JP2008031769A - Mixing design method and soil cement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ソイルセメントを形成する際に用いられるセメント系材料からなる注入液の配合設計方法に関し、特に、高強度ソイルセメントを形成する際に用いられる注入液の配合設計方法に関する。 The present invention relates to a blending design method for an injection solution made of a cement-based material used when forming a soil cement, and more particularly to a blending design method for an injection solution used when forming a high-strength soil cement.
従来より、土留壁などには、低コストで構築することのできるソイルセメント壁が用いられている。ソイルセメント壁を構成する方法としては、削孔撹拌された土にセメント系材料からなる注入液を混入し、土と注入液を撹拌することによりソイルセメントを形成するソイルセメント撹拌工法が用いられることが多い。 Conventionally, soil cement walls that can be constructed at low cost have been used for retaining walls. As a method of constructing the soil cement wall, a soil cement agitation method is used in which an injection solution made of a cement-based material is mixed into a hole-stirred soil, and the soil cement is formed by stirring the soil and the injection solution. There are many.
従来、このようにソイルセメントを形成するために用いられる注入液の配合は、例えば、非特許文献１に記載されているように、ソイルセメントにおける水セメント比とソイルセメントの強度との関係を直線により近似し、この近似直線に基づき注入液の水セメント比を算出し、配合を決定していた。
しかしながら、上述した注入液の配合を決定するために用いられている注入液の配合に対する強度の関係は、比較的に強度の低いソイルセメントを対象として行った実験結果に基づき決定されたものである。しかし、低強度のソイルセメントは含まれる土が多いので、この実験結果はばらつきが大きい。そのため、安全率を高く設定しなければならず、所要の設計基準強度を発現させるためには、その強度を室内配合試験で発現させるのに必要な注入液の量に比べて過大な量の注入液を混合しなければならなくなって、コスト高になる。
また、発明者らは、ソイルセメントに混入するセメントの割合を増やすことにより、ソイルセメント強度を向上させ、高強度ソイルセメントを構築する試みを行っているが、上記の実験結果は普通強度のソイルセメントに限られており、高強度ソイルセメントを構築する際に、上記の方法を用いた場合には、得られた調合設計で充分な強度が得られない虞がある。
However, the relationship of the strength with respect to the blending of the infusion solution used to determine the blending of the above-mentioned infusion solution was determined based on the results of experiments conducted on a relatively low strength soil cement. . However, since the low-strength soil cement contains a lot of soil, the results of this experiment vary widely. Therefore, the safety factor must be set high, and in order to develop the required design standard strength, an excessive amount of infusion is required compared to the amount of infusion solution required to express the strength in the indoor formulation test. The liquid must be mixed, which increases the cost.
Further, the inventors have attempted to construct a high-strength soil cement by increasing the proportion of cement mixed in the soil cement to improve the strength of the soil cement. When the above method is used when constructing a high-strength soil cement, there is a possibility that sufficient strength cannot be obtained with the obtained blended design.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、精度良く強度を予測することのできるソイルセメントを形成する際に用いられる注入液の配合設計方法を提供することである。 This invention is made | formed in view of said problem, The objective is to provide the mixing | blending design method of the injection liquid used when forming the soil cement which can estimate intensity | strength accurately.
本発明の調合設計方法は、セメント系材料からなる注入液と土とを混合撹拌することにより、所定の強度を有するソイルセメントを形成するための前記注入液の配合設計方法であって、前記注入液における単位水量と単位セメント量の比を設定するステップと、ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係に基づき、前記所定の強度に対応するソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比を求めるステップと、前記求めたソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比と、予め測定された地盤条件とに基づき、前記注入液における単位水量及び単位セメント量を算出するステップと、を備えることを特徴とする。 The blending design method of the present invention is a blending design method of the pouring solution for forming a soil cement having a predetermined strength by mixing and stirring an pouring solution made of a cement-based material and soil. The unit water amount and unit cement in the soil cement corresponding to the predetermined strength based on the step of setting the ratio between the unit water amount and the unit cement amount in the liquid and the strength relationship to the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the soil cement Calculating the unit water amount and the unit cement amount in the injection liquid based on the step of determining the ratio to the amount, the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the obtained soil cement, and the ground condition measured in advance And.
上記の配合設計方法において、前記ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係は、前記ソイルセメントを構築する位置の地盤を構成する土砂に、単位水量と単位セメント量との比を異なる複数の値に設定したセメント系材料からなる注入液を混合することにより形成した複数の試供体を用いた圧縮実験により求めてもよい。 In the above blending design method, the strength relationship with respect to the ratio between the unit water amount and the unit cement amount in the soil cement is the ratio of the unit water amount and the unit cement amount to the earth and sand constituting the ground where the soil cement is constructed. May be obtained by a compression experiment using a plurality of specimens formed by mixing an injection solution made of a cement-based material having different values.
また、前記ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係は、２８日強度をｑｕ（２８）［Ｎ／ｍｍ２］、ソイルセメントにおける単位セメント量をＣ´［ｋｇ／ｍ３］、単位水量をＷ´［ｋｇ／ｍ３］、変数をＡとした時に次式（１）及び（２）で表されてもよい。
ｑｕ（２８）＝０．１５４（Ｃ´／Ｗ´）＋Ａ ……（１）
−４．０≦Ａ≦１．０ ……（２）
Further, the strength relationship with respect to the ratio between the unit water amount and the unit cement amount in the soil cement is such that the 28-day strength is qu (28) [N / mm 2 ] and the unit cement amount in the soil cement is C ′ [kg / m 3]. ], When the unit water amount is W ′ [kg / m 3 ] and the variable is A, it may be expressed by the following equations (1) and (2).
qu (28) = 0.154 (C ′ / W ′) + A (1)
-4.0 ≦ A ≦ 1.0 (2)
また、前記設定した注入液における単位水量と単位セメント量との比と、前記求めたソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比と、前記土砂の単位乾土量と、に基づきソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比を算出するステップと、ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係に基づき、前記算出した単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対応する前記流動性パラメータを求めるステップと、前記算出した流動性パラメータの値に基づき、分散剤の配合量を決定するステップとを備えてもよい。 Further, in the soil cement based on the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the set injection liquid, the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the obtained soil cement, and the unit dry soil amount of the earth and sand. The step of calculating the ratio of the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount to the unit water amount, and the fluidity parameter indicating the fluidity with respect to the ratio of the unit cement amount and the unit dry soil amount to the unit water amount in the soil cement Based on the relationship, the step of obtaining the fluidity parameter corresponding to the ratio of the calculated unit cement amount and the sum of the unit dry soil amount and the unit water amount, and based on the value of the calculated fluidity parameter, blending of the dispersant Determining the amount.
また、前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係は、前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂と、単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比が複数の異なる値となるように調整したセメント系材料からなる注入液とを混合することによりソイルセメントを形成し、前記形成したソイルセメントの流動性パラメータを測定することにより求めてもよい。 Further, the relationship of the fluidity parameter representing the fluidity to the ratio of the unit cement amount and the unit dry soil amount to the unit water amount in the soil cement is the soil and sand constituting the ground where the soil cement is to be constructed. The soil cement was formed by mixing an injection solution made of a cement-based material adjusted so that the ratio of the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount and the unit water amount had a plurality of different values, and the formed You may obtain | require by measuring the fluidity | liquidity parameter of soil cement.
また、前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂が砂質土である場合に、前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係は、前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））、変数をＢとした時、次式（３）及び（４）で表されてもよい。
ＴＦ＝１３．１×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（３）
−１００≦Ｂ≦−４０ ……（４）
Further, the fluidity parameter is a table flow value, and when the soil constituting the ground where the soil cement is to be constructed is sandy soil, the unit cement amount and the unit dry soil amount of the soil cement are determined. The relationship of the fluidity parameter representing the fluidity to the ratio of the sum and the unit water amount is the TF (mm) as the table flow amount, and the ratio between the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount and the unit water amount as (W ′ / (C ′ + Ms ′)), where the variable is B, it may be expressed by the following equations (3) and (4).
TF = 13.1 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (3)
−100 ≦ B ≦ −40 (4)
また、前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂がシルト質である場合に、前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータとの関係は、前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量の和に対する単位水量との比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））とした時、次式（５）及び（６）で表されてもよい。
ＴＦ＝４．８６×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（５）
−４０≦Ｂ≦−１０ ……（６）
Further, the fluidity parameter is a table flow value, and when the soil constituting the ground at the position where the soil cement is to be constructed is silty, the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount in the soil cement. The relationship between the flow rate parameter indicating the fluidity with respect to the ratio of the unit water amount to TF (mm) is the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount (W ' / (C ′ + Ms ′)), it may be expressed by the following equations (5) and (6).
TF = 4.86 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (5)
−40 ≦ B ≦ −10 (6)
また、前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂が粘性土である場合に、前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータとの関係は、前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量との和に対する単位水量の比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））とした時、次式（７）及び（８）で表されてもよい。
ＴＦ＝３．１５×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（７）
−１００≦Ｂ≦−３０ ……（８）
また、前記ソイルセメントは高強度ソイルセメントであってもよい。
また、本発明は、上記の配合設計方法により得られた配合設計に基づき形成したことを特徴とするソイルセメントを含むものとする。
Further, the fluidity parameter is a table flow value, and when the soil constituting the ground at the position where the soil cement is to be constructed is a viscous soil, the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount in the soil cement. The ratio of the unit water amount to the sum of the table flow amount TF (mm), the unit cement amount and the unit dry soil amount (W ′ / (C ′ + Ms ′)), it may be expressed by the following equations (7) and (8).
TF = 3.15 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (7)
−100 ≦ B ≦ −30 (8)
The soil cement may be a high strength soil cement.
In addition, the present invention includes a soil cement formed based on the blending design obtained by the blending design method described above.
本発明によれば、水セメント比とソイルセメントの強度との関係の傾向にばらつきの少ない高強度ソイルセメントにおけるソイルセメントの水セメント比に対する強度との関係に基づき、注入液の調合を決定しているため、ソイルセメントの強度を精度良く算出することができる。 According to the present invention, the composition of the injection solution is determined based on the relationship between the strength of the soil cement and the strength of the water cement ratio in the high strength soil cement with little variation in the tendency of the relationship between the water cement ratio and the strength of the soil cement. Therefore, the strength of the soil cement can be calculated with high accuracy.
以下、本発明の調合設計方法を図面を参照しながら、詳細に説明する。
従来技術の欄で説明したように、ソイルセメントの強度を推定する際に用いられるソイルセメントにおける水セメント比と強度との関係は、非常にばらつきの大きい試験結果に基づき算出しており、所要の設計基準強度を発現させるためには、その強度を室内配合試験で発現させるのに必要な注入液の量に比べて過大な量の注入液を混合しなければならず、コスト高になる。また、この関係を求めるために用いられた試験結果には、４［Ｎ／ｍｍ２］以上の強度を有する高強度ソイルセメントの試験結果はほとんど含まれていない。
Hereinafter, the blending design method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As explained in the section of the prior art, the relationship between the water cement ratio and the strength of the soil cement used to estimate the strength of the soil cement is calculated based on the test results with very large variations. In order to develop the design standard strength, it is necessary to mix an excessive amount of infusion solution as compared with the amount of infusion solution necessary to express the strength in the indoor blending test, resulting in high cost. Further, the test results used for obtaining this relationship hardly include the test results of high-strength soil cement having a strength of 4 [N / mm 2 ] or more.
そこで、発明者らは単位水量に対する単位セメント量の比（以下、セメント水比という）と、一軸圧縮強度との関係を調べるため、ソイルセメントを混入する土の土質の条件を砂質土、シルト、粘性土とし、さらに、各条件において単位水量に対するセメント水比を異なる複数の値に設定した試供体を作成し、各試供体の一軸圧縮強度（２８日強度）を調べた。なお、セメント水比は、試供体が高強度ソイルセメントとなるように（すなわち、一軸圧縮強度が４［Ｎ／ｍｍ２］以上となるように）設定した。 Therefore, in order to investigate the relationship between the ratio of the unit cement amount to the unit water amount (hereinafter referred to as the cement water ratio) and the uniaxial compressive strength, the soil conditions of the soil in which the soil cement is mixed are determined as sandy soil, silt. Samples were made of viscous soil, and the cement water ratio to the unit water amount was set to a plurality of different values under each condition, and the uniaxial compressive strength (28-day strength) of each sample was examined. The cement water ratio was set so that the specimen was a high-strength soil cement (that is, the uniaxial compressive strength was 4 [N / mm 2 ] or more).
図１は、各試供体のセメント水比に対する一軸圧縮強度の関係を示すグラフである。同図に示すように、各試供体の試験結果は、土質の条件の違いによるばらつきは少なく、グラフ左下から右上に延びるように分布している。このため、一軸圧縮強度をｑｕ、ソイルセメントにおける単位水量をＷ´、単位セメント量をＣ´、定数をα、Ａとすると、セメント水比と一軸圧縮強度ｑｕとの関係は次式（９）のように定式化することができる。
ｑｕ＝α×（Ｃ´／Ｗ´）＋Ａ ……（９）
FIG. 1 is a graph showing the relationship of uniaxial compressive strength to cement water ratio of each specimen. As shown in the figure, the test results of the test specimens are distributed so as to extend from the lower left to the upper right of the graph with little variation due to differences in soil conditions. Therefore, when the uniaxial compressive strength is cu, the unit water amount in the soil cement is W ′, the unit cement amount is C ′, and the constants are α and A, the relationship between the cement water ratio and the uniaxial compressive strength qu is expressed by the following formula (9). It can be formulated as follows.
qu = α × (C ′ / W ′) + A (9)
全試供体の試験結果を直線近似すると、その傾きは、０．１５４となった。これにより、式（９）におけるαとして０．１５４を用いることができる。また、αを０．１５４として、各試供体の試験結果が式（９）に含まれるように変数Ａの値を調整すると、Ａは−４．０〜１．０となった。 When the test results of all the specimens were linearly approximated, the inclination was 0.154. Thereby, 0.154 can be used as α in the equation (9). Moreover, when α was set to 0.154 and the value of the variable A was adjusted so that the test result of each specimen was included in the formula (9), A was −4.0 to 1.0.
上述のように、ソイルセメントにおけるセメント水比に対する一軸圧縮強度の関係は、土質によらず、ばらつきが少ない。このため、土砂の条件によらず、式（９）に表されるソイルセメントのセメント水比と一軸圧縮強度との関係を用いて、高強度ソイルセメントに所定の強度を持たせるために、必要となるセメント水比を算出することができる。式（９）は、上述のように、ばらつきの少ない試験結果に基づき設定されたものであり、このため、一軸圧縮強度を精度良く算出することができる。 As described above, the relationship of the uniaxial compressive strength to the cement water ratio in the soil cement has little variation regardless of the soil quality. For this reason, it is necessary to give the high-strength soil cement a predetermined strength by using the relationship between the cement water ratio of the soil cement and the uniaxial compressive strength represented by the formula (9) regardless of the conditions of the earth and sand. The cement water ratio can be calculated. As described above, equation (9) is set based on the test result with little variation, and therefore, the uniaxial compressive strength can be calculated with high accuracy.
また、高強度ソイルセメントは普通強度のソイルセメントに比べて単位セメント量が大きいため、セメントの粘性が高くなり、流動性が低くなることが予想される。このような場合には、施工性が損なわれないよう、分散剤などを加えて流動性を向上する必要がある。しかし、従来は、高強度ソイルセメントにおける流動性を示すパラメータを精度良く算出する方法が確立されていなかった。 Further, since the high-strength soil cement has a larger unit cement amount than the normal-strength soil cement, it is expected that the cement will have a higher viscosity and lower fluidity. In such a case, it is necessary to improve the fluidity by adding a dispersant or the like so that the workability is not impaired. However, conventionally, a method for accurately calculating a parameter indicating fluidity in a high-strength soil cement has not been established.
そこで、発明者らは、上記の実験に用いた試供体についてテーブルフロー値を測定し、テーブルフロー値と、単位セメント量と単位乾土量の和に対する単位水量の比（すなわち、Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））とをグラフにプロットした。図２は、単位セメント量と単位乾土量の和に対する単位水量の比に対するテーブルフロー値の関係を示すグラフである。同図に示すように、単位セメント量と単位乾土量の和に対する単位水量の比と、テーブルフロー値との関係は、注入液を混入する土質の条件により傾きや値が異なるが、各条件ともに単位セメント量と単位乾土量の和に対する単位水量の比が増加するのに応じてテーブルフロー値が増加している。このため、各条件ともにテーブルフロー値をＴＦ，単位セメント量をＣ´、単位水量をＷ´、単位乾土量をＭｓ´、定数をβ、Ｂとすると次式（１０）で表すことができる。
ＴＦ＝β×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（１０）
Therefore, the inventors measured the table flow value for the specimen used in the above experiment, and the ratio of the unit flow rate to the sum of the table flow value and the unit cement amount and the unit dry soil amount (that is, W ′ / ( C ′ + Ms ′)) is plotted on a graph. FIG. 2 is a graph showing the relationship of the table flow value to the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount. As shown in the figure, the relationship between the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount and the table flow value varies depending on the soil condition in which the infusion solution is mixed, but the slope and value differ depending on the condition. In both cases, the table flow value increases as the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount increases. Therefore, in each condition, the table flow value is TF, the unit cement amount is C ′, the unit water amount is W ′, the unit dry soil amount is Ms ′, and the constants are β and B, and can be expressed by the following equation (10). .
TF = β × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (10)
上述の実験結果に基づき、各土質条件に対する変数β、Ｂを算出すると、以下の通りとなった。
土質条件が砂質土の場合には、各試験結果の近似直線の傾きを算出すると、１３．１となる。このため、式（１０）におけるβ＝１３．１とすることができる。また、各試験結果を満たすようにＢの値の範囲を決定すると−１００≦Ｂ≦−４０となる。
Based on the experimental results described above, the variables β and B for each soil condition were calculated as follows.
When the soil condition is sandy soil, the slope of the approximate straight line of each test result is calculated to be 13.1. For this reason, it can be set as β = 13.1 in a formula (10). Further, when the range of the value of B is determined so as to satisfy each test result, −100 ≦ B ≦ −40.
土質条件がシルト質の場合には、各試験結果の近似直線の傾きを算出すると、４．８６となる。このため、式（１０）におけるβ＝４．８６とすることができる。また、各試験結果を満たすようにＢの値の範囲を決定すると−４０≦Ｂ≦−１０となる。 When the soil condition is silty, the slope of the approximate straight line of each test result is calculated to be 4.86. For this reason, it can be set as (beta) = 4.86 in Formula (10). Further, when the range of the value of B is determined so as to satisfy each test result, −40 ≦ B ≦ −10.
土質条件が粘性土の場合には、各試験結果の近似直線の傾きを算出すると、３．１５でとなる。このため、式（１０）におけるβ＝３．１５とすることができる。また、各試験結果を満たすようにＢの値の範囲を決定すると−１００≦Ｂ≦−３０となる。 When the soil condition is viscous soil, the slope of the approximate straight line of each test result is calculated to be 3.15. For this reason, it can be set as (beta) = 3.15 in Formula (10). Further, when the range of the value of B is determined so as to satisfy each test result, −100 ≦ B ≦ −30.
上記の実験結果をふまえて、本実施形態のソイルセメントの配合設計方法は以下のような流れとする。
図３は、本実施形態のソイルセメントの配合設計の流れを示す図である。同図に示すように、まず、ステップ１００において、改良対象となる地盤の土質性状を土質調査等により調べる。具体的には、地山の土質、地山の土粒子の密度Ｄｙ［ｔ／ｍ３］、地山の体積Ｖｊ，及び地山の含水比Ｗｎ［割合］を調べる。
Based on the above experimental results, the composition design method of the soil cement of this embodiment is as follows.
FIG. 3 is a diagram showing the flow of the soil cement blending design of the present embodiment. As shown in the figure, first, in
次に、ステップ１１０において、注入液などの密度等を調べる。具体的には、セメントの密度Ｄｃ［ｔ／ｍ３］、ベントナイトの密度Ｄｂｔ［ｔ／ｍ３］、遅延剤の密度Ｄｒ［ｔ／ｍ３］、分散剤の密度Ｄｂ［ｔ／ｍ３］、及び水の密度Ｄｗ［ｔ／ｍ３］を調べる。なお、本実施形態では、水の密度Ｄｗは１．０とする。 Next, in step 110, the density and the like of the injection solution are examined. Specifically, the density Dc [t / m 3] of the cement, the density of the bentonite Dbt [t / m 3], density Dr of retarders [t / m 3], density of the dispersing agent Db [t / m 3] And the density Dw [t / m 3 ] of water. In this embodiment, the water density Dw is 1.0.
次に、ステップ１２０において、土質、注入設備、掘削機の撹拌混合能力、注入率の大小の要望などに基づき注入液の水セメント比Ｗ／Ｃ＝Ｚを設定する。
次に、ステップ１３０において、ブリージング防止のためのベントナイト量Ｅを設定する。
次に、ステップ１４０において、地盤の改良開始から芯材の建込み完了までの作業時間、セメント量、注入液の水セメント比Ｗ／Ｃを考慮して、遅延剤量Ｒを決定する。
Next, in
Next, in step 130, an amount of bentonite E for preventing breathing is set.
Next, in
次に、ステップ１５０において、目標配合強度に対応する高強度ソイルセメントにおけるセメント水比Ｃ´／Ｗ´＝Ｘを算出する。なお、この際、上述のように対象となる地山の土砂を用いた実験によりセメント水比と一軸圧縮強度との関係を求め、この関係に基づきＣ´／Ｗ´＝Ｘを算出してもよいし、上述の実験により得られた式（９）に基づき、セメント水比を決定してもよい。
次に、ステップ１６０において、以下の式に基づき、諸量を算出する。
地山の密度Ｄｊ＝（１＋Ｗｎ）／［（１／Ｄｙ）＋Ｗｎ］
地山の水量Ｍｗ＝［Ｗｎ／（１／Ｄｙ＋Ｗｎ）］×Ｖｊ×１０００
地山の乾土量Ｍｓ＝［１／（１／Ｄｙ＋Ｗｎ）］×Ｖｊ×１０００
注入液のセメント量Ｃ＝Ｘ×Ｍｗ／（１−Ｘ×Ｚ）
注入液水量Ｗ＝Ｃ×Ｚ
注入液体積ＶＬ＝（Ｃ／Ｄｃ＋Ｗ／Ｄｗ＋Ｅ／Ｄｂｔ＋Ｒ／Ｄｒ）／１０００
注入率ｎ＝ＶＬ／Ｖｊ×１００
全水量ＴＷ＝Ｗ＋Ｍｗ
ソイルセメント（改良土）の密度Ｄｓ＝（Ｃ＋Ｅ＋Ｒ＋ＴＷ＋Ｍｓ）／１０００／（１＋ｎ／１００）
単位水量Ｗ´＝ＴＷ／（１＋ｎ／１００）
単位セメント量Ｃ´＝Ｃ／（１＋ｎ／１００）
単位乾土量Ｍｓ´＝Ｍｓ／（１＋ｎ／１００）
Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´）＝ＴＷ／（Ｃ＋Ｍｓ）×１００
Next, in
Next, in
Natural density Dj = (1 + Wn) / [(1 / Dy) + Wn]
Water volume Mw = [Wn / (1 / Dy + Wn)] × Vj × 1000
Dry soil mass Ms = [1 / (1 / Dy + Wn)] × Vj × 1000
Cement amount of injection solution C = X × Mw / (1−X × Z)
Injection water volume W = C × Z
Injection volume VL = (C / Dc + W / Dw + E / Dbt + R / Dr) / 1000
Injection rate n = VL / Vj × 100
Total water volume TW = W + Mw
Density of soil cement (improved soil) Ds = (C + E + R + TW + Ms) / 1000 / (1 + n / 100)
Unit water quantity W ′ = TW / (1 + n / 100)
Unit cement amount C ′ = C / (1 + n / 100)
Unit dry soil amount Ms ′ = Ms / (1 + n / 100)
W ′ / (C ′ + Ms ′) = TW / (C + Ms) × 100
次に、ステップ１７０において、上記算出した単位セメント量と単位乾土量の和に対する単位水量の比（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））と、テーブルフロー値ＴＦとの関係を表す式（１０）に基づき、流動性を表す指標であるテーブルフロー値ＴＦを算出する。算出したテーブルフロー値ＴＦが管理目標値を逸脱している場合は、分散剤あるいは増粘剤を添加する。 Next, in Step 170, an expression (10) representing the relationship between the ratio of the unit water amount to the sum of the calculated unit cement amount and the unit dry soil amount (W ′ / (C ′ + Ms ′)) and the table flow value TF. ) To calculate a table flow value TF that is an index representing fluidity. When the calculated table flow value TF deviates from the management target value, a dispersant or a thickener is added.
次に、ステップ１８０において、以上の工程により得られた、単位セメント量Ｃ、単位水量Ｗ、ベントナイト量Ｂｔ、遅延剤量Ｒ、分散剤又は増粘材の量Ｂを注入液の配合として確定する。
Next, in
以上説明したように、本実施形態の注入液の配合設計方法によれば、ばらつきの小さい高強度ソイルセメントの試験結果に基づき決定された水セメント比に対する強度の関係を用いて、高強度ソイルセメントに所用の強度を持たせるために必要な注入材における水セメント比を算出している。このため、本実施形態により決定された注入液の調合によれば、確実に所定の強度を有する高強度ソイルセメントを形成することができる。 As described above, according to the injection liquid composition design method of the present embodiment, the high-strength soil cement is obtained by using the strength relationship with respect to the water cement ratio determined based on the test results of the high-strength soil cement with small variations. The water-cement ratio in the injection material necessary to give the required strength is calculated. For this reason, according to the preparation of the infusion solution determined according to the present embodiment, a high-strength soil cement having a predetermined strength can be reliably formed.
なお、本実施形態では高強度ソイルセメントの配合設計を行う場合について説明したが、これに限らず、普通強度のソイルセメントの配合設計を行う場合にも用いることができる。 また、上記の実施形態では、高強度ソイルセメントにおけるセメント水比と、強度の関係に基づき、セメント水比を算出したが、これに限らず、水セメント比と、強度の関係に基づき水セメント比を算出する構成とすることもできる。 In addition, although this embodiment demonstrated the case where the mixing | blending design of a high intensity | strength soil cement was performed, it is not restricted to this, It can be used also when performing the mixing | blending design of normal strength soil cement. In the above embodiment, the cement water ratio is calculated based on the relationship between the cement water ratio and the strength in the high-strength soil cement. However, the present invention is not limited to this, and the water cement ratio is calculated based on the relationship between the water cement ratio and the strength. It can also be set as the structure which calculates.
Claims (10)
前記注入液における単位水量と単位セメント量の比を設定するステップと、
ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係に基づき、前記所定の強度に対応するソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比を求めるステップと、
前記求めたソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比と、予め測定された地盤条件とに基づき、前記注入液における単位水量及び単位セメント量を算出するステップと、を備えることを特徴とする配合設計方法。 A method for blending and designing an injection solution for forming a soil cement having a predetermined strength by mixing and stirring an injection solution made of a cement-based material and soil,
Setting a unit water amount and unit cement amount ratio in the infusion solution;
Based on the relationship of strength to the ratio of unit water amount and unit cement amount in the soil cement, obtaining a ratio of unit water amount and unit cement amount in the soil cement corresponding to the predetermined strength;
Calculating the unit water amount and the unit cement amount in the injection liquid based on the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the obtained soil cement and the ground condition measured in advance. Formulation design method.
前記ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係は、前記ソイルセメントを構築する位置の地盤を構成する土砂に、単位水量と単位セメント量との比を異なる複数の値に設定したセメント系材料からなる注入液を混合することにより形成した複数の試供体を用いた圧縮実験により求めたことを特徴とする配合設計方法。 A blending design method according to claim 1,
The strength relationship with respect to the ratio of the unit water amount to the unit cement amount in the soil cement is set to a plurality of different values of the ratio of the unit water amount and the unit cement amount to the earth and sand constituting the ground where the soil cement is constructed. A blending design method obtained by a compression experiment using a plurality of specimens formed by mixing an injection solution made of a cementitious material.
前記ソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比に対する強度の関係は、
２８日強度をｑｕ（２８）［Ｎ／ｍｍ２］、ソイルセメントにおける単位セメント量をＣ´［ｋｇ／ｍ３］、単位水量をＷ´［ｋｇ／ｍ３］、変数をＡとした時に次式（１）及び（２）で表されることを特徴とする配合設計方法。
ｑｕ（２８）＝０．１５４（Ｃ´／Ｗ´）＋Ａ ……（１）
−４．０≦Ａ≦１．０ ……（２） A blending design method according to claim 1,
The relationship of the strength to the ratio of the unit water amount and unit cement amount in the soil cement is:
When the strength for 28 days is qu (28) [N / mm 2 ], the unit cement amount in soil cement is C ′ [kg / m 3 ], the unit water amount is W ′ [kg / m 3 ], and the variable is A, Formulation design method characterized by being represented by Formula (1) and (2).
qu (28) = 0.154 (C ′ / W ′) + A (1)
-4.0 ≦ A ≦ 1.0 (2)
前記設定した注入液における単位水量と単位セメント量との比と、前記求めたソイルセメントにおける単位水量と単位セメント量との比と、前記土砂の単位乾土量と、に基づきソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比を算出するステップと、
ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係に基づき、前記算出した単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対応する前記流動性パラメータを求めるステップと、
前記算出した流動性パラメータの値に基づき、分散剤の配合量を決定するステップとを備えることを特徴とする配合設計方法。 A blending design method according to any one of claims 1 to 3,
Based on the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the set injection liquid, the ratio of the unit water amount and the unit cement amount in the obtained soil cement, and the unit dry soil amount of the earth and sand, the unit cement in the soil cement Calculating the ratio of the sum of the amount and unit dry soil amount to the unit water amount;
Based on the relationship of the fluidity parameter representing the fluidity to the ratio of the sum of unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount in soil cement, the sum of the calculated unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount Determining the fluidity parameter corresponding to a ratio;
And a step of determining a blending amount of the dispersant based on the calculated value of the fluidity parameter.
前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係は、
前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂と、単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比が複数の異なる値となるように調整したセメント系材料からなる注入液とを混合することによりソイルセメントを形成し、前記形成したソイルセメントの流動性パラメータを測定することにより求めたことを特徴とする配合設計方法。 A blending design method according to claim 4, wherein
The relationship of the fluidity parameter representing fluidity to the ratio of the sum of unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount in the soil cement is:
Injection made of cement-based material adjusted so that the ratio of the soil and sand constituting the ground at the position where the soil cement is to be constructed and the sum of the unit cement amount and unit dry soil amount to the unit water amount becomes a plurality of different values. A composition design method characterized in that a soil cement is formed by mixing with a liquid, and the flowability parameter of the formed soil cement is measured.
前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、
前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂が砂質土である場合に、
前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータの関係は、
前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））、変数をＢとした時、次式（３）及び（４）で表されることを特徴とする配合設計方法。
ＴＦ＝１３．１×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（３）
−１００≦Ｂ≦−４０ ……（４） A blending design method according to claim 4, wherein
The fluidity parameter is a table flow value;
When the earth and sand constituting the ground at the position where the soil cement is to be constructed is sandy soil,
The relationship of the fluidity parameter representing fluidity to the ratio of the sum of unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount in the soil cement is:
When the amount of the table flow is TF (mm), the ratio of the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount to the unit water amount is (W ′ / (C ′ + Ms ′)) and the variable is B, the following formula ( A blending design method characterized by being represented by 3) and (4).
TF = 13.1 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (3)
−100 ≦ B ≦ −40 (4)
前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、
前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂がシルト質である場合に、
前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータとの関係は、
前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量の和に対する単位水量との比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））とした時、次式（５）及び（６）で表されることを特徴とする配合設計方法。
ＴＦ＝４．８６×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（５）
−４０≦Ｂ≦−１０ ……（６） A blending design method according to claim 4, wherein
The fluidity parameter is a table flow value;
When the earth and sand constituting the ground of the position where the soil cement is to be constructed is silty,
The relationship between the fluidity parameter representing the fluidity to the ratio of the sum of unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount in the soil cement,
When the taper flow amount is TF (mm) and the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount is (W ′ / (C ′ + Ms ′)), the following equations (5) and ( A blending design method characterized by being represented by 6).
TF = 4.86 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (5)
−40 ≦ B ≦ −10 (6)
前記流動性パラメータはテーブルフロー値であり、
前記ソイルセメントを構築する予定の位置の地盤を構成する土砂が粘性土である場合に、
前記ソイルセメントにおける単位セメント量及び単位乾土量の和と単位水量との比に対する流動性を表す流動性パラメータとの関係は、
前記テープルフロー量をＴＦ（ｍｍ）、前記単位セメント量及び単位乾土量との和に対する単位水量の比を（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））とした時、次式（７）及び（８）で表されることを特徴とする配合設計方法。
ＴＦ＝３．１５×（Ｗ´／（Ｃ´＋Ｍｓ´））＋Ｂ ……（７）
−１００≦Ｂ≦−３０ ……（８） A blending design method according to claim 4, wherein
The fluidity parameter is a table flow value;
When the earth and sand constituting the ground at the position where the soil cement is to be constructed is a viscous soil,
The relationship between the fluidity parameter representing the fluidity to the ratio of the sum of unit cement amount and unit dry soil amount and unit water amount in the soil cement,
When the amount of the table flow is TF (mm) and the ratio of the unit water amount to the sum of the unit cement amount and the unit dry soil amount is (W ′ / (C ′ + Ms ′)), the following equations (7) and (7) A blending design method characterized by being represented by 8).
TF = 3.15 × (W ′ / (C ′ + Ms ′)) + B (7)
−100 ≦ B ≦ −30 (8)
前記ソイルセメントは高強度ソイルセメントであることを特徴とする配合設計方法。 A blending design method according to any one of claims 1 to 8,
The composition design method, wherein the soil cement is a high strength soil cement.
A soil cement formed on the basis of a blending design obtained by the blending design method according to any one of claims 1 to 9.
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