JP3150453B2 - 粘土系残土の有効利用処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原位置またはその他の
建設現場で発生した残土の内、特に含水比が高くそのま
までは利用することができないシルトや粘土系残土を効
率的に有効活用するようにした粘土系残土の有効利用処
理方法に関する。

【０００２】

【従来技術】建設現場などで発生する残土を捨土するこ
とは、処分場の確保や最近の交通渋滞も加わって困難に
なりつつあり、原位置または発生現場でできるだけ活用
したり、より経済的に有効利用することが望まれてい
る。ところで、前述のような残土には、含水比が低くそ
のまま、あるいは簡単な分級で盛土や埋立てさらには砂
杭系材料や路盤材などに利用できるものと、シルトや粘
土系のように含水比が高くそのままでは利用できないも
のとがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記含水比が高くその
ままでは利用できない残土は、最近では捨て場に困るこ
とが多い。このため、従来は、例えば、建設費に含める
残土の処分工数や経費がかさんだり、また残土発生が大
量になると工期にも影響する。したがって、経済的によ
り有効な利用ないしは活用方法が大きな研究課題となっ
ている。

【０００４】本発明は、このような背景に鑑み、残土の
内、含水比が高くそのままでは利用することができない
シルトを含む粘土系残土について、これを積極的にプレ
ミックスパイルとして合理的に活用できるようにし、そ
のためのプラント化を容易にした粘土系残土の有効利用
処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る粘土系残土の有効利用処理方法は、残
土の内、含水比が高くそのままでは利用することができ
ない粘土系残土だけを、処理場に集めて、前記粘土系残
土を前処理により解泥した後、混合装置により固化材を
加えて攪拌混合することにより粘性流体状のプレミック
ス材に処理し、このプレミックス材を地盤貫入装置のケ
ーシング内又は、ケーシング内部に配管されたトレミー
管状のパイプおよび吐出機構から地盤中に吐出し、地盤
中にプレミック材を用いた固化パイル又は、パイル群を
造成することを要旨としている。この場合、前記攪拌混
合は、請求項２に記載の通り縦型混練装置を用いること
が好ましい。

【０００６】

【作用】以上の構成において、本発明の粘土系残土は、
シルト分や粘土分を含み、含水比が高くそのままでは利
用できないものであり、分類上、いわゆる三種、四種残
土に相当するものである。なお、前記三種、四種残土に
対し、一種、二種残土は従来使用している粗粒材と同等
なので、例えばそのまま、あるいは簡単な分級で砂杭系
材料や路盤材などに用いられており、本発明の対象外で
ある。

【０００７】前処理は、前記残土を解泥機などにより解
泥する。そして、解泥された泥土は、固化材が加えられ
て攪拌混合されることにより粘性流体状のプレミックス
材となる。この場合、縦型の混練装置を用いることによ
り、例えば動力源の省エネ化に加えて、解泥操作と攪拌
混合操作とを連続して行うことが容易となる。前記固化
材は、例えば、セメントおよびセメントに有機あるいは
無機系材料を配合したものである。また、前記プレミッ
クス材は、固化材の混合比率により、その硬さなど容易
に調整可能である。前記プレミックス材は、粘性流体状
であることからこれを地盤貫入装置により地盤中に吐出
し、プレミックスパイルを造成することが容易であり、
例えば地盤改良工法における改良パイルや建築、土木用
の基礎パイル又は、基礎パイル群として用いられる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。本発明に係る粘土系残土の有効利用処理方
法は、現場などで発生した残土の内、含水比が高くその
ままでは利用できないものが対象となる。この粘土系残
土は現場で発生したものをそのまま用いる以外に、他か
ら運搬して集められる。そして、処理場に集められた粘
土系残土は、図１に例示する如く解泥プラントにおいて
解泥された後、混練プラントに投入される。同時に、混
練プラントには固化材プラントで調整された固化材とし
てのセメントミルクが投入される。解泥された泥土は、
セメントミルクと混合攪拌されて、粘性流体状のプレミ
ックス材に製造される。このプレミックス材は、圧送ポ
ンプなどの供給装置により地盤貫入装置に送り込まれ、
吐出機構により地盤中に連続的に吐出されてプレミック
スパイルとして用いられる。

【０００９】図２は本発明方法に用いられるメイン装置
の配置例を示し、図３は混練装置の要部を、図４は地盤
貫入装置の要部を示している。図２および図３におい
て、混練装置１は動力源の省エネ化などを考慮した縦型
であり、槽架台２で支持された混練槽３と、混練槽３の
上部に連結され、かつガイド枠部材４に支持されたモー
ター等の駆動機５と、混練槽３の上部から下部に挿入さ
れて駆動機５により回転される攪拌軸６と、攪拌軸６の
下部側に設けられた複数段からなる攪拌翼７および共回
り防止翼８と、混練槽３の上部に設けられてここから残
土を混練槽３と攪拌軸６との隙間に投入する残土シュー
ト９と、攪拌軸６の上部側に接続され、固化材としての
セメントミルクを軸内に供給する固化材供給装置１０
と、攪拌軸６の下端部に連結されて攪拌混合されたプレ
ミックス材を水平移動して取り出すスクリューフィーダ
１１とを備えている。

【００１０】そして、粘土系残土は、例えばレッカー車
１２によりバケット１２ａに入れて残土シュート９に投
入されると、混練槽３と攪拌軸６との隙間を上部から下
部へ落下移動し、同時に攪拌軸６が回転されることによ
り攪拌翼７および共回り防止翼８によって解泥される
（スクリューフィーダ１１は停止状態にある）。設計値
まで解泥された後、固化材供給装置１０からセメントミ
ルクが攪拌軸６内へ送り込まれる。この固化材供給装置
１０は、サイロ１０ａでセメントと水とを練りセメント
ミルクとした状態で供給管１３を通じて攪拌軸６の上部
内に供給する。供給されたセメントミルクは攪拌軸６内
を下部側へ落下移動し、攪拌翼７の付近に設けられた孔
から混練槽３にある前述の予め解泥された泥土内に吐出
されるが、このとき攪拌軸６は回転しているのでセメン
トミルクは吐出されつつ前記泥土と混合攪拌される。攪
拌されて均一なプレミックス材に製造されたとき、スク
リューフィーダ１１が駆動される。すると、そのプレミ
ックス材は自重で下部に移動しつつスクリューにより圧
送ポンプ装置１４側へ水平移動される。圧送ポンプ装置
１４は、電磁流量計１５および供給パイプ１６を介して
水平移動されたプレミックス材を地盤貫入装置２０へ送
り出す。

【００１１】以上の混練装置１は、バッチ方式でプレミ
ックス材を製造する以外に、連続方式としても運転可能
である。この場合、例えば、前記レッカー車１２、バケ
ット１２ａに代えてベルトコンベア機構を用いることに
より、粘土系残土をそのベルトでシュート９へ連続的に
運搬し投入することも考えられる。また、圧送ポンプ装
置１４内には貯溜ホッパー等を備えることにより、一時
的に所定量のプレミックス材を溜めておくことが可能で
あり、これを連続的に地盤貫入装置２０へ供給すること
ができる。また、前処理である解泥処理は、混練装置１
と別に周知の解泥機により行うようにしてもよい。な
お、符号１７，１８は点検足場、符号１９は混練装置１
を上部側から支えるレッカー車、符号２１は発電機で、
この発電機２１により混練装置１，固化材供給装置１０
などに必要な電力を供給する。

【００１２】地盤貫入装置２０は、図４の如くケーシン
グ２２内に前述のプレミックス材を導くトレミー管状の
パイプ２３を挿入して２重管構造としたものを主体と
し、下部に設けられた吐出機構２４と、上部に設けられ
た駆動機構２５およびスイベル管２６を備え、図２の如
く周知のベースマシン２７、リーダー２８、ワイャを操
作するウインチドラム２９などを使用して施工される。
ケーシング２２は、接続管部３０を介してモーターおよ
び減速機などからなる駆動機構２５の軸部に連結され、
地盤貫入または引抜過程で正転または逆転される。接続
管部３０は軸上に設けられたスイベル管２６に連通して
いる。スイベル管２６の周囲壁には、前記トレミー管状
のパイプ２３の上部に連通して供給パイプ１６からプレ
ミックス材を送り込む導入パイプ３１と、ケーシング２
２とトレミー管状のパイプ２３との隙間に水などの液体
をバルブ３２を介して供給する注入パイプ３３と、前記
隙間にある空気をケーシング２２の外部へバルブ３４を
介して吹出す排出パイプ３５とが接続されている。

【００１３】吐出機構２４は、地盤に貫入されたケーシ
ング２２を引抜く過程でプレミックス材をパイル状に地
盤中に吐出す機構である。この実施例では、ケーシング
２２の下端部に連結固定される吐出管３６と、吐出管３
６の先端部に設けられた開閉蓋３７と、管上側蓋壁に設
けられてケーシング２２とトレミー管状のパイプ２３と
の隙間に連通する複数の液体用の出入孔３８と、管上側
内周囲に設けられたガイド３９に沿って上下に移動可能
な押圧板４０と、管内にあるトレミー管状のパイプ２３
の外周部に設けられて押圧板４０の下方向への移動を規
制するストッパー４１から構成されている。また、吐出
管３６とケーシング２２の外周にはスパイラル状のスク
リュー４２が設けられている。そして、吐出管３６の内
部にあって、開閉蓋３７と押圧板４０との間の空間部に
はトレミー管状のパイプ２３からプレミックス材が充満
された後、注入パイプ２５を通じてケーシング２２およ
び出入孔３８から吐出管３６内に水を充満し、押圧板４
０に所定の水圧を加える。すると、押圧板４０は水圧に
よりガイド３９に沿って下方向へ移動され、この下移動
によりトレミー管状のパイプ２３から吐出されたプレミ
ックス材が開閉蓋３７を開状態にし、ここを通じて地盤
中に吐出す構造となっている。

【００１４】なお、より簡易な構成例としては、例え
ば、吐出管３６の内部をハカマ状空洞に形成し、トレミ
ー管状のパイプ２３からハカマ状空洞にプレミックス材
を供給充満し、ここから地盤中に供給圧でプレミックス
材を吐出してプレミックスパイルを造成することも可能
である。この場合には、吐出管３６内に充満されたプレ
ミックス材がケーシング２２側へ逆流しないようにケー
シング２２との間を密閉しておく。

【００１５】次に、以上の吐出機構２４を備えた地盤貫
入装置２０を使用して、地盤改良用のプレミックスパイ
ルを造成したときの一例を図５を参照して説明する。な
お、図５ではケーシング２２側のスクリューが省略され
ている。図５（ａ）は、改良地盤に地盤貫入装置２０を
貫入し始めたときの状態である。この貫入過程において
は、ケーシング２２および吐出管３６は駆動機構２５に
より正回転され、また開閉蓋３７は閉じられており、プ
レミックス材が導入パイプ３１、トレミー管状のパイプ
２３を通じて吐出管３６内に供給されて充満される。こ
の充満過程では、押圧板４０がプレミックス材の供給圧
によりガイド３９（図４参照）に沿って押し上げられ
る。

【００１６】図５（ｂ）は、吐出管３６が設計深さまで
貫入された状態であり、ここから引抜過程に移行し、ケ
ーシング２２および吐出管３６が逆回転される。またこ
の状態に至るまでには、液体が注入パイプ３３を通じて
ケーシング２２内および出入孔３８（図４参照）を通じ
て押圧板４０に下方向の水圧が加えられている。この水
圧は、供給圧を調整することにより変化させることが可
能であり、引抜過程に移行する際に最大圧に設定され
る。つまり、押圧板４０は前記水圧によりガイド３９に
沿って押し下げられ、図５（ｃ）の如く吐出管３６内に
充満されたプレミックス材を強制的に地盤中に吐出す。
このように、この吐出機構２４は、水圧とプレミックス
材の供給圧とをバランスされることに特長があり、吐出
過程では開閉蓋３７が開かれており、またプレミックス
材が導入パイプ３１から所定圧で供給されている。した
がって、プレミックス材は、ケーシング２２の引抜過程
で吐出管３６から連続的に地盤中に吐出されてプレミッ
クスパイルＰＰとして造成されるのである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
含水比が高くそのままでは利用できない粘土系残土が解
泥され、これに固化材を加えて攪拌混合することにより
粘性流体状のプレミックス材となる。このプレミックス
材は固化材の混合比率を工夫することによってその硬さ
など容易に調整可能であり、また粘性流体状であること
からこれを地盤貫入装置により地盤中に吐出し、地盤改
良用や建築、土木用の基礎なプレミックスパイル又は、
基礎プレミックスパイル群を造成することが容易であ
る。さらに、前記造成するパイル又はパイル群が重量的
な考慮を要するときは、起泡材等をプレミックスしてこ
れを軽量化して用いることも考えられる。したがって、
本発明は、残土の内、含水比が高くそのままでは利用す
ることができないシルト分や粘土分を含む粘土系残土に
ついて、これを積極的にプレミックスパイルとして合理
的に活用でき、また陸上のみならず海上用のプラント化
も容易であることから、特に建設副産物の利用として大
きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として示す理想工程図である。

【図２】本発明を実施するプラントのメイン部を示す模
式図である。

【図３】図２の混練装置を示す模式図である。

【図４】図２の地盤貫入装置を示す模式図である。

【図５】前記地盤貫入装置によりプレミックスパイルを
造成したときの工程を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 混練装置 ３ 混練槽 ６ 攪拌軸 ９ シュート ２０ 地盤貫入装置 ２４ 吐出機構 ２２ ケーシング ２３ トレミー管状のパイプ ＰＰ プレミックスパイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松沢 諭 東京都台東区台東１−２−１ フドウ技 研株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−8918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−86209（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−61218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−26715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−120086（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−50161（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/12 E02F 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 残土の内、含水比が高くそのままでは利
   用することができない粘土系残土だけを、処理場に集め
   て、前記粘土系残土を前処理により解泥した後、混合装
   置により固化材を加えて攪拌混合することにより粘性流
   体状のプレミックス材に処理し、 このプレミックス材を地盤貫入装置のケーシング内又
   は、ケーシング内部に配管されたトレミー管状のパイプ
   および吐出機構から地盤中に吐出し、 地盤中にプレミック材を用いた固化パイル又は、パイル
   群を造成することを特徴とする粘土系残土の有効利用処
   理方法。
2. 【請求項２】 前記混練装置は混練槽が縦型であり、前
   記粘土系残土又は解泥された泥土を混練槽の上側シュー
   トから投入するとともに、前記固化材を混練槽内の攪拌
   軸を通じて供給し、混練槽の下部に達する迄に解泥と攪
   拌混合又は、攪拌混合して粘性流体状のプレミックス材
   に処理する請求項１に記載の粘土系残土の有効利用処理
   方法。