JPH05272168A - 地中構造体の造成方法および管体の敷設方法 - Google Patents

地中構造体の造成方法および管体の敷設方法

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JPH05272168A
JPH05272168A JP4070482A JP7048292A JPH05272168A JP H05272168 A JPH05272168 A JP H05272168A JP 4070482 A JP4070482 A JP 4070482A JP 7048292 A JP7048292 A JP 7048292A JP H05272168 A JPH05272168 A JP H05272168A
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Sewage (AREA)
  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】汚泥を発生させないで、泥水固化法により管体
を敷設する。 【構成】管体敷設のための溝Sの形成範囲の上部部分を
含む地盤浅層範囲Mを先行掘削し、この掘削土砂につい
てはそのまま排土処理する。残部の溝S形成範囲を地盤
攪拌するとともに固化剤の投入により自硬性泥水状態と
して管体1の沈設を行い、その後自硬性泥水の自然硬化
により管体1の固定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に汚泥を発生させな
いで、地中構造体の造成する方法および管体を埋設する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在多用されている地盤改良工法の一つ
に、地盤内を強制攪拌するとともに、セメントミルク、
石灰スラリー、セメント系固化剤等を混入して地盤内に
改良体(構造体)を造成して地盤の強化を図る工法が存
在する。一方、管体を地中に敷設する場合、従来オープ
ンカット方式、押管方式、シールド方式等の方法が採用
されてきたが、地盤条件が悪い場合には、止水、土留め
のための補助工法を用いなければならず、工事費が増大
するとともに、施工が煩雑になり工期延長の要因となっ
ていた。そこで、近年、泥水固化法が開発され、補助工
法(土留め壁、地盤改良等)を省略し得るに到った。こ
の泥水固化方法は、一般に下水管、止水管等の管体を地
中に敷設するに際し、ベントナイト泥水等の安定液中に
管体を埋設し、泥水の固化を待って管体を固定するもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現在、前記地盤改良工
法および管体泥水固化方法において発生する余剰汚泥に
ついては、産業廃棄物としての処理がなされているが、
廃棄処理場所の確保、地方自治体による産業廃棄物処理
規制の強化等により、その処理自体が問題となってい
る。また、埋立処理をするにも、埋立基準を満足するた
めに、含水率の低下のための脱水処理、固化材混入によ
る固化処理、必要に応じpH調整のための中和処理等各
種の処理を必要とし、実際の施工設備の他に、汚泥処理
設備が必要になるとともに、その処理にも多くの手間と
時間を要していた。
【0004】そこで、本発明の主たる課題は、地盤内に
構造体を造成したり、管体を敷設したりする場合に、特
に汚泥を発生させないで行う方法を提供するものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題は、地盤内に構
造体を造成するに当り、予め、後の地盤攪拌の際の固化
剤投入による実質的体積の増量分に相当する、前記構造
体造成範囲の上部部分または構造体造成範囲の上部部分
を含む地盤浅層範囲について先行掘削を行い、続いて残
部の構造体造成範囲について固化剤の投入とともに地盤
攪拌を行い、前記構造体造成範囲を自硬性泥水で充満
し、その後前記自硬性泥水の硬化により地中構造体を造
成することで解決できる。管体を敷設する場合には、地
盤内に管体敷設のための溝を形成するに当り、予め、後
の地盤攪拌の際の固化剤投入および管体沈設による実質
的体積の増量分に相当する、前記溝形成範囲の上部部分
または溝形成範囲の上部部分を含む地盤浅層範囲につい
て先行掘削を行い、続いて残部の溝形成範囲について固
化剤の投入とともに地盤攪拌を行い、前記溝を流動性に
富んだ自硬性泥水状態とした後、管体の沈設を行い、そ
の後前記自硬性泥水の硬化を待って管体の固定を行うも
のである。
【0006】
【作用】本発明法に係る地中構造体の造成方法の場合に
は、予め、後の地盤攪拌の際に投入される固化剤使用量
と等価の空間を先行掘削により地盤浅層範囲に形成した
後、地盤攪拌とともに固化剤の投入を行う。したがっ
て、前記先行掘削された土砂については、含水比がそれ
ほど高くなく、また固化剤が混入していないため、通常
の残土処理に従って処理することができるとともに、固
化剤投入による地盤攪拌によって液位の上昇があって
も、地盤面よりオーバーフローしないため、この段階で
も余剰汚泥が発生することがない。なお、ここで、前記
地中構造体には、地盤改良体、地中壁体、止水壁体等の
構造体が含まれる。
【0007】一方、従来一般の管体の泥水固化方法の場
合には、ベントナイト泥水、専用安定液または自硬性安
定液等の安定液の液面を地表面に維持し、開削溝の壁面
の安定を図りながら、バックホーなどによりトレンチ掘
削を行っていたため、開削溝形成範囲より掘り出される
土砂は、全て安定液を含み、産業廃棄物としての処理が
必要となっていた。
【0008】これに対して、本願発明は、管体の沈設工
程に伴い発生が予測される溢流汚泥量、つまり固化剤投
入および管体の沈設に伴う実質的な体積増量に見合う分
の余裕空間を、予め先行掘削により前記溝部内またはそ
れを含んで地盤浅層範囲に形成するため、先行掘削によ
り掘り出された土砂については、前述地中構造体の造成
の場合と同様に通常の残土処理に従って処理することが
できるようになる。また、残部の溝形成範囲は、トレン
チ掘削によることなく、地盤攪拌とともに固化剤の投入
により、溝形成範囲の土砂を自硬性泥水として使用す
る。したがって、予め溝上部に形成した余裕空間によ
り、前記固化剤の投入および管体の沈設に伴う液位の上
昇があっても、地盤面よりオーバーフローすることなく
きっちりと地盤面以内に収まり固化するため、この段階
でも汚泥が発生しない。かくして本発明法においては、
汚泥を発生させないで(掘削土砂は発生する)、地中構
造体を造成すること、および管体を敷設することが可能
となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。先
ず最初に、一般的な泥水固化による管体敷設方法につい
て、図3および図4に基づき詳説する。図3(a)にお
いて、地盤に対する溝10の形成に際しては、ガイドウ
ォール13を溝の肩部に布設して、掘削に対する定規、
雨水等の流入防止等を図るとともに、壁面の崩壊や肌落
ちの防止のためにスラリー11(壁面安定液または自硬
性安定液)で溝内を満たしながら、バックホー12によ
りトレンチ(溝掘り)掘削を行う。トレンチ掘削が完了
したならば、溝10に横架された梁16上に管体13を
載置するとともに、隣接する管体同士の接合を行う。な
お、ここで、管体を一本ずつ沈設するか、本実施例のよ
うに、複数本を予め接続してブロック単位で沈降させる
かは任意に選択し得る。次に図3(c)に示されるよう
に、吊り架構15を設け、チェーンブロック14によ
り、管体13を溝10内のスラリー11中に沈降させ
て、図3(d)に示されるように、梁16から吊り下ろ
された調整吊りワイヤー18により、吊り持ち状態で保
持する。そして、図4に示されるように、レベル等に用
いて、管体13の沈埋精度の微調整を行った後、前記ス
ラリー11として壁面安定剤を使用した場合には固化剤
の投入により、また自硬性安定液を使用した場合にはそ
の硬化により、管体13がスラリー11中に固定され
る。
【0010】前述、一般的な泥水固化方法においては、
トレンチ掘削の当初より、スラリー11を用いながらの
掘削であるため、掘削された土砂(汚泥)は、当然に含
水比が高く、かつ安定剤等が混入したものとなってい
る。そこで、本発明においては、汚泥を発生させないよ
うにするため、前述の従来法と比較すると、予め固化材
添加量に相当する泥水量および管沈設に伴う沈設管体積
分の汚泥量に相当する分の余裕空間を前記溝部に形成す
る点、および残部の溝形成部分については固化剤添加に
よる地盤攪拌により自硬性泥水として使用する点におい
て、特に相違するものである。以下、本発明法を具体例
に基づき施工手順とともに、数値を追いながら説明す
る。たとえば、図1に示されるように、管体1の敷設に
当たって地盤内に幅1.0m×深度4.0mの溝Sを形成するに
際し、本発明においては、溝Sの形成範囲の上部を含
む、幅1.8m×深度1.1mの地盤浅層部分Mについて、図2
(a)に示されるように、バックホー4により先行掘削
を行う。前記M範囲の決定に当たっては、計算により算
出した固化材添加による泥水体積の増量分および管沈設
に伴う泥水体積の増量分の合計体積とする。該地盤浅層
部分Mから掘り出された掘削土砂については、含水比が
それほど高くなく、また固化剤が混入していないため、
通常の残土処理に従ってそのまま排土処理を行う。そし
て、残部の溝形成範囲について、図2(b)に示される
ように、水で飽和された地盤を固化剤投入とともに攪拌
を行い、自硬性泥水状態として溝Sを形成する。この段
階で、前記固化剤投入による液位の上昇量は次式の手順
に従って求められる。なお、使用セメント量は250kg
/m3 、水セメント比(w/c)は230%とする。 固化剤投入による体積増量P=攪拌範囲の溝断面積×単
位延長×q−− ここに、q;対象土1m3当りの投入固化剤量であり、下
式により求められる。 q=C/Cr +C・w/c −−−−−−−−−−− ここに、C;固化剤量(ton/m3) 、Cr ;固化剤の真比
重、w/c;水セメント比である。したがって、 体積増量P=(1.0 ×2.9 ×1.0)×(0.25/3.15+0.25×
2.3)=1.90(m3/m)− 使用セメント量=(1.0 ×2.9 ×1.0)×0.25=0.73(t)
となる。 したがって、液位の上昇量は、 1.98/1.80=1.10m とな
り、この状態で地盤面からの下がりδ1 は0.05m とな
る。
【0011】その後、図2(c)に示されるように、外
径316 mmの管体1を沈設すると、この沈設に伴う液位の
上昇量;(0.3162 ×π/4×1.0 )/1.8=0.044m(<δ
1 =0.05m )であり、前記δ1 (=0.05m )以内である
から、地盤面よりオーバーフローすることなく、つまり
汚泥が発生することなく管体の沈設が行われる。沈設さ
れた管体1については、自硬性泥水の硬化を待って固定
がなされる。
【0012】以上の具体例で明らかになるように、従来
のトレンチ掘削による汚泥処理による場合には、約5.0m
3/m (1.0m ×4.0m×1.2)の汚泥の搬出が必要であったの
に対して、本発明法によれば、約半分以下の2m3/mの土
砂搬出で済むようになる。また、当然に、先行排土した
土量に対する固化剤の添加がなくなるため、その分固化
剤の使用量を低減でき経済的となる。
【0013】前記固化剤としては、高炉セメント系固化
剤または普通ポルトランドセメント系固化剤等の固化剤
が好適に使用され、また必要に応じて硬化時間の調整の
ために遅延剤が用いられる。また、近年開発され、実用
化されている超遅硬性セメントなども好適に用いること
ができる。
【0014】なお、管体の沈設に当り、従来公知の泥水
固化法においては、使用するスラリー(ベントナイト泥
水または専用安定液等)の比重は、1.15〜1.25
程度で、ベーン値も比較的小さいため、管体にウエイト
を装着し管内に注水する程度で容易に沈降させることが
可能であるが、本発明法の場合には、地盤攪拌により自
硬性泥水を形成するため、対象土、固化剤配合量、投入
量にもよるが概ね1.30〜1.45程度の比重とな
り、その管沈降の難易が問題となる。しかし、本発明者
等による実験等によれば、十分に沈降可能であり問題の
ないことが判明している。なお、さらにエアリフト管を
用いてスラリーの循環流により管の沈降力を増すことも
任意に可能である。
【0015】以上、管体の泥水固化法による敷設方法に
ついて詳述したが、この方法は、そのまま地中構造体の
造成に適用することができる。すなわち、前記管体敷設
方法の最終工程である管体沈設を行わないで、地盤攪拌
領域をそのまま自然に硬化させると、汚泥を発生させな
いで該領域に構造体を造成することができる。
【0016】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、汚
泥を発生させることなく、かつ固化剤使用量の低減を図
りつつ、地中構造体を造成すること、または泥水固化法
による管体敷設が可能となる。その結果、施工者は各種
処理規制に煩わされることがなくなるとともに、社会環
境的にも環境汚染を生ずることがなくなる。また、施工
に際しても、産業廃棄物としての処理が不要となり施工
が効率化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る管体敷設方法を説明するための図
である。
【図2】本発明に係る管体敷設方法の施工手順を示す図
である。
【図3】従来の管体沈設による敷設方法の手順を示す図
である。
【図4】従来の管体沈設による敷設方法の最終段階図で
ある。
【符号の説明】
S…溝、M…先行掘削範囲、1…管体、2…スラリー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地盤内に構造体を造成するに当り、予め、
    後の地盤攪拌の際の固化剤投入による実質的体積の増量
    分に相当する、前記構造体造成範囲の上部部分または構
    造体造成範囲の上部部分を含む地盤浅層範囲について先
    行掘削を行い、続いて残部の構造体造成範囲について固
    化剤の投入とともに地盤攪拌を行い、前記構造体造成範
    囲を自硬性泥水で充満し、その後前記自硬性泥水の硬化
    により地中構造体を造成することを特徴とする地中構造
    体の造成方法。
  2. 【請求項2】地盤内に管体敷設のための溝を形成するに
    当り、予め、後の地盤攪拌の際の固化剤投入および管体
    沈設による実質的体積の増量分に相当する、前記溝形成
    範囲の上部部分または溝形成範囲の上部部分を含む地盤
    浅層範囲について先行掘削を行い、続いて残部の溝形成
    範囲について固化剤の投入とともに地盤攪拌を行い、前
    記溝を流動性に富んだ自硬性泥水状態とした後、管体の
    沈設を行い、その後前記自硬性泥水の硬化を待って管体
    の固定を行うことを特徴とする管体の敷設方法。
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