JPH10237852A

JPH10237852A - 地盤改良材及び地盤改良方法

Info

Publication number: JPH10237852A
Application number: JP3916297A
Authority: JP
Inventors: Teruo Ido; 輝雄井戸; Takeshi Usui; 武臼井; Hiroshi Hosokawa; 宏細川
Original assignee: RIYUUIKI KK; SEINOU KENSETSU KK; UEDA SEKKAI SEIZO KK
Current assignee: RIYUUIKI KK; SEINOU KENSETSU KK; UEDA SEKKAI SEIZO KK
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】軟弱地盤を形成する土を混合することによ
り、容易かつ迅速に、例えば１回の混合、転圧の作業に
より地盤を安定化させることができる地盤改良材及び地
盤改良方法を提供する。【解決手段】地盤改良材は、有機汚泥と石灰類とを混
合し、その混合物を８００〜１０００℃の温度で焼成し
て得られる石灰系材料を含有する。地盤改良材は、さら
にセメント系材料を含有するのが望ましい。また、石灰
系材料の形状は、粉塵の発生を抑制するため、粒状であ
ることが好ましい。そして、地盤改良材と軟弱地盤を形
成する土とを混合、転圧することにより、軟弱地盤を硬
化させ、安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば軟弱地盤
を改良して地盤を安定化させるために使用される地盤改
良材及び地盤改良方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の地盤改良材としては、一
般にポルトランドセメント、高炉セメントなどのセメン
ト系材料、又は生石灰、消石灰などの石灰系材料が使用
されており、地盤を形成する土質によってそれぞれ使い
分けられている。そして、セメント系材料は砂質土に対
して使用され、石灰系材料は粘性土に対して使用されて
いる。また、石灰系とセメント系との混合材料は粘性土
と砂質土との中間系のシルトに対して使用されている。

【０００３】これらの地盤改良材を使用して軟弱地盤を
改良するには、地盤改良材を地盤を形成する土に散布し
てから地盤改良材と土とを混合し、混合後に転圧してか
ら地盤を養生することにより行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の地盤
改良材及び地盤改良方法では、以下に示すような種々の
問題があった。地盤改良材として石灰系材料とセメント
系材料との混合材料を使用した場合、石灰系の消化反応
とセメント系の水和固化との間に時間差が生じるため、
消化反応と水和硬化との調和が保たれない状態となって
地盤を安定化することができないという問題があった。

【０００５】また、この混合材料での地盤改良方法は、
石灰系材料が塊状の場合、基本的には２回の混合転圧の
作業を行う必要があった。この混合転圧の作業の１回目
は、石灰系材料と地盤中の水分との消化反応の促進を図
るものであり、２回目は消化反応によって生じた消石灰
の分散とセメント系材料の水和硬化とを均一に進めるた
めに行うものである。しかし、石灰系の消化反応が不十
分で未消化部分が残っていると、２回目の転圧後に石灰
系中の反応性の悪かった遊離生石灰（ＣａＯ）が消化膨
張して地盤の安定化を阻害するという問題もあった。

【０００６】さらに、石灰系材料が粉状の場合には、地
盤を安定化するための混合転圧の作業は１回で済むが、
粉状のものは作業中に粉塵が発生して作業環境及び作業
効率を悪くするという問題もあった。

【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、軟弱地盤を形成する土を混合することに
より、容易かつ迅速に、例えば１回の混合、転圧の作業
により地盤を安定化させることができる地盤改良材及び
地盤改良方法を提供することにある。また、他の目的と
するところは、セメント系材料の水和硬化反応を阻害す
ることなく、短時間で地盤を安定化させることができる
地盤改良材及び地盤改良方法を提供することにある。さ
らに、他の目的とするところは、粉塵の発生を抑制する
ことができ、作業環境及び作業効率を向上させることが
できる地盤改良材及び地盤改良方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の地盤改良材では、有機汚
泥と石灰類とを混合し、その混合物を８００〜１０００
℃の温度で焼成して得られた石灰系材料を含有するもの
である。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の地盤改良材において、さらに、セメント系材料を含
有するものである。請求項３に記載の発明では、請求項
１又は請求項２に記載の地盤改良材において、石灰系材
料の形状は粒状のものである。

【００１０】請求項４に記載の発明の地盤改良方法で
は、有機汚泥と石灰類とを混合し、その混合物を８００
〜１０００℃の温度で焼成し、焼成して得られた石灰系
材料と地盤を形成する土とを混合、転圧して地盤を安定
化するものである。

【００１１】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載の地盤改良方法において、前記石灰系材料に加え、セ
メント系材料を地盤を形成する土に添加するものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態につ
いて詳細に説明する。石灰系材料を含有する地盤改良材
は、有機汚泥と石灰類とを混合し、その混合物を８００
〜１０００℃の温度で焼成することにより得られる。ま
た、地盤改良材は、さらにセメント系材料を含有してい
てもよい。

【００１３】有機汚泥としては、下水汚泥、下水道汚
泥、し尿汚泥、食品汚泥等が使用される。この有機汚泥
中の水分含有量は３０〜９０重量％の範囲であることが
望ましい。石灰類としては、生石灰すなわち酸化カルシ
ウム（ＣａＯ）又は消石灰すなわち水酸化カルシウム
〔Ｃａ（ＯＨ）₂〕を主成分とするものが用いられ、そ
れぞれ単独で使用してもよいし、併用してもよい。

【００１４】石灰系材料の形態は、粉末状又は粒状のい
ずれでもよいが、地盤改良材の製造時や使用時における
粉塵を防止するために粒状が好ましい。この地盤改良材
は、有機汚泥１００重量部に対して石灰類、すなわち酸
化カルシウム又は水酸化カルシウムを主成分とするもの
を好ましくは１０〜１００重量部、さらに好ましくは３
０〜５０重量部加え、混合物の粒径を１〜１０mmに造粒
した後、ロータリーキルンを使用して８００〜１０００
℃、好ましくは８５０〜９００℃の温度で焼成して得ら
れる。

【００１５】焼成温度が８００℃未満又は１０００℃を
越える場合には、石灰系材料の水和反応に基づく反応性
が悪くなるために好ましくない。石灰類の添加量が、１
０重量部未満では混合物が湿潤状態となってロータリー
キルンで焼成できなくなり、また１００重量部を越える
と混合物に水分を加えないと造粒できなくなるために好
ましくない。混合物の粒径が、１mm未満では焼成後に石
灰系材料の形状が粉状となって粉塵発生を引き起こす原
因となり、また１０mmを越えると均一に焼成することが
できず、水分に対して反応性の良好な石灰系材料を得る
ことができないために好ましくない。

【００１６】次に、セメント系材料としては、ポルトラ
ンドセメント、早強セメント、スラグセメント及びフラ
イアッシュセメントからなる群より選ばれた少なくとも
１種の化合物と石膏とを混合したものが使用される。こ
のセメント系材料を使用することにより、水和硬化反応
を発揮できて、軟弱地盤の硬化を促進させることができ
る。この場合、石膏の添加量は、セメント系材料の水和
硬化反応の効率を高めるため、セメント系材料中好まし
くは１〜１０重量％、さらに好ましくは１〜５重量％で
ある。

【００１７】このセメント系材料は、石灰系材料ととも
に使用される。その場合、石灰系材料１００重量部に対
してセメント系材料を土質及び季節に応じて５０〜２０
０重量部の範囲で加えるのが適当である。なお、セメン
ト系材料の配合量は、石灰系材料１００重量部に対し、
夏には１００〜２００重量部、冬には５０〜１００重量
部の範囲であるのが望ましい。

【００１８】さて、この地盤改良材を使用して地盤を安
定化する地盤改良方法について説明する。まず、石灰系
材料を含有する地盤改良材を使用する場合、軟弱な地盤
を形成する土に地盤改良材を散布した後、土と地盤改良
材とを混合、転圧する。このとき、石灰系材料と土中の
水分とが消化反応により速やかに反応し、土が硬化され
て地盤が安定化される。従って、通常１回の混合、転圧
作業で地盤を安定化させることができる。ここで、転圧
とは、土と地盤改良材とを混合したものをローラで固め
たり、重りで突き固めたりすることをいう。また、石灰
系材料を粒状にした場合には、作業時に粉塵が発生する
のが抑制される。

【００１９】また、地盤改良材が石灰系材料とセメント
系材料とを含有する場合には、セメント系材料の水和硬
化反応が起きることから、地盤をより速く、確実に安定
化させることができる。特に、粘性土と砂質土の混じっ
たシルトに対して、より効率良く地盤を改良することが
できる。

【００２０】前記実施形態によって発揮される効果につ
いて以下に記載する。・実施形態の地盤改良材は、石灰系材料が有機汚泥と
石灰類との混合物を所定温度で焼成することにより形成
されていることから、従来のものより消化反応の反応性
が向上している。従って、地盤改良材を軟弱な地盤を形
成する土に混合したとき、土中の水分が石灰系材料を含
む地盤改良材と反応して除去され、軟弱な地盤を容易か
つ迅速に安定化させることができる。・地盤改良材を軟弱な地盤を形成する土に混合したと
き、石灰系材料中の生石灰が土中の水と消化反応により
迅速かつ充分に反応するため、地盤の硬化途中に消化反
応を起こして地盤の硬化を破壊するおそれを防止するこ
とができる。・地盤改良材が上記石灰系材料に加え、セメント系材
料を含有する場合、石灰系材料の消化反応とセメント系
材料の水和硬化反応とが起き、軟弱な地盤をより容易か
つ迅速に安定化させることができる。・地盤改良材が石灰系材料とセメント系材料を含有す
る場合には、水との反応性が高まることから、同じ効果
を発揮させるためには、地盤改良材の使用量を低減させ
ることができる。・地盤改良材が石灰系材料とセメント系材料の両方を
含有する場合、石灰系材料が消化反応の反応性に優れて
いるため、その消化反応が優先的に起こり、セメント系
材料の水和硬化を阻害することなく、地盤を速やかに安
定化させることができる。・また、前述のように、石灰系材料は消化反応の反応
性に優れ、セメント系材料は水和硬化反応を有すること
から、地盤改良材を軟弱な地盤を形成する土に混合し、
転圧する簡単な操作で容易に地盤を安定化させることが
できる。・さらに、石灰系材料は消化反応の反応性に優れ、セ
メント系材料は水和硬化反応を有するため、迅速に、例
えば１回の混合、転圧作業により地盤を安定化させるこ
とが可能である。・しかも、石灰系材料の形状を粒状に設定することに
より、粉塵の発生を抑制することができ、作業環境及び
作業効率を向上させることができる。

【００２１】

【実施例】以下に、前記実施形態をさらに具体化した実
施例について説明する。（実施例１）有機汚泥と石灰類との配合比率及び焼成条
件を下記の表１に示すように設定し、石灰系材料Ａ又は
石灰系材料Ｂよりなる地盤改良材を調製した。なお、こ
こでは、石灰類として生石灰を主成分とするものを使用
した。

【００２２】

【表１】

【００２３】次に、地盤改良材として石灰系材料Ａを用
い、下記の表２に示すように、対象土として砂質粘性土
（含水率１４％）を使用した。すなわち、１００（kg）
の石灰系材料Ａを１（ｍ³）の砂質粘性土（含水率１４
％）に加えて混合し、混合物をそのままの状態で０. ５
時間放置した。その後、混合物を円筒状の容器（モール
ド）に充填し、充填したものを養生イとした。また、石
灰系材料Ａと砂質粘性土（含水率１４％）とを混合して
混合物を仮締固めし、５. ０時間後に再度混合した。そ
の後、混合物を容器に充填し、充填したものを養生ロと
した。なお、混合物を容器に充填する方法は、ＪＩＳ−
Ａ−１２１０（突固めによる土の締固め試験方法）に従
って行った。

【００２４】そして、養生イ及び養生ロの一軸圧縮強さ
（kgf ／cm²）を測定した。なお、一軸圧縮強さを測定
する方法は、ＪＩＳ−Ａ−１２１６（土の一軸圧縮試験
方法）に従って行った。その結果を表２に示した。（実施例２）実施例１において、石灰系材料Ａに代えて
石灰系材料Ｂを使用した。その結果を表２に示した。（実施例３）実施例１において、砂質粘性土（含水率１
４％）に代えて有機質粘性土（含水率４７％）を使用し
た。その結果を表２に示した。（実施例４）実施例２において、砂質粘性土（含水率１
４％）に代えて有機質粘性土（含水率４７％）を使用し
た。その結果を表２に示した。（実施例５）５０（kg）の地盤改良材として、２５（k
g）の石灰系材料Ａと２５（kg）のセメン系材料として
のポルトランドセメントに石膏を加えたものとを混合し
て使用した。なお、このセメント系材料は、ポルトラン
ドセメント９５重量部に対して石膏５重量部を加えたも
のである。

【００２５】表２に示すように、対象土として砂質粘性
土（含水率３０％）を使用した。すなわち、５０（kg）
の地盤改良材を１（m ³）の砂質粘性土（含水率３０
％）に加えて混合し、混合物をそのままの状態で１. ０
時間放置した。その後、混合物をモールドに充填し、充
填したものを養生ハとした。また、この地盤改良材と砂
質粘性土（含水率３０％）とを混合して混合物を仮締固
めし、５. ０時間後に再度混合した。その後、混合物を
モールドに充填し、充填したものを養生ニとした。な
お、混合物をモールドに充填する方法は、ＪＩＳ−Ａ−
１２１０（突固めによる土の締固め試験方法）に従って
行った。

【００２６】そして、養生ハ及び養生ニの一軸圧縮強さ
（kgf ／cm²）を測定した。なお、一軸圧縮強さを測定
する方法は、ＪＩＳ−Ａ−１２１６（土の一軸圧縮試験
方法）に従って行った。その結果を表２に示した。（比較例１）実施例１において、石灰系材料Ａに代えて
平均粒径３mmの生石灰を使用した。その結果を表２に示
した。（比較例２）実施例３において、石灰系材料Ａに代えて
平均粒径３mmの生石灰を使用した。その結果を表２に示
した。（比較例３）実施例５において、石灰系材料Ａに代えて
平均粒径３mmの生石灰を使用した。その結果を表２に示
した。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示したように、実施例１及び２にお
いては、１回の混合、転圧作業（養生イ）で所要の圧縮
強さを発揮できるとともに、２回の混合、転圧作業（養
生ロ）で所要の圧縮強さを発揮できる。これに対し、一
般の生石灰を用いた比較例１では、１回の混合、転圧作
業（養生イ）で地盤が崩壊し、圧縮強さの測定が不要で
あった。

【００２９】また、実施例３及び４では、１回及び２回
の混合、転圧作業で所要の圧縮強さを発揮できる。これ
に対し、一般の生石灰を用いた比較例２では、１回の混
合、転圧作業で圧縮強さは低いものであった。

【００３０】さらに、実施例５では、１回及び２回の混
合、転圧作業で充分な圧縮強さを発揮できる。これに対
し、一般の生石灰とセメン系材料を用いた比較例３で
は、１回及び２回の混合、転圧作業における圧縮強さは
低いものであった。

【００３１】なお、前記実施形態より把握される技術的
思想について以下に記載する。（１）前記セメント系材料は、ポルトランドセメン
ト、早強セメント、スラグセメント及びフライアッシュ
セメントからなる群より選ばれた少なくとも１種の化合
物と石膏とを混合したものである請求項２に記載の地盤
改良材。

【００３２】このように構成した場合、地盤改良材によ
る軟弱地盤の硬化をさらに促進させることができる。（２）前記石膏の添加量は、セメント系材料中１〜１
０重量％である上記（１）に記載の地盤改良材。

【００３３】このように構成した場合、セメント系材料
の水和硬化反応の効率を高めることができる。（３）前記石灰系材料は、粒径が１〜１０mmの粒状の
ものである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の地盤
改良材。

【００３４】このように構成した場合、地盤改良材の消
化反応性を維持しつつ、粉塵の発生を防止して作業環境
を良好に保持することができる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の地盤改良材又は請求項４に記載の発明の地盤改良方
法によれば、軟弱地盤を形成する土を混合することによ
り、容易かつ迅速に、例えば１回の混合、転圧の作業に
より、地盤を硬化させて安定化させることができる。

【００３６】請求項２に記載の発明の地盤改良材又は請
求項５に記載の発明の地盤改良方法によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、セメント系材料の水和硬化
反応を阻害することなく、短時間で地盤を安定化させる
ことができる。

【００３７】請求項３に記載の発明の地盤改良材によれ
ば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、
粉塵の発生を抑制することができ、作業環境及び作業効
率を向上させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者臼井武岐阜県揖斐郡揖斐川町三輪1159番地の８西濃建設株式会社内 (72)発明者細川宏岐阜県大垣市赤坂町3751番地上田石灰製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機汚泥と石灰類とを混合し、その混合
物を８００〜１０００℃の温度で焼成して得られた石灰
系材料を含有する地盤改良材。
【請求項２】さらに、セメント系材料を含有する請求
項１に記載の地盤改良材。
【請求項３】前記石灰系材料の形状は粒状のものであ
る請求項１又は請求項２に記載の地盤改良材。
【請求項４】有機汚泥と石灰類とを混合し、その混合
物を８００〜１０００℃の温度で焼成し、焼成して得ら
れた石灰系材料と地盤を形成する土とを混合、転圧して
地盤を安定化する地盤改良方法。
【請求項５】前記石灰系材料に加え、セメント系材料
を地盤を形成する土に添加する請求項４に記載の地盤改
良方法。