(57)【要約】【課題】  安定液を使用した工事現場から回収した安定液を再利用可能とする。【解決手段】  安定液を使用する工事現場から廃棄安定液４０を回収し、この廃棄安定液４０をソイルセメントのセメントミルク３９を造るための水として再利用する。廃棄安定液４０は、安定液を使用する現場において、地盤２１の掘削に使用した安定液２５、安定液２５中の粘性の調整により生じた安定液２５、及び再使用不可能なために廃液として回収した安定液２５である。また、対象とする地盤２１の土質に応じて、廃棄安定液４０に添加剤又は混和剤を添加する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定液の再利用方法であって、安定液を使用する工事現場から廃棄安定液を回収し、この廃棄安定液をソイルセメントのセメントミルクを造るための水として再利用することを特徴とする安定液の再利用方法。
【請求項２】
前記廃棄安定液は、安定液を使用する現場において、地盤の掘削に使用した安定液、安定液中の粘性の調整により生じた安定液、及び再使用不可能なために廃液として回収した安定液であることを特徴とする請求項１に記載の安定液の再利用方法。
【請求項３】
前記廃棄安定液に添加剤又は混和剤を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の安定液の再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定液の再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、場所打ち杭を構築する工法の一例として、安定液（ベントナイト、増粘剤、ポリマー剤、分散剤等の懸濁液）を供給しながら掘削機により地盤を掘削することにより孔を形成し、この孔内にコンクリートを打設することにより杭を構築し、この後に、地盤を掘削することによって発生した土砂（発生土）にセメント等の固化材を添加し、これを埋め戻し材として杭の上部の孔内に埋め戻す工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような工法においては、地盤を掘削することによって発生した土砂（発生土）と安定液との混合液（泥水）を泥水ポンプで吸い上げて回収し、地上に設置した泥水処理装置で所定の処理（発生土の固形分の分離、除去等）を施した後に、再利用可能な安定液は安定液貯留タンク内に回収し、再利用不可能な安定液は廃液として回収している。
【０００４】
また、掘削対象とする地盤が粘性土を主体とするものである場合には、粘性土分によって安定液の比重が上昇し、粘度が増加するため、掘削効率が低下する。このため、低比重の安定液で希釈することにより比重を低下させ、粘度を調整し、掘削効率が低下するのを防止しているが、希釈によって安定液の量が増加し、余剰安定液が大量に発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１５４７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような場所打ち杭の構築に用いた安定液、廃液として回収した安定液、及び安定液中の粘性の調整により生じた余剰安定液は、工事の完了後に産業廃棄物として処理しなければならないため、その処理に費用がかかり、環境負荷も増大する。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、場所打ち杭の構築現場等で使用した安定液を工事の完了後に産業廃棄物として処理することなく、再利用することが可能な安定液の再利用方法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】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、安定液の再利用方法であって、安定液を使用する工事現場から廃棄安定液を回収し、この廃棄安定液をソイルセメントのセメントミルクを造るための水として再利用することを特徴とする。
【０００９】
本発明の安定液の再利用方法によれば、安定液を使用する工事現場から回収した廃棄安定液をソイルセメントのセメントミルクを造るための水として再利用することができるので、回収した廃棄安定液を産業廃棄物として処理する必要がなくなり、廃棄安定液の処理に要する費用を削減することができる。また、セメントミルクを造るための水として上水を使用する必要がなくなるので、上水の調達に要する費用を削減することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記廃棄安定液は、安定液を使用する現場において、地盤の掘削に使用した安定液、安定液中の粘性の調整により生じた安定液、及び再使用不可能なために廃液として回収した安定液であることとしてもよい。
【００１１】
本発明の安定液の再利用方法によれば、安定液を使用する現場から回収した各種の廃棄安定液（地盤の掘削に使用した安定液、安定液中の粘性の調整により生じた安定液、及び再使用不可能なために廃液として回収した安定液）をソイルセメントのセメントミルクを造るための水として再利用することができるので、廃棄安定液を産業廃棄物として処理する必要がなくなり、廃棄安定液の処理に要する費用を削減することができる。
【００１２】
さらに、本発明において、前記廃棄安定液に添加剤又は混和剤を添加することとしてもよい。
【００１３】
本発明の安定液の再利用方法によれば、添加剤又は混和剤を添加した廃棄安定液は、添加剤又は混和剤の特性により、地盤を掘削した際に生じる土砂の粘性を下げる性質を有しているので、地盤の掘削した溝内へのセメントミルクの注入量を標準配合のセメントミルクの注入量よりも少なくしても、所望の流動性及び強度が得られるので、使用するセメントの量を削減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明の安定液の再利用方法によれば、安定液を使用する現場から廃棄安定液を回収し、この廃棄安定液をソイルセメントのセメントミルクを造るための水として再利用することができる。従って、安定液を使用する現場から回収した廃棄安定液を産業廃棄物として処理する必要がなくなるので、廃棄安定液の処理に要する費用を削減することができるとともに、環境負荷を軽減させることもできる。また、ソイルセメントのセメントミルクを造るための水に上水を使用する必要がないので、上水の調達に要する費用を削減することができる。さらに、安定液に添加した添加剤の特性により、地盤を掘削した際に生じる土砂の粘性を下げることができるので、地盤へのセメントミルクの注入量を標準配合のセメントミルクよりも少なくしても、標準配合のセメントミルクと同程度の流動性及び強度が得られることになり、使用するセメントの量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による安定液の再利用方法の一実施の形態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による安定液の再利用方法の一実施の形態が示されている。本実施の形態の安定液の再利用方法は、場所打ち杭の構築現場で用いられた安定液を、工事の完了後に産業廃棄物として処理することなく、同一現場に設けられたソイルセメント壁の構築現場で再利用可能としたものである。
【００１７】
場所打ち杭の構築現場では、図１に示すように、掘削機１（例えば、ハイドロフレーズ掘削機）、安定液供給装置６、泥水処理装置１２、及びそれらの付帯設備が設備として設けられ、これらの設備を利用して杭２６が構築される。
【００１８】
掘削機１の下端には、油圧駆動式のロータリーカッター３が回転自在に設けられている。また、掘削機１には、地上に設置された油圧ポンプ等からなる油圧ユニット（図示せず）と、ロータリーカッター３の駆動源（油圧モータ）とを接続する油圧管が設けられ、地上の油圧ユニットから油圧管を介して油圧モータに油圧を供給することにより、ロータリーカッター３を回転駆動させることができる。
【００１９】
さらに、掘削機１には、複数の吐出口を有する吐出管と、吐出管と地上に設置された安定液供給装置６との間を接続する安定液供給管とが設けられ、地上の安定液供給装置６から安定液供給管を介して吐出管に安定液を供給することにより、吐出管の各吐出口から安定液を吐出させることができる。
【００２０】
さらに、掘削機１には、ロータリーカッター３で地盤２１を掘削することによって発生した土砂（発生土２４）と安定液２５との混合液（泥水２３）を吸い上げる泥水ポンプ４と、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を地上の泥水処理装置１２に導く泥水管５とが設けられている。
【００２１】
ここで、安定液２５とは、ベントナイト、増粘剤、ポリマー剤、分散剤等からなる液体であり、これらを対象とする地盤２１の土質に応じた配合比で配合することにより、地盤２１に形成した孔２２の内壁の安定性を保つ性状を付与することができる。
【００２２】
また、発生土２４は、対象とする地盤２１によって構成する固形分が異なるが、概ね、細粒分（粘土：粒径０．００５ｍｍ、シルト：粒径０．０７５ｍｍ）と、粗粒分（砂：粒径０．０７５〜２．０ｍｍ、礫：粒径２．０〜７５ｍｍ）と、石分（石：粒径７５ｍｍ〜３００ｍｍ）とから構成される（「絵とき土質工学」、第１０頁、土粒子の粒径による区分、発行所：株式会社オーム社、平成１１年６月２８日発行）。
【００２３】
安定液供給装置６は、安定液２５を貯留させる安定液貯留タンク７と、安定液貯留タンク７から安定液２５を掘削機本体２の安定液供給管に供給する安定液供給ポンプ８とを備えている。泥水ポンプ４によって吸い上げ、後述する泥水処理装置１２で発生土２４の固形分を分離した安定液２５が安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。
【００２４】
なお、図中９は、安定液貯留タンク７の底部に沈殿した発生土２４のスラリー状の固形分を後述する第２処理装置１４に供給するスラリーポンプであり、図中１０は、安定液貯留タンク７から劣化した安定液２５を廃液として排出させる廃液ポンプである。安定液貯留タンク７から廃液ポンプ１０により排出された廃液としての安定液２５は、後述するＳＭＷプラント３０に供給される。
【００２５】
泥水処理装置１２は、泥水２３から発生土２４の砂質土分を分離する第１処理装置１３と、泥水２３から発生土２４の粘性土分を分離する第２処理装置１４とを備え、対象とする地盤２１の土質に応じて、第１処理装置１３及び第２処理装置１４の一方又は両方を使用する。
【００２６】
第１処理装置１３は、例えば、振動篩機であって、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を第１処理装置１３に導き、第１処理装置１３を駆動させることにより、泥水２３に含まれる発生土２４の砂質土分が分離される。砂質土分が含まれていない安定液２５は、第１処理装置１３から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。
【００２７】
第２処理装置１４は、例えば、遠心分離機（デカンター）であって、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４を駆動させることにより、遠心力によって安定液２５と発生土２４の粘性土分とが固液分離され、泥水２３に含まれる発生土２４の粘性土分が分離される。粘性土分が含まれていない安定液２５は、第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。
【００２８】
なお、第１処理装置１３と第２処理装置１４の両方を使用する場合には、第１処理装置１３で泥水２３から砂質土分を分離し、この砂質土分を分離した泥水２３を第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４で泥水２３に含まれる粘性土分を更に分離し、この砂質土分及び粘性土分が含まれていない安定液２５を第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。
【００２９】
第１処理装置１３で泥水２３から分離された砂質土分は、第１処理装置１３から回収されてミキサー１５（２軸強制練ミキサー等）に供給され、ミキサー１５によって添加剤（水、セメント、及び分散剤（例えば、ポリマー、好ましくは高粘度の生分解性ポリマー））と共に混ぜることにより、対象とする地盤２１に適した比重、粘性、造壁性、及び流動性を有する埋め戻し材２７が製造される。
【００３０】
また、第２処理装置１４で泥水２３から分離された粘性土分は、第２処理装置１４から回収されてミキサー１５（２軸強制練ミキサー等）に供給され、ミキサー１５によって添加剤（水及びセメント）と共に混ぜることにより、対象とする地盤２１に適した比重、粘性、造壁性、及び流動性を有する埋め戻し材２８が製造される。
【００３１】
なお、ミキサー１５で製造された埋め戻し材２７、２８は、埋め戻し材貯留ダンク１６内に貯留される。
【００３２】
そして、上記のような構成の掘削機１を地盤２１上の所定の位置に配置し、ロータリーカッター３を回転駆動させながら、クローラクレーンのウインチを操作して掘削機１を下降させることにより地盤２１を下方に向けて掘削し、地盤２１に孔２２を形成する。
【００３３】
この際、安定液供給装置６から掘削機１の安定液供給管に安定液２５を供給し、この安定液２５を安定液供給管を通じて安定液吐出管に導き、安定液吐出管の各吐出口から地盤２１に向けて吐出させることにより、ロータリーカッター３によって掘削した土砂（発生土２４）と安定液２５とを混ぜる。
【００３４】
また、地盤２１の土質に応じて、孔２２内に低比重の安定液２５を供給し、孔２２内の安定液２５の比重を低下させ、粘度を調整することにより、施工効率の低下を防止する。この際に、孔２２内から溢れ出た余剰安定液２５は回収し、後述するＳＭＷプラント３０に供給する。
【００３５】
そして、地盤２１に孔２２を形成した後に、クローラクレーンのウインチを操作して掘削機本体２を上昇させながら、泥水ポンプ４によって孔２２内から泥水２３を吸い上げ、この泥水２３を泥水処理装置１２の第１処理装置１３又は第２処理装置１４に導き、泥水２３に含まれる発生土２４の砂質土分又は粘性土分を分離する。
【００３６】
そして、第１処理装置１３で砂質土分を分離した安定液２５を第１処理装置１３から安定液供給装置６の安定液貯留７タンク内に回収し、貯留させる。又は、第２処理装置１４で粘性土分を分離した安定液２５を第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。又は、第１処理装置１３で砂質土分を分離した安定液２５を第１処理装置１３から第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４で粘性土分を分離した後に第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。
【００３７】
そして、第１処理装置１３で泥水２３から分離した砂質土分を第１処理装置１３から回収してミキサー１５に供給し、添加剤として水、セメント、及び分散剤（例えば、ポリマー、好ましくは高粘度の生分解性ポリマー）を添加し、これらをミキサー１５で混ぜることにより、砂質土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材２７を製造する。
【００３８】
また、第２処理装置１４で泥水２３から分離した粘性土分を第２処理装置１４から回収してミキサー１５に供給し、添加剤として水、及びセメントを添加し、これらをミキサー１５で混ぜることにより、粘性土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材２８を製造する。
【００３９】
そして、上記の埋め戻し材２７、２８の製造作業に並行して、地盤２１に形成した孔２２内にトレミー管（図示せず）を挿入し、このトレミー管を引き上げながらトレミー管を介して孔２２内にコンクリートを打設することにより、孔２２内に杭２６を構築する。この場合、杭２６の上部の孔２２内には、安定液供給装置６の安定液貯留タンク７から安定液２５が供給されて充填された状態となっており、孔２２の内壁の安定性が保たれている。
【００４０】
そして、杭２６を構築した孔２２内にトレミー管１７を挿入し、このトレミー管１７の先端を杭２６の上端に近接する位置に位置決めし、圧送ポンプ１８を作動させることにより、ミキサー１５で製造した埋め戻し材２７又は埋め戻し材２８を、埋め戻し材貯留タンク１６からトレミー管１７を介して杭２６の上部の孔２２内に下端から上端に向けて順次充填し、杭２６の上部の孔２２内の全体を埋め戻し材２７又は埋め戻し材２８で埋め戻す。
なお、埋め戻し材２７、２８を圧送ポンプ１８によらずに、運搬によってトレミー管１７に供給するように構成してもよい。
【００４１】
この際、埋め戻し材２７又は埋め戻し材２８、又は埋め戻し材２７及び埋め戻し材２８を孔２２内に充填することによって孔２２から溢れ出た安定液２５は、安定液回収ポンプ１９によって吸い上げ、安定液回収管２０を介して安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。
【００４２】
このようにして、地盤２１に複数の杭２６を構築することができるとともに、各杭２６の上部の孔２２内を、発生土２４の砂質土又は粘性土を原料として製造した埋め戻し材２７又は埋め戻し材２８で埋め戻すことができることになる。
【００４３】
次に、上記のような手順によって杭２６を構築した後に、杭２６の構築現場で使用した安定液２５、安定液２５の粘土調整により生じた余剰安定液２５、再使用な不可能な廃液として回収した安定液２５を回収し、これらを杭２６の構築現場と同一現場に設けられているソイルセメント壁３５の構築現場に輸送し、例えば、その現場のＳＭＷプラント３０に供給する。
【００４４】
ＳＭＷプラント３０には、地盤２１を削孔攪拌する削孔攪拌機３１、削孔攪拌機３１にセメントミルク３９を供給するセメントミルク供給装置３５、及びそれらの付帯設備が設備として設けられている。
【００４５】
削孔攪拌機３１は、例えば、本体機３２（例えば、杭打ち機）と、本体機３２に回転可能に取り付けられるアースオーガー３３とを備え、アースオーガー３３にセメントミルク供給装置３５からセメントミルク３９が供給される。
【００４６】
セメントミルク供給装置３５は、セメントミルク３９を貯留させるセメントミルク貯留タンク３６と、セメントミルク貯留タンク３６から削孔攪拌機３１のアースオーガー３３にセメントミルク３９を供給するセメントミルク供給ポンプ３７とを備えている。
【００４７】
セメントミルク３９は、一般には、水とセメントとベントナイトとを配合したセメント系懸濁液であるが、本実施の形態においては、水の代わりに杭２５の構築現場から回収した廃棄安定液４０を用い、この廃棄安定液４０に必要に応じて添加剤として分散剤及び流動化剤を添加し、又は混和剤を添加し、この添加剤又は混和剤を添加した廃棄安定液４０とベントナイト４１とセメント４２とを混ぜることによってセメントミルク３９を製造する。この場合、廃棄安定液４０とベントナイト４１とセメント３９との配合比は、地盤条件、施工条件等に応じて適宜の調整することにより、構築するソイルセメント壁４５の強度及び止水性を確保することができる。
【００４８】
ここで、廃棄安定液４０には、前述したように、杭２６の構築現場で地盤２１の掘削に使用した安定液２５、安定液２５の粘度の調整により生じた余剰安定液２５、埋め戻し材２７、２８を埋め戻す際に使用した安定液２５を使用する。但し、これに限定することなく、他の工事現場から回収した廃棄安定液や、外部から調達した安定液を使用してもよい。
【００４９】
なお、ソイルセメント壁４５の構築に使用する攪拌削孔機３１のアースオーガー３３には、先端から地盤２１に向けてセメントミルク３９を吐出せるためのセメントミルク吐出管（図示せず）が設けられ、このセメントミルク吐出管にセメントミルク供給装置３５のセメントミルク貯留タンク３６から、セメントミルク供給ポンプ３７の作動によってセメントミルク３９が供給される。
【００５０】
そして、上記のような構成の削孔攪拌機３１を地盤２１上の所定の位置に配置し、アースオーガー３３を回転させて地盤２１を削孔しながら、セメントミルク供給装置３５からアースオーガー３３にセメントミルク３９を供給し、アースオーガー３３の先端からセメントミルク３９を吐出させることにより、１エレメントの削孔混練を行い、このような作業を連続して行うことにより、複数エレメントからなるソイルセメント壁４５を構築することができる。
【００５１】
上記のように構成した本実施の形態の廃棄安定液の再利用方法にあっては、杭２６の構築現場で使用した安定液２５、安定液２５の粘土調整により生じた余剰安定液２５、及び再使用不可能な廃液として回収した安定液２５を廃棄安定液４０として回収し、これらの廃棄安定液４０とベントナイト４１とセメント４２とによりセメントミルク３９を製造し、このセメントミルク３９を削孔攪拌機３１のアースオーガー３３に供給し、アースオーガー３３により地盤２１を削孔しながらセメントミルク３９吐出させることにより、地盤２１を削孔混練してソイルセメント壁４５を構築するように構成したので、杭２６の構築現場で使用した安定液２５、余剰安定液２５、及び廃液として回収した安定液２５を産業廃棄物として処理する必要がなくなり、安定液２５の処理に要する費用を削減できるとともに、環境負荷を軽減させることができる。
【００５２】
また、セメントミルク３９を造るための水として上水を使用する必要がないので、上水の調達に要する費用を削減することができ、工費を削減することができるとともに、環境負荷を軽減させることもできる。
【００５３】
さらに、廃棄安定液４０とベントナイト４１とセメント４２とからなるセメントミルク３９は、廃棄安定液４０に添加剤として添加した分散剤及び流動化剤、又は混和剤の特性により、泥水２３（安定液２５と土砂（発生土２４）との混合液）に含まれる土砂（発生土２４）の粘性を低くする性質があるので、地盤２１への注入量を標準配合のセメントミルク（水とベントナイトとセメントとからなるセメントミルク）よりも少なくしても、所望の流動性が得られるので、地盤２１を容易に削孔混練することができ、所望の強度のソイルセメント壁４５を構築することができる。この結果、セメント４２の量を大幅に削減することができ、工費を低減させることができる。
【００５４】
また、地盤２１へ注入するセメントミルク３９の量を低減させることができるので、オーバーフローするモルタル（泥水２３とセメントミルク３９との混合物）の量を削減することができ、産業廃棄物として処理するモルタルの量を削減することができ、モルタルの処理費用を削減することができるとともに、環境負荷を軽減させることもできる。
【００５５】
表１に、事前検討、室内試験、及び実施の結果を示す。本実施の形態では、施工対象地盤が粘性土であるので、安定液に添加剤として分散剤及び流動化剤を添加してセメントミルクを製造した。このセメントミルクは、標準配合のセメントミルク（水とベントナイトとセメントとからなるセメントミルク）と比較して、土砂に対する注入量を１０％少なくしても、流動性に優れ、また、セメント量を２０％少なくしても、標準のセメントミルクと同程度の強度が得られることが分かった．また、安定液１ｍ３当たり、添加剤コスト（＋３０００円）、セメント量低減（−５００円）、廃液コスト（７０００円）であるから、（＋３０００−５００）／７０００＝３６％のコスト低減が可能となることが分かった。
【００５６】
【表１】
2012057407.tif 000003
【００５７】
なお、上記の説明においては、杭２６の構築現場から回収した安定液２５を廃棄安定液４０として使用したが、他の現場から回収した廃棄安定液や外部から調達した安定液を使用してもよい。
【００５８】
なお、上記の説明においては、ソイルセメント壁４５のセメントミルク３９に本発明の安定液の再利用方法を適用したが、ソイルセメント柱、ソイルセメント柱列等の他のソイルセメント構造物のセメントミルクに本発明の安定液の再利用方法を適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００５９】
１  掘削機
３  ロータリーカッター
４  泥水ポンプ
５  泥水管
６  安定液供給装置
７  安定液貯留タンク
８  安定液供給ポンプ
９  スラリーポンプ
１０  廃液ポンプ
１２  泥水処理装置
１３  第１処理装置
１４  第２処理装置
１５  ミキサー
１６  埋め戻し材貯留タンク
１７  トレミー管
１８  圧送ポンプ
１９  安定液回収ポンプ
２０  安定液回収管
２１  地盤
２２  孔
２３  泥水
２４  発生土
２５  安定液
２６  杭
２７  埋め戻し材
２８  埋め戻し材
３０  ＳＭＷプラント
３１  削孔攪拌機
３２  本体機
３３  アースオーガー
３５  セメントミルク供給装置
３６  セメントミルク貯留タンク
３７  セメントミルク供給ポンプ
３９  セメントミルク
４０  廃棄安定液
４１  ベントナイト
４２  セメント
４５  ソイルセメント壁
【図１】
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