地盤改良方法
【課題】アロフェンを含む土壌からなる地盤を簡単に補強することができる地盤改良方法を提供することを課題としている。
【解決手段】アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で１日間以上２１日間以下養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴としている。
【解決手段】アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で１日間以上２１日間以下養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良方法に関して、特に、火山灰などを含む土壌の強度改善を図ることができる地盤改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良方法としては、掘り起こした土にセメントなどの水硬性硬化剤を混合して、この硬化剤を混合した土壌を硬化させることで地盤の強度を向上させる方法が採用されている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、このような硬化剤を用いる方法だと、土壌の種類によって固化程度が異なるため、十分な改良効果が得られない場合がある。例えば、関東ローム土壌のように、火山灰や軽石を多く含む土壌の地盤では、従来の地盤改良方法では強度が上がらないことが知られている。
このような土壌中には、アロフェン（Ａｌ2Ｏ3・（１〜２）ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）などの粘土鉱物が多量に含有されており、固化剤として用いるセメント成分から供給されるカルシウムの一部が、アロフェン等から溶出されるＡｌ2Ｏ3成分に吸着し、セメント成分の硬化反応を阻害するためである。
【０００４】
このような土壌の地盤を改良する方法としては、例えば、特許文献１にあるような、セメントとともに土砂を混合することで、関東ローム土壌のようなセメントの硬化を阻害する成分を含む土壌からなる地盤でも、強度を高くできる地盤改良方法が知られている。
【０００５】
しかし、この方法はセメントと共に土砂を混合することで土壌の強度を上げる方法であるため、アロフェンによる硬化反応の阻害を抑制できるものはない。
従って、アロフェンが多量に含まれている場合には、十分な効果が得られない。
【０００６】
或いは、予めアロフェンを含む土壌と石膏成分を混合して所定時間放置してから、セメント成分を混合する方法も知られている（特許文献２）。
このような方法では、あらかじめ石膏に含まれるカルシウムをアロフェンに吸着させておくことで、後から混合するセメント成分のセメントが、アロフェンに吸着されることを抑制できるため、硬化反応の阻害を抑制できる。
【０００７】
しかし、この方法では、一度、土壌と石膏成分を混合してからしばらく放置した後に、さらにセメント成分を混合するという二段階で混合作業を行なう必要があり作業に手間がかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０１４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、アロフェンなどのセメントの硬化阻害成分を多く含む土壌からなる地盤であっても、容易に補強することができる地盤改良方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴としている。
【００１１】
アロフェンを含む土壌とセメントを含む固化剤とを混練後、前記範囲の低温環境下で養生させる低温養生を行なった後に、前記温度範囲の環境での常温養生を行なうことで、アロフェンによるセメントの硬化反応の阻害が抑制されて、土壌の硬化が進み、十分な強度を有する地盤に改良できる。
【００１２】
前記低温養生を１日間以上３日間以下行なうことが好ましい。
【００１３】
低温養生の期間が上記範囲であれば、硬化反応の阻害を抑制する効果が低下することなく、地盤の強度を高める硬化が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、地盤を形成する土壌がアロフェンを多く含む土壌の場合に、容易に地盤を補強することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の土壌改良方法は、アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、低温養生を行い、その後常温養生を行なうことで行われる。
【００１６】
まず、本発明の方法で改良される地盤は、アロフェン含む土壌からなる地盤である。
関東ローム層に代表される、火山灰を多く含む土壌中にはアロフェン（Ａｌ2Ｏ3・（１〜２）ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）が含まれている。
尚、アロフェンを含む土壌とは、アロフェンを６質量％以上、好ましくは２５質量％以上含む土壌をいう。
【００１７】
本発明で用いられる固化剤は、通常の地盤改良に用いるセメント系の固化剤の中から適宜選択して使用することが可能であるが、例えば、普通、早強、超早強等の各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉スラグ、シリカ、フライアッシュを混合してなる各種混合セメント、白色セメント、超速硬セメント、アルミナセメントなど、一般的なセメントを使用することができる。
特に好ましくは地盤改良に用いるセメント系の固化剤である。
【００１８】
固化剤は、まず、所定量の混練水と混合してスラリー状の注入材を形成する。
この時の混練水の量は、固化剤１００重量部に対して６０重量部〜１００重量部であることが好ましい。
【００１９】
前記注入材を、前記土壌中に注入して混練する。前記注入材の混合量は、土壌１００重量部に対して、前記固化剤が１５０重量部〜４００重量部になるように混合することが好ましい。
【００２０】
次に、前記注入材を混合した土壌について低温養生を行なう。
低温養生は、０℃以上７℃以下、好ましくは２℃〜５℃、さらに好ましくは約５℃の環境下に、土壌を置き養生を行なう。
この低温養生は、好ましくは１日〜７日間、さらに好ましくは１日〜３日間程度の期間行なうことが好ましい。
このような温度の環境下で養生を行なうためには、例えば、冬季などの前記低温養生の温度に適した季節に屋外で養生をすることによって行なうことができる。
また、夏季など前期低温養生温度に適さない季節の場合、注入材を予め冷却しておいた後に施工することで養生温度を低下させる事が可能である。
【００２１】
低温養生時には、例えば、乾燥を防止するために、ビニールシートをかぶせるなどの湿潤状態で行なうことが好ましい。
【００２２】
次に、前記低温養生を行なった後の土壌を、１０℃以上３０℃以下、好ましくは１５℃以上２５℃以下の常温環境下で養生する常温養生を行なう。
【００２３】
常温養生を行なう期間は、地盤改良を行なうのに通常行なわれる養生期間まで行なうことが必要であるが、例えば、２１日間以上２７日間以下、好ましくは２５日以上２７日以下程度の期間、上記常温にて養生することが好ましい。
【００２４】
尚、常温養生は、前記低温養生を行なった後に、続けて行なうことが好ましい。
また、このような常温での環境下で養生を行なうためには、例えば、シートなどで保温するなどの手段で常温養生の温度に調整して養生をすることによって行なうことができる。
【００２５】
さらに、常温養生時には、例えば、乾燥を防止するために、保湿用のビニールシートをかぶせるなどの湿潤状態で行なうことが好ましい。
【００２６】
前記のような低温養生を行なった後に、さらに常温養生を行なうことで、アロフェンを含む土壌であっても、セメントを含む固化剤によって、十分な強度まで硬化することができる。
【実施例】
【００２７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
本実施例では、粘土にアフェロン試薬を添加したものを用いて、試験的に関東ローム土壌のようなアロフェンを含有する土壌を作製して、本発明の地盤改良方法に従って処理をした。
【００２９】
（試料土壌の作製）
試料用の土壌ベースとして、木節粘土乾燥粉末（株式会社山田俊夫商店製）を準備した。
アロフェン試薬としては、商品名：アロフォサイトＰ−１（品川化成株式会社製）を準備した。
前記粘土成分５６１ｋｇ、水７４８ｋｇ、前記アロフェン試薬９４ｋｇになるように配合し混合することで、試料土壌を作製する。
尚、前記各量は試料土壌全体の単位体積（１ｍ3）あたりの量である。
また、試料土壌の湿潤密度は１．４０ｇ/ｍ3、含水比は１１４％である。
【００３０】
（改良土の作製）
前記試料土壌に下記注入材をそれぞれ注入した。
セメント系の固化剤（商品名：ＴＬ-3Ｅ（タフロック3Ｅ）、住友大阪セメント社製）を３００ｋｇに水を３００ｋｇ添加して混練したスラリー状の注入材を用意し、前記試料土壌（１４００ｋｇ）に注入して混練して、改良土を作製した。
混練は、混練装置としてソイルミキサを用い、回転数１６５ｒｐｍで６分間混練した。
混練済みの改良土を直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの供試体として作製した。
【００３１】
（養生条件）
上記各供試体を養生した。
まず、０℃、２℃、５℃、７℃、１０℃にそれぞれ設定した恒温室に供試体を設置し低温養生と常温養生を行なった。
養生日数は、低温養生を各温度で、０日（低温養生を行なわない）から２８日間まで、それぞれ表１に示す日数行い、その後続けて２０℃の恒温室に移動して、常温養生を２８日まで行なった。低温養生を行なわない供試体（０日のもの）は最初から２０℃の恒温室におき２８日間、常温養生のみを行なった。
２８日経過後の各供試体の一軸圧縮強度を測定した結果を表１に示した。
尚、圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １２１６の土の一軸圧縮試験方法に従って測定した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１に示す結果から、本実施例のアロフェンを含む土壌は、０℃〜７℃で、１日から３日間低温養生を行なうと圧縮強度が高くなることが判る。
特に、２℃および５℃で低温養生を行なった場合には圧縮強度が高くなる。
一方、低温養生の温度が１０℃の場合には、低温養生を行なうことによる強度の補強はなされていないことがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良方法に関して、特に、火山灰などを含む土壌の強度改善を図ることができる地盤改良方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良方法としては、掘り起こした土にセメントなどの水硬性硬化剤を混合して、この硬化剤を混合した土壌を硬化させることで地盤の強度を向上させる方法が採用されている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、このような硬化剤を用いる方法だと、土壌の種類によって固化程度が異なるため、十分な改良効果が得られない場合がある。例えば、関東ローム土壌のように、火山灰や軽石を多く含む土壌の地盤では、従来の地盤改良方法では強度が上がらないことが知られている。
このような土壌中には、アロフェン（Ａｌ2Ｏ3・（１〜２）ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）などの粘土鉱物が多量に含有されており、固化剤として用いるセメント成分から供給されるカルシウムの一部が、アロフェン等から溶出されるＡｌ2Ｏ3成分に吸着し、セメント成分の硬化反応を阻害するためである。
【０００４】
このような土壌の地盤を改良する方法としては、例えば、特許文献１にあるような、セメントとともに土砂を混合することで、関東ローム土壌のようなセメントの硬化を阻害する成分を含む土壌からなる地盤でも、強度を高くできる地盤改良方法が知られている。
【０００５】
しかし、この方法はセメントと共に土砂を混合することで土壌の強度を上げる方法であるため、アロフェンによる硬化反応の阻害を抑制できるものはない。
従って、アロフェンが多量に含まれている場合には、十分な効果が得られない。
【０００６】
或いは、予めアロフェンを含む土壌と石膏成分を混合して所定時間放置してから、セメント成分を混合する方法も知られている（特許文献２）。
このような方法では、あらかじめ石膏に含まれるカルシウムをアロフェンに吸着させておくことで、後から混合するセメント成分のセメントが、アロフェンに吸着されることを抑制できるため、硬化反応の阻害を抑制できる。
【０００７】
しかし、この方法では、一度、土壌と石膏成分を混合してからしばらく放置した後に、さらにセメント成分を混合するという二段階で混合作業を行なう必要があり作業に手間がかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０１４５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、アロフェンなどのセメントの硬化阻害成分を多く含む土壌からなる地盤であっても、容易に補強することができる地盤改良方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴としている。
【００１１】
アロフェンを含む土壌とセメントを含む固化剤とを混練後、前記範囲の低温環境下で養生させる低温養生を行なった後に、前記温度範囲の環境での常温養生を行なうことで、アロフェンによるセメントの硬化反応の阻害が抑制されて、土壌の硬化が進み、十分な強度を有する地盤に改良できる。
【００１２】
前記低温養生を１日間以上３日間以下行なうことが好ましい。
【００１３】
低温養生の期間が上記範囲であれば、硬化反応の阻害を抑制する効果が低下することなく、地盤の強度を高める硬化が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、地盤を形成する土壌がアロフェンを多く含む土壌の場合に、容易に地盤を補強することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の土壌改良方法は、アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、低温養生を行い、その後常温養生を行なうことで行われる。
【００１６】
まず、本発明の方法で改良される地盤は、アロフェン含む土壌からなる地盤である。
関東ローム層に代表される、火山灰を多く含む土壌中にはアロフェン（Ａｌ2Ｏ3・（１〜２）ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ）が含まれている。
尚、アロフェンを含む土壌とは、アロフェンを６質量％以上、好ましくは２５質量％以上含む土壌をいう。
【００１７】
本発明で用いられる固化剤は、通常の地盤改良に用いるセメント系の固化剤の中から適宜選択して使用することが可能であるが、例えば、普通、早強、超早強等の各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉スラグ、シリカ、フライアッシュを混合してなる各種混合セメント、白色セメント、超速硬セメント、アルミナセメントなど、一般的なセメントを使用することができる。
特に好ましくは地盤改良に用いるセメント系の固化剤である。
【００１８】
固化剤は、まず、所定量の混練水と混合してスラリー状の注入材を形成する。
この時の混練水の量は、固化剤１００重量部に対して６０重量部〜１００重量部であることが好ましい。
【００１９】
前記注入材を、前記土壌中に注入して混練する。前記注入材の混合量は、土壌１００重量部に対して、前記固化剤が１５０重量部〜４００重量部になるように混合することが好ましい。
【００２０】
次に、前記注入材を混合した土壌について低温養生を行なう。
低温養生は、０℃以上７℃以下、好ましくは２℃〜５℃、さらに好ましくは約５℃の環境下に、土壌を置き養生を行なう。
この低温養生は、好ましくは１日〜７日間、さらに好ましくは１日〜３日間程度の期間行なうことが好ましい。
このような温度の環境下で養生を行なうためには、例えば、冬季などの前記低温養生の温度に適した季節に屋外で養生をすることによって行なうことができる。
また、夏季など前期低温養生温度に適さない季節の場合、注入材を予め冷却しておいた後に施工することで養生温度を低下させる事が可能である。
【００２１】
低温養生時には、例えば、乾燥を防止するために、ビニールシートをかぶせるなどの湿潤状態で行なうことが好ましい。
【００２２】
次に、前記低温養生を行なった後の土壌を、１０℃以上３０℃以下、好ましくは１５℃以上２５℃以下の常温環境下で養生する常温養生を行なう。
【００２３】
常温養生を行なう期間は、地盤改良を行なうのに通常行なわれる養生期間まで行なうことが必要であるが、例えば、２１日間以上２７日間以下、好ましくは２５日以上２７日以下程度の期間、上記常温にて養生することが好ましい。
【００２４】
尚、常温養生は、前記低温養生を行なった後に、続けて行なうことが好ましい。
また、このような常温での環境下で養生を行なうためには、例えば、シートなどで保温するなどの手段で常温養生の温度に調整して養生をすることによって行なうことができる。
【００２５】
さらに、常温養生時には、例えば、乾燥を防止するために、保湿用のビニールシートをかぶせるなどの湿潤状態で行なうことが好ましい。
【００２６】
前記のような低温養生を行なった後に、さらに常温養生を行なうことで、アロフェンを含む土壌であっても、セメントを含む固化剤によって、十分な強度まで硬化することができる。
【実施例】
【００２７】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
本実施例では、粘土にアフェロン試薬を添加したものを用いて、試験的に関東ローム土壌のようなアロフェンを含有する土壌を作製して、本発明の地盤改良方法に従って処理をした。
【００２９】
（試料土壌の作製）
試料用の土壌ベースとして、木節粘土乾燥粉末（株式会社山田俊夫商店製）を準備した。
アロフェン試薬としては、商品名：アロフォサイトＰ−１（品川化成株式会社製）を準備した。
前記粘土成分５６１ｋｇ、水７４８ｋｇ、前記アロフェン試薬９４ｋｇになるように配合し混合することで、試料土壌を作製する。
尚、前記各量は試料土壌全体の単位体積（１ｍ3）あたりの量である。
また、試料土壌の湿潤密度は１．４０ｇ/ｍ3、含水比は１１４％である。
【００３０】
（改良土の作製）
前記試料土壌に下記注入材をそれぞれ注入した。
セメント系の固化剤（商品名：ＴＬ-3Ｅ（タフロック3Ｅ）、住友大阪セメント社製）を３００ｋｇに水を３００ｋｇ添加して混練したスラリー状の注入材を用意し、前記試料土壌（１４００ｋｇ）に注入して混練して、改良土を作製した。
混練は、混練装置としてソイルミキサを用い、回転数１６５ｒｐｍで６分間混練した。
混練済みの改良土を直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの供試体として作製した。
【００３１】
（養生条件）
上記各供試体を養生した。
まず、０℃、２℃、５℃、７℃、１０℃にそれぞれ設定した恒温室に供試体を設置し低温養生と常温養生を行なった。
養生日数は、低温養生を各温度で、０日（低温養生を行なわない）から２８日間まで、それぞれ表１に示す日数行い、その後続けて２０℃の恒温室に移動して、常温養生を２８日まで行なった。低温養生を行なわない供試体（０日のもの）は最初から２０℃の恒温室におき２８日間、常温養生のみを行なった。
２８日経過後の各供試体の一軸圧縮強度を測定した結果を表１に示した。
尚、圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ １２１６の土の一軸圧縮試験方法に従って測定した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１に示す結果から、本実施例のアロフェンを含む土壌は、０℃〜７℃で、１日から３日間低温養生を行なうと圧縮強度が高くなることが判る。
特に、２℃および５℃で低温養生を行なった場合には圧縮強度が高くなる。
一方、低温養生の温度が１０℃の場合には、低温養生を行なうことによる強度の補強はなされていないことがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
前記低温養生を１日間以上３日間以下行なう請求項１に記載の地盤改良方法。
【請求項１】
アロフェンを含む土壌と、セメントを含む固化剤とを混練し、０℃以上７℃以下の環境で養生させる低温養生を行い、その後１５℃以上３０℃以下の環境で養生する常温養生を行なうことを特徴とする地盤改良方法。
【請求項２】
前記低温養生を１日間以上３日間以下行なう請求項１に記載の地盤改良方法。
【公開番号】特開２０１２−２０７４００（Ｐ２０１２−２０７４００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２２８２（Ｐ２０１１−７２２８２）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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