JP3599303B2

JP3599303B2 - 軽量土工法

Info

Publication number: JP3599303B2
Application number: JP14833097A
Authority: JP
Inventors: 孝司鈴木; 勇二森谷; 浩史掘籠; 安仁森
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10338929A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量土工法に関し、特に、盛土，基礎地盤の構築，地盤の空隙部の充填などの土木・建築工事を行なうさいの基礎地盤工事に適した軽量土工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記基礎地盤工事は、従来、安全性および経済性を考慮して、例えば、軟弱地盤に盛土する場合には盛土の荷重による地面沈下を抑制するため、あるいは擁壁内に盛土する場合には盛土による擁壁への側圧を軽減するために、軽量かつ廉価な材料を用いた盛土材およびそれを使用した工法が広く知られている。
【０００３】
具体的には、
（イ）発砲スチロ−ルブロックを積み重ね、表土で覆う工法、
（ロ）残土，ヘドロなどにセメント、水を混合した泥漿物に、軽量化するために気泡、発砲スチロ−ルビ−ズなどを混入させた後、盛土し固化させる工法、
（ハ）低かさ密度の材料（軽量骨材，スラグ，シラスなど）を盛土材として、単に盛土する工法、
などが挙げられる。
【０００４】
しかしながら、上記従来工法の（イ）は、有機系材料を素材とした盛土材を用いて施工しているため、軽量であり側圧も生じないなどの利点がある反面、地下水位が上昇したとき盛土材全体に浮力が生じ地盤面を押し上げ、建造物にひずみを生じさせる欠点がある。
（ロ）は、気泡などの混入量によって盛土の密度をコントロ−ルでき、いかなる地盤の条件にも対応可能であるが、密度差の大きい材料を組合せた混合物であるために、施工した盛土の上・下層に密度差が生じ、特に下層は高密度となり易く透水性を悪くするなど施工方法に難点がある。
（ハ）は、施工が容易であり、透水性も良好であり、最も経済的ではあるが、盛土は粒状物を単に盛土しただけで盛土全体が一体化していないから、流動化し易く、地震が発生した場合や上載荷重が不均衡な場合には、盛土が変形して上載物に損壊や亀裂が発生するなどの問題がある。
【０００５】
最近、軟弱地盤に構築可能な無機系の素材および接着剤を用いた透水性軽量ブロックが提案された。
特開平７−３００９３８号公報には、粒径０．１〜１０．０ｍｍの無機発泡ビ−ズ類（例、硝子発泡ビ−ズ）に対しセメント系接着剤を４０〜５０ｗｔ％掻き混ぜ、型わくに押し込んで硬化させることにより、上記発泡ビ−ズ類が部分接着した透水性軽量ブロックの製造（同公報の実施例２および４参照）、および当該ブロックを用いて地盤の空隙部に充填することができる旨、記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の特開平７−３００９３８号公報の透水性軽量ブロックは、密度が０．５〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、圧縮強度が１０〜１５ｋｇｆ／ｃｍ^２および空隙率が４５〜５０％であり、多少の降水ならば透水する利点がある。
しかし、当該軽量ブロックを軟弱地盤に盛土した場合、降水量の多い雨期・台風時では、十分に透水できないために、構築した軽量ブロック間の空隙に雨水が集積する。そのため、軽量ブロックは、その密度が水より小さいために浮力が生じる。その浮力を押さえるための被覆層（同公報の図２〜４の符号２参照）、つまり荷重が必要であると言う欠点を有していた。
【０００７】
本発明は、上記問題点・欠点を解消すべくなされたものであって、その目的は、多雨時にあっても十分に透水し、荷重の不必要な湿潤密度（１ｇ／ｃｍ^３以上）を具備し、変形量が小さく、かつ適度の一軸圧縮強さ（１．０Ｎ／ｍｍ^２以上）を発現することのできる軽量土工法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、比較的少量の水硬性粉体を付着させた湿潤軽量骨材からなる粒状体を、盛土し、基礎地盤に構築し、または、地盤の空隙部に充填して、固化・一体化させることを特徴とし、これによって、前記目的とする軽量土工法を提供するものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、
「湿潤密度が 1 ｇ／ｃｍ ^３以上の軽量骨材であって、該軽量骨材が軽量細骨材および軽量粗骨材からなり、かつ、それらの割合が１：９〜５：５（重量比）である軽量骨材１ｍ ^３に対して、普通，早強，中庸熱ポルトランドセメント、それらポルトランドセメントに高炉スラグ，フライアッシュまたはシリカを混合した混合セメント、セメント系固化材、石灰系固化材から選ばれた少なくとも一種からなる水硬性粉体を３０〜７０ｋｇ混合し付着させた粒状体を、盛土に、基礎地盤の構築に、および／または、地盤の空隙部の充填に、使用して固化させることを特徴とする軽量土工法。」（請求項１）
を要旨とするものである。
【００１０】
また、本発明は、
・前記粒状体を締固めながら、盛土に、基礎地盤の構築に、および／または、地盤の空隙部の充填に、使用すること（請求項２）
を特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される軽量骨材は、軽量細骨材と軽量粗骨材とを併用するのが好ましく、その比率は、軽量細骨材：軽量粗骨材が概ね１：９〜５：５（重量比）の範囲である。特に、好ましい範囲は２：８〜３：７（重量比）である。
軽量細骨材が過少になると、構築物（固化体）の一軸圧縮応力に対する変形量が大きくなり、盛土や基礎地盤上に建造した構造物にひずみが生じる場合もあるので好ましくない。
【００１２】
また、軽量骨材は、湿潤密度が軽量細骨材１．１ｇ／ｃｍ^３以上、軽量粗骨材０．８ｇ／ｃｍ^３以上のものが使用できるが、重要なのは、両者を混合したときの混合物の湿潤密度が１ｇ／ｃｍ^３以上でなければならない。
【００１３】
本発明において、前記した軽量骨材としては、表面水率が３〜１５重量％の湿潤状態で使用するのが好ましい。
使用する軽量骨材の含水状態が表面乾燥飽水状態未満では、骨材内部に水が含まれていても、水硬性粉体が付着しにくく、また、その付着量も少なくなり、構築後における圧縮応力に対する変形量が大きくなり、前記したように、盛土や基礎地盤上に建造した構造物にひずみが生じる場合もあるので好ましくない。
【００１４】
次に、本発明で使用する水硬性粉体について説明する。
水硬性粉体は、表面が湿潤状態にある軽量骨材と混合し、付着させる。混合することによって、上記水硬性粉体は軽量骨材の表面水と混ざり、ペ−ストとなる。そのペ−スト量は、軽量骨材と軽量骨材との接点を接着させ、硬化後における構築物の変形量を小さくし、かつ十分な一軸圧縮強さ（１．０Ｎ／ｍｍ^２以上）を発現させる量であれば足りる。したがって、当該ペ−スト量は、軽量骨材の全表面を覆うに足る量である必要は必ずしもない。
【００１５】
水硬性粉体の混合割合は、湿潤状態の軽量骨材１ｍ ^３に対して10〜150ｋｇが好ましく、特に30〜70ｋｇが好ましい。混合割合が10ｋｇ未満の場合、前記ペ−スト量が不足して軽量骨材間の接点の接着が不十分になり、変形量が大きくなると共に一軸圧縮強さも低下し、また、150ｋｇを超える場合、一軸圧縮強さは大きくなる反面、構築物の湿潤密度が大きくなって雨水の流路を塞ぎ、排水が不十分になり、いずれの場合も好ましくない。
【００１６】
使用する水硬性粉体は、目的とする一軸圧縮強さを発現する水硬性を有する粉体であれば良く、例えば、普通，早強，中庸熱ポルトランドセメント、それらポルトランドセメントに高炉スラグ，フライアッシュまたはシリカを混合した混合セメント、セメント系固化材、石灰系固化材などが挙げられる。
【００１７】
軽量骨材および水硬性粉体の混合方法は、特に限定しないが、例えば、湿潤状態の軽量細骨材および軽量粗骨材の所定量を慣用のミキサ−に投入し混合したのち、前記水硬性粉体を投入し混合を継続するか、または、軽量細骨材，軽量粗骨材および水硬性粉体を上記ミキサ−に投入し混合するかして、軽量骨材の表面に水硬性粉体を付着させ粒状体とする方法が挙げられる。
【００１８】
以上のようにして、軽量骨材の表面に水硬性粉体を付着させた粒状体は、例えば、盛土，基礎地盤，地盤の空隙部などについて、予定した地面の高さ（整地面）まで盛土、構築あるいは充填して、固化させる。
盛土および基礎地盤の構築は、軟弱地盤や土圧の低減を図りたい地盤上での盛土および構築や、特に盛土地盤を基礎として構造物を建造する場合、盛土自体が圧縮したり不同沈下したりする場合に行なう。
地盤の空隙部とは、例えば、構造物を建造するために、整地したさいに生じる空隙（または凹部）はもとより、擁壁と地盤間の空隙，擁壁と既設盛土間の空隙，擁壁間の空隙，杭周辺の空隙などを指し、それらの大きさや形状は問わない。
【００１９】
盛土・充填方法は、常套手段にしたがう。
盛土または充填後、上面をビニ−ルシ−トその他のシ−トで覆い、７日以上養生するのが好ましい。
養生し硬化させることにより盛土または充填した粒状体は、固化の進行と共に一体となり一つの構築物となる。その構築物は、１ｇ／ｃｍ^３以上の湿潤密度を有し、１．０Ｎ／ｍｍ^２以上の一軸圧縮強さを発現し、変形量も小さい。
【００２０】
なお、上記粒状体を盛土，基礎地盤の構築または地盤の空隙部に充填した後、ブルド−ザ−などで整地し、さらに慣用の振動機（タンピングランマ−，プレ−トコンパクタ−，振動ロ−ラ−など）を用いて粒状体に振動を加えたり、転圧して締固めを行なうことによって、粒状体間の接点が増加し、構築物の一軸圧縮強さが一層向上し、変形量も小さくなる。ただし、締固めることで密度の増加と透水性の減少が生じるので、小密度や高透水性が要求される場合には、締固め仕事量を適宜調整する必要がある。
【００２１】
以上のようにして施工された構築物（固化体）の上面［粒状体を予定整地（基礎）面まで盛土した場合はその面、整地面の僅かに下方まで盛土した場合は土砂を当該整地面まで盛土し所要の締固めを行なった面］は、原位置試験などで地盤の硬化を確認後、構造物を建造する。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、本発明を具体的に説明する。
【００２３】
以下の実施例，比較例で使用した材料は、次のとおりである。
１．使用材料
水硬性粉体；「アサノクリ−ンセットＣＳ−１０」（日本セメント社製）
軽量細骨材；「アサノライト−Ｓ」（日本セメント社製）
軽量粗骨材；「アサノライト−Ｇ」（日本セメント社製）
【００２４】
２．配合・混合・充填（盛土）・養生
表１に示す配合にしたがって、上記材料をパン型ミキサ−（０．１ｍ^３）に投入し、１．５分間攪拌・混合して、軽量骨材の表面に水硬性粉体を付着させた粒状体を調製した。
得られた各粒状体をＣＢＲモールドに「ＪＩＳＡ１２１０（突固めによる土の締固め試験方法；締固め第２法）」に準じて充填締固めし（ランマは４．５ｋｇである）、７日間，２０℃で気中養生して、供試体を得た。
【００２５】
３．供試体の試験
次に示す（１）〜（３）の特性について測定し、得た結果を表１に併記した。
（１）湿潤密度（ｇ／ｃｍ^３）：養生（７日）後、総重量を測定し、その値から容器重量を差し引き、容器の容積で除して求めた。
（２）圧縮ひずみ（％）：日本道路公団の規格「岩の破砕率試験方法」に準じた試験機を用い、８ｋｇｆ／ｃｍ^２載荷して測定した。
（３）一軸圧縮強さ（Ｎ／ｍｍ^２，材令７日）：ＪＩＳＡ１２１０（突固めによる土の締固め度試験方法）に準じて測定した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
上記表１から、本発明の“湿潤軽量骨材に水硬性粉体を付着させた粒状体”を空隙部に充填する実施例１および２は、湿潤密度が大きく（１ｇ／ｃｍ^３以上）、かつ圧縮ひずみが小さいことが判明した。また、十分な一軸圧縮強さを具備していることも判った。
これに対し、水硬性粉体を混合しない比較例１および２では、湿潤密度は実施例と大きな差異はないものの、圧縮ひずみが著しく大きかった。
【００２８】
なお、実施例１および実施例２については、前記測定のほかに透水性試験を行なった。前記一軸圧縮強さ測定を行なうときの要領で供試体を作製し、養生（７日）後、モ−ルドの底板を取り外し、上部から３０秒間、１０リットル注水して透水状態を調べた結果、透水性は良好であり、上部から溢水することはなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上詳記したように、湿潤状態の軽量骨材に水硬性粉体を付着させた粒状体を盛土に、基礎地盤の構築に、及び／又は、地盤の空隙部の充填に、使用して固化させることにより、構築物は十分な透水性を有し、１ｇ／ｃｍ^３以上の湿潤密度を具備し、圧縮ひずみが小さく、かつ１．０Ｎ／ｍｍ^２以上の一軸圧縮強さを発現する、と言う効果を発揮する。
それ故に、粒状体間に雨水が堆積したり、それによって構築物に浮力が生じたり、粒状体の変形により構築物が圧縮して体積変化を生じたりすることもなく、また、擁壁などの裏込め材として使用した場合は、粒状体表面の水硬性粉体が硬化して一体となることによって側圧を防ぐことができるため、擁壁や構築物上に建造された構造物へ影響を及ぼすこともない。

Claims

湿潤密度が 1 ｇ／ｃｍ ^３以上の軽量骨材であって、該軽量骨材が軽量細骨材および軽量粗骨材からなり、かつ、それらの割合が１：９〜５：５（重量比）である軽量骨材１ｍ ^３に対して、普通，早強，中庸熱ポルトランドセメント、それらポルトランドセメントに高炉スラグ，フライアッシュまたはシリカを混合した混合セメント、セメント系固化材、石灰系固化材から選ばれた少なくとも一種からなる水硬性粉体を３０〜７０ｋｇ混合し付着させた粒状体を、盛土に、基礎地盤の構築に、および／または、地盤の空隙部の充填に、使用して固化させることを特徴とする軽量土工法。
前記粒状体を締固めながら、盛土に、基礎地盤に構築に、および／または、地盤の空隙部の充填に、使用することを特徴とする請求項１記載の軽量土工法。