JP3727930B2 - ガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法および流動化処理工法、ならびに流動化処理工法に用いる流動化処理土 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、流動化処理土の作製方法および流動化処理工法、ならびに流動化処理工法に用いる流動化処理土に関するものであり、特に廃ガラスびん等のガラス製品を上記工法などに適用して該ガラス製品を有効利用する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
道路の地下には、電話線、光ファイバーケーブル、ガス管、上下水道管、電力ケーブル等、種々の管類、ケーブル類が埋設されているが、必要に応じて、あるいは定期的に、これらの管類、ケーブル類を掘り出して、補修、交換を行い、この後再び埋め戻している。この埋め戻しの際、埋め戻しに用いる処理目的土には、(1)埋設管下部や管と管の隙間に充填可能な流動性、(2)打設後できるだけ短時間で、埋め戻した処理土上に砂または砕石の転圧等の復旧作業ができる速硬性及び(3)人力掘削が可能な再掘削性等が求められる。そこで、従来より掘り出した処理目的土に水等を混ぜて流動化させ、これに固化材を混合させて流動処理土を作製し、掘削により生じた掘削溝に流動化処理土を流し込む、いわゆる流動化処理工法が提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
また、軟弱な地盤の支持力を増加、沈下抑制、止水または振動に対する安定性向上などの観点から軟弱地盤を改良する地盤改良工法が従来より提案されている(特許文献2参照)。この地盤改良工法は、軟弱地盤を構成する現場改良目的土に固化剤を添加し、撹拌手段により撹拌施工することにより軟弱地盤を強化するものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−26542号公報((0002)、(0003))
【特許文献2】
特開平5−331830号公報((0002))
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、一般廃棄物として排出されるガラスびんのうち無色透明なガラスびんを主に約70%がカレットして再利用されているが、有色ガラスびんのほとんどは最終処分場において廃ガラスびんとして埋立て処分されるのが現状である。この埋立て処分に用いられている廃ガラスびん等のガラス製品の有効利用に関心がもたれている。しかしながら、廃棄処分されるガラス製品と、上記した流動化処理工法や地盤改良工法とを効果的に結び付けることで、ガラス製品の有効利用を図るとともに、上記工法の施工性の向上などを図るという具体的な試みはなく、改善の余地が大きく残されていた。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、廃ガラスびん等のガラス製品の有効利用を促進するとともに、流動化処理工法の施工性を向上させることができる流動化処理土の作製方法、流動化処理工法および該工法に用いる流動化処理土を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる流動化処理土の作製方法は、上記目的を達成するため、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得る、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を準備する第1工程と、前記ガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌して流動化処理土を作製する第2工程とを備えている。
【0009】
このように構成された流動化処理土の作製方法では、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を、処理目的土と、固化剤と、また必要に応じて水または泥水と混合撹拌することで流動化処理土を作製している。したがって、従来廃棄処分されていた廃ガラスびん等のガラス製品が有効利用される。ここで、ガラス粒の供給については、自らが廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得るようにしてもよいし、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を第三者から購入するなどにより該ガラス粒を準備するようにしてもよい。
【0010】
また混合撹拌により、流動化処理土におけるガラス粒の流動性および強度特性が確保されるとともに、ガラス粒と処理目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができる。したがって、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。ここで、ガラス粒の代わりに山砂等を混合させることも考えられるが、本発明の如くガラス粒を用いることで次のような作用効果が得られる。すなわち、都市部への山砂等の調達・搬入は単にコスト面での負担が大きくなるだけでなく、山砂採取箇所及び掘削土廃棄箇所の環境保全の観点からも問題があるのに対し、ガラス粒の原材料となる廃ガラスびん等は都市部に豊富に存在しており、上記問題は一切発生せず、非常に効率的、かつ合理的な工法であるといえる。
【0011】
また、この発明にかかる流動化処理土は、上記目的を達成するため、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌してなる。このような流動化処理土を用いることで、上記流動化処理工法と同様に、廃ガラスびん等のガラス製品を有効利用することができるとともに、優れた施工性で流動化処理を行うことが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明にかかる流動化処理工法の一実施形態を示す図である。この流動化処理工法では、建設現場で発生する建設残土や泥土などの建設発生土が所定のプラント工場に搬入され(ステップS1)、同工場内に設けられた建設発生土用のストックヤードにストックされる(ステップS2)。また、同工場には、廃ガラスびんが搬入され(ステップS3)、廃ガラスびん用のストックヤードにストックされる(ステップS4)。
【0015】
このプラント工場には、建設発生土用のストックヤードに貯留されている建設発生土を本発明の「処理目的土」とし、この建設発生土から調整泥水を作製する作製プラントが設けられている。そして、必要に応じて建設発生土用のストックヤードから建設発生土をこの作製プラントに搬送するとともに、その建設発生土に水や泥水を加えて比重を調整した泥水、つまり調整泥水を作製する(ステップS5)。
【0016】
また、このプラント工場には、上記作製プラントのほかに、廃ガラスびんを破砕する破砕プラントおよび混合プラントとが設けられている。そして、必要に応じて廃ガラスびん用のストックヤードから廃ガラスびんをこの破砕プラントに搬送するとともに、その廃ガラスびんを破砕・分粒する(ステップS6)。この破砕プラントとしては、例えば特開平9−99250号公報に記載された装置を用いることができ、該装置により粒径ごとにガラス粒を選別することができる。そこで、ここでは、各粒径に区分けしながらガラス粒を分粒ストックヤードに貯留する(ステップS7)。
【0017】
一方、混合プラントでは、作製プラントから送られてくる調整泥水と、分粒ストックヤードから送られてくるガラス粒と、固化剤、例えばセメント系固化剤とを混合して流動化処理土を作製する(ステップS8)。ここでは、予めガラス粒を分粒ストックしているため、流動化処理土に適した粒径のガラス粒を用いることができる。なお、ガラス粒の粒径、ならびに建設発生土(処理目的土)に対するガラス粒の混入率などについては、後の実施例で詳述する。
【0018】
こうして作製された流動化処理土については、ミキサー車などの運搬車両により流動化処理を必要とする現場に運搬する(ステップS9)。そして、この現場では、運搬車両から掘削箇所などに流動化処理土を打設して埋め戻しを行う(ステップS10)。
【0019】
以上のように、この実施形態によれば、廃ガラスびんを破砕してなるガラス粒を利用して流動化処理土を作製し、その流動化処理土を用いて埋め戻しを行っているため、廃棄処分されていた廃ガラスびんを有効的に利用することができる。また混合撹拌により、流動化処理土におけるガラス粒の流動性および強度特性を確保することができ、しかもガラス粒と処理目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができるため、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。
【0020】
なお、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、作製プラント、破砕プラントおよび混合プラントを同一のプラント工場に集中的に設けているが、これらのプラントの配設位置や配設数などは任意であることはいうまでもなく、例えば混合プラントを現場に設けるとともに、調整泥水およびガラス粒を現場に運搬して該現場で流動化処理土を作製するようにしてもよい。
【0021】
また、上記実施形態では、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を用いて流動化処理土を作製するとともに、自らがその流動化処理土を埋め戻すようにしているが、流動化処理土の埋戻工程(請求項3記載の発明の「第3工程」に相当)については第三者により行うようにしてもよい。例えば、上記のようにして作製した流動化処理土をミキサー車などの運搬車両によって第三者に引渡し、この第三者が流動化処理土の埋戻工程を行うようにしてもよい。
【0022】
また、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、作製プラントでは水を建設発生土(処理目的土)に加えて調整泥水を作製しているが、水の代わりに泥水を用いてもよい。また、混合プラントでは、調整泥水、ガラス粒および固化剤を混合させて流動化処理土を作製しているが、さらに必要に応じて水または泥水を加えて混合撹拌して流動化処理土を作製するようにしてもよい。
【0023】
また、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、ガラス粒の原材料として廃ガラスびんを用いているが、廃ガラスびん以外のガラス製品を原材料としてもよいことはいうまでもない。また、この実施形態では、ガラス粒の供給については、自らが廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得るようにしてもよいし、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を第三者から購入するなどにより該ガラス粒を準備するようにしてもよい。この点に関しては、後の地盤改良工法においても同様である。
【0024】
さらに、上記実施形態にかかる流動化処理工法では、固化剤としてセメント系固化剤を用いているが、固化剤の種類はこれに限定されるものではなく、流動化処理土を作製する際に従来より使用されている他の固化剤を用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
【0025】
図2は、この発明にかかる地盤改良工法の一実施形態を示す図である。この地盤改良工法では、上記流動化処理工法と同様に、プラント工場に廃ガラスびんが搬入され(ステップS11)、廃ガラスびん用のストックヤードにストックされる(ステップS12)。そして、必要に応じて廃ガラスびん用のストックヤードから廃ガラスびんをこの破砕プラントに搬送するとともに、その廃ガラスびんを破砕・分粒した(ステップS13)後、各粒径に区分けしながらガラス粒を分粒ストックヤードに貯粒する(ステップS14)。
【0026】
こうして分粒ストックされているガラス粒のうち地盤改良に適した粒径のものをトラックなどの運搬車両により現場に運搬する(ステップS15)。そして、この現場では、地盤改良の対象となる現場改良目的土にガラス粒および固化剤(例えばセメント系固化剤)を混合撹拌し(ステップS16)、撹拌施工する(ステップS17)。
【0027】
以上のように、この実施形態によれば、廃ガラスびんを破砕してなるガラス粒を利用して地盤改良を行っているため、廃棄処分されていた廃ガラスびんを有効的に利用することができる。また混合撹拌により、現場改良目的土におけるガラス粒の流動性および強度特性を確保することができ、しかもガラス粒と現場改良目的土との混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができるため、優れた施工性で地盤改良を行うことができる。
【0028】
なお、上記実施形態にかかる地盤改良工法では、固化剤としてセメント系固化剤を用いているが、固化剤の種類はこれに限定されるものではなく、地盤改良の際に従来より使用されている他の固化剤を用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
【0029】
また、上記実施形態にかかる地盤改良工法では、現場改良目的土、ガラス粒および固化剤を混合撹拌しているが、必要に応じて骨材や水などを添加して混合撹拌するようにしてもよい。
【0030】
また、本発明(流動化処理工法、流動化処理土および地盤改良工法)は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【0031】
【実施例】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【0032】
セメント、水、処理目的土およびガラス粒を表1に示す配合で流動化処理土を作製し、比較例1および実施例1〜4の試験試料を作製した。
【0033】
【表1】
【0034】
ここでは、比較例1および実施例1〜4とも、セメント100(kg/m3)に対して水を430(kg/m3)に設定し、処理目的土として粘土残土を用いている。一方、ガラス粒の混入の影響を調べるべく、ガラス粒の粒径として、「0〜5.0mm」、「0〜1.2mm」、「2.5〜5.0mm」、「5.0〜8.0mm」の4種類を準備した。なお、表1中の「ガラス粒の混入率」とは、処理目的土に対するガラス粒の容積比を示すものであり、本発明の「前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率」に相当する。
【0035】
そして、各試験試料について、フロー、20時間後のブリージング率、材齢28日における一軸圧縮強さを測定し、その結果を表1にまとめている。ここでは、測定結果を求めるにあたって、以下の試験や測定法を用いている:
フロー:JHSA313−1992に規定する「エアモルタル及びエアミルクの試料方法」の1.2(シリンダー法)による;
ブリージング率:JSCE−F522−1999に規定する「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーヂィング率および膨張率試験方法」(ポリエチレン袋方法);
一軸圧縮強さ:JISA 1216に規定する「一軸圧縮試験」。
【0036】
また、ガラス粒の粒径に対する一軸圧縮強さの変化を材齢2日、3日、7日および28日のそれぞれについて図3に示している。
【0037】
これらの表1および図3から次のことがわかる。すなわち、ガラス粒を混入することによって、ガラス粒を混入しない比較例1(処理目的土のみ)に比べて強度などを向上させることができ、ガラス粒の混入の有効性がわかる。また、一軸圧縮強さ、ブリージング率などを総合的に考慮すると、ガラス粒としては、0〜5.0mmのものを用いるのが望ましい。
【0038】
また、ガラス粒の混入率が一軸圧縮強さなどに与える影響や山砂に対する優位性を検証するために、セメント、水、処理目的土およびガラス粒を表2に示す配合で流動化処理土を作製し、比較例2〜7および実施例5〜9の試験試料を作製した。
【0039】
【表2】
【0040】
ここでは、比較例2〜7および実施例5〜9とも、セメント80(kg/m3)に対して水を370(kg/m3)に設定し、処理目的土として普通残土を用いるとともに、ガラス粒の混入率の影響を調べるべく、粒径が「0〜5.0mm」のガラス粒を普通残土に対して「0%」、「10%」、「20%」、「30%」、「40%」、「50%」の混合率で混合した。また、ガラス粒の代わりに「0〜5.0mm」の山砂を準備して同様の混合率で普通残土に混合した。
【0041】
そして、各試験試料について、20時間後のブリージング率、材齢28日における一軸圧縮強さを測定し、その結果を表2にまとめている。また、比較例2と実施例5〜9について、ガラス粒の混入率に対する一軸圧縮強さの変化を材齢3日、7日および28日のそれぞれについて図4に示している。さらに、比較例2(処理目的土100%)、実施例6(処理目的土80%+ガラス粒20%)、比較例4(処理目的土80%+山砂20%)について、一軸圧縮強さの変化を材齢3日、7日および28日のそれぞれについて図5に示している。
【0042】
これらの表2および図4から次のことがわかる。すなわち、先に説明した試験結果と同様に、ガラス粒を混入することによって、ガラス粒を混入しない比較例2(処理目的土のみ)に比べて強度などを向上させることができ、ガラス粒の混入の有効性がわかる。また、ガラス粒の混入率としては、約10%〜30%混入するのが好ましく、さらに約10%〜20%の範囲に設定するのがさらに好ましい。
【0043】
また、表2および図5から明らかなように、ガラス粒を混入することは山砂を混入した場合と同等、あるいはそれ以上の有用性を有している。したがって、すでに述べたように山砂の代わりにガラス粒を効果的に用いることができ、強度向上や施工性などの面からむしろガラス粒を用いることが有用となることもある。
【0044】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒を、流動化処理工法や流動化処理土に用いているので、従来廃棄処分されていた廃ガラスびん等のガラス製品を有効利用することができる。また、ガラス粒を処理目的土に混合させているため、ガラス粒の流動性および強度特性を確保するとともに、ガラス粒と目的土の混合を利用して材料分離抵抗の特性を向上させることができる。つまり、優れた施工性で流動化処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる流動化処理工法の一実施形態を示す図である。
【図2】この発明にかかる地盤改良工法の一実施形態を示す図である。
【図3】ガラス粒の粒径に対する一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【図4】ガラス粒の混入率に対する一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【図5】処理目的土に対して、ガラス粒を混入する場合と山砂を混入する場合との一軸圧縮強度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
S5…調整泥水の作製工程(第2工程)
S6、S13…廃ガラスびんの破砕・分粒工程(第1工程)
S10…打設工程(第3工程)
S16…混合撹拌工程(第2工程)
S17…撹拌施工(第3工程)
Claims (5)
- 廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してガラス粒を得る、あるいは廃ガラスびん等のガラス製品を破砕することにより形成されたガラス粒を準備する第1工程と、
前記ガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌して流動化処理土を作製する第2工程と
を備え、
前記第1工程は、
前記ガラス粒として粒度が0〜5.0mmのガラス粒を得るもので、
前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率を、容積比で10〜30%とする
ことを特徴とするガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法。 - 前記第2工程は、
前記処理目的土に水または泥水を添加して比重を調整した調整泥水を作製する工程と、
前記調整泥水と、前記ガラス粒と、固化剤とを混合撹拌して流動化処理土を作製する工程と
を備える請求項1記載のガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法。 - 請求項1または2記載のガラス製品を利用した流動化処理土の作製方法と、
前記流動化処理土を埋め戻す第3工程と
を備えることを特徴とするガラス製品を利用した流動化処理工法。 - 廃ガラスびん等のガラス製品を破砕してなるガラス粒と、処理目的土と、固化剤と、必要に応じて水または泥水とを混合撹拌してなり、
前記ガラス粒の粒径が0〜5.0mmであり、
前記処理目的土に対する前記ガラス粒の混入率を、容積比で10〜30%とする
ことを特徴とする流動化処理土。 - 前記ガラス粒と、前記固化剤と、前記処理目的土に水または泥水を添加して比重を調整した調整泥水とを混合撹拌してなる請求項4記載の流動化処理土。
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