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） 学生会員 ○森 拓雄
(株)大林組 正会員 武内 邦文 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
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．
2.2 大型振動ローラーによる締固め
締固めは写真－２の運転質量 11ｔの振動ローラー（BOMAG 社製 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 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 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 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
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．
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．
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 ＴＥＬ03-5769-1141 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
準備工 ベントナイトの計量
ベントナイト撒出し フィニッシャー
加水混合 地盤改良機
予備転圧 11ｔローラー無振動2pass
本転圧 2pass×3列
高さ計測 レベル測量
所定の高さか? No Yes ボーリング
図－１ 施工フロー 土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)
‑17‑
CS7‑009
３．試験結果
図－３に締固め前にサンプリングした試料の含水比の 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 度が最も多い．ただし平均値はω＝22.6％で全体的 にはやや高めであった．
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 盤全体平均として乾燥密度 1.6mg/m3が達成された と推定される．
図－4 に締固め後に実施したボーリングで採取し た試料の乾燥密度を示す．原位置含水比調整した試 料の乾燥密度の平均値は 1.536Mg/m3と若干小さ 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 ったことが影響したと考えられる．事前に含水比 調整を行った材料を締め固めた場合に乾燥密度 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．
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 正規分布に近いことや平均値が目標値に近いこ 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）0 2 4 6 8 10 12 14
0 2 4 6 8
転圧回数 pass
層厚 cm
1列目 2列目 3列目 平均
図－3 転圧回数と沈下
0 2 4 6 8 10
～15 15～19 19～23 23～27 27～31 31～
含水比 ％
頻度
平均22.6％
図－3 含水比分布（締固め前）
0 2 4 6 8 10 12 14
～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/m
3頻度
事前調整 原位置調整
平均1.607Mg/m3 平均1.536Mg/m3 材料の含水比
図－４ 乾燥密度分布(ボーリング試料) 図－2 ボーリング位置
土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)
