JPH05106224A

JPH05106224A - 水中施工用軽量埋戻し材とその打設方法

Info

Publication number: JPH05106224A
Application number: JP15590991A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hara; 光夫原; Kenichi Ando; 憲一安藤; Yuichi Sakurai; 裕一櫻井; Hisashi Fukada; 久深田; Masahiro Yoshihara; 正博吉原
Original assignee: SHIYUTO KOSOKU DORO KODAN; Sumitomo Cement Co Ltd; Fudo Construction Co Ltd
Current assignee: SHIYUTO KOSOKU DORO KODAN; Sumitomo Cement Co Ltd; Fudo Tetra Corp
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1991-05-30
Publication date: 1993-04-27
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2864301B2

Abstract

(57)【要約】【目的】十分な上載土圧低減効果が得られ、水中打設
時に生じる水質汚濁が著しく低減され、水中で材料分離
がなく工区全体に亘って均質な盛土が可能な軽量埋戻し
材を提供する。【構成】粒径５μｍ未満の粘土分と粒径５μｍ〜７４
μｍのシルト分との合計が８０重量％以上を占め、かつ
粘土分が３０重量％以上となるように調整した現地発生
土にセメント系固化材、増粘剤、起泡剤によって発泡さ
せた気泡および水が混合されてなる水中施工用軽量埋戻
し材。この埋土材を水中で打設するに際しては、打設流
速７５ｃｍ／ｓｅｃ以下で打設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中施工用軽量埋戻し
材に関する。さらに詳しくは、本発明は、軟弱な粘性土
が厚く堆積する湾岸部または海洋における人工島の造
成、岸壁・護岸の造成や補修などにおいて、造成後また
は補修後の不等沈下の防止または地盤沈下量の低減など
を目的として、水面下での軽量盛土材料または護岸背面
の水中の埋戻し材などとして利用される軽量埋戻し材、
およびそのような軽量埋戻し材を水中打設する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】水面下での埋立材料としては、山砂、高
炉水砕スラグの他、最近ではプレミックス埋立土（事前
に埋立砂にセメントを混入して埋立後固化して液状化し
ない埋立地盤を造るもの）がある。しかしながら、これ
らの埋立材料は単位体積重量が大きく、１．４ｔｆ／ｍ
³以上が一般的であり、埋戻し材による上載土圧が大き
くなり、地盤改良が必要となる。加えて、水中打設時の
材料分離により埋戻し後の単位体積重量にバラツキを生
じたり、水質汚濁を生じるなどの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、十分
な上載土圧低減効果が得られ、水中打設時に生じる水質
汚濁が著しく低減され、水中で材料分離がなく工区全体
にわたって均質な盛土が可能な軽量埋戻し材を提供する
にある。さらに、他の目的は、特に材料分離や水質汚濁
の問題を生じることがない軽量埋戻し材を水中打設する
方法を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、粒径５μ
ｍ未満の粘土分と粒径５μｍ〜７４μｍのシルト分との
合計が８０重量％以上を占め、かつ粘土分が３０重量％
以上となるように調整した現地発生土にセメント系固化
材、増粘剤、起泡剤によって発泡させた気泡および水が
混合されてなることを特徴とする水中施工用軽量埋戻し
材によって達成される。上記の水中施工用軽量埋戻し材
は、７５ｃｍ／ｓｅｃ以下の打設流速にて水中打設する
ことが好ましい。

【０００５】土質工学塊基準（ＪＳＦＭ１１１−１
９９０）、土の工学的分類方法（日本統一土質分類法）
によると、土は大別して粘土分：粒径５μｍ未満、シル
ト分：粒径５μｍ〜７４μｍ、砂分：粒径７４μｍ〜２
ｍｍ、および礫分：粒径２ｍｍ以上の４種類に分類され
る。上記の基準において、粘性土もしくはシルトは、粘
土分とシルト分を合わせて、５０％以上含有する土のこ
とをいう。本願発明では、粒径５μｍ未満の粘土分と粒
径５μｍ〜７４μｍのシルト分との大別との合計が８０
重量％以上を占め、かつ粘土分が３０重量％以上となる
ように調整した現地発生土を用いる。粘土分とシルト分
との合計が８０重量％未満であると水中打設時に水質汚
濁が発生し、また材料分離も生じる。粘土分とシルト分
との合計が８０重量％以上であっても粘土分が３０重量
％未満であると水質汚濁が発生する。

【０００６】従来、現地発生土は利用困難とされ、全て
処分されており、埋立材としては購入土が充当されてき
た。従って、発生土の処分地と運搬の問題があったが、
本発明によればこのような問題も併せ解決される。

【０００７】本発明の軽量埋戻し材は、粗粒分を取除い
て上記のように粒度分布を調整した現地発生土に、セメ
ント系固化材、増粘剤、起泡剤によって発泡させた気泡
および水が配合されたものである。

【０００８】セメント系固化材としては、一般に地盤改
良用固化材として知られているセメント系固化材を始
め、ポルトランドセメント、高炉セメントなどが用いら
れる。セメント系固化材の量は、設定強度にもよるが、
概して埋戻し材ｍ³当り６０〜３００ｋｇ用いられる。

【０００９】増粘剤の種類も格別限定されないが、代表
例としては、水中不分離性セルロース系混和剤として知
られるものが挙げられる。増粘剤の使用量は、埋戻し材
料ｍ³当り０．５〜４ｋｇ程度である。埋戻し材に配合
する水の量は、現地発生土の含水比ならびに埋戻し材の
流動性および均質性などを考慮して、一般に埋戻し材ｍ
³当り３００〜６００ｋｇ程度である。

【００１０】本発明の水中施工用軽量埋戻し材は、その
気泡量を変えることにより、水中に打設した後の単位体
積重量を１．１〜１．５ｔｆ／ｍ³の範囲で自由に変え
ることができる。また、本発明の埋め戻し材は、水中打
設後に気泡への水浸が進行し、すべての気泡が水に置換
しても、水中打設した軽量埋戻し材の単位体積重量は
１．１〜１．５ｔｆ／ｍ³の範囲を超えることはない。

【００１１】本発明の軽量埋戻し材を水中打設する工法
としては従来から常用されている工法によればよい。し
かしながら、軽量埋戻し材の打設流速（すなわち、打設
管などからの埋戻し材の排出速度）を７５ｃｍ／ｓｅｃ
以下にして打設することが望ましい。本発明の埋戻し材
の水中打設流速を７５ｃｍ／ｓｅｃ以下に制御すること
により、埋立材中に増粘剤を配合しているために細粒分
の分離が抑制されることと相俟って、水質汚濁を最小に
することができる。

【００１２】従来の埋立材には、砂状材料を主材とする
ものが多く、流動性に乏しい。これとは対照的に、本発
明の埋戻し材は高流動性であり、セルフレベリング性に
優れている。しかしながら、より流動性を高めるため
に、流動化剤、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤などのコン
クリート混和剤のように流動性を高める機能をもつもの
を増粘剤と併用してもよい。適当な流動性向上剤は、使
用する現地発生土と増粘剤に適合するものを選べばよ
い。流動性向上剤を用いる場合、その量は埋戻し材ｍ³
当り０．５〜１０ｋｇの範囲である。

【００１３】

【実施例】以下、実施例について本発明の軽量埋戻し材
を具体的に説明する。実施例１下記の細成の軽量埋戻し材を調製した。現地発生土５３０ｋｇ（粒度分布は表１参照）水４２０ｋｇセメント系固化材（高含水比用地盤改良固化材、タフロック６型、住友セメント製）１２０ｋｇ増粘剤（セルロース系、ファインコーラル、住友セメント製）１ｋｇ気泡（起泡剤：合成界面活性剤スミシールドＡ、住友セメント製）１５０リットル２０リットルの水槽中で上記軽量埋戻し材の水中打設試
験を行った。なお、打設流速は７０ｃｍ／ｓｅｃとし
た。使用した現地発生土の粒度分布および水中打設試験
の結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１において、No. １〜３は、いずれもシ
ルト分と粘土分を合わせると８０重量％以上、かつ粘土
分（粒径５μｍ未満）を３０重量％以上含有している。
これらを水中打設した結果をみると、水質汚濁の指標で
ある懸濁物質およびｐＨは良好な値を示している。ま
た、No. ４（比較例）は、粘土分を３０重量％以上含有
しているものの、シルト分と粘土分を合わせたものが８
０重量％以上に達していないため、水中打設した場合、
著しい懸濁が発生している。また、材料分離も発生して
いる。最後に、No. ５（比較例）は、シルト分と粘土分
を合わせたものが８０％以上は満足しているものの、粘
土分が３０％以下であるため、水中打設した場合、水質
汚濁が発生している。

【００１６】実施例２実施例１のNo. ２の土を用いて泥水を作成し、下記の配
合にて軽量埋戻し材を作成した。使用した固化材、増粘
剤、気泡は実施例１と同じである。泥水９３３ｋｇセメント系固化材１２０ｋｇセルロース系増粘剤１ｋｇ気泡１４０リットル上記埋戻し材を、水深−１０ｍまで打設した場合、以下
の仮定によって、水中打設後の気泡がすべて水に置換し
ても深度方向の平均単位体積重量が１．２ｔｆ／ｍ³以
下となる。１）水圧載荷直後の気泡の圧縮に関しては、ボイルの法
則に従う。２）気泡が水に置換した場合の単位体積重量は１ｔｆ／
ｍ³とする。３）軽量埋戻し材の体積変化は圧力による気泡の体積変
化のみとする。上記の仮定に基づいて水中打設した軽量埋戻し材の単位
体積重量の結果を表２に示す。まず、打設流速は７０ｃ
ｍ／ｓｅｃとした。

【００１７】

【表２】

【００１８】表２のデータから、水中打設した埋戻し材
の気泡がすべて水に置換しても深度方向の平均単位体積
重量は約１．２ｔｆ／ｍ³以下であることが判る。表２
のデータを図１に示す。図１において、曲線ａは水圧載
荷直後の単位体積重量（ｔｆ／ｍ³）であり、曲線ｂは
気泡が全て水に置換した場合の単位体積重量（ｔｆ／ｍ
³）を示している。リットルは気泡混入前の土（粘土＋
シルト＋海水＋固化材）の単位体積重量であり、ｍは気
泡混入後の単位体積重量である（気泡量１４．０容量
％）。

【００１９】水中にて上記埋戻し材中の気泡が圧縮され
る状態を図２に模式的に示す。図２において、（ａ）は
混練下の状態（単位体積重量１．０５３ｔｆ／ｍ³）で
あり、（ｂ）は水面下打設直後の状態（単位体積重量
１．０５３ｔｆ／ｍ³）であり、（ｃ）は水深１０ｍ打
設直後の状態（単位体積重量１．１３２ｔｆ／ｍ³）で
ある。水面直下では気泡が圧縮されないが、水深が増す
に従い水圧が載荷し、気泡が圧縮される。図示の場合、
体積が半分となり、単位体積重量が約７．５％増加して
いる。また、埋戻し材中の気泡がすべて水で置換された
状態を図２と同様に図３に示す。図３において、（ｄ）
は水面下打設の場合（単位体積重量１．１９３ｔｆ／ｍ
³）であり、（ｅ）は水深１０ｍに打設の場合（単位体
積重量１．２０７ｔｆ／ｍ³）である。

【００２０】実施例３実施例２の配合にて、作成した軽量埋戻し材を管径１イ
ンチのスクイズポンプにて打設流速を変化させて１ｍ³
の水槽に打設し、水槽内の水の懸濁物質および水中打設
した軽量埋戻し材の一軸圧縮強さを調査した。その結果
を表３に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】表３のデータから、打設流速が７５ｃｍ／
ｓｅｃ以下の場合、水質汚濁も少なく、水中打設した軽
量埋戻し材の強度も気中にて養生した一軸圧縮強さに比
べて１０％程度の低下である。しかしながら、打設流速
が大きくなると、水質汚濁が著しく顕著になり、水中打
設した軽量埋戻し材強度発現はかなり劣ることが分か
る。特に、打設流速が１８５ｃｍ／ｓｅｃでは水槽に打
設した軽量埋戻し材の供試体が採取不可能であった。

【００２３】

【発明の効果】上記のように粗粒分を取除いて所定粒度
分布を有するように調整された現地発生土にセメント系
固化材、増粘剤、気泡剤により発泡させた気泡および水
が混合されてなる本発明の軽量埋戻し材を用いて水中埋
戻しを行うと、上載土圧がかなり低減し、水中汚濁も著
しく低減し、水中での材料分離がなく工区全体にわたっ
て均質な盛土が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水深と埋戻し材の単位体積重量との関係を示す
グラフである。

【図２】水中にて埋戻し材中の気泡が圧縮される状態を
示す模式図である。

【図３】埋戻し材中の気泡が水で置換された状態を示す
模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤憲一東京都文京区大塚６−28−21−103 (72)発明者櫻井裕一東京都新宿区南元町４ (72)発明者深田久東京都台東区台東１−２−１不動建設株式会社内 (72)発明者吉原正博千葉県船橋市豊富町585番地住友セメント株式会社セメントコンクリート技術開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒径５μｍ未満の粘土分と粒径５μｍ〜
７４μｍのシルト分との合計が８０重量％以上を占め、
かつ粘土分が３０重量％以上となるように調整した現地
発生土にセメント系固化材、増粘剤、起泡剤によって発
泡させた気泡および水が混合されてなることを特徴とす
る水中施工用軽量埋戻し材。
【請求項２】水中に打設した軽量埋戻し材の単位体積
重量が１．１〜１．５ｔｆ／ｍ³である請求項１記載の
軽量埋戻し材。
【請求項３】請求項１記載の水中施工用軽量埋戻し材
を用いて打設流速７５ｃｍ／ｓｅｃ以下にて打設するこ
とを特徴とする軽量埋戻し材の打設方法。