盤５中で撹拌翼３を回転させることにより、対象地盤５を撹拌する。その後、撹拌翼３を回転させながら地表に引き揚げる。
【００２２】
本発明では、この対象地盤５中に改質剤Ｃを注入する。この改質剤Ｃは、対象地盤５の粘性土の液性限界を低下させるように機能する。液性限界とは、粘性土が多量の水を含んだ液状から、含水量が減って粘り気が生じる塑性状に変わる境界の含水比をいう。粘性土の液性限界が低下することで、粘性土の保水性が低下して余剰な間隙水を脱水させ易くなる。
【００２３】
改質剤Ｃは、例えば、撹拌翼３を回転させて対象地盤５を撹拌しつつ注入する。このようにして改質剤Ｃを注入することで、対象地盤５中に改質剤Ｃを広く偏りなく拡散させ易くなる。改質剤Ｃの注入は、回転軸２（撹拌翼３）を下方移動させている最中、または、上方移動させている最中、或いは、下方移動および上方移動させている最中に行うことができる。
【００２４】
この実施形態では撹拌翼３に注入孔４ａが形成されていて、地上に設置された改質剤供給源４から供給された改質剤Ｃが注入孔４ａを通じて対象地盤５中に注入されている。注入孔４ａは例えば、撹拌翼３に代えて、或いは、撹拌翼３に加えて回転軸２に形成することもできる。
【００２５】
改質剤Ｃは、撹拌翼３を回転させて対象地盤５を撹拌した後に注入することもできる。この場合は、例えば、撹拌した対象地盤５に注入管を挿入して、改質剤供給源４から供給された改質剤Ｃを注入する。この注入方法の場合は、例えば、適宜の間隔（均等な間隔）をあけた複数の位置で注入管を対象地盤５に挿入するとよい。これにより、改質剤Ｃを対象地盤５に均等に広く分散させ易くなる。
【００２６】
上記の撹拌工程によって、円柱状の撹乱された領域６を形成し、一箇所での撹拌工程が終了した後は、別の平面位置に撹拌翼３（回転軸２）を移動させる。そして、その別の位置で、同様の撹拌工程を順次繰り返して、対象地盤５の所定範囲の所定深度まで撹乱された領域６を形成する。
【００２７】
撹乱された領域６を形成する撹拌工程は、地盤改良機１に限らずその他の様々な装置、方法を行なうことができる。例えば、サンドコンパクションパイル機による振動を伴なうロッドの貫入および引き抜き動作、ＰＢＤ（プラスチックボードドレーン）機によるロッドの貫入および引き抜き動作、アースオーガー機による撹拌動作、ボーリングマシンによる回転撹乱動作または削孔動作を採用することもできる。或いは、地盤改良機１を含めてこれら装置や方法を組み合わせて行なうこともできる。
【００２８】
図２に例示するように、対象地盤５の粘性土を構成するそれぞれの粘土粒子Ａのまわりは吸着水Ｗ１で覆われている。そして、粘土粒子Ａどうしは吸着水Ｗ１を介して結び付いている。その他のすき間には自由に移動できる自由水Ｗ２が存在している。
【００２９】
本発明では改質剤Ｃとして例えば、粘土粒子Ａのまわりに形成される吸着水Ｗ１の水膜の厚さを減少させる凝集剤を使用する。このタイプの改質剤Ｃを注入することで、吸着水Ｗ１の一部が自由水Ｗ２になり、この自由水Ｗ２が余剰な間隙水となると考えられる。このタイプの改質剤Ｃとしては、水分中で多価の＋イオンや金属イオンを有するもの、具体的にはポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ポリ硫酸第二鉄、ミョウバン等を例示できる。
【００３０】
或いは、改質剤Ｃとして、粘土粒子Ａ間の距離を増大させる分散剤を使用することもできる。このタイプの改質剤Ｃを注入することで、粘土粒子Ａどうしのすき間が大きくなるに伴って粘土粒子Ａが電気的に保有できる水分量が減少する。これにより、吸着水Ｗ１の一部が自由水Ｗ２になり、ひいては余剰な間隙水となると考えられる。このタイプの改質剤Ｃとしては、具体的にはポリアクリル酸塩を主成分にした改質剤、ヘキサメタリン酸ナトリウム等を例示できる。
【００３１】
上述した種々の改質剤Ｃは、粘性土の液性限界だけでなく塑性限界も低下させる。塑性限界とは、塑性状態からさらに含水量が減って半固体状に変わる境界の含水比である。
【００３２】
撹乱された領域６とは、撹乱される前よりも粘土粒子Ａどうしの結び付きが弱い状態になって間隙水が移動し易くなった領域をいう。本発明では、撹拌翼３で対象地盤５を撹拌して粘性土の骨格構造を壊すことにより、粘土粒子Ａどうしの結び付きを弱い状態にして間隙水を移動し易くしている。加えて、改質剤Ｃの注入によって、粘土粒子Ａどうしの結び付きを弱い状態にして間隙水を益々移動し易くしている。
【００３３】
対象地盤５の撹乱具合は、例えば、撹拌翼３を上下移動させる速度や撹拌翼３の回転速度により調整できる。撹乱具合を大きくする場合は、撹拌翼３を上下移動させる速度を遅くして、或いは、一定位置で固定させて（固定時間を長くして）撹拌翼３を回転させる。または、撹拌翼３の回転速度を速くして撹拌することにより撹乱具合を大きくする。撹乱具合を小さくする場合は、撹乱具合を大きくする場合と反対の操作をする。
【００３４】
撹拌工程の後、図３に例示するように対象地盤５にドレーン材７を打設して排水工程を行なう。この実施形態では、大気圧下でドレーン材７を用いて排水工程を行なう通常のドレーン工法を用いている。ドレーン材７は周知のものを使用することができ、ドレーン材７の打設には周知の打設装置を用いることができる。ドレーン材７は適宜の間隔で、撹乱された領域６の底面近傍に達する位置まで上下方向に打設する。
【００３５】
大気圧下で、このドレーン材７を通じて対象地盤５中の水分（間隙水）Ｗは地上に排出される。排出された水分Ｗは、例えば、水平ドレーン材等を用いて対象地盤５とは別の場所に移送、排出する。
【００３６】
撹乱された領域６は、粘土粒子Ａどうしの結び付きが人工的に破壊されて、撹乱される前よりも緩い状態になっている。そして、この緩い状態の対象地盤５にドレーン材７が打設されるので、ドレーン材７を通じて粘土粒子Ａ間の間隙水の地上への排出が促進されて圧密量が増大して下方に沈下する。即ち、図４に例示するように、撹乱された領域６は減容化されることになる。
【００３７】
撹拌工程を行なって撹乱された領域６を形成する本発明によれば、通常知られている圧力と圧密沈下量との関係に基づいた減容効果の延長線上でなはなく、後述するように、さらに高いレベルの減容効果を得ることが可能になる。それ故、従来工法に比して対象地盤５を大幅に減容化でき、海面処分場等を造成する際に収容能力を増大させるには好適である。
【００３８】
また、対象地盤５中に砂層が介在している場合、最初の工程として真空圧密工法を行なうと、気密性を確保することが困難になって十分な減容効果を得られないことがある。しかしながら、仮に、対象地盤５中に砂層が介在していても、本発明では撹拌工程によって砂層は粘性土とともに撹乱された状態になる。それ故、十分な減容効果が得られないという問題が生じることもない。
【００３９】
対象地盤５を撹拌して撹乱された領域を形成することによる減容化効果は、特開２０１５−５９３１１号公報の段落００３３〜００３９に記載されたとおりである。
【００４０】
ところが、対象地盤５が、埋立土などの粘性土の骨格構造が発達してない地盤である場合や、既に撹乱されている地盤である場合には、当初から粘土粒子Ａどうしの結び付きが弱い状態にある。それ故、撹拌翼３で撹拌するだけでは粘土粒子Ａどうしの結び付きをさらに弱めて間隙水をより移動し易くすることは難しい。そこで本発明では、対象地盤５の撹拌に加えて、注入した改質剤Ｃによって、粘土粒子Ａどうしの結び付きをさらに弱めて間隙水をより移動し易くしている。
【００４１】
これにより、既に撹乱されている地盤等においても大きな減容化効果を得ることができる。また、撹乱されていない地盤においても、地盤を撹拌するだけの場合に比してより大きな減容化効果を得ることが可能になる。このように本発明によれば、より多様な地盤に対して大きな減容化効果を得ることができる。
【００４２】
ドレーン材７を通じて対象地盤５中の水分Ｗを地上に排出した後、この対象地盤５上に下向きの負荷を加えることもできる。これにより、対象地盤５の圧密量をより増大させて減容化することができる。この負荷工程では、図５に例示するように、撹乱された領域６を形成した対象地盤５に、建設土砂、浚渫土砂等の土砂８を載置する。この載置した土砂８の重さにより対象地盤５に下向きの負荷を加える。或いは、岩石、コンクリート塊等を対象地盤５の上に載置して下向きの負荷を加えることもできる。対象地盤５上に土砂８等を載置するだけで、対象地盤５には永続的に下向きの負荷が加わるので、負荷工程の工数は極めて少なくなる。
【００４３】
対象地盤５に下向きの負荷を加える方法としては、この方法に限らず他の方法を用いることができる。例えば、撹乱された領域６を形成した対象地盤５を、周知の真空圧密工法により真空圧密することにより下向きの負荷を加えることもできる。
【００４４】
対象地盤５は陸上地盤だけでなく、水底地盤の場合もある。この場合は、図６に例示するように、作業船１３に搭載した地盤改良装置１を用いて同様に対象地盤５を撹拌するとともに改質剤Ｃを注入することで、撹乱された領域６を形成する。撹拌工程の後、図７に例示するように、陸上地盤の場合と同様に対象地盤５にドレーン材７を打設して大気圧下（水圧も加わる）で排水工程を行なう。その後の工程も陸上地盤の場合と同様である。
【００４５】
撹拌工程を行なって形成された撹乱された領域６は、撹乱前よりも強度が低下している。その強度低下が大きい場合、ドレーン材７の打設作業や、その後の土砂８を対象地盤５に載置する作業をするには不安定過ぎることがある。尚、水底地盤を対象地盤５にする場合は、作業者や装置等は作業船に載ることになるので、このような問題は生じない。
【００４６】
そこで、撹乱された領域６の強度低下が大きい場合は、別の実施形態を適用する。ここの別の実施形態では、図１に例示したように最初に撹拌工程を行なって、対象地盤５に撹乱された領域６を形成し、次いで、図８に例示するように、攪乱された領域６を形成した対象地盤５を周知の真空圧密工法により真空圧密する。真空圧密工法では、撹乱された領域６に真空圧密用のドレーン材１１を打設し、これらドレーン材１１の上端部を、真空ポンプ９に接続された集水管１２に連結する。対象地盤５の上部は気密性に優れたシール層１０で覆う。シール層１０を形成する方法としては、真空圧密用のドレーン材１１の上端部をキャップもしくは被覆材で覆う手法が知られている。
【００４７】
この状態で真空ポンプ９を稼働させることにより、負圧下でドレーン材１１を通じて対象地盤５中の水分Ｗを地上に排出する。これにより、図９に例示するように、対象地盤５の圧密量を増大させて減容化する。減容化ともなって対象地盤５の強度が増大するので、以後、対象地盤５上では安全に様々な作業を行なうことができる。例えば、図５に例示したように、撹乱された領域６を形成した対象地盤５に土砂８を載置して下向きの負荷を加える。これにより、対象地盤５の圧密量をより増大させて減容化することができる。
【００４８】
対象地盤５を十分に減容化するには、対象地盤５の体積のうち、撹乱された領域６の割合を３０％以上、より好ましくは５０％以上にする。撹乱された領域６を１００％にすれば、最大限に減容化することができるが、３０％以上、より好ましくは５０％以上であれば十分な減容効果が得られるとともに、撹乱された領域６を形成する工数を削減することができる。対象地盤５の減容化効果と撹拌工程の作業工数を考慮すると、対象地盤５の体積のうち、撹乱された領域６の割合を３０％以上８０％以下、より好ましくは５０％以上８０％以下にする。
【００４９】
撹拌工程では、対象地盤５の体積のうち、撹乱された領域６が所定の体積割合になるように、様々な形態で撹乱された領域６を形成することができる。例えば図１０に示すように、１本の回転軸２の撹拌翼３により形成される円柱状の撹乱された領域６が、対象地盤５の平面を縦横に隣接して並ぶように施工する。或いは、図１１に例示するように、１本の回転軸２の撹拌翼３により形成される円柱状の撹乱された領域６を一部オーバーラップさせるようにする。そして、このオーバーラップさせて形成される撹乱された領域６が対象地盤５の平面を縦横に隣接して並ぶように施工する。或いは、図１２に例示するように、１本の回転軸２の撹拌翼３により形成される円柱状の撹乱された領域６が、対象地盤５の平面で格子状に並ぶように施工する。本発明では、既述した撹乱された領域６の形態に限らず、対象地盤５の全域に渡ってランダムに撹拌して撹乱された領域６を形成することができる。
【００５０】
撹乱された領域６を深さ方向で言うと、図１３に例示するように、１本の回転軸２の撹拌翼３により形成される円柱状の撹乱された領域６が、すべて同じ所定深度になるように施工する。或いは、図１４に例示するように、１本の回転軸２の撹拌翼３により形成される円柱状の撹乱された領域６が、一部或いは全部、異なる深度になるように施工することもできる。例えば、図１０〜図１２に例示した平面での撹乱された領域６の形成状態と図１３、図１４に例示した深さ方向での撹乱された領域６の形成状態とを適宜組み合わせることにより、対象地盤５の体積中の撹乱された領域６の体積を所定割合にする。
【００５１】
尚、撹乱された領域６が形成される対象地盤５の体積は予め設定されたものであるが、例えば以下のように認定してもよい。平面方向では、撹乱された領域６の最も外側の縁を結んで囲まれた領域の面積を底面積とする。即ち、図１０〜図１２において、破線で囲まれる領域の面積を底面積とする。深さ方向では、撹乱された領域６の最も深い位置の深度を高さとする。そして、上記の底面積と高さとを乗じて算出した体積を対象地盤５の体積とする。
【００５２】
本発明の別の実施形態としては、埋立土砂を投入して地盤を埋め立てる際に、埋立土砂に、この埋立土砂の粘性土の液性限界を低下させる改質剤Ｃを予め注入して混合しておくこともできる。改質剤Ｃを埋立土砂に注入、混合するのは、埋立土砂を投入する前の任意の時点で行うことができる。例えば、埋立土砂をストックするヤードにおいて改質剤Ｃを注入、混合する。または投入直前の混気圧送中に改質剤を注入し、圧送管内に生じる乱流効果で混合する方法などがあげられる。
【００５３】
次いで、改質剤Ｃを注入混合した埋立土砂を投入して地盤を埋め立てる。そして、この埋立土砂を投入して埋め立てた対象地盤５を所定範囲で所定深度まで撹拌することにより、撹乱された領域６を形成する。対象地盤５を撹拌して撹乱した領域６を形成する工程は先の実施形態と同様である。次いで、先の実施形態と同様に、この対象地盤５にドレーン材７を打設し、このドレーン材７を通じて対象地盤５中の水分Ｗを対象地盤５から排出する。これにより、この対象地盤５の圧密量を増大させて減容化する。
【００５４】
尚、対象地盤５、埋立土砂には、車両運搬を可能にする目的や地盤強度を向上させる目的でセメントや石灰を混合させることがある。このような地盤に対しては、改質剤Ｃとして、アルカリ雰囲気に有効であるモルタルやコンクリート用の減水剤を用いることもできる。
【実施例】
【００５５】
表１に示す２種類の浚渫土（サンプルＡ、サンプルＢ）について、ミキサで撹拌した後、表２に示すように６種類の改質剤Ｃを所定量添加してさらに撹拌することにより、改質剤Ｃを十分にかつ均一に分散させてフロー値が約２０ｃｍの改質土を作製した。それぞれの改質土は、作製後にポリエチレン製の袋に入れて密閉し、常温で５日間養生した後、液性限界ＷL、塑性限界ＷPおよび塑性指数ＩPを測定した。これらの測定は、ＪＩＳ  Ａ  １２０５に規定されている土の液性限界・塑性限界試験方法（キャサグランデ法）により行った。その結果は表２に示すとおりである。
【００５６】
【表１】
2017014802.tif 000003
【００５７】
【表２】
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【００５８】
表２の結果のうち、原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤Ｃの添加量と液性限界ＷLの変化量との関係を図１５Ａ〜図１５Ｆに示す。図１５Ａは改質剤Ｃがポリ塩化アルミニウムの場合、図１５Ｂは改質剤Ｃが硫酸バンドの場合、図１５Ｃは改質剤Ｃがポリ硫酸第二鉄の場合、図１５Ｄは改質剤Ｃがミョウバンの場合、図１５Ｅは改質剤Ｃがポリアクリル酸塩を主成分にした場合、図１５Ｆは改質剤Ｃがヘキサメタリン酸ナトリウムの場合を示している。
【００５９】
表２の結果のうち、原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤Ｃの添加量と塑性限界ＷPの変化量との関係を図１６Ａ〜図１６Ｆに示す。図１６Ａは改質剤Ｃがポリ塩化アルミニウムの場合、図１６Ｂは改質剤Ｃが硫酸バンドの場合、図１６Ｃは改質剤Ｃがポリ硫酸第二鉄の場合、図１６Ｄは改質剤Ｃがミョウバンの場合、図１６Ｅは改質剤Ｃがポリアクリル酸塩を主成分にした場合、図１６Ｆは改質剤Ｃがヘキサメタリン酸ナトリウムの場合を示している。
【００６０】
表２の結果のうち、原土に対するサンプルＡ、サンプルＢそれぞれの改質剤Ｃの添加量と塑性指数ＩPの変化量との関係を図１７Ａ〜図１７Ｆに示す。図１７Ａは改質剤Ｃがポリ塩化アルミニウムの場合、図１７Ｂは改質剤Ｃが硫酸バンドの場合、図１７Ｃは改質剤Ｃがポリ硫酸第二鉄の場合、図１７Ｄは改質剤Ｃがミョウバンの場合、図１７Ｅは改質剤Ｃがポリアクリル酸塩を主成分にした場合、図１７Ｆは改質剤Ｃがヘキサメタリン酸ナトリウムの場合を示している。
【００６１】
図１８Ａ〜図１８Ｅは、塑性図上におけるサンプルＡの改質剤Ｃの添加量による液性限界ＷLと塑性指数ＩPとの関係の変化を示している。図１８Ａは改質剤Ｃがポリ塩化アルミニウムの場合、図１８Ｂは改質剤Ｃが硫酸バンドの場合、図１８Ｃは改質剤Ｃがポリ硫酸第二鉄の場合、図１８Ｄは改質剤Ｃがポリアクリル酸塩を主成分にした場合、図１８Ｅは改質剤Ｃがヘキサメタリン酸ナトリウムの場合である。
【００６２】
図１９Ａ〜図１９Ｅは、塑性図上におけるサンプルＢの改質剤Ｃの添加量による液性限界ＷLと塑性指数ＩPとの関係の変化を示している。図１９Ａは改質剤Ｃがポリ塩化アルミニウムの場合、図１９Ｂは改質剤Ｃが硫酸バンドの場合、図１９Ｃは改質剤Ｃがポリ硫酸第二鉄の場合、図１９Ｄは改質剤Ｃがポリアクリル酸塩を主成分にした場合、図１９Ｅは改質剤Ｃがヘキサメタリン酸ナトリウムの場合である。
【００６３】
図１８、図１９は、サンプルＡ、サンプルＢの改質土の塑性図上におけるコンシステンシーの値を示していて、改質効果（減容化効果）として最も理想的であるのは、液性限界ＷLと塑性限界ＷPがともに大きく低下する場合、または、液性限界ＷLが大きく低下して塑性限界ＷPの変化が少ない場合である。即ち、図１８、図１９では、改質剤Ｃを添加する前に対して添加後に左〜左下方向に移動するケースでは大きな改質効果が得られると言える。
【００６４】
したがって、サンプルＡに対しては、使用した改質剤Ｃの中ではポリ塩化アルミニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、或いは、ポリアクリル酸塩を主成分にしたものが有効であることが分かる。サンプルＢに対しては、使用した改質剤Ｃの中ではヘキサメタリン酸ナトリウムが有効であることが分かる。
【符号の説明】
【００６５】
１  地盤改良装置
２  回転軸
３  撹拌翼
３  油圧モータ
４  改質剤供給源
４ａ  注入口
５  対象地盤
６  撹乱された領域
７  ドレーン材
８  土砂
９  真空ポンプ
１０  シール層
１１  真空圧密用ドレーン材
１２  集水管
１３  作業船
Ａ  粘土粒子
Ｃ  改質剤
Ｗ  水分
Ｗ１  吸着水
Ｗ２  自由水
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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