気泡混合軽量土の造成方法
【課題】原位置土を掘削しながら気泡と混合撹拌する際の消泡を少なくして、経済性に優れた気泡混合軽量土の造成方法を提供する。
【解決手段】界面活性剤系、タンパク質系、樹脂石鹸系等のいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法として、先行工程と後工程の２工程に分けて混合撹拌処理を行う。先行工程では、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する。後工程では、流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する。先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理する。後工程では、流動化処理土中にエアミルクを吐出して混合撹拌するようにしても良い。
【解決手段】界面活性剤系、タンパク質系、樹脂石鹸系等のいずれかの起泡剤を用いて製造される気泡と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法として、先行工程と後工程の２工程に分けて混合撹拌処理を行う。先行工程では、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する。後工程では、流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する。先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理する。後工程では、流動化処理土中にエアミルクを吐出して混合撹拌するようにしても良い。
【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、特に現位置撹拌による気泡混合軽量土の造成方法に関し、さらに詳しくは、例えば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機能する気泡と固化材を加えて混合撹拌して、軽量で且つ十分な強度を有する気泡混合軽量土を造成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の気泡混合軽量土の造成方法としては、例えば特許文献１，２に記載されたいわゆるプラント方式以外に、特許文献３に記載のように現位置混合撹拌方式としたものが本出願人により提案されている。この現位置混合撹拌方式の場合には、現位置にて原土を掘削しながらその時点でスラリ状の固化材（固化材ミルク）および起泡剤または起泡材と混合撹拌して気泡混合軽量土化することから、きわめて経済性に優れたものとなる。
【特許文献１】特公平５−２８２８５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２６５７号公報
【特許文献３】特許第３７８４８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献３に記載の現位置混合撹拌方式の造成方法にあっては、掘削した現位置土とスラリ状の固化材および起泡剤または起泡材とを実質的に一工程にて混合撹拌することになるため、原土性状によっては混合撹拌時に気泡が多量に消泡してしまい、気泡混合軽量土の品質低下が危惧されるほか、起泡剤または起泡材（あるいは気泡）を大量に必要とすることとなって不経済となる可能性がある。
【０００４】
例えば原土性状が砂質土のようにほぐれやすい（緩い）状態の時には混合撹拌後の消泡は比較的少ないものの、原土性状が粘性土質のように粘着性が高いいわゆる塑性状態にある場合には、現位置土とスラリ状の固化材および気泡を混合撹拌する段階での消泡が顕著となる傾向にある。これは、粘着性が高いいわゆる塑性状態にある現位置土の「ほぐし」を促進するべく混合撹拌を繰り返し行うと、同時にそのエネルギーまたは混合撹拌抵抗によって摩擦圧潰のかたちで気泡が消泡してしまうものと推測される。
【０００５】
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、原位置土を掘削しながら気泡等と混合撹拌する際の消泡を少なくして、経済性に優れた気泡混合軽量土の造成方法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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、界面活性剤系、タンパク質系、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と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法において、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、上記流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、を含んでいて、上記先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理することを特徴とする。
【０００７】
なお、シリンダーフロー値とは、東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社が「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」の一つである「コンシステンシー試験方法」として定める方法で、詳細は後述する。
【０００８】
ここで、上記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等のものが存在することから、請求項１に記載の発明では、起泡剤として界面活性剤系、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一つのものを使用するものとし、必要に応じて二種類以上のものを併用しても良い。
【０００９】
このように、混合撹拌処理工程を実質的に先行工程と後工程の二工程に分けた上で、先行工程では掘削した現位置土と固化材ミルクとを混合撹拌して現位置土に流動性を付与することで、現位置土の「ほぐし」が促進されることになる。そして、後工程として流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出させて混合撹拌すると、先行工程で予め現位置土のいわゆる「ほぐし」が促進されているので、従来のような著しい消泡の発生はなくなる。
【００１０】
ここで、上記請求項１に記載の後工程では、流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌するものであるが、これに代えて、請求項２に記載のように、後工程では上記流動化処理土中にエアミルクを吐出させて混合撹拌するものとし、その際に、上記エアミルクは、固化材ミルクと起泡材とを混合した混合材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて製造するようにしても良い。
【００１１】
また、請求項１または２に記載の発明を前提として、請求項３に記載のように、予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量と、その固化材ミルクの全量を製造するのに必要な全水量をそれぞれに予め定めておき、先行工程では上記全水量のうちの一部の水を現位置土中に吐出させながら混合撹拌して流動化処理土を造成するようにしても良い。
【００１２】
同様に、請求項４に記載のように、予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量を予め定めておき、先行工程では上記固化材ミルクの全量のうちの一部の固化材ミルクを現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成するようにしても良い。
【００１３】
さらに、請求項５に記載のように、請求項４に記載の先行工程に代えて、上記固化材ミルクの全量を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程を含んでいても良い。
【００１４】
その一方、請求項１〜５のいずれかに記載の造成方法を前提とした場合、請求項６に記載のように、上記後工程では、当該後工程での混合撹拌時に生じる気泡の消泡を考慮して、その消泡相当量を増量させた起泡剤または起泡材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させることで気泡を製造し、該気泡と固化材ミルクまたは気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌するものとする。
【００１５】
この場合、請求項７に記載のように、上記後工程にて気泡の消泡相当量を増量させるにあたり、上記流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損失度合いとの相関を予め定めておき、この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を求め、これを上記後工程での消泡相当量として増量させることが品質の安定化の上で望ましい。
【００１６】
また、一般的な地盤改良を目的として作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機が従来から使用されていることから、請求項１〜７のいずれかに記載の造成方法を前提とした場合にも、請求項８に記載のように、上記先行工程および後工程においては、例えばバックホウ等の作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機にて混合撹拌処理を施すものとする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，２に記載の発明によれば、混合撹拌処理を実質的に二工程に分けて行い、先行工程で現位置土の流動化による「ほぐし」を促進した上で、後工程で固化材ミルクと気泡または気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌するようにしたため、従来のような著しい消泡の発生を未然に防止できるとともに、必要とされる起泡剤の量も削減でき、結果として経済性に優れた工法となる。
【００１８】
請求項３〜５に記載の発明によれば、一定量の気泡混合軽量土を造成するのに必要な水分量を予め定量的に把握しておいて、その全水分量を先行工程と後工程にて使い分けるようにしているので、造成すべき気泡混合軽量土における水分量の過不足の発生がなく、施工品質が向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、施工時の消泡を見越して起泡剤または起泡材の使用量を決定するようにしているので、施工品質の安定化と向上が図れるとともに、起泡剤または起泡材を必要以上に消費してしまうこともなく、経済性にも優れたものとなる。
【００２０】
特に請求項７に記載の発明によれば、流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損度合いとの相関を予め定めておき、この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を決定するようにしているので、施工品質の一層の安定化と向上が図れる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、既存の作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機を混合撹拌処理手段として用いることで特別な設備が不要であり、設備費低減の上でも好ましいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
一般的に、気泡混合軽量土を造成するには、処理土の品質目標値（設定値）として処理土の密度（単位体積重量）と強度（通常は、一軸圧縮強度）の二つの要素を満たすことが必要である。
【００２３】
ここでは、現位置混合撹拌による気泡混合軽量土の造成にあたり、より良い品質の気泡混合軽量土を経済的に造成するのに必要な手順と方法を施工に先立って行う室内配合試験と現位置での施工事例をもって説明する。
【００２４】
現位置混合撹拌による気泡混合軽量土の造成を効率的に行うには、気泡の消泡による損失度合いである軽量化損失率を限りなく小さくすることが望ましい。この場合の軽量化損失率とは、後述するように気泡混合軽量土の理論密度と造成実施密度との差を理論密度にて除した値をいう。気泡の消泡が少ない場合には、軽量化損失率が小さい値となる。
【００２５】
現位置土（原土）とスラリ状の固化材である固化材ミルクと気泡の混合撹拌により気泡混合軽量土を造成しようとするとき、気泡の消泡は、製造した気泡自体の搬送途中だけでなく、現位置土の土質性状や、特に原位置土との混合撹拌時の混合撹拌抵抗によって発生することは先に述べた。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、現位置土と固化材ミルクと気泡を相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、この流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、の二工程に分けて施工を行うものとする。
【００２７】
これは、先行工程にて現位置土を積極的に流動化させることによりいわゆる「ほぐし効果」を与えて、この「ほぐし効果」が得られた流動化処理土に対して後工程にて固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出させて混合撹拌するようにすれば、従来のような混合撹拌抵抗による摩擦圧潰のかたちでの気泡の消泡を最小限に抑制できるであろうとの知見に基づいている。
【００２８】
そして、上記流動化処理土の「ほぐし効果」の度合いに応じて後工程で混合撹拌した時の気泡の消泡の度合いも必然的に異なり、最も消泡の度合いが少ない「ほぐし効果」の度合いの範囲が存在するであろうとの予測のもとに、ここでは上記「ほぐし効果」の度合いを先行工程での流動化処理土の流動値で評価することとする。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では、先行工程では現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌して、現位置土を積極的に流動化させて流動化処理土を造成する一方、後工程ではこの流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌するものとし、その際の気泡の消泡を最小限にとどめるべく、先行工程における流動化処理土の流動値、例えばテーブルフロー値またはシリンダーフロー値が所定の範囲のものとなるように管理することとした。
【００３０】
ここで、主な用語の定義をしておけば下記の通りとなる。
【００３１】
（１）固化材
所要の強度を確保するために添加するセメントまたはセメント系固化材などの材料をいう。
【００３２】
（２）固化材ミルク
水と固化材を混練して製造されるスラリ状の材料をいう。
【００３３】
（３）起泡剤
起泡材のもとになる薬剤で、主に界面活性剤系のものと動物タンパク質系のものが用いられる。
【００３４】
（４）起泡材
起泡剤を水で希釈した材料であって、発泡に先立って製造される。
【００３５】
（５）混合材
固化材ミルクと起泡材を混合した未発泡状態の材料をいう。
【００３６】
（６）気泡
起泡材と圧縮空気を発泡装置に通過させて発泡させたフォーム状の材料であって、現位置土の軽量化に用いる材料をいう。
【００３７】
（７）希釈倍率
起泡材は、適切な気泡が得られるように起泡剤を水で希釈して製造するが、その時の水と起泡剤の割合を容積比率であらわしたものをいう。
【００３８】
（８）発泡倍率
起泡材が発泡したときの倍率であって、気泡と起泡材の割合を容積比率であらわしたものをいう。
【００３９】
（９）エアミルク
固化材ミルクを気泡を混合した軽量な材料をいう。
【００４０】
（１０）流動化処理土
現位置土（原土）と水または固化材ミルクを混合撹拌して流動性を持たせた土をいう。固化材ミルクを使用する場合には、混合撹拌後３０〜６０分以内で流動状態を維持している処理土をいう。
【００４１】
（１１）予定流動値
流動化処理土を先行工程での混合撹拌と後工程での混合撹拌の二工程に分けて造成する場合に、先行工程で得ようとする流動化処理土の流動値をいう。
【００４２】
（１２）軽量化率
現位置土と造成された気泡混合軽量土との割合をいう（気泡混合軽量土の密度／現位置土の密度）。
【００４３】
（１３）軽量化損失率
造成後の気泡混合軽量土の軽量化不足の割合で、次式にて表されるものをいう。
【００４４】
軽量化損失率＝｛（実測密度−理論密度）／理論密度｝×１００％
（１４）シリンダーフロー値
東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社が「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」の一つである「コンシステンシー試験方法」として定める方法（ＪＨＳ ３１３−１９９９）である。最終的には測定値の平均を求め、フロー値ｍｍとして表示する。詳細は、「試験方法 第３編 コンクリート関係試験方法」、平成１８年１０月 初版、編著：東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社、発行：ＮＥＸＣＯ中央研究所」、Ｐ３１「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」参照。
【実施例１】
【００４５】
実施工に先立って気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）を満足させるのに必要な事項を決定するにあたり、現位置土（試料）を採取し室内配合試験を行う。この室内配合試験では、混合撹拌直後の流動性の度合いにより混合撹拌抵抗に差が生じやすい粘性質土にて試験を行い、後述する先行工程での流動化処理土の望ましい流動値を求める。
【００４６】
なお、試料の採取にあたっては施工（造成）対象となる地盤より直接採取するものとし、また試料の保管にあたっては物性および科学的性質が変化しないように配慮する。
【００４７】
品質および効率の良い気泡混合軽量土の造成には、製造した気泡の消泡をできるだけ少なくすることはもちろんのこと、現位置土と固化材ミルクと気泡とを実際に混合撹拌する時の消泡をできるだけ少なくすることが重要なポイントとなることは先に述べた。
【００４８】
ここでは、後工程での混合撹拌時の混合撹拌抵抗を可及的に小さくするべく、先行工程で処理された現位置土（流動化処理土）の「ほぐしの度合い（ほぐしの程度）」を予め定量的に把握しておくものとし、その「ほぐしの度合い」を処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値またはシリンダーフロー値として予め求めておくものとする。
【００４９】
室内配合試験は、前述したように粘性質土にて試験を行い、望ましい流動化処理土の流動値をテーブルフロー値またはシリンダーフロー値として求める。また、気泡混合軽量土の品質目標値であるところの軽量化率を例えば７５％前後とする密度と一軸圧縮強度（σ28）３００ＫＮ／ｍ2が得られる固化材の添加量を求めてみる。
【００５０】
ここで、上記軽量化率７５％の根拠は次の通りである。
【００５１】
通常、軟弱地盤における現位置土の湿潤土重量（密度）は１３〜１５ｋＮ／ｍ3程度であり、軟弱地盤内は地下水位が高く、地表面付近にまで水位が上昇していることが多い。一方、気泡混合軽量土工法を採用するにあたり、造成される気泡混合軽量土が地下水による浮力で浮上しないように配慮すると、その気泡混合軽量土の重量を１０ｋＮ／ｍ3以上で設定する必要があり、設計密度としては１１ｋＮ／ｍ3程度に設定することが望ましい。
【００５２】
その時における軽量化率は、
（１１ｋＮ／ｍ3）／（１３〜１５ｋＮ／ｍ3）＝０．８５〜０．７３
となる。
【００５３】
よって、ここでは現位置混合における軽量化率として最大値に近い約０．７５（７５％）を品質目標値として検討する。
【００５４】
また、先に述べた一軸圧縮強度（σ28）３００ＫＮ／ｍ2の根拠は次の通りである。
【００５５】
例えば図６，７に示した軟弱地盤１上に盛土体２を造成するにあたり、その盛土体２の計画高さＨを例えば２ｍとする。軽量化率を７５％とした時の原土（現位置土）と気泡混合軽量土の体積変化率を２倍とする。気泡混合軽量土は、原土と固化材と起泡剤と水とが混合されて造成される。軽量化率によって体積変化率は１．５〜２．５倍と異なるが、ここでは２倍として検証する。なお、表５では原土１ｍ3にて２．２７７ｍ3の気泡混合軽量土が造成されることを示しており、この場合の体積変化率は約２．３倍となる。
【００５６】
体積変化率を２倍として高さＨ＝２ｍの盛土体２を造成するには、ｈ１＝２ｍとして混合撹拌して、図７に示すようにｈ２＝４ｍの気泡混合軽量土を造成することとなる。
【００５７】
前述したように、軟弱地盤地域における地下水位は地表面付近にある。よって、常に地下水位の影響を受け、高さｈ１に相当する部分では時間の経過とともに気泡混合軽量土の空隙部に水が浸透することとなる。
【００５８】
つまり、高さｈ１に相当する部分における気泡混合軽量土重量は、造成時に１１ｋＮ／ｍ3であったとしても、将来的には空隙部に地下水が浸透し、１３ｋＮ／ｍ3程度に増加することとなる。
【００５９】
気泡混合軽量土４ｍに対する単位面積当たりの重量は、
高さＨ相当部 １１ｋＮ／ｍ3×２ｍ＝２２ｋＮ／ｍ2
高さｈ１相当部 １３ｋＮ／ｍ3×２ｍ＝２６ｋＮ／ｍ2
合計重量 ２２ｋＮ／ｍ2＋２６ｋＮ／ｍ2≒４８ｋＮ／ｍ2≒５０ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６０】
気泡混合軽量土の必要強度（現場目標強度）を単位面積当たり重量の３倍とする。
【００６１】
気泡混合軽量土の必要強度は、
５０ｋＮ／ｍ2×３＝１５０ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６２】
室内目標強度は現場目標強度の２倍とする。
【００６３】
気泡混合軽量土の室内目標強度は、
１５０ｋＮ／ｍ2×２＝３００ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６４】
＜粘性質土における目標流動値の決定＞
現位置土１ｍ3当たりに添加する固化材は、一軸圧縮強度（σ28）として３００ＫＮ／ｍ2が得られると思われる添加量として、過去の実績より暫定的に現位置土１ｍ3当たり５００ｋｇとする。
【００６５】
固化材５００ｋｇ当たりの固化材ミルク用水量として３００リットル、４００リットル、５００リットル、６００リットル、７００リットルの５水準による気泡混合軽量土を製造し、その時の流動値であるテーブルフロー値およびシリンダーフロー値のほか、湿潤密度を測定する。
【００６６】
なお、試料（現位置土）の土質性状は以下の通りである。
【００６７】
・土質分類：粘性質土
・密度（単位体積重量）：１．４３ｔ／ｍ3
（土の湿潤密度試験 ＪＧＳ ０１９１に準拠）
・自然含水比：８７．０％
（土の含水比試験 ＪＩＳ Ａ １２０３に準拠）
また、造成しようとする気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）は下記の通りである。
【００６８】
・密度（単位体積重量）：１．１０ｔ／ｍ3
・軽量化率：７６．９％（＝（１．１／１．４３）×１００％）
・一軸圧縮強度（σ28）：３００ＫＮ／ｍ2
上記試料に対し、先に述べた５水準の単位水量（原土１ｍ3当たりに用いる水量）を加えた時に、密度（単位体積重量）１．１０ｔ／ｍ3となる理論上の配合を表１に示す。また、表１の用語の定義は下位の通りである。
【００６９】
・起泡材希釈水：起泡剤×１４（１５倍希釈の場合）
・気泡の質量（ｋｇ）：（起泡剤＋希釈水）の質量
・気泡の体積（リットル）：（起泡剤＋希釈水）の体積×２０
（２０倍発泡の場合）
・気泡混合軽量土の質量（ｋｇ）：（原土＋固化材＋固化材ミルク用水＋気泡） の質量
・気泡混合軽量土の体積：（原土＋固化材＋固化材ミルク用水＋気泡）の体積
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１の配合表に基づき、それぞれの固化材と固化材ミルク用水とを混合撹拌して固化材ミルクを製造し、その固化材ミルクと現位置土をソイルミキサーで所定時間混合撹拌して現位置土に「ほぐし処理」を施して流動化処理土とする。製造した混合撹拌処理直後の流動化処理土の流動値をテーブルフロー試験（ＪＩＳ Ａ ５２０１）およびシリンダーフロー試験（ＪＨＳ ３１３）により測定する。
【００７２】
気泡混合軽量土の理論密度（単位体積重量）１．１０ｔ／ｍ3となるように流動化処理土に対し表１の配合表に基づく規定量の気泡を添加して混合撹拌する。
【００７３】
さらに製造した気泡混合軽量土の密度を重量測定法にて測定する。なお、重量測定法とは、既知の定量容器に気泡混合軽量土を入れ、その質量を測定して密度を求める方法である。
【００７４】
この時の測定結果を表２に示す。なお、表２の軽量化損失率の定義は先に述べた通りであって、表２の軽量化損失率は理論密度を１（ここでは、１．１ｔ／ｍ3）とした時の軽量化不足の割合を示している。
【００７５】
【表２】
【００７６】
表２のテーブルフロー値と軽量化損失率との相関をグラフにしたものを図１に、同じく表２のシリンダーフロー値と軽量化損失率との相関をグラフにしたものを図２に、同じく表１のテーブルフロー値と表２のシリンダーフロー値との相関をグラフにしたものを図３にそれぞれ示す。同様に、表２のテーブルフロー値と単位水量との相関をグラフにしたものを図４に示す。
【００７７】
図１，２において、気泡混合軽量土の造成において、「ほぐし処理」が施された流動化処理土の流動値が高くなればなるほど軽量化損失率が小さくなることがわかる。その一方、流動化処理土の流動値を高くすることは可能ではあっても、同時にもう一方の目標値である気泡混合軽量土の強度を満足させるためにはより多くの固化材を必要とすることになる。
【００７８】
よって、軽量化損失率としては５％以下程度とすることが望ましく、本室内配合試験の粘性質土における流動化処理土の流動値（予定流動値）としては、テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上、シリンダーフロー値で８５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００７９】
一方、図４は、テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上を満足させるのに必要な単位水量は４２０リットル／ｍ3以上であることを示している。
【００８０】
この単位水量は土質性状により異なるので、土質性状に応じた単位水量を予め求めておくことが望ましく、造成対象現場ごとに行う室内配合試験で単位水量を求めるものとする。
【００８１】
＜粘性質土において目標強度を満足する固化材添加量の決定＞
先の室内配合試験でのデータから、固化材ミルクの単位水量は表２の軽量化損失率３．６％時における５００リットル／ｍ3とし、この単位水量で固化材添加量の配合試験を行う。なお、先に求められた単位水量４２０リットル／ｍ3以上にて配合試験を行うのは、ほかでもなく目標強度に対して安全側の強度を確保するためである。
【００８２】
現位置土１ｍ3当たりに、固化材ミルク用水５００リットル／ｍ3、固化材添加量として３００ｋｇ／ｍ3、５００ｋｇ／ｍ3、７００ｋｇ／ｍ3の３水準を設定し、気泡混合軽量土の理論密度を１．１ｔ／ｍ3とする配合にて試験を行う。表３に理論上の配合を示す。
【００８３】
【表３】
【００８４】
表３の固化材添加量理論配合表に基づき気泡混合軽量土を製造する。製造の手順は先の場合と同様とする。
【００８５】
製造した気泡混合軽量土を型枠（φ５０×１００のモールド）に流し込み、供試体を作成する。
【００８６】
所定強度が発現するのに必要な所定日数の養生後、供試体を用いて一軸圧縮強度試験（ＪＩＳ Ａ １２１６）を行う。この一軸圧縮強度試験の結果を表４に示す。なお、表４にいう「出来上がり１／ｍ3当たり」とは、造成される気泡混合軽量土１／ｍ3当たりに添加される固化材量を示す。
【００８７】
【表４】
【００８８】
表４のデータをもとに、固化材添加量と一軸圧縮強度との相関をグラフ化したものを図５に示す。
【００８９】
先に述べたように、当初の目標強度を３００ＫＮ／ｍ2以上としているので、図５から目標強度３００ＫＮ／ｍ2以上を満たす固化材添加量は１ｍ3当たり５２０ｋｇ／ｍ3とする。なお、この時の気泡混合軽量土１ｍ3当たりの固化材添加量は２３０ｋｇ／ｍ3となる。すなわち、原土１ｍ3に対して５２０ｋｇの固化材を添加すると、気泡混合軽量土は２．２７７ｍ3となる。これを気泡混合軽量土１ｍ3当たりの添加量に換算すると、
５２０／２．２７７＝２２８≒２３０ｋｇ／ｍ3
となる。
【００９０】
これまでの試験結果から明らかなように、気泡混合軽量土を効率良く且つ経済的に造成するには、気泡を混合撹拌する前に、先行工程にて固化材ミルクまたは水等により現位置土を流動化させることが有効であることが証明された。
【００９１】
先の室内配合試験に用いた試料は一般的な軟弱地盤に多く見られるところの含水比の高い粘性質土を用いた。軽量化損失率は土質性状により異なるものであるが、軟弱地盤を対象する現位置混合撹拌による気泡混合軽量土ならば、上記試験結果を基準に先行工程での流動化処理土の望ましい流動値（予定流動値）を決定することが可能である。
【００９２】
したがって、先に述べたように軽量化損失を５％とした時の流動化処理土の流動値、すなわちテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上、シリンダーフロー値で８５ｍｍ以上とすることは、気泡混合軽量土の造成を先行工程と後工程の二工程に分けて行うにあたり、少なくとも先行工程での流動化処理の際に信頼性の高い流動性の指標となる。なお、土質性状によってテーブルフロー値とシリンダーフロー値の相関は異なるが、少なくともいずれか一方のフロー値を指標とすれば良い。
【００９３】
また、現位置混合撹拌では、一つの現場において原土の土質性状が大きく変化することもあり得るので、軽量化損失率としては先に述べた５％程度とすることが望ましいが、場合によっては１０％程度とすることもある。いずれにしても、造成現場ごとに定められる目標密度、強度等により、予め行う室内配合試験において軽量化損失率が１０％以内となるように、先行工程で実施する流動化処理土の流動値をその都度求めることが望ましい。
【００９４】
なお、上記実験により得られた実際の配合例をまとめたものを表５，６に示す。
【００９５】
【表５】
【００９６】
【表６】
【実施例２】
【００９７】
ここでは、先の室内配合試験にて求められた値を用いて、図６，７に示すように軟弱地盤１上に高さＨ＝１．５ｍの盛土体２を造成するべく、壁面パネル３を併用しながら現位置土と固化材ミルクと気泡を相互に混合撹拌して気泡混合軽量土とする場合の例を示す。なお、気泡混合軽量土を造成すべきいわゆる１ロット分の量は５０／ｍ3とし、その施工に要する時間は１時間（６０分）と仮定する。
【００９８】
また、実施工には図７に示すように例えば作業系建設機械であるバックホウ４をベースマシンとする混合撹拌機６を用いるものとする。この混合撹拌機６は、バックホウ４のアーム５先端に装着されているとともに、上下方向に周回駆動されるエンドレスなドライブチェーンの外周側に複数の混合撹拌翼を備えた公知の構造のもので、バックホウ４の推力をもって軟弱地盤１に貫入されることになる。
【００９９】
施工対象となる現位置土の性状は先の室内配合試験の試料と同じで、下記の通りである。
【０１００】
・土質分類：粘性質土
・密度（単位体積重量）：１．４３ｔ／ｍ3
（土の湿潤密度試験 ＪＧＳ ０１９１に準拠）
・自然含水比：８７．０％
（土の含水比試験 ＪＩＳ Ａ １２０３に準拠）
また、造成しようとする気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）も先の室内配合試験の場合と同じで、下記の通りである。
【０１０１】
・密度（単位体積重量）：１．１０ｔ／ｍ3
・軽量化率：７６．９％（＝（１．１／１．４３）×１００％）
・一軸圧縮強度（σ28）：３００ＫＮ／ｍ2
さらに、現位置土のほか各材料の基本配合は表６の通りとする。
【０１０２】
次に、気泡混合軽量土を５０ｍ3造成するのに必要な主材料は下記の通りとする。
【０１０３】
・現位置土：（４３９／５０）／１０００≒２２．０ｍ3
・固化材量：２３０×５０＝１１５００ｋｇ
・固化材ミルク用水量：２３０×５０＝１１５００リットル
・起泡剤量：０．８５×５０＝４２．５リットル
・起泡剤希釈水量：１１．９×５０＝５９５リットル
上記主材料により製造される複合材料を下記に示す。
【０１０４】
・固化材ミルク（固化材＋固化材ミルク用水）：（７６＋２３０）×５０＝１５３００リットル
・起泡材（起泡剤＋起泡剤希釈水）：４２．５＋５９５＝６３７．５リットル
・気泡（起泡材＋圧縮空気）（２０倍発泡）：６３７．５×２０＝１２７５０リットル
施工に先立ち、流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上とするのに必要な単位水量を求める。現位置土１ｍ3当たり固化材ミルク用水を１００リットル、２００リットル、３００リットルと加えて混合撹拌した後にテーブルフロー値を測定する。その実測値をテーブルフロー値と単位水量との相関としてグラフ化したものが図８である。
【０１０５】
先行工程では、先に述べた１ロット分の気泡混合軽量土（５０ｍ3）に見合った量の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく積極的に流動性を付与することを目的として、全固化材ミルクを製造するのに必要な水の一部を吐出しながら現位置土の混合撹拌を行って、現位置土を流動化処理土とする。ここで用いる水は、先に主材料として明記した固化材ミルク用水の一部を用いるものとし、したがって原則的には材料全体の数量は変化しない。しかしながら、後工程で用いる水量（残りの水量）が固化材ミルクの水／固化材比として０．５未満にはならないようにすることが望ましい。
【０１０６】
全固化材ミルクを製造するのに必要な水量は、
２３０×５０＝１１５００リットル
であることは先に述べた。
【０１０７】
先の先行工程に必要な単位水量は図８より２２０リットル／ｍ3とする。
【０１０８】
１ロット分の「ほぐし処理」に必要な単位水量は、
２２０×２２＝４８４０リットル
であるので、この４８４０リットルの水を例えば２０分間で原位置土中に吐出しながら混合撹拌を行う。
【０１０９】
固化材ミルク用水の吐出量は、
４８４０／２０＝２４２リットル／分
となる。
【０１１０】
後工程において、残りの固化材ミルク用水量にて製造される水／固化材比を算出してみる。
【０１１１】
残りの固化材ミルク用水の量は、
１１５００−４８４０＝６６６０リットル
であるので、水／固化材比は、
６６６０／１１５００≒０．５８＞０．５
として算出できる。
【０１１２】
この結果、後工程で用いる水量（残りの水量）が固化材ミルクの水／固化材比として０．５未満にはならないようにすることが望ましいとする先の要件を満たすことができる。
【０１１３】
上記先行工程での施工と並行して、起泡剤に水を加えた起泡材（１５倍希釈液）を予め製造しておく。
【０１１４】
先行工程にて製造した流動化処理土の流動値はテーブルフロー値で１５０ｍｍであり、図１のテーブルフロー値と軽量化損失率との相関より、造成される気泡混合軽量土の消泡による軽量化損失率は５％程度と予測される。
【０１１５】
したがって、先の室内配合試験にて求めた表６の配合表に基づき施工した場合には、上記消泡による軽量化損失率を考慮すると造成される気泡混合軽量土は４７．５ｍ3（５０ｍ3×０．９５）程度となるものと予測される。
【０１１６】
ここでは、軽量化損失率として現れる消泡分を消泡相当量として、この消泡相当量を補うべく起泡材の量を補正する。すなわち、軽量化損失率５％を補うのに必要な起泡材の量を求める。
【０１１７】
上記軽量化損失率が５％のとき、１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な割り増し分を
（５０／０．９５）−５０＝２．６≒３ｍ3
として算出する。
【０１１８】
先の室内配合試験にて求めた起泡材の量（起泡剤＋気泡剤希釈水）は６３７．５リットルであり、また消泡相当分（３ｍ3）の気泡材の量は３０００／２０＝１５０リットルであるから、消泡相当量を見込んだ上での先に述べた１ロット５０ｍ3分の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材の量を
６３７．５＋１５０＝７８７．５リットル
として求める。
【０１１９】
さらに、起泡材の吐出量（リットル／分）を
７８７．５／４０＝１９．７≒２０リットル／分
として求める。
【０１２０】
その結果として、全起泡材量は
２０リットル／分×４０分＝８００リットル
として算出できる。
【０１２１】
ここで、実際に造成される気泡混合軽量土量と軽量化損失率との関係についてみた時、現位置土量は２２．０３ｍ3、先に求めた固化材ミルク量は１５３００リットル＝１５．３ｍ3、気泡量は２０倍発泡で８００リットル×２０＝１６０００リットル＝１６．０ｍ3であるから、軽量化損失率を零とした場合の造成される気泡混合軽量土量は
２２．０＋１５．３＋１６．０＝５３．３ｍ3
となる。
【０１２２】
その一方、先に述べた消泡による軽量化損失率５％を考慮すると、
５３．３−（５３．３×０．０５）＝５０．６ｍ3≒５０ｍ3
となって、実際に造成される気泡混合軽量土量はおよそ５０ｍ3となることが理解できる。
【０１２３】
ここで、上記実施例２を整理すると、次のようになる。
【０１２４】
（ａ）先行工程として、１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対し毎分２４２リットルの水を吐出しながら２０分間混合撹拌して流動化処理土とする。この時に使用する総水量は２４２リットル×２０分＝４８４０リットルとなる。
【０１２５】
なお、当該実施例２では、全固化材ミルクを製造するのに必要な固化材ミルク用水のうち一部の水を加えて混合撹拌することで現位置土に「ほぐし処理」を施すべく流動化処理土としているが、土質性状によっては上記一部の水のみでは所定の流動値まで流動化しないこともあり得る。その場合には、予定流動値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値で８５ｍｍ以上）とするのに必要な水量にて混合撹拌するものとする。
【０１２６】
また、一般的には流動化処理土の流動値を下限値にて管理（テーブルフロー値で１５０ｍｍまたはシリンダーフロー値で８５ｍｍ）よりも、テーブルフロー値ならば例えば１８０〜１９０ｍｍ程度とした方が軽量化損失率も小さく、品質的、経済的にも有利となって望ましい。ただし、この場合には、予定の固化材ミルク用水量を上回ることになる。
【０１２７】
（ｂ）固化材１１５００ｋｇと残りの固化材ミルク用水６６６０リットル（１１５００−４８４０）とで固化材ミルクを製造する。この時の固化材ミルク量は、
（１１５００／３．０４）＋６６６０＝１０４４３リットル
となり、また固化材／水比は、
０．５８（６６６０／１１５００）
となる。
【０１２８】
（ｃ）起泡剤を水で１５倍希釈した起泡材を、１ロット分として８００リットル用意する。
【０１２９】
（ｄ）後工程として、上記（ｂ）の固化材ミルクと（ｃ）の起泡材を先の流動化処理土に対して４０分間吐出しながら混合撹拌する。この時、固化材ミルクは毎分２６１リットルを、起泡材は毎分２０リットルをそれぞれ発泡筒にて圧縮空気と合流させて吐出することにより、結果として毎分４００リットルのいわゆるフォーム状の気泡を製造しながら流動化処理土と混合撹拌する。
【０１３０】
これらの先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図９のようになる。
【０１３１】
また、上記発泡筒の一例を図１０に示す。
【０１３２】
発泡筒７は同図（Ａ）に示すように一般的には例えば直径が１０ｃｍ程度の筒状のもので、内部には同図（Ｂ）に示すようにメッシュ状（メッシュの大きさは例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）のいわゆる金網８を多重層になるように配置したものや、同図（Ｃ）に示すように直径５ｍｍ程度の中空円筒状の豆碍子９を密になるように詰め込んだものが使用される。要は、起泡剤を水で希釈した起泡材を圧縮空気とともに通過させることによりフォーム状の気泡と化すことができれば良い。
【実施例３】
【０１３３】
この実施例３では、先行工程において１ロット分の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく水分を加えて混合撹拌することで流動化処理土とする点では先の実施例２と同じであるが、先行工程で使用する水分として全固化材ミルクのうちの一部のものを使用する点で実施例２と異なっている。
【０１３４】
先行工程での流動化処理土のテーブルフロー値が１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値が８５ｍｍ以上となるように、現位置土１ｍ3当たりに添加する単位水量を図４から４２０リットル／ｍ3として読み取る。
【０１３５】
現位置土１ｍ3当たりの固化材添加量が２３０ｋｇであることは先に述べたので、水／固化材比が１：１（２３０：２３０）となるように両者を混練りする。
【０１３６】
先行工程において１ロット分の現位置土（約２２０ｍ3）に必要な水量を、上記単位水量に現位置土量を乗じて最小水量を、
４２０リットル×２２＝９２４０リットル
として求め、さらに残りの固化材ミルク量を総固化材ミルク量から上記水量分を減じて、
１５３００リットル−９２４０リットル＝６０６０リットル
として求める。
【０１３７】
上記先行工程では、２０分間で９２４０リットルの水を現位置土中に吐出する。その時の吐出量は、
９２４０リットル／２０＝４６２リットル／分
となる。
【０１３８】
すなわち、先行工程では最小の単位水量４２０リットル／ｍ3として現位置土中に水を吐出しながら混合撹拌して流動化処理土とし、混合撹拌処理直後の流動化処理土の流動値を測定してテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上であることを確認する。
【０１３９】
この先行工程での使用水量は先に述べたように最小の水量であるから、テーブルフロー値が１５０ｍｍ以下である場合には、吐出時間あるいは吐出量を適宜増加させて流動化処理土の流動値を１５０ｍｍ以上とすることが望ましい。また、シリンダーフロー値では８５ｍｍ以上となるようにすることが望ましい。
【０１４０】
ここで、先行工程および後工程でそれぞれに用いる固化材ミルクの水／固化材比は共に同じとすることが望ましい。
【０１４１】
その一方、場合によっては、先行工程で用いる固化材ミルクの水／固化材比を１００％以上（例えば１５０〜２００％）とすることにより、流動化処理土のより望ましい流動値（予定流動値）（＝テーブルフロー値にて１８０〜１９０ｍｍ）とすることが可能となる。
【０１４２】
上記先行工程での施工と並行して、起泡剤に水を加えた起泡材（１５倍希釈液）を予め製造しておく。この時には予測される軽量化損失率は５％程度であり、必要な起泡材は先の実施例２の場合と同様となる。
【０１４３】
・室内配合試験で求めた気泡材の量：６３７．５リットル
・消泡相当分（３ｍ3）の起泡材量：３０００／２０＝１５０リットル
１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は下記のように算出される。
【０１４４】
６３７．５＋１５０＝７８７．５≒７８８リットル
さらに、残りの固化材ミルクと起泡材で製造される混合材料とその吐出量は下記のように算出される。
【０１４５】
６０６０＋７８８＝６８４８リットル
６８４８／４０＝１７１．２≒１７２リットル／分
毎分１７２リットルの混合材料を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて、発泡倍率２０倍で毎分５５２リットル（＝（２０×２０）＋１５２）のエアミルクを製造する。
【０１４６】
上記エアミルクを流動化処理土中に吐出しながら、４０分間混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する。
【０１４７】
このように本実施例においては、いわゆる気泡化の過程は先の実施例２とは異なるものの、流動化処理土としての流動値には変化がなく、実際に造成される気泡混合軽量土は約５０ｍ3となる。
【０１４８】
ここで、上記実施例３を整理すると、次のようになる。
【０１４９】
（ａ）先行工程として、１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対し毎分４６２リットルの固化材ミルクを吐出しながら２０分間混合撹拌して流動化処理土とする。この時に使用する固化材ミルク量は４６２リットル×２０分＝９２４０リットルとなる。
【０１５０】
この実施例３では、実施例２の水を固化材ミルクに代えて流動化処理土とするところに特徴がある。この場合、実施例２と同様に土質性状によっては上記一部の固化材ミルクのみでは所定の流動値まで流動化しないこともあり得る。その場合には、予定流動値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上）とするのに必要な固化材ミルク量または固化材ミルクの水／固化材比を大きくして混合撹拌するものとする。
【０１５１】
また、流動化処理土の流動値を下限値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ）にて管理するよりも、テーブルフロー値ならば例えば１８０〜１９０ｍｍ程度とした方が軽量化損失率も小さく、品質的、経済的にも有利となることも実施例２と同様である。これは、水／固化材比を１５０〜２００％程度の範囲まで水量を多くすることで可能となるものであり、この場合には当然のことながら予定の固化材ミルク用水量を上回ることになる。
【０１５２】
（ｂ）残りの固化材ミルク６０６０リットルと起泡材７８８リットルで両者の混合材を準備する。
【０１５３】
（ｃ）後工程として、上記（ｂ）の混合材を毎分１７２リットルで圧縮空気とともに発泡筒を通過させて、エアミルクを製造するとともに、流動化処理土に対して４０分間吐出しながら混合撹拌する。
【０１５４】
これらの先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図１１のようになる。
【実施例４】
【０１５５】
この実施例４では、先行工程において１ロット分の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく水分を加えて混合撹拌することで流動化処理土とする点では先の実施例２，３と同じであるが、先行工程で使用する水分として必要とする固化材ミルクの全量を使用する点のほか、その先行工程での混合撹拌時間を４０分、後工程での混合撹拌を２０分としている点で実施例２，３と異なっている。
【０１５６】
１ロット分の気泡混合軽量土の造成量、基本配合、時間当たり造成量等は先の実施例の場合と同様である。
【０１５７】
１ロット分の現位置土約２２ｍ3に固化材ミルクの全量１５３００リットルを加えながら４０分間混合撹拌し、流動化処理土とする。その時の流動化処理土の流動値を図１２のようにテーブルフロー値で約２４０ｍｍ前後のものとして読み取る。なお、図１２は図４と同じグラフである。
【０１５８】
固化材ミルクの吐出量は、
１５３００リットル／４０＝３８２．５リットル１／分
となる。
【０１５９】
流動化処理土の流動値としてテーブルフロー値で２４０ｍｍが得られる場合の軽量化損失率を約２％として図１から読み取る。
【０１６０】
そして、軽量化損失率を約２％とした場合の後工程での気泡の消泡相当量を算出する。
【０１６１】
軽量化損失率を２％として５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な割り増し分を算出すると、
（５０／０．９８）−５０＝１．０ｍ3
となる。
【０１６２】
先の室内配合試験の際に求めた起泡材量は６３７．５リットルであり、また消泡相当分（１．０ｍ3）の起泡材は１０００／２０＝５０リットルとなる。
【０１６３】
１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は、
６３７．５＋５０＝６８７．５リットル
となり、その吐出量（リットル／分）は、
６３７．５／２０＝３４．４≒３５リットル／分
となる。
【０１６４】
故に全起泡材量は、
３５リットル／分×２０分＝７００リットル
となる。
【０１６５】
ここで、実際に造成される気泡混合軽量土量と軽量化損失率との関係についてみた時、現位置土量は２２．０ｍ3、先に求めた固化材ミルク量は、
１５３００リットル＝１５．３ｍ3
気泡量は２０倍発泡で、
７００リットル×２０＝１４０００リットル＝１４．０ｍ3
であるから、軽量化損失率を零とした場合の造成される気泡混合軽量土量は、
２２．０＋１５．３＋１４．０＝５１．３ｍ3
となる。
【０１６６】
その一方、先に述べた消泡による軽量化損失率２％を考慮すると、
５１．３−（５１．３×０．０２）＝５０．３ｍ3≒５０ｍ3
となって、実際に造成される気泡混合軽量土量はおよそ５０ｍ3となることが理解できる。
【０１６７】
ここで、上記実施例４を整理すると、次のようになる。
【０１６８】
（ａ）先行工程では、１ロット分の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対して、固化材ミルク（水／固化材比１：１）を毎分３８２．５リットル吐出すながら４０分間混合撹拌して流動化処理土とする。
【０１６９】
この時の流動化処理土の流動値はテーブルフロー値で２４０ｍｍ、また図３に基づいて換算するとシリンダーフロー値で１９５ｍｍ程度となる。
【０１７０】
（ｂ）起泡剤を水で１５倍希釈した起泡材を１ロット分として７００リットル用意する。
【０１７１】
（ｃ）後工程では、上記（ｂ）の起泡材を２０分間吐出しながら流動化処理土と混合撹拌する。
【０１７２】
この時、起泡材は毎分３５リットルを発泡筒にて圧縮空気と合流させて吐出することにより、毎分７００リットルの気泡を製造しながら流動化処理土と２０分間混合撹拌して、気泡混合軽量土を５０ｍ3造成することになる。
【０１７３】
これらの実施例４での先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図１３のようになる。
【実施例５】
【０１７４】
現位置土の性状を予め高精度に把握できているかぎりにおいては、先の各実施例２〜４の施工手順でも気泡混合軽量土の品質を確保することは可能である。その一方、とりわけ現位置混合撹拌処理の場合には、混合撹拌箇所が移動するのに伴って現位置土の性状までもが変化することが往々にしてあるが、施工領域全体の土質性状を正確に把握するべく土質調査等に多くのコストと時間をかけても期待するほどの結果は得られない。何故ならば、完全なる土質性状の定量把握は相当困難を伴うだけではなく、土質性状の変化が気泡混合軽量土の品質に多かれ少なかれ影響することは当然であり、また避けがたいことでもあるからである。
【０１７５】
この点に、母材の調整が可能なプラント混合と当該現位置混合撹拌との違いがある。なお、ここに言う母材の調整とは、気泡混合軽量土化すべき現位置土（母材）の土質性状の試験を予め行い、母材として好ましい性状とするのに砂、粘性土または水等を添加混合して調質することを言う。
【０１７６】
この実施例５では、原土性状が場所によって変化していることが想定される場合に、実施例２と同様の工法を基本として施工しようとするものである。
【０１７７】
先行工程において混合撹拌処理した直後の流動化処理土の流動値を測定した上で、以下の手順で補正を行うものとする。
【０１７８】
（１）流動化処理土のテーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して０〜＋５ｍｍの場合には、原土性状の変化はないものとみなして、実施例２と同様に施工を進める。
【０１７９】
（２）その一方、テーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して例えば１７５ｍｍであった場合には、図１から軽量化損失率を３．６％として読み取る。よって、消泡相当量として上記３．６％を安全側に４％として丸めて起泡材量を求める。
【０１８０】
消泡相当分の起泡材は、
｛（５０／０．９６）−５０｝×１０００／２０＝１０４．２リットル
となる。
【０１８１】
１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は、
６３７．５＋１０４．２＝７４１．７リットル
となる。
【０１８２】
また、起泡材の吐出量は
７４１．７／４０＝１８．５≒１９リットル／分
となる。
【０１８３】
さらに、全起泡材量は１９×４０＝７６０リットル
となる。
【０１８４】
上記条件にて施工を行えば、実施例２よりも少ない起泡材量にて約５０ｍ3の気泡混合軽量土が造成される。
【０１８５】
（３）テーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して例えば１４０ｍｍであった場合には、最小の予定流動値を下回っているので、先行工程での水の吐出量を以下の手順で補正して、流動化処理土の流動値を再確認する。
【０１８６】
図１４は図４および図１２と同様にテーブルフロー値（ｍｍ）と単位水量（リットル／ｍ3）との相関を示しており、単位水量２２０リットル／ｍ3にて水を現位置土中に吐出して混合撹拌すれば、流動化処理土としての流動値はテーブルフロー値で１５０ｍｍとなることがわかる。
【０１８７】
しかしながら、先に述べたように実測テーブルフロー値は１４０ｍｍであり、それに相当する単位水量は１８０リットル／ｍ3であることがわかる。
【０１８８】
ここで、流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上にするのに必要な水量を求めると、
２２０＋（２２０−１８０）×（２２０／１８０）＝２６８．９≒２７０リットル／ｍ3
となる。
【０１８９】
また、１ロット分に必要な水量は、
２２×２７０＝５９４０リットル
となる。
【０１９０】
さらに、１分間当たりの吐出量は、
５９４０／２０＝２９７リットル／分
となる。
【０１９１】
そこで、吐出量２９７リットル／分にて水を吐出しながら現位置土を２０分間混合撹拌して、テーブルフロー値が１５０ｍｍ以上となる流動化処理土を製造する。
【０１９２】
他方、残りの固化材ミルク用水の量は、
１１５００−５９４０＝５５６０リットル
となり、
また、残りの固化材ミルク用水量にて製造される水・固化材比は、
５５６０リットル／１１５００リットル＝０．４８
となる。
【０１９３】
ここで、固化材ミルクの製造にあたりその水／固化材比は先にも述べたように０．５以上とすることが望ましく、水／固化材比を０．５とした場合には、必要とする固化材ミルク用水量は、
１１５００リットル×０．５＝５７５０リットル
となる。
【０１９４】
この結果、先行工程の流動化処理土の製造に用いる水量と後工程にて固化材ミルクを製造するのに用いる水量との合計量と、その初期予定量との差は、
（５９４０＋５７５０）−１１５００＝１９０リットル
となり、わずかではあるが、初期予定した固化材ミルク用水量を上回ることとなる。
【０１９５】
なお、場合によっては、この時の水／固化材比を０．５５〜０．６とすることもある。
【０１９６】
以降の後工程での処理は先の実施例２と同様である。
【０１９７】
（４）上記方法により、１ロットごとに目標値となるように管理するが、なおも造成される気泡混合軽量土の品質がばらつくことがある。この場合には、後工程での気泡混合軽量土の密度測定を行い、先に実施したロットの気泡混合軽量土の重量が目標値よりも大きい場合（例えば、両者の差をβとする）には、その隣りのロットでは先の増分βだけ重量が目標値よりも小さくなるように施工し、複数ロットでの重量の平均値が目標値となるように管理する。
【０１９８】
（５）また、１ロットごとの品質精度を高める方法として、後工程で処理した気泡混合軽量土の密度を速やかに測定し、その密度実測値に応じてエアミルク（気泡＋固化材ミルク）を追加吐出して、混合撹拌処理すると良い。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と軽量化損失率との相関を示すグラフ。
【図２】流動化処理土の流動性の指標であるシリンダーフロー値と軽量化損失率との相関を示すグラフ。
【図３】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値とシリンダーフロー値相互の相関を示すグラフ。
【図４】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図５】固化材添加量と一軸圧縮強さとの相関を示すグラフ。
【図６】気泡混合軽量土の施工例を示す断面説明図。
【図７】気泡混合軽量土の施工例を示すより詳細な断面説明図。
【図８】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図９】実施例２に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１０】発泡筒の一例を示す図で、（Ａ）はその側面説明図、（Ｂ）および（Ｃ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う拡大断面図。
【図１１】実施例３に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１２】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図１３】実施例４に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１４】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【符号の説明】
【０２００】
１…軟弱地盤
２…盛土体（気泡混合軽量土）
４…バックホウ（作業系建設機械）
６…混合攪拌機
７…発泡筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡混合軽量土の造成方法、特に現位置撹拌による気泡混合軽量土の造成方法に関し、さらに詳しくは、例えば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機能する気泡と固化材を加えて混合撹拌して、軽量で且つ十分な強度を有する気泡混合軽量土を造成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の気泡混合軽量土の造成方法としては、例えば特許文献１，２に記載されたいわゆるプラント方式以外に、特許文献３に記載のように現位置混合撹拌方式としたものが本出願人により提案されている。この現位置混合撹拌方式の場合には、現位置にて原土を掘削しながらその時点でスラリ状の固化材（固化材ミルク）および起泡剤または起泡材と混合撹拌して気泡混合軽量土化することから、きわめて経済性に優れたものとなる。
【特許文献１】特公平５−２８２８５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２６５７号公報
【特許文献３】特許第３７８４８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献３に記載の現位置混合撹拌方式の造成方法にあっては、掘削した現位置土とスラリ状の固化材および起泡剤または起泡材とを実質的に一工程にて混合撹拌することになるため、原土性状によっては混合撹拌時に気泡が多量に消泡してしまい、気泡混合軽量土の品質低下が危惧されるほか、起泡剤または起泡材（あるいは気泡）を大量に必要とすることとなって不経済となる可能性がある。
【０００４】
例えば原土性状が砂質土のようにほぐれやすい（緩い）状態の時には混合撹拌後の消泡は比較的少ないものの、原土性状が粘性土質のように粘着性が高いいわゆる塑性状態にある場合には、現位置土とスラリ状の固化材および気泡を混合撹拌する段階での消泡が顕著となる傾向にある。これは、粘着性が高いいわゆる塑性状態にある現位置土の「ほぐし」を促進するべく混合撹拌を繰り返し行うと、同時にそのエネルギーまたは混合撹拌抵抗によって摩擦圧潰のかたちで気泡が消泡してしまうものと推測される。
【０００５】
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、原位置土を掘削しながら気泡等と混合撹拌する際の消泡を少なくして、経済性に優れた気泡混合軽量土の造成方法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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、界面活性剤系、タンパク質系、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と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法において、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、上記流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、を含んでいて、上記先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理することを特徴とする。
【０００７】
なお、シリンダーフロー値とは、東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社が「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」の一つである「コンシステンシー試験方法」として定める方法で、詳細は後述する。
【０００８】
ここで、上記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等のものが存在することから、請求項１に記載の発明では、起泡剤として界面活性剤系、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一つのものを使用するものとし、必要に応じて二種類以上のものを併用しても良い。
【０００９】
このように、混合撹拌処理工程を実質的に先行工程と後工程の二工程に分けた上で、先行工程では掘削した現位置土と固化材ミルクとを混合撹拌して現位置土に流動性を付与することで、現位置土の「ほぐし」が促進されることになる。そして、後工程として流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出させて混合撹拌すると、先行工程で予め現位置土のいわゆる「ほぐし」が促進されているので、従来のような著しい消泡の発生はなくなる。
【００１０】
ここで、上記請求項１に記載の後工程では、流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌するものであるが、これに代えて、請求項２に記載のように、後工程では上記流動化処理土中にエアミルクを吐出させて混合撹拌するものとし、その際に、上記エアミルクは、固化材ミルクと起泡材とを混合した混合材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて製造するようにしても良い。
【００１１】
また、請求項１または２に記載の発明を前提として、請求項３に記載のように、予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量と、その固化材ミルクの全量を製造するのに必要な全水量をそれぞれに予め定めておき、先行工程では上記全水量のうちの一部の水を現位置土中に吐出させながら混合撹拌して流動化処理土を造成するようにしても良い。
【００１２】
同様に、請求項４に記載のように、予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量を予め定めておき、先行工程では上記固化材ミルクの全量のうちの一部の固化材ミルクを現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成するようにしても良い。
【００１３】
さらに、請求項５に記載のように、請求項４に記載の先行工程に代えて、上記固化材ミルクの全量を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程を含んでいても良い。
【００１４】
その一方、請求項１〜５のいずれかに記載の造成方法を前提とした場合、請求項６に記載のように、上記後工程では、当該後工程での混合撹拌時に生じる気泡の消泡を考慮して、その消泡相当量を増量させた起泡剤または起泡材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させることで気泡を製造し、該気泡と固化材ミルクまたは気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌するものとする。
【００１５】
この場合、請求項７に記載のように、上記後工程にて気泡の消泡相当量を増量させるにあたり、上記流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損失度合いとの相関を予め定めておき、この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を求め、これを上記後工程での消泡相当量として増量させることが品質の安定化の上で望ましい。
【００１６】
また、一般的な地盤改良を目的として作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機が従来から使用されていることから、請求項１〜７のいずれかに記載の造成方法を前提とした場合にも、請求項８に記載のように、上記先行工程および後工程においては、例えばバックホウ等の作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機にて混合撹拌処理を施すものとする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，２に記載の発明によれば、混合撹拌処理を実質的に二工程に分けて行い、先行工程で現位置土の流動化による「ほぐし」を促進した上で、後工程で固化材ミルクと気泡または気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌するようにしたため、従来のような著しい消泡の発生を未然に防止できるとともに、必要とされる起泡剤の量も削減でき、結果として経済性に優れた工法となる。
【００１８】
請求項３〜５に記載の発明によれば、一定量の気泡混合軽量土を造成するのに必要な水分量を予め定量的に把握しておいて、その全水分量を先行工程と後工程にて使い分けるようにしているので、造成すべき気泡混合軽量土における水分量の過不足の発生がなく、施工品質が向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、施工時の消泡を見越して起泡剤または起泡材の使用量を決定するようにしているので、施工品質の安定化と向上が図れるとともに、起泡剤または起泡材を必要以上に消費してしまうこともなく、経済性にも優れたものとなる。
【００２０】
特に請求項７に記載の発明によれば、流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損度合いとの相関を予め定めておき、この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を決定するようにしているので、施工品質の一層の安定化と向上が図れる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、既存の作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機を混合撹拌処理手段として用いることで特別な設備が不要であり、設備費低減の上でも好ましいものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
一般的に、気泡混合軽量土を造成するには、処理土の品質目標値（設定値）として処理土の密度（単位体積重量）と強度（通常は、一軸圧縮強度）の二つの要素を満たすことが必要である。
【００２３】
ここでは、現位置混合撹拌による気泡混合軽量土の造成にあたり、より良い品質の気泡混合軽量土を経済的に造成するのに必要な手順と方法を施工に先立って行う室内配合試験と現位置での施工事例をもって説明する。
【００２４】
現位置混合撹拌による気泡混合軽量土の造成を効率的に行うには、気泡の消泡による損失度合いである軽量化損失率を限りなく小さくすることが望ましい。この場合の軽量化損失率とは、後述するように気泡混合軽量土の理論密度と造成実施密度との差を理論密度にて除した値をいう。気泡の消泡が少ない場合には、軽量化損失率が小さい値となる。
【００２５】
現位置土（原土）とスラリ状の固化材である固化材ミルクと気泡の混合撹拌により気泡混合軽量土を造成しようとするとき、気泡の消泡は、製造した気泡自体の搬送途中だけでなく、現位置土の土質性状や、特に原位置土との混合撹拌時の混合撹拌抵抗によって発生することは先に述べた。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、現位置土と固化材ミルクと気泡を相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成するにあたり、現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、この流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、の二工程に分けて施工を行うものとする。
【００２７】
これは、先行工程にて現位置土を積極的に流動化させることによりいわゆる「ほぐし効果」を与えて、この「ほぐし効果」が得られた流動化処理土に対して後工程にて固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出させて混合撹拌するようにすれば、従来のような混合撹拌抵抗による摩擦圧潰のかたちでの気泡の消泡を最小限に抑制できるであろうとの知見に基づいている。
【００２８】
そして、上記流動化処理土の「ほぐし効果」の度合いに応じて後工程で混合撹拌した時の気泡の消泡の度合いも必然的に異なり、最も消泡の度合いが少ない「ほぐし効果」の度合いの範囲が存在するであろうとの予測のもとに、ここでは上記「ほぐし効果」の度合いを先行工程での流動化処理土の流動値で評価することとする。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では、先行工程では現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌して、現位置土を積極的に流動化させて流動化処理土を造成する一方、後工程ではこの流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌するものとし、その際の気泡の消泡を最小限にとどめるべく、先行工程における流動化処理土の流動値、例えばテーブルフロー値またはシリンダーフロー値が所定の範囲のものとなるように管理することとした。
【００３０】
ここで、主な用語の定義をしておけば下記の通りとなる。
【００３１】
（１）固化材
所要の強度を確保するために添加するセメントまたはセメント系固化材などの材料をいう。
【００３２】
（２）固化材ミルク
水と固化材を混練して製造されるスラリ状の材料をいう。
【００３３】
（３）起泡剤
起泡材のもとになる薬剤で、主に界面活性剤系のものと動物タンパク質系のものが用いられる。
【００３４】
（４）起泡材
起泡剤を水で希釈した材料であって、発泡に先立って製造される。
【００３５】
（５）混合材
固化材ミルクと起泡材を混合した未発泡状態の材料をいう。
【００３６】
（６）気泡
起泡材と圧縮空気を発泡装置に通過させて発泡させたフォーム状の材料であって、現位置土の軽量化に用いる材料をいう。
【００３７】
（７）希釈倍率
起泡材は、適切な気泡が得られるように起泡剤を水で希釈して製造するが、その時の水と起泡剤の割合を容積比率であらわしたものをいう。
【００３８】
（８）発泡倍率
起泡材が発泡したときの倍率であって、気泡と起泡材の割合を容積比率であらわしたものをいう。
【００３９】
（９）エアミルク
固化材ミルクを気泡を混合した軽量な材料をいう。
【００４０】
（１０）流動化処理土
現位置土（原土）と水または固化材ミルクを混合撹拌して流動性を持たせた土をいう。固化材ミルクを使用する場合には、混合撹拌後３０〜６０分以内で流動状態を維持している処理土をいう。
【００４１】
（１１）予定流動値
流動化処理土を先行工程での混合撹拌と後工程での混合撹拌の二工程に分けて造成する場合に、先行工程で得ようとする流動化処理土の流動値をいう。
【００４２】
（１２）軽量化率
現位置土と造成された気泡混合軽量土との割合をいう（気泡混合軽量土の密度／現位置土の密度）。
【００４３】
（１３）軽量化損失率
造成後の気泡混合軽量土の軽量化不足の割合で、次式にて表されるものをいう。
【００４４】
軽量化損失率＝｛（実測密度−理論密度）／理論密度｝×１００％
（１４）シリンダーフロー値
東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社が「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」の一つである「コンシステンシー試験方法」として定める方法（ＪＨＳ ３１３−１９９９）である。最終的には測定値の平均を求め、フロー値ｍｍとして表示する。詳細は、「試験方法 第３編 コンクリート関係試験方法」、平成１８年１０月 初版、編著：東日本、中日本および西日本の各高速道路株式会社、発行：ＮＥＸＣＯ中央研究所」、Ｐ３１「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」参照。
【実施例１】
【００４５】
実施工に先立って気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）を満足させるのに必要な事項を決定するにあたり、現位置土（試料）を採取し室内配合試験を行う。この室内配合試験では、混合撹拌直後の流動性の度合いにより混合撹拌抵抗に差が生じやすい粘性質土にて試験を行い、後述する先行工程での流動化処理土の望ましい流動値を求める。
【００４６】
なお、試料の採取にあたっては施工（造成）対象となる地盤より直接採取するものとし、また試料の保管にあたっては物性および科学的性質が変化しないように配慮する。
【００４７】
品質および効率の良い気泡混合軽量土の造成には、製造した気泡の消泡をできるだけ少なくすることはもちろんのこと、現位置土と固化材ミルクと気泡とを実際に混合撹拌する時の消泡をできるだけ少なくすることが重要なポイントとなることは先に述べた。
【００４８】
ここでは、後工程での混合撹拌時の混合撹拌抵抗を可及的に小さくするべく、先行工程で処理された現位置土（流動化処理土）の「ほぐしの度合い（ほぐしの程度）」を予め定量的に把握しておくものとし、その「ほぐしの度合い」を処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値またはシリンダーフロー値として予め求めておくものとする。
【００４９】
室内配合試験は、前述したように粘性質土にて試験を行い、望ましい流動化処理土の流動値をテーブルフロー値またはシリンダーフロー値として求める。また、気泡混合軽量土の品質目標値であるところの軽量化率を例えば７５％前後とする密度と一軸圧縮強度（σ28）３００ＫＮ／ｍ2が得られる固化材の添加量を求めてみる。
【００５０】
ここで、上記軽量化率７５％の根拠は次の通りである。
【００５１】
通常、軟弱地盤における現位置土の湿潤土重量（密度）は１３〜１５ｋＮ／ｍ3程度であり、軟弱地盤内は地下水位が高く、地表面付近にまで水位が上昇していることが多い。一方、気泡混合軽量土工法を採用するにあたり、造成される気泡混合軽量土が地下水による浮力で浮上しないように配慮すると、その気泡混合軽量土の重量を１０ｋＮ／ｍ3以上で設定する必要があり、設計密度としては１１ｋＮ／ｍ3程度に設定することが望ましい。
【００５２】
その時における軽量化率は、
（１１ｋＮ／ｍ3）／（１３〜１５ｋＮ／ｍ3）＝０．８５〜０．７３
となる。
【００５３】
よって、ここでは現位置混合における軽量化率として最大値に近い約０．７５（７５％）を品質目標値として検討する。
【００５４】
また、先に述べた一軸圧縮強度（σ28）３００ＫＮ／ｍ2の根拠は次の通りである。
【００５５】
例えば図６，７に示した軟弱地盤１上に盛土体２を造成するにあたり、その盛土体２の計画高さＨを例えば２ｍとする。軽量化率を７５％とした時の原土（現位置土）と気泡混合軽量土の体積変化率を２倍とする。気泡混合軽量土は、原土と固化材と起泡剤と水とが混合されて造成される。軽量化率によって体積変化率は１．５〜２．５倍と異なるが、ここでは２倍として検証する。なお、表５では原土１ｍ3にて２．２７７ｍ3の気泡混合軽量土が造成されることを示しており、この場合の体積変化率は約２．３倍となる。
【００５６】
体積変化率を２倍として高さＨ＝２ｍの盛土体２を造成するには、ｈ１＝２ｍとして混合撹拌して、図７に示すようにｈ２＝４ｍの気泡混合軽量土を造成することとなる。
【００５７】
前述したように、軟弱地盤地域における地下水位は地表面付近にある。よって、常に地下水位の影響を受け、高さｈ１に相当する部分では時間の経過とともに気泡混合軽量土の空隙部に水が浸透することとなる。
【００５８】
つまり、高さｈ１に相当する部分における気泡混合軽量土重量は、造成時に１１ｋＮ／ｍ3であったとしても、将来的には空隙部に地下水が浸透し、１３ｋＮ／ｍ3程度に増加することとなる。
【００５９】
気泡混合軽量土４ｍに対する単位面積当たりの重量は、
高さＨ相当部 １１ｋＮ／ｍ3×２ｍ＝２２ｋＮ／ｍ2
高さｈ１相当部 １３ｋＮ／ｍ3×２ｍ＝２６ｋＮ／ｍ2
合計重量 ２２ｋＮ／ｍ2＋２６ｋＮ／ｍ2≒４８ｋＮ／ｍ2≒５０ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６０】
気泡混合軽量土の必要強度（現場目標強度）を単位面積当たり重量の３倍とする。
【００６１】
気泡混合軽量土の必要強度は、
５０ｋＮ／ｍ2×３＝１５０ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６２】
室内目標強度は現場目標強度の２倍とする。
【００６３】
気泡混合軽量土の室内目標強度は、
１５０ｋＮ／ｍ2×２＝３００ｋＮ／ｍ2
となる。
【００６４】
＜粘性質土における目標流動値の決定＞
現位置土１ｍ3当たりに添加する固化材は、一軸圧縮強度（σ28）として３００ＫＮ／ｍ2が得られると思われる添加量として、過去の実績より暫定的に現位置土１ｍ3当たり５００ｋｇとする。
【００６５】
固化材５００ｋｇ当たりの固化材ミルク用水量として３００リットル、４００リットル、５００リットル、６００リットル、７００リットルの５水準による気泡混合軽量土を製造し、その時の流動値であるテーブルフロー値およびシリンダーフロー値のほか、湿潤密度を測定する。
【００６６】
なお、試料（現位置土）の土質性状は以下の通りである。
【００６７】
・土質分類：粘性質土
・密度（単位体積重量）：１．４３ｔ／ｍ3
（土の湿潤密度試験 ＪＧＳ ０１９１に準拠）
・自然含水比：８７．０％
（土の含水比試験 ＪＩＳ Ａ １２０３に準拠）
また、造成しようとする気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）は下記の通りである。
【００６８】
・密度（単位体積重量）：１．１０ｔ／ｍ3
・軽量化率：７６．９％（＝（１．１／１．４３）×１００％）
・一軸圧縮強度（σ28）：３００ＫＮ／ｍ2
上記試料に対し、先に述べた５水準の単位水量（原土１ｍ3当たりに用いる水量）を加えた時に、密度（単位体積重量）１．１０ｔ／ｍ3となる理論上の配合を表１に示す。また、表１の用語の定義は下位の通りである。
【００６９】
・起泡材希釈水：起泡剤×１４（１５倍希釈の場合）
・気泡の質量（ｋｇ）：（起泡剤＋希釈水）の質量
・気泡の体積（リットル）：（起泡剤＋希釈水）の体積×２０
（２０倍発泡の場合）
・気泡混合軽量土の質量（ｋｇ）：（原土＋固化材＋固化材ミルク用水＋気泡） の質量
・気泡混合軽量土の体積：（原土＋固化材＋固化材ミルク用水＋気泡）の体積
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１の配合表に基づき、それぞれの固化材と固化材ミルク用水とを混合撹拌して固化材ミルクを製造し、その固化材ミルクと現位置土をソイルミキサーで所定時間混合撹拌して現位置土に「ほぐし処理」を施して流動化処理土とする。製造した混合撹拌処理直後の流動化処理土の流動値をテーブルフロー試験（ＪＩＳ Ａ ５２０１）およびシリンダーフロー試験（ＪＨＳ ３１３）により測定する。
【００７２】
気泡混合軽量土の理論密度（単位体積重量）１．１０ｔ／ｍ3となるように流動化処理土に対し表１の配合表に基づく規定量の気泡を添加して混合撹拌する。
【００７３】
さらに製造した気泡混合軽量土の密度を重量測定法にて測定する。なお、重量測定法とは、既知の定量容器に気泡混合軽量土を入れ、その質量を測定して密度を求める方法である。
【００７４】
この時の測定結果を表２に示す。なお、表２の軽量化損失率の定義は先に述べた通りであって、表２の軽量化損失率は理論密度を１（ここでは、１．１ｔ／ｍ3）とした時の軽量化不足の割合を示している。
【００７５】
【表２】
【００７６】
表２のテーブルフロー値と軽量化損失率との相関をグラフにしたものを図１に、同じく表２のシリンダーフロー値と軽量化損失率との相関をグラフにしたものを図２に、同じく表１のテーブルフロー値と表２のシリンダーフロー値との相関をグラフにしたものを図３にそれぞれ示す。同様に、表２のテーブルフロー値と単位水量との相関をグラフにしたものを図４に示す。
【００７７】
図１，２において、気泡混合軽量土の造成において、「ほぐし処理」が施された流動化処理土の流動値が高くなればなるほど軽量化損失率が小さくなることがわかる。その一方、流動化処理土の流動値を高くすることは可能ではあっても、同時にもう一方の目標値である気泡混合軽量土の強度を満足させるためにはより多くの固化材を必要とすることになる。
【００７８】
よって、軽量化損失率としては５％以下程度とすることが望ましく、本室内配合試験の粘性質土における流動化処理土の流動値（予定流動値）としては、テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上、シリンダーフロー値で８５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００７９】
一方、図４は、テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上を満足させるのに必要な単位水量は４２０リットル／ｍ3以上であることを示している。
【００８０】
この単位水量は土質性状により異なるので、土質性状に応じた単位水量を予め求めておくことが望ましく、造成対象現場ごとに行う室内配合試験で単位水量を求めるものとする。
【００８１】
＜粘性質土において目標強度を満足する固化材添加量の決定＞
先の室内配合試験でのデータから、固化材ミルクの単位水量は表２の軽量化損失率３．６％時における５００リットル／ｍ3とし、この単位水量で固化材添加量の配合試験を行う。なお、先に求められた単位水量４２０リットル／ｍ3以上にて配合試験を行うのは、ほかでもなく目標強度に対して安全側の強度を確保するためである。
【００８２】
現位置土１ｍ3当たりに、固化材ミルク用水５００リットル／ｍ3、固化材添加量として３００ｋｇ／ｍ3、５００ｋｇ／ｍ3、７００ｋｇ／ｍ3の３水準を設定し、気泡混合軽量土の理論密度を１．１ｔ／ｍ3とする配合にて試験を行う。表３に理論上の配合を示す。
【００８３】
【表３】
【００８４】
表３の固化材添加量理論配合表に基づき気泡混合軽量土を製造する。製造の手順は先の場合と同様とする。
【００８５】
製造した気泡混合軽量土を型枠（φ５０×１００のモールド）に流し込み、供試体を作成する。
【００８６】
所定強度が発現するのに必要な所定日数の養生後、供試体を用いて一軸圧縮強度試験（ＪＩＳ Ａ １２１６）を行う。この一軸圧縮強度試験の結果を表４に示す。なお、表４にいう「出来上がり１／ｍ3当たり」とは、造成される気泡混合軽量土１／ｍ3当たりに添加される固化材量を示す。
【００８７】
【表４】
【００８８】
表４のデータをもとに、固化材添加量と一軸圧縮強度との相関をグラフ化したものを図５に示す。
【００８９】
先に述べたように、当初の目標強度を３００ＫＮ／ｍ2以上としているので、図５から目標強度３００ＫＮ／ｍ2以上を満たす固化材添加量は１ｍ3当たり５２０ｋｇ／ｍ3とする。なお、この時の気泡混合軽量土１ｍ3当たりの固化材添加量は２３０ｋｇ／ｍ3となる。すなわち、原土１ｍ3に対して５２０ｋｇの固化材を添加すると、気泡混合軽量土は２．２７７ｍ3となる。これを気泡混合軽量土１ｍ3当たりの添加量に換算すると、
５２０／２．２７７＝２２８≒２３０ｋｇ／ｍ3
となる。
【００９０】
これまでの試験結果から明らかなように、気泡混合軽量土を効率良く且つ経済的に造成するには、気泡を混合撹拌する前に、先行工程にて固化材ミルクまたは水等により現位置土を流動化させることが有効であることが証明された。
【００９１】
先の室内配合試験に用いた試料は一般的な軟弱地盤に多く見られるところの含水比の高い粘性質土を用いた。軽量化損失率は土質性状により異なるものであるが、軟弱地盤を対象する現位置混合撹拌による気泡混合軽量土ならば、上記試験結果を基準に先行工程での流動化処理土の望ましい流動値（予定流動値）を決定することが可能である。
【００９２】
したがって、先に述べたように軽量化損失を５％とした時の流動化処理土の流動値、すなわちテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上、シリンダーフロー値で８５ｍｍ以上とすることは、気泡混合軽量土の造成を先行工程と後工程の二工程に分けて行うにあたり、少なくとも先行工程での流動化処理の際に信頼性の高い流動性の指標となる。なお、土質性状によってテーブルフロー値とシリンダーフロー値の相関は異なるが、少なくともいずれか一方のフロー値を指標とすれば良い。
【００９３】
また、現位置混合撹拌では、一つの現場において原土の土質性状が大きく変化することもあり得るので、軽量化損失率としては先に述べた５％程度とすることが望ましいが、場合によっては１０％程度とすることもある。いずれにしても、造成現場ごとに定められる目標密度、強度等により、予め行う室内配合試験において軽量化損失率が１０％以内となるように、先行工程で実施する流動化処理土の流動値をその都度求めることが望ましい。
【００９４】
なお、上記実験により得られた実際の配合例をまとめたものを表５，６に示す。
【００９５】
【表５】
【００９６】
【表６】
【実施例２】
【００９７】
ここでは、先の室内配合試験にて求められた値を用いて、図６，７に示すように軟弱地盤１上に高さＨ＝１．５ｍの盛土体２を造成するべく、壁面パネル３を併用しながら現位置土と固化材ミルクと気泡を相互に混合撹拌して気泡混合軽量土とする場合の例を示す。なお、気泡混合軽量土を造成すべきいわゆる１ロット分の量は５０／ｍ3とし、その施工に要する時間は１時間（６０分）と仮定する。
【００９８】
また、実施工には図７に示すように例えば作業系建設機械であるバックホウ４をベースマシンとする混合撹拌機６を用いるものとする。この混合撹拌機６は、バックホウ４のアーム５先端に装着されているとともに、上下方向に周回駆動されるエンドレスなドライブチェーンの外周側に複数の混合撹拌翼を備えた公知の構造のもので、バックホウ４の推力をもって軟弱地盤１に貫入されることになる。
【００９９】
施工対象となる現位置土の性状は先の室内配合試験の試料と同じで、下記の通りである。
【０１００】
・土質分類：粘性質土
・密度（単位体積重量）：１．４３ｔ／ｍ3
（土の湿潤密度試験 ＪＧＳ ０１９１に準拠）
・自然含水比：８７．０％
（土の含水比試験 ＪＩＳ Ａ １２０３に準拠）
また、造成しようとする気泡混合軽量土の品質目標値（設計値）も先の室内配合試験の場合と同じで、下記の通りである。
【０１０１】
・密度（単位体積重量）：１．１０ｔ／ｍ3
・軽量化率：７６．９％（＝（１．１／１．４３）×１００％）
・一軸圧縮強度（σ28）：３００ＫＮ／ｍ2
さらに、現位置土のほか各材料の基本配合は表６の通りとする。
【０１０２】
次に、気泡混合軽量土を５０ｍ3造成するのに必要な主材料は下記の通りとする。
【０１０３】
・現位置土：（４３９／５０）／１０００≒２２．０ｍ3
・固化材量：２３０×５０＝１１５００ｋｇ
・固化材ミルク用水量：２３０×５０＝１１５００リットル
・起泡剤量：０．８５×５０＝４２．５リットル
・起泡剤希釈水量：１１．９×５０＝５９５リットル
上記主材料により製造される複合材料を下記に示す。
【０１０４】
・固化材ミルク（固化材＋固化材ミルク用水）：（７６＋２３０）×５０＝１５３００リットル
・起泡材（起泡剤＋起泡剤希釈水）：４２．５＋５９５＝６３７．５リットル
・気泡（起泡材＋圧縮空気）（２０倍発泡）：６３７．５×２０＝１２７５０リットル
施工に先立ち、流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上とするのに必要な単位水量を求める。現位置土１ｍ3当たり固化材ミルク用水を１００リットル、２００リットル、３００リットルと加えて混合撹拌した後にテーブルフロー値を測定する。その実測値をテーブルフロー値と単位水量との相関としてグラフ化したものが図８である。
【０１０５】
先行工程では、先に述べた１ロット分の気泡混合軽量土（５０ｍ3）に見合った量の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく積極的に流動性を付与することを目的として、全固化材ミルクを製造するのに必要な水の一部を吐出しながら現位置土の混合撹拌を行って、現位置土を流動化処理土とする。ここで用いる水は、先に主材料として明記した固化材ミルク用水の一部を用いるものとし、したがって原則的には材料全体の数量は変化しない。しかしながら、後工程で用いる水量（残りの水量）が固化材ミルクの水／固化材比として０．５未満にはならないようにすることが望ましい。
【０１０６】
全固化材ミルクを製造するのに必要な水量は、
２３０×５０＝１１５００リットル
であることは先に述べた。
【０１０７】
先の先行工程に必要な単位水量は図８より２２０リットル／ｍ3とする。
【０１０８】
１ロット分の「ほぐし処理」に必要な単位水量は、
２２０×２２＝４８４０リットル
であるので、この４８４０リットルの水を例えば２０分間で原位置土中に吐出しながら混合撹拌を行う。
【０１０９】
固化材ミルク用水の吐出量は、
４８４０／２０＝２４２リットル／分
となる。
【０１１０】
後工程において、残りの固化材ミルク用水量にて製造される水／固化材比を算出してみる。
【０１１１】
残りの固化材ミルク用水の量は、
１１５００−４８４０＝６６６０リットル
であるので、水／固化材比は、
６６６０／１１５００≒０．５８＞０．５
として算出できる。
【０１１２】
この結果、後工程で用いる水量（残りの水量）が固化材ミルクの水／固化材比として０．５未満にはならないようにすることが望ましいとする先の要件を満たすことができる。
【０１１３】
上記先行工程での施工と並行して、起泡剤に水を加えた起泡材（１５倍希釈液）を予め製造しておく。
【０１１４】
先行工程にて製造した流動化処理土の流動値はテーブルフロー値で１５０ｍｍであり、図１のテーブルフロー値と軽量化損失率との相関より、造成される気泡混合軽量土の消泡による軽量化損失率は５％程度と予測される。
【０１１５】
したがって、先の室内配合試験にて求めた表６の配合表に基づき施工した場合には、上記消泡による軽量化損失率を考慮すると造成される気泡混合軽量土は４７．５ｍ3（５０ｍ3×０．９５）程度となるものと予測される。
【０１１６】
ここでは、軽量化損失率として現れる消泡分を消泡相当量として、この消泡相当量を補うべく起泡材の量を補正する。すなわち、軽量化損失率５％を補うのに必要な起泡材の量を求める。
【０１１７】
上記軽量化損失率が５％のとき、１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な割り増し分を
（５０／０．９５）−５０＝２．６≒３ｍ3
として算出する。
【０１１８】
先の室内配合試験にて求めた起泡材の量（起泡剤＋気泡剤希釈水）は６３７．５リットルであり、また消泡相当分（３ｍ3）の気泡材の量は３０００／２０＝１５０リットルであるから、消泡相当量を見込んだ上での先に述べた１ロット５０ｍ3分の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材の量を
６３７．５＋１５０＝７８７．５リットル
として求める。
【０１１９】
さらに、起泡材の吐出量（リットル／分）を
７８７．５／４０＝１９．７≒２０リットル／分
として求める。
【０１２０】
その結果として、全起泡材量は
２０リットル／分×４０分＝８００リットル
として算出できる。
【０１２１】
ここで、実際に造成される気泡混合軽量土量と軽量化損失率との関係についてみた時、現位置土量は２２．０３ｍ3、先に求めた固化材ミルク量は１５３００リットル＝１５．３ｍ3、気泡量は２０倍発泡で８００リットル×２０＝１６０００リットル＝１６．０ｍ3であるから、軽量化損失率を零とした場合の造成される気泡混合軽量土量は
２２．０＋１５．３＋１６．０＝５３．３ｍ3
となる。
【０１２２】
その一方、先に述べた消泡による軽量化損失率５％を考慮すると、
５３．３−（５３．３×０．０５）＝５０．６ｍ3≒５０ｍ3
となって、実際に造成される気泡混合軽量土量はおよそ５０ｍ3となることが理解できる。
【０１２３】
ここで、上記実施例２を整理すると、次のようになる。
【０１２４】
（ａ）先行工程として、１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対し毎分２４２リットルの水を吐出しながら２０分間混合撹拌して流動化処理土とする。この時に使用する総水量は２４２リットル×２０分＝４８４０リットルとなる。
【０１２５】
なお、当該実施例２では、全固化材ミルクを製造するのに必要な固化材ミルク用水のうち一部の水を加えて混合撹拌することで現位置土に「ほぐし処理」を施すべく流動化処理土としているが、土質性状によっては上記一部の水のみでは所定の流動値まで流動化しないこともあり得る。その場合には、予定流動値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値で８５ｍｍ以上）とするのに必要な水量にて混合撹拌するものとする。
【０１２６】
また、一般的には流動化処理土の流動値を下限値にて管理（テーブルフロー値で１５０ｍｍまたはシリンダーフロー値で８５ｍｍ）よりも、テーブルフロー値ならば例えば１８０〜１９０ｍｍ程度とした方が軽量化損失率も小さく、品質的、経済的にも有利となって望ましい。ただし、この場合には、予定の固化材ミルク用水量を上回ることになる。
【０１２７】
（ｂ）固化材１１５００ｋｇと残りの固化材ミルク用水６６６０リットル（１１５００−４８４０）とで固化材ミルクを製造する。この時の固化材ミルク量は、
（１１５００／３．０４）＋６６６０＝１０４４３リットル
となり、また固化材／水比は、
０．５８（６６６０／１１５００）
となる。
【０１２８】
（ｃ）起泡剤を水で１５倍希釈した起泡材を、１ロット分として８００リットル用意する。
【０１２９】
（ｄ）後工程として、上記（ｂ）の固化材ミルクと（ｃ）の起泡材を先の流動化処理土に対して４０分間吐出しながら混合撹拌する。この時、固化材ミルクは毎分２６１リットルを、起泡材は毎分２０リットルをそれぞれ発泡筒にて圧縮空気と合流させて吐出することにより、結果として毎分４００リットルのいわゆるフォーム状の気泡を製造しながら流動化処理土と混合撹拌する。
【０１３０】
これらの先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図９のようになる。
【０１３１】
また、上記発泡筒の一例を図１０に示す。
【０１３２】
発泡筒７は同図（Ａ）に示すように一般的には例えば直径が１０ｃｍ程度の筒状のもので、内部には同図（Ｂ）に示すようにメッシュ状（メッシュの大きさは例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度）のいわゆる金網８を多重層になるように配置したものや、同図（Ｃ）に示すように直径５ｍｍ程度の中空円筒状の豆碍子９を密になるように詰め込んだものが使用される。要は、起泡剤を水で希釈した起泡材を圧縮空気とともに通過させることによりフォーム状の気泡と化すことができれば良い。
【実施例３】
【０１３３】
この実施例３では、先行工程において１ロット分の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく水分を加えて混合撹拌することで流動化処理土とする点では先の実施例２と同じであるが、先行工程で使用する水分として全固化材ミルクのうちの一部のものを使用する点で実施例２と異なっている。
【０１３４】
先行工程での流動化処理土のテーブルフロー値が１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値が８５ｍｍ以上となるように、現位置土１ｍ3当たりに添加する単位水量を図４から４２０リットル／ｍ3として読み取る。
【０１３５】
現位置土１ｍ3当たりの固化材添加量が２３０ｋｇであることは先に述べたので、水／固化材比が１：１（２３０：２３０）となるように両者を混練りする。
【０１３６】
先行工程において１ロット分の現位置土（約２２０ｍ3）に必要な水量を、上記単位水量に現位置土量を乗じて最小水量を、
４２０リットル×２２＝９２４０リットル
として求め、さらに残りの固化材ミルク量を総固化材ミルク量から上記水量分を減じて、
１５３００リットル−９２４０リットル＝６０６０リットル
として求める。
【０１３７】
上記先行工程では、２０分間で９２４０リットルの水を現位置土中に吐出する。その時の吐出量は、
９２４０リットル／２０＝４６２リットル／分
となる。
【０１３８】
すなわち、先行工程では最小の単位水量４２０リットル／ｍ3として現位置土中に水を吐出しながら混合撹拌して流動化処理土とし、混合撹拌処理直後の流動化処理土の流動値を測定してテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上であることを確認する。
【０１３９】
この先行工程での使用水量は先に述べたように最小の水量であるから、テーブルフロー値が１５０ｍｍ以下である場合には、吐出時間あるいは吐出量を適宜増加させて流動化処理土の流動値を１５０ｍｍ以上とすることが望ましい。また、シリンダーフロー値では８５ｍｍ以上となるようにすることが望ましい。
【０１４０】
ここで、先行工程および後工程でそれぞれに用いる固化材ミルクの水／固化材比は共に同じとすることが望ましい。
【０１４１】
その一方、場合によっては、先行工程で用いる固化材ミルクの水／固化材比を１００％以上（例えば１５０〜２００％）とすることにより、流動化処理土のより望ましい流動値（予定流動値）（＝テーブルフロー値にて１８０〜１９０ｍｍ）とすることが可能となる。
【０１４２】
上記先行工程での施工と並行して、起泡剤に水を加えた起泡材（１５倍希釈液）を予め製造しておく。この時には予測される軽量化損失率は５％程度であり、必要な起泡材は先の実施例２の場合と同様となる。
【０１４３】
・室内配合試験で求めた気泡材の量：６３７．５リットル
・消泡相当分（３ｍ3）の起泡材量：３０００／２０＝１５０リットル
１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は下記のように算出される。
【０１４４】
６３７．５＋１５０＝７８７．５≒７８８リットル
さらに、残りの固化材ミルクと起泡材で製造される混合材料とその吐出量は下記のように算出される。
【０１４５】
６０６０＋７８８＝６８４８リットル
６８４８／４０＝１７１．２≒１７２リットル／分
毎分１７２リットルの混合材料を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて、発泡倍率２０倍で毎分５５２リットル（＝（２０×２０）＋１５２）のエアミルクを製造する。
【０１４６】
上記エアミルクを流動化処理土中に吐出しながら、４０分間混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する。
【０１４７】
このように本実施例においては、いわゆる気泡化の過程は先の実施例２とは異なるものの、流動化処理土としての流動値には変化がなく、実際に造成される気泡混合軽量土は約５０ｍ3となる。
【０１４８】
ここで、上記実施例３を整理すると、次のようになる。
【０１４９】
（ａ）先行工程として、１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対し毎分４６２リットルの固化材ミルクを吐出しながら２０分間混合撹拌して流動化処理土とする。この時に使用する固化材ミルク量は４６２リットル×２０分＝９２４０リットルとなる。
【０１５０】
この実施例３では、実施例２の水を固化材ミルクに代えて流動化処理土とするところに特徴がある。この場合、実施例２と同様に土質性状によっては上記一部の固化材ミルクのみでは所定の流動値まで流動化しないこともあり得る。その場合には、予定流動値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ以上）とするのに必要な固化材ミルク量または固化材ミルクの水／固化材比を大きくして混合撹拌するものとする。
【０１５１】
また、流動化処理土の流動値を下限値（テーブルフロー値で１５０ｍｍ）にて管理するよりも、テーブルフロー値ならば例えば１８０〜１９０ｍｍ程度とした方が軽量化損失率も小さく、品質的、経済的にも有利となることも実施例２と同様である。これは、水／固化材比を１５０〜２００％程度の範囲まで水量を多くすることで可能となるものであり、この場合には当然のことながら予定の固化材ミルク用水量を上回ることになる。
【０１５２】
（ｂ）残りの固化材ミルク６０６０リットルと起泡材７８８リットルで両者の混合材を準備する。
【０１５３】
（ｃ）後工程として、上記（ｂ）の混合材を毎分１７２リットルで圧縮空気とともに発泡筒を通過させて、エアミルクを製造するとともに、流動化処理土に対して４０分間吐出しながら混合撹拌する。
【０１５４】
これらの先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図１１のようになる。
【実施例４】
【０１５５】
この実施例４では、先行工程において１ロット分の現位置土（約２２ｍ3）に「ほぐし処理」を施すべく水分を加えて混合撹拌することで流動化処理土とする点では先の実施例２，３と同じであるが、先行工程で使用する水分として必要とする固化材ミルクの全量を使用する点のほか、その先行工程での混合撹拌時間を４０分、後工程での混合撹拌を２０分としている点で実施例２，３と異なっている。
【０１５６】
１ロット分の気泡混合軽量土の造成量、基本配合、時間当たり造成量等は先の実施例の場合と同様である。
【０１５７】
１ロット分の現位置土約２２ｍ3に固化材ミルクの全量１５３００リットルを加えながら４０分間混合撹拌し、流動化処理土とする。その時の流動化処理土の流動値を図１２のようにテーブルフロー値で約２４０ｍｍ前後のものとして読み取る。なお、図１２は図４と同じグラフである。
【０１５８】
固化材ミルクの吐出量は、
１５３００リットル／４０＝３８２．５リットル１／分
となる。
【０１５９】
流動化処理土の流動値としてテーブルフロー値で２４０ｍｍが得られる場合の軽量化損失率を約２％として図１から読み取る。
【０１６０】
そして、軽量化損失率を約２％とした場合の後工程での気泡の消泡相当量を算出する。
【０１６１】
軽量化損失率を２％として５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な割り増し分を算出すると、
（５０／０．９８）−５０＝１．０ｍ3
となる。
【０１６２】
先の室内配合試験の際に求めた起泡材量は６３７．５リットルであり、また消泡相当分（１．０ｍ3）の起泡材は１０００／２０＝５０リットルとなる。
【０１６３】
１ロット分５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は、
６３７．５＋５０＝６８７．５リットル
となり、その吐出量（リットル／分）は、
６３７．５／２０＝３４．４≒３５リットル／分
となる。
【０１６４】
故に全起泡材量は、
３５リットル／分×２０分＝７００リットル
となる。
【０１６５】
ここで、実際に造成される気泡混合軽量土量と軽量化損失率との関係についてみた時、現位置土量は２２．０ｍ3、先に求めた固化材ミルク量は、
１５３００リットル＝１５．３ｍ3
気泡量は２０倍発泡で、
７００リットル×２０＝１４０００リットル＝１４．０ｍ3
であるから、軽量化損失率を零とした場合の造成される気泡混合軽量土量は、
２２．０＋１５．３＋１４．０＝５１．３ｍ3
となる。
【０１６６】
その一方、先に述べた消泡による軽量化損失率２％を考慮すると、
５１．３−（５１．３×０．０２）＝５０．３ｍ3≒５０ｍ3
となって、実際に造成される気泡混合軽量土量はおよそ５０ｍ3となることが理解できる。
【０１６７】
ここで、上記実施例４を整理すると、次のようになる。
【０１６８】
（ａ）先行工程では、１ロット分の気泡混合軽量土を造成するのに必要な現位置土２２ｍ3に対して、固化材ミルク（水／固化材比１：１）を毎分３８２．５リットル吐出すながら４０分間混合撹拌して流動化処理土とする。
【０１６９】
この時の流動化処理土の流動値はテーブルフロー値で２４０ｍｍ、また図３に基づいて換算するとシリンダーフロー値で１９５ｍｍ程度となる。
【０１７０】
（ｂ）起泡剤を水で１５倍希釈した起泡材を１ロット分として７００リットル用意する。
【０１７１】
（ｃ）後工程では、上記（ｂ）の起泡材を２０分間吐出しながら流動化処理土と混合撹拌する。
【０１７２】
この時、起泡材は毎分３５リットルを発泡筒にて圧縮空気と合流させて吐出することにより、毎分７００リットルの気泡を製造しながら流動化処理土と２０分間混合撹拌して、気泡混合軽量土を５０ｍ3造成することになる。
【０１７３】
これらの実施例４での先行工程および後工程での処理を施工フロー図として表すと図１３のようになる。
【実施例５】
【０１７４】
現位置土の性状を予め高精度に把握できているかぎりにおいては、先の各実施例２〜４の施工手順でも気泡混合軽量土の品質を確保することは可能である。その一方、とりわけ現位置混合撹拌処理の場合には、混合撹拌箇所が移動するのに伴って現位置土の性状までもが変化することが往々にしてあるが、施工領域全体の土質性状を正確に把握するべく土質調査等に多くのコストと時間をかけても期待するほどの結果は得られない。何故ならば、完全なる土質性状の定量把握は相当困難を伴うだけではなく、土質性状の変化が気泡混合軽量土の品質に多かれ少なかれ影響することは当然であり、また避けがたいことでもあるからである。
【０１７５】
この点に、母材の調整が可能なプラント混合と当該現位置混合撹拌との違いがある。なお、ここに言う母材の調整とは、気泡混合軽量土化すべき現位置土（母材）の土質性状の試験を予め行い、母材として好ましい性状とするのに砂、粘性土または水等を添加混合して調質することを言う。
【０１７６】
この実施例５では、原土性状が場所によって変化していることが想定される場合に、実施例２と同様の工法を基本として施工しようとするものである。
【０１７７】
先行工程において混合撹拌処理した直後の流動化処理土の流動値を測定した上で、以下の手順で補正を行うものとする。
【０１７８】
（１）流動化処理土のテーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して０〜＋５ｍｍの場合には、原土性状の変化はないものとみなして、実施例２と同様に施工を進める。
【０１７９】
（２）その一方、テーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して例えば１７５ｍｍであった場合には、図１から軽量化損失率を３．６％として読み取る。よって、消泡相当量として上記３．６％を安全側に４％として丸めて起泡材量を求める。
【０１８０】
消泡相当分の起泡材は、
｛（５０／０．９６）−５０｝×１０００／２０＝１０４．２リットル
となる。
【０１８１】
１ロット５０ｍ3の気泡混合軽量土を造成するのに必要な起泡材量は、
６３７．５＋１０４．２＝７４１．７リットル
となる。
【０１８２】
また、起泡材の吐出量は
７４１．７／４０＝１８．５≒１９リットル／分
となる。
【０１８３】
さらに、全起泡材量は１９×４０＝７６０リットル
となる。
【０１８４】
上記条件にて施工を行えば、実施例２よりも少ない起泡材量にて約５０ｍ3の気泡混合軽量土が造成される。
【０１８５】
（３）テーブルフロー値が予定流動値１５０ｍｍに対して例えば１４０ｍｍであった場合には、最小の予定流動値を下回っているので、先行工程での水の吐出量を以下の手順で補正して、流動化処理土の流動値を再確認する。
【０１８６】
図１４は図４および図１２と同様にテーブルフロー値（ｍｍ）と単位水量（リットル／ｍ3）との相関を示しており、単位水量２２０リットル／ｍ3にて水を現位置土中に吐出して混合撹拌すれば、流動化処理土としての流動値はテーブルフロー値で１５０ｍｍとなることがわかる。
【０１８７】
しかしながら、先に述べたように実測テーブルフロー値は１４０ｍｍであり、それに相当する単位水量は１８０リットル／ｍ3であることがわかる。
【０１８８】
ここで、流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上にするのに必要な水量を求めると、
２２０＋（２２０−１８０）×（２２０／１８０）＝２６８．９≒２７０リットル／ｍ3
となる。
【０１８９】
また、１ロット分に必要な水量は、
２２×２７０＝５９４０リットル
となる。
【０１９０】
さらに、１分間当たりの吐出量は、
５９４０／２０＝２９７リットル／分
となる。
【０１９１】
そこで、吐出量２９７リットル／分にて水を吐出しながら現位置土を２０分間混合撹拌して、テーブルフロー値が１５０ｍｍ以上となる流動化処理土を製造する。
【０１９２】
他方、残りの固化材ミルク用水の量は、
１１５００−５９４０＝５５６０リットル
となり、
また、残りの固化材ミルク用水量にて製造される水・固化材比は、
５５６０リットル／１１５００リットル＝０．４８
となる。
【０１９３】
ここで、固化材ミルクの製造にあたりその水／固化材比は先にも述べたように０．５以上とすることが望ましく、水／固化材比を０．５とした場合には、必要とする固化材ミルク用水量は、
１１５００リットル×０．５＝５７５０リットル
となる。
【０１９４】
この結果、先行工程の流動化処理土の製造に用いる水量と後工程にて固化材ミルクを製造するのに用いる水量との合計量と、その初期予定量との差は、
（５９４０＋５７５０）−１１５００＝１９０リットル
となり、わずかではあるが、初期予定した固化材ミルク用水量を上回ることとなる。
【０１９５】
なお、場合によっては、この時の水／固化材比を０．５５〜０．６とすることもある。
【０１９６】
以降の後工程での処理は先の実施例２と同様である。
【０１９７】
（４）上記方法により、１ロットごとに目標値となるように管理するが、なおも造成される気泡混合軽量土の品質がばらつくことがある。この場合には、後工程での気泡混合軽量土の密度測定を行い、先に実施したロットの気泡混合軽量土の重量が目標値よりも大きい場合（例えば、両者の差をβとする）には、その隣りのロットでは先の増分βだけ重量が目標値よりも小さくなるように施工し、複数ロットでの重量の平均値が目標値となるように管理する。
【０１９８】
（５）また、１ロットごとの品質精度を高める方法として、後工程で処理した気泡混合軽量土の密度を速やかに測定し、その密度実測値に応じてエアミルク（気泡＋固化材ミルク）を追加吐出して、混合撹拌処理すると良い。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と軽量化損失率との相関を示すグラフ。
【図２】流動化処理土の流動性の指標であるシリンダーフロー値と軽量化損失率との相関を示すグラフ。
【図３】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値とシリンダーフロー値相互の相関を示すグラフ。
【図４】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図５】固化材添加量と一軸圧縮強さとの相関を示すグラフ。
【図６】気泡混合軽量土の施工例を示す断面説明図。
【図７】気泡混合軽量土の施工例を示すより詳細な断面説明図。
【図８】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図９】実施例２に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１０】発泡筒の一例を示す図で、（Ａ）はその側面説明図、（Ｂ）および（Ｃ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う拡大断面図。
【図１１】実施例３に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１２】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【図１３】実施例４に係る施工例において先行工程および後工程の詳細を示す施工フロー図。
【図１４】流動化処理土の流動性の指標であるテーブルフロー値と単位水量との相関を示すグラフ。
【符号の説明】
【０２００】
１…軟弱地盤
２…盛土体（気泡混合軽量土）
４…バックホウ（作業系建設機械）
６…混合攪拌機
７…発泡筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤系、タンパク質系、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と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法であって、
現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、
上記流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、
を含んでいて、
上記先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理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】
請求項１に記載の後工程に代えて、上記流動化処理土中にエアミルクを吐出して混合撹拌する後工程を含んでいて、
上記エアミルクは、固化材ミルクと起泡材とを混合した混合材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて製造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】
予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、
その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量と、その固化材ミルクの全量を製造するのに必要な全水量をそれぞれに予め定めておき、
先行工程では上記全水量のうちの一部の水を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成することを特徴とする請求項１または２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、
その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量を予め定めておき、
先行工程では上記固化材ミルクの全量のうちの一部の固化材ミルクを現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成することを特徴とする請求項１または２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の先行工程に代えて、上記固化材ミルクの全量を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程を含んでい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】
上記後工程では、当該後工程での混合撹拌時に生じる気泡の消泡を考慮して、その消泡相当量を増量させた起泡剤または起泡材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させることで気泡を製造し、該気泡と固化材ミルクまたは気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
上記後工程にて気泡の消泡相当量を増量させるにあたり、
上記流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損失度合いとの相関を予め定めておき、
この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を求め、
これを上記後工程での消泡相当量として増量させることを特徴とする請求項６に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
上記先行工程および後工程において、作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機にて混合撹拌処理を施すことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項１】
界面活性剤系、タンパク質系、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と現位置土および固化材ミルクを相互に混合撹拌して気泡混合軽量土を造成する方法であって、
現位置土中に水または固化材ミルクを吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程と、
上記流動化処理土中に固化材ミルクと気泡または気泡を単独で吐出して混合撹拌する後工程と、
を含んでいて、
上記先行工程で造成される流動化処理土の流動値をテーブルフロー値で１５０ｍｍ以上またはシリンダーフロー値にて８５ｍｍ以上となるように管理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】
請求項１に記載の後工程に代えて、上記流動化処理土中にエアミルクを吐出して混合撹拌する後工程を含んでいて、
上記エアミルクは、固化材ミルクと起泡材とを混合した混合材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させて製造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】
予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、
その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量と、その固化材ミルクの全量を製造するのに必要な全水量をそれぞれに予め定めておき、
先行工程では上記全水量のうちの一部の水を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成することを特徴とする請求項１または２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項４】
予め定められた所定量の気泡混合軽量土を造成するにあたり、
その所定量の気泡混合軽量土に必要な固化材ミルクの全量を予め定めておき、
先行工程では上記固化材ミルクの全量のうちの一部の固化材ミルクを現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成することを特徴とする請求項１または２に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の先行工程に代えて、上記固化材ミルクの全量を現位置土中に吐出して混合撹拌することにより流動化処理土を造成する先行工程を含んでい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】
上記後工程では、当該後工程での混合撹拌時に生じる気泡の消泡を考慮して、その消泡相当量を増量させた起泡剤または起泡材を圧縮空気とともに発泡筒を通過させることで気泡を製造し、該気泡と固化材ミルクまたは気泡を単独で流動化処理土中に吐出して混合撹拌することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項７】
上記後工程にて気泡の消泡相当量を増量させるにあたり、
上記流動化処理土の流動値と気泡の消泡度合いまたは軽量化損失度合いとの相関を予め定めておき、
この相関から得られた値に基づいて消泡相当量の起泡剤または起泡材の量を求め、
これを上記後工程での消泡相当量として増量させることを特徴とする請求項６に記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【請求項８】
上記先行工程および後工程において、作業系建設機械をベースマシンとする混合攪拌機にて混合撹拌処理を施すことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の気泡混合軽量土の造成方法。
【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】
【公開番号】特開２００９−２０２７（Ｐ２００９−２０２７Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３３６８（Ｐ２００７−１６３３６８）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【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２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【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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