自然由来重金属汚染土等を適正に処分するため、受入れ先の基準に適合するように不溶化材を用いた「不溶化工法」を適用する事例が増えています。鹿島の「重金属汚染土の不溶化工法」は、最適な不溶化材を選定し、土質条件に合わせて最適な混合・施工方法、管理方法を適用し、重金属の溶出を効果的に低減します。既に多く現場で実績を積み重ねています。

また、現場において重金属含有土を仮置きする場合の溶出防止用下地材として、あるいは汚染水等の処理に対応できる“高透水性”で“重金属吸着性能の高い”吸着材「KAT Beads^®（カットビーズ）」を開発しました。近年では重金属含有土の盛土底部に吸着層を設ける工法も注目されており、KAT Beads（カットビーズ）の適用が可能です。

特許登録済及び特許出願中

高い透水性と高い吸着性能

吸着層工法など重金属拡散防止工法に用いられる吸着剤は、高い透水性が必要なため粒状の吸着剤が必要ですが、従来の粒状吸着材は微粉末の吸着材より比表面積が小さいため、吸着性能が大きく劣る課題がありました。これに対して、KAT Beads（カットビーズ）は、比表面積の大きい多孔質の母材に微粉末の吸着剤を添着させることにより、従来の粒状吸着材に比べてはるかに高い吸着性能を実現しました。

従来品よりはるかに優れた吸着性能

KAT Beads（カットビーズ）と既存の吸着材A、Bとのヒ素（As（Ⅴ））の吸着性能を単位吸着量（吸着材重量あたりの重金属吸着量）として比較した室内試験結果を示します。KAT Beads（カットビーズ）は従来の吸着材に比べて、単位吸着量が数倍から10倍程度高い、吸着性能に優れた重金属吸着剤です。

鋼矢板リング工法は、タンク下の地盤を鋼矢板によって円筒状に囲み、地盤を拘束することにより、せん断変形を抑制し、液状化の発生および液状化によるタンクの被害を防ぐ工法です。鹿島では、他社に先駆け1990年代前半に工法開発に着手し、対策効果を検証するとともに、設計法と施工法の検討を行ってきました。昭和52年に改定された消防法の技術基準の適用を猶予されていた特定屋外タンク貯蔵所のタンク（いわゆる旧法タンク）の液状化の他、当社では、これまで合計9件の施工実績があります。

特許登録済

鹿島では、模型実験、数値解析、適用サイトの地震観測の3つのアプローチで、鋼矢板リング工法の有効性を検証しています。鋼矢板リング工法は、地震時における鋼矢板内外の土圧と水圧の差を考慮し鋼矢板リングの安定性を照査することで、簡便に設計することができます。

鋼矢板は、非液状化層に1.0m以上根入れします。タンク及び防油堤に囲まれた狭い場所でも、油圧圧入機を用いて鋼矢板を打設します。鋼矢板打設後、リング状に設置された鋼矢板の一体性を高めるため、矢板頭部には鉄筋コンクリート製の枕梁を設置します。配管等で鋼矢板を直接連結できない箇所では、隣接する鋼矢板間を接合鋼板で連結し、鋼矢板圧入の際に接合鋼板を順次継ぎ足していくことで、鋼矢板リングを構築することができます。

可塑性グラウトは、シールドトンネルの裏込め材やトンネル空洞充填材などに活用されてきました。しかしながら、地下水位以下の巨礫地盤中の空隙充填への適用事例が少ないため、室内試験と現場施工試験により目標品質を確認した結果、良好な充填状況が確認できました。また、地盤改良材（ジェットクリート工）の海域への流出防止として、遮蔽壁の機能も果たしています。

ケーソン背面土は巨礫を含む地盤（最大粒径700mm）であり、通常の地盤改良が困難でした。このため、現場施工試験により改良出来形、改良品質を確認しました。その結果、未改良部はなく、巨礫を含む地盤でも良好に改良できることを確認しています。

鹿島とケミカルグラウト（鹿島グループ会社）が開発したICECRETE（アイスクリート）工法は、新たな自然冷媒として一次冷媒にアンモニア（NH₃）、二次冷媒に液化炭酸ガス（CO₂）を用いた地球環境に優しい地盤凍結工法です。

これまでの地盤凍結工法では、地盤を冷やす冷却液（二次冷媒）には塩化カルシウムを用い、また冷却液自体を冷やすための冷凍機（一次冷媒）ではフロンを用いるものが主流でした。しかし、自然冷媒を用いたICECRETE工法により、凍結の大幅な効率化が図れるようになったため、冷却液（CO₂）の循環にかかるエネルギー消費量などを抑え、温室効果ガス排出量を約50％削減できることを確認しました。

※「ICECRETE／アイスクリート」はケミカルグラウトの登録商標です。

NETIS　KT-180037-A

凍土造成の効率化

従来の二次冷媒（塩化カルシウム冷却液）では-30℃までしか冷却できませんでしたが、液化CO₂を用いることで更に低温の-45℃まで冷却が可能です。また、顕熱（温度差による冷却）だけでなく、潜熱（気化する際に熱を奪うことによる冷却）も利用することで、冷却液そのものの低温化と併せ、高効率で凍土を造成することができ、工期とコストの両面で有利になります。