JP6755828B2 - 地盤の改良工法 - Google Patents
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Description
本発明は、地盤の改良工法、地盤改良体、地盤改良用スラリー、及び地盤改良用粉末固化材組成物に関する。
建造物を建設する基礎を地盤改良する方法として、コンクリート製又は鋼管製の地盤改良コラムを地盤に打ち込む地盤改良方法や、地盤を掘削しながらセメントミルクなどのセメント系固化材を注入し、掘削土と前記セメントミルクとが混じり合って形成されるコラム状の地盤改良体を地盤中に直接形成する地盤改良方法が知られている。後者のセメントミルクを用いる方法では、地盤改良体の強度や固化に要する時間が重要であることから、そのための技術が従来種々提案されている。
特許文献１には、セメント系凝結遅延剤と、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミンから選ばれた１種または２種以上の化合物からなるセメント系硬化促進剤とを配合した地盤改良用配合剤が開示されている。
特許文献２には、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムを含む、地下の鉱坑設備に使用するのに適したセメントの硬化を促進する促進剤が開示されている。
特許文献１には、セメント系凝結遅延剤と、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミンから選ばれた１種または２種以上の化合物からなるセメント系硬化促進剤とを配合した地盤改良用配合剤が開示されている。
特許文献２には、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムを含む、地下の鉱坑設備に使用するのに適したセメントの硬化を促進する促進剤が開示されている。
本発明は、地盤改良体の７日程度の初期強度と２８日程度の長期強度が高い地盤の改良方法を提供する。
本発明は、土壌に、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合する地盤の改良工法であって、土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、地盤の改良工法に関する。
また、本発明は、土壌、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良体であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体に関する。
また、本発明は、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有するスラリーと土壌との混合物を硬化させてなる地盤改良体であって、前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体に関する。
また、本発明は、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用スラリーであって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用スラリーに関する。
また、本発明は、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用粉末固化材組成物であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用粉末固化材組成物に関する。
本発明によれば、地盤改良体の７日程度の初期強度と２８日程度の長期強度が高い地盤の改良方法が提供される。地盤の改良方法では、例えば、目標強度に達する時間が短くなるため、工期を短縮することができる。通常、一般的な地盤改良工事では、固化材である水硬性粉体の種類、土壌への添加量、水／水硬性粉体比等の諸条件を決定するにあたり、対象となる地盤の土壌による小規模な事前試験を実施し、短期養生時間である７日での強度を基準に２８日強度を推測し、諸条件を設定した上で実際の現場での施工を行っている。したがって、地盤改良体の７日強度の発現性は、水硬性粉体の使用量などの経済性や工期短縮において重要な指標である。
〔地盤の改良工法〕
水硬性粉体は、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏等が挙げられる。好ましくはセメント、例えば、普通ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸塩セメント等のセメントである。また、セメント等に高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどのポゾラン作用及び／又は潜在水硬性を有する粉体や、石粉（炭酸カルシウム粉末）等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。水硬性粉体は、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体が好ましい。水硬性粉体中、セメント、更にポルトランドセメントの割合は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下であり、１００質量％であってもよい。
なお、本発明では、水硬性粉体の量は、水和反応により硬化する物性を有する粉体の量であるが、水硬性粉体が、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉（炭酸カルシウム粉末）から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。
水硬性粉体は、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏等が挙げられる。好ましくはセメント、例えば、普通ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸塩セメント等のセメントである。また、セメント等に高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどのポゾラン作用及び／又は潜在水硬性を有する粉体や、石粉（炭酸カルシウム粉末）等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。水硬性粉体は、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体が好ましい。水硬性粉体中、セメント、更にポルトランドセメントの割合は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下であり、１００質量％であってもよい。
なお、本発明では、水硬性粉体の量は、水和反応により硬化する物性を有する粉体の量であるが、水硬性粉体が、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉（炭酸カルシウム粉末）から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。
本発明では、トリエタノールアミン又はその塩を用いる。トリエタノールアミンは、塩、例えば塩酸塩などの無機酸による塩の形態で土壌に混合してもよい。トリエタノールアミンの塩の場合、量は、トリエタノールアミン換算の量を採用する。トリエタノールアミン塩、なかでも無機酸による塩は、通常、粉末品であることから、水硬性粉体とドライブレンドできる観点で好ましい。
本発明の地盤の改良工法では、地盤改良体の強度発現性の観点から、土壌に、水硬性粉体を、水硬性粉体／土壌の質量比が、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０５以上、更に好ましくは０．１以上、そして、経済性の観点から、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．９以下、更に好ましくは０．８以下で混合する。
また、本発明の地盤の改良工法では、地盤改良体の強度発現の観点から、トリエタノールアミン又はその塩を、水硬性粉体に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、更に好ましくは０．１質量％以上、そして、経済性の観点から、好ましくは２．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下、更に好ましくは１．０質量％以下で混合する。
本発明の地盤改良工法では、地盤改良体の７日程度の初期強度と２８日程度の長期強度の観点から、土壌に混合する、オキシカルボン酸又はその塩、糖類、リン酸又はその塩などの凝結遅延剤の量が制限される。すなわち、本発明の地盤の改良工法では、土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である。本発明の地盤の改良工法では、凝結遅延剤を、水硬性粉体に対して０．５質量％未満で土壌と混合する。
本発明は、土壌に、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩と、任意に凝結遅延剤を混合する地盤の改良工法であって、土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、地盤の改良工法である。
本発明は、土壌に、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩と、任意に凝結遅延剤を混合する地盤の改良工法であって、土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、地盤の改良工法である。
本発明では、より具体的には、土壌への、オキシカルボン酸又はその塩、糖類、及びリン酸又はその塩から選ばれる凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である。更に具体的には、土壌への、オキシカルボン酸又はその塩、中でもグルコン酸ナトリウムから選ばれる凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である。この混合量は、好ましくは０．３質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下であり、０質量％であってもよい。すなわち、本発明では、凝結遅延剤を土壌と混合しない、とすることができる。
本発明の方法は、土壌が粘性土、すなわち粘土を含む土壌であっても効果が発現する。
固化材による地盤改良は、ＪＩＳで規定された製品（セメント、粗骨材、細骨材等）を用い硬化するコンクリートと違い、自然に存在する多種多様な土を固化するものである。ゆえに、地域、土質性状（含水比、粒度等）により強度発現効果が全く異なる。一般的に固化材による強度発現は、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を生成することで、含水比を引き下げ、土粒子を架橋し、強固なネットワークを形成させ、土を迅速に固化させることで得られる。すなわち対象土に含まれる水を、エトリンガイトの結晶水として固定化することが重要となる。また、火山灰質粘性土を含む土壌を固化材により固化処理すると、他の粘性土に比べて強度発現が劣ることが多い。この理由として、火山灰質粘性土に多量に含まれる非晶質の珪酸アルミニウム粘土鉱物のアロフェンが、固化材から生じるカルシウムイオンを多量に取り込むことで、エトリンガイトの生成量が少なくなり、強度が低下するものと思われる。したがって、含水比の多い粘土、さらにはアロフェンを含む粘土であっても効果が発現することは重要である。本発明では、トリエタノールアミンを用い、且つ凝結遅延剤の量を制限することで、エトリンガイトの生成量が維持され、強度を向上できるものと推察される。
固化材による地盤改良は、ＪＩＳで規定された製品（セメント、粗骨材、細骨材等）を用い硬化するコンクリートと違い、自然に存在する多種多様な土を固化するものである。ゆえに、地域、土質性状（含水比、粒度等）により強度発現効果が全く異なる。一般的に固化材による強度発現は、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を生成することで、含水比を引き下げ、土粒子を架橋し、強固なネットワークを形成させ、土を迅速に固化させることで得られる。すなわち対象土に含まれる水を、エトリンガイトの結晶水として固定化することが重要となる。また、火山灰質粘性土を含む土壌を固化材により固化処理すると、他の粘性土に比べて強度発現が劣ることが多い。この理由として、火山灰質粘性土に多量に含まれる非晶質の珪酸アルミニウム粘土鉱物のアロフェンが、固化材から生じるカルシウムイオンを多量に取り込むことで、エトリンガイトの生成量が少なくなり、強度が低下するものと思われる。したがって、含水比の多い粘土、さらにはアロフェンを含む粘土であっても効果が発現することは重要である。本発明では、トリエタノールアミンを用い、且つ凝結遅延剤の量を制限することで、エトリンガイトの生成量が維持され、強度を向上できるものと推察される。
本発明の地盤改良工法は、海水を含んだ土壌や海成粘性土の地盤改良にも使用できる。
本発明の地盤の改良工法は、表層改良工法、深層改良工法、鋼管杭工法、シールド工法などの工法に適用できる。例えば、深層改良工法では、高圧噴射工法、ＴＲＤ工法、ＳＭＷ工法などに適用できる。
本発明は、土壌に、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合する地盤の改良工法であって、
土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、
地盤改良体の７日強度と２８日強度の両方を向上させる、地盤の改良工法を提供する。
土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、
地盤改良体の７日強度と２８日強度の両方を向上させる、地盤の改良工法を提供する。
本発明の地盤改良工法では、水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを、下記（Ｉ）及び（II）のいずれかの方法で土壌と混合することが好ましい。地盤改良体の均一性の観点から、方法（Ｉ）が好ましい。方法（Ｉ）、（II）の何れにおいても、土壌への凝結遅延剤の混合量は、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である。
＜方法（Ｉ）＞
水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを含有し、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であるスラリーを、土壌と混合する方法。
＜方法（II）＞
水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを、それぞれ、粉体で土壌と混合する方法。
以下、方法（Ｉ）と（II）について説明する。
＜方法（Ｉ）＞
水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを含有し、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であるスラリーを、土壌と混合する方法。
＜方法（II）＞
水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを、それぞれ、粉体で土壌と混合する方法。
以下、方法（Ｉ）と（II）について説明する。
＜方法（Ｉ）＞
方法（Ｉ）では、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であることが好ましい。
また、方法（Ｉ）では、スラリー中の水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。
また、方法（Ｉ）では、スラリーの調製に用いる水は、真水、海水の何れも用いることが出来る。スラリーの水の少なくとも一部が海水であってもよい。
方法（Ｉ）では、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であることが好ましい。
また、方法（Ｉ）では、スラリー中の水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。
また、方法（Ｉ）では、スラリーの調製に用いる水は、真水、海水の何れも用いることが出来る。スラリーの水の少なくとも一部が海水であってもよい。
水と水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩を混合してスラリーを調製する具体的な方法は、セメントミルクなどの水硬性組成物を調製する公知の方法に準じてよい。
方法（Ｉ）では、セメントミルクと地盤との混合性の観点から、スラリーにおける水／水硬性粉体の質量比は、０．５以上、好ましくは０．６以上、より好ましくは０．８以上、そして、地盤改良体の強度発現性の観点から、１．５以下、好ましくは１．２以下、より好ましくは１．０以下である。
スラリーを地盤に注入する具体的な方法は、公知の地盤改良方法に準じてよい。
スラリーを地盤に注入する方法として、例えば、噴射撹拌工法（一相流方式、二相流方式、三相流方式）や機械撹拌工法（ＣＤＭ工法など）、さらに地中連続壁工法（ＳＭＷ工法、ＴＲＤ工法など）などが挙げられる。さらに水硬性粉体にトリエタノールアミンをドライブレンドした系では、粉体混合方式のＤＪＭ（Ｄｒｙ Ｊｅｔ Ｍｉｘｉｎｇ）工法やスタビライザなどを使用した浅層改良などにも使用できる。
スラリーを地盤に注入する方法として、例えば、噴射撹拌工法（一相流方式、二相流方式、三相流方式）や機械撹拌工法（ＣＤＭ工法など）、さらに地中連続壁工法（ＳＭＷ工法、ＴＲＤ工法など）などが挙げられる。さらに水硬性粉体にトリエタノールアミンをドライブレンドした系では、粉体混合方式のＤＪＭ（Ｄｒｙ Ｊｅｔ Ｍｉｘｉｎｇ）工法やスタビライザなどを使用した浅層改良などにも使用できる。
方法（Ｉ）では、地盤改良体の強度発現性の観点から、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上、好ましくは１５０ｋｇ以上、より好ましくは２００ｋｇ以上、そして、スラリーと置換される排泥量の低減の観点から、８００ｋｇ以下、好ましくは７００ｋｇ以下、より好ましくは６００ｋｇ以下である。
スラリーと土壌の混合物は、公知の地盤改良方法に準じて固化させる。
方法（Ｉ）のより具体的な例として、下記の工程１〜３を有する地盤の改良工法が挙げられる。工程１のスラリーは、凝結遅延剤の含有量が水硬性粉体の含有量に対して０．５質量％未満である。
＜工程１＞
水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合してスラリーを調製する工程であって、水と水硬性粉体とを、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下で混合し、水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の割合が０．０１質量％以上２．０質量％以下で混合する工程
＜工程２＞
工程１で得られたスラリーを地盤に注入してスラリーと土壌とを混合して混合物を得る工程であって、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であり、スラリー中の水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である工程
＜工程３＞
工程２で得られたスラリーと土壌の混合物を固化させる工程
＜工程１＞
水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合してスラリーを調製する工程であって、水と水硬性粉体とを、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下で混合し、水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の割合が０．０１質量％以上２．０質量％以下で混合する工程
＜工程２＞
工程１で得られたスラリーを地盤に注入してスラリーと土壌とを混合して混合物を得る工程であって、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であり、スラリー中の水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である工程
＜工程３＞
工程２で得られたスラリーと土壌の混合物を固化させる工程
＜方法（II）＞
方法（II）では、水硬性粉体と、トリエタノールアミンとを、それぞれ、粉体で土壌と混合する。水硬性粉体の粉体とトリエタノールアミンの粉体は、別々に土壌と混合してもよいし、予め両者を混合した粉体混合物として土壌と混合してもよい。予め両者を混合した粉体混合物は、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましく、これは、本発明の地盤改良用粉末固化材組成物である。前記粉体混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で土壌と混合して用いられることが好ましい。
方法（II）では、水硬性粉体と、トリエタノールアミンとを、それぞれ、粉体で土壌と混合する。水硬性粉体の粉体とトリエタノールアミンの粉体は、別々に土壌と混合してもよいし、予め両者を混合した粉体混合物として土壌と混合してもよい。予め両者を混合した粉体混合物は、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましく、これは、本発明の地盤改良用粉末固化材組成物である。前記粉体混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で土壌と混合して用いられることが好ましい。
方法（II）は、例えば、土壌に、敷き均し又はかき起こしなどの処置を行った後、土壌に水硬性粉体と粉体のトリエタノールアミンとを所定量散布し、スタビライザなどの混合機械によって、土壌と、水硬性粉体及びトリエタノールアミンとを混合する転圧する方式で行うことができる。また、方法（II）は、改良しようとする地盤に、外部の土壌を搬入して敷き均した後、この土壌に水硬性粉体と粉体のトリエタノールアミンとを散布する、いわゆる原位置混合方式で行うこともできる。また、方法（II）は、事前に土取り場等で土壌と水硬性粉体と粉体のトリエタノールアミンとを混合した後、これを改良しようとする地盤に搬入する、いわゆる事前混合方式で行うこともできる。いずれの方法でも、土壌と、水硬性粉体及び粉体のトリエタノールアミンとの混合は、公知の方法で行うことができる。
本発明の地盤の改良工法として、土壌に、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合する地盤の改良工法であって、
水硬性粉体を、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で混合し、
トリエタノールアミン又はその塩を、水硬性粉体に対して０．０１質量％以上２．０質量％以下で混合し、
土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、
地盤の改良工法が挙げられる。
水硬性粉体を、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で混合し、
トリエタノールアミン又はその塩を、水硬性粉体に対して０．０１質量％以上２．０質量％以下で混合し、
土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満である、
地盤の改良工法が挙げられる。
〔地盤改良体〕
本発明の地盤改良体は、土壌、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良体であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体である。この地盤改良体は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。また、この地盤改良体は、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
この地盤改良体は、土壌と、水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミンとを含有し、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であるスラリーを硬化させてなる地盤改良体であってよい。従って、本発明は、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有するスラリーと土壌との混合物を硬化させてなる地盤改良体であって、前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体もまた提供する。前記スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であることが好ましい。また、前記スラリーは、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。また、この地盤改良体では、土壌１ｍ３あたりの前記スラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であることが好ましい。また、この地盤改良体では、前記混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。
本発明の地盤改良体は、土壌、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良体であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体である。この地盤改良体は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。また、この地盤改良体は、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
この地盤改良体は、土壌と、水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミンとを含有し、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であるスラリーを硬化させてなる地盤改良体であってよい。従って、本発明は、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有するスラリーと土壌との混合物を硬化させてなる地盤改良体であって、前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体もまた提供する。前記スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であることが好ましい。また、前記スラリーは、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。また、この地盤改良体では、土壌１ｍ３あたりの前記スラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であることが好ましい。また、この地盤改良体では、前記混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であることが好ましい。
本発明の地盤の改良工法で述べた事項は、本発明の地盤改良体に適宜適用することができる。
本発明の地盤改良体における、水硬性粉体、トリエタノールアミンの具体例、好ましい態様や、各質量比、質量％などの量的な規定も、本発明の地盤の改良工法と同じである。
本発明の地盤改良体における、水硬性粉体、トリエタノールアミンの具体例、好ましい態様や、各質量比、質量％などの量的な規定も、本発明の地盤の改良工法と同じである。
本発明の地盤改良体として、土壌、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有し、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良体が挙げられる。
また、本発明の地盤改良体として、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有するスラリーと土壌との混合物を硬化させてなる地盤改良体であって、
前記スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であり、
前記スラリーは、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であり、
前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、
土壌１ｍ３あたりの前記スラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であり、
前記混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である、
地盤改良体が挙げられる。
前記スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であり、
前記スラリーは、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であり、
前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、
土壌１ｍ３あたりの前記スラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であり、
前記混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である、
地盤改良体が挙げられる。
〔地盤改良用スラリー〕
本発明の地盤改良用スラリーは、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用スラリーであって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用スラリーである。本発明の地盤改良用スラリーは、本発明の地盤の改良工法に好ましく用いられる。本発明の地盤の改良工法、地盤改良体で述べた事項は、適宜、本発明の地盤改良用スラリーに適用することができる。
本発明の地盤改良用スラリーは、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用スラリーであって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用スラリーである。本発明の地盤改良用スラリーは、本発明の地盤の改良工法に好ましく用いられる。本発明の地盤の改良工法、地盤改良体で述べた事項は、適宜、本発明の地盤改良用スラリーに適用することができる。
本発明の地盤改良用スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であることが好ましい。また、本発明の地盤改良用スラリーは、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。また、本発明の地盤改良用スラリーは、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であることが好ましい。
本発明の地盤改良用スラリーは、地盤改良のために土壌と混合される地盤改良用のスラリー、例えばセメントミルクなどの水硬性組成物である。本発明の地盤改良用スラリーを用いることで、地盤改良体の７日程度の初期強度と２８日程度の長期強度とを向上させることができる。
本発明の地盤改良用スラリーの使用量は、地盤改良用スラリーの種類、土壌（地盤）の種類などを考慮して設定できるが、本発明の地盤の改良方法や本発明の地盤改良体で述べた量となることが好ましい。
本発明の地盤改良用スラリーは、土壌１ｍ３あたり１００ｋｇ以上、好ましくは１５０ｋｇ以上、より好ましくは２００ｋｇ以上、そして、８００ｋｇ以下、好ましくは７００ｋｇ以下、より好ましくは６００ｋｇ以下、且つ水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、そして、１．０以下、好ましくは０．９以下、より好ましくは０．８以下で、土壌と混合して用いられるものが好ましい。
本発明の地盤改良用スラリーの使用量は、地盤改良用スラリーの種類、土壌（地盤）の種類などを考慮して設定できるが、本発明の地盤の改良方法や本発明の地盤改良体で述べた量となることが好ましい。
本発明の地盤改良用スラリーは、土壌１ｍ３あたり１００ｋｇ以上、好ましくは１５０ｋｇ以上、より好ましくは２００ｋｇ以上、そして、８００ｋｇ以下、好ましくは７００ｋｇ以下、より好ましくは６００ｋｇ以下、且つ水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、そして、１．０以下、好ましくは０．９以下、より好ましくは０．８以下で、土壌と混合して用いられるものが好ましい。
本発明の地盤改良用スラリーとして、水、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用スラリーであって、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミンの含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用スラリーが挙げられる。
〔地盤改良用粉末固化材組成物〕
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用粉末固化材組成物であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用粉末固化材組成物である。本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、本発明の地盤の改良工法に好ましく用いられる。本発明の地盤の改良工法、地盤改良体、地盤改良用スラリーで述べた事項は、適宜、本発明の地盤改良用粉末固化材組成物に適用することができる。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用粉末固化材組成物であって、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用粉末固化材組成物である。本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、本発明の地盤の改良工法に好ましく用いられる。本発明の地盤の改良工法、地盤改良体、地盤改良用スラリーで述べた事項は、適宜、本発明の地盤改良用粉末固化材組成物に適用することができる。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、地盤改良のために土壌と混合される地盤改良用の粉末固化材である。本発明の地盤改良用粉末固化材組成物を用いることで、地盤改良体の７日程度の初期強度と２８日程度の長期強度とを向上させることができる。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物の使用量は、当該組成物の組成、土壌（地盤）の種類などを考慮して設定できるが、本発明の地盤の改良方法や本発明の地盤改良体で述べた量となることが好ましい。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、そして、１．０以下、好ましくは０．９以下、より好ましくは０．８以下で、土壌と混合して用いられるものが好ましい。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物の使用量は、当該組成物の組成、土壌（地盤）の種類などを考慮して設定できるが、本発明の地盤の改良方法や本発明の地盤改良体で述べた量となることが好ましい。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１以上、そして、１．０以下、好ましくは０．９以下、より好ましくは０．８以下で、土壌と混合して用いられるものが好ましい。
本発明の地盤改良用粉末固化材組成物として、水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有し、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上２．０質量％以下であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満である、地盤改良用粉末固化材組成物が挙げられる。
＜実施例１及び比較例１＞
表１の成分を用いてソイルセメントを調製し、硬化体の強度を以下のように測定した。結果を表１に示す。
表１の成分を用いてソイルセメントを調製し、硬化体の強度を以下のように測定した。結果を表１に示す。
（１）模擬粘性土の調製
プラスティックコンテナの容器内で、乾燥粘土６．１５ｋｇと蒸留水３．８５ｋｇとを、ハンドミキサーで混合し、２４時間以上吸水させて模擬粘性土を調製した。模擬粘性土は、比重１．６２、吸水率６２．６％であった。なお、乾燥粘土は、スミクレー（住友大阪セメント（株）製、比重２．６５）を用いた。
プラスティックコンテナの容器内で、乾燥粘土６．１５ｋｇと蒸留水３．８５ｋｇとを、ハンドミキサーで混合し、２４時間以上吸水させて模擬粘性土を調製した。模擬粘性土は、比重１．６２、吸水率６２．６％であった。なお、乾燥粘土は、スミクレー（住友大阪セメント（株）製、比重２．６５）を用いた。
（２）水硬性粉体と添加剤の混合
ホバート型モルタルミキサーにセメントを投入し、表１の添加剤を添加し低速（６２ｒｐｍ）で５分間撹拌したものを粉体混合物として用いた。セメントは、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製、比重３．１５）であり、表中、ＮＣと表記した。
ホバート型モルタルミキサーにセメントを投入し、表１の添加剤を添加し低速（６２ｒｐｍ）で５分間撹拌したものを粉体混合物として用いた。セメントは、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製、比重３．１５）であり、表中、ＮＣと表記した。
（３）セメントミルクの調製
５００ｍｌプラスチックカップ内で、混練水と（２）で調製した粉体混合物とをハンドミキサーで混合してセメントミルクを調製した。粉体混合物は、添加剤を混合する前の粉体について、混練水／セメントの質量比（表中、Ｗ／Ｃで示した）が０．６又は０．８又は１となるように用いた。ここで、混練水は、蒸留水を用いた。
５００ｍｌプラスチックカップ内で、混練水と（２）で調製した粉体混合物とをハンドミキサーで混合してセメントミルクを調製した。粉体混合物は、添加剤を混合する前の粉体について、混練水／セメントの質量比（表中、Ｗ／Ｃで示した）が０．６又は０．８又は１となるように用いた。ここで、混練水は、蒸留水を用いた。
（４）地盤改良体の調製
（１）で調製した模擬粘性土を地盤の土壌とし、これに（３）で調製したセメントミルクを注入して地盤改良を模擬的に行った。土壌１ｍ３あたりのセメントミルクの注入量は４００ｋｇに設定した。
具体的には、模擬粘性土１３１２ｇ（８１０ｍｌ）とセメントミルク３２４ｇを、５００ｍｌプラスチックカップ内で、ハンドミキサーで１分間混合してソイルセメントとした。得られたソイルセメントを、直ちに型枠（直径５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）に充填した。充填は、テーブルバイブレータで１５秒の２層詰めとした。供試体は４本作製した。
（１）で調製した模擬粘性土を地盤の土壌とし、これに（３）で調製したセメントミルクを注入して地盤改良を模擬的に行った。土壌１ｍ３あたりのセメントミルクの注入量は４００ｋｇに設定した。
具体的には、模擬粘性土１３１２ｇ（８１０ｍｌ）とセメントミルク３２４ｇを、５００ｍｌプラスチックカップ内で、ハンドミキサーで１分間混合してソイルセメントとした。得られたソイルセメントを、直ちに型枠（直径５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）に充填した。充填は、テーブルバイブレータで１５秒の２層詰めとした。供試体は４本作製した。
（５）強度の測定
ソイルセメントを充填した型枠を、２０±２℃で静置し、７日後及び２８日後に脱型し、得られた硬化体（地盤改良体）の強度を、一軸圧縮試験機により測定した。結果を表１に示した。
ソイルセメントを充填した型枠を、２０±２℃で静置し、７日後及び２８日後に脱型し、得られた硬化体（地盤改良体）の強度を、一軸圧縮試験機により測定した。結果を表１に示した。
表中、添加剤の添加量は、粉体に対する質量％である（以下同様）。
＜実施例２及び比較例２＞
実施例１と同様に、ただし、セメントミルクの組成及び注入量を以下の条件として、硬化体を調製し、強度を測定した。結果を表２に示した。条件１、２は、実施例１及び比較例１の一部であるので、該当するものを表２に示した。
実施例１と同様に、ただし、セメントミルクの組成及び注入量を以下の条件として、硬化体を調製し、強度を測定した。結果を表２に示した。条件１、２は、実施例１及び比較例１の一部であるので、該当するものを表２に示した。
＜条件１（実施例１及び比較例１の一部に相当）＞
セメントミルクの混練水／セメントの質量比（表中Ｗ／Ｃとして示す） １
セメントミルクの注入量 ４００ｋｇ／ｍ３
＜条件１’＞
セメントミルクの混練水／セメントの質量比 １
セメントミルクがアロフェン＊（品川化成株式会社製「セカードＰ−１」）を、対セメント２５質量％で含有する（アロフェンは粉体混合物に配合して用いた。）。
セメントミルクの注入量 ４５０．６ｋｇ／ｍ３
＜条件２（実施例１及び比較例１の一部に相当）＞
セメントミルクの混練水／粉体の比率 ０．８
セメントミルクの注入量 ４００ｋｇ／ｍ３
＜条件２’＞
セメントミルクの混練水／粉体の比率 ０．８
セメントミルクがアロフェン＊（品川化成株式会社製「セカードＰ−１」）を、対セメント３３質量％で含有する（アロフェンは粉体混合物に配合して用いた。）。
セメントミルクの注入量 ４７４．１ｋｇ／ｍ３
＊アロフェン：火山灰質土に多量に含まれる非晶質の珪酸アルミニウム粘土鉱物
セメントミルクの混練水／セメントの質量比（表中Ｗ／Ｃとして示す） １
セメントミルクの注入量 ４００ｋｇ／ｍ３
＜条件１’＞
セメントミルクの混練水／セメントの質量比 １
セメントミルクがアロフェン＊（品川化成株式会社製「セカードＰ−１」）を、対セメント２５質量％で含有する（アロフェンは粉体混合物に配合して用いた。）。
セメントミルクの注入量 ４５０．６ｋｇ／ｍ３
＜条件２（実施例１及び比較例１の一部に相当）＞
セメントミルクの混練水／粉体の比率 ０．８
セメントミルクの注入量 ４００ｋｇ／ｍ３
＜条件２’＞
セメントミルクの混練水／粉体の比率 ０．８
セメントミルクがアロフェン＊（品川化成株式会社製「セカードＰ−１」）を、対セメント３３質量％で含有する（アロフェンは粉体混合物に配合して用いた。）。
セメントミルクの注入量 ４７４．１ｋｇ／ｍ３
＊アロフェン：火山灰質土に多量に含まれる非晶質の珪酸アルミニウム粘土鉱物
＜実施例３及び比較例３＞
実施例１と同様に、ただし、セメントミルクの調製に用いる混練水として人工海水を用い、また、Ｗ／Ｃを０．６として、硬化体を調製し、硬化体の強度を測定した。ここで、人工海水は、富田製薬株式会社「マリンアートＳＦ−１」を使用した。結果を表３に示した。表３には、実施例１及び比較例１の一部を併記した。
実施例１と同様に、ただし、セメントミルクの調製に用いる混練水として人工海水を用い、また、Ｗ／Ｃを０．６として、硬化体を調製し、硬化体の強度を測定した。ここで、人工海水は、富田製薬株式会社「マリンアートＳＦ−１」を使用した。結果を表３に示した。表３には、実施例１及び比較例１の一部を併記した。
Claims (18)
- 土壌に、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを混合する地盤の改良工法であって、水硬性粉体中、ポルトランドセメントの割合が４０質量％以上であり、土壌への凝結遅延剤の混合量が、土壌への水硬性粉体の混合量に対して０．５質量％未満であり、トリエタノールアミン又はその塩を、水硬性粉体に対して０．０１質量％以上１．０質量％以下で混合する、地盤の改良工法。
- 水硬性粉体を、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で混合する、請求項１記載の地盤の改良工法。
- 水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを、下記（Ｉ）及び（II）のいずれかの方法で土壌と混合する、請求項１又は２記載の地盤の改良工法。
＜方法（Ｉ）＞
水と、水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを含有し、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下であるスラリーを、土壌と混合する方法。
＜方法（II）＞
水硬性粉体と、トリエタノールアミン又はその塩とを、それぞれ、粉体で土壌と混合する方法。 - 水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを土壌と混合する方法が、前記（Ｉ）の方法であり、土壌１ｍ３あたりのスラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下であり、スラリー中の水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である、請求項３記載の地盤の改良工法。
- 水硬性粉体とトリエタノールアミン又はその塩とを土壌と混合する方法が、前記（Ｉ）の方法であり、水の少なくとも一部が海水である、請求項３又は４記載の地盤の改良方法。
- 土壌が粘性土である、請求項１〜５の何れか１項記載の地盤の改良工法。
- 土壌、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良体であって、水硬性粉体中、ポルトランドセメントの割合が４０質量％以上であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上１．０質量％以下である、地盤改良体。
- 水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である、請求項７記載の地盤改良体。
- 水、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有するスラリーと土壌との混合物を硬化させてなる地盤改良体であって、水硬性粉体中、ポルトランドセメントの割合が４０質量％以上であり、前記スラリー中の水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上１．０質量％以下である、地盤改良体。
- 前記スラリーは、水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下である、請求項９記載の地盤改良体。
- 土壌１ｍ３あたりの前記スラリーの混合量が１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下である、請求項９又は１０記載の地盤改良体。
- 前記混合物は、水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下である、請求項９〜１１の何れか１項記載の地盤改良体。
- 土壌が粘性土である、請求項９〜１２の何れか１項記載の地盤改良体。
- 水、ポルトランドセメントを含む水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用スラリーであって、水硬性粉体中、ポルトランドセメントの割合が４０質量％以上であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上１．０質量％以下である、地盤改良用スラリー。
- 水／水硬性粉体の質量比が０．５以上１．５以下である、請求項１４記載の地盤改良用スラリー。
- 土壌１ｍ３あたり１００ｋｇ以上８００ｋｇ以下、且つ水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で土壌と混合して用いられる、請求項１４又は１５記載の地盤改良用スラリー。
- ポルトランドセメントを含む水硬性粉体、及びトリエタノールアミン又はその塩を含有する地盤改良用粉末固化材組成物であって、水硬性粉体中、ポルトランドセメントの割合が４０質量％以上であり、水硬性粉体の含有量に対する凝結遅延剤の含有量が０．５質量％未満であり、水硬性粉体の含有量に対するトリエタノールアミン又はその塩の含有量が０．０１質量％以上１．０質量％以下である、地盤改良用粉末固化材組成物。
- 水硬性粉体／土壌の質量比が０．０１以上１．０以下で土壌と混合して用いられる、請求項１７記載の地盤改良用粉末固化材組成物。
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