気泡混合軽量土の造成方法およびその施工装置
【課題】盛土の上に構築されることになる構築物の上載荷重と盛土厚さとの関係を定量化した気泡混合軽量土の造成方法を提供する。
【解決手段】現位置土と気泡および固化材とを混合撹拌して、コンクリート構造物１の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土２を造成する際に、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工を行う。
【解決手段】現位置土と気泡および固化材とを混合撹拌して、コンクリート構造物１の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土２を造成する際に、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡混合軽量土の造成方法とその施工装置、特に現位置撹拌による気泡混合軽量土の造成方法とその施工装置に関し、さらに詳しくは、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って、現位置土に空隙形成材としての気泡と固化材を加えて混合撹拌して、軽量で且つ強度的には上載荷重に耐え得るだけの十分な強度を有する気泡混合軽量土を造成する方法と施工装置に関するものである。
【０００２】
なお、ここに言う地面とは、地表面より１．０ｍ〜１０．０ｍ程度までの深度の大地を言う。
【背景技術】
【０００３】
周知のように気泡混合土は軽量であり、橋台、擁壁の裏込め材としての利用のほか、山岳地における拡幅盛土等に利用されており、その造成は土砂と固化材、水および気泡とを混合撹拌して気泡混合土とすることを基本としている。
【０００４】
すなわち、従来の気泡混合軽量土の造成方法としては、例えば特許文献１に記載のように、ミキシングプラントで土砂、水および固化材を混合した上でこれに発泡装置で製造した気泡を気泡混合装置で混合して気泡混合軽量土とし、その製造された気泡混合軽量土を、圧送ポンプを用いて耐圧ゴムホースもしくはコンクリート用圧送管にて施工箇所まで圧送した上で打設造成することになる。なお、この工法は一般にＦＣＢ工法と称されている。
【０００５】
また、別の造成方法としては、例えば特許文献２に記載のように、施工現場の土砂を掘削し、その掘削土砂に加水して液性限界以上の含水比となし、これを撹拌してスラリ状とした上で発泡剤もしくは起泡剤等の空隙形成剤とセメント系固化材とを加えて混合撹拌し、これを現場地盤上に盛り上げて盛土とする。
【特許文献１】特開２００２−３３２６５７号公報
【特許文献２】特公平５−２８２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に代表されるような従来の技術では、いずれの場合も盛土造成箇所以外の場所にて気泡混合土を製造するものであり、下記のような欠点がある。
【０００７】
すなわち、前者の技術では、ミキシングプラントにて土砂、水および固化材を混合し、これに発泡装置で製造した気泡を気泡混合装置で混合して気泡混合軽量土とするものであるから、現場発生土（土砂）を一次掘削してミキシングプラントの近くに一旦仮置きする必要があり、その仮置き場の設置によってスペース効率が悪くなる。また、製造された気泡混合軽量土を圧送ポンプのほか耐圧ゴムホースやコンクリート用圧送管を用いて施工箇所まで圧送して打設造成しているので、気泡混合軽量土そのものに十分な流動性を必要とする。その流動性の確保には多くの水を使用することになるため、気泡混合土としての必要強度を得る上で多くのセメント系固化材を必要とし、不経済とならざるを得ない。
【０００８】
また、後者の技術では、施工現場の掘削のほか含水比調整を含めた多くの工程を必要とするため、一日あたりの作業量にも限界があり、上記と同様に不経済なものとなる。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、現位置にて原土を掘削しながらその時点で気泡や固化材と混合撹拌することで気泡混合軽量土とするようにしたきわめて経済性に優れた造成方法と施工装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする。
【００１２】
この場合、請求項３に記載のように、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することが望ましい。
【００１３】
これらの請求項１〜３に記載の発明では、例えばバックホウ等の作業系建設機械のアーム先端に装着されている混合攪拌機の先端から、製造しておいた気泡とスラリ状の固化材を吐出させながらその混合攪拌機にて現位置で原土と混合撹拌して、軽量で且つ造成体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成する。
【００１４】
具体的には、請求項４に記載のように、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、気泡混合材としてスラリ状の固化材に気泡を加えたエアミルクを製造しておき、混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする。
【００１５】
この場合において、上記造成方法に代えて、請求項５に記載のように、予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらスラリ状の固化材および気泡と混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法のほか、請求項６に記載のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡および固化材を混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法を採用することもできる。
【００１６】
また、請求項４に記載の造成方法に代えて、請求項７に記載のように、予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させエアミルクとして、エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法のほか、請求項８に記載の発明のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法とすることもできる。
【００１７】
さらに、請求項９に記載のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法としても良い。
【００１８】
これらの請求項１〜９に記載の固化材としては、例えばセメント及びセメント系のものを用いる。
【００１９】
また、請求項３〜９に記載の混合攪拌機は、例えば請求項１０に記載のように作業系建設機械のアーム先端に装着されているものとする。望ましくは、請求項１１に記載のように、混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間に混合撹拌翼が取り付けられたエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっているものとする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜３に記載の発明によれば、新たな構造物や盛土体の施工に伴う増加荷重すなわち上載荷重は、現位置土の軽量土化に伴う重量軽減分で上載荷重の全部または一部が相殺され、結果として新たな構造物や盛土体の施工に伴う増加荷重の全部または一部がなかったものとみなし得るため、特に地下水位の高い地面上に新たな構造物や盛土体の構築等を施す場合には無用なコストアップを抑制して経済性に優れた施工を行うことができる。
【００２１】
請求項４〜９に記載の発明によれば、従来のいわゆるプラント混合方式と異なり、気泡と固化材および原土との混合撹拌は現位置での原土の掘削と並行して行われるため、従来のような原土の一時的な仮置き場等も不要で、スペース効率と経済性に優れた施工を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、地面Ｇの上に例えばコンクリート構造物１を構築する場合の例を示している。
【００２３】
なお、ここに言う地面とは、地表面より１．０ｍ〜１０．０ｍ程度までの深度の大地を言う。
【００２４】
すなわち、地面Ｇの上に単位面積当たり３０ｋＮ／ｍ2の重量を有するコンクリート構造物１を構築するにあたり、その底面部分の地面についてセメント系固化材のほか空隙形成材として気泡を投入して原土（現位置土）を掘削しつつこれらと混合撹拌し、もって軽量で且つコンクリート構造物１の荷重（上載荷重）に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土、例えば単位体積重量がおよそ９．５ｋＮ／ｍ3となる気泡混合軽量土層２に造成するものである。この場合、そのときの現位置土の湿潤土重量は１５ｋＮ／ｍ3とする。また、現位置土と混合撹拌されることになる固化材と気泡は、固化材を含む気泡混合材として予め製造しておくものとする。
【００２５】
そして、コンクリート構造物１の荷重である上載荷重と、現位置土そのものを軽量土化することによって軽減された分の重量とをほぼ等しくなるように設定することで、結果としてコンクリート構造物１を構築しながらもその荷重の一部または全部の増加がなかったものとみなし得る状態をつくり出すことに特徴がある。
【００２６】
上記の気泡の製造に用いられる起泡剤としては、界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系の三種類に分類される。それらのうち使用例の多い起泡剤の種類と標準的な希釈倍率、および発泡倍率を表１に示す。
【００２７】
なお、「ジオハート２」は麻生フオームクリート（株）製、「ＯＦＡ−２」は小野田ケミコ製、「スミシールドＡ」は住友大阪セメント製、「ファインフォーム６０６」はポゾリス物産製、「パリックＦＡ１００」はフローリック製、「ＡＰフォーム」はキザイテクト製、「マールＰ」はＣＥＬＬＵＬＡＲコンクリート製（販売元は麻生フオームクリート（株））のもので、いずれも一般に市販されているものである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
そして、先に述べた湿潤土重量１５ｋＮ／ｍ3の現位置土を９．５ｋＮ／ｍ3まで軽量化する際の原土１ｍ3当たりの配合例を表２に示す。
【００３０】
起泡剤としてはタンパク質系の「マールＰ」を使用した。
【００３１】
起泡剤である「マールＰ」を清水にて約２５倍に希釈した希釈液を圧縮空気とともに起泡筒を通過させて発泡倍率として２０倍まで発泡させる。そのときの気泡比重は０．０５となる。すなわち、表２では気泡の量が１４００リットルとあるが、これは起泡剤である「マールＰ」２．７リットルに対して希釈水（水道水）を６７．３リットル加えて約２５倍に希釈したものを７０リットルとし、これを２０倍まで発泡させることにより気泡の量が１４００リットルとなる。
【００３２】
【表２】
【００３３】
ここで、造成しようとする気泡混合軽量土層２の厚さ１ｍ当たりの軽減重量ｇは、原土重量と気泡混合軽量土２の重量との差にほかならないから、ｇ＝１５ｋＮ／ｍ3−９．５ｋＮ／ｍ3よりして５．５ｋＮ／ｍ3となる。
【００３４】
また、コンクリート構造物１の構築に伴う増加荷重に相当する気泡混合軽量土層２の厚さＨは、Ｈ＝（構造物重量）／（１ｍ当たりの軽減重量）の関係よりして、Ｈ＝（３０ｋＮ／ｍ2）／（５．５ｋＮ／ｍ3）≒５．５ｍとなる。
【００３５】
次に、現位置における増加加重による支持力を検証してみる。
【００３６】
（ア）深度（深さ）Ｈ＝５．５ｍ時の先行圧密応力Ｐ0は、Ｐ0＝１５ｋＮ／ｍ3×５．５ｍ＝８２．５ｋＮ／ｍ2となる。
【００３７】
（イ）深度Ｈ＝５．５ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝３０ｋＮ／ｍ2＋（９．５ｋＮ／ｍ3×５．５ｍ）＝８２．３ｋＮ／ｍ2となる。
【００３８】
（ウ）地下水位の高い地面が故の地下水による浮力を考慮して地表以下の重量を０とした場合の深度５．５ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝３０ｋＮ／ｍ2である。
【００３９】
（エ）先の（イ）のときにはＰ0≒Ｐ1となり、また上記（ウ）のときにはＰ0＞Ｐ1となる。
【００４０】
このように、いずれの場合においても増加荷重であるコンクリート構造物１の重量を、気泡混合軽量土層２の造成により現位置土の軽減重量で相殺できたことになる。しかも、気泡混合軽量土２の強度は表２から明らかなように１５０ｋＮ／ｍ2であり、充分な強度と言える。
【００４１】
すなわち、単位体積重量≒９．５ｋＮ／ｍ3で且つ設計地耐力３０ｋＮ／ｍ2以上となる気泡混合軽量土層２を深さ約５．５ｍまで造成したならば、上載荷重（増加荷重）は現位置土重量の軽減重量で相殺されたことになる。また、構造物によっては、許容残留沈下量を考慮して気泡混合軽量土厚さを軽減することも可能である。
【００４２】
次に、図２には、地面Ｇ上に盛土高さＨ１が１．５ｍの堤体（盛土体）３を構築する場合であって、且つ堤体３を構築するのに必要な体積を、盛土体の底面部の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを後述する混合攪拌機８にて混合撹拌して造成する気泡混合軽量土２の増量分でまかなう場合の実施例を示す。
【００４３】
原土１ｍ3当たりで増量する気泡混合軽量土の量は、表２から明らかなように、３．３８ｍ3−１ｍ3＝２．２８ｍ3となる。
【００４４】
堤体盛土高さＨ１として１．５ｍを確保するのに必要な混合撹拌深度Ｈ２は、１．５ｍ／２．２８ｍ3≒０．７ｍとなる（ただし、消泡率を０とした場合）。
【００４５】
施工時の消泡を考慮して、深度Ｈ２＝１．０ｍまで混合撹拌した場合の現位置における支持力を検証してみる。
【００４６】
（カ）深度Ｈ２＝１．０ｍ時の先行圧密応力Ｐ0は、Ｐ0＝１５ｋＮ／ｍ3×１．０ｍ＝１５．０ｋＮ／ｍ2となる。
【００４７】
（キ）深度Ｈ２＝１．０ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝９．５ｋＮ／ｍ3×２．５ｍ≒２３．８ｋＮ／ｍ2となる。
【００４８】
（ク）地下水位の高い地面が故の地下水による浮力を考慮して地表以下の重量を０とした場合の深度Ｈ２＝１．０ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝９．５ｋＮ／ｍ3×１．５ｍ≒１４．３ｋＮ／ｍ2である。
【００４９】
（ケ）先の（キ）のときにはＰ0＜Ｐ1となり、将来的に圧密沈下を起こす可能性があるが、（ク）のときにはＰ0≒Ｐ1となり、先行圧密応力Ｐ0と堤体盛土重量Ｐ1とはほぼ重量バランスが保たれていると言える。実施工時には、現位置土の支持力および地下水位の変動等を充分調査した上で混合深度を決定する必要がある。
【００５０】
（コ）現位置土の支持力も小さく地下水位も低い場合には、Ｐ0≒Ｐ1となる混合深度Ｈ２を見つけて実施すれば良いと言える。
【００５１】
このように、気泡混合軽量土２の強度としては１５０ｋＮ／ｍ2であり、堤体盛土としては充分な強度であると言える。
【００５２】
すなわち、現位置土に固化材を含む気泡混合材を加えて深さＨ２＝１．０ｍまで混合撹拌すれば、増量した気泡混合軽量土２でＨ１＝１．５ｍの高さの堤体３が構築されたことになる。また、その時における堤体３の強度としては１５０ｋＮ／ｍ2が確保されており、堤体構造物としては安定した状態にあると言える。
【００５３】
また、上記実施例は地下水位の高い地面への盛土のみならず山岳地における腹付け盛土等の手段としても有効である。例えば図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、壁面パネル５１を併用することを前提として気泡混合軽量土層５２からなる盛土体５３の計画高さをＨ３に設定してその表面を舗装面５３ａとする場合に、高さＨ２分の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌して、現位置混合によって増量したＨ３−Ｈ２分の軽量土で盛土量をまかなうことによって、盛土体５３としての必要強度を確保する上で有効な手段となる。
【００５４】
図４はさらに別の実施例を示し、この実施例では、気泡混合軽量土層５２からなる所定高さの盛土体５４を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体５４の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土層５２の増量分でまかなうことを前提とする。その上で、増量分に相当する気泡混合軽量土５２が入る容積を確保する手段として、盛土体５４の底面周辺の土砂で予め土堰堤５５を構築しておき、土堰堤５５の内部の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌し、必要な強度を有する気泡混合軽量土層５２をいわゆる囲い盛土体形状の盛土体５４として造成する。
【００５５】
ここで、上記増量分に相当する気泡混合軽量土５２が入る容積を確保する手段として、図４の土堰堤５５に代えて図５に示すように気泡混合軽量土層５２たる盛土体５６を造成しようとする位置に予め型枠５７を設置しておいても良い。この場合には、型枠５７内の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌して気泡混合軽量土層５２をいわゆる囲い盛土体形状の盛土体５６として造成する。その後、タイロッド５８を用いて型枠５７を補強した上で十分に養生し、必要な強度が得られた後に型枠５７を解体するものとする。
【００５６】
図６は上記のような気泡混合軽量土の施工に適した施工システムの概略構造を、図７は同システムを模式化したブロック系統図をそれぞれ示している。
【００５７】
図６，７のシステムでは、セメントミルク製造系統５でセメントミルクを、気泡製造系統６で気泡をそれぞれ製造し、両者をブレンダー７にて混合することにより固化材を含む気泡混合材とした上で、施工箇所Ｐである現位置にて待機している混合攪拌機８に圧送するものである。
【００５８】
なお、セメントミルクとは、固化材スラリまたはスラリ状もしくはミルク状固化材の下位概念であり、固化材として例えばセメントを用いる場合に、粉体であるセメントと水とを所定の水／セメント比で混ぜ合わせたスラリ状もしくはミルク状のものを言う。また、エアミルクとは、上記の固化材を含む気泡混合材の下位概念であり、上記のセメントミルクに対し起泡材を用いて製造した気泡を混入したものを言う。
【００５９】
図６，７に示すように、セメントミルク製造系統５には、固化材としてのセメントを収容しておくためのセメントサイロ９のほか、ミキサー型のスラリプラント１０および水槽１１等が用意されており、それぞれに計量されたセメントと水とをスラリプラント１０に投入して混合撹拌することにより、所定の水／セメント比のセメントミルクが製造される。そして、製造されたセメントミルクは後段のブレンダー７に供給され、グラウトポンプ１６にて圧送される。
【００６０】
他方、気泡製造系統６には、起泡剤収容部１２、水槽１３および発泡装置１４のほか、付帯設備として発動発電機１５およびコンプレッサー４６が用意されており、起泡剤に所定の割合で水を混ぜ合わせたものを起泡材として発泡装置１４に導入した上でコンプレッサー４６から圧縮空気を吹き込むことによりいわゆるフォーム状の気泡が製造される。そして、製造された気泡は先のセメントミルクとともにブレンダー７に供給され、そのブレンダー７にて両者が混合撹拌されることにより、いわゆるエアミルクが製造される。
【００６１】
一方、混合攪拌機８は、作業系建設機械であるところの例えばバックホウ１７をベースマシン（母機）としてそのアーム１８先端に装着されていて、図８に示すように混合撹拌機８の先端には材料吐出口１９が設定されている。材料吐出口１９は圧送管２０を介して図６のグラウトポンプ１６に接続されている。そして、先のブレンダー７にて製造されたエアミルクが、グラウトポンプ１６にて混合攪拌機８の材料吐出口１９へと圧送されて吐出される。
【００６２】
混合撹拌機８は、図８に示すように上下方向に延びるフレーム２１の上部の駆動輪２２と下部の従動輪２３との間にエンドレスなドライブチェーン２４を巻き掛けるとともに、そのドライブチェーン２４の外周に所定のピッチで複数の撹拌翼２５を装着したもので、フレーム２１の下端には先に述べた材料吐出口１９が設けられている。そして、フレーム２１の上部に設けられた油圧モータ２６を起動することにより各撹拌翼２５がドライブチェーン２４とともに周回移動して、それに併せてバックホウ１７自体の推力による混合撹拌機８の地中への貫入と引き抜きとを繰り返すことにより、施工箇所の土砂の掘削と並行してその土砂とエアミルクとの混合撹拌が行われることになる。
【００６３】
すなわち、上記のようにグラウトポンプ１６からのエアミルクの供給を受ける混合撹拌機８側では、図８に示すようにフレーム２１の上部に設けられた油圧モータ２６の起動により各撹拌翼２５をドライブチェーン２４とともに周回移動させるとともに、材料吐出口１９からエアミルクを連続的に吐出させて、それに併せてバックホウ１７自体の推力による混合撹拌機８の土砂中への貫入と引き抜きとを繰り返すことにより、造成もしくは施工箇所Ｐの現位置土（土砂）の掘削と並行してその現位置土とエアミルクとの混合撹拌が行われて、その現位置土の土砂が気泡混合軽量土化することになる。なお、土砂とエアミルクとの混合割合は土砂そのものの性状等に応じて決定する。
【００６４】
この場合、土砂中からの混合撹拌ヘッド８の最大引き抜き時においても材料吐出口１９が地表側に露出しないで常に土砂中に埋もれているように制御する。こうすることにより、エアミルクが常に土砂中に吐出されることとなって、土砂との混合撹拌が均一に行われて、品質の安定した気泡混合軽量土とすることができる。
【００６５】
そして、現位置土の土砂の気泡混合軽量土化を終えたならば、バックホウ等にて表面整正する。
【００６６】
図９，１０は本発明の第２の実施の形態として上記施工システムの別の例を示しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００６７】
この実施の形態では、図６では必須とされたブレンダー７が付帯しておらず、代わって気泡製造系統６にも独立した気泡用圧送ポンプ２７を設けてあり、セメントミルク製造系統５および気泡製造系統６でそれぞれ製造されたセメントミルクと気泡とを途中で混合することなしに混合攪拌機８までそれぞれ個別に圧送するようにしている点で図６，７のものと異なっている。
【００６８】
一方、図１１は図８の（Ａ）のＱ部に相当する図であって、混合撹拌機８には、相互に独立した二つの圧送管２８，２９の先端にそれぞれ材料吐出口３０，３１が設けられていて、一方の材料吐出口３０にはセメントミルク製造系統５のグラウトポンプ１６にてセメントミルクが供給されて吐出される。また、他方の材料吐出口３１には気泡製造系統６の圧送ポンプ２７にて気泡が供給されて吐出される。
【００６９】
すなわち、この実施の形態では、それぞれに別系統にて供給されてきたセメントミルクと気泡とが材料吐出口３０，３１から同時吐出されることで、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００７０】
図１２，１３は本発明の第３の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００７１】
この実施の形態では、図６では必須とされたブレンダー７が付帯しておらず、代わって気泡製造系統６にも独立したグラウトポンプ３２を設けてある。さらに、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。そして、気泡製造系統６では起泡剤に水を加えて希釈した起泡材を製造するにとどまり、この起泡材をグラウトポンプ３２にて直接混合攪拌機８まで圧送するようになっている。同様に、セメントミルク製造系統５で製造されたセメントミルクも途中で上記起泡材と混合することなしにグラウトポンプ１６にて混合攪拌機８まで直接圧送するようになっている。
【００７２】
一方、混合撹拌機８には、図１４，１５に示すように相互に独立した二つの圧送管３３，３４の先端にはそれぞれに材料吐出口３５，３６が設けられていて、一方の材料吐出口３５にはセメントミルク製造系統５のグラウトポンプ１６にてセメントミルクが供給されて吐出される。また、他方の材料吐出口３６には気泡製造系統６のグラウトポンプ３２にて起泡材が供給される。
【００７３】
ここで、起泡材供給用の圧送管３４の途中の合流部Ｍでは給気管３７が合流していて、この給気管３７を介して圧送管３４にはコンプレッサー４６からの圧縮空気が導入されるようになっている。つまり、圧送管３４にて供給されてきた起泡材に対し、材料吐出口３６からの吐出直前に圧縮空気を吹き込むことによりいわゆるフォーム状の気泡と化し、この気泡が材料吐出口３６から吐出されることになる。
【００７４】
また、コンプレッサー４６からの圧縮空気が導入された後に、図１０および図２２で示す発泡装置１４もしくは４３に導入することによりフォーム状の気泡化がより促進されることは言うまでもない。
【００７５】
したがって、この実施の形態においても、セメントミルクと気泡とが材料吐出口３５，３６から同時吐出されることで、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００７６】
図１６〜１８は本発明の第４の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図９〜１１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００７７】
この実施の形態では、気泡製造系統６にも独立した気泡用圧送ポンプ２７を設けて、セメントミルク製造系統５および気泡製造系統６でそれぞれ製造されたセメントミルクと気泡とを途中で混合することなしに混合攪拌機８までそれぞれ個別に圧送するようにしているとともに、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。そして、図１７に示すように、混合撹拌機８の直前位置にてセメントミルクと気泡とを合流させて、この時点で初めてエアミルクとするようにしてある。
【００７８】
他方、図１８には図１６，１７のシステムで使用される混合撹拌機８を示しており、同混合撹拌機８の上端部において、材料吐出口１９に接続された圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１とグラウトポンプ２７側に接続された気泡供給用の圧送管４２がそれぞれ接続されている。そして、各々の接続位置にて、圧送管２０を通して送られてくるセメントミルクに対して給気管４１側からの圧縮空気と、圧送管４２側からの気泡がそれぞれに導入されて合流することになる。
【００７９】
なお、図１７から明らかなように、気泡そのものは起泡材に対する圧縮空気の吹き込みによって起泡化もしくは発泡化したものであるから、気泡の圧送距離が比較的短い場合には、図１６に示した気泡用圧送ポンプ２７のほか、コンプレッサー４６による圧縮空気の導入を省略することも可能である。
【００８０】
したがって、この実施の形態では、材料吐出口１９の直前位置であるところの混合撹拌機８の上端部においてセメントミルクへの圧縮空気および気泡の導入，合流によって初めて起泡化されたエアミルクが製造され、そのエアミルクが混合撹拌機８の先端の材料吐出口１９から吐出されて、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００８１】
図１９〜２１は本発明の第５の実施の形態として上記施工システムの別の例を示しており、図９〜１１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態では、図６，７と比較すると明らかなように、セメントミルク製造系統５のブレンダー７および気泡製造系統の発泡装置１４を廃止する一方で、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。
【００８３】
そして、図２０から明らかなように、起泡剤に水を加えた起泡材とセメントおよび水をミキサー型のスラリプラント１０にて混ぜ合わせた混合材をグラウトポンプ１６にて混合撹拌機８側に圧送するようになっている。
【００８４】
その一方、図２１に示すように、同混合撹拌機８の上端部では、材料吐出口１９に接続された圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１が接続されていて、その接続位置にて、圧送管２０を通して送られてくる起泡材とセメントミルクとの混合材に対して給気管４１側からの圧縮空気が導入されて合流することになる。
【００８５】
したがって、この実施の形態においては、材料吐出口１９の直前位置であるところの混合撹拌機８の上端部において起泡材とセメントミルクとの混合材に対して圧縮空気が導入，合流化した上で、このエアミルクが混合撹拌機８の先端の材料吐出口１９から吐出される。そして、混合撹拌機８による混合撹拌作用をもって初めて積極的に発泡化もしくは起泡化されて、それらの発泡化もしくは起泡化されたセメントミルクと現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００８６】
図２２，２３は本発明の第６の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図１９〜２１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８７】
この実施の形態では、図２０，２１と比較すると明らかなように、混合撹拌機８の上端部では、圧送管２０の途中に材料吐出口１９の上流側に位置することになる発泡装置４３が設けられている一方、その発泡装置４３の上流側直近位置にて圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１が接続されている。そして、圧送管２０を通して送られてくる起泡材とセメントミルクとの混合材に対して給気管４１側からの圧縮空気が導入されて合流した上で、その混合材が発泡装置４３にて導入されることになる。
【００８８】
したがって、この実施の形態では、発泡装置４３の直前または発泡装置４３で起泡材とセメントミルクとの混合材に対して圧縮空気が導入，合流化されることでエアミルクが製造され、さらにそのエアミルクが発泡装置４３にて発泡化もしくは起泡化された上で混合撹拌機８の先端の材料吐出１９から吐出されて、それらの発泡化もしくは起泡化されたエアミルクと現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る造成方法のより具体的な実施の形態を示す説明図。
【図２】本発明に係る造成方法の別の例を示す説明図。
【図３】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図４】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図５】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図６】図１〜５の造成方法に適した施工システムの概略説明図。
【図７】図６を模式化したブロック系統図。
【図８】（Ａ）は図６に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図９】本発明の第２の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図１０】図９を模式化したブロック系統図。
【図１１】図９に示した混合攪拌機の詳細を示す要部拡大説明図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態として図１〜５の造成方法に適したさらに別の施工システムの概略説明図。
【図１３】図１２を模式化したブロック系統図。
【図１４】（Ａ）は図１２に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図１５】（Ａ）は図１４の（Ｂ）をＤ方向から見たときの説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大説明図。
【図１６】本発明の第４の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図１７】図１６を模式化したブロック系統図。
【図１８】（Ａ）は図１６に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図１９】本発明の第５の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図２０】図１９を模式化したブロック系統図。
【図２１】（Ａ）は図１９に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態として図１〜５の造成方法に適したさらに別の施工システムのブロック系統図。
【図２３】図２２のシステムで使用される混合撹拌機の説明図で、（Ａ）はその詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【符号の説明】
【００９０】
１…コンクリート構造物
２…気泡混合軽量土層（気泡混合軽量土）
３…堤体（盛土体）
５…セメントミルク製造系統
６…気泡製造系統
８…混合攪拌機
１７…バックホウ（作業系建設機械）
１８…アーム
１９…材料吐出口
２１…フレーム
２２…駆動輪
２３…従動輪
２４…ドライブチェーン
２５…混合撹拌翼
３０，３１…材料吐出口
３５，３６…材料吐出口
５２…気泡混合軽量土層
５３…盛土体
５４…盛土体
５５…土堰堤
５６…盛土体
５７…型枠
Ｇ…地面
Ｐ…施工箇所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡混合軽量土の造成方法とその施工装置、特に現位置撹拌による気泡混合軽量土の造成方法とその施工装置に関し、さらに詳しくは、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って、現位置土に空隙形成材としての気泡と固化材を加えて混合撹拌して、軽量で且つ強度的には上載荷重に耐え得るだけの十分な強度を有する気泡混合軽量土を造成する方法と施工装置に関するものである。
【０００２】
なお、ここに言う地面とは、地表面より１．０ｍ〜１０．０ｍ程度までの深度の大地を言う。
【背景技術】
【０００３】
周知のように気泡混合土は軽量であり、橋台、擁壁の裏込め材としての利用のほか、山岳地における拡幅盛土等に利用されており、その造成は土砂と固化材、水および気泡とを混合撹拌して気泡混合土とすることを基本としている。
【０００４】
すなわち、従来の気泡混合軽量土の造成方法としては、例えば特許文献１に記載のように、ミキシングプラントで土砂、水および固化材を混合した上でこれに発泡装置で製造した気泡を気泡混合装置で混合して気泡混合軽量土とし、その製造された気泡混合軽量土を、圧送ポンプを用いて耐圧ゴムホースもしくはコンクリート用圧送管にて施工箇所まで圧送した上で打設造成することになる。なお、この工法は一般にＦＣＢ工法と称されている。
【０００５】
また、別の造成方法としては、例えば特許文献２に記載のように、施工現場の土砂を掘削し、その掘削土砂に加水して液性限界以上の含水比となし、これを撹拌してスラリ状とした上で発泡剤もしくは起泡剤等の空隙形成剤とセメント系固化材とを加えて混合撹拌し、これを現場地盤上に盛り上げて盛土とする。
【特許文献１】特開２００２−３３２６５７号公報
【特許文献２】特公平５−２８２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２に代表されるような従来の技術では、いずれの場合も盛土造成箇所以外の場所にて気泡混合土を製造するものであり、下記のような欠点がある。
【０００７】
すなわち、前者の技術では、ミキシングプラントにて土砂、水および固化材を混合し、これに発泡装置で製造した気泡を気泡混合装置で混合して気泡混合軽量土とするものであるから、現場発生土（土砂）を一次掘削してミキシングプラントの近くに一旦仮置きする必要があり、その仮置き場の設置によってスペース効率が悪くなる。また、製造された気泡混合軽量土を圧送ポンプのほか耐圧ゴムホースやコンクリート用圧送管を用いて施工箇所まで圧送して打設造成しているので、気泡混合軽量土そのものに十分な流動性を必要とする。その流動性の確保には多くの水を使用することになるため、気泡混合土としての必要強度を得る上で多くのセメント系固化材を必要とし、不経済とならざるを得ない。
【０００８】
また、後者の技術では、施工現場の掘削のほか含水比調整を含めた多くの工程を必要とするため、一日あたりの作業量にも限界があり、上記と同様に不経済なものとなる。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、現位置にて原土を掘削しながらその時点で気泡や固化材と混合撹拌することで気泡混合軽量土とするようにしたきわめて経済性に優れた造成方法と施工装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする。
【００１２】
この場合、請求項３に記載のように、所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することが望ましい。
【００１３】
これらの請求項１〜３に記載の発明では、例えばバックホウ等の作業系建設機械のアーム先端に装着されている混合攪拌機の先端から、製造しておいた気泡とスラリ状の固化材を吐出させながらその混合攪拌機にて現位置で原土と混合撹拌して、軽量で且つ造成体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成する。
【００１４】
具体的には、請求項４に記載のように、地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、気泡混合材としてスラリ状の固化材に気泡を加えたエアミルクを製造しておき、混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする。
【００１５】
この場合において、上記造成方法に代えて、請求項５に記載のように、予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらスラリ状の固化材および気泡と混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法のほか、請求項６に記載のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡および固化材を混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法を採用することもできる。
【００１６】
また、請求項４に記載の造成方法に代えて、請求項７に記載のように、予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させエアミルクとして、エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法のほか、請求項８に記載の発明のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法とすることもできる。
【００１７】
さらに、請求項９に記載のように、起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とする造成方法としても良い。
【００１８】
これらの請求項１〜９に記載の固化材としては、例えばセメント及びセメント系のものを用いる。
【００１９】
また、請求項３〜９に記載の混合攪拌機は、例えば請求項１０に記載のように作業系建設機械のアーム先端に装着されているものとする。望ましくは、請求項１１に記載のように、混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間に混合撹拌翼が取り付けられたエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっているものとする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜３に記載の発明によれば、新たな構造物や盛土体の施工に伴う増加荷重すなわち上載荷重は、現位置土の軽量土化に伴う重量軽減分で上載荷重の全部または一部が相殺され、結果として新たな構造物や盛土体の施工に伴う増加荷重の全部または一部がなかったものとみなし得るため、特に地下水位の高い地面上に新たな構造物や盛土体の構築等を施す場合には無用なコストアップを抑制して経済性に優れた施工を行うことができる。
【００２１】
請求項４〜９に記載の発明によれば、従来のいわゆるプラント混合方式と異なり、気泡と固化材および原土との混合撹拌は現位置での原土の掘削と並行して行われるため、従来のような原土の一時的な仮置き場等も不要で、スペース効率と経済性に優れた施工を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、地面Ｇの上に例えばコンクリート構造物１を構築する場合の例を示している。
【００２３】
なお、ここに言う地面とは、地表面より１．０ｍ〜１０．０ｍ程度までの深度の大地を言う。
【００２４】
すなわち、地面Ｇの上に単位面積当たり３０ｋＮ／ｍ2の重量を有するコンクリート構造物１を構築するにあたり、その底面部分の地面についてセメント系固化材のほか空隙形成材として気泡を投入して原土（現位置土）を掘削しつつこれらと混合撹拌し、もって軽量で且つコンクリート構造物１の荷重（上載荷重）に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土、例えば単位体積重量がおよそ９．５ｋＮ／ｍ3となる気泡混合軽量土層２に造成するものである。この場合、そのときの現位置土の湿潤土重量は１５ｋＮ／ｍ3とする。また、現位置土と混合撹拌されることになる固化材と気泡は、固化材を含む気泡混合材として予め製造しておくものとする。
【００２５】
そして、コンクリート構造物１の荷重である上載荷重と、現位置土そのものを軽量土化することによって軽減された分の重量とをほぼ等しくなるように設定することで、結果としてコンクリート構造物１を構築しながらもその荷重の一部または全部の増加がなかったものとみなし得る状態をつくり出すことに特徴がある。
【００２６】
上記の気泡の製造に用いられる起泡剤としては、界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系の三種類に分類される。それらのうち使用例の多い起泡剤の種類と標準的な希釈倍率、および発泡倍率を表１に示す。
【００２７】
なお、「ジオハート２」は麻生フオームクリート（株）製、「ＯＦＡ−２」は小野田ケミコ製、「スミシールドＡ」は住友大阪セメント製、「ファインフォーム６０６」はポゾリス物産製、「パリックＦＡ１００」はフローリック製、「ＡＰフォーム」はキザイテクト製、「マールＰ」はＣＥＬＬＵＬＡＲコンクリート製（販売元は麻生フオームクリート（株））のもので、いずれも一般に市販されているものである。
【００２８】
【表１】
【００２９】
そして、先に述べた湿潤土重量１５ｋＮ／ｍ3の現位置土を９．５ｋＮ／ｍ3まで軽量化する際の原土１ｍ3当たりの配合例を表２に示す。
【００３０】
起泡剤としてはタンパク質系の「マールＰ」を使用した。
【００３１】
起泡剤である「マールＰ」を清水にて約２５倍に希釈した希釈液を圧縮空気とともに起泡筒を通過させて発泡倍率として２０倍まで発泡させる。そのときの気泡比重は０．０５となる。すなわち、表２では気泡の量が１４００リットルとあるが、これは起泡剤である「マールＰ」２．７リットルに対して希釈水（水道水）を６７．３リットル加えて約２５倍に希釈したものを７０リットルとし、これを２０倍まで発泡させることにより気泡の量が１４００リットルとなる。
【００３２】
【表２】
【００３３】
ここで、造成しようとする気泡混合軽量土層２の厚さ１ｍ当たりの軽減重量ｇは、原土重量と気泡混合軽量土２の重量との差にほかならないから、ｇ＝１５ｋＮ／ｍ3−９．５ｋＮ／ｍ3よりして５．５ｋＮ／ｍ3となる。
【００３４】
また、コンクリート構造物１の構築に伴う増加荷重に相当する気泡混合軽量土層２の厚さＨは、Ｈ＝（構造物重量）／（１ｍ当たりの軽減重量）の関係よりして、Ｈ＝（３０ｋＮ／ｍ2）／（５．５ｋＮ／ｍ3）≒５．５ｍとなる。
【００３５】
次に、現位置における増加加重による支持力を検証してみる。
【００３６】
（ア）深度（深さ）Ｈ＝５．５ｍ時の先行圧密応力Ｐ0は、Ｐ0＝１５ｋＮ／ｍ3×５．５ｍ＝８２．５ｋＮ／ｍ2となる。
【００３７】
（イ）深度Ｈ＝５．５ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝３０ｋＮ／ｍ2＋（９．５ｋＮ／ｍ3×５．５ｍ）＝８２．３ｋＮ／ｍ2となる。
【００３８】
（ウ）地下水位の高い地面が故の地下水による浮力を考慮して地表以下の重量を０とした場合の深度５．５ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝３０ｋＮ／ｍ2である。
【００３９】
（エ）先の（イ）のときにはＰ0≒Ｐ1となり、また上記（ウ）のときにはＰ0＞Ｐ1となる。
【００４０】
このように、いずれの場合においても増加荷重であるコンクリート構造物１の重量を、気泡混合軽量土層２の造成により現位置土の軽減重量で相殺できたことになる。しかも、気泡混合軽量土２の強度は表２から明らかなように１５０ｋＮ／ｍ2であり、充分な強度と言える。
【００４１】
すなわち、単位体積重量≒９．５ｋＮ／ｍ3で且つ設計地耐力３０ｋＮ／ｍ2以上となる気泡混合軽量土層２を深さ約５．５ｍまで造成したならば、上載荷重（増加荷重）は現位置土重量の軽減重量で相殺されたことになる。また、構造物によっては、許容残留沈下量を考慮して気泡混合軽量土厚さを軽減することも可能である。
【００４２】
次に、図２には、地面Ｇ上に盛土高さＨ１が１．５ｍの堤体（盛土体）３を構築する場合であって、且つ堤体３を構築するのに必要な体積を、盛土体の底面部の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを後述する混合攪拌機８にて混合撹拌して造成する気泡混合軽量土２の増量分でまかなう場合の実施例を示す。
【００４３】
原土１ｍ3当たりで増量する気泡混合軽量土の量は、表２から明らかなように、３．３８ｍ3−１ｍ3＝２．２８ｍ3となる。
【００４４】
堤体盛土高さＨ１として１．５ｍを確保するのに必要な混合撹拌深度Ｈ２は、１．５ｍ／２．２８ｍ3≒０．７ｍとなる（ただし、消泡率を０とした場合）。
【００４５】
施工時の消泡を考慮して、深度Ｈ２＝１．０ｍまで混合撹拌した場合の現位置における支持力を検証してみる。
【００４６】
（カ）深度Ｈ２＝１．０ｍ時の先行圧密応力Ｐ0は、Ｐ0＝１５ｋＮ／ｍ3×１．０ｍ＝１５．０ｋＮ／ｍ2となる。
【００４７】
（キ）深度Ｈ２＝１．０ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝９．５ｋＮ／ｍ3×２．５ｍ≒２３．８ｋＮ／ｍ2となる。
【００４８】
（ク）地下水位の高い地面が故の地下水による浮力を考慮して地表以下の重量を０とした場合の深度Ｈ２＝１．０ｍ時の圧密応力Ｐ1は、Ｐ1＝９．５ｋＮ／ｍ3×１．５ｍ≒１４．３ｋＮ／ｍ2である。
【００４９】
（ケ）先の（キ）のときにはＰ0＜Ｐ1となり、将来的に圧密沈下を起こす可能性があるが、（ク）のときにはＰ0≒Ｐ1となり、先行圧密応力Ｐ0と堤体盛土重量Ｐ1とはほぼ重量バランスが保たれていると言える。実施工時には、現位置土の支持力および地下水位の変動等を充分調査した上で混合深度を決定する必要がある。
【００５０】
（コ）現位置土の支持力も小さく地下水位も低い場合には、Ｐ0≒Ｐ1となる混合深度Ｈ２を見つけて実施すれば良いと言える。
【００５１】
このように、気泡混合軽量土２の強度としては１５０ｋＮ／ｍ2であり、堤体盛土としては充分な強度であると言える。
【００５２】
すなわち、現位置土に固化材を含む気泡混合材を加えて深さＨ２＝１．０ｍまで混合撹拌すれば、増量した気泡混合軽量土２でＨ１＝１．５ｍの高さの堤体３が構築されたことになる。また、その時における堤体３の強度としては１５０ｋＮ／ｍ2が確保されており、堤体構造物としては安定した状態にあると言える。
【００５３】
また、上記実施例は地下水位の高い地面への盛土のみならず山岳地における腹付け盛土等の手段としても有効である。例えば図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、壁面パネル５１を併用することを前提として気泡混合軽量土層５２からなる盛土体５３の計画高さをＨ３に設定してその表面を舗装面５３ａとする場合に、高さＨ２分の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌して、現位置混合によって増量したＨ３−Ｈ２分の軽量土で盛土量をまかなうことによって、盛土体５３としての必要強度を確保する上で有効な手段となる。
【００５４】
図４はさらに別の実施例を示し、この実施例では、気泡混合軽量土層５２からなる所定高さの盛土体５４を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体５４の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土層５２の増量分でまかなうことを前提とする。その上で、増量分に相当する気泡混合軽量土５２が入る容積を確保する手段として、盛土体５４の底面周辺の土砂で予め土堰堤５５を構築しておき、土堰堤５５の内部の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌し、必要な強度を有する気泡混合軽量土層５２をいわゆる囲い盛土体形状の盛土体５４として造成する。
【００５５】
ここで、上記増量分に相当する気泡混合軽量土５２が入る容積を確保する手段として、図４の土堰堤５５に代えて図５に示すように気泡混合軽量土層５２たる盛土体５６を造成しようとする位置に予め型枠５７を設置しておいても良い。この場合には、型枠５７内の現位置土（原土）に固化材を含む気泡混合材を加えて混合撹拌して気泡混合軽量土層５２をいわゆる囲い盛土体形状の盛土体５６として造成する。その後、タイロッド５８を用いて型枠５７を補強した上で十分に養生し、必要な強度が得られた後に型枠５７を解体するものとする。
【００５６】
図６は上記のような気泡混合軽量土の施工に適した施工システムの概略構造を、図７は同システムを模式化したブロック系統図をそれぞれ示している。
【００５７】
図６，７のシステムでは、セメントミルク製造系統５でセメントミルクを、気泡製造系統６で気泡をそれぞれ製造し、両者をブレンダー７にて混合することにより固化材を含む気泡混合材とした上で、施工箇所Ｐである現位置にて待機している混合攪拌機８に圧送するものである。
【００５８】
なお、セメントミルクとは、固化材スラリまたはスラリ状もしくはミルク状固化材の下位概念であり、固化材として例えばセメントを用いる場合に、粉体であるセメントと水とを所定の水／セメント比で混ぜ合わせたスラリ状もしくはミルク状のものを言う。また、エアミルクとは、上記の固化材を含む気泡混合材の下位概念であり、上記のセメントミルクに対し起泡材を用いて製造した気泡を混入したものを言う。
【００５９】
図６，７に示すように、セメントミルク製造系統５には、固化材としてのセメントを収容しておくためのセメントサイロ９のほか、ミキサー型のスラリプラント１０および水槽１１等が用意されており、それぞれに計量されたセメントと水とをスラリプラント１０に投入して混合撹拌することにより、所定の水／セメント比のセメントミルクが製造される。そして、製造されたセメントミルクは後段のブレンダー７に供給され、グラウトポンプ１６にて圧送される。
【００６０】
他方、気泡製造系統６には、起泡剤収容部１２、水槽１３および発泡装置１４のほか、付帯設備として発動発電機１５およびコンプレッサー４６が用意されており、起泡剤に所定の割合で水を混ぜ合わせたものを起泡材として発泡装置１４に導入した上でコンプレッサー４６から圧縮空気を吹き込むことによりいわゆるフォーム状の気泡が製造される。そして、製造された気泡は先のセメントミルクとともにブレンダー７に供給され、そのブレンダー７にて両者が混合撹拌されることにより、いわゆるエアミルクが製造される。
【００６１】
一方、混合攪拌機８は、作業系建設機械であるところの例えばバックホウ１７をベースマシン（母機）としてそのアーム１８先端に装着されていて、図８に示すように混合撹拌機８の先端には材料吐出口１９が設定されている。材料吐出口１９は圧送管２０を介して図６のグラウトポンプ１６に接続されている。そして、先のブレンダー７にて製造されたエアミルクが、グラウトポンプ１６にて混合攪拌機８の材料吐出口１９へと圧送されて吐出される。
【００６２】
混合撹拌機８は、図８に示すように上下方向に延びるフレーム２１の上部の駆動輪２２と下部の従動輪２３との間にエンドレスなドライブチェーン２４を巻き掛けるとともに、そのドライブチェーン２４の外周に所定のピッチで複数の撹拌翼２５を装着したもので、フレーム２１の下端には先に述べた材料吐出口１９が設けられている。そして、フレーム２１の上部に設けられた油圧モータ２６を起動することにより各撹拌翼２５がドライブチェーン２４とともに周回移動して、それに併せてバックホウ１７自体の推力による混合撹拌機８の地中への貫入と引き抜きとを繰り返すことにより、施工箇所の土砂の掘削と並行してその土砂とエアミルクとの混合撹拌が行われることになる。
【００６３】
すなわち、上記のようにグラウトポンプ１６からのエアミルクの供給を受ける混合撹拌機８側では、図８に示すようにフレーム２１の上部に設けられた油圧モータ２６の起動により各撹拌翼２５をドライブチェーン２４とともに周回移動させるとともに、材料吐出口１９からエアミルクを連続的に吐出させて、それに併せてバックホウ１７自体の推力による混合撹拌機８の土砂中への貫入と引き抜きとを繰り返すことにより、造成もしくは施工箇所Ｐの現位置土（土砂）の掘削と並行してその現位置土とエアミルクとの混合撹拌が行われて、その現位置土の土砂が気泡混合軽量土化することになる。なお、土砂とエアミルクとの混合割合は土砂そのものの性状等に応じて決定する。
【００６４】
この場合、土砂中からの混合撹拌ヘッド８の最大引き抜き時においても材料吐出口１９が地表側に露出しないで常に土砂中に埋もれているように制御する。こうすることにより、エアミルクが常に土砂中に吐出されることとなって、土砂との混合撹拌が均一に行われて、品質の安定した気泡混合軽量土とすることができる。
【００６５】
そして、現位置土の土砂の気泡混合軽量土化を終えたならば、バックホウ等にて表面整正する。
【００６６】
図９，１０は本発明の第２の実施の形態として上記施工システムの別の例を示しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００６７】
この実施の形態では、図６では必須とされたブレンダー７が付帯しておらず、代わって気泡製造系統６にも独立した気泡用圧送ポンプ２７を設けてあり、セメントミルク製造系統５および気泡製造系統６でそれぞれ製造されたセメントミルクと気泡とを途中で混合することなしに混合攪拌機８までそれぞれ個別に圧送するようにしている点で図６，７のものと異なっている。
【００６８】
一方、図１１は図８の（Ａ）のＱ部に相当する図であって、混合撹拌機８には、相互に独立した二つの圧送管２８，２９の先端にそれぞれ材料吐出口３０，３１が設けられていて、一方の材料吐出口３０にはセメントミルク製造系統５のグラウトポンプ１６にてセメントミルクが供給されて吐出される。また、他方の材料吐出口３１には気泡製造系統６の圧送ポンプ２７にて気泡が供給されて吐出される。
【００６９】
すなわち、この実施の形態では、それぞれに別系統にて供給されてきたセメントミルクと気泡とが材料吐出口３０，３１から同時吐出されることで、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００７０】
図１２，１３は本発明の第３の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００７１】
この実施の形態では、図６では必須とされたブレンダー７が付帯しておらず、代わって気泡製造系統６にも独立したグラウトポンプ３２を設けてある。さらに、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。そして、気泡製造系統６では起泡剤に水を加えて希釈した起泡材を製造するにとどまり、この起泡材をグラウトポンプ３２にて直接混合攪拌機８まで圧送するようになっている。同様に、セメントミルク製造系統５で製造されたセメントミルクも途中で上記起泡材と混合することなしにグラウトポンプ１６にて混合攪拌機８まで直接圧送するようになっている。
【００７２】
一方、混合撹拌機８には、図１４，１５に示すように相互に独立した二つの圧送管３３，３４の先端にはそれぞれに材料吐出口３５，３６が設けられていて、一方の材料吐出口３５にはセメントミルク製造系統５のグラウトポンプ１６にてセメントミルクが供給されて吐出される。また、他方の材料吐出口３６には気泡製造系統６のグラウトポンプ３２にて起泡材が供給される。
【００７３】
ここで、起泡材供給用の圧送管３４の途中の合流部Ｍでは給気管３７が合流していて、この給気管３７を介して圧送管３４にはコンプレッサー４６からの圧縮空気が導入されるようになっている。つまり、圧送管３４にて供給されてきた起泡材に対し、材料吐出口３６からの吐出直前に圧縮空気を吹き込むことによりいわゆるフォーム状の気泡と化し、この気泡が材料吐出口３６から吐出されることになる。
【００７４】
また、コンプレッサー４６からの圧縮空気が導入された後に、図１０および図２２で示す発泡装置１４もしくは４３に導入することによりフォーム状の気泡化がより促進されることは言うまでもない。
【００７５】
したがって、この実施の形態においても、セメントミルクと気泡とが材料吐出口３５，３６から同時吐出されることで、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００７６】
図１６〜１８は本発明の第４の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図９〜１１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００７７】
この実施の形態では、気泡製造系統６にも独立した気泡用圧送ポンプ２７を設けて、セメントミルク製造系統５および気泡製造系統６でそれぞれ製造されたセメントミルクと気泡とを途中で混合することなしに混合攪拌機８までそれぞれ個別に圧送するようにしているとともに、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。そして、図１７に示すように、混合撹拌機８の直前位置にてセメントミルクと気泡とを合流させて、この時点で初めてエアミルクとするようにしてある。
【００７８】
他方、図１８には図１６，１７のシステムで使用される混合撹拌機８を示しており、同混合撹拌機８の上端部において、材料吐出口１９に接続された圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１とグラウトポンプ２７側に接続された気泡供給用の圧送管４２がそれぞれ接続されている。そして、各々の接続位置にて、圧送管２０を通して送られてくるセメントミルクに対して給気管４１側からの圧縮空気と、圧送管４２側からの気泡がそれぞれに導入されて合流することになる。
【００７９】
なお、図１７から明らかなように、気泡そのものは起泡材に対する圧縮空気の吹き込みによって起泡化もしくは発泡化したものであるから、気泡の圧送距離が比較的短い場合には、図１６に示した気泡用圧送ポンプ２７のほか、コンプレッサー４６による圧縮空気の導入を省略することも可能である。
【００８０】
したがって、この実施の形態では、材料吐出口１９の直前位置であるところの混合撹拌機８の上端部においてセメントミルクへの圧縮空気および気泡の導入，合流によって初めて起泡化されたエアミルクが製造され、そのエアミルクが混合撹拌機８の先端の材料吐出口１９から吐出されて、それらのセメントミルクと気泡および現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００８１】
図１９〜２１は本発明の第５の実施の形態として上記施工システムの別の例を示しており、図９〜１１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態では、図６，７と比較すると明らかなように、セメントミルク製造系統５のブレンダー７および気泡製造系統の発泡装置１４を廃止する一方で、コンプレッサー４６を施工箇所Ｐに近い位置に用意してある。
【００８３】
そして、図２０から明らかなように、起泡剤に水を加えた起泡材とセメントおよび水をミキサー型のスラリプラント１０にて混ぜ合わせた混合材をグラウトポンプ１６にて混合撹拌機８側に圧送するようになっている。
【００８４】
その一方、図２１に示すように、同混合撹拌機８の上端部では、材料吐出口１９に接続された圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１が接続されていて、その接続位置にて、圧送管２０を通して送られてくる起泡材とセメントミルクとの混合材に対して給気管４１側からの圧縮空気が導入されて合流することになる。
【００８５】
したがって、この実施の形態においては、材料吐出口１９の直前位置であるところの混合撹拌機８の上端部において起泡材とセメントミルクとの混合材に対して圧縮空気が導入，合流化した上で、このエアミルクが混合撹拌機８の先端の材料吐出口１９から吐出される。そして、混合撹拌機８による混合撹拌作用をもって初めて積極的に発泡化もしくは起泡化されて、それらの発泡化もしくは起泡化されたセメントミルクと現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【００８６】
図２２，２３は本発明の第６の実施の形態として上記施工システムのさらに別の例を示しており、図１９〜２１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８７】
この実施の形態では、図２０，２１と比較すると明らかなように、混合撹拌機８の上端部では、圧送管２０の途中に材料吐出口１９の上流側に位置することになる発泡装置４３が設けられている一方、その発泡装置４３の上流側直近位置にて圧送管２０に対しコンプレッサー４６側に接続された圧縮空気供給用の給気管４１が接続されている。そして、圧送管２０を通して送られてくる起泡材とセメントミルクとの混合材に対して給気管４１側からの圧縮空気が導入されて合流した上で、その混合材が発泡装置４３にて導入されることになる。
【００８８】
したがって、この実施の形態では、発泡装置４３の直前または発泡装置４３で起泡材とセメントミルクとの混合材に対して圧縮空気が導入，合流化されることでエアミルクが製造され、さらにそのエアミルクが発泡装置４３にて発泡化もしくは起泡化された上で混合撹拌機８の先端の材料吐出１９から吐出されて、それらの発泡化もしくは起泡化されたエアミルクと現位置の土砂とが初めて混合撹拌されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る造成方法のより具体的な実施の形態を示す説明図。
【図２】本発明に係る造成方法の別の例を示す説明図。
【図３】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図４】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図５】本発明に係る造成方法のさらに別の例を示す説明図。
【図６】図１〜５の造成方法に適した施工システムの概略説明図。
【図７】図６を模式化したブロック系統図。
【図８】（Ａ）は図６に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図９】本発明の第２の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図１０】図９を模式化したブロック系統図。
【図１１】図９に示した混合攪拌機の詳細を示す要部拡大説明図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態として図１〜５の造成方法に適したさらに別の施工システムの概略説明図。
【図１３】図１２を模式化したブロック系統図。
【図１４】（Ａ）は図１２に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図１５】（Ａ）は図１４の（Ｂ）をＤ方向から見たときの説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大説明図。
【図１６】本発明の第４の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図１７】図１６を模式化したブロック系統図。
【図１８】（Ａ）は図１６に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図１９】本発明の第５の実施の形態として図１〜５の造成方法に適した別の施工システムの概略説明図。
【図２０】図１９を模式化したブロック系統図。
【図２１】（Ａ）は図１９に示した混合攪拌機の詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態として図１〜５の造成方法に適したさらに別の施工システムのブロック系統図。
【図２３】図２２のシステムで使用される混合撹拌機の説明図で、（Ａ）はその詳細を示す拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面説明図。
【符号の説明】
【００９０】
１…コンクリート構造物
２…気泡混合軽量土層（気泡混合軽量土）
３…堤体（盛土体）
５…セメントミルク製造系統
６…気泡製造系統
８…混合攪拌機
１７…バックホウ（作業系建設機械）
１８…アーム
１９…材料吐出口
２１…フレーム
２２…駆動輪
２３…従動輪
２４…ドライブチェーン
２５…混合撹拌翼
３０，３１…材料吐出口
３５，３６…材料吐出口
５２…気泡混合軽量土層
５３…盛土体
５４…盛土体
５５…土堰堤
５６…盛土体
５７…型枠
Ｇ…地面
Ｐ…施工箇所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、
現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項２】
地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項３】
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、
増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする請求項２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
気泡混合材としてスラリ状の固化材に気泡を加えたエアミルクを製造しておき、
混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらスラリ状の固化材および気泡と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項６】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、
その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡および固化材を混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させエアミルクとして、
エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、
混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項９】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、
この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、
混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法に用いる施工装置であって、
混合攪拌機は作業系建設機械のアーム先端に装着されていることを特徴とする気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【請求項１１】
混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と、固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡、または固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、
現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項２】
地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と、固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡、または固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡材とを混合撹拌して気泡混合軽量土化し、
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、造成される気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項３】
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、造成される気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、
増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする請求項２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
気泡混合材として、スラリ状の固化材に界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡を加えたエアミルクを製造しておき、
混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら気泡およびスラリ状の固化材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項６】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、
その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡およびスラリ状の固化材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させてエアミルクとして、
エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、
混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項９】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、
この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、
混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法に用いる施工装置であって、
混合攪拌機は作業系建設機械のアーム先端に装着されていることを特徴とする気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【請求項１１】
混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【請求項１】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、
現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項２】
地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項３】
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、その盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して造成する気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、
増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする請求項２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
気泡混合材としてスラリ状の固化材に気泡を加えたエアミルクを製造しておき、
混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらスラリ状の固化材および気泡と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項６】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、
その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡および固化材を混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させエアミルクとして、
エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、
混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項９】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、
この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、
混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法に用いる施工装置であって、
混合攪拌機は作業系建設機械のアーム先端に装着されていることを特徴とする気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【請求項１１】
混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と、固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡、または固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡材とを混合撹拌して構造物や盛土体の構築に伴う上載荷重に耐え得るだけの強度を有する気泡混合軽量土を造成するにあたり、
現位置土の軽量土化に伴う軽減重量が上載荷重とほぼ等しくなるように施工することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項２】
地面上に新たな盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
盛土体の底面部または底面部付近の現位置土と、固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡、または固化材を含む界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡材とを混合撹拌して気泡混合軽量土化し、
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、造成される気泡混合軽量土の増量分でまかなうとともに、盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項３】
所定高さの盛土体を構築するのに必要な体積分またはその一部分を、造成される気泡混合軽量土の増量分でまかなうにあたり、
増量分に相当する気泡混合軽量土が入る容積を確保する手段として、盛土体の底面周辺の土砂で土堰堤を構築するか、もしくは、型枠で囲い盛土体として必要な強度を有する気泡混合軽量土を造成することを特徴とする請求項２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
気泡混合材として、スラリ状の固化材に界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡を加えたエアミルクを製造しておき、
混合攪拌機の先端よりエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しつつエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら気泡およびスラリ状の固化材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項６】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材を予め製造して、
その起泡材を圧縮空気と合流させて気泡とした上で混合攪拌機の先端より吐出させるのと並行して、スラリ状の固化材を混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて原土を掘削しながら上記気泡およびスラリ状の固化材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤を用いて予め製造した気泡とスラリ状の固化材とを合流させてエアミルクとして、
エアミルクを混合攪拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながらエアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材として、
混合材と圧縮空気を合流させた上で混合撹拌機の先端より吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記混合材と混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項９】
地面上に新たな構造物や盛土体を構築するのに先立って行う気泡混合軽量土の造成方法であって、
現位置土と固化材を含む気泡混合材とを混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、
界面活性剤系、タンパク質系および樹脂石鹸系のうちの少なくともいずれかの起泡剤に水を加えたスラリ状の起泡材とスラリ状の固化材を混合して混合材とするとともに、
この混合材と圧縮空気を発泡装置に通してエアミルクとして、
混合撹拌機の先端よりそのエアミルクを吐出させるとともに、その混合攪拌機にて現位置土を掘削しながら上記エアミルクと混合撹拌して気泡混合軽量土とすることを特徴とする気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法に用いる施工装置であって、
混合攪拌機は作業系建設機械のアーム先端に装着されていることを特徴とする気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【請求項１１】
混合攪拌機は、フレーム上部の駆動輪とフレーム下部の従動輪との間にエンドレスなチェーンを巻き掛けるとともに、そのチェーンを上下方向に周回移動させることで現位置土の掘削と混合撹拌処理を行うようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の気泡混合軽量土の造成用施工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００６−１６１５３５（Ｐ２００６−１６１５３５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６０７８９（Ｐ２００５−１６０７８９）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【特許番号】特許第３７８４８２２号（Ｐ３７８４８２２）
【特許公報発行日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【出願人】（５９４１２６７３５）麻生フォームクリート株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【特許番号】特許第３７８４８２２号（Ｐ３７８４８２２）
【特許公報発行日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【出願人】（５９４１２６７３５）麻生フォームクリート株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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