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JP4319720B2 - Caisson's prefilled filling material - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーソン築造の先行削坑に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ケーソン削坑用充填材料として、無機系微粉末モルタルが使用されている。しかし、図2のように、ケーソンaの沈設位置の埋立地盤に捨石(5〜100kg/個程度)やクラッシャランC−40のような基礎捨石があると、その基礎捨石の隙間が大きいため、従来の充填材料を先行壁となる先行削坑bに充填すると、充填材料が捨石の間に浸透して、流失してしまう問題がある。
【0003】
【発明の目的】
本発明は、上記のような目的を達成するためになされたもので、ケーソンの埋立地盤が基礎捨石の場合に、充填材料が散逸浸透しないで先行壁を構築できるようにすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明のケーソンの先行削孔内に充填する充填材料は、粗骨材の最大寸法40mm以上であり、1立方メートル当り、セメント10〜80kg重量部、鉱物系微粉末150〜300kg重量部、細骨材750〜950kg重量部、粗骨材750〜1000kg重量部、水溶性高分子セルロース系1.0〜3.0kg重量部からなる充填材料に、水を混合して製造したフレッシュコンクリートのスランプフロー値が28〜50cmの範囲である、ケーソンの先行削孔内に充填する充填材料を特徴としたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【0006】
<イ>充填材料
本発明の充填材料は、次のような配合割合のものを使用する。
【0007】
粗骨材の最大寸法40mm以上で1立方メートル当たり、
セメント10〜80kg重量部、
鉱物系微粉末150〜300kg重量部、
細骨材750〜950kg重量部、
粗骨材750〜1000kg重量部、
水溶性高分子セルロース系1.0〜3.0kg重量部、
に水を混合して製造したフレッシュコンクリートのスランプフロー値が28〜50cmの範囲である。
【0008】
<ロ>水溶性高分子
水溶性高分子は、天然高分子、半合成品、合成品に分類されるが、本発明の材料に使用するものは、水溶性高分子セルロース系が適しており、特に半合成品のセルロース系が好ましい。
【0009】
セルロース系にはビスコース、メチルセルロース(MC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(EHC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)がある。
【0010】
これらのセルロース系の水溶性高分子は、いずれも適用できるが、種類によっては、コンクリート中に空気を多く混入すると、強度低下を起こすなどコンクリートの品質に悪影響を及ぼすものがある。このような欠点が表れないように、主剤に微量の補助剤を加えて品質を安定化するためには、メチルセルロース(MC)が最適である。
【0011】
水溶性高分子セルロースの使用量は、▲1▼材料分離を防ぐために必要最小限の量で、▲2▼懸濁物質が150mg/L以下を満足するために試験を行った。その結果は、1.0〜3.0kg/m3が最適である。これは、セルロースの量を多く使用すると懸濁物質が小さくなるが、しかし、3.0kg/m3を超えるとスランプフローが小さくなり施工が困難となるためである。
【0012】
このような水溶性高分子を用いる理由は、水中での充填材料の材料分離を防ぎ、濁度ができるかぎり少なく、懸濁物質が150mg/L以下を満足するためである。
【0013】
<ハ>鉱物系微粉末
鉱物系微粉末は、鉱物を細かくした微粉末であり、例えば、砕石を細かくした石粉、陶器を製造する場合に使用する粉末などが適している。
【0014】
鉱物系微粉末の粒径は、70μ以下が70%以上混合されているものがよい。これは、微粉末の粒径が大きい場合には、セメントの粒径(30μ平均)と著しく異なり、セメントの粒子と置換えることが困難となる。そのため、コンクリートの材料、セメント、鉱物系微粉末、細骨材、粗骨材の各々との粒径のバランスがくずれる。これは、いわゆる材料分離の原因となる。
【0015】
鉱物系微粉末の使用量について、本発明では、セメント量が10〜80kg/m3と普通コンクリートのセメント量300kg/m3に比べて極めて少ない。材料の粒径のバランスを良くし、材料分離を防ぎ、施工性を有するスランプフローを得るためには、セメントと鉱物系微粉末を合わせて200kg/m3以上必要である。本発明の鉱物系微粉末を除くコンクリート材料と鉱物系微粉末とのバランスから鉱物系微粉末量は、150〜300kg/m3の範囲でなければならない。これは試験により求めたものである。
【0016】
一方、鉱物系微粉末の替わりに鉄鋼スラグを用いると、粒径は良好であるが、スラグはセメントと同時に使用すると、強度増加に寄与する。本発明の長期強度が増大しないで低強度コンクリートの条件では鉄鋼スラグが不適である。
【0017】
このように鉱物系微粉末を用いる理由は、一部前記したように、セメントに代わるもので強度増加しないで、材料分離を防ぐためである。
【0018】
<ニ>セメント
セメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどのいずれのセメントでもよく、現在市販されているものが使用できる。
【0019】
セメント量は、本発明のように対象物件の強度が3.0N/mm2以下で長期材齢において、強度増加を起こさないために、10〜80kg/m3が適している。セメント量が10kg/m3未満の場合に、水中強度が0.01N/mm2以下となり、コンクリートの透水係数も悪くなる。80kg/m3を超えるとコンクリートの長期強度が3.0N/mm2以上となる。これは試験により求めたものである。
【0020】
<ホ>細骨材・粗骨材
細骨材は、川砂、海砂、山砂、砕砂いずれでもよい。これらをブレンドして使用することもできる。
【0021】
粗骨材は、川砂利、砕石いずれでもよい。ただし、粗骨材の最大寸法は下記の浸透試験で明らかになったように、20mmでは、基礎捨石の隙間からコンクリートが流中するので40mm以上が最適である。
【0022】
<ヘ>水
コンクリートが基礎捨石の隙間から流出しないで、コンクリートポンプ圧送が安定してできる単位水量は、水溶性高分子セルロース系の量、セメント量、鉱物系微粉末量により異なる。試験で求めてたスランプフロー28〜50cmを得るために要する単位水量は、190〜230kg/m3程度が必要である。
【0023】
<ト>混練作業
本発明のコンクリート製造は、通常のミキサーで行うことができる。
【0024】
<チ>施工性
本発明のコンクリート施工は、一般的にコンクリートポンプ又はトレミー管で行われる。コンクリートポンプで施工する場合では、コンクリートが安定圧送できなければならない。水中での材料分離を防ぐための水溶性高分子セルロースを添加したコンクリートは、粘性が普通コンクリートよりも増加し、コンクリートポンプによる圧送性が低下する。本発明においても、スランプフローが28cmより小さくなるとコンクリートポンプの圧力が増大し、コンクリートポンプ圧送が困難となる。さらに、スランプフローが50cmを超えると、モルタル分が流動し、基礎捨石の隙間を流出する。この結果、壁が築造できなくなる。これらのスランプフロー28〜50cmの範囲は、試験により確認したものである。
【0025】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【0026】
<イ>粗骨材の最大寸法
ケーソン沈設埋立地盤が、基礎捨石S−80(石1個当たり5〜100kg)やクラッシャランC−40がある場合には、モルタル(粗骨材の最大寸法5mm)や粗骨材の最大寸法20mmのコンクリートでは、基礎捨石の隙間から充填材料が流出して先行壁が築造できなくなると推定され、以下の品質が要求される。
▲1▼水中での材料分離がなく均一な性質が得られること。懸濁物質量が150mg/L以下であること。
▲2▼捨石の隙間から流失する量ができるだけ少ないこと。基礎捨石が1個当たり5〜100kgの場合、空隙率は35〜45%であるので、この隙間を充填材料が流失しないこと。
▲3▼築造した壁の透水係数は、1.0×10-7cm/secのオーダーが、確保されなければならない。
▲4▼水中での充填材料の圧縮強度は、掘削機械で容易に壊せることができる低強度で、3.0N/mm2以下であることが望ましい。
▲5▼コンクリートポンプ又はトレミー管で容易に施工できる流動性が確保されなければならない。スランプフローは、28〜50cmが望ましい。
【0027】
<ロ>浸透実験
コンクリートの浸透実験は、図1に示す装置を用いて行った。装置は、水槽1(底面2000mm×2000mm、高さ1000mm)に捨石2を配置し、その上に底の無い枠3(φ1000、高さ1000mm)を載せる。捨石2は、5〜100kg/個の程度とし、立方体に換算すると、12〜33cm3程度である。
【0028】
最大寸法20mmの骨材と最大寸法40mmの骨材の2種類の低強度コンクリート4を使用し、装置の枠3内に注入し、低強度コンクリート4が、枠3の底部から捨石2へ流失する浸透状況を調べた。
【0029】
低強度コンクリートの最大寸法20mmと最大寸法40mmの配合割合は、表1に示し、その特性を表2に示す。セメント(C)は、早強ポルトランドセメントを使用し、鉱物系微粉末(LS)は、石灰石微粉末70μ以下の70%を使用し、水溶性高分子セルロース系(MC)は、メチルセルロースを使用した。骨材(S、G1、G2)は、最大寸法20mmの場合、表3に示し、最大寸法40mmの場合、表4に示す。
【0030】
【表1】

Figure 0004319720
【0031】
【表2】
Figure 0004319720
【0032】
【表3】
Figure 0004319720
【0033】
【表4】
Figure 0004319720
【0034】
最大寸法20mmの低強度コンクリートの場合、浸透状況は、捨石の空隙率が39%であり、低強度コンクリートが捨石層70cmを貫通し、水槽底部でコンクリート材料が分離した。
【0035】
最大寸法40mmの低強度コンクリートの場合、浸透状況は、捨石の空隙率が41.6%であり、低強度コンクリートが捨石層30〜40cmで止まり、捨石層内のコンクリートの材料分離は少なかった。
【0036】
最大寸法40mmの低強度コンクリートの圧縮強度は、表5に示すように、材齢7日では、気中作製で0.23N/mm2、水中作製で0.14N/mm2であり、材齢28日では、気中作製で0.35N/mm2、水中作製で0.23N/mm2であり、所望の強度であった。懸濁物質量は、77mg/Lであった。
【0037】
【表5】
Figure 0004319720
【0038】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<イ>ケーソンの沈設において、ケーソン沈設の地盤状況が基礎捨石の場合で、その粒径が5〜100kg/個やクラッシャランC−40など隙間の大きい基礎でも、本発明の充填材料は、隙間を流失することがなく、壁を築造することができる。
<ロ>本発明の充填材料は、長期強度の増大がなく、強度も3.0N/mm2以下であるので、再び壊すときも容易にできる。
<ハ>本発明の充填材料は、通常のミキサで製造でき、かつ市場のコンクリートボンプで安定圧送できる。
<ニ>本発明の充填材料は、市場で容易に購入でき、かつ極めて安価な材料であるので経済的な充填材料が得られる。
<ホ>本発明の充填材料は、低強度であるが、水中での材料分離が起きないので、透水係数が1.0×10-7/secのオーダーを満足する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の浸透実験装置の説明図
【図2】 捨石5〜100kg/個やクラッシャランC−40が埋設された地盤におけるケーソンの先行削孔の説明図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a prior pit built by caisson.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, inorganic fine powder mortar has been used as a filling material for caisson drilling. However, as shown in FIG. 2, if there is a rubble (about 5-100 kg / piece) or a crusheran C-40 on the landfill board at the caisson a sinking position, the gap between the rubble is large. When the preceding drilling hole b serving as the leading wall is filled with the filling material, there is a problem that the filling material permeates between the rubbles and is washed away.
[0003]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in order to achieve the above-described object, and in the case where the caisson landfill board is a basic rubble, it is possible to construct a leading wall without dissipating and penetrating the filling material.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problems as described above, the filling material filled in the preceding drilling hole of the caisson of the present invention has a maximum size of coarse aggregate of 40 mm or more, 10 to 80 kg by weight of cement per cubic meter, mineral Water is added to a filling material consisting of 150 to 300 kg by weight of fine powder, 750 to 950 kg by weight of fine aggregate, 750 to 1000 kg by weight of coarse aggregate, and 1.0 to 3.0 kg by weight of water-soluble polymer cellulose. A fresh concrete produced by mixing is characterized by a filling material that fills the preceding drilling holes of the caisson , wherein the slump flow value is in the range of 28 to 50 cm.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0006]
<A> Filling material The filling material of the present invention uses the following blending ratio.
[0007]
The maximum size of coarse aggregate is 40mm or more per cubic meter,
10 to 80 kg by weight of cement,
Mineral fine powder 150-300 kg by weight,
750 to 950 kg by weight of fine aggregate,
Coarse aggregate 750-1000 kg by weight,
1.0 to 3.0 kg by weight of water-soluble polymer cellulose,
The slump flow value of fresh concrete produced by mixing water with the water is in the range of 28 to 50 cm.
[0008]
<B> Water-soluble polymer Water-soluble polymers are classified into natural polymers, semi-synthetic products, and synthetic products, but those used in the material of the present invention are suitable for water-soluble polymer cellulose systems, A semi-synthetic cellulose type is particularly preferable.
[0009]
Cellulose types include viscose, methylcellulose (MC), ethylcellulose (EC), hydroxyethylcellulose (EHC), and carboxymethylcellulose (CMC).
[0010]
Any of these cellulosic water-soluble polymers can be applied, but depending on the type, there are some which adversely affect the quality of the concrete, for example, when a large amount of air is mixed into the concrete, the strength is lowered. In order to prevent such defects from appearing, methylcellulose (MC) is optimal for stabilizing the quality by adding a small amount of an auxiliary agent to the main agent.
[0011]
The amount of water-soluble polymer cellulose used was (1) the minimum amount necessary to prevent material separation, and (2) the test was conducted in order to satisfy the suspended matter of 150 mg / L or less. As a result, 1.0 to 3.0 kg / m 3 is optimal. This is because, if a large amount of cellulose is used, the suspended substance becomes small, but if it exceeds 3.0 kg / m 3 , the slump flow becomes small and the construction becomes difficult.
[0012]
The reason for using such a water-soluble polymer is to prevent material separation of the filling material in water, minimize the turbidity as much as possible, and satisfy the suspended substance of 150 mg / L or less.
[0013]
<C> Mineral fine powder Mineral fine powder is a fine powder obtained by finely pulverizing minerals. For example, stone powder obtained by finely pulverizing crushed stone, powder used for producing ceramics, and the like are suitable.
[0014]
The particle size of the mineral fine powder is preferably such that 70 μm or less is mixed by 70% or more. When the particle size of the fine powder is large, this is remarkably different from the particle size of the cement (average of 30 μm), which makes it difficult to replace the cement particles. Therefore, the balance of particle sizes with each of concrete material, cement, fine mineral powder, fine aggregate, and coarse aggregate is lost. This causes so-called material separation.
[0015]
The amount of the mineral fine powder, in the present invention, the amount of cement is very small compared to the cement content 300 kg / m 3 of ordinary concrete and 10~80kg / m 3. In order to improve the balance of the particle size of the material, prevent material separation, and obtain a slump flow having workability, it is necessary to add 200 kg / m 3 or more of cement and mineral fine powder. From the balance between the concrete material excluding the mineral fine powder of the present invention and the mineral fine powder, the amount of the mineral fine powder must be in the range of 150 to 300 kg / m 3 . This is determined by testing.
[0016]
On the other hand, when steel slag is used instead of mineral fine powder, the particle size is good, but when slag is used simultaneously with cement, it contributes to an increase in strength. Steel slag is not suitable under the conditions of low-strength concrete without increasing the long-term strength of the present invention.
[0017]
The reason why the mineral fine powder is used in this way is to replace the cement as described above in part to prevent material separation without increasing the strength.
[0018]
<D> The cement cement may be any cement such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, and moderately hot Portland cement, and those currently on the market can be used.
[0019]
The amount of cement is suitably 10 to 80 kg / m 3 so that the strength of the target property is 3.0 N / mm 2 or less as in the present invention and the strength does not increase in the long-term material age. When the amount of cement is less than 10 kg / m 3 , the underwater strength becomes 0.01 N / mm 2 or less, and the water permeability coefficient of concrete also deteriorates. When it exceeds 80 kg / m 3 , the long-term strength of the concrete becomes 3.0 N / mm 2 or more. This is determined by testing.
[0020]
<E> Fine aggregate / coarse aggregate The fine aggregate may be river sand, sea sand, mountain sand, or crushed sand. These can be blended and used.
[0021]
The coarse aggregate may be either river gravel or crushed stone. However, the maximum size of the coarse aggregate is 20 mm or more as the maximum size of the coarse aggregate is 20 mm because the concrete flows from the gaps of the foundation rubble.
[0022]
<F> The amount of unit water that can be stably pumped by the concrete pump without the water concrete flowing out from the gap between the foundation rubble varies depending on the amount of water-soluble polymer cellulose, the amount of cement, and the amount of fine mineral powder. The unit water amount required to obtain the slump flow of 28 to 50 cm obtained in the test needs to be about 190 to 230 kg / m 3 .
[0023]
<G> Kneading work The concrete production of the present invention can be carried out with an ordinary mixer.
[0024]
<H> Workability Concrete construction of the present invention is generally performed with a concrete pump or a tremy pipe. When constructing with a concrete pump, the concrete must be able to be pumped stably. Concrete added with water-soluble polymer cellulose to prevent material separation in water has a higher viscosity than ordinary concrete and lowers the pumpability of the concrete pump. Also in the present invention, when the slump flow is smaller than 28 cm, the pressure of the concrete pump increases and it becomes difficult to pump the concrete pump. Furthermore, when the slump flow exceeds 50 cm, the mortar part flows and flows out through the gaps in the basic rubble. As a result, the wall cannot be built. The range of these slump flows of 28 to 50 cm is confirmed by a test.
[0025]
Examples of the present invention will be described below.
[0026]
<A> Maximum size of coarse aggregate When caisson-sunk landfill board has foundation rubble S-80 (5-100kg per stone) or crusheran C-40, mortar (maximum size of coarse aggregate 5mm) In concrete having a maximum size of 20 mm and coarse aggregate, it is estimated that the filling material flows out from the gap between the foundation rubble and the preceding wall cannot be built, and the following quality is required.
(1) Uniform properties can be obtained without material separation in water. Suspended substance amount is 150 mg / L or less.
(2) The amount that can be washed away from the gaps between rubble is as small as possible. When the basic rubble is 5 to 100 kg per piece, the porosity is 35 to 45%, so the filling material should not be washed away in this gap.
(3) The permeability coefficient of the built wall must be secured on the order of 1.0 × 10 −7 cm / sec.
{Circle around (4)} The compressive strength of the filling material in water is preferably low, which can be easily broken by an excavating machine, and is 3.0 N / mm 2 or less.
(5) Fluidity that can be easily constructed with a concrete pump or treme tube must be secured. The slump flow is desirably 28 to 50 cm.
[0027]
<B> Penetration experiment Penetration experiment of concrete was performed using the apparatus shown in FIG. In the apparatus, a rubble stone 2 is placed in a water tank 1 (bottom surface 2000 mm × 2000 mm, height 1000 mm), and a frame 3 (φ1000, height 1000 mm) having no bottom is placed thereon. The rubble 2 is about 5 to 100 kg / piece, and is about 12 to 33 cm 3 when converted to a cube.
[0028]
Two types of low-strength concrete 4 of aggregate with a maximum size of 20 mm and aggregate with a maximum size of 40 mm are used and injected into the frame 3 of the apparatus, and the low-strength concrete 4 is washed away from the bottom of the frame 3 to the rubble 2. The state of penetration was investigated.
[0029]
The blending ratio of the maximum size 20 mm and the maximum size 40 mm of the low-strength concrete is shown in Table 1, and the characteristics are shown in Table 2. Cement (C) uses early-strength Portland cement, mineral fine powder (LS) uses 70% of limestone fine powder 70 μm or less, and water-soluble polymer cellulose (MC) uses methyl cellulose. . Aggregates (S, G1, G2) are shown in Table 3 when the maximum dimension is 20 mm, and are shown in Table 4 when the maximum dimension is 40 mm.
[0030]
[Table 1]
Figure 0004319720
[0031]
[Table 2]
Figure 0004319720
[0032]
[Table 3]
Figure 0004319720
[0033]
[Table 4]
Figure 0004319720
[0034]
In the case of low-strength concrete with a maximum size of 20 mm, the penetration rate was 39% rubble porosity, the low-strength concrete penetrated the 70 cm rubble layer, and the concrete material separated at the bottom of the water tank.
[0035]
In the case of low-strength concrete with a maximum dimension of 40 mm, the penetration rate was 41.6% for the rubble porosity, the low-strength concrete stopped at the rubble layer 30-40 cm, and there was little material separation of the concrete in the rubble layer.
[0036]
Compressive strength of the low strength concrete of maximum dimension 40mm, as shown in Table 5, in the age of 7 days, 0.23 N / mm 2 by the manufacturing in the air, a 0.14 N / mm 2 in water produced, the age in 28 days, 0.35N / mm 2 in the manufacture in the air, is 0.23N / mm 2 in water produced, was the desired strength. The amount of suspended material was 77 mg / L.
[0037]
[Table 5]
Figure 0004319720
[0038]
【The invention's effect】
Since the present invention has been described above, the following effects can be obtained.
<B> In the caisson installation, when the ground condition of the caisson installation is a basic rubble, even if the particle size is 5-100 kg / piece or a foundation with a large gap such as a crusheran C-40, the filling material of the present invention has a gap. Walls can be built without being washed away.
<B> Since the filling material of the present invention does not increase in long-term strength and has a strength of 3.0 N / mm 2 or less, it can be easily broken.
<C> The filling material of the present invention can be manufactured with an ordinary mixer, and can be stably pumped with a concrete bumper on the market.
<D> Since the filling material of the present invention can be easily purchased on the market and is an extremely inexpensive material, an economical filling material can be obtained.
<E> The filling material of the present invention is low in strength, but does not cause material separation in water, so that the water permeability coefficient satisfies the order of 1.0 × 10 −7 / sec.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an infiltration experiment apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of caisson leading drilling holes in the ground where rubble 5-100 kg / piece and crusher run C-40 are embedded.

Claims (1)

ケーソンの先行削孔内に充填する充填材料において、
粗骨材の最大寸法40mm以上であり、
1立方メートル当り、
セメント10〜80kg重量部、
鉱物系微粉末150〜300kg重量部、
細骨材750〜950kg重量部、
粗骨材750〜1000kg重量部、
水溶性高分子セルロース系1.0〜3.0kg重量部からなる充填材料に、
水を混合して製造したフレッシュコンクリートのスランプフロー値が28〜50cmの範囲である、
ケーソンの先行削孔内に充填する充填材料。
In the filling material that fills the caisson's leading hole,
The maximum size of the coarse aggregate is 40 mm or more,
Per cubic meter,
10 to 80 kg by weight of cement,
Mineral fine powder 150-300 kg by weight,
750 to 950 kg by weight of fine aggregate,
Coarse aggregate 750-1000 kg by weight,
To a filling material consisting of 1.0 to 3.0 kg by weight of water-soluble polymer cellulose,
The slump flow value of fresh concrete produced by mixing water is in the range of 28-50 cm.
Filling material that fills the caisson's leading hole .
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