気泡掘削工法

気泡掘削工法は気泡の特徴を利用して地盤を掘削し、セメントスラリーで固化させ、ソイルセメント地中連続壁や深層地盤改良を行う工法です。
掘削時に施工機械の掘削部に気泡（場合により少量の水）を圧送し、掘削土と気泡を混合・混練し気泡混合土を造成します。

掘削土、気泡及び水の混合比率を適切な状態に保つことにより掘削土、気泡及び水は分離することなく懸濁状態を保ち、この懸濁状態の気泡混合土を気泡安定液と呼んでいます。

気泡安定液状態を保ちながら掘削及び固化工程を進めることによって、施工に必要な流動性、止水性、溝壁の安定性さらに固化材との混合性が向上します。この結果、施工性の向上、施工費の低減、品質の向上とともに従来工法では施工が難しい地盤への対応が可能となります。

さらに気泡は消泡させることにより排泥量が大幅に減少し、さらに止水性が高いので逸泥・逸水を抑制できるため、環境負荷の低減につながります。

現在、気泡掘削工法をソイルセメント地中連続壁と深層地盤改良の施工機械に適用して、4種類の新工法が実用化されています。施工に際しては、従来の施工機械に小型の起泡プラントを追加することで施工可能です。

気泡、消泡について

気泡掘削工法で使用する気泡の原料は主に、アルキルサルフェート系の起泡剤（WTM起泡剤）を使用します。WTM起泡剤は生分解性ですので環境負荷が小さいと言えます。

気泡の製造は起泡プラントに起泡剤1と圧縮空気24を送り込み発泡させたもので、密度は0.04g/cm³、気泡径200μmを標準状態として使用します。気泡安定液に使用する気泡は土中の水や掘削攪拌時の圧力の変動によっても破泡しない物性が必要です。

気泡を消泡させるには消泡剤を使用します。例えば、ソイルセメント造成時には消泡剤を添加したセメントミルクを気泡安定液と混合すると、気泡膜は破泡し気泡同士が寄せ集まって体積が大きくなり、地上に排出されます。

気泡が地上に排出されることにより体積が減少しますので、排泥土量は減少することになります。

気泡安定液とは

掘削土に気泡と水を混合・混練した気泡混合土は適切な気泡量と水量にコントロールすると、土、水と気泡の比重は各々2.7、1.0、0.04と大きく異なっていても分離することなく懸濁状態を保ちます。適切な気泡量、水量は掘削土の土性値（細粒分含有率P、細粒分の液性限界ｗ_L、粗粒分の比表面積S）により異なりますので、事前に掘削土層の土質試験が必要です。

気泡安定液とは掘削土と気泡および水が分離することなく懸濁状態を保っている安定液で、気泡掘削工法では気泡安定液を使用します。

気泡掘削工法の特徴