ISSN 0386-5878
土木研究所資料 第４３３２号

土 木 研 究 所 資 料
河川堤防の液状化対策の手引き

平成２８年３月（国研）土木研究所
地 質 ・ 地 盤 研 究 グ ル ー プ 土 質 ・ 振 動 チ ーム

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土 木 研 究 所 資 料
第４３３２号

2016 年 3 月

河川堤防の液状化対策の手引き

地質・地盤研究グループ
土質・振動チーム

上席研究員

佐々木哲也

主任研究員

石原 雅規

要 旨：
これまで河川堤防の液状化対策は、平成 9 年に策定された「河川堤防の液状化対策工法設計施工マニュ
アル（案）」に基づき、中規模地震動を設計外力として基礎地盤の液状化が発生した場合の河川堤防の安定性を確保することを目的に円弧すべり法等を用いた設計がなされてきた。その後、平成 19 年の「河川構造物の耐震性能照査指針（案）」の策定や平成 23 年東日本大震災において堤体の液状化による変状が多く確認されたことを踏まえ、レベル 2 地震動に対する河川堤防の基礎地盤および堤体の液状化対策工の効率的な設計手法の確立を目的とし、土木研究所では「河川堤防の液状化対策の設計手法検討委員会」を設立した。本資料は、当委員会における検討結果を手引きとして取りまとめたものである。
キーワード：河川堤防、液状化対策、調査、設計、施工、維持管理

序土木研究所が「河川堤防の液状化対策工法設計施工マニュアル（案）」（土木研究所資料第 3513 号、
平成 9 年 10 月）を策定して以降、約 20 年にわたって、このマニュアルが河川堤防の液状化対策事業に利用されてきました。
その間、河川堤防の液状化対策に係る状況は大きく変わってきています。
平成 19 年には、「河川構造物の耐震性能照査指針(案)・同解説」 （国土交通省水管理・国土保全局治水課）が策定され、レベル 2 地震動に対応した液状化による堤防の沈下を直接的に求めるために、新たに地盤変形解析が導入されました。

平成 23 年には、東北地方太平洋沖地震により、河川堤防では多くの箇所で被害が生じました。この中には、それまで耐震性能照査指針等で主な対象とされてこなかった堤体自体の液状化による被害が数多く含まれており、事前に堤体の液状化対策を実施しておくべき箇所の選定方法や対策方法などが喫緊の課題となりました。また、東北地方太平洋沖地震では被災事例に関するデータが多数収集され、これらの事例を対象に検証を行った結果から、地盤変形解析に合理化の余地が大きいことが示唆されました。
以上の背景のもと、土木研究所では、地盤変形解析の合理化に関する検討や堤体液状化による沈下を地盤変形解析を用いて評価するための方法、基礎地盤および堤体の液状化対策を実施した堤防に地盤変形解析を用いる方法などについて継続的に検討を進めて参りました。
これらの成果を活用しつつ、レベル 2 地震動に対する河川堤防の基礎地盤および堤体の液状化対策工の効率的な設計手法の確立を目的とし、液状化対策に詳しい学識者、建設コンサルタント業者、建設業者、行政からなる「河川堤防の液状化対策の設計手法検討委員会」を設置し、委員会の成果を手引きとしてとりまとめました。委員長である岡村未対 愛媛大学教授を始め、委員並びに幹事の皆様には、貴重なご見識やご指導を賜るとともに、手引き作成に必要な検討や執筆等にもご協力を頂きました。この場を借り厚くお礼申し上げます。
本手引きが河川堤防の液状化対策事業において適切に活用され、河川堤防の耐震性の向上の一助となることを祈念します。
平成 28 年 3 月(国研)土木研究所
上席研究員

地質・地盤研究グループ佐々木哲也

ま え が き
阪神淡路大震災を契機として始まった河川堤防の液状化対策では、当初は中規模地震動を設計外力とし、「河川堤防の液状化対策工法設計施工マニュアル（案）」（平成 9 年 10 月策定）に基づき、基礎地盤の液状化が発生した場合の河川堤防の安定性を確保すべく、円弧すべり法等の力の釣合いにより対策工が設計されてきた。
その後、2007 年には河川堤防の耐震性能照査外力がレベル 2 地震動に引き上げられたが、河川堤防の液状化対策工がレベル 2 地震動による堤体および基礎地盤の変形量（沈下量）を抑制する効果を実用的なレベルで評価する技術が確立されていない状況の中で、全国的に堤防の耐震対策を緊急的に進める必要性が高いことから、引き続き既に実績のある設計手法に基づいて液状化対策の設計施工が実施されてきた。
この間、2011 年に発生した東日本大震災では、基礎地盤の液状化のみならず堤体自体の液状化による河川堤防の被害が顕在化した。中規模地震動で設計された耐震対策工に被害が生じず、これによって設計法にある程度大きな安全余裕があることも確認された。また、多くの調査・研究が行われ、それにより地盤変形解析を用いた設計法の精度向上や新たな液状化対策工の実用化がなされると共に、様々な土質条件・地盤条件における堤体および基礎地盤の液状化による変形量（沈下量）の解析法、
新たな液状化対策工の設計・施工法などに関する知見が蓄積された。
今般、このような状況を踏まえ、「河川堤防の液状化対策の設計手法検討委員会」の中で、河川堤防のこれまでの力の釣り合いに基づく設計法が含有していた問題点を解消すると共に、新たに許容沈下量に基づき、堤防本来の機能である治水安全性にも配慮した設計法を検討した。本手引きは、現場で河川堤防の液状化対策を実施していく際の手引きとして利用して頂くことを意図したものである。
本手引きを取りまとめる時点において、液状化対策工に係る解決できていない課題が少なからず存在する。今後の調査・研究の進展により課題が解消され、本手引きが継続的に改定されることを期待する。
平成 28 年 3 月

河川堤防の液状化対策の設計手法検討委員会
委員長

岡村

未対

河川堤防の液状化対策の設計手法検討委員会

名簿

委員長

岡村 未対

愛媛大学大学院理工学研究科

教授

委 員

安田 進

東京電機大学理工学部建築・都市環境学系

教授

委 員

大賀 政秀

（株）ダイヤコンサルタント 関東支社地盤技術部

部長

委 員

大林 淳

（株）不動テトラ 地盤事業本部

技術部長

委 員

乙志 和孝

（一社）鋼管杭・鋼矢板技術協会

委員

委 員

河野 謙治

（一社）鋼管杭・鋼矢板技術協会

委員

委 員

佐々木哲也

（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

委 員

杉原 直樹

国土交通省国土技術政策総合研究所河川研究部

河川構造物管理研究官

委 員

高橋 真一

（株）大林組 技術本部技術研究所地盤技術研究部

上席研究員

委 員

高橋 裕輔

国土交通省水管理・国土保全局治水課

技術調整官

委 員

平井 卓

（株）竹中土木 技術・生産本部

委 員

松尾 修

東京コンサルタンツ（株）

委 員

黛 廣志

川崎地質（株）

委 員

李 圭太（株）建設技術研究所 大阪本社

上席研究員

技術部長
技術本部長
技術企画部長
水工部長（民間・行政からの委員は五十音順）

幹 事

伊藤 浩二

（株）大林組 技術本部技術研究所構造技術研究部

主任研究員

幹 事

大作 和弘

国土交通省水管理・国土保全局治水課

課長補佐

幹 事

菅野 雄一

復建調査設計（株）東京支社第一技術部

地盤環境課長幹 事

小西 一生（株）竹中土木 技術・生産本部

幹 事

鈴木 亮彦

（株）不動テトラ 地盤事業本部 技術部

幹 事

佐伯 宗大

（株）エイト日本技術開発東京支社地盤技術グループ

幹 事

田中 隆太

（一社）鋼管杭・鋼矢板技術協会

幹 事

濱野 雅裕

（株）エイト日本技術開発関西支社耐震・保全グループ

幹 事

藤井 照久

復建調査設計（株）本社

幹 事

原田 健二

（株）不動テトラ 地盤事業本部 技術部

幹 事

東中 邦夫

（株）竹中土木 技術・生産本部技術開発部

幹 事

樋口 俊一

（株）大林組 技術本部技術研究所構造技術研究部

幹 事

眞野 基大

（株）エイト日本技術開発東京支社地盤技術グループ

幹 事

山田 祐樹

（株）大林組 技術本部技術研究所地盤技術研究部

幹 事

脇中 康太

川崎地質（株）技術企画部

技術開発部部長
技術企画課長グループサブマネージャー
委員
グループマネージャー
防災部長
部長
上席研究員
主任研究員
課長代理
（五十音順）

事務局

石原 雅規（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

主任研究員

事務局

谷本 俊輔

（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

研究員

事務局

荒木 裕行

（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

専門研究員

事務局

秋場 俊一

（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

交流研究員

事務局

地蔵 智樹

（国研）土木研究所地質・地盤研究グループ

交流研究員

目

次

第 1 章 総説 ................................................ .............................................................. ............................ 1
11.1 本手引き
きの位置づけと適用範囲 . .............................................................. ............................ 1
11.2 用語の定
定義 .................................... .............................................................. ............................ 1
11.3 本手引き
きの性格............................. .............................................................. ............................ 2
11.4 関連する
る基準類 ............................ .............................................................. ............................ 3
第 2 章 液状化対対策の手順 ......................... .............................................................. ............................ 5
第 3 章 調査 ................................................ .............................................................. ............................ 6
33.1 区間の細細分化と代表断面の設定 .............................................................. ............................ 6
33.2 地盤調査
査 ....................................... .............................................................. ............................ 6
33.3 耐震性能
能照査................................ .............................................................. ............................ 8
第 4 章 設計 ................................................ .............................................................. .......................... 1544.1 設計の基基本 .................................... .............................................................. .......................... 1544.2 設計の手
手順 .................................... .............................................................. .......................... 1644.3 対策工法
法の種類と選定 ................ .............................................................. .......................... 1744.4 設計に関関する一般事事項................ .............................................................. .......................... 22
4.4.1 対策
策工諸元設定定用震度 ........ .............................................................. .......................... 22
4.4.2 レベベル 2 地震動 .................... .............................................................. .......................... 23
4.4.3 液状状化判定............................. .............................................................. .......................... 23
4.4.4 過剰剰間隙水圧比比.................... .............................................................. .......................... 25
4.4.5 強度
度定数................................. .............................................................. .......................... 26
4.4.6 浸透透に係る定数.....................
.
.............................................................. .......................... 28
44.5 対策工諸諸元の設定 ........................ .............................................................. .......................... 28
44.6 耐震性能
能の照査 ............................ .............................................................. .......................... 30
44.7 浸透安全
全性の照査 ........................ .............................................................. .......................... 31
44.8 すり付けけの検討.............................. .............................................................. .......................... 32
44.9 施工計画
画の検討 ............................ .............................................................. .......................... 32
第 5 章 締固め工
工法の諸元設定 ................ .............................................................. .......................... 34
55.1 設計の基
基本方針 ............................ .............................................................. .......................... 3455.2 対策の原原理と工法の選定 ............ .............................................................. .......................... 34
55.3 設計手順
順 ....................................... .............................................................. .......................... 3655.4 改良仕様
様の設定 ............................ .............................................................. .......................... 361

55.5 改良範囲
囲の設定 ............................ .............................................................. .......................... 39
第 6 章 固結工法
法の諸元設定定 .................... .............................................................. .......................... 41
66.1 設計の基
基本方針 ............................ .............................................................. .......................... 41
66.2 対策の原原理と工法の選定 ............ .............................................................. .......................... 41
66.3 設計手順
順 ....................................... .............................................................. .......................... 43
66.4 改良範囲
囲の設定 ............................ .............................................................. .......................... 4466.5 改良仕様
様の設定 ............................ .............................................................. .......................... 45
66.6 対策工のの外的安定のの検討 ........... .............................................................. .......................... 47
66.7 滑動の検検討 .................................... .............................................................. .......................... 53
66.8 支持力のの検討 ................................ .............................................................. .......................... 54
66.9 対策工のの内的安定のの検討 ........... .............................................................. .......................... 58
第 7 章 鋼材を用いた対策工法
法の諸元設定定 ........................................................... .......................... 6277.1 設計の基
基本方針 ............................ .............................................................. .......................... 6277.2 対策の原
原理 .................................... .............................................................. .......................... 63
77.3 設計手順
順 ....................................... .............................................................. .......................... 64
77.4 鋼材の種
種類、規格および許容応力
力度と鋼材のの選定 ................................. .......................... 65
77.5 根入れ層
層の水平方向
向地盤反力係係数の設定と根根入れ長の設設定 .............. .......................... 66
77.6 応力度のの検討 ................................ .............................................................. .......................... 68
7.6.1 計算算モデル ............................. .............................................................. .......................... 69
7.6.2 外力力の算定 ............................. .............................................................. .......................... 70
77.7 排水機能
能付き鋼材のの諸元の設定 .............................................................. .......................... 74
7.7.1 排水水機能付き鋼材
材周辺の過剰
剰間隙水圧低低減効果の算算定 .............. .......................... 74
7.7.2 排水水機能付き鋼材
材による対策
策工の外力のの算定 ................................. .......................... 80
第 8 章 堤体液状状化対策工の諸元設定 .... .............................................................. .......................... 83
88.1 設計の基
基本方針 ............................ .............................................................. .......................... 83
88.2 対策の原原理と工法の選定 ............ .............................................................. .......................... 85
88.3 設計手順
順 ....................................... .............................................................. .......................... 87
88.4 堤体内水水位の設定 ........................ .............................................................. .......................... 87
88.5 対策工諸諸元の設定 ........................ .............................................................. .......................... 88
第 9 章 施工 ................................................ .............................................................. .......................... 91
99.1 液状化対対策工法の概概要 ............... .............................................................. .......................... 91
99.2 締固め工
工法 .................................... .............................................................. .......................... 92
9.2.1 サンンドコンパクショョンパイル工工法 .......................................................... .......................... 93
9.2.2 静的
的締固め砂杭杭工法 ............ .............................................................. .......................... 98
9.2.3 砂圧
圧入式静的締締固め工法およチング工法 .. ........................ 101
よびコンパクショングラウチ
9.2.4 振動動棒工法............................. .............................................................. ........................ 1052

99.3 固結工法
法 ....................................... .............................................................. ........................ 106
9.3.1 機械
械攪拌工法（ススラリー式） ... .............................................................. ........................ 108
9.3.2 機械
械攪拌工法（粉粉体式） ........ .............................................................. ........................ 124
9.3.3 高圧
圧噴射攪拌工工法................ .............................................................. ........................ 129
9.3.4 注入入工法................................. .............................................................. ........................ 140
99.4 鋼材を用用いた対策工工法 ................ .............................................................. ........................ 146
9.4.1 鋼材材工法................................. .............................................................. ........................ 146
99.5 堤体液状状化対策工法法................... .............................................................. ........................ 156
9.5.1 ドレーーン工法 ........................... .............................................................. ........................ 156
9.5.2 押ええ盛土工法 ......................... .............................................................. ........................ 156
第 100 章 維持管理
理 ...................................... .............................................................. ........................ 158
110.1 維持管理の基本 .......................... .............................................................. ........................ 158
110.2 資料の保保存 .................................. .............................................................. ........................ 158
110.3 点検・調調査 ................................... .............................................................. ........................ 159
110.4 補修・復復旧 ................................... .............................................................. ........................ 162

3

第1章 総説
説

1.1 本
本手引きの
の位置づけと適用範囲
囲本
本手引きは、河川構造物の耐震性能照照査指針―III.堤防編―（平成 28 年 3 月 国土交通
通省
水管
管理・国土保
保全局治水課課、以下、指針針）1)に基づきき、耐震性能をを満足しないいと判定されたた堤
防ににおいて、液液状化対策を実実施する場合合の設計、施施工、維持管理理に適用するる。
本手引きはは、指針に準準拠するよう最最新の検討結結果に基づきき、「河川堤防
防の液状化対対策設
計
計・施工マニニュアル（案）」2)（平成 9 年 10 月、部分分改訂平成 10 年 10 月 、土木研究所
所資料33513 号、以下下、旧液状化化対策マニュア
アル）を改定すするものである。
本手引きでで対象とする構造物は、指指針と同じ盛土による堤防防であり、自立立式特殊堤やや高規格
格堤防は対象象外となる。たただし、対策原
原理や適用条条件を吟味しした上で、本手
手引きに示すす工法
ごごとの諸元設設定方法等ななど部分的に 自立式特殊堤や高規格堤
堤防の液状化化対策に適用用する
こことが考えられれる。
旧液状化対対策マニュアアルでは設計とを対象としていいたが、本手 引きでは河川
川堤防と施工のみをのの液状化対策策特有の維持
持管理も加え
えた。

1.2 用
用語の定義
義
本
本手引きで用用いる用語の意味は、次ののとおりであるる。
（（1）河川堤防
防流水が河川川外に流出すすることを防止止するために設設ける盛土構構造物（（2）液状化よる間隙水圧のの急激な上昇昇により、飽和和した砂質土層等がせん断
断強度を失ううこと地震動によ（（3）液状化対対策
液状化によよる河川堤防のの沈下等の損
損傷を抑制すする対策（（4）一連区間
間
液状化対策策の工法、仕様
様等がほぼ同同一となることとが想定されるる河川堤防縦縦断方向の区区間（（5）代表断面面設計を行う上上で代表的なな河川堤防のの一連区間内内の横断面

1

（（6）設計
策の工法、仕様
様等を決定しし、施工・維持
持管理に必要要な図書を作成
成する行為
液状化対策（（7）対策工諸諸元設定
対策工諸元
元設定用震度度に対して液状状化対策工のの安定等が確確保できるよ う液状化対策
策工のの仕様を設定定すること（（8）対策工諸諸元設定用震震度
対策工諸元
元設定に用いいる設計水平震
震度で、いわわゆるレベル 1 地震動相当
当の水平震度度（（9）耐震性能
能
地震の影響
響を受けた河川
川堤防の性能能。地震後のの堤防天端高さ（地震によるる堤防天端のの沈下下量）で評価
価される（（10）レベル 2 地震動
対象地点ににおいて現在から将来にわわたって考えられる最大級級の強さを持つつ地震動（（11）浸透安全全性
計画高水位位（高潮区間ににあっては、計計画高潮位））以下の水位位の流水の通 常の作用に対対してて河川堤防がが有する浸透透に関する性能
能（（12）堤体を作るために築築造した盛土土
河川堤防を（（12）基礎地盤
盤
堤体の下部部にあって堤体体を支える地地盤。主に自然
然の作用によ
よって形成され
れる。

1.3 本
本手引きの
の性格
本
本手引きで対対象とした液状状化対策工ととその設計方
方法等は、現時点の技術水水準に基づいいて標準
準的な考え方方を示したもののであり、対象
象とする箇所
所の条件を踏ままえるとともにに、最新の知見
見を活用
用して運用すすることが望まましい。
本手引きはは、標準的な
な方法や留意意事項を示したたものであり、、対象とする箇箇所の条件によってて、他の基準
準等や新たな知知見を参考ににする必要ががある。
液状化対策策工に関してては、解決でききていない課
課題が多数存在する。たととえば、旧液状状化対策
策マニュアルルで対象となっっていたドレーーン工法が、、本手引きで対象外となっっているのは、レベル 2 地震時のの対策効果のの評価方法ああるいは適用性性が明らかででないためであある。
また、基礎
礎地盤の液状状化対策としてて、本手引きではのり尻直直下地盤へのの締固め工法法や固結結工法、鋼材材を用いた方法、堤体直下下へは締固めめ工法による全全面改良を対対象とした。天天端の沈
沈下量を許容容沈下量以内内に収めるた
ためだけであれ
れば、天端直直下のみの対対策で十分かもしれなない。しかし、、このような対対策を施した 堤防には堤体体に亀裂等のの変状が生じじやすく、地震
震後を2

含含む浸透安全
全性についてては不明な点点が多い。一方方で、のり尻直直下地盤に対対策を施すこことにより
り、堤防のり尻
尻の水平変位
位が低減し、堤堤体への亀裂裂の入り方も軽微なものにになることが実実験的にに確認されてていることからら、上記の対策策工法を対象象としたものでである。このた
ため、本手引ききでは、
ドドレーン工法
法のレベル 2 地震時の対策
地策効果の評価価方法に係る
る検討や、堤体体直下の部分分改良にに係る知見がが蓄積されるににしたがってて改定されるべべきである。
なお、液状状化対策工のの効果を実際 の堤防で定量
量的に観測・評価できた事
事例はあまり多くないい。液状化対対策に係る様様々な課題のの解決に向けては、このような事例の積積み重ねが必必要不可可欠である。このため、本本手引きでは、、モニタリング
グ事例や地震震後の対応につついて、第 10 章に
示
示した。

1.4 関
関連する基
基準類
液
液状化対策のの設計、施工工、維持管理ににおいて、本本手引きに記載
載のない事項
項に関して、指指針の他
他、関連する
る図書や基準類
類を準拠あるるいは参考とすする。
本手引きをを策定するににあたり、主にに以下の基準準に準拠、図書書を参考としした。本手引ききに記
載載しきれなかかった事項についてはこれ
れらに準拠ああるいは参考ににするとよい。
。また、これららの基
準
準や図書が改改定された場
場合には、改定定の趣旨や適適用条件等をを十分に確認認した上で、必必要に応応じて改定さされた基準、図図書を参考ににするとよい。
・河川管理
理施設等構造造令 3)
・河川砂防防技術基準 計画編、調査
計
査編、設計編、、維持管理編編 4)～7)・河川堤防
防設計指針 8)・河川構造
造物の耐震性
性能照査指針 ・解説 II.堤防編 1)
・河川堤防
防の耐震点検検マニュアル 99)
・河川堤防
防の構造検討討の手引き 10)
＜参考
考文献＞
1)

国土交通省
省水管理・国土土保全局治水水課 ： 河川構
構造物の耐震
震性能照査指針
針・解説 II.堤
堤防編,
2016.

2)

所 ： 河川堤防
防の液状化対対策工法設計施施工マニュアルル（案）, 1997,, 1998.(部分改
改定)
土木研究所

3)

（社）日本河河川協会 ： 改定
改解説・河河川管理施設等等構造令, 2000.

4)

国土交通省
省河川局 ： 河川砂防技術
河術基準 計画編
編, 2004.

5)

国土交通省
省水管理・国土土保全局 ： 河河川砂防技術
術基準 調査編
編, 2014.

6)建設省河川川局 ： 河川砂砂防技術基準
準（案）同解説・・設計編, 199
97.

3

7)

国土交通省水管理・国土保全局 ： 河川砂防技術基準 維持管理編, 2015.

8)国土交通省河川局治水課 ： 河川堤防設計指針, 2007.

9)国土交通省水管理・国土保全局治水課 ： 河川堤防の耐震点検マニュアル, 2016.

10)（財）国土技術研究センター ： 河川堤防の構造検討の手引き, 2012.

4

第22章 液状
状化対策の
の手順

本手引きに
においては、図-2.1 に示す
す液状化対策策の手順を標標準とする。

図-22.1 液状化対
対策の手順
液状化対策
策工に係る調調査、設計、施施工、維持管管理の標準的的な手順を示 したものでああり、現場
場条件や既存存データや検検討状況に応応じて最適な手
手順としなけれ
ればならないい。
区間の細分
分化や対策のの必要性まででは第 3 章にに、設計は第 4 章から第 8 章に、施工はは第 9章
章に、維持管
管理は第 10 章に示した。
章

5

第33章 調査
査

3.1 区間の細分
分化と代表断面の設定
定堤
堤防を縦断方方向に、同じ対策工法で対対策工の規模模が同程度ととなる区間にに細分化し、細細分したた区間内で地
地震時に最も不不利となる位位置に代表断断面を設定するる。
特に基礎地
地盤の液状化
化対策の工事
事単価は高くく、区間の細分分化によってて施工延長をを短く、最最適な工法・・仕様・範囲ととすることがコ
コスト縮減にはは効果的であある。そのためめ、丁寧に細細分化
すすることが重重要である。たただし、あまり に短い延長ごごとに工法やや対策工の規規模を変えるのは、
施施工性や維持持管理の面かから適切でな い。
細分化にああたっては、以以下の項目にに着目するの
のがよい。
①被災履
履歴
②河川堤
堤防の構造：堤体の形状
状と構造（築築堤履歴）、堤体の土質
質③地盤条
条件：微地形
形分類、基礎礎地盤土質、液状化層のの層厚、地下
下水位
④許容沈
沈下量
⑤周辺環
環境：土地利
利用状況、地地下水利用状状況⑥構造物
物・対策工：埋設物、護護岸、ドレー
ーン工等
⑦その他
他
堤体や基礎
礎地盤の土質
質は、地盤調調査結果がなくても、築堤履歴や微地形
形分類、被災
災履歴、
歴
歴史的な土地
地利用状況かから推定する ことも可能でである。定期縦縦断測量の沈沈下傾向の違違いも、
土
土質の違い等等を反映してていることが多多いので活用すするとよい。
地震時の挙挙動に影響をを及ぼす条件
件は、河川堤防
防の耐震点検検マニュアル 1)も参考にす
するとよいい。微地形分
分類や比高ななどのように地地盤調査結果果に依らずにに把握できるもものもあるが、、液状化
化層厚や地下下水位の把握握等は地盤調調査が必要となる。

3.2 地
地盤調査
区
区間の細分化化・代表断面
面の設定、照査
査、設計、維維持管理に必要な地盤の情情報が不足すする
場合
合には、地盤
盤調査を実施する。
検討の目的
的によって、必必要な地盤のの情報は異ななる。先の検討
討も見越しなながら、計画的的な情報
報の取得に努努める必要ががある。

6

区間の細分化では、縦断的な液状化層や地下水位の分布が必要となる。特に区間端部が地盤条件によって決まる場合や代表断面を設定する際には、サウンディング試験等によって縦断的な情報を補足的に取得するのがよい。
照査では、代表断面における液状化層等の横断的な分布が必要となる。ただし、堤体の形状や構造物・対策工の有無等で区間が細分化されていて、地質的な検討や既存地盤調査の結果、基礎地盤や堤体土質が近傍の代表断面と大きく変わらないと推測される場合には、近傍の代表断面の地盤調査の結果を利用しても良い。
また、2011 年東北地方太平洋沖地震において多く確認された堤体の液状化による被災事
例では、堤体内の水位が高く、水位以下の堤体土が砂質土の場合に生じていた。古い既存のボーリング調査では、堤体内の水位を測っていない場合や盛土層の土質区分が記されていない場合も多い。このような既存データしかない場合には、追加調査を実施すべきである。
また、降雨の後にのり尻付近が湿潤化する箇所は周辺に比べ日常的に地下水位が高いと考えられるため、調査が必要な箇所となる。ボーリング調査を実施する場合には、初めて水位が認められるまで無水掘りによる掘削を行うなど地下水位を慎重に確認する必要がある。堤体
内では掘削時には水がなくても、時間とともに水位が回復することも多い。また、盛土内、盛土直下の粘性土層を打ち抜くと、水位が低下することもあるため、打ち抜く前に地下水位を確認する必要がある。
設計では、代表断面における液状化層の横断的な分布に加えて、対策工法によっては支持層の強度定数が必要となる。また、一連区間の中でも液状化層の厚さが変わる場合には、設計断面を追加するためにボーリング調査等を実施する必要がある。
液状化対策の検討に必要な地盤調査を表-3.1 にまとめて示す。各調査や試験方法は、地盤工学会の図書 2), 3)に詳細が示されている。

7

表-3.1
表液状化
化対策工の検検討に必要な地盤調査
検
検討目的

区間
間の細分化

必
必要な地盤調査
査
地盤情報報
調査
査・試験方法
ボーリ
リング
土質
サウン
ンディング
N値
標準貫
貫入試験
物理特性

液
液状化判定

液状
状化対策工
諸
諸元設定
耐震
震性能照査

浸透
透安全性照査

物理試
試験

量
単位体積重量
地下水位
N値
粒度分布、塑
塑性指数
繰返し三軸強強度比(液状化強度）
強度定数
三軸圧
圧縮試験
変形係数
孔内水
水平載荷試験
標準貫
貫入試験
一軸圧
圧縮試験
せん断剛性
強度定数
三軸圧
圧縮試験
層
PS検層
現場透
透水試験
透水係数
室内透
透水試験
物理試
試験

象
調査対象
液状化層 それ
れ以外

備考

○

○

○

○

○

○

○
○
○
○

○
○
○
○

1m毎
1m毎

△

△

らの推定を推奨
奨
N 値から

-

○
△

鋼材を 用いた対策の場
場合

液状化判
定、参照

○

布、
土粒子 密度、粒度分布
含水比 、湿潤密度

△
○

○

※湿潤密度
度試験、三軸圧縮
縮試験を行う場場合には、乱れのの少ない試料採採取が必要であある。
※三軸圧縮
縮試験の試験条件選定におけるる留意事項は、、4.4.5 に示す。

3.3 耐
耐震性能照
照査
指
指針に基づきき、耐震性能の照査を実施
施し、対策の必必要性を判定定する。
指針の策定
定される前（平平成 19 年 2 月以前）の堤
堤防の耐震設設計および耐耐震点検では、、円弧す
すべり法によより地震時安全全率を算出しし、算出された
た地震時安全全率と堤防の沈沈下量との経経験的なな関係から、堤防の沈下量量を評価してていた。その後後の研究・開発によって、 地震による液液状化にに伴う土構造
造物の変形を
を直接算定すする種々の方法
法が提案されれ、実務にも供供せられるようになっってきたことをを踏まえ、指針
針では、堤防防の変形を直接接算定するここととしているる。
変形を直接接算定する方
方法は、地震
震時挙動を動力学的に解析する動的照照査法と地震震の影
響
響を静力学的的に解析する
る静的照査法法に大別される。液状化対対策を施した場
場合も含め堤
堤防は
比
比較的単純なな構造物でああり、多くの場
場合には静的的照査法により耐震性能のの照査を行うことが可可能であるこことから、指針
針のみなし規定
定を踏襲し、本手引きでもも静的照査法法を用いることを基本本としている。動的照査法
法は、地域ごごとの想定地震
震動に対する
る沈下量を求求める必要があある場
合合などに用いいられることがが多い。
液状化に伴伴う堤防の変変形を簡便かつつ精度よく静静的に算定する方法としてては、液状化のの発生にによる土層のの剛性低下をを仮定するとと
ともに、土構造
造物の自重をを作用させ、そその変形を有有限要8

素法により算定する方法（有限要素法を用いた自重変形解析法）例えば 4)、液状化した土層をせん断抵抗を有しない粘性流体と仮定し、地盤の流体的な変形を算定する方法（流体力学に基づく永久変形解析法）例えば 5)等を用いることができる。
なお、いずれの変形解析方法も地震による堤防の損傷状況を完全に模擬するものではな
いこと、本手引きに記載していない液状化対策工の種類や形状によっては静的照査法が不適な場合もあることから、解析手法毎の適用可能な範囲を踏まえて利用することが必要である。
たとえば、パラペット付の堤防のパラペットを正確にモデル化し変形を求めたとしても、パラペットの挙動まで含めて模擬できていると考えるべきではない。このような場合にはパラペット部
分を無視するのが一般的である。また、固結工法の改良幅が小さくスリムな改良体の場合は、慣性力や土水圧の振動成分の影響を受け、ロッキング等を起こしながら回転変位や滑動変位が徐々に蓄積することが実験では確認されている。このようなスリムな改良体に顕著に見られる慣性力や土水圧の振動成分の影響は静的照査法では考慮されていないため、対策工の効
果を過大に見込むことになる。本手引きで、変形解析の前に対策工諸元の設定を行うのは、静的照査法等で決めることができない諸元（例えば、固結工法であれば、格子の間隔等）を決めるためだけではなく、静的照査法で対策工の効果を過大に見込まないような対策工諸元とすることも目的の 1 つである。したがって、本手引きの対策工諸元の設定に準じていない地
盤改良等の効果を静的照査法によって評価した場合に、適切に評価できない場合がある。
ここでは、まず静的照査法（有限要素法による自重変形解析）の概要を示した上で、指針（平成 24 年 2 月改定）後の検討によって明らかになったものも含め、液状化対策が施されていない堤防に対して用いる際の留意事項を以下に示す。
（１）有限要素法による自重変形解析の概要
地震による堤防の沈下のメカニズムを液状化した土層の剛性が低下することであると仮定して、沈下量を求める方法である。
手順としては、まず、液状化判定の結果に基づき、液状化によって剛性が低下する領域と液状化しない領域に区分しておく。初期応力解析によって、図-3.1 の点 A の状態を求める。
液状化した場合には、実際には点 A から点 C に向かうが、解析においては、点 B を経由して点 C に至る。点 A から点 B の経路では、柔らかくなったにも関わらず、ひずみを一定としているので、力が釣り合っていない。この釣り合っていない力（拘束力）を求めておき、この力を徐々にかける（拘束力を徐々に解放する）ことによって、点 B から点 C のようにひずみが増えることとなる。液状化した要素の応力ひずみ関係は下に凸のバイリニアモデルで表現している。
剛性の小さい方を微小抵抗領域と呼び、この範囲の剛性を G1、剛性の大きい方を剛性回復域と呼び、この範囲の剛性を G2、2 つの領域の境界を剛性回復点（抵抗変曲点）と呼ぶ。拘束力をかける過程で、剛性回復点を超えるひずみが発生した要素では、G2 が適用されるので、これ以降ひずみが発生しにくくなる。微小抵抗領域の剛性 G1、剛性回復域の剛性 G2、剛性回復点のせん断ひずみL の間には、両対数軸上で直線的な関係となることが分かっており、

9この関係を用いれば、微小抵抗領域の剛性 G1 から、剛性回復域の剛性 G2、剛性回復点のせん断ひずみL を設定することができる。
微小抵抗領域の剛性 G1 を推定する方法として様々な方法が提案されているが、安田・稲垣式 6)と呼ばれる図-3.2 の関係が、河川堤防の耐震性能照査では広く使われている。液状化
抵抗率 FL が 0.8 程度以上の範囲では、繰返しねじり試験の結果に基づいた関係式が得られていたが、レベル 2 地震動では FL が 0.8 を大きく下回る場合も多く、この関係を拡張する必要があった。そこで、河川堤防の被災事例の逆解析から FL が小さい範囲におけるせん断剛性を推定し、安田・稲垣式を拡張したものが図-3.2 の関係である 7)。
堤防の沈下量の評価にあたっては、液状化層のせん断変形による沈下の他に、液状化後の過剰間隙水圧の消散に伴う沈下も加味する必要があり、石原・吉嶺の関係 8)を利用するのが一般的である。液状化層厚に相対密度 Dr や FL に応じた体積ひずみを乗じた値を加えても良いし、一連の有限要素解析の中で同じ関係に基づいた沈下量を算出することが可能な解

せん断応力

析ソフトもある。

A
実際の経路
G2

解析の経路
C
B

G1
せん断ひずみ微小抵抗領域

剛性回復点（抵抗変曲点）γL
剛性回復域

図-3.1 地震前と地震後の液状化地盤のせん断応力とせん断ひずみ関係の模式図

10

100

10

1

G1/σ'c

RL=0.500.1

RL=0.45
RL=0.40
RL=0.35
RL=0.300.01 RL=0.25
RL=0.20

せん断応力0.001 R =0.15
L

G2
G1
γL
せん断ひずみ0.0001
0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

FL

図-3.2 RL ごとの微小抵抗領域のせん断剛性比 G1/’c の関係（２）地下水位の設定
地表に近い深度における液状化層の有無は、堤防の沈下量に大きな影響を及ぼす。地下
水位を高く設定し、その結果、液状化層が地表近くまで広がれば、解析でも堤防が大きく沈下する結果が得られる。したがって、地下水位は、単に安全側に設定するだけでなく、平常時の河川水位や周辺の井戸の観測結果、ボーリングで確認された水位などを参考に、適切な水位を設定することが望ましい。
堤体内の地下水位に関しては、ボーリング調査で確認されていない場合もあるので、必要に応じて追加調査を行い、適切に設定する必要がある。特にのり尻付近の水位が変形に大きく影響するため、必要に応じて、のり尻付近の水位を確認するのがよい。
なお、静的照査法では、設定した水位から一律 0.5m 上側に解析上の水位を設定するとよい。これは、東日本大震災において堤体の液状化により被災した箇所の再現解析 9)の結果に基づくものである。地下水位より上部の非液状化層でも地下水位に近い部分は元々飽和度も高く、下の液状化層からの排水も考慮すれば、液状化層とほぼ同じ挙動をとると考えられる。
地下水位付近の実際の挙動を、地下水位を上げることによって解析上簡易に表現したものである。
また、堤体の液状化が生じる箇所では、ボーリングで確認された地下水位を再現するための浸透流解析を行うことにより、ドレーン工等の堤体液状化対策を施した場合の地下水位低下の効果を評価することが可能となる。堤体内水位を形成する主たる原因が雨水である場合には、定常状態がボーリングで確認された地下水位と浸透流解析の水位が一致するように雨量を調整する。堤体内の水位を雨水だけでは説明できない箇所では、堤体の飽和砂層からの湧き出しによって地下水位を再現するとよい。

11

（３）液状化層のせん断剛性の拘束圧補正
堤防の耐震性能照査で用いる液状化層のせん断剛性は、液状化抵抗率 FL および液状化
強度比 RL と拘束圧で正規化したせん断剛性の関係（安田・稲垣式、図-3.2）から設定するのが一般的である。
東日本大震災では、液状化判定上の液状化層のうち、浅い液状化層のみが被災に影響し、深い液状化層は寄与していないと推測される箇所が多く存在した。その結果、従来の解析では深い液状化層も変形に寄与するために、実測の沈下量に比べ過大な沈下量となる解析事例が多く見られた。このような深い液状化層の変形を抑制するために導入したのが、拘束圧補正である 10)。
安田・稲垣式から求めたせん断剛性に、式(3.1)の補正係数ｃcp を乗じる。

1

c cp  n v '  v 0 ' v '   v 0 ' v '≧ v 0 '

( 3.1)

ここに、

ｃcp ：微小抵抗領域のせん断剛性に乗じる拘束圧による補正係数
v’ ：鉛直有効応力
v0’ ：パラメータ（基準鉛直有効応力）n：パラメータv0’と n の 2 つパラメータの組合せによって、解析による沈下量は大きく変わる。被災事例（1993 北海道南西沖地震や 1995 年兵庫県南部地震、2011 年東北地方太平洋沖地震などの27 事例）の実測沈下量と再現解析（図-3.3）による沈下量を比較した時に、バラツキができるだ
け小さく、なおかつ、再現解析による沈下量が概ね実測沈下量以上となるような組合せの 1 つが、v0’=75kN/m2, n=2.0 となる。
拘束圧による補正は、深い液状化層が実際には液状化しにくい、あるいは堤防の沈下に寄与しにくいことを静的照査法（有限要素法による自重変形解析）において考慮するために便宜的に導入したものである。深い液状化層の液状化のしにくさは、本来、液状化判定で考慮されるべきものであり、将来、液状化判定が見直された時点で拘束圧による補正も見直す必
要がある。

12

被
測沈下量と解解析による沈下量（拘束圧
圧補正：v0’=775kN/m2 と n==2.0）
図-3.3 被災事例の実測（４）非液状化層層のモデル化化
非液状化層
層は、せん断断および引張張で降伏する弾弾塑性要素をを用いるのががよい。弾塑性
性要素をを用いても、収収束していな
ない場合もあるるので、最も浅い位置の液液状化層直上上の非液状化
化層の要要素や液状化
化層に挟まれれた非液状化化層に引張力力が作用していいないか、液液状化による変変形後のの応力状態をを確認するとよい。引張力
力が作用し、沈沈下量への影影響も懸念されれる場合にはは、メッ
シ
シュをより細かかくするか荷重
重ステップ数
数を増やすなど
どの対応が考考えられる。
強度定数はは、4.4.5 に示示すとおり、室
室内土質試験
験等の結果を用用いるのが原原則であるが、、室内土土質試験等 の結果が利利用できない場
場合には、土土質によらずず内部摩擦角角 30 度、粘粘着力
00kN/m2 を用いるとよい。粘
粘性土だかららと言って、粘粘着力だけで
で強度定数をを与えると不自
自然な結結果となることとがある。
（５）止水矢板で用いられる
るような型の矢
矢板が止水矢矢板や護岸のの基礎として使使われている
る場合
耐震対策でにには、第 7 章に準じて応力章
力を確認した
た上で、モデルル化しても構わわない。モデデル化にあたっっては、
第 4 章およびび第 7 章を参参照するとよいい。ただし、矢矢板の根入れれが十分でないい場合や堤防防から離離れている場
場合には、解析析上、効果がが現れない。
（６）沈下量が大大きい場合の対対応
既往の地震
震被害による
る堤防の沈下下量はどんなにに大きくても堤
堤防高さの 775％まででああり、少ななくとも堤防高
高さの 25％はは残ることが知知られている。この理由としては、堤体体が液状化層にめり込込むことによって浮力が作作用し、堤体体の荷重と浮力
力が釣り合うたためであると言言われている
る。とこ13

ろが、微小変形理論に基づく静的照査法（有限要素法による自重変形解析）は、このような効果は一般的には考慮されないため、堤防高さの 75％を超えて沈下する場合もある。そこで、
微小変形理論に基づく静的照査法（有限要素法による自重変形解析）でも浮力の効果を擬似的に考慮する 1 つの方法として、仮想のバネをモデル化する方法 11)がある。静的照査法（有限要素法による自重変形解析）による沈下量が堤防高さの 75％を超えた場合には、仮想のバネをモデル化するとよい。
＜参考文献＞
1)

国土交通省水管理・国土保全局治水課 ： 河川堤防の耐震点検マニュアル, 2016.

2)

地盤工学会 ： 地盤調査の方法と解説, 2013.

3)

地盤工学会 ： 地盤材料試験の方法と解説, 2009.

4)

安田進, 吉田望, 規矩大義, 宇田将人：液状化に伴う残留変形解析方法の河川堤防への適用, 第 25 回地震工学研究発表会講演論文集, pp.381-384, 1999.
5)

東畑郁生：液状化した地盤の側方流動現象と解析, 土と基礎, Vol.47, No.5, pp.13-16,

1999.
6)

安田進、稲垣太浩他：液状化を含む繰返し軟化時における種々の土の変形特性, 第 40 回

地盤工学研究発表会, pp.525-526, 2005.
7)豊田耕一他：河川堤防の地震被害事例に基づく液状化地盤の剛性に関する検討, 日本地震工学会・2005 大会-梗概集, pp.226-227, 2005.
8)

Ishihara, K. and Yoshimine, M.：Evaluation of settlements in sand deposits following liquefaction
during earthquakes, Soils and Foundations, Vol. 32, No. 1, pp.173-188, 1992.

9)

脇中康太他：東日本大震災における堤体の液状化による河川堤防の被害事例解析, 第 48 回
地盤工学研究発表会, pp.1701-1702, 2013.

10)

脇中康太他：造成年代等を考慮した河川堤防の液状化被害事例再現解析, 第 49 回地盤工学
研究発表会, pp.1643-1644, 2014.

11)

脇中康太他：浮力の影響を考慮した仮想バネを用いた液状化解析, 第 69 回土木学会年次

学術講演会, pp.III53-54, 2014.

14

第44章 設計
計

4.1 設
設計の基本
本
（１））レベル 2 地震動による土地
土層の物性のの変化を考慮
慮し、液状化対対策を施した堤
堤防の地震後後の堤防
防高が耐震性
性能の照査ににおいて考慮
慮する外水位をを下回らないいこと、および対対策後の堤防防が計
計画高水位のの水位の流水
水の通常の作作用に対して対対策実施前のの堤防が有ししていた浸透にに関すする性能を確確保しているこ
ことを照査しな
なければならない。
（２））上記に加ええ、地震によっって発生しうるる被害形態やや現地条件をを踏まえ、4.2 以降にしたががって総総合的に、適適合する工法おおよびその組
組合せ、対策工の仕様を決決定しなけれればならない。
想定する作作用に対してて液状化対策策を施した堤防
防が有すべき
き要求性能をを示し、その性性能を確確保できていいることを照査
査しなければな
ならないことをを示したものでである。
レベル 2 地震動に対し地
しては、指針とと同じ方法によ
よって液状化化対策を施したた堤防が耐震震性能をを満足していいることを照査
査することとしたた。
浸透に対ししては、液状状化対策を施す
すことによって浸透安全性性が低下しな
ないことを照査査するここととした。
洪水時を併記記しているが、 平常時の水位位における耐耐震性能の照照査と、堤防がが健全
地震時と洪なな状態（地震震によって被災
災した状態でではなく）におおける洪水が起起きた場合のの浸透安全性性の照査
査を個別に行行うのが基本である。
また、耐震
震性能と浸透安
安全性の数字字だけでなく、、想定される被害形態や現現地条件に最最も適合合する対策方方法を総合的的に検討するこ
ことの必要性性を明記した。
これらを満満足する液状状化対策の設設計の標準的的な方法を 4.2 以降に示すす。

15

4.2 設
設計の手順
順
液
液状化対策のの設計の手順
順は、図-4.1 をを標準とする。
START対策工法の選選定

対対策工諸元の
の設定

耐震性能照
照査

NG

改良 範囲拡大，改
改良仕様変更，根入
入れ・型変更，
工法の変更

NG

川裏
裏のり尻ドレー
ーン工の追加
加，
工法の変
変更等

OK
K

浸透安全性照照査
OKK

すり付けの検検討

施工計画の検検討

END

図-4.1 液状化対策策の設計の手手順
進するためにに、あえて液状状化対策の設設計の大まかな流れを説明明すると、本手
手引き
理解を促進
ででは諸元設定定用震度と呼呼ぶ、いわゆるる、レベル 1 地震動に対対して安定性をを確保できるるよう対策
策工の諸元（（改良率や改改良範囲、型、 根入れ等）をを決め、この対対策工でレベベル 2 地震動による沈
沈下量が許容容沈下量以下下に抑まることとを照査することになる。レ
レベル 1 地震
震動に対する
る検討
がが「対策工諸諸元の設定」、レベル 2 地
地震動に対するる検討が「耐震
震性能照査」」に対応する、いわゆ
ゆる 2 段階設設計法である。
液状化対策策が必要と判判定された細分分区間では、現地の状況
況や対策工の特
種類に特徴から数種絞
絞り込んだ対対策工およびびその組合せせに対し、具体体的な現地条条件を当てははめて設計を行行い、施施工性、経済済性、社会的条条件などから
ら総合評価をを行い、対策工工法を選定すする。

16

詳細な現場条
条件（特に土
土質条件等）をを当てはめたた設計を行う。
。細分区間内内で液次に、より詳状状化層厚の層
層厚や液状化
化強度等の性
性質が徐々にに変わる可能能性がある場合
合には、複数数の代
表
表断面を設け
けるのが合理理的で、必要にに応じて地盤
盤調査を追加すするのがよいい。
工法に依ららない共通事事項は本章に 示し、工法ごごとの対策工諸諸元の設定方
方法は第 5 章から章
第 8 章に示す
す。
液状化対策
策を実施するることによってて、浸透に対すする安全性がが有意に低下下する場合には、川裏
裏のり尻部ににドレーン工をを設置する等
等の浸透対策策を検討する。安全性が大大きく低下し、ドレー
ンン工等の対策策では十分なな安全性が確確保できない場
場合には、浸浸透安全性へ
への影響のよより小さなな液状化対策策工法に変更更することも検検討する。な
なお、液状化対対策の実施にに合わせて浸浸透対策
策も実施する
るのが合理的的な場合が多い
いので、液状状化対策による浸透安全性性の低下の有有無にかかかわらず、河川堤防の構造検討の 手引きに示さされる浸透安安全性を満足足しない場合には、
浸浸透対策に関関する検討もも実施することとが望ましい。

4.3 対
対策工法の
の種類と選定液
液状化対策工工法には様々々な原理、方方法に基づいたものが存在
在することからら、工法ごとのの原
理、、特徴を理解解し、現地条件
件を踏まえ、 施工性、経済
済性、社会的的な条件など から総合評価
価を行い
い、適切な対対策工法、また
たはその組合合せを選定しな
なければならない。
（１）対策工法のの種類と特徴対策工法ごごとの原理と方方法を図-4.22 に示す。液液状化の発生を抑制する原原理としては、、A 密度度増大（締固固め）、B 固結結（セメント等のの固化剤を混混合）、C 粒度度の改良（砕砕石などの液状状化しににくい材料にに置換）、D 飽和度の低下
飽下（地下水位をを低下させる、空気を注入入）、E 有効応応力の増増大（地下水水位を低下させせる、押え盛 土）、F 過剰
剰間隙水圧の消消散（ドレーンン工などから排水）ななどがある。
の液状化対策策では、沈下下量を抑制する
ることが目的ととなる。対策工
工法は沈下量量を低河川堤防の減減するという観観点から、①①液状化の発 生そのものをを抑制する対対策と②液状化化の発生は許許すが、堤堤防の被害をを軽減する対対策、③①と②②の組合せにに大別できる。
たとえば、①①として、堤体体直下の液状状化層を全面
面的に締め固固める工法やや押え盛土、堤堤体液状状化に対する
る地下水位低低下工法があある。②としてて、のり尻に矢矢板を打設し液液状化層の変変形を軽軽減する工法法（鋼材を用いいた対策工法法）がある。③③として、のり尻直下地盤にに対する締固固め工
法
法や固結工法法、堤体液状状化に対する押
押え盛土やドドレーン工があり、液状化化の発生を抑制制する
原原理と①～③③の組合せにによって設計のの考え方が変変わることにななる。
本手引きででは、表-4.1 に示す対策工に工を対象とした
た。

17

原理

方法

A. 密度の増大

B. 固

結

具体の方法

締固め工法
（密度増大工法）

固結工法（全面改良）

固結工法（格子状改良）
液状 化の発生 そのものを抑制 する 対策

C. 粒度の改良

深層混合処理工法
注入工法
生石灰パイル工法
事前混合処理工法

置換工法

置換工法

空気注入工法
D. 飽和度の低下
地下水位低下工法
E. 有効応力の増大
押え盛土工法等

F. 過剰間隙水圧の消散

サンドコンパクションパイル(SCP)工法
振動棒工法
バイブロフローテーション工法
重錘落下締固め工法
バイブロタンパー工法
静的締固め工法
転圧工法
爆破工法
群杭工法

間隙水圧消散工法

空気注入工法ディープウェル工法
排水溝工法
ドレーン工法
押え盛土工法
緩傾斜化
高水敷造成
グラベルドレーン工法
プラスチックドレーン工法
排水機能付き鋼材工法
鋼材を用いた対策工法

G. せん断変形抑制

せん断変形抑制工法

連続地中壁工法

図-4.2 液状化対策の原理と方法
基礎地盤の液状化に対しては、のり尻付近の基礎地盤への締固め工法、固結工法、鋼材を用いた工法を対象とした。締固め工法に関しては、浸透安全性への影響も比較的少ないと考えられることから、のり尻付近の基礎地盤だけでなく堤体直下の基礎地盤全体に適用する場合も対象とした。堤防天端の沈下量を低減させるだけであれば、堤体直下全体を改良する必要がない場合もありうるが、堤体直下を部分改良した場合の地震後の堤防の浸透安全性に関しては不明な点が多いため、堤体直下の基礎地盤全体を改良する場合を対象とした。

18

表-4.1 本手引きで取り扱う工法
対象

工法

大別

位置

代表的な施工法

基礎地

締固め工法

液状化抑制（密度増大）

のり尻直下地盤

サンドコンパクションパイル工法

盤の液（第 5 章）／被害軽減

状化

液状化抑制（密度増大）

静的締固め砂杭工法
堤体直下全体砂圧入式静的締固め工法
コンパクショングラウチング工法

固結工法

液状化抑制（固結）／被（第 6 章）

害軽減

のり尻直下地盤機械攪拌工法
高圧噴射攪拌工法
注入工法

鋼材を用いた

被害軽減

のり尻直下地盤工法（第 7 章）

自立（鋼管）矢板工法
自立（鋼管）矢板工法（排水機能
付き）

堤体の

押え盛土

液状化抑制（有効応力の液状化工法（第 8 章）

増大、粒度の改良）／被

のり尻～のり面害軽減
ドレーン工法

液状化抑制（有効応力の（第 8 章）

増大、粒度の改良）／被川裏のり尻付近

害軽減

堤体の液状化に対しては、押え盛土工法やドレーン工法を対象とした。堤体の液状化する
範囲がのり尻よりも低い場合等には、基礎地盤の液状化対策だけで堤体の液状化対策を実施しなくても、十分な耐震性能が確保できる場合も想定される。
本手引きにおいて具体に対策工の設計方法を示せていない工法も含めた各種施工法とその特徴を表-4.2 に示す。この中では、たとえば押え盛土工法のように、指針や本手引きを参考に対策工の効果を容易に評価できる工法については本手引きの考え方を適用できる。
施工については、第 9 章に示す。同じ原理でも様々な特徴を持つ施工法が存在するため、現場条件に適合した施工法を選択することが必要となる。
（２）現地条件
現地条件については、設計、施工に必要となる情報を幅広く収集、調査、整理する必要がある。設計、施工に必要となる情報とは、（３）に示す項目である。
（３）対策工法の選定
対策工法は、液状化する部分が基礎地盤か堤体かによって工法の選定が変わる。工法選
定段階で数種類に絞り込む際は、表-4.2 を参考にするとよい。基礎地盤と堤体の両方が液状

19

20

堤
体
の
液
状
化
対
策

基
礎
地
盤
の
液
状
化
対
策

対象

鋼
材

固
結

排
水

密
度
増
大

静的
圧入

工法の特徴

押え盛土の荷重により、地盤に働く上載圧を増し、液状化を抑制する。またすべりに対して盛 浸透対策・侵食対策も兼ねる。
土荷重が抵抗側に働き安定化する。

工法の原理と概要

小小

透水性の高い砕石杭を地盤中に打設すること・排土しながら砕石を投入するため施工により、地震中に上昇する間隙水圧を速やかに時の地盤変位が小さい。
消散させる。

セメントを主体とした固化材と現地盤を撹拌混合し、地盤を固化させる。改良率を低減させる
ために格子状改良とする方法がある。

上記，押え盛土と同じ。

堤体内の水位を下げることによって液状化を抑制する。また，すべりに対して高いせん断抵抗 浸透対策を兼ねる。
によって安定化させる。

押え盛土

ドレーン工

小

小

施工法
による

矢板の剛性で液状化層の側方変位を抑制する ・圧入、中堀形式など施工すれば振動、効果が期待できる。排水機能付き鋼材を用い 騒音を低くできる。
れば同時に鋼材周辺の過剰間隙水圧の上昇を ・狭い空間でも施工可能。
抑制できる。
・堤防を切削することなく対策できる。

浸透対策を兼ねる場合がある。

小・設備が小規模で狭い空間でも施工が可
ボーリング孔を利用し、セメントグラウト注入し、能。
地盤を固化する。
・振動・騒音に対する問題が少ない。

注入

自立（鋼管）矢板

小・設備が小規模で狭い空間でも施工が可
ボーリング孔を利用し、先端ノズルよりセメント
能。
グラウトなどを高圧噴射させ、地盤を固化する。
・振動・騒音に対する問題が少ない。

高圧噴射撹拌

機械攪拌

・施工の信頼性が高い。
・排土式を使えば、施工による地盤変位を小さくできる。

大バイブロハンマーにより鋼管やH鋼を振動体として用いて周辺地盤を砂材料で充填し周辺地
盤を締め固めて地盤の密度を高める。

・締固め効果がサンドコンパクションと同程度で得られる（換算された砂杭径により設計）。
・地盤によって改良効果がばらつくので試験施工が必要である。

振動棒工法

小

流動性を付与した砂（流動化砂）やソイルモル
タルをポンプで圧送し、小型施工機のロッドを通 ・締固め効果がサンドコンパクションと同
じて地盤内に圧入することで緩い砂地盤の締 程度で得られる。
め固めを行う。

砂圧入式静的
締固め工法
コンパクション
グラウチング工法

小バイブロハンマーを用いずに強制昇降装置な・締固め効果がサンドコンパクションと同どで静的に砂杭を造成することによって周辺地程度で得られる。
盤を締め固める。

大

小

振動
騒音

静的締固め
砂杭工法

バイブロハンマーと鋼管ケーシングを用いて地 ・大深度でも高密度化が期待できる。
サンドコンパクション
盤中に砂を地中に圧入し、締固められた砂杭を ・施工実績が豊富である。
パイル工法
造成することによって周辺地盤を締め固める。

グラベルドレーン

振動
締固め

圧入
締固め

動的
圧入

押え盛土、高水敷造成、
緩傾斜堤

工法

小

中

無

小

施工法
による

中

小

小

大

大

大

無

環境条件
施工による
地盤変位

無

無

有、ただし、
鋼材加工に
より対応可
能

有

有

有

無

無

無

無

無

無

地下水
遮断

表-4.2 各種対策工法とその特徴

浅層部に
効果あり

30m

厚くても効 ボーリング
果あり
可能深度

厚くても効
果あり

20m

20m

20m

20m

堤体の透
水性による

問題なし

礫注意

-

-

-

-

一般に5m
一般に、浅 程度の液
層対象
状化層に
適用

細粒分に 厚くても効 ボーリング
注意
果あり
可能深度

大礫不適

大礫不適

細粒分に 厚くても
注意
効果あり

細粒分が
少なけれ
細粒分に
ば厚くても
注意
効果があ
る。

細粒分に 厚くても注意
効果あり

細粒分に 厚くても
注意
効果あり

30m

3m

地盤条件
液状化 適用深度
層厚の目安

細粒分に 厚くても
注意
効果あり

問題なし

粒径

もっとも
安い

もっとも
安い

普通

高い

高い

普通

高い

安い

高い

安い

安い

もっとも
安い

経済性

多い
（浸透対策としての実施例）

やや多い・川裏側の場合，用地が必要。
・押え盛土自体が液状化しないよう，十分に透水性の良い材料を用いなければならない。
・軟弱地盤においては圧密沈下が生じ，堤体液状化の範囲が広がる恐れや堤体に亀裂等が生じる恐れがある。
・堤体の透水係数や堤内地側の排水路の高さによって堤体内水位の低下効果が左右される。

少なし

少なし

少ない

・一般に、自立型の対策工では浅層を対象とするが、使用鋼材によっては10m程度まで可能性あり。

・細粒分が多いと注入しづらい。
・地下水汚染に注意。
・施工管理が難しい。

・大礫があれば不適。
・地下水位汚染に注意。

やや多い

少ない

・改良層上部にグラベルマットを敷設する必要がある。
・レベル2地震に対する効果が保障されない。
・周辺地盤に変位をきたすことがある。
・大礫があれば不適。

少ない

やや多い

多い

・細粒分が多いと締固まりにくい。
・中間層に細粒分を多く含む層があると、その下の層は締め固まりにくい。
・周辺地盤にやや変位をきたすことがある。

・対象地盤に細粒分が多いと締固まりにくい。
・周辺地盤に変位をきたすことがある。

・対象地盤に細粒分が多いと締固まりにくい。
・周辺地盤に変位をきたすことがある。

多い

やや多い

・浅層しか効果が期待できない。
・川裏側の場合、用地が必要。
・押え盛土自体が液状化しないよう，十分に透水性の良い材料を用いる必要あり。
・圧密沈下や既設堤防に生じる亀裂に注意。
・対象地盤に細粒分が多いと締め固まりにくい・周辺地盤の変位や騒音・振動が大きい。

施工実績

留意事項

化する場合には、両方の対策を組み合わせるのが基本となるが、基礎地盤の対策だけで十分な耐震性能を確保できる場合も考えられる。堤体液状化対策の選定については、8.2 も参考にするとよい。
被災事例では弱い方に変状が集中する傾向が確認されていることから、川表側と川裏側の対策はバランスよく実施するのが基本であるが、液状化層厚や地盤の高低、周辺の土地利用状況等によっては片側だけの対策を選定することもありうる。
対策工法を選定するに当たっては、以下の事項を考慮する必要がある。
①想定される被害と要因：被害形態、被害程度、被害要因、照査外水位（許容沈下量）②河川堤防の構造：堤体の形状と構造、堤体の土質③地盤条件：堤体下の基礎地盤の土質、液状化層の層厚、深度、液状化層の土質特性④施工条件：施工ヤード、周辺地盤の変状、施工時（仮設時）の堤防安定、施工限界深度、施工効率（施工工期）⑤周辺環境への影響：振動、騒音、地下水汚濁、地下水流阻害⑥経済性：直接工事費、仮設費、維持管理費⑦その他：治水機能に及ぼす影響、施工実績（効果の確実性）、長期安定性
施工条件は河川堤防の耐震対策工法を選定するにあたって支配的な要因となることが多い。周辺環境への影響について、施工時の振動、騒音は近隣住家等が存在するときに配慮すべき事項である。また、固結工法のように化学的地盤改良を行なう際には、施工時の地下水汚濁等、地下水利用との関係について配慮する必要がある。さらに、地盤の透水層（砂質土層）を連続的に締め切る工法については地下水流が阻害されることに配慮する必要がある。
堤防の川表側地盤の透水性を高めるような工法、あるいは川裏側地盤に地下水の流れを阻害するような工法を用いると、高水時に地盤浸透を生じやすくしたり、浸透水位を高めたりして、堤防の治水機能に悪影響を及ぼすことが考えられる。したがって、基本的には上に述べたことに該当する工法は避けるのが望ましい。仮にそのような工法を用いる場合には、適切な補助的対策を施す必要があり、その検討方法は 4.7 に示す。

21

4.4 設設計に関すする一般事項4.44.1 対策工諸諸元設定用震震度
対対策工諸元のの設定に用いいる慣性力用 水平震度および液状化判
判定用の地盤
盤面の水平震震度は式
式(4.1)により算算出する。

k h  CZ  kG0(4..1)

ここに、
用水平震度kh：対策工諸元設定用
する地盤種別にに応じた標準準水平震度kG0：表-44.3 に規定す
Cz：地域
域別補正係数（指針 4.3 にに規定する地域
域別補正係数数 C2Z と同じ値
値）
表-4.3 地盤種
種別に応じた
た標準水平震
震度
地盤種別
別

標準水
水平震度

I種

II 種

III 種

0.12

0.15

0.118

地
地盤種別は、指針 4.4 にししたがって、設設定する。
対策工諸元
元の設定に用用いる震度にについては、東
東日本大震災
災で旧液状化化対策マニュア
アルを用用いて設計さされた対策工工が効果を発発揮したことをを踏まえ、旧液液状化対策ママニュアルと同同じ震度度を用いるもものとした。
堤防形状がが特殊な場合合には、式(4..1)により算出
出される水平震
震度に以下のの堤防規模別別補正係
係数 CB を乗乗じた値を慣性性力用水平震
震度として用いいるとよい。な
なお、表中の記記号 B は堤防
防の敷
き
き幅、H は堤堤防高さであるる。
別補正係数 CB
表-4.44 堤防規模別
B/H
B ≦10

10 < B/H ≦20

20
2 < B/H

1.0

0.9

0.8

22

4.44.2 レベル 2 地震動
耐
耐震性能照査査に用いるレレベル 2 地震動に基づいて設設定する。
動は、指針に
指針においいては、表-4..5 に示す水 平震度の標準準値に地域別別補正係数をを乗じた値を、、地盤面面の水平震度度として液状化
化判定を行う
う。
表
表-4.5
液状化
化の判定に用用いる地盤面の水平震度のの標準値 khggL0
地盤種別

レベル 22-1 地震動

レベル
ル 2-2 地震動

I種

00.50

0.80

II 種

00.45

0.70

III 種

00.40

0.60

4.44.3 液状化判
判定
液
液状化判定は
は、指針に基
基づいて行う。
液状化判定
定は、N 値と細細粒分含有率率などから行
行う指針の簡便便法を基本とすする。
繰返し三軸
軸強度比 RL は、乱れの少少ない試料をを用いた繰返し非排水三軸軸試験等の室室内土
質
質試験によっって求めることとも可能でああるが、試料のの乱れの影響
響を受けやすすく、本来液状状化強度
度の高い試料料でも逆に低低い試料でも繰繰返し三軸強強度比が 0.2～0.25 となるることが多い。もし、室室内土質試験
験の結果を使使うのであれば
ば、N 値と細粒
粒分含有率ななどから求めた
軸強度
た繰返し三軸比比と比較したたり、S 波速度度とせん断時 の初期剛性をを比較するななど、十分に試試験結果を吟吟味す
る
ることが望まし
しい。
N 値と細粒粒分含有率ななどから繰返しし三軸強度比比を求める時にには、N 値と細細粒分含有率率などのの対応関係がが非常に重要要である。細粒
粒分含有率がが低いと N 値は大きくなり
値
りやすく、細粒粒分含有有率が高いとと N 値は小さくなりやすい
い。このような N 値と細粒分分含有率の関関係を補正するるためにに、細粒分含含有率を利用している。同同じような土層内でも N 値がばらついてていることはよ
よくあるこことであるが、、細粒分が変変化して生じたたばらつきなののか、密度がが違うために生生じたばらつききなのかか判別するにには、深度ごととに粒度試験
験を実施するしかない。こののため、深度
度ごとに粒度試
試験を行行うことが原則則となっていいる。したがっ て、別の深度度の細粒分含含有率を代用用するのはできるだけ
け避けなけれればならないしし、平均した N 値と平均しした細粒分含含有率から繰返
返し三軸強度度比や
液液状化に対すする抵抗率 FL を求めてははいけない。土層ごとの代代表値が必要要な場合には、、液状化
化強度や液状状化に対する
る抵抗率を深深度ごとに求めめた上で、これ
れらを平均すする必要があるる。
平成 28 年 3 月の指針のの改定で、液液状化判定におおける細粒分分含有率によよる繰返し三軸軸強度比比の補正方法法等が以下にに示す式(4.2))～式(4.5)に変わった。20
011 年東北地
地方太平洋沖沖地震
後後に、被災しした河川堤防において数多
多くの乱れの少ない試料をを採取し、繰返
返し三軸試験
験を実23施した。これらの試料の中には、従来ほとんど試験が実施されてこなかった細粒分を多く含むものも含まれており、ここで得られた細粒分含有率と繰返し三軸強度比 RL、N 値の関係から、基本曲線を含め補正方法を見直したものである 1)。図-4.3 に示すように繰返し三軸強度比は、
細粒分含有率が比較的少ない範囲では改定前の式で求めた繰返し三軸強度比とほとんど変わらないが、粘性土に分類されるような細粒分を多く含む土では改定前に比べ大きな繰返し
三軸強度比が得られる。
指針では、繰返し三軸強度比 RL を式(4.2)により算出する。

0.0882 0.85 N a  2.1 1.7
RL  
6
4.5
0.0882 N a 1.7  1.6  10  ( N a  14)
ここで、礫質土以外の場合、( N a  14)(14  N a )(4.2)

Na=cFC(N1+2.47)-2.47(4.3)

N1=170N/('v+70)(4.4)(0%  FC  10%)1
c FC  ( FC  20) 30 (10%  FC  40%)
( FC  16) 12 (40%  FC )


(4.5)

ここに、
RL：繰返し三軸強度比
N：標準貫入試験から得られる N 値
N1：有効上載圧 100kN/m2 相当に換算した N 値
Na：粒度の影響を考慮した補正 N 値
cFC：細粒分含有率による N 値の補正係数
FC：細粒分含有率（%）（粒径 75m 以下の土粒子の通過質量百分率）

24

35-

20-35
20
35

15-20

5-15

NP

FC=
0～
10%

85%

0.6

0-15
15-35
35-60
60-85
8515%

0.4

繰返し三軸強度比 RL

35%

60%

85%

0.6

15%
FC=
0～
10%

0.8

20
換算N値 N1

30

35%

0-1 5
15-35
35-60
60-85
85-

60%

細粒分含有率FC(%)

35-

20-35

15-20
15
20

5-15

NP

細粒分含有率FC(%)

繰返し三軸強度比 RL0.8

塑 性 指 数 IPI1

塑 性 指 数 IP

1

0.4

0.2

0.2
試料数:52
0

0

10

20
2
換算N値 N1030(a)改定前前010(b)改定後図-4.3 繰返し三三軸強度比と換
換算 N 値の関関係
また、液状状化に対する抵
抵抗率 FL は 土被りによっって大きく変わわる。したがっって、対策工のの位置にによっては、水平地盤だけ
けでなく、盛 土による上載載圧の影響も考慮した液状状化に対するる抵抗率率を求め、これを対策工のの設定で用いいるとよい。

4.44.4 過剰間隙
隙水圧比
設
設計で用いる
る地震動によって発生する
る過剰間隙水
水圧比は式(4.6)により算出出する。

 F 7ru  u  v '   L
 1

FL ≧1FL  1

4.6)
(4

こ
ここに、
動によって発発生する過剰 間隙水圧比
ru：地震動u：地震
震動によって発発生する過剰
剰間隙水圧
v’： 有効効上載圧
FL：液状状化に対する抵
抵抗率
過剰間隙水
水圧比 ru と液液状化に対すする抵抗率 FL の関係は、図
図-4.4 に示すすとおりであるる。

25

過剰間隙水圧比 ru

1.0

ru=1
0.5
-7

ru=FL
0.0
0.0

0.5

1
1.0

1.5

2.0

2.5

3..0

液状化
化に対する抵抵抗率 FL

図-4.4 過剰間隙水圧
過圧比 ru と液状化化に対する抵抵抗率 FL の関関係

4.44.5 強度定数数基
基礎地盤およよび堤体の粘粘着力と内部摩摩擦角は、室
室内土質試験
験により設定すすることを基本
本と
する
る。
室内土質試
試験としては
は、三軸圧縮試試験がよく用用いられておりり、「河川堤防
防の構造検討討の手
引
引き 2)」などをを参考に、土の状態に応じじて適切な試
試験条件を選択
択しなければばならない。
粘性土につついては、なるべく圧密非
非排水三軸試試験による強度度増加率を考考慮した粘着力
力cを用用いることが望望ましいが、一軸圧縮試験
験によって得
得られた qu から cu＝qu /2 を用いて算定定する
場
場合には、試
試料採取の際
際の乱れなどかから強度を小小さく評価するる可能性がああるので、下記記の点にに留意し、そその強度の精度度に対し十分分検討することととする。
・サンプリング方法おおよび運搬方法
法
圧密状態としたたときの強度のの推定値との
の比較
・正規圧
・応力～
～ひずみ曲線線
従来、堤体体の砂質土にに適用されていいた圧密非排排水（CU）三軸圧縮試験
験では、拘束圧
圧に整合合したモール
ル円が得られなない場合や過過小な cu、過過大な ccu の設
設定も見られたた。これらは、、圧密
非非排水（CUB
B）三軸圧縮試試験から得らられる’を用いいることや低拘拘束の試験をを追加するこことによっって改善する
ることが可能でである。詳しく
くは、「河川堤
堤防の構造検検討の手引き」」2)等を参考に
にする
と
とよい。
内土質試験結結果から強度 定数を設定すする際には、深度分布図
図、物理特性ととの相
なお、室内
関
関図等を活用用して異常値
値の棄却や、バ
バラツキを適切切に評価したたうえで代表値
値の設定を行行うことがが重要である
る。
また、室内
内土質試験結果がない場合
合には、便宜宜的に N 値等等から推定するる方法もある。
。砂質
土
土については
は図-4.5、粘性性土についてては図-4.6 に示す経験式に式がある。これ
れらは推定の幅幅が大ききいので（特に粘性土の場場合）、同図 のみに依存して推定するるのは望ましく
くない。そのため、

26

同一河川流域で既存のデータが存在する場合には、それらを同図にプロットして用いるのが望ましい。
有限要素法を用いた自重変形解析に用いる定数も同様であるが、4.6 の留意事項も参考に設定するとよい。
50
6)(195 unham②
D
大崎

内部摩擦角 (°)

4 )①
(195
m
a
h
Du n

40
Meye

)
1956
rhof(

3)
(195
Peck nham③
Du30
鉄道構造物等設計標準・同解説－土構造物(2007)20

道路橋示方書・同解説下部構造編(2002)

10
0

10

20

30

40

50

60

N値

qu, 1-3 (kN/m2)

図-4.5 砂のせん断抵抗角と N 値の関係 2)1000

沖積粘性土(港湾地域)
洪積粘性土(港湾地域)
本牧土丹
洪積粘性土(内陸部)
竹中・西垣

T

a
hi
g
za
er

nd

ck
Pe

100

大崎
1

10

N値

図-4.6 qu と N 値の関係 3)

27

100

4.44.6 浸透に係係る定数
基
基礎地盤およよび堤体の透透水係数等のの浸透に係る定
定数は、地盤
盤調査結果等等に基づき適切
切
に設
設定する。
浸透に係る
る定数としてはは、飽和透水
水係数、不飽
飽和浸透特性がある。現場
場透水試験ににより設定定することが望ましいが、それができなない場合にはは、室内透水試験や粒度度分布等から推推定したた値を用いる
る。
液状化対策
策特有の対策
策工の飽和透透水係数の設設定方法を以以下に示す。こ
これ以外の対対策工のの透水係数はは、「河川堤防
防の構造検討討の手引き」2)等に準拠してて設定するととよい。
・締固め
め工：地盤に投投入する材料
料と現地盤のううち、透水係数数の高い方（鉛直方向向のみ上げるるなど、砂杭のの向きを考慮
慮して設定しててもよい）
工：透水係数 ks=1×10-8m/ssec
・固結工
・孔あき矢
矢板：周辺土
土が孔に詰まっった状態を仮仮定し、等価な
な透水係数

4.5 対
対策工諸元
元の設定
選
選定した対策策工法およびその組合せにに応じ、適切な方法によりり対策工諸元
元の設定を行うう。
（１）対策工法ご
ごとの諸元
締固め工法
法は第 5 章、固結工法はは第 6 章、鋼材材を用いた工工法は第 7 章 、堤体液状化化対策
工
工法は第 8 章に示した方方法によって、、対策工諸元
元の設定を行
行えばよい。対対策工諸元とは、対策
策工法ごとにに表-4.6 の項目を意味するる。
表--4.6 対策工ご
ごとの諸元
対策工諸
諸元

対策工法
締固め
め工法

改良 目標 N 値（改改良ピッチ等））、改良範囲固結工
工法

改良形
形状、改良率率、格子間隔、改良強度、 改良範囲

鋼材をを用いた工法鋼材種
種類、型式、根入れ長

堤体液
液状化対策

材料、
、対策範囲

対策工諸元
元の設定は、、耐震性能照照査を実施すする上での前提条件となるるものである。
。固結工
工法の格子間間隔のように 2 次元の有 限要素法など
どの静的照査査法では決定定できない仕様
様を決めめるのと、静的照査法ではは適切に耐震震性能を評価
価できない形形状の対策工工を排除するた
ための手手順である。

28

東日本大震災において、旧液状化対策マニュアルに基づいて設計された対策を施した堤防において大きな変状が確認されなかったことも踏まえ、中規模地震に対して対策工の安定性を確保する旧液状化対策マニュアルの方法を本手引きでも基本とした。
旧液状化対策マニュアルでは、どの対策工法でも円弧すべり計算による堤防の全体安定の検討を実施していたが、堤防の耐震性能の照査を 4.6 に基づいて実施することとなるので、本手引きの対策工の設定では円弧すべり計算による堤防の全体安定の検討を廃止した。この他、旧液状化対策マニュアル以降の検討成果等も踏まえ修正を加えた。
（２）対策の組合せ
広義の対策工の諸元の設定には対策工法ごとの諸元の設定だけではなく対策工法の組合せも含まれる。
例えば、締固め工法を例にとると、図-4.7 のような組合せが考えられる。一般的には、(a)の両側対策であるが、川表と川裏で液状化層厚が極端に違う場合等には、耐震性能を満足するのであれば、(b)のように片側だけの対策とすることも考えられる。また、照査外水位が高く許容沈下量が小さい場合は、(c)のように全面を改良する方法が考えられる。ただし、既設堤防に対して全面を改良するには、大掛かりな仮設が必要となる。また、締固め工法では周辺地
盤への影響が生じる場合があるため、周辺の土地利用状況によっては(d)のように影響の少な
い他工法との組み合わせも検討する必要がある。

液状化層

液状化層
締固め工
締固め工

締固め工

(a)両側対策(b)片側対策

ドレーン工

液状化層

液状化層
締固め工
締固め工

(c)堤体直下全面対策

矢板(d)他工法との組合せ

図-4.7 締固め工法による対策例

29

材を用いた対策
策工法では、 押え盛土とのの併用が効果果的である。
また、鋼材
なお、堤体
体土が液状化化する場合でであっても、液液状化する堤体体土の範囲ががのり尻よりもも低い
場
場合や基礎地地盤の液状化
化層と連続すする場合などどでは、基礎地
地盤の液状化化対策で十分分な効
果果を発揮する
る場合がある。
。このような場
場合には、堤体
体液状化対策策は必要ないいと判断してよ
よい。

4.6 耐
耐震性能の
の照査
44.5 によって設設定した液状状化対策を施 した堤防の耐耐震性能の照照査を行う。耐耐震性能を満満足
しなない場合には
は、対策工諸元
元を見直し、再再度、耐震性
性能の照査をを行う。
4.1 に示した耐震性能のの照査とそのの後の手順を示示したものである。
の照査方法ととしては、各種
種方法が提案
案されている
るが、有限要素素法を用いたた自重
耐震性能の
変変形解析法をを用いる場合合には、3.3 にに示した留意事事項の他に、以下にも留意
意するとよい。
。
有限要素法
法を用いた自自重変形解析
析法に関して、対策工を施施した堤防のの地震による変変形に係係る知見が蓄蓄積されてきている。そのの結果得られた有限要素法
法を用いた自自重変形解析
析法の
適適用限界等もも踏まえた対策工の設計法
法を第 5 章～
～第 8 章に示示すものであるる。ただし、他
他の照査
査方法を排除除するものではない。

（１）計算ステップ
プ
基礎地盤のの要素生成、基礎地盤のの対策工、盛土
土（堤体液状状化対策含むむ）の順に計算
算を行いい、初期応力力を求めるもののとする。これれは、既設堤防の実際の施施工の順番とと異なる。液状状化が生生じると初期期応力分布によらず、盛土
土の直下の液液状化層が支えきれない荷荷重は対策工工が支ええることになるる。実際の施施工の順番で
で初期応力を計算すると、対策工の外外側に盛土によよる初期
期せん断がよより多く伝わる
ることによってて、液状化流動時に対策工工に作用する
る力が減ったたり、対策
策工の外側でで陥没するよような変形が生生じやすくなるる。
（２）締固め法を用いた自自重変形解析
析によって照査を行う際、締固め工はは液状化要素素として
有限要素法
モ
モデル化するる。レベル 2 地震動に対対して締固め工
工内での間隙
隙水圧の上昇昇等を想定したたもの
でで、液状化強強度を置換率率に対応する値
値に設定すれれば良い。またた、締固め工工としてモデルル化す
る
る範囲は、有有効改良幅（最最外縁の砂杭杭の中心間、図
図-5.5 参照）とする。

30

（３）対策工回りのジョイント要要素や鋼材を用いいた工法では
は、一般に対策
策工と地盤のの間にジョインント要素を設けるこ固結工法やととも多いが、液液状化によっって沈下した地
地震後の堤防防高さを算出出するために有有限要素法をを用いた
た自重変形解解析を用いる
る場合にはジョョイント要素をを省略してもよよい。ジョインント要素の有無無によるる沈下量の差差も小さく、変変形モードもジ
ジョイント要素素を入れた方方が必ずしも適適切とは限らない。
ジジョイント要素
素を入れることによって、適適切な方向にに変化するののは、対策工にに作用する応応力であある。対策工工に作用する応応力の検討はは、第 6 章やや第 7 章に示示す対策工諸諸元設定の中で行う
た
ため、耐震性
性能の照査のの中で、対策工工に作用する
る応力を検討
討する必要ははなく、耐震性性能の照照査では、地
地震後の堤防防高さが照査外外水位を下回
回らないことののみを照査すすればよい。
（４）地下水位のの設定
堤体液状化化対策では堤
堤体内の水位位の低下を期
期待する場合合がある。逆にに基礎地盤にに透水性性の低い対策
策工を実施しした場合には地地下水位が上上昇することもも想定される 。このような場
場合の地
地下水位を設
設定する場合合には、有限 要素法を用いいた自重変形
形解析の前にに定常浸透流流解析をを実施するととよい。
無対策時のの浸透流解析
析の方法は、 3.3(1)に示ししたとおりでああり、同じ雨量
量、湧き出し量
量を与え
え、対策工をを施した場合のの堤体内・地地下水位を定常常浸透流解析
析によって求求める。
求めた地下下水位から 0..5m 上昇させせる範囲は、堤
堤体、基礎地
地盤、および対対策工によらずず、解析
析対象とするる全領域とするる。また、水位位を 0.5m 上昇
昇させることで
で水位線が堤
堤体、基礎地盤、ある
るいは対策工工よりも上部にに位置するこことになる場合
合は、水位線をを堤体、基礎
礎地盤、あるい
いは対策
策工の上端とと一致させるこ
こととする。

4.7 浸
浸透安全性
性の照査
河
河川堤防の構
構造検討の手手引きに準じ、、液状化対策策工によって堤
堤防の浸透安安全性が有意意に低下
下しないことをを照査する。浸透安全性がが有意に低下下する場合にには、裏のり尻
尻に設置するドレーン
ン工等の補助助工法の検討
討や場合によっっては液状化
化対策工法をを変更する必要要もある。
4.1 設計のの基本の浸透透安全性の照照査について、、その方法をを具体に示したたものである。
。河川
堤
堤防の構造検検討の手引ききでは、円弧す
すべり安全率率、局所動水勾
勾配または G
G/W が浸透安
安全性をを示す指標ととなっているのので、これらのの指標を液状
状化対策実施施前と実施後でで比較する。
液状化対策策を施したこことによる浸透透安全性を示示す指標の変変化（悪化）がが大きい場合、、特に強強度定数や透透水係数等ののばらつきに よる変化よりもも大きく変化する場合や川川裏側に固結結工法
やや矢板工法をを実施した場
場合には、ドレレーン工等の補補助工法の併併用することがが望ましい。
さらに浸透
透安全性を示す指標の変化化が大きい場
場合には、対対策工法の変 更も検討する
る必要
が
がある。

31

状化対策の実
実施に合わせせて浸透対策もも実施するののが合理的な
な場合が多いので、
なお、液状液
液状化対策にによる浸透安安全性の低下下の有無に依らず、河川堤
堤防の構造検検討の手引きにに示されれる浸透安全全性を満足しない場合にはは、浸透対策策に関する検討
討も実施する
ることが望まし
しい。

4.8 す
すり付けの
の検討
液
液状化対策工工の端部およよび対策工のの仕様・規模がが大きく変わるる境界部でははすり付けの検
検
討を
を行う。
固結工法の
のように物性性が元の地盤 と大きく異なる液状化対策
策工の端部おおよび対策工工の仕様
様・規模が大大きく変わる境
境界部では、常常時および地地震時に段差差や亀裂が生生じやすい。ここのようなな段差や亀裂裂の発生を緩緩和するため
めにすり付けのの検討を行うう。堤防横断方
方向に大きなな段差やや亀裂が生じじると堤防機機能に多大な影
影響を及ぼすす可能性がああるため、縦 断方向のすり付けがが基本であるる。図-4.7 の(a)、(b)、(d)ののように堤体の下に対策工
工の端部が位位置すると、こ
この上部部に堤防縦断断方向の段差差や亀裂が生生じる可能性性はある。こののような縦断亀亀裂等が堤防防機能にに及ぼす影響
響は横断に比比べ小さく、対対策しない状態に比べればば縦断亀裂はは軽減されるることが想想定されるた
ため、点検によより堤防機能
能に影響を与えるような縦断亀裂等が確確認できた時時点で部部分切返しをを行うなど維持
持管理によっって対応するののが現実的でである。
「柔構造樋
樋門設計の手手引き」4)によるると、今後の研研究に負うとこころが多いとししながらも、堤堤体に悪悪影響を与ええない範囲として、沈下のの平均勾配を 5～10％以内内とするのが望望ましいとしてている。
具
具体には、改改良深度を徐々に浅くするるなどの対応をを行うことが多
多い。

4.9 施
施工計画の
の検討
現
現場条件を踏踏まえ、適切なな施工計画のの立案を行う。
。
現場条件ととしては、4.3 の対策工法
法選定に当たって考慮するる事項を列記記しているが、これらにに加え、気象象・水象条件、、支障物・埋設設物、史跡・埋埋蔵文化財、、工事用道路路、施工ヤード等をよより具体に把把握した上で、施工計画をを立案する。ここの際、「河川
川土工マニュア
アル」5)等を参参考にすするとよい。
工計画を立案
案しがたい場合
合には、工法法選定や対策策工諸元設定
定を再度検討するこ
適切な施工
と
ととなる。

32

堤防の開削（部分開削を含む）を伴う場合には、「堤防切土施工・管理の留意点について（通知）」6)等を参考にし、施工期間中の堤防の安定性や出水に対する堤防機能を確保しなけ
ればならない。
＜参考文献＞
1)（国研）土木研究所 ： 細粒分を含む砂の液状化強度の評価法に関する再検討，土木研究所資料，2016.

2)（一財）国土技術研究センター ： 河川堤防の構造検討の手引き, 2012.

3)（社）地盤工学会 ： 地盤調査の方法と解説, 2013.

4)（財）国土技術研究センター ： 柔構造樋門設計の手引き, 1998.

5)（財）国土技術研究センター ： 河川土工マニュアル, 2009.

6)国土交通省河川局治水課 ： 堤防切土施工・管理の留意点について（通知）,治水課企画
専門官事務連絡, 2010.

33

第55章 締固
固め工法の
の諸元設
設定

5.1 設
設計の基本
本方針
（１））堤防のり尻付付近の基礎地地盤の液状化化層、または堤体直下の基基礎地盤全体体の液状化層層に対しして締固めをを行うことを基本とする。
（２））対策工諸元
元設定用震度度に対して液状状化しない目目標 N 値等をを設定した上でで、締固め工工を含む
む液状化対策策を施した堤堤防の地震後のの堤防高さがが耐震性能のの照査においいて考慮する外外
水位
位を下回らな
ないことを照査査する。
（１ ）締固め工法
法の適用対象
象は、基礎地地盤の液状化を基本とし、施工位置はののり尻付近のの基礎
地
地盤の液状化化層、または堤体直下の基基礎地盤全体体の液状化層層とする 2 種類
類の位置とした。堤体
体の液状化にに対しての適適用も考えられれるが、施工にによって堤防防に亀裂等のの損傷が生じるる可能性性があり、特別
別な施工管理
理が求められれることから本
本手引きでは対対象外とした。
。
（２）旧液状化対対策マニュアルルでは、改良良仕様は中規規模地震動に対して液状化化しないようにに設定しし、円弧すべべり計算によっって改良範囲囲を設定していいた。本手引引きでは、改良
良仕様は旧液液状化
対対策マニュアアルと同様の考考え方で設定定し、改良範囲を円弧すべべり計算でははなく、レベル 2 地
震震動に対してて堤防の耐震震性能が満足 するように設設定することとし
した。

5.2 対
対策の原理
理と工法の選選定（１ ）締固め工法
法は材料を地地盤中に圧入入、あるいは地地盤を振動させせることで、砂砂地盤の密度
度を大させ、改良良範囲内の地盤盤の液状化強強度を高める
る工法である。
増大（２））締固め工法
法は、主に材料料を圧入し間間隙比を減少させる圧入締締固めと振動エエネルギーをを地
盤にに与えることにによって間隙
隙比を減少させせる振動締固固めに大別されれ、圧入締固固めに振動を用いる
る動的な工法
法と、振動を伴伴わない静的的な工法にさららに分類されるる。工法ごとのの特徴や施工工条件
件、周辺環境境を踏まえ適切切な工法を選選定する。
（１ ）設計で主にに考慮するののは密度増大大であるが、そその他にも様々々な効果がああることが指摘摘されてている。
兵庫県南部地地震では、締固固めによる改良地盤においいて、設計でで考慮していたた震度
1995 年兵よよりも実際には大きな震度度であったににもかかわらず
ず、有意な沈下が生じていいないことが報報告さ34れている 1)。その後の研究 2)により、その要因としては、圧入により側方拘束を高める効果 3)や締め固めた地盤よりもさらに高い液状化抵抗を有する砂杭の効果 4)（複合地盤効果）などが実際には存在すると考えられている。また、工法によっては施工時に圧縮空気を使っていることから、飽和度が低下し、液状化抵抗が増す場合もある 5)。このような設計で用いる密度増大以外の効果によって砂杭間地盤から得られる液状化強度よりも締固め改良地盤全体のものの方が大きいことがわかってきており 6)、2011 年東北地方太平洋沖地震においても同様な事実が検証されている 7)。
（２）締固め工法を締固め、貫入方法、施工機の大きさで分類すると図 5.1 に示すようになる。

図-5.1 締固め工法の分類
締固め工法のいずれの工法でも施工により周辺地盤に変位が生じる。特に、細粒分が多い地盤では注意が必要である。また、動的圧入および振動締固め工法では、施工時に振動や騒音が生じることから、周辺環境への影響を考慮して適用可能な工法を選定する必要がある。
締固め工法の中でも代表的な砂杭を打設する工法を例に 5.3 以降の設計法を示す。圧入締固めでは動的によるものと静的によるもののいずれの貫入方法でも適用することができる。
工法によっては側方拘束を高める効果を見込む設計法 8)も考えられるが、本手引きに準拠しない場合には文献 9)等を参考に、静的照査法の適用性も含め、工法に応じて適切に設計する必要がある。

35

5.3 設設計手順
締締固め工法のの設計手順は
は、図-5.2 を標標準とする。
STA
ART

対策 工諸元 の設定

(工法変更
更等)

改良仕様
様の設定

改良範囲
囲の設定

耐震性能
能照査

NG
OK

浸透安全
全性照査

NG

川裏のり尻
尻ドレーン工の追加、工法法変更等の検
検討

OK
EN
ND

図-5.2 締締固め工の設
設計手順
改良仕様のの設定方法はは 5.4 に、改良
良範囲の設定
定方法は 5.5 に示す。

5.4 改
改良仕様の
の設定
改
改良範囲内がが対策工諸元
元設定用震度度に対して液状状化しないよように改良目標
標 N 値を設定
定
し、改良目標 N 値が確保でできるように改良
良仕様を設定定する。
（１）改良目標 N 値は、4.4.3 に示す液状状化判定で得られた液状化化に対する抵抵抗率 FL が 1.1 より大大きくなる N 値とする。改値
良範囲外から
らの過剰間隙
隙水圧の伝播播やレベル 2 地
地震時の改良良範囲
内内の間隙水圧
圧の上昇を考考慮し、1.0 よ りも大きな 1.1 とした。液状状化に対する
る抵抗率 FL が 1.1にに対応する N 値は下限値値であり、耐震
震性能を満足足しない場合にには、これよりりも大きな N 値を改値
良良目標 N 値とすることが効
効果的であるる。
（２）改良目標 N 値は、地盤
盤のばらつきにについても十分
分考慮して決決定する必要要がある。

36

（３）改良目標 N 値を確保できる置換率をいわゆる方法 D（図-5.3）9)に従って設定する。置換率
は原地盤を 1.0 としての砂杭の体積割合で、改良の程度を示す。ただし、対策工諸元設定用
震度に対する液状化層が存在しない場合など方法 D によって置換率が設定できない場合には、最小値置換率に係る施工実績を参考に 6％程度（砂杭700mm で打設間隔 2.5m に概ね相当）を置換率の目安としてよい。一方で、実際の施工のことを考慮すると、あまりに高い置換率を設定することは現実的ではなく、最大でも 30％程度としておくのがよい。
（４）改良目標 N 値を確保できる置換率を満足する配置や打設間隔を設定する。砂杭は図-5.4に示す正方形や三角形および矩形で配置され、置換率 as は式（5.1）および式（5.2）で表される。
正方形・矩形・平行四辺形配置の場合

AS AS
A
 2 、または、 a S  S
Ax1 x 2
x

aS 

(5.1)

正三角形配置の場合

AS
2 AS

2
A
3 x

aS 

(5.2)

ここに、
AS

：砂杭断面積A：砂杭 1 本が分担する面積x，x1，x2：砂杭中心間距離

砂杭

x
x

x2

x

(a)正方形配置x1x(b)正三角形配置
図-5.4 砂杭の平面配置例

37(c)矩形または平行四辺形配置

方法D
細粒分含有率FC (%)よりemax，eminを下式より求める

emax  0.02 FC  1.0
emin  0.008FC  0.6
現地盤N値N0と拘束圧 v’(kN/m2)および細粒分による補正N値増分 Nfから相対密度Dr0およびe0を求める

N f
N0

0.7   v ' 98 1.7
D
e0  emax  r 0 emax  emin 100
Dr 0  21

ここで， Nfは
FC (%)
0～ 5
5～10
10～20
20～

Nf
0
1.2・(FC - 5)
6 + 0.2・(FC - 10)
8 + 0.1・(FC - 20)

細粒分含有率FC (%)よる有効締固め係数RCを求める

RC  1.05  0.46  log FC
改良後の目標N値N1と拘束圧 v’(kN/m2)および細粒分による補正N値増分
Nfから相対密度Dr1およびe1を求める

Dr1  21

N f
N1
0.7   v ' 98 1.7

e1  emax Dr1
emax  emin 100

有効締固め係数を考慮して最低置換率asを求める

aS 

e0  e1eRC 1  e0  RC 1  e0 
図-5.3 置換率の設定方法

38

5.5 改
改良範囲のの設定（１））対策工諸元
元設定用震度
度に対する液状状化層下端ままでを最小のの改良深度とすする。
（２））のり尻付近をを改良範囲にに含めることをを原則とする。
。
（３））砂杭 3 列をを最小の改良幅とする。
（４））周辺地盤へへの影響を考慮しなければばならない。
（１）一般的には
は、対策工諸元設計用震度度に対する液液状化層下端端までを最小小の改良深度とする。
対対策工諸元設設定用震度にに対する液状状化層が存在在しない場合には、耐震性性能を満足すするよう
改改良深度を設設定すればよよい。実務ではは最も液状化
化しやすい層層の下端を改良
良深度の初期
期値としして検討する
ると効率的な場場合が多い。
（２）のり尻付近を改良範囲にに含めるとは 、のり尻付近
近が有効改良幅
幅の内側に位位置することをを指す
す。有効改良良幅は図-5.5 に示すようにに最外縁の砂砂杭等の杭心間とする。最外外縁の砂杭のの外側側にも締め固固められた範囲が存在する
るが、未改良域からの過剰
剰間隙水圧伝
伝播の影響も考慮しし、有効改良良幅には含めなない。砂杭等等を造成しないい工法においいても、未改良
良域からの過過剰間隙
隙水圧伝播のの影響を考慮
慮し、実際に締締め固められれた範囲の内側に有効幅をを設定しなけ
ければ
な
ならない。
砂杭

有効改良幅
幅

図-5.5 有効効改良幅（３）十分な締固
固め効果を得るための配慮
慮として、砂杭杭 3 列を最小小の改良幅としした。例えば、、砂杭
等等の打設間隔隔が 2m であ
あれば、最小有
有効改良幅はは 4m となる。
（４）対象とする液液状化層の土土質や改良率率にもよるが、、改良深度のの下端から 455 度程度の範
範囲ではは、周辺地盤
盤に変位が生生じる場合があある。施工後の補修対応がが不可能な構
構造物が施工工箇所
近近傍に存在すする場合にはは、十分な離 隔をとる必要要がある。十分分な離隔がととれない場合には、鋼
鋼矢板や変位
位緩衝孔などどの変位対策策を検討するるとよい。施工工の順番を工工夫し、近接構構造物
側側の砂杭からら施工することとにより、影響
響をできるだけけ抑制する方方法もある。

39

＜参考文献＞
1)

松尾修，安田進，山本実，原田健二，橋本隆: レベル 2 地震動における改良地盤の評価に関する実証的研究，第 24 回地震工学研究発表会講演論文集，pp.273-276，1997.

2)

大林淳，原田健二，山本実，佐々木康：締固め地盤の液状化抵抗に関する評価，第 10 回
日本地震工学シンポジウム，pp.1411-1416，1998.

3)

原田健二，安田進，丹羽俊輔，新川直利，出野智之：細粒分を含んだ締固めによる改良地
盤の評価，第 27 回地震工学研究発表会，論文 No.35，2003.

4)

Yasuda, S., Harada, K., Yoshida, N. and Tanaka, M.: Studies on the effectiveness of two
kinds of countermeasures against liquefaction under very strong shaking, International
Symposium on Earthquake Engineering Commemorating Tenth Anniversary of the 1995
Kobe Earthquake (ISEE Kobe 2005), 2005.

5)

Okamura, M., Soga, Y.: Effects of pore fluid compressibility on liquefaction resistance ofpartially saturated sand, Soils and Foundations Vol.46, No.5, pp.695-700, 2006.

6)

日本建築学会：建築基礎のための地盤改良設計指針案 4.3 節液状化判定 3 改良地盤の液状化抵抗比の評価，pp.320-324，2006.

7)

Harada, K., Ohbayashi, J. and Taguchi, Y.: Verification of the improvement effectiveness bycompaction methods during the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake, The 6thJapan - Taiwan Joint Workshop on Geotechnical Hazards from Large Earthquakes andHeavy Rainfalls, 2014.

8)

Harada, K., Ishihara, K. Orense, R.P., and Mukai, J. ‘Relations between penetration
resistance and cyclic strength to liquefaction as affected by Kc–conditions.” Proc,
Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics IV, Sacramento CA, Paper 111,2008. (in CD–ROM).

9)（社）地盤工学会：液状化対策工法，地盤工学・実務シリーズ 18，2004.

40

第66章 固結
結工法の諸
諸元設定
定

6.1 設
設計の基本
本方針
（１））堤防のり尻付付近の基礎地地盤の液状化化層に対してて固結工法を適適用することをを基本とするる。
（２））対策工諸元
元設定用震度度に対して所要要の安定性がが確保できるよように改良範範囲や改良仕様を設設定した上でで、固結工を含含む液状化対対策を施した堤
堤防の地震後後の堤防高さ
さが耐震性能
能の照査
査において考考慮する外水
水位を下回らなないことを照査査する。
（１ ）固結工法のの適用対象は
は、基礎地盤
盤の液状化を基基本とし、施工位置はのりり尻付近の基基礎地
盤
盤の液状化層層とした。締固固め工法と同同様、堤体直下の基礎地盤
盤全体に対しして適用するることも考考えられるがが、例えば堤体体に浸透したた雨水が基礎
礎地盤に排水水されにくくななり、堤体内のの水位がが高い状態ととなることが想想定される。堤
堤体内の水位
位が高いと、堤
堤体液状化がが生じやすく、、洪水
時
時にも河川水水が堤体に浸浸透しやすくななる。このためめ、堤体直下下全面に対してての適用は本本手引
ききの対象外ととした。適用せせざるを得ないい場合には、格子状改良
良としたり、のり
り尻にドレーン
ン工を設設置するなどど、堤体内の水水位が高くな
ならないよう配配慮しなければばならない。
（２）旧液状化対対策マニュアルルでは、改良良範囲と改良良仕様は中規模地震動に対対して安定性性が確保保できるようにに設定していいた。本手引ききでも、改良範
範囲と改良仕仕様は、旧液液状化対策マニ
ニュア
ル
ルと同様の考考え方で対策策工諸元設定定用震度に対
対して安定性をを確保できる とともに、レベ
ベル 2
地
地震動に対しして堤防の耐耐震性能が満
満足するようにに設定すること
ととした。

6.2 対
対策の原理
理と工法の選選定（１））固結工法は
は、砂地盤に安安定材を攪拌
拌あるいは浸浸透、注入するることで、砂地
地盤を固結し、砂地盤盤の液状化をを防止する工工法である。改改良の形状をを格子状とすする場合には、の未、格子内部の改良
良地盤がせん
ん断変形しににくくなり、液状状化が抑制さされる効果にもも期待する場場合がある。
（２））固結工法は
は、安定材を地地盤に投入すする方法（機械
械攪拌、高圧
圧噴射、浸透、、注入）、安定定材の種
種類（セメント
ト系スラリー、セセメント系粉体
体、水ガラス等等）、改良の形
形状（ブロック
ク状、格子状状）等によ
よって分類されれる。工法ごごとの特徴や周周辺の土地利
利用状況等も踏まえ適切なな工法を選定定する必必要がある。

41

（１）固結工法では、合理化を図るために、格子状の改良を選択する場合が多く、砂地盤を固めて液状化を防止するのと同時に格子内部の未改良土のせん断変形の抑制による液状化抑制の 2 つの効果を設計で考慮する場合が多い。
（２）固結工法は、砂地盤にセメント系の安定材を供給・攪拌・混合する、あるいは注入材を注入して、砂地盤を全体的あるいは部分的に固結することにより砂地盤の液状化を防止する工法である。
代表的な工法としては、以下の工法が挙げられる。
①

機械攪拌工法

スラリー式
粉体式

②

高圧噴射攪拌工法

単管式
二重管式
三重管式

③

注入工法

二重管ダブルパッカー工法
浸透固化処理工法

注入工法は、注入材が注入しやすい所を選択的に注入するため、本章に示した設計法を適用することが難しい場合が多いが、機械攪拌や高圧噴射攪拌工法で施工するのが困難な場合に液状化層を全体的に液状化しにくくすることを期待して実施されることが多い。
改良体形状にはブロック状と格子状がある。一般に、格子状の方が面積改良率が小さいのでより経済的である。いずれの改良体形状においてもラップ施工を行う必要がある。特に格子状改良の場合には、改良体が壁としての機能を発揮することが求められるため、ラップ部の強度、一体性を十分に確保できる工法を用いる必要がある。改良体が一体化されていない独立した形状（格子状よりも更に低改良率）は、盛土による荷重に対し改良体が一体として抵抗せず、対策効果が得られにくいため、液状化による変形抑制を目的に使うべきではない。
改良体形状は格子間隔および格子壁厚により規定されるが、ブロック状は格子状において格子間隔がゼロの場合と同様である。

(a)ブロック状(b)格子状

図-6.1 円柱改良を組み合わせた改良形状

42

6.3 設設計手順
固固結工法の設
設計手順は、図-6.2 を標準
準とする。
START

改良範囲の設定
定対策 工諸元 の設定

改良仕様の設定
定

対策
策工の外的安定定(工法変更等
等)

NG
G

OK
対策
策工の内的安定
定

NG

OK

耐
耐震性能照査G
NG

OK

浸透安全性照査
査

NG
G

川裏のり
り尻ドレーン工の
の追加、
工法変更等

OK
す
すり付けの検討

END

図-6.2 固固結工法の設
設計手順（１）改良範囲のの設定方法はは 6.4、改良仕仕様の設定方法は 6.5、対策策工の外的安安定の検討方
方法は66.6～6.8、対策策工の内的安安定の検討方
方法は 6.9 に示す。に（２）耐震性能照
照査では静的的照査法を用いいて沈下量をを算出するがが、静的照査法
法では慣性力力や土
水
水圧の振動成成分などの動
動的な外力はは考慮されない。また、静的照査法に おいては、対対策工がが一体としてて動くことを前前提とし沈下量量を求める。ところが、対策
策規模が小ささい、あるいはは、改良
良率が低い、、改良強度がが低い場合にには、改良体がが激しく損傷
傷し、静的照査
査法の前提条条件であある対策工がが一体として動
動かない場合合がある。土木木研究所で実実施した遠心心模型実験では、改良良体が激しくく損傷し、対策
策効果が十分分に発揮されれなかったケーースも確認されそこで、れている。そ43

耐
耐震性能照査査を実施する
る前に、耐震
震性能照査の前提条件を満満足するようにに改良範囲、、改良
仕仕様を設定すするものである
る。

6.4 改
改良範囲の
の設定
（１ ）対策工諸元
元設定用震度
度に対する液液状化層下端端から支持層へへの一定以上上の根入れ長長をえた深度まで
でを最小の改良深度とする
ることを基本ととする。
加え（２））のり尻直下をを改良範囲にに含めることをを原則とする。
。
（１）一般的には
は、対策工諸元
元設定用震度
度に対する液液状化層下端端から支持層へへの根入れをを加えた
た深度までを
を最小の改良良深度とする。 対策工諸元設定用震度に対する液状状化層が存在
在しな
いい場合には、耐震性能を満足するようう改良深度を設設定すればよよい。実務ではは最も液状化
化しやす
すい層の下端端から支持層層への根入れれを加えた深度度を改良深度
度の初期値としして検討する
ると効率率的な場合がが多い。根入入れ深さは 1.00m または液状状化層厚さのの 0.1 倍のうちち小さい方以上
上を確保保することを目標とするがが、一般的な施施工機で施工工できないよううな支持層のの場合には施工
工可能
能な範囲で根根入れを確保
保すればよい。
。
（２）のり尻直下を改良範囲にに含めるとは 、図-6.3 に示示すように、ののり尻が改良幅
幅の内側に位位置する
ることを指す。
。また、改良幅
幅は改良体のの高さの 0.6 倍程度以上と倍となるように設設定するとよいい。設計
計・施工事例
例で 0.6 倍以上上となってい ることが多いことと、縦長のの形状の場合合には静的照照査法ににおいて対策
策効果を過度度（危険側）にに評価する傾向向があるため
めである。
（３）6.6～6.9 の安定性を確保の保するためにに、改良幅を増増やすことが効果的であるる。条件によっっては、
根
根入れの増加加が効果的な
な場合もある。
。

44

のり尻
尻

改良幅

図-6.3 固結工の位
位置の例

6.5 改
改良仕様の
の設定
（１））対策工諸元
元設定用震度度に対して改 良体自体の安安定性を損な
なわないよう改改良強度を設設定
するる。
（２））ブロック状ままたは格子状状の改良体形 状を選択し、格子状においては格子内
内の未改良部部の液状状化を抑制しし抵抗が期待待できる格子間間隔を設定すする。
（３））堤体直下のの地下水位が上昇しないよよう配慮する。
（１）機械攪拌工
工法および高高圧噴射攪拌拌工法のうちのの単管式またたは注入工法法においては、、室内配配合試験結果果がある場合合には、その結結果を用いてて許容応力度
度を決定する。 ただし、比較較設計
ななどにおいてては室内配合合試験結果がな
ないことが多多いため、そのの場合には表
表-6.1 を参照しして強度度を設定しててもよい。またた、上記以外 の工法についいては最低保保証強度以上上を用いるここととするる。
表-6.1 改良体の一
一般的な設計
計基準強度（＝＝許容応力度度）
工法

設計基準強度備 考ス ラ リ ー 式

200
2 ～ 1000
0 kN/m2

粉体式

100 ～ 1000
0 kN/m2

高圧噴射攪拌工法 単

管

式

300
3 ～ 1000
0 kN/m2

砂質土式

3000 kN/m2

砂質土機 械 攪 拌 工 法

二
三

重
重

管
管

2

2000
2
～3000
0 kN/m式

2100 ～ 500 kN/m

注 入 工 法45

砂質土

室内配合試験については一軸圧縮試験を基本とし、施工に当っては必ず実施するものとする。なお、高圧噴射攪拌工法のうち二重管式および三重管式の場合は、この限りでない。
設計に用いるせん断強さa は、一軸圧縮強さ qua から式(6.1)によって求める。

 a  1 2  qua(6.1)（２）格子状を選択する場合には、図-6.4 に示すように堤防法線方向に平行あるいは直交するように格子を設定する。格子内の未改良部の液状化を抑制し抵抗が期待できる格子間隔として、液状化層厚の 0.5 倍～0.8 倍程度を上限とし、改良率 ap は 50%程度を最低とする。改良率は平面における 1 ユニット当たりの改良体の面積を改良地盤全体の面積（改良体の面積＋未改
良部の面積）割った値とする。
また、各工法におけるラップ部の施工性、信頼性に留意する。

1ユニット

未改
良部

格子
間隔

格子間隔

改良体

堤防法線方向図-6.4 格子の平面配置の例（３）改良体の透水係数は低く、これが壁状に連続すると、わずかかもしれないが、平常時の堤体直下の基礎地盤の地下水位が上昇したり、洪水後に地下水位が高い状態がより長く続く場合がある。地下水位が高まると液状化する範囲が増える場合があるため、耐震上も望ましくない。
このため、できるかぎり地下水位が上昇しないよう配慮する必要がある。例えば、所々にスリッ
ト状に未改良部を残すなどの方法が考えられる。

46

6.6 対対策工の外
外的安定の検検討
対対策工に作用用する外力にに対して、対策
策工の外的安
安定を損なわなないよう滑動
動および支持力力の検検討を行うもののとする。
対策工（改改良地盤）に作作用する慣性
性力や土水圧
圧等の外力に対して、外的的安定を検討討する。
対対策工の外的的安定の照査査項目は、滑滑動および支支持力であり、許容安全率
率は滑動、支持持力とももに 1.0 とすする。旧液状化化対策マニュ
ュアルでは外的安定に転倒倒が含まれてていたが、本手
手引き
ででは支持力検検討の中で組
組合せ荷重をを考慮することととしたため、省略したもののである。
（１）考慮すべき
き外力
考慮すべき
き改良地盤にに作用する外外力は図-6.5 のとおりである
の
る。

w

HE
Dw

WE
PPV

HU

PPH

PAH

HT

DL

D

WU’
PAV

W T’
y

DNL
x

FRUU

FRT
Q

45度

B
LT
L

図
図-6.5
固結工
工法の検討でで用いる外力力（上：断面図、下：平面図
図）

47

液状化層

Q

：改良地盤底面に作用する地盤反力(kN/m)

FRT：改良体底面に作用するせん断抵抗力(kN/m)

FRU：改良体に挟まれた未改良地盤底面に作用するせん断抵抗力(kN/m)

FR：改良地盤底面に作用するせん断抵抗力の合力（=FRT + FRU）(kN/m)w：盛土の自重による鉛直荷重（ただし改良地盤の上面に載る盛土部は除く）(kN/m2)

x：改良地盤の受働側前面から鉛直方向に作用する各外力の作用点までの距離(m)y：改良地盤底面から水平方向に作用する各外力の作用点までの距離(m)B：改良地盤の幅(m)D：改良深さ(m)DL：地下水位から完全液状化層下端までの深さ(m)DNL：非液状化層または準液状化層への改良体の根入れ深さ(m)Dw：地下水面の深さ(m)LT：1 ユニットに占める堤防法線方向の改良体の長さ(m)L：改良地盤の法線方向の 1 ユニットの長さ(m)W：改良地盤の全重量（=WT + WU）(kN/m)

W’：改良地盤の有効重量（=W’T + W’U）（水位以浅は湿潤単位体積重量、水位以深は
水中単位体積重量を用いる）(kN/m)

WT：改良体の全重量(kN/m)

WU：格子内部の未改良土の全重量（＝(1 - ap)・W）(kN/m)

W’T：改良体の有効重量(kN/m)

W’U：格子内部の未改良土の有効重量（＝(1 - ap)・W’） (kN/m)

WE：改良地盤の上面に載る盛土の重量(kN/m)

H：改良地盤の慣性力（=HT + HU）

HT：改良体に作用する慣性力(kN/m)

HU：格子内部の未改良土に作用する慣性力(kN/m)

HE：改良地盤の上面に載る盛土に作用する慣性力(kN/m)

PAH：改良地盤の主働側（盛土側）に作用する土水圧合力の水平成分(kN/m)

PAV：改良地盤の主働側に作用する土水圧合力の鉛直成分(kN/m)
土水圧の水平成分に土層区分に応じ tanまたは tan ’を乗じ、これを鉛直方向に
積分した値

PPH

：改良地盤の受働側（水平地盤側）に作用する土水圧合力の水平成分(kN/m)

PPV：改良地盤の受動側に作用する土水圧合力の鉛直成分(kN/m)

：改良体と周辺地盤の壁面摩擦角（°） （一般に、 =  / 2）

’

：過剰間隙水圧の上昇を考慮した改良体と周辺地盤の壁面摩擦角（°）（一般に、 ’= ’ / 2）48

（２）土水圧の算定に先立ち、地盤を構成する土層は、土質、地下水位、FL に応じて、表-6.2 に従って完全液状化層、準液状化層、非液状化層に区分する。4.4.1 に示す対策工諸元設定
用震度に対して、4.4.3 に示す液状化判定法によって深度ごとの FL を求め、土層ごとの代表的な FL を設定する。なお、盛土側の FL については、地盤に盛土の自重による鉛直荷重 w が作用したとして算出する。盛土の自重による鉛直荷重は、盛土の重量を盛土の底面の幅で割って求める。ただし、対策工が堤体の下部に入り込んでいる場合には、対策工の上面に載る
盛土の重量 WE とその幅を除いて求めるものとする。また、反対側ののり尻でも対策工が堤体の下部に入り込んでいる場合にも同様に扱う。堤体直下の未改良部範囲が極端に狭くなった
場合や、のり面勾配が緩い場合には、安全側過ぎることが考えられる。このような場合には、改良地盤に挟まれた液状化層を対象とした弾性 FEM から漸増成分土圧を設定すると良い。
側面は鉛直ローラー、底面は固定条件として、液状化層は非圧縮（ポアソン比 0.499）の弾性体とし、盛土荷重による側面の土圧増分を漸増成分とする。
表-6.2 土層区分
完全液状化層FL≦1.0 の層

準液状化層

1.0<FL≦1.3 の層

非液状化層

FL>1.3 または液状化のおそれがない層（３）過剰間隙水圧比
過剰間隙水圧比 ru は 4.4.4 により算出する。
（４）土水圧合力
改良地盤に作用する土水圧合力（PAH、PAV、PPH、PPV）は深度ごとに表-6.2 の土層区分に応じ、表-6.3 に示す式に従って土水圧を算出し、深度方向に積分することによって土水圧合力を算出する。なお、表-6.3 の各式は土水圧の水平成分を計算するための式であり、鉛直成分を求めるには tanまたは tan’を乗じればよい。
表-6.3 土水圧の算出方法
完全液状化層
盛土側（主働側） h  z    v  z   w  Pdw  z 

(6.2)

ここに、

h(z)

：のり尻の高さからの深度 z における土水圧の水平成分(kN/m2)

v(z)

：

〃

鉛直応力(kN/m2)

Pdw(z)：〃

液体の単位体積重量を土層の飽和重量として拡張した Westergaard の動水圧公式による土水圧の振動成分(kN/m2)

49水平地盤側（受働側） h z    v z   Pdw z 

(6.3)

準液状化層
盛土側（主働側）式(6.4)と式(6.5)うち、大きい方の値を採用する

 h z   K A   v ' z   w  u ( z )  ru  1  K A    v ' z   w  Pdw z  h z   K EA ' v ' z   w  u ( z )

(6.4)
(6.5)

ここに、
KA

：常時の主働土圧係数u (z)：のり尻の高さからの深度 z における静水圧(kN/m2)

ru：過剰間隙水圧比

Pdw(z) ：のり尻の高さからの深度 z における液体の単位体積重量を過剰間隙水圧の上昇を考慮した単位体積重量として拡張した Westergaard の動水圧公式
による土水圧の振動成分(kN/m2)
KEA’：過剰間隙水圧の上昇を考慮した内部摩擦角’の地震時主働土圧係数

水平地盤側（受働側）式(6.6)と式(6.7)うち、小さい方の値を採用する

 h z   K P   v ' z   w  u ( z )  ru  1  K P    v ' z   w  Pdw z  h  z   K EP ' v ' z   w  u ( z )

(6.6)
(6.7)

ここに、
：常時の受働土圧係数

KP

KEP’ ：過剰間隙水圧の上昇を考慮した内部摩擦角’の地震時受働土圧係数
非液状化層
盛土側（主働側） h z   K EA   v ' z   w  2c K EA  u ( z )

(6.8)

ここに、
KEA

：地震時主働土圧係数c：粘着力(kN/m2)

水平地盤側（受働側） h  z   K EP   v '  z   w 2c K EP  u ( z )
ここに、
KEP

：地震時受働土圧係数

50

(6.9)

式(6.2)の土水圧の振動成分は式(6.10)の拡張した Westergaard の土水圧公式により求める。

Pdw z    dS

7
 k hr  z    w   ' ru  H d   z  D w 
8(6.10)

ここに、z：地盤面からの深度(m)dS：固結工法の動的荷重低減係数（一般に、0.3）khr(z) ：深度に応じて低減した水平震度
Dw：地盤面から地下水位までの深度(m)w：水の単位体積重量(kN/m3)

’：土の水中単位体積重量(kN/m3)

ru：堤防盛土外側の水平地盤部での過剰間隙水圧比

Hd：地下水位から最も下の液状化層（完全液状化層と準液状化層）の下端までの距離(m)Westergaard の動水圧公式の適用性を振動実験で確認し、この公式を過剰間隙水圧の上昇を考慮する場合にも拡張し、準液状化領域でも適用できるようにしたものである。また、水平震度は式(6.11)を用いて、地盤面の水平震度を深度に応じて低減した水平震度用いることとした。液状化判定で用いる地震時せん断応力比の深さ方向の低減係数 rd を震度に換算した結果である。

khr  z   kh 1 0.03z (6.11)

低減係数dS の一般値は、土木研究所で実施した格子状改良体をできるだけ忠実にモデル化した動的遠心模型実験の結果を参考に設定したものである。実験においては、レベル 2
地震動相当の加振によって、格子状改良体が損傷したケースと損傷しなかったケースがあった。振動成分と慣性力、土圧係数に用いる震度に同じ低減係数を乗じ外的安定と内的安定の検討を行い、全ての損傷したケースがいずれかの安定を満足せず、なおかつ損傷しなかったケースはできるだけ安定性が満足するよう低減係数を調整した結果である。
また、式(6.4)～式(6.9)で用いている土圧係数を、表-6.4 にまとめた。

51

表-6.4 土圧係数算定式一覧
常時の土圧係数KA 
主働土圧係数cos 2 
sin      sin  
cos   1 

cos 



2

 cos (6.12)

ここに、

 ：内部摩擦角(°)
 ：改良体と周辺地盤の壁面摩擦角（一般に、）°)

KP 

受働土圧係数cos 2 
sin      sin  
cos   1 

cos 



2

 cos (6.13)

地震時の土圧係数

K EA 

cos 2    sin      sin     cos  cos     1 cos   2

 cos (6.14)
ただし、＜のときは、sin とする。
ここに、



：地震時合成角でtan-1(dS・kh)もしくはtan-1(dS・kh’)（水位以浅では kh、水位以深では見かけの震度 kh’を用いる）

主働土圧係数kh’ ：見かけの震度で k h ' h1   ' h2   w h2  q 'kh
h1   ' h2  q '

：地下水位以浅の土の単位体積重量(kN/m3)

'：地下水位以深の土の有効単位体積重量(kN/m3)

w：水の単位体積重量(kN/m3)

h1

：地下水位以浅の土層厚(m)h2：地下水位以深の土層厚(m)q’：地震時の地表載荷荷重(kN/m2)、盛土側であれば w（ここでは、一般的な見かけの震度の式で用いる記号に合わせたため、その他の記号の使い方と一致しない部分がある）

52

K EP 数
受働土圧係数cos 2    sinn      sinn     coss  cos     1 cos   



2

 cos
c 

(6.1
15)
過剰
剰間隙水圧のの上昇を考慮した地震時土
土圧係数

K EA ' cos 2  ' sinn  ' '  sinn  '  cos  cos '   1 cos ' 



2

 cos
c '

(6.1
16)
主働土圧係数
数

ここに
に、

’

：過剰間 隙水圧の上昇
昇を考慮したた内部摩擦角 ’：過剰間 隙水圧の上昇
昇を考慮したた改良体と周周辺地盤の壁面摩tan  '  1  ru   tan
n 

擦角

 '  '   、一般にに、    2 
K EP ' 
受働土圧係数数

cos2  ' sinn  ' '  sinn  '  coss   cos '   1 cos ' 



2

 cos
c '

(6.1
17)
（６）慣性力や改良体、未未改良部の慣慣性力は、対象
象とする範囲の全重量（有有効重量でははない）
改良地盤やにに改良地盤底底面における
る水平震度と 固結工法の動動的荷重低減減係数dS (一一般に、0.3)をを乗じてて求める。改改良地盤底面における水平
平震度は、式(6.11)により設設定すればよ
よい。

6.7 滑
滑動の検討
討
66.6 節で求めた外力から改改良地盤底面面に作用するるせん断力とせ
せん断抵抗力力を求め安全全率を算算出し、所定の安全率以上
上となることをを照査する。
式(6.18)を用いて滑動にに対する安全全率を求めれ
ればよい。

53

FS 

PPH  FRH  H E  PAH(6.18)

改良地盤底
底面に作用すするせん断抵
抵抗力の合力は、式(6.19)により算定すすればよい。

FR  FRT  FRU
R  c B  B  W 'W E  PAV  PPV   tan  B(6.19)

ここに、
支持層の粘着力力（kN/m2）c：支：支支持層の内部摩擦角（°）

式(6.19)はは、支持層に根根入れを行いい、格子状とする場合でもも未改良部がが液状化しなないよう
格
格子間隔を設設定することをを前提としたもものであることとに留意しなければならな
ない。

6.8 支
支持力の検
検討
改
改良地盤底面
面の鉛直地盤
盤反力と極限限支持力から安
安全率を算出出し、所定の安
安全率以上ととなるこことを照査するる。
式(6.20)ににより支持力にに関する安全全率を求めれば
ばよい。

FS 

Qu
QV

(6.20)

ここに、
Qu

偏心傾斜、寸法法、根入れ深深さを考慮したた極限支持力力(kN/m)
：荷重の偏

QV

：地盤反力
力(kN/m)（１）外力の補正
正支持力の検検討では外力
力が釣合ってているものとしして考え、滑動動の照査用外外力のうち、水
水平地
盤
盤側（受働側側）の支持層おおよび非液状
状化から作用用する土水圧合
合力と改良地地盤底面のせせん断
抵
抵抗力に補正正を加える。
支持層の受
受働側土水圧
圧合力と改良良地盤底面のせん断抵抗力
力の発揮割合合 f を、式(6.21)によより求め、支持持層の受働側側土水圧合力
力と改良地盤
盤底面のせん断断抵抗力に発発揮割合 f を乗じをた
た外力を用いいる（図-6.6）。

54

f 

H  H E  PAH  PPH 1
PPH 2  FR

(6.21)

ここに、
PPH1 ：完全液状化層下端以浅の非液状化層以外の土層から改良地盤に作用する受働側土水圧合力の水平成分
PPH2 ：完全液状化層下端以深の土層（支持層）および完全液状化層下端以浅の非液状化層から改良地盤に作用する受働側土水圧合力の水平成分

HE

液状化層

PPH1

H
PAH

f・PPH2f・FR
図-6.6 支持力を検討する際の改良地盤に作用する水平方向の外力（２）鉛直地盤反力
偏心荷重を受ける支持層が破壊状態に達したときには、地盤反力度分布はもはや三角形
ではなく、ある幅に長方形分布すると考えてよい。本手引きでは、荷重の合力の作用点を中心とする仮想の基礎幅を考え、極限状態ではこの部分に荷重が一様に働くとする Meyerhofの考え方に準拠した。また、格子状改良の場合には、改良部と未改良部から構成されるが、未改良部が液状化しないような格子間隔とした上で、最低改良率の目安を 50％としたことによって、地震時にも改良部と未改良部が一体的に挙動することが期待される。このため、本手引
きでは改良部と未改良部を分けずに改良地盤全体の地盤反力を求めることとした。
このような考え方の元で改良地盤底面に作用する地盤反力度分布を模式的に示すと図-6.7 のとおりとなる。

55

図-6.7 改良地盤底面の地盤反力分布
6.6.1 の外力、6.6.3 （１）の外力の補正、式(6.20)から改良地盤に作用する力（荷重）を図-6.8 に整理した。

HE
WE

PPV1
H

PPH1

W’

PAV
PAH

f・PPH2
f・PPV2
QV

f・FR
B

図-6.8 改良地盤に作用する力
鉛直方向の力の釣り合いとモーメントの釣り合いから、未知数である荷重の偏心量 e と地盤
反力 QV を解くと、式(6.22)～式(6.25)が得られる。

56

M
V
V  W 'WE  PPV 1  f  PPV 2  PAVe  B 2B
 WE  xWE  PAV  B
2
 H  y H  H E  y HE  PAH  y PAH  PPH 1  y PPH 1  f  PPH 2  y PPH 2

M  W '
QV  V

(6.22)(6.23)(6.24)(6.25)

ここに、
e：荷重の偏心量(m)V：改良地盤底面に作用する力以外による鉛直力(kN/m)

M：改良地盤底面に作用する力以外によるモーメント( > 0)(kN/m・m)

PPV1：完全液状化層下端以浅の非液状化層以外の土層から改良地盤に作用する
受働側土水圧合力の鉛直成分

PPV2：完全液状化層下端以深の土層（支持層）および完全液状化層下端以浅の非液状化層から改良地盤に作用する受働側土水圧合力の鉛直成分

xWE：WE が作用する位置の改良地盤端部からの水平距離(m)yH、yHE、yPAH、yPPH1、yPPH2：H、HE、PAH1、PPH1、PPH2 の各力が作用する位置（重心位置）の改良地盤底面からの高さ(m)（３）極限支持力
荷重の偏心傾斜、寸法、根入れ深さを考慮し、式(6.26)により極限支持力を求めればよい。

1Qu  BE c B N c S c  qN q S q   ' B  BE N  S  2(6.26)

ここに、
Qu：荷重の偏心傾斜、寸法、根入れ深さを考慮した極限支持力(kN/m)

cB：支持層の粘着力(kN/m2)

q：上載荷重（周辺地盤の改良地盤底面高さにおける鉛直有効応力） (kN/m2)

BE：荷重の偏心を考慮した有効載荷幅 (m)BE = B – 2e'  B

：支持層の有効単位体積重量 (kN/m3)

、 ：基礎の形状係数(特殊な形状を除き、一般に 1.0 を使ってよい)

：根入れ効果に対する割増し係数

Nc、Nq、N ：荷重の傾斜を考慮した支持力係数57

Sc、Sq、S

：支持
持力係数の寸寸法効果に関す
する補正係数数

根入れ効果
果に対する割
割増し係数、 荷重の傾斜斜を考慮した支支持力係数 N c、Nq、N、支支持力
係係数の寸法効効果に関するる補正係数 Sc 、Sq、Sは道
道路橋示方書・同解説 IV 下
下部構造編 1)を参考考に設定する
るとよい。

6.9 対
対策工の内
内的安定の検検討
対対策工に作用用する外力にに対して、対策
策工の内的安
安定を損なわなないよう水平平せん断、格子子壁
抜け
け出しせん断断（格子状改良良のみ）、鉛直
直せん断の検検討を行うもののとする。
（１）内的安定ととして、水平せ
せん断、格子壁
壁抜け出しせせん断（格子状状改良のみ） 、鉛直せん断断の最大 3 種類の検検討を行い、各検討で求めめられる改良良体に生じるせ
せん断応力がが一軸圧縮強強さ quaかから求める設設計に用いるせ
せん断強さa を超えないこ
ことを確認する。
（２）水平せん断
断図-6.9 に示
示すように改良
良地盤が水平平にせん断破破壊しないようう、改良体に作作用する水平平せん
断断応力を式((6.27)により求求め、改良地
地盤のいずれれの深度においても水平せせん断応力がが設計にに用いるせん
ん断強さを超ええていないこことを確認すれ
ればよい。

HE

PPHz

Hz

PAHz

z

図-6.9 改改良地盤の水
水平せん断破破壊58

H z  H E  PAHz  PPHzap  B1 (6.27)

ここに、

1：改良体に作用する水平せん断応力(kN/m2)

Hz：検討する深度の上部の改良地盤に作用する慣性力(kN/m)

PAHz：検討する深度の上部の改良地盤に作用する主働側土水圧合力(kN/m)

PPHz：検討する深度の上部の改良地盤に作用する受働側土水圧合力(kN/m)

ap：改良率。平面における 1 ユニット当たりの改良体の面積を改良地盤全体の面積（改良体の面積＋未改良部の面積）で割った値。

（３）抜出しせん断
格子状改良の場合に図-6.10 に示すように主に堤防側からの土圧によって最も盛土側に位置する改良壁体が抜出しせん断破壊しないよう、改良壁体に作用するせん断応力を式(6.28)と(6.29)により求め、改良地盤のいずれの深度においても改良壁体に作用するせん断応力が設計に用いるせん断強さを超えていないことを確認すればよい。改良地盤の上面に載る盛土に作用する慣性力の一部も改良体に作用していると考えられるが、盛土側の液状化層から作用する土水圧が支配的であると考えられることから本検討では無視することとした。また、格子内部から作用する静止土水圧合力の算出にも盛土荷重は無視することとした。
検討する深度が改良地盤底面の場合

2 

H Tz  PAHz  P0 Hz   l(6.28)

2bz

検討する深度が上記以外の場合

2 

H Tz  PAHz  P0 Hz   l(6.29)

2bz  bl

ここに、

2

：改良壁体に作用する抜出しせん断応力(kN/m2)

HTz：検討する深度の上部の改良壁体に作用する慣性力(kN/m)

PAHz ：検討する深度の上部の改良地盤に作用する主働側土水圧合力(kN/m)
P0Hz ：検討する深度の上部の改良壁体に格子内部から作用する静止土水圧合力(kN/m)
l ：対象とする改良壁体の堤防法線方向の長さ(m)b ：改良壁体の厚さ(m)59z ：検討する深度(m)
なお、静止土水圧は式(6.30)により求める。

 h z   K 0   v ' z   u ( z )(6.30)

ここに、
K0：静止土圧係数（一般に、0.5）

HTz

PAHz

P0Hz
z

l

b
図-6.10 格子状改良体の抜出し破壊（上：断面図、下：平面図）（４）鉛直せん断図-6.11 に示すように改良地盤底面から作用する地盤反力によって鉛直にせん断破壊しないよう、改良壁体に作用するせん断応力を式(6.31)により求め、改良地盤のいずれの位置においても改良壁体に作用するせん断応力が設計に用いるせん断強さを超えていないことを確認すればよい。

60

WEx

W’x
PPV
PAV

QVx
x
図-6.11 鉛直せん断破壊

v 

PPV  QVx  W ' x WEx   L(6.31)

DT LT

ここに、

v

：鉛直せん断応力(kN/m2)

PPV：改良地盤の受働側に作用する土水圧合力の鉛直成分(kN/m)

QVx：改良地盤前趾から鉛直せん断を検討する断面までの地盤反力の合力(kN/m)

W’x

：

〃

改良地盤の有効重量(kN/m)

WEx

：

〃

改良地盤上面に載る盛土の全重量(kN/m)

L：堤防法線方向の改良地盤 1 ユニットの長さ（ブロック状の場合、1）(m)

DT：改良地盤の高さ (m)LT：堤防法線方向の改良地盤 1 ユニットのうち改良壁体の長さ（ブロック状の場合、
1）(m)＜参考文献＞
1)（社）日本道路協会： 道路橋示方書・同解説 IV 下部構造編，2012.

61

第77章 鋼材
材を用いた
た対策工
工法の諸
諸元設定

7.1 設
設計の基本
本方針
（１ ）堤防のり尻
尻付近の基礎
礎地盤に対し て鋼材を用いいた対策工法法を適用する
ることを基本ととする。
材の仕様におおいて、十分
分な根入れを確確保し、対策策工諸元設定用
定用震度に対しして（２））設定した鋼材
鋼材
材に発生する
る応力度が所
所定の許容値
値以内となるこ
ことを照査する
る。次に、鋼材材を用いた対対策
工をを含む液状化化対策を施しした堤防の地震
震後の堤防高高さが耐震性
性能の照査に おいて考慮すする
外水
水位を下回ららないことを照照査する。
（１）ここでは鋼材
材は、鋼矢板
板、鋼管鋼材、、鋼管杭を指指している。また、これらの鋼鋼材の中にもも通常のの鋼材と排水水機能付き鋼鋼材がある。鋼鋼材を用いたた対策工法の適用対象は、、基礎地盤のの液状化化を基本としし、施工位置は
はのり尻付近近の基礎地盤をを基本とした。
本章では、、図-7.1 の自自立式構造をを対象に設計の方法を示す
すが、アース アンカー式構
構造など
どのその他のの形式もここでで示す設計のの方法に準拠拠して設計するることができる
る。

液状化層
液

図-7
7.1 鋼材を用用いた工法の構造形態（自自立式構造）（２）旧液状化対対策マニュアルルでは、中規規模地震動にに対して鋼材等
等の安定性がが確保できる
るように
鋼
鋼材の仕様・・根入れを設定定していた。 安定性とは、鋼材に発生する応力度がが所定の許容容値以内内となることを
を主に，鋼材
材の変形によるる堤防の沈下下や円弧すべべりも含んだもものであった。
。本手
引
引きでも、まずず、鋼材の仕仕様・根入れ（（矢板の安定定性の確保）を
を旧液状化対対策マニュアルルと同様様の考え方でで設定し、対対策工諸元設設定用震度にに対して鋼材にに発生する応応力度が許容容値以内内となることをを照査する。次
次に、レベル
ル 2 地震動にに対して堤防のの耐震性能がが満足することと照査62

す
することとしたた。これにより、鋼材が変形形することによよる堤防の沈沈下や堤防自 体の変形を考考慮したた設計が可能
能となる。

7.2 対
対策の原理
理
鋼
鋼材を用いた
た対策は、堤防下の地盤のの液状化によ
よって盛土が大大きく変形すすることを、鋼材
材の剛剛性と根入れれ部の地盤抵抵抗などによっって抑制するもものである。ままた、排水機機能付き鋼材ででは鋼
鋼材周辺の過過剰間隙水圧圧の発生を低低減することににより、鋼材にに作用する液状状化荷重の低低減おおよび地盤反反力の増加をを図り、鋼材のの剛性と根入れれ部の地盤抵抵抗などと合合わせて堤防盛
盛
土のの変形を抑制
制するものであある。
排水機能付付き鋼材が周周辺地盤の過過剰間隙水圧圧の発生を抑抑制する対策策原理については、
耐
耐震性能照査査において、現時点ではは静的照査法によってそのの効果を評価価する方法が確確立されれていないこことから、一般
般の鋼材対策策と同様に鋼材
材の型式に応
応じた剛性を考考慮して耐震震性能
照照査を実施すする。つまり、耐震性能照査
査においてはは、排水機能能付き鋼矢板 VL 型は、通通常のV
VL 型と同じ扱扱いとする。

63

7.3 設
設計手順
鋼材を用用いた工法のの設計手順は
は、図-7.2 を標標準とする。
S
START

鋼材
材の選定

対策 工諸元 の設定

水平地盤反力
力係数・根入れれ長のの設定(工法変更等)外力（土土圧）の設定応力が許容容値を満足する
るか

NG

OK
K

耐震
震性能照査

NG

OK

浸透安
安全性照査

NG

川裏のり尻ドレーン工
工の追加、
工法変更等
等

OK
END

を用いた工法法の設計手順順
図-7.2 鋼材を鋼材の選定
定は 7.4、水平
平地盤反力係係数・根入れ長長の設定は 7.5、応力度の7の検討方法はは 7.6、
排排水機能付きき鋼材の諸元
元の設定は 7..7 に示す。

64

7.4 鋼
鋼材の種類
類、規格および許容応
応力度と鋼材の選定（１））使用鋼材は
は、盛土の形状状、液状化層層の厚さ、液状状化抵抗、地地下水面、施施工環境などをを考慮しして選定するる。
（２））鋼材の材料
料規格および許許容応力度は
は表-7.1 に示示すものとするる。
（３ ）排水部材はは、打設時および地震時にに破損せず、、かつ十分なな排水能力をを有するものをを用る。
いる（４））堤体直下のの地下水位が上昇しないよよう配慮する。
（１）盛土の形状
状、液状化層のの厚さ、液状状化抵抗、地下下水面などはは計算で考慮
慮可能な項目でであるがが、この他に施工環境などども考慮し、打打設可能な鋼鋼材を選定すする。
元設定用震度
度に対する液液状化層が存存在しない場合
合には、打設設可能な鋼材、、型式
対策工諸元をを選定すればばよい。
鋼材を選定定するときは、、鋼材の型式
式ごとの断面二次モーメン
ント、断面係数
数等の断面性
性能に加加え、継手効効率、腐食によよる断面性能能の低減につついて考慮するる必要がある
る。鋼矢板におおける具
具体的な数値
値についてはは、「鋼矢板 設
設計から施工工まで（2014 年）」（一般社
年
社団法人鋼管杭・鋼
矢
矢板技術協会会） 1) に記載の断面性能 （p.6～9）、腐腐食代を考慮
慮した場合のの断面性能（pp.15～220）、継手効率率（p.108）を参参照すること 。
（２）表-7.1 に対対策工に用いるる主な鋼材、 材料規格、許許容応力度を
を示す。
表-7.1
表
主要鋼
鋼材、材料規格
格、許容応力
力度
鋼材の種類

規格

許容応
応力度
2

(N/m
mm )
鋼
鋼矢板
鋼
鋼管矢板
鋼
鋼管杭

許容応力度
の割り増し

SYW2955180

SYW3900235

施工時

SKY400

140

常時の
常
1.5 倍

SKY490185

地震時

SKK400

140

常時の
常
1.5 倍

SKK490185

は、打設時あるいは地盤中中に混入するる礫等の点荷荷重、さらには
は地震時の土土圧等（３ ）排水部材はににより破損しなないものとする。このため 、部材内空断
断面は半径 5cm
5程度以上
上でかつ長手
手方向にに流入孔が密密に配置されれているものががよい。

65

に溝形状鋼材材を用いる場
場合、部材周りりの過剰間隙
隙水圧分布をを算定するにああたっ
排水部材にてては、溝形状状鋼材で形成成される矩形断断面を円管にに置き換えるた
ため、図-7.3 にに示す等価半半径 2）のの値を用いるる。
r0=B
BH/(B+H)
r0：等
等価半径
B：排水
水部断面幅
H：排水
水部断面高さ
図-7.3 矩形
形排水断面のの等価半径
排水部材のの長さは液状状化する最下層
層の下端まででを原則とする。
（４）鋼材の透水
水係数は低く、、これが壁状状に連続するとと、わずかかももしれないが 、平常時の堤堤体直下下の基礎地盤
盤の地下水位位が上昇したたり、洪水後にに地下水位がが高い状態がよより長く続く場場合があある。地下水
水位が高まるとと液状化する範範囲が増える
る場合があるため、耐震上上も望ましくなない。こののため、できるかぎり地下下水位が上昇昇しないよう工
工夫する必要がある。例え
えば、通水用のの孔を設設けておくななどの方法が考考えられる。
（５）その他
元設定用震度
度に対する液液状化層が存存在しない場合
合には、まず
ず、耐震性能をを満足
対策工諸元
す
する鋼材と根根入れ長の組
組合せを設定すする。次に、便
便宜的に、レベル 2 地震動動に対する液液状化にに対する抵抗抗率 FL を使使って、液状化
化層/準液状化化層/非液状化化層を区分しし、7.5(2)、7.6
6 の方法
法に従って、鋼材に発生する応力度がが許容応力度
度以内であることを照査すすることとする。
。根入れれ層の地盤反反力は受働土土圧相当を上上限として、液液状化層等かからの土水圧 によるモーメ
メントが根
根入れ層の地地盤反力によよるモーメント
トを上回った場
場合には、モモーメントが釣釣り合うところままで液状状化層等から
らの土水圧をを低減して構わ
わない。

7.5 根
根入れ層の
の水平方向地盤反力係係数の設定と根入れ長長の設定
根根入れ層の水
水平方向地盤
盤反力係数を
を地盤調査等等から適切に設設定した上でで、鋼材を用いいた対策
策工が安定すするよう水平方方向地盤反力
力係数と鋼材
材の曲げ剛性から根入れ長長を設定するる。

66

（１）土層区分と根入れ
対策工諸元設定用震度に対する液状化に対する抵抗率 FL に従って、土層を表-7.2 のとおり区分する。液状化層の下端よりも下に鋼材を貫入することを根入れ、根入れする準液状化
層と非液状化層を根入れ層、根入れ層への貫入長さを根入れ長と呼ぶ。
表-7.2 土層区分
液状化層FL≦1.0 の層

準液状化層

1.0<FL≦1.3 の層

非液状化層

FL>1.3 または液状化のおそれがない層（２）水平方向地盤反力係数
根入れ層のうち非液状化層における水平方向地盤反力係数は以下の方法により算定する。

B 
kH  kH 0  H 
 0.3 kH0 

3 / 4

(7.1)

1
E 0
0. 3

(7.2)

ここに，
kH

：水平方向の地盤反力係数(kN/m3)

kH0 ：直径 0.3m の剛体円板による平板載荷試験の値に相当する水平方向地盤反力係数(kN/m3)
BH ：基礎の換算載荷幅(m)で、連続壁の場合 BH=10m とする。
E0

：表-7.3 に示す方法で測定または推定した設計の対象とする位置での地盤の変形係数(kN/m2)

：地盤反力係数の推定に用いる係数で、表-7.3 に示す。
表-7.3 E0 と

次の試験方法による変形係数(kN/m2)



直径 0.3m の剛体円板による平板載荷試験の繰返し曲線から求2めた変形係数の 1/2
ボーリング孔内で測定した変形係数8

供試体の一軸または三軸圧縮試験から求めた変形係数数

8

標準貫入試験の N値より E0=2800N で推定した変形係数267入れ層のうち準準液状化層のの地盤反力係係数は以下の方法により算
算定する。
また、根入

B 
k H  1  ru k H 0  H 
 0.3 

3 / 4(7.3)

ここに、
水平地盤側の過剰間隙水圧
圧比
ru ：水（３）根入れ長のの設定
根入れ長はは式(7.4)の必必要根入れ長長以上に設定定する。

Lmmin  2 / 

(7.4)
1

D 4

  k H 
4 EII 


(7.5)

ここに、
れ長(m)
Lmin ：必要根入れ：特性値 (l/mm)

kH：水平方向のの地盤反力係係数(kN/m3)

D：鋼材の単位位幅(m)E：鋼材の弾性性係数(kN/m
m2 )I：鋼材の腐食食前、継手効効率 1.0 の断面
面 2 次モーメ
メント(m4)

根入れが地
地盤反力係数
数の異なる複複数の土層ににまたがる場合
合には、各土土層の根入れ長（厚ささ）に特性値 を乗じた値
値の合計が 2 以以上となるようにすればよ
よい。

7.6 応
応力度の検
検討
対
対策工諸元設設定用震度にに対して鋼材
材に発生する応応力度が許容容応力度以内内であることを
を照
査す
する。

68

7.66.1 計算モデ
デル
鋼
鋼材に発生すする応力度をを求める際には
は、適切な計計算モデルを用用いなければばならない。
（１）液状化に対対する抵抗率 FL に従ってて分類した土層
層区分に基づづき、外力およ
よび水平方向向地盤
反反力を考慮すする。土層区分
分は表-7.2 にに示すとおりでである。
（２ ）液状化層おおよび準液状状化層から鋼材
材に作用する
る土水圧を考考慮する。具体体の算定方法
法は、77.6.2 に示す。
。
（３）地盤反力をを考慮してよいい土層は 7.5 と同じ考え方方であり、図-77.4(c)のようなな液状化層下下端よりもも下の準液状状化層と非液液状化層とする
る。一方、図--7.4 の(a)や((b)のように液液状化層下端端より上のの液状化層にに挟まれた準準液状化層と非非液状化層ででは地盤反力力を見ない。地地盤反力を考考慮す
るる土層の地盤
盤反力係数はは式(7.1)および
び式(7.3)によ
よって算定す
する。

液状化層
層

準液
液状化層
または
ま
非液
液状化層

液
液状化層

液状化層
液状化層
層

準
準液状化層

非液状化
化層

非
非液状化層

液状化層
層
下端

液状化層
液
下端
非液状化層
層

(a)準・非液状化層
層が上部に位位置(c)準液状化
化層が液状化化層の下部にに位置液状化層が液液状化層に介在在(b)準・非液図-7.44 土層の位置
置関係（４ ）鋼材を弾性性梁、地盤反力を地盤バネネでモデル化化し、土水圧
圧を作用させるることによってて鋼材（弾性梁）に生生じる応力度度を求める。応応力度が許容容応力度より大大きい場合にには、鋼材の型
型式を上上げ，それにに応じて所定のの根入れ長ささを算定したモデルにて、再度鋼材にに生じる応力度
度を求め
め、許容応力
力度より小さいいことを確かめ
める。

69

土水圧

液状化
化層

地盤バネ

液状化層
非液

図- 7.5 計算モデ
デル

7.66.2 外力の算
算定
鋼
鋼材に発生すする応力度をを求めるためのの外力を算定定する。外力はは、周辺地盤
盤から鋼材に作作
用す
する土圧であある。
（１）鋼材に作用
用する外力としして、液状化化層および準液
液状化層からら作用する土土圧を算定すする。土圧
圧は、漸増成成分と振動成
成分から成り、 漸増成分は地盤の液状化化に伴って増増加するものであり、
振振動成分は地
地震時の地盤
盤と鋼矢板のの振動に伴ってて作用するもものである。こ
ここでは通常のの鋼材にに作用する外外力の算出方方法を示す。排排水機能付きき鋼材に作用用する外力につついては 7.9
9 に従
え
えばよい。
（２）漸増成分
は、実験、解解析から、盛土
土下の液状化
化程度、鋼矢板のたわみ性
性（相対剛性性）、盛漸増成分は
土
土形状等に依依存することとが確認されてている。これれらを考慮したた式(7.6)によ
よって算定する。式((7.6)は主働側
側と受働側のの土圧の差分 である。

PS   1   2   3  F  z 

(7.6)

ここに、
Ps

：漸増成分
分土水圧

1

：盛土下の液状化程度 に関する係数数

2：矢板の相対剛性に対すする補正係数数

3：盛土形状
状に対する補正
正係数

F(z)

：漸増成分
分荷重の基本分
分布関数

動台実験によよれば、盛土のの上載圧効果果などによってて盛土下の地地盤は水平地地盤部
既往の振動
よよりも完全な液液状化状態にに至りにくいこことが確認されれている。

70

盛土下の液状化程度に関する係数1 は、式(7.7)によって求めることとする。

 1  ruB

(7.7)

ここに、
ruB ：盛土下の最大過剰間隙水圧比
盛土下の最大過剰間隙水圧比は、式(7.8)～(7.10)のとおり。

ruB  FLB

7

ただし、ruB  ru max (7.8)

ru max  1  ah d c (7.9)

a  0.15  1 n  0.1

(7.10)

ここに、
FLB ：盛土の上載圧を考慮した盛土下地盤の液状化層中央深さでの液状化抵抗率h：盛土高さ(m)dc：液状化層中央までの深さ（水平地盤部での地盤面を基準とした深さ）

n：盛土ののり勾配（１：n）

ru max
ruB
1.0

1.0

1.0
a

ru maxru max=1  a(h/dc)
ru B=FLB-7

h/dc

0

FLB

0

図-7.6 ruB～FLB 関係

図-7.7 ru max～h/dc 関係

矢板の相対剛性に係る補正係数2 は、式(7.11)、式(7.12)および図-7.8 により求める。

 2  0.32  log10    0.16

ただし、0.4 ≦ 2 ≦1.0  Eza b   sat H 3 (7.11)(7.12)71

ここに、

 ：鋼矢板の相対剛性
E：鋼矢板の弾性係数(kN/m2)

za：鋼矢板壁の断面係数(m3)b：壁幅(m)

sat ：液状化層の飽和単位体積重量(kN/m3)
H：液状化層厚(m)ただし、アースアンカー式構造などでは、鋼矢板がアンカーで固定されるため、相対剛性の高い壁体とみなし、2=1.0 とする。

2
1.0

2=0.32log10

0.4

log10



図-7.8 2～関係
盛土形状に対する補正係数 3 、盛土漸増成分荷重の基本係数 F(z)は、式(7.13)～式(7.15)による。

 3  0.0236  Bu 2   0.0126 Bb  1.071(7.13)

ただし、6m≦Bu≦20m，10m≦Bb≦20m

F z    t h 0.00054 z 3  0.0149 z 2  0.140 z  0.275

 0.725 t h

10m  z  0 ≦ z ≦10m (7.14)(7.15)

ここに、F(z) ：盛土漸増成分荷重の関する基本分布関数(kN/m2)z：地表面からの深さ(m)t：盛土の湿潤単位体積重量(kN/m3)h：盛土高さ(m)Bu：図-7.9 に示す盛土天端幅(m)

72

Bb

：図-7.9 に示す盛土の法肩から法尻までの水平距離(m)n：盛土ののり勾配

Bu

Bb
のり勾配
1:n

堤防盛土

図-7.9 Bu および Bb（３）振動成分荷重
鋼矢板に作用する液状化層（完全液状化層と準液状化層）の振動成分荷重は、式(7.16)による。

Pd   d Pd max(7.16)

Pd max  k  w   ' ru  H d z(7.17)

ここに、
Pd：鋼矢板に作用する液状化層の振動成分土圧(kN/m2)

d：使用矢板の剛性に応じた振動成分土圧に係わる係数

Pd max ：使用矢板の剛性に応じた振動成分土圧に係わる係数をかける前の振動成分
土圧(kN/m2)k：地盤面における水平震度w：水の単位体積重量(kN/m3)

’：土の水中単位体積重量(kN/m3)

ru：堤防盛土外側の水平地盤部での過剰間隙水圧比

Hd：地下水位から最も下の液状化層（準液状化層と完全液状化層）の下端までの距離(m)：地下水位からの深度(m)zd は、矢板の相対剛性より式(7.18)および図-7.10 により求める。

 d  0.40 log10    0.40

ただし、0 ≦ d ≦1.0

ここに、

：鋼矢板の相対剛性（式(7.12)）

73(7.18)

d1.0

d=0.40loog10
0log10

図-77.10 d～関係

7.7 排
排水機能付
付き鋼材の諸元の設定
定7.77.1 排水機能
能付き鋼材周周辺の過剰間間隙水圧低減減効果の算定使
使用鋼材としして排水機能付付き鋼材を用用いる場合にには、排水部材
材の特性、地地盤条件、震動
動条件
件等を考慮しして周辺地盤
盤での過剰間隙
隙水圧の低減減効果を算定定する。
（１）排水機能付付き鋼材周辺の過剰間隙水
水圧低減効果果の算定手順順
使用部材ととして排水機機能付き鋼材材を用いる場合
合の過剰間隙隙水圧低減効効果の算定手手順を
図
図-7.11 に示示す。排水部材
材の特性、地
地震動条件、地地盤条件等にによって定まるる鋼材周辺ででの過剰
剰間隙水圧のの低減効果をを土圧強度でで表して以降の鋼材によるる連続壁の設設計で考慮するものととする。ここででは、受働側地盤に配置さされた排水部部材に対しては抵抗土圧のの増加量を表表す抵
抗
抗土圧増加係係数KP を、また、主働側
側（盛土側）地
地盤に配置さされた排水部材材に対してはは作用
土
土圧の低減量量を表す作用
用荷重の低減減係数KA を算算定する。
（２）地震動のの条件
排水部材にによる過剰間間隙水圧の低低減効果を評価するためにに地震動の条条件として、地地震動のの有効継続時時間 td および
び等価な一定定振幅せん断応力の繰返し
し回数 Neq をを設定する。
a．地震動のの有効継続時時間 td
地震動の有有効継続時間間 td は、地震
震動そのもののの継続時間でではなく地震波
波を等価な一一定振幅
幅せん断応力力に置き換ええた場合の繰返
返し回数 Neqq の継続時間であり、旧液液状化対策マニュア
ル 7.4.5 に従従い設定する。
。

74Start地震動の有効継続時間td,
一定振幅せん断応力の等価繰返し回数Neqの設定
一定振幅に換算した地震動で原地盤が液状化する繰返し回数N1の算定

地盤の透水係数ksと体積圧縮係数mvの設定

時間係数T1の算定
過剰間隙水圧低減効果に対応する受働側の土圧増分を表す土圧係数
KP，および，主働側の土圧低減を表す土圧係数KAの算定
End

図-7.11 排水機能付き鋼材による過剰間隙水圧低減効果の算定手順
b．等価な一定振幅せん断応力の繰返し回数 Neq
等価な一定振幅せん断応力の繰返し回数 Neq は、複数の振幅i を有する不規則波全体を単一応力レベルi での等振幅の繰返しせん断応力に置き換えた場合の繰返し回数であり、旧液状化対策マニュアル 7.4.5 に従い設定する。
（３）地盤の液状化強度
排水部材による過剰間隙水圧の低減効果を評価するために、等価な一定振幅に換算した地震動で地盤が液状化する繰返し回数 N1 を設定する。N1 は室内試験から得られる液状化強度曲線から設定することができる。また、液状化強度曲線がない場合には旧液状化対策マニュアル 7.4.6 に示す方法で推定することができる。
（４）地盤の透水係数および体積圧縮係数
a．地盤の透水係数
現場透水試験によって求めた値がある場合にはそれを使用し、無い場合には Creager（クレーガー）による方法等で推定することもできる。

75

b．体積圧縮係数
繰返し三軸試験により求めた値がある場合にはそれを使用し、無い場合には旧液状化対策マニュアル 7.4.7 に示す方法で推定することもできる。
（５）時間係数の算定
排水矢板周辺地盤の過剰間隙水圧分布は、（６）に示すように時間係数 T1 によって支配される。T1 は地盤の透水性（圧密性）と地震動の条件および地盤が設定地震動の下で液状化に至るまでの時間 t1 に関する無次元パラメータであり、式(7.19)によって算定する。



T1  k S t1 mv  w x02

(7.19)

ここに、ks：透水係数(m/sec)

t1：t1 = td ／ (Neq／N1) (sec)

Neq ：等価な一定振幅せん断応力の繰返し回数
N1 ：等価な一定振幅に換算した地震動で地盤が液状化する繰返し回数
mv ：体積圧縮係数(m2/kN)

w ：間隙水の単位体積重量(kN/m3)
x0 ：基準長さ。ここでは x0=0.05m とする。
（６）過剰間隙水圧の低減効果に応じた土圧係数の算定
排水機能付き鋼材の過剰間隙水圧の低減効果に応じた受働側の抵抗土圧増加係数KP
および盛土側の作用土圧低減係数KA は、周辺の過剰間隙水圧分布と地盤性状を考慮して算定する。
a．排水矢板周辺地盤の過剰間隙水圧分布
地盤の間隙水圧の消散に関する圧密方程式に地震による過剰間隙水圧の発生を考慮した以下の基本方程式を解くことによって、地盤の物性と地震動の条件に応じた排水機能付き
鋼矢板周辺の過剰間隙水圧分布を算定する。

u t  k S mv  w    2 u  u g t

ここに、u

：地盤内の過剰間隙水圧比76(7.20)

t

：時刻

ks

：透水係数

mv ：体積圧縮係数
w ：間隙水の単位体積重量
ug ：地震動の繰返しによって地盤内に発生する過剰間隙水圧
ここで、ドレーン工法などのように柱状ドレーン体への放射線方向の水の流れを考える場合には、一般にこれを軸対称問題と考え、円筒座標系で書き表した次の式が適用されている。

u t  k S mv  w    2 u r  1 r   u r  u g t2

(7.21)

一方、排水機能付き鋼矢板では、排水部材が鋼矢板壁面に沿って列状に均等配置され、さらに排水部材の鉛直（長手）方向にも流入孔が配列されているのが一般的であることから、地盤中においては矢板壁面に向かう水平面内の水の流れを考えるほうが合理的である。ここ
で、地盤内の流れが一次元的と見なせる領域について、式(7.21)を直交座標系で書き表すと次のようになる。

u t  k S mv  w    2 u x 2  u g t

(7.22)

地盤内の過剰間隙水圧の発生に関する ug は、初期鉛直有効応力v0’との比をとり、以下のDe Alba らによる式を仮定する。

u g  v 0 '  2    sin 1  N N 1 

1 2 a (7.23)

式(7.23)を式(7.22)に代入して無次元化すると式(7.24)が得られる。

u t  T1   2 u x 2  1      f u 

ここに、





f u   sin 2 a 1  2  u   cos  2  u 

1u  u  v0 '77

(7.24)

t  t tdx  x x0

さらに、式(7.24)は排水部材内への流入時、および、排水部材内での流れの抵抗を考慮す
る必要がある。排水部材としては一般に中空部材が用いられることから、ここでは、その一つの方法として、排水部材近傍地盤から部材の開口部さらには部材内での一連の水の流れに圧損を考慮したベルヌーイ式と連続式を適用する。すなわち、

u1  w  u 0  w  Rb  v d

2

2 g 

(7.25)

Rb   S   Ad 1 AS 1    fL D    d  1.0   Ad 1 2

2(7.26)

なお、式(7.25)では排水部材近傍地盤から部材開口部の間の透水抵抗による圧損は考慮していない。式(7.25)を変形すると式(7.27)が得られる。

u1  w  u 0  w  R  v1
R  Rb  Ad 1 2

2 g 

(7.27)

2(7.28)

ここに、
u1，u0 ：排水部材の入口および出口での過剰間隙水圧
Rb，R ：排水部材および壁面の見かけの抵抗係数
vd，v1 ：部材内の流速および地盤内での壁面方向の流速。vd=v1/(Ad1)s：部材への流入時の縮流損失係数

d：部材からの流出時の損失係数

f：部材の管路としての圧損係数

As1：As/A1（部材の表面開孔面積／排水部材 1 本当たりの受持ち壁面積）

Ad1：Ad/A1（排水部材断面積／排水部材 1 本当たりの受持ち壁面積）

L/D：部材長／部材径78

式(7.25)を考慮して式(7.24)を解くことにより排水機能付き鋼矢板周辺地盤の過剰間隙水圧分布を算定することができる。排水矢板周辺地盤の過剰間隙水圧分布を図-7.12 に示す。過剰間隙水圧分布は式(7.24)中の無次元パラメータ T1 に支配される。
なお、ドレーン工法などにおいては排水部材内での流れがダルシー則に従うと仮定してウェルレジスタンスで評価する方法がとられることがあるが、ここでも式(7.24)にウェルレジスタン
スの影響を考慮して排水機能付き鋼矢板周辺の過剰間隙水圧分布を算定することもできる。
また、一般に 7.4 節に述べた所要の断面性能を有する中空排水部材では、式(7.25)の排水
部材での排水抵抗は、式(7.24)で表される地盤内での間隙水の透水過程における排水抵抗に比べて十分小さく、実用上は無視しても差しつかえないことが多い。これは、地震時の排水部材からの間隙水の排水現象は地盤中での透水現象によって支配されていることを意味して
いる。

1.0
0.9

過剰間隙水圧比ru

0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0

50

100

150

200

250

300

排水部材からの距離/基準長さ(x/x0)(ただし、x0=0.05m))

図-7.12 排水矢板近傍の過剰間隙水圧分布b．過剰間隙水圧の低減効果に応じた抵抗土圧増加係数KP および作用荷重低減係数
KA の設定
過剰間隙水圧低減効果に応じた受働側の抵抗土圧増加係数KP および盛土側地盤に対する作用荷重低減係数KA は、地盤の物性と地震動の条件を考慮した無次元パラメータである時間係数 T1 との関係で整理された図-7.13 から求めることができる。また、図-7.13 は内部摩擦角  としては過剰間隙水圧上昇前の初期の値を取って整理したものである。なお、KP 、
KA は矢板周辺地盤にせん断強度を有する有限幅の地盤が存在する場合の極限土圧に関する土圧係数に相当し、過剰間隙水圧分布に応じて決定されるものである。さらに、過剰間隙
水圧分布が T1 によって規定されることから、これらの関係からKP、K A と時間係数 T1 の関係

79

をを求めたもののが図-7.13 である。過剰間で間隙水圧低減減効果の及ぶぶ距離が同じじでも、液状化
化層厚
H との比によ
よって土圧係数数が異なるこことから図の縦
縦軸には液状状化層厚の項がが含まれていいる。

図-77.13 時間係数
数 T1 とKP およびK
お
の
A の関係

7.77.2 排水機能
能付き鋼材にによる対策工工の外力の算算定
排排水機能付きき鋼材による対対策工の外力力は、過剰間間隙水圧低減減効果による低低減および抵抵抗
土圧
圧の増加を考考慮して算定定する。
漸増成分とと振動成分を
を以下の方法法により算定すする。
a．漸漸増成分荷重重
排水機能付付き鋼材に対
対する漸増成成分荷重は、過剰間隙水圧低減効果 を受働側に対対してはは抵抗土圧のの増加およびび盛土側に対
対しては作用荷荷重の低減でで表現し、これ
れらの普通鋼
鋼材に対対する作用荷荷重に考慮しして求める。な
なお、受働側の抵抗土圧の増加およびび盛土側の作作用荷
重重の低減は排排水部材が配配置されてい る側のみに考考慮するものとする。

80

排水機能付き鋼材に対する漸増成分荷重は式(7.29)によって求める。ただし、Psd≧0 とする。

Psd  Ps  P  1   2   3  F  z   P

(7.29)

ここに、
Psd：排水機能付き鋼材に対する漸増成分荷重

Ps：普通鋼材に対する漸増成分荷重で 7.6.2 に従う

1：盛土下の液状化程度に関する係数で 7.6.2 に従う

2：矢板の相対剛性に関する係数で 7.6.2 に従う

3：盛土形状に関する係数で 7.6.2 に従う

F(z) ：漸増成分荷重の基本関数で 7.6.2 に従う
P：排水機能付き鋼材の過剰間隙水圧低減効果に対応する漸増成分荷重の低減
量で式(7.30)によって表される。

P  PP  PA(7.30)

PP ：受働側排水部材による抵抗土圧の増加量で式(7.31)による

PP  K P   ' z

(7.31)：盛土側排水部材による作用荷重の低減量で式(7.32)によるPA

PA  K A   ' z

(7.32)

ここに、
KP ：受働側地盤の抵抗土圧の増加係数で 7.7.1 よる
KA ：盛土側の作用荷重の低減係数で 7.7.1 による’：土の水中単位体積重量z：深さ

なお、盛土側排水部材による作用荷重低減量の算定において、盛土の上載圧に相当する
荷重 Ps が数値解析結果に基づいて定式化されたものであり、極限土圧の理論的な対応関係が不明瞭であること、これに関する実験的な検証も十分ではないことから、ここではKA に乗じ81

る荷重項を水平地盤部の土圧に相当する’z のみとし、盛土の上載圧に関する項は含めないこととした。

b．振動成分荷重
普通鋼矢板の場合に準拠し、7.6.2 の式(7.16)によって求める。
排水機能付き鋼材に対する振動成分荷重に関しては、模型実験によれば周辺地盤の過剰
間隙水圧の低減効果によって矢板の応力の振動成分が低減される例も見られるが、現状ではそのメカニズムが必ずしも明解ではないため、ここでは普通矢板と同様の荷重を考慮することとした。
ただし、本節に示した土圧算定方法では、排水効果を土圧の低減等に置き換えて評価していること、作用土圧の分布や大きさに関係なく排水効果による抵抗土圧を深さ方向に直線
増加としていることなど、複雑な現象を簡略なモデルで扱うためのいくつかの仮定を含んでいることから、その適用範囲に留意する必要がある。そこで、限られた条件での検討結果ではあるが、現状で得られている実験結果および有効応力解析結果との比較に基づいて、盛土構造物に対しては排水機能付き鋼材の計算結果に対して以下の下限値を設定しておくこととする。
排水効果を考慮する前の鋼矢板の最大曲げ応力1、排水効果を考慮した鋼矢板の最大曲げ応力を2 として、・矢板の水平地盤側または盛土側の片側に排水部材がある場合には、

 2 ≧ 0.75 1・矢板の水平地盤側と盛土側の両側に排水部材がある場合には、

 2 ≧ 0.50 1 とする。
＜参考文献＞
1)（一社）鋼管杭・鋼矢板技術協会： 鋼矢板 設計から施工まで, 2014.

2)（社）日本機械学会：技術資料 管路・ダクトの流体抵抗、1979.





82

第88章 堤体
体液状化対
対策工の
の諸元設
設定

8.1 設
設計の基本
本方針
（１））堤体液状化化対策工としてては、堤防表
表のりや裏のりりへの押え盛盛土、裏のりへ
へのドレーン工、
およ
よびこれらの組組合せを基本本とする。
（２））堤体液状化化対策工を含む液状化対策策を施した堤堤防の地震後後の堤防高さがが耐震性能のの照査ににおいて考慮
慮する外水位
位を下回らないいことを照査すする。
堤体の液状状化による被被災は、次のメメカニズムによより発生するとと考えられていいる。

(a) 地震前
前(b) 地震震発生～液状状化発生

状化発生～変状の進展(c) 液状図--8.1 堤体の液る被災メカニズ
ズム
液状化による(a) 基礎地
地盤が軟弱粘粘性土の場合合、地震前より、圧密沈下にによって堤体体が基礎地盤にめり込込むように沈沈下する。沈下
下した部分は
は、築堤後の圧密沈下の過過程で、堤体体の側方伸張張変形ににより、堤体のの密度の低下下や拘束力のの低下 (ゆるるみ) が生じてていると考えらられる。また、、堤体
土
土が砂質土のの場合、基礎礎地盤の透水
水性が低い一一方で堤体のの透水性が高高いため、堤体
体内に83

浸透した雨水や地下水等が堤体下部に滞留し、常時飽和状態となりやすい。実際には度重なる築堤履歴により堤体土は均質でないため、堤体下部の飽和した砂質土は川表側あるいは川裏側のみに偏在することもある。
(b) 地震動によって堤体下部の飽和砂質土が繰返しせん断を受け、過剰間隙水圧の上昇とともにその剛性・強度が低下する。特に、堤体下部の砂質土がゆるい場合は、飽和域の砂質土が流動的に変形する。
(c) 堤体下部の飽和域の液状化により、飽和域より上方の堤体土が水平方向に伸張変形する。このため、のり面、のり肩、天端にわたって堤防縦断方向の亀裂が発生する。のり尻部の水平変位が小さい場合はのり尻付近がはらみ出す程度の変状にとどまるが、のり尻付近の水平変位が大きい場合は亀裂が進展して飽和域より上方の堤体土がいくつかの土塊に寸断される。この天端付近の土塊が沈下・傾斜することで、天端に陥没・傾斜を生じることがある。
また、変状を生じたのり尻付近から液状化した堤体下部の砂質土が流出して噴砂として見られる場合や、開口した亀裂に液状化した堤体下部の砂質土が貫入し、沈下した元の天端付
近やのり肩、のり面付近に噴砂として見られる場合がある。
以上の他にも、平常時より河川水位がのり尻付近に位置する場合においても、堤体内水位が高く保持されることで堤体下部に飽和域が形成され、ここに液状化が生じる場合も考えられる。
上記の被災メカニズムを念頭におき、堤体の液状化対策工の設計を行う必要がある。
（１）本手引きでは、既設堤防への適用性が比較的高い押え盛土とドレーン工の設計方法を示す。堤体液状化の範囲に応じ、川表側と川裏側の対策をバランスよく組み合わせるのが良い。
（２）堤体の液状化が生じ、地震後の堤防高さが照査外水位を下回るときに、堤体液状化対策の設計を行う。ただし、基礎地盤の液状化対策だけで、十分な対策効果が得られる場合には、
堤体液状化対策を検討、実施しなくてもよい。堤体液状化対策が特に効果を発揮するのは、のり尻よりも高い位置に水位が形成されているような場合である。8.2 に示す堤体の液状化による被害を軽減する対策原理等も参考に適切な工法を選定し、基礎地盤の液状化対策と合わせて耐震性能を満足することを照査する。

84

8.2 対対策の原理
理と工法の選選定
堤
堤体の液状化化による被害を軽減するたためには、堤体
体内水位の低低下、のり尻のの安定化等をを対策原原理とした工工法等がある。現場条件やや対策効果を考考慮して適切切な工法を選選定する。
堤体の液状状化による被被害を軽減する
る対策原理ととしては、①～～③ が考えらられる。
①地
地震前におけける堤体内水
水位の低下
地震前におおける堤体内内水位を低下下させることでで、液状化が生生じる範囲をを小さくすることがで
き
き、被害を軽軽減することがができる。水位位が低下した分
分、液状化がが生じる範囲がが小さくなるだ
だけでななく、有効上上載圧が増え、、液状化しににくくなる効果果もある。また、液状化層がが薄くなるのでで、排水水されやすくくなり、過剰間
間隙水圧は上上昇しにくくなるる効果もあると考えらえる。
。
具体の対策
策方法としてて、のり尻付近
近にドレーン工工を設置する
る方法が考ええられる。ただだし、地震
震前の堤体ののめり込み等等の程度によ っては、堤体
体内の浸透水
水を排出するたための堤脚水
水路とのの高さの関係
係からこの方法
法を適用する
ることが困難なな場合もある。
②ののり尻付近のの安定化
堤体に液状状化が生じる
るような条件ででは、のり尻付付近の飽和度
度が高く、またた、拘束圧が低低く強度度が小さいたため、のり尻付付近の堤体のの液状化に伴伴う強度低下をきっかけととして堤防が変変状し始始める。このた
ため、のり尻付付近の安定化化を図ることでで、堤体の液液状化による被被害を軽減すすることがができる。対策策工の例とししては、のり尻
尻にドレーン工工を設置する
る方法や押え盛盛土を設置すする方法
法が考えられれる。
①と②のドドレーン工、②②の押え盛土土はいずれも耐震対策だけでなく浸透透対策としても
も有効
で
である。
③そ
その他
状化強度を高高める方法としして、既設の堤体を除去しし、適切な材料
料選定と締固固め管
堤体の液状理
理の下に、再再度築堤を行行う方法が考ええられる。高いい対策効果がが期待されるるものの、大規
規模な仮仮設を必要ととするなど、実
実際には困難難な場合が多い
いと考えられれる。
その他、堤堤体の液状化化を防止・抑制制する工法ととして、基礎地
地盤の液状化化対策として適適用されれるような締固め工法等もも考えられる が、施工時にに堤防にゆるみ等を生じるる可能性がああることかから、一般にに適用が困難でである。
堤防は複雑
雑な築堤履歴歴を有するこ とから、内部の土質構造が必ずしも均均質ではなく、、液状化化を生じるような砂質土がが川表側のみみ、あるいは川川裏側のみにに偏在する場合合もある。した
たがってて、対策工法法の検討にああたっては、堤堤体内部の土土質構造を適切に把握し、、表のりや裏のりへ

85

の対策工の必要性を判断することが重要である。また、地下水位や、基礎地盤および堤体の土質構成によっては、上記以外の対策工についても検討することが必要となる場合もある。
上記の対策原理に基づいて、対策工の選定を行う。本マニュアルでは、既設堤防への適用性を勘案し、主として対策原理①および②に基づいた押え盛土およびドレーン工を対象とする。
ドレーン工は、堤体内水位の低下を図るとともにのり尻付近の安定化を目的とした工法であり、裏のり尻への適用となる。地震前の堤体の基礎地盤へのめり込みが大きい等、堤体内水位の低下効果を見込めない場合には、のり尻の安定化を主目的としてドレーン工を設置することになる。
押え盛土はのり尻付近の安定化を図る工法である。表のり尻および裏のり尻に適用することができるが、裏のり尻に適用する場合に用地が必要となる。また、軟弱地盤上では押え盛土によって、圧密沈下が生じ、堤体液状化の範囲が広がることや堤体に亀裂が生じる可能性があるため、これらの影響にも留意しなければならない。

868.3 設
設計手順
堤
堤体液状化対対策工法の設
設計手順は、 図-8.2 を標準
準とする。
STAR
RT

対策 工諸元 の設定

浸透流解析
析による
堤体
体内水位の設設定（対策前））(工法変更等)

対策規模の設定

浸透流解析
析による
堤体
体内水位の設設定（対策後）
）

耐震性能
能照査

NG

OK

浸透安全性
性照査

NG

川裏のり尻
尻ドレーン工の
の追加、
工
工法変更等

OK
END
D

図-8.2
図
堤体液
液状化対策工工法の設計手順
堤体内水位位の再現と対対策工による堤
堤体内水位のの設定は 8.4 に、対策工工諸元の設定は
は 8.5
に
に示す。

8.4 堤
堤体内水位
位の設定
堤
堤体液状化対対策実施前のの堤体内水位位を適切な方方法で把握し、この結果を踏踏まえ、液状化対策策を実施したた後の堤体内水位を設定すする。
（１）堤体液状化化対策実施前前の堤体内水水位はボーリン
ング調査結果果等から設定すするとよい。特特にのりり尻付近の水水位の影響を受けるため、 3.2 節を参考
考に適切に調調査する必要 がある。また、、水位
観観測孔を設けけ、一定期間間計測すること
とも有効であるる。堤体内水水位は一般にに降雨の影響によっ87

てて変化するとと考えられるがが、場所によ
よっては降雨のの影響以外のの影響、たと えば、縦断方
方向の地地下水流の影
影響を強く受受けている可能能性もある。一定期間計測することにによって、こののような分分析も可能ととなる。
（２）堤体液状化化対策実施前
前に把握した堤
堤体内水位がが再現できるよう、降雨を与与えた定常浸浸透流解解析を実施すする。降雨量を変えることでで堤体内水位位の高低を調調整することがができる。同じ
じ降雨
条
条件のもとでで対策工をモデデル化すれば
ば、対策工にによる堤体内水
水位の変化をを算定することができきる。この水位位を耐震性能
能照査で用いいれば、対策策工による水位位低下効果をを表現することができきる。
雨以外の影響
響を強く受けてていると判断さされた場合は
は、定常浸透流
流解析においいて降
なお、降雨
雨
雨以外に堤体体内での地下下水の湧き出
出しを模擬的にに与え、堤体内水位の再現
現を行うとよい
い。

8.5 対
対策工諸元
元の設定
（１））ドレーン工は
は、裏のり尻にに適用するこことができる。ドレーン工のの高さは上限をを 2.0m、下限
限を0.5m とする。ドレ
レーン工の堤堤体内への貫貫入量は、H.W
W.L.に対する
る平均動水勾
勾配 0.3 を上限とを初期値とするる。
し、堤防高さの 0.6 倍程度を工は、表のりお
および裏のりにに適用するこことができる。押え盛土工のの勾配は堤防防の（２））押え盛土工
平均
均的なのり面
面勾配程度以下とし、高さはは堤防高さのの 0.5 倍程度
度、押え盛土
土の幅は堤防高
高さ
程度
度を初期値ととする。
（３））ドレーン工やや押え盛土工工の大きさは、、対策効果とと施工性等も考考慮して設定定する。
（１）ドレーン工
工の仕様は以下のとおりとす
する。
ドレーン工
・

ドレーン工
工の高さは、沈下や変形形等による機能能の低下を考考慮して最低限
限の厚みを確確保す
ることとしし、下限を 0.55m、上限を 2 .0m とする。

・

ドレーン工の堤体内へへの貫入量はは、動水勾配配の増加に伴伴うパイピング
グの発生等を生じさよう適切に設定定するため、H
H.W.L.に対すする平均動水水勾配 0.3 をを上限とした。また、
せないよ
土木研究
究所で実施しした遠心模型実実験の結果かから高い対策
策効果の得られの大きれた対策工のさを参考
考に堤防高さのの 0.6 倍程度
度を初期値とすするとよい。ドドレーン工の堤堤体内への貫貫入量は、ドレーーン工上面ががのり面と交わわる点を起点とした水平方
方向の長さとしして求める。

・

ドレーン工には、透水水性が高く、大大きな内部摩摩擦角が得らられる材料を用用いるものとし、一ドレーン工と同同じである。ままた、のり尻にには堤脚水路
路を設
般には、浸透対策で用いられるドーン工からの排水ならびにに雨水等を適適切に流下しう
うるように設計
計する。
け、ドレー

88

・

対策工の下に液状化が生じる堤体土がめり込んでいる場合は、これを除去し、透水性が高く、大きな内部摩擦角が得られる液状化しにくい材料等で置き換える。

・

有限要素法を用いた自重変形解析で用いる材料定数は、想定するドレーン材を考慮して適切に設定することとする。

・その他，ドレーン工設計マニュアル 1)を参考にすること。

のり
面勾

配

図-8.3 ドレーン工の模式図（２）押え盛土工
押え盛土の仕様は以下のとおりとする。
・

押え盛土の形状としては、腹付けあるいは緩勾配化が考えられる。土木研究所で実施した遠心模型実験の結果から高い対策効果の得られた対策工の大きさを参考に、押え盛土の勾配は平均的なのり面勾配以上とし、高さは堤防高さの 0.5 倍程度、幅は堤防高さ程度を初期値とするとよい。のりの長さは定規断面におけるのり肩からのり尻までの水平距離、堤防高さはのり肩からのり尻までの比高とし、のり肩からのり尻を結ぶ直線の勾配を平均的なのり面勾配とする。

・

軟弱地盤上に押え盛土を施工した場合、軟弱地盤の圧密沈下が進行すると、堤体の引き込み沈下が生じ、堤体内部における飽和領域が拡大する可能性が考えられる。押え盛土の施工に伴う堤体内飽和領域の拡大が懸念されるような断面では、押え盛土施工後における飽和領域を適切に設定した上で、変形解析を実施する必要がある。

・

押え盛土を施工した場合、堤体に縦断亀裂が生じる可能性がある。施工後の亀裂の進展
状況については経過観察を行い、状況によっては充填を行う等の対応をとる必要がある。
大きな圧密沈下が想定される場合には、川裏側であればドレーン工を検討すると良い。

・

押え盛土の材料に砂質土を用いると、既設の堤体に加えて押え盛土自体にも液状化が生じる可能性が考えられる。また、堤体よりも透水係数の小さい地盤材料で押え盛土を施工すると、堤体内水位を高める可能性がある。そこで、押え盛土は粒度の揃った透水性の高い砂礫質土が望ましく、十分に締め固めて施工する必要がある。このとき、降雨、高水の繰返し作用によって既設の堤体土が吸出しの作用を受けることを避けるため、既設の堤体土と押え盛土の間には吸出し防止シートを設けるのがよい。

89

・素法を用いたた自重変形解解析で用いる材
材料定数は、想定する盛盛土材料を考慮
慮して
有限要素
適切に設
設定する。

・

耐震対策
策の観点からは、自重変形
形解析によっって天端沈下率が許容値以以内となることを確認すればばよい。一方でで、洪水によよる押え盛土のの流出をでききるだけ抑えるるためには、ドレー
ン工のよ
ように透水性のの高い材料を
を鉄線等で包包んで押え盛土
土の前面に設設置することやや、表面の覆土
土、植生工など
どを施すことをを個別に判断断するとよい。

・

川表側のの押え盛土を検討する場合
合には河積がが確保されているか確認すする必要があある。

図-8.44 平均的なのり面勾配のの求め方（平均
均的なのり面面に対して、実
実際ののり面
面が特にのり尻
尻付近
欠損している場
場合には適用用できない。）
で大きく欠

図-8.5 押え盛土のの模式図（３）ドレーン工のの貫入量や、押え盛土工
工の高さや幅のの初期値の設設定方法を(11)、(2)で示した。耐震
震性能照査のの結果、照査査外水位に対対してかなり余
余裕がある場合
合には、対策
策工の規模をを小さくししてもよい。たただし、耐震性
性能照査の結結果だけでははなく、施工性性等の観点かからも適切な大きさをを検討する必必要がある。
＜参考考文献＞
1)

省水管理・国国土保全局治 水課 ： ドレーン工設計マ
マニュアル, 22013.
国土交通省

90

第99章 施工
工

9.1 液
液状化対策
策工法の概要工法は、①締本手引きでで対象とした液液状化対策工
締固め工法、②固結工法
法、③鋼材を用用いた
対対策工法、④④堤体液状化化対策の 4 種種類である。本本章では、表
表-9.1.1 に示す
す各種工法のの施工にについて解説説する。
表-9.1.1
表
本章
章で解説する液液状化対策工工法一覧（１１）締固め工法
法
・圧入締固固め工法（動的、静的）
・振動締固
固め工法
（２
２）固結工法
・機械攪拌
拌工法
・高圧噴射
射攪拌工法
・注入工法
法
（３
３）鋼材を用いいた対策工法法
自立（鋼管管）矢板工法（４４）堤体液状化
化対策工法
・ドレーン
ン工法
・押え盛土
土工法
特徴および用用途は以下ののとおりである。
各工法の特（１）締固め工法
法
工法の特徴
徴

：締固め
め工法の特徴徴は、大深度・高密度化が可能で、改良良効果の信頼
頼性が
高い。

工法の適用
用性 ：従来はは大型施工機 を用いた大規
規模な施工例
例が多かった が、近年小型型施工機を用いいる工法が実実用化されたこ
ことにより、市市街地での施施工例が増えてている。
既設構造
造物近傍でのの施工例は比比較的多いがが、施工時の地地盤変位に留
留意が
必要であ
ある。

91

（２）固結工法
徴
工法の特徴

：固結工
工法の特徴はは、①施工に伴伴う騒音・振動
動が少ないここと、②対象地
地盤に応じた固固化材を添加加することで信信頼性の高い改
改良が可能でである。

工法の適用
用性 ：通常の液状化対策 工法としてどどこにでも適用
用できるが、特
特に、施工に伴伴う振動・騒音音あるいは近接接構造物へのの影響が問題題となる都市部
部や細粒分がが比較
的多く締締固め工法がが適用しにくいい地盤などによよく使用されるる。
（３）鋼材を用いいた対策工法
工法の特徴
徴

：鋼材工
工法の特徴はは、①施工機がが簡易であるること、②工期
期が短いことな
などで
ある。

工法の適用
用性 ：施工条
条件に応じた施
施工機、施工工法を選択すすることによりり、環境に配慮
慮した
低振動・低騒音での施施工、また、狭狭い場所、既既設構造物にに近接した場所
所、橋などでの施工工が可能であるる。
梁桁下な（４）堤体液状化
化対策工法
工法の特徴
徴

：押え盛土とドレーン
ン工の 2 種類類がある。押え
え盛土は用地地の問題がありり、ドレーン工はは堤防の部分分開削が必要要となる。

工法の適用
用性 ：用地の制約や浸透安
安全性を考慮
慮すると、川表
表側で押え盛盛土、川裏側でドレーン工をを選択すること
ととなる。

9.2 締
締固め工法
法
締固め工法
法は、振動、あるいは材料料を地盤中にに圧入することとにより、砂地
地盤の密度増増大や地地盤の側方拘拘束を高めてて、改良範囲内
内の地盤の液液状化強度をを高める工法でである。
表-9.2.1 に示すとおり、に、締固め方法法により、圧入
入締固め工法法と振動締固めめ工法に大分分類でききる。
め工法は、貫貫入に振動を用用いる動的圧
圧入と、振動をを伴わない静静的圧入があり、代圧入締固め
表表的な工法ととして、①サンンドコンパクシ
ションパイル工
工法、②静的締
締固め砂杭工工法、③砂圧圧入式
静静的締固め工工法、④コンパ
パクショングララウチング工法法が挙げられれる。①と②がが大型施工機機を用いいる工法でああり、広く平坦坦な施工基面をを必要とする
るのに対して、③と④は施工
工機が小さいいため
狭狭隘な現場にに適している工工法である。

92

表-9.2.1 代表的な締
締固め工法
法
締固め方法

圧入締固め
め

振動締固め
め

貫入方
方法

施工
工機

工法名
名

解説

圧入
動的圧

大型
型

サンド
ドコンパクションパイル工法
法

9.2.1

型
大型

静的締
締固め砂杭工
工法

9.2.2

静的圧
圧入
-

小型
型
大型
型

入式静的締固固め工法
砂圧入
コンパ
パクショングラウチング工法
法
振動棒
棒工法

9.2.3
9.2.4

振動締固め
め工法は振動動によって地地盤の密度を増増加させるこことにより、液状状化強度を上上げる
工工法である。施工方法やや施工機によっって数種類のの工法がある
るが、いずれもも施工時の振振動や騒
騒音が大きくく、市街地でのの適用は制限限される。またた、細粒分が多い地盤や互互層地盤ではは、顕著
著に改良効果果が下がるたため留意を要すする。
本節では、堤防の液状状化対策としてて実績が多いい、あるいは、近年実績が急急激に増えててきていいる圧入締固固め工法およよび振動締固 め工法の施工工に関して解解説する。

9.22.1 サンドコ
コンパクショ
ョンパイル工工法（１）施工方法
施工方法は、上下に振動
動する振動機機を上端に備ええたケ
サンドコンパクションパイル工法の施ーーシングパイ
イプに砂を投入
入して地中にに貫入し、ケーーシングパイプを引き抜ききながら砂を排排出した
た後にケーシ
シングを再貫入
入（打戻し）をを行うことで、地盤に材料をを圧入して締
締め固めるもののであるる。施工方法法を図-9.2.1 に示す。この施に呼ばれ、陸上工
工事で施工方法は「打戻し締固め方式」と呼はは、 400mm
m 程度のケーーシングパイプ
プを用い、700mm
7程度のの砂杭をつくくるのが一般的的であるる。

①．施工機ののケーシングパ
パイプを施工位置
置にセットする。
。
②．バイブロロを起動させケーーシングパイプ
プを貫入する。
③．ケーシンングパイプ内に砂砂を投入する。
④．ケーシンングパイプが所
所定深度まで貫 入後、ケーシン
ング内を圧気ししケーシングパイ
イプを引抜きな
ながら砂
を排出す
する。
⑤．ケーシンングパイプ引抜きによって排出出された砂を打ちち戻し、所定の砂杭径になるよように造成する。
⑥．④～⑤のの操作を細かく繰り返して拡径
径・締固めを行い
い、砂杭を造成成する。
⑦．造成完了
了後、ケーシンングパイプ（施工工機）を次の杭へへ移動する。

93

① ②

③

④ ⑤

⑥

⑦

繰返し

砂投入
....
...
....
............

貫
入

引
抜
き

締固完了

引
抜
き
打
戻
し

締固完了

打
戻
し

図-9.2.1 サンドコンパクションパイル工法の施工方法（２）施工機サンドコンパクションパイル工法に用いる一般的な施工機の例を図-9.2.2 に示す。本体は三点式の大型施工機であり、バイブロハンマによりケーシングの貫入と材料の圧入を行うため、施工中は大きな振動と騒音を伴う。その他に、本体に砂を運搬・供給するためのショベルが必
要となる。

リーダー

ショックアブソーバー
バイブロハンマホッパー

ケーシングパイプ

クローラークレーン
発電機
レシーバータンクコンプレッサーショベル
バケット

図-9.2.2 サンドコンパクションパイル工法の施工機（例）94

（３）使用材料
サンドコンパクションパイルの材料は、0.075mm 以下の細粒分が少なく、施工により土粒子が細粒化しないものが望ましい。砂や砕石を用いることが一般的である。近年は再生砕石やスラグなどのリサイクル材を有効活用した事例もある。
（４）砂杭配置
砂杭の配置は図-9.2.3 に示す例が一般的であり、前述のとおり陸上工事におけるサンドコ
ンパクション工法の砂杭径は 700mm が一般的である。
砂杭

x
x

x2

x

(a)正方形配置x1x(b)正三角形配置(c)矩形または平行四辺形配置

図-9.2.3 砂杭の平面配置例（５）施工管理サンドコンパクションパイル工法の施工上最も重要な点は、砂が所定の深度に所要量投入されていることである。そのために、ケーシングパイプ先端の深度とケーシングパイプ内にある砂面の高さを常に確認しながら施工を行っている。ケーシングパイプ先端の深度を探知する
装置を深度計（GL 計）、砂面の高さを検知する装置を砂面計（SL 計）という。
図-9.2.4 に打戻し締固め方式の施工記録の例を示す。施工は、ケーシングパイプ引き抜き
中の砂の排出量を砂杭断面積とケーシング内径断面積の比で除して砂杭造成高を求め、その高さまでケーシングパイプを打ち戻すことで行う。

95

ケーシング先端深さ z (m)

時
0

間

（砂面）

（砂面）

t （min)

SL 制御盤

SL ドラム

引抜き

貫入 造成

SL
ⓑ

GL

油圧ユニット（SL ドラム動力源)

打戻しƩ SL / V

ケーシング・
パイプ
（砂面）

ⓒ
ⓐ

GL 検出器（深度） （深度）SL おもりケーシングパ イプをⓐ～ⓑまで引き抜いた間に排出した 砂量から求められる造成すべき砂杭長

記録計（a） 施 工記 録(オ シロ）(b) 施 工管 理 装置

図-9.2.4 施工記録および施工管理表（打戻し締固め方式の場合）
サンドコンパクションパイルの施工上のもう一つの重要な点は所定の深度まで砂杭をつくることである。砂杭の長さは深度計で把握できるが、支持層に確実に着定したいときはケーシン
グパイプの貫入速度などで支持層を確認して施工する。これを着定管理という。管理の目安
は土質調査実施地点で貫入試験を行い、貫入速度と支持層の関係を把握して求められる。
着底面が軟らかい粘土層や緩い砂層である場合には、貫入速度などの変化が表れにくいので、不陸を考慮して砂杭長を設定することもある。
施工前、施工中、施工後に行う施工管理を表-9.2.2 に示す。これらの調査は目的に応じ結果に過不足のないよう配慮しなければならない。例えば、原地盤の標準貫入試験では改良効果に影響を及ぼす細粒分含有率を採取し、粒度分析試験で測定しておくなどに留意する必要がある。
施工後の標準貫入試験は、改良効果のチェックという意味でチェックボーリングという。その本数は、施工量、施工機台数、地盤の複雑さ、構造物の重要度などを考慮して決められる。
表-9.2.2 サンドコンパクションパイル工法における主な施工管理
時期

管理項目

管理内容

・使用材料の品質
施工前・粒度試験など

・管理計器のチェック・施工機のチェック施工中
施工後・砂杭長，投入数量，砂杭の連続性・施工管理計器による・打設位置

・測量，目杭表示

・改良効果の確認

・杭間の標準貫入試験など

96

（６）適用事例
流部は「日本本海溝・千島海
海溝周辺海溝溝型地震に係係る地震防災のの推進に関すする特十勝川下流
別別措置法」ににおける「推進進地区」に指定
定されている。
。また、平成 15 年 9 月に発発生した十勝勝沖地
震
震をはじめ、過去の地震ににおいて堤防防のすべり破破壊、天端亀裂
裂等の被災をを受けた履歴歴があり、
地
地震防災対策策の推進が進進められてきたた。液状化ににより堤防に過過大な沈下がが発生する区間ではは、サンドコン
ンパクションパ
パイル工法にによる液状化対対策が実施さされており、対対策実施済みみ箇所
がが地震を受けけた際に改良良効果を発揮しして、被災を免れた実績ががある。下記 は近年行われれた工
工事の概要でであり、堤防法
法尻を開削ししてサンドコン
ンパクションパ
パイルが実施さされた。
表-9.2.3 サンドコンパク
サクションパイルル工法の適用
用事例概要
工事名
名称

川改修工事のの内
十勝川
十勝川
川下流堤防耐耐震対策工事事

事業主

北海道
道開発局 帯広開発建設
帯
設部

施工場
場所

北海道
道中川郡豊頃
頃町

工期
期

平成 24 年 11 月～～平成 25 年 3 月

工事目
目的

堤防下
下基礎地盤のの液状化対策
策工法
法

サンドドコンパクショョンパイル工法
法

施工数
数量

3,1644 本(700，L==12.5m)図--9.2.5 施工状状況

97

事前調査①

事前調査②

事前調査④

事前調査③

m)
標高(m
4.0
盛土（砂質土）盛土（粘性土）盛土（礫混じり砂）

2.0
0.0
-2.0

粘性土

-4.0
-6.0

粘性土
土
砂質土

-8.0
-10.0

粘性土

-12.0
-14.0

図-99.2.6 地層縦縦断図

サン
ンドマット工サンドコンパクション
パイル工(a)平面配
配置

(b)横
横断配置
配置図
図-9.22.7 パイル配9.22.2 静的締固
固め砂杭工法法（１）施工方法
め砂杭工法はは振動を用いいずに、地盤
盤中に材料を圧入することとにより砂杭をを造成
静的締固め
す
することで、地地盤を締め固固めるものであある。施工機機および施工方法が異なる
る数種類の工工法が開開発・実用化
化されており、代表的な工 法として、強制昇降装置をを用いてケー
ーシングパイプ
プを上下下に細かくウウェービングすすることによっって材料の排出・締固めをを行う静的締固固め砂杭工法法が最もも施工実績がが多く、その施施工手順は図
図-9.2.8 のとおおりである。
なお、サンンドコンパクシ
ションパイルとと同様に、 400mm
4程度
度のケーシング
グパイプを用用い、 
7700mm 程度の砂杭をつく
くるのが一般 的である。

98

①ケーシングパイプを所
所定の位置にセセットした後、材料
料砂をケーシンング内に投入すする。
②回転駆駆動装置によっててケーシングをを回転させるとと
ともに、強制昇降降装置によっててケーシングに圧圧入力を加えながらケーシン
ングを貫入する。
。
③所定深深度までケーシン
ングを貫入するる。
④ケーシングを所定長（（通常約 0.5ｍ） 引き抜き、ケーーシング内の砂をを地中に排出すする。この場合はは砂排出補助助のためケーシン
ング内に圧縮空
空気を充填するる。
⑤上記④④の材料砂排出出量に対応し、かかつ所要の杭径径を得るために必要な打戻し長長（通常約 0.3ｍｍ）を打ち戻す
すことにより、排出出した砂を拡径
径して締め固める
るとともに周囲のの地盤も締め固固める。
⑥上記④④,⑤の操作を繰繰り返すウェーブ
ブ施工により締固め砂杭を造成成する。

図-9.2.8 静的
的締固め砂杭杭工法の施工工手順 1)（２）施工機め砂杭工法にに用いる代表表的な施工機を図-9.2.9 に示す。サンドにドコンパクションパ
静的締固め
イ
イル工法と同同様に、本体は
は三点式の大大型施工機でであり、強制昇昇降装置によ りケーシング
グの貫入
入と材料の圧圧入を行うためめ、無振動・低低騒音で施工工を行える。そ
その他に、本体
体に砂を運搬搬・供
給給するためののショベルが必必要となる。

99

記号

名 称

Ａ

ベースマシンＢ

同上ﾘｰﾀﾞｰ部

Ｃ

強制昇降装置Ｄ

回転駆動装置Ｅ

ｹｰｼﾝｸﾞﾊﾟｲﾌﾟ

Ｆ

ホッパー

Ｇ

バケット

Ｈ

ｺﾝﾌﾟﾚｯｻｰ

Ｉ

ﾚｼｰﾊﾞｰﾀﾝｸ

Ｊ

スイベル

Ｋ

発電機

Ｌ

ﾀｲﾔｼｮﾍﾞﾙＭ

消音装置

図-9.2.9 静静的締固め砂砂杭工法の施施工機（３）使用材料、砂杭配置、施
施工管理
使用材料お
ンパクションパ
および砂杭配配置，施工管理理についてはは，前項 9.2.1 のサンドコン
パイル
工
工法と同様でである。
（４）適用事例新潟県中越沖沖地震により、信濃川左岸
岸・長岡市町軽軽井地
平成 19 年 7 月 16 日に発生した新区区の河川堤防防が被災したた。被災状況はは図-9.2.10 のとおりでありのり、堤体のり尻
尻付近で噴砂砂とクラッックが確認された。災害復復旧の一環ととして液状化対対策工を行ううことになり、 出水期に現堤
堤のり
先先部（一次施施工）を、非出
出水期に既堤堤を撤去して直直下（二次施工）の地盤改改良を実施した。近隣
隣に民家がああり施工時のの振動と騒音をを抑える必要要があったため、液状化対対策工は静的
的締固め
め砂杭工法がが選定されたた。図-9.2.12 に静的締固め砂杭工法のの改良効果（（改良前・改良
良後の標
標準貫入試験
験結果）を示す。改良効果
果は，目標値
値を満足する結結果であったた。
固め砂杭工法法の適用事例
例概要
表-9.2.4 静的締固
工
工事名称

信濃川町軽
軽井堤防災害復旧 その１工事、その２
２工事

事業主

国土交通省
省 北陸地方整
整備局

施
施工場所

新潟県長岡
岡市寺泊町軽井地先(信濃濃川左岸堤防防)工期

平成 20 年 2 月～平成 21
2 年3月

工
工事目的

堤防下基礎
礎地盤の液状化対策

工法
施
施工数量

静的締固め
め砂杭工法
約 10,000 本
本( 700，L=5
5.6～10.7m)

100

沈下
噴砂

川裏
裏側

川表
表側
噴砂

液状
状化層

図-99.2.10 被災状
状況

図
図-9.2.11
施工状況
施
N値

土質

0

砂杭

10

20

30
0

40

18

φ700m
mm

16

標高(m)

14

事前
事後

12
10

11.7m

事後
後調査位置

8
6
4

図--9.2.12 改良効効果

図-9.2.13
図
施工
工順序

9.22.3 砂圧入式
式静的締固めめ工法およびびコンパクシショングラウチング工法（１）施工方法、振動を用いず、かつ小型型の施工機をを用いて材料を地盤中に圧圧入して、液状状化
本工法は、強強度を上げる
るものである。施工機が小小さいため、大大きなケーシンングパイプでははなく、小径ののロッド
ドを地盤中にに貫入して材料料が圧入されれる。細いロッッドを通過させせるために、流流動性を持つつ材料

101

ををポンプ用いいて圧送するがが、薬液注入入工法の原理理とは異なり、材
材料はロッドド先端付近で地地盤をを押し拡げなながら圧入されれて改良体をを形成し、地盤
盤を締め固めめる工法であるる。工法によりり圧入す
する材料が異異なり、砂に流流動化剤と遅遅効性塑性化剤を加えた流流動化砂と低低流動性のモルルタ
ルルがある。
（２）施工機
施工機を図-99.2.14、15 にに示す。どちららの工法も本体は比較的小小型の施工機機であ各工法の施り
り狭隘地でのの施工に適している。その 他に材料を混混練するため
めのプラントとと材料を圧送す
するため
めのポンプをを用いている。なお、砂圧圧入式静的締締固め工法のの本体は施工工状況に応じて、図--9.2.14 の超小型クローラ
ラー施工機の 代わりに、ロータリーパー
ーカッションドリ
リルを用いる場
場合とボ
ボーリングマシ
シンを用いる
る場合がある。
。
また、コンパ
パクショングララウチング工法
15 の施工機編成の他に、、ロッド削孔ののため
法は図-9.2.1ののボーリングマシンやローータリーパーカ
カッションドリル
ルを用いることとなる。
発電機

分電盤

水槽

ックホウ
バッ
流動化砂製造プラント

流動化砂
砂圧送ポンプ
材料砂
超小型クロ
ローラ施工機

圧力流量計

図
図-9.2.14
砂圧
圧入式静的締締固め工法のの施工機（定置
置プラント方式
式の場合）

図-99.2.15 コンパ
パクショングラウ
ウチング工法法の施工機（車車上プラント方方式の場合）（３）使用材料
おり圧入する材
材料は各工法法により異ななり、流動化砂
砂と低流動性性モルタルをそそれぞ前述のとおれれ用いる。各各工法の材料の概要をまととめると、表-9.2.5 のとおりとなる。近年
年では砂などのの調達102

が困難な場合もあり、環境面から河床浚渫による発生土やリサイクル材を有効利用している事例もある。
表-9.2.5 各工法の圧入材料
砂圧入式静的締固め工法

コンパクショングラウチング工法

圧入材料

流動化砂

低流動性モルタル

主材料

砂，流動化剤，塑性化剤，水CPG 骨材，固化材，水その他

河床浚渫工事の発生砂を有効利用した事例有り 3)

再生骨材を利用した事例有り 4)（４）改良体配置
改良体配置の考え方は図-9.2.3 と同様である。ただし、サンドコンパクションパイル工法は標準砂杭径 700mm であるのに対して、砂圧入式静的締固め工法およびコンパクショングラ
ウチング工法では換算改良径として 400～ 700mm の実績がある。ここで、換算改良径とは、
図-9.2.16 のように、圧入量を等価の円形に換算したときの径を示している。

換算改良径

図-9.2.16 換算改良径の模式図（５）施工管理
各工法の施工管理方法は、基本的にサンドコンパクションパイルと同様で、打設位置、圧入量、深度等が重要となる。また、ポンプの圧力など独自の管理基準もあり、これらは施工条件の違いにより多岐に渡るため、各工法のマニュアル等 5)6)を参考にされたい。
（６）適用事例
庄内川は堤防基礎地盤に沖積の緩い砂層が分布しており、南海トラフで発生する大規模地震等に伴う液状化により、堤防が大きく沈下・変形することが懸念されていた。庄内川の川
裏側は民家などが連担しており、サンドコンパクションパイル工法など大型の施工機を用いることが困難な施工条件であった。また、川裏側の液状化対策を行う上では浸透流を阻害しな103

いことが求められ、このような条件に適応する工法として砂圧入式静的締固め工法が選定された。施工は図-9.2.17 のように、堤体のり面に盛土で造成した狭隘な足場の上から行われた。
下記の実績は庄内川耐震化事業の一例であり、一部では河道掘削工事において発生する砂を材料として有効利用した。改良効果は図-9.2.19 に示すとおり、N 値の上昇と目標 FL を満足することが確認された。
表-9.2.6 砂圧入式静的締固め工法の適用事例概要
工事名称

平成 23 年度 庄内川当知堤防 耐震補強工事

事業主

国土交通省 中部地方整備局

施工場所

愛知県名古屋市港区当知町地先

工期

平成 24 年 8 月～平成 25 年 2 月

工事目的

堤防下基礎地盤の液状化対策

工法
施工数量

砂圧入式静的締固め工法
約 1,224 本( 700，L=10.6～20.5m)

図-9.2.17 施工状況

2
4

深度(m)

6
8
10
12
14
16
18
0

10

20

30

N 値

図-9.2.18 改良断面の一例

40

0

20

40

60

80

細粒分含有率FC(%)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

液状化抵抗率FL(%)

図-9.2.19 改良効果

104

9.22.4 振動棒工
工法（１）施工方法おおよび施工機振動棒工法
法は、上下にに振動する起起振機を上端に備えたロッッドを地中に貫貫入し、地表表より補給給材を供給ししながら、地盤盤に振動を加加えることにより地盤を締めめ固めるものでである。下端ににバイプ
プロフロットをを配し、さらにに水平振動を同同時に加える
るタイプのもののもある。図-99.2.20 に代表
表的な
振振動棒工法のの施工方法をを示す。なお、、サンドコンパ
パクションパイイル工法など と異なり、地表
表から補補給材を投入入するため、細粒分含有率率の高い土層層には適してていないし、補補給材の量のの予測もも付きにくい。
。一般的にはは現地での試試験施工によりり改良効果をを確認した上でで改良仕様をを決定
すすることとなるる。施工機は三点式の大型型施工機を用用い、補給材
材を供給するた
ためのショベルルドー
ザザーも必要ととなる。

図-9.2.20 振振動棒工法のの施工方法 2）（２）使用材料
砂や砕石を使使用することがが多い。
補給材は砂（３）打設間隔
設する間隔は
は、基本的に 9.2.1 のサン
ンドコンパクションパイル工
工法と同様に考考える
ロッドを打設がが、補給されれる材料の量がが地盤条件等
等によって変わるため、計計画段階では換
換算径 500～
7700mm 程度の範囲で、必必要となる改良
良率に合わせせて打設間隔隔を数種類設設定した上で試試験施
工
工に臨むこととが多い。

105

（４）施工管理においては、均一な施工がができるようにに施工時の施施工管理にはは十分な注意を払う
地盤改良に必必要がある。まず、仕上げ
げやサイクルタ
タイムが計画通り行われてているかを管理理するためにに貫入
深深度を記録すする自動深度度計を取り付けける。次に、投投入砂量の管管理は、周辺地
地盤の締固めめによる
る沈下状況ややショベルのババケット容量をを予め実測ししておき、バケ
ケットの投入回
回数で行う。ままた、
振振動体を駆動動するモーターの電流量をを記録する場場合もある。改改良後の施工工管理には、標標準
貫貫入試験などどを行い改良良効果を調べるる。このときのの留意事項ははサンドコンパ
パクションパイル工法
法と同様であある。

9.3 固結工法
固結工法のの施工方法ととしては、機械
械攪拌工法、高圧噴射攪拌拌工法、注入入工法の 3 つに大つ別別できる。表--9.3.1 に示す
すように、機械
械攪拌工法は
は、固化材と水水を混ぜたススラリーを用いいるか、固固化材を粉体体のまま用いるかで細分さされる。高圧噴噴射攪拌工法
法は、噴射のの方法によってて単管工工法（硬化材
材のみを噴射射）、二重管工工法（硬化材とと圧縮空気をを噴射）、三重重管工法（硬化化材と水
水と圧縮空気気を噴射）の３３つに細分さされる。注入工工法としては、超微粒子系系材料を用いいた二重重管ダブルパパッカー工法法が代表的であある。
表-9.3.11 代表的な固
固結工法
分類

機
機械攪拌工法
法

工法
法名

解
解説

機械攪
攪拌工法（ス
スラリー式）

9.33.1（変位位低減型深層層混合処理工
工法）

（７
７）

（大径
径化施工）

（８
８）

機械攪
攪拌工法（粉粉体式）

9.33.2単管工
工法
高圧
圧噴射攪拌工工法

9.33.3

二重管
管工法
三重管
管工法
二重管
管ストレーナ―
―工法

注入工法

二重管
管ダブルパッッカー工法
ステー
ージグラウチンング
浸透固固化処理工法法1069.33.4-

（１）機械攪拌工法の特徴①低振動･低騒音工法であるため、市街地での施工や構造物に近接しての施工が可能である。
また、新設構造物に限らず、既設の盛土構造物･掘割道路などの耐震対策にも適用が可能である。
②対象地盤の土質性状に応じたセメント添加量を設定することにより、所要強度の固化体が得られる。また、施工管理記録がほとんど自動化されているために信頼性の高い改良が可能である。
③格子状の改良形状にすれば改良率が低減でき、経済性にすぐれた構造とすることができる。
なお、改良体が地中剛体である必要性から、ラップ部の強度が十分に得られなければならない。砂地盤の改良に適用された事例が少ない粉体式のような工法では、適用にあたっては、改良体の品質の一様性、ラップ部の強度の確保等に十分注意するのが望ましい。
（２）高圧噴射攪拌工法の特徴①軽量小型の造成機械を用いるため、簡便な足場で狭小な場所でも改良が可能であり、振動、騒音が少ない。
②信頼性の高い無機質のセメント系固化材を使用するため、長期的にも安定した効果が得られる。
③砂質土から粘性土、ならびに腐植土や有機質土といった軟弱な地盤全般に適用できる。単管工法の中には攪拌翼（直径 0.6m 程度）を用いた機械攪拌併用の工法もみられるが、この工法は排泥の噴出が少ないことから河川内などの水中の施工によく適用されている。
④昭和 60 年代から広く施工されるようになり、現在までに多数の実績を有している。
⑤改良径が従来工法の直径 1.0～2.0ｍ程度のものに加えて、三重管工法の応用として直径 2.5～5.0ｍ程度以上の改良径を可能とする工法も開発され、実施工されている。
⑥高圧ジェット噴流による攪拌改良のため、護岸、樋門、樋管、水門などへの密着施工が可能である。また、改良体相互の完全ラップ施工による 100％改良も可能である。
（３）注入工法の特徴
注入工法は、機械攪拌工法や高圧噴射攪拌工法に比べ施工実績は少ないが、平成７年
兵庫県南部地震を契機に既設構造物の直下直近での液状化対策を目的とした材料と工法の開発がなされ、平成 10 年以降は、河川堤防付近での液状化対策の事例も徐々にではあるが実施されるようになってきている。注入工法の特徴は以下のとおりである。
①小規模で軽量な施工機で作業場所と作業空間が小さくすみ、地盤深くまで広く改良できる。
②注入管の方向が任意の角度にとれるため、既設構造物直下などの対策にも適用が可能である。
③騒音、振動などがなく、市街地での施工が可能である。

107

では、注入材
材が注入しやすすい所を選択択的に注入すするため、第 6 章に示した
た設計
注入工法で
法
法を適用する
るのことが難ししい場合が多多いが、機械攪
攪拌や高圧噴噴射攪拌工法法で施工するのが困
困難な場合にに液状化層を
を全体的に液液状化しにくくすることを期待して実施さされることが多多い。

9.33.1 機械攪拌拌工法（スララリー式）（１）施工方法①①施工フロー
ー・手順
標準的な施施工フローを図-9.3.1 に示
示す。

試料採
採取

室内 配合試 験・ セ メン ト 種 類
・ セ メン ト 添 加 量

試験
験施工
・改良
良体の強度、施施工性・着底底基準の設定な
など
施工
工管理
・材
材 料計 量・ス
スラ リ ー吐 出量
量・羽羽 根切 り回 数・改改 良深 度・貫貫 入、引 抜速 度
・着
着 底性
・垂
垂 直性
・接
接 合性

本 施 工

改
改良体の強度の
の確認
事
事後調査
（チ
チェ ッ クボ ー リ ン グ ）・ 一軸圧縮試験等

通常の施工
終 了

図-99.3.1 施工フ
フロー
処理機を所
所定の位置ににセットし、掘 削･攪拌翼をを回転させなががら貫入･引抜抜きを行う。
硬化材は貫貫入時に吐出出し、均一な地地盤改良を行行う。
図-9.3.2 に施工手順を
に
示す。

108

施工位置
置決め

処理機貫入
処
硬化材吐出
硬
撹拌

先端処理
理
硬化材吐出
出
撹拌

処理機
機引抜
（撹
撹拌）

処
処理機移動

図--9.3.2 施工手
手順②②セメントスラ
ラリーの吐出セメントスララリーの吐出方法は、貫入入時吐出と引引抜き時吐出の二つの方法法があるが、ラップ時時の接合性とと攪拌効率のの点では貫入入時吐出が有有利とされていいる。本工法で
では、ラップ施施工を重重要視するたため原則としてて貫入吐出にによる施工法を採用してい
いる。
一方、本工
工法は、砂質地盤を対象ににしているたため中間で硬質質な層に当る
る可能性が多多く、これれを貫通しな
なければならなないときがあるる。このような
な場合は貫入入スピードが変変動し、セメンントスラ
リリーのメートル
ル当たり注入入量の調整が難難しくなる。ここれに対処すするため、安定定剤自動注入入装置
をを採用する。
不安定な貫入速度に対応ししてセメントス
スラリーの注入入量を自動制制御できること
とと、各
これは、不
深
深度ごとに異異なる注入量の設定に対ししても自動制制御できるなど
ど従来のセメンントスラリーのの注入
管管理の省力化化を可能にししたものであるる。
図-9.3.3 に安定剤自動に動注入装置に よる施工管理
理システムの全全体構成を示
示す。

109

図-9
9.3.3 安定剤
剤自動注入装装置の全体構成例③硬硬質層の貫入入方法
液状化対策策として砂地地盤の改良を 目的とする本本工法では、粘粘性土地盤へへ適用する場場合に比比べて一般的的に貫入能率率は低くなる。 さらに中間でで N 値 20 程度以上の硬程硬質な層に当たたる場
合
合でもこれをを貫通しなけれ
ればならないとときがある。
このような場場合は、前にに紹介した安 定剤自動注入入装置によっって、材料の適適正供給と品品質は確確保されるがが、さらに硬い
いと、貫入不能
能になる場合ももある。
特に本工法
法は補強管をを設けている ため、貫入抵
抵抗は他の機機械攪拌工法法に比べて大大きいと考考えられる。硬硬質層貫入用用の装備は常常時用意してておく等、現場場に応じたケ
ケースバイケーースの対対策も必要にになる。
硬質層貫入入用の装備ととしては、以下下に示すような
なことが考えらられる。
・図-9.3.4 に示すオーガにガーヘッドを軸軸の先端に取取り付ける。
・図-9.3.5 に示す超硬チにチップを攪拌
拌翼に取り付けけ、硬質地盤へのくい込み
みを良くする。
・水セメントト比を増加してて補強管の摩摩擦抵抗を減減らす。
また、20m 程度の長尺尺施工などで貫貫入時間が長長引くと、本工工法で採用ししている貫入吐吐出型のの場合は、杭杭の仕上がり過過程で強度発発現が始まりり、隣接する杭
杭とのオーババーラップ打設
設が難ししくなるときががある。このような場合は、 遅延剤またはは遅硬性セメメントなどの使使用も必要にな
なる。

110

オ
ド
図-9.3.4 オーガーヘッド

図-9.3.5 超硬チップ（２）施工仕様
改良深度①改に対する一般般的な改良深深度からみて、、本工法に適適用される貫入
入長は、根入入れ深液状化層にささも考慮して 25m 以下とすする。貫入長長が短いことは
は施工機の取取扱いとしてはは有利になるが、対象
象地盤が一般般的に砂質地地盤であることとを留意する
ると、処理機おおよびベースマ量は通マシンの容量常常の軟弱粘性性土地盤を対対象とした機械
械攪拌工法にに適用するもものより大きめめに選択する
ることが
望
望ましい。
②オ
オーバーラッップ打設
本工法ではは、格子状のの杭配置で施施工するのが標
標準的な打設設方法でありり、格子の一体体性と遮遮水性を確保保するためにに、格子状配置
置の 1 ユニッット内では、すすべての杭がが互いにオーバ
バーラ
ッ
ップする形でで打設する。ラ
ラップの幅は図
図-9.3.6 に示示すように 0.2mm が一般的でである。
オーバーラ
ラップ打設の施工では貫入
入時に攪拌軸軸の垂直性をを保つことが重重要であり、何何らかのの補強が必要要である。そのために例え
えば、両軸のの中間または両両サイドなどどに、軸の剛性性を高めめる目的で補補強管を設けける。
その他 24 時間以上経過
過した後のオオーバーラップ
プ打設では、遅延剤またはは遅硬性セメ
メントを使使用するなどど材料の選択
択にも工夫が必必要となる。

200

200

図-9.3.6 オーバーラッ
ップ幅（単位：mm）

111

③平面配置計画（格子状改良の場合）
格子状のパイル配置は、設計上、連続した改良体として扱われるが、施工時には格子状に配列された 1 つの改良エリアを、独立した 1 ユニットとして仕上げる方が能率的である。このことから、図-9.3.7 に示すような改良率別の標準的な杭配置が考えられる。またこの場合、1 つの打設ユニット間の接続は接円型になる。
所定の施工能率で打設するためには、格子状配置に合わせた適切な施工機の移動方法と打設順序を予め設定しておく必要がある。
また、24 時間以上経過した後のラップ打設の施工本数は少ない方が望ましく、そのためには 1 日当たりの施工能率の設定から平面配置を考え、効率のよいラップ打設ができるように計

14.6m

16.2m

画する。

10.6m

7.4m

（改良率 50%）（改良率 60%）

図-9.3.7 改良体配置の例（1 ユニット）④使用材料
セメントは、普通ポルトランドセメント、高炉セメント B 種、高炉セメント C 種、セメント系固化剤の中から最適な種類を選定する。
水セメント比は、標準的には、W/C=80～120(%)とする。
オーバーラップ部の施工性向上のため、必要によって遅延剤を使用する。遅延剤の種類を
表-9.3.2 に示すが、その使用量については事前の試験により強度の発現傾向を把握して決定
する。

112

表-9.3.2 遅延剤の種類
主 成 分

性質

オキシカルボン酸

比重 1.18

化合物ポリオール系有液状機高分子複合体

pH=12

セメント重量に対する使用量（％）
0.3～1.2

比重 1.20
オキシカルボン酸塩

0.5～0.8

液状
pH=5±1⑤室内配合試験施工に先立ち改良材の種類および添加量を決定するための配合試験を行う。室内配合試
験での試料作製は、地盤工学会基準「JGS 0821-2000：安定処理土の締固めをしない供試体作製方法」に準拠して行う。配合試験の手順を図-9.3.8 に示し、また、室内配合試験の一般的な仕様を表-9.3.3 に示す。

水

改 良 材

①試験試料の採取②試験試料の調整

スラリー系

粉
体
系

③練混ぜ
10分間

改良スラリー④ 供 試 体の⑤養生

⑥一軸圧縮試験

供試体寸法
φ5cm高 さ10c m

湿潤養生
養生温度
20±3℃

材齢7日， 28日

ﾓｰﾙﾄﾞへの充填作製

図-9.3.8 配合試験の手順113⑦

六 価クロム
溶 出 試験

表-9.3.3 室内配合試験の一般的な仕様
標準仕様
スラリー系

紛体系

普通ポルトランドセメント
高炉セメント B 種

改良材の種類

改良

セメント系固化材－

材料

生石灰、その他

混和剤

有りまたは無し

練混ぜ水の種類
水セメント比水道水、海水－

0.8～1.2－

粘性土、砂質土 80～300

配合

有機質土 200～500

改良材添加量条件( kg/m3 )生石灰－

粘性土 40～100

材齢

7 日、28 日

一試料のモールド数

2 または 3

なお、国土交通省通達「セメント及びセメント系固化材の地盤改良への使用及び改良土の再利用に関する当面の措置について」（平成 12 年 3 月 24 日）ならびに「セメント及びセメント系固化材を使用した改良土の六価クロム溶出試験の一部変更」（平成 13 年 4 月 20 日）に則り、室内配合試験時に六価クロム溶出試験を実施しなければならない（図-9.3.9）。
A
事後溶出試験

OK
施

NG

B

工

C

硬化材の変更火山灰質粘性土

NOOK

対象土のみで
溶出試験

NG
報告・協議

Y ES
事前溶出試験に戻る

O K
事後調査

OK

NG

O K

報

告

注-① 硬化材の変更については高炉セメントＢ種を基本とする。
注-② Ａ，Ｂ，Ｃは同時に行ってもよい。
注-③ 事前試験で基準値を超えない場合、火山灰質粘性土以外は事後試験不要。
注-④ 報告は企業者に対して行う。

図-9.3.9 六価クロム溶出試験フロー

114

（３）施工機に方式における機
機種の選定とと機械の組み合わせを示す
す。
表-9.3.4 に標準施工方
表
表-9.3.4
標準
準施工方式ににおける機種のの選定と機械
械の組み合わせ
せ
貫入長
10m
m

20m

30m

クローラク
クレーン

クローラクレレーン

ク
クローラクレーーン

25～277t 吊35～37t 吊50～55t 吊

リー
ーダ長

20m
m

30m

40m

処理
理機

45kw×22 台

50～60kw×2 台

775～90kw×2 台

発動
動発電機

250kV
VA

300kVAA

450kVA

施工
工機
ベー
ースマシン

バッ
ックホウ

3

3

0.6m
m

0.6m3

0.6m

セメントスラリープラ
ラント（セメ
メントサイロ水槽
槽、
ポン
ンプアジテーター
ー、

10m3/h（778kW）

20m
2 3/h（102kkW）

グラ
ラウトポンプを含含む）

図-9.3.10 に施工機の概に概念図を示す
す。

セメント
トサイロ
セメントスラリープラント

ベー
ースマシン
バックホウ
ウ

計測室

図 -9.3.10 施工
工機概念図

115

水槽

（４）施工管理
本工法は、出来形を直接肉眼で観察しながら施工することができないため、施工管理は各種計測器による計器管理が主体となる。
主な施工管理項目を以下に示す。
① 使用材料の計量② セメントスラリー注入量（多軸機の場合は、各軸ごとに管理）③ 攪拌軸昇降速度④ 攪拌翼回転数⑤ 改良深さ⑥ 攪拌軸トルク⑦ ベースマシンリーダー垂直性
これらの施工管理項目のうち、①～⑥の項目は他の地盤改良工法と同様に最小限必要であるが、この他に改良壁体としての一体性と止水性を考慮した接合部の管理として、ベースマ
シンリーダーの垂直性（⑦）を管理する傾斜計が必ず必要である。
図-9.3.11 に施工管理項目を示す。また、表-9.3.5 に施工管理項目の詳細を示す。
項

目

材料

管理内容

施工管理計

材料の計量

システム管理計（計量器の検定）品
質配合

改良土1㎥ 当 りのセ メ ント 量 の 確 認

スラリー
流 量計

入力

入力
処理機
昇降速度計

出
来
形

混合

混練性能

処理機
軸回転計

打設位置

処理杭1本ごとの打設位置の確認（ ト ラン シ ッ ト）

処理杭1本ごとの打設深度の確認処理機
深度計

コンピューターにより施工評価

デジタル印字表入力

1バッチ当りセ メン ト 量 、 水 量 、
一日当り
セメント量、水量、
合計

入力

オフコン
打設深度

着底

所定深度到達確認

入力

処理機回転
モーターの 入力
油圧計または
電流計
処理機
昇降速度計

図-9.3.11 施工管理項目

116（

打設結果表・
日報など作成直ちに修正施工）内は施工管理計器に含まれない。

（５）事後調査（チェックボーリング）
事後調査として、ボーリングを実施することが多い。このボーリングはチェックボーリングと呼ばれ、改良土の強度、均一性および改良体相互のラップ部の品質を確認することを目的とする。
調査計画の策定にあたっては、以下の事項を考慮する必要がある。
･養生期間、調査時期･調査位置、深度、数･ボーリング径、サンプラーの種類･試験項目と試験方法（改良土の強度、含水比、単位体積重量等）
チェックボーリングの結果はサンプリングの良否によるところが多い。したがって、改良土を乱さないでサンプリングする必要がある。このためには、改良土の強度と採取目的に応じてサンプラーを選定する必要がある。デニソン型サンプラー、ダブルコアチューブサンプラー、トリ
プルコアチューブサンプラーが使われることが多い。また、良質なコアの採取のため、サンプラ
ーの外径は 86mm 以上と比較的大きな径を使用するのがよい。

117

118

処理機の着底管理

着底層の管理

工程管理

2

5kg

10kN／m0.01

1ヶ所/100本（最低2ヶ所）
1ヶ所あたり4本程度

1cm
1cm
1cm
10cm
0.1m／分
1回
1rpm
1kg

記録様式
構造検査データシート
〃
〃
〃
〃
〃

管理方法

深度計
管理計器
速度計、回転計
回転計
管理計器

〃
〃

スラリー流量計
改良材供給ロードセル
テーピング
レベル測量

伝票台帳、受け払い表
キャリブレーション報告書
工事報告書
出来高管理図〃目視、オシログラフ
試験成績表
試験報告書

杭打設結果表又はオシログラフ
目視、オシログラフ
目視

写真、調査報告書〃

杭打設結果表又はオシログラフ

目視
〃

深度計

電流計、速度計

目視
傾斜計（管理計器）

ト ランシッ ト 、 テー ピン グカ 100セット毎に写真
ラーリボン付き目杭

テーピング
ストップウォッチ、目視〃
容積を計量できる容器

管理手段
テーピング
20kg分銅毎日
比重計
チェック ボーリング本
一軸圧縮試験
数
毎日
納品伝票
施工前
各管理計器、テーピング
施工中随時
テーピング
毎日
杭打設結果表、杭打設日

全数
1回/月

全数
全数
全数

全数

〃

〃

5kg

10cm

※着底管理方式での施工では、着底管理基準値以深とする。

搬入量と使用量
施工前キャリブレーション
施工中
施工中の工程管理

材料使用量管理

写真管理

設計強度

設計値以上
設計値±D／4
設計値－5cm
設計値以上
管理値±5%
350回／m
管理値±5%
管理値±5%
JIS規格
設計値±2%

開削調査 杭径
杭ピッチ
基準高
改良長
貫入、引抜速度
羽根切り回数
軸回転数
改良材吐出量セメントの品質
スラリー比重改良土の一軸圧縮試験

設計使用量以上改良材の使用量

改良体品質

材料品質管理攪拌混合の管理

出来形の管理改良材使用量貫入長、改良長の改良体の貫入長、改良長の管理 設計値以上
管理

現場の着底基準目視
0度±10分

杭芯セット
リーダの鉛直性

鉛直度管理

各打設毎
〃

施工前100セット毎1cm

設計値 ±2cm

基本測量、杭芯位置

打設位置

2分

施工前

測定頻度

施工前管理

測定単位
1cm
2kg
5cm
0.01m／分
1rpm
1ℓ／分

規格値
設計値 ±2cm
既知重量 ±2kg±10cm±0.05m／分
±2rpm
±2ℓ／分

管理内容

攪拌翼形状検査
計量器キャリブレーション
深度計キャリブレーション
速度計キャリブレーション
回転計キャリブレーション
スラリー流量管理項目

表-9.3.5 施工管理項目の詳細

スラリー系の場合

スラリー系の場合

スラリー系の場合
紛体系の場合スラリー系の場合

備考室内試験のうち最も重要な試験項目である一軸圧縮試験の品質管理基準および規格値の例を表-9.3.6 に示す。これを参考にボーリングの数量、一軸試験供試体作成本数を現場の土質条件、施工条件に応じて適宜設定する。ただし、各機関の基準において別途定められている場合は、その基準に従う。
採取された試料については目視観察を行い、未改良層や有害な亀裂などがないかどうかを確認することがまず大切である。また、一軸圧縮試験では、目標強度を満たしているか、あるいは強度に大きなばらつきがないか、等をできるだけ客観的に調べるため、供試体の採取
深度は無作為に設定するのが望ましい。
ラップ部の接合強度を適切に評価する試験法として確立したものはないが、斜めボーリング
によりラップ部をサンプリングし、ラップ面に沿ったせん断試験が試みられた事例がある。
表-9.3.6 深層混合処理工法の品質管理基準および規格値の例
試験項目

試験方法

一軸圧縮試験JIS A 1216

規格値
試験基準
① 各 供 試 体 の 試 験 結 果 改良体500本未満は3本、500は 改 良 地 盤 設 計 基 準 強 本以上は250本増えるごとに1
度の85％以上
本追加する。試験は1本の改②1回 の 試 験結 果は 改良 良体については、上、中、
地 盤 設 計 基 準 強 度 以 下それぞれ1回、計3回とす上 。な お、1回 の 試 験と る。ただし、1本の改良体では3個 の 供 試体 の平 均値 設計強度を変えている場合で表したものは、各設計強度毎に3回とする。
現場の条件、規模等により
上記によりがたい場合は監督員指示による。

（６）適用事例表-9.3.7 機械式攪拌工法（スラリー式）の適用事例概要
工事名称

長崎開地土地改良工事

事 業 主

建設省九州地方建設局

施工場所

福岡県大川市大野島長崎開地

工1996 年 3 月～9 月

期

工事目的

堤体の耐震対策（すべり防止）

改良土量

11,638m3

セメント添加高炉セメント B 種量(α)α＝190kg/m3

119

写真
真-9.3.1 施工
工状況

11.0

3.2

1.49

計
計画盛土

+1.50

TOFT工法
改良地盤

6.5

ｼﾙﾄ

7.99

粘土

砂

改良タイ
イプB

44.8

4.8

4.0

5.0

改良タ
タイプA

3.2

4.2

-5.0

図-9.3.12
図
対策策箇所横断図図等（単位：mm）

120

（７）変位低減型
型深層混合処処理工法
深層混合処処理工法ではは、施工時の 側方地盤へ影影響は比較的
的少ないが、 近接物など周周辺
環環境条件によよっては変位位抑制対策を講講じる必要ががある。
工
工法の概要
型深層混合処処理工法は、 従来の攪拌混合翼の上部部にスクリュー
ーを取り付け、、セメ
変位低減型
ン
ントスラリーのの注入量に相相当する地盤中
制的に排出すすることにより、、周辺地盤やや既設中の土を強制構
構造物に影響
響を与えることとなく施工す ることを可能にした工法でである。スクリュ
ューの形状はは、連
続
続型、断続型型、プロペラ型
型からなっていいる。
処理機を写
写真-9.3.2 に、地中変位測測定結果を図
図-9.1.13 に示
示す。
水平変位

標高
高（m） 地盤構
構成
A
AP+4.00AAP-1.1A
AP-3.2

-5

埋 土

0

0.44
4

3.30

-5

砂質土
土

10

5

15

(cm)
20

1.5m
改
改良域

傾斜計

-10
上部
部
粘性土
土

深-15
度

1.01

16.11

-20

(m)

A
AP-17.6
下部
部
粘性土
土

-25

-30

A
AP-24.9

砂質土
土

-35

凡 例
常型
通常
変位低
低減型

-40

写真-9.3.2 処理機

図-9.3.13 地中
中変位測定結
結果

低減型）
（変位低
工
工法の特徴
行い、施工時
時の周辺地盤 変位を低減ささせることによより、既設構造
造物に対するる近接① 排土を行施工が可可能である。
② 一般に排排出した土にに改良材が混混ざることがな
ないため、残土土として通常処処分可能でああるが、処分に関関しては排出出土の性状を調調査して慎重重に対処するる。
③ 排出量をを管理できる専用の施工管管理システムムを用いることとで信頼性の 高い施工を実
実現
できる。
施
施工順序
を図-9.3.14 に示す。
に
施工順序を

121

②貫
貫入・排土

③引抜
抜・スラリー吐出出・攪拌・排土（ほぐして排排土しながら貫入
入、先
端処理部分分のみ、下部吐出口よりスラリー
ー吐出し攪拌混合
合（上上部吐出口よりス
スラリー吐出し攪攪拌混合し引抜
抜きながら排
土を行う）
土

①位置
置決め

スクリュー装着
着攪拌軸

攪拌翼

下部
吐出口

引
抜

排出土
排

排出土

上部吐出口

貫
入
改良
良体

改良位置
置

下部
部吐出口

図-9.3.144 施工順序図（変位低減減型）（８）大径化施
施工
ブロック式ならびに接円
円式の改良形
形式の場合、大大径化施工をを採用する場場合もある。
深層混合処理理工法では、 設計法・改良
良原理などはは標準施工をベ
従来
スラリー系深
ベースとし、従の 2 軸機（ 1000mm×2）1）の径を拡大しし、攪拌翼径
径を 1200mm～～1300mm と することによりり改良
面
面積を大きくし、工期を短短縮でき、コス
ストも低減でききる工法を実用用化している。
。
良杭の例を表
表-9.3.8、施工工機を写真-9..3.2 に示す。また、施工機
機の組み合わわせの標準の改良
例
例を表-9.3.9 に示す。
改
CDM の例）
表-9.3.8 改良杭の例（
形

状

改良面積

 1200m
mm×2軸
1200

10000
2.17㎡/set

2200

ラップ長
長200ｍｍ 1300m
mm×2軸
1300

11000
2.56㎡/set

24000

ラップ長
長200ｍｍ

施工機
写真-9.3.2 大径化施

122

表-9.3.9 大径化施工機の組み合わせ（CDM の例）
改良径

深層混合処理機1200mm
×2 軸

20m 未満30m 未満75~90kW×2 軸

90kW×2 軸リーダー長 30m

リーダー長 40m

450~600kVA

600kVA

処理機用

200kVA

200kVA

プラント用

区分

発動発電機

3

セメントスラリープラント

バックホウ
深層混合処理機1300mm
×2 軸

発動発電機

備考

3

40m /h40m /h

3

0.6m

0.6m3

90kW×2 軸

90~110kW×2 軸

リーダー長 30m

リーダー長 40m

50~55t 吊60~65t 吊600kVA

600kVA

処理機用

200kVA

200kVA

プラント用

3

3

セメントスラリープラント

40m /h40m /h

バックホウ

0.6m3

0.6m3

また、従来の深層混合施工機とは異なる特殊な施工機を開発し施工能率の向上を図っている。
専用の処理機駆動部と特殊攪拌翼を装備して、2 軸大径改良（1500mm×2 軸）を可能とした施工機や、4 軸同時施工をすることにより、改良面積の拡大を図る施工機を開発している。
特殊攪拌翼による改良断面を図-9.3.15 に、4 軸同時施工による改良パターンを図-9.3.16 に示す。
いずれの場合も、施工機の特性に応じ、土質条件や改良深さ、改良仕様や現地の施工条件等を慎重に検討する必要がある。
100

1,400

1,500

1,400

1,400
2,900
改良断面（A＝3.5m3）

図-9.3.15 特殊攪拌翼の改良断面（ 1500mm×2 軸、CDM の例、単位：mm）

123

180
00(2200)
8000(1000)

2000～2500(222
200～2700)
1000～1500(121
200～1500)

2000(2400)
1000(1200)

2000～2500(2200～2700)

1800(2200)
800(1000)

注：
注 （ ）内はは， φ1200×44軸の値
図-9.3.16 4 軸同同時施工によよる改良パターーン（CDM の例、単位：mのmm）9.33.2 機械攪拌拌工法（粉体体式）（１）施工方法
施工フロー・手手順①施
標準的な施施工フローを図-9.3.17 に示
示す。

試料
料採取

室内配合試験
・ セ メ ント 種 類
・セ メン ト添
添加量

試験施工
改良体の強度、、施工性・改・着着底基準の設定
定など
施工管理
・材料計量
・ス ラ リー 吐 出 量・羽 根 切り回数
・改良深度
・貫 入、引 抜速 度
・着底性
・垂直性
・接合性

本

施 工

改良体の強度の確認
事後調査
リング）（チェックボーリ・一軸圧縮試験
験等

通常の施工
工
終

了

図-9 .3.17 施工フ
フロー

124

体を所定の位
位置にセットしし、攪拌翼を回転させなががら貫入･引抜抜きを行う。改改良材
改良機本体
はは通常引抜きき時に吐出しし、均一な地盤盤改良を行う。
。図-9.3.18 に施工手順をにを示す。

図-9.3.188 基本的な施施工手順②改
改良材の吐出出改良材の吐吐出方法は、貫入時吐出出と引抜き吐出出の二つの方方法がある。
本工法は、、砂質地盤をを対象にしていいるため中間間で硬質な層に当たる可能能性が多く、ここれを貫貫通しなけれればならないとときがある。ここのような場合
合は貫入スピーードが変動しし、メートル当たりの改
改良材添加量
量の調整が難難しくなる。ここれに対処する
るため、改良良材吐出量、速速度が一定にに制御でできる引抜きき時に改良材を吐出するこことを原則とすする。メートル
ル当たりの改良
良材添加量のの制御にに十分留意すすることが大切切である。
③硬硬質層の貫入入方法
液状化対策策として砂地地盤の改良を 目的とする本本工法では、粘粘性土地盤へへ適用する場場合に比比べて一般的的に貫入能率率は低くなる。 さらに中間でで N 値 20 程度以上の硬程硬質な層に当たたる場
合
合でもこれをを貫通しなけれ
ればならないとときがある。
このような場
場合、硬質層
層貫入用の装装備は常時用用意しておく等
等、現場に応応じたケースババイケーースの対策もも必要になる。
。
硬質層貫入
入用の装備ととしては、以下下に示すような
なことが考えらられる。
・図-9.33.19 に示す掘掘削ビットを軸軸の先端に取取り付ける。
・図-9.33.20 に示す超超硬チップを攪
攪拌翼に取りり付け、硬質地
地盤への食いい込みをよくすする。
また粉体式
式は、粉粒状
状の改良材を 直接原位置土と攪拌混合合するため強強度発現が早早く、打設設後時間が経経過した改良良体にラップしして打設する
る時に攪拌翼の貫入が難ししい場合があ
ある。こ

125

の
のような場合合は、後日打設
設する位置にに改良材を入れずに攪拌翼
翼を貫入する
る「空掘り」を施施した
り
り、遅硬性セメ
メントなどの使使用も必要にになる。

図-9.3
3.19 掘削ビッット

図-9.3..20 超硬チッップ（２）施工仕様
改良深度①改る。
スラリー式と同様である②オ
オーバーラッップ打設
基本的にはは、スラリー式
式と同じであるるが、粉体式
式では一般的な地盤であれ
れば垂直性をを保つ
た
ための補強管管は必要ないい場合が多い 。
③平
平面配置計画
画（格子状改改良の場合）
スラリー式と同様である
る。
④使
使用材料
、普通ポルトラ
ランドセメント
ト、高炉セメンント B 種、高炉
炉セメント C 種
種、セメント系
系固化
セメントは、剤
剤の中から最最適な種類を選定する。
オーバーラ
ラップ部の施工性向上のたため、必要にによって遅延剤
剤を使用する
る。遅延剤の種
種類を表
表-9.3.2 に示示すが、その使使用量についいては事前の試験により強強度の発現傾傾向を把握して
て決定
す
する。
⑤室
室内配合試験
験
スラリー式と同様である
る。
（３）施工機に種類と組み合合わせを示す。
。
表-9.3.10 に施工機の種
図-9.3.21 に施工機の概に概念図を示すす。

126

表-9.3.10
表施施工機の種類
類と組み合わせせDJM-1070
D

DJM-20770

DJM-2090

DJM-2110

数

単軸

2軸

2軸

2軸

最 大 施 工 深 度

20m

26m

33m

33m

スキ
キッド式:24t

クローラ式
式:70t

クロ
ローラ式:88t

クローラ式:93t

リーーダー長:26m

リーダー長:26m

リーダ
ダー長:42m

リーダー長:3
39m

処理機出力
処

処理機出
出力

処理機出力

処理機出力
力

70
0kW（油圧）55kW×22

90kW×2
9110kW×2
2

125kVA

300kVAA

350kVA
3

500kVAA+60kVA+60kVAA+60kVA++60kVA
A

機種
軸

処

発

理

動

機

本

発

電

体

機
ウ

0.6m

0.6m

0.6m

0.6m3

改 良 材 供 給 機

2m3×1

2m3×2

2m3×2

3.5m3×2
2

改

ロ

30t

30t

30t

30t

レ シ ー バ タ ン ク

3

4m ×1

3

10m ×1
1

3

10m ×1

10m3×1

3
10.5m
1
×1

10.5m3×2
×10.5m3×2

10.5m3×2
2

バ

空

ッ

良

気

ク

材

ホ

サ

圧

イ

縮

機

3

3

3

**粉体噴射攪攪拌機には、改改良材供給機機、改良材ササイロ、空気除除湿機、空気気槽、施工管理理計、制御盤等をを含みます。

図-9.33.21 施工機概概念図（４）施工管理、出来高を直直接肉眼で観観察しながら施施工することがができないた め、施工管理
理は各
本工法は、
種
種計測器によよる計測管理理が主体となるる。
主な施工管
管理項目を以以下に示す。

127

①改良材供給量（各軸ごとに管理）②貫入･引抜速度③攪拌翼回転数④改良深さ⑤攪拌機電流値⑥ベースマシーンリーダー垂直性
これらの施工管理項目のうち、①～⑤の項目は他の地盤改良工法と同様に最小限必要であるが、この他に改良壁体としての一体性と止水性を考慮した接合部の管理として、ベースマ
シーンリーダーの垂直性（⑥）を管理する傾斜計が必要である。
図-9.3.22 に施工管理項目を示す。

現 場

計測方法

計測項目

トランシット

位置決め

傾斜計

傾斜角度

電流計

攪拌機電流値回転計

攪拌翼回転数

深度・速度計貫入・引抜深度攪拌混合の管理攪拌機深度

着底層の管理改良材供給量

投入量の管理管理 項 目

改良柱体の位置の管理

改良機本体

ロードセル
演算機

改良材供給機瞬間吐出量

ﾌｨｰﾙﾄﾞﾎｲﾙ回転計

ﾌｨｰﾙﾄﾞﾎｲﾙ回転数

圧力計

搬送空気圧力流量計

搬送空気流量

図-9.3.22 施工管理
（５）事後調査（チェックボーリング）
スラリー式と同様である。

128

改良材供給の管理（自動制御）

9.33.3 高圧噴射
射攪拌工法
高圧噴射攪
攪拌工法の原
原理は、先端端モニターのノノズルから水平平方向に固化
化材スラリーをを高圧でで噴射させなながら回転・引引き上げることとにより、対象
象土の固化材
材を強制的にに攪拌し、液状状化層をを固結するもものである。
高圧噴射攪
攪拌工法は、、噴射の方法法によって単管
管工法、二重重管工法、三 重管工法の３つに大大別される。施施工仕様など
どのおおまかかな分類の例をを表-9.3.11 に示す。に（１）施工方法
単管工法によよる施工フローー・手順①単図-9.3.23 に固化材･配に
配合水の一般的的な流れをフフローシートにに示す。
図-9.3.24 に施工手順のにの例を示す。

出 荷 基 地固化
化材ローリー車
車 （固化材トラ
ラック）

固 化 材 サ イ ロ（またたは固化材架台
台）

水 供

給 口
（水中ポンプ）

水 タ

ン ク（水中ポンプ）

固固化材計量装置
置

水 計量
計 装置

（固化材
材計量）

ミ キ サ ー （ 固 化 材混
混合）

ア ジテ
テー タ（攪拌 調整）
調ス）（ サ ク シ ョン ホ ース
流量
量計 （流 量管 理）
理（ サ ク シ ョン ホ ースス）
高圧
圧ポン プ（ 送 液）
液
（高圧
圧ホース）
造 成マシ ン

図-9.3..23 施工フロ
ローの例

129

130

表-9.3.11 高圧噴射攪拌工法の分類と適用の例

図-9.33.24 施工手順
順の例
②二二重管工法おおよび三重管管工法による施施工フロー・手手順
施工フローーチャートを図
図-9.3.25 に示示す。
図-9.3.26 に二重管工法に法の施工手順順の例を示すす。また、図-9.3.27 に三重重管工法の施工
工手
順
順の例を示す
す。

①据
据 付
マシン
ンを所定の施工
位置
置に据え付ける。

②削 孔に
地質 条件 に応じたロッド
回転 と ストロロー ク速度 で
計画 深度 ま で削孔 する 。

③噴射テスト工
ルボール
削孔後，スチール
投入，回転速度，引き上噴射テ
げ時間を設定し，噴
ストする。

ル施工
④パイル
所定の引
引き上げ時間およびノズルの回転により，パイルを造成する。

⑤ロッド引き抜き洗洗浄造成完了後，二重管
管ロッ
ドを地上まで引き抜抜き，管内を清水により洗洗浄する。

ラフテレー ンクク レー ン
超高圧硬化材超
二重管スイベル
ル

マ
マシン

二重管
管

圧縮空気
圧

モニター
改 良 範 囲図-9.3.26 二二重管工法施施工順序の例例131

＜二重管工法＞
超高圧硬化材液＜三重管工法＞

両 工 法 共 通
硬

圧縮空気

空 気

混合材

エ
ア
ー
コンプレ ッサー

化

材

セメント

超高圧噴流水

水

混和剤

サ イ ロ

水 槽

スク リュー
コンベア

水 中
ポ ンプ

セ メ ン トスラリ ープラント
流 量 計

超高圧ポンプ（スラ リー用）

グラ ウト
ポンプ

超高圧
ポンプ
（清水用)

二 重

三 重

管

管

造

成

工

排 泥 液
バキ ュー ム ポ ンプ
排泥ピット
サ ン ドポ ンプ
コ ンテナ車バキ ュ ー ム車

汚 水処 理 機
コ ンテナ車

ショ ベ ルダン プ ト ラ ッ ク

産 業 廃 棄 物 処 理 場

主とし て 二重管工法
主とし て 三重管工法

図-9.3.25 施工フローチャートの例

132

図-9.3.277 三重管工法
法施工順序のの例（２）施工仕様
び改良仕様等
等① 適用および表-9.3.11 に示しているには省略するが、、表-9.3.11 に記入されていにいる値は仕様様の一のでここでは部部であり、土質
質によって適適用や仕様がが変動するため
め検討が必要要である。
② 材料
攪拌工法は、噴射時間（固固化材混入量量）で改良作業業を行うため 、安定性の高
高い材
高圧噴射攪
料
料の供給が必必要である。一般には、セ
セメントまたはは専用の固化
化材を土質･地
地域･目的等にに応じてて使用する。
③ 標準配合標準配合の例
例を表-9.3.122、表-9.3.13 に示す。
に
一般的な標
配合水量に
については、セメント等の比比重を試験成成績書にて確確認の上、施工工を行う。
法の標準配合合の例（1m3 当たり）
当
表-9.3.12 単管工法
使 用 材 料

重量（kg
g）

普通セ
セメント

760

混 和 剤

5

水

758

合計の
の重量

1,523

133

表-9.3.13 二重管工法および三重管工法の標準配合の例（1m3 当たり）使 用 材 料重量（kg）

普通セメント

760

混 和 剤

12

水

750

合計の重量

1,522

（３）施工機① 単管工法の施工機
単管工法の施工機の例を表-9.3.14 に示す。
他工法についても基本的な組み合わせは同様であり、削孔・造成機械、作液機械、管理機
械が主な構成となる。また、同工法のプラント配置例を図-9.3.28 に示す。
表-9.3.14 単管工法の施工機の例
機

械

名

仕

様

容量

寸法

（kW）

W×L×H(m)

重量(kg)

超高圧ポンプ

20Mpa 80 ℓ/分

55.0

2.2×1.5×1.3

2,500

ボーリングマシン

5.5kW 級

5.5

1.4×1.0×1.6

565

グラウトミキサー

500 ℓ×2 槽

16.0

2.3×1.4×1.5

1,100

グラウトミキサー

500 ℓ×1 槽

8.0

1.6×1.0×1.5

560

アジテーター800 ℓ～1,000 ℓ／槽

2.2

1.0×1.0×1.0

500

固化材サイロ30ｔ移動型

15.0

5.0×2.5×2.5

4,500

14.0

－

2,800

－

3.5×10×0.5

4,500

3

集中プラントミキサー1.0 m

アジテータ 1.5 m3

水槽
流量計

0～120ℓ/分－

水中ポンプ

 50mm

1.5

134

60

ボーリングマシン
スイベル
水タンク
バキューム車

水中ポンプ

10～8m

超高圧ポンプ（硬化材用）
流量計
泥液ピット
セメ ントサ イロ

NCV

集中プラント20～15m

図-9.3.28 プラント配置の例② 二重管工法および三重管工法の施工機
表-9.3.15 に二重管工法および三重管工法の施工機の例を一覧に示す。工法により組合せが若干異なるが、単管工法と同様に、削孔・造成機械、作液機械、管理機械が主な構成となる。また、図-9.3.29、図-9.3.30 に二重管工法および三重管工法の施工プラント配置の一例を示す。

ラ フテレ ー ン クレ ー ン
混和剤

セメントサイロ7m

30 t

二重管スイベル

セメントスラリー
プラント

1 2㎥/h

超高圧
ポンプ

流量計

マシン

バキ ュー ム 車

二重管ロッド

水槽5㎥

水中ポンプ

発電機
150kVAエアー
コンプレッサース ラ イ ム ビ ット

15m

図-9.3.29 二重管工法標準施工プラント図の例

135

表-9.3.15 二重管工法および三重管工法の使用機械の例
形 状(m)
機 械 名

規

格

動 力
重 量（kg）

幅×長×高

(kg)

二重管

三重管

ボーリングマシン

掘進 500m

1.16×2.24×1.59

1,950

11.0

△

〇

ボーリングポンプ

210ℓ/分 2.2MPa

0.72×2.35×1.12

625

11.0

△

〇

二重管マシン

堀進 500m 自動引上げ式

1.60×1.80×2.33

1,500

11.0

〇

三重管マシン

5～6rpm 掘進 500m

1.17×2.15×1.45

1,500

11.0

〇

〃

削孔兼用機

1.34×2.15×1.64

3,300

11.0

△

超高圧ポンプ60ℓ/分 20MPa

1.50×2.20×1.25

2,500

55.0

〃

70ℓ/分 40MPa

1.50×2.20×1.25

2,500

55.0

〇

〃

100ℓ /分 40MPa

1.50×2.20×1.25

2,000

75.0

△

グラウトポンプ

200ℓ/分 5MPa

1.25×2.00×1.10

1,800

22.0

〇

12m3/h

2.10×2.75×2.40

2,950

5.2

〃

24m3/h

2.20×2.80×2.55

2,400

14.0

流 量 計

120ℓ/分

1.00×0.50×0.70

150

－

〃

200ℓ/分

1.00×0.50×0.70

130－

0.98×1.87×1.08

930（39.0）

1.60×4.00×2.00

3,300（140.0）2.60×2.60×8.51

6,500

15.0

〇

〇

セメントスラリー
プラント

エアコンプレッサー 5Nm3/分 0.7MPa3高圧コンプレッサー 18Nm /分 1.05MPa

〇

〇

〇
〇

〇
〇
〇

〇
△

セメントサイロ30t

サンドポンプ

口径 100mm 強力型

190

11.0

△

〇

〃

口径 100mm 超強力型

400

22.0

△

△

移動型

20m3/h

1.06×2.46×1.48

1,300

15.4

△

△

口径 50mm

0.21×0.42

30

1.5

〇

〇

水槽

5m3

1.22×3.16×1.58

1,300

－

〇

〇

〃

20m3

2.00×6.00×2.20

2,700

－

△

〇

バキュームポンプ
水中ポンプ

バキューム車

小型車 大型車

〇

〇

コンテナ車

大型車

○

〇

クレーン車

ﾗﾌﾀｰｸﾚｰﾝ 20t

○

〇

(防音型)

〇

〇

発電機

〇通常使用

△特殊使用

136

ラ フ テ レー ンク レー ン
混和剤

セメントスラリー
プラント

セメントサイロ30 t

1 2㎥/h

流量計

三重 管スイ ベル

グラウト
ポンプ

マシン

10m

コ ン テナ 車
水槽
2 0㎥

超高圧
ポンプ

水中ポンプ

45kVA

ボーリングポンプ

エアー
コンプレッサー

発電 機

発 電 機
200kVA

水槽
5㎥

スライ ム
ピ ット

サ ンド ポ ン プ
三 重 管 ロ ッド

ボーリングプラント（3m×5ｍ）

15m

ボーリング
マシン

図-9.3.30 三重管工法標準施工プラント図の例③ 施工マシン
施工マシンには、重量が 0.5～3.0ｔ程度のボーリングマシンを用いる。施工時の空頭制限は使用するマシンによって異なるが、3.0～5.5m 程度である。空頭制限の条件では、標準の施工にてクレーンを用いる工法については別途検討が必要である。
（４） 施工管理① 固化材管理
固化材はセメント系のものが一般的である。その管理は、搬入車輛ごとの材料の入荷伝票による数量確認と写真撮影により管理する。また、材料の使用量については日々の作液バッ
チ数をもとに確認し、材料受払帳にて管理する。
固化材の品質は、出荷管理基準と月毎の試験成績表の提出で行う。
② レベル管理施工深度は、施工基面（機械設置位置の高さ）を基準として、所定の計画深度を決定し、適時、ロッド全長･機械高･ロッド残長を検尺する。
③ 噴射時間管理
最近の造成機械は、ロッド回転数や引き上げ時間の設定が自動化されているものがほとんどであり、これにより管理を行う。ただし、ロッド回転数および引き上げ速度は、適時ストップウ
ォッチ等にて確認を行う。

137

④ 吐出圧力･流量管理
圧力計および流量計により管理する。
⑤ 施工管理表
表-9.3.16、表-9.3.17 に単管工法、二重管工法、三重管工法の施工管理表の例を示す。
表-9.3.16 単管工法の施工管理表の例
施 工 管 理 フ ロ ー チ ャ ー ト
プ ラ

項 目

管理方法

材 料 受 払○搬入材料、伝票の ○搬入材、使用確認

材、残材料等の数量チェック

管理基準○材料ミルシート
写真撮影、納品
伝票類○材料集計○残材数量等の確認

材 料 配 合○標準配合・現場配 ○混合配合材の ○マ ッ ド バ ラ ンス

ポ ンプ 類 運 転 操 作○ポンプ操作の監視 ○作動状況の

合の確認

チェック

作動状況異常異常の監視

音のチェック

理

側 施 工
方

管 理
管

法

○削孔位置精度の確 ○事前に地表マーキング
認○マーキング○埋設物の確認理

基準○左右前後に±2cm以内○垂直精度の確認○水準計、スラ ントルール等による ○下げ掘り左右前後±0.5°以内
観測○削孔深度の確認○ロッド数等の準備、確認○設計値以上○削孔状況からの異常観察記録

20 MPa 、
40 MPa 、
35 ℓ／分、
80 ℓ／分、
10 0ℓ／分
常時○標準噴射条件
所要回転速度
圧力・流量○所要造成条件の確 ○土質状況に応じた回転数○設定条件の引上げ
認○造成位置周辺等の ○造成中のスライム排出状況○造成中の逸泥及び異常等の観察
視察○施工中の動態観測○近接構造物等変位○第三者に対する安全確認○造成深度確認

ス トップ ウォ ッチ
圧力計・流量計
スライム排出状況の確認

排泥 処理作 業○ロッド長のチェック（残尺チェ ック）
○造成深度確認○未改良部の処理○ロッド引抜き孔の硬化材充填確認○専用器具、機械の点検確認○管内残留硬化材の洗浄チェック
噴射ノズル摩擦チェック
ロ ッ ド・スイベル・ホース等の系
統確認

○現場清掃

○残材、残泥排水等の処理点検業

その他プラント内

管

作

流量計

目

造 成

圧力計

項

体 の

チェック

単位吐出量の確認

理

改 良

硬化材チェック

圧力の確認

管（1回／日）○混合材料の軽量確 ○ミキサー内の
認

現 場

工 管 理
機械施工準備 削孔作業

管 理

ン ト 側 施10.r.p.m ～ 20.r.p.m
20MPa、 40MPa
35ℓ ／ 分、80ℓ ／ 分、100ℓ ／ 分
常時・噴泥、許可車両、処分他○設計値○設計値以上○排泥液処理の確認 ○産廃業者の運 ○その都度搬及び許可書等のチェック○運搬経路等の点
検追跡調査（５） 品質管理① 室内配合試験（六価クロム溶出試験）
六価クロム溶出試験については機械攪拌工法と同様とする。
なお、単管工法のうち単管の先端に攪拌翼（直径 0.6m 程度）を装着した機械攪拌併用高圧噴射攪拌工法については、事前に固化材と現地試料にて供試体を作製し、一軸圧縮試験を実施し、その結果より適正な固化材混入量を決定する工法もみられる。
②施工管理項目「関東地方整備局土木工事施工管理基準及び規格値」（平成 27 年 4 月）の固結工の記述等を参考に、実際に施工した改良杭にてチェックボーリングを実施し、改良天端高･下端高のチェックおよび改良強度･効果の確認を行う。おおよその管理基準の例を表-9.3.18 に示す。

138

表-9.3.17 二重管工法および三重管工法の施工管理表の例
プロセスチャート
二重管

三重管

杭 芯 出 し
GH配置

管理方法

位

置

±10cm以内

スケール（マーキング）

物

管理者立会

目

削 孔 角 度

±0.5°以内

水準計，スラントルール

〃

深 度

設計値以上

ケーシング長･テープ

埋

設

頻度
各

視（マーキング）

孔
－

各

孔
〃

深

度

設計値以上

ロッド長･テープ

各孔

ｹｰｼﾝｸﾞ引抜

深

度

設計値以上

ケーシング長･テープ

各

孔

角

度

±0.5°以内

水準計，スラントルール

各孔

削 孔 角 度

±0.5°以内

水準計，スラントルール

各

孔

〃

設計値以上

ロッド長･テープ

削 孔

噴射テスト

超高圧水

圧 縮 空 気

化

管理基準

三重管挿入

マ シン設置硬管 理 項 目

回

深 度
転

数

二重管

10rpm以内

三重管

6rpm以内引 上 時 間設

圧

力35MPa以上

流

量

70ℓ/分

圧

力

0.6～0.7MPa

流量

1.5N㎥/分以上

配合

比重±0.05以内

圧

力

材
流

量

計

ストップウォッチ

各

〃

値

孔

〃

圧

力

計

常

時

圧

力

計

常

時

比

重

計

1回/日
常

時

各

孔

18MPa以上
2MPa以上

圧

力

計

三重管
二重管

60ℓ/分以上

流

量

計

二重管

〃

三重管

140,180ℓ/分以上
回 転 引 上排 泥 処 理

回

転

数

二重管
三重管

10rpm以内
6rpm以内ストップウォッチ

引 上 時 間設 定 値

スライム状況

常時噴泥

目

許可車輛･処分地

許

処

分

地

〃

可

〃
視

常

時

証

随

時

引 抜 き

ロッド本数

ロッド本数･テープ

各孔

穴埋め，洗浄点 検 確 認

目

各

孔

共通

三重管

二重管

139

視

表-9.33.18 管理基準
準の例
管理
理項目
改
改良径

コア
ア採取

改良
良強度

基

準

備

1000 本に１ヶ所。100 本以下はは 2 ヶ所測定。1 ヶ所に 4 本測定。
本考

掘可能な深ささと条
試掘件

改良
良体 500 本未
未満は 3 本、5000 本以上は 250
2 本増えるごごとに 1

短期
期材令、低改改良強本追追加する。試験
験は 1 本の改改良体についてて、上、中、下下それぞ度にに留意することとれ 1 回、計 3 回とする。ただしし、1 本の改良良体で設計強度を変

成形
形等を行う

えて
ている場合は、、各設計強度 毎に 3 回とすする。

採取
取コアを用いるる※現場の条件、※、規模等により上記によりがたたい場合は監督
督職員の指示にによる。

9.33.4 注入工法
法
注入工法にには、地下工工事等での補補助的な遮水目的に用いらられる工法かから貯水ダムのの基礎
処処理に用いらられる工法なならびに液状化化対策に特化化した大型のの浸透改良のの工法まで様々々ある。
おおおまかな区区分の例を表
表-9.3.19に示すす。
表--9.3.19 注入
入工法のおおまかな区分のの例

140

（１）施工方法
注入工法の施工は、一般に図-9.3.31のようなフローに従って実施される。

設

計

事 前 調 査・土質調査
・環境調査
・周辺施設調査

施 工 計 画・ステップ長・材料の品質確認
・材料の流通経路

・注入順序
・削孔および注入管の設置方法
・打設配置の設定

NO

室内注入試験
・材料配合
・注入速度
・注入圧力

YES
現場試験施工施 工 管 理NO・材料管理
搬入時の数量確認
・使用数量の管理
流量積算計，残数量管理
・注入量の確認
流量圧力記録計，チェート紙・注入（削孔）時の管理
注入順序，削孔深度，注入深
ステップ数
注入流量，注入圧力・異常の監視および措置
・注入削孔等機械設備の管理

注入効果の確認

YES
実

施

工

補 足 注 入NO

注入効果の確認
・改良範囲
・改良強度

環境監視，保全
近接構造物，地下埋設物
水質検査等

YES
終

了

図-9.3.31 施工フローチャートの例

141

二重管ダブルパッカー方式の施工手順の例を図-9.3.32 に、浸透固化処理工法の施工手順の例を図-9.3.33 に示す。これらは、ゲル化（硬化）時間の長い注入材による浸透注入を行う工法である。
１

２
削

孔

３
作

４

５

６

業
注

入

作

業

自動引抜機
ﾄﾞﾘﾘﾝｸﾞﾏｼﾝ

改良範囲
ﾏﾝｼｪｯﾄﾁｭｰﾌﾞﾀﾞﾌﾞﾙﾊﾟｯｶｰ

削 孔ｹｰｼﾝｸﾞ

所定深度迄削孔

ｽﾘｰﾌﾞ 液 に よ り 孔 内 充 填

ﾏﾝｼｪｯﾄﾁｭｰﾌﾞ 建 て 込 み
ｹｰｼﾝｸﾞ 引 抜 き
ｽﾘｰﾌﾞ 液 の 養 生

先 端 にﾀﾞﾌﾞﾙﾊﾟｯｶｰ を２次注入

装 着 し た 注 入ﾎｰｽ を
建て込み１次注入（ＣＢ）
引 抜 き は ３ ３ ． ３ ㎝ﾋ ﾟ ｯﾁ で自動引抜機を使用

図-9.3.32 二重管ダブルパッカー工法による施工手順の例

図-9.3.33 浸透固化処理工法による施工手順の例

142

注入完了

（２）施工仕様① 使用材料砂質土や礫質土の間隙への浸透を行う工法であるため、浸透が可能か否かの判断が大切である。一般には下記のような適用が行われる。
・二重管ダブルパッカー工法：超微粒子セメントまたは特殊シリカ系とする・浸透固化処理工法などの工法 ：溶液型特殊シリカ系注入材とする② 適用地盤砂質土や礫質土の間隙への浸透の判断は、土の細粒分含有率（FC）をもとに判断する。粘土分やシルト分は浸透を阻害するため、これらが多い土質では適用が困難となる。
・二重管ダブルパッカー工法で超微粒子セメントを用いる場合：細粒分含有率 FC≦10%以下
・溶液型特殊シリカ系注入材を用いる場合：細粒分含有率 FC≦40%以下③ 注入孔間隔
注入孔間隔は、これまでの実績や実験などから経験的に得られた数値によっている。下記
は目安であり、可能であれば現場での試験施工などにて確認が望ましい。
・二重管ダブルパッカー工法：注入孔間隔 1.0～1.5ｍ程度

・浸透固化処理工法などの工法 ：注入孔間隔 2.0ｍ程度④ 改良率
溶液型注入材料を用いた既往の実験では、改良率 70％以上にて液状化しない結果が得られている。しかし、注入圧力による砂質土の間隙への浸透注入改良であり、改良施工後も対象地盤の変化や不均一さが受け継がれている。原地盤を強制的に攪拌混合する工法とは工法原理が大きく異なっており、一様な連続体との評価は難しい。このことを考慮して、改良
率は 100％を基本とする。
（３）施工機二重管ダブルパッカー方式において、削孔に使用する機械構成の例を表-9.3.20 に、注入に使用する機械構成の例を表-9.3.21 に示す。

143

表-9.3.20 削孔使用機械構成の例
名

称

仕

様

備

考

ドリリングマシン（クローラ式）

100PS

自走が可能な場合

ドリリングマシン（スキッド式）

55kW

足場上など

ボーリングマシン

油圧式

狭隘や空頭制限の場合

送水ポンプ

100ℓ/min

スリーブミキサー

300ℓ 2 槽

スリーブ循環ポンプ

100ℓ/min5m3

水タンク

表-9.3.21 注入使用標準機械構成の例
名

称

仕

様

備

考

0～20ℓ/min×2

注入ポンプ

グラウトミキサー

300ℓ 2 槽

超微粒子セメントの場合

ミキシングプラント

5,000 ℓ

特殊シリカ系材料の場合

0～60ℓ/min

注入量測定

1.4MPa

注入パッカー加圧用

2

注入ホース引上げ用

インジェクションポンプ

電磁流量計
パッカー加圧ポンプ
引上装置

0.3t/mベビーコンプレッサー3

0.28m /min

ホースプラー作動用

送水ポンプ

100ℓ/min

注入管水洗い用

水タンク

3

5m

二重管ダブルパッカー工法に使用する削孔工と注入工の施工機の例を図-9.3.34 および図-9.3.35 に示す。

144

図-9.3.344 削孔工施工機の例

図-9.3.355 注入工施工機の例（４）施工管理指針基準類① 適用する指
液状化対策策目的の注入入工法の位置
置づけは薬液液注入工法と少少し異なるがが、施工の管理理を行ううにあたってはは「薬液注入入工法による建建設工事の施施工に関する暫定指針」（ 昭和 49 年 7 月 10145

技発第 160 号）ならびにに「薬液注入工工事に係わる施工管理等にについて」（平平成 2日建設省官技年 9 月 18 日建設省大臣
日臣官房技術調 査室長通達））を参考とするる。
管理② 施工中の管
注入効果にに大きな影響
響を及ぼす注
注入孔間隔、注
注入順序、注
注入圧力、注入
入材の品質にについてては、十分な
な管理を行う必必要がある。
注入材の注
注入計画範囲囲外への逸走走、近接構造
造物の損傷防防止に努めるととともに、環境
境条件にによっては騒
騒音、振動面ででも配慮をははらう必要があある。
③ 注入効果のの確認
攪拌工法のの改良土とはは異なり、チェェックボーリングによる良好
好なコアサンプ
プリングが難ししい工法法である。また
た、注入工法法が採用に至至る条件のひととつに鉛直方方向の削孔がが困難な場合合があり、こ
このような現場場では鉛直方方向のチェック
クボーリングがが困難である
る。
改良後のササンプリングコ
コアを用いたた一軸圧縮強強度試験結果を効果確認のの基本とする
るが、これれが困難な場
場合には、削削孔による判定
定試験や未対対策地盤とのの成分差によよる判定などをを行い確確認する。
ーリングの本
本数などは「関関東地方整備備局土木工事施施工管理基準
準及び規格値値」
チェックボー（平成 27 年 4 月）の固結工工の記述等をを参考とし、監監督職員と十十分に協議の上上で管理する
る必要
が
がある。

9.4 鋼
鋼材を用い
いた対策工法9.44.1 鋼材工法
法
本工法は、
、鋼矢板、鋼
鋼管矢板、鋼管
管杭、あるいはこれらの鋼鋼材に排水部
部材を取り付けけた排水
水機能付き鋼
鋼材を堤防盛盛土ののり尻ななどに打ち込込み、盛土のす
すべり破壊をを防止するととともに、
液液状化による
る盛土直下おおよび周辺地盤
盤の強度低下下に伴う側方方流動を防ぎ 、盛土の沈下
下変形をを抑制する工工法である。
排水機能付付き鋼材ではは、排水部材ににより地震時時の鋼材周辺の過剰間隙水
水圧の上昇をを抑制しし、鋼材周辺
辺地盤の剛性を保持するこことにより一層層の効果が期待できる。
本工法にはは以下のような
な特徴がある
る。
・施工機
機が簡易でありり、工期も短いい。
・施工条
条件に応じた施
施工機、施工工法を選択すすることにより、、環境に配慮
慮した低振動・低騒
音でのの施工、また、狭い場所、既既設構造物にに近接した場
場所、橋梁桁 下などでの施
施工が
可能で
である。
・既設の
の堤防に対してて、堤防を切切削することななく対策を行うことができる。
。

146

（１） 施工方法
法
鋼矢板の施施工に用いらられている工法
法には、以下下のようなものがある。
･ハンマによる打撃工
工法
ロハンマによる振動工法
･バイブロ
･圧入機
機による圧入工
工法･オーガ
ガー併用工法
一般的にはは、バイブロハ
ハンマによる
る振動工法、圧圧入機による
る圧入工法がが多く用いられれているる。
ハンマによる振振動工法
・バイブロハバイブロハ
ハンマによってて発生する鉛
鉛直方向の起振振力を鋼矢板
板、鋼管矢板
板等の鋼材に伝え、
鋼
鋼材周面およよび先端の土
土の抵抗を減減少させ、バイイブロハンマとと鋼材の自重重によって鋼材材を打ちち込む工法でである。施工能能率が高く、ままた、施工条
条件に応じて様
様々な機種ががある。
・圧入機にによる圧入工法
法
既に打ち込
込んだ鋼矢板
板、鋼管矢板等等で反力をととり、油圧等にによって鋼矢板
む工法
板を押し込むでである。機械
械本体がコンパ
パクトで狭い場
場所での施工工に適し、騒音･振動の心心配も少ないため、
都
都市部での施施工など、近年
年、適用が増増加している工工法である。
一般的な施施工手順なららびに留意点 を以下に示す
す。
a)打ち込みみ法線の設定定打ち込み法
法線とは鋼材
材を打ち込むむための基準線線のことで、河河川堤防の対対策に用いるる場合にには鋼材の中中心線にとるこ
ことが望ましいい。
b)導枠工
ち込み位置のの確保と施工 時の安定性のの確保のため
めに設ける。
正確な打ち図
図-9.4.1 導枠
枠工の例

147

c)建て込み
建て込み作業は、先に建て込んだ鋼矢板に継ぎ手をかみ合わせて、鋼矢板が傾斜したり位置がずれないように所定の高さまでおろしていく作業である。
鋼矢板の建て込み作業では、極力斜め引きを避け、ねじれや継ぎ手部の損傷のないように注意しなければならない。また、排水機能付き鋼材の場合には、排水部材を損傷しないように留意する必要がある。
d)打ち込み鋼矢板の打ち込み方法は、同時に打ち込む枚数によって 1 枚打ちと 2 枚打ちがある。また、
打ち下げの方法によってびょうぶ多段打ちと単独打ちに分けられる。バイブロハンマによる振動工法および圧入機による圧入工法では 1 枚打ちが普通である。2 枚打ちはハンマによる打撃工法による場合であるが、1 枚打ちにくらべハンマが大型になることがあるが、傾斜･回転･
蛇行が少なく打ち込み能率を上げることが可能である。
（２）施工仕様・適用地盤および打ち込み長さ
鋼材の打ち込みにおいては、適用地盤の条件、打ち込み機械の能力、鋼材の型式･長さなどを考慮する必要がある。電動バイブロハンマを用いた場合の打ち込み長さを表-9.4.1 に、油圧式バイブロハンマを用いた場合の打ち込み長さを表-9.4.2 に、油圧圧入機を用いた場合の地盤の最大 N 値と打ち込み長さの関係を表-9.4.3 に示す。
表-9.4.1 鋼矢板の打ち込み長さ（電動バイブロハンマ）
鋼矢板種類
鋼矢板型式
バイブロハンマ
打込長 単独施工(m)
ウォータジェット
併用施工

IA型

II型

普通
III型

IV型

VL型

IIW 型

広幅
IIIW 型

IVW 型

10H型

25H型

6以下

15以下

19以下

25以下

25以下

15以下

19以下

25以下

15以下

19以下

-

15以下

19以下

25以下

25以下

15以下

19以下

25以下

19以下

25以下

広幅(ハット形)

表-9.4.2 鋼矢板の打ち込み長さ（油圧式バイブロハンマ）
鋼矢板種類
鋼矢板型式
バイブロハンマ
打込長 単独施工(m)
ウォータジェット
併用施工

IA型

II型

普通
III型

IV型

VL型

IIW 型

広幅
IIIW 型

IVW 型

10H型

25H型

-

15以下

19以下

25以下

25以下

15以下

19以下

25以下

15以下

19以下

-

15以下

19以下

25以下

25以下

15以下

19以下

25以下

19以下

25以下

148

広幅(ハット形)

表-9.4.3 鋼矢板の打ち込み長さと最大 N 値の関係（油圧圧入機）
鋼矢板種類
鋼矢板型式
N max≦25
打込長
N max≦50(m)
N max≦180

IA型
10以下
12以下
10以下

II型
15以下
18以下
15以下

普通
III型
20以下
20以下
20以下

VL型
25以下
25以下
25以下

IV型
25以下
25以下
25以下

IIW 型
12以下
14以下
12以下

広幅
IIIW 型
25以下
25以下
25以下

広幅(ハット形)

IVW 型
25以下
25以下
25以下

10H型
12以下
14以下
12以下

25H型
25以下
25以下
25以下

・使用材料
a)鋼矢板
使用する鋼矢板は、JIS A 5523 に準拠するものとし、機械的性質および化学成分は表-9.4.4、表-9.4.5 のとおりである。
表-9.4.4 鋼矢板の機械的性質
シャルピー吸収エネルギー (J)
引張
降伏点

規格
強さ
記号

N/mm2

N/mm2

伸び
試験片
％

450

295

1A 号

18 以上

以上

以上

14B 号

24 以上

試験

標準
サブサイズ試験片

温度

試験片

(℃)

10×10mm

10×7.5mm

10×5mm

0

43 以上

32 以上

22 以上

試験片
および
試験片
採取方向

SYW295
490

390

1A 号

16 以上

以上

以上

14B 号

20 以上

V ノッチ
圧延方向

SYW390

表-9.4.5 鋼矢板の化学成分

規格記号

SYW295SYW390炭素当量

化学成分 (%)

(%)

C

Si

Mn

P

S

0.18 以下

0.55 以下

1.50 以下

0.04 以下

0.04 以下

N

Ceq.

0.00600.4 以下以下

0.45 以下b)鋼管杭および鋼管矢板
使用する鋼管杭は、JIS A 5525、鋼管矢板は、JIS A 5530 に準拠するものとし、機械的性質および化学成分は表-9.4.6、表-9.4.7 のとおりである。

149

表-9.4.6 機械的性質
降伏点又は

伸び ％

溶接部引張

へん平性

耐力

5 号試験片強さ

平板間の距離（H）

引張強さ
機械的性質

N/mm2

製法区分

2

N/mm

2

N/mm

(D は管の外径)

アーク溶接

電気抵抗溶接横方向

アーク溶接、電気抵抗溶接

SKK400, SKY400

400 以上235 以上18 以上

400 以上

1/3 D

SKK490, SKY490

490 以上315 以上18 以上

490 以上

1/8 D

表-9.4.7 化学成分（単位%）
種類の記号

C

Si

Mn

P

S

SKK400, SKY400

0.25 以下－－

0.040 以下

0.040 以下

SKK490, SKY490

0.18 以下

0.55 以下

1.65 以下

0.035 以下

0.035 以下c)排水機能付き鋼材
鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板に目詰まり防止用フィルターを配した排水部材を取り付けた鋼材である。排水部材の取り付け長さは液状化層厚に地盤の層厚変化を考慮した長さとする。
（３） 施工機
・主要機械の仕様
表-9.4.8、表-9.4.9 にそれぞれ振動工法、圧入工法の機械の組合せを示す。
図-9.4.2、図-9.4.3 にそれぞれ振動工法、圧入工法の施工概念図を示す。
表-9.4.8 振動工法の機械の組合せ
バイブロハンマ規格

ベースマシン機種

45kW

クローラクレーン（機械式）

40t 吊

電動式

油圧式

バイブロハンマ

バイブロハンマ

60kW

90kW

50～55t 吊

テレスコピッククローラクレーン（油圧式）

235kW

70t 吊

50～55t 吊50～55t 吊－
25t 吊

ラフテレーンクレーン（油圧式）
発動発電機

120kW

150kVA

200kVA

300kVA

400kVA－（注）1.ラフテレーンクレーンは、小運搬用として次の場合のみ計上する。
① 施工場所から 30m 以内のところに矢板置場を設けることができない場合② 作業場所が狭小で民家その他施設、構造物などを破損または危険にさらすおそれのある場合。
2.電気溶接機が必要な場合、別途計上する。
3.油圧式バイブロハンマによる引抜きの場合のクローラクレーンは、55t 吊を使用する。

150

表-9.4.99 圧入工法のの機械の組合
合せ
作
作業の種類
機械
械

圧入

圧入
入

圧入

（Nmax≦25）（Nmax≦50）（Nmax≦180）

油圧伸
伸縮ジブ型

油圧伸縮ジブ型
油
型

25t 吊

50t 吊

ラ
ラフテレーンクレレーン

杭打打ち用ウォーター
ージェット

クレーン付台
台船
引

船

14.7M
MPa

―

325ℓ／minクローラクレレーン 35～40t 吊台船
船 300t 積
鋼製
製 100PS 型

―

―

備考
考

陸上施工
工時

―

水上施工
工時

―

（注）1.圧入はは（Nmax≦50）は
は、杭打ち用用ウォータージ
ジェットを使用用する場合に適適用する。
2.ラフテレ
レーンクレーン
ンは、賃料とすする。
3.水上施工の場合の注
注意事項
士船を必要にに応じ計上する
る。
・潜水士
・クレー
ーン付台船には、圧入（Nmmax≦25）時はは圧入機、パワーユニット 、電気溶接機機および鋼矢矢板を搭載するものとし、鋼鋼矢板の搭載載重量は 230
0t、圧入（Nmaxx≦50）時は杭杭打ち
用ウォー
ータージェット、水槽も搭載載するものとし、鋼矢板のの搭載重量はは 210t 以下とすする。
4.現場条件により表-99.4.9 により難難い場合は、現現場条件に適適した規格を選選定する。
用ウォーター
ージェット使用 時に濁水処理理が必要な場場合は、別途途計上する。
5.杭打ち用法の施工概念図
図-9.4..2 振動工法

151

図-9.4..3 圧入工法
法の施工概念図0(b)に代表的的なバイブロハ
ハンマの種類
類（鋼矢板用） を示す。振動動工法
表-9.4.10(aa)、表-9.4.10
はは圧入工法にに比べ施工がが早く、一般的的な工法であある。普通型ババイブロハン
ンマに加え、低低振動、低低騒音に対応
応したもの、空空頭制限があある場合の施工に対応したた機種などががある。
例えば、空空頭制限が、鋼
鋼矢板の全長長+2.5m 程度
度まで施工可可能なものががある。ただしし、この場
場合は、空頭頭制限に応じて鋼矢板を短短く切断し、溶溶接によってて継ぎ足しなががら打ち込むむことが必必要となる。
な油圧圧入機機の種類（鋼矢矢板用）を示す。圧入工法
法は、騒音･振振動の表-9.4.10(cc)に代表的な
心心配が少なくく、狭い場所での施工、近近接施工、空空頭制限がある場合の施工工に適用可能能であるる。
近接施工では
は既設構造物 との離れが 0.5～0.6m
0程度まで施工程
工可能な機種、、空頭
例えば、近制
制限が 1.5m 程度まで施工工可能な機種種などがある。ただし、空頭
頭制限がある 場合は、振動動工法とと同様、鋼矢矢板の継ぎ足ししが必要とななる。

152

表-9.4.10(a) バイブロハンマ（電動式）の種類 7)
偏心モーメント(kg･m)
22.0

モータ
定格出力
40～50
kW級

周波数

起振力

(Hz)
18.3

(kN)
292.0

21.0

20.0

0.0 ～

18.3

345.0

0.0 ～

36.0

18.3

0.0 ～

447.6

30.0 ～

43.0

18.3

377.0 ～

465.0

0.0 ～

36.0

18.3

0.0 ～

475.5

0.0 ～

41.0

18.3

0.0 ～

547.2

41.0 ～

55.0

18.3

544.0 ～

731.0

0.0 ～

43.0

18.3

0.0 ～

567.9

0.0 ～

65.0

16.3

0.0 ～

681.1

0.0 ～
26.0

60kW級

90kW級

120kW級

空運転時の
振幅
(mm)
7.1
0.0 ～
6.6
0.0 ～
3.8
7.5
0.0 ～
7.0
0.0 ～
5.5
30.0 ～ 10.0
0.0 ～
7.6
0.0 ～
5.2
0.0 ～
6.4
0.0 ～
5.1
41.0 ～
9.0
0.0 ～
7.2
0.0 ～
5.1
0.0 ～
8.2
0.0 ～
6.4

331.3

寸法
全幅 全奥行
(m)
(m)
0.95
0.63
1.10
0.72
1.52
0.89

起振力

(Hz)
20.0 ～ 60.0
20.0 ～ 60.0
20.0 ～ 33.3

(kN)
0.0 ～ 347.0
0.0 ～ 474.0
0.0 ～ 800.0

全高
(m)
3.09
3.48
4.08

表-9.4.10(c)油圧圧入機の種類 8)

パワーユニット

備考
標準チャック
標準チャック
鋼管チャック
標準チャック
標準チャック
鋼管チャック
標準チャック
標準チャック
鋼管チャック
標準チャック
鋼管チャック
標準チャック
標準チャック
鋼管チャック
標準チャック
鋼管チャック

硬質地盤対応型

低空頭対応型

VL・VIL（500）

II～IV（400）

VL・VIL（500）

II～IV（400）

1,000

1,000

690

1,200

800

780

800

1,100

1,100

1,100

730

1,300

900

980

900

850

750

750

600

600

1,000

1,000

850

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール

ラジオコントロール（mm）

II～IV（400）

圧入力（ kN ）

1,000

引抜力（ kN ）

ストローク

（ mm）

IIw～IVw（600）IIw～IVw（600）

10H～25H（900）

自走式

自走式

自走式

自走式

自走式

自走式

自走式

自走式

全長

（mm）

2,070

2,720

3,195

2,430

2,585

2,545

3,490

3,770

全幅

（mm）

1,000

1,145

1,270

1,210

1,400

1,250

1,240

1,300

全高

（mm）

2,520

2,520

2,515

1,425

2,300

2,585

3,655

4,170

質量

（kg）

7,050

8,200

9,500

5,580

10,2508,550

13,90014,880

適用杭長

（m）

－

－

－

－

－

15.0

30.0

24.0

質量

（kg）

－

－

－

－

－

7,600

14,40011,900ディーゼルエンジン

移動方法

オーガ装置

振動部
質量
(kg)
3,100
3,200
5,460
3,470
5,145
6,545
4,300
4,740
6,890
6,400
8,000
6,110
6,000
7,710
7,950
10,270

10H ～25H（900）

適用杭材

操作方法

VL・VIL（500）

本体
質量
(kg)
3,690
4,000
6,260
4,000
6,300
7,800
5,020
5,670
7,820
7,600
9,300
6,900
7,140
8,850
9,800
12,120

本体
質量
備考
(kg)
4,000 環境対策型
6,500 環境対策型
9,130 環境対策仕様

周波数

標準

圧入機本体

寸法
全幅 全奥行
(m)
(m)
1.26
0.99
1.52
0.97
2.40
0.97
1.34
1.02
1.71
1.18
2.47
1.18
1.48
1.08
1.65
1.27
2.40
1.27
1.80
1.26
2.47
1.27
1.61
1.18
1.77
1.31
2.40
1.31
1.97
1.41
2.40
1.41

バイブロハンマ（油圧式）の種類 7)

表-9.4.10(b)
エンジン
出力
(kW)
190
235
328

全高
(m)
3.09
3.01
3.60
3.14
3.52
3.85
3.50
3.31
3.76
3.75
3.97
3.88
3.62
3.82
3.98
4.14

動力源

（kW）

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン

定格出力

（kW）

195

169

230

195

88

195

230

230

全長

（mm）

4,150

4,300

4,715

4,150

3,450

4,150

4,715

3,975

全幅

（mm）

2,015

1,705

1,960

2,015

1,980

2,075

2,075

2,065

全高

（mm）

2,350

2,350

2,350

2,440

2,440

2,350

2,350

2,550

質量

（kg）

6,650

6,100

7,450

6,850

5,350

7,300

8,300

6,800

※適用杭材等、施工に関する最新情報については、バイブロハンマ工法技術研究会、全国圧入協会が詳しい。

153

（４） 施工管理
鋼矢板の場合の施工管理項目の例として、表-9.4.11 を示す。鋼材を用いた対策工法は、品質の安定した材料である鋼材を用いることから、施工管理は現場での出来形管理が中心である。
表-9.4.11 鋼矢板の施工管理項目
工種

管 理 項 目測量・

基点あるいはやり形工

観測やぐらの位置出し

導材工

建込工

管 理 上 の 注 意(1)三角測量によるものとする。
(2)基点または観測やぐらは明確で堅固なものとする。

導材工の位置

許容誤差

導材工の構造導杭、導梁が鋼矢板の打ち込みに支障のないこと。

鋼矢板の鉛直性(1)建込み中、直角 2 方向からトランシットなどで観測

鋼矢板の打込法線
に対する出入継ぎ手部の骸合状況する。
(2)必要に応じて潜水士による海底の建込み位置の確認
正常な骸合状況の確認

打込み記録(1)ローダー軸線と鋼矢板軸線のずれの有無
ハンマの打撃状況(2)キャップのかかり具合、クッションの担耗状況の確認(1)硬質地盤への打込みの場合など、所定天端まで打

鋼矢板の打止り込めないときの打止まりの決定(2)当初の調査より実際の土質がやわらかい場合の継ぎ足しの検討打込工

鋼矢板の鉛直性鋼矢板の打込み法線(1)直角 2 方向からトランシットなどで観測する。
(2)許容量に対する出入(1)鋼矢板 10 数枚毎、あるいはびょう風打ちの建込鋼
鋼矢板壁延長の計測

矢板 1 ブロック毎程度に観測する。
(2)許容量継ぎ手部の骸合状況

正常な骸合状況の確認(1)くさび鋼矢板の要不要の決定

異形鋼矢板の打込み(2)異形鋼矢板は一度は全長を打込む。
(3)異形鋼矢板の連続使用をさける。

154

（５） 施工事例
表-9.4.12
表鋼
鋼材を用いた対対策の施工事
事例概要
称
工事名称

平成
成 23 年度 三和堤防災害復
復旧工事

事業主
主

関東地
地方整備局 利根川下流河
利
河川事務所

施工場所
所

千
千葉県印旛郡郡栄町 三和地区

工期

平成 24 年 2 月～平成 24
2 年 4 月（鋼鋼矢板打設期
期間）

工事目的
的

災害
害復旧工事 堤体の液状状化対策
鋼矢板 Ⅲw
Ⅲ 型（1055 枚）
枚

施工数量
量

長さ
さ 11.5m

写真-99.4.1 矢板打
打設状況
沈下
下・陥没
堤脚
脚部流動変形

Bs
Bc

Bs

液状化
Ac
As

対策
策工

Ac

SP-ⅢwL=11.5m

図-9.4.4 被被災状況と地質
質縦断図、矢矢板位置155

9.5 堤
堤体液状化
化対策工法
堤体液状化
化対策工法はは、ドレーン工
工法と押え盛盛土工法との 2 種類の工法法からなる。
押え盛土工
工法は用地のの制約を別ににすれば、川表
表、川裏両側側への適用がが可能である。
。一方、
ドドレーン工法法は川裏側のみへの適用と
となる。
いずれの工
工法も河川土土工で一般的的に実施されてている工種でであり、河川土
土工マニュアルル 9)を
参
参考に施工すするものとし、特に留意すすべき点を以下
下に列記するる。

9.55.1 ドレーン
ン工法
堤体が下に
に凸に基礎地
地盤にめり込込んでいる場合
合に、ドレーン工を水平にに施工するとと、ドレーーン工下部にに堤体液状化化層が残るこ ととなる。した
たがって、基礎
礎地盤の粘性性土（非液状化層）
がが浅い位置でで出ることが分分かっている
る場合には、粘粘性土の上面
面までの堤体体土等を除去去し、液状状化しない材
材料で置換すする必要があ る。基礎地盤
盤の粘性土（非非液状化層））が深く置換でできな
いい場合には、、ドレーン工の下部に液状状化層が存在在することを設計で見込 んでおく必要
要があ
る
る。

9.55.2 押え盛土
土工法
（１）押え盛土のの材料
押え盛土のの材料に砂質質土を用いるとと、既設の堤堤体に加えて押
押え盛土自体
体にも液状化
化が生じじる可能性がが考えられる。また、押え盛
盛土の材料にに粘性土等の透水性の低いい材料を用いいた場
合合、図-9.5.1 に示すようにに、堤体内に浸浸透した雨水
水が排出されににくくなり、堤堤体内水位を高高める
こことが考えられれる。したがっって、押え盛 土の材料にはは、礫などの特に透水性のの高い材料をを用いるるのが望まししい。このとき、、降雨、高水のの繰返し作用
用によって既設設の堤体土がが吸出しの作作用を受受けることを避避けるため、既既設の堤体土
土と押え盛土土の間には吸出し防止シーートを設けるののがよいい。また、洪水
水による押ええ盛土の流出ををできるだけ抑えるためにに、ドレーン工工のように透水
水性の高
高い材料を鉄鉄線等で包ん
んで押え盛土土の前面に設置
置することや、表面の覆土
土、植生工を施施す
ここと等を個別
別に判断するととよい。

156

図-9.5.1 押え盛土の透水係数が低い場合（２）堤体の変形
軟弱な基礎地盤で押え盛土を行うと、押え盛土が沈下する場合がある。押え盛土だけではなく、盛土を引き込むため液状化する範囲が増える場合もありうる。また、押え盛土と元の堤防の境界部には不等沈下に伴う亀裂が入る場合がある。必要な調査・検討を事前に実施しておくとともに、施工管理、維持管理を十分に行う必要がある。
＜参考文献＞
1)

地盤工学会編：打戻し施工によるサンドコンパクションパイル工法 設計・施工マニュアル，
2009.

2)

地盤工学会編：液状化対策工法，2004.

3)

鵜野，竹内他：庄内川河川堤防における砂圧入式静的締固め工法の適用事例，第 48 回
地盤工学研究発表会（富山），pp.931～932，2013.

4)

大沢：再生骨材を利用した静的締固め工法「コンパクショングラウチング」，基礎工，Vol.27，
No.3，pp.63～65，1999.

5)

SAVE-SP 工法研究会：砂圧入式静的締固め工法（SAVE-SP 工法）設計・施工マニュアル
2013.

6)

沿岸技術研究センター：液状化対策としての静的圧入締固め工法技術マニュアル －コン
パクショングラウチング工法－（2013 年版），2013.

7)

バイブロハンマ工法技術研究会：バイブロハンマ設計施工便覧，2015.

8)

国際圧入学会：圧入工法設計・施工指針－2015 年版－，2015.6.

9)(財)国土技術研究センター ： 河川土工マニュアル, 2009.

157

第10章 維持持管理

10.1 維持管理の基本（１））液状化対策策に係る維持持管理は、液状状化対策を実実施した区間
間とその周辺のの堤防の浸透透安
全性
性、耐震性がが確保できるよよう実施するもものである。
（２））点検・調査のの結果等に応応じて、適切なな補修・復旧等の処置を実実施する。
（１ ）維持管理のの目的を明確
確化したものでである。同じ目的で設計もも行っている が、地盤調査
査を含め
め、設計には
は限界があり、、これを維持管ていく必要がある。また、液液状化対策工工も経管理で補って年
年的に、あるるいは、出水やや地震のよう なイベントによって、機能能が低下していいくことが想定定されるる。このようなな機能低下分分も維持管理にによって補っていく必要が
がある。
地震は何時
時発生するかか分からない が、発生するるまでの間、耐耐震対策工やや堤防の機能
能を維持持していくこととが求められれる。このため
め、長期的な視視点に立ったた維持管理がが必要となるののは言う
うまでもない。
。
（２）維持管理のの手順を示したたもので、維持
持管理は点検検・調査と補修
修・復旧等のの処置の 2 つの行
つ
為為から構成さされる。
これまで液液状化対策を実施してきたた箇所の変状状事例は非常に少ない。20011 年東北地地方太平平洋沖地震ででも、天端の縦縦断亀裂 1)やや、対策実施施区間の境界
界部分で横断亀
断亀裂 2)が確認
認されてているだけでで、いずれも軽軽微な被害でであった。またた、降雨や洪水
水によって、液液状化対策をを実施しした箇所で変変状が生じた事
事例の報告ははない
このため、液状化対策工に係る点検
検・調査、補修・復旧は、現時点で報報告されているる液状化化対策に係る
る変状事例をを最大限活用用しつつも、基
基本的には一
一般土堤の方方法に準拠せざるを得得ない状況ににある。今後の事例の蓄積積を踏まえ、本章の記述述を拡充していいくことが必要要であるる。

10.22 資料の保存
存液
液状化対策工工の設計資料料、工事資料
料、点検・調査
査記録、補修・復旧履歴等等はできるだけけ詳
細にに記録し保存存するものとすする。

158

じた箇所の補補修・復旧を検検討する上でで、液状化対対策工の設計計資料、工事資資料、変状が生じ点点検・調査記記録、補修・復復旧履歴等がが必要となる。変状を生じた
た箇所だけのの情報だけででなく、そその前後区間間や類似区間
間の情報も重重要であり、変変状の有無やや程度、これららの情報を比比較検討
討することによって、変状の原因を推定定することが可可能となる。
状化対策の概要が把握でききていると、点
点検時の着目
目点が絞れ、変変状の発見も
も容易
また、液状
に
になる。
写真-10.1 のよように施工箇所
所に一般図やや施工時期、区間などの情情報を含む銘
銘板を例えば、写設設置しておくと、点検時ににも対策の概要
要を簡単に把把握することがができる。

写真
真-10.1 対策箇
箇所に設置さされた銘板の例
例（北上川）

10.33 点検・調査
査定
定期的に点検検を実施し、そ
その結果を踏踏まえ必要な調調査を実施すする。
点検は、河河川砂防技術
術基準 維持持管理編（河川川編）3)及び堤堤防等河川管
管理施設及びび河道
4のの点検要領 4)
、堤防及び護岸点検結果
果評価要領（（案）5)に準拠拠し実施すればばよい。また、、地震

後
後の点検・調調査は、震後対対応の手引きき 6)に準拠してて実施すればばよい。
（１）点検におけ
ける留意事項液状化対策策を実施するることによってて、施工後に発発生しうる変状状としては以以下が考えられれるが、そその他の変状状も液状化対対策工が関連連している可能能性もあるたため、幅広く点点検するのががよい。
施
施工中に発生
生する変状にについては、第第 9 章を参照
照のこと。

159

・地盤高さの変化
特に川側のの地盤の状況
況は出水によ
よって大きく変変わる場合があある。堤防近近傍の地盤の高高さが大大きく変わると設計の前提
提条件を満足足しなくなるた
ため、対策工のの効果が十分分に発揮されなないことともある。19995 年の兵庫県南部地震 における淀川川の被災ではは、高水敷がああった区間のの被災
程程度は無かっ
った区間の被被災程度に比比べ軽微であっった 7)。このような事例かからも堤防近傍
傍の地
盤
盤高さが被災
災程度に大きな影響を与ええることが推測測される。
・亀裂・沈下下固結工法ななどの地盤改改良の施工境境界周辺や押
押え盛土の土土被りが変化すする部分ではは亀裂がが生じる場合合がある。亀裂
裂は不等沈下下に伴うものがが多く、不等沈
沈下の原因ととしては圧密（経年的的）や液状化化（地震時）ががある。写真-110.2 は浅層地盤改良を実実施した区間間と改良を実施施していいなかった区区間の境界部部で発生した横横断亀裂 2)である。液状化
で化対策の有無無によって沈下
下量が異異なるため、境界部では亀亀裂が生じややすい。大きなな亀裂が生じじないようすりり付け区間を設設ける
こことも多いが、、全ての亀裂裂の発生を防防げるものでははないので、すすり付け区間間の有無によららず対策
策工の境界部
部は念入りにに点検する必要要がある。
なお、これれまで液状化対対策を実施しした区間で大大きな沈下を伴伴う変状が生生じた事例は確確認されれていない。

策区間の境界
界付近に発生
生した横断亀裂裂（手前が対対策区間。横にに伸
写真-10.2 対策・無対策
白線が亀裂）2)
びる複数の白・湿潤化や矢板工法ののように地下水水位の移動をを阻害する対策を実施した
た場合に、対策
策前
固結工法やに比べ湿潤化化する場合ががある。常時とと出水時で地地下水の移動動の向きが変 わることもある
るため、常時・出水時時の違い、対策
策工の位置にによって、湿潤
潤化しやすいい位置が変わわる。対策工のの設計

160

において浸透安全性の検討を行い、必要に応じて通水部を設けるなどの対応をとることにしているものの、湿潤化が顕著な箇所においては、ドレーン工の設置等を検討するとよい。
地震後の点検においては、堤防だけでなく周辺の地盤や構造物の状況も合わせて調べる必要がある。周辺地盤の噴水や噴砂の痕跡、周辺構造物（家屋や電柱、堤脚水路など）の傾
斜やゆがみなどを記録しておくと、基礎地盤の液状化が影響したどうか判断する際の根拠の 1
つとなる。
（２）調査
点検によって変状が確認された場合に、調査の実施を検討する。軽微な変状の場合には、経過観察を行えばよいが、一定以上の変状の場合には調査を実施する。調査の目的は、変状原因の特定、補修・復旧等の対応の必要性の判断、対応すべき範囲の特定、工法の選定などである。変状の種類、規模等に応じて、調査方法、範囲、密度を適切に設定する必要がある。
例えば、亀裂の場合には、消石灰を水に溶いた液体を亀裂に流し込み、試掘によって石灰の貫入深さを調査し、切返し範囲の設定に用いることが多い。また、亀裂だけではなく、沈下や陥没等を含み堤防の形状が変化している場合には、速やか（復旧前）に縦横断測量を実施し、対策工や亀裂、噴砂等の位置と対応付けることが望ましい。
変状原因の特定、補修・復旧等の対応の必要性の判断、対応すべき範囲の特定、工法の選定などに照らして、既存地盤調査結果で不足する場合は地盤調査を追加しなければならない。また、目視点検や測量から比較的浅い液状化が原因と推定される場合に、変状原因を特定するために堤防の開削調査が有効である。対策工の変位や損傷状況を確認するために、対策工周りの開削調査が有効な場合もあると考えられる。
（３）計測機器を用いたモニタリング
実際の事例において対策原理に基づいて液状化対策の効果を検証した事例は極めて少ない。効果を定量的に確認するために、計測機器を用いたモニタリングが極めて有効である。
耐震対策工の設計法を更なる合理化を図る上でも、このような事例の積み重ねが不可欠である。
鳴瀬川の右岸中下地先（0.7km 付近）では、サンドコンパクションパイル工法による液状化対策の効果を確認するため、図-10.1 に示す計測機器が設置されている。観測結果の代表的な事例として、2003 年 7 月宮城県北部地震（本震）による記録 8)を図-10.2 に示す。地表で最大 400gal 程度の強い地震動が観測されたが、この地震による中下地先の堤防の被害は報告
されていない。間隙水圧に着目すると、未改良箇所に比べ改良箇所の過剰間隙水圧比が小さいことが分かる。なお、未改良箇所(天端-9m)については、記録装置の設定により本震時の計測値が頭打ちとなっているが、実際にはより大きな値に達したものと考えられる。

161

10m

堤防天端
天端地表
地表地震計
5m

SCP施工範囲

小段
BK 盛土層
層
小段地表
地表地震計

標高

0m

As1 砂層

小段-5m
間隙水圧計

小段-5m
孔中地震計

Ac1 シルトト層（上部）

小段-7m
間隙水圧計
間

天端-9m
間隙水圧計

-5m

Acs 砂層小段-10m小孔中中地震計
天端-14m
孔中地震計部）
Acs シルト層（下部

To 基盤
盤層

-10m

400
200
0
-200
-400
400
200
0
-200
-400
1

過剰間隙
水圧比

加速度 (gal)

加速度 (gal)

図-10.1 中中下震動観測測所の堤防断断面図
天端地表 (未改
改良箇所)
縦断方向
横断方向

小段地表 (改良
良箇所)
縦断方向
横断方向

天端 (未改良箇所)
-9m

0.5

小段 (改良箇所)
-5
5m
-7m

0
5

10

15

20

25
5
時間 (s)

30

35

4
40

45

図-10.2 2003 年宮宮城県北部地地震における記
記録（本震））8)
上記の観測
測事例のように対策原理理に基づいた検検証を行うにには、対策範囲
囲内と外の地
地震時のの加速度や間間隙水圧を計
計測する必要要があり、計測
測機器の設置
置や維持管理
理の負担が大きいもののの、非常にに重要なことでであるため、箇箇所を絞って実施するのががよい。

10.44 補修・復旧
１）点
点検・調査と既存資料に基基づき、補修修・復旧等の対対応の必要性性を判断する。
。
２）補補修・復旧等
等の対応が必必要な場合には
は、適切な対対応を行う。
基本的にはは一般の土堤堤と同じようにに、補修・復旧
旧等の対応のの必要性を判判断し、適切なな対応をを行えばよいい。また、地震
震後の補修・復復旧についてては、震後対応
応の手引き 6)も参考にす
するとよ
い
い。
修・復旧の工法法の選定や範範囲を設定すする際には、変変状原因を特特定しておくことがなお、補修
望望ましい。またた、調査の結結果、堤防の変変状が著しいい場合や基礎
礎地盤に施した
た対策工が変変位あ162

るいは激しく損傷したと推測される場合には、特別な対応が必要となると考えられる。このような場合には、有識者を集めた技術委員会の設置なども検討するとよい。
＜参考文献＞
1)

河川堤防耐震対策緊急検討委員会：東日本大震災を踏まえた今後の河川堤防の耐震対策の進め方について 報告書，2011.

2)

国土技術政策総合研究所，土木研究所：平成 23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地震土
木施設災害調査速報，国土技術研究所資料第 646 号，土木研究所資料第 4202 号，2011.

3)

国土交通省水管理・国土保全局：河川砂防技術基準 維持管理編（河川編），2015.

4)国土交通省水管理・国土保全局河川環境課：堤防等河川管理施設及び河道の点検要領，
2012.

5)

国土交通省水管理・国土保全局：堤防及び護岸点検結果評価要領（案），2015.

6)

建設省河川局治水課：震後対応の手引き，（社）全日本建設技術協会，1994.

7)

河川構造物地震対策技術検討委員会：河川構造物地震対策技術検討委員会 報告書，
1996.

8)

松尾修，日下部毅明，上原浩明，関沢元治，佐藤伸吾：2003 年宮城県北部地震における締固め改良地盤での地震動・間隙水圧記録，第 59 回土木学会年次学術講演会講演概要
集，I-775，pp.1547-1548，2004.

Ver.20160901

163

土木研究所資料
TECHNICAL NOTE of PWRI
No.4332 March 2016
編集・発行 ©国立研究開発法人土木研究所

本資料の転載・複写の問い合わせは国立研究開発法人土木研究所 企画部 業務課〒305－8516 茨城県つくば市南原1－6 電話029－879－6754