JP3046476B2

JP3046476B2 - 埋め戻し工法

Info

Publication number: JP3046476B2
Application number: JP5202040A
Authority: JP
Inventors: 常太郎岩淵; 悟郎久野
Original assignee: 常太郎岩淵; 悟郎久野
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH0734800A

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、水道管、ガ
ス管、電力ケーブルあるいは通信ケーブル用配管などの
地中埋設に際して、その埋設個所の耐震性を向上するよ
うにした埋め戻し工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地震発生時の埋設管の被害を定
量的に予測することは、甚だ困難ではあるが、このよう
な震害を考慮して、通常、埋設管の施工に際して、施工
現場の土質、管種、管径、管継手、埋設深さなどを、設
計段階で、選択・設定することや、埋設用に掘削された
開削ピットでの、配管後の埋め戻し条件を厳しくするな
どの必要性は十分に認識されている。

【０００３】特に、臨海部の沖積地、埋立地、河川流
域、埋没谷などの不良地盤では、埋設管の震害（管継手
の弛み、管体の折損など）が生じ易い。この主な原因
は、地盤の不均一性にあり、地震発生時、振動に対する
地盤応答が不均一になり、地中の変位に大きな差が生じ
るためである。因に、沖積地盤や河川流域の地盤では、
地震発生時、地中の変位が１０ｍｍ近くになる。このよ
うな変位を埋設個所において吸収するために、上記震害
の要因について分析がなされ、その結果、埋設管の震害
は、主として、管種と地表面から深度５ｍまでの地盤の
Ｎ値（標準貫入試験の値）とに強く影響されることが解
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、埋設個所の状
況に応じて、地盤のＮ値をコントロールすることは、実
務上、また、経済性の面で現実的でない。即ち、上記開
削ピットに関しては、配管の埋設を、より深くし、ま
た、その埋め戻しに良質な土砂（例えば、東京圏では山
砂、関西地方ではマサ土）を用い、その締固めを十分に
行なうことが、震害を軽減する具体策として提言されて
いるが、掘削残土の後始末、良質な土砂の大量消費、締
固めなどの現場作業の負担などの問題が残されている。
従って、埋設管の震害を考慮した設計は、結局、その埋
設個所の地盤については、精々、良質な土砂を埋め戻し
に採用する程度を、その与えられた条件として、専ら、
その地盤に適した管種などの選定を行なう方向で検討さ
れているのが現状である。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、埋設管用の開削ピットの埋め戻しに、土砂の流動化
処理などで得られた改良土を採用することで、地盤のＮ
値を高め、埋設個所の耐震性を確保すると共に、埋め戻
しの実務および経済性の面からも十分に実現性のある埋
め戻し工法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
掘削残土などの被処理土に対して、粘土、シルト、ベン
トナイト程度の細粒土を含む所要量の泥水を混合し、被
処理土の粗粒分の間に上記細粒土を分散して、その調整
された泥水状態の改良土を、所要の配管後、開削ピット
に充填し、硬化した結果、上記開削ピットの縦断面に関
して、少なくとも、その一軸圧縮強度が２ｋｇ／ｃｍ²
〜２０ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは、５ｋｇ／ｃｍ²〜１０
ｋｇ／ｃｍ²になるように、予め、被処理土の状態に応
じて、細粒土を含む泥水の混合比を調整する。

【０００７】この場合、調整泥水による開削ピットへの
充填の成果はフロー値＝１００ｍｍを下限とし、ブリー
ジング率１％以下で、泥水混合比が０．２〜１．０程度
に決定された因子で得られる。その結果、掘削残土を有
効利用でき、充填作業の効率向上、充填状態の均等性の
確保などのメリットが得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の埋め戻し工法について具体的
に説明する。ここでは、配管後の開削ピットの埋め戻し
に、流動化処理を施した改良土を採用するので、流動化
に利用する泥水として、先ず、一般の建設基礎工事など
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）：０〜２０％（但し、粘土には、０．００１ｍｍ以下のコロイド分を含んでいる）このような泥水を、埋設管用の開削ピットの掘削発生土
である被処理土に混合して、調整泥水（泥水状態の改良
土）を生成する場合、本発明で、実用上、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／掘削発生土の湿潤重量）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、発生土
１０ｋｇの場合を示している。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。

【０００９】なお、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、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。また、この混合には、市販の往復回転式
撹拌機を使用するとよい。

【００１０】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（開削ピット
への充填）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。

【００１１】また、ブリージング率は、泥水と固化材を
発生土に混ぜ、撹拌した後に、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。

【００１２】上記泥水混合比は、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、０．２〜１．０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、実際上、有効な調整泥
水の範囲は、耐震性で要求される一軸圧縮強度、フロー
値１００ｍｍ以上、ブリージング率１％以下、泥水混合
比０．２〜１．０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）。

【００１３】即ち、本発明に係る流動化処理では、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、ピットの掘削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、予め、簡単な配合試験で確認する必要が
ある。なお、この調整泥水を用いて、現場での埋め戻し
を行なう場合に、ポンプ圧送などが採用される。

【００１４】なお、上述のように、本発明の埋め戻し工
法に、流動化処理を採用するに当っては、泥水を被処理
土に混合する際、要すれば、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。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。

【００１５】次に、本発明の埋め戻し工法で、改良土に
要求される耐震性確保のための一軸圧縮強度について、
以下に説明する。上述のような流動化処理によって、開
削ピットを埋め戻した改良土は、従来から使用されてい
た良質の土砂（山砂、マサ土など）とは異なり、２ｋｇ
／ｃｍ² 〜２０ｋｇ／ｃｍ² 程度の一軸圧縮強度を確保
することができる。これは、あたかも、ピット領域を梁
として構成した地中における耐震構造物として扱うこと
が可能である。

【００１６】例えば、深さ：３ｍ、幅：２．２ｍの開削
ピットに配管（継手部が位置する個所では、これより若
干、幅広にする）を行ない、本発明の改良土による埋設
が行なわれたとすると、配管周囲の改良土の一軸圧縮強
度を５ｋｇ／ｃｍ² （この場合、引張り強度は１／１２
程度、即ち、０．４１７ｋｇ／ｃｍ² ）とした場合で
も、次のような結果が得られる。

【００１７】通常、梁の断面２次モーメントは、縦方向
で、Ｉ＝ｂｈ³ ／１２、横方向で、Ｉ＝ｂ³ ｈ／１２
（ｂはピットの幅、ｈはその高さ）であるから、上述の
条件で計算すると、横方向断面でＩ＝４．９５ｍ⁴ 、縦
方向断面でＩ＝２．６６ｍ⁴ となる。梁の引張り強度と
モーメントとの関係は、σｃ＝Ｍ・ｙ／Ｉ（ここで、
Ｍ：曲げモーメント、ｙ：梁断面の中心からの距離）で
あるから、この関係より地盤の変形による梁に加わるモ
ーメントを逆算すると、本発明に係る改良土の梁は、縦
方向について、１３．７５ｔ−ｍまで、横方向につい
て、１０．０８ｔ−ｍまで、許容できることになる。

【００１８】一方、埋設管と改良土の埋め戻しの地中梁
を、単純梁（通常寸法として、例えば、管継手を用い
て、１０ｍの埋設管を２本継いだ、スパン：２０ｍの
梁）と仮定すると、中間の管継手周辺に加わるモーメン
トと変位との関係は、Ｍ＝２ＥＩ・ｙ／ｘ² （ここで、
ＥＩ：曲げこわさ、ｘ：梁端部からの距離）となる。そ
こで、断面２次モーメントとヤング率（圧縮強度が５ｋ
ｇ／ｃｍ² の場合、１００ｋｇ／ｃｍ² 程度）が決ま
り、そして、地震発生の際の地盤変位（非常に不均一な
地盤の場合を想定して）を０．０１ｍとすると、梁に加
わるモーメントは、縦方向について０．９９ｔ−ｍ、同
じく、横方向について５．３２ｔ−ｍとなる。

【００１９】しかるに、本発明に係る改良土の埋め戻し
による地中梁の断面の許容モーメントは、既に、上述し
たように、縦方向について１３．７５ｔ−ｍ、横方向に
ついて１０．０８ｔ−ｍであるから、結果として、震害
に対する地盤改良効果が十分に発揮されたことになる。

【００２０】また、地震の際、臨海部の沖積地、埋立
地、河川流域、埋没谷などの不良地盤で発生する液状化
と、地盤の圧縮強度との関係を検討した結果は、図２の
ようになる。この場合、地盤の液状化抵抗は、繰返し回
数（例えば、３０回）と、振動三軸試験の剪断応力比か
ら判断される。

【００２１】通常、地震の際の地盤の繰返し剪断応力
は、振動三軸試験の剪断応力比で、最大０．４程度であ
る。従って、地盤の圧縮強度としては、ｑｕ＝１ｋｇ／
ｃｍ²程度であれば、液状化に対して十分に対処できる
ことになる。これは、本発明の埋め戻し工法で満足され
る。因に、周辺地盤の液状化による梁の浮き上がりに対
して、本発明に係る改良土の埋め戻し区間は、梁として
の抵抗で、その相対変位が１０ｃｍ程度まで許容できる
のである。しかし、従来のような、山砂、マサ土によ
る、開削ピットの埋め戻しでは、液状化による、配管の
震害防止は達成されない。

【００２２】なお、上記実施例では、流動化処理に、産
業廃棄物である泥水を採用したが、通常の水と共に、粘
土質の材料、セメント系、石灰系の固化材を、掘削残土
に対して混合して、所要の改良土を生成してもよい。ま
た、掘削残土自体に、火山灰などの自硬性がある場合に
は、単に、流動化するだけで、あるいは、若干の土質の
調整を行って、流動化するだけで、埋め戻しに採用する
ことも可能である。

【００２３】また、本発明では、耐震性を確保するため
に開削ピットに埋め戻す改良土の、梁としての一軸圧縮
強度を、２ｋｇ／ｃｍ² 〜２０ｋｇ／ｃｍ² としたが、
安全性と、再掘削の際の便宜を考慮して、５ｋｇ／ｃｍ
² 〜１０ｋｇ／ｃｍ² 程度とすることが好ましい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、掘削残
土などの被処理土に対して、粘土、シルト、ベントナイ
ト程度の細粒土を含む所要量の泥水を混合し、被処理土
の粗粒分の間に上記細粒土を分散して、その調整された
泥水状態の改良土を、所要の配管後、開削ピットに充填
し、硬化した結果、上記開削ピットの縦断面に関して、
少なくとも、その一軸圧縮強度が２ｋｇ／ｃｍ²〜２０
ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは、５ｋｇ／ｃｍ²〜１０ｋｇ／
ｃｍ²になるように、予め、被処理土の状態に応じて、
細粒土を含む泥水の混合比を調整するので、埋設管用の
開削ピットの埋め戻しに、土砂の流動化処理などで得ら
れた改良土を採用することで、地盤（埋め戻し部分）の
Ｎ値を高め、埋設個所の耐震性を確保することができ、
しかも、残土処理、埋め戻し作業などの点で、実務上お
よび経済性の面で有利となる。

【００２５】また、被処理土を改良する際に、流動化処
理を採用することで、他の基礎工事現場などで発生す
る、産業廃棄物である泥水を活用して、被処理土の流動
化に供することが可能なので、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】圧縮強度をパラメータとして、剪断応力比と、
繰返し載荷回数との関係を示すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削残土などの被処理土に対して、粘
土、シルト、ベントナイト程度の細粒土を含む所要量の
泥水を混合し、被処理土の粗粒分の間に上記細粒土を分
散して、その調整された泥水状態の改良土を、所要の配
管後、開削ピットに充填し、硬化した結果、上記開削ピ
ットの縦断面に関して、少なくとも、その一軸圧縮強度
が２ｋｇ／ｃｍ²〜２０ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは、５ｋ
ｇ／ｃｍ²〜１０ｋｇ／ｃｍ²になるように、予め、被処
理土の状態に応じて、細粒土を含む泥水の混合比を調整
することを特徴とする埋め戻し工法。
【請求項２】調整泥水による開削ピットへの充填の成果
はフロー値＝１００ｍｍを下限とし、ブリージング率１
％以下で、泥水混合比が０．２〜１．０程度に決定され
た因子で得られることを特徴とする請求項１に記載の埋
め戻し工法。
【請求項３】被処理土に対する泥水の混合の際に、所要
の固化材を添加することを特徴とする請求項１あるいは
２に記載の埋め戻し工法。