(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土に所定量の水を加えて攪拌し、土を溶きほぐした後に、分離した粗粒分を除去して泥水化することを特徴とするソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法。
【請求項２】
石炭灰に所定量の水を加えて攪拌し、石炭灰を溶きほぐした後に、分離した粗粒分を除去することを特徴とするソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法。
【請求項３】
シルト、粘土を含有する沖積粘土に所定量の水を加えて攪拌することを特徴とする請求項１に記載のソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法。
【請求項４】
掘削による発生土に所定量の水を加えて攪拌することを特徴とする請求項１に記載のソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法。
【請求項５】
シルト、粘土を含有する石炭灰に所定量の水を加えて攪拌することを特徴とする請求項２に記載のソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルセメント柱列壁工法（以下、ＳＭＷ工法という。）に適用するソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法に関し、特に、現地での発生土を利用した充填材を使用して、所望のスラリーを調製するＳＭＷ工法に適用するソイルセメント柱列壁工法用充填材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水が浸透し易い洪積層や沖積砂層、沖積シルト層及び透水礫層等の透水層と不透水粘土層から構成されている地盤構造に、鉄道、共同溝など施工区間の長い構造物を建設する際には、止水性が高く、工期が短い、廉価で壁長を深くできる等の理由から、ＳＭＷ工法で構築した止水壁を適用することが多い。特に、最近のように建設現場から発生する廃棄物・残土の減量化が強力に要請されている状況下では、ＳＭＷ工法はソイルセメント地中連続壁工法として広く利用されている。
【０００３】
ＳＭＷ工法では、ベントナイト、セメント及び水で構成されるスラリーを掘削土と攪拌・混合している。しかし、ベントナイトを使用する場合には、水に溶解・膨潤させてスラリー化するのに多くの手間と時間を必要とし、一方では、粉体のために飛散防止対策を必要としてコストアップの要因になっている。
さらに、ベントナイトの使用量は１０〜５０ｋｇ／ｍ3であるが、ＳＭＷ工法の施工量が多くなるとその使用量が増大し、費用も増すことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたことから、残土・廃棄物排出量を削減する方策の一つとして、ベントナイトを使用しないＳＭＷ工法用スラリーの開発が要望されていた。しかし、ベントナイトを使用しないと粘度が上がらず、又、分離抵抗がないためにブリージングが激しく起こって、止水性能が要求されるＳＭＷ工法による止水壁の品質を確保できないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の状況に鑑みて提案するものであり、ベントナイトを使用することなく、所望の粘度と分離抵抗を保持できるＳＭＷ工法用充填材の製造方法の提供を課題にしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＳＭＷ工法用充填材の製造方法は、シルト、粘土を含有する土、沖積粘土、掘削による発生土もしくは石炭灰に、所定量の水を加えて攪拌し、これを溶きほぐした後に、分離した粗粒分を除去して泥水化することを特徴としており、土もしくは石炭灰からシルト、粘土を容易に回収して、ＳＭＷ工法に必要なベントナイトに代わる充填材を提供している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるＳＭＷ工法用充填材を製造する基本的な工程を示している。
図において、発生土１は、ＳＭＷ工法を施工する現地での掘削土である。施工現場の掘削土としては、一般に、洪積層、沖積砂層、沖積シルト層からの土が排出されるので、シルト、粘土分を多く含んでおり、充填材の作成に有利である。
【００１０】
本実施の形態では、これらの発生土１を０．０５〜０．５ｍ3／ｍ3使用し、これに３００〜５００Ｌ／ｍ3の水２を加えて水槽３に入れ、発生土の溶きほぐしを行っている。
水槽中の発生土と水は、バックホー等を用いた攪拌によって、溶きほぐしの促進が図られている。攪拌による混合体は泥水化するので、これをポンプ圧送によって分離装置４に移送する。
【００１１】
分離装置４では、マッドスクリーン等によって篩い処理を行い、発生土中に混在している粗粒分を除去してシルト、粘土分を多く含んだ泥水状の充填材５として精製している。同泥水は、ＳＭＷ工法の充填材として使用可能であるが、所望の粘度と分離抵抗を得る泥水の特性管理は、その比重を計測しながらのポンプ攪拌によって継続して行われる。
【００１２】
本発明によるＳＭＷ工法用の充填材の製造方法において、充填材の現場における保管は、泥水状態のままで行うのが望ましい。又、所望の比重を備えた泥水の調製は、上記した段階で行うだけでなく、場合によっては、施工現場でスラリーを調製する段階で管理することも可能である。
【００１３】
上記実施の形態では、発生土としてＳＭＷ工法を施工する現地での掘削土を採用する場合を例示してきたが、発生土としては、上述した掘削土の他に、シルト、粘土を成分として含有しているものであれば採用可能であるから、この他に、シルト、粘土を多く含有している土や沖積粘土もしくは石炭灰（上記実施の形態としては、２００〜３００ｋｇ／ｍ3使用）も対象の範囲に含まれる。
【００１４】
図２は、スラリーの調製過程を示している。
本実施の形態では、上記の工程で作成された泥水状の充填材５と１５０〜２５０ｋｇ／ｍ3のセメント６とをミキサー７に投入し、これを攪拌、混合することで所望のＳＭＷ工法用スラリー８に調製している。
生成されたＳＭＷ工法用のスラリー８は、粘度を３０〜１５０ｍＰａ・ｓに増加させているので、所定の分離抵抗を維持してブリージングの発生を抑止することが可能になっている。
スラリーの粘度は、セメントと水との混合量で決められてくることから、ミキサーに投入するセメント量は、同じく投入する充填材の比重を考慮した値に設定されるから、上述した充填材段階での比重の調製は、スラリー製造段階を意識した仮の値であってもよい。
【００１５】
以上のように、本発明によるＳＭＷ工法用充填材の製造方法は、施工現場で掘削された発生土から、シルト、粘土を回収して充填材を製造し、ベントナイトを用いることなく所望のスラリーを調製しているものであるから、廃棄する土砂量を少なくしながらベントナイトの費用を節減できることで、施工費用のコストダウンを図れるものである。
【００１６】
【実施例】
現場発生土として、図３に土質を示す沖積粘土を対象にして、具体的な実施を行った。
実施の結果について、図４にその内容を示している。実施は表示のように、発生土を０．１ｍ3／ｍ3以上添加し、セメント２５０ｋｇ／ｍ3、水０．３６〜０．４６ｍ3／ｍ3（スラリー注入率、５５〜６４％相当）に調製したスラリーを用いて行い、一軸圧縮強さ、粘土、密度、ブリージング率を調査した。
なお、配合Ｎｏ．１のセメントは、高炉スラグセメントＢ種を使用しており、比較のために、水０．５ｍ3／ｍ3、セメント２５０ｋｇ／ｍ3、ベントナイト２５０ｋｇ／ｍ3とベントナイトを入れないで調製したスラリーについても同様の調査をしている。
【００１７】
結果は、ブリージング率を５〜８％に抑制でき、一軸圧縮強さについても７日で１．７〜２．９ＭＮ／ｍ2と充分な強度が得られている。粘度は、３０〜４５ｍＰａ・ｓに達しており、材料分離の抑制に効果が見られている。密度についても、１．３７０〜１．４４２ｔ／ｍ3とベントナイトを入れたスラリーよりもやや大きくなっており、材料分離の抑制に寄与していることが示された。
【００１８】
実施の確認は、上記スラリーを用いたＳＭＷ工法の施工性についても行っている。ＳＭＷ工法の削孔は、一軸、１５ｍ深さのものを２ｍピッチで４本行い、施工性の比較、スラリーの最適注入率（５５〜６５％）等を確認した。
本発明による改良体は、ブリージング率（１日後）３％以下、２８日強度で、１．４ＭＮ／ｍ2以上を確保できていた。この値は、ベントナイトを添加したスラリーを用いたものの、ブリージング率（１日後）２．１％、２８日強度で、１．６ＭＮ／ｍ2とほぼ同等の結果であり、Ｈ鋼挿入の施工状態と併せて遜色のない結果といえる。
又、材料分離の防止のためには、泥水密度の増加が望ましく思われたが、結果的にはスラリー注入率の低下を招き、施工率が悪くなることから、配合Ｎｏ．２（注入率、５９％相当）の改良体が最適であった。
なお、他の実施の形態例においても、１〜５ＭＮ／ｍ2の強度が発現されたことを確認しており、本発明の有効性が認められている。
【００１９】
以上のように、本発明は、シルト、粘土を含有する土、沖積粘土、掘削発生土もしくは石炭灰からシルト、粘土を泥水にして回収し、ベントナイトの使用に代えて、ＳＭＷ工法用スラリーの充填材として活用するものであるから、廃棄する土砂量を少なくしながら、ベントナイト費用を節減できることで、施工費のコストダウンを図れるものである。
【００２０】
以上、本発明について実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるＳＭＷ工法用充填材の製造方法は、シルト、粘土を含有する土、沖積粘土、掘削発生土もしくは石炭灰と所定量の水との混合体であって、土の粗粒分を除去した泥水から構成することをその趣旨にしているものであるから、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の上記の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によるＳＭＷ工法用充填材の製造方法は、シルト、粘土を含有する土、沖積粘土、採掘による発生土もしくは石炭灰に、所定量の水を加え攪拌して溶きほぐした後に、分離した粗粒分を除去して泥水化することを特徴としており、土もしくは石炭灰からシルト、粘土を容易に回収して、ＳＭＷ工法に必要なベントナイトに代わる充填材を提供できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＳＭＷ工法用充填材の製造工程図
【図２】  本発明によるＳＭＷ工法用充填材で得られる充填材からスラリーを得る製造工程図
【図３】本発明に用いる発生土の土質図
【図４】本発明の実施例による計測結果図
【符号の説明】
１  発生土、  ２  水、  ３  水槽、  ４  分離装置、
５  スラリー充填材、  ６  セメント、  ７  ミキサー、
８  ＳＭＷ工法用スラリー、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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