JP3608539B2 - 海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土を有効利用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２及び図３に示すように、陸上１２に比較的近い浅瀬１１部分にケーソン１５を所定の範囲で構築し、該ケーソン１５と陸地１２間を埋め立て、この埋立て地１６を例えば、コンテナーヤードに利用する場合、ケーソン１５が構築されるケーソン施工領域１３近傍の軟弱地盤１１１を改良する必要ある。このような海上地盤改良工事は、ＳＣＰ（サンドコンパクションパイル）船１４が使用され、粘性土の軟弱地盤１１１に多数の締固め砂杭５１を打設することにより行われる。この場合、締固め砂杭５１に使用される砂、礫などの材料は外部から導入されるものであるため、海上の軟弱地盤である粘性土と砂杭との置換率が高くなると、海上地盤の表面１１１ａが隆起し、盛り上がり土１が発生する。盛り上がり土１は後工程におけるケーソン１５の構築の障害となるため、計画高まで浚渫し、除去する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
盛り上がり土１は、含水比が５０〜２００％と高い粘性土であるため、他の用途には利用し難く、ごく一部の有効利用を除いては、浚渫後、場外へ搬出され廃棄処分されていた。しかしながら、自然環境へ与える影響から処分場の確保についても現状においては困難な場合が多い。そこで、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土１を有効利用することができれば、処分場の確保の問題を解決できる。また、この盛り上がり土１をその場で有効利用できれば、場外への搬出コストが削減でき、更に都合が良い。
【０００４】
従って、本発明の目的は、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土を有効利用することにより、処分量の削減を図ることにあり、また、本発明の他の目的は、この盛り上がり土をその場で使用して、場外への搬出コストを低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、海上地盤改良工事で発生した高含水比の盛り上がり土に、改質材と粗粒材を適当量配合し、特定の物性を有する混合土を得れば、締固め砂杭打設用に適した中詰め材料が得られ、該盛り上がり土の有効利用が図れることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土、改質材及び粗粒材を混合して、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上の混合土を得、該混合土を締固め砂杭造成用の中詰め材料として使用する海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法を提供するものである。
また、本発明は、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土と改質材を混合して、改質土を得、次いで、該改質土と粗粒材を混合して、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上の混合土を得、該混合土を締固め砂杭造成用の中詰め材料として使用する海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、盛り上がり土とは、海上の粘性土地盤に締固め砂杭を多数造成する際、発生する隆起した土を言う。海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土は、含水比５０〜２００％、多くは８０〜１５０％の粘性土である。含水比は土に含まれる水重量と乾燥土重量との比率を言い、ＪＩＳ Ａ１２０３「水の含水比試験方法」で得られる値である。この盛り上がり土は従来、浚渫され場外の処分場に搬出されていたものである。本発明においては、海上地盤の計画高まで浚渫された後、改質材および粗粒材と混合されるため、海上の改質船上の混合場所や混合機または陸上の所定の混合場所などへ搬出される。
【０００８】
改質材としては、前記盛り上がり土の含水量を減少させるものであればよく、例えば、生石灰、ポリマー系吸湿材、セメントなどの脱水系材料が挙げられる。このうち、生石灰が入手のし易さ及び混合土を特定の物性値に調整し易い点で好適である。粗粒材は含水比を低下させると共に、塑性指数を低下させるために配合される。粗粒材としては、砂、礫などを主成分とする天然の砂質土や砕石などの人工の粗粒成分含有物が挙げられる。粗粒材には粘土、シルトなどの細粒成分は、最大１５％程度含んでいてもよいが、該細粒成分はできるだけ少ない方が、粗粒材の配合量を低減できる点で好適である。
【０００９】
本発明において、前記盛り上がり土、改質材および粗粒材を混合する方法としては、特に制限されず、上記３つの原料を一度に混合する方法、前記盛り上がり土と改質材を混合して、ハンドリングに優れた改質土を予め製造し、次いで、該改質土と粗粒材を混合して混合土を得る方法などが挙げられる。このうち、前記盛り上がり土と改質材を混合して、ハンドリングに優れた改質土を製造し、次いで、該改質土と粗粒材を混合する方法が、ハンドリングがよいこと、および後述する混合土の特定の物性を得るための調整が行い易い点で好ましい。
【００１０】
前記３つの原料の配合比率としては、後述する所定の物性が得られるような配合比率が適宜選択される。一例を示せば、盛り上がり土１ｍ^３に対して、改質材５０〜２００ｋｇ、通常は１００ｋｇ程度混合して、含水比を低下させた改質土を得、次いで、該改質土１００重量部に対して、粗粒材を４０〜１５０重量部混合すればよい。
【００１１】
前記方法で得られた混合土は、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上であり、通常、含水比５〜２５％、塑性指数０〜２０、細粒分１５〜７０％である。塑性指数は土の塑性状態と液性状態の境界の含水比（液性限界）と土の半固体状態と塑性状態の境界の含水比（塑性限界）の差で表される。塑性指数は透水係数と相関し、塑性係数が２０以下の場合に所定の透水係数が確保され、これにより土のケーシングからの排出が良好になる。逆に、塑性指数が２０を越えるものは、所定の透水係数が確保できず、ケーシングからの材料の抜けが悪くなる傾向にある。この理由は、所定の透水係数が確保されると、土のケーシングからの排出に必要とされる透気性が確保されるためである。塑性指数は、ＪＩＳ Ａ１２０５「土の液性限界・塑性限界試験方法」により求められる。また、混合土の物性が上記範囲内であれば、砂杭施工で使用されるケーシングへの投入や排出が容易であり、また、ケーシング内の移動が円滑となり、中詰め材料として好適なものとなる。細粒分は、粘土分およびシルト分であり、粒径が０．０７５ｍｍ以下の粒度を有するものである。なお、粒径は、ＪＩＳ Ａ１２０４「土の粒度試験方法」により求められるものである。
【００１２】
前記物性を有する混合土は陸上又は海上の砂杭系地盤改良工法における中詰め材料として使用される。砂杭系地盤改良工法としては、締固め砂杭工法が挙げられる。更に、該混合土は、前記海上地盤改良工事内で造成する締固め砂杭用の中詰め材料として使用すれば、場外への盛り上がり土の搬出コストを削減することができる点で好適である。陸上の砂杭系地盤改良工法の対象地盤としては、特に制限されないが、含水比がやや高めの粘性土であれば、本発明に係る特定の物性値を有する混合土を該工法の中詰め材料として有効に活用することができる。
【００１３】
次に、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土を、該海上地盤改良工事内で造成する締固め砂杭用の中詰め材料として使用する方法を図１を参照して説明する。図１（Ａ）は本例の海上地盤改良工事を説明するための模式図であり、図１（Ｂ）は海上地盤改良工事の完成された状態を示す模式図である。図１において、右向きの矢印は砂杭の打設方向を示す。
【００１４】
本例の地盤改良工事では、改質土船２、混合土船（以下、ＳＣＰ船とも言う）３、粗粒材船４および図では省略する浚渫船が使用される。改質土船２は改質土を製造する場所となり、且つ改質土を混合土船３に搬送する役目をし、改質材貯槽２１、不図示の混合機及びグラブ付きクレーンを備える。混合土船３は混合土を製造する場所となるもので、混合設備３１と締固め砂杭打設機３２を備える。粗粒材船４は粗粒材を貯留し、該粗粒材を混合土船３に搬送する役目をし、粗粒材貯槽４１及び不図示のグラブ付きクレーンを備える。工事の規模が大きい場合、粗粒材船４に積載された粗粒材を一時的にストックするガット船を更に用い、粗粒材船４をガット船と陸上間を往復する粗粒材の運搬船としてもよい。
【００１５】
海上の軟弱地盤１１１は混合土船に付設される締固め砂杭打設機３２により多数の砂杭が造成される。締固め砂杭打設工法は公知の方法が利用できる。すなわち、締固め砂杭打設工法は、例えば、ケーシングを海上地盤中の設計深度まで貫入した後、地表まで引き抜く過程で、前記ケーシングを一定深さ引き抜き、ここで管内に投入された砂などの中詰め材を排出する引き抜き工程と、前記ケーシングを再び貫入して排出砂などを締固める再貫入工程とを繰り返して行うことにより、所定の強度に締固めた砂杭を造成し、海上の軟弱地盤を改良する工法である。海上地盤と砂杭の置換率、すなわち、海上地盤の地盤改良率が３０〜９５％、特に、５０〜９５％であれば、地盤改良が十分行われると共に、盛り上がり土１が有効利用できる十分な量を発生するため本発明では有効である。海上地盤改良工事の初期は砂杭の中詰め材料は従来使用されている砂、砕石等が使用される。初期段階の砂杭施工により、改良地盤上に盛り上がり土が発生してくる。
【００１６】
発生した盛り上がり土１は不図示の浚渫機で改質土船２の混合機に運ばれる（矢印ａ）。改質土船２では該混合機により、改質材貯槽２１に貯留された改質材（矢印ｂ）と前記盛り上がり土が混合され、改質土が製造される。この改質土は含水比が低減されているためハンドリング性に優れる。該改質土はグラブ付きクレーンなどでＳＣＰ船３に運ばれ（矢印ｃ）、粗粒材船４からグラブ付きクレーンなどで移送された粗粒材（矢印ｄ）と混合設備３１により混合されて所定の物性を有する混合土となる。
【００１７】
得られた混合土は砂杭施工用の中詰め材料としては、好適なものであり、以後の砂杭の打設からはこの中詰め材料が使用される。上記のように、盛り上がり土の浚渫、混合土の製造、およびこの混合土を中詰め材料とする砂杭の打設、この砂杭の打設に伴う盛り上がり土の発生、という以上のサイクルを繰り返し行うことで、本例の地盤改良工事は施工される。工事終盤では盛り上がり土は余ることになり、処分されるが、従来の処分量に比べると遥かに少量である。
【００１８】
このように、本例の海上地盤改良工事によれば、図１（Ｂ）に示すように、海上の軟弱地盤は改良されると共に、発生する盛り上がり土１の処分量を極力減らして、有効利用できる。改良された地盤は置換率が中置換の３０〜５０％、好適には高置換の５０〜９５％であり、優れた強度の地盤を得ることができる。また、発生する盛り上がり土を場外へ搬出することなくその場で使用できるため、搬出コストを低減することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土を有効利用することにより、処分量の削減を図ることができる。また、この盛り上がり土をその場で使用すれば、場外への搬出コストを低減することができる。また、海上地盤の地盤改良率が、特に、５０〜９５％であれば、優れた地盤強度が得られると共に、盛り上がり土１が有効利用できる十分な量を発生するため本発明では有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本例の海上地盤改良工事を説明するための模式図であり、（Ｂ）は海上地盤改良工事の完成された状態を示す模式図である。
【図２】従来の海上地盤改良工事を施工する領域を説明するための平面図である。
【図３】従来の海上地盤改良工事を説明するための図であり、（Ａ）は改良工事中、（Ｂ）は改良工事終了後の状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１ 盛り上がり土
２ 改質土船
３ 混合土船（ＳＣＰ船）
４ 粗粒材
５ 改良域
１１ 海の浅瀬
１２ 陸上
１３ ケーソン施工領域
１４ ＳＣＰ船
１５ ケーソン
１６ 埋立て地
２１ 改質材貯槽
３１ 混合設備
３２ 締固め砂杭打設機
４１ 粗粒材貯槽
５１ 締固め砂杭
１１１ 軟弱地盤
１５１ 砂利や砕石などでつくる基礎

Claims (5)

1. 海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土、改質材及び粗粒材を混合して、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上の混合土を得、該混合土を締固め砂杭造成用の中詰め材料として使用することを特徴とする海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法。
2. 海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土と改質材を混合して、改質土を得、次いで、該改質土と粗粒材を混合して、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上の混合土を得、該混合土を締固め砂杭造成用の中詰め材料として使用することを特徴とする海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法。
3. 海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土を、浚渫機を有する浚渫船で改質土船２の混合機に運び、該混合機により、改質材貯槽２１に貯留された改質材と前記盛り上がり土を混合して改質土を製造し、該改質土をグラブ付きクレーンでＳＣＰ船３に運び、粗粒材船４からグラブ付きクレーンで移送された粗粒材と混合設備３１により混合して、含水比２５％以下、塑性指数２０以下、細粒分含有率１５％以上の混合土を得、該混合土を締固め砂杭造成用の中詰め材料として使用することを特徴とする海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法。
4. 前記混合土を、前記海上地盤改良工事内で造成する締固め砂杭用の中詰め材料として使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法。
5. 前記海上地盤改良工事の地盤改良率が、３０〜９５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の海上地盤改良工事で発生する盛り上がり土の利用方法。

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