(57)【要約】【課題】ソイルセメント体造成工法に用いられているリサイクル工法を使用し、これに改善を加えるだけで、リサイクル施工により構築されるソイルセメント壁等の品質を一定にでき、良好なソイルセメント壁等を構築できるソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法を提供する。【解決手段】予め設定した１施工単位（１エレメント）に対して、セメントミルクの基本配合液で施工を開始すると共に、リサイクル配合液によるリサイクル回数を複数回に限定し、１施工単位毎に、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて、回収液２に加える追加配合液４の新規セメントミルク追加量を決定し、リサイクルを完結させることにより、深さ方向に均一な品質のソイルセメント体を構築する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現位置土とセメントミルクを混合攪拌して地盤中にソイルセメント体を構築するソイルセメント体造成工法において排出される余剰泥土を回収し、回収された余剰泥土から土砂と余剰セメントミルクとを分離し、分離された余剰セメントミルクの回収液に新たなセメントミルクの追加配合液を加えリサイクル配合液として使用する余剰液リサイクル工法において、
予め設定した１施工単位に対して、セメントミルクの基本配合液で施工を開始すると共に、リサイクル配合液によるリサイクル回数を複数回に限定し、１施工単位毎に、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて、回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量を決定し、リサイクルを完結させることにより、深さ方向に均一な品質のソイルセメント体を構築することを特徴とするソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法。
【請求項２】
請求項１に記載の余剰液リサイクル工法において、１施工単位は、ソイルセメント体の１エレメント、先行エレメント及び後行エレメント、または１/２エレメントであることを特徴とするソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の余剰液リサイクル工法において、リサイクル演算プログラムの入力・設定項目は、対象地盤の土質条件、施工条件、一般工法の基本配合であり、主として、基本配合、追加配合、回収率、産廃泥土発生率、産廃泥土削減率を算定することを特徴とするソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソイルセメント壁やソイルセメント柱などのソイルセメント体を構築する山止め壁工法や地盤改良工法などに適用されるソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
山止め壁工法や地盤改良工法は、現位置土とセメントミルクを混合攪拌して地盤中にソイルセメント壁等を構築する工法であり、その施工実績の増加に伴い、産業廃棄物である余剰泥土の処分量も飛躍的に増加している。
【０００３】
余剰液リサイクル工法は、ソイルセメント壁等の施工に伴って発生する余剰泥土からセメント系懸濁液を分級・回収し、注入液として再利用することにより、従来工法に比較して、産業廃棄物処分量を大幅に削減し、セメント等の使用材料の低減を図るものである（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【０００４】
図３は、このような余剰液リサイクル工法の模式図、図４は従来工法とリサイクル工法を比較したフロー図である。図３において、ソイルセメント柱列式連続壁の施工に伴って発生する余剰泥土１をソイルバキューム車１０で振動篩と液体サイクロン等からなるソイル分離機１１に送り、余剰セメントミルクの回収液２と土砂３に分離し、プラント１２において、回収した余剰セメントミルクの回収液２に新たなセメントミルクの追加配合液４を加えリサイクル配合液５として使用する。
【０００５】
このようなリサイクル工法において、従来は、リサイクル回数を限定せず、回収した余剰セメントミルクの回収液を追加配合調整し、利用できるだけ利用する手法が採られていた。また、リサイクルされる各過程のソイルセメントの性状把握は、回収液の比重測定結果のみによる判断を行っていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１４３９号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１３３８号公報
【特許文献３】特開２００２−５４１３９号公報
【特許文献４】特開２００４−１６９３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来のリサイクル工法の場合、回収した余剰セメントミルクの回収液を追加配合して繰り返し利用しているため、リサイクル配合液に含有している細粒分含有率の量がリサイクル回数の増大と共に増加し、ソイルセメント壁等の品質に悪影響をもたらしている。
【０００８】
また、リサイクル過程の各段階におけるソイルセメントの性状を正確に把握できていないため、回収液の比重測定結果のみで判断し、新規のセメントミルクで目標比重になるまで調整していた結果、品質管理が十分ではなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ソイルセメント体造成工法に用いられているリサイクル工法を使用し、これに改善を加えるだけで、リサイクル施工により構築されるソイルセメント壁等の品質を一定にすることができ、良好なソイルセメント壁等を構築することができるソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１は、現位置土とセメントミルクを混合攪拌して地盤中にソイルセメント体を構築するソイルセメント体造成工法において排出される余剰泥土を回収し、回収された余剰泥土から土砂と余剰セメントミルクとを分離し、分離された余剰セメントミルクの回収液に新たなセメントミルクの追加配合液を加えリサイクル配合液として使用する余剰液リサイクル工法において、予め設定した１施工単位に対して、セメントミルク（セメント・ベントナイト・水）の基本配合液で施工を開始すると共に、リサイクル配合液によるリサイクル回数を複数回に限定し、１施工単位毎に、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて、回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量を決定し、リサイクルを完結させることにより、深さ方向に均一な品質のソイルセメント体を構築することを特徴とするソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法である。
【００１１】
即ち、本発明のリサイクル工法は、回収した余剰ソイルセメントを予め設定した１施工単位毎に限定してリサクルを行うものであり、またリサクル算定プログラムを用いて、施工に必要な各定数を算定し、一定品質のソイルセメント壁等を構築するものである。より具体的には次のような改善点を有するものである。
【００１２】
(1)  土質別標準配合の設定（表１参照）
ａ）リサイクル工法は余剰泥土の分離回収が鍵であることから、土質分類の細粒分含有率が土質の評価尺度の重要な要素と考えて、日本統一土質分類に基づき、土質分類を５種類に分類し、リサイクル工法の標準配合を上記の土質５分類に従って設定する。
【００１３】
ｂ）この標準配合は、一般ソイル工法の標準配合の水セメント比（Ｗ／Ｃ）と同一とし、削孔内泥土の品質（一軸圧縮強度）を保持するようにする。
【００１４】
ｃ）凝結遅延剤の使用量は、回収液の滞留時間が大幅に短縮されることから、従来に比べて削減する。
【００１５】
(2)  注入率の割り増し（表１参照）
ａ）リサイクル工法の特徴から、泥土の流動性は一般ソイル工法よりも高く保つ必要があり、また、回収液に含まれる砂分による品質低下を防ぐ必要がある。
【００１６】
ｂ）そのため、本リサイクル工法においては土質別（細粒土含有率を評価尺度）に、セメントミルク注入率を一般ソイル工法よりも土質に応じて、例えば1.2〜1.3倍に高めることが好ましい。
【００１７】
ｃ）この結果、セメントミルクと現地土の攪拌・混練状況が一般ソイル工法よりも改善され、質の高い泥土が生成され、圧縮強度と止水性が高まることになる。
【００１８】
(3)  回収液に水を添加しない
ａ）回収液の中にセメントミルク成分が通常60〜80％含まれるが、この回収液に希釈水を加えれば、当初の水セメント比（Ｗ／Ｃ）が変化し、削孔内泥土の強度低下を招く恐れがある。
【００１９】
ｂ）従って、余剰泥土や回収液に水を原則として加えないで、回収液内のセメントミルク性状をそのまま活用する。
【００２０】
ｃ）なお、錐の洗浄水やソイル分離機などの必要最小限の洗浄水は容認し、その希釈される水量も考慮してセメントミルク注入率を高める。
【００２１】
(4)  リサイクル回数の制限（図１、図２参照）
ａ）回収液に水を無制限に加えれば、何回でも可能であるが、施工性が悪化し、削孔内泥土の品質低下を招く懸念があるため、リサイクル回数を複数回に限定する。
【００２２】
ｂ）リサイクル回数は２回が望ましい。このリサイクル回数は、削孔内泥土の品質保持、施工時間、産廃泥土削減率などを総合して判断することができる。
【００２３】
ｃ）設定リサイクル回数で施工するということは、ソイルセメント壁等の施工単位を設定し、基本配合液とリサイクル配合液の使用割合を決定するということである。
【００２４】
ｄ）この新規セメントミルク使用率、すなわち回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量は、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて算出することができる。
【００２５】
(5)  １施工単位の設定
ａ）本発明における１施工単位とは、基本配合液で削孔を開始し、回収した回収液に追加配合液を加えたリサイクル配合液でソイルセメント壁等を完了させる「単位」である。
【００２６】
ｂ）１施工単位の例を次に示す（請求項２）。
【００２７】
１エレメント（先行・後行・連続）
先行エレメント＋後行エレメント
１/２エレメント（大口径で大深度用）
ｃ）１施工単位の決定方法は以下に示す要素を考慮して決定する。
【００２８】
リサイクルタンク容量＞１施工単位で発生する基本配合による回収液量
１施工単位のリサイクル液使用量＞プラントの１バッチ練り上がり量
ｄ）従って、１施工単位では必ず新規セメントミルクから削孔を開始して、リサイクル液で削孔が終了するということであり、削孔内泥土の品質保持と施工性の向上に繋がる。
【００２９】
(6)  追加配合液の性状と量
ａ）追加配合液とは、回収液に加える新たなセメントミルクで、回収液内のセメント量不足を補うためのものである。
【００３０】
ｂ）回収液にはセメントミルク成分と細粒土が入っている。この細粒土含有率が高くなり、そのままリサイクル液として使用すれば、削孔内泥土の品質低下を招く。
【００３１】
ｃ）従って、回収液内の土砂量に応じたセメントミルクの追加が必要となり、この配合と量を決定する。
【００３２】
ｄ）追加配合液の性状は、基本配合からベントナイトを除いた性状で、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が同一となるように設定する。
【００３３】
ｅ）追加量は、回収液内の残留土砂分量に、セメントミルク注入率を乗じた量とする。
【００３４】
ｆ）この結果、リサイクル配合液の性状は、新規セメントミルクとほぼ同一となる。
【００３５】
(7)  リサイクル配合液の性状
ａ）リサイクル配合液は、回収液と上記追加配合液を混合したものとなる。
【００３６】
ｂ）セメントミルクの性状（Ｗ／Ｃ）と注入率は新規セメントミルクと同一である。
【００３７】
ｃ）１施工単位終了後、リサイクル液に使用する回収液残量はゼロとなるのが基本である。
【００３８】
ｄ）リサイクル液の使用量はプラントデータで終始観察し、計画通りの削減率が達成できているかどうかを管理する。
【００３９】
(8)  リサイクル演算プログラム（表２参照）
ａ）本発明で用いる産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムは、対象地盤の土質毎に、対象地盤の細粒分含有率、湿潤単位体積重量、含水比等をパラメータとして、余剰ソイルセメント発生率、回収率、細粗粒度構成率等を考慮した演算プログラムにより施工に必要な各定数を算定するものである（請求項３）。
【００４０】
ｂ）入力・設定項目は、対象地盤の土質条件（土粒子比重・細粒土含有率・湿潤単位体積重量・余剰率）、施工条件（粗粒土排出率・細粒土排出率・セメントミルク排出率・余剰泥土吸引率・注入量増加率）、一般工法の基本配合（セメントミルク注入率・単位体積重量・水セメント比など）である。
【００４１】
ｃ）算定項目は、基本配合（セメントミルク注入率・単位体積重量・水セメント比など）、追加配合（セメントミルク単位体積重量・水セメント比など）、基本配合液使用率、追加配合液追加率、余剰泥土の単位体積重量、回収液の単位体積重量、回収液の土砂分含有率、回収率、追加配合率、産廃泥土発生率、産廃泥土削減率などである。
【００４２】
上記のように算定されたデータに基づいて、１施工単位に対して、セメントミルクの基本配合液で施工を開始すると共に、複数回リサイクルにおけるそれぞれの新規セメントミルク追加量を決定し、１次、２次、…のリサイクル施工を実施し、リサイクルを完結させる。また、算定されたデータに用いて施工管理を行う。
【発明の効果】
【００４３】
(1）基本配合液で施工を開始し、回収した余剰ソイルセメントに対して、予め設定した１施工単位毎に限定したリサクルを行うと共に、１施工単位に対して、リサイクル演算プログラムを用いて、回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量を決定し、リサイクルを完結させることにより、構築されるソイルセメント壁等の品質を一定にすることができ、良好なソイルセメント壁等を構築することができる。
【００４４】
(2) ソイルセメント地盤改良工法に用いられているリサイクル工法を使用し、これに改善を加えるだけでよいため、低コストのリサイクル工法が実現できる。
【００４５】
(3) リサイクル演算プログラムにより、各施工段階の管理ポイントにおけるチェック（比重やフロー値）でリサクルシステムの稼動状況確認が容易となり、仮に予想値から外れた場合には、原因の究明・修正を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態はソイルセメント柱列連続壁の構築に適用した例である。図１は本発明のソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法の一例を示す概念図である。図２は本発明における１施工単位の一例を示す概念図である。
【００４７】
先ず、本リサイクル工法においては、余剰泥土の分離回収が鍵であることから、土質分類の細粒分含有率が土質の評価尺度の重要な要素と考えて、表１に示すように、日本統一土質分類に基づき、土質分類を５種類に分類し、各土質区分のセメントミルクの標準配合すなわち対象土1.0m３当りのセメント量・ベントナイト量・水の量・水セメント比・セメントミルク注入量などを設定する。
【００４８】
この表１において、標準配合は一般ソイル工法の標準配合の水セメント比（Ｗ／Ｃ）と同一であり、削孔内泥土の品質（一軸圧縮強度）を保持する。凝結遅延剤は、回収液の滞留時間が大幅に短縮されたことから、従来に比べて削減した。また、泥土の流動性は一般ソイル工法よりも高く保つ必要があり、また、回収液に含まれる砂分による品質低下を防ぐ必要があるため、土質別（細粒土含有率を評価尺度）に、セメントミルク注入率を一般ソイル工法よりも土質に応じて1.2〜1.3倍に高めている。これにより、セメントミルクと現地土の攪拌・混錬状況が一般ソイル工法よりも改善され、質の高い泥土が生成され、圧縮強度と止水性が高まる。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
本発明のリサイクル工法においては、図１、図２に示すように、１施工単位に対して、表１を用いて決定したセメントミルクの基本配合液で施工を開始すると共に、リサイクル配合液によるリサイクル回数を複数回に限定し、１施工単位毎に、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて、回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量を決定し、リサイクルを完結させることにより、深さ方向に均一な品質のソイルセメント体を構築する。
【００５１】
図１、図２の実施形態は、１エレメントを１施工単位として、１エレメントを深さ方向に３つに分割し、またリサイクル回数を２回に限定した場合である。以下のような手順でリサイクルが実施される。
【００５２】
(1）初期施工
セメントミルクの基本配合液で上部の対象土を掘削攪拌し、発生した余剰泥土１−１を余剰セメントミルクの回収液２−１と土砂３−１に分離する。回収液２-１はセメントミルク分と土砂分からなり、この残留土砂分に対応した新たなセメントミルクの追加配合液４−１を回収液２-１に加え、１次リサイクル配合液５−１とする。このリサクル配合液５−１の性状は新規セメントミルクとほぼ同一となる。
【００５３】
(2）１次リサクル施工
１次リサクル配合液５−１で中間部の対象土を掘削攪拌し、発生した余剰泥土１−２を余剰セメントミルクの回収液２−２と土砂３−２に分離する。回収液２-２に、残留土砂分に対応した新たなセメントミルクの追加配合液４−２を加え、２次リサイクル配合液５−２とする。このリサクル配合液５−２の性状も新規セメントミルクとほぼ同一となる。
【００５４】
(3) ２次リサクル施工
２次リサクル配合液５−２で下部の対象土を掘削攪拌し、発生した余剰泥土１−３を処分泥土として１施工単位を終了する。この１施工単位終了時、リサクル回収液残量はゼロであり、リサクル回収液を使い切ることになる。
【００５５】
回収液に加える追加配合液の新規セメントミルク追加量等は、産廃泥土削減率を求めるリサイクル演算プログラムを用いて算出し、また算出されたデータを用いて施工管理を行う。表２に、この演算プログラムの入力・設定項目、配合・算定項目、演算・算定結果の一例を示す。
【００５６】
入力・設定項目は、対象地盤の土質条件（土粒子比重・細粒土含有率・湿潤単位体積重量・余剰率）、施工条件（粗粒土排出率・細粒土排出率・セメントミルク排出率・余剰泥土吸引率・注入量増加率）、一般工法の基本配合（セメントミルク注入率・単位体積重量・水セメント比など）である。
【００５７】
算定項目は、基本配合（セメントミルク注入率・単位体積重量・水セメント比など）、追加配合（セメントミルク単位体積重量・水セメント比など）、基本配合液使用率、追加配合液追加率、余剰泥土の単位体積重量、回収液の単位体積重量、回収液の土砂分含有率、回収率、追加配合率、産廃泥土発生率、産廃泥土削減率などである。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２の算定されたデータに基づいて、１施工単位に対して、セメントミルクの基本配合液で施工を開始すると共に、２回リサイクルにおけるそれぞれの新規セメントミルク追加量を決定し、１次、２次のリサイクル施工を実施し、リサイクルを完結させる。また、算定されたデータに用いて施工管理を行う。
【００６０】
なお、本発明は、以上のような実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のソイルセメント体造成工法における余剰液リサイクル工法の一例を示す概念図である。
【図２】本発明における１施工単位の一例を示す概念図である。
【図３】余剰液リサイクル工法の模式図である。
【図４】従来工法とリサイクル工法を比較したフロー図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…余剰泥土
２…回収液
３…土砂
４…追加配合液
５…リサイクル配合液
１０…ソイルバキューム車
１１…ソイル分離機
１２…プラント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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