JP2010150914A - ソイルセメント柱およびソイルセメント連続壁の造成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】掘削深度をZとするソイルセメント柱の造成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程と、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程とを含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法とする。
【選択図】図1
Description
A:地盤表面0から深度Z1(ここでZ1は、0<Z1<Zである)まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
B:深度Z1から深度Zまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴としている。
・工程Aでの掘削体積=工程Bの気泡+固化材ミルク供給量 (1)
・工程Cでの気泡消泡量=工程Cの固化材ミルク供給量 (2)
・配合設計におけるソイルセメント柱の単位体積あたりの固化材配合量=工程Bおよび工程Cで供給される固化材ミルクの量 (3)
そこで、各工程で使用する材料の掘削土の単位体積あたりの供給量を表1に示す記号で表す。なお、本発明の理解を容易にするため、便宜的に、工程Aと工程Bにおける単位体積あたりの気泡の添加量を同じVaとしているが、これに限定されるものではない。
B:地盤表面0から深度Zまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含む方法や、Z1=Zに相当する場合として、
A:地盤表面0から深度Zまで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程を含む方法、などの態様を考慮することができる。
仕様:削孔径Φ600mm、L=5.0〜8.0m
芯材:H-300×300×10×15
土質:事前のボーリング調査結果によると、当該地質はほぼ一様な細砂であった。
およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌することは十分可能であるこ
とが確認できる。 また、この状況で特に掘削が容易であったのが、気泡を用いないケー
ス3と気泡を用いたケース8である。両者から言えることは、単軸攪拌掘削機を用いる場
合、ソイルセメントの流動性を良くし排土をスムーズにすることが重要であり、それなり
の量のセメントと水を添加することが必要となるが、ケース8のように気泡を用いること
で、水の添加量を1/3にまで減らすことができ、本願の目的を実現できることが確認で
きる。なお、ケース8では、H型鋼の建込み施工性においても良好であるという結果が得
られ、芯材をともなう地中連続壁の構築にも十分適用できることが確認できる。
証している。その結果は表8のとおりである。
軸撹拌掘削機によっても工程Cの消泡剤の添加で十分に消泡され、排土の削減に十分有効
であることが実証されている。 また、本発明のように気泡およびセメントを含む固化材
ミルクを供給しながら掘削するソイルセメント柱の造成方法によると、一般的なSMW工
法における固化材注入液(W/C=250%)よりも少ないW/C=100%で、削孔お
よび芯材挿入ができることが確認された。このように、本発明によると、上記のZ1=0
,O<Z1<Z,Zの何れの場合であっても、掘削深度をZとするソイルセメント柱の造
成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程Aおよび/または
工程Bと、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程Cとに
より、固化材を含む排泥土の地上への排出の削減が実現されることになる。
ルセメント柱を造成する場合などには、本発明の方法では、上記の工程Cに代えて、深度
Zから地盤表面0まで何も添加することなく戻り撹拌する工程を行うようにしてもよい。
すなわち、より少ない撹拌で、固化材を含む排泥土の地上への排出の削減を実現すること
が出来る。なお、前記のとおり、工程Cに代えて、削孔底Zから地盤表面0まで何も添加
することなく撹拌する場合は、気泡土柱4および気泡ソイルセメント柱5が均質化された
気泡ソイルセメント柱6が造成されることになる。もちろん、この場合も、さらなる排泥
土の排出はない。以上の本発明において、工程Aでは掘削土に気泡および水を混練し、工
程Bでは掘削土に気泡および固化材ミルクを混練して、掘削土と、気泡および水又は固化
材ミルクとが均質に懸濁し、孔壁の安定性、止水性、流動性等に優れた安定液の状態(以
下、この安定液を気泡安定液という)にして孔壁を安定させるようにしている。
る消泡しにくく、気泡の粒度がおおよそ20〜500μm程度の範囲のものであれば、そ
の種類等に特に制限なく使用することができる。例えば、気泡剤原液を水で希釈し、これ
をミキサーで泡立てて作成した気泡などを用いることができる。気泡剤の希釈率は、気泡
剤の仕様書に規定された希釈倍率でよく、仕様と異なる場合には気泡安定液における気泡
としての機能を十分に発揮することができる希釈倍率を採用すればよい。気泡剤としては
、例えば、気泡コンクリート、エアーモルタル等に使用されている製品等を用いることが
でき、具体的には、アルキルサルフェート系界面活性剤、部分加水分解蛋白質、アルキル
エーテル系化合物複合体等の各種のものを例示することができる。なかでも、掘削後の孔
壁を安定した状態に保ち続ける性能を得るためには、消泡し難く、酸やアルカリ等の化学
的安定性に優れ、かつ起泡能力の大きい気泡剤として、アルキルサルフェート系界面活性
剤を使用するのが好ましい。
様に、セメントやセメント系固化材を用いることができる。この固化材を適切な割合で水
に分散させることでセメントを含む固化材ミルクを調整する。必須ではないものの、掘削
時の逸泥量を減少させ、固化体に止水性等を付加する効果を期待して、さらにベントナイ
ト等を添加することも考慮できる。公知の様々な工法では、一般的に、固化材ミルクに、
増粘材、凝結遅延材、分散材などの添加材を混合することが多く、本発明においても使用
することができるが、基本的に不要である。また、気泡の効果で、これら固化材の添加量
を低く抑えることもできる。
るのが好適である。というのは、気泡に消泡剤入りのセメントミルクを添加して混合撹拌
すると、消泡剤の種類によっては撹拌作用により気泡が再発生することがあるからである
。消泡剤の使用量は、消泡効果を加味した最も経済的な量とし、おおよその目安として、
気泡材と同量とすることが例示される。
は、直接的に掘削孔壁の安定性および造成されるソイルセメント柱の強度等の特性に関与
する。そこで、このような気泡安定液の管理は、例えば、この出願の発明者らにより提案
されている気泡安定液の調整方法と気泡掘削施工法(特願2007−28673)などを
利用することで、容易かつ簡便に管理することもできる。この気泡安定液の調整方法によ
ると、現場掘削土の物理特性に応じ、消泡含水比(Wmin)、分離含水比(Wsep)、最小
気泡添加率(Qmin)、最大気泡添加率(Qmax)という適切な管理指標を設け、これらの
指標に基づいて気泡量および水又はセメントミルク量の調整を行うことで、より確実に、
簡便に実際施工に適合した掘削管理を行うことができるものである。
安定液の特性が所望のものとなるように設定することができ、概ね、掘削土に対する体積
比で、例えば、0.2〜0.4の範囲に設定することができる。例えば、気泡の添加量は
、各工程、あるいは掘削個所の土質の変化に応じて変化させることもできる。また、気泡
の最小添加量は、おおよその目安として、掘削土1m3あたり粘性土で0.25m3程度、砂礫
土で0.35m3程度であって、このときに排土量が最も少なくなり、これより気泡量を多く
しても気泡安定液の流動性にはあまり変化がない。しかし、気泡量を多くすると気泡安定
液の単位体積重量が小さくなるため、例えば、ワイヤーで吊り下げるタイプの掘削機を用
いる場合等には、掘削機械の種類を考慮して、気泡量を多く設定することなども可能であ
る。
めの配合比や、ソイルセメント柱への芯材建て込みを可能とする1時間後のソイルセメン
ト強度を実現する配合比は、例えば、土質試験や配合試験(気泡量、水量やセメント量等
を決める試験)により簡便に設定することができる。
成し、次いで先行エレメントの端部にラップするように後行エレメントのソイルセメント
柱を造成することで地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法であって、前記のソイルセ
メント柱の造成方法によりソイルセメント柱を造成することを特徴としている。
式的に示した。
単軸の地盤改良機を用い、本願発明の方法により以下の現場にてセメントソイル柱を施工する場合の掘削条件の計算手順を示した。
仕様:削孔径Φ600mm、L=20m
芯材:H-300×300×10×15
土質:事前のボーリング調査結果によると、当該地質はほぼ一様な細砂であった。ただし、試験施工では深度4m付近で礫の混入が確認された。また、木片、ガラ、土嚢などの廃棄物の混入も確認された。
細粒分土粒子の単位体積重量γSC=26.5(kN/m3)
粗粒分土粒子の50%粒径DS50=0.00033(m)
細粒分土粒子の含有率P=16(%)
細粒分土粒子の液性限界wL=70(%)
掘削土の自然含水比wn=23.8(%)
掘削土の乾燥密度γd =12.77(kN/m3)
<2> これらの値から、特願2007−28673に開示されている手法に従い、最小含水比(Wmin),分離含水比(Wsep),最小気泡添加率(Qmin),最大気泡添加率(Qmax)を計算した。
ると、掘削土1m3 あたりのセメント添加量WC =200kg/m3、水セメント比W/C=120%とすることができる。
の掘削深度Z1、工程Bおよび工程Cのセメントミルク添加量vC1、vC2は以下の表7のとおりとした。
(実施例2)
三軸のオーガー攪拌掘削機を用い、以下の条件にて、本願発明の方法と従来法により、ソイルセメント柱を施工した。
AK DAC-n水処理設備工事敷地内
(1)試験ケース
試験ケース数:7ケース(各ケースの詳細は表9参照)
仕様:削孔径・ピッチ:Φ550mm@450mm
削孔深度:L=14.0〜21.0m
芯材:H-400×200×8×13 L=13.0m、20.0m
気泡剤:パリックFA-100 フローリック株式会社
消泡剤:アデカネートB−556(株式会社ADEKA製)
当該地質は、ほぼ一様な細砂であるが、深さ15mおよび20mの位置に厚さ2mほど
の透水性の大きい砂礫層がかんだ構成となっていた。
(3)施工結果
や、周辺地盤への水の抜けなどを考慮すれば、予想排土量と試験結果が比較的良く合って
いると言える。
(実施例3)
5軸のオーガー攪拌掘削機を用い、以下の条件にて、本願発明の方法と従来法により、ソイルセメント連壁を施工した。
施工場所:三井住友建設株式会社 新宿六丁目S街区計画作業所内
施工概要:削孔径・ピッチ:Φ550mm @450mm
削孔深度:L=9.0m
施工延長:9エレメント
削孔機械:5軸のオーガー攪拌掘削機
芯 材:H−400×200×8×13 L=8.0m
気泡剤:パリックFA−100 フローリック株式会社
消泡剤:アデカネートB−556 (株式会社ADEKA製)
配 合:(対象土1m3 当たり):
(標準施工部) C=250kg、W=550kg、ベントナイト10kg
(本発明施工部)C=200kg、W=200〜400kg、気泡300リットル
施工結果:・削孔内の気泡は、ほぼ100%消泡されたことを確認した。
・排泥量は、標準施工部1.0に対して約0.8であった。
・ラップ施工においても、柱状の施工と同様に施工性およびソイルセメントの品質に問題はなく、標準部と同等以上の結果が得られた。
2 気泡および固化材ミルク
3 消泡剤入り固化材ミルク
4 気泡土柱
5 気泡ソイルセメント柱
6 ソイルセメント柱
7 排土
8 排土
Claims (10)
- 掘削深度をZとするソイルセメント柱の造成において、掘削土に少なくとも気泡を供給しながら掘削撹拌する工程と、セメントを含む固化材ミルクおよび消泡剤を供給しながら撹拌する工程とを含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。
- A:地盤表面0から深度Z1(ここでZ1は、0<Z1<Zである)まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
B:深度Z1から深度Zまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴とする請求項1記載のソイルセメント柱の造成方法。 - 1)工程Bで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Aの掘削体積と等しく、2)工程Cで消泡される気泡量が、工程Cで供給する消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする請求項2記載のソイルセメント柱の造成方法。
- B:地盤表面0から深度Zまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程
を含むことを特徴とする請求項1記載のソイルセメント柱の造成方法。 - A:地盤表面0から深度Zまで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
C:深度Zから地盤表面0まで消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクを供給しながら戻り撹拌する工程を含むことを特徴とする請求項1記載のソイルセメント柱の造成方法。 - 2)工程Cで消泡される気泡量が、工程Cで供給される消泡剤を加えたセメントを含む固化材ミルクの供給量と等しくなるよう、気泡、固化材ミルクの量を設定することを特徴とする請求項4または5記載のソイルセメント柱の造成方法。
- 掘削深度をZとするソイルセメント柱の造成において、
A:地盤表面0から深度Z1(ここでZ1は、0<Z1<Zである)まで掘削土に気泡および水を供給しながら掘削撹拌する工程、
B:深度Z1から深度Zまで掘削土に気泡およびセメントを含む固化材ミルクを供給しながら掘削撹拌する工程、および
C:深度Zから地盤表面0まで戻り撹拌する工程を含むことを特徴とするソイルセメント柱の造成方法。 - 工程Bで供給する気泡および固化材ミルクの供給量が、工程Aでの掘削体積と等しくなるよう、気泡および固化材ミルクの供給量を設定することを特徴とする請求項7記載のソイルセメント柱の造成方法。
- 掘削部に芯材を建て込みすることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のソイルセメント柱の造成方法。
- 先行エレメントのソイルセメント柱を造成し、次いで先行エレメントの端部にラップするように後行エレメントのソイルセメント柱を造成することで地盤中に連続一体の地中壁を造成する方法であって、請求項1ないし9のいずれかに記載の方法によりソイルセメント柱を造成することを特徴とするソイルセメント連続壁の造成方法。
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