土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月) CS7-009 原位置含水比調整ベントナイトによる底部低透水層構築手法の開発 (株)大林組（茨城大学） (株)大林組正会員武内邦文学生会員 ○森拓雄正会員志村友行１．はじめに余裕深度処分 1）における人工バリアのうち底部低透水層構築方法の１つとして，ベントナイト原鉱を大型振動ローラーで締固めることで高密度（ρd＝1.6Mg/m3）を得られることは明らかになっている 2）が，より一層の合理化が求められている．その方策の１つとして筆者らは，予め高速回転ミキサーを用いて行われているベントナイト原鉱の含水比調整 3）を省略し，原位置で調整する方法について検討を行っている．今回，実規模の鉄筋コンクリート製の模擬底部空洞充填材上に自然含水比のベントナイト原鉱を撒出し，汎用の浅層土質改良機を改造して原位置で含水比調整行った．含水比調整したベントナイトは大型振動ローラーで締固め，締固めた地盤をボーリングして，その含水比や乾燥密度などから原位置含水比調整手法の妥当性を検証した．２．実規模試験概要図－１に今回実施した実規模試験の施工フローを示す． 2.1 原位置での含水比調整含水比の調整は締固め後の乾燥密度が 1.6Mg/m3 で層厚 10cm になる量の自然含水比（約 7%）の山形産ベントナイト原鉱（クニゲル GX，最大粒径 10mm）を幅 6m×延長 15m の模擬底部空洞充填材上に撒出し，簡易加水装置を追加した浅層地盤改良機（写真-１：改良幅 1.5m）を走行させ加水・混合した．加水装置は攪伴翼近傍に噴射ノズルを設け，タンクからポンプで一定量（34ℓ /分）の水準備工をベントナイトに噴霧した．調整後含水比が 21％になるようにポンプ吐出量から地盤改良機の走行速度を約 0.7m/分とした．ベントナイトの計量ベントナイト撒出し 2.2 大型振動ローラーによる締固めフィニッシャー締固めは写真－２の運転質量 11ｔの振動ローラー（BOMAG 社製加水混合地盤改良機 BW211D-4）を用いた．まず予備転圧として無振動でローラーを 1 予備転圧 11ｔローラー無振動2pass 往復させた後，加振しながら 1 往復（2pss）するごとに高さ計測本転圧 2pass×3列を行い．所定の層厚になるまで加振を繰り返した．なお比較検討高さ計測レベル測量のため事前に含水比調整したベントナイトの締固めも行った． 2.3 品質確認所定の高さか? ①締固め前地盤改良機で含水比調整後，試料を採取して含水比の分布を調査した．採取頻度は 6 点/側線×3 側線＝18 側線とした． No Yes ボーリング図－１施工フロー ②締固め施工中レベル計測から層厚を求めと投入重量から層全体の平均密度を算定した． ③締固め終了後図－２の地点でボーリングを実施し，含水比および乾燥密度を求めた．写真－１地盤改良機による加水・混合写真－２大型振動ﾛｰﾗｰによる締め固めキーワード余裕深度処分，ベントナイト，含水比，実規模試験連絡先〒108-8502 東京都港区港南 2-15-2 (株)大林組東京本社ＬＬＷプロジェクト -17- ＴＥＬ03-5769-1141 土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月) CS7-009 10 平均22.6％頻度 8 6 4 2 図－2 ボーリング位置 0 ３．試験結果～15 15～19 19～23 23～27 図－３に締固め前にサンプリングした試料の含水比の 31～図－3 含水比分布（締固め前）ヒストグラムを示す．今回の目標調整含水比はω＝21％で含水比サンプリング試料の含水比も 19～23％の頻 14 度が最も多い．ただし平均値はω＝22.6％で全体的 12 にはやや高めであった． 27～31 含水比　％ 10 層厚　cm 図－３に締固めの転圧回数とレベル計測による沈下量の関係を示す．事前に含水比調整した材料を締め固める場合と同様に 2)転圧回数４pass（2 往復）で乾燥密度 1.6Mg/m3 となる層厚約 10cm が得ら，地 8 6 1列目 2列目 3列目平均 4 3 盤全体平均として乾燥密度 1.6mg/m が達成された 2 と推定される． 0 図－4 に締固め後に実施したボーリングで採取し 0 2 4 6 8 転圧回数　pass た試料の乾燥密度を示す．原位置含水比調整した試図－3 転圧回数と沈下料の乾燥密度の平均値は 1.536Mg/m3 と若干小さ 14 く，全体的にも 1.6Mg/m3 よりも小さめに分布している．これは調整した含水比が若干大きめであ 12 ったことが影響したと考えられる．事前に含水比 10 材料の含水比事前調整平均1.607Mg/m3 原位置調整平均1.536Mg/m3 が 1.6±0.05 Mg/m3 に収まる頻度が 60％であるのに対して，原位置で含水比を調整した材料の場合は 40％であった．頻度調整を行った材料を締め固めた場合に乾燥密度 8 6 4 ４．まとめ今回，汎用の地盤改良機を用いたため含水比は 17.7～30.2％とバラつきが大きかったが，分布が 2 0 ～1.35 1.35～1.45 1.45～1.55 1.55～1.65 1.65～1.75 1.75～乾燥密度　Mg/m3 正規分布に近いことや平均値が目標値に近いこ図－４乾燥密度分布(ボーリング試料) となどから攪伴翼を改良したり，水供給システムを地盤改良機の走行を連動させたりすれば，バラつきを小さくすることが可能であると考える．ベントナイトを適切な含水比に調整すれば目標の密度の締固めることが可能になるが明らかになっており 4），含水比のバラつきを改善できれば所定の品質の低透水層が構築できると考えられる．＜参考文献＞ 1)京谷修：放射性廃棄物処分施設の設計検討状況，第 60 回年次学術講演会（2005） 2)例えば吉越ら「地下空洞型処分施設性能確証試験における底部緩衝材施工確認試験」第 64 回年次学術講演会（2009） 3)例えば窪田ら「地下空洞型処分施設性能確証試験におけるベントナイト含水比調整について」第 64 回年次学術講演会（2009） 4）伊藤ら「ベントナイトの含水調整に関する検討」第 62 回年次学術講演会（2007） -18-