JP5269235B2

JP5269235B2 - 流動化処理土による埋め戻し方法

Info

Publication number: JP5269235B2
Application number: JP2012234504A
Authority: JP
Inventors: 義夫共田
Original assignee: Sanwa Co Ltd
Current assignee: Sanwa Co Ltd
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-12-14
Also published as: JP2013064314A

Description

本願発明は、流動化処理土による埋め戻し方法に関するものである。

従来より、特許文献１や特許文献２に示す流動化処理土に関する技術が知られている。

特許文献１は、建設汚泥を処理して含水率を約５５％〜約６５％に調整した調整汚泥１０リットルに対して水を約２．５〜約３．５リットルの範囲で、また、調整汚泥と水との混合組成物１０Ｌｔｒに対して、セメント、セメント系固化材、セメント・石灰複合系固化材、及び石灰の中から選択した固化材を、水に溶解した固化材の固形分として約０．６〜約０．８ｋｇの範囲で混合し、流動性を持ち、１．０ｋｇ／ｃm²〜５．０ｋｇ／ｃm²の一軸圧縮強度を有し、かつ、ブリージング率３％以下、フロー値約１６０〜３００ｍｍの流動化処理土を得ることを特徴とする流動化処理土の製造方法を開示するものである。この製造方法は、少ない水分量の調整汚泥に対して、比較的少ない固化材を加えて流動化処理土を製造するものであり、攪拌装置を備えたアジテータ車（コンクリートキミサー車）で移送し、これによって建築現場等の露天の埋め戻し空間の埋め戻しを行なうことに適している。ところが、この特許文献１の流動化処理土は、少ない水分量で少量の固化材を混練するため、混練後、攪拌装置のないバキューム車では、その移送が困難であった。特に、１時間以上の移送には耐えることができないものであった。

特許文献２は、残土を使用することにより、配管の管内などの空間を充填するものであって、残土を収容する施設敷地と、残土が充填される空間がある現場とは、夫々異なる場所であり、上記施設敷地に少なくとも収容槽を設置し、収容槽に収容された残土に水を混合し、残土に水を混合した後、施設敷地においてセメントを混入せずに、現場まで残土を移送し、タンクとバキュームポンプとを備えるバキューム車を用い、現場において、少なくとも、ミキサーと、バキューム車と、サンドポンプとを設置しておき、移送されてきた残土をミキサーに移してセメントを加え、練り潰して、フロー３００ｍｍ〜４５０ｍｍのスラリーモルタルを形成し、上記にて形成されたモルタルを、バキューム車のタンクに移し、バキューム車のタンクへ、サンドポンプを接続し、サンドポンプに吐出用のホースを接続し、サンドポンプとバキューム車のバキュームポンプとを作動させることにより、外部より上記の空間内に、当該モルタルを圧送するものであり、上記のサンドポンプには、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルの能力を備えたものを採用し、上記のバキュームポンプには、０．９８〜９．８Ｎの圧力を負荷することができるものを採用することを特徴とする残土充填方法を開示するものである。この残土充填方法では、比重１．１５の比較的多い水分量の調整汚泥に対して、比較的多量の固化材（上記調整汚泥１m³に対して上記固化材１５０kg）を加えることで、流動性が極めて高く、アジテータ車（コンクリートキミサー車）のみならず、バキューム車で移送できる共に、地中埋設管内で５００ｍ以上の圧送を可能としたものである。この特許文献２の方法は、上記のように地中埋設管内での圧送距離を長く伸ばすことができたが、高い一軸圧縮強度を実現することはできなかった。特に、露天の埋め戻し現場にあっては、埋め戻した後の地盤の強度が、埋め戻し現場周辺の掘削前地盤と略等しいか、それ以上となることが望ましい。

特許３８３９６４２号公報特許４０９８６７５号公報

本願発明の目的は、攪拌装置を備えたアジテータ車のみならず、攪拌装置を備えていないバキュームによっても移送可能であり、且つ、２００kN／m²を超える、より望ましくは強固な地盤と言われる２４０kN／m²を超える高い一軸圧縮強度を実現することが可能な流動化処理土による埋め戻し方法の提供を図ることにある。

本願発明は、汚泥に対して、セメント、セメント系固化材、セメント・石灰複合系固化材、及び石灰の中から選択した固化材を加えることにより、ブリージング率３％以下の流動化処理土を製造すると共に、製造した流動化処理土で埋め戻しを行なう方法において、上記汚泥に対して調整汚泥製造工程と混練処理工程を行なうものであり、上記調整汚泥製造工程は、汚泥に対する水分調整を行なうことで、比重１．１８以上１．２８未満に調整した調整汚泥を得る工程であり、
上記混練処理工程は、上記調整汚泥１m³に対して上記固化材を１５０kg以上２６０kg未満の範囲で加えて混練する工程であり、これらの工程によって、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００kN／m²以上の流動化処理土を製造し、上記流動化処理土を、移送すると共に、ポンプによって埋め戻し空間に充填し、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００kN／m²以上の埋め戻し状態を得ることを特徴とする流動化処理土による埋め戻し方法を提供する。
上記流動化処理土は、特に限定されないが、例えば、攪拌装置を備えないバキューム車によって移送し、この流動化処理土をバキューム車に搭載されたポンプ又はサンドポンプの少なくとも何れか一方によって、埋め戻し空間に充填することができる。
上記混練処理工程は、特に限定されないが、例えば、上記調整汚泥に脱水ケーキを加える脱水ケーキ添加工程を含み、上記脱水ケーキ添加工程は、予め得られていた調整汚泥に対して上記の固化材を加えてから脱水することによって脱水ケーキを製造し、この脱水ケーキを、上記調整汚泥に加えるものであり、上記の混練処理工程の終了時の流動化処理土の比重が１．２５以上であることが好ましい。
上記調整汚泥製造工程は、特に限定されないが、例えば、汚泥を分級して７４μｍ以下の細粒を主成分とする汚泥に対して、水分調整を行なうことで、比重１．１８以上１．２８未満に調整した調整汚泥を得る工程であり、上記の混練処理工程の終了時の流動化処理土の比重が１．２５以上であることが好ましい。

本願発明は、攪拌装置を備えたアジテータ車のみならず、攪拌装置を備えていないバキュームによっても移送可能であり、且つ、２００kN／m²を超える、より望ましくは強固な地盤と言われる２４０kN／m²を超える高い一軸圧縮強度を実現することが可能な流動化処理土による埋め戻し方法を提供し得たものである。

本願発明の実施の形態の説明図である。本願発明の他の実施の形態の説明図である。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図１に、本願発明の実施の形態を示す。

まず、土（又は汚泥）の発生場所（図示せず）と、土を収容する工場などの施設（施設敷地Ｐ）と、埋め戻される露天空間がある現場Ｑとが、夫々異なる場所である場合を説明する。

この実施の形態に係る流動化処理土による埋め戻し方法は、調整槽４と、ミキサー３と、サンドポンプ２と、バキュームカー１（バキューム車）を備える。上記施設敷地Ｐから現場Ｑの間の距離ｋは、車両等の通常のモルタルの移送手段によって、１〜２時間以内に移動できる程度とする。
先ず、土（主として建設汚泥）は、建築現場や採掘場所等の土の発生場所から、トラック等の車両や、その他の周知の運搬手段を利用して、上記施設敷地Ｐに移送される。

上記施設敷地Ｐには、上記調整槽４と、ミキサー３とが設置されている。この調整槽４において土（又は汚泥）は、適切な値に水分調整されて調整汚泥ｚとされ、この調整汚泥ｚは、ミキサー３に移され、セメントが加えられる。当該ミキサー３にて調整汚泥ｚにセメントが練り込まれ、流動化処理土ｍが製造される。

この流動化処理土の製造方法をより詳しく説明する。この流動化処理土の製造工程は、（ａ）調整汚泥製造工程と、（ｂ）混練処理工程とを備える。

（ａ）調整汚泥製造工程は、
（ａ１）汚泥の受け入れ
（ａ２）加水・解泥
（ａ３）分級
（ａ４）備蓄
（ａ５）水分調整
の各ステップを含むものであり、以下、これらのステップについて説明する。

（ａ１）汚泥の受け入れ
建設現場等で発生した汚泥を受け入れる。この受け入れは、建設現場に充填材製造プラントを設けた場合には、当該現場で行うこともできるが、充填材製造プラントが遠隔地にある場合には、バキューム車等の移送手段で移送して、蓄積場に受け入れて蓄積する。

（ａ２）加水・解泥
受け入れ、必要に応じて蓄積した建設汚泥は、固塊状であったり、水分の量が次のステップの（ａ３）分級に適さない状態であったりするため、必要に応じて水を加えたり、固塊をつぶして細かくする。

（ａ３）分級
建設汚泥を、粗骨材（粒径７５μｍ以上）と、細粒の汚泥（粒径７４μｍ以下）とに分離する。本発明では、この細粒の汚泥（粒径７４μｍ以下）を主成分とするもので、細粒の汚泥を５０重量％以上、好ましくは７５重量％以上、最も望ましくは全量配合する。分級の方法としては、篩による篩分離やサイクロン分離機によるサイクロン分離を挙げることができ、必要に応じて、これらを組み合わせて複数回の分級を行って、分級の精度を高めることが望ましい。

（ａ４）備蓄
分級によって得られた汚泥は、すぐに用いることもできるが、必要に応じてタンク等に備蓄することもできる。
（ａ５）水分調整
調整槽４にて、水を加えるなどして汚泥の水分量を調整し、目標の水分量にした調整汚泥ｚを製造する。本発明の水分量は、下記の通りである。
比重１．１８〜１．２７
含水率７５．４〜６５．７％（比重からの換算値）

（ｂ）混練処理工程
混練処理工程は、上記の調整汚泥ｚをミキサーに投入して、固化材投入してミキシングして流動化処理土を製造する工程である。固化材としては、セメント、セメント系固化材、セメント・石灰複合系固化材、石灰等を例示できる。固化材の量は、調整汚泥１m³に対して固化材を１５０kg以上２６０kg未満の範囲とするものであり、ミキサーで十分に混練する。これにより得られた流動化処理土は、比重が１．２５〜１．４０、フロー値は１４０〜４００mm、材齢２８日の一軸圧縮強度２００kN／m²以上、ブリージング率３％以下のものが得られるものであり、後述の移送方法を採ることができると共に、周辺地盤と遜色ない固化強度を備えた埋め戻しが実現するものである。

なお、上記（ａ）調整汚泥製造工程又は（ｂ）混練処理工程において、脱水ケーキを添加することもできる。
この脱水ケーキは、予め得られていた調整汚泥に対して、凝集剤などの薬剤を使用せず、固化材を加えてから脱水することによって製造されるものであり、この脱水ケーキを、上記調整汚泥に加えるものである。この工程を次に説明する。

（ｃ１）固化材投入・ミキシング
上記の同様の（ａ）調整汚泥製造工程によって得られた調整汚泥に対して、上記と同様の固化材を投入し、上記と同様の（ｂ）混練処理工程を行なう。但し、この固化材の量は、３０〜１００kg／m³、好ましくは４０〜７０kg／m³である。

（ｃ２）脱水ケーキの作成
得られたケーキ材料を、フィルタープレスで脱水して、ケーキを作成し、必要に応じて養生する。
（ｃ３）篩・破砕
得られたケーキを破砕し、篩分離やサイクロン分離機によって細粒状に整える。
（ｃ４）混合
この細粒状になったものを、前述の（ａ）調整汚泥製造工程の調整槽４や、（ｂ）混練処理工程のミキサー３に添加投入する。

得られた流動化処理土ｍは、攪拌装置を備えたアジテータ車でも移送できるが、攪拌装置を備えていないバキュームカー１でも移送され得る。このバキュームカー１は、タンク１０と、バキュームポンプ１１とを備え、流動化処理土ｍは、バキュームカー１の当該タンク１０に移される。図１において、ｈ１は、ミキサー３とバキュームカー１のタンク１０とを接続するホース（第１ホース）を示している。
流動化処理土ｍを収容したバキュームカー１は、（第１ホースｈ１が外され）現場Ｑまで、走行する。

現場Ｑには、上記サンドポンプ２を設置しておく。そして、施設敷地Ｐより移動してきたバキュームカー１のタンク１０に当該サンドポンプ２を接続する。図１のｈ２は、バキュームカー１のタンク１０とサンドポンプ２とを接続するホース（第２ホース）を示している。また、ｈ３は、サンドポンプ２に接続された吐出用のホース（第３ホース）を示している。サンドポンプ２に接続された当該第３ホースｈ３を、埋め戻す露天の埋め戻し穴Ｔへ配置する。
そして、サンドポンプ２とバキュームカー１のバキュームポンプ１１とを作動させ、埋め戻し穴Ｔ内に、バキュームカー１のタンク１０内の流動化処理土ｍを圧送して、埋め戻しを行なう。

上記のサンドポンプ２には、出力１５〜２２ｋｗ、排水量を毎分１０００〜１５００リットル、揚水量毎分１〜２立方メートルのものを採用するのが好ましい。特に、出力２２ｋｗ、排水量毎分１４００リットル、揚水量毎分１．５立方メートルとするサンドポンプを採用するのが好ましい。

バキュームカー１には、４ｔ・大型バキューム車を用いることができる。
バキュームポンプ１１にて、０．９８〜９．８Ｎ（０．１〜１ｋｇｆ／ｃm² ）の圧力を負荷することによって、上記の圧送が円滑に行えた（車の限度が９．８Ｎ）。圧送に用いる第３ホースｈ３には、直径が７５ｍｍ，１００ｍｍ，１２５ｍｍの太さのものを使用することが可能である。

図１に示す実施の形態は、施設敷地Ｐから現場Ｑまで、１〜２時間で移動できる場合に適用することができるが、それ以上の時間を移動に必要とする場合は、流動化処理土ｍの硬化が生ずるため、この実施の形態の採用は適当ではない。
そこで、このような場合に適した実施の形態について、図２を用いて説明する。この例では、調整槽４（図２では図示せず。）で製造された調整汚泥ｚを車両等の周知の手段によって、現場Ｑまで移送する。

現場Ｑにおいて、ミキサー３、タンク５、バキュームカー１及びサンドポンプ２を設置しておき、移送されてきた調整汚泥ｚをミキサー３内へ収容する。このミキサー３内において、セメントを調整汚泥ｚに混ぜ合わされ流動化処理土ｍが形成される。ミキサー３は、第４ホースｈ４にてタンク５に接続されている。タンク５は、第５ホースｈ５にて、バキュームカー１のタンク１０に接続される。タンク５に収容された流動化処理土ｍは、この第５ホースｈ５を通じて、バキュームカー１のタンク１１に移動することができる。
図１に示す実施の形態と同様、バキュームカー１のバキュームポンプ１１と上記サンドポンプ２とが接続され、露天の埋め戻し穴Ｔ内に、流動化処理土ｍが圧送される。なお、ミキサー３は、第４ホースｈ４にてタンク５に接続されるものとしたが、タンク５を用いずに、直接バキュームカー１のタンク１０に接続するものとしてもよい。また施設敷地Ｐを経由せずに（このような施設を設けずに）、土の発生場所から埋め戻し現場Ｑまで、土を移送するものとしてもよい。その場合、残土の発生場所にて、土へ水を加えるのとしても現場Ｑで水を加えるものとしても何れでも実施可能である。また、セメントについても、土の発生場所から現場Ｑまでの移動時間が１〜２時間であれば、土の発生場所と、現場Ｑのいずれにおいて、調整汚泥に加えてもよい。更に、上記と異なり、土の発生（採取）した場所と、現場Ｑとは、同じ場所であってもよい。
上記の各実施の形態において、バキューム車として、モービル車を用いて実施することも可能である。一般的なバキューム車は、そのタンク内を真空にすることにより被移送物をを吸うものであるが、モービル車は、そのタンク内を真空にするのではなく、送風（ブロー）により被移送物を吸うものである。

次に、本願発明の実施例を、比較例と共に説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定して理解されるべきではない。
表１〜５の実施例１〜１７と表５の比較例１及び２に示すように、上記（ａ）調整汚泥製造工程（ｂ）混練処理工程を実施するに際して、各表に示すセメント添加量と比重（含水比及び含水率）によって混合攪拌し、各表の混練後比重を備えたブリージング率３％以下の流動化処理材を得た。これを４ｔ・大型バキューム車で約１時間運搬し、このバキューム車のバキュームポンプ（圧力０．９８〜９．８Ｎ）と、出力２２ｋｗ、排水量毎分１４００リットル、揚水量毎分１．５立方メートルのサンドポンプを用いて露天の埋め戻し現場を埋め戻した。現場への埋め戻し作業後の２８日経過後の一軸圧縮強度を測定し、各表に示した。また、混練終了時のフロー値と、４ｔ・大型バキューム車で約１時間運搬後のフロー値（運搬後フロー値）とを、各表に示した。圧送距離ポンプ無しは、優、良、可の３段階で評価した。これは上記バキューム車のバキュームポンプのみ（サンドポンプは使用せず）での圧送可能な距離を、混練後比重、フロー値及び性状観察結果を勘案して評価して示したもので、優は４０ｍ以上、良は３０ｍ以上４０ｍ未満、可は２０ｍ以上３０ｍ未満である。圧送距離ポンプ有りは、優、良、可の３段階で評価した。これは上記バキューム車のバキュームポンプとサンドポンプとを併用しての圧送可能な想定距離を、混練後比重、フロー値及び性状観察結果を勘案して評価して示したもので、優は４００ｍ以上、良は２５０ｍ以上４００ｍ未満、可は５０ｍ以上２５０ｍ未満である。ワーカビリティーは、バキューム車で運送した場合に固化せずに運送できる時間を評価して示したもので、優は１時間３０分以上、良は４５分以上１時間３０分未満、可は１５分以上４５分未満である。対アジテータ車経済性判定は、アジテータ車で運送し埋め戻しをする場合とのコストを試算し比較したものであり、優はバキュームで運送し埋め戻しする方が有利な場合、劣はアジテータ車で運送し埋め戻しする方が有利な場合を場合を示す。
以上、これらの評価を勘案すると、比較例では、一軸圧縮強度が十分でなく露天の埋め戻しには不安が残ったのに比して、各実施例においては、強固な地盤と言われる２４０kN／m²を超える高い一軸圧縮強度を実現することが可能であり、且つ、アジテータ車のみならず、バキューム車での搬送も可能とした流動化処理土による埋め戻し方法を実現し得ることが確認された。

１バキュームカー
２サンドポンプ
１１バキュームポンプ

Claims

汚泥に対して、セメント、セメント系固化材、セメント・石灰複合系固化材、及び石灰の中から選択した固化材を加えることにより、ブリージング率３％以下の流動化処理土を製造すると共に、製造した流動化処理土で埋め戻しを行なう方法において、
上記汚泥に対して調整汚泥製造工程と混練処理工程を行なうものであり、
上記調整汚泥製造工程は、汚泥に対する水分調整を行なうことで、比重１．１８以上１．２８未満に調整した調整汚泥を得る工程であり、
上記混練処理工程は、上記調整汚泥１m³に対して上記固化材を１５０kg以上２６０kg未満の範囲で加えて混練する工程であり、
さらに上記混練処理工程は、上記調整汚泥に脱水ケーキを加える脱水ケーキ添加工程を含み、上記脱水ケーキ添加工程は、予め得られていた調整汚泥に対して上記の固化材を加えてから脱水することによって脱水ケーキを製造し、この脱水ケーキを、上記調整汚泥に加えるものであり、上記の混練処理工程の終了時の流動化処理土の比重が１．２５以上であり、
これらの工程によって、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００kN／m²以上の流動化処理土を製造し、
上記流動化処理土を、移送すると共に、ポンプによって埋め戻し空間に充填し、材齢２８日の一軸圧縮強度が２００kN／m²以上の埋め戻し状態を得ることを特徴とする流動化処理土による埋め戻し方法。
上記流動化処理土を攪拌装置を備えないバキューム車によって移送し、
この流動化処理土をバキューム車に搭載されたポンプ又はサンドポンプの少なくとも何れか一方によって、埋め戻し空間に充填することを特徴とする請求項１記載の流動化処理土による埋め戻し方法。
上記調整汚泥製造工程は、汚泥を分級して７４μｍ以下の細粒を主成分とする汚泥に対して、水分調整を行なうことで、比重１．１８以上１．２８未満に調整した調整汚泥を得る工程であり、
上記の混練処理工程の終了時の流動化処理土の比重が１．２５以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流動化処理土による埋め戻し方法。