JP2017008632A

JP2017008632A - 仮設杭の杭打ち工法

Info

Publication number: JP2017008632A
Application number: JP2015126602A
Authority: JP
Inventors: 憲大川; Ken Okawa; 青木　真一; Shinichi Aoki; 真一青木; 健治後藤; Kenji Goto; 伸一岩崎; Shinichi Iwasaki; 吉本　裕; Yutaka Yoshimoto; 裕吉本; 義雄中嶋; Yoshio Nakajima
Original assignee: Marubeni Construction Mat Lease Co Ltd; SANWA SEKISAN KK; Marubeni Construction Material Lease Co Ltd; Gecoss Corp
Current assignee: Marubeni Construction Mat Lease Co Ltd; SANWA SEKISAN KK; Marubeni Construction Material Lease Co Ltd; Gecoss Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-01-12

Abstract

【課題】安定液を安価に得ることができ、それによってコストが小さい仮設杭の杭打ち工法を提供する。【解決手段】オーガにより地盤に縦穴を掘削し、該縦穴に安定液を注入して仮設杭を打ち込む杭打ち工法において、安定液はコンクリートスラッジ微粉末と、ベントナイトと水とから製造する。コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを熱風が吹き込まれる所定の回転ドラムに投入して破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造する。【選択図】図１

Description

本発明は、親杭、棚杭、構台杭等の仮設杭を打ち込む杭打ち工法に関するものであり、限定するものではないが、親杭横矢板壁において地盤に親杭を打ち込む方法に好適な、仮設杭の杭打ち工法に関するものである。

建設現場においては、親杭、棚杭すなわち中間杭、構台杭等の仮設杭が必要に応じて打ち込まれる。このような仮設杭は、Ｈ鋼杭、コンクリート杭等の杭からなり、次のように打ち込まれる。すなわち、最初にオーガによって地盤を掘削して縦穴を形成し、該オーガを引き抜くときにセメントミルクからなる安定液を該縦穴に注入する。このように安定液が注入された縦穴に杭を挿入し、必要に応じて杭を所定深さ圧入する。安定液が固化すると杭が安定する。このような仮設杭の杭打ち工法の応用例として、親杭横矢板工法がある。親杭横矢板工法は、特許文献１等の色々な特許文献によって提案されているように周知であり、建築物の地面より下側部分を施行するときに、建築物より広い所定の区画において、該区画内の地盤を掘り下げて区画の境界に壁を形成する工法である。この工法においては仮設杭の一種である親杭を地盤に打ち込むようにしている。

仮設杭の杭打ち工法において縦穴に注入される安定液は、固化したときに杭が固定される必要があるので、所定の強度が要求される。また安定液に対しては適正な粘度、すなわち流動性も要求される。例えば流動性が大きすぎると縦穴の壁面が崩れて安定液に土砂が混入しやすく、安定液に多量の土砂が混入すると杭が打ち込めなくなるし、固化したときに必要な強度が得られなくなってしまう。反対に流動性が小さすぎると、縦穴の壁面の崩落は十分に防止できるが、杭の抵抗になって打ち込みの妨げになる。従って仮設杭の杭打ち工法に使用される安定液には所定の範囲の流動性が必要になる。一般的に、安定液は必要な粘度を得るために、普通ポルトランドセメント、高炉セメント等のセメントと、混練水と、そしてベントナイトも必須の材料として使用する。ベントナイトは吸水性を備えた多孔質の粉末であり、これを混合すると粘度を大きくすることができ、流動性を小さくすることができる。安定液はベントナイトを所定の割合で混合して流動性を調整している。

特開２００２−１８０４５９号公報特許第４４７２７７６号公報特開２００２−２５４０９９号公報特開２０１３−３２２３３号公報特開２０１２−１４９１０７号公報

ところで従来産業廃棄物として廃棄されてきた残コンクリートや戻りコンクリートについて、これを廃棄せずに再利用する技術が色々な特許文献において提案されている。例えば特許文献２には、残コンクリートや戻りコンクリートから、セメント分を含んだ微粉末、いわゆるコンクリートスラッジ微粉末を製造する方法が記載されている。この方法においては、残コンクリートや戻りコンクリートに所定の水を加えてスラリー状被処理物を得る。そしてスラリー状被処理物から砂利、砂等を分離してスラッジ水を得、さらに湿式サイクロンによってスラッジ水を処理して微砂分を除去し、濃縮スラッジ水を得る。この濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかけて脱水ケーキを得、横型の回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを連続的に供給し、回転ドラムには同時に熱風を供給して、脱水ケーキの破砕と乾燥とを実質的に同時に実施し、そして他方の端部から連続的にコンクリートスラッジ微粉末を得るようになっている。従って、均一で高品質のコンクリートスラッジ微粉末を回収することができる。このようなコンクリートスラッジ微粉末の用途として、例えば地盤改良材があげられている。

特許文献３にも、詳しくは説明しないが、残コンクリートや戻りコンクリートからコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法が記載されている。特許文献２において、コンクリートスラッジ微粉末の用途として、コンクリート用の混和材としての利用や、高流動コンクリート用の粉体材料としての利用があげられている。

特許文献１、２で得られるコンクリートスラッジ微粉末の用途として、特許文献３にはいわゆるソイルセメントが提案されている。ソイルセメントはセメントミルク等のセメント組成物と、土砂とからなる混合物であり、軟弱地面の補強に使用されたり、いわゆるＳＭＷ（ＳｏｉｌＭｉｘｉｎｇＷａｌｌ）工法に使用されている。ＳＭＷ工法で形成される壁面すなわちソイル柱列連続壁は、地盤から掘り出されて露出した状態で壁面として維持される必要があるので、所定の強度が必要になる。つまりソイルセメントには強度が要求される。特許文献３に記載のソイルセメントは、コンクリートスラッジ微粉末を使用しているが、ソイルセメントには高炉セメント等のセメントも使用されており、セメントとの重量比で、コンクリートスラッジ微粉末は３〜７０％になるように制限されている。つまりソイルセメントにおける主たる材料は、セメントということができる。大きな強度が得られるセメントを所定の割合使用することによって、必要な強度が確保されていると言える。

特許文献５にも、コンクリートスラッジ微粉末の用途が記載されている。特許文献５に記載されているのは、ソイル柱列連続壁の施工に先立って実施されるいわゆる先行削孔において使用される注入液であり、セメントミルクを代替することができる。この注入液は、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトとから構成され、コンクリートスラッジ微粉末の重量に対してベントナイトを８〜２０％使用するようになっており、普通ポルトランドセメントや高炉セメントは使用しない。つまりセメントを使用しないので強度は小さくなることが予想されるが、次に説明するように先行削孔はそもそも強度が要求されないのでコンクリートスラッジ微粉末の適切な用途であると言える。先行削孔について簡単に説明すると、これは、多軸オーガスクリュによって地盤を削孔するいわゆる本削孔に先立って実施され、強固な地盤に対しても、スムーズに本削孔できるようにするためのものである。先行削孔は、具体的には、オーガスクリュを回転して地盤にオーガスクリュをねじ込む。そしてオーガスクリュを逆回転して地盤から引き抜き、引き抜くときにオーガスクリュの先端から注入液を地盤中に注入する。オーガスクリュをねじ込む目的は、地盤中に小さな空隙を大量に形成するためであり、本削孔において多軸オーガスクリュが滑らかに削孔することができるように地盤を柔らかくするためである。そして先行削孔において注入液を注入する目的は、このように形成された地盤中の空隙が消滅して地盤の強度が元に戻ることを防止するためであり、空隙中に注入液を浸透させて土砂と共に凝固させるようにする。注入液は周囲の大量の土砂と共に凝固することになるので強度は比較的小さく、さらに完全に凝固する前に本削孔を実施するので多軸オーガスクリュにより効率よく本削孔を実施できる。特許文献５に記載の注入液は、主たる材料はコンクリートスラッジ部粉末であり、資源を効率よく再利用できるので好ましい利用方法であると言える。

従来の仮設杭の杭打ち工法については、十分な強度で仮設杭を打ち込むことができる。従って、工法については格別に問題はない。しかしながらコストの面では改善の余地も見受けられる。具体的には仮設杭の杭打ち工法において使用される安定液についてコストの改善の余地が見受けられる。安定液は、高価なベントナイトを所定の割合で使用しなければならずコストが大きいからである。安定液は、現場の地質に応じて各材料の配合は調整しているが、ベントナイトはある程度は使用する必要がある。安定液のコストのうち、ベントナイトのコストが占める割合は大きい。このコストを低減したいという問題がある。

ところで仮設杭の杭打ち工法に使用される安定液には普通ポルトランドセメント、高炉セメント等のセメントも材料として使用され、セメントのコストも大きい。そこで、特許文献４、５に記載の方法のように、セメントの一部、もしくは全部をコンクリートスラッジ微粉末に代替してセメントミルクに類似した安定液を得るようにすればコストを低減できそうである。残コンクリートや戻りコンクリートから回収されたコンクリートスラッジ微粉末は、主としてセメント分からなるからである。しかしながら単純に特許文献４、５に記載の方法を採用するだけでは問題は解決しない。まず特許文献４においては、ソイルセメントの材料であるセメントミルクにおいて、セメントの一部をコンクリートスラッジ微粉末に代替してはいるが、必要な強度を得るために、主たる材料は高炉セメントとせざるを得ず、コンクリートスラッジ微粉末の使用量は少ない。そうすると、特許文献４を参考にして安定液を製造しても、必ずしも十分にコストを小さくできるとは言えない。次に特許文献５に記載の注入液を参考にして、セメントを全てコンクリートスラッジ微粉末に代替して安定液を得る場合についても問題がある。単純に材料を代替して安定液を得ても、この安定液が杭打ち工法に必要な強度が得られるかどうか不明である。そもそも特許文献５における注入液は、強度が要求されていない用途として使用されているからである。また使用方法についても相違しているので必ずしも参考にはならない。特許文献５における注入液は、地盤中に形成された多数の小さな空隙に入り込ませて、地盤を構成している周囲の土砂と共に凝固させることを目的としており、さらには完全に凝固する前に本削孔されるようになっている。このような使用方法に対して、杭打ち工法における安定液は所定の直径で明けられた縦穴に注入される。つまり土砂が若干安定液に混入することはあっても、縦穴の中では安定液を主体とした混合物が凝固することになる。また安定液は最終的に仮設杭と一体的に完全に凝固させる。つまり使用方法が相違しており、特許文献５に記載の方法は必ずしも参考になるとは言えない。流動性についても問題がある。前記したように仮設杭の杭打ち工法の使用される安定液には適正な範囲の流動性が必要になる。セメントをコンクリートスラッジ微粉末に代替して安定液を得る場合に、この安定液が所望の範囲の流動性を備えるように調整できるかどうか不明である。

本発明は上記したような問題点を解決する、コストの小さい仮設杭の杭打ち工法を提供することを目的としている。さらに、コンクリートスラッジ微粉末の適切な需要の受け皿を見つけ、資源の再利用を促進させることもを目的としている。

本発明は上記目的を解決するために、オーガにより地盤に縦穴を掘削し、該縦穴に安定液を注入して仮設杭を打ち込む杭打ち工法において、安定液は、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトと水とから製造する。コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを熱風が吹き込まれる所定の回転ドラムに投入して破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造する。

すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、オーガにより地盤に縦穴を掘削し、該縦穴に安定液を注入して仮設杭を打ち込む杭打ち工法において、前記安定液は、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトと水とから製造し、前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを熱風が吹き込まれる所定の回転ドラムに投入して破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されていることを特徴とする仮設杭の杭打ち工法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭打ち工法において、前記安定液は前記コンクリートスラッジ微粉末より少量のポルトランドセメントを含んでいることを特徴とする仮設杭の杭打ち工法として構成される。

以上のように、本発明は、オーガにより地盤に縦穴を掘削し、該縦穴に安定液を注入して仮設杭を打ち込む杭打ち工法において、安定液は、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトと水とから製造している。安定液をコンクリートスラッジ微粉末から得るとき、「発明を実施するための形態」で詳しく説明するように、普通ポルトランドセメント、高炉セメント等のセメントから得た安定液と固化時において同等の強度を備えることができる。つまりセメントを完全に代替することができ、仮設杭の杭打ち工法における強度については全く問題がない。そして本発明の安定液はコンクリートスラッジ微粉末を材料として使用しているので、普通ポルトランドセメントから安定液を得る場合に比して安定液の粘度が格段に大きくなる。仮設杭の杭打ち工法に使用される安定液は、流動性を所定の範囲に調整する必要があるが、コンクリートスラッジ微粉末の使用によって粘度が高くなっているので、粘度の調整用として必要なベントナイトの使用量を減らすことができる。このように本発明は、セメントを削減できるだけでなく、高価なベントナイトの使用量を少なくできるので、安定液のコストを小さくすることができ、仮設杭の杭打ち工法のコストを小さくすることができる。本発明の仮設杭の杭打ち工法は、コンクリートスラッジ微粉末の有効な利用を促進するものであり、資源の再利用の観点で優れている。

本発明の実施の形態に係る安定液に使用されるコンクリートスラッジ微粉末の回収工程を示すブロック図である。コンクリートスラッジ微粉末を含んだ本実施の形態に係る安定液のフロー値を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、建設現場で打ち込まれるいわゆる仮設杭、例えば親杭、棚杭すなわち中間杭、構台杭等を打ち込む杭打ち工法についてのものである。従来の仮設杭の杭打ち工法は、オーガによって掘削された縦穴に普通ポルトランドセメント、高炉セメント等のセメントを材料とするセメントミルクを注入して仮設杭を打ち込んでいたが、本発明に係る仮設杭の杭打ち工法はコンクリートスラッジ微粉末を材料とする安定液を注入する。最初にコンクリートスラッジ微粉末の回収方法、つまり製造方法を説明する。

コンクリートを打設する建設現場では、必要なコンクリートをレディミクストコンクリート工場に発注する。レディミクストコンクリート工場において、普通ポルトランドセメントと、砂利、砂等の骨材と、水と、混和剤とを強制練りミキサによって練混ぜてコンクリートを製造する。製造されたコンクリートはアジテータトラックによって建設現場に搬送する。このように搬送されたコンクリートは、使用されないで一部が残ったり、受け入れ検査で不合格になったりする場合がある。このようなコンクリートは、残コンクリートあるいは戻りコンクリートとして、アジテータトラックによってレディミクストコンクリート工場に戻され、あるいは他の処理設備に送られる。残コンクリートまたは戻りコンクリートは、所定の回収設備によって、図１に示されているように、所定の回収工程によって処理される。

回収工程は、スラリー化工程、分離工程、脱水工程、破砕・乾燥工程からなるが、これらについて説明する。
（１）スラリー化工程
残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリー化し、セメント分が加えられた水に十分に溶け込むようにする。このようなスラリーには、アジテータトラックのミキサを洗浄した洗浄排水や、レディミクストコンクリート工場における洗浄排水が含まれていてもよい。
（２）分離工程
分離工程は、スラリー化工程で得られたスラリーから骨材等の固形分を除去する工程である。本実施の形態においては、分離工程は骨材分離工程と、微砂分除去工程とからなる。分離工程は、メッシュの大きさの異なる複数の振動篩によって実施され、スラリー化工程で得られたスラリーを順次処理して砂利、砂等の骨材を分離する。回収された骨材は、再利用に供するために粒径に応じて所定のビンに送られる。骨材が分離されて残った篩下は、セメント分が含まれているスラッジ水になっている。微砂分除去工程は、本実施の形態においては湿式サイクロンによって実施され、スラッジ水から微細な砂、つまり微砂分を除去する工程である。この工程によって微砂分が除去されたスラッジ水は、次の脱水工程で処理されてもよいし、あるいはスラリー化工程において他の残コンクリートや戻りコンクリートをスラリー化する水として再利用されてもよい。後者のようにするとスラッジ水はセメント分が濃縮される。すなわち濃縮スラッジ水になる。スラッジ水、あるいは濃縮スラッジ水は、本実施の形態においては含砂率が１０質量％以下になるように、砂利、砂、微砂分が除去され、次の脱水工程に送られる。
（３）脱水工程
スラッジ水あるいは濃縮スラッジ水をフィルタプレスによって処理して脱水し、脱水ケーキを得る。本実施の形態においては脱水ケーキの含水率は、２５〜４５質量％になるようにする。
（４）破砕・乾燥工程
本実施の形態においては、この工程において所定のドラムを使用する。ドラムは、内部において高速に回転する破砕攪拌翼が設けられていると共に熱風が吹き込まれるようになっている。従って脱水ケーキをドラム内に入れてドラムを閉鎖する。破砕攪拌翼を回転させると共に熱風を吹き込むと破砕攪拌翼によって破砕され、熱風によって乾燥される。つまり破砕と乾燥が実質的に同時に実施される。これによって脱水ケーキは細分化されて表面積が大きくなって速やかに乾燥することができ、セメント分の水和反応が進行しないうちにセメント分を含んだ微粉末、つまりコンクリートスラッジ微粉末を製造することができる。なお、この破砕・乾燥工程はバッチ的に実施してもよいが、連続的に実施してもよい。すなわち特許文献２に記載されている回転ドラムのような、一方の端部に脱水ケーキの投入部が、他方の端部にコンクリートスラッジ微粉末の回収部が設けられている、横型の回転ドラムを使用してもよい。回転ドラムは内周面にリフターが設けられている。従って回転ドラムが回転すると内部の脱水ケーキが所定の高さまで持ち上げられて落下するようになっている。このようにして落下する脱水ケーキが、回転ドラム内に設けられて高速で回転するようになっている破砕攪拌翼によって破砕され、そして供給される熱風によって乾燥されるようになっている。この横型の回転ドラムにおいて投入部から連続的に脱水ケーキを投入し、回転ドラム内で脱水ケーキの破砕と乾燥とを同時に実施すると、他方の端部からコンクリートスラッジ微粉末を連続的に回収できる。

本発明の実施の形態に係る安定液を製造する。安定液の材料は、コンクリートスラッジ微粉末と、水と、ベントナイトとする。後で説明するようにこれらの材料だけで十分な強度が得られることが分かっているので、安定液の材料として普通ポルトランドセメントを使用する必要は特にないが、コンクリートスラッジ微粉末より重量において少量の普通ポルトランドセメントであれば安定液の材料として加えてもよい。安定液の製造においては、仮設杭を杭打ちする現場の地質等を調べ、安定液の各材料の割合、すなわち配合を検討する。オーガにより掘削した縦穴に安定液を注入すると、縦穴の壁面から剥離する土砂が安定液に混合することになる。安定液にどのような種類の土砂がどの程度の割合で混合するかを予想し、そのような混合物が所望の範囲の流動性を備えるように、そして混合物が固化したときの強度が所定の範囲になるように、安定液の配合を決定することになる。この安定液の配合については、熟練の技術者が勘によって決定してもよい。あるいはフロー試験等の実験により決定してもよい。以下は、安定液の配合の例であり、この配合は、安定液１ｍ^３当たり砂質土が８３１ｋｇ混合すると予想して決定している。このような砂質土が混合したときに必要な強度と、所望の範囲の流動性とが得られるように各材料の配合を決定すると、例えば以下のようになる。
○ 安定液の配合例１：コンクリートスラッジ微粉末１８０ｋｇ、水５００ｋｇ、ベントナイト２２．５ｋｇ
○ 安定液の配合例２：コンクリートスラッジ微粉末１７９ｋｇ、水７５０ｋｇ、ベントナイト２３．５ｋｇ
○ 安定液の配合例３：コンクリートスラッジ微粉末８３ｋｇ、普通ポルトランドセメント５０ｋｇ、水５００ｋｇ、ベントナイト３２ｋｇ

次に、このようにして製造した安定液を使用する、仮設杭の杭打ち工法を説明する。以下、親杭横矢板工法を例として説明するが、この工法で打ち込まれる親杭は仮設杭の一種であり、中間杭、構台杭等の他の仮設杭についても同様に実施することができる。さて、本実施の形態に係る親杭横矢板工法は、従来周知のように、区画の境界に沿ってＨ鋼杭からなる親杭を打ち込む。まず、オーガを使用して打ち込む地盤を掘削して所定深さの縦穴を形成する。縦穴からオーガを抜き出すとき、本実施の形態に係る安定液を縦穴に所定量だけ注入する。安定液が注入された縦穴にＨ鋼杭を入れ、必要に応じて圧入する。このようにして打ち込むと区画の境界に沿ってＨ鋼杭が所定の間隔を空けて複数本打ち込まれることになる。このとき隣り合うＨ鋼杭は、それぞれの溝が対向するようにする。安定液が固化したら、所定の深さだけ区画内の地盤を掘削する。そうすると区画の境界に所定高さの土砂の壁が形成される。土砂が区画内に崩れないように、隣り合うＨ鋼杭の間に板材等からなる横矢板を入れる。横矢板は隣り合うＨ鋼杭の溝に挿入するようにする。さらに所定深さだけ区画内の地盤を掘削し、同様にして横矢板を隣り合うＨ鋼杭の間に入れる。このような作業を繰り返すと、地盤が所望の深さに掘削された区画が形成されると共に、Ｈ鋼杭と横矢板とからなる親杭横矢板壁が形成され、区画内への土砂の流入が防止される。

本実施の形態に係る安定液は、配合するコンクリートスラッジ微粉末の量を調整することによって、固化したときの強度や、流動性つまり粘度を調整することができる。これによって従来使用されている安定液、すなわち普通ポルトランドセメントとベントナイトと水のみからなるセメントミルクに比して、固化時の強度が実質的に等しくかつ実質的に等しい流動性にすることができる。このようにできることを確認するいくつかの実験を行った。

一般的に普通ポルトランドセメントを原料とする硬化体において、発現する強度は使用するセメント分と水の量に依存し、同量の水に対してはセメント分が多いほど強度が得られる。安定液はこのような硬化体の一種といえる。そしてコンクリートスラッジ微粉末も、水和反応が若干進行してはいるがセメント分であるので、発現する強度は、当然にコンクリートスラッジ微粉末と水の割合に依存し、同量の水に対してはコンクリートスラッジ微粉末が多いほど強度が得られるはずである。本出願人は、コンクリートスラッジ微粉末から製造する安定液が、普通ポルトランドセメントから製造される従来の安定液と、固化時の強度が実質的に等しくなるための条件を定めた。その条件は、普通ポルトランドセメントに対して、その重量で１．６５倍のコンクリートスラッジ微粉末で代替することである。この条件を確認するため、実験を行った。
実験：表１に示されているように材料を配合して安定液Ａ１〜Ａ４、および安定液と砂質土とからなる混合物Ａ５〜Ａ８を得た。そしてこれらを試験体として固化させて一軸圧縮強度試験を実施し２８日齢における強度を測定した。

考察：普通ポルトランドセメントを使用している安定液Ａ１と、その１．６５倍の重量のコンクリートスラッジ微粉末を使用している安定液Ａ２は、圧縮強度がそれぞれ１０５、１０２ｋＮ／ｍ^２であり、実質的に同等の強度を有している。同様に普通ポルトランドセメントを使用している安定液Ａ３と、その１．６５倍の重量のコンクリートスラッジ微粉末を使用している安定液Ａ４も、同等の圧縮強度が得られた。また、安定液と砂質土とを混合した混合物Ａ５、Ａ６、同様に混合物Ａ７、Ａ８についても、それぞれ普通ポルトランドセメントを使用するか、その１．６５倍のコンクリートスラッジ微粉末を使用するかの違いがあるが、いずれも同等の圧縮強度を有していることが確認できた。この実験により、安定液を製造するときに、普通ポルトランドセメントに対して、その重量で１．６５倍のコンクリートスラッジ微粉末で代替すれば、固化したときに同等の強度が得られることが確認できた。

普通ポルトランドセメントから製造した安定液と、コンクリートスラッジ微粉末から製造した安定液のそれぞれについて、固化時の強度が同等になるように配合したときに、流動性がどのようになるかを調べる実験をした。なお、地盤に掘削した縦穴に安定液を注入すると、安定液に地盤の土砂が混入して混合物が形成される。流動性はこのような混合物について調べることにした。実験において安定液に混入するのは砂質土であり、１ｍ^３あたり８３１ｋｇ混入すると仮定した。
実験：表２に示されているように、材料を配合して安定液と砂質土とからなる混合物Ｂ１〜Ｂ６を得た。これらについてテーブルフロー試験（１５打）を実施してフロー値を得た。なお、混合物Ｂ２、Ｂ５はそれぞれ、混合物Ｂ１、Ｂ４において普通ポルトランドセメントを１．６５倍の重量のコンクリートスラッジ微粉末で代替したものである。そして混合物Ｂ３、Ｂ６はそれぞれ、普通ポルトランドセメントを混合物Ｂ１、Ｂ４の半分の重量（５０ｋｇ）だけ使用し、残りの半分の重量（５０ｋｇ）についてはその１．６５倍のコンクリートスラッジ微粉末で代替して、普通ポルトランドセメントとコンクリートスラッジ微粉末とから製造した混合物になっている。混合物Ｂ１〜Ｂ３は、いずれも固化時の強度が同等の混合物であり、混合物Ｂ４〜Ｂ６も固化時の強度が同等の混合物である。

考察：混合物Ｂ１〜Ｂ６について、表２で得られた結果を図２のグラフに示す。グラフは横軸がベントナイト量であり、混合物Ｂ１〜Ｂ６のいずれもが３７．５ｋｇ／ｍ^３になっており、縦軸がフロー値になっている。混合物Ｂ１に比して混合物Ｂ２は流動性が小さく、混合物Ｂ４に比して混合物Ｂ５も流動性が小さかった。また混合物Ｂ３、Ｂ６は、それぞれ混合物Ｂ１、Ｂ２と、混合物Ｂ４、Ｂ５の中位の流動性になった。このことは、固化時の強度が同等であれば、普通ポルトランドセメントから製造した安定液より、コンクリートスラッジ微粉末から製造した安定液の方が粘度が高くなることを示している。ところで安定液は粘度を大きくすることを目的としてベントナイトを入れている。コンクリートスラッジ微粉末から安定液を製造すると粘度が大きくなるので、ベントナイトは節約できるはずである。

コンクリートスラッジ微粉末から安定液を製造すると、普通ポルトランドセメントから安定液を製造する場合と比して、ベントナイトが節約できることが分かったが、どの程度節約可能であるのかを調べるため、実験を行った。
実験：表３に示されているように、材料を配合して安定液と砂質土とからなる混合物Ｃ１〜Ｃ４を得た。これらについてテーブルフロー試験（１５打）を実施してフロー値を得た。なお、混合物Ｃ１と混合物Ｃ２は、合計の粉体量すなわちコンクリートスラッジ微粉末とベントナイトの合計が２０２．８ｋｇ／ｍ^３、２０２．４ｋｇ／ｍ^３であり、混合物Ｂ２の合計の粉体量２０２．５ｋｇ／ｍ^３とほぼ等しい。また混合物Ｃ３と混合物Ｃ４も、全体の粉体量が２０２．８ｋｇ／ｍ^３、２０２．４ｋｇ／ｍ^３であり、混合物Ｂ５の合計の粉体量２０２．５ｋｇ／ｍ^３とほぼ等しい。つまり混合物Ｃ１、Ｃ２、および混合物Ｃ３、Ｃ４は、それぞれ合計の粉体量が一定という条件の下で、混合物Ｂ２と混合物５の配合を変えた混合物になっている。

考察：実験で得られた混合物Ｃ１〜Ｃ４のフロー値を、図２のグラフに示す。水の量が等しい混合物の組、すなわち混合物Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の組、および混合物Ｂ５、Ｃ３、Ｃ４の組、のそれぞれについてベントナイト量とフロー値の関係を示すグラフ１、２を得た。一般的に、普通ポルトランドセメントとベントナイトとから安定液を製造する場合には、普通ポルトランドセメントとベントナイトの合計量が一定であれば、フロー値は大きく変化しない。つまり普通ポルトランドセメントの量が増加してもフロー値は若干小さくなる程度である。しかしながらグラフ１、２に示されているように、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトとから安定液を製造すると、合計の粉体量が一定の条件下でコンクリートスラッジ微粉末を増加させるとフロー値は急激に小さくなることが分かった。普通ポルトランドセメントに比して、コンクリートスラッジ微粉末は粘度を高くする効果が高いと言える。コンクリートスラッジ微粉末は水和反応が進行したセメント分を含んでいるので、普通ポルトランドセメントに比して粘度を高くする効果が高いと考えられる。

ここで、コンクリートスラッジ微粉末からなる混合物が、普通ポルトランドセメントからなる混合物Ｂ１と同等の流動性を備えるような配合を考える。このような配合は、グラフ１がフロー値１８４ｍｍになる符号５の点で得られる。そうすると次の混合物Ｄ１のような配合になる。
○ 混合物Ｄ１：コンクリートスラッジ微粉末１８０．２ｋｇ／ｍ^３、ベントナイト２２．３ｋｇ／ｍ^３、水５００ｋｇ／ｍ^３、砂質土８３１ｋｇ／ｍ^３
同様にコンクリートスラッジ微粉末からなる混合物が、普通ポルトランドセメントからなる混合物Ｂ４と同等の流動性を備える配合になるようにするには、グラフ２がフロー値３９５ｍｍになる符号６の点が該当するので、次の混合物Ｄ２ような配合が得られる。
○ 混合物Ｄ２：コンクリートスラッジ微粉末１７９．５ｋｇ／ｍ^３、ベントナイト２３ｋｇ／ｍ^３、水７５０ｋｇ／ｍ^３、砂質土８３１ｋｇ／ｍ^３
これらの混合物Ｄ１、Ｄ２は、いずれもベントナイトの使用量が、混合物Ｂ１、Ｂ４のベントナイトの使用量の３７．５ｋｇ／ｍ^３に比して、１４．５〜１４．８ｋｇ／ｍ^３も少ない。つまり、安定液に所定の粘度を付加したいとき、コンクリートスラッジ微粉末から安定液を製造する場合、普通ポルトランドセメントから安定液を製造する場合に比して、ベントナイトの使用量は約４０％も節約できることが分かった。

１グラフ２グラフ

Claims

オーガにより地盤に縦穴を掘削し、該縦穴に安定液を注入して仮設杭を打ち込む杭打ち工法において、
前記安定液は、コンクリートスラッジ微粉末とベントナイトと水とから製造し、
前記コンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを熱風が吹き込まれる所定の回転ドラムに投入して破砕・乾燥する破砕・乾燥工程とからなる回収工程によって製造されていることを特徴とする仮設杭の杭打ち工法。
請求項１に記載の杭打ち工法において、前記安定液は前記コンクリートスラッジ微粉末より少量のポルトランドセメントを含んでいることを特徴とする仮設杭の杭打ち工法。