(57)【要約】      （修正有）【課題】超軟弱地盤及び汚染された土地で施工が困難であり施工費ばかりが嵩む場合においては、一般廃棄物焼却灰を骨材原料とした軽量強固なコンクリート地盤を造成する。【解決手段】軟弱地盤及び汚染土壌が存在する地盤上に複数の型枠容器を隙間なく敷設し、中間処理施設で一般廃棄物焼却灰と無害安定固化剤を適量配合し水を付加して十分に混練りした焼却灰モルタルを型枠容器に充填固化し、人工地盤２を造成する。【選択図】図１−ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間処理施設で一般廃棄物焼却灰と適量の無害安定固化剤（商品名ＨＳＨ）を配合し水を付加して十分に混練りモルタル状にして、地下水が高い地盤或いは腐植土層が存在している軟弱地盤上全面に配列した合板等で構成された型枠容器に充填し養生固化して人工地盤を造成する工法。
【請求項２】
請求項１記載の型枠容器は内面防水シートで内張り外部と完全に遮断された構造となり、シート内張り加工及びモルタル充填中は型枠容器内に雨水の侵入を防ぐため容器天面に移動式テントを設ける、モルタルの養生固化が完了したら隣接する型枠容器上にテントを移動し同様の作業を繰り返しながら用地全面を人工地盤に造成する工法。
【請求項３】
有害物質に汚染さた地下水位の高い土地で汚染土と新土の入れ替えが不可能な土地或いは土中に粗大ゴミや礫が存在し薬剤注入による安定固化処理が困難な土地に対しては、請求項１記載の人工地盤を設けて汚染物質が拡散されないように有害物質を土中に封じ込める方法の人工地盤の造成工法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業の利用分野】
【０００１】  全国の年間排出量が２００万トン以上とされる大量の一般廃棄物焼却灰を再生利用するために、請求項１に記載した軟弱地盤上に人工地盤を造成する方法及び請求項３に記載した汚染地域を封じ込める人工地盤の造成工法を、請求項２に記載のした型枠容器を用地全面に配列し無害化処理した焼却灰モルタルを充填固化する方法により人工地盤を造成する。人工地盤の造成は従来工法では施工困難な軟弱地盤及び汚染土壌で無害化処理対策が困難とされる用地を、容易に経済的に安定地盤に変えることができる。また、焼却灰の再生利用により最終処分場の環境負荷削減に寄与し延命対策ともなる。
【背景技術】
【０００２】  従来工法の軟弱地盤安定工法としては、一般には地盤上に盛土して地層内の水分を押し出す圧密工法が主流とされているが、この場合、地盤が安定するまでに長期間必要であるばかりでなく長期的には地盤沈下や地盤傾斜等を起すなどで住宅地としては課題が残る、また、重機を必要とするサンドドレンやパイル工法或いは薬剤注入固化工法等は重機の乗り入れが困難であり工事費の高騰に繋がるために開発が進まない土地も多く存在する。【０００３】  また、工場跡地などで有害物質に汚染された土壌の安全対策としては汚染された土壌を新土と置き換える方法がある、また、汚染土を薬剤により安定固化する方法もあるが、汚染された地層の地下水位が高い場合或いは土中に粗大ゴミや基礎構造物の残骸が存在する土地、又は礫などが存在している地層では、仮に、それらの方法を無理に採用するとなれば膨大な費用が必要となることから開発が中断しているケースもある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明の人工地盤は単位体積重量が軟弱地盤の単位体積重量に近似する構造体となるために地盤沈下や地盤傾斜が起きない安定地盤となる、即ち、人工地盤は強固で軽量な浮き地盤となる、但し、人工地盤は中間処理施設を設けなける必要があり設備償却等の関係から小規模用地の造成には不向きである。
【０００５】  骨材原料に使用される焼却灰は家庭可燃ごみ等を焼却処理した焼却灰を対照とするもので供給が安定する原料であるばかりか焼却灰の物性が無機質粒状体で一定の粒状体でることから骨材としての適応性が高い、また、焼却灰モルタルを充填養生固化して地盤化する型枠容器の構造は管理型処分場の構造に準じ外部と完全に遮断した形態とする、型枠容器は一定の大きさとし地盤上全面に配列し、前記、無害化処理した焼却灰モルタルを充填固化しコンクリート地盤とする、型枠容器は埋め殺しとなる。
【０００６】  また、汚染された土地で汚染土の置き換えも薬剤による安定固化処理が困難な土地では有害物質が拡散しない方法として現位置に封じ込める方法があり、本発明は封じ込めによる安全対策に最適な工法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  焼却灰を骨材として再生するためには、前記、中間処理施設で特殊セメント系無害安定固化剤を焼却灰に適量配合して水を付加して十分に混練りしモルタル状として現場の地盤上に複数の型枠容器を密に配列して充填養生固化する現場造成工法となる、前記、焼却灰は現存する廃棄物の中で量的に安定し化学的物理的にコンクリート構造体としては最適な廃棄物なのである。
【０００７】  前記、型枠容器の大きさは防水加工及びモルタル充填作業の過程に於いて雨水の侵入を防ぐため型枠容器天面に仮説テントを設ける必要があることから、仮設テントの面積に制約を受けた大きさの容器となる、仮設テントの大きさは風害に耐えられる大きさとし、概略サイズを幅１０〜１２ｍ、長さ１５〜２０ｍなるため型枠容器の面積はその大きさに準じる、また、型枠容器の深さは人工地盤を安定させるために２ｍを最低としてそれ以上とする、こうしたサイズの型枠容器を用地全面に密に敷設し、前記、モルタルを充填し養生固化完了後テントを隣接する型枠容器上に移動し同様作業を繰り返し用地全面に人工地盤を造成する。型枠容器は埋め殺しとなり相互の型枠は合板等の厚みだけの間隔で地盤を構成する。
【０００８】  本発明は、前記、物理的経済的に施工が困難な軟弱地盤及び有害物質に汚染された土地を対象に開発されたものであり、焼却灰の見掛比重が小さいことから軽量で強固な構造体の地盤を造成することができる、また、汚染土壌を対象とした人工地盤の造成には地下水及び伏流水の有無など状況によっては汚染地域の周囲に土中壁を設けるなどして汚染物質の拡散を抑える対策も必要となる。特に共同溝などを敷設しするに於いては人工地盤の造成前に行っておくことで施工が容易となり経済的である。
【作用】
【０００９】  一般廃棄物焼却灰を無害安定固化する薬剤は本工法に於いて最も重要な要素である、本発明で使用される薬剤は、特殊セメント系無害安定固化剤（商品名ＨＳＨ）で重金属を無害安定固化する特性を有し、原理は高炉スラグ及び石膏を混合し水和反応によってＥｔｔｒｉｎｇｉｔｅと呼ばれる鉱物を生成させセメントでは固化し難い酸化鉛や酸化亜鉛等も容易に固化する能力を備え鉄イオンを含有することで、錯塩を形成して溶出し易くなるカドミウムや亜鉛イオンを共沈させ不溶化するなどである、この薬剤を中間処理施設で焼却灰に適量配合して十分に混練りしてモルタル状にし内面防水シートで被覆し外部と遮断した型枠容器に充填養生することで軽量で強固な安定地盤を造成することができる。
【００１０】  また、Ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅは無収縮無膨張のコンクリートに利用されているが、当ＨＳＨに於いても固化物の無機安定性に寄与し、他にリグニンフルフオン酸塩と共に保水役を務めるために養生日数を経るに従って熟成度が増し圧縮強度が高まる等で固化構造体を創生する重要な役目を果たしている。一般廃棄物焼却灰は無機質粒子で微量ではあるが重金属類を含有しているが、現状に於いては殆どが無害化処理を行わずに管理型処分場に埋め立てられることから処分場の環境負荷に課題を残している、本発明はこうした廃棄物焼却灰を有効利用することで処分場の環境問題にも寄与するものである。前記、薬剤で安定固化された焼却灰固化物は初期強度で３０Ｋｇ／ｃｍ２で見掛比重が約１，２〜１，４ｔ／ｍ３となり、軟弱地盤に対して沈み込みの少ない軽量強固な人工地盤となる。
【００１１】  本発明の人工地盤を構成する固化体の室内試験を実施した結果を表１〜３に示す。
【表１】
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【表２】
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試験材−２の１軸圧縮強度の試験結果から含水率が少ないほど強度が高まることが判った、しかし、含水率はモルタルの流動性を左右するので遠距離のパイプ輸送には注意が必要となる、また、本工法に使用される無害安定固化剤は固化試験の結果、初期圧縮強度が３０ｋｇ／ｃｍ２であった試験材が１００日後では１００ｋｇ／ｃｍ２となった。
【表３】
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表３は、無害安定固化剤で混練処理した焼却灰モルタルを型枠容器内で養生固化した試験体の溶出試験結果である。
【実施例】
【００１３】  図１−ａは、地盤１上に人工地盤２を造成した側断面模式図である。図１−ｂは人工地盤２の一部側断面拡大模式図である。図２は、型枠容器３を地盤１上に構築する斜視図である、図２に於いて地盤１上に型枠容器３を構築するに当たっては地盤１の凹凸を調整した上で型枠容器の構築を容易にするために地面に間伐材板４等を適当な間隔で敷設してから合板５等で型枠容器３を構築する、型枠容器３の内面は外部と完全に遮断するために防水シート６を内張りする、また、防水加工及びモルタル充填中に雨水の侵入を防ぐ仮設テント７を型枠容器天面に設けることで型枠容器３の大きさはテント７の大きさに制約される。【００１４】  図３は、汚染土壌８を含む地盤１上に人工地盤２を造成した側断面模式図である、図に於いて人工地盤２を造成するにあたり事前に共同溝９等を敷設することで工事を容易にし工事費を削減することができる、また地下水１１及び伏流水の有無によって汚染地域の周辺に土中壁１０を設けてから人工地盤２を造成する。
【発明の効果】
【００１６】  軟弱地盤の改良方法には多様な工法が採用されているが費用対効果に課題があることから開発されない土地が多々あり、そのような土地を対象に本発明の人工地盤は最も有効的な工法となる。また、現状では殆ど利用されていない一般廃棄物焼却灰を無害安定固化して人工地盤に再生することで最終処分場の環境負荷の削減に寄与することになる。
【００１７】  また、有害物質に汚染された地域で地下水位が高く新土の置き換えが困難とされる土地或いは薬剤処理が土中に異物が存在して十分に安定処理が困難で、工事を強行すれば工事費が嵩み費用対効果に問題がある土地に対しては極めて効果的な工法である。このように焼却灰を再生利用することで最終処分場に焼却灰を持ち込まないため環境負荷削減に寄与し処分場の延命策ともなる。その上、工事費に就いては現行の処分場に埋立処分する費用を再生費に転化することで人工地盤の造成費は殆どゼロに等しい低コスト工法となる。
【００１８】  人工地盤が安定地盤となる理由は、造成地盤自体が軽量で強固であることで、安定地盤の原理は歩道ブロックと同様に厚みを大きく取ることで隣接する人工地盤との側面が交互に支え合って一体化を呈し不同沈下を起こさな構成となることである、その他、人工地盤の安定性は単位体積重量が現状地盤の単位体積重量に対して近似するかそれ以下の軽量地盤となるために長期に亘っても沈み込みが無く、しかも地震時に於いても下層地盤は変動しても人工地盤は殆ど動きがないため耐震地盤となる。
【００１９】  日本の河川下流域の平坦部は腐植土層が存在している軟弱地盤で構成されているために、前記、従来工法の地盤改良では建物等の戴荷重に耐えられないことから支持杭或いは摩擦杭等の基礎杭が必要となる、しかしながら、本発明の人工地盤に於いては地盤自体が基礎地盤となり戸建住宅程度であればアンカー基礎程度で支持でき、中層建物程度でも免震装置を採用することで人工地盤上に免震装置を受ける範囲を鉄筋コンクリートベースを設ければ戴荷重の如何によっては支持杭の必要もない。
【００２０】  年間２００万トン以上排出される一般廃棄物焼却灰は微量であっても重金属含有廃棄物であり、現状に於いては殆どが無害化されずに管理型処分場に移行埋立処分されている、有重金属は有機物と異なり分解されず半減期もない物質であり長期的には公害の温床にもなりかねない、そうしたことから焼却灰は無害化処理して最終処分場に処分するか或いは無害安定固化して構造物として再生し処分場の環境負荷を削減することが地域住民の安心安全を保障することができる処分場となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１−ａ】  軟弱地盤上に人工地盤を造成した側断面全体模式図である。
【図１−ｂ】  軟弱地盤上に造成された人工地盤一部の側断面拡大模式図である。
【図２】  人工地盤を構築する型枠容器構成の斜視図である。
【図３】  汚染土壌を含有する地域に人工地盤を造成して汚染土を封印する側断面模式図である。
【符号の説明】
１．現状地盤
２  人工地盤
３．型枠容器
４．間隙材
５．合板材
６．防水シート
７．仮設テント
８．汚染土壌
９．共同溝
１０．土中壁
１１．地下水位
１２．法面客土
１３．縦抗
【図１−ａ】
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【図１−ｂ】
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【図２】
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【図３】
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