JP2728846B2

JP2728846B2 - 流動化処理工法

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Publication number: JP2728846B2
Application number: JP5182108A
Authority: JP
Inventors: 悟郎久野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH0782984A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、建設現場に
おいて発生した残土を、施工後の埋め戻し、構造物への
裏込め、空洞部への充填に供する際、被処理土（残土）
の流動化を行なうための流動化処理工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の流動化処理工法としては、既
に、水とセメント系あるいは石灰系の固化材とを、被処
理土（建設残土）に混合して、流動化し、埋め戻し、裏
込め、充填の際の作業効率を向上し、しかも、転圧など
の機械的手段によらず、必要な強度を確保できるように
工夫した工法（例えば、特開昭６３−２３３１１５号公
報などの土砂埋戻し充填工法など）が、既に提唱されて
いる。

【０００３】ここでは、掘削工事などで発生した建設残
土（発生土）を、埋め戻し、裏込め、充填の際の被処理
土として採用する場合、地山と同じような強度と流動性
とを確保するために、被処理土に水を（必要に応じて固
化材も）加えて、調整する必要があるが、発生土の種類
が異なると、品質が安定しない。そこで、被処理土の成
分によっては、例えは、地山強度並の圧縮強度１〜５ｋ
ｇ／ｃｍ²を実現するために、水を多く添加することに
なり、混合状態が悪化し、ブリージング（材料分離性）
が大きくなる欠点がある。そこで、上述のように、細粒
分を多く含み、かつ、比重を調整した泥水を被処理土に
加えて、安定した品質を確保し、また、ブリージングを
小さくするのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水の消
費コストも然ることながら、セメント系や石灰系の固化
材を使用することによるコストは、その埋め戻し量、裏
込め量、充填量に比例して膨大な額となり、経済性の上
で、大きな障害となる。

【０００５】本発明者は、連続地中壁、連続土留め壁な
どの建設基礎工事で発生する泥土や泥水シールド、土圧
シールド工事などで発生する泥土、または、湖底や海底
に沈澱するヘドロなどが、かなりの粘土、シルト程度の
細粒分を含んでいる点に着目し、これらが、上記固化材
の役目を担うことができるか否かを研究した。

【０００６】その結果、多くの場合、産業廃棄物として
多量に発生する上記泥土は、その発生時の、８０％程度
の水を含む泥水の状態のまま、被処理土に混合、分散す
ることで、被処理土の埋め戻し、裏込め、充填に際し
て、その流動化を実現し、必要な強度を確保し、また、
ブリージングを小さくできることを見出した。勿論、現
実には、被処理土の成分の割合によっては、これを流動
化するための泥水の成分を或る程度、調整する必要が生
じるが、これは程度の問題であり、経済性の点から、ま
た、廃棄物再利用の点からは、明らかに、従来の処理工
法に比べ、格段に有利である。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、主として、建設基礎工事などで発生する泥水を、被
処理土の埋め戻し、裏込め、充填に際して、これに混
合、分散して、適正な成分での流動化を実現した流動化
処理工法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
建設残土などの被処理土を、その流動性を高めた状態
で、埋め戻し、構造物への裏込め、空洞部への充填に供
する際、上記被処理土の流動化を行なう流動化処理工法
において、上記被処理土の組成に対応して、選択・調整
された、粘土、シルト、ベントナイト程度の細粒土を含
む泥水を、上記被処理土に混合して、上記被処理土の粗
粒分の間に分散し、所要の調整泥水とすることを特徴と
する。

【０００９】本発明は、被処理土と泥水とを混合して調
整泥水を作製する際に、所要の固化材を添加することを
特徴とする。これにより、得られる調整泥水に所定の強
度を確保することができる。この固化材の添加において
は、被処理土と泥水との混合に際して配合試験を行い、
得られた結果より、固化材の添加量を、所要の一軸圧縮
強度に応じて、被処理土と泥水の混合物１ｍ³当たり５
０〜２００ｋｇ／ｍ³、好ましくは約１００ｋｇ／ｍ³
とする。

【００１０】また、本発明においては、被処理土と泥水
との混合に際して配合試験を行い、得られた結果より、
調整泥水を、所要の一軸圧縮強度を有し、かつフロー値
を１００ｍｍ以上、ブリージング率を３％以下とすると
共に、泥水混合比（泥水の重量／被処理土の湿潤重量）
を０．２〜１．０としても良い。さらに、本発明におい
ては、好ましくは調整泥水の比重を１．０２〜１．２０
とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の流動化処理工法について具体
的に説明する。先ず、建設基礎工事などで発生する泥水
についての一般的な成分量を以下に示す。水分：７０〜９５％礫（２ｍｍ以上）：０％砂（２〜０．０７４ｍｍの範囲）：０〜５％シルト（０．０７４〜０．００５ｍｍの範囲）：０〜１０％粘土（０．００５ｍｍ以下）：５〜３０％但し、粘土には、０．００１ｍｍ以下のコロイド分を含
んでおり、本発明で有効なのは、水分（Ｗｗ）と粘土
（Ｗｓ）であって、Ｗ＝Ｗｗ＋Ｗｓ（Ｗは泥水量）、ま
た、Ｗｗ／Ｗｓ＝５０〜１０００（％）が好適する。

【００１２】このような組成は、以下の表１に示すよう
に、日本の各地（東京／横浜／大阪）で行なわれている
工事現場から実際に採取した泥水の成分割合からも、明
らかである。

【００１３】

【表１】

【００１４】このような泥水を、建設残土（建設発生
土）である被処理土に混合して、調整泥水を生成する場
合、本発明で有効な範囲を、図１のグラフで示す。な
お、縦軸には、地盤に必要な強度を、また、横軸には、
泥水混合比（混合した泥水の重量／被処理土としての建
設発生土の湿潤重量）を示している。即ち、泥水混合比
が０．２とは、泥水２ｋｇに対して、建設発生土１０ｋ
ｇの場合を示す。また、データは、４通りの比重（パラ
メータとして）の調整泥水について、プロットしてい
る。ここでは、施工条件で要求される高い強度を確保す
るために、セメント系あるいは石灰系の固化材を補填す
ることがなされており、上記データの場合は、セメント
を１００ｋｇ／ｍ³ の割合で、泥水混合の際に添加す
る。なお、この混合には、市販の往復回転式攪拌機を使
用するとよい。

【００１５】上記グラフで、フロー値、ブリージング率
が、本発明に係る調整泥水による埋め戻し、裏込め、充
填などの成果を決定する主要な因子である。即ち、フロ
ー値は、泥水を建設発生土に混合して、調整泥水を生成
する際の土の流動性を示す指標である。グラフには、フ
ロー値＝１００ｍｍ（これは日本道路公団の基準であ
り、ＪＩＳ基準では１８０ｍｍ）の場合を点線で示して
あるが、この線を下限として、グラフの右側に向けて、
流動性が増す。なお、これは参考値であるが、この値を
とれば、実際の施工で、必要な流動性を十分確保でき
る。

【００１６】また、ブリージング率は、泥水と固化材を
建設発生土に混ぜ、攪拌した後に、処理土から滲み出て
くる水の量を示す指標であり、グラフには、フリージン
グ率＝１％（上限）の場合を、１点鎖線で示してある。
本発明のように、泥水を用いることで、上記ブリージン
グ率は大幅（従来の１０％台から３％、好ましくは１％
以下）に低下する。これは、工学的には大変に有利な性
能であり、固定化の際の体積収縮率を大幅に低減する効
果がある。

【００１７】上記泥水混合比は、建設発生土をできるだ
け元に埋め戻すなどの要求を満たすことを勘案すると、
実際上、０．１〜１．０程度が好ましい値である。この
ような条件を考慮すると、本発明で有効な調整泥水の範
囲は、施工条件で要求される一軸圧縮強度、フロー値１
００ｍｍ以上、ブリージング率３％以下、泥水混合比
０．１〜１．０程度に決められる。なお、混合に際し
て、現場での具体的な指標としては、調整泥水の比重を
用いるのが便利である（調整泥水の組成を考慮すること
は、勿論、大切である）。

【００１８】即ち、本発明の流動化処理工法では、調整
泥水比重が１．０２〜１．２０（グラフに使用したデー
タは、１．０５、１．１０、１．１５、１．２０の４種
類）の範囲を対象として、上記条件で、泥水の組成（シ
ルト、ベントナイトの混入を含む粘土分を１５％〜４０
％程度、確保するように）および水分の調整を行なうの
である。なお、建設現場の発生土の土性により、その有
効な比重を選択する必要があるので、どの比重が有効か
を、調整泥水の作製に先立ち、簡単な配合試験で確認す
る必要がある。この配合試験においては、発生土（被処
理土）と、固化材と、泥水との複数の異なる配合比に対
して、調整泥水の比重とフロー値、調整泥水の比重と一
軸圧縮強度、および調整泥水の比重とブリージング率と
の関係をそれぞれ求める。これらの結果を基に調整泥水
の比重を決定し、さらに所望の性質（一軸圧縮強度、ブ
リージング率、フロー値など）が得られるような配合比
（泥水混合比）を決定する。なお、この調整泥水を用い
て、建設現場での埋め戻し、裏込め、充填を行なう場
合、ポンプ圧送などが採用される。

【００１９】従来の、水とセメント系あるいは石灰系固
化材とを、被処理土に混合する場合に比較して、本発明
の泥水を用いる流動化処理工法の場合の優位性を証拠立
てる事例は、本発明に係る技術が開発途上にある関係
で、多くはないが、以下に述べる１つの事例が、十分
に、このことを数値的に示している。

【００２０】この事例は、本発明の流動化処理工法を、
建設基礎工事で発生する泥水を適用して、通常の対象で
ある、建設現場で発生する土の埋め戻し、裏込め、充填
に際しての発生土の流動化に実施する場合ではなく、埋
め戻し用の土砂として、火山灰土を利用する立場から検
討したものである。

【００２１】即ち、鳥取、島根地方には、特有な火山灰
土が広く分布しており、通称「水マサ土」と言われてお
り、黄褐色で、一見、砂礫的な外観を呈するが、シルト
分以下の粘土質などの成分を３０〜４０％程度、含み、
かなり粘土化が進んでいて、礫状、砂状のものでも、指
で容易にすり潰すことができる程度である。このため
に、通常は、土木工事に際してこの地山を乱してしまう
と、機械化施工が困難になるので、捨土として処理され
ているが、産業廃棄物の再利用として、活用する要求が
ある。そこで、本発明の流動化処理工法を用い、その
「水マサ土」の再利用について研究したのである。

【００２２】実験には、米子市周辺の４地点で、目視の
結果、性状が異なるであろうと思われる「水マサ土」を
試料として採取した。なお、表２において、試料（Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ）の土性を明らかにしている。

【００２３】

【表２】

【００２４】この実験には、自然状態の「水マサ土」に
泥水、および、固化材を混合攪拌した本発明に係る調整
泥水と、これに対比するために、自然状態の「水マサ
土」に清水、および、固化材を混合攪拌した従来に係る
調整泥水とを、それぞれ、用意し、粗粒土混合率の０．
６〜０．９の範囲について調べた。なお、攪拌にはホー
バート型ミキサーを用い、その攪拌時間を５分間とし
た。また、固化材に一般軟弱地盤改良用固化材を用い、
その添加量を外割で１００ｋｇ／ｍ³ とした。本発明に
係る泥水には、洪積粘土（東京都産）に加水、攪拌し、
密度１．０５および１．１０（ｇｆ／ｃｍ³ ）の２種類
を用意した。

【００２５】このようにして用意した混合物（調整泥
水）の物性試験の結果は、図２ないし図５に示されてい
る。この実験では、混合直後の混合物の含水比、密度を
測定して、フロー試験（JIS R 5201）、ブリージング試
験（JSCE-1986 ）を行ない、その後、直径３５ｍｍ、高
さ９０ｍｍ程度の試供体を製作し、２０℃、湿度８０％
の恆温室で、湿空養生した。１つの条件の強度特性は、
１種につき、４本の供試体で一軸圧縮試験（JIS A 121
6）を行ない、７日、２８日の経過後の強度特性を調べ
た。

【００２６】その結果、材料分離抵抗性については、被
処理土の流動化に清水を採用した場合、そのブリージン
グ率を１％程度に押えようとすると、粗粒土混合率０．
５〜０．７以上が要求されるが、本発明のように、泥水
を採用した場合には、それが広い範囲に適応できる傾向
が認められる。従って、材料分離を嫌う用途には、泥水
による混合が、流動化処理について期待できる（図２参
照）。

【００２７】流動性については、その泥水の混合率とフ
ロー値との関係（図３参照）から、泥水の場合が、清水
の場合に比べ、フロー値を下げている。これは、混合率
の増加に伴い、相対的に含有水分量が減少するためであ
る。試料の特徴からすると、細粒分が相対的に多い試料
Ｄが、その傾向を顕著に示すことが解る。また、大きい
礫を多く混入した試料Ｃが特異な性状を呈している。

【００２８】強度特性については、養生７日、２８日の
場合の一軸圧縮強さで、図４および図５に示されてい
る。本発明のように、泥水の混合率が大きくなると、混
合物中の水分が相対的に少なくなるので、水セメント比
的な考えからすると、混合率が大きくなる程、強度が増
すと想像できる。

【００２９】このように、本発明の流動化処理工法で
は、埋め戻しなどに用いる泥土の品質の安定化は勿論、
従来の、単に水と固化材とを被処理土に混合する場合よ
りも、ブリージングを減少し、強度を確保できることに
なる。しかも、セメントなどの固化材を、相当程度、節
減できる効果もある。即ち、埋め戻し部分の強度は、固
化材の量を増加することで増すが、加える泥水の濃度
（粘土分）を上げることでも増すことができる。セメン
トなどの固化材は高価なので、その要求強度が１〜５ｋ
ｇ／ｃｍ²であれば、固化材を一定量として、泥水の濃
度を調整するのが、経済性の上で好ましいのである。

【００３０】なお、上述のように、本発明に流動化処理
工法では、泥水を被処理土に混合する際、必要に応じ
て、セメント系あるいは石灰系などの固化材を添加し、
強度の補強を行なうようにしてもよい。この場合、従来
のように、単に、水を用いて、土と固化材とを混合する
よりも、泥水を用いて、土と固化材とを混合する方が、
泥土に対する固化材の分散が均等になるという効果も加
わる。また、流動性、固化時間の短縮などの目的で、別
に適当な添加剤、混和剤などを用いてもよい。また、泥
水の成分に粘土分が多い場合には、比重が増すので、流
動性を確保するため、空気などを気泡の状態で混入する
ことも有効である。

【００３１】更に、本発明では、原則として、建設基礎
工事などで発生する泥水を、被流動化の発生土の組成に
対応して、調整し、混合するが、必要ならば、天然の粘
土を水で解泥し、使用しても良いことは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、建設残土
などの被処理土を、その流動性を高めた状態で、埋め戻
し、構造物への裏込め、空洞部への充填に供する際、上
記被処理土の流動化を行なう流動化処理工法において、
上記被処理土の組成に対応して、選択・調整された、粘
土、シルト、ベントナイト程度の細粒土を含む泥水を、
上記被処理土に混合して、上記被処理土の粗粒分の間に
分散し、所要の調整泥水とすることで、従来の、単に水
と固化材とを被処理土に混合する場合よりも、ブリージ
ングを減少し、強度を確保できることになる。しかも、
セメントなどの固化材を、相当程度、節減でき、また、
産業廃棄物である泥水を活用して、被処理土の流動化に
供するため、この点でも、産業上の大きな利益を生む効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流動化処理工法による調整泥水の性能
を示すグラフである。

【図２】本発明を適用した調整泥水の一例を、従来の調
整泥水と比較して示す、ブリージング率〜混合率のグラ
フである。

【図３】同じく、混合率とフロー値との関係を示すグラ
フである。

【図４】同じく、７日養生した後の一軸圧縮強さを示す
グラフである。

【図５】同じく、２８日養生した後の一軸圧縮強さを示
すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０２Ｆ 11/00 ＺＡＢＢ０９Ｂ 5/00 ＺＡＢＦ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】建設残土などの被処理土を、その流動性
を高めた状態で、埋め戻し、構造物への裏込め、空洞部
への充填に供する際、上記被処理土の流動化を行なう流
動化処理工法において、上記被処理土の組成に対応し
て、選択・調整された、粘土、シルト、ベントナイト程
度の細粒土を含む泥水を、上記被処理土に混合して、上
記被処理土の粗粒分の間に分散し、所要の調整泥水とす
ることを特徴とする流動化処理工法。
【請求項２】被処理土に対する泥水の混合の際に、所
要の固化材を添加して、所要の調整泥水とすることを特
徴とする請求項１に記載の流動化処理工法。
【請求項３】前記被処理土と前記泥水との混合に際し
て配合試験を行い、得られた結果より、調整泥水を、所
要の一軸圧縮強度を有し、かつフロー値を１００ｍｍ以
上、ブリージング率を３％以下とすると共に、泥水混合
比（泥水の重量／被処理土の湿潤重量）を０．１〜１．
０とすることを特徴とする請求項１または２に記載の流
動化処理工法。
【請求項４】前記被処理土と前記泥水との混合に際し
て配合試験を行い、得られた結果より、前記固化材の添
加量を、所要の一軸圧縮強度に応じて、前記被処理土と
泥水との混合物１ｍ ³ 当たり５０〜２００ｋｇ、好まし
くは約１００ｋｇとすることを特徴とする請求項２また
は３に記載の流動化処理工法。
【請求項５】前記被処理土と前記泥水との混合に際し
て配合試験を行い、得られた結果より前記調整泥水の比
重を１．０２〜１．２０とすることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の流動化処理工法。