JP2018204316A - 埋め戻し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充填材による地盤の復元性を向上させることができる埋め戻し方法を提供する。【解決手段】地盤Ｖに形成された空所Ｚに、硬化強度が互いに異なる複数の充填材Ｌを供給する。空所Ｚに複数の充填材Ｌを積み重ねて配置する。複数の充填材Ｌは、第１充填材Ｌ１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）充填材ＬＮを含む。第ｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の各整数）充填材Ｌｎの硬化強度が、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した大きさを有る。第ｎ周囲地盤Ｖｎは、空所Ｚに供給された第ｎ充填材Ｌｎの周囲に位置する地盤を示す。【選択図】図１

Description

本発明は、埋め戻し方法に関する。

特許文献１に記載の地盤改良工法は、地盤に形成された穴（杭の引き抜き跡）の中にセメントとベントナイトと水とで構成される充填材を注入する。そして、穴の周囲の土砂と充填材とを攪拌し、穴の周囲の地盤と充填材との圧縮強度を同等に調整する。

特開２００３−１４７７７１号公報

しかし、一般に、穴の深さに応じて穴の周囲の地盤の強度が異なる。従って、穴に１つの充填材を充填した場合、充填材の強度と、充填材の周囲の地盤の強度との差が大きくなる場所がでてくる。例えば、充填材の強度を、充填材の下端側の周囲の地盤の強度に対応した大きさにする場合、充填材の強度と、充填材の上端側の周囲の地盤の強度との差が大きくなる。また、充填材の強度を、充填材の上端側の周囲の地盤の強度に対応した大きさにする場合、充填材の強度と、充填材の下端側の周囲の地盤の強度との差が大きくなる。従って、穴に充填材が充填されても、充填材による地盤の復元性が低下する。その結果、充填材の硬化強度と、充填材の周囲の地盤の強度との差により、充填材が周囲の地盤と馴染まず、充填材の周囲の地盤が不安定になるおそれがあった。

また、一般に、地盤に杭を設置する際、杭の先端は地盤の支持層まで打ち込まれる。支持層は、支持層の上方に堆積する堆積地盤に比べ強度が大きい。

しかし、一般に、杭を除去し杭の引き抜き跡を埋め戻す際、杭の引き抜き跡には、堆積地盤の強度に対応した堆積地盤用の充填材が充填されていた。つまり、支持層にも、堆積地盤用の充填材が充填されていた。その結果、堆積地盤の復元性が重視されており、支持層の復元性は考慮されていなかった。理由は、仮に、杭の引き抜き跡に、支持層の強度と同程度の硬化強度を有する支持層用の充填材を充填すると、硬化後の支持層用の充填材が堆積地盤に比べて固くなりすぎる。従って、埋め戻した箇所を再度工事すると、支持層用の充填材が地中障害となり、工事を行うことが困難となるからである。例えば、バックホーのような建設機械で埋め戻し箇所（堆積地盤）を掘削すると、支持層用の充填材がバケットに干渉し、掘削作業を行うことが困難となる。また、杭の引き抜き跡の周囲の地盤は、大部分が堆積地盤である。従って、杭の引き抜き跡に堆積地盤用の充填材を充填する方が、支持層用の充填材を充填するよりも、地盤の復元性が向上するからである。

しかし、堆積地盤の復元性と、支持層の復元性との両方を向上させる方が、地盤の復元性がより向上するので好ましい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、充填材による地盤の復元性を向上させることができる埋め戻し方法を提供することを目的としている。

本願に開示する埋め戻し方法は、地盤に形成された空所に、硬化強度が互いに異なる複数の充填材を供給する。前記空所に前記複数の充填材を積み重ねて配置する。前記複数の充填材は、第１充填材〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）充填材を含む。前記第ｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の各整数）充填材の硬化強度が、第ｎ周囲地盤の強度に対応した大きさを有する。前記第ｎ周囲地盤は、前記空所に供給された前記第ｎ充填材の周囲に位置する地盤を示す。

本願に開示する埋め戻し方法は、第１供給工程と、第２供給工程とを備えることが好ましい。第１供給工程は、前記空所に前記第１充填材を供給することが好ましい。第２供給工程は、前記第１充填材がゲル化した後、前記第１充填材の上部に前記複数の充填材のうちの第２充填材を供給し、前記第１充填材上に前記第２充填材を配置することが好ましい。

本願に開示する埋め戻し方法は、第１製造工程と、第２製造工程とをさらに備えることが好ましい。第１製造工程は、第１水と、第１ベントナイトと、第１セメントと、第１炭酸ナトリウムとを混合して前記第１充填材を製造することが好ましい。第２製造工程は、第２水と、第２ベントナイトと、第２セメントと、第２炭酸ナトリウムとを混合して前記第２充填材を製造することが好ましい。前記第１充填材の重量に対する前記第１セメントの重量％と、前記第２充填材の重量に対する前記第２セメントの重量％とが互いに異なることが好ましい。

前記第１製造工程は、前記第１水と、前記第１ベントナイトとを混合し、前記第１水と前記第１ベントナイトとが混合した第１混合物を生成する工程と、前記第１混合物と前記第１セメントとを混合し、前記第１混合物と前記第１セメントとが混合した第２混合物を生成する工程と、前記第２混合物と前記第１炭酸ナトリウムとを混合する工程とを含むことが好ましい。

前記第２製造工程は、前記第２水と、前記第２ベントナイトとを混合し、前記第２水と前記第２ベントナイトとが混合した第３混合物を生成する工程と、前記第３混合物と前記第２セメントとを混合し、前記第３混合物と前記第２セメントとが混合した第４混合物を生成する工程と、前記第４混合物と前記第２炭酸ナトリウムとを混合する工程とを含むことが好ましい。

前記供給工程は、前記地盤に埋まっている物体を引き抜きながら、前記物体の埋まっていた場所へ前記充填材Ａを供給する工程を含むことが好ましい。

前記空所は、前記地盤に形成された穴を示すことが好ましい。前記穴に前記複数の充填材を供給し、前記穴を埋め戻すことが好ましい。

前記空所は、前記地盤に形成された空隙を示すことが好ましい。前記空隙に前記複数の充填材を供給し、前記空隙を埋め戻すことが好ましい。

前記空所は、物体の埋まっていた場所である物体跡であることが好ましい。前記地盤に埋まっている前記物体を引き抜きながら、前記物体跡に前記複数の充填材を供給し、前記物体跡を埋め戻すことが好ましい。

前記第ｎ周囲地盤は、第１周囲地盤と、第２周囲地盤とで構成されることが好ましい。前記第１周囲地盤（Ｖ１）は、支持層であることが好ましい。前記第２周囲地盤（Ｖ２）は、前記支持層の上方に位置する堆積地盤であることが好ましい。前記第１充填材（Ｌ１）の硬化強度は、前記支持層の強度に対応した大きさを有することが好ましい。前記複数の充填材のうち第２充填材の硬化強度は、前記堆積地盤の強度に対応した大きさを有することが好ましい。

前記第１ベントナイトと前記第２ベントナイトとの各々の膨潤力が１５以上２５以下であることが好ましい。

本発明の充填材の製造方法によれば、充填材による地盤の復元性を向上させることができる。

複数の充填材で空所を埋め戻した状態を示す図。 第２実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）穴の埋め戻し方法を示す模式図。 （ａ）〜（ｄ）空隙の埋め戻し方法を示す模式図。 引抜装置の概略構成図。 支持部の概略構成図。 ケーシングを示す図。 （ａ）チャック爪の背面図、（ｂ）チャック爪の側面図。 退避位置に位置するチャック爪を示す図。 退避位置から突出位置へ移動しているチャック爪を示す図。 突出位置に位置するチャック爪を示す図。 引抜装置が杭を引き抜いている状態を示す図。 杭の引き抜き作業を一時停止している状態を示す図。 引抜装置が杭を引き抜いている状態を示す図。 引抜装置による杭の引き抜き作業が完了した状態を示す図。 第３実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャート。 ブリージングを低減させる原理と、充填材のゲル化性能を向上させる原理とを示す図。 第４実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャート図。 充填材Ａの実験結果を示す図。 充填材Ｂの実験結果を示す図。 充填材Ｃの実験結果を示す図。 充填材Ｄの実験結果を示す図。 充填材Ｅの実験結果を示す図。 充填材Ｆの実験結果を示す図。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

［第１実施形態］
図１を参照して、第１実施形態の埋め戻し方法について説明する。

第１実施形態の埋め戻し方法は、地盤に形成された空所に、硬化強度が互いに異なる複数の充填材を供給し、空所を埋め戻す。充填材の硬化強度と、地盤の強度とは、例えば、Ｎ値、又は、一軸圧縮強度で評価される強度を示す。

地盤に形成された空所は、人工的に形成された空所のみならず、自然に形成された空所も含む。人工的に形成された空所は、例えば、埋設物の撤去作業のような土木工事により形成された空所を示す。自然に形成された空所は、例えば、自然災害により形成された空所を示す。
地盤に形成された空所は、例えば、（ｉ）地盤に形成された穴、（ｉｉ）地盤に形成された空隙、及び、（ｉｉｉ）物体の埋まっていた場所である物体跡を示す。
空所を埋め戻すとは、空所に充填材を充填することを示す。

第１実施形態の複数の充填材は、第１充填材Ｌ１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）充填材ＬＮを含む。複数の充填材を総称して、充填材Ｌと記載する。

硬化強度について説明する。
充填材Ｌは、製造された直後は流体（液体）である。充填材Ｌは、製造された後、一定時間が経過すると固化する。
充填材Ｌの強度は、時間の経過と共に上昇し、そして、略一定の値に安定する。略一定の値を、硬化強度と記載する。
充填材Ｌは、例えば、０．３（Ｎ／ｍｍ²）、又は、０．５（Ｎ／ｍｍ²）の硬化強度を有する。

図１は、充填材Ｌを地盤Ｖに形成された空所に供給し、空所を埋め戻した状態を示す。図１に示すように、第１実施形態の埋め戻し方法は、地盤Ｖに形成された空所Ｚに、硬化強度が互いに異なる複数の充填材Ｌを供給する。そして、空所Ｚに複数の充填材Ｌを積み重ねて配置する。その結果、硬化強度が互いに異なる複数の充填材Ｌが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、空所Ｚを充填する。

第ｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の各整数）充填材Ｌｎの硬化強度が、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した大きさを有する。１以上Ｎ以下の各整数とは、１以上Ｎ以下の全ての整数を意味する。例えば、Ｎ＝３とした場合、第１充填材Ｌ１の硬化強度が、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有し、第２充填材Ｌ２の硬化強度が、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有し、かつ、第３充填材Ｌ３の硬化強度が、第３周囲地盤Ｖ３の強度に対応した大きさを有する。
第ｎ周囲地盤Ｖｎは、空所Ｚに供給された第ｎ充填材Ｌｎの周囲に位置する地盤を示す。従って、第１充填材Ｌ１〜第Ｎ充填材ＬＮに対応して、第１周囲地盤Ｖ１〜第Ｎ周囲地盤ＶＮが存在する。第１周囲地盤Ｖ１〜第Ｎ周囲地盤ＶＮの各々の強度は、互いに異なる。第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度は、例えば、第ｎ周囲地盤Ｖｎが位置する領域の地盤の強度の平均値を示す。

第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した大きさを有するとは、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に基づいて設定されることを示す。具体的には、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度と、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度との差が小さくなるように、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が設定されることを示す。
例えば、第ｎ充填材Ｌｎがセメントを添加して製造される場合、第ｎ充填材Ｌｎの製造時に添加されるセメントの量を調整することで、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が変更される。従って、例えば、第ｎ充填材Ｌｎの製造時に添加されるセメントの量を調整して、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した硬化強度を有する第ｎ充填材Ｌｎを製造する。

第１実施形態では、複数の充填材は、Ｎ種類の充填材を示す。従って、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した大きさを有する（ｎ＝１、２、３、・・・・、Ｎ）。なお、複数の充填材の種類は、Ｎ種類よりも多くてもよい。

以上、図１を参照して説明したように、複数の充填材Ｌで空所Ｚを埋め戻す。また、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度が、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度に対応した大きさを有する。従って、第ｎ充填材Ｌｎの硬化強度と、第ｎ周囲地盤Ｖｎの強度との差を抑制することができ、充填材Ｌによる地盤の復元性を向上させることができる。

［第２実施形態］
図２を参照して、第２実施形態の埋め戻し方法について説明する。

第２実施形態では、第１実施形態の充填材Ｌのうちの第１充填材Ｌ１と、第２充填材Ｌ２とを空所に供給し、空所を埋め戻す。

図２は、第２実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、ステップＳ１１において、空所に第１充填材Ｌ１を供給する。

ステップＳ１２において、第１充填材Ｌ１がゲル化した後、空所に第２充填材Ｌ２を供給する。具体的には、第１充填材Ｌ１がゲル化した後、第１充填材Ｌ１の上部に第２充填材Ｌ２を供給し、第１充填材Ｌ１上に第２充填材Ｌ２を配置する。第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第２充填材Ｌ２の硬化強度とは、互いに異なる。

第１充填材Ｌ１の強度と第２充填材Ｌ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、空所の埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、空所を充填する。

第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤の強度に対応した大きさを有する。つまり、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第１周囲地盤の強度との差が小さくなるように、第１充填材Ｌ１の硬化強度が設定される。第１周囲地盤は、空所に供給された第１充填材Ｌ１の周囲に位置する地盤を示す。また、第１周囲地盤の強度は、例えば、第１周囲地盤が位置する領域の地盤の強度の平均値を示す。

第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤の強度に対応した大きさを有する。つまり、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、第２周囲地盤の強度との差が小さくなるように、第２充填材Ｌ２の硬化強度が設定される。第２周囲地盤は、空所に供給された第２充填材Ｌ２の周囲に位置する地盤を示す。また、第２周囲地盤の強度は、例えば、第２周囲地盤が位置する領域の地盤の強度の平均値を示す。

ゲル化とは、第１充填材Ｌ１を収容した収容物を傾けたときに第１充填材Ｌ１が流動しなくなる程度に第１充填材Ｌ１が固まることを示す。従って、ステップＳ１２において、第１充填材Ｌ１がゲル化した後、第１充填材Ｌ１の上部に第２充填材Ｌ２を供給しても、第１充填材Ｌ１の形状が崩れない。その結果、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが混合することが抑制される。
従って、第１充填材Ｌ１がゲル化した後、第１充填材Ｌ１の上部に第２充填材Ｌ２を供給すると、第１充填材Ｌ１上で第２充填材Ｌ２が固まる。その結果、第１充填材Ｌ１がゲル化したときの形状を保持しつつ、第１充填材Ｌ１上に第２充填材Ｌ２が配置される。その結果、第１充填材Ｌ１上に第２充填材Ｌ２が配置された状態で、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが空所を充填する。

以上、図２を参照して説明したように、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とで空所を埋め戻す。また、第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤の強度に対応した大きさを有する。従って、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第１周囲地盤の強度との差を抑制することができる。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤の強度に対応した大きさを有する。従って、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、第２周囲地盤の強度との差を抑制することができる。その結果、充填材Ｌによる地盤の復元性を向上させることができる。

以下、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して、埋め戻し装置３００について説明する。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、埋め戻し装置３００を示す。

図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、埋め戻し装置３００は、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とを地盤Ｖに形成された穴Ｗに供給し、穴Ｗを埋め戻す。

穴Ｗは、地中から地表へ連通している空間を示す。第１周囲地盤Ｖ１は、穴Ｗの下端側の周囲の地盤を示す。第２周囲地盤Ｖ２は、穴Ｗの上端側の周囲の地盤を示す。第１周囲地盤Ｖ１の強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度と異なる。

埋め戻し装置３００は、収容部３１０と、送出部３２０と、管部３３０とを備える。
収容部３１０は、充填材Ｌを収容する。第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第２充填材Ｌ２の硬化強度と異なる。第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。

送出部３２０は、収容部３１０内の充填材Ｌを送出する。送出部３２０は、例えば、油圧ポンプである。管部３３０は、充填材Ｌが流通可能な管状の部材である。管部３３０の一端は、送出部３２０を介して収容部３１０に連通する。管部３３０の他端は、穴Ｗに連通する。

続いて、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して、埋め戻し装置３００が、地盤Ｖに形成された穴Ｗに充填材Ｌを供給し、穴Ｗを埋め戻す手順について説明する。

図３（ａ）に示すように、収容部３１０は第１充填材Ｌ１を収容する。
送出部３２０が作動すると、送出部３２０が穴Ｗに第１充填材Ｌ１を供給する。

図３（ｂ）に示すように、送出部３２０は、第１充填材Ｌ１を第１目標量まで供給すると、穴Ｗに対する第１充填材Ｌ１の供給を停止する。そして、収容部３１０内に収容される充填材が、第１充填材Ｌ１から第２充填材Ｌ２に変更される。
第１目標量は、例えば、地表に対する第１充填材Ｌ１の上面の深さＨが、地表に対する境界αの深さβと略等しくなるときの、第１充填材Ｌ１の供給量を示す（Ｈ≒β）。境界αは、第１周囲地盤Ｖ１と第２周囲地盤Ｖ２との境界を示す。なお、第１目標量について、埋め戻し作業の作業内容、及び作業状況に応じて適宜変更してもよい。例えば、ブリージングにより第１充填材Ｌ１の上面が下がることを考慮して、第１充填材Ｌ１の上面の深さＨが、境界αの深さβよりも小さくなるように、第１目標量を設定してもよい（Ｈ＜β）。

図３（ｃ）に示すように、穴Ｗに供給された第１充填材Ｌ１がゲル化した後、送出部３２０が作動し、送出部３２０が穴Ｗに第２充填材Ｌ２を供給する。

図３（ｄ）に示すように、送出部３２０は、第２充填材Ｌ２を第２目標量まで供給すると、穴Ｗに対する第２充填材Ｌ２の供給を停止する。第２目標量は、例えば、第１充填材Ｌ１の上面の深さＨが、略ゼロになるときの、第２充填材Ｌ２の供給量を示す（Ｈ≒０）。つまり、第２目標量は、第２充填材Ｌ２の上面が地表に略到達するときの第２充填材Ｌ２の供給量を示す。なお、第２目標量について、埋め戻し作業の作業内容、及び作業状況に応じて適宜変更してもよい。例えば、ブリージングにより第２充填材Ｌ２の上面が下がることを考慮して、第２充填材Ｌ２が地面から盛り上がる程度まで供給されるように、第２目標量を設定してもよい。
そして、第１充填材Ｌ１の強度と第２充填材Ｌ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、穴Ｗの埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、穴Ｗを充填する。

以上、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して説明したように、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とで穴Ｗを埋め戻す。また、第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。従って、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第１周囲地盤Ｖ１の強度との差を抑制することができる。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。従って、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、第２周囲地盤Ｖ２の強度との差を抑制することができる。その結果、充填材Ｌによる地盤の復元性を向上させることができる。

次に、図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照して、埋め戻し装置３００が、地盤Ｖに形成された空隙Ｘに充填材Ｌを供給し、空隙Ｘを埋め戻す手順について説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、埋め戻し装置３００が空隙Ｘに充填材Ｌを供給し、空隙Ｘを埋め戻す手順を示す。

図４（ａ）に示すように、空隙Ｘは、地表へ連通していない地中の空間を示す。空隙Ｘには、管部３３０の他端が連通している。第１周囲地盤Ｖ１は、空隙Ｘの下端側の周囲の地盤を示す。第２周囲地盤Ｖ２は、空隙Ｘの上端側の周囲の地盤を示す。第１周囲地盤Ｖ１の強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度と異なる。

収容部３１０は第１充填材Ｌ１を収容する。第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。
送出部３２０が作動すると、送出部３２０が空隙Ｘに第１充填材Ｌ１を供給する。

図４（ｂ）に示すように、送出部３２０は、第１充填材Ｌ１を第１目標量である境界αまで供給すると、空隙Ｘに対する第１充填材Ｌ１の供給を停止する。そして、収容部３１０内に収容される充填材が、第１充填材Ｌ１から第２充填材Ｌ２に変更される。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。

図４（ｃ）に示すように、空隙Ｘに供給された第１充填材Ｌ１がゲル化した後、送出部３２０が作動し、送出部３２０が空隙Ｘに第２充填材Ｌ２を供給する。

図４（ｄ）に示すように、送出部３２０は、第２充填材Ｌ２を第３目標量まで供給すると、空隙Ｘに対する第２充填材Ｌ２の供給を停止する。第３目標量は、例えば、第２充填材Ｌ２の上面が空隙Ｘの上端に略到達するときの、第２充填材Ｌ２の供給量を示す。
そして、第１充填材Ｌ１の強度と第２充填材Ｌ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、空隙Ｘの埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、空隙Ｘを充填する。

以上、図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照して説明したように、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とで空隙Ｘを埋め戻す。また、第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。従って、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第１周囲地盤Ｖ１の強度との差を抑制することができる。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。従って、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、第２周囲地盤Ｖ２の強度との差を抑制することができる。その結果、充填材Ｌによる地盤の復元性を向上させることができる。

次に、図５及び図６を参照して、引抜装置２００について説明する。図５は、引抜装置２００の概略構成図である。

図５に示すように、引抜装置２００は、地盤Ｖに埋まっている物体を引き抜きながら、物体跡Ｙに充填材Ｌを供給し、物体跡Ｙを埋め戻す。地盤Ｖに埋まっている物体は、全体が地盤Ｖに埋まっている物体に限定されず、一部が地上に露出している物体も含まれる。

第２実施形態では、引抜装置２００は、杭１０を引き抜く。従って、第２実施形態の物体跡Ｙは、杭１０の引き抜き跡を示す。

第１周囲地盤Ｖ１は、物体跡Ｙの下端側の周囲の地盤を示す。第２周囲地盤Ｖ２は、物体跡Ｙの上端側の周囲の地盤を示す。第１周囲地盤Ｖ１の強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度と異なる。

杭１０は、例えば、建築物の基礎として地盤に埋設されている既設杭である。杭１０は、例えば、場所打ち鉄筋コンクリート杭、コンクリート充填鋼管杭、ＰＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭、鋼管杭、又はＨ鋼杭である。

引抜装置２００は、支持部１と、動作部２と、吐出部６と、収容部３１０と、送出部３２０と、管部３３０と、第１充填材Ｌ１と、第２充填材Ｌ２とを備える。

支持部１は、杭１０を支持可能である。支持部１は、ケーシング１１と、掘削歯１２と、駆動装置１７と、スイベル１８とを備える。

ケーシング１１は、円筒形状を有する。ケーシング１１は、杭１０よりも大きい内径を有する。従って、ケーシング１１は、杭１０を収容することができる。

掘削歯１２はケーシング１１の先端部に設けられる。掘削歯１２は、ケーシング１１を地盤中に進入させるときに地盤を掘削する。掘削歯１２は、ケーシング１１の先端部に複数固定されている。

スイベル１８は、ケーシング１１の上部に設けられる。スイベル１８は、ケーシング１１に連結される。駆動装置１７は、スイベル１８の上部に設けられる。駆動装置１７は、スイベル１８に連結される。駆動装置１７は、ケーシング１１を回転させる。

動作部２は、例えば、ラフタークレーン、又は三点式杭抜き機である。動作部２は、アーム２ａを有する。アーム２ａの先端には、駆動装置１７が連結される。従って、動作部２は、アーム２ａを介して支持部１を吊り下げる。
動作部２は、支持部１を鉛直方向に沿うように移動させる。また、動作部２は、ラフタークレーンである場合、アーム２ａの傾斜角度を変更することで、支持部１を水平方向に沿うように移動させることができる。

管部３３０の一端は、送出部３２０を介して収容部３１０に連通する。管部３３０の他端は、スイベル１８を介してケーシング１１の内部に設置される。管部３３０の他端は、吐出部６に連通する。吐出部６は、例えば、ノズルである。吐出部６は支持部１に設置され、支持部１と一体移動する。具体的には、吐出部６は、ケーシング１１の先端部に設置され、ケーシング１１と一体移動する。吐出部６は、支持部１の先端部に設置される。支持部１の先端部は、支持部１が杭１０を支持しているときの支持部１の下端部を示す。充填材Ｌは、送出部３２０の圧力により、収容部３１０から管部３３０を通じて搬送され、吐出部６から吐出する。

ケーシング１１の移動動作について説明する。
駆動装置１７がケーシング１１を回転させる。その結果、掘削歯１２が地盤を掘削する。そして、ケーシング１１が回転している状態で、動作部２がケーシング１１を下降させる。その結果、ケーシング１１が地盤中に進入する。

図６は、支持部の概略構成図である。
図６に示すように、支持部１は、さらに、チャック爪１３と、ガイド部１４と、ロッド１５と、連結ピン１５ａと、当て板１５ｂと、油圧ジャッキ１６とを備える。

チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、及び油圧ジャッキ１６は、ケーシング１１の外側に設けられている。チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、及び油圧ジャッキ１６は、ケーシング１１の先端部から、チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、及び油圧ジャッキ１６の順に設けられている。チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、及び油圧ジャッキ１６は、複数組設けられる。第２実施形態では、チャック爪１３、ガイド部１４、ロッド１５、及び油圧ジャッキ１６は、２組設けられる。

チャック爪１３は、ケーシング１１の先端部寄りに設置される。チャック爪１３は、ケーシング１１の外側から内側へ突出可能に支持されている。ケーシング１１の外側は、ケーシング１１の外周面を囲む空間を示す。ケーシング１１の内側は、ケーシング１１の内周面で囲まれる空間を示す。ガイド部１４は、チャック爪１３を支持する。ロッド１５の一端はチャック爪１３に連結される。ロッド１５の他端は、油圧ジャッキ１６に連結される。ロッド１５は、油圧ジャッキ１６の付与する押圧力をチャック爪１３に伝達する。ロッド１５は、複数に分割される。分割されたロッド１５の各々は連結ピン１５ａを介して回動可能に連結されている。当て板１５ｂは、ロッド１５に固定される。当て板１５ｂは、連結ピン１５ａの近傍に位置する。当て板１５ｂは、ロッド１５がケーシング１１から離間することを規制する。油圧ジャッキ１６は、ケーシング１１の外周面に固定される。油圧ジャッキ１６は、ロッド１５を押圧する押圧装置である。油圧ジャッキ１６は、スイベル１８を介して作動油の供給及び排出を行う。

次に、図７を参照して、ケーシング１１について説明する。図７は、ケーシング１１の先端部を示す。

図７に示すように、ケーシング１１の先端部には、連通孔１１ａが形成されている。連通孔１１ａは、ケーシング１１の内部と外部とを連通する。連通孔１１ａは、チャック爪１３が通過可能である。

次に、図８を参照して、ガイド部１４について説明する。図８は、ガイド部１４を示す。

図８に示すように、ガイド部１４は、ガイドピン１４ａと、ガイド板１４ｂと、ガイド溝１４ｃと、ガイド部材１４ｄとを有する。ガイドピン１４ａは、チャック爪１３の基端部とロッド１５の一端とを貫通する。ガイド板１４ｂは、ケーシング１１の外周面に固定されている。ガイド板１４ｂは、チャック爪１３を両側から挟むように一対設けられる。各ガイド板１４ｂには、ガイド溝１４ｃが形成されている。各ガイド溝１４ｃは、円弧形状を有する。各ガイド溝１４ｃには、ガイドピン１４ａが係合している。その結果、チャック爪１３が各ガイド溝１４ｃに沿って移動する。ガイド部材１４ｄは、ガイド板１４ｂの外周部に設けられる。ガイド部材１４ｄは、チャック爪１３を案内する。

次に、図９〜図１１を参照して、チャック爪１３の位置について説明する。図９において、チャック爪１３は退避位置に位置する。退避位置は、チャック爪１３がケーシング１１の外側に退避しているときのチャック爪１３の位置を示す。図１０において、チャック爪１３は、退避位置からケーシング１１の内側へ移動している。チャック爪１３は、連通孔１１ａ（図７参照）を通じて退避位置からケーシング１１の内側へ移動する。図１１において、チャック爪１３は、突出位置に位置する。突出位置は、ケーシング１１の内部にチャック爪１３の先端部が突出しているときのチャック爪１３の位置を示す。

続いて、図９〜図１５を参照して、杭１０の引き抜き作業について説明する。

図９に示すように、ケーシング１１の内側に杭１０が位置するように、ケーシング１１を地盤中に進入させる。また、チャック爪１３が杭１０の下端部と略同等の深さの場所に位置するように、ケーシング１１を地盤中に進入させる。図１０に示すように、油圧ジャッキ１６がロッド１５をケーシング１１の先端部に向かって押圧する。その結果、チャック爪１３が退避位置からケーシング１１の内側へ移動する。図１１に示すように、さらに、油圧ジャッキ１６がロッド１５をケーシング１１の先端部に向かって押圧する。その結果、チャック爪１３が突出位置へ移動する。図１１に示すように、チャック爪１３が突出位置に位置するとき、チャック爪１３が杭１０の下端部に接触する。その結果、支持部１が杭１０を支持する。具体的には、支持部１は、杭１０の下端部を支持する。

図１１〜図１４は、引抜装置２００が杭１０を引き抜いている状態を示す。図１１に示すように、支持部１が杭１０を支持した状態で、動作部２が支持部１を上昇させる。その結果、支持部１と共に杭１０が上昇する。支持部１は、図１１、図１２、図１３、及び図１４に示す順に上昇する。

図１５は、引抜装置２００による杭１０の引き抜き作業が完了した状態を示す。図１５に示すように、支持部１が杭１０を支持した状態で、動作部２が支持部１を上昇させることで、杭１０が地盤から引き抜かる。その結果、杭１０が地盤から除去される。引抜装置２００は、ケーシング１１に杭１０を内包した状態で杭１０を引き抜く。

以上、図９〜図１５を参照して説明したように、支持部１が、杭１０の下端部を支持している状態で、上昇する。従って、杭１０の引き抜き時に杭１０が自重で分断することを抑制することが可能となる。また、杭１０の引き抜き前に杭１０が鉛直方向の中途部で分断されていたとしても、分断された杭１０のうちで上側に位置する杭を下側に位置する杭で押し上げるようにして引き抜くことができる。その結果、杭１０が地盤中に残存することを抑制することができる。

次に、図１２〜図１５を参照して、引抜装置２００が、地盤Ｖに埋まっている杭１０を引き抜きながら、物体跡Ｙへ充填材Ｌを供給し、物体跡Ｙを埋め戻す手順について説明する。

図１２に示すように、収容部３１０は第１充填材Ｌ１を収容する。第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。そして、引抜装置２００が杭１０の引き抜き作業を行っている状態で、送出部３２０が作動する。杭１０の引き抜き作業は、支持部１が杭１０を支持した状態で上昇することを示す。その結果、支持部１が上昇している状態で、送出部３２０が物体跡Ｙに第１充填材Ｌ１を供給する。

図１３に示すように、送出部３２０は、第１充填材Ｌ１を第１目標量である境界αまで供給すると、物体跡Ｙに対する第１充填材Ｌ１の供給を停止する。そして、収容部３１０内に収容される充填材が、第１充填材Ｌ１から第２充填材Ｌ２に変更される。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。

第１充填材Ｌ１の供給が停止されてから、物体跡Ｙに供給された第１充填材Ｌ１がゲル化するまでの間、引抜装置２００は杭１０の引き抜き作業を一時停止する。このとき、引抜装置２００は、境界αに対して支持部１を僅かに上昇させて、管部３３０内に残存している第１充填材Ｌ１を物体跡Ｙへ放出し、管部３３０内を空にする。そして、引抜装置２００は、支持部１を境界αの近傍まで下降させて、支持部１を境界αの近傍で待機させる。その結果、ケーシング１１の外周面が物体跡Ｙの内周面に接触し、ケーシング１１が物体跡Ｙを支持した状態となる。その結果、物体跡Ｙの地崩れの発生を抑制しつつ、第１充填材Ｌ１がゲル化するまで待機することが可能となる。

図１４に示すように、物体跡Ｙに供給された第１充填材Ｌ１がゲル化した後、引抜装置２００が杭１０の引き抜き作業を再開すると共に、送出部３２０が作動する。その結果、支持部１が上昇している状態で、送出部３２０が物体跡Ｙに第２充填材Ｌ２を供給する。

図１５に示すように、送出部３２０は、第２充填材Ｌ２を第２目標量である地表まで供給すると、物体跡Ｙに対する第２充填材Ｌ２の供給を停止する。また、第２充填材Ｌ２が第２目標量まで供給されるのと略同時に、支持部１と共に杭１０が地盤から引き抜かれ、杭１０の引き抜き作業が完了する。
そして、第１充填材Ｌ１の強度と第２充填材Ｌ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、物体跡Ｙの埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、物体跡Ｙを充填する。

従って、地盤Ｖに埋まっている杭１０を引き抜きながら、物体跡Ｙへ充填材Ｌを供給することで、杭１０の引き抜き作業を完了させるのと略同時に物体跡Ｙに充填材Ｌを供給する作業を完了させることができる。

以上、図１２〜図１５を参照して説明したように、第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とで物体跡Ｙを埋め戻す。また、第１充填材Ｌ１の硬化強度は、第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。従って、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、第１周囲地盤Ｖ１の強度との差を抑制することができる。第２充填材Ｌ２の硬化強度は、第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。従って、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、第２周囲地盤Ｖ２の強度との差を抑制することができる。その結果、充填材Ｌによる地盤の復元性を向上させることができる。

また、支持部１が杭１０を支持したままで上昇するとき、吐出部６は充填材Ｌを吐出する。その結果、引抜装置２００は、地盤に埋まっている杭１０を引き抜きながら、物体跡Ｙへ充填材Ｌを供給する。従って、杭１０の引き抜き作業と、物体跡Ｙの埋め戻し作業とを同時に行うことができ、物体跡Ｙの埋め戻し作業を効率的に行うことが可能となる。
また、杭１０を引き抜いてから、物体跡Ｙへ充填材Ｌを供給するまでの間に要する時間を短縮することができ、物体跡Ｙが地崩れすることを抑制することが可能となる。

また、吐出部６は、支持部１の先端部に設置される。従って、吐出部６は、物体跡Ｙの底部に対し、充填材Ｌを精度よく充填することが可能となる。その結果、物体跡Ｙの底部に空隙が発生することを抑制できる。

また、吐出部６は、支持部１と共に上昇しながら充填材Ｌを吐出する。従って、吐出部６は、物体跡Ｙの底部から物体跡Ｙの上端まで移動しながら、充填材Ｌを吐出する。従って、吐出部６は、物体跡Ｙに対し、充填材Ｌを精度よく充填することが可能となる。その結果、物体跡Ｙに空隙が発生することを抑制することが可能となる。

次に、第１充填材Ｍ１と、第２充填材Ｍ２とについて説明する。
第１充填材Ｍ１は、第１充填材Ｌ１の一例である。第２充填材Ｍ２は、第２充填材Ｌ２の一例である。

第１充填材Ｍ１と第２充填材Ｍ２とを総称して、充填材Ｍと記載する。充填材Ｍは、水と、ベントナイトと、セメントとを混合して製造される。ベントナイトの膨潤力が、例えば、１０以上２５以下である。なお、ベントナイトの膨潤力が大きいほうが、ベントナイトの量を少なくしてもブリージング率を低くすることができる。従って、ベントナイトの膨潤力は、１５以上２５以下であることが好ましい。膨潤力とは、日本ベントナイト工業会、ベントナイト（粉状）の膨潤試験方法（ＪＢＡＳ−１０４）によって求められる膨潤力（ｍｌ／２ｇ）である。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、又は混合セメントである。充填材Ｍの硬化強度は、充填材Ｍの重量に対するセメントの重量％に基づいて決定される。充填材Ｍの重量に対するセメントの重量％が大きくなる程、充填材Ｍの硬化強度が大きくなる。

充填材Ｍにおいて、水と、ベントナイトと、セメントとを混合する順序は、特に限定されない。例えば、水と、ベントナイトと、セメントとを同時に混合して、充填材Ｍを製造してもよい。水に対し、ベントナイト及びセメントの順に混合して、充填材Ｍを製造してもよい。また、水に対し、セメント及びベントナイトの順に混合して、充填材Ｍを製造してもよい。

第１充填材Ｍ１は、第１水と、第１ベントナイトと、第１セメントとを含む。第２充填材Ｍ２は、第２水と、第２ベントナイトと、第２セメントとを含む。第１充填材Ｍ１に対する第１セメントの重量％と、第２充填材Ｍ２に対する第２セメントの重量％とが互いに異なる。その結果、第１充填材Ｍ１の硬化強度と、第２充填材Ｍ２の硬化強度とが互いに異なる。

以上、充填材Ｍは、水と、ベントナイトと、セメントとを混合して製造される一般的な充填材である。従って、一般的な充填材を用いて、充填材による地盤の復元性を向上させつつ、空所を埋め戻すことができる。

［第３実施形態］
第１充填材Ｎ１と、第２充填材Ｎ２とについて説明する。
第１充填材Ｎ１は、第１充填材Ｌ１の一例である。第２充填材Ｎ２は、第２充填材Ｌ２の一例である。

第１充填材Ｎ１と第２充填材Ｎ２とを総称して、充填材Ｎと記載する。充填材Ｎは、水と、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを混合して製造される。ベントナイトの膨潤力が、例えば、１０以上２５以下である。ベントナイトの膨潤力は、１５以上２５以下であることが好ましい。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、又は混合セメントである。充填材Ｎの硬化強度は、充填材Ｎの重量に対するセメントの重量％に基づいて決定される。充填材Ｎの重量に対するセメントの重量％が大きくなる程、充填材Ｎの硬化強度が大きくなる。

充填材Ｎにおいて、水と、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを混合する順序は、特に限定されない。例えば、水と、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを同時に混合して、充填材Ｎを製造してもよい。水に対し、ベントナイト、セメント、及び炭酸ナトリウムの順に混合して、充填材Ｎを製造してもよい。また、水に対し、ベントナイト、炭酸ナトリウム、及びセメントの順に混合して、充填材Ｎを製造してもよい。

次に、図１６を参照して、第３実施形態の埋め戻し方法について説明する。図１６は、第３実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャートである。

第３実施形態の埋め戻し方法は、第１充填材Ｎ１と第２充填材Ｎ２とを地盤に形成された空所に供給し、空所を埋め戻す。

図１６に示すように、ステップＳ２１において、第１充填材Ｎ１を製造する。第１充填材Ｎ１は、第１水と、第１ベントナイトと、第１セメントと、第１炭酸ナトリウムとを混合して製造される。第１ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含む。

ステップＳ２２において、空所に第１充填材Ｎ１を供給する。

ステップＳ２３において、第２充填材Ｎ２を製造する。第２充填材Ｎ２は、第２水と、第２ベントナイトと、第２セメントと、第２炭酸ナトリウムとを混合して製造される。第２ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含む。第２充填材Ｎ２の硬化強度は、第１充填材Ｎ１の硬化強度と異なる。従って、第２充填材Ｎ２の重量に対する第２セメントの重量％と、第１充填材Ｎ１の重量に対する第１セメントの重量％とが互いに異なる。

ステップＳ２４において、第１充填材Ｎ１がゲル化した後、空所に第２充填材Ｎ２を供給する。具体的には、第１充填材Ｎ１がゲル化した後、第１充填材Ｎ１の上部に第２充填材Ｎ２を供給し、第１充填材Ｎ１上に第２充填材Ｎ２を配置する。

第１充填材Ｎ１の強度と第２充填材Ｎ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、空所の埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ｎ１と第２充填材Ｎ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、地盤に形成された空所を充填する。

次に、図１７を参照して、充填材Ｎが、充填材Ｍに比べて、ブリージングを低減させる原理について説明する。図１７は、充填材Ｎがブリージングを低減させる原理を示す図である。ブリージングは、充填材から水が浮き上がることを示す。

図１７に示すように、充填材Ｎは、水と、層間陽イオンにＣａ²⁺を含むベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを混合して製造される。その結果、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）は、水溶液中で電離し、Ｎａ⁺とＣＯ₃ ^2-とにイオン化する。そして、炭酸ナトリウムのＮａ⁺と、ベントナイトの層間陽イオンＣａ²⁺とがイオン交換を行う。その結果、ベントナイトの層間陽イオンＣａ²⁺がＮａ⁺に置換される。その結果、ベントナイトの層間陽イオンＮａ⁺の量が増加する。その結果、ベントナイトは、膨潤性が向上し、層間隔が増大する。その結果、ブリージングが低減する。
従って、充填材Ｎは、炭酸ナトリウムを添加されることで、充填材Ｍに比べて、ブリージングを低減させることができる。

続いて、図１７を参照して、充填材Ｎが、充填材Ｍに比べて、ゲル化性能を向上させる原理について説明する。図１７は、充填材Ｎのゲル化性能を向上させる原理を示す図である。ゲル化性能を向上させるとは、充填材が製造されてからゲル化するまでに要する時間を短縮することを示し、充填材が製造されてから早期にゲル化することを示す。

図１７に示すように、充填材Ｎは、水と、層間陽イオンにＣａ²⁺を含むベントナイトと、炭酸ナトリウムと、セメントとを混合して製造される。そして、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）のＮａ⁺とベントナイトの層間用イオンＣａ²⁺とが、イオン交換を行う。その結果、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）が生成される。その結果、充填材Ｎは、炭酸カルシウムを含有する。従って、充填材Ｎは、充填材Ｍと比べて、製造された後、早期にゲル化することができ、早期に強度を発現及び上昇させることができる。従って、充填材Ｎは、製造された後、迅速に硬化強度に到達することができる。

また、充填材が生成された後、時間の経過に伴って、充填材中でセメントが沈下していく。その結果、水とセメントとが分離し、水が浮き上がることにより、ブリージングが発生する。
しかし、充填材Ｎは、早期に強度を発現する。従って、充填材Ｎ中のセメントの位置が早期に固定され、セメントの沈下の進行を抑制することができる。その結果、ブリージングを効果的に低減させることができる。

また、充填材の強度の発現が遅れ、セメントの沈下が進行した状態で充填材が硬化すると、充填材の硬化強度のバラツキが大きくなる。
しかし、充填材Ｎは、早期に強度を発現する。従って、セメントの沈下の進行を抑制することができ、充填材Ｎの硬化強度のバラツキを抑制することができる。

以上、図１７を参照して説明したように、充填材Ｎは、炭酸ナトリウムを添加される。その結果、充填材Ｎに含まれるベントナイトの層間陽イオンＮａ⁺の量が増加する。また、充填材Ｎは、炭酸ナトリウムを添加されることで、充填材Ｎに炭酸カルシウムが含有される。
その結果、充填材Ｎは、充填材Ｍに比べ、ブリージングを低減させることができ、かつ、早期にゲル化して、迅速に硬化強度に到達することができる。

また、空所に充填材Ｎを供給して、空所を充填材Ｎで埋め戻すことで、充填材Ｎのブリージングを低減させつつ、空所を埋め戻すことができる。その結果、空所を良好に埋め戻すことができる。また、充填材Ｎは、空所に供給された後、早期にゲル化して、迅速に硬化強度に到達する。従って、空所を迅速に埋め戻すことができる。

［第４実施形態］
次に、第１充填材Ａ１と、第２充填材Ａ２とについて説明する。
第１充填材Ａ１は、第１充填材Ｌ１の一例である。第２充填材Ａ２は、第２充填材Ｌ２の一例である。第１充填材Ａ１と第２充填材Ａ２とを総称して、充填材Ａと記載する。充填材Ａは、充填材Ｎと同様の材料を混合して製造される。しかし、充填材Ａは、複数の材料を混合する順序が定められている点で、充填材Ｎと異なる。

充填材Ａは、水と、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを混合して製造される。ベントナイトの膨潤力が、例えば、１０以上２５以下である。ベントナイトの膨潤力は、１５以上２５以下であることが好ましい。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、又は混合セメントである。充填材Ａの硬化強度は、充填材Ａの重量に対するセメントの重量％に基づいて決定される。充填材Ａの重量に対するセメントの重量％が大きくなる程、充填材Ａの硬化強度が大きくなる。

充填材Ａにおいて、水と、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを混合する順序が、限定される。具体的には、充填材Ａを製造する際、水に対し、ベントナイト、セメント、及び炭酸ナトリウムの順に複数の材料が混合される。

次に、図１８を参照して、第４実施形態の埋め戻し方法について説明する。図１８は、第４実施形態の埋め戻し方法を示すフローチャートである。

第４実施形態の埋め戻し方法は、第１充填材Ａ１と第２充填材Ａ２とを地盤に形成された空所に供給し、空所を埋め戻す。

図１８に示すように、ステップＳ３１において、第１水と、第１ベントナイトとを混合し、第１混合物を生成する。第１ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含む。なお、第１ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含んでいれば、Ｎａ型ベントナイト、Ｃａ型ベントナイト、及び活性化ベントナイトのうちのいずれでもよい。第１混合物は、第１水と第１ベントナイトとが混合した液体である。

ステップＳ３２において、第１混合物と第１セメントとを混合し、第２混合物を生成する。第２混合物は、第１混合物と第１セメントとが混合した液体である。

ステップＳ３３において、第２混合物と第１炭酸ナトリウムとを混合する。その結果、第２混合物と第１炭酸ナトリウムとが混合した第１充填材Ａ１が製造される。
ステップＳ３１〜ステップＳ３３は、第１充填材Ａ１を製造する第１製造工程を示す。

ステップＳ３４において、空所に第１充填材Ａ１を供給する。

ステップＳ３５において、第２水と、第２ベントナイトとを混合し、第３混合物を生成する。第２ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含む。なお、第２ベントナイトは、層間陽イオンにＣａ²⁺を含んでいれば、Ｎａ型ベントナイト、Ｃａ型ベントナイト、及び活性化ベントナイトのうちのいずれでもよい。第３混合物は、第２水と第２ベントナイトとが混合した液体である。

ステップＳ３６において、第３混合物と第２セメントとを混合し、第４混合物を生成する。第４混合物は、第３混合物と第２セメントとが混合した液体である。

ステップＳ３７において、第４混合物と第２炭酸ナトリウムとを混合する。その結果、第４混合物と第２炭酸ナトリウムとが混合した第２充填材Ａ２が製造される。
ステップＳ３５〜ステップＳ３７は、第２充填材Ａ２を製造する第２製造工程を示す。

ステップＳ３８において、第１充填材Ａ１がゲル化した後、空所に第２充填材Ａ２を供給する。具体的には、第１充填材Ａ１がゲル化した後、第１充填材Ａ１の上部に第２充填材Ａ２を供給し、第１充填材Ａ１上に第２充填材Ａ２を配置する。

第１充填材Ａ１の強度と第２充填材Ａ２の強度との各々が硬化強度に到達すると、空所の埋め戻し作業が完了する。その結果、第１充填材Ａ１と第２充填材Ａ２とが、互いに混合すること無く、鉛直方向に沿って並んだ状態で、空所を充填する。

なお、第４実施形態では、充填材Ａの重量に対し、５０重量％以上９０重量％以下の水と、１重量％以上１０重量％以下のベントナイトと、１０重量％以上４０重量％以下のセメントと、０．５重量％以上３重量％以下の炭酸ナトリウムとが混合される。

以上、図１８を参照して説明したように、空所に充填材Ａを供給して、空所を充填材Ａで埋め戻す。また、充填材Ａは、充填材Ｎと同様に、炭酸ナトリウムを添加される。従って、充填材Ａのブリージングを低減させつつ、空所を埋め戻すことができる。その結果、空所を良好に埋め戻すことができる。また、充填材Ａは、空所に供給された後、早期にゲル化して、迅速に硬化強度に到達する。従って、空所を迅速に埋め戻すことができる。

次に、図１９〜図２３を参照して、充填材Ａと複数の充填材（充填材Ｂ〜充填材Ｅ）との性能を比較した実験結果について説明する。図１９〜図２３は、充填材Ａと複数の充填材との各々の実験結果を示す。

充填材Ａ〜充填材Ｆの各々は、水に対し、複数の材料を添加して製造される。充填材Ａ〜充填材Ｆの各々は、複数の材料を添加される順序、ベントナイトの膨潤力、及び／又は、ベントナイトの量が互いに異なる。また、充填材Ａ〜充填材Ｆの各々において、水に対し複数の材料の各々が添加される毎に、水溶液が攪拌される。

充填材Ａ〜充填材Ｅの各々において、複数の材料は、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを示す。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、又は混合セメントである。ベントナイトの膨潤力が、１１である。実験で使用する充填材Ａ〜充填材Ｅの各々は、９００（ｋｇ／ｍ³）の水と、２８０（ｋｇ／ｍ³）のセメントと、膨潤力が１１である５０（ｋｇ／ｍ³）のベントナイトと、２０（ｋｇ／ｍ³）の炭酸ナトリウムとを混合して製造される。

充填材Ｆにおいて、複数の材料は、ベントナイトと、セメントと、炭酸ナトリウムとを示す。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、又は混合セメントである。ベントナイトの膨潤力が、２０である。実験で使用する充填材Ｆは、９００（ｋｇ／ｍ³）の水と、２８０（ｋｇ／ｍ³）のセメントと、膨潤力が２０である２０（ｋｇ／ｍ³）のベントナイトと、２０（ｋｇ／ｍ³）の炭酸ナトリウムとを混合して製造される。

ブリージング率（％）は、（遊離水量／充填材の質量）×１００、で表される。遊離水量は、充填材から浮き出てきた水の量を示す。第４実施形態では、ブリージング率を測定した時間は、充填材をビニール袋に収容した時点からカウントされる。

ゲル化時間は、充填材がゲル化するまでに要した時間を示す。第４実施形態では、ゲル化時間は、充填材をビニール袋に収容した時点からカウントされる。

図１９は、充填材Ａの実験結果を示す。
図１９に示すように、充填材Ａの製造方法は、水に対し、ベントナイト、セメント、及び炭酸ナトリウムの順に複数の材料を添加する。
充填材Ａの１時間後のブリージング率は、２％である。充填材Ａの３時間後のブリージング率は、３％である。
充填材Ａは、４５分後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ａは、約１時間後にゲル化した。

図２０は、充填材Ｂの実験結果を示す。
図２０に示すように、充填材Ｂの製造方法は、炭酸ナトリウムを２番目に添加する点と、セメントを最後に添加する点とが、充填材Ａの製造方法と異なる。具体的には、充填材Ｂの製造方法は、水に対し、ベントナイト、炭酸ナトリウム、及びセメントの順に複数の材料を添加する。
充填材Ｂの１時間後のブリージング率は、９％である。充填材Ｂの３時間後のブリージング率は、１５％である。
充填材Ｂは、２時間後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ｂは、約６時間３０分後にゲル化した。

図２１は、充填材Ｃの実験結果を示す。
図２１に示すように、充填材Ｃの製造方法は、セメントを最初に添加する点と、ベントナイトを２番目に添加する点とが、充填材Ａの製造方法と異なる。具体的には、充填材Ｃの製造方法は、水に対し、セメント、ベントナイト、及び炭酸ナトリウムの順に複数の材料を添加する。
充填材Ｃの１時間後のブリージング率は、２５％である。充填材Ｃの３時間後のブリージング率は、３２％である。
充填材Ｃは、４５分後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ｃは、約１時間後にゲル化した。

図２２は、充填材Ｄの実験結果を示す。
図２２に示すように、充填材Ｄの製造方法は、複数の材料を添加する順序の全てが、充填材Ａの製造方法と異なる。具体的には、充填材Ｄの製造方法は、水に対し、炭酸ナトリウム、ベントナイト、及びセメントの順に複数の材料を添加する。
充填材Ｄの１時間後のブリージング率は、２５％である。充填材Ｄの３時間後のブリージング率は、３１％である。
充填材Ｄは、１時間１５分後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ｄは、約１時間３０分後にゲル化した。

図２３は、充填材Ｅの実験結果を示す。
図２３に示すように、充填材Ｅの製造方法は、複数の材料を添加する順序の全てが、充填材Ａの製造方法と異なる。具体的には、充填材Ｅの製造方法は、水に対し、セメント、炭酸ナトリウム、及びベントナイトの順に複数の材料を添加する。
充填材Ｅの１時間後のブリージング率は、３８％である。充填材Ｅの３時間後のブリージング率は、４４％である。
充填材Ｅは、１時間後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ｅは、約１時間１５分後にゲル化した。

図２４は、充填材Ｆの実験結果を示す。
図２４に示すように、充填材Ｆの製造方法は、水に対し、ベントナイト、セメント、及び炭酸ナトリウムの順に複数の材料を添加する。つまり、充填材Ｆの製造方法は、充填材Ａの製造方法と同じである。充填材Ａと充填材Ｆとは、添加されるベントナイトの膨潤力と、ベントナイトの量とが異なる。
充填材Ｆの１時間後のブリージング率は、１％である。充填材Ｆの３時間後のブリージング率は、１％である。
充填材Ｆは、４５分後は、流動性を有しており、ゲル化していない。充填材Ｆは、約１時間後にゲル化した。

以上、図１９〜図２４を参照して説明したように、全ての実験結果において、充填材Ｆの方が、充填材Ａ〜充填材Ｅよりもブリージング率が低い。従って、充填材Ｆは、ブリージング率を効果的に低減させることができる。また、充填材Ｆのゲル化時間は、充填材Ａ〜充填材Ｅの各々のゲル化時間と比べて、同等又は短い。従って、充填材Ｆは、ゲル化性能を効果的に向上させ、より早期に強度を発現させることができる。

また、充填材Ｆを製造する際に使用するベントナイトの量は、充填材Ａ〜充填材Ｅを製造する際に使用するベントナイトの量よりも少ない。本実施形態では、充填材Ｆを製造する際に使用するベントナイトの量は、充填材Ａ〜充填材Ｅを製造する際に使用するベントナイトの量の半分以下である。従って、充填材Ｆは、充填材Ａ〜充填材Ｅに比べ、低コストで製造することができる。また、充填材Ｆを使用して空所を埋め戻すことで、空所の埋め戻しにかかるコストを低減することができる。

従って、炭酸ナトリウムを添加して充填材Ａ〜充填材Ｆを製造した場合でも、複数の材料を添加する順序を充填材Ｆのように構成する方が、ブリージング率を効果的に低減させることができる。従って、空所に充填材Ｆを供給して、空所を充填材Ｆで埋め戻すことで、空所をより良好に埋め戻すことができる。
また、複数の材料を添加する順序を充填材Ｆのように構成する方が、充填材Ｆのゲル化性能を効果的に向上させることができ、より迅速に充填材Ｆの強度を硬化強度に到達させることができる。その結果、空所に充填材Ｆを供給して、空所を充填材Ｆで埋め戻すことで、空所をより迅速に埋め戻すことができる。
また、充填材Ｆのように膨潤力が比較的大きいベントナイトを添加する方が、ベントナイトの添加量を減らすことができる。従って、充填材Ｆを地盤Ｖに形成された空所に供給し、空所を埋め戻すことで、空所の埋め戻しにかかるコストを低減することができる。

以上、図面（図１〜図２３）を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、（１）〜（６））。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（１）第２実施形態では、引抜装置２００が引き抜く対象は、杭１０である。しかし、本発明はこれに限定されない。引抜装置２００が引き抜く対象は、地盤に埋まっている物体であればよい。引抜装置２００が引き抜く対象は、例えば、地盤に埋まっている岩でもよい。その結果、引抜装置２００は、物体を引き抜きながら、物体跡を充填材で埋め戻すことができる。

（２）第２実施形態では、吐出部６はケーシング１１の先端部に設置される。しかし、本発明はこれに限定されない。吐出部６は、杭１０の引き抜き時に、物体跡Ｙに対し充填材Ａ（充填材Ｆ）を供給可能な位置に設置されればよい。吐出部６は、例えば、チャック爪１３に設置されてもよい。この場合、チャック爪１３が杭１０の下端部を支持している状態で、吐出部６が充填材Ａ（充填材Ｆ）を吐出する。従って、吐出部６は、杭１０の真下から充填材Ａを吐出する。従って、吐出部６は、物体跡Ｙに対し、充填材Ａ（充填材Ｆ）をより精度よく充填することができる。

（３）第２実施形態の引抜装置２００において、油圧ジャッキ１６とロッド１５との間に振動付与装置を介装してもよい。振動付与装置は、例えば、油圧ブレーカである。振動付与装置は、ロッド１５と共にチャック爪１３を振動させる。その結果、チャック爪１３を退避位置から突出位置へスムーズに移動させることができる。

（４）第２実施形態の引抜装置２００において、油圧ジャッキ１６とロッド１５との間に振動付与装置を介装し、さらに、振動付与装置とロッド１５との間に弾性部材を介装してもよい。弾性部材は、例えば、コイルバネである。弾性部材は、ロッド１５の延びる方向に沿って弾性変形する。その結果、ロッド１５に掛かる負荷を、弾性部材が弾性変形して吸収することができる。その結果、ロッド１５に過度な負荷がかかることを抑制することができる。

（５）第２実施形態〜第４実施形態において、硬化強度が互いに異なる２つの充填材を空所に供給し、空所を埋め戻したが、本発明はこれに限定されない。第２実施形態〜第４実施形態において、硬化強度が互いに異なる複数（３つ以上）の充填材を空所に供給し、空所を埋め戻してもよい。この場合、複数の充填材を１つずつ順番に空所に供給していき、空所に供給した充填材がゲル化した後に、ゲル化した充填材の上部に次の充填材を供給する作業を繰り返し行う。

（６）第２実施形態において、図５〜図１５に示すように、第１周囲地盤Ｖ１が支持層であり、第２周囲地盤Ｖ２が堆積地盤であってもよい。

支持層は、杭１０に作用する荷重を支持する地層である。杭１０に作用する荷重は、建造物のような杭１０が支持する物体の荷重を示す。従って、支持層は、建造物のような物体を支持できる程度の強度を有する。支持層には、杭１０の先端が打ち込まれる。

堆積地盤は、支持層の上方に位置する。堆積地盤は、支持層と地表との間に位置する。

支持層である第１周囲地盤Ｖ１の強度は、堆積地盤である第２周囲地盤Ｖ２の強度よりも大きい。

第１充填材Ｌ１の硬化強度は、支持層である第１周囲地盤Ｖ１の強度に対応した大きさを有する。つまり、第１充填材Ｌ１の硬化強度と、支持層の強度との差が小さくなるように、第１充填材Ｌ１の硬化強度が設定される。また、第２充填材Ｌ２の硬化強度は、堆積地盤である第２周囲地盤Ｖ２の強度に対応した大きさを有する。つまり、第２充填材Ｌ２の硬化強度と、堆積地盤の強度との差が小さくなるように、第２充填材Ｌ２の硬化強度が設定される。第１充填材Ｌ１の硬化強度の方が、第２充填材Ｌ２の硬化強度よりも大きい。

引抜装置２００は、地盤Ｖに埋まっている杭１０を引き抜きながら、第１充填材Ｌ１を境界αまで供給する。そして、第１充填材Ｌ１がゲル化した後、引抜装置２００は、杭１０を引き抜きながら、第２充填材Ｌ２を地表まで供給する。

以上のように、引抜装置２００が、地盤Ｖに埋まっている杭１０を引き抜きながら、物体跡Ｙへ第１充填材Ｌ１と第２充填材Ｌ２とを供給することで、堆積地盤の復元性と、支持層の復元性との両方を向上させることが可能となる。詳細には、第１周囲地盤Ｖ１が位置する領域に第１充填材Ｌ１が供給されることで、支持層の復元性が向上する。また、第２周囲地盤Ｖ２が位置する領域に第２充填材Ｌ２が供給されることで、堆積地盤の復元性が向上する。その結果、地盤Ｖの復元性をより向上させることが可能となる。

本発明は、地盤に形成された空所の埋め戻し方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。

１０ 杭（物体）
Ａ１、Ｌ１、Ｍ１、Ｎ１ 第１充填材
Ａ２、Ｌ２、Ｍ２、Ｎ２ 第２充填材
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ，Ｌ、Ｍ、Ｎ 充填材
Ｖ 地盤
Ｗ 穴
Ｘ 空隙
Ｙ 物体跡
Ｚ 空所

Claims (11)

1. 地盤に形成された空所に、硬化強度が互いに異なる複数の充填材を供給し、
   前記空所に前記複数の充填材を積み重ねて配置し、
   前記複数の充填材は、第１充填材〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）充填材を含み、
   第ｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の各整数）充填材の硬化強度が、第ｎ周囲地盤の強度に対応した大きさを有し、
   前記第ｎ周囲地盤は、前記空所に供給された前記第ｎ充填材の周囲に位置する地盤を示す、埋め戻し方法。
2. 前記空所に前記第１充填材を供給する第１供給工程と、
   前記第１充填材がゲル化した後、前記第１充填材の上部に前記複数の充填材のうちの第２充填材を供給し、前記第１充填材上に前記第２充填材を配置する第２供給工程と
   を備える、請求項１に記載の埋め戻し方法。
3. 前記第１充填材は、第１水と、第１ベントナイトと、第１セメントとを含み、
   前記第２充填材は、第２水と、第２ベントナイトと、第２セメントとを含み、
   前記第１充填材の重量に対する前記第１セメントの重量％と、前記第２充填材の重量に対する前記第２セメントの重量％とが互いに異なる、請求項２に記載の埋め戻し方法。
4. 第１水と、第１ベントナイトと、第１セメントと、第１炭酸ナトリウムとを混合して前記第１充填材を製造する第１製造工程と、
   第２水と、第２ベントナイトと、第２セメントと、第２炭酸ナトリウムとを混合して前記第２充填材を製造する第２製造工程と
   をさらに備え、
   前記第１充填材の重量に対する前記第１セメントの重量％と、前記第２充填材の重量に対する前記第２セメントの重量％とが互いに異なる、請求項２に記載の埋め戻し方法。
5. 前記第１製造工程は、
   前記第１水と、前記第１ベントナイトとを混合し、前記第１水と前記第１ベントナイトとが混合した第１混合物を生成する工程と、
   前記第１混合物と前記第１セメントとを混合し、前記第１混合物と前記第１セメントとが混合した第２混合物を生成する工程と、
   前記第２混合物と前記第１炭酸ナトリウムとを混合する工程と
   を含む、請求項４に記載の埋め戻し方法。
6. 前記第２製造工程は、
   前記第２水と、前記第２ベントナイトとを混合し、前記第２水と前記第２ベントナイトとが混合した第３混合物を生成する工程と、
   前記第３混合物と前記第２セメントとを混合し、前記第３混合物と前記第２セメントとが混合した第４混合物を生成する工程と、
   前記第４混合物と前記第２炭酸ナトリウムとを混合する工程と
   を含む、請求項４又は請求項５に記載の埋め戻し方法。
7. 前記空所は、前記地盤に形成された穴を示し、
   前記穴に前記複数の充填材を供給し、前記穴を埋め戻す、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の埋め戻し方法。
8. 前記空所は、前記地盤に形成された空隙を示し、
   前記空隙に前記複数の充填材を供給し、前記空隙を埋め戻す、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の埋め戻し方法。
9. 前記空所は、物体の埋まっていた場所である物体跡を示し、
   前記地盤に埋まっている前記物体を引き抜きながら、前記物体跡に前記複数の充填材を供給し、前記物体跡を埋め戻す、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の埋め戻し方法。
10. 前記第ｎ周囲地盤は、第１周囲地盤と、第２周囲地盤とで構成され、
    前記第１周囲地盤は、支持層であり、
    前記第２周囲地盤は、前記支持層の上方に位置する堆積地盤であり、
    前記第１充填材の硬化強度は、前記支持層の強度に対応した大きさを有し、
    前記複数の充填材のうち第２充填材の硬化強度は、前記堆積地盤の強度に対応した大きさを有する、請求項９に記載の埋め戻し方法。
11. 前記第１ベントナイトと前記第２ベントナイトとの各々の膨潤力が１５以上２５以下である、請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の埋め戻し方法。