JPH0452327A

JPH0452327A - 安定処理土および安定処理土を用いた工法

Info

Publication number: JPH0452327A
Application number: JP16071090A
Authority: JP
Inventors: Goro Kuno; 久野　悟郎; Masao Sato; 雅男佐藤; Morio Takahashi; 高橋　守男; Toshio Imai; 俊雄今井
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2831441B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、掘削工事等で発生した残土の中で、再利用
の難しかった粘性上に、水とセメント系固化材とを撹拌
混合して得られる安定処理土と、この安定処理土を、埋
戻し、空洞充填および盛土等に適用した工法に関する。

［従来技術とその課題］一般に、埋戻し充填工法においては、埋戻し材として掘
削残土をそのまま利用できる場合がごく一部に限られて
いる。すなわち、そのまま利用できる掘削残土としては
、一部の良質の砂質土に限られているのである。一方、
他の大部分の場合には、掘削残土に代えて山砂を埋戻し
材として搬入し、これを締め固めて使用するといった工
法が採られている。

ところで、このような山砂を用いる工法においては、以
下に述べる不都合があった。

（ａ）材料として安価であるが、人力による投入、締固
めか必要であるため作業性か悪（、その上締固め状態か
品質の良否に及ぼす影響が大きく、したかって品質のバ
ラツキか大となる。

（ｂ）埋設管の管回りや杭回り等の細部を確実に均質充
填することか困難であり、本締めか可能となる場合でも
ブリージングの発生により、空洞上部に空隙が残りやす
い。

（ｃ）締固めが良好な程かさ比重か大きくなり、よって
軟弱地盤上における空洞充填や盛土に適用した場合には
、砂自身の自重が新たな沈下を促してしまう結果となる
。

（ｄ）ベースとなる地盤の硬軟が砂の締め固め度に影響
する。

（ｅ）地下空洞細部充填やバイブ中込充填には適用がほ
とんど不可能である。

（ｆ）締固め不十分の部分か、交通荷重、地震等の振動
や地下水の作用により徐々に締まると、所期の充填目的
が達成されないばかりか地下空洞の発生により、舗装表
面に不陸を生じたり、極端な場合には道路陥没を生じる
。

このような山砂を用いる工法とは別に、モルタルに流動
性を持たせて充填材に適するようにし、これを山砂に代
えて用いることも考えられるか、その場合には材料の分
離が大きくなり、地山並の強度、すなわち圧縮強度１〜
５ｋｇ／ｃｍ２に制限することが困難である。

また、気泡モルタルを用いた充填工法も見られるが、こ
の工法においても、現場打ちの気泡モルタルが材料分離
により品質のばらつきが大きくなってしまい、またセル
フレベリングする高い流動性を持たせることができず、
さらに地山並の強度に制限することが困難である。

さらに、発泡スチロールのブロックを用いて盛土体を形
成する軽量盛土工法も知られているが、このブロックの
かさ比重が０．０３であることから軽量性によるメリッ
トが大きいものの、不定形部分への盛り立てが難しく、
オーブンスペース以外の部分での盛り立てにはほとんど
適用不可能であった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、充填時には高い流動性を有し、固化後
には均質で地山並の強度発現性を有する安定処理土と、
これを用いた工法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］このような目的に基づき、本発明者は掘削残土を利用す
ることを前・提とし、打設箇所の地盤状況によりかさ比
重を適宜小さくできる材料について鋭意検討を行った。

その結果、従来は掘削残土の中でも再利用が難しく、廃
棄処分せざるをえなかったローム、粘土、シルト、有機
質粘性土、ビート、へとる等の粘性土のなかで、土粒子
分のうち粒径７５μ貢未満の細粒分が４０重置％以上で
ある土を利用し、これに水とセメント系あるいは石灰系
の固化材とを混合撹拌することにより、流動性、固化性
および均質性に優れたものとなり、またこれに起泡剤に
よって予め作製したクリーム状の気泡を混入することに
より、軽量性をも備えた安定処理土となることを見いだ
し、かかる知見に基づいて本発明を完成した。

すなわち、本発明における請求項１記載の発明の安定処
理土では、粒子径７５μ次未満の細粒分を４０重量％以
上含有する粘性土に、水と固化材とを添加混合して得ら
れることを上記課題の解決手段とした。

請求項２記載の安定処理土では、請求項１記載の安定処
理土において、起泡剤か発泡機により起泡せしめられて
生成した微細気泡を含有してなることを上記課題の解決
手段とした。

請求項３記載の安定処理土を用いた工法では、請求項１
又は２記載の安定処理土を、埋設管設置溝等の管回りへ
の埋戻し充填、擁壁、橋台等の裏込充填に用いることを
上記課題の解決手段とした。

請求項４記載の安定処理土を用いた工法では、請求項１
又は２記載の安定処理土を、軟弱地盤上の構造物の基礎
下に生じた空洞部へ充填することを上記課題の解決手段
とした。

請求項５記載の安定処理土を用いた工法では、請求項１
又は２記載の安定処理土を、軟弱地盤上への盛土に供給
することを上記課題の解決手段とした。

以下、この発明の詳細な説明する。

本発明における請求項１記載の安定処理土は、例えば後
記する第１表に示す組成を有するものであり、またこれ
ら安定処理土は第２表に示すような、充填時および硬化
後の特性を有するものである。

これらの表に示したように、該安定処理土は、粒子径７
５μｍ未満の細粒分を４０重量％以上含有する粘性土に
多量の水を加え、さらに固化材を混合することで、高い
流動性すなわち充填性を確保し、地山強度相当の強度発
現性をもたせたものである。また、該安定処理土は、第
２表に示したごと（その充填時および硬化後の緒特性よ
り、充填材として十分な性能を有したものである。

第１表　安定処理土の配合例重量％を示す値である。

以下余白いほど流動性かよい。水の場合約９秒である。

ブリージング率は、浮氷の体積比であり、材料分離の目
安となり、小さいはと材料分離性が小さい。

この場合に粘性土としては、土粒子のうち粒径カシ５μ
瀧未満の細粒分が４０重量％以上を占める残土を用いる
のが好ましく、また、このような粘性土としては、乾燥
の進んでいない生土がより効果的であり好ましいが、粉
体状のもの、泥水状のものを利用することもできる。

ココで、細粒分（例えば粘土分とシルト分との合計量）
を４０重量％以上としたのは、流動性を得るため多量の
水を加えても、材料分離が起こりにくくするためである
。なぜなら、細粒となるほど比表面積が太き（なり、ま
た比表面積の大きな粒子はど保水性が高くなることがら
、硬化前の材料分離を防ぐうえで効果的となるからであ
る。

また、特に粘土粒子が多くなると、電気的にも分散効果
が太き（なり効果的である。ちなみに、関東ローム等の
火山灰質粘性土においてはアロフェンやへロサイトが、
また一般の粘性土においてはモンモリナイト等が多く含
まれており、これら粘土鉱物は、特に比表面積が太き（
、水をかなり多く加えて混合しても懸濁状態を長く保つ
ものである。また、これらの粘土鉱物は、カル７ウムイ
オンとの反応性か高く、セメント系あるいは石灰系固化
材との反応か早期に開始され、材料分離か始まる以前に
硬化する。このような粘土分の特性により、本発明の安
定処理土において粘性土として、特に土粒子のうち粒径
７５μ肩未満の細粒分か４０重量％以上を占めるものを
用いるのか、均質な硬化体を形成するうえで有効となる
のである。

ここで、粘性土として関東ロームを用いた安定処理土の
含水率と、該安定処理土の充填時における流動性および
ブリージング率との関係を第１図に、また、同じ（関東
ロームを用いた安定処理土の含水率と、該安定処理土の
硬化後の一軸圧縮強度との関係を第２図に示す。なお、
これらの図においてｗＡは、粘性土に水を加えて製造し
た泥水における、固形分に対する水分の重量比である。

第１図および第２図より、ｗＡの広い範囲にわたってブ
リージングが起こらず、また高い流動性が得られ、さら
に適当な強度発現が得られることが認められる。

また、固化材としては、セメント系あるいは石灰系のも
のなど、公知のものを使用することかてきる。

このような安定処理土において、予め界面活性剤等の起
泡剤を用い、該起泡剤を発泡機により起泡せしめてクリ
ーム状の微細気泡を生成させておき、これを混入させて
もよく、これにより該安定処理土はより軽量なものとな
る。この場合に生成せしめる微細気泡としては、脱泡し
にくい強い気泡で、１００μ！程度の径のものが好まし
い。すなわちこのような微細気孔であれば、均質に混入
することが可能であり、また混入した後には独立気泡と
して存在するからである。　このような気泡を混入する
ことにより、土粒子の沈降分離を抑制することができ、
よってブリージングを低下せしめることができる。また
、気泡量を調整することでかさ比重０．７程度までの安
定処理土を得ることができ、よって上述したごとく軽量
化はもちろん、目的に応じて適宜ながさ比重のものを選
択使用することにより、高流動性、地山強度相当の強度
発現性および均質性すなわち材料不分離性を確保するこ
とかできる。

なおこの場合、気泡の混入については、上述した本発明
の安定処理土としての性状が損なわれない程度にしなけ
ればならないのはもちろんである。

このような安定処理土にあっては、以下の優れた利点を
有する。

■　第２表に示したごとく、Ｐロートによるフロー値で
１５秒以下の高い流動性をもち、十分なポンプ圧送性、
すなわち充填性と地山並の強度発現性を有し、しかも第
２図に示すように、流動性を得るために多量の水を加え
ても、材料分離性が小さい。

■　安定処理土はアルカリ性を呈するため、鋼管や杭等
の鋼材を腐食せず、かえって鋼材を腐食から保護する。

■　起泡剤を起泡せしめて得られた微細な独立気泡を均
質に混入でき、よって高流動性、地山強度相当の強度発
現性、均質性すなわち材料不分離性を確保した上で、軽
量化をも図ることができる。

ここで、気泡を均質に混入できるのは、細粒分、特に粘
土針の効果により気泡か均等に分散されたまま硬化する
ことによるもので、これにより気泡を混入した安定処理
土はその均質性が保たれる。

■　軽量化した安定処理土を用いることにより、埋戻し
充填および盛土の土圧を軽減でき、よって構造物の安全
性の増加や、地盤の再沈下の抑制および防止、さらには
構造物部材断面の縮小によるコスト低下を図ることがで
きる。

■　気泡を含有した安定処理土にあっては、軽量化とと
もに高い断熱性も付与されることから、床下断熱材とし
て用いることができ、その場合に、床下からの熱の拡散
を抑制し、保温性を向上させてエネルギーコストの低下
を図ることができる。

このような安定処理土の利点を利用し、本発明では請求
項３ないし５に記載したごとく以下の工法を提供した。

すなわち、請求項３記載の工法は、上記の安定処理土を
、埋設管設置溝等の管回りへの埋戻し充填、擁壁、橋台
等の裏込充填に°用いるものであり、上記■で述べたご
とく安定処理土が高い流動性を有していることから充填
作業が容易となり、しかもその際材料分離が小であり、
また充填後の安定処理土が上記■で述べたごとく、鋼管
や杭等の鋼材を腐食せず、鋼材を腐食から保護するとい
った効果を奏するものである。

請求項４記載の工法は、上記の安定処理土を、軟弱地盤
上の構造物の基礎下に生じた空洞部へ充填するもので、
やはり上記■より充填作業が容易になるとともに、地山
並の強度発現を有するなどの効果を奏し、また気泡を混
入した安定処理土を用いれば、上記■、■に述べた効果
をも奏するものとなる。

請求項５記載の工法は、上記の安定処理土を軟弱地盤上
への盛土に供給するもので、上記■より軟弱地盤への盛
土に地山並の強度発現性を持たせることができ、また気
泡を混入した安定処理土を用いれば、上記■で述べたご
とく、軟弱地盤やこれへの盛土の土圧を軽減でき、滑り
破壊の防止や、地盤の沈下の抑制および防止等を図り得
るものとなる。

［実施例］以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

（実施例１）腐植土を含む厚さ約２０１の軟弱地盤上の造成地に、鉄
筋コンクリート造の５階建集合住宅が杭基礎により建設
されている。この集合住宅は、建設後１０年経過した時
点でｌｘ程度の地盤沈下を生じ、杭頭部に同程度の深さ
空洞を発生した。

そこで、本発明の安定処理土を用い、これを杭頭部と床
下部とに充填し、基礎の水平抵抗力を建設当時と同じ状
態に回復させた。

用いた充填材（安定処理土）は、後記する硬化後の強度
を得るため、粘性土として関東ローム３６０　ｋｇ、水
５２８　ｋｇ、セメント系固化材としてタフロック−３
Ａ（商品名；住友セメント株式会社セメント株式会社製
）１２０ｋｇを混合し、さらにこれに、起泡剤としてス
ミシールドＡ（商品名；住友セメント株式会社製）を用
いて生成せしめた気泡を２１０Ｃｉａ人したものである
。なお、この処理土の物性については、かさ比重か１．
１．Ｐロートによるフロー値か１２秒であり、また硬化
後の強度については、−軸圧縮強度１〜２ｋｇ／ｃＭ１
てあり杭に付着しない強度であった。

次に、この充填材（安定処理土）を充填する工法につい
て説明するか、これに先立ち、該充填材の製造手順につ
いて説明すると、第３図に示すように、まず、関東ロー
ム１と水２とを高速回転の解泥ミキサー３にて混合し、
泥水状態にした。なお、この泥水状態にする解泥工程に
おいては、土の粒子を水中に十分に分散させることが必
要であり、その分散性の良否が充填材自身の特性を左右
するため、該解泥工程は極めて重要な工程である。

そして、この解泥工程にて泥水の比重を所望する値に調
整し、次に調整されて得られた泥水を混合ミキサー４に
移し、さらに該ミキサー４に固化材５を所定量投入して
混合した。

次いで、ミキサー４にて得られた安定処理土Ａに、発泡
機６にて起泡させたクリーム状の気泡を所定量混入させ
軽量化安定処理土Ｂを製造した。

このようにして得られた本発明の（請求項２に記載した
）軽量化安定処理土Ｂを、ポンプ７により、上述した集
合住宅８の基礎下の杭頭空洞部および床下部９に圧送充
填した。この場合に、軽量化安定処理土は十分な流動性
を有していることがら、ポンプ７による圧送充填を良好
に行うことができた。

また、施工後、再沈下はほとんどなく、充填した軽量化
安定処理土Ｂについては、１年経過後も人力によるスコ
ップ再掘削が容易であった。

（実施例２）実施例１で製造した軽量化前（気泡混入前）の安定処理
土人を用い、これを第４図に示すように埋設管１０回り
に埋戻し充填した。

その結果、この安定処理土は充填性が良いことから、埋
設管１０回りの狭いところへも十分に行き渡り、欠陥の
ない均質な埋戻し充填を行うことができた。

また、実施例１で製造した軽量化安定処理土Ｂを用い、
上記と同様に埋設管１０回りに埋戻し充填したところ、
同様に欠陥のない均質な埋戻し充填を行うことかでき、
さらに埋設管１ｏに作用する土圧をかなり軽減して、発
生応力を低く抑えることかできた。

また、施工後、充填した安定処理土Ａあるいは軽量化安
定処理土Ｂについては、交通解放後も表面に不陸が発生
することがなく、人力によるスフ。

プ再掘削も容易であった。

（実施例３）実施例１で製造した軽量化前（気泡混入前）の安定処理
土人を用い、これを第５図に示すように擁壁１１の裏込
材として充填した。

その結果、この安定処理土Ａは充填性が良好であること
が確認された。

また、実施例１で製造した軽量化安定処理土Ｂを用い、
上記と同様に擁壁１１の裏込材として充填したところ、
同様に充填性が良好であり、さらに擁壁１１に作用する
土圧をかなり軽減して、発生応力を低（抑えることがで
きた。

また、施工後、充填した安定処理土人あるいは軽量化安
定処理土Ｂについては、交通解放後も表面に不陸が発生
することがなく、人力によるスコップ再掘削も容易であ
った。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、例えば、掘削工事等で発
生した残土のうち従来再利用の難しかった粘性上等を利
用することにより、要求性能にあった性能の充填材（安
定処理土）を提供するとともに、これを用いることによ
って確実かつ有効に埋戻し、裏込、空洞充填および盛土
を行う事が出来るようにしたものである。

すなわち、請求項１記載の安定処理土によれば、高い流
動性を有することから例えばポンプによる圧送が容易に
なるなど充填における作業性がよく、また優れた充填性
を有するとともに、地山並の強度発現性を有し、かつ材
料分離性が極めて小である。さらに、アルカリ性を呈す
るため、鋼管や杭等の鋼材を腐食せず、かえって鋼材を
腐食から保護することができる。また、起泡剤を起泡せ
しめて得られた微細な独立気泡を均質に混入でき、よっ
て高流動性、地山強度相当の強度発現性、均質性すなわ
ち材料不分離性を確保した上で、軽量化を図ることがで
きる。

請求項２記載の安定処理土によれば、気泡混入により軽
量化とともに高い断熱性も付与されることから、床下断
熱材として用いることができ、その場合に、床下からの
熱の拡散を抑制し、保温性を向上させてエネルギーコス
トの低下を図ることができる。

請求項３記載の安定処理土を用いた工法によれば、請求
項１又は２記載の安定処理土を、埋設管設置溝等の管回
りへの埋戻し充填、擁壁、橋台等の裏込充填に用いるこ
とから、充填作業が容易になるとともにその際の材料分
離が小となり、また充填後の安定処理土が鋼管や杭等の
鋼材を腐食せず、鋼材を腐食から保護することができる
。さらに、請求項２記載の安定処理土を用いれば、埋戻
し充填の土庄を軽減でき、よって構造物の安全性の増加
や、地盤の再沈下の抑制および防止、さらには構造物部
材断面の縮小によるコスト低下を図ることができる。

請求項４記載の安定処理土を用いた工法によれば、請求
項１又は２記載の安定処理土を、軟弱地盤上の構造物の
基礎下に生じた空洞部へ充填することから、充填作業が
容易になるとともに、地山並の強度発現を有するなどの
効果を奏し、また請求項２記載の安定処理土を用いれば
、埋戻し充填の土圧を軽減でき、よって構造物の安全性
の増加や、地盤の再沈下の抑制および防止、さらには構
造物部材断面の縮小によるコスト低下を図ることができ
る。

請求項５記載の安定処理土を用いた工法によれば、請求
項１又は２記載の安定処理土を軟弱地盤上への盛土に供
給することから、軟弱地盤への盛土に地山並の強度発現
性を持たせることができ、また請求項２記載の安定処理
土を用いれば、軟弱地盤やこれへの盛土の土圧を軽減で
き、よって滑り破壊の防止や、地盤の沈下の抑制および
防止等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る図であって、第１図
は粘性土として関東ロームを用いた安定処理土の一例に
おける、調整泥水含水比（ＷＡ）と、該安定処理土の充
填時における流動性およびブリージング率との関係を示
すグラフ、第２図は同じく関東ロームを用いた安定処理
土の一例における、調整泥水含水比（ＷＡ）と、該安定
処理土の硬化後の〜軸圧縮強度との関係を示すグラフ、
第３図は軽量化安定処理土の製造プロセス、および該軽
量化安定処理土の、地盤沈下地帯の集合住宅における基
礎下に発生した杭頭空洞部への充填を説明するための図
、第４図は埋設管回りへの充填を説明するための側断面
図、第５図は擁壁裏込部への充填を説明するための側断
面図である。９・・・・・・基礎下の杭頭空洞部および床下部、１０
・・・・・・埋設管、１１・・・・・・擁壁Ａ・・・・・・安定処理土、Ｂ・・・・・軽量化安定処理土。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粒子径７５μｍ未満の細粒分を４０重量％以上含
有する粘性土に、水と固化材とを添加混合して得られる
ことを特徴とする安定処理土。
（２）請求項１記載の安定処理土において、起泡剤が発
泡機により起泡せしめられて生成した微細気泡を含有し
てなることを特徴とする安定処理土。
（３）請求項１又は２記載の安定処理土を、埋設管設置
溝等の管回りへの埋戻し充填、擁壁、橋台等の裏込充填
に用いることを特徴とする安定処理土を用いた工法。
（４）請求項１又は２記載の安定処理土を、軟弱地盤上
の構造物の基礎下に生じた空洞部へ充填することを特徴
とする安定処理土を用いた工法。
（５）請求項１又は２記載の安定処理土を、軟弱地盤上
への盛土に供給することを特徴とする安定処理土を用い
た工法。