特許 7465098 流動化処理土の付着強度評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】流動化処理土の付着強度評価方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/00 20060101AFI20240403BHJP

   E02D 29/00 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

E02D1/00

E02D29/00

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020018700

(22)【出願日】2020-02-06

(65)【公開番号】P2021123959

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-01-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000150615

【氏名又は名称】株式会社長谷工コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100167117

【弁理士】

【氏名又は名称】打越 佑介

(72)【発明者】

【氏名】中井 謙三

(72)【発明者】

【氏名】丸岡 裕季

(72)【発明者】

【氏名】中村 光男

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１５４４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０４５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１４８８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１５６１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８４５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１２７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００

Ｅ０２Ｄ ２９／００

Ｇ０１Ｌ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下空間を形成する流動化処理土の付着強度評価方法であって、
地下空間への充填直後に流動化処理土の表面から所望の側圧を受ける深度まで棒状の被圧材を鉛直方向に沈め、
所定期間経過後に硬化した前記流動化処理土から前記被圧材を引き抜き、
前記被圧材の引き抜き力及び被圧部の面積に基づき前記流動化処理土の付着強度を評価する
ことを含む流動化処理土の付着強度評価方法。

【請求項2】

前記被圧材に低比重材を装着し、
前記被圧材の重心寄りの一端側を前記流動化処理土に沈め、他端側を前記低比重材で前記流動化処理土の表面に浮かせる
ことを含む請求項１に記載の流動化処理土の付着強度評価方法。

【請求項3】

前記被圧材の一端側かつ前記被圧部以外の箇所に低摩擦材を塗布する
ことを含む請求項１又は２に記載の流動化処理土の付着強度評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集合住宅や商業施設等の建築物の解体に伴い地下空間に充填する流動化処理土の付着強度評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、地盤には地域毎に所定の水位（例えば、地表から２～４ｍｍ）の被圧地下水が存在していて、上記水位を超える深さ（例えば、地表から１３ｍ）の地下構造体を含む建築物もあった。地下構造体の工事は、例えば、逆打工法や順打工法にて行われ、親杭横矢板工法等の山留め工事を経て、底盤や地下外壁で地下空間を形成していた。地下構造体には、被圧地下水による浮力を上回る地上構造体の荷重が加わっていた。

【0003】

一方、建築物の解体に伴い、被圧地下水による浮力が地上構造体の荷重を上回ると、地下構造体の浮き上がり現象が生じていた。そこで、例えば、特許文献１には、地下構造体の地下外壁の周囲全体と被圧地下水が侵入しない岩盤（非液状化地盤）まで打ち込んだ地下連続壁とをジョイント材で一体化し、地盤に対して地下構造体を地下連続壁で固定することで、上記現象を予防する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－２０９００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、地下連続壁を設けるための施工のみならず、岩盤の深さ・ジョイント材の強度・被圧地下水による浮力に対する許容反力等の測定や算出の手間がかかってしまう。さらに、地域や地層によっては、非液状化地盤が施工性や安全性に不向きな深度に存在する場合もある。このため、特許文献１で開示の技術は、汎用性が低く、現実的には採用しにくい。

【0006】

一般的に、幅が狭かったり重機の利用が困難だったりする箇所への埋め戻しや裏込めには、流動化処理土（マンメイドソイル）が活用されている。流動化処理土は、土壌に所定の割合で水やセメント等の固化材を配合して攪拌したもので、現場へのバキューム車での移送及び流し込みを行える。このため、地下構造体の浮き上がり防止を含む埋め戻し用として、産業廃棄物及び廃材（以下「解体ガラ」という。）と共に、流動化処理土が使われている。

【0007】

しかしながら、使われた流動化処理土が埋め戻しに適しているか否かを現場で評価しにくい。現状、流動化処理土に対する評価は、配合後の試験片や充填後に採取した試験片を用いた室内試験機での一軸圧縮試験による粘着力（摩擦力）の評価のみである。すなわち、充填後の流動化処理土が、密着する地下空間の地下外壁に対して所望の付着力を発現し、上記粘着力（摩擦力）の評価と同等の評価となる否かは不明である。

【0008】

このような問題に対し、発明者等は、充填した流動化処理土に適した試験機による評価法を発案した。すなわち、上記試験機の設計及び製造が容易で、上記流動化処理土が硬化する材齢までの期間中に上記試験機のメンテナンス等の作業が不要で、上記流動化処理土が上記地下外壁に与える側圧を想定した擬似的な側圧の測定が容易であれば、当業者特有の課題を解決できる着想に辿り着いた。

【0009】

そこで、本発明の目的は、充填後に現場で容易かつ擬似的に流動化処理土からの側圧を測定することで、地下外壁を含む側圧が加わる箇所に対して所望の付着力を発現しているか否かを評価できる流動化処理土の付着強度評価方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

すなわち、本発明は、地下空間を形成する所定壁面に対する流動化処理土の付着強度評価方法であって、地下空間への充填直後に流動化処理土の表面から所望の側圧を受ける深度まで棒状の被圧材を鉛直方向に沈め、所定期間経過後に硬化した上記流動化処理土から上記被圧材を引き抜き、上記被圧材の引き抜き力及び被圧部分の面積に基づき上記被圧材に対する上記流動化処理土の付着強度を評価することを含む。

【0011】

また、本発明における流動化処理土の付着強度評価方法は、上記被圧材に低比重材を装着し、上記被圧材の重心寄りの一端側を上記流動化処理土に沈め、他端側を上記低比重材で上記流動化処理土の表面に浮かせることを含む。

【0012】

また、本発明における流動化処理土の付着強度評価方法は、上記被圧材の一端側かつ上記被圧部以外の箇所に低摩擦材を塗布することを含む。

【発明の効果】

【0013】

本発明における流動化処理土の付着強度評価方法によれば、充填後に現場で容易かつ擬似的に流動化処理土からの側圧を測定することで、地下外壁を含む側圧が加わる箇所に対して所望の付着力を発現しているか否かを評価できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態における流動化処理土の付着強度評価方法の概要を示す図である。

【図2】上記付着強度評価方法の実施状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図１及び図２を参照しつつ、本発明の一実施形態における流動化処理土の付着強度評価方法（以下「本付着強度評価方法」という。）について説明する。
これらの図において、複数個存在する同一の部位については、一つの部位のみに符番した部分もある。説明の便宜上、所定の部位やこの引き出し線をかくれ線（破線）や想像線（二点鎖線）で示し、断面部分をハッチングやドット状で示した部分もある。説明において、上方、下方、側方、垂直方向、水平方向等の方向を示す用語は、基本的に、建築物の建築状態や本付着強度評価方法の実施状態における位置関係とする。

【0016】

まず、図１を用いて、本付着強度評価方法を実施する背景を含む概要について説明する。

【0017】

＜本付着強度評価方法の概要＞
図１に示すように、本付着強度評価方法は、所定の深さまで地中に埋まっている地下構造体を含む既存建築物Ｎ１を解体し、地下空間における地下構造体の底盤Ｂ及び地下外壁Ｗで形成される箱体の上に新建築物Ｎ２を建築する際に、地下水圧で生じる浮力による浮き上がり現象を防止するために上記箱体内に充填した流動化処理土Ｓの地下外壁Ｗに対する付着強度を、評価機１を用いて評価するものである。

【0018】

＜既存建築物＞
既存建築物Ｎ１は、地上に設けられた付番しない地上構造体と、地下かつ上記地上構造体と一体的に設けられた付番しない地下構造体とを備えたものである。地下構造体は、地上構造体の荷重を支持し、底盤Ｂと、底盤Ｂの周縁から立設している地下外壁Ｗとを少なくとも備え、目的に応じて柱・床・梁・壁等を有していてもよい。

【0019】

＜既存建築物の解体＞
既存建築物Ｎ１から新建築物Ｎ２への建替え時には、地上構造体の解体後或いは解体と同時に、又は地上構造体の外壁を残したまま、少なくとも底盤Ｂ及び地下外壁Ｗを残して地下構造体も解体される。すなわち、解体後の地下構造体は、底盤Ｂと地下外壁Ｗとで箱状の地下空間になってもよい。地上構造体及び地下構造体の解体に伴う解体ガラは、地下空間に埋め戻してもよい。

【0020】

＜流動化処理土＞
流動化処理土Ｓは、所定の含水率の汚泥にセメント等の固化材を混練したものである。流動化処理土Ｓの強度は、一軸圧縮強さ（単位：ｋＮ／ｍ^２等）で評価され、材齢２８日後の状態で評価されてもよく、汚泥及び固化材による密度（単位：ｇ／ｃｍ^３等）で調整できる。すなわち、同じ固化材量であれば、一軸圧縮強さと密度とは比例し、同じ一軸圧縮強さであれば、固化材量と密度とは反比例する。また、一軸圧縮強さは、地盤のＮ値に基づく理論値として算出してもよい。

【0021】

＜流動化処理土の充填＞
新建築物Ｎ２ヘの建替え前に、地下空間に流動化処理土Ｓを充填することで、地下水の浮力に伴い地下構造体が浮き上がることを予防する。すなわち、流動化処理土Ｓは、空間内の少なくとも底盤Ｂ・地下外壁Ｗに密着するように充填され、空間内に設けられた図示しない別の底盤・仕切壁に密着するように充填されてもよく、別の底盤及び仕切壁で構成された空間内に埋め戻された解体ガラＤを囲むように充填されてもよい。
なお、地下空間の埋め戻し時に、腹起こしや切梁等の仮設支保工を行ってもよく、親杭横矢板工法・シートパイル(鋼矢板)工法・地中連続壁（ＳＭＷ:Soil Mixing Wall）等の山留め工事を行ってもよい。

【0022】

次に、図２を用いて、本付着強度評価方法の実施状況について説明する。

【0023】

＜本付着強度評価方法の実施状況＞
図２に示すように、試験機１は、棒状の被圧材１１を備えている。本付着強度評価方法において、地下空間に充填された後に流動化処理土Ｓの表面から所望の側圧を受ける深度まで被圧材１１を沈め、所定期間経過後に硬化した流動化処理土Ｓから被圧材１１を引き抜き、被圧材１１の引き抜き力及び被圧部１１ｐの面積に基づき流動化処理土Ｓの付着強度を評価する。

【0024】

被圧材１１は、鉄鋼製の角材１１ａに鉄筋１１ｂを内蔵した棒材であり、角材１１ａの軸方向に設けた長穴に、一端側を突出させた状態で鉄筋１１ｂを突き刺し、溶接等で固定して形成してもよい。被圧材１１としては、鉄筋、鋼棒、又は鋼板のみでもよく、いずれかを内蔵した水平断面視で正方形や長方形の板材、又は断面視で円形の棒材でもよい。「所望の側圧を受ける深度」とは、流動化処理土Ｓの表面から１ｍの深さで、流動化処理土Ｓの強度を含む性質や気温等の外部環境によっては１ｍ未満でも以上でもよい。「所定期間」とは、材齢２８日で、上記性質や上記外部環境によっては２８日未満でも以上でもよい。「被圧材１１の引き抜き力」とは、被圧材１１を流動化処理土Ｓから引き抜くときに必要な力であり、硬化後に測定した流動化処理土Ｓに沈んでいる部分の長さや流動化処理土Ｓから受ける摩擦力の影響で大きかったり小さかったりする。被圧材１１の引き抜きは、地表側の鉄筋１１ｂを油圧式等のジャッキで掴んで行ってもよい。被圧部１１ｐとは、上記深度付近の流動化処理土Ｓに密着していて引き抜き時の摩擦を受ける部分であればよく、面積や素材を限定しない。

【0025】

この方法によれば、現場で流動性のある状態の流動化処理土Ｓに試験機１を浮かべるだけで準備が完了するため、任意かつ複数の場所に基づく評価も行いやすい。すなわち、擬似的に被圧材１１を地下外壁等の側圧が加わる箇所とし、被圧材１１に加わる側圧に応じた被圧材１１の引き抜き力と上記側圧を直接受ける被圧部１１ｐの面積とに基づき、地下外壁等の側圧が加わる箇所に対する所定の一軸圧縮強さである流動化処理土Ｓの付着強度を容易に評価できる。これにより、地下外壁等と流動化処理土Ｓとで形成された合成地下壁としての評価を現実的かつ客観的に行える。

【0026】

また、試験機１において、被圧材１１に低比重材１２を装着し、被圧材１１の重心寄りの一端側を流動化処理土Ｓに沈め、他端側を低比重材１２で流動化処理土Ｓの表面に浮かせる。換言すれば、重心を長手方向の半分より下側に配置した被圧材１１を流動化処理土Ｓに突き刺し、上側を地上に突出させた状態を維持して低比重材１２で浮かせることで、試験機１の設置も回収も容易に行える。

【0027】

低比重材１２は、例えば長方形状の発泡スチロールで、流動化処理土Ｓより比重の低い物体であれば形状も素材も限定せず、中空状に成型された熱可塑性樹脂材でもよい。低比重材１２は、被圧材１１に貫通させて装着し、被圧材１１の外側に付着させてもよい。
なお、被圧材１１は、地表に設置した所定の吊り下げ機器により、流動化処理土Ｓに対して宙吊り状態で突き刺してもよい。被圧材１１の重心位置は、角材１１ａや鉄筋１１ｂの形状で調整してもよい。

【0028】

また、試験機１において、被圧材１１の一端側かつ被圧部１１ｐ以外の箇所に付番しない低摩擦材を塗布する。詳細には、流動化処理土Ｓに沈んでいる被圧材１１の角材１１ａのうち、最下端部分１１ａ１と、被圧部１１ｐより上側に位置する部分１１ａ２とに、フリクションカットを塗布することで、上記深度付近からの側圧に応じた被圧材１１の引き抜き力でよいため、より正確に流動化処理土Ｓの付着強度を評価できる。
なお、被圧材１１の引き抜き時に、被圧部１１ｐ周辺以外から流動化処理土Ｓの摩擦を受けなければよく、例えば、被圧部１１ｐから最下端部分以外を覆う所定の筒材と共に被圧材１１を流動化処理土Ｓに沈めてもよい。

【0029】

なお、本実施形態に示した素材の種類、部材の形状や寸法を含む構造、各部材の組み合わせ方、評価に関する測定値の種類やパラメータ、及びその他評価に対する必要事項は、上述した効果を得られる限りいずれでもよく、これらに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0030】

１ 試験機
１１ 被圧材
１１ａ 角材
１１ｂ 鉄筋
１２ 低比重材
Ｓ 流動化処理土
Ｄ 解体ガラ
Ｎ１ 既存建築物
Ｎ２ 新建築物
Ｗ 地下外壁
Ｂ 底盤

【図1】

【図2】