JPH0633604B2 - 土砂水中投入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、人工島の造成などに用いられる土砂水中投
入方法、特に曲げ強さおよび引張り強さを増大し、変形
に対する追随性の向上を図った土砂水中投入方法に関す
る。

≪発明の背景≫ 水海底面に人工島の造成を行なう場合には、人工島造成
部分を矢板で囲い、その内部に土砂を水中投入し、内部
水と置き変えることで築造を完成するようにしている。

しかしながら、投入土砂として一般の土砂では、粒子が
水中でバラバラに分離して沈降するため、粗い粒分が先
に沈降して堆積し、細粒分は沈降が遅く水中に懸濁し、
堆積物のうちの上層に多く堆積するために、造成された
人工島地盤は不均質で、しかも細粒分を多く含む部分で
は、含水比が高く、非常に軟弱であるほか、土砂投入時
に水質が著しく汚濁する問題があった。

そこで、本発明者らは先に一般土砂に粘結剤および硬化
剤とを混合してなる土砂組成物を開発した。

この土砂組成物中の粘結剤は土砂粒子間に粘結性を与
え、かつ所定の流動性を確保する。硬化剤は土砂を固結
させるための材料である。

従ってこの土砂組成物を水中に投入した状態ではバラバ
ラに分離することなくほぼ一体となって沈降するため、
均質な状態に堆積し、経時後の水中での水の取り込みも
少ないので密度低下が少ない緻密な状態を維持できる点
がある。

更には前記硬化剤の硬化作用により、投入後該組成物は
所定の強度まで固化し、強固な固結体となる。

≪発明が解決しようとする問題点≫ しかしながら、この固結体は圧縮強さは極めて大きくな
るが、曲げ強さが比較的小さいことが本発明者らによっ
て判明している。

例えば人工島築島工法では第１図（ａ），（ｂ）に示す
ように水域を矢板等により締切りし、該締切り１の内部
に前述の土砂組成物を投入し、固化させてこの固結体２
による人工島を造成する。その後人工島２の内部に基礎
構造物を作るために固結体を鉛直方向に溝状に掘削する
ようにしている。

この場合、該溝３の中に溝壁安定のために入れた泥水は
固結体２を押し広げる方向の圧力を加える。

一方、締切り１の外側の水位は潮の干満などによって変
化する。

満潮時、すなわち締切り１が内側方向に固化体２を押圧
している状態の時は溝３内の泥水の圧力と固結体２とが
バランスしていて溝壁は安定状態にある。

しかしながら、第２図（ａ），（ｂ）に示すように干満
時に外側に水位が低下すると締切り１は外側にたわみ、
この結果固結体２は泥水圧によって大きな曲げ力を受け
る。

従って、このような状態で固結体２の曲げ強さが小さい
と、泥水圧に耐えられなくなり、破壊し、ひび割れを発
生する。この結果溝３内の泥水が外側に逸出して水質を
汚濁し、また溝壁の安定保持が困難となる。

本発明は以上の問題点を解決するもので、この種の土砂
組成物の固結時における曲げ引張り強さを増大させるこ
とによって、前述の溝壁倒壊などの不具合を防止するこ
とを目的とする。

≪問題点を解決するための手段≫ 前記目的を達成するため、この発明は、人工島等の水中
構造物の造成区域を囲い、その内部に土砂を水中投入す
る方法において、前記土砂に粘結剤、硬化剤および繊維
状材料を混合して前記造成区域に投入することを特徴と
する。

≪作 用≫ 固結体内に繊維が多数混入することによって得られるか
らみあい効果によって、繊維の引張り強さに応じて固結
体そのものの引張り強さが大となり、曲げ強さも増大す
ることになる。

≪発明の概要≫ まず、本発明に係る土砂組成物は土砂と該土砂の粒子間
に粘結性を与え、かつ所定の流動性を確保する粘結剤と
粘結剤と土粒子間で硬化しこれを固結させる硬化剤、お
よびその内部に適量の体積比で配合されることにより土
砂組成物の固結後、所定の引張り強さを与える繊維状材
料とからなっている。その際、土砂に含まれる水分量が
所定の流動性を確保するのに十分でない場合、水（海水
でも可）を加える。

前記粘結剤は水溶性天然，半合成ないし合成高分子から
なるもので、一種の糊状物質によって各粒子の分離、並
びに水の取り込みを防ぐ機能を備える。

該粘結剤を具体的に説明すると、水溶性天然高分子とし
ては、各種澱粉，こんにゃく，ふのり，寒天，アルギン
酸ソーダ，トロロアオイ，トラゴントガム，アラビアゴ
ム，デキストリン，レバン，にかわ，ゼラチン，カゼイ
ン，コラーゲンなどである。

水溶性半合成高分子の例としては、ビスコース，メチル
セルロース，エチルセルロース，ヒドロキシエチルセル
ロース，ヒドロキシプロピルメチルセルロース，カルボ
キシメチルセルロース，可溶性澱粉，カルボキシメチル
澱粉，ジアルデヒド澱粉などである。

水溶性合成高分子としては、ポリビニルアルコール，ポ
リアクリル酸ナトリウム，ポリアクリルアミド，ポリエ
チレンオキシドなどである。

前記硬化剤は、投入後の土砂組成物を硬化させ、またそ
の物質を安定させ、圧縮強度を向上させる機能をそなえ
ている。

この硬化剤は、普通ポルトランドセメント，高炉セメン
ト，フライアッシュセメント，その他のセメント材料、
あるいは消石灰などの石灰系材料またはアスファルト系
材料，高炉スラグ系，石炭灰系の材料の中から選ばれた
一種ないしその組合せとなっている。

繊維状材料は以上の土砂，粘結剤および硬化剤により該
組成物が固結した状態でその内部に分散され、からみあ
いの効果によって適度な引張り強度を付与する機能をも
つものである。

より具体的には炭素鋼繊維，ステンレス繊維等の金属繊
維、ガラス繊維，アスペスト繊維，アルミナ繊維などの
無機質材料系の繊維、ビニロン繊維，ポリプロピレン繊
維等の有機質系繊維、あるいは炭素繊維，アラミド繊維
などの強化材料用の繊維などが用いられる。

次に以上の材料の好ましい配合比を説明する。

まず粘結剤および硬化剤の土砂に対する配合割合は、経
済性および効果の達成度合を勘案して重量比で土砂１０
００部に対し粘結剤０．５〜５部、および硬化剤５０〜
３００部が最も好ましい結果を得られている。

次に、繊維材料はその機能から繊維径および繊維長が効
果を達成する上での要素となるが、まず繊維径としては
数μｍ〜数mmであり、繊維長は数mm〜数cmの範囲が好ま
しい。そして、混入量は前述の土砂，粘結剤，硬化剤か
らなる組成物１０００部（体積）当りに５〜５０部の体
積比で混合することが好ましい結果を与えることが判明
している。

以上の繊維材料入り土砂組成物は、第１図に示した人工
島の造成の他に水底の盛土等の種々の用途であって、し
かも造成地盤が引張り強度を特に要求される場合に適し
て用いられる。

≪発明の効果≫ 以上説明したように、本件発明に係る土砂組成物の固結
後は、その打部にからみあった状態で分散配合されてい
る繊維によって固結体そのものには大きな引張り抵抗力
が付加され、例えば、第２図（ａ），（ｂ）に示した如
き溝内泥水圧による曲げ力に充分に絶えうる曲げ強さお
よびを靭性を付与されることになる。

≪実施例≫ 以下の第１表に示す性状の土砂に第２表に示す配合割合
で配合した試料Ａ，Ｂ，Ｃについて、その圧縮強さおよ
び曲げ強さを比較した。

その結果、第３図および第４図のグラフで示す圧縮強さ
および曲げ強さを得られることを確認した。

図において繊維状材料が全くない試料Ａと繊維をそれぞ
れ１部，２部加えた試料Ｂ，Ｃの圧縮強さはほとんど変
わらないが、第４図に示すように繊維の添加量に応じて
曲げ強さおよびたわみ量とも増大することが判明し、靭
性も増大することが確認された。

なお、以上の実施例以外の材料およびその他の配合であ
っても種々の組合せによる実験を繰り返すことにより最
適な材料の組合せおよびその配合を得られることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は人工島を示す平面図および断面
図、第２図（ａ），（ｂ）は同人工島の干潮時における
不具合を説明するための平面図および断面図、第３図，
第４図はこの発明の繊維状材料を加えた場合とそうでな
い場合の圧縮強さおよび曲げ強さを測定した結果を示す
グラフである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−39939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−15119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−145830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−87324（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工島等の水中構造物の造成区域を囲い、
   その内部に土砂を水中投入する方法において、前記土砂
   に粘結剤、硬化剤および繊維状材料を混合して前記造成
   区域に投入することを特徴とする土砂水中投入方法。