JP2005113651A - 補強盛土構築工法 - Google Patents

Abstract

【目的】強度、粒径の異なる岩砕、砕石、玉石、スラグ、コンクリート塊などに、一定比率で砂質土、現地発生土、スラグ、再生砂、泥水、フライアッシュなどと水、および改良材としてセメント、石膏、生石灰などを混合したものを混合・攪拌し、重機転圧できる含水状態の盛土、充填材、コア材，遮水材，盛土材，路床材などの土構造物材料を製造し、軽量パネルなどの背面に充填・転圧することで直壁を構築する。
【構成】工事に伴って発生した切土岩砕を用いて製造した改良土を転圧し、内部に補強鉄筋棒または・および金網で補強して、直壁の軽量パネルの空隙をソイルモルタルで充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば岩盤斜面の切土材料に粒度調整材としての細粒材を混合し、セメント、水を加えて攪拌・混合することで安定した高強度の盛土材料を得て、直壁の盛土体を構築する方法に関する。

従来、斜面における道路盛土構築においては、安定形状になるよう切土後、L型擁壁を設置し背面を土質材料で充填する、または砂質土を水平補強材で補強する、またはセメント改良により盛土強度を高くする盛土が採用されてきた。しかし、例えばL型擁壁では擁壁の転倒を防ぐため斜面を深く切土する必要があり、またジオテキスタイル補強盛土は、砂とジオテキスタイル材の摩擦力を確保するために一定のジオテキスタイル敷設長さが必要となり、ジオテキスタイルを敷設するため切土量が多くなるなどの問題があった。またセメント改良では転圧が必要であるため直壁を構築できず、直壁を構築する場合には砂にセメントと水を添加して製造したモルタル状のモルタルを軽量パネル背面全面に充填する工法が採用される場合は多かった。
このように斜面における盛土構築に際しては、切土が必要となるが、従来工法では盛土構築のため斜面を深く切土する必要があり、また切土岩砕を盛土材料として有効に利用することなく、場外に搬出処分されるのがほとんどであり、有効利用されるとしても一部が粉砕されて盛土表層部の路盤材として利用される程度である。

このように従来工法では自然斜面を大きく削り取るため、環境コストを低減するには自然斜面をできるだけ残す自然保全型の盛土工法が必要とされてきている。またソイルモルタル充填では充填部を車両走行できるようになるまで数日間以上の養生日数を要するため、掘削工と盛土工を同時に施工する場合には施工効率が良くないという問題があった。特に最近では切土材料である残土の処分費が高く、盛土構築のための良質の砂質土も大量に必要であるため、できる限り現場の切土材料で盛土を構築できる方法が望まれている。

本発明は、上記の点に鑑み、切土岩砕である砕石、玉石などをセメント、生石灰、石膏などの改良材により安定処理し一定強度の改良材を得ること、および本改良材を用いて均質な強度・締め固め度の盛土を構築し盛土直後に車両が通行できる強度を確保するとともに、盛土外壁のパネルとの間を盛土材料と同強度のソイルモルタル材料で充填して一体化することで、均質な直壁盛土を構築することを課題とする。また小さい断面でも盛土自体が安定する盛土強度を改良土により確保することで、自然斜面の切土量を最小にすることを課題とする。

本発明は上記課題を解決するために、まず自然斜面の切土量を最小とする盛土断面に必要な強度を求め、この強度を確保する当該斜面からの切土岩砕、玉石、発生土などの改良材の配合を室内試験により決定する。
本発明では、この改良材の製造に際しては、まず容積5〜50m³程度の混合槽内に、切土岩砕・玉石などの粗粒材を投入する。切土材料の粒度分布から細粒材が足りない場合は、細粒材が全体の25〜40%の範囲内になるよう現地発生土や砂、またはスラグ、再生砂、フライアッシュなどを添加した後、セメントまたは生石灰、石膏、および水を添加し、攪拌槽の中で攪拌することを特徴とする。

水の添加に際しては、セメント固化に十分な水量を保持し、かつ重機による転圧ができる含水比とするため、加水後の含水比は7〜20%の範囲内になるように調整する。

攪拌槽への切土、発生土の投入は、攪拌槽中に目印をつけた位置まで一定容積を投入する。原料土の含水比、単位体積重量は事前に測定しておき、最終的な加水量を決定し、原料土含水比が低く、セメントスラリーの水量だけでは改良土の目標含水比に足りない場合には加水を行う。また含水比が高くなる可能性がある場合にはセメントスラリーの改良材濃度を高くして、改良土が目標含水比となるよう調整する。改良材添加量は原料土によって異なるが改良土1m³当たり60〜200kgとする。

攪拌槽に原料土を投入後、ミルクプラントで混練したセメントスラリーを攪拌槽に投入し、ロータリーバケットを装着した特殊バックホーで均質になるよう攪拌する。攪拌時、ゴミ、木くずや粒径の大きい原料土は除去する。

切土斜面に改良土を搬出し、撒き出し・転圧を行なう。撒き出し厚さは30cmを基本とするが、現場試験により撒き出し厚さを厚くする場合もある。転圧回数は現場において所定の締め固め度を得られる回数とする。パネル壁面近くにおいては、重機の走行は壁面を変状させる恐れがあるため、改良土の巻きだしは壁面から30cm以上離れた場所までとし、のり面も十分に転圧する。改良土と壁面の間は改良土と同じ強度のソイルモルタルで充填する。従来、セメント安定処理のみの場合の盛土においてはセメント固化による強度発現に７日間以上の時間を必要としたが、本発明による改良土は砂質土と同じφ材であり、転圧後、固化強度発現を待たなくても転圧した改良盛土を劣化させることなく切土搬出の重機走行が即時に可能となる。

本発明では盛土構築に当たっては、撒きだし・転圧１〜２層毎に盛土内部に鉄筋棒、または・および金網で水平補強を行い、万一、沈下や変形によるせん断、ひび割れが生じても、変形を抑止し、ひび割れが連続しないようにする。従来、ソイルモルタル充填による盛土では、地盤の沈下・変形によりひび割れが生じ、盛土内部の安定性を確保することが出来ず壁面パネルが変状する現象が生じている。従来工法では、最近、これらの症状に対してブロック毎に充填材料を打設する、ブロック間に目地としてのシートなどを設置する、アンカー補強するなどの対策をとり始めているが、本発明では、鉄筋棒や金網などの水平補強材を盛土中に敷設することにより盛土の一体性を効率的に保持させるようにしている。鉄筋棒などを用いた補強は従来、切土の安定性確保のための補強工法として用いられてきたが、本工法では安定処理土に対して用いることで盛土の安定性を確保している。
また、壁面パネルは地山に根入れ・補強したＨ鋼の間にはめ込むが、本発明ではＨ鋼と鉄筋棒をつなぐことで壁面と盛土を一体化させている。

本発明では、切土岩砕を安定処理するが、岩砕が粒径40mm以上の粗粒材で構成されている場合、岩砕の間隙が砂、粘土などにより充填されていないと補強効果が小さく、強度にバラツキが生じるため、岩砕中、粒径40mm以下の砕石、砂、粘土分などが重量比で25%以下の場合には、発生土、砂、スラグ、フライアッシュなどを混合し粒度調整することで、安定した強度を確保する。

以下、本発明を実施する為の最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１中、２は切土部である。従来工法では盛土上部が自然斜面と接している箇所から自然斜面を５分勾配で掘削する必要があるが、本発明により切土量を大幅に低減している。３は本工事に伴って発生した切土岩砕を用いた改良土であり、内部に補強鉄筋棒または・および金網で補強されている。

壁面と盛土部は図２のようになっており、転圧された盛土部と壁面パネルの間にはソイルモルタルが充填される。表１は２８日後の目標強度を1300kN/m²としたときの配合例である。

図３は製造プラントの例であり、１は掘削土を投入する攪拌槽、２のロータリーバケットで掘削土とセメントスラリーを攪拌混合する。セメントスラリーは、セメントと水を混合して９のセメントミキサーで製造するが、攪拌槽にセメント粉体と水を投入し、ロータリーバケットで混合しても良い。

図４は改良土を盛土現場に搬入している状況であり、含水比調整された改良土はダンプ搭載できる材料となっている。図５には撒き出し状況を、図６には転圧状況を示している。撒き出し材料の上面だけでなく壁面パネル側のわずかな勾配をもった斜面も転圧を行い、同じ締め固め度になるようにしている。図７は壁面パネルと盛土の間にソイルモルタルを充填している状況である。

図９は、横軸に毎日の打設量の累積値を、縦軸に毎日の打設量に一軸圧縮強度を乗じた値の累積値を示したもので、傾きが強度を示す。グラフの傾きが一定であれば安定した材料が製造できたことを示しているが、この実施例では施工後半に強度のバラツキは大きくなるものの目標強度は確保できていることがわかる。

図１０は毎日の締め固め度の管理の例であり、平均締め固め度は９６％と高い値が確保されていたことがわかる。

本発明では、切土岩砕を安定処理するが、岩砕が粒径40mm以上の粗粒材で構成されている場合、岩砕の間隙が砂、粘土などにより充填されていないと補強効果が小さく、強度にバラツキが生じるため、岩砕中、粒径40mm以下の砕石、砂、粘土分などが重量比で25%以下の場合には、発生土、砂、スラグ、フライアッシュなどを混合し粒度調整することで、安定した強度を確保する。

本発明の一実施の形態を示す盛土構造断面図である。 本発明の一実施の形態を示す補強盛土断面図である。 本発明の一実施の形態の攪拌槽・攪拌装置配置を表す図である。 本発明の一実施の形態の改良土搬入を表す図である。 本発明の一実施の形態の改良土撒きだしを表す図である。 本発明の一実施の形態の改良土天圧を表す図である。 本発明の一実施の形態のソイルモルタル充填を表す図である。 本発明の一実施の形態の改良土配合を表す図である。 本発明の一実施の形態の強度管理を表す図である。 本発明の一実施の形態の締め固め度管理を表す図である。

Claims (2)

1. 強度、粒径の異なる岩砕、砕石、玉石、スラグ、コンクリート塊などに、一定比率で砂質土、現地発生土、スラグ、再生砂、泥水、フライアッシュなどと水、および改良材としてセメント、石膏、生石灰などを混合したものを混合・攪拌し、重機転圧できる含水状態の盛土、充填材、コア材，遮水材，盛土材，路床材などの土構造物材料を製造する方法。
2. 上記の材料を転圧し、鉄筋棒、金網、ジオテキスタイル補強材など水平補強材として敷設することで、剛性の高い盛土を構築するとともに、軽量パネルと盛土体との間を現地発生土、泥土、スラグ、フライアッシュなどを原料とするソイルモルタルで充填し、一体化することで、垂直または急勾配の盛土体を構築する方法。