JPH10140155A - 流動性埋め戻し材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】汚泥を利用した流動性埋め戻し材及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】所定比重のベントナイト含有泥水へ硬化時
に所定強度を与える量のセメント含有材（セメント含有
汚泥を含む。）を加えて流動性埋め戻し材を製造する。
セメント含有材の一例は、地盤改良工事で発生するセメ
ント含有汚泥を乾燥させて粉砕した固化材である。また
ベントナイト含有泥水の一例は、地中孔掘削工事等の土
工事で使用した後のベントナイト含有廃棄泥水である。
好ましくは、ベントナイト含有泥水へセメント含有材と
共にセメントを加えて硬化時の強度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流動性埋め戻し材及びそ
の製造方法に関し、とくに地盤に掘削した穴の埋め戻し
に用いる流動性埋め戻し材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地上構造物の構築の際に、先ず構
造物より大きめの穴を地盤に掘削し、構造物構築後に掘
削穴と構造物との隙間を充填（以下、埋め戻しとい
う。）して構造物を地盤に固定する工法が実施されてい
る。埋め戻しのための充填材（以下、埋め戻し材とい
う。）としては従来から山砂が使用されているが、山砂
は掘削穴と構造物との隙間の隅々にまで充填させること
が難しく、後日埋め戻し不備による陥没等の問題を起こ
す欠点がある。このため、掘削で発生した土（残土）や
モルタルを主成分とし、隙間の隅々にまで流し込み可能
な流動性のある埋め戻し材（以下、流動性埋め戻し材と
いう。）として次の４種類のものが開発され使用されて
いる。

【０００３】残土＋セメント（セメント系固化材を含
む。以下同じ。）＋水 セメント＋ベントナイト＋水 セメント＋ベントナイト＋珪酸ソーダ＋水 セメント＋砂＋起泡剤

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来の流動性埋
め戻し材は、掘削穴へ充填したのち固化する前に、埋め
戻し材から水が分離して上昇する現象（以下、ブリージ
ングという。）を起こし易い問題点がある。ブリージン
グが発生すると掘削穴内に未充填部分が生じ陥没等の原
因となり得るので、ブリージングの生じない流動性埋め
戻し材の開発が望まれている。また流動性埋め戻し材は
セメントを必要とするので、埋め戻しコストが嵩む問題
点もある。

【０００５】他方、地盤改良工事、現場柱列杭工法及び
地下連続壁工法など（以下、地中孔掘削工事という。）
の土工事では、セメント又はベントナイトを含む泥水や
汚泥（以下、スライムということがある。）が多量に発
生する場合がある。例えば従来の地盤改良工法の一例で
ある高圧噴射撹拌工法では、図２に示すように、地盤Ｇ
に設けたガイドホールへ多重管を挿入し、多重管の一流
路を水の流路とし且つその下端から噴出させた超高圧噴
流水２により地盤を掘削し、多重管内の他の流路をセメ
ント３と水とからなるグラウトスラリーの供給管１とし
且つ供給管１の下端のノズル15から高圧噴射した加圧グ
ラウトスラリーを地盤Ｇ中の軟弱土と混合させて地盤Ｇ
の比較的深い部分に改良体42を形成する。地盤掘削で生
じるスライム41は多重管とガイドホールとの間の間隙を
介して地上へ送出する。即ち図２の地盤改良工法では、
セメント３と水２と土砂とを含むドロドロ状のセメント
含有汚泥41が多量に発生する。なお図２の矢印Ｕは多重
管の移動向きを表し、Ｒは多重管の回転向きを表す。ま
た例えば地中孔掘削工事では、掘削中の地中孔の壁面保
護のためにベントナイトと水と増粘剤とを所定割合で含
むベントナイト含有泥水が使用され、使用済み又は所定
割合から外れたため使用できないベントナイト含有泥水
が多量に発生する。

【０００６】従来、土工事で発生した前記セメント含有
汚泥又はベントナイト含有泥水は、産業廃棄物として、
そのまま又は脱水した後に、陸上で埋立処分され又は海
上で海洋投棄処分されてきた。しかし埋立処分地の不
足、海洋投棄処分の禁止等の理由により産業廃棄物の最
終処分場の確保が難しくなってきており、産業廃棄物の
の減量化が求められている。本発明者は、セメント含有
汚泥やベントナイト含有泥水の成分が流動性埋め戻し材
の成分と共通することに着目した。これらの汚泥や泥水
が流動性埋め戻し材として再利用できれば、産業廃棄物
の減量化を図ると共に埋め戻しコストの削減も期待でき
る。

【０００７】そこで本発明の目的は、汚泥を利用した流
動性埋め戻し材及びその製造方法を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者の実験によれ
ば、従来のベントナイト含有泥水を脱水後に単独で埋め
戻し材とすると、固化時に埋め戻し材として必要な強度
（材齢28日目の圧縮強度σ₂₈＝1.3〜5.6kgf/cm²）が得
られず、また吸水膨張して不都合を生じることがある。
他方、従来のセメント含有汚泥を単独で埋め戻し材とす
ると、固化時に固くなり過ぎ（σ₂₈＝10〜30kgf/c
m²）、掘り起こしが困難になる。本発明者は、ベントナ
イト含有泥水に適当量のセメント含有材（セメント含有
汚泥を含む。以下同じ。）を加えることにより、埋め戻
し材として必要な前記強度が得られるとの知見を得、本
発明の完成に至ったものである。

【０００９】本発明の流動性埋め戻し材は、所定比重の
ベントナイト含有泥水へ硬化時に所定強度を与える量の
セメント含有材を加えてなるものである。セメント含有
材の一例は、地盤改良工事で発生するセメント含有汚泥
を乾燥させて粉砕した固化材である。またベントナイト
含有泥水の一例は、地中孔掘削工事等の土工事で発生し
たベントナイト含有廃棄泥水である。前記土工事で発生
するベントナイト含有廃棄泥水は、ベントナイトと水と
増粘剤とを所定割合となるように調製してあるので比重
がほぼ一定であり、本発明の埋め戻し材の材料として直
接利用できる。好ましくは、ベントナイト含有泥水へセ
メント含有材と共にセメントを加えて硬化時の強度を調
整する。

【００１０】また本発明の流動性埋め戻し材の製造方法
は、土工事で発生する所定比重のベントナイト含有廃棄
泥水へ硬化時に所定強度を与える量のセメント含有材を
加えてなるものである。セメント含有材の一例は、地盤
改良工事で発生するセメント含有汚泥を乾燥させて粉砕
した固化材である。好ましくは、ベントナイト含有廃棄
泥水へセメント含有材と共にセメントを加えて硬化時の
強度を調整する。

【００１１】

【発明の実施の形態】下記表１の一覧表は、地中孔掘削
工事等で発生した比重約1.06のベントナイト含有泥水Ａ
（以下、単に泥水Ａということがある。）と地盤改良工
事等で発生したセメント含有汚泥Ｓ（以下、単に汚泥Ｓ
ということがある。）とを用い、両者の割合を変えなが
ら調製したNo.１〜No.11の11種類の流動性埋め戻し材
（以下、試験材という。）について、コンシステンシー
（流動性）、硬化後のブリージング量、材齢７日目及び
28日目の圧縮強度σ₇及びσ₂₈等を試験した結果を示
す。セメント含有汚泥Ｓとしては、地盤改良工事で発生
するセメント含有汚泥を乾燥させたのち粉砕機で粒状と
した比重約2.6の固化材を用いた。但し本発明で使用す
るセメント含有汚泥Ｓは前記固化材に限定されず、地盤
改良工事等から廃棄されるセメント含有汚泥を直接汚泥
Ｓとして使用することも可能である。

【００１２】表１では、コンシステンシー試験をシリン
ダー法で行い、コンシステンシーをテーブルフロー値と
して表している。シリンダー法とは、鋼製又は硬化プラ
スチック製の水平テーブル上に内径80mm、高さ80mmの黄
銅製又は硬化プラスチック製のシリンダーを鉛直向きに
静置し、シリンダー上端まで注いだ試験材の表面を水平
且つシリンダー上端と一致させ、その後シリンダーを鉛
直向きに引抜き、広がった試験材の直角２方向の直径を
テーブルフロー値として測定する試験方法である。流動
性埋め戻し材として好ましいテーブルフローの基準値は
120〜300mm、更に好ましくは180〜300mmであり、泥水Ａ
を増加することによりフロー値を基準値内とすることが
できる。

【００１３】圧縮強度は、泥水Ａに対する汚泥Ｓの添加
量を調節することにより、埋め戻し材に必要な圧縮強度
σ₂₈＝1.3〜5.6kgf/cm²が得られることを実験的に確認
できた。また圧縮強度は、泥水Ａに対して汚泥Ｓと共に
比較的少量のセメントＣを加えることにより硬化時の強
度を調整することができる。なお強度調整のために加え
るセメントＣの量は、従来の流動性埋め戻し材で使用し
たセメント量に比し、極めて少量で足りる。

【００１４】また表１を参照するに、本発明の流動性埋
め戻し材では従来問題となっていたブリージング量を小
さくすることができる。流動性埋め戻し材はブリージン
グ量を１％以下とするのが好ましいとされているが、従
来はブリージング量が１％より大きくなる虞があった。
表１に示すように、本発明の流動性埋め戻し材はブリー
ジング量を零とすることが可能である。これは、本発明
では比重がほぼ一定のベントナイト含有泥水を使用する
ので、ブリージングが起こり難くなるためと考えられ
る。但しベントナイト含有泥水の比重はほぼ一定であれ
ば足り、表１で使用した比重1.06のものに限定されな
い。要するに本発明は、産業廃棄物であるベントナイト
含有泥水とセメント含有材（汚泥を含む。）を利用して
流動化埋め戻し材とするので、産業廃棄物の減量化を図
ると共に、ブリージングの虞がない従来より優れた埋め
戻し材を提供することができる。

【００１５】こうして本発明の目的である「汚泥を利用
した流動性埋め戻し材及びその製造方法」の提供が達成
できる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の流動性埋め戻し材の製造方
法の流れ図の一例を示す。ステップ101において地盤改
良工事等の土工事から廃棄されるセメント含有汚泥を回
収し、ステップ102でセメント含有汚泥を自然乾燥又は
強制脱水等の方法で固化させ、ステップ103で粉砕機に
より粒状に粉砕してセメント含有固化材とする。この粒
状固化材は運搬が容易である。ステップ104において地
中孔掘削工事等の土工事から廃棄される所定比重のベン
トナイト含有廃棄泥水を回収し、ステップ106〜107にお
いてベントナイト含有廃棄泥水にセメント含有固化材を
加えて流動性埋め戻し材を調製する。ステップ106〜107
の調製作業は、例えば埋め戻し作業現場で行うことがで
きる。ベントナイト含有廃棄泥水に添加するセメント含
有固化材の量は、粒状固化材に水を加えたものの比重及
び含水量と泥水の所定比重とに基づき、表１に示すよう
に実験的に定めることができる。また必要に応じて、セ
メントを加えることができる（ステップ105）。

【００１７】また粘度調整剤を添加することにより、埋
め戻し材のテーブルフロー値は大きくすることができ
る。即ち、粘度調整剤の添加により、本発明の流動性埋
め戻し材のテーブルフロー値を調整することができる。
粘度調整剤の一例はＣＢクリートである。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の流
動性埋め戻し材は、所定比重のベントナイト含有泥水へ
硬化時に所定強度を与える量のセメント含有材を加える
ので、次の顕著な効果を奏する。 (イ)所定比重のベントナイト含有泥水の使用により、従
来問題とされたブリージングを抑制した流動性埋め戻し
材とすることができる。 (ロ)産業廃棄物とされてきたベントナイト含有泥水及び
セメント含有汚泥を再利用するので、産業廃棄物の減量
化に寄与することができる。 (ハ)また産業廃棄物の再利用により流動性埋め戻し材の
製造コストを下げ、埋め戻しコストを下げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の製造方法の流れ図の一例である。

【図２】は、従来の地盤改良工法の一例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…供給管 ２…超高圧噴流水 ３…セメント 15…ノズル 40…ガイドホール 41…スライム 42…改良体。

フロントページの続き (72)発明者 菅野 晃 東京都港区元赤坂１丁目６番４号 グラウ ト物産株式会社内 (72)発明者 樫村 郁雄 東京都台東区柳橋２丁目２番２号 大翔化 学株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定比重のベントナイト含有泥水へ硬化時
   に所定強度を与える量のセメント含有材を加えてなる流
   動性埋め戻し材。
2. 【請求項２】請求項１の埋め戻し材において、前記セメ
   ント含有材を、地盤改良工事で発生するセメント含有汚
   泥を乾燥させて粉砕した固化材としてなる流動性埋め戻
   し材。
3. 【請求項３】請求項１又は２の埋め戻し材において、前
   記ベントナイト含有泥水を土工事で発生するベントナイ
   ト含有廃棄泥水としてなる流動性埋め戻し材。
4. 【請求項４】請求項１〜３の何れかの埋め戻し材におい
   て、前記セメント含有材にセメントを加えてなる流動性
   埋め戻し材。
5. 【請求項５】請求項１〜４の何れかの埋め戻し材におい
   て、前記埋め戻し材に粘度調整剤を加えてなる流動性埋
   め戻し材。
6. 【請求項６】土工事で発生する所定比重のベントナイト
   含有泥水へ硬化時に所定強度を与える量のセメント含有
   材を加えてなる流動性埋め戻し材の製造方法。
7. 【請求項７】請求項６の製造方法において、前記セメン
   ト含有材を、地盤改良工事で発生するセメント含有汚泥
   を乾燥させて粉砕した固化材としてなる流動性埋め戻し
   材の製造方法。
8. 【請求項８】請求項６又は７の製造方法において、前記
   セメント含有材にセメントを加えてなる流動性埋め戻し
   材の製造方法。
9. 【請求項９】請求項６〜８の何れかの製造方法におい
   て、前記埋め戻し材に粘度調整剤を加えてなる流動性埋
   め戻し材の製造方法。