JP5274776B2 - 建設副産物からなる人工土質材料の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設副産物からなる人工土質材料の施工方法に関するものであり、特に、転圧による締固め施工を行うことなく、埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事全般に適用することが可能な建設副産物からなる人工土質材料の施工方法に関するものである。

従来、埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事においては、自然由来の土質材料を用いて、この土質材料を一定の厚さに敷均し、その後、土質材料を転圧して締固めるといった施工を繰り返す方法が採用されていた。

また、転圧による締固め施工を行わないようにした方法も種々開発されている。例えば、転圧による締固め施工を行わない方法として、埋戻し対象となる溝内に、骨材と湿式改良土とを充填し、その後、骨材と湿式改良土とを混合することにより溝内を埋め戻すようにした工法が開示されている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載されている工法は、工事等で形成された溝内に、まず山砂、単粒砕石、再生砂、シルト等の骨材を投入し、続いて、溝内に粘性土と水とセメント系固化材とを混合した湿式改良土を投入し、バックホー等の攪拌手段により攪拌するようにした工法である。また、特許文献１には、まず湿式改良土を投入して、その後、湿式改良土に骨材を散布し、攪拌手段により攪拌する工法も開示されている。

また、都市ガス配管や下水管等を道路下に敷設する際に、埋戻しに適さない掘削土を改質・固化させて埋戻しに用いる流動化埋戻し工法が開示されている（特許文献２参照）
この特許文献２に記載されている流動化埋戻し工法は、都市ガス配管や下水管等を道路下に敷設する際に発生した掘削土から岩石やコンクリート片等の塊状物を除去した後、水を混合してスラリー化させ、さらに固化材を混合し、生成した流動化処理土を掘削箇所に埋め戻すようにした工法である。

特開２０００−３１９９２５号公報 特開２０００−２５７１０９号公報

しかし、自然由来の土質材料を用いて、この土質材料を一定の厚さに敷均し、その後、土質材料を転圧して締固める従来の施工方法では、工事の品質を確保するために、良質な材料を用いて適切な締固め方法で施工する必要があった。

この点、昨今の施工環境においては、品質確保のために必要十分な条件を満足することができない場合が多々あった。例えば、都市部における開削工事では、地下埋設物が縦横無尽に敷設されているため、その周囲を十分に締固めることが難しい状況にしばしば遭遇する。このような場合には、いかに良質な土質材料を用いて埋戻しを行ったとしても、地下流水による浸食等が発生し、地表面の陥没を引き起こすおそれがあった。

また、大規模掘削工事では、山留め用の仮設鋼材が障害となって大型重機による施工を行うことができない場合がある。この場合には、やむを得ず小型転圧機械を用いて非効率な締固め施工を余儀なくされ、埋戻し工期が大幅に延長されることになる。

これに対して、上記特許文献１または上記特許文献２に記載された技術では、転圧による締固め施工を行わないため、少なくとも上述した不都合は回避することができる。

しかし、上記特許文献１に記載された技術では、埋戻し対象となる溝内に、骨材と湿式改良土とを充填した後に、バックホー等により骨材と湿式改良土とを混合しなければならない。したがって、骨材と湿式改良土とを混合するための大型重機が必要となり、施工環境によってはこのような施工方法を用いることができない場合もある。また、特許文献１に記載された技術は、上下水管や各種ケーブルの埋設工事、あるいは電柱等の設置工事により形成された溝の埋戻しのために提案された技術であり、この技術を耐浸食性能、耐震性能が必要な一般的な埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事全般にそのまま適用することはできない。

また、特許文献２に記載された技術は、都市ガス配管や下水管等を道路下に敷設する際に、埋戻しに適さない掘削土を改質・固化させて埋戻しに用いるために提案された技術であり、建設副産物であるコンクリート破片、アスファルト・コンクリート破片、建設発生土、浚渫土、建設汚泥等を積極的に利用することは提案されていない。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、土砂の敷均し、転圧による締固め作業を不要として、大幅な工期短縮を実現することが可能な建設副産物からなる人工土質材料の施工方法を提供することを目的とする。また、本発明は、耐浸食性能、耐震性能を大幅に向上させることが可能な建設副産物からなる人工土質材料の施工方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、従来、場外搬出・廃棄処分せざるを得なかった建設発生土、建設汚泥、コンクリート破片等を有効利用することにより、環境負荷を低減することが可能な建設副産物からなる人工土質材料の施工方法を提供することを目的とする。

本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法は、建設副産物から粗粒分及び細粒分を採集し、十分な転圧や締固め施工を行うことができない施工場所において、粗粒分の投入手段を用いて粗粒分を投入すると共に、細粒分、水、及び固化材を混合したソイルモルタルペーストを、当該ソイルモルタルペーストの投入手段を土工事箇所の底部付近に位置させて引き抜きながら投入することにより、積層を行わず、かつ敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、粗粒分により形成される間隙にソイルモルタルペーストを充填することを特徴とするものである。

このような建設副産物からなる人工土質材料の施工方法において、まず初めに粗粒分を投入する工程を実施し、続いて粗粒分により形成される間隙にソイルモルタルペーストを投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、間隙を充填する工程を実施することが可能である。また、まず初めにソイルモルタルペーストを投入する工程を実施し、続いてソイルモルタルペースト中に粗粒分を投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、間隙を充填する工程を実施することが可能である。

このような工程からなる人工土質材料の施工方法では、ホッパ等の投入手段を用いて粗粒分を投入し、トレミー管等の投入手段を用いてソイルモルタルペーストを投入することにより、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、粗粒分により形成される間隙をソイルモルタルペーストで充填する。

上述した２工程のどちらを先に行うかは建設副産物の種類や数量バランス、及び施工条件等により決定される。すなわち、まず初めに粗粒分を投入し、続いてソイルモルタルペーストを投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、粒分により形成される間隙を充填する方法は、特に、水中で施工を強いられる場合や、粗粒分となるコンクリート破片やアスファルト・コンクリート破片の発生量が多い場合に適用される方法である。

また、まず初めにソイルモルタルペーストを投入し、続いて粗粒分を投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、粒分により形成される間隙を充填する方法は、特に、ソイルモルタルペーストの流動性が乏しい場合や、粗粒分の充填性に多少のばらつきを許容できる場合に適用される方法である。

建設副産物からなる人工土質材料の施工方法において、粗粒分は、建設副産物であるコンクリート破片、及びアスファルト・コンクリート破片の少なくとも１種類とし、細粒分は、建設副産物である建設発生土、浚渫土、及び建設汚泥の少なくとも１種類とすることが可能である。

本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法によれば、埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事全般を行う際に、土砂の敷均し、転圧による締固め等の作業が不要となり、作業効率が向上して大幅な工期短縮を実現することができる。
特に、十分な転圧や締固め施工を行うことができない施工場所において、従来の工法では為し得ない高耐久性かつ高耐震性を有する地盤の構築が可能となる。

また、建築副産物を原材料とするため、廃棄しなければならなかった建築副産物の発生量を抑制することができるとともに、建築副産物をリサイクルして有効利用することにより環境負荷を低減することができる。また、その副次効果として、建築副産物の場外搬出費用及び廃棄処分費用を削減することが可能となる。さらに、建築副産物の廃棄処分費用及び土質材料の購入費用が削減されるため、人工土質材料の製造コストを低減することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る建設副産物からなる人工土質材料の施工方法は、転圧による締固め施工を行うことなく、埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事全般に適用することができるものである。

＜人工土質材料＞
本発明の実施形態に係る人工土質材料は、建設副産物から粗粒分及び細粒分を採集・調整して使用するものであり、細粒分に、水、及び固化材を混合してソイルモルタルペーストを作製する。そして、粗粒分により形成される間隙をソイルモルタルペーストにより充填することにより、埋戻し、盛土、空洞充填等の土工事を行う。

粗粒分は、建設副産物であるコンクリート破片、及びアスファルト・コンクリート破片の少なくとも１種類を用いることができる。なお、粗粒分の粒度は、例えばクラッシャラン（Ｃ−４０）に準じたものとするが、施工現場で発生する建設副産物の種類や施工条件等に応じて適宜変更して実施してもよい。また、粗粒分の粒度を調整するために、コンクリート破片やアスファルト・コンクリート破片をクラッシャ等により破砕してもよい。

細粒分は、建設副産物である建設発生土、浚渫土、及び建設汚泥の少なくとも１種類を用いることができる。細粒分としては、例えば粒径が０．０７４ｍｍ以下のものを用いる。

ソイルモルタルペーストを生成するために、細粒分に対して水及び固化材を混合する。この際、混合する水の量は、細粒分として用いる建設発生土、浚渫土、及び建設汚泥の含水量に応じて適宜調整する。

固化材としては、例えば、セメント、セメント系固化材、石灰、石灰系固化材、セメント石灰複合系固化材を用いることができる。さらに、流動性の調整や固化時間の調整を行うために、添加剤や混合剤を用いてもよい。

人工土質材料を作製するプラントは、施工現場の状況に応じて、施工現場内に設置してもよいし、施工現場に近接した場所に設置してもよい。このプラントでは、建設副産物の篩い分け、人工土質材料として適さない不純物の除去、粗粒分の破砕、ソイルモルタルペーストの混練等が行われる。

＜人工土質材料の施工方法：第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法の説明図である。

第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、まず初めに粗粒分４０を投入する工程を実施し、続いて粗粒分４０により形成される間隙にソイルモルタルペースト５０を投入して、間隙を充填する工程を実施する施工方法である。

すなわち、第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、例えば、地下構造物を構築する際に根切りによって掘削された掘削溝１０を埋め戻す際に用いられるものである（図１（ａ）参照）。

埋戻しを行うには、第１の工程として、埋戻し対象となる掘削溝１０内にトレミー管２０を設置する（図１（ｂ）参照）。この際、トレミー管２０の先端部を掘削溝１０の底部付近に位置させる。続いて、第２の工程として、ホッパ３０を用いて掘削溝１０内に粗粒分４０を投入する（図１（ｃ）参照）。続いて、第３の工程として、トレミー管２０を引き抜きながらソイルモルタルペースト５０を打設し、粗粒分４０により形成される間隙を充填する（図１（ｄ）参照）。このような工程を順次行うことにより、掘削溝１０を埋戻して施工を完了する（図１（ｅ）参照）。

第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、特に、水中で施工を強いられる場合や、粗粒分４０となるコンクリート破片やアスファルト・コンクリート破片の発生量が多い場合に、好適に用いることができる。

＜人工土質材料の施工方法：第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法の説明図である。

第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、まず初めにソイルモルタルペースト５０を投入する工程を実施し、続いてソイルモルタルペースト５０中に粗粒分４０を投入して、間隙を充填する工程を実施する施工方法である。

すなわち、第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、例えば、地下構造物を構築する際に根切りによって掘削された掘削溝１０を埋め戻す際に用いられるものである（図２（ａ）参照）。

埋戻しを行うには、第１の工程として、埋戻し対象となる掘削溝１０内にトレミー管２０を設置する（図２（ｂ）参照）。この際、トレミー管２０の先端部を掘削溝１０の底部付近に位置させる。続いて、第２の工程として、トレミー管２０を引き抜きながら掘削溝１０内にソイルモルタルペースト５０を打設する（図２（ｃ），（ｄ）参照）。続いて、第３の工程として、ホッパ３０を用いて掘削溝１０内に粗粒分４０を投入して、粗粒分４０により形成される間隙をソイルモルタルペースト５０により充填する（図２（ｅ）参照）。このような工程を順次行うことにより、掘削溝１０を埋戻して施工を完了する（図２（ｆ）参照）。

第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法は、特に、ソイルモルタルペースト５０の流動性が乏しい場合や、粗粒分４０の充填性に多少のばらつきを許容できる場合に、好適に用いることができる。

＜他の実施形態＞
本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、粗粒分及び細粒分の粒度や配合割合、固化材の種類及び添加量、発現強度、仕上がり密度等は、建設副産物の種類や施工対象、施工条件等に応じて適宜変更して実施することができる。

また、上述した実施形態では、埋戻しを例にとって説明を行ったが、本発明の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法は、埋戻しだけではなく、盛土や空洞充填等の土工事全般に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る人工土質材料の施工方法の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る人工土質材料の施工方法の説明図である。

符号の説明

１０ 掘削溝
２０ トレミー管
３０ ホッパ
４０ 粗粒分
５０ ソイルモルタルペースト

Claims (4)

1. 建設副産物を用いて製造された人工土質材料を施工するための方法であって、
   建設副産物から粗粒分及び細粒分を採集し、
   十分な転圧や締固め施工を行うことができない施工場所において、前記粗粒分の投入手段を用いて前記粗粒分を投入すると共に、前記細粒分、水、及び固化材を混合したソイルモルタルペーストを、当該ソイルモルタルペーストの投入手段を土工事箇所の底部付近に位置させて引き抜きながら投入することにより、積層を行わず、かつ敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、
   前記粗粒分により形成される間隙に前記ソイルモルタルペーストを充填することを特徴とする建設副産物からなる人工土質材料の施工方法。
2. まず初めに前記粗粒分を投入する工程を実施し、
   続いて前記粗粒分により形成される間隙に前記ソイルモルタルペーストを投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、前記間隙を充填する工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法。
3. まず初めに前記ソイルモルタルペーストを投入する工程を実施し、
   続いて前記ソイルモルタルペースト中に前記粗粒分を投入して、敷均しや転圧による締め固め作業を行わずに、前記間隙を充填する工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法。
4. 前記粗粒分は、建設副産物であるコンクリート破片、及びアスファルト・コンクリート破片の少なくとも１種類であり、
   前記細粒分は、建設副産物である建設発生土、浚渫土、及び建設汚泥の少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建設副産物からなる人工土質材料の施工方法。

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