土壌圧縮の基礎

土壌の圧縮とは何ですか?

土壌の圧縮は建設の最も重要な部分の 1 つであり、圧力を加えて土壌を圧縮するプロセスにより、土壌構造が緩く弱い状態から密度が高く強い状態へと変化します。土壌の圧縮は、さまざまな特殊な圧縮装置を使用して行うことができます。 

なぜ土壌を圧縮するのですか?

土壌の圧縮は、原位置（自然状態）または化学的に改質された土壌の耐荷重能力と剛性を高めるために必要です。圧縮により、絡み合った粒子によって生じる摩擦が増大し、土壌のせん断強度が高まります。剛性が高まり、圧縮された土壌を生み出す空隙がなくなることで、将来の土壌沈下が減少します。空隙がなくなると、土壌の沈下、収縮、膨張の可能性が減り、土壌特性に悪影響を与える収縮や膨張を引き起こす可能性のある水の浸入が減少します。収縮/膨張特性は舗装構造を損傷し、舗装構造の早期破損につながる可能性があります。

主な長期的なメリットは次のとおりです。

• 積載容量を増やす

• 和解の縮小

• 安定性の向上

• 水の浸出を減らす

• 収縮を減らす

現在、建設工事のために土を移動させる必要がある場所では、土の圧縮から基礎工事が始まります。これらのポータブル タンピング ランマー、前方および後方の振動プレート、小型のトレンチ ローラーは、トレンチの埋め戻し、縁石や側溝、橋の支柱、スラブ工事、歩道の土壌圧縮などの狭いエリアの作業によく使用される機器です。

土壌の圧縮に影響を与える要因は何ですか?

土壌の種類

土壌の種類によって、圧縮に対する反応は異なります。土壌は粒子サイズによって分類され、一部の土壌クラスでは臨界水分含有量値またはアトベルグ限界によって分類されます。さまざまな粒子を含む粒度分布の整った粒状土壌は、圧縮が容易で、空隙がなくなり、絡み合った粒子による水分吸収が抑えられるため、建設用途では好まれます。そのため、土壌はより重い荷重に耐えられる非常に密度の高い土壌になります。粒度分布の整っていない土壌は、粒子サイズの範囲が狭く、絡み合っていない粒子に関連するせん断強度がないため、圧縮が容易ではないため、建設目的には適していません。

水分含有量

水分含有量は土壌の圧縮において非常に重要な役割を果たします。乾燥密度を最大にするには、水分含有量が望ましいレベルにある必要があります。この点は最適水分レベルと呼ばれます。土壌の水分含有量が最適値を下回っている場合は、水タンクに取り付けた散水機を使用して計算された量の水を土壌に追加し、グレーダーで土壌と混合して、水分含有量を均一にする必要があります。

土壌の水分が過剰である場合は、最適な水分レベルを達成するために通気と乾燥を行うことが推奨されます。

圧縮装置

選択する圧縮装置の種類も、圧縮する必要がある土壌の種類に応じて若干異なります。以下の表は、さまざまな土壌の種類に適した装置の種類を判断するための参考として使用できます。

リフトの厚さ

土壌の圧縮には、複数の土壌層、または複数の土壌層を圧縮して、必要な合計厚さに達するまで圧縮することがあります。各リフトの安定性はその下のリフトの安定性に左右されるため、各層の圧縮は重要であり、監視する必要があります。正しいリフト厚さを確立することは、小さすぎる層と大きすぎる層のバランスを見つける上で重要です。リフトが大きすぎると圧縮が不十分になり、安定性に影響する可能性があります。一方、リフトが小さすぎると、コストと時間が過剰にかかる可能性があります。リフト厚さは、仕様によって異なりますが、通常 8 ～ 14 インチです。

接触圧力

土壌と締固め装置間の接触圧力も重要です。接触圧力は、締固め装置の総重量と装置が接触する土壌の面積によって影響を受けます。接触圧力が高いほど、達成される締固めの度合いが高くなります。

圧縮には多くの要因が影響しますが、最も基本的な要因は圧縮する土壌の種類とその保水能力です。土壌が圧縮に適しているかどうかを確認するには、土壌をテストする必要があります。

土壌圧縮試験を実行する方法は?

圧縮の程度を判断するために使用できる圧縮試験方法はいくつかあります。プロジェクト現場での予備的な現場試験は、当初存在していた条件を理解するために重要です。サンドコーン試験、バルーン密度計、またはシェルビー管はすべて実行可能なオプションですが、サイトの圧縮を試験するために最も一般的に使用されるのは核密度計です。実験室では通常、土壌を 25°C で型に圧縮して土壌密度を取得します。たとえば、水分密度試験では、指定された容積の型に標準重量を入れて指定された高さから土壌を圧縮することを指定します。これらの要件により、制御された反復可能な圧縮力が容易になり、土壌の最大密度と最適な水分含有量が得られます。

土を固めるにはどうすればいいですか？

土壌の圧縮は、静的または動的な力と土壌の操作によって行われます。静的には、機械自身の重量を使用して下向きに継続的な圧力をかけ、土壌の表面を圧縮することで圧縮を強化します。動的な力では、振動または落下重量の形の動きと機械の静的負荷を組み合わせて、土壌の密度を高めます。こねたり、剪断したりして作業することで、より深いレベルで土壌を圧縮するのに役立ちます。

BISON には、粘土などの凝集性土壌や砂利などの粒状土壌を圧縮して、より強固で圧縮力の高い土壌を形成するために特別に設計された機器があります。機器は、手動圧縮機から非常に大きく重いローラーまで多岐にわたります。これらの機器は、BISON の軽量建設機器サプライヤーで見つけることができます。