JP2005146088A - 流動化処理工法および流動化処理土の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 流動性が良好で強度があり作業性が良く安全でコストが安い流動化処理工法。
【解決手段】 原料土に生石灰を添加し混合し解砕する。このように石灰処理された改良土に、スラグおよび硫酸カルシウムならびに水を添加し混合して流動化処理土を調整する。打設装置を用いて所定の盛土構造物を施工する。
【選択図】 なし

Description

この発明は、土木建設工事における埋め戻し、裏込め、充填施工や盛土などを、流動化処理土を用いて施工する流動化処理工法およびそれに用いる流動化処理土の製造方法に関するものである。

土木建設工事における埋め戻し、裏込め、充填施工や盛土を、流動化処理土の流し込みを用いて行う流動化処理工法が知られている。流動化処理工法は、土木建設工事等の現場で発生した土に対して、流動性を付与し、充填性を高めるための処理を施した流動化処理土を用いて工事を行う工法である。

特許文献１には、土塊（原料土）に対し生石灰または生石灰を主体とする土質改良材を配合して混合し、土塊を解砕し細粒化する一次処理を実施し、次いで、一次処理された改良土に水および水硬性固化材を配合し混合して二次処理を実施する流動化処理工法およびそれに用いる改良土が開示されている。また、特許文献２、３に開示されるように、二次処理に用いられる固化材として、日本工業規格（ＪＩＳ）に定められた規格品のセメントやセメント系固化材が使用されている。また、日本工業規格に定められていない特殊セメントも用いられている。

特開平１１−１７２７１８号公報 特開２０００−２５６６６９号公報 特開２００１−１９９５６号公報

しかしながら、従来の二次処理に用いられるセメント系固化材は、有害な６価クロムの溶出が懸念されており、このような危険のない流動化処理工法の開発が望まれている。

この発明の目的は、上述の課題を解決し、有害物質が溶出することなく安全で、しかも、流動性および強度に優れる流動化処理工法および流動化処理土の製造方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、土木建設工事を流動化処理土を用いて施工するに当たり、生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を用いて石灰処理がなされた改良土に、スラグおよび硫酸カルシウムならびに水を添加し混合して得られた流動化処理土を用いることに特徴を有する流動化処理工法である。

請求項２記載の発明は、生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を用いて石灰処理がなされた改良土に、スラグおよび硫酸カルシウムならびに水を添加し混合することに特徴を有する流動化処理土の製造方法である。

一次処理により原料土を生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を用いて石灰処理することにより、土が団粒化して粒が揃いハンドリング性および作業性が向上する。また、二次処理プラントへの投入も容易となる。

一次処理により原料土を石灰処理し、このような石灰処理土に、水ならびにスラグおよび硫酸カルシウムからなる固化材スラリーを添加し混合するので反応性が良好となり、流動化処理土は長期にわたり強度を発現できる。また、上記スラグの添加によって流動性が改善される。

二次処理において固化材としてスラグおよび硫酸カルシウムを用い、セメント、セメント系固化材および特殊セメントを一切用いないので有害な６価クロムが溶出する危険を回避することができる。

スラグおよび硫酸カルシウムは、規格品のセメント、セメント系固化材および特殊セメントと比較してコストが安く経済的に有利である。

次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

本実施の形態では、土木建設工事における盛土を１例として説明する。

まず、一次処理として、原料土、すなわち、地山、建設発生土や掘削土などの土塊に対して生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材（以下、生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を「土質改良材」という）を用いて石灰処理を実施する。例えば、原料土と土質改良材とを秤量配合装置を通して所定割合で配合し、配合物を混合解砕機へ装入し混合および解砕する。

次いで、二次処理として、石灰改良土に、水ならびにスラグおよび硫酸カルシウムを混練機に入れて混練処理をして、流動化処理土を調製する。

こうして調製された流動化処理土を混練機から排出し、輸送装置に導き、該輸送装置により流動化処理土を盛土構造物の工事現場へ輸送する。工事現場へ輸送された流動化処理土を用い、打設装置を用いて所定の盛土構造物を施工する。

このような本発明の流動化処理工法において、土質改良材として用いられる生石灰を主体とする石灰系固化材としては、生石灰に副資材としてセメント、石膏あるいはスラグ等を配合したものを用いる。副資材の配合率は、５０ｗｔ.％未満とし、望ましくは４０ｗｔ.％以下とする。副資材の配合率が多すぎると所望の効果が十分発揮されなくなる。

土質改良材を一次処理に用いるのは、原料土がスムーズに解砕されるからである。これは、生石灰（ＣａＯ）が原料土に配合されると生石灰が土中の水分を吸収し、消化反応を起こし、その生成物が土中においてイオン交換等の作用を生じることによるものと推定される。土質改良材によって石灰処理することにより原料土が解砕され土が団粒化して粒が揃いハンドリング性および作業性が向上し、二次処理プラントへの投入が容易になる。

土質改良材の、原料土に対する配合率は、土の種類や施工対象、例えば、盛土構造物の種類に応じて適正な値に決定すべきである。我々の実験によれば、原料土や盛土構造物の種類が変化しても、土質改良材の配合率は土の乾燥重量の３０％未満の範囲内とすることが望ましい。配合率が、上記上限値を超えても、その量に応じた効果の向上は認められず、コスト的に不利となる。

原料土の種類については特別な制限は不要である。例えばシルト質土、粘性土、砂質粘性土、砂礫質粘性土、ローム、火山灰質粘性土、砂質土、および砂礫等の内のいずれを用いてもよく、また、建設発生残土あるいは良質な土砂のいずれでも用いることができる。上記各種原料土の構成比率についても、特別な制限をする必要はない。そして、建設現場で発生する残土はできるだけ多く元に埋め戻すこと（再利用すること）が望ましい。即ち、建設発生土の利用比率をできるだけ高めることが、施工工事のコスト上有利であり、また環境保全上も望ましい。

石灰処理に際しては、原料土と土質改良材との混合および解砕を同じケーシング内部で行なうことができるような、混合解砕機を用いるのが望ましい。例えば、ドラムミキサー、一軸又は二軸のパドルミキサー、リボンミキサー、ダブルロールクラシャー、インパクトクラッシャー、あるいはこれらを適宜組み合わせて用いればよい。原料土に不良残土を用いる場合には、混合解砕機を用いると効果的である。図１は、混合解砕機の一例の内部構造を示す断面図である。箱型の本体（ケーシング）１の上端部に、土質改良材が混入された原料土の供給口２が設けられ、下端部（底部）はケーシングの全面を開放した広い解砕土の排出口３が設けられている。ケーシング１の形状は、上端部から下端部の排出口に向けて末広がりの台形状をなし、本体ケーシング１の内面への土の付着を防止することができる形状になっている。更に、ケーシング１の上端内面には、供給口２の下端付近から外方に、断面Ｖ字状の遮蔽板４が周設され、これにより供給原料の外方への散逸を抑止するとともに、駆動ロータ５の回転により生じる上昇気流に随伴されて舞い上がる発塵を遮り、混合解砕機外へ出さない形状としている。

このようにして、石灰改良土は土が細かく解砕されたものとなり、その粒径も揃った均質な混合状態のものとなる。更に、篩分け等の分級処理を行なうことにより粒径分布を揃えることができる。

次に、一次処理により石灰処理した改良土に、二次処理として水ならびにスラグおよび硫酸カルシウムからなる固化材を混合し混練処理し流動化して混練物である流動化処理土を調製する。一次処理において土質改良材によって原料土を石灰処理しているので、水ならびにスラグおよび硫酸カルシウムからなる固化材スラリーとの反応性が良好となり、長期にわたり強度を発現できる。また、スラグの添加によって流動性が改善する作用も得られる。

スラグと硫酸カルシウムとの混合割合は、１：１００〜１００：１の範囲で調整する。スラグとして高炉スラグ微粉末などを用いる。硫酸カルシウムは、硫酸カルシウム｛ＣａＳＯ₄・ｎ（ｎ＝０〜２）｝、石膏、廃石膏ボード等を用いる。固化材として廃石膏ボードを用いるときは、３ｍｍ以下に粉砕して用いるとよい。

本発明は、日本工業規格（ＪＩＳ）に定められた規格のセメント、セメント系固化材および特殊セメントを一切用いないので、６価クロムが溶出する危険性がない。

また、固化材として用いるスラグ、硫酸カルシウム、石膏および廃石膏ボードは、いずれも、規格品のセメント、セメント系固化材または特殊セメントと比較してコストが安く経済上有利である。

この発明の実施の形態に係る流動化処理に用いられる混合解砕機の一例の内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 本体（ケーシング）
２ 供給口
３ 排出口
４ 遮蔽板
５ 駆動ロータ

Claims (2)

1. 土木建設工事を流動化処理土を用いて施工するに当たり、生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を用いて石灰処理がなされた改良土に、スラグおよび硫酸カルシウムならびに水を添加し混合して得られた流動化処理土を用いることを特徴とする流動化処理工法。
2. 生石灰または生石灰を主体とする石灰系固化材を用いて石灰処理がなされた改良土に、スラグおよび硫酸カルシウムならびに水を添加し混合することを特徴とする流動化処理土の製造方法。

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