(57)【要約】【課題】盛土支持地盤の揺すり込み沈下や長期にわたる盛土の沈下が抑えられ、大地震時にも機能が損なわれない高い安定性を備えた盛土を施工する。【解決手段】原地盤Ａを掘削し、該掘削部を下記（ｉ）又は（ii）の置換材Ｂで埋め戻し、その上に前記掘削により発生した土砂を用いて盛土Ｃを構築する。（ｉ）コンクリート再生材、海底土又は浚渫土に固化材を混合して固化させた人工土石材などの１種以上からなり、平均粒径Ｄ50＞１０ｍｍの粒度又は１０％粒径Ｄ10＞１ｍｍの粒度を有する土石材。（ii）建設発生土、建設発生土に改質材を混合して改質した土の１種以上からなり、粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３５質量％を超える粒度、又は粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３０質量％を超え３５質量％以下であって且つ粒径０．００５ｍｍ未満の割合が１５質量％を超える粒度を有するとともに、コーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上である土。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛土を施工する場所の原地盤（Ａ）を掘削し、該掘削部を下記（ｉ）又は（ii）の置換材（Ｂ）で埋め戻し、その上に、前記掘削により発生した土砂を用いて盛土（Ｃ）を構築することを特徴とする盛土施工方法。
（ｉ）コンクリート再生材、海底土又は浚渫土に固化材を混合して固化させた人工土石材、海底土又は浚渫土に鉄鋼スラグを混合して改質した人工土石材、鉄鋼スラグの中から選ばれる１種以上からなり、平均粒径Ｄ50＞１０ｍｍの粒度又は１０％粒径Ｄ10＞１ｍｍの粒度を有する土石材
（ii）建設発生土、建設発生土に改質材を混合して改質した土の中から選ばれる１種以上からなり、粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３５質量％を超える粒度、又は粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３０質量％を超え３５質量％以下であって且つ粒径０．００５ｍｍ未満の割合が１５質量％を超える粒度を有するとともに、コーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上である土
【請求項２】
掘削部を埋め戻した置換材（Ｂ）の上面の端部を覆う盛土部分の厚さが３０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の盛土施工方法。
【請求項３】
掘削部を埋め戻した置換材（Ｂ）の上面が、原地盤面よりも３０ｃｍ以上深い位置にあることを特徴とする請求項２に記載の盛土施工方法。
【請求項４】
原地盤（Ａ）の掘削により発生した土砂に、固化材、鉄鋼スラグの中から選ばれる１種以上を混合することでコーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上に改質した後、該土砂を用いて盛土（Ｃ）を構築することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の盛土施工方法。
【請求項５】
下記工程（ア）〜（ウ）を順に行うことで盛土を施工することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の盛土施工方法。
（ア）施工しようとする盛土の長手方向一端側の位置から施工を開始し、当該位置の原地盤（ａ１）を掘削し、その掘削部（ｄ１）の少なくとも一部を置換材（ｂ１）で埋め戻す。
（イ）施工しようとする盛土の長手方向に沿って、「前工程の掘削部（ｄｎ）に隣接した原地盤（ａｎ＋１）を掘削し、この掘削により発生した土砂を用いて、前工程で埋め戻された置換材（ｂｎ）の上に盛土の一部（ｃｎ）を構築するとともに、その掘削部（ｄｎ＋１）の少なくとも一部を置換材（ｂｎ＋１）で埋め戻す」ことを複数回繰り返すことで、盛土をその長手方向で順次施工する。（ｎは１以上の整数）
（ウ）施工しようとする盛土の長手方向他端側の位置において、前記工程（ア）の掘削部（ｄ１）から発生した土砂を用いて盛土の終端部（ｃEND）を構築する。
【請求項６】
下記（1）式を満足するように盛土を施工することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の盛土施工方法。
（S2／S1）（X2／X1）≧０．８      …（1）
但し  S1：構築された盛土（Ｃ）の幅方向における断面積（ｍ２）
S2：掘削部に埋め戻された置換材（Ｂ）の盛土幅方向における断面積（ｍ２）
X1：原地盤（Ａ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
X2：置換材（Ｂ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土の安定性を向上させるため、盛土の支持地盤を掘削置換工法によって置換材で置換して地盤改良を行い、その上に盛土を構築する盛土施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
盛土構造は、経済的で材料の入手や施工が比較的容易なことから、かなり古い時代から道路、鉄道、河川盛土、海岸堤防などに広く利用されている。
盛土を構築する場合、一般的に設計計算は省略され、盛土支持地盤条件、勾配、材料などの仕様を満足するように構築され、支持地盤の改良は非常に軟弱な場合に限られる。
【０００３】
従来、盛土の自重による圧密沈下を防止し、盛土の安定化を図ることを目的として、掘削置換工法により盛土支持地盤の地盤改良を行い、掘削置換によって発生した土砂により盛土を構築する工法が知られており、特許文献１には、地盤改良に用いる置換材を盛土材よりも軽量な材料とする工法が示されている。
また、盛土の材料については、トンネル工事、地下鉄工事、下水道工事などに伴う建設発生土を用いる、一部天然由来の重金属等が含まれている建設発生土に重金属等の溶出防止策を施したものを用いる、廃棄タイヤチップと砂を混合した材料を用いる、などの方法が知られている（特許文献２，３など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２９３８０号公報
【特許文献２】特開２００９−２４９５５４号公報
【特許文献３】特開２００８−１８４８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の盛土構造では、大きな地震動が生じた場合、盛土の揺すり込み沈下の他に、支持地盤の揺すり込み沈下が生じ、これらが合わさって盛土構造全体が大きく沈下・変形し、最悪の場合には滑動や崩壊などによって盛土機能が大きく損なわれる恐れがある。
また、特許文献１のように、掘削置換工法により支持地盤を盛土材よりも軽い材料で地盤改良した場合は、一般的に、水平方向の外力に対して盛土の変形が大きくなる傾向があり、特に水平方向の力が繰返して作用する地震時には、大きな変形に伴い、滑動や崩壊などで盛土機能が大きく損なわれる恐れがある。
【０００６】
また、特許文献２，３のように、盛土の材料が建設発生土や重金属等の溶出防止策を施した建設発生土、或いは廃タイヤチップと砂の混合材などの場合、溶出成分が環境基準を満たしていたとしても、地域住民の十分な安心が得られにくく、使用されるケースが限られる。
したがって本発明の目的は、盛土支持地盤の揺すり込み沈下や長期にわたる盛土の沈下が抑えられるとともに、大地震時にもその機能が損なわれることがない高い安定性を備え、しかも環境負荷や環境リスクが小さい盛土を施工することができる盛土施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］盛土を施工する場所の原地盤（Ａ）を掘削し、該掘削部を下記（ｉ）又は（ii）の置換材（Ｂ）で埋め戻し、その上に、前記掘削により発生した土砂を用いて盛土（Ｃ）を構築することを特徴とする盛土施工方法。
（ｉ）コンクリート再生材、海底土又は浚渫土に固化材を混合して固化させた人工土石材、海底土又は浚渫土に鉄鋼スラグを混合して改質した人工土石材、鉄鋼スラグの中から選ばれる１種以上からなり、平均粒径Ｄ50＞１０ｍｍの粒度又は１０％粒径Ｄ10＞１ｍｍの粒度を有する土石材
（ii）建設発生土、建設発生土に改質材を混合して改質した土の中から選ばれる１種以上からなり、粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３５質量％を超える粒度、又は粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３０質量％を超え３５質量％以下であって且つ粒径０．００５ｍｍ未満の割合が１５質量％を超える粒度を有するとともに、コーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上である土
【０００８】
［2］上記［1］の施工方法において、掘削部を埋め戻した置換材（Ｂ）の上面の端部を覆う盛土部分の厚さが３０ｃｍ以上であることを特徴とする盛土施工方法。
［3］上記［2］の施工方法において、掘削部を埋め戻した置換材（Ｂ）の上面が、原地盤面よりも３０ｃｍ以上深い位置にあることを特徴とするに記載の盛土施工方法。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの施工方法において、原地盤（Ａ）の掘削により発生した土砂に、固化材、鉄鋼スラグの中から選ばれる１種以上を混合することでコーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上に改質した後、該土砂を用いて盛土（Ｃ）を構築することを特徴とする盛土施工方法。
【０００９】
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの施工方法において、下記工程（ア）〜（ウ）を順に行うことで盛土を施工することを特徴とする盛土施工方法。
（ア）施工しようとする盛土の長手方向一端側の位置から施工を開始し、当該位置の原地盤（ａ１）を掘削し、その掘削部（ｄ１）の少なくとも一部を置換材（ｂ１）で埋め戻す。
（イ）施工しようとする盛土の長手方向に沿って、「前工程の掘削部（ｄｎ）に隣接した原地盤（ａｎ＋１）を掘削し、この掘削により発生した土砂を用いて、前工程で埋め戻された置換材（ｂｎ）の上に盛土の一部（ｃｎ）を構築するとともに、その掘削部（ｄｎ＋１）の少なくとも一部を置換材（ｂｎ＋１）で埋め戻す」ことを複数回繰り返すことで、盛土をその長手方向で順次施工する。（ｎは１以上の整数）
（ウ）施工しようとする盛土の長手方向他端側の位置において、前記工程（ア）の掘削部（ｄ１）から発生した土砂を用いて盛土の終端部（ｃEND）を構築する。
【００１０】
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの施工方法において、下記（1）式を満足するように盛土を施工することを特徴とする盛土施工方法。
（S2／S1）（X2／X1）≧０．８      …（1）
但し  S1：構築された盛土（Ｃ）の幅方向における断面積（ｍ２）
S2：掘削部に埋め戻された置換材（Ｂ）の盛土幅方向における断面積（ｍ２）
X1：原地盤（Ａ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
X2：置換材（Ｂ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
【発明の効果】
【００１１】
本発明の盛土施工方法によれば、盛土を設置する原地盤を特定の材料で置換して地盤改良することにより、盛土支持地盤の揺すり込み沈下や長期にわたる盛土の沈下が抑えられるとともに、大地震時にもその機能が損なわれることがない高い安定性を備えた盛土構造物を施工することができ、加えて、以下のような効果が得られる。
（ｉ）盛土を設置する原地盤の置換材として、コンクリート再生材、海底土や浚渫土を固化又は改質した人工土石材、鉄鋼スラグ、建設発生土、建設発生土を改質した土などのリサイクル材のみを使用し、天然土砂材を使用しないため、環境負荷を低減できる。
（ii）仮に置換材が環境リスクのあるリサイクル材であっても、常時土中での使用であり、人為的にも自然災害時にも掘返すことがほとんど考えられない場所での使用であるため、安心して使用することができる。
（iii）盛土材は元の地山（原地盤）の土砂であるため、周辺環境への影響が小さく、また、植生の生育にも有効である。
したがって、本発明法によれば、これらの効果が複合的に得られることにより、リサイクル材を有効利用しつつ、高い安定性を備え且つ環境負荷や環境リスクが小さく、植生にも適した盛土を低コストに施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明法により施工された盛土の一実施形態について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示す説明図
【図２】本発明法により施工された盛土の他の実施形態について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示す説明図
【図３】図２の実施形態の盛土を道路に適用した場合について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示す説明図
【図４】図２の実施形態の盛土を防潮堤林に適用した場合について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示す説明図
【図５】本発明法により施工される盛土について、盛土高さｈと置換材による置換深さｚを示す説明図
【図６】一般的に想定される盛土の規模を示すもので、図６（ａ）は最小規模の盛土、図６（ｂ）は最大規模の盛土の各幅方向断面図を示す説明図
【図７】盛土荷重による半無限体中の鉛直応力を求める影響値の図表（オスターバーク図表）
【図８】地盤のせん断抵抗角φと支持力係数との関係を示すグラフ
【図９】斜面の安定係数を求める図（テーラー図表）
【図１０】本発明法の施工手順の具体例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明法の一実施形態を示すもので、施工された盛土の幅方向縦断面を模式的に示したものである。
本発明の盛土施工方法は、盛土を施工する場所の原地盤Ａを掘削し、この掘削部を下記（ｉ）又は（ii）の置換材Ｂで埋め戻し、その上に、前記掘削により発生した土砂を用いて盛土Ｃを構築するものである。
（ｉ）「コンクリート再生材」、「海底土又は浚渫土に固化材を混合して固化させた人工土石材」、「海底土又は浚渫土に鉄鋼スラグを混合して改質した人工土石材」、「鉄鋼スラグ」の中から選ばれる１種以上からなり、平均粒径Ｄ50＞１０ｍｍの粒度又は１０％粒径Ｄ10＞１ｍｍの粒度を有する土石材
（ii）「建設発生土」、「建設発生土に改質材を混合して改質した土」の中から選ばれる１種以上からなり、粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３５質量％を超える粒度、又は粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３０質量％を超え３５質量％以下であって且つ粒径０．００５ｍｍ未満の割合が１５質量％を超える粒度を有するとともに、コーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上である土
【００１４】
上記（ｉ）、（ii）の材料（置換材）は、所謂リサイクル材を有効利用したものである。このうち上記（ｉ）の土石材は、所定レベル以上の粒度を有することにより、原地盤の掘削部に埋め戻された置換材が十分に締め固められるようにし、これにより盛土構造の安定性を高められるようにしたものである。一方、上記（ii）の土は、所定レベル以上の強度を有することにより、原地盤の掘削部に埋め戻された置換材が十分に締め固められるようにし、これにより盛土構造の安定性を高められるようにしたものである。
【００１５】
本発明では、置換材Ｂとして、上記（ｉ）の材料と上記（ii）の材料を選択的に用いることが重要である。すなわち、（ｉ）の材料は透水性が高いため、置換材を構成する粒子骨格だけで外部応力を負担する有効応力の考え方で設計を行うことで、また、（ii）の材料は透水性が低いため、置換材を構成する粒子骨格とその間隙にある水とで外部応力を負担する全応力の考え方で設計を行うことで、各々の材料特性に応じた適切な設計を行い、安定した改良地盤を設置することができる。これに対して、（ｉ）と（ii）の材料を混合して用いると、置換材の応力の状態が複雑になり、設計的に不安定となる恐れがある。
【００１６】
上記（ｉ）の材料のなかで、「コンクリート再生材」とは、廃コンクリートを破砕して利用用途に応じて粒度調整したものであり、再生骨材、再生砕石、再生埋戻し材等として国や自治体が定める品質基準を満足したものである。
このコンクリート再生材を用いる場合、コンクリートに微量に含まれる６価クロムを固定して、その溶出を防止するために、高炉徐冷スラグや脱硫スラグなどの硫黄含有鉄鋼スラグを適量（例えば、溶出レベルに応じて１〜１０質量％程度）混合したり、共存させるように設置することが好ましい。これにより、溶出量を大幅に低減して、環境リスクの十分低い状態で使用することができる。
【００１７】
また、「海底土又は浚渫土に固化材を混合して固化させた人工土石材」とは、海底から掘り出された底泥（海底土）や浚渫工事で水底から掘り出された底泥（浚渫土）に固化材を加えて十分に混合し、必要に応じて養生することで得られた土石材である。固化材としては、セメント、セメント系固化材、石灰系固化材などが挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。ここで、セメント系固化材、石灰系固化材とは、セメントや石灰では固化しにくい土や現場に対応するため、セメントを母材として１種以上の有効成分（固化促進剤）を添加した固化材（セメント系固化材）、石灰を母材として１種以上の有効成分（固化促進剤）を添加した固化材（石灰系固化材）のことである。固化材の配合量は、海底土又は浚渫土の含水状態に応じて、海底土又は浚渫土の５〜３０％（質量比）程度が適当である。
【００１８】
また、「海底土又は浚渫土に鉄鋼スラグを混合して改質した人工土石材」とは、上述したような海底土又は浚渫土に鉄鋼スラグを加えて十分に混合し、必要に応じて養生、粒度調整して得られた土石材である。鉄鋼スラグ（鉄鋼製造プロセスで発生するスラグ）としては、高炉スラグ、製鋼スラグ、鉱石還元スラグなどが挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。高炉スラグには、高炉徐冷スラグ、高炉水砕スラグがある。また、製鋼スラグとしては、溶銑予備処理、脱炭吹錬、鋳造などの工程で発生する製鋼系スラグ（例えば、脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、造塊スラグなど）、電気炉スラグなどが挙げられる。これらスラグのなかでも、脱炭スラグや脱燐スラグなどのような転炉系の製鋼スラグが海底土や浚渫土の改質に適しており、また、そのなかでも特にＣａＯを３０質量％以上含有し、且つ粒径が４０ｍｍ以下のものが望ましい。これは、製鋼スラグ中のＣａ成分と、海底土や浚渫土中のＳｉ成分が反応して固化が促進され、改質効果が高まるためであり、実用的には製鋼スラグの粒径が４０ｍｍ以下であれば混合作業も容易であり、固化反応も速やかに進むためである。鉄鋼スラグの配合量は、海底土又は浚渫土の含水状態に応じて、海底土又は浚渫土の２０〜５０％（質量比）程度が適当である。
【００１９】
また、上記（ｉ）の材料自体として用いる「鉄鋼スラグ」についても、上述した各種スラグの１種以上を用いることができる。また、これらスラグのなかでも、所定の粒度を確保するという観点から、高炉水砕スラグ以外の鉄鋼スラグが好ましく、なかでも脱炭スラグや脱燐スラグなどのような転炉系の製鋼スラグが特に好ましい。
上記（ｉ）の材料は、「平均粒径Ｄ50＞１０ｍｍの粒度」又は「１０％粒径Ｄ10＞１ｍｍの粒度」を有する必要がある。ここで、平均粒径Ｄ50とは、一般にメジアン粒径と言われるものであり、横軸を対数目盛りで篩目開き、縦軸をその篩を通過する材料の質量百分率としてプロットした累積粒径分布曲線において、質量分率が５０％となる粒径（篩目開き）である。またＤ10とは、上記累積粒径分布曲線において、質量分率が１０％となる粒径である。（ｉ）の材料の粒度が本条件よりも小さいと、置換材が地下水で飽和状態にあって振動を受ける場合、地下水の水圧が上昇し、それに伴い地下水が移動してしまうため、全体として強度が低下し、安定性を失ってしまう。（ｉ）の材料の粒径の上限は、設計的にも機能的にも特にないが、あまり大きすぎると施工が困難となることから、施工性を考慮して４０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２０】
上記（ii）の材料のなかで、「建設発生土に改質材を混合して改質した土」は、コーン指数が４００ｋＮ／ｍ２以上となるように、建設発生土に改質材を加えて十分に混合し、必要に応じて養生させて得られたものである。改質材としては、セメント、セメント系固化材、石灰系固化材などが挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。ここで、セメント系固化材、石灰系固化材とは、セメントや石灰では固化しにくい土や現場に対応するため、セメントを母材として１種以上の有効成分（固化促進剤）を添加した固化材（セメント系固化材）、石灰を母材として１種以上の有効成分（固化促進剤）を添加した固化材（石灰系固化材）のことである。改質材の配合量は、建設発生土の含水状態に応じて、建設発生土の５〜３０％（質量比）程度が適当である。
【００２１】
上記（ii）の材料は、「粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３５質量％を超える粒度」又は「粒径０．０７５ｍｍ未満の割合が３０質量％を超え３５質量％以下であって且つ粒径０．００５ｍｍ未満の割合が１５質量％を超える粒度」を有し、且つコーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上である必要がある。（ii）の材料の粒度が上記の条件よりも大きいと、一般的に透水性が良くなり、上述のように置換材が地下水で飽和状態にあって振動を受ける場合、全体として強度が低下し、安定性を失ってしまう。また、コーン指数が４００ｋＮ／ｍ２未満では、（a）強度が不足して盛土荷重を支えることができなくなる、（b）締固めが困難になる、（c）施工機械が沈込みやすく、安定して稼動できなくなる、などの問題を生じる。
なお、コーン指数は、ＪＩＳ−Ａ−１２２８「締固めた土のコーン指数の試験
方法」により求まる値であり、一種の貫入抵抗力である。
【００２２】
本発明法で施工される盛土構造では、何らかの原因で盛土Ｃの一部が欠損したような場合に、置換材Ｂが露出してしまうことがないように、掘削部を埋め戻した置換材Ｂの上面２の端部２０を覆う盛土部分の厚さが３０ｃｍ以上、好ましくは５０ｃｍ以上であることが望ましい。
図１の実施形態のように、置換材Ｂを原地盤面１とほぼ同じレベルまで埋め戻した場合、盛土幅方向両側位置において置換材Ｂの上面２の端部２０が地表と近くなり、この端部２０を覆う盛土部分の厚さを３０ｃｍ以上（好ましくは５０ｃｍ以上）とするには、盛土構造として本来必要とされる以上に盛土幅を大きくする必要がある。そこで、図２の実施形態のように、掘削部を埋め戻した置換材Ｂの上面２を、原地盤面１よりも深い位置にすることが好ましく、これにより、盛土幅を必要以上に大きくすることなく、端部２０を覆う盛土部分の厚さを確保することができる。特に、掘削部を埋め戻した置換材Ｂの上面２を、原地盤面１よりも３０ｃｍ以上、より好ましくは５０ｃｍ以上深い位置とすること（すなわち、図２の深さｘが３０ｃｍ以上、より好ましくは５０ｃｍ以上）が望ましい。
以上のように掘削部を埋め戻した置換材Ｂの上面２の端部２０を覆う盛土部分の厚さを十分に厚くすること（好ましくは、置換材Ｂの上面２を原地盤面１よりも十分に深い位置とすること）により、何らかの原因で盛土Ｃの一部が欠損したような場合でも置換材Ｂが露出してしまうことがなく、しかも、盛土に防風林や防潮林のような植生を設ける場合において、植生基盤の主体を原地盤の土壌とすることができ、植生の成育にも有利である。
【００２３】
また、原地盤Ａの掘削により発生した土砂に、固化材、鉄鋼スラグの中から選ばれる１種以上を混合することでコーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上に改質した後、この土砂を用いて盛土Ｃを構築することが好ましい。
土砂に固化材を混合する場合、コーン指数が４００ｋＮ／ｍ２以上となるように、さきに挙げたような固化材を加えて十分に混合する。固化材の配合量は、土砂の含水状態に応じて、土砂の５〜３０％（質量比）程度が適当である。
また、土砂に鉄鋼スラグを混合する場合、コーン指数が４００ｋＮ／ｍ２以上となるよう、さきに挙げたような鉄鋼スラグを加えて十分に混合する。鉄鋼スラグの配合量は、土砂の含水状態に応じて、土砂の２０〜５０％（質量比）程度が適当である。
このように盛土Ｃを構築するための土砂を、コーン指数４００ｋＮ／ｍ２以上に改質することにより、盛土自体の安定性を高めることができる。
【００２４】
また、本発明法では、下記（1）式、望ましくは下記（2）式を満足するように盛土を施工することが好ましい。これにより、盛土構造物全体の安定性が高く、且つ沈下が生じにくい構造とすることができる。
地震の際の盛土の振動振幅を小さくすることは盛土構造物全体の安定性と沈下抑制に効果的であり、そのためには、盛土全体が置換材全体よりも軽いことが求められる。数値シミュレーションの結果、おおむね（1）式が満たされれば、好ましくは（2）式が満たされれば、比較的振動振幅が小さく、盛土の沈下も少なく、盛土構造物全体が安定することが判明したので、好ましい条件として規定した。
（S2／S1）（X2／X1）≧０．８      …（1）
（S2／S1）（X2／X1）≧１．０      …（2）
但し  S1：構築された盛土（Ｃ）の幅方向における断面積（ｍ２）
S2：掘削部に埋め戻された置換材（Ｂ）の盛土幅方向における断面積（ｍ２）
X1：原地盤（Ａ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
X2：置換材（Ｂ）の単位体積重量（ｋＮ／ｍ３）
【００２５】
次に、本発明法で施工された盛土構造について、（A）原地盤の支持力の安全率、（B）置換材による改良地盤の安定性、（C）盛土の安定性、について説明する。なお、置換材による改良地盤とは、原地盤の掘削部を置換材Ｂで埋め戻した地盤をいう。
（A）原地盤の支持力の安全率
盛土の自重により有害な沈下が生じない範囲を地盤改良（置換材Ｂによる置換）するものとし、図５に示すように、概ね盛土高さｈと同じ深さ（置換深さｚ）までを地盤改良（置換材Ｂによる置換）するものとする。
図６は、一般的に想定される盛土の規模を示すもので、図６（ａ）は最小規模の盛土、図６（ｂ）は最大規模の盛土の各幅方向断面図を示しており、盛土高さhを5〜10ｍ、盛土幅Wを25〜45ｍとする。
【００２６】
重要構造物の設計的事項として、地盤の支持力の安全率は一般的に長期（常時）3、短期（地震時）1.5とすることが多い。置換深さｚを盛土高さｈと同じ（ｚ＝ｈ）とし、想定される盛土規模を高さ5〜10ｍ、法勾配1：2とした場合（図６参照）、図７（川上房義、「新編 土質力学」、森北出版、1978年、p.171）に示すオスターバーク図表（盛土荷重による半無限体中の鉛直応力を求める影響値の図表）より、置換材Ｂによる改良地盤直下の原地盤における盛土による応力増加σz1は、盛土材の単位体積重量＝置換材の単位体積重量＝γとすると、以下のようになる。
σz1＝0.47〜0.44γｚ
・盛土高さ5ｍの場合
a/z＝10/5＝2、b/z＝5/5＝1
オスターバーク図表よりI＝0.47
・盛土高さ10ｍの場合
a/z＝20/10＝2、b/z＝5/10＝0.5
オスターバーク図表よりI＝0.44
【００２７】
一方、単純に置換深さｚの置換材Ｂによる改良地盤の自重σz0は、σz0＝γｚである。したがって、置換材Ｂによる改良地盤直下の原地盤の地盤応力σは、下記のようになる。
σ＝σz1＋σz0＝（1.47〜1.44）γｚ
この値は短期（地震時）の安全率1.5を下回っており、盛土を安全に支持できるということである。
【００２８】
（B）置換材による改良地盤の安定性
改良地盤の安定性を、改良地盤表面の支持力（テルツアギの支持力式）で評価した場合、次のようになる。想定する盛土は、図６に示すように、盛土高さhを5〜10ｍ、盛土幅Wを25〜45ｍとする。また、盛土の単位体積重量γは16kN/m3とする。
なお、土のせん断強さｓと粘着力ｃ（せん断強度）、せん断面に垂直な応力σ、せん断抵抗角φは下式の関係にある。
ｓ＝ｃ＋σ・tanφ
表１に、土の各せん断抵抗角φでの支持力係数Nc、Nrを示す。また、図８に地盤のせん断抵抗角φと支持力係数との関係を示す。
【００２９】
【表１】
2014025315.tif 000003
【００３０】
まず、盛土の自重σzは、上記単位体積重量γと盛土高さhから、以下のように計算される。
σz＝γ・h＝16×(5〜10)＝80〜160kN/m2
置換材Ｂが上記（ｉ）の材料の場合、置換材Ｂの粘着力c＝0、せん断抵抗角φ＝25°と仮定すると、置換材Ｂによる改良地盤の支持力qdは、支持力係数Nc＝9.9、Nr＝3.3より、以下のように計算される。
支持力qd＝c・Nc＋(1/2)・γ・W・Nｒ＝(1/2)×16×(25〜45)×3.3＝660〜1180kN/m2
ここで、上記のように盛土の自重σzは80〜160kN/m2であるので、上記（ｉ）の材料（置換材Ｂ）からなる改良地盤は十分な支持力（支持力qd：660〜1180kN/m2）を有していることになる。つまり、安定である。
【００３１】
また、置換材Ｂが上記（ii）の材料の場合、置換材Ｂの粘着力c＝40kN/m2、せん断抵抗角φ＝0と仮定すると、置換材Ｂによる改良地盤の支持力qdは、支持力係数Nc＝5.3、Nr＝0より、以下のように計算される。
支持力qd＝c・Nc＋(1/2)・γ・W・Nｒ＝40×5.3＝212kN/m2
ここで、上記のように盛土の自重σzは80〜160kN/m2であるので、上記（ii）の材料（置換材Ｂ）からなる改良地盤は十分な支持力（支持力qd：212kN/m2）を有していることになる。つまり、安定である。
【００３２】
これに対して、本発明法のような置換材Ｂによる地盤改良をしない場合、原地盤の土砂の粘着力c＝25kN/m2、せん断抵抗角φ＝0と仮定すると、その地盤の支持力qdは、支持力係数Nc＝5.3、Nr＝0より、以下のように計算される。
支持力qd＝c・Nc＋(1/2)・γ・W・Nｒ＝25×5.3＝133kN/m2
ここで、上記のように盛土の自重σzは80〜160kN/m2であるので、置換材Ｂによる地盤改良をしない場合、盛土高さが10ｍに近くなると地盤の支持力が不足することになる。つまり、不安定である。
【００３３】
（C）盛土の安定性
（C-1）置換材Ｂが上記（ｉ）の材料の場合
地盤改良前の原地盤の土砂の粘着力ｃ＝25kN/m2、単位体積重量γ＝16kN/m3とし、改良地盤の置換材Ｂの粘着力ｃ＝25kN/m2、単位体積重量γ＝16kN/m3、せん断抵抗角φ＝5°として、置換材Ｂによる地盤改良しない場合と地盤改良した場合について、それぞれの盛土の限界高さHｃを図９（山内豊聡、「土質力学」、理工図書、1977年、p.166〜168）のテーラー図表（斜面の安定係数を求める図）から求めると、以下のようになる。
・地盤改良しない場合（Nc＝5.5）
Hc＝ｃ・Nc/γ＝25×5.5/16＝8.6ｍ
・地盤改良した場合（Nc＝9.5）
Hc＝ｃ・Nc/γ＝25×9.5/16＝14.8ｍ
ここで、想定盛土の高さは5〜10ｍであり、したがって、地盤改良をしない場合には盛土高さ10ｍでは安定しないが、地盤改良（置換）により盛土の限界高さが約1.7倍高くなり、10ｍの盛土でも安定する。
【００３４】
（C-2）置換材Ｂが上記（ii）の材料の場合
地盤改良前の原地盤の土砂の粘着力ｃ＝25kN/m2、単位体積重量γ＝16kN/m3とし、改良地盤の置換材Ｂの粘着力ｃ＝40kN/m2（≒コーン指数400kn/m2）、単位体積重量γ＝16kN/m3として、置換材Ｂによる地盤改良しない場合と地盤改良した場合について、それぞれの盛土の限界高さHｃを図９のテーラー図表から求めると、以下のようになる。
・地盤改良しない場合（Nc＝5.5）
Hc＝ｃ・Nc/γ＝25×5.5/16＝8.6ｍ
・地盤改良した場合（Nc＝5.5）
Hc＝ｃ・Nc/γ＝40×5.5/16＝12.5ｍ
ここで、想定盛土の高さは5〜10ｍであり、したがって、地盤改良をしない場合には盛土高さ10ｍでは安定しないが、地盤改良（置換）により盛土の限界高さが約1.5倍高くなり、10ｍの盛土でも安定する。
【００３５】
（D）上記（A）〜（C）の総合評価
本発明法で施工した盛土構造の安定性を総合的に評価すると表２のようになり、本発明によれば非常に安定した盛土構造が得られることが判る。
【表２】
2014025315.tif 000004
【００３６】
図３は、図２の実施形態の盛土を道路（盛土道路）に適用した場合について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示したものであり、３は道路である。この場合、盛土支持地盤を地盤改良してあるので、地震時も地震後も盛土の変形を最小限に抑え、道路機能を損なうことなく、ライフラインとして十分活用することができる。
図４は、図２の実施形態の盛土を防潮堤林に適用した場合について、盛土幅方向の縦断面を模式的に示したものであり、４は植生である。この場合、大地震による津波が押し寄せても、地震による盛土機能の低下が最小限であり、津波を抑制することが可能である。当然、荒天等による大洪水時にも水難を抑制することが可能である。
【００３７】
本発明法により道路や防潮堤林用の盛土を施工する場合の基本的な手順を以下に示す。但し、以下の手順に限られるものではない。
（1）準備工
（2）地盤改良工
（ｉ）原地盤Ａの掘削：地山（原地盤Ａ）をブルドーザー、バックホウなどの掘削機で掘削する。
（ii）掘削土を運搬し、仮置き又は盛土工で施工する。
（iii）掘削土の材料特性評価：コーン指数等を確認（400kN/m2以上等）する。
（iv）置換材Ｂの施工（掘削部の埋戻し）：掘削部に置換材Ｂを投入し、まき出し、締固めを行う（仕様を満足する施工方法、施工管理を採る）。必要に応じて、まき出し、締固めを繰り返す。
【００３８】
（3）盛土工
（ｉ）盛土材の施工：上記（2）-（iii）の結果に基づいて必要に応じ掘削土の土質改良を行った後、盛土材（原地盤Ａの掘削土）のまきだし、転圧・締固めを行う（仕様を満足する施工方法、施工管理を採る。）必要に応じて、まき出し、転圧・締固めを繰り返す。
（ii）盛土道路の場合、一般的な道路工（路床工、路盤工、舗装工）を行う。防潮堤林の場合、一般的な植生工を行う。
なお、周辺土壌への間隙水の流出を抑制するために、置換材Ｂの下に遮水シートを敷いてもよい。
【００３９】
本発明法により施工される盛土は、盛土道路や防潮堤林などとして利用されるため、一定の長さ（例えば、数ｋｍ〜数十ｋｍ程度）に構築される。このような盛土を効率的に施工するために、以下のような方法を採ることが好ましい。すなわち、この施工方法は、下記工程（ア）〜（ウ）を順に行うことで盛土を施工するものである。
（ア）施工しようとする盛土の長手方向一端側の位置から施工を開始し、当該位置の原地盤（ａ１）を掘削し、その掘削部（ｄ１）の少なくとも一部を置換材（ｂ１）で埋め戻す。
（イ）施工しようとする盛土の長手方向に沿って、「前工程の掘削部（ｄｎ）に続く原地盤（ａｎ＋１）を掘削し、この掘削により発生した土砂を用いて、前工程で埋め戻された置換材（ｂｎ）の上に盛土の一部（ｃｎ）を構築するとともに、その掘削部（ｄｎ＋１）の少なくとも一部を置換材（ｂｎ＋１）で埋め戻す」ことを複数回繰り返すことで、盛土をその長手方向で順次施工する。（ｎは１以上の整数）
（ウ）施工しようとする盛土の長手方向他端側の位置において、前記工程（ア）の掘削部ｄ１から発生した土砂を用いて盛土の終端部ｃENDを構築する。
【００４０】
図１０は、上記施工方法の施工手順の具体例を示す説明図である。
図１０（1）及び図１０（2）に示すように、施工しようとする盛土の長手方向一端側の位置から施工を開始し、当該位置の原地盤ａ１を一定長さで掘削し（掘削部ｄ１）、その掘削した土砂ｅ１を任意の場所に仮置きする。次いで、図１０（3）に示すように、その掘削部ｄ１の少なくとも一部を置換材ｂ１で埋め戻す。
図１０（4）及び図１０（5）に示すように、施工しようとする盛土の長手方向に沿って、掘削部ｄ１に隣接した原地盤ａ２を一定長さで掘削し（掘削部ｄ２）、この掘削により発生した土砂を用いて、最初に埋め戻された置換材ｂ１の上に盛土の一部ｃ１を構築するとともに、図１０（6）に示すように、その掘削部ｄ２の少なくとも一部を置換材ｂ２で埋め戻す。この工程を複数回繰り返すことにより、図１０（7）〜図１０（9）に示すように、盛土をその長手方向で順次施工する。ここで、図１０（9）において、ｂＮは一連の工程において最後から２番目に埋め戻される置換材を、ｂＮ＋１は同じく最後に埋め戻される置換材を、ｃＮは同じく最後から２番目に構築される盛土部分（盛土の一部）を、それぞれ示している。そして、一連の工程の最後に、図１０（9）に示すように、施工しようとする盛土の長手方向他端側の位置（盛土の施工終端位置）において、最初の掘削部ｄ１から発生した土砂ｅ１を用いて盛土の終端部ｃENDを構築し、盛土が完成する。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ  原地盤
Ｂ  置換材
Ｃ  盛土
ａ１〜ａ３  原地盤
ｂ１，ｂ２，ｂＮ，ｂＮ＋１  置換材
ｃ１，ｃ２，ｃＮ，ｃEND  盛土の一部
ｄ１〜ｄ３  掘削部
ｅ１  土砂
１  原地盤面
２  置換材上面
３  道路
４  植生
２０  置換材上面の端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014025315.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
2014025315.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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