JP7169666B2 - 地中遮水壁及び地中遮水壁築造方法 - Google Patents
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本発明の地中遮水壁が十分な遮水性能と変形追随性及び自己修復性とを両立していることを確認する目的の試験を実施した。
供試体は、後述する表1中の検討例1~4に示すように、地盤土砂の「標準砂」に、炭酸水素塩である重曹と粘土とセメントと水の配合条件を変えて、それぞれ混合して作製した。比較のための供試体として、後述する表1中の比較例1~2に示すように、「標準砂」に粘土とセメントと水を混合して作製した。
「標準砂」は山口県豊浦エリアでも限定された場所でしか産出されない純粋な天然のシリカサンドである。天然砂の特質は、粉砕された人工のものに比べ、自然界に存在する形状をなしているので、粒に丸みがあり、その特質のため、実験や測定で発生する誤差を小さくし、安定した結果をえることができる硅砂である。
さらに、後述する表2中の検討例6~10に示すように、地盤土砂として、実際に地震後の液状化が発生した「熊本市区内現場土(以下、熊本砂)」に、炭酸水素塩である重曹と粘土とセメントと水の配合条件を変えて、それぞれ混合して作製した。比較のための供試体として、後述する表2中の比較例3に示すように、「標準砂」に粘土とセメントと水を混合して作製した。
「熊本砂」は、熊本市の液状化した原位置で採取した。熊本砂は、含水比が高く約40%で土の飽和度が100%を越えていたため、含水比20%に調整して使用した。
(1) 用量3000mlのビーカーに水道水300gを投入し、ディスパーに設置する。
(2) ミキサーを700rpmで回転させ、各検討例の配合条件に合わせた量のセメントを投入し3分間攪拌する。
(3) 検討例の供試体では、上記(2)に、各検討例の配合条件に合わせた量の炭酸水素塩である重曹および粘土を投入し5分間攪拌後、固化剤を作製する。比較例の供試体では、上記(2)に、各比較例の配合条件に合わせた量の粘土のみを投入し、5分間攪拌後、固化剤を作製する。
(4) 標準砂又は熊本砂700gに対し、上記(3)の各検討例及び各比較例の固化剤を投入する。
(5) モルタルミキサーにて5分間攪拌し、固化材入りセメントミルクと地盤土砂とを混合撹拌した固化前のソイルセメントを作製する。
(6) 上記(5)の固化材入りセメントミルクと地盤土砂とを混合撹拌したソイルセメントを変水位透水試験用モールドに充填し、各検討例及び各比較例の透水試験用の供試体を作製する。
(7) 上記(5)のセメントミルク及び炭酸水素塩を含む固化材と地盤土砂とを混合撹拌したソイルセメントを一軸圧縮試験用モールドへ投入し、20度±0.5度の恒温槽にて所定期間養生して、各検討例及び各比較例の一軸圧縮試験用の供試体を作製する。
透水試験は、比較的に透水性が低い粘性土・シルト質土に用いられる変水位法 JIS A1218/JGS 0311の試験方法を用いて透水係数を測定した。地中遮水壁において、十分な遮水性能を実現できる透水係数の目標値は、10-7cm/sec以下とした。
一軸圧縮試験は、粘性土の供試体の一軸圧縮強度及び破壊ひずみを求めるものである。試験は、複数の配合パターンで混合された供試体を材齢7日の養生期間を設けて一軸圧縮強度機を用いておこなった。地下水位低下工法による偏土圧に対する安全性を確保するため、地中遮水壁における十分な強度の目標値は、100kN/m2以上とした。また、地中遮水壁において、変形追随性及び自己修復性を実現するため、破壊ひずみの目標値は、2%以上とした。
また、本発明の地中遮水壁の築造施工時に、セメントミルク及び炭酸水素塩を含む固化材と地盤土砂とを混合撹拌したものが十分な流動性があることを確認する目的の実験も実施した。この実験について、以下に説明する。
供試体は、地中遮水壁が十分な遮水性能と変形追随性及び自己修復性とを両立していることを確認する目的の試験と同様に、標準砂の検討例1~5、標準砂の比較例1~3、熊本砂の検討例6~11である。
(1) 用量3000mlのビーカーに水道水300gを投入し、ディスパーに設置する。
(2) ミキサーを700rpmで回転させ、各検討例の配合条件に合わせた量のセメントを投入し3分間攪拌する。
(3) 検討例の供試体では、上記(2)に、各検討例の配合条件に合わせた量の炭酸水素塩である重曹および粘土を投入し5分間攪拌後、固化剤を作製する。比較例の供試体では、上記(2)に、各比較例の配合条件に合わせた量の粘土のみを投入し、5分間攪拌後、固化剤を作製する。
(4) 標準砂又は熊本砂700gに対し、上記(3)の各検討例及び各比較例の固化剤を投入する。
(5) モルタルミキサーにて5分間攪拌し、固化材入りセメントミルクと地盤土砂とを混合撹拌した固化前のソイルセメントのフロー試験用の供試体を作製する。
フロー試験は、複数の配合パターンで混合されたソイルセメントの供試体の固化前の流動性を確認した。地中遮水壁の築造施工時に、固化前のソイルセメントの不要な拡散を抑制しつつ、所定の位置に固化前のソイルセメントを充填することができるように、フロー値の目標値は、15cm以上とした。
標準砂での各検討例及び各比較例の配合条件、透水試験、一軸圧縮試験及びフロー試験の結果を以下の表1に示す。
2 ロッド
3 撹拌ヘッド
10 柱状体
Claims (4)
- 炭酸水素塩を含む固化材入りのセメントミルクと地盤土砂とを混合撹拌したソイルセメントを固化させて地中に築造される地中遮水壁であって、
固化後のソイルセメントのあらゆる断面における値の平均として、C-S-Hゲルが存在する領域の面積が、断面全体の面積の15%以上であることを特徴とする地中遮水壁。 - 地中で炭酸水素塩を含む固化材入りセメントミルクと地盤土砂とを混合撹拌し固化させて、請求項1に記載の遮水壁を築造することを特徴とする地中遮水壁築造方法。
- 炭酸水素塩は重曹であることを特徴とする請求項2に記載の地中遮水壁築造方法。
- 地中で地盤土砂に泥水を注入しながら、地盤土砂と混合撹拌した後に、炭酸水素塩を含む固化材入りセメントミルクを注入しながら、地中で地盤土砂と混合撹拌して固化させることを特徴とする請求項2又は3に記載の地中遮水壁築造方法。
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