特集 建築現場における環境負荷低減の新技術

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4. 建設発生土再利用システム

Reuse System for Excavated Soil Generated in Construction

キーワード：建設発生土，有効利用，万能土質改良機，同時計量混合，4 軸直列混合方式
Soil generated in construction site, Effective use, Almighty soil quality improving machine,
Measuring synchronous mixing, Serial 4 axes mixing method

鈴木

1. はじ

め

一幸

Kazuyuki SUZUKIに現在，すべての建設工事において，環境負荷低減が求められている．そのような中で，掘削工事から発生する掘削土のうち，そのまま使用できない掘削土は廃棄処分され，また盛土材料等は購入土（山土）が使用されている．この掘削土（建設発生土）をいかに有効活用するかが求められており，建設発生土のリサイクルは避けて通れない課題であって，リサイクル技術の開発が一層求め
図１られている．このような背景から，そのままでは再利用システム全景できない「低品質な」建設発生土の有効利用を目的として本システムを開発した．
本システムは，土質性状の異なる土（粘性土，砂質土，礫質土）を混合し，新たな土を製造するシステムであり，含水比調整や粒度調整などの物理的混合処理機能を有している．1 日の処理能力は約 500 m3 であり，最大3 種類の土の同時計量混合を可能にしている．また，混合方式は混合効率を高めるために，4 軸直列混合方式を採用している．本システムを用いて，複数の土を適正に組み合わせて混合攪拌することにより，再利用可能で均一な混合処理土を造ることができる．以下，本システムの概要，構成，特長，活用実績などについて紹介する．

2. 建設発生土再利用システム
2.1

概要

本システムは，国土交通省近畿地方整備局近畿技術事

図２

全体の設備構成の配置例

ベア，「万能土質改良機」，排出コンベア，操作室，発電機により構成されている．
（1）土砂ホッパ務所の指導のもとに開発した技術であり，土質性状の異土砂ホッパは，「万能土質改良機」に混合用土を連続なる土（粘性土，砂質土，礫質土）2 ～ 3 種類を混合し，的に供給する装置である．均一な混合処理土を造るため含水比や粒度調整などの物理的な処理により，使用用途には，混合の対象となる多様な混合用土を必要量安定的に応じた品質条件を満足させ，再利用を行うための技術に供給する必要がある．そのため，土砂ホッパには特殊である．システムの全景を図１に，全体の設備構成の配なかき出し装置（特許）を装着し，連続的な供給を可能

置例を図２に示す．にしている．

2.2構成

本システムは，土砂ホッパ，計量コンベア，投入コン
16016-019鈴木.indd（2）計量コンベア
計量コンベアには，土砂ホッパからかき出された混合冷凍 2015 年 2 月号第 90 巻第 1048 号

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用土を連続的に計量するための計量器（ロードセル）がした攪拌羽根を取り付けている．攪拌羽根は，土を回転装着されている．計量器の計測値は操作室内の運転装置により入口から出口に向かって効率よく混合できるように連動し，供給量と混合比率および時間当たりの混合処に配置されている．「万能土質改良機」の外形図を図３

理土量を制御盤にて自動制御している．に示す．

（3）投入コンベア（5）排出コンベア

投入コンベアは，それぞれの計量コンベアで計量した排出コンベアは，「万能土質改良機」により混合処理さ土砂を合流させ，「万能土質改良機」に供給する装置でれた混合処理土を排出する装置である．

ある．

（6）操作室（4）「万能土質改良機」

操作室は，本システムの運転の管理・制御を行う部屋「万能土質改良機」は本システムの心臓部である．混合である．室内には，システムを稼働する動力盤，運転制方式は 4 軸直列混合方式（特許）を採用し，混合室は 4御する制御盤，運転状況を表示するモニター盤が装備さ室で構成されており，それぞれの混合室に回転軸に固定れている．
（7）発電機本システムの動力となる電源を確保する装置である．

2.3

フローチャートおよび仕様（1）フローチャート
本システムは，2 種類および 3 種類の建設発生土の混合が可能である．3 種類の建設発生土を混合する場合のフローチャートを図４に示す．

図３

図４

万能土質改良機外形図
表１

システムのフローチャート

システム各設備の仕様

設備名
規格
土砂ホッパ※
モータ容量：7.5 kW（掻き出し装置付） ホッパ容量：2 m3
モータ容量：7.5 kW
計量コンベア※
ベルト寸法：750 mm 巾×10 m（軸間距離）
モータ容量：5.5 kW
投入コンベア
ベルト寸法：750 mm 巾×7 m（軸間距離）
モータ容量：22 kW×4
万能土質改良機
攪拌軸寸法：1 mφ× 1 m 巾（1 軸あたり）
モータ容量：7.5 kW
搬出コンベア
ベルト寸法：750 mm 巾×10 m（軸間距離）
操作室
4.5 m × 2 m × 2.39 m 高発電機
250 kVA

用途
土砂の投入口
定量土砂の搬出定量土砂の搬送計量中間搬送
土砂の混合
混合土砂の搬送システムの制御電源※土砂ホッパおよび計量コンベアは，混合用土数に応じて使用台数が変わる．
2 種混合の場合 ･･･2 台
3 種混合の場合 ･･･3 台

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建築現場における環境負荷低減の新技術（2）各設備の仕様となっている．攪拌軸は 4 軸あり，1 本の軸に対する攪

本システムの最大処理能力は 250 t/h である．各設備

拌羽根は，巨礫や異物の噛み込みのないように適度な間の仕様を表１に示す．

2.4

隔を設け，多数取り付けている．攪拌羽根の先端は摩耗特長対策として超硬合金を使用している．攪拌軸の詳細を図

建設発生土には様々なサイズの土塊や異物が混入する

５，攪拌羽根の詳細を図６に示す．

ため，機械の停止などが発生し除去にも手間がかかる．

（2）同時計量混合

また，建設発生土には粘性土，砂質土，礫質土などの種混合比率の制御は，計量コンベアに取り付けた計量類があり，どの土質にも対応できることが求められると器で計量した混合用土の 1 時間当たり通過重量測定値

ともに，これらの土質を組み合わせた混合比率を一定に（t/h）と設定値の比較判定を行い，その誤差を土砂ホッ保つ必要もある．これらの条件を考慮し開発した本シス

パのかき出し量で調整している．かき出し量の制御は，テムの特長を下記に示す．

土砂ホッパ底部に取り付けたかき出し装置の回転数で（1）4 軸直列混合方式行っている．

投入された土が回転軸に対し直角（正面に相対する）に送り込まれ，攪拌羽根のかき上げ効果によって攪拌効果を引き上げて，本体部を移動しながら排出される構造

3. 活用実績と活用事例
3.1

活用実績

本システムは 1997（ 平成 9）年に開発し，現在までに約480 万 m3 の混合実績を有し，主に河川堤防の盛土材料として活用されている．また，平成 24 ～ 26 年にかけて東日本大震災で発生したガレキと津波により堆積した津波堆積土を混合し，海岸堤防道路の盛土材料としても活用されている．
2002（平成 14）年には，㈳日本材料学会の「地盤改良」に関わる技術評価証明（第 1005 号，平成 19 年更新）を受け，同年の技術賞を受賞した．また，国土交通省民間新技術（NETIS）に登録し（KK-980012-V），平成 20 年度活用促進技術に指定された．

3.2

活用事例

堤防盛土工事では，大量の盛土材料が必要となり，盛土材料として建設発生土を再利用できれば，リサイクルは促進されることになる．しかしながら，建設発生土の品質は一定ではなく，中には堤防盛土材料としての強度や粒度分布が品質条件を満足しないものがある．
図５

攪拌軸詳細図以下に，鳴瀬川左岸地区掘削改良工事での混合事例を示す．
・工事場所：宮城県遠田郡美里町二郷～練牛地内
・発 注 者：国土交通省

東北地方整備局

北上川下流河川事務所
・施工時期：平成 21 年 11 月～ 22 年 3 月
・処理土量：63 000 m3
・工事内容：鳴瀬川中流部緊急対策特定区間事業において，流下能力向上を図るために河道掘削を行い，発生した河道掘削土（砂，粘土，礫）を混合し，築堤盛土材として再利用する．
・品質条件：粒度特性（適正粒度範囲内にある，細粒分混入率 15 ～ 50 ％）
図６18016-019鈴木.indd

攪拌羽根

強度特性（コーン指数 800 kN/m2）

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試験項目

粒含水比（％）
最大粒径（mm）
礫分（％）
砂分（％）
シルト・粘土分（％）
土質分類
コーン指数（kN/m2）
適正粒度範囲内にある細粒分混入率 15 ～ 50 ％コーン指数≧ 800 kN/m2
総合評価
度
適合性評価

砂質土
河道掘削土
20.9
9.5
2.0
90.5
7.5
S523××××

土質試験結果一覧

混合用土粘性土
礫質土
高水敷
購入砕石
掘削土
37.5
3.6
4.75
37.5
0.6
76.7
44.9
14.7
54.5
8.6
FmG
1966311×○×××○××

混合処理土
19.2
37.5
31.7
49.0
19.3
SF937
○○○○

通過質量百分率

表２89

粒 径
砂質土

粘性土

・混合計画：3 種類の混合用土はいずれも品質条件を満足していない（砂質土，粘性土は粒度，強度ともに満足していない．礫質土は強度は満足しているが粒度が満足していない）．これらを容積混合比（砂質土：粘性土：礫質土＝ 40：30：30）にて混合する
ことにより，混合処理土は粒度，強度と礫質土

混合処理土

適正粒度範囲Summary
Hitherto, unsuitable soil（not use as it is）generated in aconstruction site is disposed. This system is a technology
in which unsuitable soil and 2 or 3 soils which are different
in the soil quality are mixed, and mixed soil is suitable
to quality condition（strength, particle size and so on）
corresponding to the purpose of use to be recycled.

もに品質条件を満足する結果を得た．
土質試験結果一覧を表２に示す．

4. おわり鈴木に一幸

Kazuyuki SUZUKI

明石工業高等専門学校卒業

建設工事から発生する掘削土の処理は，不法投棄の問題なども含め課題は山積している．
「建設発生土再利用シ㈱オクノコトー
Okunokotoh Ltd.
顧問

ステム」による建設発生土の再利用技術は，東京オリン
ピック・パラリンピック関連のインフラ整備や 2027 年

原稿受理2014 年 10 月 31 日

開業予定のリニア中央新幹線など，今後も大量に発生が見込まれる建設発生土のリサイクルの推進，環境負荷低減に役立つとともに，「資源循環型社会」を構築するために大いに貢献できるものと考えている．

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