JP2021181707A - 遮水壁の構築方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(請求項1に記載の手段)
地盤に粘土鉱物のスラリーを供給して先行撹拌をし、この先行撹拌をした土砂に粘土鉱物の粉体を供給して後行撹拌をし、
セメント系材料の粉体及び/又はセメント系材料のスラリーを、前記粘土鉱物の粉体と共に供給し、及び/又は前記粘土鉱物の粉体の供給に次いで供給し、
前記粘土鉱物の総供給量を50〜200kg/m3とし、
前記セメント系材料の総供給量を30〜200kg/m3とし、
前記スラリーの総供給量を50〜700L/m3とする、
ことを特徴とする遮水壁の構築方法。
前記セメント系材料は粉体で供給するものとし、
前記粘土鉱物のスラリーの供給量を50〜500L/m3とする、
請求項1に記載の遮水壁の構築方法。
本形態において薬剤とは、例えば、掘削装置などを用いて対象地盤を掘削し、この掘削により形成された当該地盤中の土砂に薬剤を供給し、撹拌して遮水壁を構築する際に、当該薬剤として用いられるものである。この薬剤には、例えば、粘土鉱物のスラリーや粉体、セメント系材料のスラリーや粉体等が含まれる。
次に、本形態の遮水壁の構築方法について、説明する。なお、本形態において「及び/又は」とは、「少なくともいずれか一方」を意味する。したがって、例えば、「A及び/又はB」とは、「A及びBの少なくともいずれか一方」を意味する。
本実施例においては、供試体を等厚式施工機械を用いた施工手順にならって作製した。具体的には、乾燥密度1.62g/cm3、含水比22%のまさ土地盤を想定し、これを母材に用いた。セメント系材料にはセメントである高炉セメントB種(住友大阪セメント)を、粘度鉱物であるベントナイトにはNa型ベントナイトを用いた。含水比調整した母材に5(w/v)%濃度のベントナイトスラリーを添加して十分に先行撹拌した後、粉体ベントナイトを添加し、後行撹拌した。その後、所定量の粉体状のセメントを添加して再度攪拌し、混合土を作製した。作製した混合土は、直径6.0cm、高さ2.0cmの圧密試験用の鋼製セルに充填し、39.2kPaで2日間予備圧密を行った後、24時間浸水脱気を行い供試体を飽和させた。飽和後の試料をセルから取り出し、後述の柔壁型透水試験装置にセットして透水試験を行った。対象とした試料の配合条件を表1に示す。
SBの透水係数は極めて低いことから、ASTM D5084−03に準拠した柔壁型透水試験装置を用いた。この装置の概略図を図1に示す。拘束圧は40kPaとし、透水溶液には蒸留水を用いた。
バッチ吸着試験では、日本や中国においてヒ素による基準不適合事例が多いことを勘案し、溶媒としてNaAsO2溶液を用いた。
(透水試験の結果)
図2に透水係数の経時変化を示す。図2(a)は横軸に経過時間を示しているが、図2(b)では通水量を供試体の間隙体積で標準化したPore volumes of flow(PVF)で示している。Group Aの透水係数は極めて低く現時点では通水量が十分に確保できていないため、平均値を直線で示している。
図3から図6に、バッチ吸着試験後の溶液のカルシウムイオン濃度、鉄イオン濃度、電気伝導率(EC)、pHを示す。各図の横軸には供与液のヒ素濃度を示している。これらの結果から、吸着試験後の液相の特性は、供与液のヒ素濃度によって変化しないことが分かる。また、図3と図4に示すように、カルシウムイオン濃度や鉄イオン濃度はセメント添加量の増加とともに上昇しており、セメント由来の水溶性成分が溶解していることが分かる。一方で、セメント添加量が75kg/m3と100kg/m3のケースでは、液相の化学特性の変化は相対的に小さく、非線形な上昇を示すことが分かる。また、セメントの添加によりECが顕著に上昇していることからも、セメント添加により液相中の水溶性成分の濃度が高くなり、ベントナイトの膨潤が阻害されたことで、SBの透水係数が高くなったと考えられる。供与したヒ素溶液の初期pHは7〜8程度であったが、セメント添加したGroup B、C、D、Eでは、セメント添加量に関わらずpH=11.5〜12.0程度の値を示すことが分かる。
qS=KFCeq n
ここで、KFとnは吸着定数で、KFが分配係数であり、吸着性能の大小を示す指標である。また、qSは固相吸着量であり、Ceqは液相濃度である。この結果から,セメント添加によりSBの吸着性能が向上することが分かる。セメント添加に伴い,pH上昇によりヒ素が溶出しやすくなることや、ベントナイトの単位体積あたりの存在量が減少すること等が懸念されるが、SBの吸着性能は損なわれないことが分かる。セメント系材料のヒ素吸着メカニズムとしては、CaHAsO3等の難溶性沈殿物の形成が考えられ、セメント添加量の増加に伴う鉄イオン濃度の上昇も、ヒ素イオンの共沈に寄与したと考えられる。また、セメント水和物として生成されるエトリンガイトも、その大きい比表面積から吸着に寄与したと考えられる。これらのことは、セメント添加量が少ないGroup Bと比較し、セメント添加量の多いGroup C、Dの方が吸着性能が改善していることからもうかがえる。セメント添加増量に伴うCaイオン濃度の変化は限定的であることから、エトリンガイトの生成が吸着性能の改善の支配的な要因であると考えられる。
以上の試験では従来のSBにセメントを粉体混合し、透水試験とバッチ吸着試験により遮水性能を評価した。その結果、以下のことが明らかとなった。
(試験方法)
表3及び表4に示すように、混合方法及びベントナイトスラリー添加量の異なる条件で試料(SBM)を作製し、フロー値の経時変化を評価した。母材には自然含水比22%のまさ土を使用した。以下で詳細に示す。
Claims (2)
- 地盤に粘土鉱物のスラリーを供給して先行撹拌をし、この先行撹拌をした土砂に粘土鉱物の粉体を供給して後行撹拌をし、
セメント系材料の粉体及び/又はセメント系材料のスラリーを、前記粘土鉱物の粉体と共に供給し、及び/又は前記粘土鉱物の粉体の供給に次いで供給し、
前記粘土鉱物の総供給量を50〜200kg/m3とし、
前記セメント系材料の総供給量を30〜200kg/m3とし、
前記スラリーの総供給量を50〜700L/m3とする、
ことを特徴とする遮水壁の構築方法。 - 前記セメント系材料は粉体で供給するものとし、
前記粘土鉱物のスラリーの供給量を50〜500L/m3とする、
請求項1に記載の遮水壁の構築方法。
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