Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## 4 ）简易组成分析

### a. 検討の目的

組成分析は廃棄物の基本性状を知るうえで一番簡易であり、本来の姿を捕えることができる。従来、組成分析は一般廃棄物処理計画において、家庭から排出されるごみ質の調査に用いられてきた手法であり、収集・運搬車から直接試料採取を行い分類する手法である。

ここでは、産業廃棄物最終処分場の安定性評価において、その廃棄物中に含まれるプラスチック類の含有量が地盤安定性に大きく寄与する点から、簡易に廃棄物組成（特に、プラスチック量）を知ることが可能な場合、その安定性評価の一つの指標になるものと考え、組成分析に代わる簡便な手法の検討を実施したものである。

実験では、写真を用いた画像処理を中心に組成分析結果との対比により簡易化を検討するものである。

## b．実験経緯

簡易な組成分析のイメージは、処分場等の廃棄物が露出している場所を写真撮影し、この画像からプラスチック量を算出する方法である。この表面に露出しているプラスチック量をある一定の容量に換算することが可能であるならば、非常に簡易に廃棄物中の組成を知ることも可能となる点が研究の原点となっている。

当初、廃棄物の表面温度の違いから廃棄物の材質の相違を把握することの可能性を検討した。これは、廃棄物表面温度を測定することにより、プラスチック類が他の廃棄物と異なる表面温度を示すと考えるならば、容易に把握することが可能であると考えた。

091020

図 82 サーモグラフィーによる廃棄物正面の温度調査

図 82 にサーモグラフィー写真の事例を示した。写真の左右は同じ部分であるが、左は写真、右は表面温度の分布を示している。この比較写真から、同じ種類のプラスチック、更に同一廃棄物の場所によっても、太陽光の当たり具合や影により温度が異なっていることが理解できる。

このことは、サーモグラフィーの写真判断では外気の影響を強く受けることから、正確な判断が難しいものと考えた。

この結果、写真からの画像判断による判定処理方法の検討を主に実施した。
### c. 実験方法

## i 実験機材

・デジタルカメラ（Canon EOS M2）

・解析ソフト（Adob Photoshop CS6 extended Ver.13.0）

## ii 現場実験

現場実験は以下の内容で実施した。

## ①測定個所の設定

産業廃棄物最終処分場では各種廃棄物の受け入れを行っており、基本的に埋め立て場所ごとの管理を実施しているが、確実にどのような廃棄物が埋め立てられているかの記録はなかなか保存されていないのが現状である。ここでは、処分場を踏査し廃棄物表面に土砂やプラスチック類が平均的に表れている箇所を実験現場とした。

## ②実験個所の決定

処分場表面は埋立直後の場合には雨風の影響を受けることなく埋立時の状況を維持しているが、時間経過とともに土砂分の流下や微細な廃棄物の飛散等が生じる可能性がある。このため、表層が新鮮な状況でない場合には、表面を漉きとる等の作業を実施して表層面の基盤とした。

## ③実験基盤の作製

実験基盤は写真撮影が実施可能な面であり、また同時に試料採取も行うことから、異常に水分が多いあるいは特定の廃棄物が偏って存在する等の状況を避け、均質な面が求められる。このため、決定した場所の表面を均一に均した。

## ④写真撮影

画像処理に用いる写真の撮影は、基本的に平面である面の最少寸法が $ 1m \times 1m $ 程度となるように設定し撮影する。撮影に際しては、撮影面の上下及び左右に歪みが生じないように三脚を用いて高さが 1m 以上となる位置から撮影した。

## ⑤試料採取

写真撮影を実施した廃棄物面で試料を採取した。試料採取は基本的に5～10cmの厚みを想定し廃棄物を採取した。この際、長いプラスチックや大きな材に関しては、寸法内で切断、あるいは一部分のみの採取を行った。なお、試料は乾燥を防止することから密封状態で輸送した。

## iii 室内実験

室内実験（廃棄物の組成分析）は以下の方法で実施した。

## ①採取試料の重量測定

組成分析を実施するに当たり分類重量を均一にする目的で、標準的な重量を決定した。各実験の採取試料の量によるがおおよそ5kgを基本とした。

## ②荒分別の実施

最初に荒分別を実施した。ここでは、明らかに大きな（10～20cm 程度）廃棄物をまず選り分けた。また、金属やプラスチック容器等の明らかに素材が判別する廃棄物も分別した。

## ③篩分けの実施
篩分けの実施理由は、土砂分の選別が大きな目的である。ここでは、2mm篩を用い土砂を分離した。

## ④水洗净

篩分けで残留した廃棄物をプラスチック容器に投入し、水道水で洗浄した。この洗浄は土砂分を除去すること、および素材表面をある程度洗うことにより素材を明確にする目的がある。

## ⑤廃棄物の乾燥

水洗いした廃棄物は、大まかに水切を行いバットに入れ炉乾燥器により乾燥した。乾燥温度は、 $ 80^{\circ}C \pm 5^{\circ}C $ で設定し、24時間実施した。

## ⑥乾燥廃棄物の分別

乾燥した廃棄物を以下の分類で分別を実施した。分別種類は、プラスチック類（硬質プラスチック、軟質プラスチック）、金属、ゴム、ガラス、陶磁器・石、木・竹、繊維、紙、土砂の10分類である。

## ⑦計量

分類後、各分別した廃棄物を計量した。

### iv. 画像处理

## ①画像の選定

現場では撮影した $ 1m \times 1m $ の写真を正方形にトリミングする（図 83）。

## ②プラスチック類の決定

Adobe Photoshop CS6 の塗りつぶしツールを用いて、トリミングした写真の中からプラスチックと想定される部分を赤色で塗りつぶした（図 84）。

## ③プラスチック類のピクセル数の算出

自動選択ツールで塗りつぶした場所を選択し、ピクセル数を記録した。

図 83 撮影写真画像

図 84 ピクセル塗りつぶし画像

## d．実験結果

## i 中部 $ ^{①} $ 現場試料

## ①探取場所

中部①現場（中部地方の産業廃棄物安定型処分場）
## ②廃棄物內容

採取場所により異なるが、プラスチック類を中心とした廃棄物が多い。

試料は、3 個所（NO.1～NO.3）の表層、及びこの他の場所で GL-1m（表層から 1m 掘削した位置）、GL-3m（表層から 3m 掘削した位置）、また重機で掘削し山上にした試料（掘削廃棄物）から採取した。

## ③結果

表 19 に測定結果を示す。ここでは各採取試料の組成分析の結果及び画像処理のピクセル数を示した。

表 20 は表 19 の結果から、各採取場所の組成分析と画像処理から得られたプラスチックの割合を算出したのである。この表を見ると、組成分析と画像処理の値に大きな差が生じている。これは、画像処理は平面として断面を見ており、組成分析はこの平面と深度から構成されるブロックにおけるプラスチック割合を表しており、当然結果に差が生じるものと考える。

表 19 測定結果一覽表

組成分析(%)	画像処理(ピクル数)
軟プラ	硬プラ	プラ類	その他	土砂	全体	プラ
No.1	9.4	11.1	20.5	39.2	40.3	160,000	66,464
No.2	12.7	15.8	28.5	41.9	29.6	174,435	73,763
No.3	11.1	9.4	20.5	34.1	45.4	178,504	72,706
GL-1m	6.0	13.3	19.3	31.1	49.6	184,875	8,882
GL-3m	3.3	12.4	15.7	28.2	56.1	218,088	9,784
掘削	5.5	8.9	14.4	29.9	55.7	281,400	49,313

表 20 組成分析及び画像処理におけるプラ類の割合 (%)

組成分析	画像処理
No.1	20.5	41.5
No.2	28.5	42.3
No.3	20.5	40.7
GL-1m	19.3	4.8
GL-3m	15.7	4.5
掘削	14.4	17.5

## ii 中国現場試料

## ①探取場所

中国現場（中国地方の産業廃棄物安定型処分場）

## ②廃棄物內容

採取場所により異なるが、建設廃棄物を中心にした廃棄物が多い。試料は、3個所(NO.1～NO.3)において、表層、GL-5（表層から5cm掘削した位置）、GL-10（表層から10cm掘削した位置）、GL-15（表層から15cm掘削した位置）から採取した。

③結果
表 21 に測定結果を示す。ここでは各採取試料の組成分析の結果及び画像処理のピクセル数を示した。

表 21 測定結果一覽表

組成分析(%)	画像処理(ピクセル数)
軟プラ	硬プラ	プラ類	その他	土砂	全体	プラ
No.1	表層	14.0	3.9	17.9	78.2	3.9	6,937,920	1,784,990
GL-5	0.8	5.2	6.0	79.6	14.4	6,064,448	511,742
GL-10	2.6	10.5	13.1	84.4	2.5	5,531,328	830,335
GL-15	0.9	10.8	11.7	69.6	18.7	4,844,160	252,977
No.2	表層	2.3	1.1	3.4	82.9	13.7	6,921,259	1,378,259
GL-5	16.5	9.7	26.2	39.3	34.5	7,231,552	760,221
GL-10	12.8	4.7	17.5	57.7	24.8	7,547,904	824,032
GL-15	11.9	6.3	18.2	68.3	13.5	7,796,736	970,772
No.3	表層	15.3	2.1	17.4	73.1	9.5	4,923,776	840,760
GL-5	14.0	4.5	18.5	68.3	13.2	5,719,360	482,892
GL-10	21.2	5.3	26.5	51.2	22.3	6,400,320	915,547
GL-15	18.2	3.6	21.8	71.6	6.6	6,205,440	757,116

図 85 に画像処理と組成分析の資料採取のイメージを示した。この図から、例として組成分析（表層）の結果は、画像処理の表層と GL-5 に挟まれていることがわかる。この位置関係から、単純に画像処理を平均し、組成分析と比較したものが、表 22 である。

表 22 より、画像の平均（各組成分分析試料の上面及び下面）と組成分析のプラスチック量を比較（着色部分）すると、採取場所にもよるが、ほぼ同一の値を取るケースから数倍の差が生じているケースまで様々となっている。しかしながら、特別な場合（1 ケース）を除き 0.5～2 倍程度の関係に収まっている。この点から、画像処理と組成分析の関係が皆無であると判断すべきでは無いと考える。今後の試験数量の蓄積で明確にする考えである。

画像处理	表層
画像处理	GL-5	組成分析	表層
画像处理	GL-10	組成分析	GL-5
画像处理	GL-15	組成分析	GL-10
組成分析	GL-15

図 85 画像処理及び組成分析の位置関係イメージ
表 22 画像処理と組成分析の比較（プラスチック量）

(%)

NO.1	NO.2	NO.3
画像	组成	画像	组成	画像	组成
画像	平均	画像	平均	画像	平均
表層	25.7	19.9	17.1
17.0	17.9	15.2	3.4	12.8	17.4
GL-5	8.44	10.5	8.4
11.7	6.0	10.7	26.2	11.4	18.5
GL-10	15.0	10.9	14.3
10.1	13.1	11.7	17.5	13.3	26.5
GL-15	5.2	12.5	12.2
11.7	18.2	21.8

## e．考察及びまとめ

今回の実験では実験及び解析数量が少ないことから明確な結論を示すことは困難であるが、画像処理よりプラスチック量を算出することは、今後の手法の改良及び検討にて可能であると考える。今後の検討課題として、ピクセル選定方法の簡便化及び現場での簡易判定手法の開発等が必要と考える。

また、実験数量の積み重ねで、ある程度の精度まで向上させることが可能であると考える。
## （４）廃棄物地盤利用にあたっての環境影響評価方法

## 1 ）プラスチック等が混入した廃棄物地盤での試掘

プラスチックが混入した廃棄物層内部の帯水状況を調べることを目的に、中部①現場（中部地方の産業廃棄物安定型最終処分場）で試掘を行った。

15 年間堆積した層厚約 20m の廃棄物層上に、2014 年 4 月～8 月に高さ約 10m（中間覆土 3 層計 2m を含む）の埋立を行った現場であり（図 86）、廃棄物組成は、プラスチック 14%、土砂 57%、がれき類 25%、その他 4% である。また、場内の地下水位は集水井戸等で埋立底面の 1～3m 上にあることが確認されている。

2014 年 7 月 31 日に廃棄物層を表層から 2.6m の深さまで（中間覆土層上面まで）試掘した（図 87）。試掘後約 6 時間後に試掘底面に水が溜まりだし（図 88）、試掘 26 時間後に水深 17cm に達した。なお、当該地では、7 月 3 日～11 日に計 82mm、同 13 日～17 日に計 8.5mm、同 19 日に 1mm の降水量があったが、それ以降は試掘期間中を含めて降水量は 0 であった。

図 86 中部①現場(安定型処分場)の縦断面模式図

図 87 試掘終了時

図 88 約 6 時間後の内部水位より 25m 高い位置での出水
## 2 ）水の貯留・排水性に関する実験（カラム注水排水実験）

### a. 目的

試掘結果から、プラスチック等が混入した廃棄物地盤中には非常にゆっくりとした水の流れが存在することが確認された。また、当該現場では、透水性は極めて良いものの、数10mm規模の降雨があっても処分場末端の水処理施設に達するまでには1週間程度を要している。このため、プラスチック等が混入した廃棄物層中の水の流れは通常の土砂地盤とは異なることが推察され、地盤中の排水性、貯留性に着目したカラム実験を行った。

### b. 実験方法

底面に排水口（φ5mm×15）を設けたドラム缶大の容器に現場表層と概ね同じ密度になるように廃棄物を充填し，雨量50～100mm相当を30分間で均等に注水し排水量を調べた（図89、図90）。実験は、中部①現場（産業廃棄物安定型最終処分場）からの採取試料と、関東①現場（産業廃棄物安定型最終処分場）から採取した試料を用いて行った。

注水は流量を調節したじょうを用いて時間内に均等になるように行い、注水後約1時間後までは1分間隔で末端の排水バルブからの排水量を調べ、その後は計測間隔を広げて6ヶ月後まで計測した。なお、注水6時間以降は容器中の試料高さ計測時以外は、カラムを密閉して蒸発を抑えた。また、排水に含まれる細粒分重量と注水時以降の試料の沈下量も併せて計測した。

図 89 注水排水実験（注水状況）

図 90 注水排水実験（注水状況）

### c. 実験ケース

実験は、表 23 に示すケースで行った。中部①現場試料のケース 1 は注水無しのケース、関東①現場試料のケース 1 はゆる詰め試料である。ケース 4 は採取試料の篩い下試料で、中部現場試料が 10cm アンダー、関東現場試料が 2cm アンダーである。また、比較のため山砂を用いた同様の実験も行った。

### d. 実験結果

## i 廃棄物試料による実験結果

実験結果を表 23 と図 91～94 に示す。表 23 の初期流下速度（試料高さを注水開始から排水開始までの時間で除した値）は $ 10^{-2}cm/s $ オーダーと非常に速く、廃棄物サイズが小さく空隙の大きい関東現場試料の方が速い。標準ケースの倍の注水をしたケース 3 は、ピーク排水量がカラム内に水のみを入れたときの排水量にほぼ等しく（図 97）、カラム内が飽和状態に達して流下速度が顕著に速くなったと考えられる。なお、わが国の既往最大の時間降水量は 187mm で、ケース 3 の 100mm/30min はそれを上回るものである。
表 23 カラムでの注水-排水実験ケースと実験結果

中部①現場(安定型処分場)からの採取試料
(プラ14%,土砂57%,がれき類25%,その他4%;
30cm超のプラ等を含む,含水比27.4%)	関東①現場(安定型処分場)からの採取試料
(プラ13%,陶磁器・石類44%,土砂等38%,
その他5%;サイズ15cm内,含水比20.6%)
ケ
ス	試料	試料
容積
[空隙率]	注水量
(/30min)	6ヶ月間
排水量
[初期流下速度]	ケ
ス	試料	試料
容積
[空隙率]	注水量
(/30min)	6ヶ月間
排水量
[初期流下速度]
1	現場採
取試料	176.9
[18.6%]	なし	0.0
[------]	1	現場採
取試料	173.6
[68.4%]	12.6
(50mm)	9.7
[0.041cm/s]
2	現場採
取試料	169.6
[20.3%]	12.6
(50mm)	9.5
[0.029cm/s]	2	現場採
取試料	172.1
[57.6%]	12.6
(50mm)	10.3
[0.042cm/s]
3	現場採
取試料	170.1
[20.6%]	25.2
(100mm)	21.9
[0.049cm/s]	3	現場採
取試料	168.8
[56.8%]	25.2
(100mm)	22.9
[0.062cm/s]
4	10cm
アタ-	167.3
[22.9%]	12.6
(50mm)	9.6
[0.029cm/s]	4	2cm
アタ-	172.4
[58.0%]	12.6
(50mm)	13.4
[0.057cm/s]

次に、図 91、図 93 の経過時間と注水高、排水高（排水量を容器の高さに換算した値）の関係をみると、排水は 1 時間程度までがピークでその後はゆっくりと排水されている。図 93 の関東①現場の 2cm アンダー試料では、同じ 50mm を注入した現場採取試料に比べ、ピーク排水高が高くかつピークの時間が早くなっている。

図 92、図 94 のカラム内の貯留高（注水量(Qin)と排水量(Qout)の差の累積値を容器の高さに換算した値）と経過時間との関係をみると、各ケースとも水は1～2時間で大半が排水され、その後はゆっくりとした排水となり、3時間以降の貯留高は廃棄物サイズが2cmアンダーと小さい関東・ケース4を除いて、注水量に関わらず各ケースほぼ等しくなり、6ヶ月後（4320時間後）の貯留量は（表23で注水量と排水量の差）、中部現場試料で約3l、廃棄物サイズの小さい関東現場試料で約2～3l（ケース4は0）となった。これらのことから、水の大半は大きな空隙を伝わって短時間で流下するものの、一定量は廃棄物の表面等に貯留され、その水はゆっくりと流下することが示され、この結果は、前項の試掘結果に符号する。この貯留能は、表面等に貯留可能な形状を持つプラスチック等のサイズや表面積等に関係し、廃棄物サイズが2cm以下のケースでは貯留能が著しく低下した。

## ii 廃棄物と山砂の水の流れの比較

廃棄物層内の水の流れの特徴を明確にするために、同様の実験を山砂（購入砂：含水比6.9%、カラム内空隙率30.2%）でも行った。比較は、関東①試料と行い、注水量は25mm/30minとした。実験結果を図95、図96に示す。図95の時間－排水高曲線からは、廃棄物層は初期の1～2時間で大半の水は排水されその後はゆっくりと排水が進むのに対し、山砂は到達時間（初期流下速度）が廃棄物層より遅い反面、排水が始まると一定量の排水が継続することが分かる。図96の時間－貯留高曲線からは、廃棄物層では長時間に渡り少量の排水が継続するが、山砂では注水後24時間で吸水現象が生じて排水量が0に近くなっている（実験で用いた山砂の含水比が6.9％と低かったことも関係している）ことが分かる。

したがって、プラスチック等を含む廃棄物層内の水の流れは、山砂と比べると、透水性が極めて良く大半の水は短時間で排水されるが、一定量は廃棄物地盤中に残りその水は、砂のような吸水現象は生じずにゆっくりと排水されるという特徴を有することが読み取れる。
図 91 排水高(q)と経過時間(t)の関係 図 92 貯留高(S)と経過時間(t)の関係 (中部①現場からの採取試料)

図 93 排水高(q)と経過時間(t)の関係

図 94 貯留高(S)と経過時間(t)の

(関東 $ ^{①} $ 現場からの採取試料)

図 95 山砂と廃棄物の時間(t)－排水高(q)

図 96 山砂と廃棄物の時間(t)－貯留高(S)
## iii 実験容器の排水性能と実験後の容器内の状態

実験容器に水のみを100mm/30min注水したときの排水量を図97に示す。実験容器は十分な排水性能を有しており、注水時には注水量と同量の排水があり、100mm/30min（25.6）の注水後、約6分でほぼ全量を排水している。なお、この排水量は、オリフィス式 $ ^{(15)} $ （Q=A(2gH) $ ^{1/2} $ 、Q；排水量、A；開口面積、H；水位）で計算でき、図97にはオリフィス式による計算値も示した。

次に、図98は100mm/30min注水後約6ヶ月経過し少量の排水が継続している状態にあった実験容器（残水量3.3ヶをスリット状に切断したものである。図98から容器底部に水が溜まっていない様子が分かる。また、スリットから取り出した廃棄物の含水比は容器上部が21.9%（注水前20.6%）、下部が26.2%（同）で、下部の含水比が高いが、上部でも注水前よりは高い。

以上から、図 91～図 94 に示した長期間継続した排水は、容器底部に溜まった水による排水ではなく、層（容器内）全体から少しずつ流れ出している水によるものと判断できる。

図 97 実験容器の排水性能

図 98 注水 6 ヶ月後の実験容器内

(中部試料、残水量3.3、少量の排水継続中)

## iv 排水に含まれる細粒分量と沈下量

排水中に含まれる細粒分量を図 99 のとおりに濾過器を用いて計測した。計測結果を図 100、図 101 に示す。注水 3 ヶ月後の排水中に含まれていた累積の細粒分量は、注水量との関係はみられず、中部①試料で概ね 3g、関東①試料で 3～6g であった。実験の試料高さは約 70cm であることから、単位層厚当たりの細粒分流下量は 4～9g/m となる。層厚 30m の処分場では 120～270g(/50～100mm/3 ヶ月) となり、雨水による細粒分の流下量は、空隙閉塞を生じさせるような量の流下は発生しにくいことが窺えた。

図 99 濾過器による細粒分量計測
図 100 排水中の細粒分量（中部①試料）

図 101 排水中の細粒分量（関東 $ ^{①} $ 試料）

次に、注水後の容器内の試料沈下量を表24に示す。表24から、容器内の沈下は概ね注水30分後（注水終了時）までに発生している、注水量の多少と沈下量との関係は明確でないが注水無しのケースでは沈下が発生していない、関東 $ ^{①} $ 試料のゆる詰め試料のケースで顕著な沈下が生じている、ということが分かる。

図 102 は、排水中の細粒分量と沈下量の関係を示したものであるが、細粒分量と沈下量の間には関係が表れていない。

注水終了時までの沈下量が大きいことや、注水無しのケースで沈下が発生していないことから、本実験による沈下は主に注水により発生していると言える。また、沈下発生要因としては、細粒分流下による影響では無く、水重等の他の要因が考えられる。

表 24 容器内の注水後の沈下量

ケース	初期
試料高	沈下量
(cm)	30分後	3ヶ月後
中部①
試料	注水無し	71.4	0.0	0.0
50mm/30min	68.5	1.0	1.1
100mm/30min	68.7	0.5	0.5
10cmアンダー50mm/30min	67.6	0.3	0.4
関東①
試料	ゆる詰め50mm/30min	68.7	1.1	3.3
50mm/30min	68.2	0.0	0.1
100mm/30min	66.8	0.1	0.3
2cmアンダー50mm/30min	68.2	0.0	0.1

図 102 細粒分量と沈下量の関係
### e. 廃棄物地盤中の水の流れについての考察

プラスチック等が混入した廃棄物地盤中の水の流れ（水収支）は、図103のように、雨水は廃棄物表面等に貯留しながら流下し、地盤中に一定の水が貯留されその水はゆっくりと流下すると考えると、一連の実験結果を説明することができる。この場合、水の流れは、貯留関数 $ ^{16)} $ による次式で表される。

図 103 水の流れのイメージ

実験と式11～13から得られる貯留高と排水定数(K)の関係を図104、図105に示す。図は、式11のp（貯留関数の定数）を0.2（式11～13による試算結果から設定）として求めたものである。両図とも注水量が50mm/30mmと100mm/30mmのケースでKが概ね一定になっている区間があり、このときの値が排水定数とみることができる（中部①： $ K\div28 $ 、関東①： $ K\div20\sim22 $ ）。なお、両図の貯留高が大きい領域でKが大きくなっているのは排水初期で水が横断面方向に十分に伝わっていないためとみられ、貯留高が小さい領域でKが大きくなっているのは貯留量の減少に伴う水の流れの遅延（遅滞時間）が生じているためである。

図 104 貯留量(S)と排水定数(K)の関係（中部①現場試料、p=0.2 のとき）

図 105 貯留量(S)と排水定数(K)の関係（関東①現場試料、p=0.2 のとき）

また、内部貯留可能高(C)は、図92、図94で、50mm/30minと100mm/30minのケースの貯留高(S)が概ね等しくなったときの貯留高とみることができ、中部①試料では概ね50mm、関東①試料
では概ね 45mm となる。

本実験の容器内の試料の高さは約70cmであり、実際の安定型処分場等の埋立厚は一般にこの20倍以上あるため、層全体の貯留可能高は本実験の20倍程度以上ある（中部①現場では50mm/0.7m×30m(埋立厚)÷2100mm）。このため、50～100mmの降雨があっても、層全体で見ると、水の流れが遅い領域での流れになり、それにより実現場での降雨の水処理処理施設までの到達時間は長くなる。概算で、中部①試料の排水ピーク後のゆっくりとした排水の速度について、図92から50mm/30minと100mm/30minのケースの貯留高(S)が概ね等しくなったときの経過時間として3時間/70cmと読むと、埋立厚30mでは、3hr/0.7m×30m=126hr（5.4日）となり、中部①現場での実際の降雨から流末の貯留槽での出水までに要する時間である1週間程度と合致する。

式11～13の検証のため、実験から求められたパラメータ（K、p、C）を用いて計算した排水高と、実測排水量（実験値）と比較したものが図106、図107である。カラム内の流下時間を中部試料で8分、関東試料で4分とすることで、式11～13により実測排水量をほぼ再現できる。

図 106 実験値と式 11～13 の排水高（中部①試料，注水量 100mm/30min）

図 107 実験値と式 11～13 の排水高（関東 $ ^{①} $ 試料，注水量 50mm/30min）

### g. まとめ

試掘結果と注水排水実験結果から、次のことが言える。

①プラスチック等が混入した廃棄物地盤は空隙が大きく透水性は極めて良いが、雨水は廃棄物表面等に貯留しながら流下し、地盤中に一定の水が貯留されその水はゆっくりと流下する。

②この廃棄物地盤中の水の流れは貯留関数で説明がつき、貯留関数のパラメータを注水排水実験等で設定することで、安定型処分場等での降雨一排水量のシミュレーションが可能となる。

③貯留効果は廃棄物サイズに関係し、長尺のプラスチック等が存在すれば、排水のピーク量抑制と到達遅延効果が生まれ、処分場の水処理等のピーク対応量の抑制に結びつく。
## 3 ）トレーサー試験による廃棄物埋立地盤の平均間隙流速に関する室内実験

### a. 目的

原位置でのトレーサー試験を行うための基礎的知見を得るため、カラムを用いた室内トレーサー試験を行い、廃棄物埋立地盤内の降雨による雨水の浸出経路および浸出速度を明らかにすることを目的とする。

## b．試験概要

内径 φ30 cm、高さ 100 cm のアクリル製円筒容器内に、関東地方の不法投棄現場から採取した埋立廃棄物およびまさ土を充填した（図109）。カラム上端に設置した簡易降雨装置（図108）に時間降水量 65 mm/h に相当する 2.0 / を一度に投入した。カラム底部からの浸出量が一定になるまでは純水を滴下させ、その後、濃度 4.0 % の塩化ナトリウム溶液を滴下させた。また、浸出経路を可視するため、市販されている紅墨墨液を 3% に薄めた溶液を、塩化ナトリウム溶液と同様の手順で滴下させた。

図 108 簡易降雨裝置

### c. 試験結果

浸出完了（2.0 / を投入し底部から 2.0 / 浸出するまでの時間）に要する時間はまさ土で 48 時間、埋立廃棄物で 24 時間であった。また、まさ土の浸出水の塩分濃度は徐々に上昇したのに対し、埋立廃棄物の塩分濃度は滴下後 30 分で大きく上昇した。また、滴下開始から 3 時間程度でピークを示した後に減少した（図 110）。

図 109 試験装置模式図

紅墨墨液の滴下時の両試料のカラム側面の結果を図111に示す。まさ土は紅墨墨液の滴下に伴い、試料上部からほぼ均等に着色される様子が観察されたが、埋立廃棄物は不均一な着色が見られた。これらの結果より、まさ土に滴下させた溶液は、カラム内の残存水（純水）を押し出しながら、徐々にカラム下部へ移動していると推測される。一方、埋立廃棄物は大きな間隙構造を有するため、滴下させた溶液の多くは、残存水（純水）を押し出すことなく、特定の経路を通じて短時間で底部から浸出したと考えられる。また、埋立廃棄物の浸出水の塩分濃度（ピークで2.8%）が滴下させた塩分濃度4.0%よりも小さな値を示した理由は、廃棄物表面やプラスチックなどに堆積している残存水（純粋）と混ざりながら浸出するためと考えられる。

本試験では、廃棄物埋立地盤中の浸出水の平均間隙流速を得るには至らなかったが、通常の地盤とは異なる浸出速度および浸出経路を有することが明らかとなった。

図 110 経過時間-塩分濃度の結果

図 111 紅墨墨液の滴下時のカラム側面（左：まさ土、右：埋立廃棄物）
## 4 ）内部水位が斜面安定性評価に与える影響

プラスチック等が混入した廃棄物地盤では、透水性が極めて高いことから廃棄物層内に水が溜まり内部水位が廃棄物層の高い位置まで上がることは、底部や下流側が締め切られていない限り考えにくい。

ところが、前項までに示したとおり、プラスチック等が混入した廃棄物地盤では廃棄物表面等に長期間貯留した水がゆっくりと流下していることから、ボーリング等でこの水を捉えて、内部水位と見誤る可能性がある。

この内部水位の差による斜面安定性計算に与える影響を調べるため、標準的なプラスチック等が混入した廃棄物地盤（堆積高20m、斜面勾配40°、$\varphi=40^{\circ}$、$c=3\mathrm{kN/m^{2}}$、$\zeta=7^{\circ}$）で、内部水位（残留水位）の無有のケースで斜面安定計算（円弧すべり計算）を行った（図112）。図112の内部水位を与えないケースでは安全率(Fs)は1.2を上回り斜面は安定しているとの計算結果を得ているが、図112右の内部水位を与えたケースでは安全率(Fs)がほぼ1になり、斜面安定性が危惧される結果となっている。また、引張抵抗(ζ)があると、図112右のようにすべり面は引張抵抗が働かない水平方向に近くなり大規模崩壊となる。これは、水分量が多い生ごみの埋立が主である東南アジア等の埋立地（沼状で内部水位が高い）で生じている大規模斜面崩壊に相当するが、わが国の廃棄物地盤ではこれまでに発生していないパターンの崩壊である。

したがって、ボーリング等で内部貯留後のゆっくりとした流れの水を内部水位と見誤ると、斜面安定計算等で過大設計につながるので留意が必要である。

図 112 残留水位の与え方による斜面安定計算への影響
## 5 ）プラスチック等が混入した廃棄物地盤地表部での硫化水素ガスによる影響

金属の腐食等を生じされる硫化水素ガスについて、プラスチック等が混入した廃棄物地盤（中部①現場・安定型処分場、関東③現場・不法投棄等現場）の地表部での調査を行った。純水2/が入ったボトルを観測井戸脇及び地表部に設置し、ポリバケツで蓋をした（図113）。一定期間放置後、純水のpH、電気伝導度、硫酸イオン濃度等の変化を観察した（表25）。また、観測井戸E2及びE4の硫化水素ガス観測結果を示した（図114）。

井戸脇に設置した純水は、一定放置後、酸性から弱酸性になった。ポリバケツで覆っているため、密閉空間であり、構造物の設置とは状況が異なるが、内部に廃棄物層がある地盤の上に構造物を設置する場合、局所的な弱酸性雰囲気が形成される可能性は否めないため、このような現場では、硫化水素等腐食性ガスによる構造物への影響を考慮する必要がある。

観測井戸 E2 と E4 は 10m 離れているが、図 114 からわかるように、硫化水素ガス濃度は異なっている。表 25 から、硫化水素ガス濃度が高い E2 井戸の方が、pH や EC（電気伝導度）の値が高く、周辺環境に与える影響が大きいことが推察される。

図 113 観測井戸脇（左図）及び地表部（中央図）に設置した純水ボトル及び放置状況（右図）

表 25 廃棄物地盤地表部での発生ガスの影響

放置期間	設置場所	pH	EC(mS/m)	SO42-(mg/L)	NO3-(mg/L)	NH4+(mg/L)	Ca2+(mg/L)
138日間
7/17～12/1	井戸脇E2-1	4.5	2.49	0.50	0.28	0.21	<0.1
井戸脇E2-2	2.7	76.7	94.2	0.20	<0.1	<0.1
地表DE	5.3	0.34	0.14	0.27	0.55	<0.1
66日間
12/1～2/4	井戸脇E2-1	4.8	2.01	0.21	0.25	0.12	<0.1
井戸脇E2-2	4.6	1.84	0.20	0.26	0.12	<0.1
井戸脇E2-3	4.6	1.77	0.20	0.25	0.12	<0.1
地表DE-1	5.7	0.14	<0.1	0.23	0.11	<0.1
地表DE-2	5.8	0.14	<0.1	0.26	0.12	<0.1
地表DE-3	5.7	0.14	<0.1	0.25	0.11	<0.1
77日間
2/4～4/22	井戸脇E4-1	5.9	0.91	0.59	0.18	<0.1	0.18
井戸脇E4-2	5.5	0.80	0.73	0.17	0.25	0.19
井戸脇E4-3	5.3	1.07	1.22	0.15	0.31	0.16
地表DE-1	5.9	0.30	0.17	<0.1	0.10	<0.1
地表DE-2	5.7	0.20	0.15	<0.1	0.11	<0.1
地表DE-3	6.1	0.26	0.14	<0.1	0.08	<0.1
図 114 観測井戸 E2 及び E4 の硫化水素ガス濃度変化

## 6 ）小型風力発電設備基礎に相当するコンクリート版の周辺ガス等の発生状況

### a. 目的

実際の廃棄物地盤の利活用に当たっては、重力構造物の設置に伴うガス発生等の影響を調べる必要がある。実際にプラスチック等が混入した廃棄物地盤（中部①現場・安定型処分場）の表層覆土上にコンクリート版（径7m、厚さ1m、杭無し）を設置して、小型風力発電設備が建設されたときにコンクリートに働く偏心荷重を作用させた際のガス発生状況を調べた。

### b. コンクリート版設置位置覆土掘削時調査

表層覆土掘削時にレーザーメタン計（アンリツ社製）及びGA2000ランドフィルガスモニター（Geotechnical Instruments 社製）を用いて、表層から放出されるメタンガス等の測定を行った。図115に調査風景を図116に調査位置の概要を示した。

図 115 レーザーメタン計を用いた表層上のメタン調査（左図）及び GA2000 を用いた表層中のガス調査

図 116 掘削場所調查位置概要

## 結果 1（レーザーメタン計による測定）

当初はレーザーを地面に向け、踏査することによって全面のスクリーニングを行ったが、濃度が高い地点を見つけることができなかった。そこで、反射板を用いて空間大気中のメタン濃度調査を行った。調査当日は風が強いため、全ての側線でメタンは検出されたが、非常に低濃度（0.5~4ppm）であった。
## 結果 2（GA2000 による測定）

掘削土表層からの放出ガスを φ150mm のロートで簡易的に作成したチャンバーに集め（10 分間放置）、内部にたまるガスを測定した。三地点で測定したが、メタン、二酸化炭素、硫化水素ともに不検出であった。

### c. コンクリート版への載荷試験時の周辺土壌ガス調査

図 117 土壤中ガス調査地点（左図）及びガス調査方法（右図）

コンクリート版への載荷試験前及び載荷時にコンクリート版周辺土壌ガスの発生状況を確認するために調査を実施した。土壌中ガス調査地点を図117左図に、ガス調査方法を右図に示した。

土中ガス調査：土中ガス調査は君津式で実施した。ボーリングバーを用いて、コンクリート版から約50cm離れた地点に深さ約1mの穴を開けた。先端に細い孔を多数開けたφ5mm×長500mmの土中ガス採取管を入れ、入り口を土で塞ぎ数時間放置した。

土壤中ガスの測定は GA2000 を用いて実施

した。なお、土中ガス採取管は、載荷前に設置し、約一か月間放置し、測定を実施した。載荷前（2015年12月）及び載荷時（2016年1月）に測定を実施したが、全ての調査地点で、メタン、二酸化炭素、一酸化炭素、硫化水素は不検出であった。

载荷前に土壌中のガスが検出されなかったため、载荷時はコンクリート版沿いのメタンガスをレーザーメタン計を用いて測定した。測定方法を図118に示した。メタン濃度測定は約12cm毎に移動しながら、1秒毎に保存、測線の平均値としてメタン濃度を求めた。結果を表26に示した。

図 118 レーザーメタン計を用いた測定方法

表 26 各測線のメタン濃度（平均値）

測線	メタン濃度(ppm)
1^{st} line	12±4.8
2^{nd} line	5.2±2.6
3^{rd} line	8.9±3.4
4^{th} line	9.9±3.4
5^{th} line	12±3.9
6^{th} line	14±7.5
7^{th} line	11±3.3
8^{th} line	8.8±3.6
コンクリート版沿いの全ての側線でメタンが検出された。偏心載荷時に荷重をかけた側（ $ 5^{th} $ line~ $ 1^{st} $ line）のメタン濃度が若干高い値であるが有意な差ではないと考えられる。

コンクリート版沿いで、メタンガスが検出されたため、赤外線カメラを用いてコンクリート版沿いの温度状況の確認を行った。図119に調査状況及び保存画像を示した。

図 119 温度調査状況（左）及び保存画像（右）

保存画像からわかるように、コンクリート版沿いは赤～緑色を示しており、コンクリート版（青）や土壌（青～濃青）よりも高い温度になっていることが確認できた。

このように、レーザーメタン計及び赤外線カメラによる調査結果を考慮すると、コンクリート版沿いは、転圧が弱いため、低濃度であるがメタンガスが放出されていると考えれる。

### d. ガス抜き管調査

図 120 ガス抜き管の配置

コンクリート版への載荷試験の影響を見るために、安定型処分場に設置されているガス抜き管の調査を実施した。主な調査対象ガス抜き管は、コンクリート版の周辺にある $ ^{⑬} $ 、 $ ^{⑭} $ 、 $ ^{⑮} $ 及び下流側の $ ^{⑨} $ 、 $ ^{⑩} $ とした。調査項目は、GA2000を用いたガス抜き管内のガス調査及び、ガス抜き管底部にたまっている水質調査を実施した。処分場内のガス抜き管の配置を図120、ガス調査の結果を表27、水質調査の結果を表28に示した。

コンクリート版近傍の $ ^{⑬} $ 及び $ ^{⑭} $ では、載荷前後(2015年12月及び2016年1月)でメタンガス濃度が低下、下流側の $ ^{⑨} $ 及び $ ^{⑩} $ では増加しているが、これまでの調査結果(2014年4月及び2015年3月)

を考慮すると、載荷の影響であると断定することはできない。

また、水質調査結果を見ても、載荷前後で著しい変化は見られなかった。一方、コンクリート版から十分に離れているため、載荷の影響を受けづらいと考えられるその他のガス抜き管においても、メタンガス濃度変化や水位変化等が見られる。これらのことからも、ガス抜き管内のガス調査及び温度調査からコンクリート版への載荷の影響を評価することは、著しく顕著かつ、継続的な変化を伴う場合を除き、難しいと考えられる。
表 28 ガス抜き管内の水質調査結果

井戸番号	採水日	pH	EC
(mS/m)	TOC
(mg/L)	IC
(mg/L)	TN
(mg/L)
①	2016.1.26	7.9	178	31	137	17
②	2016.1.26	8.0	179	30	125	16
④	2016.1.26	8.1	165	28	117	16
⑥	2015.12.17	7.7	204	60	105	42
2016.1.26	8.1	198	56	118	38
⑨	2015.12.17	7.4	109	22	70	10
2016.1.26	7.6	99	17	49	6.0
⑩	2015.12.17	7.5	165	41	103	25
2016.1.26	7.7	148	32	120	22
⑪	2015.12.17	7.5	162	40	102	25
2016.1.26	8.1	158	40	125	26
⑬	2015.12.17	7.5	157	39	101	22
2016.1.26	8.1	167	40	139	26
⑭	2015.12.17	7.5	152	37	99	21
2016.1.26	7.9	128	29	84	18
⑮	2015.12.17	7.6	150	36	75	17
2016.1.26	8.2	133	30	97	16
⑰	2016.1.26	8.0	132	25	80	17
⑱	2015.12.17	7.2	198	41	158	24
2016.1.26	8.0	174	39	158	24

### e. まとめ

コンクリート版に荷重的に最も厳しい暴風時荷重（風速 32m/s）に相当する偏心荷重の作用時において、ガスの発生に荷重による影響は確認できなかった。

ただし、コンクリート版と覆土の境界部では、若干の温度上昇と微量のメタン発生が確認されたため、構造物設置時等には境界部覆土等の対応が望ましい。
## （５）廃棄物地盤の利用・構築の可能性についての提案

## 1 ）廃棄物地盤で想定される主な利用用途と必要検討事項

現状で想定される廃棄物処分場等の廃棄物地盤の利用用途と、力学面・環境面で必要となる主な検討事項を表29に示す。実際の検討にあたっては、力学面では構造物等毎に定められている設計指針類、環境面では「最終処分場跡地形質変更に係る施行ガイドライン」 $ ^{4)} $ や各種環境法令の遵守が必要になる。なお、廃棄物地盤では杭基礎構造物については、遮水シートや水・ガス等の影響への懸念があることから、表29には直接基礎で可能な構造物等を示した。

表 29 想定される廃棄物地盤の利用用途と必要検討事項

利用用途	力学面の主な検討項目と留意事項	環境面の主な検討項目と留意事項
支持力滑動転倒	沈下	耐震性	斜面安定	有害ガス発生	内部温度上昇	地下水
重量構造物	水処理施設等の廃棄物処理設備[直接基礎]	●	●	●	△	●	●	△
・上部構造への影響等から過大な沈下は許容されない場合あり・不同沈下の検討が必要	・有害ガス発生現場等では安全上必要な措置が必要
風力発電設備[直接基礎]	●	△	●	△	●	△	△
・不同沈下の検討が必要・高さ60m超の風力発電設備では地震時等での動的解析が必要	・ガスによる構造物への影響確認が必要
その他	太陽光発電設備	×	△	×	×	△	△	×
・激しい不同沈下が無ければ基本的に問題は無い	・ガス、温度、粉塵による影響確認が必要
駐車場(舗装)	×	△	×	×	△	△	×
・沈下は舗装のひび割れの原因となる	・ガスによる影響確認やガス技きが必要
公園・緑地	×	×	×	△	△	△	△
・大規模盛土部の斜面崩壊には留意が必要	・人の立入地でのガス等による影響確認が必要

凡例 ●：検討必要 △：場合により検討必要 ✗：基本的に検討不要

## 2 ）海外での先進事例

海外文献 $ ^{18\sim23} $ と聞き取り調査により、ドイツでいくつかの廃棄物地盤で風力発電設備等の設置がなされていることを把握した。調査の範囲で把握したドイツ国内で廃棄物地盤での風力発電設備の設置状況を表30に示す。

表 30 ドイツでの廃棄物地盤（Landfill）での風力発電設備設置状況

場 所	埋立地タイプ	埋立期間	風力車数	ハブ高さ	発電容量	運用開始
Altenberge	MSW(都市ごみ)	1975-1992	1	height ca.100m	1.5MW	2001
Karlsruhe-West	MSW(都市ごみ)	1959-2005	3	2x750kW,1x1.5MW	1999,2000,2003
München-Großlappen	MSW(都市ごみ)	1954-1987	1	height 99.8m	1.5MW(Enercon E-66)	1999
Neu Wulmsdorf	MSW(都市ごみ)	-1986	3	3x0.6MW	2000.2001
Hamburg-Georgswerder	MSW(都市ごみ)	1948-1979	3	height ca.100m	3x3.4MW(建替後)	1992(旧),2004(新)
## a．カールスルーエ(Karlsruhe-West $ ^{24} $ )の例

カールスルーエの例（図 121）では、風力発電設備の全3基に不同沈下による傾き補正用のジャッキが装着されているが、設置後17年経過している現在までにジャッキによる補正（傾きが8mm以上になったときに補正する）は行っていないとのことである。また、風力発電設備が設置されている地盤面は現在でも年間数cm沈下している。

図 121 ドイツ・カールスルーエ エネルギーの丘（Karlsruhe-West）

## b．ハンブルグ(Hamburg-Georgswerder $ ^{18} $ )の例

ハンブルグ(Hamburg-Georgswerder)では、風力発電設備（図122）に傾きを修正するための機能はつけずに、基礎全体の重量が基礎周りの廃棄物重量と同じになるように、コンクリート基礎上の埋戻し材に軽量材（ガラス質発泡材）を用いている（図123）。基礎周辺の廃棄物地盤は現在も2cm/年程度沈下しているが、基礎底面位置での重量が周辺の廃棄物層と同じであることから、風力発電設備は周辺の廃棄物地盤と同様に沈下し、傾きが生じていない。

設計時のボーリングは、基礎（直径23m）設置地点内の2箇所で実施された。設計上の最大の留意点は沈下対策で、ドイツの埋立地は生ごみも多く沈下が収まるまでに数十年かかるとのことである。風力発電設備は20～25年使用でき、7年後に利益がでるとのことである。

図 122 ドイツ・ハンブルグ（Hamburg-Georgswerder）
図 123 ハンブルグ（Hamburg-Georgswerder）フローティング式直接基礎 $ ^{18)} $

### c. ドイツ・ノイス 人工スキー場

廃棄物地盤（グレーフラート埋立地、20年度程度前に埋立終了）上に、2000年～2002年に人工スキー場が建設されている（図124）。生ごみや建設廃材等の雑多なものが埋立られており、形状は丘状である。当該埋立地も同様であり、ガス抜きは現在も行われている。

図 124 ドイツ・ノイス グレーフラート埋立地に建設されている人工スキー場
## 3 ）廃棄物地盤の利用に向けた具体的検討

## (中部①現場での風力発電設備設置に向けた具体的検討)

産業廃棄物安定型処分場等の廃棄物地盤の利用の可能性を具体的に探ることを目的に、中部①現場（安定型処分場）を対象として、風力発電設備の建設に向けた基本的な検討（行政との調整、地盤調査、基礎設計、基礎施工、不同沈下・ガス発生等の検証のための載荷実験）を行った。

## a．中部①現場で想定した風力発電設備

図 125 に示す小型風力発設備を想定して建設に向けた一連の検討を行った。想定した風力発電設備は発電容量 10kW の小型のものであるが、高さが 30m あり比較的大きなモーメントが基礎に作用する。このため、この設備が設置可能であれば、大型（高さ 60m 超）の設備でも基礎径の拡大等の対応により設置に結びつくものである。

### b. コンクリート版の形状、設置位置と行政との調整

風力発電設備の基礎を処分場内に設置するためには、「最終処分場跡地形質変更に係る施行ガイドライン（廃棄物最終処分場跡地形質変更に係る基準検討委員会） $ ^{4} $ 」に対応する必要があり、今回は、次のとおり、土地の形質の変更のうち「軽易な行為等」に該当するように、コンクリート版を設置することとした。

## ①コンクリート版の形状

厚さ 1m、径 7m の不同沈下計測用コンクリート版を、覆土層を 50cm 残し、その上に設置する。

## ②掘削深さ

図 125 想定した 小型風力発電設備 h=30m (Excel10 by TenArrows)

天端盛土層と覆土層の厚さの合計が1.5mある場所で、表層から1m掘削して、コンクリートを打設する。このため、コンクリート版設置位置では、コンクリート版の下に覆土層が50cm残る（図1.126）。

## ③コンクリート版設置による荷重増加

施工後の荷重増加

・コンクリート版（厚さ1m、鉄筋入り）の重量=24kN/m²

・掘削土砂（厚さ1m）の重量=18kN/m²

・捨てコンクリートの重量（厚さ5～10cm）

「形質変更ガイドライン」の「軽易な変更」で対応

図 126 コンクリート版位置

$$ =2.3\ kN/m^{2}\ ( 厚さ \ 10cm\ のとき ) $$

$$ \begin{aligned}• 增分 &=24kN/m^{2}-18kN/m^{2}+2.3kN/m^{2}=8.3kN/m^{2}<20kN/m^{2}\end{aligned} $$

## ④その他、安全性

コンクリート版設置箇所は法肩から30m程度離れ、表層に設置する水路や管理道路からも23m程度離れている。また、荷重の増分は8.3 kN/m²（盛土層換算厚=8.3 kN/m²/18kN/m²=46cm）で、この増分は当該地の法面端部の覆土層の余盛り量よりも小さく、コンクリート打設による法面等へ問題は生じないものと考えられる。
## c．小型風力発電設備基礎（コンクリート版）の設計

## i 設計条件

「風力発電設備支持物構造設計指針・同解説、土木学会」 $ ^{3)} $ 等から以下のとおりとする。

①规模

風車規模	概要
タワー高	ブレード直径
10kW	30m	7m

②荷重

常時、暴風時、地震時について計算する（常時は長期、暴風時及び地震時は短期とする）。

風速 $ V=32m/s $

水平震度 $ K_{h}=0.20 $

鉛直荷重はカタログより算出。風荷重及び地震時荷重は推定する。

## ③安定計算

転倒、滑動、支持力に対して検討する。

転倒に対する安全率-----常時=1.5、暴風時=1.0、地震時=1.0

滑動に対する安全率-----常時=1.5、暴風時=1.0、地震時=1.0

----基礎と地盤との摩擦力（$\mu$）は 0.5 とする。(覆土上への設置のため通常の土の値を用いた)

許容支持力----100kN/m^{2}を上限と考えるが（表11平板载荷試験結果の中部①現場・1年経過地盤の極限支持力330kN/m^{2}の1/3）、不同沈下を考慮すると偏心载荷実験での最大载荷重58.7kN/m^{2}（暴風時；図132）が実際の許容値の目安となる。

④使用材料

$$ \begin{aligned}& コンクリート \quad&f c&=24N/m m^{2}\\& 鉄筋 \quad&SD345\end{aligned} $$

⑤单位重量

$$ \begin{aligned}& 鉄筋 \mathrm{ コンク リート }\quad&\gamma_{c}&=24.0\mathrm{kN/m}^{3}\\& 上載土 \quad&\gamma_{s}&=18.0\mathrm{kN/m}^{3}\end{aligned} $$

## ii 安定計算結果

表 31 に通常の静的安定法による計算結果を示す。このケースでは、地震時よりも暴風時に必要地耐力が $ 50.9 \, kN/m^{2} $ と大きい。

表 31 安定計算結果

検討項目	常時	暴風時	地震時	判定	備 考
結果 許容	結果 許容	結果 許容
安定計算	転倒に対する検討	10.99 > 1.5	3.66 > 1.0	23.51 > 1.0	OK
滑動に対する検討	74.00 > 1.5	24.60 > 1.0	4.99 > 1.0	OK
地盤地耐力に対する検討	32.7 kN/m²	50.9 kN/m²	27.9 kN/m²	OK
構造計算(底版鉄筋)	下端鉄筋: D13 @250 被り=100	上端鉄筋: D13 @250 被り=100

※ 常時：ある程度常時に風が吹いている状態を想定。当該計算では暴風荷重の1/3の水平力が作用すると考える。
## 註構造図

基礎は施工性等から八角形とし、構造計算を行って構造図を図 127 のとおりとした。

図 127 10kW 風力発電設備相当のコンクリート版の構造図

## d．設置予定場所での平板載荷試験

コンクリート版設置位置近傍のコンクリート版底面と等しい高さの覆土上(廃棄物地盤(図130)上の覆土厚50cmの高さ）で平板載荷試験を、埋立終了約半年後の平成27年3月10日に実施した（図129）。平板載荷試験結果は図128で、暴風時設計荷重の50.9kN/m²載荷時の沈下量は1.2mmで、極限支持力は表11の結果とほぼ同様に450kN/m²以上、地盤反力係数は32MN/m²（載荷圧力0～100kN/m²）～2MN/m²（載荷圧力200kN/m²～）である。

図 128 コンクリート版設置位置近傍での 平板載荷試験結果（載荷板径 500mm） （極限支持力 450kN/m² 以上）

図 129 平板載荷試験

(廃棄物層上覆土厚 50cm の位置)

図 130 参考・覆土前の廃棄物層
### e. コンクリート版の施工

構造図（図 127）に則って、図 131 のとおりに実際に廃棄物地盤上（覆土 50cm 上）に小型風力発電設備基礎に相当するコンクリート版を施工した。

なお、現地の覆土層は水はけが悪いことから、コンクリート版周辺には砕石を敷設した。

図 131 小型風力発電設備基礎相当のコンクリート版の施工

## f．風力発電設備設置時に働く荷重による偏心載荷実験

廃棄物地盤への重量構造物設置にあたっては専門家も不同沈下を懸念している。このため、小型風力発電設備が設置されたときに働く荷重をコンクリート版に作用させ、不同沈下の発生の有無を調べた（図 132、埋立終了約 1.5 年後、コンクリート版構築後載荷実験までの約 9 ヶ月間のコンクリート版沈下量は約 5cm で周辺地盤とほぼ同じ）。

実験は、大型土のうの積み上げによる常時荷重相当分を約20時間作用させ、その後、暴風時荷重から同15%増までの荷重を計約2時間作用させた。その結果、図133のとおり、沈下量は最大でコンクリート版の載荷側で4mm、対面側で3mmであり、ほぼ均一な沈下で、不同沈下の発生はなかった。また、コンクリート版端部から6.5m離れた地点でも、コンクリート版と同様の沈下履歴を示し最大で3mmの沈下が計測された。除荷後はコンクリート版載荷側の沈下量が1mmに回復しており、廃棄物地盤が弾性的挙動を示すことも確認された。

図 132 偏心載荷実験と設計/載荷 荷重

図 133 偏心載荷実験結果