(57)【要約】【課題】セメント組成物と土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎に関し、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤改良用基礎を提供する。【解決手段】コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎１００であって、前記コンクリート砂が、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重い地盤改良用基礎であることを特徴とする。さらに好ましくは、前記セメント組成物が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を前記コンクリート砂として含むものである。【選択図】        図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎であって、
前記コンクリート砂が、前記セメントを構成するセメント粒子よりも重いものであることを特徴とする地盤改良用基礎。
【請求項２】
前記セメント組成物が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を前記コンクリート砂として含むものであることを特徴とする請求項１記載の地盤改良用基礎。
【請求項３】
前記地盤改良用基礎が層状に固化されたものであり、
前記セメント組成物が、前記セメント系固化材より前記コンクリート砂を多く含むものであることを特徴とする請求項１又は２記載の地盤改良用基礎。
【請求項４】
前記セメント組成物が、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を５０％より多く８０％以下の割合で含むものであることを特徴とする請求項３記載の地盤改良用基礎。
【請求項５】
前記地盤改良用基礎が柱状に固化されたものであり、
前記セメント組成物が、前記セメント系固化材と同量以下の前記コンクリート砂を含むものであることを特徴とする請求項１又は２記載の地盤改良用基礎。
【請求項６】
前記セメント組成物が、前記コンクリート砂と前記セメント系固化剤の総量１００％に対して前記コンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むものであることを特徴とする請求項５記載の地盤改良用基礎。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、セメント組成物と土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱な地盤の上に建築物を建設する場合、その建築物の重量を支えきれずに地盤の沈下が発生するという問題がある。このため、軟弱な地盤でも建物が建設できるように、近年ではセメント等を用いた地盤改良用基礎を形成する地盤改良方法が提案されている。しかし、このセメントにはその製造過程で生成された毒性の強い六価クロムが含まれているため、セメントを使用した地盤周辺の土壌にこの六価クロムが溶出するという問題がある。この問題を解決すべく、様々な方法が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載された発明では、セメントに六価クロムを中和する物質を添加して、毒性を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１２７０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された発明の場合、一定量の中和剤が必要になりコストがかかる。
【０００６】
本考案は上記事情に鑑み、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤改良用基礎を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本考案の地盤改良用基礎は、
コンクリート砂と母材がセメントであるセメント系固化材とを含むセメント組成物、および土砂を混合し固化させた地盤改良用基礎であって、
上記コンクリート砂が、上記セメントを構成するセメント粒子よりも重いものであることを特徴とする。
【０００８】
ここで、コンクリート砂としては、例えば大きさが２．５ｍｍ未満のものが挙げられるが、２．５ｍｍ未満という大きさに必ずしも限定されるものではない。
【０００９】
本考案の地盤改良用基礎によれば、コンクリート砂を用いることで地盤改良用基礎に用いられるセメントの量を従来の地盤改良用基礎と比較して少なく抑えることができる。このため、地盤改良用基礎からの六価クロムの溶出を抑えることができ、中和剤にかかるコストも抑えることができる。また、コンクリート砂と混ぜ合わせることでセメント粒子が飛散しにくくなるため、飛散による六価クロムの溶出も抑えることができる。さらに、セメント粒子が飛散しにくくなることからあえて覆いを用いなくてもよい場合が増え、コストを抑えることができる。したがって、六価クロムの溶出が少ない地盤改良用基礎を低コストで形成することができる。
【００１０】
ここで、上記セメント組成物が、コンクリートを破砕したときにでる再生砂を上記コンクリート砂として含むものであってもよい。
【００１１】
この地盤改良用基礎によれば、コストの安い再生砂を用いることで地盤改良用基礎のコストを安く抑えることができる。
【００１２】
また、上記地盤改良用基礎が層状に固化されたものであり、
上記セメント組成物が、上記セメント系固化材より上記コンクリート砂を多く含むものであってもよい。
【００１３】
この地盤改良用基礎によれば、コストの安いコンクリート砂を多く用いることで、地盤改良用基礎にかかるコストをより安くすることができる。
【００１４】
さらに、上記セメント組成物が、上記コンクリート砂と上記セメント系固化剤の総量１００％に対して上記コンクリート砂を５０％より多く８０％以下の割合で含むものであってもよい。
【００１５】
この地盤改良用基礎によれば、十分な強度の地盤改良用基礎を形成するためのコストを低く抑えることができる。
【００１６】
また、上記地盤改良用基礎が柱状に固化されたものであり、上記セメント組成物が、上記セメント系固化材と同量またはそれ以下の上記コンクリート砂を含むものであってもよい。
【００１７】
この地盤改良用基礎によれば、コストの安いコンクリート砂を多く用いることで、地盤改良用基礎にかかるコストをより安くすることができる。
【００１８】
さらに、上記セメント組成物が、上記コンクリート砂と上記セメント系固化剤の総量１００％に対して上記コンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むものであってもよい。
【００１９】
この地盤改良用基礎によれば、十分な強度の地盤改良用基礎を形成するための低コストで形成することができる。
【考案の効果】
【００２０】
本考案によれば、低コストで六価クロムの溶出を抑制する地盤改良用基礎が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の表層地盤改良用基礎を用いて改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【図２】本実施形態の柱状地盤改良用基礎を用いて改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下、本考案の地盤改良用基礎の実施形態を説明するにあたって、まずこの実施形態で用いられるセメント組成物について説明する。
【００２３】
本実施形態で用いられるセメント組成物は、セメント系固化材とコンクリート砂を含むものであり、詳細は後述するが、このセメント組成物と土砂とを混合した地盤改良用基礎によって地盤改良を行うものである。
【００２４】
ここで、セメント系固化剤とは、セメントを母材（主要材料）とするものであり、このセメントに目的に応じた添加剤を加えたものである。添加材の例として、セメントの固化を早めるものや、有害物質の溶出を抑えるものがある。他に、土の力学的および物理的性質の向上以外の目的をもった添加剤も含む。なお、本実施形態においては、セメントのみからなるものもセメント系固化材の一つとして以降の説明を行う。一般的には、上記のようなセメント系固化剤が建物の建築や地盤改良等に用いられている。
【００２５】
一方、コンクリート砂とは、セメント粒子よりも重いコンクリートの粒で構成されるものであり、特に本実施形態では大きさが２．５ｍｍ未満のコンクリート粒によって構成されるものである。
【００２６】
老朽化した建物等を解体する際にでる大量のコンクリート廃棄物を処理するため、廃棄されるコンクリートを破砕し、再利用する方法が提案されているが、細かい再生砂に関してはあまり有効な使い道がない。そこで本実施形態では、建物等を解体したときに生じるコンクリートを破砕し、この破砕されたコンクリートを２．５ｍｍの網目のふるいにかけ、このふるいを通った再生砂（いわゆるダスト砂）をコンクリート砂として用いる。上記コンクリート廃棄物を利用することで地盤改良用基礎の形成にかかるコストを安くすることができ、かつ廃棄物を減らすことができる。なお、このコンクリートは廃棄物を利用するものに限らず、コンクリート砂を作るために専用のコンクリートを用いるものであってもよい。また、破砕の方法は、例えば破砕機を用いるものであってもよいし、ハンマー等を用いて手作業で破砕したものであってもよい。コンクリートを破砕してできるコンクリート砂の粒は、その大きさが、セメント粒子の平均的な大きさである１０μｍよりも大きいものがほとんどであり、セメント粒子の大きさよりも小さいものは僅かである。加えてコンクリート粒とセメント粒子はその比重が同程度であるため、上記コンクリート粒のほとんどがセメント粒子よりも重いと考えられる。したがって本実施形態ではこれらのコンクリート粒の重さを確認せずにそのまま使用する。なお、コンクリートを破砕してできるコンクリート砂に限らず、新規に製造されたコンクリート砂を用いてもよい。
【００２７】
上述したように一般的な地盤改良では、母材がセメントであるセメント系固化材を用いた地盤改良用基礎が形成されるが、セメントには毒性の強い六価クロムが含まれている。この六価クロムが地盤改良用基礎周辺の土壌に溶出し環境に悪影響を与えてしまうという問題がある。本実施形態で使用するセメント組成物はセメント系固化材とコンクリート砂を混合したものであるため、地盤改良用基礎に用いられるセメントの量が従来の地盤改良用基礎と比較して少ない。また、コンクリート砂は六価クロムを含んでいるものの、一旦硬化したことによって六価クロムが溶出しにくい状態になっている。これらのことから、上記セメント組成物を地盤改良用基礎に使用することで、土壌に溶出する六価クロムの量を少なくすることができる。
【００２８】
また、セメント粒子は上述したようにその大きさが１０μｍと小さく、使用の際に空中に飛散しやすい。飛散したセメント粒子はその飛散先で六価クロムを溶出して周辺域が汚染されるという問題もある。この問題についても上述本実施形態で使用するセメント組成物は上述したとおり、従来と比較して少ないセメント量で地盤改良用基礎を形成するため、飛散するセメント粒子の総量も従来より少なく抑えることができる。さらに、セメント粒子よりも重いコンクリート砂が混合されているため、セメント粒子が飛散することを抑えることができる。したがって、セメント粒子の飛散による六価クロムの土壌汚染も少なくすることができる。
【００２９】
以降、適宜図面を用いて、本考案の地盤改良用基礎の一実施形態に相当する表層地盤改良用基礎について説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態の表層地盤改良用基礎を用いて改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【００３１】
図１には、十分な強度がなく建物を支えられない軟弱地盤１０、建物を支えることができる良好地盤１１、家１２、土台１３、および表層地盤改良用基礎１００が示されている。ここで、左下がりのハッチングは強度の弱い軟弱地盤を表し、右下がりのハッチングは強度のある良好地盤を表し、クロスハッチングは地盤改良用基礎を表す。以降の図に示されるハッチングについても、特に説明のない限り上記の説明に従う。この家１２をそのまま建築した場合、軟弱地盤１０はこの家１２および土台１３を十分に支えることができないため、地盤沈下等の問題が生じるおそれがある。ここで、表層地盤改良用基礎１００は、このような問題を解決するために土台１３を施工する前に形成されたものである。この表層地盤改良用基礎１００は、上述のコンクリート砂とセメント系固化材が８：２の割合で混合されたセメント組成物、および土砂を混合して層状に固化させたものである。また、この表層地盤改良用基礎１００には、土砂１ｍ３に対して１００ｋｇのセメント組成物が用いられている。表層地盤改良用基礎１００は後述するように地盤改良に必要な強度を有するものであり、これによって地盤沈下等の問題を解決できる。この表層地盤改良用基礎１００は良好地盤１１が地表から２ｍ以内にある場合に有効な方法である。なお、土台１３の有無は本考案に無関係である。
【００３２】
一般的な表層地盤改良用基礎には一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｃｍ２以上のものが求められるれる。上述したように、コンクリート砂とセメント系固化材が８：２の割合で混合されたセメント組成物を使用した表層地盤改良用基礎１００は、建物を支えるのに必要な強度を有する（一軸圧縮強度４７．０Ｎ／ｃｍ２）。ここで、本実施形態のセメント組成物に含まれるコンクリート砂とセメント系固化材の比率が９：１の場合、建物を支えるのに必要な強度を下回る（一軸圧縮強度が３０Ｎ／ｃｍ２未満）。また、この比率を変更しセメント系固化材の量を増やしていくほど８：２の場合と比べてより大きい強度を有する表層地盤改良用基礎が形成される。すなわち、７：３の場合はより強度が上がり（一軸圧縮強度７１．６Ｎ／ｃｍ２）、比率が５：５になると十分な強度（一軸圧縮強度９０Ｎ／ｃｍ２以上）を有する。特に、比率が５：５の場合には求められる強度の３倍もの強度を有することとなるが、セメント系固化材の比率を大きくしても、必要以上の強度となり意味がないばかりか、六価クロムの溶出の程度が高くなるという問題が発生する。また、コスト的な観点からもセメント系固化材の量が増加することはあまり好ましくない。したがって、これらの問題を総合的に検討すると、コンクリート砂の割合を５０％よりも多くすることが好ましい。すなわち、コンクリート砂とセメント系固化材の混合物１００％に対してコンクリート砂を５０％より多くかつ７０％以下の割合で含むセメント組成物を用いることで、建物を支えるのに必要な強度を有する表層地盤改良用基礎を六価クロムの溶出の程度を抑えて形成できる。なお、建造物の規模や土砂の水分量によってはこの割合に限らず、上記セメント系固化材よりも上記コンクリート砂を多く含むセメント組成物を用いてもよい。
【００３３】
この表層地盤改良用基礎によって、建築物を支えるのに必要な強度を有しつつ、低コストで六価クロムの溶出を抑えることができる。
【００３４】
次に、本考案の地盤改良用基礎のもう１つの実施形態に相当する柱状地盤改良用基礎について説明する。
【００３５】
図２は、本実施形態の柱状地盤改良用基礎によって改良された地盤に家が建築された状態を示す図である。
【００３６】
図２には、十分な強度がなく建物を支えられない軟弱地盤２０、建物を支えることができる良好地盤２１、家２２、土台２３、および柱状地盤改良用基礎２００が示されている。この家２２をそのまま建築した場合、軟弱地盤２０はこの家２２および土台２３を十分に支えることができないため、地盤沈下等の問題が生じるおそれがある。ここで、柱状地盤改良用基礎２００は、このような問題を解決するために土台２３を施工する前に形成されたものである。この柱状地盤改良用基礎２００は、上述のコンクリート砂とセメント系固化剤が５：５の割合で混合されたセメント組成物、および土砂を混合して柱状に固化させたものである。また、この柱状地盤改良用基礎２００には、土砂１ｍ３に対して２８０ｋｇのセメント組成物が用いられている。柱状地盤改良用基礎２００は後述するように地盤改良に必要な強度を有するものであり、これによって地盤沈下等の問題を解決できる。この柱状地盤改良用基礎２００は良好地盤２１が地表から２ｍ以上の深さにある場合に有効な方法であり、その地盤が地表から２ｍ以上９ｍ以下の深さにある場合がより有効である。なお、土台２３の有無は本考案に無関係である。
【００３７】
一般的に柱状地盤改良用基礎には、例えば建物の柱のように建造物の支えとなる部分に設けられる。この場合、柱状地盤改良用基礎には建造物の重量が集中するため、表層地盤改良方法における改良地盤層の基準となる強度よりも高い強度（例えば、一軸圧縮強度が８０Ｎ／ｃｍ２以上）が求められ、セメントの割合も改良地盤層の場合と比較して高くなる。上述したように、コンクリート砂とセメント系固化材が５：５の割合で混合されたセメント組成物を使用した柱状地盤改良用基礎２００は、建物を支えるのに必要な強度（一軸圧縮強度１５４．６Ｎ／ｃｍ２）を有する。ここで、本実施形態のセメント組成物に含まれるコンクリート砂とセメント系固化材の比率が６：４の場合、水を適切に使用することで柱状地盤改良用基礎に必要な強度（一軸圧縮強度１２４．５Ｎ／ｃｍ２）が発現する。ただし、作業者の熟練度によっては水を多めに使用してしまう場合があり、上記の強度が出ないことが考えられる。したがって、本実施形態では安全のために上記比率が５：５のセメント組成物を用いている。また、この比率を変更してセメント系固化材の量を増やしていくほど、５：５の場合と比べてより高い強度を有する柱状地盤改良用基礎が形成される。すなわち、上記の比率を例えば４：６や３：７とすることでさらに強度を上げることができる。ただし、六価クロムの溶出の程度が土壌環境基準値である０．０５ｍｇ／ｌ（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２（２００８）６５．２）を超えないようにする必要がある。ここで、コストおよび六価クロムの溶出量を検討すると、コンクリート砂の割合を３０％以上にすることが好ましい。本実施形態では上記の比率が３：７〜５：５の範囲のセメント組成物、すなわちコンクリート砂とセメント系固化材の混合物１００％に対してコンクリート砂を３０％以上５０％以下の割合で含むセメント組成物を用いることで必要な強度を有する柱状地盤改良用基礎を形成できる。なお、建造物の規模や使用する水の量によってはこの割合に限らず、上記セメント系固化材と同量以下の上記コンクリート砂をも含むセメント組成物を用いてもよい。
【００３８】
この柱状地盤改良用基礎によって、建築物を支えるのに必要な強度を有しつつ、低コストで六価クロムの溶出を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  軟弱地盤
１１  良好地盤
１２  家
１３  土台
１００  表層地盤改良用基礎
２０  軟弱地盤
２１  良好地盤
２２  家
２３  土台
２００  柱状地盤改良用基礎
【図１】
0003156151.tif 000003
【図２】
0003156151.tif 000004