JPH0928190A - はっ水性粒状材料を用いる地中気体貯留方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は土壌中の空気量を増し、軟弱地盤の
強度をたかめ、地下にガスを貯留し、地下の流体の通路
をつくることを目的とする。 【解決手段】地下または半地下にはっ水性粒状体を埋設
する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は次の技術分野に属す
る。１）土壌中に空気を取り入れることにより植物の育
成向上、２）はっ水性粒状体の大きな内部摩擦および小
さな水の流出抵抗を利用した液状化防止用サンドパイ
ル、３）はっ水性粒状体内の通気性を利用した土壌汚染
ガス抜きのガス集積貯留体

【０００２】

【従来の技術】ゴルフ場等では植物育成に必要な空気を
土壌中に導入するため、芝等が植えられている地表面か
ら機械で孔をあけたり、更にこれに砂を詰めている。

【０００３】一方軟弱地盤の安定化のため、サンドパイ
ル工法が行なはれている。

【０００４】又土壌汚染対策では土壌中に多数の吸引パ
イプを差し込みポンプによる汚染気体の吸引が行なわれ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】芝生土壌に空気を入れ
る穿孔内の砂は雨水毛細管現象によって透過性が著しく
低くくなるので地中に空気が十分入らないという問題が
ある。

【０００６】一方、軟弱地盤安定のためのサンドパイル
工法に使われる砂は大きい内部摩擦力と高い水透過性が
必要とされるが、水を含むため内部摩擦が小さく、水透
過性が低い。このため地盤安定性に欠点があり、地表沈
下および地震の際の地盤液状化の問題がある。

【０００７】また、土壌汚染気体はいわゆるフィンガー
孔から湧出するのでこの孔にガス抜きパイプを貫通させ
るためには無効パイプを含めた数多くのパイプが必要と
なる。またこの方法では吸引負圧のため濃度の高い気体
が得られない。

【０００８】本発明は主として上記３つの問題の解決に
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決する手段として、地中に空気包藏性、非保水性および
低流体透過抵抗性のはっ水性粒状体を配置する方法によ
った。本発明で使用するはっ水剤は諸工業分野で一般に
用いられているものであれば何れでもよいが、疎水基を
もった無水珪酸の粉末からなるものが好ましい。このは
っ水性粒状体は骨材にバインダーを塗布した後骨材表面
に粉状はっ水剤を付着させて製造する。

【００１０】上記第１の問題にたいしては、地中にはっ
水性粒状体の頭部を地表に出して埋設し、空気を地中に
供給する。

【００１１】上記第２の問題にたいしては、地中にはっ
水性粒状体をサンドパイルとして埋め込み、はっ水性粒
状体の大きい三軸強度および高い透水性を利用して液状
化防止を含む土質の安定化をはかる。

【００１２】上記第３の問題にたいしては、地中にはっ
水性粒状体を層状に配置し、空気包藏性、および非保水
性および低流体透過抵抗性を利用して地中にガス貯留体
および流体通路をつくる。

【００１３】

【発明の実施の形態】５ｃｍ深さに水を入れたビーカー
に投入した２ｍｍ以下の粒子からなるはっ水性粒状体は
表面が凹凸で銀色に輝いてみえ、スプーンを使って自由
に成形することができる。この輝く現象は水中のはっ水
性粒状体が内部に多量の空気を包藏しているためで、自
由な成形ははっ水性粒状体の間の空気が水圧を受けるた
めであることを示す。また両端開きの直径２ｃｍのガラ
ス管を縦にし、その底にガーゼを張り、これに１０ｃｍ
長さの上記はっ水性粒状体を詰め、筒の上から 水を注
ぐと、水は容易に底から流れ出る。この後に管内の粒状
体を通してて空気を容易に流出させることができる。こ
れに対して同じ粒子径分布をもつ自然砂の場合は水も空
気もほとんど流れ出ない。この現象からはっ水性粒状体
は透水および通気抵抗が極めて小さいことがわかる。

【００１４】植物育成に必要な土壌中の空気の拡散速度
は土壌中の孔隙量の自乗に比例する。地表土壌に孔をあ
け、これにはっ水性粒状体を詰める実施形態のとき、地
表の空気は拡散によって水分の少ないはっ水性粒状体内
に侵入し、その周りの土壌に酸素を供給する。又降雨の
ときは空気を溶かした雨が毛管作用のないはっ水性粒状
体内を容易に流下するので、その中には、地表の空気が
誘導されると共に雨に含まれていた空気が地中に放散さ
れる。植物の生育のための根の作用は養分の多少よりも
むしろ酸素の供給と炭酸ガス排除の影響のほうが大きい
といわれている。又空気中の酸素不足によってある種の
バクテリアが繁殖し植物病害の発生が予想される。植物
の生育に土壌生物の作用の影響が大きい。土壌生物は空
気を好むものが多く本発明はこれらの生物にとって住み
やすい環境を提供する

【００１５】土木工学では軟弱地盤安定化のための焼結
工法があるように地中の乾燥化は地盤強度を著しく増加
させる。はっ水性粒状体は力学的には乾燥化材料と類似
の作用をする。サンドパイルのサンドとしての実施形態
でははっ水性粒状集合体は水を含んだ従来の砂粒体にく
らべて内部摩擦抵抗が著しく大きいのでパイルとしての
剪断および圧縮強度が大きく、透水性が極めて大きいの
で、地盤沈下防止および地震による地盤の液状化の防止
を含めた地盤強度の向上に役立つ。

【００１６】埋設されたはっ水性粒状体は地下水が入り
にくく、圧密されにくいのでガスの良好な貯留場所とな
る。地下汚染ガス抜き工法として地下に層状に配置する
実施形態でははっ水性粒状体からガスをポンプアップす
れば吸引パイプ数が減少すると共に高濃度のガスが得ら
れる。

【００１７】

【実施例１】ゴルフ場のグリーンに穿孔機で４０ｃｍ^２
に１個の面密度、深さ２０ｃｍ、直径３０ｍｍの孔をあ
け、この孔にはっ水性を付与した粗粒率３〜１．５の自
然砂を通気性のある袋に入れたものを孔の口元まで充填
し、口元が地表に開口したはっ水性小型サンドパイル
（以下ミニパイルと呼ぶ）を造る。ミニパイルの中は水
分が少なく、孔隙が多いので拡散により空気が侵入し、
沈下量が小さいのでミニパイル周辺の植物の根、または
小動物の生育によい環境を作るため実施箇所の植物の生
育がよくなった。

【００１８】

【実施例２】 実施例について第１図を参照して説明
するとミニパイルの素材にセラミック系人工骨材砂を用
い、実施例１と同じ方法で使用し同様の結果が得られ
た。

【００１９】

【実施例３】植物を植えた鉢の土壌中に、粗い目の布
袋、および先が指状に分岐した袋（以下多岐袋とよぶ）
に自然砂のはっ水性粒状体を詰めたミニパイルを、頭部
が土壌表面に出るようにして埋設した。調査の結果土壌
内に空気が入り、実施例１と同様な植物生育上昇効果を
得た。

【００２０】

【実施例４】軟弱地盤に直径５０ｃｍ、深さ１０ｍの孔
をケーシング工法で掘削しこの孔に粗粒率３のはっ水性
磁性セラミック系人工骨材砂を投入する。ケーシングの
底部に円筒状の電磁石をケーシング軸方向に数個取り付
けはっ水性粒状体を突き固める事無く磁力で圧密し上記
骨材からはっ水剤の剥離を防止しながら掘削孔の口元迄
充填する。同じ材料で剪断試験を行なった結果、剪断強
度は水で飽和した砂にくらべて４倍となった。

【００２１】

【実施例５】１０００ｃｃのビーかー２個を用意し、そ
の一個Ａには水で飽和した天然砂を１０００ｃｃ入れ、
他の一個Ｂにははっ水性を付与した天然砂を１０００ｃ
ｃ入れた。ビーカーＢは砂のはっ水性のため、砂と水を
混和することが出来ず砂だけとなった。この２個の容器
を振動板上に並べて乗せ左右の振動をあたえた。この結
果容器Ａは液状化現象がみられたが、Ｂ側は安定してい
た。

【００２２】

【実施例６】天然砂の代わりににセラミック系人工骨材
を用い、実施例６と同じ方法で実施し同様の結果が得ら
れた。

【００２３】

【実施例７】メタンガス湧出のある廃棄物埋設跡地の表
土を剥離し、そこにはっ水性を付与したセラミック人工
骨材（１ｍｍ径）粒状体を層状に敷き、その上に土壌を
を一定の厚さで敷き固め、その表面から溌水性粒状体層
に達するパイプを挿入し、溌水性粒状体に貯留されたメ
タンガスを自然排出圧を利用したガス抜きを行なった。
こ結果高濃度のガスを安全に、数本の吸引パイプで抜き
取ることができた。

【００２４】

【実施例８】地表に縦１ｍ、横１ｍ深さ５０ｃｍの孔を
堀り粒度３ｍｍ〜１ｍｍ、厚さ４０ｃｍのはっ水性を付
加したセラミック人工骨材を層状に敷いて分散層とし、
その上を厚さ４０ｃｍの土壌で被覆し、地表から上記分
散層中に入気管を挿入した土壌脱臭装置を作り、この入
気管から、悪臭気体を、分散層に注入した。悪臭気体は
上壌を通して地表に放出され脱臭された。はっ水性粒状
体は圧密されにくく、水を含みにくいので、悪臭気体が
分散層全体に行き渡り、地下水による分散パイプの閉塞
や、土壌の特定部分から気体が流出するいわゆるフィン
ガリング現象が防止できた。

【００２５】

【実施例９】水の溜り易い湿った平らな表土を深さ１
ｍ、たて１０ｍ、横１０ｍに剥土し、底部に排水管を布
設してから２ｍｍ以下の粒度のはっ水性粒状体を６０ｃ
ｍの厚さに均して埋め戻し、更にこの上に剥土した表土
を４０ｃｍの厚さでを敷いて転圧し新表土を造成した。
配水管から水が流れ、新表土は乾燥した。

【００２６】

【発明の効果】植物を育成する、排水のよい土壌に施工
したミニパイルの内部は従来の砂パイルに比べて空気拡
散速度が著しく大きいこと、および空気を溶解した雨水
の流入によって土壌内部に空気が送り込まれることによ
り、雨後でもその空隙には大量の空気を保留することが
出来る。この結果ミニパイルの周辺の土壌は植物の根に
十分な空気を与え、土壌生物に住みみよい環境を作り、
植物生育効果を高める。

【００２７】軟弱地盤に施工したはっ水性サンドパイル
は内部摩擦が大きく、施工地盤の圧縮、剪断強度を増加
させ、透水性が著しく大きいので、地震のときの液状化
現象を防止し、地盤沈下の少ない、安定性の高い地盤を
造る事ができる。

【００２８】地中に埋め込まれたはっ水性粒状体は圧密
が少なく、非保水性のため気体包藏量が大きく、流体透
過抵抗が小さいので地中のガスの貯留体および流体の通
路として土壌汚染流体抜取工法、土壌脱臭工法および地
下排水法を改善する新しい装置として利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】芝生においてはっ水性を付加した砂を入れる空
気孔の配置を示す

【符号の説明】 １ 袋入れはっ水性粒状体 ２ 草 ３ 草の根 ４ 土壌

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１体以上のはっ水性粒状体を地
   下または半地下に配置する地中気体貯留方法
2. 【請求項２】はっ水性粒状体の少なくとも１部が外部に
   対して直接または間接的に開放され、この粒状体に外部
   から流体を送り込んだり抜き出すことが出来る地中気体
   貯留方法
3. 【請求項３】はっ水性粒状体の骨材は天然砂、セラミッ
   ク系人工骨材、砕石をはっ水性処理したものを用いる地
   中気体貯留方法