全地連「技術フォーラム2014」秋田 【45】 泥炭の物性値が安定処理土の一軸圧縮強さに及ぼす影響について 上山試錐工業㈱ 1. はじめに ○大迫 祐一 塩田 好輝 加地 眞 100 安定処理土による地盤改良のうち、セメント改良工法 90 では、固化材種および固化材添加量の決定にあたり、要 80 得るための室内配合試験が実施される。 近年、改良対象土のうち粘性土と砂質土については、 70 強熱減量Li(%) 求される性能・品質を満足するとともに良好な経済性を R2 = 0.8645 60 50 40 30 含水比、粒度組成と固化材添加量の関係から一軸圧縮強 20 さを推定する配合特性が報告されている1)2)。 10 本報告では、北海道に多く分布する泥炭性軟弱土を改 0 0 200 400 良対象として、室内配合試験結果を集約し、泥炭の性状 に大きく関係する含水比および強熱減量をパラメータと 600 含水比W(%) 800 1000 1200 図-2 含水比と強熱減量 した一軸圧縮強さの強度発現特性を検討した。 つぎに、同一水セメント比 W/C=1.0で実施した試料の 2. 試験方法 なかで、固化材添加量ごとの強熱減量および含水比と一 対象とした泥炭性軟弱土の物性値は、含水比が w=50% 軸圧縮強さの関係を図-3、図-4に示した。 ～950%、強熱減量が Li=20%～95%であった。混合方式は 強熱減量および含水比に関わらず、固化材添加量 スラリー撹拌とし、W/C(水セメント比)は0.7～3.5で実施 150kg/m3 程度までは最大500kN/m2 と強度発現は小さい した。使用固化材は、高有機質土用のセメント系固化材 結果となった。また、固化材添加量が200 kg/m3以上とな を用いて、固化材添加量は70kg/m3 ～450kg/m3 で実施し ると強度発現は顕著になり、とくに強熱減量が小さく、 た。 含水比が高くなると、一軸圧縮強さの増加が大きくなる 傾向となった。 3. 試験結果と考察 セメント改良工法のなかで W/C=1.0は、一般的に多く 強熱減量および W/C が異なる試料(W/C=0.7～3.5)に 用いられており、本報告のなかでも試料数は最も多い。 ついて固化材添加量と一軸圧縮強さの関係を図-1に示し しかしセメント改良工法によっては、水セメント比が規 た。なお、グラフ内数値は各々の強熱減量値を表す。 定されている工法もあるため、本報告では W/C=1.0以外 同一固化材添加量では強熱減量が小さいほど一軸圧縮 の水セメント比についても室内配合試験を実施した。 強さは大きくなる結果であった。また、強熱減量が小さ W/C の異なる試料を同一に評価する方法として、トータ くなると固化材添加量の増加に伴う強度発現が顕著にな ル水セメント比(Wall/C)が報告されている1)2）。 った。この強度発現傾向は、試料を含水比ごとに取りま トータル水セメント比は、W/C の様に外から加わる水 分のほかに間隙水として試料中に含まれる水量を考慮す とめても相違がなかった。 3) 泥炭の強熱減量と含水比は高い相関性を有しており 、 ることで算出される。 使用した改良対象土も図-2に示したように、相関性を有 している。 4500 4000 24 29 3500 一軸圧縮強さqu(kN/m2) 一軸圧縮強さqu(kN/m2) 3500 4500 19 Li=0～30% Li=30～60% Li=60～100% 4000 18 3000 2500 47 58 2000 18 1500 2 1000 54 88 500 72 34 94 59 27 77 100 200 100kg/m3 150kg/m3 200kg/m3 300kg/m3 450kg/m3 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 70kg/m3 300 400 固化材添加量(kg/cm3) 図-1 固化材添加量と一軸圧縮強さ(強熱減量) 500 0 0 20 40 60 強熱減量Li(%) 80 100 120 図-3 強熱減量と一軸圧縮強さの関係(セメント添加量) 全地連「技術フォーラム2014」秋田 4500 600 W/C=1.0 4000 100kg/m3 150kg/m3 200kg/m3 300kg/m3 450kg/m3 C=100kg/m2 W<100 100<W<400 500 400>W 一軸圧縮強さqu(kN/m2) 一軸圧縮強さqu(kN/m2) 3500 70kg/m3 3000 2500 2000 1500 400 300 200 1000 100 500 0 0 0 100 200 300 400 含水比W(%) 500 600 0 700 20 40 60 強熱減量Li(%) 80 100 図-6 強熱減量と一軸圧縮強さの関係 図-4 含水比と一軸圧縮強さの関係(セメント添加量) (固化材添加量100kg/m3) トータル水セメント比は次の式で表せられる。 ばらつきはあるが、固化材添加量を一定にして取りま Wall/C=(mw+W)/C とめることで、強熱減量からトータル水セメント比と同 W：スラリーに含まれる水(kg/m3) 様に、目標強度を得る目安となると考えられる。 C：セメント添加量(kg/m3) 本報告では、固化材添加量100kg/m3以外は試料数が少 mw：間隙水として試料中に含まれる水(kg/m3) ないが、目標強度得るための一軸圧縮強さをトータル水 固化材添加量ごとのトータル水セメント比(2.4～12.6) と一軸圧縮強さの関係を図-5に示した。 トータル水セメント比が小さくなると一軸圧縮強さが 増加していく傾向となった。添加量の少ない範囲では、 一軸圧縮強さのばらつきが大きいが、この範囲の泥炭は、 分解が進みシルト質状となっているため、高い数値を示 していると考えられる。 図-5から泥炭性軟弱土のような含水比の高い試料で は、水セメント比の設定においてあらかじめ試料中に含 まれている水を測定し、トータル水セメント比を設定す ることにより、目標強度を得る目安となると考える。 セメント比および強熱減量からも併せておこなうこと が、より精度のよい室内配合試験につながると考えられ る。 4. まとめ ・同一固化材添加量では強熱減量が小さいほど一軸圧縮 強さは大きくなる。 ・泥炭性軟弱土は、強熱減量および含水比にかかわらず、 固化材添加量150kg/m3 程度までは最大500kN/m2 と強 度発現は小さい。 ・泥炭性軟弱土は、強熱減量と含水比の間に高い相関性 を有しているため、含水比と強熱減量をパラメータと すると酷似する。 3500 一軸圧縮強さ(kN/m2) 3000 70kg/m3 100kg/m3 150kg/m3 200kg/m3 300kg/m3 450kg/m3 ・過去に報告されている粘性土および砂質土と同様に、 泥炭性軟弱土にトータル水セメント比が適用でき、一 軸圧縮強さを得る目安となる。 2500 2000 ・強熱減量は、一軸圧縮強さに影響を与えるため、トー 1500 タル水セメント比と併せて一軸圧縮強さの目安とする 1000 ことで、より精度のよい室内配合試験につながる。 500 0 0 2 4 6 8 トータル水セメント比 Wall 10 12 14 図-5 トータル水セメント比と一軸圧縮強さの関係 (固化材添加量) つぎに、同一固化材添加量100kg/m3で実施した試料の なかで強熱減量と一軸圧縮強さの関係を含水比ごとに図 -6に示した。 固化材添加量100kg/m3では、強熱減量が小さいほど、 一軸圧縮強さは増加する傾向であった。 《引用・参考文献》 1) 田中太一他：粘性土改良土の強度・変形特性，平成22 年度 日本大学理工学部 学術講演会論文集. 2) 米田久美子：セメント固化処理土の強度特性の検討， 全地連「技術フォーラム2011」京都 3) (独)土木研究所 寒地土木研究所：泥炭性軟弱地盤対 策マニュアル，p.50，2011.3.
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