(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
日本統一土質分類法による粘質土（ＣＬ）と粘土（ＣＨ）を含む粘性土を４０〜８０重量％と、１５〜６０重量％の水と、１〜６重量％のセメントと、吸水性を有し吸水した水により膨潤する吸水材を０．００３〜０．３重量％配合し前記水の重量に対して０．０１〜０．６重量％の範囲となるようにして攪拌・混合したことを特徴とする地盤充填材。
【請求項２】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記吸水材は、デンプン系高分子材料、又はセルロース系高分子材料、若しくは合成高分子材料のいずれか、あるいはこれらの適宜の組合わせからなる高吸水性ポリマーを含むことを特徴とする地盤充填材。
【請求項３】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記吸水材は、無定形粉末状、又は球形粒状若しくはパール状、あるいはリン片状の形態を有することを特徴とする地盤充填材。
【請求項４】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記水の添加量と前記吸水材の添加量を調整することにより、前記粘性土の土粒子の間隙に自由水の状態で存在する間隙水を前記吸水材と置換させて攪拌・混合後の前記地盤充填材の粘性度を調整することを特徴とする地盤充填材。
【請求項５】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、攪拌・混合後の前記地盤充填材内の６価クロムの濃度を調整することを特徴とする地盤充填材。
【請求項６】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、地盤充填後の体積収縮量を調整することを特徴とする地盤充填材。
【請求項７】
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、地盤充填後の圧縮強度を調整することを特徴とする地盤充填材。
【請求項８】
日本統一土質分類法による粘質土（ＣＬ）と粘土（ＣＨ）を含む粘性土を４０〜８０重量％と、１５〜６０重量％の水と、１〜６重量％のセメントと、吸水性を有し吸水した水により膨潤する吸水材を０．００３〜０．３重量％配合し前記水の重量に対して０．０１〜０．６重量％の範囲となるようにして攪拌・混合した地盤充填材を、地盤中に充填し、その後に固化させることを特徴とする地盤充填工法。
【請求項９】
請求項８記載の地盤充填工法において、
前記水の添加量と前記吸水材の添加量を調整することにより、前記粘性土の土粒子の間隙に自由水の状態で存在する間隙水を前記吸水材と置換させて攪拌・混合後の前記地盤充填材の粘性度を第１粘性度に調整し、地盤中の空隙から流出することなく滞留させることを特徴とする地盤充填工法。
【請求項１０】
請求項８記載の地盤充填工法において、
前記水の添加量と前記吸水材の添加量を調整することにより、前記粘性土の土粒子の間隙に自由水の状態で存在する間隙水を前記吸水材と置換させて攪拌・混合後の前記地盤充填材の粘性度を第２粘性度に調整し、管の中を圧力により移送させることを特徴とする地盤充填工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物背部等の地盤中に充填する地盤充填材、及び地盤充填材を用いた地盤充填工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、構造物の背部の地盤、地盤掘削中の周囲の地盤等に各種材料を充填し、空隙を無くして地表の沈下・陥没等を防止したり、周囲の地盤の強度を向上させて地盤の崩落等を防止する地盤充填工法が施工されてきた。
【０００３】
このような地盤充填材としては、例えば、水ガラス等の有機樹脂系材料や、セメントと水を攪拌・混合させたセメントミルク等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の地盤充填材においては、例えば有機樹脂系材料では、粘性度が低いため、地盤内の隙間へ入り込む性能は優れているが、大きく粗い空隙の場合には、空隙内に入った充填材が再び周囲へ流出し、空隙が十分に充填されない場合があり、地盤充填の確実性に問題があった。また、セメントミルク系の充填材では、６価クロム化合物の溶出の問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、地盤中の空隙を確実に充填でき、環境への影響の少ない地盤充填材及び地盤充填工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る地盤充填材は、
日本統一土質分類法による粘質土（ＣＬ）と粘土（ＣＨ）を含む粘性土を４０〜８０重量％と、１５〜６０重量％の水と、１〜６重量％のセメントと、吸水性を有し吸水した水により膨潤する吸水材を０．００３〜０．３重量％配合し前記水の重量に対して０．０１〜０．６重量％の範囲となるようにして攪拌・混合したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る地盤充填材は、
請求項１記載の地盤充填材において、
前記吸水材は、デンプン系高分子材料、又はセルロース系高分子材料、若しくは合成高分子材料のいずれか、あるいはこれらの適宜の組合わせからなる高吸水性ポリマーを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る地盤充填材は、
前記吸水材は、無定形粉末状、又は球形粒状若しくはパール状、あるいはリン片状の形態を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る地盤充填材は、
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、地盤充填後の体積収縮量を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る地盤充填材は、
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、攪拌・混合後の前記地盤充填材内の６価クロムの濃度を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る地盤充填材は、
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、地盤充填後の体積収縮量を調整することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係る地盤充填材は、
請求項１記載の地盤充填材において、
前記セメントの添加量を調整することにより、地盤充填後の圧縮強度を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る地盤充填工法は、
日本統一土質分類法による粘質土（ＣＬ）と粘土（ＣＨ）を含む粘性土を４０〜８０重量％と、１５〜６０重量％の水と、１〜６重量％のセメントと、吸水性を有し吸水した水により膨潤する吸水材を０．００３〜０．３重量％配合し前記水の重量に対して０．０１〜０．６重量％の範囲となるようにして攪拌・混合した地盤充填材を、地盤中に充填し、その後に固化させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項９に係る地盤充填工法は、
請求項８記載の地盤充填工法において、
前記水の添加量と前記吸水材の添加量を調整することにより、前記粘性土の土粒子の間隙に自由水の状態で存在する間隙水を前記吸水材と置換させて攪拌・混合後の前記地盤充填材の粘性度を第１粘性度に調整し、地盤中の空隙から流出することなく滞留させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に係る地盤充填工法は、
請求項８記載の地盤充填工法において、
前記水の添加量と前記吸水材の添加量を調整することにより、前記粘性土の土粒子の間隙に自由水の状態で存在する間隙水を前記吸水材と置換させて攪拌・混合後の前記地盤充填材の粘性度を第２粘性度に調整し、管の中を圧力により移送させることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る地盤充填材の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
下記の表の配合（以下、「配合Ａ」という。）は、本発明の一実施形態である地盤充填材の配合を示している。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。したがって、配合Ａの地盤充填材は、粘性土１０００ｋｇと、水６５０ｋｇと、セメント２０ｋｇと、吸水材０．５ｋｇを含んでいる。以下の他の配合についても表の数値の意味は同じように考えることとする。また、カッコ内の数値は、配合Ａの全体重量１６７０．５ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。
【００１８】
0003857529.tif 000002
【００１９】
上記のように計量した配合Ａの材料は、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ａ」という。）を得ることができた。
【００２０】
この地盤充填材Ａは、７日経過後の一軸圧縮強度（ｑｕ）が、１０ｋＰａ（キロパスカル：１０3Ｎ／ｍ2）であった。したがって、この地盤充填材が地盤中に充填された後に固化した場合の地盤の長期的強度として必要な値を確保することができることがわかった。
【００２１】
また、上記の地盤充填材Ａの７日経過後の体積収縮率は、２％以下であった。したがって、この地盤充填材が地盤中に充填された後に固化した場合の地盤の長期的な安定性を確保することができることがわかった。
【００２２】
次に、上記のような地盤充填材におけるセメントの効果を検討するため、本発明の他の実施形態として、下記の表の配合（以下、「配合Ｂ」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｂの全体重量１７５０．５ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｂは、配合Ａのセメント重量のみを変化させ、他の成分の重量を固定した配合である。
【００２３】
配合Ｂ
0003857529.tif 000003
【００２４】
上記のように計量した配合Ｂの材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｂ」という。）を得ることができた。
【００２５】
この地盤充填材Ｂは、７日経過後の一軸圧縮強度（ｑｕ）が、５００ｋＰａ（キロパスカル：１０3Ｎ／ｍ2）であった。したがって、この地盤充填材が地盤中に充填された後に固化した場合の地盤の長期的強度としてほぼ上限の値を確保することができることがわかった。
【００２６】
また、上記の地盤充填材Ｂの７日経過後の体積収縮率は、２％以下であった。したがって、配合Ｂの場合も、この地盤充填材が地盤中に充填された後に固化した場合の地盤の長期的な安定性を確保することができることがわかった。また、地盤充填材Ｂの７日経過後の体積収縮率は、地盤充填材Ａの場合よりも小さかった。
【００２７】
次に、上記のような地盤充填材における水と吸水材の効果を検討するため、本発明の他の実施形態として、下記の表の配合（以下、「配合Ｃ」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｂの全体重量２０２０．１ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｃは、配合Ａの水重量と吸水材重量のみを変化させ、他の成分の重量を固定した配合である。
【００２８】
0003857529.tif 000004
【００２９】
上記のように計量した配合Ｃの材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｃ」という。）を得ることができた。
【００３０】
この地盤充填材Ｃは、攪拌・混合後のフロー値（ｍｍ）が、２５０ｍｍ以上であった。したがって、地盤への充填に必要な粘性度を有することがわかった。フロー値が大き過ぎると、粘性度が小さ過ぎることを表し、いったん充填されても、地盤内に大きな空隙等があると、そこから他の箇所へ流出してしまうおそれがある。この地盤充填材Ｃの攪拌・混合後の粘性度は、地盤充填材が地盤中の空隙から流出することなく滞留可能な粘性度であると考えられる。
【００３１】
ここに、フロー値とは、流動体などの物質の柔らかさ、流動し易さ等（コンシステンシー）を示す指標値である。フロー値の試験方法としては、一般的には、「日本道路公団規格（ＪＨＳ）」のＡ３１３−１９９２に規定されている「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」が準用されている。
【００３２】
このシリンダー法は、内径８０ｍｍ、高さ８０ｍｍの黄銅等からなる両端開放の円筒を用いる。以下、上記規格に記載された「エアモルタル及びエアミルク」を「攪拌・混合後の地盤充填材」と読み替えて説明する。
【００３３】
まず、このシリンダーを水平な鋼板等の板の上に静置する。その後、攪拌・混合後の地盤充填材を、シリンダーからあふれさせないように、シリンダーの上端まで静かに入れる。その後、攪拌・混合後の地盤充填材の表面が水平で、かつシリンダーの上端に一致するように、シリンダーの側面を指で軽くたたく。その後、シリンダーを静かに鉛直上方に引き上げる。これにより、攪拌・混合後の地盤充填材が板上に広がる。広がって１分後に、最大と認められる方向の径（以下、「最大径」という。単位：ｍｍ）、及びこの最大径に直角な方向の径（以下、「直交径」という。単位：ｍｍ）を計測する。フロー値としては、上記の最大径と直交径の和を２で除して得られる加重平均値（ｍｍ）を用いる。
【００３４】
次に、上記のような地盤充填材における水と吸水材の効果を検討するため、本発明の他の実施形態として、下記の表の配合（以下、「配合Ｄ」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｄの全体重量２０２７ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｄは、配合Ｃの吸水材重量のみを変化させ、他の成分の重量を固定した配合である。
【００３５】
配合Ｄ
0003857529.tif 000005
【００３６】
上記のように計量した配合Ｄの材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｄ」という。）を得ることができた。
【００３７】
この地盤充填材Ｄは、攪拌・混合直後の状態は、塑性状態であり、流動性が少なく、フロー値（ｍｍ）は計測できなかった。したがって、粘性度が非常に大きいことがわかった。しかし、粘性度が大き過ぎると、管などの中を圧力により移送させることが困難になる。
【００３８】
このため、配合Ｄの場合よりも吸水材の比率を低減した下記の表の配合（以下、「配合Ｄ´」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｄの全体重量２０２５ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｄ´は、配合Ｄの吸水材重量のみを変化させ、他の成分の重量を固定した配合である。
【００３９】
0003857529.tif 000006
【００４０】
上記のように計量した配合Ｄ´の材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｄ´」という。）を得ることができた。
【００４１】
この地盤充填材Ｄ´は、攪拌・混合直後のフロー値（ｍｍ）が、約１００ｍｍであった。したがって、地盤充填材Ｄ´の粘性度は、地盤への充填に必要な粘性度であり、かつ、管などの中を圧力により移送させることが可能な粘性度である、と考えられる。
【００４２】
次に、上記のような地盤充填材における粘性土の種類及び重量と水重量の効果を検討するため、本発明の他の実施形態として、下記の表の配合（以下、「配合Ｅ」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｅの全体重量１８５０．５ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｅは、粘性土として吸水性の高い土（以下、「高吸水性粘性土」という。）を用い、粘性土重量に対する水重量の比率を配合Ａの場合より大きくし、セメント重量を配合Ａと配合Ｂの中間の値とし、吸収材重量を配合Ａの場合と同一とした配合である。
【００４３】
0003857529.tif 000007
【００４４】
上記のように計量した配合Ｅの材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｅ」という。）を得ることができた。
【００４５】
この地盤充填材Ｅは、７日経過後の一軸圧縮強度（ｑｕ）が、１００ｋＰａ（キロパスカル：１０3Ｎ／ｍ2）以上であり、充填された後の地盤の長期的強度として必要な値を確保することができ、７日経過後の体積収縮率も２％以下であり、充填された後の地盤の長期的な安定性を確保することができることがわかった。
【００４６】
また、この地盤充填材Ｅは、攪拌・混合直後のフロー値（ｍｍ）が、２００ｍｍ程度であり、地盤への充填に必要な粘性度を有し、かつ、管などの中を圧力により移送させることが可能な粘性度を有することがわかった。
【００４７】
次に、上記のような地盤充填材における粘性土の種類及び重量と水重量の効果を検討するため、本発明の他の実施形態として、下記の表の配合（以下、「配合Ｆ」という。）について試験を行った。数値の単位はキログラム（ｋｇ）である。また、カッコ内の数値は、配合Ｆの全体重量１５５０．５ｋｇに対する各成分重量の百分率（重量％）を示している。配合Ｅは、粘性土として吸水性の低い土（以下、「低吸水性粘性土」という。）を用い、粘性土重量に対する水重量の比率を配合Ａの場合より小さくし、セメント重量と吸収材重量を配合Ｅの場合と同一とした配合である。
【００４８】
0003857529.tif 000008
【００４９】
上記のように計量した配合Ｆの材料も、簡易なミキサー（攪拌装置）で攪拌し・混合し、地盤充填材（以下、「地盤充填材Ｆ」という。）を得ることができた。
【００５０】
この地盤充填材Ｆの場合も、７日経過後の一軸圧縮強度（ｑｕ）、７日経過後の体積収縮率（％）が地盤充填材Ｅと同様の値を示し、充填された後の地盤の長期的な安定性を確保することができることがわかった。また、攪拌・混合直後のフロー値（ｍｍ）も地盤充填材Ｅと同様の値を示し、地盤への充填に必要な粘性度を有し、かつ、管などの中を圧力により移送させることが可能な粘性度を有することがわかった。
【００５１】
本発明の地盤充填材に用いる粘性土としては、日本統一土質分類法（地盤工学会基準  ＪＳＦ規格  Ｍ１−７３）による「Ｃ」に相当する土である「粘性土」を用いることができる。この粘性土（Ｃ）には、粘質土（ＣＬ）と、粘土（ＣＨ）が含まれる。
【００５２】
また、上記の配合例とその物性値の結果から、本発明の地盤充填材の総重量に対する粘性土の重量比率は、粘性土の性質によって異なるが、一般には、４０〜８０重量％程度が適当である、と考えられる。
【００５３】
また、上記の配合例とその物性値の結果から、本発明の地盤充填材の総重量に対する水の重量比率は、粘性土の性質によっても異なるが、一般には、１５〜６０重量％程度が適当である、と考えられる。
【００５４】
また、上記の各配合Ａ〜Ｆにおいては、セメントとして、普通ポルトランドセメントを用いた。
【００５５】
本発明の地盤充填材に用いるセメントとしては、一般に、各種のセメントを用いることができる。例えば、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、混合セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、超速硬セメント、アルミナセメント、膨張セメント、コロイドセメント等である。
【００５６】
また、上記の配合例とその物性値の結果から、本発明の地盤充填材の総重量に対するセメントの重量比率は、一般には、１〜６重量％程度が適当である、と考えられる。地盤充填材の総重量に対するセメント重量の比率を１〜６重量％の範囲で適宜調整すれば、地盤充填材の地盤充填後の圧縮強度を適宜の値に調整することが可能である、と考えられる。また、地盤充填材の総重量に対するセメント重量の比率を１〜６重量％の範囲で適宜調整すれば、地盤充填材の地盤充填後の体積収縮量を適宜の値に調整することが可能である、と考えられる。また、地盤充填材の総重量に対するセメント重量の比率を最大でも６重量％程度に抑えれば、溶出する６価クロムの濃度が環境に悪影響を与えない程度となるようにすることができる、と考えられる。
【００５７】
また、上記の各配合Ａ〜Ｆにおいては、吸水材として、ポリアクリル酸系塩を含むものを用いた。
【００５８】
本発明の地盤充填材に用いる吸水材としては、一般に、高吸水性ポリマーを用いることができる。高吸水性ポリマーとは、吸水性を有する高分子材料である。この高吸水性ポリマーには、デンプン系高分子材料、又はセルロース系高分子材料、若しくは合成高分子材料のいずれか、あるいはこれらを適宜の組合わせた物質が含まれる。
【００５９】
デンプン系高分子材料の高吸水性ポリマーには、グラフト重合系材料、及びカルボキシメチル化（ＣＭ化）材料が含まれる。また、セルロース系高分子材料の高吸水性ポリマーには、グラフト重合系材料、及びカルボキシメチル化（ＣＭ化）材料が含まれる。また、合成高分子材料の高吸水性ポリマーには、上記したポリアクリル酸塩系材料のほか、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系材料、ポリアクリルアミド系材料、及びポリオキシエチレン系材料が含まれる。
【００６０】
これらの高吸水性ポリマーは、高分子電解質などの水溶性ポリマーが種々の方法で不溶化され、網目状等をなすとともに親水性の高い基（−ＣＯＯＨ基、あるいは−ＣＯＯＮａ基など）を有する構造となっている。
【００６１】
この不溶化の方法には、グラフト重合による３次元化、橋かけ剤による橋かけ重合、水溶性高分子の３次元化、自己橋かけによる網状化、放射線照射による網状化、結晶構造の導入等の方法がある。
【００６２】
また、親水化の方法としては、親水性モノマーの重合、疎水性ポリマーに対するカルボキシメチル化（ＣＭ化）反応、疎水性ポリマーに対する親水性モノマーのグラフト重合、ニトリル基・エステル基の加水分解反応などがある。
【００６３】
また、吸水材の形態としては、無定形粉末状、球形粒状（パール状）、リン片状、短繊維状、長繊維状、不織布状、フィルム状等がある。
【００６４】
高吸水性ポリマーは、水と接触すると、水を吸水し、自らは膨潤してゲル化する。その吸水力は、ＣＭ化材料やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系材料などでは、１グラムの吸水材当り水１００〜４００グラムを吸水する。また、アクリル酸ソーダ系材料やデンプン／アクリル酸系材料では、吸水力は、１グラムの吸水材当り水１０００グラムに達する。また、高吸水性ポリマーは、不溶性であり、人体等に対して無害であるため、例えば、紙おむつの吸水材等として利用されている。
【００６５】
この吸水材の吸水の原理は、橋かけされた高分子電解質に起因するもので、「イオン網目理論」と呼ばれている。すなわち、吸水力を発揮する要因は、
（ａ）構成物質内の高分子電解質と水との親和力
（ｂ）ゲルの内部の可動イオン濃度が外側（水側）よりも高いために発生する浸透圧
の２つである。また、吸水力を抑制する要因は、「網目構造に基づくゴム的な弾性力」である。
【００６６】
このため、これらの要因のバランスがとれたところで吸水力が決定され、吸水力は、下式（１）
吸水力＝｛（イオン浸透圧）＋（高分子電解質の水との親和力）｝／橋かけ密度
………（１）
で表される。
【００６７】
また、高吸水性ポリマーが吸水によりゲル化し膨張する際の膨張の度合は、各種の試験により知られている。例えば、ある種の高吸水性ポリマーは、１０日間で２００％以上膨張する。
【００６８】
本発明の地盤充填材の作用について、図１、２を用いて説明する。図１は、サンドドレーン工法等の従来の地盤排水工法を施工した後の地盤内の土の挙動を示した図である。
【００６９】
図１に示すように、地盤排水工法により、排水工法施工前の土１０１の中の間隙水Ｗが排水工法によって除去された後には、土１０２の中の間隙容積が縮小するため、Ｖc に示すような土全体の体積の圧縮を避けることができなかった。図１において、Ｓは土粒子である。この現象が一般の地質で生じた場合、土の体積の縮小によって、図の矢印で示すような沈下が地表面に発生し、上部構造物等に影響が生じるおそれがある。
【００７０】
図２は、本発明の地盤充填材の作用を説明する概念図である。図２の左側は、吸水材を添加する前の土（粘性土）を、図２の右側は、吸水材を添加した後の土（粘性土）を、それぞれ示している。
【００７１】
粘性土に吸水材を添加する前の段階では、間隙水Ｗは、土２０１内の土粒子Ｓの間隙に自由水の状態で存在している。この土２０１にある量の吸水材Ｍを添加することにより、吸水後にゲル化した吸水材Ｍの体積が、吸水した水Ｗの体積と同程度の体積まで膨潤するように調整することができる。このようにすると、添加後の土２０２内において、吸水後に膨張した吸水材Ｍの体積が、吸水した水Ｗの以前の体積と同程度の体積となるように調整することができる。このように調整すれば、図２の左側に示すように、当初は土２０１内の土粒子Ｓの間隙に自由水の状態で存在した間隙水Ｗは、吸水材Ｍの添加後は、図２の右側に示すように、吸水材Ｍと置換されることになる。
【００７２】
これにより、間隙水Ｗは吸水材Ｍ内に取り込まれ、吸水後の吸水材Ｍはゲル状となるので、水のように自由には動けず、吸水材Ｍが充填された状態となる土粒子Ｓの動きも抑制され、土の強度が増加する。また、膨潤した吸水材Ｍの体積は、吸水した水Ｗの体積と同程度の体積となるから、土の全体の体積が減少することはない。
【００７３】
また、上記の配合例とその物性値の結果から、本発明の地盤充填材の総重量に対する吸水材の重量比率は、吸水材の材質等によっても異なるが、一般には、０．００３〜０．３重量％程度が適当である、と考えられる。０．００３〜０．３重量％の範囲で吸水材重量を適宜調整すれば、地盤充填材の攪拌・混合後の粘性度を適宜の値に設定することが可能である、と考えられる。また、吸水材重量を地盤充填材の総重量に対し最小でも０．００３重量％程度とすれば（配合Ｃを参照）、地盤充填材に所要の粘性度（第１粘性度）を付与することができ、地盤中の空隙から流出することなく滞留させることができる、と考えられる。また、吸水材重量を地盤充填材の総重量に対し最大でも０．３重量％程度に抑えれば（配合Ｄと配合Ｄ´を参照）、地盤充填材の粘性度を所要値（第２粘性度）に抑えることができ、管の中を圧力により移送させることができる、と考えられる。
【００７４】
また、上記の配合例Ａ〜Ｆから、地盤充填材における水重量に対する吸水材の重量比率を検討してみると、配合Ａ及び配合Ｂでは０．０８重量％となっており、配合Ｃでは０．０１重量％となっており、配合Ｄでは０．７重量％となっており、配合Ｄ´では０．５重量％となっており、配合Ｅでは０．０５重量％となっており、配合Ｆでは０．１７重量％となっている。
【００７５】
各配合例におけるこれらの値とその物性値の結果から、本発明の地盤充填材における水重量に対する吸水材の重量比率は、吸水材の材質等によっても異なるが、一般には、０．０１〜０．６重量％程度が適当である、と考えられる。すなわち、水重量に対し、０．０１〜０．６重量％の範囲で吸水材重量を適宜調整することによっても、地盤充填材の攪拌・混合後の粘性度を適宜の値に設定することが可能である、と考えられる。吸水材重量を水重量に対し最小でも０．０１重量％程度とすれば（配合Ｃを参照）、地盤充填材に所要の粘性度（第１粘性度）を付与することができ、地盤中の空隙から流出することなく滞留させることができる、と考えられる。また、吸水材重量を水重量に対し最大でも０．６重量％程度に抑えれば（配合Ｄと配合Ｄ´を参照）、地盤充填材の粘性度を所要値（第２粘性度）に抑えることができ、管の中を圧力により移送させることができる、と考えられる。
【００７６】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではない。上記した各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００７７】
以上説明したように、本発明によれば、日本統一土質分類法による粘質土（ＣＬ）と粘土（ＣＨ）を含む粘性土を４０〜８０重量％と、１５〜６０重量％の水と、１〜６重量％のセメントと、吸水性を有し吸水した水により膨潤する吸水材を０．００３〜０．３重量％配合し水の重量に対して０．０１〜０．６重量％の範囲となるようにして攪拌・混合するようにしたので、地盤中の空隙を確実に充填できる、という利点を有している。また、環境への影響の少ない地盤充填を行うことができる、という利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の地盤排水工法施工後の土の挙動を説明する概念図である。
【図２】本発明の地盤充填材の作用を説明する概念図である。
【符号の説明】
１０１  排水工法施工前の土
１０２  排水工法施工後の土
２０１  吸水材添加前の土
２０２  吸水材添加後の土
Ｍ  吸水材
Ｓ  土粒子
Ｖc   圧縮部分の体積
Ｗ  間隙水
【図１】
0003857529.tif 000009
【図２】
0003857529.tif 000010