JP4992318B2 - 注入液混入量の算出方法、注入液混入量の算出装置、注入液混入率の管理方法、ソイルセメントの構築方法 - Google Patents
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Description
"改訂版 建築物の改良地盤の設計及び品質管理指針 ―セメント系固化材を用いた深層・浅層混合処理工法―" 財団法人 日本建築センター、平成14年11月30日、p.409−414
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(1)
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(2)
前記少なくとも一部の改良区間から前記ラップ部を除いた部分の地盤の密度をβ1、前記少なくとも一部の改良区間から前記ラップ部を除いた部分の体積をY1、前記ラップ部の密度をβ2、前記ラップ部の体積をY2、前記少なくとも一部の改良区間の地盤の平均密度をβ3、前記少なくとも一部の改良区間の体積をY3とした場合に、β3を次式(3)により算出し、前記算出した少なくとも一部の改良区間の地盤の平均密度β3を前記少なくとも一部の改良区間の地盤の密度D2として用いてもよい。
β3=(β1×Y1+β2×Y2)/Y3 …(3)
α3=(α1×W1+α2×W2)/(W1+W2) …(4)
α3=(α1×W1+α2×W2)/(W1+W2) …(5)
また、前記ソイルセメントは高強度ソイルセメントであってもよい。また、前記少なくとも一部の改良区間におけるソイルセメントは高強度ソイルセメントであってもよい。
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(6)
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(7)
注入される注入液の体積V1は、注入時間と流量とを積算するなどの方法により求めることができる。
改良区間20の地盤の密度D2は、ソイルセメント構造物を構築する前に実施される地盤調査から得ることができる。
排出される対象土及び注入液の混合物の密度D3は、排出された混合物の質量及び体積などを測定することにより算出できる。
なお、排出される対象土及び注入液の混合物の密度D3は、改良区間20内の対象土及び注入液の混合物を充分撹拌することにより、改良区間20におけるソイルセメントの密度と等しくなる。
V1=V3 …(8)
D1×V1+D2×V2=D1×V2×X+D2×V2×(1−X)+D3×V3
…(9)
X=(V1/V2)×(D1−D3)/(D1−D2) …(10)
注入液供給装置12及び排泥装置13の停止後、掘削機10は、カッタードラム11を回転させる。これにより、改良区間20内の対象土と注入液とを均等に混合撹拌することができる。
算出された注入液の混入率Xが、設計混入率X0以下の場合には、注入液供給装置12及び排泥装置13に注入液の供給及び対象土と注入液との混合物の排出を行う旨の信号を送る。そして、適宜な量の注入液を供給し、対象土と充分に撹拌したのち、再び注入液の混入率Xを算出する。このように、注入液の供給、対象土と注入液との撹拌、及び撹拌した対象土と注入液の混合物の排出を繰り返すことによりソイルセメントの強度を高めていくことができ、高強度ソイルセメントを形成することができる。なお、高強度ソイルセメントは、4[N/mm2]以上の強度を有するソイルセメントであり、一般的な強度の上限は20[N/mm2]程度である。こうして、算出された注入液の混入率Xが設計混入率X0に達すると、管理装置17は、注入液供給装置12及び排泥装置13に停止する旨の信号を送る。これにより、改良区間20の注入液の混入率Xを設計混入率X0に管理することができる。
α3×W3=α1×W1+α2×W2 …(11)
W3=W1+W2 …(12)
α3=(α1×W1+α2×W2)/(W1+W2) …(13)
また、緩め堀を行った部分の体積W2に対するベントナイト注入液の注入体積W1の比をn(n=W1/W2)とすると、式(13)は次式(14)のように書き換えることができる。
α3=(n×α1+α2)/(n+1) …(14)
また、本発明の注入液混入率の算出方法は、図3に示すようにソイルセメント壁を、上下方向に複数の改良区間20に分割し、下方の改良区間20より順次ソイルセメントを形成するような場合にも用いることができる。このような場合には、同図に示すように、上下方向に隣接する改良区間20同士を重なり合うように設定し、下側の改良区間20のソイルセメントを形成したのち、重なり合う部分21(以下、ラップ部という)を含む上側の改良区間20のソイルセメントを形成することにより、ソイルセメント構造物を構成するソイルセメントを形成することができる。
β3×Y3=β1×Y1+β2×Y2 …(15)
Y3=Y1+Y2 …(16)
式(15)及び式(16)により、改良区間20の平均密度β3は次式(17)で算出することができる。
β3=(β1×Y1+β2×Y2)/Y3 …(17)
β3=(β1×Y1+β2×Y2)/V2 …(18)
12 注入液供給装置 13 排泥装置
14、15 流量計 16 質量計
17 管理装置 18 タイマー
20 改良区間 21 ラップ部
22 未改良部 23 ソイルセメント
Claims (11)
- 土と、セメント系材料からなる注入液とを混合撹拌してソイルセメントを形成するにあたり、前記ソイルセメント中の注入液の混入率を算出する方法であって、
前記土に混合された注入液の密度をD1、前記土に混合された注入液の累積体積をV1、前記注入液を混合する前の前記土の密度をD2、前記注入液を混合する前の前記土の体積をV2、前記土に前記注入液を混合撹拌してなるソイルセメントの密度をD3、とした場合に、前記ソイルセメント中の注入液の混入率Xを、次式(1)により算出することを特徴とする注入液の算出方法。
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(1) - 地盤の一部を削孔撹拌し、削孔撹拌された対象土にセメント系材料からなる注入液を注入し、前記対象土と前記注入液とを混合撹拌し、前記対象土と前記注入液の混合物の一部を排出することにより原位置にソイルセメントを形成するにあたり、前記ソイルセメント中の注入液の混入率を算出する方法であって、
前記ソイルセメントの改良区間のうち少なくとも一部の改良区間に注入された注入液の密度をD1、前記少なくとも改良区間に注入された注入液の累積体積又は、前記少なくとも一部の改良区間より排出された前記混合物の累計体積をV1、前記注入液を混入する前の前記少なくとも一部の改良区間の地盤の密度をD2、前記少なくとも一部の改良区間の体積をV2、注入液を混入した後の前記少なくとも一部の改良区間のソイルセメントの密度をD3とした場合に、前記少なくとも一部の改良区間における注入液の混入率Xを次式(2)により算出することを特徴とする注入液混入率の算出方法。
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(2) - 請求項2記載の注入液混入率の算出方法であって、
前記少なくとも一部の改良区間は、当該少なくとも一部の改良区間の上方又は下方に位置するソイルセメントの形成が完了した第2の改良区間と部分的に重なり合うラップ部を備えており、
前記少なくとも一部の改良区間から前記ラップ部を除いた部分の地盤の密度をβ1、前記少なくとも一部の改良区間から前記ラップ部を除いた部分の体積をY1、前記ラップ部の密度をβ2、前記ラップ部の体積をY2、前記少なくとも一部の改良区間の地盤の平均密度をβ3、前記少なくとも一部の改良区間の体積をY3とした場合に、β3を次式(3)により算出し、前記算出した少なくとも一部の改良区間の地盤の平均密度β3を前記少なくとも一部の改良区間の地盤の密度D2として用いることを特徴とする注入液混入率の算出方法。
β3=(β1×Y1+β2×Y2)/Y3 …(3) - 請求項2記載の注入液混入率の算出方法であって、
前記少なくとも一部の改良区間を含む地盤はベントナイト注入液を注入し、撹拌することにより地盤改良が施されており、
前記注入したベントナイト注入液の体積をW1、前記注入したベントナイト注入液の密度をα1、前記地盤改良の行われた部分の体積をW2、地盤改良前の前記少なくとも一部の改良区間の地盤の密度をα2、地盤改良後のベントナイトの注入された地盤の体積をW3とした場合に、前記ベントナイト注入液の注入された地盤の平均密度α3を次式(4)で算出し、前記算出した地盤の平均密度α3を前記注入液を混入する前の少なくとも一部の改良区間の地盤の密度D2として用いることを特徴とする注入液混入率の算出方法。
α3=(α1×W1+α2×W2)/(W1+W2) …(4) - 請求項3記載の注入液混入率の算出方法であって、
前記改良区間を含む地盤はベントナイト注入液を注入し、撹拌することにより地盤改良が施されており、
前記注入したベントナイト注入液の体積をW1、前記注入したベントナイト注入液の密度をα1、前記地盤改良の行われた部分の体積をW2、地盤改良前の改良区間の地盤の密度をα2、地盤改良後のベントナイト注入液の注入された地盤の体積をW3とした場合に、前記ベントナイト注入液の注入された地盤の平均密度α3を次式(5)で算出し、前記算出した地盤の平均密度α3を前記地質調査により得られた改良地盤の密度をβ1として用いることを特徴とする注入液混入率の算出方法。
α3=(α1×W1+α2×W2)/(W1+W2) …(5) - 前記ソイルセメントは高強度ソイルセメントであることを特徴とする請求項1記載の注入液混入率の算出方法。
- 前記少なくとも一部の改良区間におけるソイルセメントは高強度ソイルセメントであることを特徴とする請求項2から5何れかに記載の注入液混入率の算出方法。
- ソイルセメント構造物を構成するソイルセメントを形成する際のセメント系材料からなる注入液の混入率の管理方法であって、
請求項1から7何れかに記載の注入液混入率の算出方法により算出されたソイルセメントにおける注入液混入率が、所定の値となるように管理することを特徴とする注入液混入率の管理方法。 - ソイルセメントの構築方法であって、
前記ソイルセメント構造物を構成するソイルセメントの少なくとも一部を、
請求項1から7何れかに記載の注入液混入率の算出方法により算出された前記注入液の混入率が所定の値となるように注入液の混入量を調整して構築したことを特徴とするソイルセメントの構築方法。 - 土と、セメント系材料からなる注入液とを混合撹拌してソイルセメントを形成するにあたり、前記ソイルセメント中の注入液の混入率を算出する装置であって、
前記土に混合された注入液の累積体積を測定する手段と、
前記土に前記注入液を混合撹拌してなるソイルセメントの密度を測定する手段と、
予め、前記注入液を混合する前の前記土の体積と、前記土に混合された注入液の密度と、前記注入液を混合する前の土の密度と、が入力された管理手段とを備え、
前記管理手段は、
前記土に混合された注入液の密度をD1、前記土に混合された注入液の累積体積をV1、前記注入液を混合する前の前記土の密度をD2、前記注入液を混合する前の前記土の体積をV2、前記土に前記注入液を混合撹拌してなるソイルセメントの密度をD3、とした場合に、前記ソイルセメント中の注入液の混入率Xを、次式(6)により算出することを特徴とする注入液混入率の算出装置。
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(6) - 地盤の一部を削孔撹拌し、前記削孔撹拌された対象土にセメント系材料からなる注入液を注入し、前記対象土と前記注入液とを混合撹拌し、前記対象土と前記注入液の混合物の一部を排出することにより原位置にソイルセメントを形成するにあたり、前記ソイルセメント中の注入液の混入率を算出する装置であって、
前記対象土に混合された注入液の累積体積又は、前記ソイルセメントの改良区間のうち少なくとも一部の改良区間より排出された前記混合物の累計体積を測定する手段と、
前記対象土に前記注入液を混合撹拌してなるソイルセメントの密度を測定する手段と、
予め、前記注入液を混合する前の前記対象土の体積と、前記対象土に混合された注入液の密度と、前記注入液を混合する前の対象土の密度と、が入力された管理手段とを備え、
前記少なくとも一部の改良区間に注入された注入液の密度をD1、前記少なくとも一部の改良区間に注入された注入液の累積体積又は、前記少なくとも一部の改良区間より排出された前記混合物の累計体積をV1、注入液を混入する前の前記少なくとも一部の改良区間の地盤の密度をD2、前記一部の少なくとも改良区間の体積をV2、注入液を混入した後の前記少なくとも一部の改良区間のソイルセメントの密度をD3とした場合に、前記少なくとも一部の改良区間における注入液の混入率Xを次式(7)により算出することを特徴とする注入液混入率の算出装置。
X=V1/V2×(D1−D3)/(D1−D2) …(7)
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