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    公开号:WO1988000260A1
    申请号:PCT/JP1987/000425
    申请日:1987-06-25
    公开日:1988-01-14
    发明作者:Toshiro Suzuki
    申请人:Toshiro Suzuki；
    IPC主号:E02D3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 人工地盤造成方法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] この発明はソ ィ ルセメ ン ト等、 土砂または岩石にセメ ン ト系材料を加えた人工地盤材料の調整において、 添加する 水の一部または全部におきかえて氷塊を使用する人工地盤 造成方法に関するもので、 地盤改良、 埋め立て、 路床、 路 盤の造成、 あるいは再掘削を前提とした人工地盤の造成等 に利用する。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 構造物を構築した跡の掘削地盤は、 通常、 埋め戻し、 本 来の地山強度と同等の強度とすることが要求される。 また- 道路、 滑走路等の地盤は、 一般に地山強度より も高い地盤 強度が要求される。 従来、 このよ う な要求に対しては、 掘 削した土砂にセメ ン ト、 石灰、 石こう等のセメ ン ト系材料 を混入した処理土を掘削した地盤内に埋め戻し、 これを展 圧等により締固め、 セメ ン ト系材料の硬化を待ち、 所望の 強度を発現せしめる安定化処理が行なわれている。
    [0007] このような安定化処理において、 掘削土砂に対するセメ ン ト系材料の割合は通常 1 0 %以下で比較的少ない。 また、 セメ ン ト系材料を混入した処理土の強度を高めるには、 そ の混入量に見合った最適含水量となし、 締固める必要があ る。 と こ ろが.土砂は粒度ゃコ ンシステ ンシ一が制約され、 セメ ン ト系材料や水を均一に混合しがたい場合が多く 、 特に小割合量のセメ ン ト系材料や水を均一に混合すること は容易でなかった。
    [0008] 地盤改良に関する閔連技術としては、 例えば日本国特許 公報 （ B 2 ) 昭 5 1 — 3 3 6 6 2号、 日本国特許公報 （ B 2 ) 昭 6 1 — 8 2 1 2号等がある。 前者はへドロ等の軟弱 汚泥物質にセメ ン ト、 山土を加え、 現場に設置した容器で 撹拌混合し、 該処理土により、 所要強度の人工地盤を造成 する方法に閬するもので、 ヘドロ等の処理と地盤改良を同 時に行なう ものである。 また後者は改良予定地盤の地上に 搌削土分離装置、 計量装置、 ミキシング装置を設置し、 前 記地盤に穴を掘削すると共に、 地上に排出された搌削土を 掘削土分離装置で泥水と泥土とに分離し、 この泥土に強化 材を加えて試験練りを行なって所定地盤強度および単位体 積重量を算出し、 泥土および強化材をこの所定地盤強度お よび単位体積重量になるよう計量装置で計量後、 ミキシン グ装置で均一に混合し、 生成した地學強化林を圧送ポンプ によつて先に削孔した穴に均一に充塡するという ものであ る。
    [0009] しかし、 いずれの方法も、 土砂とセメ ン ト系材料、 およ び水を均一に混合することは難しく、 硬化地盤の強度にバ ラツキが生じやすい。 また、 砂利や岩石の舍まれる地盤で は、 これらが分離し、 コンク リー 卜における骨材分離のよ うな現象を起こしやすい。 また、 特に軟弱な粘性土質の場 合、 少量の水ゃセメ ン ト系材料を均一に分散させることは 容易ではない。
    [0010] また、 モルタル類の調合方法、 製造方法に関し、 本発明 者は水に代えて小氷塊を用い、 セメ ン ト、 骨材との混合過 程において、 小氷塊を徐々に融解させることにより、 均質 で、 骨材分離が生じ難く く、 かつヮ一力ピリティ一に優れ た高品質のモルクル、 コ ンク リ ー ト の施工を可能とした （ 国際公開 W 0 8 6ノ 0 0 8 8 4号、 W O 8 7 Z 0 0 1 6 3 号参照） 。 さらに、 日本国特許公報 （ B 2 ) 昭 5 3 — 0 0 5 6 9 4号には粉末状水硬性結合材と破砕した氷または雪 状の水を水の融点以下で、 実質的に乾燥状態で混合し、 所 定の厚さに圧縮した後、 水の融点以上の温度で硬化させる 建築用ボー ドの製造法が開示されており、 また、 硬化過程 において氷の融解を調整するすることにより多孔質のボ一 ドを製造することも示唆されている。
    [0011] こ の発明は地盤改良、 埋め立て等に利用する ソ ィ ルセメ ン ト等、 セメ ン ト系材料を混合した処理土に加える水の一 部または全部を氷塊の形で加え、 固相または表面が融解し て擬似固相の状態にある氷塊の特性を利用して、 均質性の 高い処理土を効率良くつく り、 所望の強度を持った信頼性 の高い人工地盤を低コス トで施工できるようにしたもので ¾>る。
    [0012] 発 明 の 開 示
    [0013] こ の発明の方法においては、 混合装置を用いて掘削土砂 または岩石にセメ ン ト系材料を混合する際に、 処理土の舍 水量が所望の値となるのに必要な水を小氷塊で添加する。 混合の初期の段階では、 添加した小氷塊は面相として、 あ るいは小氷塊の一部が融解しその表面に土砂またはセメ ン ト成分が付着した擬似面相として挙動し、 土砂、 セメ ン ト 系材料および小氷塊は短時間の撹拌手段により容易に巨視 的に均質な系に混合できる。 続いて小氷塊は徐々に融解し， 周囲の土砂、 あるいはセメ ン ト成分を濡して均質な混合系 に移行する。 従来の水を直接添加する場合に比べ、 短時間 の撹拌により、 より均質な処理土をつく ることができる。 この処理方法は添加した小氷塊のすべてが融解し、 均質な 処理土となった後に埋め戻し、 締固める方法に限定される ものではない。 前記した巨視的に均質に分散した系の状態 の処理土を埋め戻してもよい。 埋め戻した後、 徐々に小氷 塊は融解し均質な混合系に移行する。 また、 こうすること により、 混合の過程を短縮し、 かつ乾燥に近い状態で混合 土を埋め戻しできるので作業能率を一層高めることができ る。
    [0014] 土砂または岩石は現場で掘削したものを用い、 処理後、 掘削地盤に埋め戻すようにすれば排土の問題がない。 もち ろん、 埋め立ての場合等、 他所で採取された土砂を運搬し てきて、 使用してもよい。
    [0015] また、 自然舍水量がそれほど多く ない土砂については、 そのままセメ ン ト系材料および小氷塊を添加することがで きるが、 舍水量の多い土砂やあるいは掘削時に泥水を使用 する場合は分離装置によってある程度の水を分離し、 セメ ン ト系材料との撹拌混合時に小氷塊を加える。
    [0016] セメ ン ト系材料としては広く水硬性組成物が使用でき、 最も一般的なものとしてボル ト ラ ン ドセメ ン ト等のセメ ン トの他、 石こう、 石灰、 水ガラス等が利用でき、 土粒子を 結合して、 処理土硬化後の強度を高めることができる。 小氷塊は粒径 3 0讓以下程度のものである。 土砂および 気温が高温の場合は比較的大径のものを、 低温の場合は比 較的小径のものを用いるとよい。 小氷塊の添加量は最適含 水量から土砂の自然舍水量を減じ、 必要に応じ、 例えば締 固めの度合等に応じ若干の水量を加減して設定する。 なお- 埋め戻し、 締固め後の処理土は表面からの乾燥を防止する ために、 必要に応じ適切な処置がとられる。
    [0017] また、 この発明の方法においては、 砂利、 岩石を主とす る掘削物にポル トラ ン ドセメ ン ト等のセメ ン ト系材料およ び比較的大径の氷塊を混合したものを打設し、 凝固を開始 させることにより、 高水セメ ン ト比の混合物であっても、 氷塊は固体として挙動し、 打設時の流動性が低く、 打設空 間に疎に充塡することができる。 混合物の凝固の進行とと もに徐々に氷塊は融解し、 周囲の混合物中に移行し氷塊の 融解あとには空隙が形成される。 この結果、 高水セメ ン ト 比の混合物から多数の空隙が存在する疎の硬化物、 すなわ ち低強度の硬化物をつく ることができる。
    [0018] 例えば、 地下数 1 0 0 mの深さの廃坑となった立坑に、 比較的大柽の氷塊が混在する処理土を注入、 打設すると、 氷塊は徐々に融解し、 融解のあとが空隙として残った硬化 物が形成される。 また、 氷塊は固体として挙動するので水 セメ ン ト比が比較的高く ても、 流動性が低く、 坑内に疎に 充塡できるので、 氷塊融解あとの空隙とともに、 比較的低 強度の硬化物を形成するのに寄与する。 製造する硬化物の 空隙は、 氷塊の量、 大きさ、 あるいは処理土の流動性、 充 塡手段等の条件により定まる。 従って、 水セメ ン ト比、 お よび空隙の割合を調整し、 例えば廃坑の崩壊が防止でき、 かつ再掘削が容易である程度の調整された強度の硬化物を 製造できる。
    [0019] この場合、 用いる氷塊は比較的大径のものであり、 具体 的数値を挙げるならば 1 0讓〜 1 0 0 mmが好適に用いられ る範囲である。 周囲の環境温度が高い場合は大径側に、 低 い場合は小径側にシフ トさせるとよい。
    [0020] また、 メチルセルロース等の增拈効果がある物質を混合 物に混入、 あるいは氷塊に溶解混入せしめておく と、 混合 物の流動性を低下させ、 疎に打設する上で有利である。
    [0021] 発明を実施するための最良の形態
    [0022] 大型構造物基礎部の軟弱地盤 （粘性土で、 一軸圧縮強度 が例えば 1. 0 kg / c 以下程度の場合を想定） について、 現 場の掘削土砂にポルトラン ドセメ ン トを加えて、 一軸圧縮 強度が 1 0. 0 kg/ctf程度のソィルセメ ン トによる改良地盤 を造成する場合について説明する。 ソィルセメ ン トの配合設計は従来公知の方法をそのまま 適用することができ、 例えば次のようにして行なう。
    [0023] i ) 掘削土砂のサ ンブルについて含水比、 粒度分布、 コ ン システ ンシーを調べる。
    [0024] ϋ ) 対象土にセメ ン トをそれぞれ 2 , 4 , 6 , 8 , 1 0 %の割合で 加えて、 締固め、 貫入試験等により最適含水比、 最大乾 燥密度を求める。
    [0025] iii ) 最適舍水比で締固めた各セメ ン ト量の供試体について、 硬化後、 一軸圧縮試験を行ない、 セメ ン ト量と強度の関 係をグラ フに表わす。
    [0026] iv ) グラフより一軸圧縮強度 1 0. 0 kg Z oiiとなるセメ ン ト 量を決定する。
    [0027] 掘削において泥水を使用する場合、 あるいは自然舍水比 が非常に高い場合は泥水等を分離したものについて試験を 行なう。 また試験練りにおいて、 添加する水を小氷塊にお きかえることにより、 この発明の方法により近い条件での 試験を行なう ことがてきる。
    [0028] 一般に、 現場において混合されたソィルセメ ン トの強度 は、 実験室で混合されたものに比べ小さ く、 6 0〜8 0 % 程度と考えられている。 しかし、 氷塊を用いるこの発明の 方法によれば、 比較的粒径の大きい土砂成分の分離が抑制 され、 また氷塊自体には水のような流動性がなく、 粘性土、 砂質土に関係な く、 均一な混合が図れるため、 強度の低下 傾向は小さいと考えられる。 次に、 上述のようにして添加セメ ン ト量の割合、 最適含 水比を決定した後の現場施工について述べる。
    [0029] まず、 大口径掘削機あるいはショ ベル等により、 軟弱地 盤を所定深さまで掘削し、 地上で搌削用の泥水あるいは土 砂に含まれる過剰な水分を分離する。 分離後の土砂は計量 後、 ミキシ ング装置へ送り、 所定量のセメ ン ト、 氷塊と撹 拌混合する。
    [0030] 氷塊の大きさは施工規模、 施工に要する時間や外気温等 に応じて適宜選択するものとし、 施工規模が比較的小さ く 気温も低い状態では直径が数譲程度までの小径の氷、 場合 によつては雪等を使用し、 規模が大き く、 また気温も高い 状態では粒径が 3 0 mm程度までの氷塊を使用することも考 えられる。
    [0031] ミキシング装置で混合された処理土はタンクに移され、 ポンプで掘削地盤内へ送り込み埋め戻される。
    [0032] 埋め戻された処理土中のセメ ン ト成分の水和反応により 硬化した処理土は強度を発揮し、 地盤改良が完了する。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 掘削した土砂または岩石とセメ ン ト系材料に所定量の 水を加えて撹拌混合した処理土を打設し、 または埋め戻 して硬化させる人工地盤の造成方法において、 添加を必 要とする水の一部または全部を小氷塊におきかえて撹拌 混合した処理土を用いることを特徴とする人工地盤造成 方法。
    2. 土砂または岩石は人工地盤造成現場で掘削したもので ある請求の範囲第 1項記載の人工地盤造成方法。
    3. 土砂または岩石は他所で掘削し、 運搬してきたもので ある請求の範囲第 1項記載の人工地盤造成方法。
    4. 土砂または岩石は掘削した状態のまま使用する請求の 範囲第 1項記載の人工地盤造成方法。
    5. セメ ン ト系材料を加える土砂は土砂に舍まれる水量の 一部または掘削時に使用される泥水を分離して使用する 請求の範囲第 1項記載の人工地盤造成方法。
    6. セメ ン ト系材料はポル ト ラ ン ドセメ ン トである請求の 範囲第 1項記載の人工地盤造成方法。
    7. ポル ト ラ ン ドセメ ン ト は重量比で 2 〜 1 0 %添加する 請求の範囲第 6項記載の人工地盤造成方法。
    8. セメ ン ト系材料は石こうである請求の範囲第 1項記載 の人工地盤造成方法。
    9. セメ ン ト系材料は石灰である請求の範囲第 1項記載の 人工地盤造成方法。
    0. セメ ン ト系材料は水ガラスである請求の範囲第 1項記 載の人工地盤造成方法。
    1. 小氷塊は粒径が 3 0 以下である請求の範囲第 1項記 載の人工地盤造成方法。
    2. 掘削した土砂または岩石とセメ ン ト系材料に所定量の 水を加えて撹拌混合した処理土を埋め戻して硬化させる 人工地盤の造成方法において、 添加を必要とする水の一 部または全部を粒径 1 0 讓〜 1 0 O mmの氷塊におきかえ て撹拌混合し、 該氷塊の混在下で処理土を埋め戻し、 凝 固を開始せしめることにより空隙率の高い硬化地盤を形 成することを特徴とする人工地盤造成方法。
    3. セメ ン ト系材料ばポル ト ラ ン ドセメ ン トである請求の 範囲第 1 2項記載の人工地盤造成方法。
    类似技术:
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    公开号 | 公开日
    CA1274977A|1990-10-09|
    AU7582187A|1988-01-29|
    US4940366A|1990-07-10|
    CA1274977A1||
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-01-14| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU JP KR SU US |
    1988-01-14| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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