JP2021127614A - 砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設発生土等の簡易評価方法として、工事現場において迅速かつ的確にサンドコンパクションパイル工法の中詰材料として使用可能か否かを判断できるようにする。【解決手段】建設発生土を含むあらゆる粒状材料について、砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法であって、投入用上開口及び排出用下開口の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄みの収容空間を区画しているロート５Ａと、該ロートに連結されて下開口を開閉する蓋８Ａとを備え、前記下開口を蓋で塞いだ閉状態でロート内に上開口より投入して堆積させた前記粒状材料が蓋を開状態に切り換えたときに下開口を通過して排出されるか否かを調べ、排出された場合に杭材料としてそのまま使用可能と判断し、排出されない場合に含水比や細粒分含有率を調整又は改質しなければ使用不能と判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、建設発生土等を砂杭系地盤改良工法の杭材料として用いる場合、従来のごとくに複雑な室内試験など行うことなく砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法及び装置に関する。

地盤改良のうち、サンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）工法は、図１２に模式的に示したごとくＳＣＰ施工機により砂杭を地盤中に造成する工法であり、軟弱地盤の沈下・安定対策、液状化対策として採用されることが多い。この工法では、主材料である中詰め材料が通常は自然由来の砂や砕石であり、施工実績に基づいた粒度範囲（地盤工学会発行の「地盤改良の調査・設計と施工」、頁１０１、２０１３）であることが望まれる。具体例としては、液状化対策用としては細粒分含有率（Ｆｃ）として１０〜１５％程度のものものが好適とされる。

ところで、近年はＦｃがこの範囲を満足する良質な自然材料を確保することが困難になってきており、安価な再生砕石やスラグを使う機会が増えている。このような背景から、本発明者らは、図１２に示したごとくＳＣＰ工法の施工過程で発生する盛り上がり土等を中詰め材料に再利用する上で使用可否の評価、特に含水比と細粒分含有率を因子として施工機械であるホッパーやケーシング等の付着性やハンドリング性といった観点より、試験結果を基に図１３に示す含水比と細粒分含有率による改質方法の目安をまとめた簡易選定図表を提案した（非特許文献１）。この図表には実際に行った試験工事の結果も記入されている。

すなわち、図１３において、建設現場発生土等の物性のうち、含水比を横軸にとり細粒分含有率を縦軸にとると共に、利用可能とする上で行う操作は以下の通りである。
（ア）、細粒分含有率が１５％以下、含水比が２５％以下のものはそのまま使用する。
（イ）、細粒分含有率が１５％より多く、含水比が２５％以下のものは粒状の粒度調整材を添加して粒度調整した後に使用する。
（ウ）、細粒分含有率が１５％以下、含水比が２５％より高いものはばっ気により乾燥して含水比を調整した後に使用する。
（エ）、細粒分含有率が約１５〜２５％、含水比が２５％より高いものは脱水用無機材を添加して含水比を調整した後に使用する。
（オ）、細粒分含有率が２５％より多い建設発生土等で、（オ）−１：含水比が２５％より高くかつ４５％以下の場合は無機材を重量比で５〜１０％加えて調整した後に使用する。（オ）−２：含水比が４５％より高い場合は高分子を重量比で０．１％程度と無機材を重量比で１０〜１５％程度加えて調整した後に使用する。

矢部浩史、竹内秀克、今井優輝、「発生土の有効利用による締固め砂杭工法」、地盤工学会誌，６５−９（７１６） September，２０１７、頁１６−１７。

上記図１３の簡易選定図表は、例えば、建設発生土を再利用する上で含水比と細粒分含有率を計測することでそのままで使用可能か否か、更に使用可能にする具体的な調整操作も一目瞭然となる。しかしながら、この図表を利用するには、通常、現場の建設発生土等を持ち帰って含水比と細粒分含有率を計測しなければならないため時間がかかっていた。換言すると、従来は建設発生土等を砂杭系の砂材料として利用できるか否かを判断する上で、施工現場にて短時間かつ簡単な操作で評価してＳＣＰ工法等の中詰め材料として再使用できないため自ずと材料費の低減に限界があり、環境に配慮した地盤改良工法の普及も制約されていた。

そこで、本発明の目的は、建設発生土等の簡易評価方法として、特に複雑な室内試験を行うことなく工事現場において迅速かつ的確に含水比や細粒分含有率を調整操作することなくそのまま使用可能か否かを判断できるようにする。それにより、材料費の低減と共により環境に配慮した地盤改良工法の普及に貢献できるようにする。他の目的は以下の内容説明のなかで明らかにする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、掘削工事や地盤改良に伴う建設発生土を含むあらゆる粒状材料について、砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法であって、投入用上開口及び排出用下開口の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄みの収容空間を区画しているロートと、前記ロートに連結されて前記下開口を開閉する蓋とを備え、前記下開口を前記蓋で塞いだ閉状態で前記ロート内に前記上開口より投入して堆積させた前記粒状材料が前記蓋を開状態に切り換えたときに前記下開口を通過して排出されるか否かを調べ、排出された場合に杭材料としてそのまま使用可能と判断し、排出されない場合に含水比や細粒分含有率を調整又は改質しなければ使用不能と判断することを特徴としている。

以上の各発明において、『砂杭系地盤改良』としては、ＳＣＰ工法、静的締固め砂杭（ＳＡＶＥ）工法、それらに類似の改良工法を含む。

以上の本発明は、以下のように具体化されることがより好ましい。すなわち、
（１）、請求項１において、前記ロートは、前記周囲側壁が左右側壁及び前後側壁からなる水平断面略矩形状からなり、前記左右側壁又は前記前後側壁を構成している２側面を上から下に向かって互いに近づく傾斜面に形成している構成である（請求項２）。
（２）、請求項２において、前記排出用下開口は水平断面で前記矩形状の各辺が７５〜８５ｍｍに設けられていると共に、前記傾斜面の角度（水平面からの立ち上がり角度）は５５〜６５度に設けられている構成である（請求項３）。

（３）、これに対し、請求項４の発明は、請求項１から３の何れかに用いられる簡易評価装置であって、投入用上開口及び排出用下開口の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄み形状の収容空間を区画しているロートと、前記ロートに連結されて前記下開口を開閉する蓋と、前記ロートを所定高さで水平状態に保持して、前記下開口を通過して排出される粒状材料を収容する容器を配置可能な台座とを備えていることを特徴としている。

（４）、請求項４において、前記ロートは、前記周囲側壁が左右側壁及び前後側壁からなる水平断面略矩形状からなり、前記左右側壁又は前記前後側壁を構成している２側面を上から下に向かって互いに近づく傾斜面に形成している構成である（請求項５）。

請求項１の発明では、例えば、建設発生土がＳＣＰ工法実施に伴う現地発生土であると、当該実施域において現地発生土をロートに投入して下開口を通過するか否かで、そのまま使用可能か否かを簡単に即断できる。ここで、「そのまま使用可能」とは、図１３の簡易選定図表中の左下側の無配合の箇所、つまり含水比Ｗが２５％以下、細粒分含有率Ｆｃ１５％以下の土に相当する。そして、本発明の簡易評価方法は、現地発生土のうち、例えば施工途中で評価してそのまま使用可能と判断されたものを当該施工域で再利用する機会を増やし、より環境に配慮した施工を実現し経費も低減できる。

請求項２の発明では、ロートが水平断面略矩形状であること、左右側壁又は前後側壁を構成している２側面を上から下に向かって互いに近づく傾斜面に形成しているため、ロート形状がシンプルであり作成経費を抑えて実施できる。

請求項３の発明では、ロートの排出用下開口として水平断面で矩形状の各辺の寸法と、傾斜面の角度を所定の範囲に設定すると、後述の実施例より分かるごとく最適な判断結果を確実に得ることができる。

請求項４の発明では、請求項１から３の何れかに記載の簡易評価方法に用いられる簡易評価装置として、例えば、蓋付きのロートが台座に対し水平状態に保持されることで傾きに起因した誤差やブレをなくして評価ないしは判断精度を向上できる。

請求項５の発明では、ロートの左右側壁又は前後側壁を構成している２側面を傾斜面としているため簡明であり、作製容易である。

（ａ）は第１形態の簡易評価装置の使用例としてロートの収容空間が２つの傾斜面を有した構成を示す外観図、（ｂ）は前記収容空間に建設発生土を投入した状態を示す外観図、（ｃ）はロートの蓋を開に切り換えた状態を示す部分断面図である。 （ａ）は第１形態の他の使用例としてロートの収容空間が１つの傾斜面を有した構成を示す外観図、（ｂ）は前記収容空間に建設発生土を投入した状態を示す外観図、（ｃ）は仕切り板を示す概略外観図である。 （ａ）は第２形態の簡易評価装置の使用例としてロートの収容空間が４つの傾斜面を有した構成を示す外観図、（ｂ）は前記収容空間に建設発生土を投入した状態を示す外観図、（ｃ）はロートの蓋を開に切り換えた状態を示す部分断面図である。 （ａ）は第２形態の他の使用例としてロートの収容空間が３つの傾斜面を有した構成を示す外観図、（ｂ）は前記収容空間に建設発生土を投入した状態を示す外観図、（ｃ）は仕切り板を示す概略外観図である。 図１と図２の装置を構成しているロートのうち、（ａ）及び（ｂ）は排出口が大で傾斜面が２つの構成を示す模式断面図、（ｃ）及び（ｄ）は排出口が大で傾斜面が１つの構成を示す模式断面図である。 図１と図２の装置を構成しているロートのうち、（ａ）及び（ｂ）は排出口が小で傾斜面が２つの構成を示す模式断面図、（ｃ）及び（ｄ）は排出口が小で傾斜面が１つの構成を示す模式断面図である。 図３と図４の装置を構成しているロートのうち、（ａ）及び（ｂ）は排出口が大で傾斜面が４つの構成を示す模式断面図、（ｃ）及び（ｄ）は排出口が大で傾斜面が３つの構成を示す模式断面図である。 図３と図４の装置を構成しているロートのうち、（ａ）及び（ｂ）は排出口が小で傾斜面が４つの構成を示す模式断面図、（ｃ）及び（ｄ）は排出口が小で傾斜面が３つの構成を示す模式断面図である。 図１３の簡易選定図表に第１実施例で使用したＮｏ１とＮｏ２（実施例１と２）の行方砂と、Ｎｏ３〜６（実施例３〜６）の赤土の図表中の対応部を○印で示した参考図である。 図１３の簡易選定図表に第２実施例の表２の判定結果のうち、○印の７号珪砂の図表中の対応部を○印で示した参考図である。 図１３の簡易選定図表に第３実施例のＮｏ１８〜２１（実施例１８〜２１）で用いた各土砂の性状（ＦｃとＷ）について図表中の対応部を○印で示した参考図である。 ＳＣＰ工法において現状の盛り上り土の再使用例を示す模式図である。 本発明者らが先に提案した簡易選定図表である。

以下、本発明に係る砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法及び装置の最適な形態を添付した図面を参照して説明する。この説明では、第１実施例から第３実施例で用いた簡易評価装置を図１から図８により詳述した後、その装置を使用した簡易評価方法について明らかにする。

（第１形態の装置）図１及び図２と図５及び図６において、建設発生土等の簡易評価装置は、掘削工事や地盤改良に伴う建設発生土を含むあらゆる粒状材料について、砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定するため用いられるもので持ち運び容易な大きさとなっており、投入用上開口１４及び排出用下開口２４，２９の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄み形状の収容空間を区画しているロート５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄと、当該ロート５Ｂ，５Ｄ内に組み込まれる仕切り板６と、各ロート５Ａ〜５Ｄの排出用下開口２４，２９を開閉する蓋８Ａ ，８Ｂと、蓋付きロート５Ａ〜５Ｄを所定高さに保持する台座９Ａとを備えている。

ここで、ロート５Ａ〜５Ｄは、共通の上部１Ａに対し排出用下開口２４，２９の大きさを変えた下部２Ａ又は２Ｂがアングル１６，１７を介して不図示のボルト等により着脱可能に連結されている。上部１Ａは、周囲側壁が前後側壁１０，１１及び左右側壁１２，１３で水平断面略矩形状に形成されている。下部２Ａは、周囲側壁が前後側壁２０，２１及び左右側壁２２，２３で水平断面略矩形状に形成されている。左右側壁２２，２３は、上側が上部１Ａの傾斜面１２ａ，１３ａとほぼ平行となる傾斜面２２ａ，２３ａになっている。下部２Ｂは、下部２Ａに比べて排出用下開口２９を一回り小さく設けており、周囲側壁が前後側壁２５，２６及び左右側壁２７，２８で水平断面略矩形状に形成されている。左右側壁２７，２８は、上側が上部１Ａの傾斜面１２ａ，１３ａとほぼ平行となる傾斜面２７ａ，２８ａとなっている。

また、下部２Ａ，２Ｂは、ヒンジＨを支点として回動されて各下部の下開口２４，２９を開閉する蓋８Ａ ，８Ｂを有している。蓋８Ａ ，８Ｂは、下部２Ａ，２Ｂに対しヒンジＨを支点として下開口２４，２９を塞いだ閉位置と、下開口２４，２９を全開した開位置とに切り換えられる。閉位置では、図１（ｃ）に例示されるごとく蓋側に設けられた係合部８ａが下部側に設けられた係止部２ａに係合される。この係合は、係合部８ａ側を矢印方向へ押圧することで解除される。なお、ヒンジＨ、係合部８ａ、係止部２ａはこの例に限られず、必要に応じて任意に設計可能である。

また、上部１Ａは、前後側壁１０，１１が垂直壁に設けられると共に、左右側壁１２，１３が上から下に向かって互いに近づく傾斜面１２ａ，１３ａに設けられている。傾斜面１２ａ，１３ａは、角度が５５度〜６５度（この例では約６０度）に設定されている。前後側壁１０，１１は、最上部分が垂直壁であり、その垂直壁の内面に対向して設けられた一対のガイド片１５，１５を有している。各ガイド片１５は、傾斜面１２ａ，１３ａの下端にほぼ対応した真上に位置している。

ガイド片１５同士の間には仕切り板６が位置決め配置される。仕切り板６は、図２（ｃ）に示されるごとく頭部６ａ及び胴部６ｂからなる。頭部６ａは、ロート５Ｂ，５Ｄから上に突出する箇所であり、胴部６ｂの両端面から延びる溝部６ｄ，６ｄを有している。胴部６ｂは、図５及び図６の各（ｃ），（ｄ）に示されるごとく傾斜面１２ａと対向する側面に突設された当て板６ｃ，６ｃを有している。各当て板６ｃは、先端が傾斜面１２ａの傾きに対応した傾きに形成されている。

そして、仕切り板６は、ロートを構成している各上部１Ａ内に対し、胴部６ｂが両端をガイド片１５同士の間の隙間を通って挿入され、各当て板６ｃが前後壁面１０，１１の内面に接した状態に組み込まれる。ロート５Ｂ，５Ｄは、仕切り板６の組込状態において、下部２Ａ内に通じている収容空間、つまり１つの傾斜面１３ａを有した収容空間Ｓ１，Ｓ３を区画している。このため、図５及び図６において、ロート５Ａ，５Ｃの収容空間Ｓ，Ｓ２は、ロート５Ｂ，５Ｄの収容空間Ｓ１，Ｓ３に比べ仕切り板６を組み込まない分だけ大きくなっている。ロート５Ａの収容空間Ｓは、ロート５Ｃの収容空間Ｓ２に比べ下開口２４を下開口２９より拡張した分だけ大きくなっている。ロート５Ｂの収容空間Ｓ１は、ロート５Ｄの収容空間Ｓ３に比べ下開口２４を下開口２９より拡張した分だけ大きくなっている。

以上の上部１Ａにおいて、前後側壁１０，１１の外面に支持板１８，１８が設けられていると共に、前後側壁１０，１１及び左右側壁１２，１３の外面下側にＬ形のアングル１６が設けられている。アングル１６は、下部２Ａ，２Ｂの外面上側に設けられたＬ形のアングル１７に重ねられる。そして、各ロート５Ａ〜５Ｄは、上部１Ａと大形の下部２Ａ、上部１Ａと小形の下部２Ｂがアングル１６，１７同士をボルト等により連結操作することで一体化される。また、各ロート５Ａ〜５Ｄは、台座９Ａに対し各支持板１８により安定保持される。台座９Ａは、パイプや骨材により所定大の立体に形成したもので、各ロート５Ａ〜５Ｄを所定高さで水平状態に保持できると共に、各ロートの下開口２４，２９を通過して排出される粒状材料を入れる容器Ｃを配置可能となっている。

なお、以上のロート５Ａ〜５Ｄは、上部の前後側壁１０，１１の最上部分（ｄ＝２０ｍｍ）、つまり傾斜面１２ａ，１３ａから垂直壁に達する箇所まで粒状材料である建設発生土を投入する設定となっている。各部の寸法として、図５のロート５Ｂにおいて、ａは１９５ｍｍ、ｂは１３４ｍｍ、ｃが１１８ｍｍ、ｄが２０ｍｍ、ｅが４２ｍｍ、ｆが８０ｍｍ、ｇが７９ｍｍである。図６のロート５Ｄでは、ａ1が１９５ｍｍ、ｂ1が１３４ｍｍ、ｃ1が１４８ｍｍ、ｄ1が２０ｍｍ、ｅ1が３２ｍｍ、ｆ1が５０ｍｍ、ｇ1が８０ｍｍである。また、各種試験からは、各ロート５Ａ〜５Ｄの収容容積ないしは建設発生土等の投入容積として、約１５００〜１９００ｃｍ^３ が取扱性及び安定した再現性などから好ましい。

（第２形態の装置）図３及び図４と図７及び図８において、建設発生土等の簡易評価装置は、第１形態に対し傾斜面を４つの態様と３つの態様にした点で異なっている。具体的には、掘削工事や地盤改良に伴う建設発生土等について、砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定するため用いられるもので持ち運び容易な大きさとなっており、投入用上開口３４及び排出用下開口４４，４９の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄み形状の収容空間を区画しているロート５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄと、当該ロート５０Ｂ，５０Ｄ内に組み込まれる仕切り板７と、各ロート５０Ａ〜５０Ｄの下開口４４，４９を開閉する蓋８Ｃ ，８Ｃと、蓋付きロート５０Ａ〜５０Ｄを所定高さに保持する台座９Ｂとを備えている。

ここで、ロート５０Ａ〜５０Ｄは、共通の上部３Ａに対し排出用下開口の大きさを変えた下部４Ａ又は４Ｂがアングル３６，３７を介して不図示のボルト等により着脱可能に連結されている。上部３Ａは、周囲側壁が前後側壁３０，３１及び左右側壁３２，３３で水平断面略矩形状、特に正方形に形成されている。下部４Ａは、周囲側壁が前後側壁４０，４１及び左右側壁４２，４３で水平断面略矩形状、特に正方形に形成されている。左右側壁４２，４３は、上側が上部３Ａの傾斜面３２ａ，３３ａとほぼ連続する傾斜面４２ａ，４３ａとなっている。下部４Ｂは、下部４Ａに比べて排出用下開口４９を一回り小さく設けており、周囲側壁が前後側壁４５，４６及び左右側壁４７，４８で水平断面略矩形状、特に正方形に形成されている。下部４Ｂは、左右側壁４７，４８の上側が上部の傾斜面３２ａ，３３ａとほぼ平行となる傾斜面４７ａ，４８ａとなっている。

また、下部４Ａ，４Ｂは、ヒンジＨを支点として回動されて各下部の下開口４４，４９を開閉する蓋８Ｃ ，８Ｄを有している。蓋８Ｃ ，８Ｄは、下部４Ａ，４Ｂに対しヒンジＨを支点として下開口４４，４９を塞いだ閉位置と、下開口４４，４９を全開した開位置とに切り換えられる。閉位置では、図３（ｃ）に例示されるごとく蓋側に設けられた係合部８ａが下部側に設けられた係止部２ａに係合される。この係合は、係合部８ａ側を矢印方向へ押圧することで解除される。これらは第１形態と同じ。

また、上部３Ａは、前後側壁３０，３１が上から下に向かって互いに近づく傾斜面３０ａ，３１ａに設けられると共に、左右側壁３２，３３も上から下に向かって互いに近づく傾斜面３２ａ，３３ａに設けられている。傾斜面３０ａ，３１ａ及び傾斜面３２ａ，３３ａは、立ち上がり角度が５５度〜６５度（この例では約６０度）に設定されていると共に、最上部分が垂直壁に形成されている。傾斜面３０ａ，３１ａ側の垂直壁は、内面に対向して設けられた一対のガイド片３５，３５を有している。各ガイド片３５は、傾斜面３２ａ，３３ａの下端にほぼ対応した真上に設けられている。

ガイド片３５同士の間には仕切り板７が位置決め配置される。仕切り板７は、図４（ｃ）に示されるごとく略矩形の頭部７ａ及び略逆台形の胴部７ｂからなる。頭部７ａは、ロート５０Ｂ，５０Ｄから上に突出する箇所であり、胴部７ｂの両端面から延びる溝部７ｄ，７ｄを有している。胴部７ｂは、図７及び図８の各（ｃ），（ｄ）に示されるごとく傾斜面３２ａと対向する側面に突設された当て板７ｃ，７ｃを有している。各当て板７ｃは、先端が傾斜面３２ａの傾きに対応した傾きに形成されている。

そして、仕切り板７は、ロートを構成している各上部３Ａ内に対し、胴部７ｂが両端をガイド片３５同士の間の隙間を通って挿入され、各当て板７ｃが傾斜面３０ａ，３１ａに接した状態に組み込まれる。ロート５０Ｂ，５０Ｄは、仕切り板７の組込状態において、下部４Ａ内に通じている収容空間、つまり３つの傾斜面３０ａ，３１ａ，３３ａを有した収容空間Ｓ５，Ｓ７を区画している。このため、図７及び図８において、ロート５０Ａ，５０Ｃの収容空間Ｓ４，Ｓ６は、ロート５０Ｂ，５０Ｄの収容空間Ｓ５，Ｓ７に比べ仕切り板７を組み込まない分だけ大きくなっている。ロート５０Ａの収容空間Ｓ４は、ロート５０Ｃの収容空間Ｓ６に比べ下開口４４を下開口４９より拡張した分だけ大きくなっている。ロート５０Ｂの収容空間Ｓ５は、ロート５０Ｄの収容空間Ｓ７に比べ下開口４４を下開口４９より拡張した分だけ大きくなっている。

以上の上部３Ａにおいて、前後側壁３０，３１の外面に支持板３８，３８が設けられていると共に、前後側壁３０，３１及び左右側壁３２，３３の外面下側にＬ形のアングル３６が設けられている。アングル３６は、下部４Ａ，４Ｂの外面上側に設けられたＬ形のアングル３７に重ねられる。そして、各ロート５０Ａ〜５０Ｄは、上部３Ａと大形の下部４Ａ、上部３Ａと小形の下部４Ｂがアングル３６，３７同士をボルト等により連結操作することで一体化される。また、各ロート５０Ａ〜５０Ｄは、台座９Ｂに対し各支持板３８により安定保持される。台座９Ｂは、パイプや骨材により所定大の立体に形成したものであり、各ロート５０Ａ〜５０Ｄを所定高さで水平状態に保持できると共に、各ロートの下開口４４，４９を通過して排出される建設発生土等を受け入れる容器Ｃを配置可能となっている。

なお、以上のロート５０Ａ〜５０Ｄは、上部の前後側壁３０，３１及び左右側壁３２，３３の各最上部分、つまり各傾斜面３０ａ〜３３ａから垂直壁に達する箇所まで建設発生土等を投入する目安ないしは設定となっている。各部の寸法として、図７のロート５０Ｂにおいて、ａ2は１９５ｍｍ、ｂ2は１３４ｍｍ、ｃ2が１１８ｍｍ、ｄ2が２０ｍｍ、ｅ2が４２ｍｍ、ｆ2が８０ｍｍ、ｇ2が８０ｍｍである。図８のロート５０Ｄでは、ａ3が１９５ｍｍ、ｂ3が１３４ｍｍ、ｃ3が１４８ｍｍ、ｄ3が２０ｍｍ、ｅ3が３２ｍｍ、ｆ3が５０ｍｍ、ｇ3が５０ｍｍである。また、各種試験からは、各ロート５０Ａ〜５０Ｄの収容容積ないしは建設発生土等の投入容積として、約２５００〜３４００ｃｍ^３ が取扱性及び安定した再現性などから好ましい。

（簡易評価方法）この簡易評価方法は、本発明者らが建設発生土等を再利用する際に便利な図１３の簡易選定図表を完成させた後、更に図表中の無配合（そのまま適用）の箇所、つまり対象の建設発生土等について含水比Ｗが２５％以下、細粒分含有率Ｆｃ１５％以下の土に該当するか否かを、従来のように含水比と細粒分含有率を計測することなく、即断できる構成がないか検討を重ねてきた結果、以下に挙げる第１から第３実施例の通過試験などにより妥当なものと確証に至った次のような構成である。

すなわち、この簡易評価方法では、上記した簡易評価装置を用いて、ロートの下開口を蓋により塞いだ閉状態で、当該ロート内に上開口より投入して堆積させた建設発生土等が蓋を開状態に切り換えたときに下開口を通過して排出されるか否かを目視により調べる。その評価は、排出された場合に杭材料としてそのまま使用可能と判断し、排出されない場合に含水比や細粒分含有率を調整又は改質しなければ使用不能と判断するものである。次に、このような構成に至った背景を含め、形態の異なるロートを用いた第１実施例から第３実施例の通過試験例により本発明の簡易評価方法を明らかにする。

（第１実施例）この実施例では、ロートを用いたときの現象として、表１に一覧したごとくロート内を区画している傾斜面の数と排出用下開口（排出口）の大きさによって砂や土がロートを通過するかしないか、要は砂や土の通過性を調べた試験例である。ここで、材料条件として、実施例１と２は茨城県の行方砂であり、細粒分含有率Ｆｃが２．４、含水率Ｗが２０％である。実施例３−６は赤土であり、細粒分含有率Ｆｃを測定しなかったが、経験的におおよそ４０％程度、含水率が４１％である。ロート条件として、表１において、実施例１−５の通過試験で使用した簡易評価装置は、図１〜図８に示された何れから装置である。具体的には、実施例１と３は図２及び図６（ｃ），（ｄ）の構成、実施例２は図２及び図５（ｃ），（ｄ）の構成、実施例４は図１及び図６（ａ），（ｂ）の構成、実施例５は図４及び図８（ｃ），（ｄ）の構成、実施例６は図３及び図８（ａ），（ｂ）の構成である。

通過性の評価は、実施例１−５の各ロートを蓋で塞いだ閉状態で、各ロート内に行方砂又は赤土をシャベルにて上開口よりほぼ同じ容量を投入して堆積させ、数秒後、蓋を開状態に切り換える。そして、評価は、蓋を開にしたときに行方砂又は赤土が下開口を通過して排出されるか否かを目視により判定した。符号○は良好に排出されたことを示し、符号×は排出されないことを示している。

表１：通過試験の条件と判定結果

排出口：小は５０×８０ｍｍの長方形、大は８０×８０ｍｍの正方形
判定 ：○印は良好に通過、×印は通過不能

以上の判定結果により、ロートの排出用下開口（排出口）の形状と傾斜面の数によって土砂の通過性が変化することが分かった。一般的には、ロートの排出口が大きく、傾斜面積ないしは傾斜面の数が少ないほど土砂は通過し易いものとなる。また、本発明者らは、土砂の含水比と照らし合わせて、ロートの適切な傾斜面の数を調べた結果、傾斜面が２つのときに材料砂がそのまま使用できるか、否かの評価に適切であるとの結論に至った。なお、図９は図１３の簡易選定図表に第１実施例で使用した実施例１と２（Ｎｏ１と２）の行方砂と、実施例３〜６（Ｎｏ３〜６）の赤土の対応部を○印で示した参考図である。

（第２実施例）この実施例は、図１３のＳＰＣ中詰め材料である簡易選定図表との整合がとれる最適なロート形状を特定するため表２に一覧したごとくロート形状を変えて通過性を確認したときの通過確認試験例である。材料条件として使用土砂が７号珪砂、その細粒分含有率Ｆｃが１０．３％の場合で、含水比が５％、１０％、２５％、３０％に調整した材料である。ロート条件として、実施例７〜１７の通過試験で使用した簡易評価装置として、実施例７と９は図２及び図６（ｃ），（ｄ）の構成、実施例８と１０は図１及び図６（ａ），（ｂ）の構成、実施例１１と１２及び１５は図２及び図５（ｃ），（ｄ）の構成、実施例１３と１６及び１７は図１及び図５（ａ），（ｂ）の構成、実施例１４は図４及び図７（ｃ），（ｄ）の構成である。

通過性の評価は、実施例７−１７の各ロートを蓋で塞いだ閉状態で、各ロート内に含水比を調整した７号珪砂をシャベルにて上開口よりほぼ同じ容量を投入して堆積させ、数秒後、蓋を開状態に切り換える。そして、評価は、蓋を開にしたときにロート内の７号珪砂が下開口を通過して排出されるか否かを目視により判定した。符号○は良好に排出されたことを示し、符号×は排出されないことを示し、符号△は７号珪砂が下開口からほぼ排出されたが、極微量の珪砂がロート内の傾斜面等に付着した場合であり、この場合も通過試験上は問題なく排出されるものとする。

表２:通過確認試験１の条件と判定結果

排出口：小は５０×８０ｍｍの長方形、大は８０×８０ｍｍの正方形
判定 ：○印は良好に通過、×印は通過不能、△印はほぼ通過

以上の判定結果により、ロートの排出用下開口（排出口）の形状が小さいと含水比によらず土砂がロートから排出されないことが分かる。また、ロートの傾斜面積ないしは傾斜面の数が少なくなるほど土砂が排出されやすくなる。この場合、傾斜面が１つの構成では土砂の含水比が大きくなっても容易に排出されてしまう。逆に、傾斜面が３つの構成では土砂の含水比が１０％程度でも土砂が排出されなくなってしまう。以上のことから、ロート条件としては傾斜面が２つの構成であり、また、排出口である排出用下開口が大きいロートが材料砂の判定、つまり本発明の簡易評価方法に適していると言える。なお、図１０は図１３の簡易選定図表に第２実施例で判定結果が実施例１１〜１３と１５（Ｎｏ１１〜１３と１５）の○と実施例１６（Ｎｏ１６）の△の土砂の対応部を○印で示した参考図である。

（第３実施例）この実施例は、実際の工事現場において、任意に選んだ４箇所（実施例１８〜２１）の土砂を採取して、該土砂をロート条件として図１及び図５（ａ），（ｂ）の構成、つまり傾斜面が２つの構成で排土用下開口である排出口が大の構成により上記各実施例と同様に通過試験を確認した通過確認試験例である。また、この実施例では、試験後に使用した各土砂について細粒分含有率Ｆｃと含水比を計測した。

通過性の評価は、実施例１８−２１の各土砂について、ロートを蓋で塞いだ閉状態で、各ロート内に土砂をシャベルにて上開口よりほぼ同じ容量を投入して堆積させ、数秒後、蓋を開状態に切り換える。そして、評価は、蓋を開にしたときにロート内の土砂が下開口を通過して排出されるか否かを目視により判定した。符号○は良好に排出されたことを示し、符号×は排出されないことを示している。

表３：掘削孔造成により排土された土砂を用いた通過確認試験の条件と結果

排出口：大は８０×８０ｍｍの正方形
判定 ：○印は良好に通過、×印は通過不能

以上の判定結果により、第２実施例で確証に至った本発明の簡易評価方法、すなわちロート条件としては傾斜面が２つの構成であり、また、排出口である排出用下開口が大きいロートが土砂の判定に最適なことが実証された。なお、図１１は図１３の簡易選定図表に実施例１８〜２１（Ｎｏ１８〜２１）で使用した土砂の箇所を○印で示した参考図である。

なお、本発明の簡易評価方法及び装置は、各請求項で特定される要件を除いて種々変更可能なものである。一例としては、ロートを水平状態に支持する台座の形状等については色々変形可能である。また、以上の各実施例は、特に請求項１〜３の有用性を明らかにする代表的なものを挙げたが、本発明を制約するものではない。

１Ａ，３Ａ・・・・・ロートの上部
２Ａ，２Ｂ・・・・・ロートの下部
４Ａ，４Ｂ・・・・・ロートの下部
５Ａ〜５Ｄ・・・・・ロート
５０Ａ〜５０Ｄ・・・ロート
６，７・・・・・・・仕切り板
８Ａ〜８Ｄ・・・・・蓋
９Ａ，９Ｂ・・・・・台座
１０，１１・・・・・前後側壁
１２，１３・・・・・左右側壁（１２ａ，１３ａは傾斜面）
１４，３４・・・・・上開口
１６，１７・・・・・アングル
１８，３８・・・・・支持板
２０，２１・・・・・前後側壁
２２，２３・・・・・左右側壁（２２ａ，２３ａは傾斜面）
２４，２９・・・・・下開口
２５，２６・・・・・前後側壁
２７，２８・・・・・左右側壁（２７ａ，２８ａは傾斜面）
３０，３１・・・・・前後側壁（３０ａ，３１ａは傾斜面）
３２，３３・・・・・左右側壁（３２ａ，３３ａは傾斜面）
３６，３７・・・・・アングル
４０，４１・・・・・前後側壁（４０ａ，４１ａは傾斜面）
４４，４９・・・・・下開口
４２，４３・・・・・左右側壁（４２ａ，４３ａは傾斜面）
４５，４６・・・・・前後側壁（４５ａ，４６ａは傾斜面）
４７，４８・・・・・左右側壁（４７ａ，４８ａは傾斜面）
Ｃ・・・・・・・・・容器
Ｈ・・・・・・・・・ヒンジ
Ｓ１〜Ｓ４・・・・・収容空間

Claims (5)

1. 掘削工事や地盤改良に伴う建設発生土を含むあらゆる粒状材料について、砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法であって、
   投入用上開口及び排出用下開口の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄みの収容空間を区画しているロートと、前記ロートに連結されて前記下開口を開閉する蓋とを備え、
   前記下開口を前記蓋で塞いだ閉状態で前記ロート内に前記上開口より投入して堆積させた前記粒状材料が前記蓋を開状態に切り換えたときに前記下開口を通過して排出されるか否かを調べ、排出された場合に杭材料としてそのまま使用可能と判断し、排出されない場合に含水比や細粒分含有率を調整又は改質しなければ使用不能と判断することを特徴とする砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法。
2. 前記ロートは、前記周囲側壁が左右側壁及び前後側壁からなる水平断面略矩形状からなり、前記左右側壁又は前記前後側壁を構成している２側面を上から下に向かって互いに近づく傾斜面に形成していることを特徴とする請求項１に記載の砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法。
3. 前記排出用下開口は水平断面で前記矩形状の各辺が７５〜８５ｍｍに設けられていると共に、前記傾斜面の角度は５５〜６５度に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価方法。
4. 請求項１から３の何れかに用いられる砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価装置であって、
   投入用上開口及び排出用下開口の間を形成している周囲側壁が上から下へ行くに従って次第に水平断面積を減じる下窄みの収容空間を区画しているロートと、
   前記ロートに連結されて前記下開口を開閉する蓋と、
   前記ロートを所定高さで水平状態に保持して、前記下開口を通過して排出される粒状材料を収容する容器を配置可能な台座とを備えていることを特徴とする砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価装置。
5. 前記ロートは、前記周囲側壁が左右側壁及び前後側壁からなる水平断面略矩形状からなり、前記左右側壁又は前記前後側壁を構成している２側面を上から下に向かって互いに近づく傾斜面に形成していることを特徴とする請求項４に記載の砂杭系地盤改良の杭材料として再利用の可否を判定する簡易評価装置。

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