JP3193983B2 - 掘削残土の再利用方法 - Google Patents
掘削残土の再利用方法Info
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Description
再利用方法に関し、更に詳しくは土木建設工事で得られ
た含水比の高い掘削残土を埋戻し材として再利用する方
法に関する。
の場所によっては、海底や水分の多い砂質土、粘性土等
の軟弱地盤中に埋設することがあり、このような地盤か
ら得られた掘削土は、ドロドロした流動性を有し、埋め
戻しが困難であるので、従来、このような掘削土は、廃
棄されていた。
前述の如き軟弱地盤から得られた掘削残土の廃棄場所の
確保が困難であったり、該掘削残土の廃棄による自然破
壊の防止や環境保全の観点から掘削残土を処理して再利
用することが要望されるようになり、いわゆるセメント
系固化材を用いて掘削残土の土質を改良し再利用する試
みがなされているが、広範囲の土質に適用不可能であ
り、しかも施工実務上も実用に耐える土質改良材がな
く、したがってその改良が強く求められている。そこ
で、本発明者等は、これらの点について種々検討と研究
を行い、更に前記掘削残土を再利用するという観点から
研究を続けた結果、該掘削残土にある種の助剤と固化剤
を加えて混合することにより見かけ上の含水量の小さ
い、しかも団粒化された、いわゆる砂質化した団粒化物
が得られることを見出し、ここに本発明をなすに至っ
た。したがって、本発明の第1の目的は、土木建設工事
で得られた掘削残土を埋戻し材として使用し得るように
掘削残土を再利用する方法を提供することにある。本発
明の第2の目的は、簡単かつ容易に良好な埋戻し材が得
られるように掘削残土を再利用する方法を提供すること
にある。
以下の各発明によってそれぞれ達成される。 (1)土木建設工事で得られた含水比の高い掘削残土に
土質改良材を添加混合した後、養生することにより掘削
残土の土質を改良して掘削残土を再利用する方法におい
て、前記土質改良材の添加混合工程が、(イ)凝結促進
剤の添加混合工程、(ロ)吸水性ポリマーの添加混合工
程、(ハ)生石灰の添加混合工程及び(ニ)セメント系
硬化剤の添加混合工程の順であることを特徴とする掘削
残土を埋戻し材として再利用する方法。 (2)凝結促進剤が水ガラスであることを特徴とする前
記第1項に記載の掘削残土を埋戻し材として再利用する
方法。
発明の掘削残土を再利用する方法は、土質改良材とし
て、凝結促進剤、吸水性ポリマー、生石灰及びセメント
系硬化剤が用いられ、これらの土質改良材は、掘削土残
土に対して、凝結促進剤、吸水性ポリマー、生石灰及び
セメント系硬化剤をこの順に添加しても順不同で、吸水
性ポリマー、凝結促進剤、生石灰及びセメント系硬化剤
の順、又は生石灰、セメント系硬化剤、凝結促進剤、吸
水性ポリマーの順、更には生石灰、セメント系硬化剤、
吸水性ポリマー、凝結促進剤の順でも、セメント系硬化
剤、生石灰、吸水性ポリマー、凝結促進剤の順でもよ
い。好ましくは凝結促進剤、吸水性ポリマー、生石灰及
びセメント系硬化剤の順に添加混合するのがよい。ま
た、凝結促進剤と吸水性ポリマーからなる混合物(この
混合物を助剤と称することもある。)及び生石灰とセメ
ント系硬化剤からなる混合物(この混合物を固化剤と称
することもある。)の2組に分けてそれぞれ混合物を形
成して、これを掘削残土に対して、助剤を添加混合し、
ついで固化剤を添加混合しても、更にはこの逆でもよ
い。このように4種類の土質改良材を用いることによ
り、軟弱な土質が砂状のさらさらした団粒化した土質に
変化するので、埋戻し材として極めて優れたものが得ら
れる。
て、施工実務上は工程数の多い前記第2項の方法より第
3項の方法が好ましく、したがって前記第2項の方法で
各土質改良剤の最適添加調合比と処理対象掘削残土との
配合比を求め、これに基づいて調製した助剤と固化剤を
用いて施工することが望ましい。本発明に用いられる凝
結促進剤としては、好ましくは水ガラスが挙げられ、ま
た吸水性ポリマーとしては、デンプン系、セルロース系
あるいはアクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸塩等
の合成樹脂が挙げられる。好ましくはアクリル酸のアル
カリ塩を構成成分として含有する吸水性ポリマーの架橋
体である。本発明に用いられる固化材としては、生石灰
が挙げられ、またセメント系固化剤としては、従来周知
のものでよく、セメントに高炉スラグ、消石灰又は石膏
等を加えて製造される。セメントとしては、ポルトラン
ドセメント等が通常使用される。
吸水性ポリマーからなり、これらを含水比の高い掘削残
土に混合する割合は、掘削残土の含水比にもよるが、掘
削残土100重量部に対して水ガラスは0.01重量部
〜10重量部、好ましくは0.5重量部〜5重量部であ
る。この水ガラスは最終的にはセメント系固化材との反
応により短時間で強度を得て団粒化し、この団粒化物の
強度も増す。また掘削残土100重量部に対して吸水性
ポリマーは0.005重量部〜5重量部、好ましくは
0.01重量部〜0.5重量部である。この吸水性ポリ
マーの添加量は少量でよく、該ポリマーは、掘削残土中
の水を吸収しポリマーのもつ吸水・増粘作用により、前
記水ガラスと該ポリマーを加えた掘削残土は、未処理残
土に比べ含水量が低くなったように見える。
た後、十分混合し、固化材として、生石灰とセメント系
固化剤を加える。生石灰の添加割合は、掘削残土100
重量部に対して生石灰は0.5重量部〜15重量部、好
ましくは2重量部〜10重量部である。この生石灰の添
加により掘削残土は団粒化される。続いて加えられるセ
メント系固化剤の添加割合は、掘削残土100重量部に
対してセメント系固化剤は1重量部〜30重量部、好ま
しくは3重量部〜15重量部である。このセメント系固
化剤は、前記掘削残土の団粒化物を覆う格好で存在す
る。これにより被覆部分でセメント系固化剤と水ガラス
の反応により短時間で強度を得て団粒化し、この団粒化
物の強度も増す。このようにして処理した掘削残土は、
好ましくは養生される。この養生によりセメントの水和
反応が進行し養生期間が経過するにつれセメント系固化
剤の被覆部分の強度が増し、団粒化物はより強固とな
る。
水ガラスの添加割合が0.01重量部未満ではセメント
系固化剤との反応が弱く実質的に効果がなく、10重量
部を越えると、効果の割にコスト高となり経済的に不利
である。また吸水性ポリマーの添加割合が0.005重
量部未満では十分な吸水効果がなく、また5重量部を越
えると吸水性能にそれ以上の効果がなく経済的にも不利
である。また生石灰の添加割合が0.5重量部未満で
は、団粒化が不十分であり、生石灰の添加割合が、15
重量部を越えても効果は変わらないので経済的に不利で
ある。更にセメント系固化剤の添加割合が1重量部未満
では、セメント系固化剤の被覆部分で十分な強度が得ら
れず、また30重量部を越えても団粒化物が相互に接着
しやすくなり、再掘削性が悪くなる。
は、シルト、高含水比の砂質土、粘性土、海砂等と混合
することにより短時間で細粒の土質が団粒化して砂質状
態の土に変化させることができ、得られた土質は透水係
数と強度が大きいという優れた性能が得られる。本発明
の掘削残土の再利用方法は、このような性能を利用して
土木建設工事に伴って発生する土質を改良し、埋戻し材
として使用される。
比の高い掘削残土に水ガラスを加えることによりセメン
ト系固化材中のカルシウム分との反応でカルシウムシリ
ケート等の水和物が長期的に生成し強度を増強する。ま
た吸水性ポリマーは水分を含んだ掘削残土から水分を吸
収してさらさらした土質に変化する。更に生石灰を加え
ることにより掘削残土を団粒化する。更にセメント系固
化材を加えることにより団粒化し、この団粒化物の粒子
を覆い、被覆部分でセメント系固化剤と水ガラスの反応
により短時間でこの団粒化物の強度も増す。
明するが、本発明は、この実施例によって限定されるも
のではない。
土100重量部に対して水ガラス1.0重量部を加えて
混合した。ついで得られた掘削残土に吸水性ポリマー
0.05重量部を添加して混合した。ついでセメント系
硬化剤として、スタビライトM15(三菱マテリアル
(株)製、セメント系固化材)6.0重量部を添加して
十分混合した。最後に得られた掘削残土混合物に生石灰
3.0重量部を加えて処理残土を団粒化する。混合処置
前の掘削残土の土質データ(含水比、粒度、CBR)
と、本発明の方法で固化性混合物を用いて混合処理した
後の土質データ(75μm通過率、CBR、団粒化)を
実施例1−1〜実施例1−7として表1に示した。表1
から明らかな様に本来であれば、産業廃棄物として投棄
されるべき高含水の土に対しても、本発明の方法を用い
て処理する事により、短時間で路体及び路床の材料とし
て埋め戻しが可能な強度を得る事が出来、更に撒き出し
を行い易いサラサラの砂の様な状態となる。
を作製し、試料土とした。その試料土について、重量部
で水ガラスと吸水ポリマーとからなる助剤(組成10
0:3.2)1.05重量部を添加して混合した後、セ
メント系硬化剤と生石灰とからなる主剤(組成比10
0:43)9.0重量部を添加して混合した。混合処理
前の試料土の土質データ(含水比、粒度)と、本発明の
方法を用いて混合処理した後の土質データ(75μm通
過率、CBR、団粒化)を実施例2−1〜実施例2−9
として表2に示した、表2から明らかな様に、助剤と主
剤の2組の混合物を用いても実施例1に近い性態であ
り、施工実務上の工程の簡略化が可能となる。
26上及び管回りの埋め戻し材として使用可能かどうか
図1の容器1を用いて試験を行った。この試験のための
容器1は透明アクリル板を使用し、縦500mm×横9
92mm×高さ706mmの容器で、この底面部には水
抜き孔を直径30mm、120mmピッチで設けた。ま
たこの底面部の上に土粒子の流失防止のためにパンチン
グシート(直径2mm、5mmピッチ)を敷いた。一
方、模擬管21〜26の外径と配列は模擬管の直径は1
50mmで、3列2段に配置した。隣接管距離は56m
mで、側壁と管の距離は215mmとした。処理土3の
作製は実施例2と同様の添加方法、添加率とした。処理
土を3時間養生した後に容器に投入し、水締めによる充
填具合の観察、その他性状に関する試験を行った。その
結果を表3に示した。表3から明らかなように水締めの
結果、管回りへの処理土の充填性は良好であり、強度も
十分な値を示した事から、管21〜26上及び管回りの
埋め戻し材としての使用は十分可能であると言える。ま
た比較として、砂質土に2重量部の生石灰を加えて混合
したものと粘性土に10重量部の生石灰を加えて混合し
たものとの評価を表4に示した。表4から明らかなよう
に、砂質土については、CBR20部以上の支持力が得
られるが、水締めした場合は砂質土、粘性土ともに泥状
となり管回りの埋め戻し材としては不適当であった。こ
れに対して本発明の方法では、砂質土、粘性土ともに2
4時間以内でCBR20部以上であり、水締めした後も
泥状となる事はなく、粒状を保った。
ス、吸収性ポリマー、生石灰及びセメント系固化剤をこ
の組合せでこの順又は順不同で添加して混合することに
より、短時間で水浸透性の良好な団粒化物が得られ、再
掘削性に優れているので、これは地中送電線等の土木建
設工事で得られた掘削残土を埋戻し材として使用し得る
と共に簡単かつ容易に良好な埋戻し材が得られる。
の試験装置を示す斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】土木建設工事で得られた含水比の高い掘削
残土に土質改良材を添加混合した後、養生することによ
り掘削残土の土質を改良して掘削残土を再利用する方法
において、前記土質改良材の添加混合工程が、(イ)凝
結促進剤の添加混合工程、(ロ)吸水性ポリマーの添加
混合工程、(ハ)生石灰の添加混合工程及び(ニ)セメ
ント系硬化剤の添加混合工程の順であることを特徴とす
る掘削残土を埋戻し材として再利用する方法。 - 【請求項2】 凝結促進剤が水ガラスであることを特徴
とする請求項1に記載の掘削残土を埋戻し材として再利
用する方法。
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---|---|---|---|
JP17770194A JP3193983B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 掘削残土の再利用方法 |
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JP17770194A JP3193983B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 掘削残土の再利用方法 |
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---|---|---|---|---|
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JP2007126558A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Daicel Chem Ind Ltd | 泥土改質剤及びそれを用いた泥土改質方法 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP17770194A patent/JP3193983B2/ja not_active Expired - Fee Related
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