(57)【要約】【課題】未固結のソイルセメント試料を採取した後、その固結後の強度を即座に推定することができる、固結後のソイルセメントの圧縮強さを推定する方法を提供する。【解決手段】地盤内から未固結状態のソイルセメント試料を採取するステップ、採取したソイルセメント試料の湿潤密度γtを測定するステップ、湿潤密度γtから未固結ソイルセメントの含水率ｎを算出するステップ、湿潤密度γtと含水率ｎとから未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗwを算出するステップ、土1m3当たりにセメントミルクとして添加されたセメント量から未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcを算出するステップ、有効セメント水比Ｗc／Ｗwを算出するステップ、有効セメント水比Ｗc／Ｗwと固結ソイルセメントの圧縮強さとの関係から、固結後のソイルセメントの圧縮強さを推定するステップを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削した地盤内で掘削土砂とセメントミルクとを混合撹拌して築造されるソイルセメントの固結後の圧縮強さを推定する方法であって、
地盤内から未固結状態のソイルセメント試料を採取するステップと、
採取した前記ソイルセメント試料の湿潤密度γtを測定するステップと、
前記湿潤密度γtから未固結ソイルセメントの含水率ｎを算出するステップと、
前記湿潤密度γtと前記含水率ｎとから前記未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗwを算出するステップと、
土1m3当たりにセメントミルクとして添加されたセメント量から前記未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcを算出するステップと、
有効セメント水比Ｗc／Ｗwを算出するステップと、
有効セメント水比Ｗc／Ｗwと固結ソイルセメントの圧縮強さとの関係から、固結後のソイルセメントの圧縮強さを推定するステップと
を備えてなることを特徴とするソイルセメントの圧縮強さ推定方法。
【請求項２】
固結後のソイルセメントの圧縮強さの推定値が、目標圧縮強さを満足するか否かを判断するステップと、
前記推定値が目標値に満たない場合、セメントミルクを地盤内に再注入するステップと  を備えてなることを特徴とするソイルセメントの圧縮強さ推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソイルセメントの圧縮強さ推定方法に関し、より詳細には原位置で未固結状態のソイルセメント試料を採取して、その固結後の圧縮強さを事前に推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削土砂とセメントミルクとを混合撹拌して築造されるソイルセメント固結体は、例えば既製杭の施工法の１つである埋込み杭工法において、杭先端部の根固め部などに利用されている。
【０００３】
根固め部を構成するソイルセメントの品質管理の一環（支持力担保）として、未固結のソイルセメント試料を原位置で採取することが、近年では広く実施されている。その主たる目的は、採取した試料から供試体を作成し、その供試体が固結した後の一軸圧縮強さの確認である。
【０００４】
しかしながら、固結したソイルセメントの強度確認が実施されるのは、一般には未固結のソイルセメントを造成してから２８日後（２８日強度）であることから、確認の結果、強度が不足していた場合の対応が極めて困難である。このため、固結ソイルセメントの強度が安全側となるように、セメントミルクを大量に注入するなどの方法によって強度確保を図っており、不経済になるという問題があった。
【０００５】
特許文献１には、採取した未固結のソイルセメント試料を促進養生して、少なくとも１日後に２８日後の一軸圧縮強さを推定する方法が開示されている。しかしながら、この方法は養生を促進するのにヒーター等の加温装置や循環ポンプ等の設備を必要とし、また強度推定が可能となるまでに少なくとも１日を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、未固結のソイルセメント試料を採取した後、その固結後の強度を即座に推定することができ、しかも加温装置などの大掛かりな設備を何ら必要としない、ソイルセメントの圧縮強さ推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
固結後のソイルセメントの圧縮強さ、例えば一軸圧縮強さｑu(N/mm2)と、有効セメント水比Ｗc/Ｗw(%)との間には図１に示すように、線形関係があることが知られている。したがって、採取した未固結ソイルセメントの有効セメント水比Ｗc/Ｗwが分かれば、固結後のソイルセメントの一軸圧縮強さｑuを推定することができる。ここで、Ｗw：ソイルセメント1m3当たりの全水量(t)、Ｗc：ソイルセメント1m3当たりの全セメント量であり、次式で示される。
【０００９】
Ｗw＝ｎ・γt・Ｖ          ・・・ （１）
ただし、ｎ：含水率、γt：湿潤密度、Ｖ：ソイルセメントの体積（1m3）
Ｗc＝Ｃ/{(ａ＋1)・Ｖ}          ・・・（２）
ただし、Ｃ：土1m3当たりのセメント添加量（0.5t、1.0t、1.5t、2.0tと予め設定されている）、ａ：セメントミルク注入量／固結部（例えば根固め部）体積（セメント添加量Ｃに対応して、それぞれ0.5、1.0、1.5、2.0となる）
【００１０】
セメント添加量Ｃはセメントミルクプラントで設定される設定値であり、したがってソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcは、（２）式から容易に算出することができる。一方、ソイルセメント1m3当たりの全水量Ｗwについては、（１）式から算出するためには、採取した未固結ソイルセメント試料の含水率ｎ及び湿潤密度γtを測定しなければならない。
【００１１】
しかしながら、湿潤密度γtについては試験方法（JIS A 1225）が簡単で短時間に求めることができるのであるが、含水率ｎについては110±5度Ｃの恒温乾燥機にて、試料を18〜24時間一定の質量になるまで乾燥させて測定しなければならず（JIS A 1203）、測定に長時間を必要とする。
【００１２】
そこで、この発明の発明者は鋭意研究を重ねた結果、未固結ソイルセメントの含水率ｎと湿潤密度γtとの間には、図２に示すように、線形関係があることを見出した。すなわち、湿潤密度γtのみを測定すればその測定値から図２に基づいて含水率ｎを算出することができる。これにより、（１）式からソイルセメント1m3当たりの全水量Ｗwを容易に算出することができ、図１に示した関係式より未固結ソイルセメントの固結後の一軸圧縮強さｑuを即座に推定することができる。
【００１３】
この発明は上記のような知見に基づくもので、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、掘削した地盤内で掘削土砂とセメントミルクとを混合撹拌して築造されるソイルセメントの固結後の圧縮強さを推定する方法であって、
地盤内から未固結状態のソイルセメント試料を採取するステップと、
採取した前記ソイルセメント試料の湿潤密度γtを測定するステップと、
前記湿潤密度γtから未固結ソイルセメントの含水率ｎを算出するステップと、
前記湿潤密度γtと前記含水率ｎとから前記未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗwを算出するステップと、
土1m3当たりにセメントミルクとして添加されたセメント量から前記未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcを算出するステップと、
有効セメント水比Ｗc／Ｗwを算出するステップと、
有効セメント水比Ｗc／Ｗwと固結ソイルセメントの圧縮強さとの関係から、固結後のソイルセメントの圧縮強さを推定するステップと
を備えてなることを特徴とするソイルセメントの圧縮強さ推定方法にある。
【００１４】
また、この発明は、前記ステップに加え、
固結後のソイルセメントの圧縮強さの推定値が、目標圧縮強さを満足するか否かを判断するステップと、
前記推定値が目標値に満たない場合、セメントミルクを地盤内に再注入するステップと  を備えてなることを特徴とするソイルセメントの圧縮強さ推定方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、地盤内から採取した未固結状態のソイルセメントの湿潤密度を測定し、その測定値に基づいて固結後のソイルセメントの圧縮強さを推定するので、圧縮強さの推定値を短時間で即座に得ることができる。これにより、セメントミルクを過不足なく注入することができ、施工の経済性を向上させることができる。また、施工現場には加温装置などの大掛かりな設備も必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ソイルセメントの一軸圧縮強さｑu(N/mm2)と、有効セメント水比Ｗc/Ｗw(%)との関係を表すグラフである。
【図２】未固結ソイルセメントの含水率ｎと湿潤密度γtとの関係を表すグラフである。
【図３】この発明の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施形態を図３に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。例えば、埋込み杭工法においては、撹拌羽根を有するスパイラルオーガなどで地盤に杭穴を掘削した後、杭の根固め部を形成するために、杭穴にオーガからセメントミルクを注入し、掘削土砂とセメントミルクとを撹拌混合してソイルセメントが造成される。
【００１８】
この発明ではまず、杭穴内の未固結のソイルセメント試料を採取する（ステップＳ1）。採取は試料採取器を用いて容易に実施することができる。次いで、採取したソイルセメント試料の湿潤密度γtを測定する（ステップＳ2）。湿潤密度γtの測定はJIS A 1225に規定される試験方法によって行う。この試験方法は供試体の質量と体積を測定して湿潤密度を求めるもので、施工現場で簡単に短時間で実施することができる。
【００１９】
次に、図２に示した関係式に基づき、測定した湿潤密度γtから未固結ソイルセメントの含水率ｎを算出する（ステップＳ3）。次に、上記（１）式を用いて、湿潤密度γtと含水率ｎとから未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗwを算出する（ステップＳ4）。また、上記（２）式を用いて、土1m3当たりにセメントミルクとして添加されたセメント量Ｃから未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcを算出する（ステップＳ5）。ここで、（２）式における土1m3当たりのセメント添加量Ｃは、前記のように、1.0t、1.5t、2.0tと予め設定された値である。また、セメントミルク注入量と根固め部体積との比ａは、セメント添加量にそれぞれ対応し、1.0、1.5、2.0である。
【００２０】
以上のようにして、未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗw及び未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcを算出したら、それらの比すなわち有効水セメント比Ｗc/Ｗwを算出する（ステップＳ6）。そして、図１に示した関係式を用いて、有効水セメント比Ｗc/Ｗwから固結後のソイルセメントの一軸圧縮強さｑuを算出・推定する（ステップＳ7）。
【００２１】
次に、推定した一軸圧縮強さｑuが目標の値を満足しているか否かを確認する（ステップＳ8）。その結果、推定値が目標値に満たない場合は、セメントミルクを再注入して（ステップＳ9）掘削土砂と撹拌混合し、再度未固結のソイルセメント試料を採取して、ステップＳ1〜ステップＳ8を実行する。
なお、一軸圧縮強さｑuの推定値が目標値を超えていた場合は、同一の施工条件で引き続き施工が予定される次の杭孔へのセメントミルク注入量を少なくする。ここで、同一の施工条件とは、ソイルセメントに含まれる土粒子の物理的性質、当該ソイルセメントに含まれるセメントミルクの配合割合及び当該セメントミルクの構成材料が同一であることをいう。例えば、同一の施工現場は、同一の施工条件である。
【００２２】
[具体例]
ソイルセメントの目標一軸圧縮強さｑu＝15N/mm2、採取した未固結ソイルセメントの湿潤密度が測定の結果、γt＝1.8t/m3だったとする。
【００２３】
（イ）含水率ｎは、図２に示した関係式より、γt＝−0.017ｎ＋2.289であるから、ｎ＝28.7(%)
（ロ）未固結ソイルセメントの1m3当たりの全水量Ｗwは、Ｖ＝1.0m3であるから、上記（１）式より、Ｗw＝0.287×1.8×1.0＝0.516(t)
（ハ）未固結ソイルセメント1m3当たりの全セメント量Ｗcは、セメント量Ｃ＝1.0tとするとａ＝1.0であるから、上記（２）式より、Ｗc＝1.0/{(1＋1)×1｝＝0.5(t)
【００２４】
（二）有効水セメント比は、Ｗc/Ｗw＝0.5×100/0.516＝96.8(%)
（ホ）固結後のソイルセメントの一軸圧縮強さは、図１に示した関係式より、ｑu＝0.311×96.8−16.60＝13.5(N/mm2)
目標一軸圧縮強さは15N/mm2であるから、推定一軸圧縮強さ13.5N/mm2は目標値よりも小さく、この場合、セメントミルクを再注入して、再度試料を採取して上記のような計算を再実行する。
【００２５】
上記実施形態ではソイルセメントの圧縮強さとして一軸圧縮強度を採用したが、三軸圧縮強度を採用してもよい。この発明は、埋込み杭工法に限らず、地盤内にソイルセメント固結体を造成する工法であれば、地盤改良工法、地中連続壁工法等他の工法を実施する場合にも適用できる。
【図１】
2014111879.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014111879.tif 000005