(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得る、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を準備する第１工程と、
前記ガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌して流動化処理土を作製する第２工程と
を備え、
前記第１工程は、
前記ガラス粒として粒度が０〜５．０ｍｍのガラス粒を得るもので、
前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率を、容積比で１０〜３０％とする
ことを特徴とするガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法。
【請求項２】
前記第２工程は、
前記処理目的土に水または泥水を添加して比重を調整した調整泥水を作製する工程と、
前記調整泥水と、前記ガラス粒と、固化剤とを混合撹拌して流動化処理土を作製する工程と
を備える請求項１記載のガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法と、
前記流動化処理土を埋め戻す第３工程と
を備えることを特徴とするガラス製品を利用した流動化処理工法。
【請求項４】
廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌してなり、
前記ガラス粒の粒径が０〜５．０ｍｍであり、
前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率を、容積比で１０〜３０％とする
ことを特徴とする流動化処理土。
【請求項５】
前記ガラス粒と、前記固化剤と、前記処理目的土に水または泥水を添加して比重を調整した調整泥水とを混合撹拌してなる請求項４記載の流動化処理土。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流動化処理土の作製方法および流動化処理工法、ならびに流動化処理工法に用いる流動化処理土に関するものであり、特に廃ガラスびん等のガラス製品を上記工法などに適用して該ガラス製品を有効利用する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路の地下には、電話線、光ファイバーケーブル、ガス管、上下水道管、電力ケーブル等、種々の管類、ケーブル類が埋設されているが、必要に応じて、あるいは定期的に、これらの管類、ケーブル類を掘り出して、補修、交換を行い、この後再び埋め戻している。この埋め戻しの際、埋め戻しに用いる処理目的土には、（１）埋設管下部や管と管の隙間に充填可能な流動性、（２）打設後できるだけ短時間で、埋め戻した処理土上に砂または砕石の転圧等の復旧作業ができる速硬性及び（３）人力掘削が可能な再掘削性等が求められる。そこで、従来より掘り出した処理目的土に水等を混ぜて流動化させ、これに固化材を混合させて流動処理土を作製し、掘削により生じた掘削溝に流動化処理土を流し込む、いわゆる流動化処理工法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、軟弱な地盤の支持力を増加、沈下抑制、止水または振動に対する安定性向上などの観点から軟弱地盤を改良する地盤改良工法が従来より提案されている（特許文献２参照）。この地盤改良工法は、軟弱地盤を構成する現場改良目的土に固化剤を添加し、撹拌手段により撹拌施工することにより軟弱地盤を強化するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２６５４２号公報（（０００２）、（０００３））
【特許文献２】
特開平５−３３１８３０号公報（（０００２））
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、一般廃棄物として排出されるガラスびんのうち無色透明なガラスびんを主に約７０％がカレットして再利用されているが、有色ガラスびんのほとんどは最終処分場において廃ガラスびんとして埋立て処分されるのが現状である。この埋立て処分に用いられている廃ガラスびん等のガラス製品の有効利用に関心がもたれている。しかしながら、廃棄処分されるガラス製品と、上記した流動化処理工法や地盤改良工法とを効果的に結び付けることで、ガラス製品の有効利用を図るとともに、上記工法の施工性の向上などを図るという具体的な試みはなく、改善の余地が大きく残されていた。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、廃ガラスびん等のガラス製品の有効利用を促進するとともに、流動化処理工法の施工性を向上させることができる流動化処理土の作製方法、流動化処理工法および該工法に用いる流動化処理土を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる流動化処理土の作製方法は、上記目的を達成するため、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得る、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を準備する第１工程と、前記ガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌して流動化処理土を作製する第２工程とを備えている。
【０００９】
このように構成された流動化処理土の作製方法では、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を、処理目的土と、固化剤と、また必要に応じて水または泥水と混合撹拌することで流動化処理土を作製している。したがって、従来廃棄処分されていた廃ガラスびん等のガラス製品が有効利用される。ここで、ガラス粒の供給については、自らが廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得るようにしてもよいし、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を第三者から購入するなどにより該ガラス粒を準備するようにしてもよい。
【００１０】
また混合撹拌により、流動化処理土におけるガラス粒の流動性および強度特性が確保されるとともに、ガラス粒と処理目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができる。したがって、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。ここで、ガラス粒の代わりに山砂等を混合させることも考えられるが、本発明の如くガラス粒を用いることで次のような作用効果が得られる。すなわち、都市部への山砂等の調達・搬入は単にコスト面での負担が大きくなるだけでなく、山砂採取箇所及び掘削土廃棄箇所の環境保全の観点からも問題があるのに対し、ガラス粒の原材料となる廃ガラスびん等は都市部に豊富に存在しており、上記問題は一切発生せず、非常に効率的、かつ合理的な工法であるといえる。
【００１１】
また、この発明にかかる流動化処理土は、上記目的を達成するため、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌してなる。このような流動化処理土を用いることで、上記流動化処理工法と同様に、廃ガラスびん等のガラス製品を有効利用することができるとともに、優れた施工性で流動化処理を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる流動化処理工法の一実施形態を示す図である。この流動化処理工法では、建設現場で発生する建設残土や泥土などの建設発生土が所定のプラント工場に搬入され（ステップＳ１）、同工場内に設けられた建設発生土用のストックヤードにストックされる（ステップＳ２）。また、同工場には、廃ガラスびんが搬入され（ステップＳ３）、廃ガラスびん用のストックヤードにストックされる（ステップＳ４）。
【００１５】
このプラント工場には、建設発生土用のストックヤードに貯留されている建設発生土を本発明の「処理目的土」とし、この建設発生土から調整泥水を作製する作製プラントが設けられている。そして、必要に応じて建設発生土用のストックヤードから建設発生土をこの作製プラントに搬送するとともに、その建設発生土に水や泥水を加えて比重を調整した泥水、つまり調整泥水を作製する（ステップＳ５）。
【００１６】
また、このプラント工場には、上記作製プラントのほかに、廃ガラスびんを破砕する破砕プラントおよび混合プラントとが設けられている。そして、必要に応じて廃ガラスびん用のストックヤードから廃ガラスびんをこの破砕プラントに搬送するとともに、その廃ガラスびんを破砕・分粒する（ステップＳ６）。この破砕プラントとしては、例えば特開平９−９９２５０号公報に記載された装置を用いることができ、該装置により粒径ごとにガラス粒を選別することができる。そこで、ここでは、各粒径に区分けしながらガラス粒を分粒ストックヤードに貯留する（ステップＳ７）。
【００１７】
一方、混合プラントでは、作製プラントから送られてくる調整泥水と、分粒ストックヤードから送られてくるガラス粒と、固化剤、例えばセメント系固化剤とを混合して流動化処理土を作製する（ステップＳ８）。ここでは、予めガラス粒を分粒ストックしているため、流動化処理土に適した粒径のガラス粒を用いることができる。なお、ガラス粒の粒径、ならびに建設発生土（処理目的土）に対するガラス粒の混入率などについては、後の実施例で詳述する。
【００１８】
こうして作製された流動化処理土については、ミキサー車などの運搬車両により流動化処理を必要とする現場に運搬する（ステップＳ９）。そして、この現場では、運搬車両から掘削箇所などに流動化処理土を打設して埋め戻しを行う（ステップＳ１０）。
【００１９】
以上のように、この実施形態によれば、廃ガラスびんを破砕してなるガラス粒を利用して流動化処理土を作製し、その流動化処理土を用いて埋め戻しを行っているため、廃棄処分されていた廃ガラスびんを有効的に利用することができる。また混合撹拌により、流動化処理土におけるガラス粒の流動性および強度特性を確保することができ、しかもガラス粒と処理目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができるため、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。
【００２０】
なお、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、作製プラント、破砕プラントおよび混合プラントを同一のプラント工場に集中的に設けているが、これらのプラントの配設位置や配設数などは任意であることはいうまでもなく、例えば混合プラントを現場に設けるとともに、調整泥水およびガラス粒を現場に運搬して該現場で流動化処理土を作製するようにしてもよい。
【００２１】
また、上記実施形態では、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を用いて流動化処理土を作製するとともに、自らがその流動化処理土を埋め戻すようにしているが、流動化処理土の埋戻工程（請求項３記載の発明の「第３工程」に相当）については第三者により行うようにしてもよい。例えば、上記のようにして作製した流動化処理土をミキサー車などの運搬車両によって第三者に引渡し、この第三者が流動化処理土の埋戻工程を行うようにしてもよい。
【００２２】
また、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、作製プラントでは水を建設発生土（処理目的土）に加えて調整泥水を作製しているが、水の代わりに泥水を用いてもよい。また、混合プラントでは、調整泥水、ガラス粒および固化剤を混合させて流動化処理土を作製しているが、さらに必要に応じて水または泥水を加えて混合撹拌して流動化処理土を作製するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、ガラス粒の原材料として廃ガラスびんを用いているが、廃ガラスびん以外のガラス製品を原材料としてもよいことはいうまでもない。また、この実施形態では、ガラス粒の供給については、自らが廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得るようにしてもよいし、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を第三者から購入するなどにより該ガラス粒を準備するようにしてもよい。この点に関しては、後の地盤改良工法においても同様である。
【００２４】
さらに、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、固化剤としてセメント系固化剤を用いているが、固化剤の種類はこれに限定されるものではなく、流動化処理土を作製する際に従来より使用されている他の固化剤を用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２５】
図２は、この発明にかかる地盤改良工法の一実施形態を示す図である。この地盤改良工法では、上記流動化処理工法と同様に、プラント工場に廃ガラスびんが搬入され（ステップＳ１１）、廃ガラスびん用のストックヤードにストックされる（ステップＳ１２）。そして、必要に応じて廃ガラスびん用のストックヤードから廃ガラスびんをこの破砕プラントに搬送するとともに、その廃ガラスびんを破砕・分粒した（ステップＳ１３）後、各粒径に区分けしながらガラス粒を分粒ストックヤードに貯粒する（ステップＳ１４）。
【００２６】
こうして分粒ストックされているガラス粒のうち地盤改良に適した粒径のものをトラックなどの運搬車両により現場に運搬する（ステップＳ１５）。そして、この現場では、地盤改良の対象となる現場改良目的土にガラス粒および固化剤（例えばセメント系固化剤）を混合撹拌し（ステップＳ１６）、撹拌施工する（ステップＳ１７）。
【００２７】
以上のように、この実施形態によれば、廃ガラスびんを破砕してなるガラス粒を利用して地盤改良を行っているため、廃棄処分されていた廃ガラスびんを有効的に利用することができる。また混合撹拌により、現場改良目的土におけるガラス粒の流動性および強度特性を確保することができ、しかもガラス粒と現場改良目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができるため、優れた施工性で地盤改良を行うことができる。
【００２８】
なお、上記実施形態にかかる地盤改良工法では、固化剤としてセメント系固化剤を用いているが、固化剤の種類はこれに限定されるものではなく、地盤改良の際に従来より使用されている他の固化剤を用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２９】
また、上記実施形態にかかる地盤改良工法では、現場改良目的土、ガラス粒および固化剤を混合撹拌しているが、必要に応じて骨材や水などを添加して混合撹拌するようにしてもよい。
【００３０】
また、本発明（流動化処理工法、流動化処理土および地盤改良工法）は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３１】
【実施例】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３２】
セメント、水、処理目的土およびガラス粒を表１に示す配合で流動化処理土を作製し、比較例１および実施例１〜４の試験試料を作製した。
【００３３】
【表１】
0003727930.tif 000002
【００３４】
ここでは、比較例１および実施例１〜４とも、セメント１００（ｋｇ／ｍ３）に対して水を４３０（ｋｇ／ｍ３）に設定し、処理目的土として粘土残土を用いている。一方、ガラス粒の混入の影響を調べるべく、ガラス粒の粒径として、「０〜５．０ｍｍ」、「０〜１．２ｍｍ」、「２．５〜５．０ｍｍ」、「５．０〜８．０ｍｍ」の４種類を準備した。なお、表１中の「ガラス粒の混入率」とは、処理目的土に対するガラス粒の容積比を示すものであり、本発明の「前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率」に相当する。
【００３５】
そして、各試験試料について、フロー、２０時間後のブリージング率、材齢２８日における一軸圧縮強さを測定し、その結果を表１にまとめている。ここでは、測定結果を求めるにあたって、以下の試験や測定法を用いている：
フロー：ＪＨＳＡ３１３−１９９２に規定する「エアモルタル及びエアミルクの試料方法」の１．２（シリンダー法）による；
ブリージング率：ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９９９に規定する「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーヂィング率および膨張率試験方法」（ポリエチレン袋方法）；
一軸圧縮強さ：ＪＩＳＡ  １２１６に規定する「一軸圧縮試験」。
【００３６】
また、ガラス粒の粒径に対する一軸圧縮強さの変化を材齢２日、３日、７日および２８日のそれぞれについて図３に示している。
【００３７】
これらの表１および図３から次のことがわかる。すなわち、ガラス粒を混入することによって、ガラス粒を混入しない比較例１（処理目的土のみ）に比べて強度などを向上させることができ、ガラス粒の混入の有効性がわかる。また、一軸圧縮強さ、ブリージング率などを総合的に考慮すると、ガラス粒としては、０〜５．０ｍｍのものを用いるのが望ましい。
【００３８】
また、ガラス粒の混入率が一軸圧縮強さなどに与える影響や山砂に対する優位性を検証するために、セメント、水、処理目的土およびガラス粒を表２に示す配合で流動化処理土を作製し、比較例２〜７および実施例５〜９の試験試料を作製した。
【００３９】
【表２】
0003727930.tif 000003
【００４０】
ここでは、比較例２〜７および実施例５〜９とも、セメント８０（ｋｇ／ｍ３）に対して水を３７０（ｋｇ／ｍ３）に設定し、処理目的土として普通残土を用いるとともに、ガラス粒の混入率の影響を調べるべく、粒径が「０〜５．０ｍｍ」のガラス粒を普通残土に対して「０％」、「１０％」、「２０％」、「３０％」、「４０％」、「５０％」の混合率で混合した。また、ガラス粒の代わりに「０〜５．０ｍｍ」の山砂を準備して同様の混合率で普通残土に混合した。
【００４１】
そして、各試験試料について、２０時間後のブリージング率、材齢２８日における一軸圧縮強さを測定し、その結果を表２にまとめている。また、比較例２と実施例５〜９について、ガラス粒の混入率に対する一軸圧縮強さの変化を材齢３日、７日および２８日のそれぞれについて図４に示している。さらに、比較例２（処理目的土１００％）、実施例６（処理目的土８０％＋ガラス粒２０％）、比較例４（処理目的土８０％＋山砂２０％）について、一軸圧縮強さの変化を材齢３日、７日および２８日のそれぞれについて図５に示している。
【００４２】
これらの表２および図４から次のことがわかる。すなわち、先に説明した試験結果と同様に、ガラス粒を混入することによって、ガラス粒を混入しない比較例２（処理目的土のみ）に比べて強度などを向上させることができ、ガラス粒の混入の有効性がわかる。また、ガラス粒の混入率としては、約１０％〜３０％混入するのが好ましく、さらに約１０％〜２０％の範囲に設定するのがさらに好ましい。
【００４３】
また、表２および図５から明らかなように、ガラス粒を混入することは山砂を混入した場合と同等、あるいはそれ以上の有用性を有している。したがって、すでに述べたように山砂の代わりにガラス粒を効果的に用いることができ、強度向上や施工性などの面からむしろガラス粒を用いることが有用となることもある。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を、流動化処理工法や流動化処理土に用いているので、従来廃棄処分されていた廃ガラスびん等のガラス製品を有効利用することができる。また、ガラス粒を処理目的土に混合させているため、ガラス粒の流動性および強度特性を確保するとともに、ガラス粒と目的土の混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができる。つまり、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる流動化処理工法の一実施形態を示す図である。
【図２】この発明にかかる地盤改良工法の一実施形態を示す図である。
【図３】ガラス粒の粒径に対する一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【図４】ガラス粒の混入率に対する一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【図５】処理目的土に対して、ガラス粒を混入する場合と山砂を混入する場合との一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｓ５…調整泥水の作製工程（第２工程）
Ｓ６、Ｓ１３…廃ガラスびんの破砕・分粒工程（第１工程）
Ｓ１０…打設工程（第３工程）
Ｓ１６…混合撹拌工程（第２工程）
Ｓ１７…撹拌施工（第３工程）
【図１】
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【図２】
0003727930.tif 000005
【図３】
0003727930.tif 000006
【図４】
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【図５】
0003727930.tif 000008