JPH04106218A

JPH04106218A - 軟弱地盤上打設軽量地盤及びその構築方法

Info

Publication number: JPH04106218A
Application number: JP22255190A
Authority: JP
Inventors: Sumio Horiuchi; 澄夫堀内; Yutaka Katsura; 豊桂
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-04-08
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JP3007940B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、軟弱地盤上へ打設された打設軽量地盤及びそ
の構築方法に関し、特に沼地、水田等の軟弱地盤上へ打
設構築された仮設作業用や車両移動用等に好適な軟弱地
盤上打設軽量地盤及びその構築方法に間する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課Ｈ］従来、
沼地、水田等の軟弱地盤上に充分な強度を有する地盤を
構築しようとする場合、通常はサンドコンパクション、
サンドドレーンなどによって事前に軟弱地盤の強度を改
善した後、砂や砂利などを直接撒き出したりして、盛土
することが多かった。

しかしながら、このような工法では盛土による地盤沈下
を防止することは不可能であり、また最悪の場合には盛
土材料自体が軟弱地盤中に埋没するなどの事故もしばし
ば生じていた。

こうした事故は盛土材料の重量が大きく、また盛土材料
の強度が低いことが要因であり、これらを取り除く方法
として発泡コンクリートや発泡スチロールなどの軽量材
料を地盤材料として利用する方法が広まってきている。

こうした軽量地盤材料を利用する工法では、固化軽量材
料をプラント等で製造した後、それを軟弱地盤上まで輸
送して、適用することによって行っていた。しかし、そ
の輸送には、材料が軽量であるが故に多大な手間と移送
装置を要するほか、輸送中に材料が破壊する事故もしば
しば発生した。

さらに、発泡スチロールでは火気や有機溶剤に弱いなど
の欠点を有するほか、発泡コンクリートでは短時間内に
所定の強度を得ることができないという欠点を有してい
た。

また、地盤上に水が存在する場合には、スラリー系材料
を使用すると、水と混合してしまうなどの施工上の問題
を生ずることがあった。

［課題を解決するための手段］本発明者は上記問題を解決すべく鋭意研究の結果、従来
技術の問題点を解決する本発明をなすに至った。

すなわち本願発明は、（１）軟弱地盤上打設軽量地盤及
び（２）その構築方法に係るものである。

まず、（１）軟弱地盤上打設軽量地盤の発明は、空き瓶
、発泡スチロール等の多数の軽量片を、軟弱地盤上でゲ
ルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化後長期的
に数ｔｏｎ／ｍ２以上の圧縮強度を発現する急結性軽量
材料の撒き出しにより包埋してなることを特徴とする軟
弱地盤上打設軽量地盤であり、（２）その構築方法の発
明は、ゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化
後長期的に数ｔｏｎ／翔２以上２以上強度を発現する急
結性軽量材料を軟弱地盤上に撒き出して軽量基盤を形成
し、その上に空き瓶、発泡スチロール等の多数の軽量片
を載せ、さらにそれらを包埋するごとく、上記急結性軽
量材料又は硬化性材料を撒き出して打設することを特徴
とする軟弱地盤上打設軽量地盤の構築方法である。

また上記発明では、軟弱地盤上打設軽量地盤は、軟弱地
盤上でゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化
後長期的に数ｔｏｎ／ｍ２以上の圧縮強度を発現する急
結性軽量材料の撒き出しにより打設・形成されてなる断
面凹形の軟弱地盤上の型枠体に、中詰め材を充填して構
成されたものであってもよい。

上記中詰め材としては、例えば浚渫土や、砂と砂利とセ
メントと水との混合物であるいわゆるコンクリート様の
組成物を充填してもよく、空き瓶、空き缶のようながさ
密度の低い廃棄材などを充填してもよい。

また、本発明の軽量地盤には、網、ローブ、繊維体等の
補強材が配されていることも好ましい。

本発明における空き瓶などの軽量中空体の使用は、軽量
地盤の浮揚性をより確実なものとすることと廃棄物の有
効利用をの兼ねるものである。

そしてまた、上記型枠を用いる発明は、軟弱地盤上に急
結性軽量材料で製作した型枠を構築させ、その中に砂や
スラリー材のような従来使用されてきた地盤材料を入れ
、全体的な作業性を向上させたものである。

なお、本発明の方法により構築される地盤は、通常、軟
弱地盤上に構築されてなるものであるが、継続的な打設
による積層高の増大によってその底面が軟弱地盤下底の
強固地盤に到達　定着されるようにしてもよい。

また、該方法の発明における軟弱地盤上打設軽量地盤の
打設は、軟弱地盤面上の所要区域に不透水性ないし半透
水性のシート又は袋を張ってその上で行ってもよく、そ
の結果構築地盤は、その底面及び／又は側面に不透水性
ないし半透水性のシート、袋、コーテイング材等の被覆
材を有するものであってもよい。

さらに、軟弱地盤上打設地盤の構築方法では、軟弱地盤
面上に、前記打設を行ってもよく、また軟弱地盤上の所
要区域をシートパイルや鋼管矢板などの仕切壁で区切っ
て行ってもよい。

シートパイルや鋼管矢板で仕切った場合、その軟弱地盤
付近の仕切壁の内側面に可動性型枠を付設し、打設急結
性軽Ｉ材料が硬化した後、可動性型枠を動かすことによ
って、仕切壁と硬化急結性軽量材料との間にクリアラン
スを生じさせ、両者間に発生する付着を解除することも
好ましい。

上記いずれの方法の場合にあっても、軟弱地盤上打設軽
量地盤を構築するに際して、前記軽量片やワイヤー、ロ
ーブ、網、軽量筋材、プラスチ・ンク繊維、金属繊維等
の補強材を配設し、急結性軽量材料を撒き出して打設す
ることもできる。

上記本発明に係る急結性軽量材料としては、例えば■セ
メントのような無機水硬性硬化剤、水、起泡剤及び急結
剤の混合物からなり、気泡が均一分散されて含有されて
いる軽量材料組成物や■ウレタンプレポリマーであるイ
ソシアネートあるいはポリイソシアネートのような有機
水硬性硬化剤と水との混合物や■アクリルアミド水溶液
と起泡剤と触媒との混合物等が挙げられる。

そして、上記急結性軽量材料のゲルタイム（固結するの
に必要な時間）は数秒ないし数十分であるため、材料の
構成成分の最終混合は、打設箇所付近で行うことが好ま
しい。

特に、本発明に係る急結性軽量材料の硬化時間が数秒間
ないし数十秒と短い場合は、急結剤、触媒等の混合は打
設箇所直前部で行うことが好ましい。これにより、材料
スラリー等のホースによる送給を容易とし、かつ水上へ
の急結打設を確実化できる。

これらの混合は、各組成成分毎の各送給ホースの先端を
、打設箇所近くで交叉させるように配！して放出するこ
とによって行うか、あるいは二重管からなる送給ホース
で各組成成分を圧送し、その先端から各成分を混合放出
するようにすることもできる。

図面により本発明の軽量片を包埋する軽量地盤の打設方
法を説明すると、まず第５図（Ａ）、（Ｂ）に図示する
ごとく、作業車１上で急結性軽量材料の混合調製を行い
、その急結性軽量材料３を送給ホース２の先端まで圧送
し、軟弱地盤面上に撒き出して板状の軽量基盤４を打設
・形成する。

そこで、第１図（Ａ）〜（Ｃ）の工程図に示すごとく、
軽量浮揚基盤４の上に空き瓶、空き缶等の廃棄材、発泡
スチロール等の軽量片５を載せ（Ｂ）、さらにその上に
急結性軽量Ｎ料３を撒き出しくＣ）、それらを包埋する
ごとく打設する。該操作は重ねて行ってもよい。

また、凹形型枠と用いる打設方法は、第５図（Ａ）、（
Ｂ）図示のごとくして、まず急結性軽量材ｆ１３を水面
に撒き出して板状の軽量基盤４を打設し、次いで第２図
（Ａ）〜（Ｅ）の工程２に示すごとく、その周縁部分に
築盛打設して周壁４°を形成し、断面凹形の軟弱地盤上
型枠４０を得る（Ｂ）、その後該型枠４０内に中詰め材
６を充填しくＤ）、軽量地盤１０を完成する（Ｅ）。

なお、上記急結性軽量材料には各種充填材を加配しても
よいことは言うまでもない。

［実施例］次に本発明を実施例によって詳細に説明する。

丈ず、軟弱地盤上打設用急結性軽量材料の調製について
説明する。

本発明に係る急結性軽量材料の好適組成例及び混合比は
、下記のごとき１発泡ペーストの組成と水ガラスの組成
及び混合比のものが好ましい。

［ａ１発泡ペーストの組成］セメント・１００重量部、水　　、３０〜２００重量部起泡剤　〜０１〜５重量部気泡安定剤、０１〜５重量部気泡量：　　２５０〜９００１　　／　ｍコ［ｂ・水ガ
ラス水溶液の組成］水ガラス（Ｊ　Ｉ　３３号）１００重量部水　　　　：３０〜２００重量部ゲルタイム調製剤（塩Ｍ）〜０．１〜１０重量部（ａ液とｂ液の混合比（重量比））ａ：ｂ−１：Ｏ，ｌ〜ｌ　：３．５上記急結性軽量材料理合物は数秒ないし数十秒間で固結
する。

このゲルタイムは、発泡ペーストと水ガラスとの混合比
によって調整することができる。

本実流側では、上記組成範囲の中がら下記組成の急結性
軽量材料をＴＡ製し、これを軟弱地盤上打設に適用した
。

■［発泡ペーストの組成］セメント：１００重量部、水　　・１００重量部起泡剤　〜０．７重量部気泡安定剤＝０．１重量部気泡ｊｌ：６５０１　／ｍコである発泡ペーストと、 ■［水ガラス水溶液の組成〕水ガラス（ＪＩＳＢ号）７１００重量部水　　　　＝５０重量部ゲルタイム調製剤（塩［）二０．１重量部である水ガラス水溶液とを、 ■：■＝１：０．１６の割合（重量比）で混合したもの
、なお、該実施例混合物のゲルタイムは、５秒であり、
硬化物の密度は０．６ｔｏｎ／ｍコであって、打設後６
０秒の硬化軽量地盤の圧縮強度は０．　１ｋｇｆ／ｃｍ
２．打設後２時間後の圧縮強度は３　ｋ、　ｇ　ｆ　／
ｅｍ２であった。

そしてこの硬化物は長期間にわたって、沈降しないこと
が確認されている。

ここで本実施例で使用した配ぎ成分について説明する。

・・　　　　　の　　ラス水ガラスは、通常市販の３号水ガラス（Ｎａ２０３Ｓｉ
Ｏ２・ａｑ）が使用されるが、該水ガラス原液＜　Ｓ　
ｉ　０２　　：　２８〜３０％、Ｎａ２Ｏ：９〜１０％
、残：水）の粘度は高く、そのままでは移動速度が遅い
。このため、水を事前に添加して水ガラス液の粘度と下
げ、移動速度を速くすることが望ましい、これは通常の
水ガラス系薬液注入での水ガラスの使用方法と同様であ
り、よく知られている事柄である。なお、多量の発泡ペ
ーストに少量の水ガラス原液（急結剤）を混合すること
は均一混合の意味からも非常に困難である。

監慮ｌ起泡剤について説明すると、本発明においても通常のセ
メント系混合物に使用される膠質ブチルスルフオン酸ナ
フタレンや蛋白質などの起泡剤が用いられる。−船釣な
界面活性剤であればセメント重量の５％程度が上限であ
る。好ましくは、３％以下である。

硬化物の密度を１．０ｔｏｎ／ｍ’以下とするためには
、１　ｂ　Ｏｌ／　ｍ　’の気泡が必要となる。

この気泡を得るには起泡剤の添加率は０．０５％程度以
上必要となるが、気泡の安定性などの点から、好ましく
は０．２％以上である。

水１発泡ペースト中の水量は、２００％以下（特に好ましく
は１００％以下）が、強度発現上から好ましい、なお、
強度発現は起泡剤の添加量によって大きく影響を受ける
ため、最適水量も変化する。

−ｅｌ”、ｙ上１単位セメント量の増加とともに初期強度が増加するが、
単位セメント量が５０ｋｇ／ｍ’程度であっても強度発
現が望める。必要となる軟弱地盤上打設構造物の初期強
度は用途によって異なるが、取扱の点から０．５ｋｇｆ
／ｃｍ２以上が望ましい。このため、単位セメント量と
しては好ましくは１５０ｋｇ７’ｍ’以上が必要となる
。

セメントと　　ラスの　・・材料を急結させるのは急激な凝集反応であり、この反応
が進むには各村ｆ４（セメントと水ガラス）の比率が適
正でなければならない。

水ガラスの量が少なくなると強度が大幅に減少する。水
ガラス（Ｊ　Ｉ　Ｓ　３号品）は少なくともセメントの
３０％以上必要である。

次に上記各配合成分に関連して他の起泡剤、急結剤等に
ついて説明する。

起泡剤としては、膠質ブチルスルフオン酸ナフタレン、
ゼラチン、カゼイン等の蛋白質の誘導体、サポニン、樹
脂石鹸、硫酸ラウリルソーダ等が挙げられる。

また、急結剤としては、水ガラス、重クロム酸カリ、ケ
イフッ化ソーダ、アルミン酸ソーダ、塩化アルミニウム
、塩化カルシウム等が挙げられるが、特に水ガラスが好
ましい。

なお、通常水ガラスとしては、ＪＩＳＢ号品（Ｓｉ○２
含量２８〜３０％、Ｎａ２Ｏ含量９〜１０％）が用いら
れる。

急結剤としての水ガラスの使用は、急結性、強度発現性
、安全性等の点から特に好適である。

また硬化剤としてセメントを用いているが、これは急結
性及び長期強度を確保する等のため、特に好ヱしいもの
である。

次に、図面にしたがって、（１）材料を包埋する軽量地
盤の打設例と、（２）断面凹形の軽量型枠を用いる軽量
地盤の打設例を説明する。

ｌ　　　　の　　　　　　　　　　る　　　　　　のま
ず第５図（Ａ）、（Ｂ）に図示するごとく、作業船１上
で上記発泡ペーストと急結剤との混合物からなる急結性
軽量材料の混合調製を行い、その急結性軽量材料３を送
給ホース２の先端まで圧送し、軟弱地盤面上に撒き出し
て板状の軽量基盤４を打設し、次いで第１図（Ａ）〜（
Ｃ）図示のごとく、その上に空き瓶、空き缶、発泡スチ
ロール等の［１片５を載せ（Ｂ）、さらにその上に急結
性軽量材ｆ１３を撒き出しくＣ）、それらを包埋するご
とく打設する。該操作は重ねて行ってもよい。

なお、急結性軽量材料の混合調製においては、起泡剤と
水の混合物を撹拌して十分に起泡させ、これにセメント
スラリーを均一に混きしてして発泡ペーストし、これに
、急結剤としての水ガラス水溶液を混合することが好ま
しい。

２　　　　　　の　　　　　　い　　　　　　　のまた
、凹形型枠を用いる打設方法は、まず前記と同様に第５
図（Ａ）、（Ｂ）図示のごとく、急結性軽量材料３を軟
弱地盤面に撒き出して板状の軽量基盤４を打設し、次い
で第２図（Ａ）〜（Ｅ）図面のごとく、その周縁部分に
築盛打設して周壁４′を形成し、断面凹形の軟弱地盤上
型枠４０を得る（Ｂ）。

次に、その軽量基盤４上に軽量筋材７を固着配設しくＣ
）、その後、該型枠４０内に中詰め材６を充填しくＤ）
、軽量地盤１０を完成する（Ｅ）。

上記のごとく、本発明の軟弱地盤上打設用急結性軽量材
料は極めて簡羊な組成材料から構成されるものであるが
、その製造においても通常の土木用のミキサー、ポンプ
等が使用できる。

そして、軟弱地盤上にそのまま撒き出すことによって、
軽量基盤を簡単に打設でき、次いでその上に軽量片を載
せそれに再度急結性軽量材料を撒き出すことによって軽
量地盤を完成することができる。

また、急結性軽量材料を撒き出して軽量基盤を打設した
後、その周縁に打設を繰り返して周壁を築盛することに
よって容易に断面凹形型枠を製作でき、その内に適宜中
詰め材、例えば土砂やコンクリート、モルタル等、ある
いは前記空き瓶、空き瓶等の中空材料とモルタルを充填
することによって大容積の軽量地盤を容易かつ簾僅に製
造することができる。

なお、第３図は断面凹形の軽量型枠４０の軽量基盤４内
に補強材としてのローブ製網体８を配設した例を示し、
第４図は中詰め材６内にローブ製網体８を埋設した例を
示す。

こうして構築された軽量地盤は、急結性軽量材ｆｉに廃
棄材を埋設したものにあっては、空き瓶、空き缶等の廃
棄物を有用原料に転換できるため製造コストを低減する
ことがてき、がつ軽量片中の気体量によっては超軽量な
軽量性地盤となしたり、適宜密度の軽量地盤となすこと
ができる。

なお、空き瓶、空き缶等の開口部は、蓋をするなどによ
り閉口したものとしておくことが好ましく、これにより
、気体の漏洩がほぼ完全になくなるため長期的な浮揚性
を更に向上させることができるほか、使用急結性軽量材
料が節減され、かつ製品軽量地盤の一層の軽量化を図る
ことができる。

また、軟弱地盤上に打設した断面凹形の軽量型枠を使用
したものにあっては、それが耐水性に優れかつ軽量であ
り、機械的強度も確保できるため、型枠内にどのような
中詰め材でも充填できる。よって、軽量地盤の製造コス
ト及び製造作業が容易となる。

上記本発明により構築された軟弱地盤上打設軽量地盤は
、軟弱地盤上への盛土、軟弱地盤上への道路の構築、仮
設的な埋め戻しなどに適用できる。

また、構築した軽量地盤はそのまま可動構造物としても
使用できるほか、固定構造物構築用の仮設基地として使
用できるため、それにより従来困難であった軟弱地盤上
での各種作業を容易かつ迅速にすすめることが可能とな
る。

こうした直接的に打設材料を軟弱地盤面上に撒き出して
軽量地盤を構築することは、従来例のない新規なもので
ある。

［発明の効果］上記のとおり本発明の空き缶、空きびん等の軽量片を包
埋した軟弱地盤上打設軽量地盤は、現場の軟弱地盤上に
おいて直接打設でき、かつ短時間で構築でき、また従来
技術におけるごとき大きな仮設装置を必要としない。

また、空き瓶、空き缶等の廃棄材を有用原料に転換でき
るため、廃棄物の廃棄処理、無害化処理等の作業も不要
となる。

さらに、断面凹形の軽量型枠を用いて打設される軽量地
盤は、中詰め材としてどのようなものでも充填できるた
め、製造コストが低減できる。

そしてまた、断面凹形の型枠の製作は、急結性軽量材料
を軟弱地盤上に撒き出して軽量基盤を打設した後、その
周縁に打設を繰り返して周壁を築盛することによって容
易にできる。

なお５本発明の方法に係る急結性軽量材料は軽量かつ数
秒ないし数十分で急結するため、軟弱地盤上においてそ
のまま打設して、軽量地盤のベースとしての軽量基盤を
容易に構築できる。

本発明により構築した軽量地盤は軟弱地盤上ｌ＼の盛土
、軟弱地盤上への道路の構築、仮設的な埋め戻しなどに
適用できる。またそのまま可動構造物として使用できる
ほか、固定構造物構築用の仮設構造物として広範に使用
できるため、それにより従来困難であった軟弱地盤上で
の各種作業を容易かつ迅速にすすめることが可能となる
。

さらに、急結性軽量材料は、原料を打設時に起泡・膨張
させて得られるものであるため、現場へ搬入すべき原材
料は少量で済み、よって原材料の搬送が容易かつ低コス
トなものとなる。

そしてさらに１本発明の構築方法の実施において必要な
ミキサー、ポンプなどの機器は、通常の土木機械がその
まま使用でき、特殊な機器を用意する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ＞ないし第５図（Ｂ）は、軟弱地盤上打設軽
量地盤の各種実施例の工程説明図を示す。に作業車、２、送給ホース３：急結性軽量材料、４：軽量基盤。４″　二層壁、５・軽量片、６；中詰め材。７：軽量筋材、８・ロープ製網体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空き瓶、ドラム缶、発泡スチロール、軽量骨材等
の多数の軽量片を、軟弱地盤上でゲルタイムが数秒ない
し数十分であり、かつ硬化後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２
以上の圧縮強度を発現する急結性軽量材料の撒き出しに
より包埋してなることを特徴とする軟弱地盤上打設軽量
地盤。
（２）軽量片が、空き瓶、空き缶等の廃棄材であること
を特徴とする請求項１記載の軟弱地盤上打設軽量地盤。
（３）軟弱地盤上でゲルタイムが数秒ないし数十分であ
り、かつ硬化後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２以上の圧縮強
度を発現する急結性軽量材料の撒き出しにより打設・形
成されてなる断面凹形の軟弱地盤上の型枠体に、中詰め
材を充填してなることを特徴とする軟弱地盤上打設軽量
地盤。
（４）ゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化
後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２以上の圧縮強度を発現する
急結性軽量材料が、セメント、起泡剤、急結剤及び水を
主剤とするものであることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の軟弱地盤上打設軽量地盤。
（５）中詰め材が、かさ密度の低いものであることを特
徴とする請求項３又は４記載の軟弱地盤上打設軽量地盤
。
（６）軟弱地盤上打設軽量地盤が、網、ロープ、繊維体
等の補強材を配してなるものであることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれかに記載の軟弱地盤上打設軽量
地盤。
（７）ゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化
後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２以上の圧縮強度を発現する
急結性軽量材料を軟弱地盤上に撒き出して軽量基盤を形
成し、その上に空き瓶、発泡スチロール等の多数の軽量
片を載せ、さらにそれらを包埋するごとく、上記急結性
軽量材料又は硬化性材料を撒き出して打設することを特
徴とする軟弱地盤上打設軽量地盤の構築方法。
（８）軽量片が、空き瓶、空き缶等の廃棄材であること
を特徴とする請求項７記載の軟弱地盤上打設軽量地盤の
構築方法。
（９）ゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬化
後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２以上の圧縮強度を発現する
急結性軽量材料を軟弱地盤上に撒き出して断面凹形の型
枠体を軟弱地盤上に浮揚・形成し、次いでその中に中詰
め材を充填・打設することを特徴とする軟弱地盤上打設
軽量地盤の構築方法。
（１０）ゲルタイムが数秒ないし数十分であり、かつ硬
化後長期的に数ｔｏｎ／ｍ＾２以上の圧縮強度を発現す
る息詰性軽量材料が、セメント、起泡剤、急結剤及び水
を主剤とするものであることを特徴とする請求項７ない
し９のいずれかに記載の軟弱地盤上打設軽量地盤の構築
方法。
（１１）軟弱地盤上打設軽量地盤の打設において、綱、
ロープ、軽量筋材、繊維体等の補強材を配することを特
徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の軟弱地
盤上打設軽量地盤の構築方法。