CN112513376B - 深层混合处理工法中的w/c的设定方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置，能建成能与所有的地基对应的偏差少的强度和完成品。该W/C的设定方法由第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序构成，该第一工序中求出土中的水量和水泥料浆中的水量的合计水量(Wg)，该第二工序设定前述(Wg)和水泥量(C)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，该第三工序基于前述不同的三个值实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，该第四工序将在前述第三工序中求出的单轴压缩强度在相关图上作成料浆曲线，该第五工序基于前述浆料曲线求出与目标强度对应的(Wg)和(C)的比(Wg/C)，该第六工序根据前述(Wg/C)，决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比。
Description
技术领域
本发明涉及将料浆状的水泥类改良材料注入改良对象土并进行搅拌混合，制造牢固的改良体的深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置。更详细地说，涉及在水泥类深层混合处理工法中，即使在多样化的设计施工条件下也考虑地基特性、材料特性、机械特性，决定用于得到最佳的搅拌混合条件的水泥添加量和水灰比的工艺设计法。
背景技术
水泥类深层混合处理工法是用于主要以柔弱地基为对象，防止构造物等的基础的沉陷、变形的改良工法，其对象土质是强度低的土质到高的土质，另外，含水比从低的地基到高的地基为止范围广，水泥类改良材料使用各种各样的材料，施工机械被各种各样地开发，其结果，直到某种程度为止，能建成良好的改良体。
以往的地基改良，大多是相对于土质性状窄的范围的土壤的改良，但近年来，作为地震·抗震对策、防灾对策被利用的情况多，另外，在能源关联设施等社会资本治理中采用比较高强度的深层混合处理工法的案例增加等，其对象地基、对象构造物也广泛地多样化。
水泥类深层混合处理工法，即使在相同的场所(地基特性)、以相同的水泥类改良材料及添加量(材料特性)、相同的混合处理机(机械特性)浇注深层混合处理桩，强度(质量特性)的偏差也不一样。关于此问题，以往概括地认为“即使是相邻的场所，土质也不均匀”、“不能将水泥类改良材料均匀地注入地基”、“在与施工成本相称地进行均匀的搅拌混合中存在界线”。
地基类型和土的粘稠度特性，能如图2所示的那样分类。但是，水泥类深层混合处理工法工艺设计研究项目，希望如图1所示的那样，不是分别独立地设计研究地基特性、材料特性、机械特性，而是相互关联地设计研究。
即，深层混合处理了的改良土仅通过变动系数、平均强度或搅拌翼的叶片切割次数进行质量管理，一直仅管理改良土的强度的偏差，但土壤的偏差原因的追究不充分，草率地考虑改良土的质量提高。因此，根据通过室内配比试验得到的单轴压缩强度qul和原位置强度(现场稳定处理土的单轴压缩强度)quf的现场强度比qul/quf＝2～4，取在安全侧等进行施工。但是，在所有的地方都使用水泥类深层混合处理工法，随着其设计强度从低的强度到高的强度变得广泛，按照以往的考虑方法变得不能对应，相对于高强度的设计强度也出现了qul/quf大的值，即不能取得安全率的情况。
关于对象地基的多样化，例如，在液状化对策中的地震等级1的对策中，含水比高的松散的砂地基多，但在巨大地震等级2的对策中，N值在15以上、低含水比的硬质砂地基成为对象。但是，在通过疏散的样品进行的室内配比试验中，松散的砂和坚硬的砂都成为相同的对象土。为了仅在通过室内配比试验决定的水泥添加量的条件下，在粘稠度、地基的硬度等不同的条件下的地基中良好地进行搅拌混合并使混合体流动化，还需要进一步追究地基的土质结构和料浆条件(水泥料浆的W/C)的关系。
相对于水泥类深层混合处理工法的设计条件、地基条件的多样化，关于事前调查，在以往的调查项目数量中，数量也有点儿不足，但伴随着处理机的搅拌叶片径的扩大，在水泥类改良材料添加量和强度的关系等以往的仅是室内配比试验的信息中，没有确切地与现场的地基信息一致的情况也多，需要能在原位置发挥更切实的搅拌混合，确立更佳的设计条件，即，依照工艺设计的流程的管理条件。
在以往的水泥类深层混合处理工法的设计中，在由施工方侧提出的实施规划中加入室内配比试验数据，若需要，则实施试验施工，将其结果与监督员、工程发包方侧协商，决定施工规格，但存在其改良桩的质量、总工程量仅评价事后的基于检查钻孔的数据这样的问题。
例如，即使是在多层地基、硬质地基的施工、改良桩长度超过30m长的施工中要求复杂的施工的情况下，也一律相对于代表性地基决定管理规格，在不能与复杂的地基条件对应的不变的状态下进行施工、进行管理。另外，因为工程发包方侧没有进行试验施工，所以对进行改良桩的建成内容的掌握变得草率，存在改良桩的施工的统一的基准值不明确的情况。
在专利文献1中，提出了没有混合不均匀的改良工法。所述改良方法预先测定成为处理对象的原土的自然含水比、塑性界线、液性界线等，根据这些值，在成为流动性的指标的粘稠度指数Ic的值成为Ic≦0的情况下，使奶状改良材料中的水和改良材料的比率为W/C≦1，一面向地下喷射奶状硬化材料，一面进行与原土的混合处理，另外，也提到了成为Ic≧0的情况。
具体地说，提出了图3(a)及图3(b)所示的方法。
在此图3(a)中，为了得到用于得到目标强度160kN/m2的最佳的水泥的添加量，求出了W/C＝70％、90％、110％时的单轴压缩强度和水泥添加量的特性线，从这些特性线算出了用于得到目标强度160kN/m2的最佳的水泥的添加量，所述添加量在W/C＝70％时，是71kg/m3，在W/C＝90％时，是93kg/m3，在W/C＝110％时，是111kg/m3。
同样，在图3(b)中，为了得到用于得到目标强度450kN/m2的最佳的水泥的添加量，求出了W/C＝100％、130％、160％、190％时的单轴压缩强度和水泥添加量的特性线，从这些特性线算出了用于得到目标强度450kN/m2的最佳的水泥的添加量，所述添加量在W/C＝100％时，是107kg/m3，在W/C＝130％时，是115kg/m3，在W/C＝160％时，是125kg/m3。在W/C＝190％时，不能算出。
由于为了得到这些特性线，一般按每1配比·1龄期，作3条试样，所以在图3(a)中，必须作5处×3条×3特性线＝45条试样，进行室内配比试验。
同样，在图3(b)中，必须作3处×3条×4特性线＝36条试样，实施室内配比试验。
非专利文献1的内容的说明。
在非专利文献1中，在P113～P117存在有关“4.3室内配比试验”的记载，记载了提取现场的土在室内添加到水泥中，并与需要相应地添加水和混和剂，由搅拌机将此水泥料浆混揉，充填到模具中，按每1配比·1龄期作3条试样，在养生后进行脱模，实施单轴压缩试验。而且，在配比的栏中，有W/C(％)60～100、稳定材料添加量(kg/m3)80～200的记载，按此配比的每个不同，试样的数量增加，这与图3(a)(b)同样。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-239275号公报
非专利文献
非专利文献1：“港湾·机场中的深层混合处理工法技术手册”，P113～117，2014年10月发行，发行单位：一般财团法人沿岸技术研究中心，TEL(03)6257-3701
发明内容
发明所要解决的课题
在表示专利文献1的工法的图3(a)中，必须作5处×3条×3特性线＝45条试样，进行室内配比试验，同样，在图3(b)中，必须作3处×3条×4特性线＝36条试样，进行室内配比试验。
另外，在非专利文献1的工法中，也是若配比例增加，则用于室内配比试验的试样的数量与之相应地增加。
为了室内配比试验，具有几十kg的样品土的提取(每1个试样为0.5kg)、样品的含水比的调整、与水泥料浆的混揉、样品的向模具的充填、湿润养生、龄期7天、28天或91天后的单轴压缩强度试验这样的作业工序，试样增加，因此，是极其花费工夫的作业。
本发明要解决的第一课题是，确立能建成能与所有的地基对应的偏差少的强度和完成品的深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置。
本发明要解决的第二课题是，提供一种不需要特殊的调查而简单经济地解决第一课题的方法。
为了解决课题的手段
本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合，其特征在于，具备第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序，
该第一工序确认前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二工序任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一工序中求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三工序基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二工序中设定的至少三个值在第三工序中求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五工序根据在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六工序根据在前述第五工序中求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比。
本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，第二工序具备设定在Wg/C＝3±1.0的范围内的第一步骤、设定在Wg/C＝4±1.0的范围内的第二步骤和设定在Wg/C＝6±1.0的范围内的第三步骤的至少三个步骤。
本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，合计水量(Wg)作为改良对象土从塑性状向液状转移的液性界线的水量。
本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，合计水量(Wg)是液性界线的1.0～1.4倍的水量。
本发明的程序是一种用于使计算机执行的程序，其特征在于，该程序包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤，
该第一步骤确认在将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合的水泥类深层混合处理工法中的前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二步骤任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一步骤中求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三步骤基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二步骤中设定的至少三个值在第三步骤中求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五步骤基于在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六步骤根据在前述第五步骤中求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比。
发明的效果
根据第一发明，在深层混合处理工法中的W/C的设定方法中，由于其将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合，其特征在于，具备第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序，
该第一工序确认前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二工序任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一工序中求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三工序基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二工序中设定的至少三个值在第三工序中求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五工序根据在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六工序根据在前述第五工序中求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比，所以即使用于室内配比试验的试样的数量取3条的平均值，也只要9条即可，能简便地进行室内配比试验。另外，能确立建成能与所有的地基对应的偏差少的强度和完成品的深层混合处理工法中的W/C的设定方法。
根据第二发明，由于第二工序具备设定在Wg/C＝3±1.0的范围内的第一步骤、设定在Wg/C＝4±1.0的范围内的第二步骤和设定在Wg/C＝6±1.0的范围内的第三步骤的至少三个步骤，所以能简单地作成改良对象土的固有的料浆曲线。
根据第三发明，由于合计水量(Wg)作为改良对象土从塑性状向液状转移的液性界线的水量，所以能适当地进行改良对象土和水泥类改良材料的混揉。
根据第四发明，由于合计水量(Wg)是液性界线的1.0～1.4倍的水量，所以能与所有的改良对象土对应。
根据第五发明，由于本发明的程序是一种用于使计算机执行的程序，其特征在于，该程序包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤，
该第一步骤确认在将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合的水泥类深层混合处理工法中的前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二步骤任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一步骤中求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三步骤基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二步骤中设定的至少三个值在第三步骤中求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五步骤基于在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六步骤根据在前述第五步骤中求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比，所以可自动地进行料浆曲线的作成和基于此料浆曲线自动地进行与目标强度对应的水泥添加量和水灰比的算出。
附图说明
图1是说明基于本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置的研究项目的说明图。
图2是地基类型和土的粘稠度特性的说明图。
图3的(a)是基于以往的方法的特性线的说明图，(b)是基于以往的方法的不同的例子的特性线的说明图。
图4是表示由基于本发明的方法描绘的料浆曲线的一例的图。
图5是基于以往的方法的特性线的说明图。
图6是以纵轴为单轴压缩强度，以横轴为(Wg/C)时的由基于本发明的方法描绘了在三河地区的砂质土层(As)和粘土层(Ac)的龄期28天的试验桩的强度和其平均强度的料浆曲线图。
图7是根据海底粘土·大阪Ac、海底粘土·东京Ac、海底粘土·熊本Ac的全国土质(海底粘土)的数据，由基于本发明的方法描绘的料浆曲线图。
图8是根据砂质土·东京As、砂质土·千叶As的全国土质(砂质土)的数据，由基于本发明的方法描绘的料浆曲线图。
图9是根据全国土质(淤泥质粘土)的数据，由基于本发明的方法描绘的料浆曲线图。
图10是根据基于全国土质(有机质土)的数据，由基于本发明的方法描绘的料浆曲线图。
图11是基于本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置的实施例1的流程图。
图12是基于本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法及其装置的实施例1的硬件的框图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
本发明的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合，具备第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序，
该第一工序确认前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二工序任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一工序中求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三工序基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二工序中设定的至少三个值在第三工序中求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五工序根据在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六工序根据在前述第五工序中求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比。
第二工序具备设定在Wg/C＝3±1.0的范围内的第一步骤、设定在Wg/C＝4±1.0的范围内的第二步骤和设定在Wg/C＝6±1.0的范围内的第三步骤的至少三个步骤。
合计水量(Wg)作为改良对象土从塑性状向液状转移的液性界线的水量。另外，合计水量(Wg)是液性界线的1.0～1.4倍的水量。
本发明的程序是一种用于使计算机执行的程序，其由第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤构成，
该第一步骤确认在将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合的水泥类深层混合处理工法中的前述改良对象土的自然含水比和单位体积重量，求出将前述土中的水量和前述水泥料浆中的水量相加了的合计水量(Wg)，
该第二步骤任意地设定水泥量(C)的相对于在前述第一步骤求出的合计水量(Wg)的比(Wg/C)的不同的至少三个值，
该第三步骤基于在前述第二工序中设定的不同的三个值，实施室内配比试验，求出各自的单轴压缩强度，
该第四工序将相对于在前述第二步骤设定的至少三个值在第三步骤求出的各自的单轴压缩强度标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五步骤基于在前述第四工序中作成的料浆曲线，求出水泥量(C)的相对于与目标强度对应的合计水量(Wg)的比(Wg/C)，
该第六步骤根据在前述第五步骤求出的水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)决定与目标强度对应的水泥添加量和水灰比。
实施例1
下面，基于附图，说明本发明的实施例1。
图12是表示深层混合处理工法中的W/C的设定装置的框图，成为此装置的基础的是个人电脑(个人计算机)10。在此个人电脑10上经接口20结合输入部23、显示部24和打印机25，另外，进行数据的相对于室内配比试验装置26的输入、输出，进而，经模拟结果存储器21与数据库22结合。
前述个人电脑10具备运算土质调查参数(合计水量等)并判别地基的硬度、有机质土的运算及判别回路11；料浆曲线作成部12；比较判定部13；正式施工的C、W/C的决定部14；状态储存部15；地基特性存储器16；材料特性存储器17；机械特性存储器18和全国·个别料浆曲线作成部19，前述状态储存部15经前述接口20与外部的回路结合。
基于图11，说明本发明的流程。
A1：开始后，在此工序中，从输入部23经接口20向个人电脑10输入下面的信息。
发包人的特殊记录规格书·设计书、建筑物的要求特性、建筑地点的地基信息、用于改良的地基的要求性能设计强度quck、概述地层图等信息、其它的必要信息。
A2：在此工序中，采集用于改良的地基的土，进行土质试验，将湿润密度(ρt)、干燥密度(ρd)、土颗粒的密度(ρs)、自然含水比(Wn)、液性界线(WL)、塑性界线(Wp)、塑性指数(lp)、N值、粒度分布等数据从输入部23输入个人电脑10。
进而，从输入部23经接口20向室内配比试验装置26输送土质试验数据。
在深层混合处理工法的改良地基的设计中，需要构造物整体的稳定计算(外部稳定计算)和在改良体内产生的应力的研究(内部稳定计算)。在研究在改良体内部产生的应力时，需要适当地设定材料强度，设计基准强度以使用了改良对象土的室内配比试验的单轴压缩强度为基础进行了设定。此设计基准强度由施加在作为对象的构造物上的载荷的大小决定。
低强度区域：在河流堤岸的填土、道路填土等施加在改良体上的应力小的构造体的情况下，改良体不需要太大的强度，将龄期28天强度为500～1500KN/m2(平均1000KN/m2)左右的目标强度的情况作为低强度区域。
中强度区域：是护墙的基础等构造物基础所需要的改良体，将龄期28天强度为1500～2500KN/m2左右(平均2000KN/m2)的目标强度的情况作为中强度区域。
高强度区域：在港湾的护岸·岸壁等需要块式、壁式、格子式等高强度的改良体的情况下，将龄期28天强度为2500～3500KN/m2(平均3000KN/m2)左右的目标强度的情况作为高强度区域。
超高强度区域：在建筑领域中的直接基础、抗震强化岸壁及作为液状化对策、等级2的地震对策等需要超高强度的改良体，将龄期28天强度为3500～5000KN/m2(平均4000KN/m2)左右的目标强度的情况作为超高强度区域。
上面的那样的信息也被存储在个人电脑10内。
A3：在此工序中，由运算及判别回路11判断用于改良的地基的土是否为N值＞15(是硬质地基吗)，若为是，则向A10转移，若为否，则向A4转移。
A4：在此工序中，由运算及判别回路11判断用于改良的地基的土是否为pH＜8(是有机质土吗)，若为是，则向A11转移，若为否，则向A5转移。
A5：在此工序中，通过将改良材料混揉到用于改良的地基的土中进行养生，制作9条试样，由前述室内配比试验装置26进行单轴压缩试验。
在此试验中，例如，在设定为W/C＝100％，龄期TC＝28天时，能得到：
在添加量C＝115kg时，强度qu28＝2609kN/m2(3条的平均值)，
在添加量C＝170kg时，强度qu28＝4068kN/m2(3条的平均值)，
在添加量C＝225kg时，强度qu28＝6014kN/m2(3条的平均值)。
A6：在此工序中，基于A5工序的单轴压缩试验结果，作成图4所示的那样的本发明特有的料浆曲线。
以往的特性线，如图5所示，纵轴作为单轴压缩强度，横轴作为水泥类改良材料的添加量。具体地说，
(1)W/C＝100％时的特性线由图5的实线表示。
(2)在W/C＝120％时，能得到：
在添加量C＝115kg时，强度qu28＝2486kN/m2(3条的平均值)，
在添加量C＝170kg时，强度qu28＝3861kN/m2(3条的平均值)，
在添加量C＝225kg时，强度qu28＝5781kN/m2(3条的平均值)，
由此，特性线由图5的虚线表示。
这样，以往按每个不同的W/C的设定，进行单轴压缩试验。
与此相对，在本发明中，纵轴为单轴压缩强度，是相同的，但导入了合计水量(Wg)这样的概念，通过使横轴为合计水量(Wg)/水泥类改良材料C，发现W/C的％(百分比)只要有任意一个数据即可，不限定于W/C的％(百分比)。
详细地说明基于本发明的料浆曲线的作成例。
以在三河神野地区的实证试验中的粘性土(Ac)层的室内配比试验为例进行说明。
对象土的土质如下。
湿润密度ρt＝1.608g/cm3
干燥密度ρd＝1.033g/cm3
土颗粒的密度ρs＝2.671g/cm3
自然含水比Wn＝55.7％
液性界线WL＝54.2％
塑性界线Wp＝36.9％
塑性指数lp＝17.3％
因为是前述湿润密度ρt＝1.608，所以1m3对象土的重量成为1608kg。
因为是对象土的质量1608＝土颗粒Ws+自然含水Ww，
自然含水比＝55.7％，所以成为Ww＝0.557×Ws，
1608＝Ws+0.557Ws
因此，成为土颗粒Ws＝1608/1.557＝1033kg，
成为自然含水Ww＝1608－1033＝575kg。
因为若将改良材料中的水作为Δw，将自然含水Ww与其相加了的合计水量作为Wg，则是
Wg/C＝(Ww+Δw)/C，
所以若在W/C＝100％时，作为Δw＝115kg，C＝115kg，
则能得到Wg/C＝(575+115)/115＝6.0。
此时的单轴压缩强度qu＝2609kN/m2。
将此单轴压缩强度qu＝2609kN/m2和Wg/C＝6.0标绘在图4中。
同样，在W/C＝100％、Δw＝170kg、C＝170kg时，
能得到Wg/C＝(575+170)/170＝4.38。
此时的单轴压缩强度qu＝4068kN/m2。
将此单轴压缩强度qu＝4068kN/m2和Wg/C＝4.38标绘在图4。
同样，在W/C＝100％、添加了Δw＝225kg、C＝225kg时，
能得到Wg/C＝(575+225)/225＝3.55。
此时的单轴压缩强度qu＝6014kN/m2。
将此单轴压缩强度qu＝6014kN/m2和Wg/C＝3.55标绘在图4中。
标绘如上面的那样求出的三点(Wg/C＝6.0，qu＝2609)，(Wg/C＝4.38，qu＝4068)，(Wg/C＝3.55，qu＝6014)，能得到与图4的由实线所示的双曲线相似的料浆曲线A。
顺便说一下，为了得到本发明的料浆曲线，只要有前述室内配比试验的结果(1)或(2)的任意一个数据即可，为了证明不限定于W/C的％(百分比)，尝试作成前述W/C＝120％时的料浆曲线。
因为在W/C＝120％时，是Δw＝115×1.2＝138kg、C＝115kg，
所以能得到Wg/C＝(575+138)/115＝6.2。
此时的单轴压缩强度qu＝2486kN/m2。
在W/C＝120％、添加了Δw＝170×1.2＝204kg、C＝170kg时，
能得到Wg/C＝(575+204)/170＝4.582。
此时的单轴压缩强度qu＝3861kN/m2。
同样，在W/C＝120％、添加了Δw＝225×1.2＝270kg、C＝225kg时，
能得到Wg/C＝(575+270)/225＝3.755。
此时的单轴压缩强度qu＝5781kN/m2。
标绘如上面的那样求出的三点(Wg/C＝6.2，qu＝2486)，(Wg/C＝4.582，qu＝3861)，(Wg/C＝3.755，qu＝5781)，能得到与图4的虚线所示的双曲线相似的料浆曲线B。
如上面的那样求出的料浆曲线A和B成为重叠在同一线上的状态。这种情况即使与W/C＝80％、100％、120％等不同，若是具有相同的特性的对象土，则对预先设定的任意的W/C而言，只要制作水泥的添加量的至少三个不同的试用体，即，为了取平均值而制作各三个共九个试用体，也可以。
任意的W/C中的必要水泥量，能够根据图4所示的本发明的料浆曲线A(或B)由下面的步骤求出。
若作为目标强度，设定了qu＝3000kN/m2，则能从图4的料浆曲线得到Wg/C＝5.4的值。
在这里，若W/C＝100％，将水泥添加量作为C，
则成为Δw＝(W/C)/100×C＝(100)/100×C＝C，
成为Wg/C＝(575+C)/C＝5.4
5.4C－C＝575C＝130.7kg/m3。
此值与从图5的实线的特性线的横轴C求出的130kg/m3一致。
同样，若W/C＝120％，将水泥添加量作为C，
则成为Δw＝(W/C)/100×C＝(120)/100×C＝C，
成为Wg/C＝(575+1.2C)/C＝5.4
5.4C－1.2C＝575C＝136.9kg/m3。
此值与从图5的虚线的特性线的横轴C求出的137kg/m3一致。
如上面的那样，仅由图4的料浆曲线就能得到各种改变了W/C的比例时的水泥添加量。
A7：在此工序中，对A6工序的料浆曲线和由全国·个别料浆曲线作成部19作成的全国·个别料浆曲线进行比较判定。全国·个别料浆曲线，如图6～图10所示，因土质、算出土的地区不同而成为不同的曲线，但判明了能得到具有某种程度的宽度的近似的曲线。详细情况将在后面叙述。
因此，在A7的工序中，判定是否偏离了前述全国·个别料浆曲线。在偏离了的情况下，返回A5的工序，再次确认土质试验数据，再次进行室内配比试验，反复进行A6～A8。
A8：在此工序中，若在前述全国·个别料浆曲线的范围内，在由A1的工序设定的目标强度的范围内，则向下个工序转移。如果A6工序的料浆曲线明显偏离了前述全国·个别料浆曲线，脱离了由A1的工序设定的目标强度的范围，则可以认为在A5的工序中的室内配比试验存在问题，因此，返回A5的工序，再次制作试样，由前述室内配比试验装置26进行单轴压缩试验。
A9：在此工序中，若A8的工序为是，则由个人电脑10的正式施工的C、W/C的决定部14决定正式施工的添加量C和W/C，存储在状态储存部15。被存储在此状态储存部15的数据经接口20由显示部24显示，由打印机25印刷，进而被记录在模拟结果存储器21中，最后被记录在数据库22中。
A10：在此工序中，判断在A3工序中是否为N值＞15(是否是硬质地基)，若为是，则设定掘削旋转轴的叶片切割次数的调整、其它的辅助装置的使用，向前述A9工序输送。
A11：在此工序中，判断在A4工序中是否为pH＜8(是否为有机质土)，为是时，为了确保强度，作为有机质土使用特殊添加剂、特殊水泥，向前述A5工序输送，进行室内配比试验。
A12：在此工序中，将全国的工程中的地基信息、地层信息、室内配比结果等作为数据库存储在数据库22中。
A13：在此工序中，记录基于前述数据库22的数据由基于本发明的方法作成的全国·个别料浆曲线。下面，具体地进行说明。
图6是由纵轴作为单轴压缩强度、横轴作为(Wg/C)时的基于本发明的方法描绘了在三河地区的砂质土层(As)和粘土层(Ac)的龄期28天的试验桩的强度和其平均强度的料浆曲线图。
图6是使用了三河地区试验桩的高炉水泥B种的龄期28天的单轴压缩强度和水泥量(C)的相对于合计水量(Wg)的比(Wg/C)的相关关系。可以看出粘性土和砂质土明显有不同的相关关系。
图7是为了实证本次的发明而统计的使用了海底粘土·大阪Ac、海底粘土·东京Ac、海底粘土·熊本Ac的全国土质(海底粘土)、普通波特兰水泥及高炉水泥B种的龄期28天的单轴压缩强度和(Wg/C)的相关图。
根据图7，可以如下面的那样叙述。
低强度区域 500KN/m2～1500KN/m2：Wg/C＝8.0±2.0
中强度区域 1500KN/m2～2500KN/m2：Wg/C＝5.5±1.5
高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝4.5±1.5
超高强度区域 3500KN/m2～4500KN/m2：Wg/C＝3.5±1.5
海底粘土的Wg/C和龄期28天单轴压缩强度的相关式能由下面的式子表示。
10500(Wg/C)f－1.26≦qu28≦71300(Wg/C)f-1.33
海底粘土的(Wg/C)和龄期28天单轴压缩强度的平均值的相关式能由下面的式子表示。
qu28＝23300(Wg/C)f-1.26
图8是为了实证本次的发明而统计的使用了全国砂质土·东京As·千叶As、普通波特兰水泥及高炉水泥B种的龄期28天的单轴压缩强度和(Wg/C)的相关图。
根据图8，可以如下面的那样叙述。
低强度区域 500KN/m2～1500KN/m2：Wg/C＝4.5±1.5
中强度区域 1500KN/m2～2500KN/m2：Wg/C＝3.5±1.5
高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝3.0±1.5
超高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝2.0±1.0
海底粘土的Wg/C和龄期28天单轴压缩强度的相关式能由下面的式子表示。
qu28≦5700(Wg/C)f-1.10
海底粘土的(Wg/C)和龄期28天单轴压缩强度的平均值的相关式能由下面的式子表示。
qu28＝10800(Wg/C)f-1.14
图9是为实证本次的发明而统计的使用了全国土质(淤泥质粘土)、普通波特兰水泥及高炉水泥B种的龄期28天单轴压缩强度和(Wg/C)的相关图。
根据图9，可以如下面的那样叙述。
低强度区域 500KN/m2～1500KN/m2：Wg/C＝8.0±2.0
中强度区域 1500KN/m2～2500KN/m2：Wg/C＝5.5±1.5
高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝4.5±1.5
超高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝3.5±1.0
淤泥质粘土的Wg/C和龄期28天单轴压缩强度的相关式能由下面的式子表示。
23600(Wg/C)f-1.42≦qu28≦21300(Wg/C)f-0.99
淤泥质粘土的(Wg/C)和龄期28天单轴压缩强度的平均值的相关式能由下面的式子表示。
qu28＝22000(Wg/C)f-1.45
图10是为了实证本次的发明而统计的使用了全国土质(有机质土)、特殊水泥的龄期28天的单轴压缩强度和(Wg/C)的相关图。
根据图10，可以如下面的那样叙述。
低强度区域 500KN/m2～1500KN/m2：Wg/C＝4.0±2.0
中强度区域 1500KN/m2～2500KN/m2：Wg/C＝3.0±1.5
高强度区域 2500KN/m2～3500KN/m2：Wg/C＝2.5±1.5
有机质土的(Wg/C)和龄期28天单轴压缩强度的平均的相关式能由下面的式子表示。
qu28＝19400(Wg/C)f-2.63
符号的说明
10：个人电脑(个人计算机)；11：运算及判别回路；12：料浆曲线作成部；13：比较判定部；14：正式施工的C、W/C的决定部；15：状态储存部；16：地基特性存储器；17：材料特性存储器；18：机械特性存储器；19：全国·个别料浆曲线作成部；20：接口；21：模拟结果存储器；22：数据库；23：输入部；24：显示部；25：打印机；26：室内配比试验装置。
Claims (5)
1.一种深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合，其特征在于，具备第一工序、第二工序、第三工序、第四工序、第五工序和第六工序，
该第一工序采集前述改良对象土，进行土质试验，取得湿润密度(ρt)、干燥密度(ρd)、自然含水比(Wn)、其它土质试验数据，
该第二工序将至少3种配比的水泥料浆分别与前述采集的土进行混揉并进行养生制作试样，由室内配比试验求出单轴压缩强度，该至少3种配比的水泥料浆是作为任意地设定了前述水灰比W/C的一定值使水泥添加量不同的水泥料浆，
该第三工序将基于在前述第一工序中取得的数据进行了运算的前述采集的土的自然含水量(Ww)和在前述第二工序中作成的至少3种配比的水泥料浆中的水的量(Δw)相加，求出至少三个合计水量(Wg)，
该第四工序将在前述第三工序中求出的各自的合计水量(Wg)和前述各自的水泥添加量(C)的比(Wg/C)的各点标绘在横轴上，将与在前述第二工序中得到的各自的水泥添加量(C)对应的单轴压缩强度的各点标绘在纵轴上，将各自的交点标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五工序求出在前述第四工序中作成的料浆曲线的设定在前述纵轴上的与目标强度对应的前述横轴上的合计水量(Wg)和水泥量(C)的比(Wg/C)的值，
该第六工序根据在前述第五工序中求出的与目标强度对应的合计水量(Wg)和水泥量(C)的比(Wg/C)的值运算与目标强度对应的水泥添加量和水灰比(W/C)。
2.如权利要求1所述的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，在前述第二工序之前附加了如下的工序：判断用于改良的地基的土是否是pH＜8，即是否是有机质土，在为是时，为了确保强度，作为有机质土使用特殊添加剂、特殊水泥。
3.如权利要求1或2所述的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，合计水量(Wg)作为改良对象土从塑性状向液状转移的液性界线的水量。
4.如权利要求3所述的深层混合处理工法中的W/C的设定方法，其特征在于，合计水量(Wg)是液性界线的1.0～1.4倍的水量。
5.一种用于使计算机执行的程序，其特征在于，该程序包括第一步骤、第二步骤、第三步骤、第四步骤、第五步骤和第六步骤，
该第一步骤采集将以设定了水和水泥类改良材料的比W/C进行了混合的水泥料浆注入改良对象土并进行搅拌混合的水泥类深层混合处理工法中的前述改良对象土，进行土质试验，取得湿润密度(ρt)、干燥密度(ρd)、自然含水比(Wn)、其它土质试验数据，
该第二步骤将至少3种配比的水泥料浆分别混揉到前述采集的土中进行养生制作试样，由室内配比试验求出单轴压缩强度，该至少3种配比的水泥料浆是作为任意地设定了前述水灰比(W/C)的一定值使水泥添加量不同的水泥料浆，
该第三步骤将基于在前述第一步骤中取得的数据进行了运算的前述采集的土的自然含水量(Ww)和在前述第二步骤中作成的至少3种配比的水泥料浆中的水的量(Δw)相加，求出至少三个合计水量(Wg)，
该第四步骤将在前述第三步骤中求出的各自的合计水量(Wg)和前述各自的水泥添加量(C)的比(Wg/C)的各点标绘在横轴上，将与在前述第二步骤中得到的各自的水泥添加量(C)对应的单轴压缩强度的各点标绘在纵轴上，将各自的交点标绘在相关图上，将这些标绘的点连结，作成该改良对象土固有的料浆曲线，
该第五步骤求出在前述第四步骤中作成的料浆曲线的设定在前述纵轴上的与目标强度对应的前述横轴上的合计水量(Wg)和水泥量(C)的比(Wg/C)的值，
该第六步骤根据在前述第五步骤中求出的与目标强度对应的合计水量(Wg)和水泥量(C)的比(Wg/C)的值运算与目标强度对应的水泥添加量和水灰比(W/C)。
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