JP2017166141A - 植生基盤およびその築造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】近年、盛土等を築造する際、環境への配慮から現地発生土（浚渫土、軟弱土等）を改良、改質し、改良土として有効利用する事例が増加している。改良土は、セメント系土質改良材等の土質改良材を現地発生土に加えることにより得られるが、これらの土質改良材はアルカリ性であることから、改良土も概ねアルカリ性を示すことが多く、改良土を植生基盤として用いる場合、植生の阻害要因となってしまう。【解決手段】軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層１０２と、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層１０４とをこの順に設けてなることを特徴とする植生基盤１０により、工期、工費に悪影響を及ぼさず、植生基盤として十分な強度を有するとともに、植物の生育が可能となった。【選択図】図１

Description

本発明は、植生基盤およびその築造方法に関する。

近年、盛土等を築造する際、環境への配慮から現地発生土（浚渫土、軟弱土等）を改良、改質し、改良土として有効利用する事例が増加している（例えば特許文献１〜６を参照）。改良土は、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材、およびペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材等のうち一つまたは複数を現地発生土に加えることにより得られるが、これらの土質改良材はアルカリ性であることから、改良土も概ねアルカリ性を示すことが多く、改良土を植生基盤として用いる場合、植生の阻害要因となってしまう。

そこで例えば、湖沼等の水辺空間の沿岸部において植生基盤を築造する場合、現地発生土に上記のような土質改良材を加え一定の強度を持たせるとともに、その上層に、植物の生育を期待して良質な購入土、湖沼内の土砂を天日乾燥させた土、または、上記の改良土のｐＨ調整を行い中性化した土等を盛土することが行われていた。図９は、従来の植生基盤の築造方法を説明するための図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図９（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
まず、沿岸部９２に接する水域９４内を矢板９５で締切り、その内部の水を排出する。原地盤９６は底質土で含水比が高く、改良が必要な場合が多い。そこで、原地盤９６を所定の強度が得られるように改良する。すなわち、原地盤９６の改良が必要な場所に土質改良材を加え改良土９６２とする。土質改良材としては、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材、またはペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材等がある。土質改良材が加えられた改良土９６２は、アルカリ性を示すことが多いため、そのままでは植生基盤として用いることができない。そこで、改良土９６２の上層に、植物の生育を期待して良質な購入土、湖沼内の土砂を天日乾燥させた土、または、上記の改良土のｐＨ調整を行い中性化した土等からなる植生層９８を盛土し、植生基盤としていた。

しかし、上記のような従来技術は、以下のような問題点がある。

購入土を使用する場合：
（１）購入するための費用が発生する。
（２）湖沼、河川では、購入土を水域内で使用すると、その投入量だけ貯水量が減じられる可能性がある。貯水量の現状維持を図るためには、既存の底質土等を投入量に見合う分だけ廃棄処分する必要があり、底質土の廃棄と良質土の購入で費用が発生し、工費に大きく影響する。農業用の導水路、用水路(クリーク)等でも同様である。

湖沼内の土砂を天日乾燥させた土を使用する場合：
（１）現地の底質土は軟弱土であることが多く、所定の強度が得られるように天日乾燥し、植生基盤用の盛土材として用いる。このため、天日乾燥のための場所と期間を要する。
（２）底質土の物性、盛土の形状、および環境条件にもよるが、本来、軟弱であった現地発生土を天日乾燥して締固めても、水を含むと再泥化が懸念され、長期安定性の信頼性に欠ける。特に水面下における植生基盤として利用した場合は、再泥化し水流の影響等により盛土部からの土砂の流出が懸念される。

改良土のｐＨ調整を行い中性化した土を使用する場合：
（１）上記のように、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材、またはペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材等の土質改良材を用いた場合、添加量や底質土の物性にもよるが、得られた改良土は概ねアルカリ性を示すことが多く、そのままでは植生不良が懸念される。植生不良を回避するために、改良された土のｐＨを下げる必要が生じる。そのため、自然界の酸化作用（気中の二酸化炭素、酸性雨等の影響）を利用する場合は、中和のための養生場所や養生期間を設ける必要があり、工期に悪影響を及ぼす。
（２）また、何らかのｐＨ調整剤を使用すると、それを購入するための費用が発生する。

また、現地発生土に石膏系土質改良材を加え改良土を中性に近い状態にする技術もある。

特開２００６−２２５４７５号公報 特開２００９−２８５５９０号公報 特開２０１１−２４１２９５号公報 特開平８−３０２３４６号公報 特開平８−３１１４４６号公報 特開平１０−２１２４７９号公報

本発明の目的は、工期、工費に悪影響を及ぼさず、植生基盤として十分な強度を有するとともに、良好に植物が生育し得る、植生基盤およびその築造方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、植生基盤を下層と上層との２層構成とし、下層が植生基盤の強度の役割を、上層が植物の生育の役割をそれぞれ担うことにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。

請求項１に記載の発明は、軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層と、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層とをこの順に有することを特徴とする植生基盤である。
請求項２に記載の発明は、前記下層における土質改良材が、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の植生基盤である。
請求項３に記載の発明は、前記下層と前記上層との間に、アルカリ成分を吸着する中間層を設けてなることを特徴とする請求項１または２に記載の植生基盤である。
請求項４に記載の発明は、軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層を設ける工程と、前記下層上に、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層を設ける工程とを有することを特徴とする植生基盤の築造方法である。
請求項５に記載の発明は、前記下層における土質改良材が、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載の植生基盤の築造方法である。
請求項６に記載の発明は、水域の特定範囲から水を排出する工程と、前記特定範囲内に存在する軟弱土に土質改良材を加え、所定の強度を有する下層を設ける工程と、前記下層上に、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層を設ける工程とを有することを特徴とする請求項４または５に記載の植生基盤の築造方法である。

本発明によれば、工期、工費に悪影響を及ぼさず、植生基盤として十分な強度を有するとともに、良好に植物が生育し得る、植生基盤およびその築造方法を提供することができる。
具体的には本発明は以下の効果を奏することができる。
（１）本発明の植生基盤は、軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層と、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層とをこの順に有するので、下層が植生基盤の強度の役割を、上層が植物の生育の役割をそれぞれ担うことになり、従来技術では達成し難かった強度と植物の生育との両立が可能となった。
（２）上層では石膏系土質改良材を使用しているので、上層においても所定の強度を短期間で得ることができ、現地発生土の有効利用が図れる。
（３）乾燥やｐＨ低下のための養生場所や期間を必要とせず、改良土が得られる。
（４）石膏系土質改良材を用いた改良土は、強度の調整により、再泥化や水流の影響等による流出を抑制できる。また該改良土は中性であるため植物の生育に悪影響を及ぼさない。さらに該改良土は底質土よりもリン、窒素等の栄養塩類の溶出が抑制される。したがって、水面下の植生基盤としても有効である。

本発明の植生基盤の一例を説明するための模式的断面図である。 本発明の植生基盤およびその築造方法の一例を説明するための図である。 本発明の植生基盤およびその築造方法の一例を説明するための図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図３（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 植生基盤の築造完了後、矢板を取り除いた図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 実施例における試料の経過日数による上水のｐＨを測定した結果を示すグラフである。 実施例における試料の経過日数による上水の全窒素を測定した結果を示すグラフである。 実施例における試料の経過日数による上水の全リンを測定した結果を示すグラフである。 実施例におけるカラム溶出試験を説明するための図である。 従来の植生基盤の築造方法を説明するための図である。

以下、本発明を図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の植生基盤の一例を説明するための模式的断面図である。
図１（ａ）において、本発明の植生基盤１０は、軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層１０２と、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層１０４とをこの順に設けてなることを特徴とする。また図１（ｂ）において、本発明の別の形態の植生基盤１２は、下層１０２と上層１０４との間に、アルカリ成分を吸着する中間層１０６を設けてなる。

下層１０２に使用される土質改良材としては、従来技術において使用されている土質改良材をいずれも使用できる。例えばセメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材等を使用することができる。セメント系土質改良材としては、普通ポルトランドセメント、高炉セメント等を主成分とし、各種公知の添加剤を配合したものが挙げられる。石灰系土質改良材としては生石灰、消石灰等を主成分とし、各種公知の添加剤を配合したものが挙げられる。リサイクル型土質改良材としては、ペーパースラッジ灰、石炭灰等を主成分とし、各種公知の添加剤を配合したものが挙げられる。なお、必要に応じて石膏系土質改良材も使用することができる。
土質改良材の添加量は、軟弱土の物性等を考慮して適宜決定すればよいが、軟弱土１ｍ^３あたり、例えば30〜400ｋｇであり、好ましくは60〜200ｋｇである。
また下層１０２に求められる強度は、その上に建築される建築物等を考慮して適宜決定することができる。

なお軟弱土としては、例えば浚渫土（底質土）、掘削土等の軟弱土が挙げられ、一般的にこのような軟弱土は、５０％以上の含水比を有することが多い。

上層１０４に使用される石膏系土質改良材としては、従来技術において使用されている石膏系土質改良材をいずれも使用できる。例えば無水石膏、半水石膏等を主成分とし、各種公知の添加剤を配合したものが挙げられる。
石膏系土質改良材の添加量は、軟弱土の物性等を考慮して適宜決定すればよいが、軟弱土１ｍ^３あたり、例えば50〜300ｋｇであり、好ましくは100〜150ｋｇである。

また図１（ｂ）の形態において、下層１０２と上層１０４との間に設けられる中間層１０６は、下層１０２から発生するアルカリ成分を吸着し、上層１０４に移行させないためのバッファ層としての役割を有する。中間層１０６としては、例えばシリカ、珪藻土、粘性土、腐食土、不織布、ゴムマット等を主成分とする層が挙げられる。

なお必要に応じて、上層１０４の上に購入土等で形成された最上層（図示せず）を設けてもよい。

次に本発明の植生基盤およびその築造方法を実施例によってさらに具体的に説明する。なお本発明は下記例に制限されるものではない。

実施例１
図２は、本発明の植生基盤およびその築造方法の一例を説明するための図である。
以下、手順について説明する。
軟弱土２２の所定の場所に、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種からなる土質改良材を加え、改良土２４とする。
一方、現場発生土（掘削した軟弱土等）に上記土質改良材を加え、改良土とし、これを盛土材２６として有効利用を図る。
これとは別に、現場発生土に石膏系土質改良材を加え、所定の強度を有するように締固めを行い、あるいは、締固めを実施しないで、自硬性により所定の強度をその場で発生させ、改良土とし、これを盛土材２８として盛土材２６上に積層し、植生基盤を築造する。
上記セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種からなる土質改良材を加えて改良土とした盛土材２６は、植生基盤の強度の役割を担うことができ、そのため住宅Ｈの建設が可能となる。一方、石膏系土質改良材を加えて改良土とした盛土材２８は、中性領域のｐＨを呈するため、植物Ｐの生育を阻害しない。さらに言えば、植物Ｐの生育に適したものとなり得る。

実施例２
図３は、本発明の植生基盤およびその築造方法の一例を説明するための図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図３（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
まず、沿岸部３２に接する水域３４の特定範囲を矢板３５のような遮水壁で締切り、その特定範囲内の水を排出する。原地盤３６は底質土で含水比が高く軟弱土であるため、所定の場所にセメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種からなる土質改良材を加え改良土３６２とする。
これとは別に、現場発生土に石膏系土質改良材を加え、所定の強度を有するように締固めを行い、あるいは、締固めを実施しないで、自硬性により所定の強度をその場で発生させ、改良土とし、これを盛土材３８として改良土３６２上に積層し、植生基盤を築造する。
上記セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種からなる土質改良材を加えて得た改良土３６２は、植生基盤の強度の役割を担い、石膏系土質改良材を加えて改良土とした盛土材３８は、中性領域のｐＨを呈するため、植物Ｐの生育を阻害しない。さらに言えば、植物Ｐの生育に適したものとなり得る。
図４は、植生基盤の築造完了後、矢板３５を取り除いた図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。石膏系土質改良材を加えて改良土とした盛土材３８は、所定の強度を有することにより、水流による侵食や水域３４への流出を抑制することが可能である。また、下記で示すように、本発明の植生基盤は、原地盤３６よりも水域３４へのリン、窒素等の栄養塩類の溶出が抑制される。更に、下層である改良土３６２からのアルカリ分の溶出抑制も可能であり、水面下の植生基盤としても有効であり、植物Ｐの生育が可能である。

実施例３
図５〜７は、次の各試料の経過日数による上水のｐＨ、全窒素、全リンを測定した結果を示すグラフである。

試料（１）：沼から採取した浚渫土（含水比ｗ＝３１７％、ｐＨ＝７．８）
試料（２）：３００ｋｇ／ｍ^３の割合で該浚渫土にペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材を加えて得た改良土
試料（３）：上記試料（２）と（３）３００ｋｇ／ｍ^３の割合で上記浚渫土に石膏系土質改良材を加えて得た改良土との積層体

なお、該測定は社団法人底質浄化協会「底質の調査・試験マニュアル」栄養塩類溶出試験（窒素、リン）のカラム溶出試験方法に倣って実施した。このカラム溶出試験は、試料（１）および（２）の場合はカラム内に試料を３００ｍｍの長さで詰め込み、その後、水を５００ｍｍの長さで入れ、所定の時間が経過後、上水のｐＨ、全窒素、全リンを測定するというものである（図８（ａ））。試料（３）の場合は、カラム下部から試料（２）を１５０ｍｍの長さで詰め込み、続いて試料（３）を１５０ｍｍの長さで詰め込み、その後、水を５００ｍｍの長さで入れ、所定の時間が経過後、上水のｐＨ、全窒素、全リンを測定するというものである（図８（ｂ））。

図５の結果から、試料（２）のペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材を加えて得た改良土はｐＨが上昇しており、アルカリ分が溶出していることが分かる。これに対して、試料（３）の積層体のｐＨは、試料（１）の浚渫土と大きく変わらないことから、上層である石膏系土質改良材を加えて得た改良土が、下層のアルカリ分の溶出抑制に効果的であることが分かる。

図６の結果から、試料（２）のペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材を加えて得た改良土は、経過日数とともに窒素の溶出が増加した。これはアルカリ分の影響でアンモニア系窒素が溶出したためと推測される。一方、試料（３）の積層体は、試料（１）の浚渫土よりも低い値を示し、窒素の溶出抑制に効果があることが分かる。

図７の結果から、試料（２）のペーパースラッジ灰を母材とした土質改良材加えて得た改良土は当初、リン溶出の抑制効果を発揮していたが、経過日数とともに、試料（１）の浚渫土と同程度となった。一方、試料（３）の積層体は、試料（１）の浚渫土よりも継続的に低い値を示し、リンの溶出抑制に効果があることが分かった。
以上から、本発明の植生基盤は、アルカリ分や、窒素およびリンの栄養塩類の溶出抑制に効果があることが示された。

１０、１２ 植生基盤
１０２ 下層
１０４ 上層
１０６ 中間層
２２ 軟弱土
２４ 改良土
２６、２８ 盛土材
３２ 沿岸部
３４ 水域
３５ 矢板
３６ 原地盤
３６２ 改良土
３８ 盛土材
Ｈ 住宅
Ｐ 植物

Claims (6)

1. 軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層と、
   軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層と
   をこの順に有することを特徴とする植生基盤。
2. 前記下層における土質改良材が、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の植生基盤。
3. 前記下層と前記上層との間に、アルカリ成分を吸着する中間層を設けてなることを特徴とする請求項１または２に記載の植生基盤。
4. 軟弱土および土質改良材からなり、かつ所定の強度を有する下層を設ける工程と、
   前記下層上に、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層を設ける工程と
   を有することを特徴とする植生基盤の築造方法。
5. 前記下層における土質改良材が、セメント系土質改良材、石灰系土質改良材およびリサイクル型土質改良材から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載の植生基盤の築造方法。
6. 水域の特定範囲から水を排出する工程と、
   前記特定範囲内に存在する軟弱土に土質改良材を加え、所定の強度を有する下層を設ける工程と、
   前記下層上に、軟弱土および石膏系土質改良材からなる上層を設ける工程と
   を有することを特徴とする請求項４または５に記載の植生基盤の築造方法。

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