2. 母料特性と土質改良方法等 1) 母材特性について浚渫土及び高水敷掘削土について原材料試験により把握した母材特性及び特徴築堤材料として利用する際の課題を下記に列挙する (1) 浚渫土について河口部で浚渫される土砂はカキ殻を多く含んでいるカキ殻は塑性を示さないため締固め強度や力学強度等の

Size: px

Start display at page:

Download "2. 母料特性と土質改良方法等 1) 母材特性について浚渫土及び高水敷掘削土について原材料試験により把握した母材特性及び特徴築堤材料として利用する際の課題を下記に列挙する (1) 浚渫土について河口部で浚渫される土砂はカキ殻を多く含んでいるカキ殻は塑性を示さないため締固め強度や力学強度等の"

らむだいほうじ
5 years ago
Views:

別添 -2 浚渫土及び高水敷掘削土の土質改良の試みについて内藤恵介関東地方整備局利根川下流河川事務所工務課 ( 287-8510 千葉県香取市佐原イ 4149) 利根川下流河川事務所管内の下流部では河川整備計画における治水対策として約 2,40 0 万m3の河道浚渫が計画されているまた自然再生事業においては今後約 10 年で約 50 万m3の高水敷掘削が計画されている

1 別添 -2 浚渫土及び高水敷掘削土の土質改良の試みについて内藤恵介関東地方整備局利根川下流河川事務所工務課 ( 千葉県香取市佐原イ 4149) 利根川下流河川事務所管内の下流部では河川整備計画における治水対策として約 2,40 0 万m3の河道浚渫が計画されているまた自然再生事業においては今後約 10 年で約 50 万m3の高水敷掘削が計画されているこれらの事業進捗のために河道掘削土を効率的効果的に活用することが望まれており海岸養浜事業等との連携や下流部無堤地区の築堤材料として有効活用することが重要と考える本報文は河道掘削土を築堤材料として活用することに主眼を置いた土質改良の試みについて報告するものであるキーワード河道掘削土, 有効利用, 土質改良 1. はじめに利根川下流部及び河口部では流下断面が不足しているこのため河道掘削を行い流下能力を確保することが急務となっており河川整備計画における治水対策として約 2,400 万m3の掘削が計画されているまた利根川下流部には無堤部が存在し過去に浸水被害が発生しており堤防整備をあわせて実施することにより治水安全度の向上を図っているさらに利根川下流部の自然再生事業においては湿地環境ワンド等の整備による多様な生物の生息環境の再生を目的として今後約 10 年で約 50 万m3の高水敷掘削が計画されているなお築堤整備に必要な築堤材料は約 100 万m3となっている自然再生予定箇所築堤予定箇所図 1. 事業箇所概要図河道浚渫予定箇所築堤事業の盛土材の確保と河道浚渫及び高水敷掘削による大量の掘削土により土砂の需給が一致しているよう思えるが供給需要側ともに以下のような課題が存在しているまず土砂の供給側となる河道浚渫高水敷掘削により発生する河道掘削土について浚渫土は塩分濃度が高くカキ殻が混入高水敷掘削土は根茎が混入しているそのためこれらの掘削土をそのまま築堤材として活用することが困難となっているそのままでは第 3 種建設発生土にはならず近隣工事の受入れ調整をすることも困難であるさらに河道掘削土の継続的な発生が見込まれるにも関わらずストックヤード及び受入れ先 ( 海岸養浜事業等 ) には限りがある次に発生土の需要側となる築堤事業についてはリサイクル原則化ルールに基づき近隣工事で建設発生土の搬出があれば利用調整を行うこととしているが発生する事業が無いため利根川の下流部ではやむを得ず購入土を使用している状況である本報告においては浚渫高水敷掘削により発生する河道掘削土の処分及び築堤材料の確保という両問題に対し河道掘削土を改良し築堤材料として活用することが事業の効率的効果的な推進に繋がり限られたストックヤードの有効利用が可能となるという考えのもと試験的に行った土質改良の試みについて述べる

2. 母料特性と土質改良方法等 1) 母材特性について浚渫土及び高水敷掘削土について原材料試験により把握した母材特性及び特徴築堤材料として利用する際の課題を下記に列挙する (1) 浚渫土について

掘削箇所により異なるが粒度曲線の勾配が緩やかで粒度分布が比較的良い塩分を含んだ土砂であるため塩分濃度の植生等への影響に注意する必要がある含水比が約 37% コーン指数は約 50 kn/m2

高水敷掘削土について根茎を含んでおり細粒分が多く含水比が高い粘性土である含水比が約 46% コーン指数は約 180kN/m2 図 5 三角座標より高水敷掘削土単体では締固まらない土質である図 5

築堤材料としての利用を図ることを目標とした発生土利用基準建設発生土利用技術マニュアル等を参考にし下記を土質改良の設計目標値とした第 3 種建設発生土コーン指数 Qc 400kN/m2 細粒分 15

2 2. 母料特性と土質改良方法等 1) 母材特性について浚渫土及び高水敷掘削土について原材料試験により把握した母材特性及び特徴築堤材料として利用する際の課題を下記に列挙する (1) 浚渫土について河口部で浚渫される土砂はカキ殻を多く含んでいるカキ殻は塑性を示さないため締固め強度や力学強度等の増加は見込めないことが予想されるまた径が大きいものが混入している場合堤防の空洞化の懸念がある掘削箇所により異なるが粒度曲線の勾配が緩やかで粒度分布が比較的良い塩分を含んだ土砂であるため塩分濃度の植生等への影響に注意する必要がある含水比が約 37% コーン指数は約 50 kn/m2 一年間仮置した状態の土砂である細粒分が約 7 割凡例 : 高水敷掘削土 : 浚渫土図 4 河道掘削土の粒径加積曲線高水敷掘削土図 2 浚渫土のカキ殻混入状況 (2) 高水敷掘削土について根茎を含んでおり細粒分が多く含水比が高い粘性土である含水比が約 46% コーン指数は約 180kN/m2 図 5 三角座標より高水敷掘削土単体では締固まらない土質である図 5 土の分類浚渫土 2) 改良土の築堤材料としての目標浚渫土と高水敷掘削土を混合し粒度調整を行うこと及び高含水比の母材を石灰配合することによりコーン指数の向上を期待し築堤材料としての利用を図ることを目標とした発生土利用基準建設発生土利用技術マニュアル等を参考にし下記を土質改良の設計目標値とした第 3 種建設発生土コーン指数 Qc 400kN/m2 細粒分 15 Fc 50 図 3 高水敷掘削箇所 3) 改良方法について本試みにおける母材特性を考慮すると下記項目を満たすことが重要であると考えたまた試験施工実施後に評価可能な改良方法であることを条件とした河道掘削土に含まれる異物 ( 貝殻根茎 ) を効果的に分別できること高含水比粘性土である高水敷掘削土と浚渫土を効果的に混合できること

改良方法については改良材の配合量が管理できるプラント又は自走式であるものとし渡良瀬遊水地で根茎分別の実績のある

カキ殻の分別及び破砕粘土塊の解砕が 1 サイクルで可能であり異物の除去を効率的に行うことができ

母材が細粒化され均一に分散されるため築堤材料としての品質の確保も期待できる図 7. 含水比 3.

混合及び石灰配合による土質特性の変化及び強度増加を確認するため試料について粘性土と砂質土の混合比 1:0 1:1 1:2 1:4

上記の配合ケースの決定後に母材の現状土試験結果により浚渫土のコーン指数が 40~49 kn/m2 高水敷掘削土が 182

石灰配合が必要不可欠であると考えられたこのため同様の配合比で石灰配合量を 20 kg/m3 30 kg/m3

3 改良方法については改良材の配合量が管理できるプラント又は自走式であるものとし渡良瀬遊水地で根茎分別の実績のある回転式破砕混合工法用いた改良法を採用することとした回転式破砕混合工法用いた改良法を採用することにより根茎の分別カキ殻の分別及び破砕粘土塊の解砕が 1 サイクルで可能であり異物の除去を効率的に行うことができ高含水比粘性土についても効果的に改良することができるまた高速回転するフレキシブルなチェーンにより破砕と混合を同時に行うことで母材が細粒化され均一に分散されるため築堤材料としての品質の確保も期待できる図 7. 含水比 3. 土質改良試験施工の内容 1) 配合ケースの検討浚渫土及び高水敷掘削土について混合及び石灰配合による土質特性の変化及び強度増加を確認するため試料について粘性土と砂質土の混合比 1:0 1:1 1:2 1:4 の 4 パターンを設定し上記 4 ケースに石灰を 10kg/m3 配合するケースを設定し室内配合試験を実施したなお上記の配合ケースの決定後に母材の現状土試験結果により浚渫土のコーン指数が 40~49 kn/m2 高水敷掘削土が 182 kn/m2 の値を示した母材のコーン指数を踏まえると目標とするコーン指数を確保するためには石灰配合が必要不可欠であると考えられたこのため同様の配合比で石灰配合量を 20 kg/m3 30 kg/m3 としたケースも試験を追加することとし土質改良試験施工における配合量決定の基礎資料として活用した室内土質試験の結果は図 6~8 のとおり図 8. 細粒分石灰配合量 30 kg/m3 20 kg/m3 図 9. 改良土図 6. コーン指数 30 kg/m3 10 kg/m3 20 kg/m3 石灰配合量図 10. ロス材無し

合割合が大きいほどコーン指数が低下する傾向が読み取れる粘性土と浚渫土を混合すると混合割合に依らずコーン指数 400kN/m2 を満足するには 70kg/m3 以上の石灰配合が必要となり植生への影響や土の固化が懸念される 3) 土質改良方針 ( 案 ) の決定室内配合試験の結果より下記を基本として土質改良試験施工を実施することとした図 11.

qc7(kn/m 2 ) 1200 1000 800 600 400 200 粘性土 : 砂質土 =0:1 y = 37.426e 0.0656x R² = 0.

4 合割合が大きいほどコーン指数が低下する傾向が読み取れる粘性土と浚渫土を混合すると混合割合に依らずコーン指数 400kN/m2 を満足するには 70kg/m3 以上の石灰配合が必要となり植生への影響や土の固化が懸念される 3) 土質改良方針 ( 案 ) の決定室内配合試験の結果より下記を基本として土質改良試験施工を実施することとした図 11. プラント全景 2) 配合試験結果配合試験結果からは以下の傾向が確認された浚渫土単体で土質改良を行った場合浚渫土 ( 砂質土 ) の単体は含水比が 40% 弱と高く石灰配合により図 12 のとおりコーン指数が増加する石灰配合量とコーン指数の増加傾向の関係よりコーン指数 400kN/m2 の発現には概ね 35kg/m3 の石灰添加が必要であることが分かった養生 7 日後のコーン指数 qc7(kn/m 2 ) 粘性土 : 砂質土 =0:1 y = e x R² = (1) 浚渫土について石灰添加量は 35kg/m3( 母材の含水比約 40%) を基本 ( 上限 ) として行う土質改良の目標はコーン指数 400kN/m3 とした強度発現の確認は 1000m3 に 1 回実施することとしたまた母材については状態の変化に応じ含水比を把握するものとした (2) 高水敷掘削土について母材特性より次年度以降の浚渫土改良のための混合材料としての利用を鑑み優先的に根茎の選別を実施することとした生石灰添加量は 5 kg/m3 15 kg/m3 25 kg/m3 のケースを設定し根茎選別に要する最低限度の量を試験施工により求め 15 kg/m3 に決定した 4) 含水比の変化によるロス材発生状況 (1) 高水敷掘削土について工事現場で毎朝母材の含水比データを収集したところ自然含水比の高い値を示す日においてロス材発生量の増加施工機械の目詰まりが発生する傾向が確認出来たロス材発生の減少根茎の分別効率の向上のため母材の含水比が 40% を超える場合は石灰配合量を 5 kg/m3 増加して対応することを試み結果としてロス材発生を抑制し効率的に施工することができた生石灰添加量 (kg/m 3 ) 図 12. 含水比とコーン指数 400kN/m2 を得る生石灰添加量の関係浚渫土と高水敷掘削土 ( 粘性土 ) を混合して土質改良を行った場合図 6. より粘性土と浚渫土の混合では浚渫土の混

粘土塊 c 図 13. 含水比 40% 程度の施工状況 ( ふるい ) カキ殻図 16.

築堤材料として良好に締固まるということを確認することが出来た図 14. 含水比 46.

施工効率の低下が顕著となったこのまま施工を継続した場合改良ボリュームの大幅な減少が懸念されたこのためコーン指数 400kN/m2

ロス材料の発生を抑えることができた図 17 試験盛土 ( 上部 :4.0m 4.0m 高さ :0.9m 法勾配 :1:3.

5 粘土塊 c 図 13. 含水比 40% 程度の施工状況 ( ふるい ) カキ殻図 16. ロス材発生状況 ( 浚渫土 ) 5) 試験盛土工改良土による盛土締固め特性を把握するため振動ローラにより試験盛土を行った施工後に現場密度試験を実施し築堤材料として良好に締固まるということを確認することが出来た図 14. 含水比 46.2% 時の施工状況 ( ふるい ) (2) 浚渫土について浚渫土の改良実施期間において母材の自然含水比が高くなりロス材の発生量が約 1 割に達する場合があり施工効率の低下が顕著となったこのまま施工を継続した場合改良ボリュームの大幅な減少が懸念されたこのためコーン指数 400kN/m2 を得られる母材含水比と生石灰添加量の関係を求め含水比に応じて石灰配合量を 40kg/m3 45kg/m3 とするよう柔軟性を持たせることによりロス材料の発生を抑えることができた図 17 試験盛土 ( 上部 :4.0m 4.0m 高さ :0.9m 法勾配 :1:3.0) 石灰配合量を調整することにより高水敷掘削土の平均ロス率は約 2.2% 浚渫土の平均ロス率については約 5.3% さらに改良時のロス材を石灰を加えず改良した結果約 0.8% まで抑止することできたまた現地でロス材を確認すると比較的小さな異物も分別されていた根茎図 15. ロス材発生状況 ( 高水敷掘削土 ) 図 18 試験盛土転圧状況 6) 試験植生工本試みにおいては汽水域の掘削土を築堤材に活用することが前提条件であるため石灰配合に起因する土の ph 上昇 ( アルカリ化 ) と固化による植生の生育への影響を把握のほか塩分の植生への影響を把握することが非常に重要であるため試験盛土に芝張を施し定期的にモニタリングを行うこととした芝は総芝とワラ芝を使用することとし盛土の川表側と裏側の両面にそれぞれ配置し日照により育成に差が生じるか確認できるよう工夫した

4. 試験施工の成果 1 浚渫土に混入しているカキ殻根茎への対処方法として回転式破砕混合工法用いた改良法は効果的効率的であることが分かった 2 浚渫土と高水敷掘削土の混合改良による粒度調整による改良を第一の目標としていたがコーン指数の低下に繋がることが分かった 3 浚渫土と高水敷掘削土ともに高含水比であり石灰配合による含水比調整がコーン指数の改善に効果的であることを確認できた 4

今後の課題 1 今回の試みの一番の目的である浚渫土と高水敷掘削土の粒度調整による混合改良については別々に改良した方が効果的という結果となり当初期待していた成果を上げることは出来なかった混合改良による粒度調整がコーン指数の低下に繋がる要因の分析が必要であり根本的な解決策を検討することが課題となった 2 所定強度の発現が困難であった高水敷掘削土について今回は根茎を取り除くのみとしたが

6 4. 試験施工の成果 1 浚渫土に混入しているカキ殻根茎への対処方法として回転式破砕混合工法用いた改良法は効果的効率的であることが分かった 2 浚渫土と高水敷掘削土の混合改良による粒度調整による改良を第一の目標としていたがコーン指数の低下に繋がることが分かった 3 浚渫土と高水敷掘削土ともに高含水比であり石灰配合による含水比調整がコーン指数の改善に効果的であることを確認できた 4 試験盛土について改良土が築堤材料として良好に締固まることを確認することができたまた施工後約 6 ヶ月経過してもクラックは見受けられなかった 5 試験植生工は塩分を含む浚渫土を一年以上仮置した後に土質改良を行っているが張芝ワラ芝共に順調に生育している芝を部分的に剥がして根が良好に活着しているか今後確認したいと考えている図 19 試験植生の育成状況 H26.11 撮影 5. 今後の課題 1 今回の試みの一番の目的である浚渫土と高水敷掘削土の粒度調整による混合改良については別々に改良した方が効果的という結果となり当初期待していた成果を上げることは出来なかった混合改良による粒度調整がコーン指数の低下に繋がる要因の分析が必要であり根本的な解決策を検討することが課題となった 2 所定強度の発現が困難であった高水敷掘削土について今回は根茎を取り除くのみとしたが今後築堤材料としての利用方法を検討する必要がある 3 改良時に石灰の配合量を可能な限り低くすることがコスト品質面ともに好ましいためトレンチや天日干し等により自然に含水比が低下させ目標とするコーン指数が得られる処理方法を試みる必要がある 4 浚渫土は同じ河口部でも位置によりカキ殻混入量シルト分の含有量が変わるためその場合どのような配合を行えば効果的であるか検討が必要である 5 土質改良の石灰配合について関東地整管内の試験施工実績によると 30 kg/m3 以下が目安となっているが試験施工ではトラフィカビリティを確保するため配合量が最大で 45kg/m3 となり改良土の品質について懸念が残った 6 試験改良のコストが購入土より割高となっているためより経済的となる方法を考慮する必要がある 7 築堤土量に対して掘削土量が多く 2,300 万 m3 の土の有効利用処分が必要となるため今後も土質改良を含めた対応策を考える必要がある図 20 試験植生の育成状況 H27.4 撮影

埋戻しに使用する材料の標準仕様書平成 25 年 9 月 ( 改訂 ) 上越市

埋戻しに使用する材料の標準仕様書平成 25 年 9 月 ( 改訂 ) 上越市埋戻しに使用する材料の標準仕様書平成 25 年 9 月 ( 改訂 ) 上越市目次 1. 山砂の品質基準 ------------------------------------------------------------------------------1 2. 良質土の品質基準 ---------------------------------------------------------------------------1