JP5541018B2 - 埋め戻し材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、埋め戻し材の製造方法に関する。

例えば、場所打ち杭を構築する工法の一例として、安定液（ベントナイト、増粘剤、ポリマー剤、分散剤等の懸濁液）を供給しながら地盤を掘削することにより孔を形成し、この孔内にトレミー管を介してコンクリートを打設することにより杭を構築し、この後に、杭の上部の孔内に埋め戻し材を埋め戻す工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このような工法においては、地盤を掘削することによって発生した土砂（発生土）と安定液との混合液（泥水）を泥水ポンプで吸い上げて回収し、地上に設置した泥水処理装置で所定の処理（発生土の固形分の分離、除去等）を施した後に、再利用が可能な安定液は安定液貯留タンク内に回収し、再利用が不可能な安定液は廃液として廃棄処分している。

また、泥水から分離、除去した発生土の固形分を泥水処理装置から回収し、この発生土の固形分にセメント等の固化材を添加することによって埋め戻し材を製造し、これを杭の上部の孔内に埋め戻している。

なお、発生土では、埋め戻し材としての強度が確保できない場合には、外部から強度発現が可能な流動化処理土を調達し、これを埋め戻し材として杭の上部の孔内に埋め戻している。

特開平６−１５４７６３号公報

ところで、発生土から製造した埋め戻し材を用いた場合には、発生土の土質（例えば、砂質土分が多い土質）によって十分な流動性が得られないことがあり、埋め戻し材をポンプ及びトレミー管を用いて圧送することが困難になる。このため、埋め戻し材を孔内に直接投入しなければならず、埋め戻し材の固形分によって孔内の安定液が混濁してしまい、回収した安定液の処理に非常に手間がかかるとともに、安定液が早期に劣化してしまい、安定液の再利用可能な回数が大幅に低下してしまう。

また、流動化処理土を埋め戻し材に用いた場合には、配合比を調製することによって十分な流動性を確保することができるため、埋め戻し材をポンプ及びトレミー管を用いて圧送することが可能であり、孔内の安定液が混濁するような問題が生じることはないが、流動化処理土の調達に費用がかかるとともに、発生土を産業廃棄物として処分する費用もかかり、環境負荷が増大する。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、埋め戻し材の調達に要する費用を削減することができるとともに、環境負荷を軽減することができる埋め戻し材の製造方法を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、砂質土分に、水、セメント、及び分散剤を添加し、これを混ぜることにより、埋め戻し材を製造することを特徴とする。

本発明の埋め戻し材の製造方法によれば、砂質土分を埋め戻し材の原料として利用して埋め戻し材を製造することができる。従って、例えば、杭を構築する際に地盤を掘削することによって発生した発生土の固形分のうちの砂質土分を利用し、この砂質土分を原料として埋め戻し材を製造することができるので、杭の上部の孔内を埋め戻し材で埋め戻す際に、外部から流動化処理土を埋め戻し材として調達する必要がなくなる。また、産業廃棄物として廃棄処分する発生土の量を削減することができるので、環境負荷を軽減させることもできる。

また、本発明において、前記分散剤は、ポリマーであることとしてもよい。

本発明の埋め戻し材によれば、ポリマーからなる分散剤により、砂質土分の粒子を全体に均一に分散させることができる。

さらに、本発明において、前記砂質土分は、粒径が０．０７５〜２．０ｍｍであることとしてもよい。

本発明の埋め戻し材の製造方法によれば、粒径が０．０７５〜２．０ｍｍの砂質土分を原料とし、これに水及びセメントを添加し、これらを混ぜることにより、砂質土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材を製造することができる。

さらに、本発明において、前記砂質土分は、地盤を掘削することによって発生した発生土に含まれるものであることとしてもよい。

本発明の埋め戻し材の製造方法によれば、地盤を掘削することによって発生した発生土の砂質土分を埋め戻し材の原料として有効に利用することができる。

以上、説明したように、本発明の埋め戻し材の製造方法によれば、砂質土分を原料とし、これに水、セメント、及び分散剤を添加し、これを混ぜることにより、埋め戻し材を製造することができる。従って、例えば、杭を構築する際に、地盤を掘削することによって発生した発生土の砂質土分を利用することができるので、杭の上部の孔内を埋め戻し材で埋め戻す場合に、流動化処理土を埋め戻し材として外部から調達する必要はなくなる。また、産業廃棄物として廃棄処分する発生土の量を削減することができるので、環境負荷を軽減させることもできる。

本発明による埋め戻し材の製造方法の一実施の形態を示した概略図である。 埋め戻し材を埋め戻した状態を示した断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による埋め戻し材の製造方法の一実施の形態が示されている。本実施の形態の埋め戻し材の製造方法は、場所打ち杭の工事に有効なものであって、地盤を掘削することによって発生した発生土を構成する固形分のうちの砂質土を原料として埋め戻し材を製造するように構成したものである。

場所打ち杭を構築する場合、図１に示すように、掘削機１（例えば、ハイドロフレーズ掘削機）を用い、この掘削機１をクローラクレーン（図示せず）のウインチのワイヤーに吊り下げ、ウインチの駆動によってワイヤーを介して掘削機１を昇降可能とする。

掘削機１の下端には、油圧駆動式のロータリーカッター３が回転自在に設けられている。また、掘削機１には、地上に設置された油圧ポンプ等からなる油圧ユニット（図示せず）と、ロータリーカッター３の駆動源（油圧モータ）とを接続する油圧管が設けられ、地上の油圧ユニットから油圧管を介して油圧モータに油圧を供給することにより、ロータリーカッター３を回転駆動させることができる。

さらに、掘削機１には、複数の吐出口を有する吐出管と、吐出管と地上に設置された安定液供給装置６との間を接続する安定液供給管とが設けられ、地上の安定液供給装置６から安定液供給管を介して吐出管に安定液を供給することにより、吐出管の各吐出口から安定液を吐出させることができる。

さらに、掘削機１には、ロータリーカッター３で地盤２１を掘削することによって発生した土砂（発生土２４）と安定液２５との混合液（泥水２３）を吸い上げる泥水ポンプ４と、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を地上の泥水処理装置１２に導く泥水管５とが設けられている。

ここで、安定液２５とは、ベントナイト、増粘剤、ポリマー剤、分散剤等からなる液体であり、これらを対象とする地盤２１の土質に応じた配合比で配合することにより、地盤２１に形成した孔２２の内壁の安定性を保つ性状を付与することができる。

また、発生土２４は、対象とする地盤２１によって構成する固形分が異なるが、概ね、細粒分（粘土：粒径０．００５ｍｍ、シルト：粒径０．０７５ｍｍ）と、粗粒分（砂：粒径０．０７５〜２．０ｍｍ、礫：粒径２．０〜７５ｍｍ）と、石分（石：粒径７５ｍｍ〜３００ｍｍ）とから構成される（「絵とき土質工学」、第１０頁、土粒子の粒径による区分、発行所：株式会社オーム社、平成１１年６月２８日発行）。

本実施の形態においては、発生土２４の固形分のうちの砂質土（粒径：０．０７５〜２．０ｍｍ）を埋め戻し材２７の原料として利用する。なお、発生土２４の土質により、上記のような砂質土が得られないことがあるが、そのような場合には、外部から上記と同様の性質を有する砂質土を調達すればよい。

安定液供給装置６は、安定液２５を貯留させる安定液貯留タンク７と、安定液貯留タンク７から安定液２５を掘削機１の安定液供給管に供給する安定液供給ポンプ８とを備えている。泥水ポンプ４によって吸い上げ、後述する泥水処理装置１２で発生土２４の固形分を分離した安定液２５が安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。

なお、図中９は、安定液貯留タンク７の底部に沈殿した発生土のスラリー状の固形分を後述する第２処理装置１４に供給するスラリーポンプであり、図中１０は、安定液貯留タンク７から劣化した安定液を廃液として排出させる廃液ポンプである。安定液貯留タンク７から排出された廃液は、ＳＭＷプラント１１に供給され、ソイルセメント壁の注入液として利用される。或いは、廃液として廃棄処分される。

泥水処理装置１２は、泥水２３から発生土２４の砂質土分を分離する第１処理装置１３と、泥水２３から発生土２４の粘性土分を分離する第２処理装置１４とを備え、対象とする地盤２１の土質に応じて、第１処理装置１３及び第２処理装置１４の一方又は両方を使用する。

第１処理装置１３は、例えば、振動篩機であって、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を第１処理装置１３に導き、第１処理装置１３を駆動させることにより、泥水２３に含まれる発生土２４の砂質土分が分離される。砂質土分が含まれていない安定液２５は、第１処理装置１３から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。

第２処理装置１４は、例えば、遠心分離機（デカンター）であって、泥水ポンプ４で吸い上げた泥水２３を第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４を駆動させることにより、遠心力によって安定液２５と発生土２４の粘性土分とが固液分離され、泥水２３に含まれる発生土２４の粘性土分が分離される。粘性土分が含まれていない安定液２５は、第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収され、貯留される。

なお、第１処理装置１３と第２処理装置１４の両方を使用する場合には、第１処理装置１３で泥水２３から砂質土分を分離し、この砂質土分を分離した泥水２３を第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４で泥水２３に含まれる粘性土分を更に分離し、この砂質土分及び粘性土分が含まれていない安定液２５を第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。

第１処理装置１３で安定液２５から分離された砂質土分は、第１処理装置１３から回収されてミキサー１５（２軸強制練ミキサー等）に供給され、ミキサー１５によって添加剤と共に混ぜることにより、埋め戻し材２７が製造される。

この場合、添加剤として、水、セメント、及び分散剤（例えば、ポリマー、好ましくは高粘度の生分解性ポリマー）を用い、これらを砂質土分に添加し、これらをミキサー１５で混ぜることにより、砂質土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材２７が製造される。添加剤の配合比は、対象とする地盤２１の埋め戻し材２７として適した比重、粘性、造壁性、及び流動性を有するように、調整される。

ここで、生分解性ポリマーとは、高分子化合物の中で微生物の作用によって時間の経過と共に成分が分解され、機能を失うものであって、例えば、天然系のポリマーとセルロースを原料とした半合成ポリマーが挙げられる。但し、これに限らず、同様の機能を有するものであればよい。

なお、ミキサー１５で製造された埋め戻し材２７は、埋め戻し材貯留タンク１６内に貯留される。

そして、上記のような構成の掘削機１を地盤２１上の所定の位置に配置し、ロータリーカッター３を回転駆動させながら、クローラクレーンのウインチを操作して掘削機１を下降させることにより地盤２１を下方に向けて掘削し、地盤２１に孔２２を形成する。

この際、安定液供給装置６から掘削機１の安定液供給管に安定液２５を供給し、この安定液２５を安定液供給管を通じて安定液吐出管に導き、安定液吐出管の各吐出口から地盤２１に向けて吐出させることにより、ロータリーカッター３によって掘削した土砂（発生土２４）と安定液２５とを混ぜる。

そして、地盤２１に孔２２を形成した後に、クローラクレーンのウインチを操作して掘削機１を上昇させながら、泥水ポンプ４によって孔２２内から泥水２３を吸い上げ、この泥水２３を泥水処理装置１２の第１処理装置１３又は第２処理装置１４に導き、泥水２３に含まれる発生土２４の砂質土分又は粘性土分を分離する。

そして、第１処理装置１３で砂質土分を分離した安定液２５を第１処理装置１３から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。又は、第２処理装置１４で粘性土分を分離した安定液２５を第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。又は、第１処理装置１３で砂質土分を分離した安定液２５を第１処理装置１３から第２処理装置１４に導き、第２処理装置１４で粘性土分を分離した後に第２処理装置１４から安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。

そして、第１処理装置１３で泥水２３から分離した砂質土分を第１処理装置１３から回収してミキサー１５に供給し、添加剤として水、セメント、及び分散剤（例えば、ポリマー、好ましくは高粘度の生分解性ポリマー）を添加し、これらをミキサー１５で混ぜることにより、砂質土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材２７を製造する。

そして、上記の埋め戻し材２７の製造作業に並行して、地盤２１に形成した孔２２内にトレミー管（図示せず）を挿入し、このトレミー管を引き上げながらトレミー管を介して孔２２内にコンクリートを打設することにより、孔２２内に杭２６を構築する。この場合、杭２６の上部の孔２２内には、安定液供給装置６の安定液貯留タンク７から安定液２５が供給されて充填された状態となっており、孔２２の内壁の安定性が保たれている。

そして、杭２６を構築した孔２２内にトレミー管１７を挿入し、このトレミー管１７の先端を杭２６の上端に近接する位置に位置決めし、圧送ポンプ１８を作動させることにより、ミキサー１５で製造した埋め戻し材２７を、埋め戻し材貯留タンク１６からトレミー管１７を介して杭２６の上部の孔２２内に下端から上端に向けて順次充填し、杭２６の上部の孔２２内の全体を埋め戻し材２７で埋め戻す（図２参照）。
なお、埋め戻し材２７を圧送ポンプ１８によらずに、運搬によってトレミー管１７に供給するように構成してもよい。

この際、埋め戻し材２７を孔２２内に充填することによって孔２２から溢れ出た安定液２５は、安定液回収ポンプ１９によって吸い上げ、安定液回収管２０を介して安定液供給装置６の安定液貯留タンク７内に回収し、貯留させる。

このようにして、地盤２１に複数の杭２６を構築することができるとともに、各杭２６の上部の孔２２内を、発生土２４の砂質土分を原料として製造した埋め戻し材２７で埋め戻すことができることになる。

上記のように構成した本実施の形態の埋め戻し材の製造方法にあっては、回収した泥水２３から発生土２４の砂質土分及び粘性土分を分離し、砂質土分に、添加剤として水、セメント、及び添加剤（例えば、ポリマー、好ましくは高粘度の生分解性ポリマー）を添加し、これをミキサー１５で混ぜることにより、砂質土分の粒子が全体に均一に分散された埋め戻し材２７を製造し、この埋め戻し材２７を杭２６の上部の孔２２内に埋め戻すように構成したので、地盤２１を掘削することによって発生した発生土２４を有効に利用することができ、産業廃棄物として廃棄処分する発生土２４の量を削減することができ、環境負荷を軽減させることができる。

また、発生土２４（砂質土分）に添加する添加剤の配合比を調整することにより、所定の強度の埋め戻し材２７を製造することができるので、発生土１４の強度が不足することによって外部から流動化処理土を調達する必要はない。

さらに、発生土２４（砂質土分）に添加する添加剤の配合比を調製することにより、対象とする地盤２１の土質に対応するように、比重、粘性、造壁性、及び流動性を調整した埋め戻し材２７を製造することができるので、圧送ポンプ１８及びトレミー管１７を用いての圧送が可能となる。従って、埋め戻し材２７を杭２６の上部の孔２２内に直接に投入した場合のように、安定液２５が埋め戻し材２７の固形分の粒子によって混濁するようなことはなく、孔２２内から回収した安定液２５の処理に要する手間を削減できるとともに、安定液２５が早期に劣化するのを防止し、回収した安定液２５の再使用な回数を増大させることができる。

なお、上記の説明においては、砂質土を原料として埋め戻し材２７を製造したが、多少の粘土分が混じった砂質土を原料として埋め戻し材２７を製造してもよい。また、上記の説明においては、地盤２１を掘削することによって発生した発生土の砂質土分を原料としたが、外部から調達した砂質土を原料として埋め戻し材２７を製造するように構成してもよい。

なお、上記の説明において、場所打ち杭の構築に使用した安定液は、場所打ち杭の構築現場と同一現場のＳＭＷプラント１１に供給され、ソイルセメント壁を構築する際の注入液として利用できるので、安定液を廃液として処理する必要はなく、安定液の処理費用を削減できるとともに、環境負荷を軽減させることもできる。

１ 掘削機
３ ロータリーカッター
４ 泥水ポンプ
５ 泥水管
６ 安定液供給装置
７ 安定液貯留タンク
８ 安定液供給ポンプ
９ スラリーポンプ
１０ 廃液ポンプ
１１ ＳＭＷプラント
１２ 泥水処理装置
１３ 第１処理装置
１４ 第２処理装置
１５ ミキサー
１６ 埋め戻し材貯留タンク
１７ トレミー管
１８ 圧送ポンプ
１９ 安定液回収ポンプ
２０ 安定液回収管
２１ 地盤
２２ 孔
２３ 泥水
２４ 発生土
２５ 安定液
２６ 杭
２７ 埋め戻し材

Claims (4)

1. 砂質土分に、水、セメント、及び分散剤を添加し、これを混ぜることにより、埋め戻し材を製造することを特徴とする埋め戻し材の製造方法。
2. 前記分散剤は、ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の埋め戻し材の製造方法。
3. 前記砂質土分は、粒径が０．０７５〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋め戻し材の製造方法。
4. 前記砂質土分は、地盤を掘削することによって発生した発生土に含まれるものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の埋め戻し材の製造方法。

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