(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物建設発生土を被処理土とし、該被処理土に水を加えて解泥して原泥水を得、次いで、該原泥水を篩にかけて最大粒径が１０〜２０ｍｍの調整泥水を得る第１泥水製造工程と、該調整泥水に砂質土を加えて、密度１．４５±０．２ｔｏｎ/ｍ３の泥水を得る第２泥水製造工程と、該泥水にセメント系固化材を加えて密度１．７０±０．３ｔｏｎ/ｍ３、フロー値１６０±４０ｍｍ、ブリージング率１．０％以下の流動化処理土を得る流動化処理土製造工程と、を有する構造物直接支持地盤用処理土の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物建設現場において発生した残土を処理して得られる、構造物の基礎を直接支持する処理土、その製造方法及び構造物直接支持地盤を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の基礎を直接支持する地盤は、通常、良好な支持地盤の上に覆設され、体積収縮やクラックの発生の無い、所定の強度以上のものが要求される。従来、この構造物の基礎を直接支持する地盤には、ラップルコンクリートが適用されている。ラップルコンクリートの施工は、良好な支持地盤上の軟弱土を掘削し、当該部分に充填して行われる置換工法である。
【０００３】
この場合、掘削土は全て建設発生土として処理しなければならず、産業廃棄物として処分する場合、環境負荷の点で問題がある。また、特開平７−８２９８４号公報には、建設残土を埋め戻し材として適用する流動化処理工法が提案されている。しかし、該流動化処理工法における流動化処理土は、地下空洞や狭い空間の埋め戻しや充填が主であり、構造物の基礎を直接支持する地盤への適用を目的としたものではない。従って、構造物の基礎を直接支持する地盤からの掘削土を被処理土とし、これから体積収縮やクラックの発生の無い、所定の強度以上の構造物の基礎を直接支持する地盤に適用可能な処理土が得られれば、環境負荷が軽減できると共に、高品質の構造物直接支持地盤が得られて極めて都合がよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、建設予定の構造物の基礎を直接支持する地盤からの掘削土を被処理土とし、これを処理して得られる体積収縮やクラックの発生の無い、所定の強度を有する高品質の処理土、その製造方法及び構造物直接支持地盤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、建設予定の構造物の基礎を直接支持する地盤からの掘削土を被処理土とし、特定の処理を施し、且つ特定の強度基準を満たしたものが、体積収縮やクラックの発生が無く、高品質の構造物直接支持地盤として使用できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、構造物建設発生土を被処理土とし、該被処理土に水を加えて解泥して原泥水を得、次いで、該原泥水を篩にかけて最大粒径が１０〜２０ｍｍの調整泥水を得る第１泥水製造工程と、該調整泥水に砂質土を加えて、密度１．４５±０．２ｔｏｎ/ｍ３の泥水を得る第２泥水製造工程と、該泥水にセメント系固化材を加えて密度１．７０±０．３ｔｏｎ/ｍ３、フロー値１６０±４０ｍｍ、ブリージング率１．０％以下の流動化処理土を得る流動化処理土製造工程と、を有する構造物直接支持地盤用処理土の製造方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、前記処理土を前記構造物の基礎を直接支持する地盤部分に充填して得られるものであって、一軸圧縮強度が５００〜３０００KN/m2 であることを特徴とする構造物直接支持地盤を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る構造物直接支持地盤用処理土を図１〜図３を参照して説明する。図１は本例の構造物直接支持地盤用処理土を製造する工程を説明する図、図２は直接基礎が浅い構造物の地中部分を示し、図３は直接基礎が深い構造物の地中部分を示す。
【００１０】
本発明の構造物直接支持地盤用処理土は、構造物建設発生土から得られた泥水に、砂質土及びセメント系固化材を加えて得られる、密度１．７０±０．３ton/m3、フロー値１６０±４０mm、ブリージング率１．０％以下の流動化処理土である。密度、フロー値及びブリージング率が前記範囲にある流動化処理土は、構造物建設予定場所の直下にある所定の良好な支持地盤上に充填する際、円滑な充填を行うことができると共に、固化後は、体積収縮やクラックの発生が無い、所定の圧縮強度を有する高品質の構造物直接支持地盤とすることができる。構造物建設発生土は、例えば、図２に示すような良好な支持地盤１２と建設予定の構造物の直接基礎１４ａとの間に存在する軟弱地盤であり、従来、構造物の直接支持地盤としてラップルコンクリートを使用する場合には、産業廃棄物などとして処分されていたものである。従って、発生土の種類によって土質が異なり一定しないものである。
【００１１】
フロー値は、JHS A 313-1992「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」の１．２シリンダー法によって求められるもので、土の流動性を示す指標である。また、ブリージング率は泥水にセメント系固化材を加えて攪拌した後に、処理土から滲みだす水の量を示す指標であり、JSCE-1986 「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリージング率及び膨張率試験方法」に準拠して求められる。
【００１２】
本発明の構造物直接支持地盤用処理土は、例えば、次に示す方法で製造される。すなわち、構造物建設発生土を被処理土とし、該被処理土に水を加えて解泥して原泥水を得、次いで、該原泥水を篩にかけてＤMAX が１０〜２０mmの調整泥水を得る第１泥水製造工程と、該調整泥水に砂質土を加えて、密度１．４５±０．２ton/m3の泥水を得る第２泥水製造工程と、該泥水にセメント系固化材を加えて密度１．７０±０．３ton/m3、フロー値１６０±４０mm、ブリージング率１．０％以下の流動化処理土を得る流動化処理土製造工程と、を有する方法である。以下、各工程毎に説明する。
【００１３】
（第１泥水製造工程）
構造物建設発生土は前述の軟弱土であり、掘削された軟弱土は、例えば、プラントに搬入される。第１泥水製造工程は該軟弱土に水を加えて解泥して原泥水を得、次いで、該原泥水を篩にかけて調整泥水を得る工程である。本例では、解泥槽１で構造物建設発生土と水道水を混合し、必要に応じて攪拌混合を行う。構造物建設発生土に対する水道水の配合量は、特に制限されず、解泥するに必要な量で、且つ過度に大量にならない範囲で適宜に決定される。また、粒径が１５０mm以上の大きな塊状物は手やショベルで予め除去しておけばよい。この解泥を行うことにより、次いで行われる篩い分けがし易くなる。
【００１４】
解泥槽１で解泥された原泥水は、その全量が振動篩機２に供給される。振動篩機２は、例えば、篩目が１０〜２０mm角、本例では１３mm角の所定の強度を有する金網を枠体に取り付けた平面型のもので、枠体を振動機に載置したものが使用できる。本例ではこの振動篩機２をやや傾斜して設置し、振動篩機２の上方に原泥水の全量を流し込む。原泥水は振動篩機２の振動と傾斜により下方に移動しつつ篩分けされる。この操作により、篩下としてＤMAX が１０〜２０mm、本例では１３mm以下の中礫、細礫、粗砂、中砂、細砂、シルト、粘土及び水が貯泥槽４に採取される。また、篩上として粒径１０〜２０mmを越えるもの、本例では１３mmを越える中礫、粗礫などがベルトコンベア３に採取され、場外搬出される。貯泥槽４に採取された篩下は、攪拌機５ａの混合により混合された後、ポンプ６ａにより、調整槽７に送られる。
【００１５】
（第２泥水製造工程）
第２泥水製造工程は、調整泥水に砂質土９を加えて、密度１．４５±０．２ton/m3の泥水を得る工程である。この泥水において、密度が上記範囲外であると、その後固化材を適量配合しても、これを構造物直接支持地盤に適用した場合、体積収縮やクラックが発生し易くなったりすると共に、所定の強度が得られないものとなってしまう。具体的には、調整槽７に送られた調整泥水に砂質土９を加え、モニタリングを行いつつ、上記密度の範囲に調製する。該砂質土９は粒径０．０７５〜２．０mmの細砂、中砂及び粗砂を含むもので、前記構造物建設発生土から製造される砂質土であっても、別の良質な土から製造される砂質土であってもよい。構造物建設発生土から製造される砂質土の場合、通常、前記調整泥水を更に、濾過装置にかけて得ることができる。構造物建設発生土由来の砂質土を使用すれば、構造物建設発生土の利用率が更に高まり、環境負荷を一層低減できる。本工程で得られる泥水は、密度の他、フロー値などの物性を求め、これとセメント系固化材配合後の物性との関係を把握し、当該データを蓄積し、これを有効利用すれば、効率よく且つ安定した品質の構造物直接支持地盤用の処理土が得られる。また、第２泥水製造工程は、別途の調整槽７を設けることなく、第１泥水製造工程の貯泥槽４をそのまま使用し、貯泥槽４の調整泥水に砂質土を配合する方法で行ってもよい。
【００１６】
（流動化処理土製造工程）
流動化処理土製造工程は、第２泥水製造工程で得られた泥水にセメント系固化材１０を加えて、密度１．７０±０．３ton/m3、フロー値１６０±４０mm、ブリージング率１．０％以下の流動化処理土を得る工程である。また、本流動化処理土は、密度１．７０±０．２ton/m3、フロー値１６０±３０mm、ブリージング率０．８％以下のものがより好ましい。当該方法で得られる流動化処理土は、上記の特定の密度、フロー値及びブリージング率を有するため、これを構造物建設予定場所の直下にある所定の良好な支持地盤上に充填する際、円滑な充填を行うことができると共に、固化後は、体積収縮やクラックの発生が無い、所定の圧縮強度を有する高品質の構造物直接支持地盤とすることができる。具体的には、調合槽８に送られた泥水にセメント系固化材１０を加え、モニタリングを行いつつ、上記物性値の範囲に調製する。また、作製した流動化処理土の配合試験の結果、必要な強度が得られ難いと判断される場合には、スラグ等の骨材を配合してもよい。セメント系固化材１０としては、特に制限されず、公知の流動化処理工法で使用されるものが適用できる。流動化処理土製造工程は、調合槽８を使用することなく、前記第２泥水製造工程における調整槽７において実施してもよい。すなわち、調整槽７において砂質土９を配合した後、セメント系固化材１０を続いて配合してもよい。また、前記第１泥水製造工程における貯泥槽４において、前記第２泥水製造工程及び流動化処理土製造工程を実施してもよい。
【００１７】
流動化処理土の調合強度の設定は、品質基準強度を目標値とし、構造物建設発生土の土質、調整泥水や泥水の物性及びセメント系固化材などを考慮し、配合量などが適宜決定されるが、流動化処理土の調合強度を次の計算方法により決定すれば、十分な強度の構造物直接支持地盤をより安定して得ることができる。
【００１８】
Ｆ＝０．８５（Ｆq ＋Ｔ）＋３σ          （１）
Ｆq ＝αＦc                             （２）
（式中、Ｆは流動化処理土の調合強度（kN/m2)を示し、Ｆq は流動化処理土の品質基準強度（kN/m2)を示し、Ｔは流動化処理土の強度管理の材齢を２８日とした場合の打ち込みから２８日までの予想平均気温による強度の補正値を示し、品質基準強度がＦq ＝２０００kN/m2 以下の場合には表１による。σは流動化処理土の強度の標準偏差（kN/m2)で、０．１５Ｆq に等しい。Ｆc は設計基準強度（kN/m2)を示し、αは現場搬入時の強度の割増係数で、１．２を示す。）
【００１９】
【表１】
0004375645.tif 000002
【００２０】
例えば、設計基準強度Ｆc が１５００kN/m2 で、流動化処理土の打ち込みから２８日までの期間の予想平均気温が１５℃の場合、品質基準強度Ｆq は１８００kN/m2 であり、これを上記（１）式に代入して、流動化処理土の調合強度をＦ＝０．８５（１８００＋３００）＋３（０．１５×１８００）＝２５９５kN/m2 とすればよい。
【００２１】
本発明の構造物直接支持地盤は、前記流動化処理土を前記構造物の基礎を直接支持する地盤部分に充填して得られるものであって、一軸圧縮強度が５００〜３０００KN/m2 （５．０〜３０．０kgf/cm2 ）である。すなわち、上記方法で製造された流動化処理土は、例えば、アジテータ車により現場に搬入し、ポンプ車又は直接充填により、構造物建設予定の直下にある所定の良好な支持地盤上に充填される。
【００２２】
掘削による構造物現場発生土の搬出から構造物の直接基礎の造成までを図２及び図３を参照して説明する。図２に示すように構造物の直接基礎１４ａが浅い場合、所定の良好な支持地盤１２上の構造物基礎造成予定領域について、逆台形状の掘削が行われる。掘削土は前述の如く、プラントへの搬出、前記流動化処理土の調合を経て、アジテータ車により現場に搬入され、構造物建設予定の直下にある所定の良好な支持地盤上、すなわち、符号１１ａの斜線部分に充填される。所定期間経過後、固化した高品質の構造物直接支持地盤１１ａ上に構造物の基礎１４ａが造成され、その後、前記の掘削土の一部を埋め戻し土１３として、構造物の基礎１４ａ周りに埋め戻し、基礎工事を終了する。一方、図３に示すように、地下階４１があり、構造物の直接基礎１４ｂが深い場合、山留め板１５が計画されており、所定の良好な支持地盤１２上の構造物基礎造成予定領域について掘削が行われる。掘削土のプラントへの搬出、流動化処理土の調合、符号１１ｂの斜線部分への充填方法などは、図２の場合と同様である。このような方法で造成された後の構造物直接支持地盤１１ａ、１１ｂは体積収縮やクラックの発生がなく、長期間に亘って安定して構造物を支持することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の処理土は、建設予定の構造物の基礎を直接支持する地盤からの掘削土を被処理土としており、その大部分が有効利用できるため、産業廃棄物などとして処分するものが減り、環境負荷を低減できる。また、処理土は比較的簡易な方法で得られるため、コストの上昇を抑えることができる。また、造成された構造物直接支持地盤は、体積収縮やクラックの発生の無い、所定の強度を有する高品質なものであるため、長期間に亘って安定して構造物を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本例の構造物直接支持地盤用処理土を製造する工程を説明する図である。
【図２】直接基礎が浅い構造物の地中部分を示す図である。
【図３】直接基礎が深い構造物の地中部分を示す図である。
【符号の説明】
１      解泥槽
２      振動篩機
３      ベルトコンベア
４      貯泥槽
５ａ、５ｂ、５ｃ      攪拌機
６ａ、６ｂ            ポンプ
７      調整槽
８      調合槽
９      砂質土
１０      セメント系固化材
１１ａ、１１ｂ      構造物直接支持地盤
１２      良好な支持地盤
１３      埋め戻し土
１４ａ    浅い直接基礎
１４ｂ    深い直接基礎
１５      山留め板
【図１】
0004375645.tif 000003
【図２】
0004375645.tif 000004
【図３】
0004375645.tif 000005