JP3378063B2 - 建設発生土の改良方法 - Google Patents

建設発生土の改良方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建設発生土の改良方法
に係り、特に、建築および土木工事に伴って発生する建
設発生土等(以下、残土という。)を土質改良し、資源
として再利用を図るのに適した建設発生土の改良方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】残土の再利用に関しては、比較的含水比
の低い(含水比40%程度以下)で粘性の余り高くない
残土を対象として、生石灰を用いた残土処理のプラント
を稼働させている従来例が知られている(例えば特開昭
57−121086号公報)。しかしながら、この種の
プラントの処理方法では、含水比が40%以上で粘性が
高い残土については、生石灰等の土質安定材の添加混合
割合を極端に高くしたり、あらかじめ天日乾燥して含水
比を低減したりしないと処理できないので(そのために
は広大な敷地を必要とする)、その処理方法としては相
変わらず埋立て、投棄が主流であり、発生残土のごく一
部しか再利用されていないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常の土質改良プラン
トでは、天日乾燥だけのために敷地を広く取れないの
で、現場で発生した含水比の高い残土は天日乾燥せずに
そのまま改良するのが現実的である。しかし、含水比の
高い残土は粘着性が大であり、混合機などに土塊が付着
し易いため処理が困難となる。また、無理やり処理して
もCBR強度の向上が望めず、製品としての歩留りも悪
い。一方、生石灰の添加混合割合を極端に高くして処理
すると、CBR強度が高くなりすぎて、再掘削が困難に
なるなどの問題があった。
【0004】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、粘着性の大きな含水比の高い残
土を予め天日乾燥をする必要なしに改良土としての性質
の優れた土に効率良く改良できるようにした建設発生土
の改良方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、図1に示す工程により、建設発生土
溶性重合体を粉末状態のまま添加し、1段目の撹拌混合
機で混合しながら粒状化し、次いで、石灰を添加して2
段目の撹拌混合機で混合した後、篩分機に掛け、篩下を
改良土とし、篩上を解砕混合機に掛けた後、前記2段目
の撹拌混合機に戻すことを特徴とするものである。上記
の工程において、解砕混合機に掛けた篩上を1段目の撹
拌混合機に戻すようにすることもできる。本発明に使用
する水溶性重合体としては、土壌を団粒化する機能を有
する一般的な水溶性の重合体を使用することができる。
この土壌団粒化機能を有するものとしては、カルボキシ
ル基を含有している重合体、例えば、アラビアガム、カ
ラヤガム、トラガントガム、アルギン酸塩類、カルボキ
シメチルセルロース、カルボキシメチルハイドロキシエ
チルセルロースなどの天然または半合成の水溶性高分子
物質や、グアーガム、ローカストビーンガムなどの中性
多糖類の変性物、ボアアクリル酸塩類などの合成水溶性
高分子物質を例示することができる。
【0006】また、他の合成水溶性重合体としては、
〔メタ〕アクリル酸又はその塩と〔メタ〕アクリルアミ
ドとの共重合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニル
との共重合体、イタコン酸またはその塩と〔メタ〕アク
リルアミドとの共重合体などがあるが、好ましくは、
〔メタ〕アクリル酸又はその塩と〔メタ〕アクリルアミ
ドとの共重合体がある。〔メタ〕アクリル酸又はその塩
を含有する〔メタ〕アクリルアミド系重合体としては、
〔メタ〕アクリル酸又はその塩と〔メタ〕アクリルアミ
ドを共重合したもののほか、〔メタ〕アクリルアミドの
単独重合体を部分加水分解したものでもよい。また、以
上示したような単量体を組み合わせて共重合したもので
もよい。なお、1段目の撹拌混合機での建設発生土と前
記の水溶性重合体粉末との混合滞留時間は20秒以上と
することが好ましい。また、本発明に添加材として使用
する石灰には、生石灰または消石灰があるが、好ましく
は生石灰である。生石灰は通常市販されているものを用
いることができる。また、必要に応じて市販の石灰系改
質材やセメント系改質材を用いることも可能である。な
お、本発明における水溶性重合体、石灰の添加物使用量
は、被処理土壌の含水比により異なるため、特に限定さ
れるものではないが、通常は、残土に対して水溶性重合
体は0.001〜1.0重量%、好ましくは、0.01
〜0.5重量%である。また、石灰の添加量は、残土に
対して、通常0.2〜20重量%、好ましくは0.5〜
10重量%である。
【0007】本発明により、土質の改良が期待できる建
設発生土は、含水比が40〜200%、更に、含水比が
50〜150%程度の含水比の高い土壌であり、具体的
には、上下水道工事、道路工事、宅地造成工事などの一
般の土木、建設工事に伴って発生する残土である。な
お、本発明による土壌の改良とは、軟弱または、粘着性
の高い含水比の高い土壌を埋め戻し等の工事に再利用す
ることを目的として、貫入強度の向上を図るとともに、
砂のような流動性を付与し、固化処理することである。
従って、土壌の改良とは、単に含水比の高い土壌を塊状
固化し、流動性が失われた状態にするだけのものではな
い。
【0008】
【実施例】以下、本発明による実施例を添付の図面を参
照して説明する。次に、図2は、本発明による方法を適
用した残土改良設備の一実施例の工程を図式的に示す図
である。まず、関東ロームのような残土10は、ホッパ
20に投入される。このホッパ20には、その上部に設
けられた格子材22を介して残土10が投入されるよう
になっており、残土10のうち処理に不適当な大塊24
が分離除去される。ホッパ20から投入された残土10
には、水溶性重合体粉末70が添加されて、第一段目の
撹拌混合機30を用いて一定時間混合される。このよう
にして水溶性重合体粉末70と混合された残土10に
は、生石灰80が添加されながら、第二段目の撹拌混合
機30aに供給される。この撹拌混合機30aで、一定
時間撹拌された混合土は、篩分機90に投入され、篩い
分け操作が加えられる。篩上の残土は、解砕混合機50
によって細かな粒度に解砕されてから、再度二段目の撹
拌混合機30a又は一段目の撹拌混合機30に戻され混
合操作を受ける。篩下は、一定の粒度に調整された改良
土100となる。なお、前記工程において、撹拌混合機
30、30aとしては、好適には、2軸パドルミキサー
が使用され、解砕混合機50としては、インパクトミキ
サーが使用される。
【0009】ここで、図3、図4に基づき、撹拌混合機
30、30aとして使用される2軸パドルミキサについ
て説明する。この2軸パドルミキサでは、ケーシング3
1の内部に2本の回転軸32、32が平行に軸受40、
40を介して回転自在に支持されており、この回転軸3
2の外周面に複数のアーム33が植設されている。アー
ム33には、回転軸32の軸線に対して45°の角度を
なす向きにねじったピッチの羽根34が取り付けられて
いる。回転軸32を駆動するギャードモータ35の回転
トルクは、駆動スプロケット36と、一方の回転軸32
に連結された従動スプロケット37との間に張設された
ローラチェーン38を介して回転軸32に伝達される。
回転軸32、32の軸端では、同調ギア39が噛み合っ
ているので、回転軸32は互いに反対の回転方向に等し
い回転数で回転するようになっている。
【0010】一方、ケーシング31は、勾配調整機構4
1によって支持されており、支持アーム42が伸縮し
て、ケーシング31の全体を供給側から排出側に向けて
の登り勾配の角度に調整できるようになっている。従っ
て、勾配を大きくすることによって、残土10と水溶性
重合体粉末70との混合時間を15秒から60秒程度ま
での間で調整できるようになっている。このような2軸
パドルミキサでは、供給口からケーシング31の内部に
投入された混合土は、回転軸32の回転ととともに、排
出口側に移送されながら連続して撹拌混合される。この
場合、含まれる土塊は、羽根34の間で解砕され、一
方、礫や舗装廃材の破片などの異質な物質は、そのまま
の塊で解砕されずに排出される。
【0011】次ぎに、解砕混合機50として使用される
インパクトミキサについて、図5に基づき説明する。こ
のインパクトミキサのケーシング51には、その上面に
開口する投入口52から混合土が投入される。混合土
は、水平な主軸53に取り付けられるローターディスク
54の外周縁にプロテクタ56を介して等間隔で装着さ
れている打撃板55上に落下し、この打撃板55によっ
て打撃を受けて、ローターディスク54を間に対向する
ように垂設されている可撓性の弾性解砕板57、57に
向けて飛び散るようになっている。弾性解砕板57は、
その下端部をゴムなどを用いた緩衝部材58を介してケ
ーシング51の側面に固定されている。一方、弾性解砕
板57の上端部は、それぞれ弾性解砕板57に揺動屈曲
運動を与える解砕板揺動装置59と連結されている。こ
の解砕板揺動装置59は、駆動モータ60により回転駆
動されるクランク61にリンク部材62を介して揺動リ
ンク63と連結されている。従って、解砕板揺動装置5
9によって揺動リンク63は、支点64を中心に揺動す
るので、弾性解砕板57に衝突した際に付着成長しよう
とする混合土は、解きほぐされるとともに、十分に解砕
され、良好な粒度に調整されて下方の排出口から排出さ
れる。このようなインパクトミキサーを使用することに
より、篩分機90を通過しなかった篩上に機械的な衝撃
を加えることによって、可及的に細かな粒状物に解砕す
ることができる。
【0012】次に、以上の工程により含水比101%の
軟弱な関東ローム層を残土に用いて行った実施例の試験
結果を以下に示す。この試験においては水溶性重合体に
は、次ぎの表1に示す重合体を使用した。
【0013】
【表1】 実施例1a この実施例では、前記の残土に対して0.1重量%の重
合体Aをパドルミキサー30で60秒間撹拌混合し、次
いで生石灰80を3重量%添加しながら、15秒間第2
段目のパドルミキサー30aで混合した。混合土は、網
目13mmの篩分機90にかけて、篩を通過しない篩上
は、インパクトミキサー50にかけて粉砕した後2段目
のパドルミキサー30aに戻し、再度解砕混合処理を加
え、篩下を製品化率95%で改良土として得た。ここの
改良土は、粒径が約3mmの砂のような流動性を有し、
JISA1211CBR試験方法に従い、測定したCB
R値は、8.8%(貫入強度は121Kg/cm2)で
あった。なお、原料土のCBR値は軟弱なため測定が不
可能であった。また、改良土の透水性は良好で川砂と同
等以上であった。
【0014】実施例1b 第一段目のパドルミキサー30での撹拌混合時間を30
秒間と短縮する以外は、実施例1aと同様の条件の下で
試験を行ったところ、良好な改良土が得られ、製品化率
は94%であった。改良土のCBR値は8.5%(貫入
強度は116Kg/cm2)であり、透水性は良好であ
った。
【0015】実施例1c 一段目のパドルミキサー30での撹拌混合時間を15秒
とさらに短縮して、実施例1aと同様の条件の下で試験
を行ったところ、粒状化が悪く、篩分機90への付着が
みられた。また、篩分機90でのオーバー分が多く、製
品化率は83%と低下した。改良土のCBR値は、6.
1%(貫入強度は84Kg/cm2)であり、透水性は
砂と土との中間の値であまり良好ではなかった。
【0016】実施例2 この実施例では、重合体Aの代わりに重合体Bを使う以
外は、実施例と同じ条件で試験を行った。この重合体B
と残土をパドルミキサー30で60秒間撹拌混合して
も、重合体Aと同様に良好な改良土が得られ、製品化率
は94%であった。改良土のCBR値は8.3%(貫入
強度は114Kg/cm2)であり、実施例と同様に透
水性は良好であった。 実施例3 この実施例では、重合体Aの代わりに重合体Cを用い
た。その他の条件は、実施例1と同様である。この重合
体Cと残土を60秒間撹拌混合しても、同様に良好な改
良土が得られ、製品化率は95%であった。改良土のC
BR値は8.8%(貫入強度は121Kg/cm2)で
あり、実施例と同様に透水性は良好であった。 実施例4 この実施例では、重合体としてアルギン酸ナトリウム−
Hを、残土に対して0.2重量%添加しパドルミキサ3
0で60秒間混合して同様の試験を行った。製品化率は
90%であった。改良土のCBR値は8.2%(貫入強
度は122Kg/cm2)であり、実施例と同様に透水
性は良好であった。 比較例1 一方、篩分機90での篩上をインパクトミキサー50で
解砕せずに生石灰と混合するパドルミキサー30aに戻
す以外は、実施例1と同様の条件で試験を行ったとこ
ろ、製品化率は、71%と低かった。一方、得られた改
良土の物性は非常に良好で、CBR値は8.5%(貫入
強度は121Kg/cm2)であり、透水性も良好であ
った。この結果から、製品化率を高めるためには、篩上
をインパクトミキサー50で機械的に解砕混合すること
が有効であることがわかる。 比較例2 また、残土に重合体を全く混合しないで、残土に生石灰
を添加して、撹拌混合したところ、パドルミキサー等に
土塊が付着し、処理不能となった。
【0017】以上の試験結果を表2にまとめて示す。
【0018】
【表2】 以上の結果から、性質の良好な改良土を得るためには、
パドルミキサー30による撹拌混合時間は20秒以上が
適切で、また、製品化率を高めるためには、篩下をイン
パクトミキサー50で解砕する方法が有効な手段である
ことが判明した。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、水溶性重合体の粉末を添加することにより土
壌を造粒し、また、石灰を添加することにより土壌粒子
間の付着防止を行い土壌に砂のような流動性を付与しつ
つ、相乗効果により石灰による土壌の改良効率を高める
ことができる。このため、従来の土壌に石灰を単独で混
合して改良処理するものでは困難な含水比の高い残土に
ついても、製品化率の高い処理が可能であり、得られた
改良土はCBR値、貫入強度とも良好であるため、これ
まで再利用が不可能なため埋立て、投棄されていた高含
水比の建設発生土を天日乾燥せずにそのまま効率良く改
良し、資源として再利用することができる。また、得ら
れる改良土は、透水性が良好であるため、例えば、配管
下部等への水締め施工への利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による建設発生土の改良方法の工程を示
す工程図。
【図2】本発明による建設発生土の改良方法を適用した
残土改良設備の一実施例による工程を示す図式図。
【図3】撹拌混合機として使用さるれ2軸パドルミキサ
ーの平面図。
【図4】図3における2軸パドルミキサーの側面図。
【図5】解砕混合機として使用されるインパクトミキサ
ーの構造を表わした側面図。
【符号の説明】
10 残土 20 ホッパ 30 撹拌混合機 30a 撹拌混合機 32 回転軸 34 羽根 41 勾配調整機構 50 解砕混合機 52 投入口 54 ローターディスク 55 打撃板 57 弾性解砕板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長 岡 茂 徳 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重 工業株式会社 八千代工場内 (72)発明者 森 賢 治 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平2−194891(JP,A) 特公 平1−46659(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 7/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】建設発生土水溶性重合体を粉末状態のま
    ま添加し、1段目の撹拌混合機で混合しながら粒状化
    、次いで、石灰を添加して2段目の撹拌混合機で混合
    した後、篩分機に掛け、篩下を改良土とし、篩上を解砕
    混合機に掛けた後、前記2段目の撹拌混合機に戻すこと
    を特徴とする建設発生土の改良方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の建設発生土の改良方法に
    おいて、篩上を解砕混合機に掛けた後、前記1段目の撹
    拌混合機に戻すことを特徴とする建設発生土の改良方
    法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の建設発生土の改
    良方法において、1段目の撹拌混合機での建設発生土と
    水溶性重合体粉末との混合滞留時間を20秒以上とする
    ことを特徴とする建設発生土の改良方法。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3に記載の建設発生土の改良
    方法において、水溶性重合体がカルボキシル基含有水溶
    性重合体であることを特徴とする建設発生土の改良方
    法。
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