沿岸技術研究センター論文集

No.11(2011)

埋立護岸における吸出し・液状化対策に関する実証実験
松本典人*・阿部龍介**・池内章雄***・廣木智秀***** （財）沿岸技術研究センター

調査部** 前 （財）沿岸技術研究センター*** （財）沿岸技術研究センター**** 前国土交通省北陸地方整備局

主任研究員

調査部 主任研究員
調査部

調査役

新潟港湾空港技術調査事務所

先任建設管理官

福井港海岸の既設護岸において，現地実証実験結果及び各種観測機器計測結果の解析から，現況の評価と最適な整備手法の検討を実施し，現地における最適な改良断面の選定を行った．
キーワード：護岸，改良，液状化対策，吸出し防止

1. はじめに
福井港海岸(福井地区)は，福井県北部を流れる九頭竜川(１級河川)の河口付近に位置し，当海岸背後には県内有数の工業団地であるテクノポート福井及び国家石油備蓄基地が立地している．当海岸では護岸前面において侵食が生じ，さらに日本海特有の冬期風浪と相俟って，護岸前面の消波ブロックの飛散・沈下，越波による護岸背後水叩きの吸出し・陥没被害が進んでいる．そのため，護岸防護機能の確保を目的に H16 年度より侵食対策及び液状化対策として離岸堤及び護岸の直轄事業が着手されている．本稿は護岸について，検討経緯及び実証実験（H22実施）結果の考察をとりまとめる．

図-2 護岸部の吸出しによる影響

図-3 護岸部の標準断面図

3. 護岸の課題とこれまでの検討結果
護岸部の改良に際し，以下の課題が挙げられた．
① 背後土砂の吸出しによる水叩きの陥没等の防止② 地震時の液状化等に対する護岸の安定性の確保③ 来襲波浪による消波ブロックの飛散，沈下の防止

図-1 対象地域

2. 改良対象となった護岸の被災状況

3.1 背後土砂の吸出しによる水叩きの陥没等の防止

吸出しにより発生した外周道路の状況を図-2 に示す．
護岸の吸出しによる水叩きの陥没等の要因として，図
現在，港湾の護岸施設設計において，土圧低減及び背後-4 に示す３パターンが考えられた．の吸出し防止を兼ねた裏込め石をケーソン背面に投入する断面が一般的であるが，当該施設は，図-3 に示すように，堤体背後を直接土砂にて埋め戻す断面となっており，①目地部：D.L.-0.50m以上;可能性低②基礎マウンド：可能性あり③地表面：可能性あり：D.L.-0.50m以深;可能性あり
目地材や基礎マウンド上の防砂シート等が損傷した場合，図-4 護岸の吸出しによる水叩きの陥没等の要因直ちに背後土砂が吸い出されてしまう構造となっていた．

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これまで，護岸部の吸出し防止対策について，平成 16年度，及び平成 19 年度に，第１，２期の試験施工，及び現地計測等が実施されている．
これらの試験施工結果，及び現地計測等の結果から，護岸の吸出しの主な原因は，目地部及び基礎マウンド部から生じている可能性があると示唆している．また，吸出し防止対策には，目地部を遮断する工法が効果的であり，改良体を目地部の下端まで基礎マウンドに密着する必要があるため，高圧噴射攪拌工法に加え，下端部に薬液注入工法を行う工法が最も有効であると考えられた．

3.2 地震時の液状化に対する護岸の安定性の確保
地震時の裏埋土の液状化に対する護岸の安定性を検討するために実施した液状化判定結果を図-6 に示す．地下水位以下となる B2 層は概ねレベル１地震時において，｢Ⅰ：液状化する｣か｢Ⅱ：液状化する可能性が高い｣と判定され液状化対策が必要と考えられた．また，As1 層については，レベル１地震動に対する液状化対策の必要がないと考えられたが，レベル２地震動作用時には液状化の可能性があり，変形量照査を行い，地震時変位量を確認する必要があると考えられた．
液状化対策工法単独で考えた場合，地盤を静的に締め固める工法が経済的であるが，マウンドからの吸出し対策と組み合わせて考えた場合には，経済性および確実性において固化処理系の工法が優位と考えられた．

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4. 現地実証実験
H22 年度に，これまでの検討結果を踏まえ，「護岸の地震時の液状化対策」及び「基礎マウンド部からの吸出し防止対策」の両者の対策を兼ね備える工法として，「溶液型薬液注入工法案」及び「深層混合処理工法案」について，経済性・施工性・改良効果を把握するための「現地実証実験」が実施された．

4.1 現地実証実験の主な目的
実証実験の主な目的を以下に示す．ここで，実証実験の評価項目等を図-7 に示す．
① 改良効果の確認：吸出し対策効果・周辺への影響② 施工性の検証 ：施工の確実性・施工性③ 経済性の追求 ：経済的工法・改良諸元の設定

4.2 現地実証実験ケース

判定結果は以下のとおり。
・Ⅰ：液状化する。
・Ⅱ：液状化する可能性が大きい。
・Ⅲ：液状化しない可能性が大きい。
・Ⅳ：液状化しない。

As1層

25

消波工の変状の直接の発生要因である来襲波浪を低減させることが有効な対策の一つであり，護岸前面海域に離岸堤(潜堤)整備が開始されている．来襲波浪の低減は，課題①に対しても，吸出しを誘発する大量の越波を防止することなどに寄与すると考えられる（本稿では，紙幅の関係で，護岸本体の改良を対象とし，離岸堤（潜堤）に係る内容については省略する）．

3.章の結果を基に，最適な吸出し防止・液状化対策工法の組合せについて検討を行い，現地実証実験ケースを決定した．
現地実験ケースを表-1及び表-2に示す．
また，現地実験の位置を図-8 に示す．目地部の吸出し対策工，液状化対策工及び補助工法との組み合わせにより，溶液型薬液注入工法案（Y 工区 Y-1～Y-4；４ケース），深層混合処理工法(接円式)案（S 工区 S-1～S-2；２ケース）とし，目地部及びマウンド部の補助工法との組み合わせにより，合計６ケースについて試験を行った．

図-5 ボーリング調査位置図

B2層

3.3 来襲波浪による消波ブロックの飛散，沈下の防止

Ⅳ

等価Ｎ値

20Ⅲ

15Ⅱ
As1層はⅢ～Ⅳの判定結果となる

10Ⅰ
5

B2層は概ねⅠ～Ⅱの判定結果となる

00100200

300
400
等価加速度（gal）

500

600

図-7 実証実験工事の評価項目

図-6 液状化判定結果- 18 -沿岸技術研究センター論文集

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表-1 現地実証実験の試験ケース（Y 工区）
項

溶液型薬液注入工法案（Y工区）

目

Y-1工区

Y-3工区

・+3.0mより建込(ｹｰｼﾝｸﾞ使用)
・SP-Ⅲ型×3枚

鋼矢板
目
地部

Y-2工区

溶液型薬液注入工法の改良強度
溶液型薬液注入工法の改良体配置
液状化対策 兼 基礎ﾏｳﾝﾄﾞ部
吸出し防止対策工法の改良強度

Y-4工区
・地表面より建込(ｹｰｼﾝｸﾞ無し)
・SP-Ⅲw型×1枚100kN/m2(ｼﾘｶ濃度8%)

補助工法

50kN/m2(ｼﾘｶ濃度6%)

φ1,250(ﾋﾟｯﾁ1.0ｍ)
×11本(2列配置)

φ2,500(ﾋﾟｯﾁ2.0ｍ)
×3本(1列配置)

φ1,250(ﾋﾟｯﾁ1.0ｍ)
×11本(2列配置)

100kN/m2(ｼﾘｶ濃度8%)70kN/m2(ｼﾘｶ濃度7%)

50kN/m2(ｼﾘｶ濃度6%)

薬液注入工法(瞬結タイプ)

セメントベントナイト注入工法(マウンド表面)

セメントベントナイト注入工法(マウンド内充填)

補助工法無し標準断面図

表-2 現地実証実験の試験ケース（S 工区）
項目
液状化対策工法の改良強度
補助工法(吸い出し対策)

深層混合処理工法案（S工区）
S-1工区

S-2工区

深層混合処理工法： 100kN/m2
高圧噴射攪拌工法：3,000kN/m2
補助工法無し(必要に応じ事後対策で実施)

薬液注入工法(恒久グラウト材)※前打ち

標準断面図

図-8 現地実証実験位置
・ Y-3 工区で実施した薬液注入によるマウンド表面被覆は，削孔時に地盤が乱れ，そこに薬液が逸走することにより設計強度を満足しない部分が生じ
平面図
た．
・ 目地部について，Y-1 工区では，ケーソン等に沿って薬液が逸走することによる強度の低下が見られたが，Y-2 及び Y-4 工区では強度の低下は認めらなかった．これは，補助工法で注入した CB が目4.3 実験結果及び考察地部についても一次注入の効果を発揮したためと考えられた．
実験結果の概要を以下に示す．なお，いずれのケース③ 改良強度について，各工区で設定した目標強度は一においても，薬液，セメントベントナイト（以下，CB）部下回る箇所があったものの，設計基準強度（基礎等の漏洩は認められなかった．また，実証実験に伴う地マウンドからの伝達圧力に対して吸出し対策として盤の隆起や堤体などの変状も認められなかったことから，必要な強度 quck=46kN/m2）はいずれも確保できた．
当該実験の範囲内では，当該工法が周辺地盤や堤体へ与【S 工区（深層混合処理工法案）について】える影響がないことを確認できた．
深層混合処理工法は経済性も考慮し，接円式を用いた．
(1)対策効果の確実性の検証① 改良体下端と基礎マウンドとの間に残る未改良範囲は，最大 30cm 程度であった（事後に間詰めが必要）．
【Y 工区（溶液型薬液注入工法案）について】② S-2 工区で実施した間詰め工法（薬液注入工法（懸濁① 局所的に固結度が低い箇所が見られたが，全体に薬型））では，マウンドとの間の間詰めが不十分な箇所液が浸透した改良体が形成されていた．
（固結していない状態）が確認された．また，固結② 補助工法の有無は，出来形には大きく影響しないが，した箇所でも，後施工で実施した深層混合処理によ改良強度に対し，以下の影響が確認された．

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る改良の振動で，改良体が乱されていた．
③ 改良体で囲まれる未改良部分（ダイヤ状の部分）については，基本的には未改良の状態であった．
④ 改良強度については，設計強度を確保していた．

(2)施工性の評価

測結果より，当該施設は比較的目地材等が健全であり，目地部に作用する圧力は前面波圧の 1/10 程度であった．なお，改良強度は，目地部，液状化対策部ともに，マウンドからの圧力伝達に対し，吸出し対策工として必要な強度を採用することとした．
※ 改良強度について，当該箇所の土質の特性として，室内配合試験と現地強度との強度比が，｢浸透固化処理工法技術マニュアル｣に示される一般値（2.0）
より大きくなる傾向があることに留意が必要である（表-3 参照）．
表-3 改良強度の強度比【Y 工区（溶液型薬液注入工法案）について】① 施工性に特に問題はなかった．
② 目地部の鋼矢板施工方法について，
Y-4 工区で実施した簡略化案（ケーシング無しで地表より矢板（Ⅲw型）１枚を打設）は，Y-1～3 工区で実施した工法（ケY- 1工 区
Y-2工 区
Y-3工 区
Y-4工 区ーシング挿入し，目地部を確認した後に矢板（Ⅲ型工区・施工部位
目地部 一般部 目地部 一般部 目地部 一般部 目地部 一般部×３枚）を打設）に比べて，施工性が良い．
10050
設計強度(kN/m2)
70200100
配合目標強度(kN/m2)
140③ Y-2 工区で実施した CB で捨石内を充填する工法につ8%6%配合(シリカ濃度)7%
室内配合試験結果(kN/m2)
343
235377
233
260
203
209
209
いては，CB が地表にオーバーフロー（全体の 50%以
①室内配合試験結果
290
209
203の同配合の平均(kN/m2)※
上（96 本中 49 本））し，注入量が過大であることが②現地強度(kN/m2)
97146
140
12184576748
確認された．
①/②
1.99
2.07
2.40
3.45
3.56
3.12
4.35
2.99
※工区毎に試料採取を行っているが，連続区間であり，場所による土質【Ｓ工区（深層混合処理工法案）について】【特記事項】(粒径分布等)の相違は少ないため，配合試験結果を平均値で評価することとした。
① 深層混合処理工法は地盤抵抗が大きいこと（削孔時にジャーミングが発生，事前土質調査で得られる N最後に，当該施設で実施した実証実験結果から，吸出値以上の抵抗），大型機械を使用するためヤードが狭し防止及び液状化対策として適用した溶液型薬液注入工
いことなどから，施工が困難であった．
法を他施設で実施する場合の適用条件および留意事項を② 一般的な羽根切り攪拌式の工法では抵抗が大きく施以下に示す．
工不能となり，練り込み攪拌式に切り替えたが，改① 当該施設で採用した改良を実施した場合，背後地盤良材を吐出せずに攪拌後，再度改良材を吐出しながの透水性が低下し，残留水位が若干上昇(当該施設ら攪拌する必要があるなど施工工数が増加した．
では D.L.+0.60m→+1.00m)することから，これを許【補助工法について】
容できること，あるいは排水対策等が必要となる．
補助工法として，Y-3 工区，S-2 工区で実施した基礎
なお，水位の上昇量については，施設，対策工法，捨石マウンド表面を薬液注入工法で被覆する工法は，削対策範囲等により異なると想定される．
孔時にジャーミング現象が発生し，作業効率が悪かった．
② 改良体に作用する変動水圧については，対象箇所のまた，基礎捨石への薬液注入後も地盤に貫通する孔が残土質，目地材や防砂シートの有無や，施設の劣化・置されるため，裏埋土の薬液注入時，薬液の逸走等を招損傷状況等により異なる．
き，改良体の形成に支障をきたす場合があった．
③ 薬液の逸走防止対策(補助工法)の要否は，現況地盤の緩み等の発生状況，目地材や防砂シート等の損傷
5. まとめ状況，および基礎捨石間の空隙への土砂の詰まり具合等により異なるため留意が必要である．実施に当
福井港護岸の最適な吸出し防止・液状化対策工法を検っては試験施工により改良可能か確認することが討するために実施した現地実証実験結果から，下記のこ望ましい．とがわかった．
④ 当該施設で採用した溶液型薬液注入工法は，既に吸・ 深層混合処理工法案については，現地の埋立砂質土が出しにより地盤の緩み等が発生している箇所に適締まっているため，地盤抵抗が大きく，作業ヤードも用することは困難と考えられるため，別途対策が必狭いため施工性に課題があった．また，深層混合処理要となる．また，空洞等の発生が想定される場合は，工法は接円式を採用したため，吸出し防止対策を確実
大型機材の通行で陥没等の恐れがあり，事前に調査にするためには，改良体と改良体の間隙を間詰めするが必要と考えられ，さらに，そのような箇所が多々必要があると考えられたことから，経済性でも溶液型ある場合には，溶液型薬液注入工法では，薬液が逸薬液注入工法案より劣る結果となった．
走し良好に改良できない可能性がある．
・ 溶液型薬液注入工法案の改良諸元等については，出来形確認の結果，補助工法を行っていないY-1工区でも，参考文献
出来形に不具合は確認されなかったことから，補助工1) ｢浸透固化処理工法技術マニュアル(2010 年版)，平成 22 年法(逸走防止対策)は不要と判断した．また，目地部に６月，(財)沿岸技術研究センター，P107｣
は強大な波力が作用することが懸念されたが，波圧計- 20 -