JP2015055118A - Liquefaction countermeasure construction method of foundation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤にドレーン材により透水性を有するドレーン柱を造成する地盤液状化対策工法に関し、特に、セメントクリンカーを含有するドレーン材を用いる地盤の液状化対策工法に関する。 The present invention relates to a ground liquefaction countermeasure method for creating a drain column having water permeability with a drain material on the ground, and particularly to a ground liquefaction countermeasure method using a drain material containing a cement clinker.
緩い砂質地盤に対する主な液状化防止の原理としては、密度の増大（締固め）、地震時等の間隙水圧上昇の抑制（排水）、地盤のせん断変形の抑制、地盤の不飽和化等がある。
間隙水圧上昇を抑制するための排水工法の一つにグラベルドレーン工法がある。従来のグラベルドレーン工法は、ドレーン材として砕石を用い、対象地盤に透水係数の大きい砕石柱（ドレーン柱）を造成し、地震時に発生する過剰な間隙水圧をドレーン柱を通して素早く消散させることで、地盤の液状化を防止して地盤の安定を保つことができる。
The main principles of liquefaction prevention for loose sandy ground include increasing density (consolidation), suppressing increase in pore water pressure during earthquakes (drainage), suppressing shear deformation of the ground, and desaturating the ground. is there.
Gravel drain method is one of the drainage methods to suppress the increase of pore water pressure. The conventional gravel drain method uses crushed stone as the drain material, creates a crushed stone column (drain column) with a large hydraulic conductivity on the target ground, and quickly dissipates excess pore water pressure generated during an earthquake through the drain column. Liquefaction can be prevented and the stability of the ground can be maintained.
グラベルドレーン工法の施工方法は、例えば図１に示すように、略全長に亘ってスクリューを周設したケーシングパイプ１を用いて、ケーシングパイプ１を回転駆動によって地盤Ｇ中に貫入させ（ａ）、ケーシングパイプ１内に砕石（ドレーン材）を投入しながらケーシングパイプ１を引き抜き（ｂ）、地盤Ｇ中に排水用の砕石柱（ドレーン柱）２を造成するものである。
なお、砕石として、一般に７号砕石（ＪＩＳ Ａ ５００１ 粒径２．５〜５ｍｍ）を使用することが多い。
For example, as shown in FIG. 1, the gravel drain construction method uses a casing pipe 1 in which a screw is provided around substantially the entire length, and the casing pipe 1 is inserted into the ground G by rotational driving (a). The casing pipe 1 is pulled out while putting crushed stone (drain material) into the casing pipe 1 (b), and a crushed stone column (drain column) 2 for drainage is created in the ground G.
In general, No. 7 crushed stone (JIS A 5001 particle size 2.5 to 5 mm) is often used as crushed stone.
特開２００３−８２６４９号公報（特許文献１）には、軟弱地盤中に所定間隔で掘削した掘削孔内に、膨張性を有するスラグを充填し、このスラグが軟弱地盤中の水分を吸収することにより、スラグを膨張させて周囲地盤の締め固めを行うようにする軟弱地盤の改良工法が記載されている。
なお、特許文献１には、スラグを用いる点は記載されているが、セメントクリンカーを用いる点は記載されていない。
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-82649 (Patent Document 1) describes that a slag having an expansibility is filled in a drilled hole excavated at a predetermined interval in a soft ground, and the slag absorbs moisture in the soft ground. Describes an improved construction method for soft ground in which the slag is expanded and the surrounding ground is compacted.
In addition, although the point which uses slag is described in patent document 1, the point which uses a cement clinker is not described.
特開２００５−１４６６０９号公報（特許文献２）には、ケーシングを水面下の軟弱地盤中に埋設し、ケーシング内に粒状物を投入し、投入が完了したらケーシングの底部の蓋を開けてケーシングを上昇せしめることで、粒状物をケーシングの下端から地盤中に排出して、地盤改良パイルを形成する地盤改良方法において、粒状物として、スラッジに１重量％以上の生石灰または石灰系固化材を混合し造粒された粒状物を用いることが記載されている。
なお、特許文献２には、スラグを用いる点は記載されているが、セメントクリンカーを用いる点は記載されていない。
In JP-A-2005-146609 (Patent Document 2), a casing is embedded in a soft ground below the surface of the water, a granular material is introduced into the casing, and when the introduction is completed, a lid at the bottom of the casing is opened to remove the casing. In the ground improvement method in which the granular material is discharged from the lower end of the casing into the ground by forming the ground to form a ground improvement pile, 1% by weight or more of quick lime or lime-based solidified material is mixed with the sludge as the granular material. The use of granulated granules is described.
In addition, although the point which uses slag is described in
特開２００９−１０２８０１号公報（特許文献３）には、ＪＩＳ Ｋ ００５８−１に規定される溶出試験条件に従い、利用有姿のままの試料に、その１０倍量の蒸留水を加え、毎分２００回転で６時間撹拌した後の蒸留水のｐＨが１１．５以下である鉄鋼スラグからなる低置換サンドコンパションパイル用材料であり、特にＭｇ（ＯＨ）２の析出によるサンドコンパションパイルの透水性の低下を抑え、長期透水係数を１×１０−３ｃｍ／ｓ以上に維持できる低置換サンドコンパションパイル用材料が記載されている。
なお、特許文献３には、鉄鋼スラグを用いる点は記載されているが、セメントクリンカーを用いる点は記載されていない。
In JP 2009-102801 A (Patent Document 3), in accordance with the dissolution test conditions defined in JIS K 0058-1, 10 times the amount of distilled water is added to the sample as it is, and every minute It is a material for low displacement sand compaction pile made of steel slag whose pH of distilled water after stirring for 6 hours at 200 rpm is 11.5 or less, and in particular, water permeability of sand compaction pile by precipitation of Mg (OH) 2 The material for low substitution sand compaction pile which can suppress the fall of property and can maintain a long-term permeability in 1 * 10 < -3 > cm / s or more is indicated.
In addition, although the point which uses steel slag is described in patent document 3, the point which uses a cement clinker is not described.
特開２０１０−２０８９０４号公報（特許文献４）には、コンクリート廃材を粉砕する際に発生するコンクリート微粉末と、生コンスラッジから分離生成された脱水ケーキとを、水を添加して撹拌混合した後に、そのまま固化させ、あるいは造粒、整粒して所定粒径の固化粒状物を生成するようにした再生粒状物及びその製造方法が記載されている。
なお、特許文献４には、コンクリート廃材の微粉末や生コンスラッジの脱水ケーキを用いる点は記載されているが、セメントクリンカーを用いる点は記載されていない。
In JP 2010-208904 A (Patent Document 4), after adding concrete and stirring and mixing the concrete fine powder generated when the concrete waste material is pulverized and the dehydrated cake separated and generated from the raw consludge, Further, a regenerated granule that is solidified as it is, or granulated and sized to produce a solidified granule having a predetermined particle diameter, and a method for producing the same are described.
In addition, although the point using the fine powder of a concrete waste material and the dehydrated cake of fresh consludge is described in patent document 4, the point which uses a cement clinker is not described.
従来のグラベルドレーン工法は、地盤を穿孔し、その孔に砕石を投入し柱状にドレーン（ドレーン柱）を造成するものであり、砕石のドレーン柱が周辺地盤より透水係数が大きいことを利用して、周辺地盤における水圧の上昇を緩和するというものである。
しかしながら、砕石のドレーン柱には、間隙水圧の上昇を抑制する能力を有するものの、地震等により地盤が変形する力が加わった場合には、地盤の支持力や地盤の変形を抑制する強度がほとんどないため、ドレーン柱の形状を維持することができず崩壊してしまい、地震等の液状化の変位を防ぐ能力が十分なものとはいえないという課題があった。
In the conventional gravel drain method, the ground is drilled and crushed stone is poured into the hole to form a drain (drain column). The crushed stone drain column has a larger hydraulic conductivity than the surrounding ground. This is to alleviate the rise in water pressure in the surrounding ground.
However, the drain column of crushed stone has the ability to suppress the increase in pore water pressure, but when a force that deforms the ground due to an earthquake or the like is applied, it has almost no strength to support the ground and to suppress the deformation of the ground. Therefore, there is a problem that the shape of the drain column cannot be maintained and collapses, and it cannot be said that the ability to prevent liquefaction displacement such as an earthquake is sufficient.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、間隙水圧の上昇を抑制する能力に加えて、ドレーン柱の強度による地盤の変位を抑制する能力を備えた、地盤の液状化対策工法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a ground liquefaction countermeasure method having the ability to suppress the displacement of the ground due to the strength of the drain column in addition to the ability to suppress the increase in pore water pressure. The purpose is to do.
本発明に係る地盤の液状化対策工法は、セメントクリンカーを含有するドレーン材により、地盤中に透水性を有するドレーン柱を造成することを特徴とする。 The ground liquefaction countermeasure method according to the present invention is characterized in that a drain column having water permeability is created in the ground by a drain material containing a cement clinker.
ドレーン柱に主体的に含まれるセメントクリンカーは、周囲に存在する水分により、セメントクリンカーの表面や細かいセメントクリンカー粒子が水和反応を起こし、セメントクリンカー同士が接触した面が接着する。
そのため、このドレーン柱は、セメントクリンカー同士が表面の一部で接触して接着することにより、隙間を有した構造となって透水性を維持するとともに、セメントクリンカー同士の接合力によって、砕石柱の場合と比べてドレーン柱自体が強度を有するようになる。
The cement clinker mainly contained in the drain column causes the hydration reaction of the surface of the cement clinker and fine cement clinker particles due to the water present in the surroundings, and the surfaces where the cement clinker are in contact with each other adhere.
Therefore, this drain column is made by contacting and adhering the cement clinker at a part of the surface, thereby maintaining a water permeability with a structure having a gap, and by the bonding force between the cement clinker, Compared to the case, the drain column itself has strength.
ここで、本発明に係る地盤の液状化対策工法では、セメントクリンカーは粒径２ｍｍ以上であるのが好ましく、これによって、ドレーン柱に水分が透過する十分な間隙を備え、透水性を容易に高めることができる。 Here, in the ground liquefaction countermeasure method according to the present invention, it is preferable that the cement clinker has a particle size of 2 mm or more, thereby providing the drain column with a sufficient gap for moisture to permeate and easily increasing water permeability. be able to.
また、本発明に係る地盤の液状化対策工法では、セメントクリンカーは、水中に浸漬させた後にドレーン材に用いるのが好ましく、これによって、セメントクリンカー自体の圧壊強度を高めることができる。 Moreover, in the ground liquefaction countermeasure method according to the present invention, the cement clinker is preferably used as a drain material after being immersed in water, whereby the crushing strength of the cement clinker itself can be increased.
本発明に係る地盤の液状化対策工法では、ドレーン材は更に高炉スラグ粉末を含有することが好ましく、これによって、セメントクリンカー単独で使用した場合に比べて、ドレーン柱の強度を更に高めることができる。 In the ground liquefaction countermeasure method according to the present invention, it is preferable that the drain material further contains blast furnace slag powder, whereby the strength of the drain column can be further increased as compared with the case where the cement clinker is used alone. .
また、ドレーン材中、セメントクリンカー１００質量部に対して、高炉スラグ粉末を２０質量部以下の割合で含有するのが好ましく、これによって、要求される透水性と強度を満足させるに、より好適なドレーン柱を得ることができる。 Further, in the drain material, it is preferable to contain the blast furnace slag powder in a proportion of 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cement clinker, which is more suitable for satisfying the required water permeability and strength. A drain pillar can be obtained.
また、本発明に係る地盤の液状化対策工法では、ドレーン材が高炉スラグ粉末を含有する場合、ドレーン材は、水を加えて混合されているのが好ましく、これによって、高炉スラグ粉末の飛散防止を図ることができる。 Further, in the ground liquefaction countermeasure method according to the present invention, when the drain material contains blast furnace slag powder, it is preferable that the drain material is mixed by adding water, thereby preventing scattering of the blast furnace slag powder. Can be achieved.
また、本発明に係る液状化対策工法では、ドレーン柱の造成に際して、施工時にドレーン材に締め固めを施すようにしてもよい。
また、本発明に係る液状化対策工法では、ドレーン柱を造成した地盤の表面に、透水性を有するマット層を敷設するようにしてもよい。
In the liquefaction countermeasure method according to the present invention, the drain material may be compacted at the time of construction when the drain column is formed.
Moreover, in the liquefaction countermeasure method according to the present invention, a water-permeable mat layer may be laid on the surface of the ground on which the drain pillar is formed.
本発明によると、ドレーン柱による地盤間隙水圧の上昇を抑制する能力に加えて、ドレーン柱自体の強度が増大するため、地震等による地盤の変位、特にせん断変形に対して抵抗力を増大することができ、従って地震等においても優れた地盤の液状化対策を実現することできる。
更に、本発明によると、間隙水圧の上昇抑制能力だけの砕石を用いたドレーン柱に比べて、間隙水圧の上昇抑制能力と地盤変位に対する抵抗力を増大して地盤の液状化に有効に対処できるため、ドレーン柱の本数を減らすことも可能となって、工事期間の短縮やコストの低減を図ることができる。
According to the present invention, in addition to the ability to suppress the rise of ground pore water pressure due to the drain column, the strength of the drain column itself increases, so the resistance to the displacement of the ground due to earthquakes, especially shear deformation, can be increased. Therefore, it is possible to realize an excellent ground liquefaction countermeasure even in an earthquake or the like.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to effectively cope with the liquefaction of the ground by increasing the ability to suppress the increase in pore water pressure and the resistance to ground displacement, compared to the drain column using crushed stone with only the ability to suppress the increase in pore water pressure. Therefore, the number of drain pillars can be reduced, and the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
本発明に係る地盤の液状化対策工法を、図面を参照して一実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の地盤液状化対策工法は、セメントクリンカーを含有するドレーン材により、地盤中に透水性を有するドレーン柱を造成する、地盤液状化対策工法である。
本実施形態の液状化対策施工法は、例えば図１に示したようなグラベルドレーン工法により行なうことができる。なお、サンドドレーン工法やバーチカルドレーン工法等と称せられる施工方法を用いても同様に実施することが可能である。
まず、ケーシングパイプを地盤中に貫入させ、ケーシングパイプ内にドレーン材を充填し、ケーシングパイプを引き抜いて、図２に示すように、液状化対策を施す対象地盤Ｇ中に透水性を有する、ドレーン柱３を必要本数造成する。
A ground liquefaction countermeasure method according to the present invention will be specifically described based on an embodiment with reference to the drawings.
The ground liquefaction countermeasure method of the present invention is a ground liquefaction countermeasure method in which a drain column having water permeability is created in the ground by a drain material containing a cement clinker.
The liquefaction countermeasure construction method of the present embodiment can be performed, for example, by a gravel drain method as shown in FIG. In addition, it is possible to carry out similarly by using a construction method called a sand drain method or a vertical drain method.
First, the casing pipe is penetrated into the ground, the drain material is filled in the casing pipe, the casing pipe is pulled out, and the drainage having the water permeability in the target ground G to be subjected to liquefaction countermeasures as shown in FIG. Create the required number of pillars 3.
本発明においては、ドレーン柱を構成するドレーン材としてセメントクリンカーを含有するものを用いるため、周囲の水分、例えば地盤中に含まれる水分や降雨等による水分によりセメントクリンカー間の接着力が増して、地盤Ｇのせん断変形に対する抵抗力が増大し、液状化抵抗を増大させることができる。
なお、ドレーン材として使用できるセメントクリンカーとしては、特に限定されず、任意のセメントクリンカーを使用することができる。
ドレーン材に用いるセメントクリンカーは、得られるドレーン柱の良好な透水性を保持するため、粒径２ｍｍ以上、好ましくは２．５ｍｍ以上であることが望ましい。かかる粒径は７号砕石とほぼ同レベルの粒径である。
なお、粒径はＪＩＳ篩により決定した粒径である。
In the present invention, since the drain material constituting the drain pillar uses a material containing a cement clinker, the adhesive strength between the cement clinker is increased by surrounding moisture, for example, moisture contained in the ground or moisture due to rainfall, Resistance to the shear deformation of the ground G increases, and liquefaction resistance can be increased.
In addition, it does not specifically limit as a cement clinker which can be used as a drain material, Arbitrary cement clinker can be used.
The cement clinker used for the drain material desirably has a particle diameter of 2 mm or more, preferably 2.5 mm or more in order to maintain good water permeability of the obtained drain column. This particle size is about the same level as No. 7 crushed stone.
In addition, a particle size is a particle size determined by the JIS sieve.
なお、セメントクリンカーは砕石と比べて粒子の圧壊強度がやや小さく、そのためにドレーン柱の性能が低下することはないが、施工時に振動等の締め固めを伴う場合にはセメントクリンカー粒子の破壊や磨り減りにより微粒分が増加し、ドレーン柱の透水性が低下してしまうことがある。これに対処するため、セメントクリンカーを施工前に水中に浸漬、例えば数日間（１〜２日）以上に浸漬することによって、セメントクリンカー粒子自体の圧壊強度を増加させることができる。 Cement clinker has a slightly smaller particle crushing strength than crushed stone, and therefore the performance of the drain column does not deteriorate. The decrease may increase the fine particle content and decrease the water permeability of the drain column. In order to cope with this, the crushing strength of the cement clinker particles themselves can be increased by immersing the cement clinker in water before construction, for example, by immersing it for several days (1-2 days) or more.
また、ドレーン柱の強度を更に増加させる場合には、ドレーン材として、セメントクリンカーに加えて更に高炉スラグ粉末を含有するドレーン材を用いることができる。使用することができる高炉スラグは、特に限定されず、任意のものを適用することができる。
かかるドレーン材によっても、ドレーン柱３は、時間の経過とともにセメントクリンカー粒子間の接着力が増すとともに、セメントクリンカーによるアルカリ刺激で高炉スラグ粉末自体が硬化し、セメントクリンカー粒子をより強固に接着させ、地盤Ｇのせん断変形に対する抵抗力が増大し、液状化抵抗が更に大きくなる。
Further, when the strength of the drain column is further increased, a drain material further containing a blast furnace slag powder in addition to the cement clinker can be used as the drain material. The blast furnace slag that can be used is not particularly limited, and any blast furnace slag can be applied.
Also with such a drain material, the drain column 3 increases the adhesive force between the cement clinker particles over time, and the blast furnace slag powder itself is cured by alkali stimulation with the cement clinker, thereby causing the cement clinker particles to adhere more firmly. Resistance to the shear deformation of the ground G increases, and liquefaction resistance further increases.
高炉スラグ粉末を含有する場合には、ドレーン柱の強度を更に増加させるとともに、ドレーン柱の良好な透水性を保持するために、セメントクリンカー１００質量部に対して、高炉スラグ粉末を２０質量部以下、好ましくは１２質量部以下とすることが望ましい。 In the case of containing the blast furnace slag powder, in order to further increase the strength of the drain column and maintain good water permeability of the drain column, the blast furnace slag powder is 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cement clinker. , Preferably it is 12 mass parts or less.
ドレーン材として、セメントクリンカーに加えて高炉スラグ粉末を含む場合には、セメントクリンカー、高炉スラグ粉末及び水を予め混合して調製したドレーン材をドレーン柱に適用することが、高炉スラグ粉末の飛散を防止し、早期にドレーン柱の強度を発現させるために好ましい。またこの際に、前記したように、セメントクリンカーを予め水中に浸漬したセメントクリンカーを用いると、セメントクリンカー自体の圧壊強度が非水浸のものより増加することで、地盤投入中に粒子破砕が起こる可能性が小さくなり、より望ましい。 When the drain material contains blast furnace slag powder in addition to cement clinker, it is possible to apply the drain material prepared by mixing cement clinker, blast furnace slag powder and water in advance to the drain column, thereby reducing the scattering of the blast furnace slag powder. It is preferable for preventing and developing the strength of the drain column early. At this time, as described above, when using a cement clinker in which the cement clinker is preliminarily immersed in water, the crushing strength of the cement clinker itself is increased from that of the non-water immersion, so that particle crushing occurs during the ground injection. Less likely and more desirable.
上記ドレーン材を、地盤中のケーシングパイプ内に充填し、充填したドレーン材に振動等を与えて、ドレーン材を締め固めるとともに、周辺地盤も締め固めするようにしてもよい。これにより、周辺地盤が締め固められることにより、地盤のせん断強さが増加し、地盤全体の耐液状化性能が向上させることができる。 The drain material may be filled in a casing pipe in the ground, and vibrations may be applied to the filled drain material to compact the drain material and also compact the surrounding ground. Thereby, when the surrounding ground is compacted, the shear strength of the ground is increased, and the liquefaction resistance of the entire ground can be improved.
また、図２に示すように、ドレーン柱３の施工の前又は後で、対象地盤Ｇの上面にマット層４を敷設してもよい。このマット層４は、例えば、砕石、砂、本実施形態と同様なドレーン材（セメントクリンカー又はセメントクリンカーと高炉スラグ粉末の混合物）で形成することができる。
クリンカ柱の直上を盛り土等とした場合には、クリンカ柱の上部への排水が不可能となり、過剰間隙水圧が消散されず、また他種の構造物の場合でも構造物下面に排水された水がたまることにより、排水能力が抑制されることがある。 かかるマット層を敷設することで、上部に構造物が有る場合でも、このマット層に沿って横方向へ排水を行うことができるため、過剰間隙水圧を速やかに消散できる。
Further, as shown in FIG. 2, the mat layer 4 may be laid on the upper surface of the target ground G before or after the construction of the drain pillar 3. The mat layer 4 can be formed of, for example, crushed stone, sand, or a drain material similar to the present embodiment (cement clinker or a mixture of cement clinker and blast furnace slag powder).
If the clinker column is directly overfilled, drainage to the upper part of the clinker column is impossible, excess pore water pressure is not dissipated, and even in the case of other types of structures, The drainage capacity may be suppressed due to accumulation. By laying such a mat layer, even if there is a structure at the top, drainage can be performed in the lateral direction along the mat layer, so that excess pore water pressure can be quickly dissipated.
このように造成されたドレーン柱３は地盤Ｇより透水性が良いため、地震時等において、地盤Ｇの過剰間隙水圧がドレーン柱３を通して消散し、地盤Ｇの液状化が防止される。 Since the drain pillar 3 constructed in this way has better water permeability than the ground G, the excess pore water pressure of the ground G is dissipated through the drain pillar 3 during an earthquake or the like, and the ground G is prevented from being liquefied.
従来の砕石を用いたドレーン柱は、ドレーン柱自体に強度がないため、地震時等の地盤の変位を抑制することができないため、液状化の抑制効果としては排水による間隙水圧の上昇抑制のみである。 Since drain columns using conventional crushed stones are not strong enough, the displacement of the ground during an earthquake cannot be suppressed, so the only effect of suppressing liquefaction is to suppress the increase in pore water pressure due to drainage. is there.
これに対して、本実施形態では、ドレーン柱を構成するセメントクリンカーが水と反応して固まる性質により、ドレーン材中のセメントクリンカー粒子同士が接する表面が接着し、更に高炉スラグ粉末を加えた場合は、セメントクリンカーによるアルカリ刺激で高炉スラグ粉末自体が硬化し、セメントクリンカー粒子をより強固に接着させる。
このため、ドレーン柱の強度が向上し、地震時等における間隙水圧の上昇抑制効果とせん断変形への抵抗力の増加効果が得られる。
更に、本実施形態のドレーン柱は、これら効果により各ドレーン柱の液状化防止能力が高まるため、砕石のドレーン柱の場合に比べて、液状化対策のために地盤に造成するドレーン柱の本数を少なくすることができる。
On the other hand, in this embodiment, when the cement clinker constituting the drain pillar reacts with water and solidifies, the surface where the cement clinker particles in the drain material are in contact with each other adheres, and further when blast furnace slag powder is added The blast furnace slag powder itself is cured by alkali stimulation with cement clinker, and cement clinker particles are more firmly bonded.
For this reason, the strength of the drain column is improved, and the effect of suppressing the increase in pore water pressure during an earthquake or the like and the effect of increasing the resistance to shear deformation are obtained.
Furthermore, since the drain pillar of this embodiment increases the ability of each drain pillar to prevent liquefaction due to these effects, the number of drain pillars created on the ground for liquefaction countermeasures is reduced compared to the case of the crushed stone drain pillar. Can be reduced.
Ａ．ドレーン材自体の性能試験
（圧壊試験）
ＪＩＳ Ｚ ８８４１に準拠した圧壊試験を行なって、表１に示すように、セメントクリンカー粒子（普通ポルトランドセメントクリンカー：住友大阪セメント株式会社製）と砕石（栃木県佐野市産硬質砂岩砕石７号：粒径２．５ｍｍ〜５ｍｍ）の圧壊強度を測定した。圧壊試験は、それぞれ２０個のセメントクリンカー粒子と砕石について実施し、得られた圧壊強度分布と平均値とを下記表１に示す。
なお、表１中、セメントクリンカーについては、前処理として粒子を３日間水中に浸漬させた後、粒子表面の水分を拭き取ったもの（水浸）と、前処理を行なわないもの（乾燥）との２種類を圧壊試験に供した。
砕石については、上記前処理を行なわないものを圧壊試験に供した。
A. Drain material performance test (crush test)
As shown in Table 1, after performing a crush test in accordance with JIS Z 8841, cement clinker particles (ordinary Portland cement clinker: manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) and crushed stone (hard sandstone crushed stone 7 from Sano City, Tochigi Prefecture: 7 grains) The crushing strength of 2.5 mm to 5 mm in diameter was measured. The crushing test was performed on 20 cement clinker particles and crushed stone, respectively, and the obtained crushing strength distribution and average value are shown in Table 1 below.
In Table 1, for cement clinker, the particles were immersed in water for 3 days as a pretreatment, and then the water on the particle surface was wiped off (water immersion), and the pretreatment was not performed (dry). Two types were subjected to a crush test.
About the crushed stone, the thing which does not perform the said pre-processing was used for the crushing test.
上記圧壊試験の結果、セメントクリンカー粒子自体は、水中に浸漬することにより砕石と同程度の強度を呈することがわかった。 As a result of the crushing test, it was found that the cement clinker particles themselves exhibit the same strength as crushed stones when immersed in water.
Ｂ．ドレーン柱の性試験
上記表１に示すセメントクリンカー（浸漬）及び砕石を用い、砕石のみのドレーン材によるドレーン柱供試体（表２）、セメントクリンカーのみのドレーン材によるドレーン柱供試体（表３）、セメントクリンカーと高炉スラグ粉末とを混合したドレーン材によるドレーン柱供試体（表４）について、透水性試験及び一軸圧縮試験を実施した。
B. Drain Pillar Tests Using the cement clinker (immersion) and crushed stone shown in Table 1 above, drain column specimens using only the crushed stone drain material (Table 2), drain column specimens using only the cement clinker drain material (Table 3) Further, a water permeability test and a uniaxial compression test were performed on a drain column specimen (Table 4) using a drain material in which cement clinker and blast furnace slag powder were mixed.
（透水試験）
透水試験は、ＪＩＳ Ａ １２１８に準拠して実施し、各供試体の透水係数を求めた。
砕石からなるドレーン柱供試体（表２）は、表１の砕石の６号砕石（比較例１：栃木県佐野市産硬質砂岩砕石６号）と７号砕石（比較例２：栃木県佐野市産硬質砂岩砕石７号）とをそれぞれＪＩＳ Ａ１２１８に規定されているφ１０ｃｍ×高さ１２ｃｍの透水試験用円筒へ自然落下で投入して（締固めは実施しない）、当該試験に供した。
その結果を表２に示す。
(Water permeability test)
The water permeability test was performed according to JIS A 1218, and the water permeability coefficient of each specimen was obtained.
Drain pillar specimens (Table 2) made of crushed stone are the crushed stone No. 6 (Comparative Example 1: Hard sandstone crushed stone No. 6 from Sano City, Tochigi Prefecture) and No. 7 crushed stone (Comparative Example 2: Sano City, Tochigi Prefecture) The hard sandstone crushed stone No. 7) was introduced into the cylinder for water permeability test of φ10 cm × height 12 cm specified in JIS A1218 by natural fall (no compaction was carried out) and used for the test.
The results are shown in Table 2.
実施例１のセメントクリンカーからなるドレーン柱供試体（表３）は、表１のセメントクリンカーを水中に浸漬させたもの（水浸）を水中から引き上げて、ＪＩＳ Ａ１２１８に規定されているφ１０ｃｍ×高さ１２ｃｍの透水試験用円筒に投入し、水中養生を２０℃で２８日間実施し、当該試験に供した。
また実施例２のセメントクリンカーのみのドレーン柱供試体（表３）は、実施例１のセメントクリンカーからＪＩＳ篩で２ｍｍ篩通貨分を除去したセメントクリンカーを用いた以外は、実施例１と同様にして、セメントクリンカーを水中に浸漬させたもの（水浸）を水中から引き上げて、ＪＩＳ Ａ１２１８に規定されているφ１０ｃｍ×高さ１２ｃｍの透水試験用円筒に自然落下で投入して（締固めは実施しない）、水中養生を２０℃で２８日間実施し、当該試験に供した。
その結果を表３に示す。
The drain column specimen (Table 3) composed of the cement clinker of Example 1 was obtained by pulling up the cement clinker of Table 1 immersed in water (water immersion) from the water, and φ10 cm × high as defined in JIS A1218 The sample was put into a 12 cm long cylinder for water permeability test, and underwater curing was carried out at 20 ° C. for 28 days and used for the test.
The drain column specimen (Table 3) containing only the cement clinker of Example 2 was the same as Example 1 except that the cement clinker obtained by removing the 2 mm sieve currency portion from the cement clinker of Example 1 with a JIS sieve was used. Then, a cement clinker soaked in water (water soaked) is pulled up from the water and is dropped into a cylinder for water permeability test of φ10 cm × height 12 cm specified in JIS A1218 (consolidation is carried out) No), water curing was carried out at 20 ° C. for 28 days and subjected to the test.
The results are shown in Table 3.
実施例３〜７及び比較例３〜５のセメントクリンカーと高炉スラグ粉末とが混合されたドレーン柱供試体（表４）は、実施例２のセメントクリンカー（ＪＩＳ篩で２ｍｍ通過分を除去したもの）を水中に浸漬させたものを（水浸）水中から引き上げて高炉スラグ粉末と水とを表３に示す配合割合でそれぞれ混合し、これを実施例１と同様のφ１０ｃｍ×高さ１２ｃｍの透水試験用円筒へ自然落下で投入して（締固めは実施しない）、２０℃で気中養生を１日実施した後、水中養生を２０℃で２７日間実施して、当該試験に供した。
その結果を表４に示す。
The drain column specimen (Table 4) in which the cement clinkers of Examples 3 to 7 and Comparative Examples 3 to 5 and the blast furnace slag powder were mixed was the cement clinker of Example 2 (with the passage of 2 mm removed by a JIS sieve). ) Was soaked in water (water soaked) and the blast furnace slag powder and water were mixed at the blending ratios shown in Table 3, respectively, and this was the same water permeability of φ10 cm × height 12 cm as in Example 1. After dropping into the test cylinder by natural fall (no compaction is performed), after performing an air curing at 20 ° C. for one day, an underwater curing is performed at 20 ° C. for 27 days, and the test was performed.
The results are shown in Table 4.
（一軸圧縮試験）
一軸圧縮試験は、ＪＩＳ Ａ １２１６に準拠して実施して、各供試体の一軸圧縮強さを求めた。その結果もそれぞれ表２〜４に示す。
実施例１、実施例２及び実施例３〜７及び比較例３〜６の各供試体は、上記「透水性試験」と同様に調製し、それぞれ水中養生後に、型枠からはずしたドレーン柱供試体を、当該試験に供した。
また、比較例１及び２の砕石からなるドレーン柱供試体（表４）は、表１の砕石の６号砕石（比較例１）と７号砕石（比較例２）とをそれぞれ実施例１と同様のφ１０ｃｍ×高さ２０ｃｍの軽量モールド（住商セメント（株））へ自然落下で投入して（締固めは実施しない）、型枠を外した。この場合、ドレーン柱形状を維持することができず、圧縮強度の測定は不可能であった。
(Uniaxial compression test)
The uniaxial compression test was performed according to JIS A 1216, and the uniaxial compression strength of each specimen was determined. The results are also shown in Tables 2 to 4, respectively.
The specimens of Example 1, Example 2, Examples 3-7 and Comparative Examples 3-6 were prepared in the same manner as in the above “permeability test”, and each was drained from the mold after being cured in water. The specimen was subjected to the test.
In addition, the drain column specimens (Table 4) made of crushed stones of Comparative Examples 1 and 2 were the crushed stones No. 6 (Comparative Example 1) and No. 7 crushed stone (Comparative Example 2) of Table 1 and Example 1, respectively. The mold was removed by dropping into a similar lightweight mold (Sumisho Cement Co., Ltd.) having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm (without compaction). In this case, the drain column shape could not be maintained, and the compression strength could not be measured.
（評価）
一般に、ドレーン柱に一般的に要求される透水率は１０−３ｍ／ｓｅｃ以上であり、表２の結果から、砕石によるドレーン柱は、透水率による間隙水圧の抑制効果は期待できるものの、ドレーン柱の形状を維持できず、せん断変位等に耐え得る強度が得られないことがわかる。
(Evaluation)
Generally, the water permeability generally required for a drain column is 10 −3 m / sec or more. From the results in Table 2, although the drain column made of crushed stone can be expected to suppress pore water pressure due to the water permeability, It can be seen that the column shape cannot be maintained, and the strength that can withstand shear displacement cannot be obtained.
表３の結果から、セメントクリンカーのみからなる供試体は、セメントクリンカーの粒径にかかわらず、ドレーン柱に要求される透水率及び一軸圧縮強さを示し、間隙水圧の上昇を抑制する能力と、ドレーン柱自体の強度による地盤の変位に対する抵抗性能とを備えたドレーン柱であることがわかる。 From the results of Table 3, the specimen consisting only of cement clinker showed the water permeability and uniaxial compressive strength required for the drain column regardless of the particle size of the cement clinker, and the ability to suppress the increase in pore water pressure, It can be seen that the drain column has a resistance performance against the displacement of the ground due to the strength of the drain column itself.
また、実施例１と実施例２とを比較すると、セメントクリンカーに粒径の小さいものを含むと、一軸圧縮強さは増大するが、透水率は若干低下しており、セメントクリンカーとして粒径２ｍｍ以上（実施例２）のセメントクリンカーを用いることが好ましい。また、セメントクリンカーが粒径２ｍｍ以上（２ｍｍ篩通過分を除去した粒子）であると、一般によく使われる７号砕石と同等以上の透水性を有する。 In addition, when Example 1 and Example 2 are compared, when a cement clinker containing a small particle size is included, the uniaxial compressive strength is increased, but the water permeability is slightly decreased, and the cement clinker has a particle size of 2 mm. It is preferable to use the cement clinker as described above (Example 2). In addition, when the cement clinker has a particle size of 2 mm or more (particles from which a 2 mm sieve has been removed), it has a water permeability equivalent to or higher than that of commonly used No. 7 crushed stone.
表４は、セメントクリンカー（粒径２ｍｍ以上）に混合する高炉スラグ粉末の質量割合を種々変更した供試体についての試験結果であるが、この結果から、次のことがわかる。なお、水は、高炉スラグ粉末の混合に応じて、均一に混合するために適当量が添加される。
高炉スラグ粉末の混合割合が増えるにしたがって、一軸圧縮強さが増大するが、透水率は低下する傾向があることがわかる。ドレーン柱に一般的に要求される透水率（１０−３ｍ／ｓｅｃ以上）に鑑みると、本発明のセメントクリンカー１００質量部に対して、高炉スラグ粉末を２０質量部以下の割合で混合した実施例の供試体は、十分な一軸圧縮強さと、必要な透水率を得られることがわかる。
Table 4 shows the test results for the specimens in which the mass ratio of the blast furnace slag powder mixed with the cement clinker (particle size of 2 mm or more) was changed. From these results, the following can be understood. In addition, an appropriate amount of water is added in order to mix uniformly according to the mixing of the blast furnace slag powder.
As the mixing ratio of the blast furnace slag powder increases, the uniaxial compressive strength increases, but the water permeability tends to decrease. In view of the water permeability (10 −3 m / sec or more) generally required for the drain pillar, the blast furnace slag powder was mixed at a ratio of 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cement clinker of the present invention. It can be seen that the sample specimen can obtain sufficient uniaxial compressive strength and the required water permeability.
本発明の液状化対策工法は、軟弱地盤等にドレーン柱を造成して液状化対策を施す工法に広く適用することができる。 The liquefaction countermeasure construction method of the present invention can be widely applied to a construction method in which a drain column is formed on soft ground or the like to take liquefaction countermeasures.
１・・・ケーシングパイプ、
２・・・砕石柱、
３・・・ドレーン柱、
４・・・マット層、
Ｇ・・・地盤
1 ... casing pipe,
2 ... crushed stone pillar,
3 ... drain pillar,
4 ... Matte layer,
G ... Ground
Claims (6)
前記セメントクリンカーは、粒径２ｍｍ以上であることを特徴とする地盤液状化対策工法。 In the ground liquefaction countermeasure construction method according to claim 1,
The cement clinker has a particle size of 2 mm or more.
前記セメントクリンカーは、水中に浸漬させた後に前記ドレーン材に用いることを特徴とする地盤液状化対策工法。 In the ground liquefaction countermeasure construction method according to claim 1 or 2,
The cement clinker is used for the drain material after being immersed in water.
前記ドレーン材は、更に高炉スラグ粉末を含有し、セメントクリンカー１００質量部に対して、高炉スラグ粉末を２０質量部以下の割合で含有することを特徴とする地盤液状化対策工法。 In the ground liquefaction countermeasure construction method according to claim 1 to 3,
The drain material further contains blast furnace slag powder, and contains 100 parts by mass of cement clinker and contains 20 parts by mass or less of blast furnace slag powder.
前記ドレーン材は、更に水を加えて混合されていることを特徴とする地盤液状化対策工法。 In the ground liquefaction countermeasure construction method according to claim 3 or 4,
The drain material is a ground liquefaction countermeasure method characterized by further adding water and mixing.
前記ドレーン柱の造成に際して、施工した前記ドレーン材に締め固めを施すことを特徴とする液状化対策工法。 In the liquefaction countermeasure construction method according to any one of claims 1 to 5,
A liquefaction countermeasure method characterized by compacting the constructed drain material when the drain column is constructed.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111676951A (en) * | 2020-04-28 | 2020-09-18 | 中国一冶集团有限公司 | Construction method for treating shallow soft soil layer by combining stone throwing, silt squeezing and sand bag well treatment |
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2013
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