JPH0949232A

JPH0949232A - 地盤造成方法

Info

Publication number: JPH0949232A
Application number: JP22253695A
Authority: JP
Inventors: Tetsumi Higasayama; 徹巳日笠山
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】粗粒材料を用いて地盤を造成した場合に沈下や
陥没といった事態を安定的かつ確実に防止する。【解決手段】本発明の地盤造成方法においては、まず、
粗粒分として岩砕を準備し、細粒分として砂を準備する
（ステップ１１１）。次に、砂分の含有率Ｐｓが５０％
以上７５％となるように岩砕および砂をソイルミキサー
等で混合する（ステップ１１２）。次に、かかる配合比
で混合された混合材料を用いて盛立や埋立を行う（ステ
ップ１１３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岩砕や礫などの粗
粒材料を用いて地盤を造成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】岩砕や礫などを主体とした粗粒材料は、
宅地造成、道路などをはじめ、ロックフィルダム材、護
岸材、河川の堤体材などの他に、最近では、大規模人工
島における埋立材や種々の土地造成の盛立材として広く
利用されている。

【０００３】ここで、粗粒材料を用いて造成した地盤が
構造物の重量によって沈下したり、降雨浸透によって細
粒分の流出を招き結果的に沈下が生じることがあるが、
かかる対策として、締固めを十分に行って沈下の原因と
なる空隙を残さないようにするとともに、粗粒分の間隙
を細粒分で十分に充填して密な構造とするのが効果的で
あることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、どのよ
うな割合で粗粒分と細粒分とを混合すればよいのかとい
った定量的なデータはほとんど把握されておらず、経験
に頼っているのが現状である。その結果、締固めや細粒
分の充填の程度が不十分となって沈下や陥没を招くのを
確実に防止することができないという問題を生じてい
た。

【０００５】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、粗粒材料を用いて地盤を造成した場合に沈下
や陥没といった事態を安定的に防止することができる地
盤造成方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の地盤造成方法は請求項１に記載したよう
に、岩砕等の粗粒分および砂等の細粒分を該細粒分の含
有率が５０％以上７５％以下となるように混合して混合
材料をつくり、該混合材料を用いて盛立、埋立等の地盤
造成を行うものである。

【０００７】本発明の地盤造成方法においては、岩砕等
の粗粒分および砂等の細粒分を該細粒分の含有率が５０
％以上７５％以下となるように混合して混合材料をつく
り、該混合材料を用いて盛立、埋立等の地盤造成を行
う。

【０００８】このような配合比で粗粒分と細粒分を混合
すると、混合材料の密度をある程度確保しながら、細粒
分を十分に締め固めることができる。かかる配合比での
密度は、配合比が３０乃至５０％のときに比較すれば若
干小さくなるが、施工上のばらつきが多少存在した状態
であっても、将来発生する沈下を確実かつ安定的に抑制
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地盤造成方法
の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【００１０】図１は、本実施形態に係る地盤造成方法を
実施する手順を示したフローチャートである。同図に示
すように、本実施形態においては、まず、粗粒分として
岩砕を準備し、細粒分として砂を準備する（ステップ１
１１）。ここで、粗粒分は、粒径の大きなものであれば
よく、岩砕に代えて岩塊や礫等を利用してもよいし、細
粒分についても粒径の小さなものであればよい。また、
これらの粗粒分および細粒分は、現地の切り盛り工事等
で発生したものを利用してもよいし、新たに調達したも
のでもよい。

【００１１】次に、砂分の含有率Ｐｓが５０％以上７５
％以下となるように岩砕および砂をソイルミキサー等で
混合する（ステップ１１２）。ここで、砂分含有率Ｐｓ
は、Ｐｓ＝細粒分（砂分）の重量／全重量 × １００（％）で定義されるものである。

【００１２】次に、かかる配合比で混合された混合材料
を用いて盛立や埋立を行う（ステップ１１３）。

【００１３】このような配合比で粗粒分と細粒分を混合
した場合の密度は、後述する実験結果でもわかるとお
り、配合比が３０乃至５０％のときに比較すれば若干小
さくなるものの、ある程度の大きさを確保することが可
能である。また、気中および水中間隙比についても後述
する図６でわかるとおり許容範囲内に収まっている。

【００１４】そして、特に留意すべき点は、かかる配合
比が細粒分を十分に締め固めることが可能な範囲である
ことである。

【００１５】図２は、砂分含有率Ｐs と密度との関係を
示す概念図であり、締め固め試験の結果を踏まえて作成
したものでる。同図において混合材料の中の砂分に注目
すると、砂分密度（破線）は、砂分含有率Ｐs が大きい
ときには最大密度あるいはそれに近い値を示すが、砂分
含有率Ｐs が小さくなるにつれて急激に減少している。
これは、礫分が骨格を形成して最大密度状態になる範囲
では、礫同士の接触のために締固めエネルギーが砂分に
十分伝わらなくなるからと思われる。

【００１６】言い換えれば、最大密度状態にある礫分の
空隙を最大密度状態の砂分が充填される理想的な状態
（破線）を実現するのは実際上困難であり、同図に示す
ように、実験値の最大密度（実線）が理想状態の最大密
度を大きく下回っていることからもわかる。そして、砂
分に締め固めエネルギーが十分に伝わらない範囲では、
礫分の粒子破砕やゆすり込み時に礫粒子の再配列を誘発
し、強度や長期的な沈下面で問題が残る。

【００１７】一方、最適範囲と図示した範囲内では、締
固めエネルギーを砂分にも十分に及ぼしめながら、なお
かつある程度の密度を確保することが可能となる。

【００１８】したがって、将来発生するであろう沈下を
極力抑制したいのであれば、３０％乃至５０％程度の配
合比を選択して地盤造成を行えばよいが、実際には、粒
度管理の精度、締め固めの程度、地盤造成の経験、コス
ト面での制約等に問題があって施工の質に限界がある場
合が少なくない。

【００１９】かかる場合においては、本実施形態の配合
比を選択することによって、精度等において多少のばら
つきがあったとしても骨格構造的に安定な地盤を造成す
ることが可能となり、地盤沈下を確実かつ安定的に抑制
することができる。

【００２０】なお、粗粒分と細粒分とを細粒分含有率Ｐ
s が３０％以下で混合すると、粗粒分が骨格構造を形成
するので、該粗粒分の空隙内に存在する細粒分に締固め
エネルギーが及ばず、該空隙内に細粒分を十分に充填す
ることができない。また、気中において礫分が堅固な骨
格構造を形成したとしても、水中ではその骨格構造を保
てずに気中に比べて大きく沈下する。また、含有率Ｐs
が７５％程度を上回ると、水中と気中での最終間隙比の
差が大きくなり、水浸沈下が懸念されるので注意を要す
る。

【００２１】（実験概要および結果）次に、本実施形態
に係る地盤造成方法の効果を裏付ける実験を行ったの
で、以下に説明する。

【００２２】産地の異なる３種類の岩砕Ａ、Ｂ、Ｃを用
意し、これらの岩砕から礫分（２〜５３ｍｍ）と砂分
（０〜２ｍｍ）を採取し、それぞれ粗粒分と細粒分とみ
なして実験試料とした。そして、かかる粗粒分と細粒分
とを所定の割合で混合して締固め試験を行い、両者の混
合比が締固め密度に及ぼす影響を調べた。

【００２３】粗粒分と細粒分の混合比は、砂分の重量を
全重量で除した砂分含有率Ｐs として定義し、０、２
５、３０、４０、５０、７５、１００％の７種類とし
た。

【００２４】上述した混合材料を直径３０ｃｍ、高さ３
０ｃｍの鋼製モールドに入れ、これを振動法および突固
め法によって締め固めた。図３は、各砂分含有率Ｐs に
おいて計測された混合材料の締固め密度ρd を示したグ
ラフであり、砂分密度ρs も併せて示してある。

【００２５】なお、締固め密度ρd は、Ｗを混合材料の
重量、Ｖを混合材料の体積（モールド体積）として、 ρd ＝Ｗ／Ｖで定義し、砂分密度ρs は、Ｗs を砂分の重量、Ｗg を
礫分の重量、Ｇg を礫分の比重、ρw を水の密度とし
て、 ρs ＝Ｗs／（Ｖ―Ｗg／Ｇg／ρw ）で定義する。

【００２６】かかるグラフからわかるように、振動法に
よるか突固め法によるかに関係なく、砂分含有率Ｐs が
増加するにつれて締固め密度ρd も増加し、３０乃至４
０％でピークとなった後、徐々に減少している。すなわ
ち、締固め密度ρd が最大となる混合比が３０乃至４０
％であることがわかる。

【００２７】次に、岩砕Ｃを用いてその最大粒径を２
６．５ｍｍとし、締固め試験と同様、砂分含有率Ｐs
を、０、１５、２０、３０、４０、５０、７５、１００
％となるように粒度調整を行い、それぞれについて静的
圧縮試験を行って混合比が沈下や間隙比に及ぼす影響に
ついて調べた。

【００２８】試験装置を図４に示す。試験を行うにあた
っては、同図に示す直径１５ｃｍ、高さ１７．５ｃｍの
鋼製モールドに上述の試料を最小密度状態になるように
投入し、５ｔｆの荷重計を介して２０ｔｆジャッキで載
荷を行った。気中載荷は、図中の水槽を外し、水中載荷
は水を張った水槽に試料を詰めたモールドを約２４時間
水浸させた後、載荷試験を行った。

【００２９】載荷方法は、初期載荷荷重を１５ｋｇｆと
し、以下、３０、６０、１２５、２５０、５００、１０
００、２０００、４０００ｋｇｆの９段階の多段階載荷
法とした。同一荷重の載荷時間は沈下が収束するまでと
し、予備試験の結果を踏まえて所定の荷重到達後最長１
０分を目安とした。

【００３０】図５は、載荷応力と最終の間隙比ｅとの関
係を気中載荷および水中載荷について示したグラフであ
る。なお、間隙比ｅは、ρw を水の密度、ＧD を混合材
料の合成比重として、ｅ＝ＧD ・ρw ／ρd ―１で定義される。

【００３１】かかる結果から、砂分含有率Ｐs の違いに
より、最終間隙比が異なり、同じ砂分含有率Ｐs でも気
中と水中載荷で大きく異なることがわかる。

【００３２】図６は、最終間隙比、並びに気中載荷と水
中載荷の最終間隙比の差Δｅを砂分含有率Ｐs ごとにそ
れぞれ示したグラフである。

【００３３】かかる結果から、砂分含有率Ｐs と最終間
隙比との間には、砂分含有率４０％付近をピークに下に
凸の曲線の関係があり、締固め試験による結果と同じ傾
向を示すことがわかる。

【００３４】また、気中載荷と水中載荷を比較すると、
最終間隙比は、各砂分含有率で水中が気中よりも小さ
い。これは、礫分が多い領域では、気中載荷条件では、
礫分が空隙を残したまま骨格構造を形成して荷重に対向
するため、沈下は進まないが、水中では水の影響により
粒子間の滑りが促進され、粒子再配列が載荷とともにス
ムーズに進んだものと考えられる。砂分が多い領域で
も、同様な現象が砂粒子の間でも起こったものと考えら
れる。

【００３５】気中載荷と水中載荷の最終間隙比の差Δｅ
を見ると、砂分含有率が４０％付近でΔｅが最小とな
る。これは、砂分や礫分が偏っている場合には、静的に
圧縮され一見安定したかに見える状態でも、水中状態で
は異なった沈下性状を示し、施工後の降雨などの浸水の
履歴により大きく沈下するおそれがあることを示唆する
ものである。

【００３６】以上の試験結果から、次のように考察でき
る。

【００３７】砂分含有率Ｐs が０〜３０％の範囲では、
礫分が骨格構造を形成し、礫間に存在する砂分に締固め
エネルギーが及ばないため、砂分の間詰め効果も少な
い。また、気中条件の圧縮試験では、礫分が堅固な骨格
構造をなしているが、水中ではその骨格構造を保てずに
気中に比べて大きく沈下する。

【００３８】砂分が３０〜５０％の範囲では、礫分が骨
格構造の中心をなしているが、砂分にも締固めエネルギ
ーが及ぶようになり、混合材料としての締固め密度の最
大値もこの領域に現れる。水中と気中での最終間隙比の
差は小さく、したがって、水浸をうけたときでも沈下性
状に大きな変化はあらわれないものと思われる。

【００３９】砂分５０％を越える範囲では、礫分に代わ
って砂分が骨格構造を形成するので、密度は若干低下す
るものの細粒分を十分に締め固めることが可能となる。
ただ、７５％を越えると、水中と気中での最終間隙比の
差がかなり大きくなり、水浸沈下が懸念される。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の地盤造成方
法は、岩砕等の粗粒分および砂等の細粒分を該細粒分の
含有率が５０％以上７５％以下となるように混合して混
合材料をつくり、該混合材料を用いて盛立、埋立等の地
盤造成を行うようにしたので、将来発生するであろう地
盤の沈下を安定的かつ確実に抑えることが可能となる。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る地盤造成方法の手順を示した
フローチャート。

【図２】本実施形態に係る地盤造成方法の作用を説明す
る図。

【図３】砂分含有率Ｐs と混合材料の締固め密度ρd の
関係を示したグラフ。

【図４】静的圧縮試験を実施した装置の概略図。

【図５】載荷応力と間隙比の関係を示したグラフ。

【図６】砂分含有率Ｐs と間隙比との関係を示したグラ
フ。

【符号の説明】

１１２混合工程１１３盛立、埋立工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】岩砕等の粗粒分および砂等の細粒分を該
細粒分の含有率が５０％以上７５％以下となるように混
合して混合材料をつくり、該混合材料を用いて盛立、埋
立等の地盤造成を行うことを特徴とする地盤造成方法。