JP2002309615A

JP2002309615A - 掘削土処理方法及び掘削土処理装置

Info

Publication number: JP2002309615A
Application number: JP2001111933A
Authority: JP
Inventors: Susumu Tokunaga; 進徳永; Katsuhiro Nagura; 克博名倉; Yutaka Shinoda; 豊信太; Seiji Shinoda; 清路信太
Original assignee: Shinroku Seiki KK; Tone KK
Current assignee: Shinroku Seiki KK; Tone KK
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】スラリー状にした掘削土の細粒分と粗粒分の分
離が生じないようにし、流動化させた掘削土を貯留する
と共に、均質な泥土モルタルが得られるようにする。【解決手段】掘削土中の粘土、シルトなどの塊を解砕・
解膠機１で解砕・解膠し、分級機２によって細粒分と粗
粒分に分離する。細粒分と水を混合してスラリー状と
し、粗粒分は土粒子のまま貯留する。スラリー状の細粒
分と粗粒分を適宜割合で混合してスラリーの比重を設計
値に調整し、更にセメントを加えてミキサー７で撹拌混
合し泥土モルタルを製造し、これを裏込め材や充填材と
して有効利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設現場において
発生した掘削土を有効利用するための処理方法であり、
処理した掘削土を、埋め戻し、裏込め、空洞部への充填
物として有効利用できるようにするものであると共に、
所定の強度の泥土モルタルを安定的に製造できるように
するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設工事で発生する掘削土を有効利用す
る方法として図４に示すように、作業性、及び流動性を
得るために掘削土に水を加え、更にセメント等の固化剤
を加えて強度を調整して泥土モルタルを製造して埋め戻
し等に利用することがおこなわれている（特開昭６３−
２３３１１５号公報）。また、図５の流れ図に示すよう
にベントナイト泥水を掘削土に混合して粗粒分の間に介
在させ、流動状の泥土モルタルとする方法が開示されて
いる（特許第２７２８８４６号公報）。特許第２８３４
４１２号には、掘削土砂に水を加えて混練りして粘性を
低下させ、土塊、玉石等を分離して均質化した土砂スラ
リーとセメントを混合して泥土モルタルを製造すること
が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】掘削土は、その発生場
所によって土質が様々であり、性質が一定せず安定しな
いので、セメントを添加して製造した泥土モルタルの強
度にバラツキが生じ、十分な強度が得られなかったり、
必要以上に強度が発現して撤去等に手間取り、後工程に
支障を与えることがあった。そのため、特許第２７２８
８４６号では、細粒分を多く含む比重を調整した泥水を
掘削土に加えて品質を安定させることが提案されてい
る。

【０００４】また、掘削土に小土塊が混入していると、
小土塊は簡単に潰れるので骨材として機能せず、泥土モ
ルタルは小土塊部分から破壊する場合があった。また、
泥水工法による掘削土はベントナイト被膜が土粒子表面
に形成されて集塊となり、振動篩を通過せずに廃棄され
ており、廃棄物量が増大するという問題があった。

【０００５】また、従来方法による流動化された掘削土
は、一定粒度以下の土粒子を利用するため、放置すると
粗粒分と細粒分が分離して場所によって比重が大幅に変
動するため均一な泥土モルタルが得られず、流動化した
掘削土を長い時間貯留することができず、流動化後は短
時間のうちに使用するか、強制的に撹拌混合をしなけれ
ばならなかった。そこで、本発明は、流動化させた掘削
土の細粒分と粗粒分の分離が生じないようにすると共に
流動化させた掘削土を貯留することができるようにする
ものである。また、泥土モルタルの強度が掘削土の性状
によって大きく変動するので、所望の強度の泥土モルタ
ルが得られるようにすることである。更に、所望の強度
の泥土モルタルを得るためには、セメント量に対して一
定量の土量が必要であるとの知見から、一定量の土量を
泥土モルタルに混合するための掘削土の比重を現場で簡
単に測定できるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】掘削土を解砕及び解膠し
細粒分と粗粒分に分級し、スラリー状とした細粒分と粗
粒分に分離することにより、流動化した掘削土の分離と
いう問題を解決した。また、流動化した掘削土の細粒分
は粗粒分を含まないので分離せずに一定の比重が保持さ
れ、安定した泥土モルタルを製造することが可能であ
る。スラリー状の細粒分と、粗粒分を適宜の割合で混合
することによって所望の比重の土砂スラリーが得られる
ようにした。具体的には、比重を計測した細粒分スラリ
ーに粗粒分を加えて全体の比重及び粗粒分の比重を求
め、所望のスラリー比重にするために追加する細粒分ス
ラリーと粗粒分の混合比を求めるというものである。

【０００７】細粒分と粗粒分の区分は、掘削土の性状に
よって変動するものであって土砂の粒径による絶対的区
分を意味するものでない。細粒分のスラリーの比重が大
きくなる場合は大きな土粒子が含まれていても細粒分と
粗粒分が分離せず均一に保つことが可能であるので細粒
分に大きな粒径の土砂まで含ませることができるため、
区分値は大きくすることができる。

【０００８】標準的な区分は、土粒子の粒径２ｍｍ未満
が細粒分であり、２ｍｍ〜１３ｍｍのものが粗粒分であ
る。１３ｍｍを超えるものは、分級する際に除去して使
用しない。細粒分と粗粒分の区分は現場の掘削土の特性
を調査して決め得るものであると共に、粗粒分の上限値
も変動するものである。前記の標準区分に準ずるものと
して５ｍｍを細粒分と粗粒分の区分とする場合もある。

【０００９】図６に示すように、掘削土を利用した泥土
モルタルの強度は、セメント量を一定とした場合、泥土
モルタルに混合する土砂スラリーの比重に比例する。し
かし、掘削土の性状は現場によって大きく変動するもの
であるから、掘削土を単にスラリー化すると、粗粒分が
時間の経過と共に沈降し、タンクから吸泥ポンプでミキ
サーに投入すると、吸い込み口の位置によってスラリー
の濃度が大きく変動し、予定する比重のものが得られな
い。そこで、掘削土を細粒分と粗粒分に分け、細粒分は
スラリーとして貯留して材料分離が起きないようにし、
これに水を加えて一定比重とし、更に、粗粒分を加えて
掘削土スラリーの比重を設計値に調整するのである。

【００１０】スラリーの比重は容易に計測することがで
きるので、レベル計と重量計を備えた計量槽で細粒分ス
ラリーの比重を計測し、所定量の細粒分スラリーに粗粒
分を追加して所定量として混合スラリーの比重を計測
し、そこから粗粒分の比重を計算で求め、泥土モルタル
に混合する土砂スラリーの設計値の比重とするために加
える細粒分と粗粒分の量、または水の量を求め、泥土モ
ルタルの製造を効率化するものである。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、本発明の処理装置は解砕
・解膠機１、振動スクリーンからなる掘削土を粒径によ
って細粒分と粗粒分に分類する分級機２、分級された細
粒分をスラリーとして貯留する細粒槽３、粗粒分を貯留
する粗粒槽４、土砂スラリーの比重を所定の値に調整す
る計量槽５、及びセメント等の固結剤と土砂スラリーを
混合するミキサー７から構成されている。

【００１２】図２に掘削土の処理手順を示す。根切工事
などで発生した掘削土は締め固められた粘土質や集塊化
した土が含まれているので、水を加えながら解砕・解膠
機１に投入し、集塊を土粒子状態にする。解砕・解膠機
１は、ドラム１０内に偏心ドラム１１が設けてあり、そ
の表面には歯１２が形成してある。投入された掘削土は
偏心ドラム１１の歯１２の解砕作用と共に偏心回転によ
って圧力が加えられるのですりつぶし作用や、もみすり
作用によって解膠される。また、泥水工法による掘削土
表面に形成されたベントナイト被膜が剥離される。

【００１３】解砕・解膠した掘削土を次に分級機２（ス
クリーン）に投入し、（２〜１３ｍｍ）の粗粒分と２ｍ
ｍ未満の細粒分に分級し、１３ｍｍを超えるものは再解
膠するか、廃棄残土として処分する。細粒分を細粒槽３
に落とし込み、更に水を加えて一定の比重（ρｓ１）と
し、撹拌機アジテータ３１で撹拌してスラリーとする。
細粒分は、アジテータ３１により水中に分散して沈澱す
ることがなくスラリー状態のまま貯留することが可能で
ある。粗粒分は粗粒槽４に落とし込まれ貯蔵される。

【００１４】泥土モルタルを製造する場合は、図３に示
すように細粒槽３より一定比重（ρｓ１）に調整した細
粒分スラリーを流量計５３で一定量を計測して計量槽５
に送り込む。なお、細粒分スラリー量はレベル１以下と
なる量とする。次に、粗粒分を計量槽５のレベル１に達
するまで投入する。粗粒分の投入によりスラリーがレベ
ル１に達するとレベル計５１の検知信号によって供給が
停止され、レベル１における重量を重量計５２で測定
し、その値は制御装置６に記憶する。計量槽５内の土砂
スラリーの体積及び重量、細粒分スラリーの体積、重
量、及び比重（ρｓ１）が既知であるので、制御装置６
によって粗粒分の比重（ρｓ２）を求め、この値は記憶
される。

【００１５】泥土モルタルの強度は、図６にあるように
土砂スラリーの比重に比例するので、測定された細粒分
と粗粒分を混合した土砂スラリーの比重（ρｓ０’）が
設計値（ρｓ０）からずれている場合、泥土モルタルに
使用する土砂スラリーの比重が設計値となるように、粗
粒分と細粒分の混合比を、制御装置が計算した混合比に
変更してレベル２まで計量槽に投入し土砂スラリーの比
重を設計値（ρｓ０）に調整する。

【００１６】修正粗粒分の比重（ρｓ２’）は、下記の
数式で表されるので、制御装置６は粗粒分と細粒分の混
合比を求めて計算した量を計量槽に送り込む命令を出
し、計量槽５のレベル２に土砂スラリーが達するように
細粒分と粗粒分を送り込む。

【００１７】

【数１】

【００１８】ρｓ２’：修正された粗粒分比重 ρｓ０：泥土モルタル中のスラリー比重（設計比重） ρｓ０’：計量槽のレベル１におけるスラリー比重 ρｓ１：細粒分スラリー比重 ρｓ２：修正する前の粗粒分の比重

【００１９】図７及び図８に、細粒分と粗粒分の混合重
量割合（Ｗｓ₂／Ｗｓ₁）を粗粒分の比重に対して、細粒
分の各比重（ρｓ１）において示したものである。図７
は、土砂スラリーの設計値が１．４０の場合であり、図
８は１．５０の場合を例示したものである。実際の施工
では、泥土モルタルの製造のバッチ毎に比重の計測をお
こなっていては施工効率が低下するので、計測結果が出
たら１０バッチ程度は同じ混合比で泥土モルタルの製造
をおこなって、再度計測をおこない、混合比を修正する
のが効率的である。

【００２０】比重を設計値（ρｓ０）に調整した土砂ス
ラリー及びセメントをミキサー７に投入して撹拌し、泥
土モルタルを得る。泥土モルタルに含まれる土砂量が一
定値に保たれるので、設計強度に合致する泥土モルタル
が得られる。この泥土モルタルをアジテータ８に送り、
ポンプ配送やミキサー車によって泥土モルタルの使用現
場に送る。

【００２１】泥土モルタルには、流動性の向上、固化時
間の短縮などの目的で、セメントコンクリート用の添加
剤、混和剤を適宜使用する。掘削土成分に粘土分が多い
場合にはスラリーの比重が高くなるので、流動性を確保
するため、空気連行剤を添加することが有効である。

【００２２】

【発明の効果】このように、本発明の掘削土処理方法で
は、細粒分と粗粒分を分離し、細粒分のみをスラリーと
して貯留するようにしたので、長時間保管しても従来の
ように粗粒分が沈降して分離するということがなく、安
定した状態で貯留することができる。細粒分と粗粒分の
混合割合を変えることによって土砂スラリーの比重を設
計値に容易に調整することができ、均一な品質の泥土モ
ルタルが得られる。細粒分と粗粒分の混合割合を変更し
て泥土モルタルの強度を調整することができるので、セ
メントなどの固化材の使用量を最低限にして必要強度を
得ることができ、コスト節減に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削土処理装置の説明図。

【図２】本発明の掘削土処理方法の工程図。

【図３】スラリー比重を調整する計量槽の説明図。

【図４】従来の掘削土処理方法の説明図。

【図５】従来の掘削土処理方法流れ図。

【図６】スラリー比重と泥土モルタル強度の関連図。

【図７】スラリー比重を設計値に調整するための粗粒分
と細粒分の混合比を示すグラフ。

【図８】スラリー比重を設計値に調整するための粗粒分
と細粒分の混合比を示すグラフ。

【符号の説明】

１解砕・解膠機２分級機３細粒槽４粗粒槽５計量槽６制御装置７ミキサー８アジテータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者名倉克博東京都目黒区目黒１−６−17 株式会社利根内 (72)発明者信太豊埼玉県大里郡寄居町桜沢265 新六精機株式会社内 (72)発明者信太清路埼玉県大里郡寄居町桜沢265 新六精機株式会社内Ｆターム(参考） 4D021 AA13 AB02 DA13 EB01 EB02 4H026 CA01 CA06 CC03 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削土を解砕・解膠し、細粒分と粗粒分に
分級し、細粒分をスラリー状とし、粗粒分を土粒子状と
する掘削土処理方法。
【請求項２】掘削土を解砕・解膠し、細粒分と粗粒分に
分級し、細粒分をスラリー状とし、粗粒分を土粒子状と
し、細粒分及び／または粗粒分を適宜割合で混合して土
砂スラリーの比重を調整する泥土モルタルの製造方法。
【請求項３】請求項１または２において、細粒分は２ｍ
ｍ未満、粗粒分は２ｍｍ以上１３ｍｍ未満である掘削土
処理方法。
【請求項４】解砕・解膠機、細粒分と粗粒分に掘削土を
分類する分級機、細粒分をスラリー状態で貯留する細粒
槽、粗粒分を貯留する貯留槽、及び泥土モルタルを製造
するミキサーからなる掘削土処理装置。
【請求項５】掘削土を解砕・解膠し、細粒分と粗粒分に
分級し、細粒分と粗粒分の比重を求め、泥土モルタルの
土砂スラリーの設計比重となるように両者を混合する泥
土モルタル製造方法。
【請求項６】請求項５において、一定比重に調整した細
粒分のスラリーを計量槽に投入した後、第１レベルまで
粗粒分を投入して粗粒分の比重を求め、両者の混合比を
決定する泥土モルタル製造方法。
【請求項７】請求項６において、混合比に基づいて計量
槽の第２レベルに達するまでの細粒分と粗粒分の量を決
定する泥土モルタル製造方法。