JPS63214666A - ソイル柱列の強度判定装置 - Google Patents

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、ソイル柱列の施工中において、その未硬化の
ソイル液の水セメント比を測定し、硬化後のソイル柱列
の強度を事前に判定するソイル柱列の強度判定装置に関
する。

（従来の技術） 水セメント比を測定する従来の装置としては、生コン等
において、モルタル成分を取り出してその比重からセメ
ント量と水分量とを算出し、それにより水セメント比を
測定するとか、また、赤外線や電子レンジなどの加熱装
置により、水分を加熱して蒸発させ、初期重量と蒸発後
の重量とから水分の量を算出するとともにセメント量を
算出し、それにより水セメント比を測定するといったも
のがあった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの従来例は、コンクリートの強度
測定のための水セメント比を測定するものであり、不純
物による影響を受けやすいものであった。

即ち、ソイル柱列では、それを構築する地盤を掘削しな
がら、その掘削土砂中の土中成分に含まれる砂を骨材と
して利用しており、そして、そのような土中成分に、水
とセメントとベントナイトとから成るセメントミルクを
注入し、それらを攪拌したソイル液によりソイル柱列を
構築していた。

このように、構築地盤の掘削土砂を利用するために、構
築地盤の土質の違いに起因して、土中成分に含まれる砂
の質や土中水分それぞれの量にバラツキがあって微粒子
分を含む土粒子等の不純物の含有量が大きく変動し、ソ
イル液をサンプリングしてその水分量とセメント量とを
求めても、求めたセメント量中には、土質によって変動
する土中成分中に含まれる砂も混じっており、正確にセ
メント量を算出できず、その結果として水セメント比も
正確に求めることができない欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、ソイル柱列を構築するソイル液における水セメント
比を正確に求めてソイル柱列の強度を精度良く測定し、
セメント量を過不足無く供給して、所定強度のソイル柱
列を安価かつ良好に構築できるようにすることを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 本発明のソイル柱列の強度判定装置は、このような目的
を達成するために、第１図の本発明の概略構成のブロッ
ク図に示すように、 セメントミルクを注入して攪拌処理した後にサンプリン
グしたソイル液のセメント量をアルカリ成分量に基づい
て測定するセメント量測定手段１と、 サンプリングしたソイル液の含水率を測定する含水率測
定手段２と、 ソイル柱列構築箇所の土質を入力設定する土質設定手段
３と、 前記セメント量測定手段１によって測定したセメント量
と前記含水率測定手段２によって測定した含水率とから
前記ソイル液の水セメント比を算出する水セメント比算
出手段４と、 前記水セメント比算出手段４によって算出された水セメ
ント比と前記土質設定手段３による設定土質との相関に
基づいてソイル柱列の強度を算出するソイル柱列強度算
出手段５とを備えて構成する。

（作用） 上記構成によれば、セメント量測定手段１によりセメン
ト量を測定し、一方、ソイル液を蒸発させてその蒸発前
と蒸発後の重量差から水分量を求め、それらの重量比に
よって含水率を求めるなど、含水率測定手段２によって
含水率を求め、それらのセメント量と含水率とから水セ
メント比を算出し、更には、ポーリング調査などによっ
て予め調べられているソイル柱列構築箇所の土質を入力
設定し、その土質と算出された水セメント比とに基づき
、両者と強度との既知の特性線図などから強度を算出し
、その算出強度により、設定強度よりも低いときには、
供給セメント量を増加し、逆に、設定強度よりも高いと
きには供給セメント量を減少するなど、隣接箇所の次の
ソイル柱列の構築の際に、供給セメント量を適宜調節し
、セメントを過不足なく供給して所定強度のソイル柱列
を構築することができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は、本発明の実施例に係るブロック図である。こ
の図において、６は演算処理部であり、ＣＰＵ７とＲＯ
ＭＢとＲＡＭ９とから構成されている。

演算処理部６には、前記セメント量測定手段としての自
動滴定装置１１前記含水率測定手段としての水分計２、
土質設定手段としての土質入力部３、設定強度入力部１
０およびセメント種類入力部１１それぞれが接続されて
いる。

また、演算処理部６には、ディスプレー装置１２とプリ
ンター１３とが接続されている。

前記自動滴定装置ｌは、セメントミルクを注入して攪拌
処理した後にソイル液をサンプリングし、そのソイル液
に過剰の酸（例えば、塩酸：ＨＣｆ２）を投入し、その
後に、アルカリ（例えば、カセイソーダ：Ｎａ０Ｈ）を
投入して中和し、そのセメントに必要な酸量からアルカ
リ成分量を測定する、いわゆる逆滴定によりアルカリ成
分量を測定し、そのアルカリ成分量からソイル液のセメ
ント濃度を換算してセメント量を測定するように構成さ
れている。

前記水分計２は、サンプリングしたソイル液の重量を測
定しておき、そのソイル液を加熱して水分を蒸発した後
に重量を測定し、初期重量と蒸発後の重量との差から含
水率を測定するようになっている。

前記土質入力部３では、キーボードにより、ポーリング
調査によって調査されたソイル柱列構築箇所の土質に基
づき、キーを押して土質を入力設定するようになってい
る。

また、前記セメント種類入力部１１では、キーボードに
より、例えば、使用するセメントが高炉セメントのとき
には、キーを、ｒＤ、ｌＪと押し、一方、普通のポルト
ランドセメントのときには、キーを、ｒＤ、２Ｊと押す
といったようにして、使用するセメントの種類を入力設
定するようになりでいる。

ＲＯＭ８には、第３図に示すように、高炉セメント（実
線で示す）およびポルトランドセメント（破線で示す）
それぞれを使用した場合で、砂れきを主体とした土質Ａ
、砂質分とシルト分との混合物を主体とした土質Ｂ１お
よび、粘土針を主体とした土質Ｃそれぞれにおける水セ
メント比とソイル柱列の強度との相対関係を示す関係式
が記憶されており、前述のように土質とセメントの種類
とを入力設定するに伴ない、演算処理部６において、前
記関係式を読み出し、使用するセメントの種類とソイル
柱列の構築箇所の土質とに応じた関係式を算出し、ＲＡ
Ｍ９に入力記憶するようになっている。

また、演算処理部６では、前記水セメント比算出手段４
と前記ソイル柱列強度算出手段５とが備えられ、水セメ
ント比算出手段４において、自動滴定装置ｌによって測
定したセメント量と水分計２によって測定した含水率と
から前記ソイル液の水セメント比を算出し、そして、ソ
イル柱列強度算出手段５において、算出された水セメン
ト比と前述の関係式とに基づき、ソイル柱列の強度を算
出して、その算出された強度や設定強度に対するセメン
ト量の過不足量などをディスプレー装置１２に表示する
とともにプリンター１３によって記録するようになって
いる。

次に、上述の演算処理部６の動作につき、第４図のフロ
ーチャートを用いて詳述する。

先ず、セメントの種類、即ち、高炉セメントかポルトラ
ンドセメントかを人力するとともに（Ｓｌ）、予め求め
られている土質を入力設定する（Ｓ２）。

次いで、セメントミルクを注入して攪拌処理した後にソ
イル液をサンプリングし、そのソイル液の設定量を自動
滴定装置１の電動ビユレットに注入し、逆滴定によって
アルカリ成分量を測定し、そのアルカリ成分量からソイ
ル液のセメント濃度を算出し、それに伴なって算出した
セメント濃度を演算処理部６に人力する（Ｓ３）。

また、前述のサンプリングしたソイル液を水分計２の試
料容器に入れ、その加熱乾燥によって蒸発させ、蒸発前
の重量と蒸発後の重量との重量差により含水率を算出し
、それに伴なって算出した含水率を演算処理部６に入力
する（Ｓ４）。

そして、構築しようとするソイル柱列の設定強度を入力
または取り込み（Ｓ５）、その設定強度に基づいて特定
される設定強度の上限値を取り込む（Ｓ６）とともに、
下限値を取り込む（Ｓ７）。ここでは、例えば、設定強
度の上限値および下限値それぞれを直接的に入力するよ
うにしても良い。

しかる後に、水セメント比算出手段４により、前記ステ
ップＳ３で入力されたセメント濃度と前記ステップＳ４
で入力された含水率とから水セメント比を算出しくＳ８
）、一方、入力したセメント種類と土質に対応した関係
式をＲＡＭ９から読み出しくＳ９）、その関係式に基づ
き、ソイル柱列強度算出手段５により、算出した水セメ
ント比に対応するソイル柱列の強度を演算して求める（
Ｓｔ０）。

次いで、求めたソイル柱列の強度と、ステップＳ６にお
いて取り込まれた設定強度の上限値とを比較しく５ｌｌ
）、上限値を越えていれば、セメントの過剰量を算出し
てディスプレー装置１２に表示するとともにプリンター
１３に記録する（Ｓ１２）。

設定強度の上限値を越えていなければ、ステップＳ１３
に移行して、求めたソイル柱列の強度と設定強度の下限
値とを比較し、下限値よりも小さければ、セメントの不
足量を算出してディスプレー装置１２に表示するととも
にプリンター１３に記録する（Ｓ１４）。

設定強度の下限値よりも小さくなければ、求めたソイル
柱列の強度の設定強度の許容範囲内にあるため、適量で
あることをディスプレー装置１２に表示する（Ｓ１５）
。

このようにして、使用するセメントの種類、ソイル柱列
を構築する箇所の土質、および、ソイル柱列の設定強度
それぞれを入力するとともに、サンプリングしたソイル
液を自動滴定装置１および水分計２に供給することによ
り、自動的にソイル柱列の強度が適切かどうか、ならび
に、不適切である場合には、そのセメントの過剰量また
は不足量をも算出して表示するとともに記録し、隣接し
て施工するソイル柱列のソイル液におけるセメント量を
調整するとか、一定量のセメントに対する給水ポンプの
流量調整を行ない、算出したソイル柱列の強度が設定範
囲内になるように水の供給量を自動的に制御するなどに
より、所定強度のソイル柱列を構築していくことができ
る。

（効果） 以上のように、本発明によれば、ソイル柱列構築のため
の実際のソイル液をサンプリングし、そのソイル液に含
まれるアルカリ成分量を測定し、そのアルカリ成分量か
らセメント量を求めるから、不純物による影響を受けず
に、ポルトランドセメントであるか高炉セメントである
か、使用するセメントの種類に基づいて特定されるアル
カリ成分量とセメント量との関係などからセメント量を
正確に求めることができる。

そして、このようにして求めたセメント量と含水率測定
手段によって測定した含水率とから水セメント比を算出
し、更に、ポーリング調査などの土質調査によりて予め
求めた土質を加味するから、地盤の性状に合わせて、即
ち、粘土層よりもシルト層、シルト層よりも砂層の方が
それぞれ、一定の水セメント比に対するソイル柱列の発
現強度が大になるといった、土質と水セメント比とから
求められるソイル柱列の発現強度を正確に測定できる。

これらの結果、強度が低い場合であれば、引き続いての
ソイル柱列構築のためのセメントミルクのセメント量を
増加するとか、逆に、設定強度以上であれば、セメント
量を減少するとか、更には、例えば、掘削に伴なって回
収される余剰ソイル液を再利用してセメントを補充する
ときに、所定強度のソイル柱列を得る上で適量のセメン
トを補充できるといったように、地盤の性状のいかんに
かかわらず、セメントミルク中のセメント量を構築地盤
それぞれに適した過不足の無いものにでき、セメントの
浪費を回避するとともに余剰ソイル液処理費や構築後の
ハツリ費を低減して経済性を向上できながら、所定強度
の最適な品質のソイル柱列を良好に構築できるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略構成を示すブロック図、第２図
は、本発明の実施例の構成を示すブ台ツク図、第３図は
、土質とセメント種類とに対応して強度と水セメント比
との相対関係を示すグラフ、第４図はフローチャートで
ある。 ｌ・・・自動滴定装置（セメント量算出手段）、２・・
・水分計（含水率測定手段）、 ３・・・土質入力部（土質設定手段）、４・・・水セメ
ント比算出手段、 ５・・・ソイル柱列強度算出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントミルクを注入して攪拌処理した後にサン
   プリングしたソイル液のセメント量をアルカリ成分量に
   基づいて測定するセメント量測定手段と、 サンプリングしたソイル液の含水率を測定する含水率測
   定手段と、 ソイル柱列構築箇所の土質を入力設定する土質設定手段
   と、 前記セメント量測定手段によって測定したセメント量と
   前記含水率測定手段によって測定した含水率とから前記
   ソイル液の水セメント比を算出する水セメント比算出手
   段と、 前記水セメント比算出手段によって算出された水セメン
   ト比と前記土質設定手段による設定土質との相関に基づ
   いてソイル柱列の強度を算出するソイル柱列強度算出手
   段とを備えたことを特徴とするソイル柱列の強度判定装
   置。