(57)【要約】【課題】  セメント系の土壌改良剤の施工量を抑制した場合であっても、当該土壌を所要の強度に改良することができる土壌改良方法を提供する。【解決手段】  予備試験に用いた石膏の推定添加割合の値、及び予備改良土壌の強度の値を有する座標とグラフａとの最短距離と、当該座標とグラフｂとの最短距離とを比較し、より短い距離のグラフａ又はｂに平行で、当該座標を通る線分を生成する。そして、当該線分上であって目標とする強度の値の座標を求め、当該座標に対応する石膏の添加割合を得、これを施工の際に用いる添加割合に決定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント系の土壌改良剤を施工対象の土壌に施工して当該土壌の強度を目標強度に上昇させる土壌改良方法において、
前記土壌改良剤の施工量を予め定めておき、前記目標強度及び土壌改良剤の施工量に基づいて定めた量の石膏を前記土壌改良剤に添加することを特徴とする土壌改良方法。
【請求項２】
施工対象の土質に応じて前記石膏の添加量を調整する請求項１記載の土壌改良方法。
【請求項３】
前記施工量の土壌改良剤に添加する石膏の複数の添加量と、施工対象の土壌に係る複数の異なる土質の土壌と、各添加量の石膏を添加した土壌改良剤で改良された前記各土質の土壌の強度との関係を予め得ておき、得られた関係に基づいて前記石膏の添加量を定める請求項１又は２記載の土壌改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント系の土壌改良剤を用いて土壌を改良する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌の強度を向上させるためにセメント系の土壌改良剤（例えば、特許文献１参照）が使用されている。
【０００３】
かかる土壌改良剤を用いて土壌の強度を向上させるには、予備試験によって目的の強度を得るために要する土壌改良剤の施工量を求めておき、得られた施工量の土壌改良剤を施工対象領域に展開させ、バックホウ又はスタビライザ等によって、展開した土壌改良と土壌とを混合することによって行っていた。
【特許文献１】特開平２０００−１７８５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、セメント系の土壌改良剤を用いて土壌を改良する場合、次のような問題が生じていた。
すなわち、土壌改良剤にはセメントが含まれているが、このセメントは主に水和反応により固化する。一方、種々の土質にあっては、セメントの水和反応を阻害する性質を有するものがあり、かかる性質の土壌にセメント系の土壌改良剤を施工した場合、セメントに含まれる六価クロムといった重金属が土壌中へ溶出することが知られている。
【０００５】
従って、そのような土壌にセメント系の土壌改良剤を施工する場合、土壌環境基準を満足するために、土壌改良剤の施工量が制限されるので、目的とする強度を得ることが困難になる場合があった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、セメント系の土壌改良剤の施工量を抑制した場合であっても、当該土壌を所要の強度に改良することができる土壌改良方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明は、セメント系の土壌改良剤を施工対象の土壌に施工して当該土壌の強度を目標強度に上昇させる土壌改良方法において、前記土壌改良剤の施工量を予め定めておき、前記目標強度及び土壌改良剤の施工量に基づいて定めた量の石膏を前記土壌改良剤に添加することを特徴とする。
セメント系の土壌改良剤の種類及び施工量は、施工対象の土壌の土質、当該土質に対する各土壌改良剤の性能、コスト及び土壌環境基準等から予め定めておく。
ところで、本発明者は、セメント系の土壌改良剤に石膏を添加して施工した場合、石膏を添加せずに施工した場合に比べて、改良後の土壌の強度が上昇するという知見を得ている。
【０００８】
そこで、例えば、前記施工量の土壌改良剤に相異なる加量となるように石膏を添加した複数の予備試験を行う等して、施工対象の土壌の強度が目標強度以上となる石膏の添加量を予め定め、定めた量の石膏を土壌改良剤に添加し、それらを施工対象の土壌に施工して当該土壌を改良する。
これによって、土壌改良剤の施工量を抑制した場合であっても、目標強度を有する土壌に改良することができる。
【０００９】
（２）  また、本発明は必要に応じ、施工対象の土質に応じて前記石膏の添加量を調整することを特徴とする。
土壌改良剤による土壌強度の改良程度は土質によって異なるため、例えば、施工対象の土壌の土質に係る土壌を用いて、石膏の複数の添加量と改良後の土壌強度との関係を予め得ておき、目標強度となる石膏の添加量で施工対象の土壌を改良する予備試験を行って得られた土壌強度が目標強度に一致しない場合、前記関係に基づいて石膏の添加量を増減させる。つまり、土質に応じて石膏の添加量を調整するのである。
これによって、種々の土質の土壌を目標強度の土壌に改良することができる。
また、予備試験における試験点数を可及的に少なくすることができ、予備試験の効率化を図ることができる。
【００１０】
（３）  更に、本発明は必要に応じ、前記施工量の土壌改良剤に添加する石膏の複数の添加量と、施工対象の土壌に係る複数の異なる土質の土壌と、各添加量の石膏を添加した土壌改良剤で改良された前記各土質の土壌の強度との関係を予め得ておき、得られた関係に基づいて前記石膏の添加量を定めることを特徴とする。
【００１１】
施工対象の土壌に係る複数の異なる土質の土壌についてそれぞれ、石膏の複数の添加量と改良された土壌の強度との関係を得ておく。
石膏の添加量を求めるべく、前同様にして予備試験を行う。このとき、施工対象の土質を目測で推定し、前記各土質との近似程度から予備試験における石膏の添加量を精度よく求めることができる。
【００１２】
そして、予備試験を行って得られた土壌強度が目標強度に一致しない場合、前記各関係に基づいて石膏の添加量を増減させる。このとき、予備試験を行って得られた土壌強度から施工対象の土壌の土質が、前記各土質の内のどれに近似しているかを特定することができるので、近似する土質に係る前記関係に基づいて石膏の添加量を増減させることができる。これによって、より正確に石膏の添加量を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（本発明の実施形態）
図１は、本発明に係る土壌改良手順を示すフローチャートである。
作業員は、設計基準及び設計図等から目標とする土壌の強度の情報を得ると共に、施工対象の面積及び深さ等の情報を得る。そして、作業員は、土壌の状態を観察して、当該土壌が砂質土から粘性土に亘る土質の何れに該当するかを判断し、後述するように石膏の添加割合を求めるべく予め作成した、土質と石膏添加割合との関係を用いて、施工対象の土質及び目標とする土壌の強度から、セメント系の土壌改良剤への石膏の添加割合を推定する（ステップＳ１）。
【００１４】
図２は、予め定めた施工量の土壌改良剤に添加する石膏の複数の添加量と、施工対象の土壌に係る複数の異なる土質の土壌と、各添加量の石膏を添加した土壌改良剤で改良された前記各土質の土壌の強度との関係の一例を示すグラフであり、縦軸は改良された土壌の一軸圧縮強度（ｋＮ／ｍ2）を，横軸は石膏の添加割合（量）をそれぞれ示している。
【００１５】
砂質土及び粘性土の２種類の土壌を用い、当該土壌１ｍ3に対して２５０ｋｇのセメント系の土壌改良剤に石膏を種々の割合で添加して施工した場合の一軸圧縮強度を材令７日目でそれぞれ測定した。図中、○印は砂質土を、□印は粘性土をそれぞれ示している。
【００１６】
なお、セメント系の土壌改良剤の種類及び施工割合（量）は、土質、当該土質に対する土壌改良剤の性能、コスト及び土壌環境基準等から総合的に決定してある。
有機質土及び泥土等の特殊な土質を除いて、多くの場合、土質は砂質土系か粘性土系かに分類されるため、砂質土及び粘性土が選択してある。
【００１７】
そして、これらの土質の土壌については、その性質及びコスト等の観点より、土壌改良剤としてユースタビラー１０（宇部三菱セメント株式会社）を用いることができる。
このユースタビラー１０の分析結果を次表に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
図２に示したように、砂質土及び粘性土、いずれの場合であっても、一定量の土壌改良剤に石膏を添加した場合、石膏を添加せずに同量の土壌改良剤だけを用いた場合に比べて、改良後の土壌の強度が上昇していた。
従って、セメント系の土壌改良剤に石膏を添加することによって、施工に用いる土壌改良剤の量を抑制した場合であっても、所要の土壌強度を得ることができる。
【００２０】
一方、土壌改良剤に対する石膏の添加割合が大きくなるに従って土壌の強度が上昇していたが、石膏の添加割合が１３質量％を超えると、土壌の強度は漸次低下していた。
これより、石膏の添加量には限度があることが分かる。
【００２１】
ところで、土壌の強度は、石膏の添加割合がいずれの場合でも、砂質土の方が粘性土より高かったが、石膏の添加割合の変化に対する土壌強度の変化は、砂質土及び粘性土、いずれの場合でも、略同じであった。
【００２２】
かかるグラフを用いて石膏の推定添加割合（量）を求めるには、図２において、目標とする土壌の強度の値を通り横軸に平行な直線を定める。
そして、当該土壌の土質が、例えば砂質土と粘性土との中間程度であると判断した場合は、前記直線の砂質土のグラフａとの交点と粘性土のグラフｂとの交点との間の範囲内における中央の座標位置を特定し、その座標位置に対応する添加割合を得るのである。
【００２３】
このようにして石膏の推定添加割合が得られると、施工対象土壌の一部を採取する一方、前記土壌改良剤を土壌１ｍ3に対して２５０ｋｇの割合となるように準備し、これに石膏を推定添加割合となるように添加し、それらと採取土壌とを混合して固化させる予備試験を行い（ステップＳ２）、適宜期間（例えば、７日）経過した後、固化した予備改良土壌の強度を測定する（ステップＳ３）。
【００２４】
次に、予備試験で得られた予備改良土壌が目標とする土壌の強度であるか否かを判断し（ステップＳ４）、予備改良土壌が目標とする強度であった場合、前述した石膏の推定添加割合を施工の際に用いる添加割合に決定する（ステップＳ６）。
【００２５】
一方、予備改良土壌が目標とする強度でなかった場合、予備改良土壌の強度、石膏の推定添加割合、並びに図２に示したグラフａ及びグラフｂに基づいて、目標強度となる石膏の添加割合を算出し（ステップＳ５）、得られた値を施工の際に用いる石膏の添加割合に決定する（ステップＳ６）。
【００２６】
すなわち、予備試験に用いた石膏の推定添加割合の値、及び予備改良土壌の強度の値を有する座標とグラフａとの最短距離と、当該座標とグラフｂとの最短距離とを比較し、より短い距離のグラフａ又はｂに平行で、当該座標を通る線分を生成する。
そして、当該線分上であって目標とする強度の値の座標を求め、当該座標に対応する石膏の添加割合を得、これを施工の際に用いる添加割合に決定するのである。
【００２７】
なお、本実施の形態では、図２に示したグラフａ、グラフｂを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、グラフａ、グラフｂを予め数式化しておき、それらの数式を用いて施工の際に用いる添加割合を算出するようにしてもよい。
【００２８】
このようにして石膏の添加割合が決定されると、作業者は、施工面積及び施工深さから土壌改良剤の施工量及び当該土壌改良剤に添加する石膏の添加量をそれぞれ算出し（ステップＳ７）、算出した量の土壌改良剤及び石膏を施工対象地に展開して、土壌改良剤及び石膏と土壌とを混合させる（ステップＳ８）。
【００２９】
このとき、ステップＳ７で算出した石膏の添加量に予め定めた安全係数（例えば１．０５〜１．２０程度）を乗じて得られる値を、施工に用いる石膏の添加量としてもよい。この場合、施工対象の土質にバラツキがある場合であっても、施工対象の全領域で所要の強度を得ることができる。
【００３０】
このように、本発明に係る土壌改良方法にあっては、セメント系の土壌改良剤の施工量を予め定めておき、目標強度及び土壌改良剤の施工量に基づいて定めた量の石膏を土壌改良剤に添加するため、土壌改良剤の施工割合を抑制した場合であっても、所要強度を有する土壌に改良することができる。
また、施工対象の土質に応じて石膏の添加量を調整するため、種々の土質の土壌を所要の強度の土壌に改良することができる。
【００３１】
更に、改良された土壌の強度と石膏の添加割合と土質との関係に基づいて、石膏の添加割合を求めるため、所要の強度が得られる石工の添加量を正確に得ることができる。従って、石膏の無駄が防止され、土壌改良に要する原料コストを可及的に低く抑制することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、土質として砂質性及び粘性に注目し、セメント系の土壌改良剤としてユースタビラー１０を土壌１ｍ3に対して２５０ｋｇの割合で施工する場合について示したが、本発明はこれに限らず、有機質土・泥炭等、施工対象の土質に対応して、適当なセメント系の土壌改良剤を適当な割合で施工すべく、図２に示した如き土質と石膏添加割合との関係を予め作成しておけばよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、砂質土のグラフａと粘性土のグラフｂとを作成した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、グラフａとグラフｂとの中間程度の土質の土壌に係るグラフを作成しておき、このグラフに基づいて、前同様にして石膏の添加量を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る土壌改良手順を示すフローチャートである。
【図２】予め定めた施工量の土壌改良剤に添加する石膏の複数の添加量と、施工対象の土壌に係る複数の異なる土質の土壌と、各添加量の石膏を添加した土壌改良剤で改良された前記各土質の土壌の強度との関係の一例を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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