(57)【要約】【課題】建設残土等の土砂を用いて作製されるソイルモルタルを打設し、地盤全体が確実に目標強度になるようにするためのソイルモルタルの配合管理方法を提供する。【解決手段】複数の工区で発生した土砂を用いてソイルモルタルを作製し、このソイルモルタルを地盤改良区に運搬して打設する際に、上記地盤改良区を複数のエリアに分割して上記ソイルモルタルを順次埋め戻すとともに、既に埋め戻された各エリアのソイルモルタルの打設量Ｖｉｊと一軸圧縮強度ｑｉｊとから、埋め戻された地盤の平均一軸強度を推定し、この推定された平均一軸強度に応じて、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合組成を修正するようにした。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良区を複数のエリアに分割するとともに、土砂を固化材と混合して作製したソイルモルタルを上記複数のエリアに順次埋め戻す際に、既に埋め戻された各エリアのソイルモルタルの打設量と一軸圧縮強度とから、上記埋め戻された地盤の強度を推定し、この推定された地盤の強度に応じて、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合組成を逐次修正するようにしたことを特徴とするソイルモルタルの配合管理方法。
【請求項２】
既に打設されたソイルモルタルの総量に対する、各エリアのソイルモルタルの打設量と一軸圧縮強度との積の累積値の変化率から、上記埋め戻された地盤の平均強度を推定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のソイルモルタルの配合管理方法。
【請求項３】
上記ソイルモルタルを、建設工事にて発生した土砂をミキサー車に積み込み、上記ミキサー車内で固化材と混合して打設現場に運搬されたソイルモルタルとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のソイルモルタルの配合管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルモルタルを打設して地盤を改良する際の、ソイルモルタルの配合管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル掘削工事、地下鉄工事、管路敷設工事、河川の改修工事等により発生する土砂は一般に低品質であるため、そのままでは土木資材には使えないことから、建設残土として、ダンプトラック等の運搬手段により仮置き場や捨て場等に運搬され、最終的に廃棄されていた。しかし、近年、既設処分場の残容量の逼迫性や環境問題による新規埋立処分場の立地が困難であることなどから、上記建設残土のリサイクルへの取り組みが行われてきている。
その１つとして、建設工事において発生した低品質の建設残土である泥土や粘性土を、水とセメントとに混合してスラリー状の混合物であるソイルモルタルを作製し、これを工事現場に埋め戻して再利用する方法が提案されている。具体的には、上記土砂をダンプトラックにより仮置き場に運搬し、運搬された土砂を仮置き場に設置された泥水製造装置に投入して泥水を作製し、この泥水をミキサー車に転載して打設現場に運搬し、この運搬した泥水を打設現場に設置されたミキサーに転載し、そのミキサーにて上記泥水とセメントとを混合してソイルモルタルを作製し、これを埋め戻して打設する。
【０００３】
しかし、上記の方法では、土砂の運搬と転載、泥水の作製と運搬と転載、ソイルモルタルの作製等多くの作業が必要であるため、土砂の処理作業が煩雑になってしまうだけでなく、泥水製造装置やミキサーなどの多種類の機械設備を設置する必要があるなど、土砂の処理コストが高くなってしまう。
そこで、本出願人は、発生した土砂をミキサー車に積み込み、上記ミキサー車内でソイルモルタルを作製し、このソイルモルタルを上記ミキサー車により打設現場に運搬して埋め戻すようにすることにより、建設工事において発生した土砂を少ない設備で、効率的に処理する方法を提案している（例えば、特開平１０−７２８４５号公報など）。
このとき、土砂発生現場（建設工事現場）にて掘削した土砂の比重を測定し、この測定値に基づいて固化材としてのセメントペースト（セメント及び水）の配合割合と、固化材及び土砂の配合比を算出する。そして、上記配合比に基づいて、上記土砂とセメント及び水とをミキサー車に積み込んで、上記ミキサー車にてこれらを混合する。なお、ミキサー車は土砂の積み込み場所から打設現場に到達するまでの間も混練を続ける。
打設現場においては、上記作製されたソイルモルタルの比重を測定し、その比重の測定値が目標値に対して所定の範囲（例えば、±０．０５ｔ／ｍ３）内になっているかどうかを判定し、所定の範囲内であれば上記ソイルモルタルを打設する。また、比重の測定値が所定の範囲を越えた場合には、打設現場にて当該ソイルモルタルの比重調整を行うとともに、次のミキサー車に積み込むセメント、水、及び、土砂の配合割合を修正する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、土砂として建設残土を用いた場合、特に、複数現場からの発生土を再利用する場合には、比重や含水比などの地盤材料特性のバラツキが作製されたソイルモルタルの強度に影響するため、上記のように掘削した土砂の比重を管理するだけでは、作製されたソイルモルタルの強度を安定化させるには不十分であった。また、打設したソイルモルタルは初期において強度のバラツキが大きいため、打設するソイルモルタルの強度を適正な強度にするとともに、既に埋め戻された地盤の強度を考慮しながら、埋め戻す地盤全体が目標強度になるように地盤を改良する方法の開発が望まれている。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、建設残土等の土砂を用いて作製されるソイルモルタルを地盤改良区に打設する際に、地盤全体が確実に目標強度になるように上記ソイルモルタルの配合組成を管理する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のソイルモルタルの配合管理方法は、地盤改良区を複数のエリアに分割するとともに、土砂を固化材と混合して作製したソイルモルタルを上記複数のエリアに順次埋め戻す際に、既に埋め戻された各エリアのソイルモルタルの打設量と一軸圧縮強度とから、上記埋め戻された地盤の強度を推定し、この推定された地盤の強度に応じて、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合組成を逐次修正するようにしたことを特徴とするもので、これにより、既に埋め戻された地盤の強度を順次修正することができるので、ソイルモルタルの強度のバラツキを小さくするとともに、地盤改良区の地盤全体が目標強度になるように上記地盤を改良することが可能となる。
請求項２に記載のソイルモルタルの配合管理方法は、既に打設されたソイルモルタルの総量に対する、各エリアのソイルモルタルの打設量と一軸圧縮強度との積の累積値の変化率から、上記埋め戻された地盤の平均強度を推定するようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載のソイルモルタルの配合管理方法は、上記ソイルモルタルを、建設工事にて発生した土砂をミキサー車に積み込み、上記ミキサー車内で固化材と混合して打設現場に運搬されたソイルモルタルとしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
本実施の形態に係る地盤改良システムは、図１の概念図に示すように、建設現場Ａ，Ｂ，Ｃで発生した建設残土をそれぞれミキサー車に積み込み、この建設残土を、予め設定された配合比に基づいて、各ミキサー車内でセメント及び水と混合して、安定した強度を有するソイルモルタルを作製するとともに、このソイルモルタルを打設現場である地盤改良区Ｐ，Ｑに運搬して打設して上記地盤改良区Ｐ，Ｑの地盤全体が目標強度になるように地盤を改良するものである。
【０００８】
具体的には、図２のフローチャートに示すように、建設工事において発生した建設残土（発生土）のサンプルを採取し（ステップＳ１０）、上記採取された発生土の単位体積重量、含水比及び細粒分率を測定するとともに、上記発生土に含まれる水分量を分析して、上記発生土の土質を判定・分類する（ステップＳ１１）。次に、上記発生土を用いて、セメント量、水量を変えながら配合した試料を作製し、作製した試料の単位体積重量、フロー値、ブリージング率、粘性等の施工条件、及び、必要強度を満たすためのセメント量及び水量を求め、当該発生土とセメント及び水との基準配合比を設定し配合管理表を作成する（ステップＳ１２）。また、上記配合比のソイルモルタル（改良土）の３日後強度、７日後強度、及び、２８日後強度を測定して上記改良土の強度変化を把握する（ステップＳ１３）。
【０００９】
発生土の分類と改良土の基準配合比の設定、及び、強度変化の把握が完了するとミキサー車を当該建設現場に送り、上記配合管理表に書き込まれた基準配合比に相当する所定量の発生土とセメント及び水とを積み込み、車内にてソイルモルタルを作製しながら、上記ソイルモルタル（改良土）を打設現場に運搬する（ステップＳ１４）。なお、ミキサー車に上記発生土を積み込む前に、上記ミキサー車において、上記配合比の水、セメントを混合したセメントペーストを予め作製しておいてもよいし、発生土を積み込んだ後、別の場所で上記配合比の水、セメントを上記ミキサー車に積み込むようにしてもよい。
【００１０】
次に、打設現場にて上記作製された改良土の単位体積重量、フロー値、ブリージング率、粘性等を測定して（ステップＳ１５）、上記各測定値が事前配合したソイルモルタルの特性の許容誤差範囲にあるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。許容誤差範囲内であれば、上記ソイルモルタルを打設する（ステップＳ１７）。このとき、同時に、上記ソイルモルタルと同配合の強度測定用の試料を作製する（ステップＳ１８）。また、許容誤差範囲を越えた場合には、配合比の見直しを行い、加水量を増減するなどして上記ソイルモルタルの配合比を修正する（ステップＳ１９）。
上記ソイルモルタルの打設後は、上記強度測定用の試料の３日後強度を測定し（ステップＳ２０）、この測定された３日後強度の値から当該ソイルモルタルの２８日後強度を推定し、この２８日後強度の推定値が目標強度を満たすかどうかを確認する（ステップＳ２１）。目標強度を満たしてない場合には上記ステップＳ１９に戻り、ソイルモルタルの配合比の見直しを行い、加水量を増減するなど、配合比を修正する。また、上記推定された２８日後強度が目標強度を満たしている場合には、配合比の修正は行わない。これにより、万一強度が不足または過大である場合でも、３日後には配合比を修正することができる。したがって、初期配合に不備があった場合でも、短期間でこれを修正することができるので、地盤改良区の地盤全体を確実に目標強度にすることができる。
上記のような工程を、埋め戻し終了まで繰り返し（ステップＳ２２）ながら、改良土を順次打設し、地盤改良区改Ｐ，Ｑのそれぞれを埋め戻す。
【００１１】
このとき、本例では、図３に示すように、地盤改良区の地下空間を複数のエリアＡｉｊに分割してソイルモルタルを充填するとともに、既に埋め戻された各エリアＡｉｊのソイルモルタルの打設量Ｖｉｊと一軸強度ｑｉｊとから、以下の式により、既に埋め戻されたエリアの平均一軸強度ｑｕｍｅａｎを求め、この平均一軸強度ｑｕｍｅａｎが地盤設計の目標強度になるように、新たに埋め戻すエリアのソイルモルタルの配合比を修正する。
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図４は、横軸を打設量Ｖｉｊの累積値、縦軸を（打設量Ｖｉｊ×一軸強度ｑｉｊ）の累積値としたグラフで、このグラフの傾きがこれまで打設した改良土の平均一軸強度を示す。すなわち、施工開始直後からそれまでの打設量Ｖｉｊの累積値と（打設量Ｖｉｊ×一軸強度ｑｉｊ）の累積値をプロットしていくことで、地盤改良のマスとしての平均強度が目標値を満たしているかどうかがわかる。例えば、３日目の強度が目標より若干低くなっているが、４日目にはこれを上方に修正し、この修正が大きすぎた場合には、５日目にはこれを下方に修正するなどして、これまで打設した改良土の平均一軸強度が、常に、同図の破線で示す上限目標強度と下限目標強度との間にくるように、新たに埋め戻すエリアのソイルモルタルの配合比を修正する。
【００１２】
具体的には、図５（ａ）に示すように、第１層においてはソイルモルタルの強度にバラツキがあるため、目標強度以下のエリアができることがあるが、上記のように、地盤改良のマスとしての平均強度が目標値を満たすように他のエリアに打設するソイルモルタルの強度を目標強度よりも大きくすれば、第１層全体の強度は目標強度に近づく。このようにして、新たに埋め戻すエリアのソイルモルタルの配合比を修正しながら打設していけば、図５（ｂ）に示すように、第２層以降では層内のエリア間の強度差は徐々に少なくなり、図５（ｃ）に示すように、最表層では、新たに埋め戻すエリアのソイルモルタルの配合比を殆ど修正する必要はなくなる。したがって、地盤改良区の地盤全体が確実に目標強度になるように上記地盤を改良することができる。
【００１３】
このように、本実施の形態では、複数の工区の建設現場Ａ，Ｂ，Ｃにおいて発生した建設残土をミキサー車に積み込み、車内にてソイルモルタルを作製し、このソイルモルタルを上記ミキサー車により地盤改良区に運搬して打設する際に、地盤改良区を複数のエリアＡｉｊに分割し上記ソイルモルタルを順次埋め戻すとともに、既に埋め戻された各エリアのソイルモルタルの打設量Ｖｉｊと一軸圧縮強度ｑｉｊとから、埋め戻された地盤の平均一軸強度ｑｕｍｅａｎを推定し、この推定された平均一軸強度ｑｕｍｅａｎに応じて、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合比を逐次修正するようにしたので、既に埋め戻された地盤の強度を順次修正することができ、地盤改良区の地盤全体が目標強度になるように上記地盤を改良することができる。
【００１４】
なお、上記実施の形態では、発生土、セメント、及び水の配合比を逐次修正した場合について説明したが、改良土の性状によっては、セメントの組成についても変更するなど、ソイルモルタルの配合組成を逐次修正して埋め戻すソイルモルタルの強度を順次修正するようにしてもよい。あるいは、複数箇所で採取した発生土を混合した土砂を用いるなど、ソイルモルタルの配合組成を変更して、埋め戻すソイルモルタルの強度を修正するようにしてもよい。
【００１５】
なお、上記実施の形態では、発生土、セメント、及び水の配合比をフィードバック管理した場合について説明したが、改良土の性状によっては、セメントの組成についても変更するなど、ソイルモルタルの配合組成を変更して埋め戻すソイルモルタルの強度をフィードバック管理するようにしてもよい。あるいは、複数箇所で採取した発生土を混合した土砂を用いるなど、ソイルモルタルの配合組成を変更して、埋め戻すソイルモルタルの強度を管理するようにしてもよい。
また、上記例では、土砂として建設工事にて発生した建設残土を用いたが、これに限るものではなく、河川や荒れ地等の地盤から新たに掘削した土砂であってもよい。また、発生した土砂からソイルモルタルを作製する方法としては、必ずしも、上記のようにミキサー車を利用しなくてもよく、従来の作製方法であってもよい。
また、上記例では、地盤改良区の地下空間を複数のエリアＡｉｊに分割した場合について説明したが、上記空間が狭い場合には、深さ方向のみに分割し、各層毎の打設量と一軸強度から既に埋め戻された地盤の強度を推定して、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合比を順次修正するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地盤改良区を複数のエリアに分割するとともに、土砂を固化材と混合して作製したソイルモルタルを上記複数のエリアに順次埋め戻す際に、既に埋め戻された各エリアのソイルモルタルの打設量と一軸圧縮強度とから、上記埋め戻された地盤の強度を推定し、この推定された地盤の強度に応じて、新たに埋め戻すソイルモルタルの配合組成を逐次修正するようにしたので、地盤改良区の地盤全体を確実に目標強度になるように上記地盤を改良することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る地盤改良システムを示す概念図である。
【図２】本実施の形態に係る地盤改良方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る地盤改良区の分割例を示す図である。
【図４】ソイルモルタルの打設量の累積値と（打設量×一軸強度）の累積値との関係を示す図である。
【図５】ソイルモルタルの打設層構造を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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