第１５期

建設技術展示館

第１２回出展技術発表会 2022.10.19

CDM工法（セメント系深層混合処理工法）－ＩＣＴ活用技術と国土強靭化への取り組み－

CDM研究会

徳永幸彦

CDM研究会

小西一生

CDM研究会
1977年 会員6社にて発足
ＣＤＭ工法の普及及び技術の向上を目的に活動
現在、会員48社
官民一体で技術開発に取り組んでいる（主な活動内容）・工法の適用についての調査研究
・設計基準や施工歩掛の研究・施工法や施工機械の開発研究
・技術資料の収集整理
・沿岸センター、土研マニュアルの作成・改訂
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CDM工法実績（1977～20２２）
４５年間で９６５０万ｍ ３を達成

陸海合計

9,650万m3

陸上累計 5,030m3

海上累計 4,620万m3

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CDM工法の概要

セメント系固化材による地盤改良工法
機械式攪拌

表層（2m程度）

スラリー混合粉体混合中層（5～10m程度）

深層

スラリー混合スラリー混合粉体混合高圧噴射式攪拌

スラリー噴射スラリー・空気噴射スラリー・空気・水噴射

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CDM工法
（陸上GL-45m程度）（海上水面下-70m）（河川水面下-30m）

CDM工法の特長

2● 短期間で所要強度を確保
対象土質に応じた安定材添加量を設定することにより、短期間で所要の強度の改良土が得られる● 変形（沈下）が微少
改良地盤の載荷に伴う変形は極めて少なく、上部構造物に影響を与えず、将来的な維持補修を必要としない● 耐震性・遮水性にすぐれている
耐震性にすぐれた構造物基礎や処分場遮水壁を構築可能● 確実な施工管理
施工管理システムにより、確実な施工管理と信頼性の高い地盤改良● 無公害
低振動、低騒音工法なので周辺地域に影響を与えない

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CDM工法

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－攪拌混合

CDM工法(Cement Deep Mixing：深層混合処理工法)
短杭

長杭8/34

ＣＤＭ工法の開発経緯
1980

1970

2000

1990

2010

CDM 工法1977

施工法の信頼性向上 → 1998年CDM施工管理装置運用
変位低減型ＣＤＭの開発 → 1999年CDM-LODIC工法
大径化・多軸化の開発 → 2001年CDM-ｺﾗﾑ、Land4工法
2004年CDM-Mega、ﾚﾑﾆ2/3工法
2016年CDM-EXCEED工法

河川・運河での施工機の開発 → 2007年CDM-FLOAT工法
港空研との共同研究

合理的な液状化対策工法の開発 →2012年
有効活用技術の開発 → 2018年

標準化の動き9/34

港湾基準マニュアル類●1989年～ 港湾基準
●1997年～ 建築センター●1999年～ 沿岸センター●1999年～ 土研センター

試験法●2000年～：地盤工学会基準

JGS08212020

CDM-LODIC工法
排土：スクリュー

CDM-LODIC機
10/34－変位低減型ＣＤＭ工法－

スラリーの注入分だけ排土CDM-LODIC工法－変位低減量－■地表面変位量X

改良域■地中変位量
水平変位（cm）

測定点

L
X:離隔距離L:貫入長

108

水平変位 (cm)6変位低減型上限値

42

CDM-LODIC
通常CDM0-2011/340.5

Ｘ／Ｌ

11.5

大径化
通常タイプ
Ø1000mm×2(S=1.50m2)● CDM-EXCEED工法
大断面、大深度、硬質地盤施工が可能● CDM/CDM-Mega工法
Ø1200mm×2軸(S=2.17m2)
Ø1300mm×2軸(S=2.56m2)
Ø1600mm単軸 (S=2.01m2)

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1600mm×2軸(S=4.02m2)

CDM-FLOAT工法 －陸上機搭載台船方式ＣＤＭ工法－
河川、運河、湖沼、河口部などのＣＤＭ船が入域できない狭隘な場所での施工が可能。
台船に陸上CDM機を搭載して潮位管理機能付きシステム管理装置（CDM-FLOATシステム）により施工管理
CDM-FLOAT工法の用途

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CDM船でのＩＣＴ活用技術

衛星測位システムを用いたＣＤＭ船の位置決め
ＣＤＭ船での施工データの共有化

改良杭の位置決めの概念図
基準局からの送信された補正データとＧＮＳＳ衛星から直接得られたデータから自身の位置をリアルタイムで計算するため、信頼性の高い位置決め作業を実現

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潮位測定の概念図
送信アンテナ

受信アンテナ

潮位測定は自動潮位計で行います。測定精度は±１ｃｍで、2分ごとに計測を行い、データを出力します。
潮位検出部

潮位受信部

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自動化設備操作室

機関監視室

処理機の昇降・回転数の管理は自動スラリーの製造、注入スラリ―量の運転で、CDM船の杭打設位置への管理も自動で制御。

移動も含めワンマンでの施工が可能である。
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打設情報の共有化
杭の位置決め、杭番号、処理機の貫入・引抜き速度、回転数、セメントスラリーの吐出量、着底管理（電流値・トルク）の施工データが共通の管理画面で作業員間で共有化されています。

操作室

機関監視室

ブリッジ操船室

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応接室

居室

CDMーFLOAT工法のＩＣＴ活用技術
トータルステーションを用いた位置決め
潮位管理機能付き施工管理システム

トータルステーションによる自動位置決め
ビルや構造物がＧＰＳ電波の障害となるため
ＣＤＭ－ＦＬＯＡＴではトータルステーションによる位置決めが主流

トータルステーション

反射プリズムトータルステーション

位置決め管理画面

トータルステーション2台で台船の位置をリアルタイムで測量している操作室にて、管理画面を見ながら設計の杭位置に台船を移動する
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陸上施工でのＩＣＴ活用技術
GNSS(衛星測位システム）を用いた位置決め
ICT施工による出来高､出来形管理の効率化
ICTの活用による検査の効率化

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施工管理データの見える化

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ICT施工による出来高､出来形管理の効率化

施工記録の３D化表示● 杭ごとの平面位置の誤差● 着底判定データ（電流値）● 深度ごとのスラリー量（3D）CADへの表示と変換● ３D図の応用● ３６０度可視化
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IＣＴ活用技術のまとめ● GNSSにより、位置誘導、施工位置確認ができます。
● CADデータ上の進捗状況が確認できます。
（マップ表示）サーバーを活用することで、● 施工中の状況を各所でリアルタイムに監視できます。
● 施工済みデータを随時再生できます。
● 杭打設結果表を３Ｄで表示できます。
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CDM工法の国土強靭化への取り組み

CDM工法の用途

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合理的な液状化対策工法の開発

CDM格子状改良 (1995年 兵庫県南部地震)

格子式改良
場所打ち
コンクリート杭地上14階建のホテル
CDM格子状改良により、基礎杭周辺地盤の液状化を防止
建物周辺の未改良箇所の被害
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フューラット工法－浮き型格子状液状化対策工法

従来工法（格子状ＣＤＭ）の更なるコスト低減のため設計法を開発●上層のみをＣＤＭによって格子状に改良し下層は未改良●設計・解析によって改良間隔・深度を決定●港空研と民間6社の共同研究

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地震や津波による堤防の被害
地震による堤防の被災

津波の越流による堤防の被災

地震動によって堤体が大きく沈下する被害が発生してきた。

越流によって堤体が裏法面から崩壊する被害が発生してきた。

堤体全体を補強したり，強固な堤体を再構築したりするには，多大な費用が必要であり，現実的でない。
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対策工法の提案

堤防DM補強工法

固化処理工法（地盤改良）による対策8.5m

格子状改良
1:1.55m
2m
15m
8m

液状化層

7m

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粘土層

効果の確認 固化処理工法を用いた堤防補強
振動実験断面図
遠心加速度50g
給水間隙水圧計

1:1.5
排水200(10m)

300(15m)

160(8m)240(12m)

40

100

1:1.5

ブロック

① 無対策

② 格子式
Ac-G

UN

ブロック

③ 矢板式
Tr-B1Al-B

洗掘

洗掘

曲げ破壊

屈曲
洗掘と堆積洗堀され、堤体が喪失する

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④ 壁式

洗掘

裏法面は洗堀されるが，天端高さが保たれる。

洗掘と堆積洗掘と堆積矢板や改良体が傾斜・屈曲する可能性がある。

天端高さを保つことができる。

まとめ●CDM工法は、様々な構造物や施設の耐震強化に適用されています。
●液状化対策には、格子式のCDM工法が、多くで採用されており、さらなるコスト削減に向けて、浮き型格子状液状化対策の（フューラット工法）が開発されています。
●堤防を津波・越波から守るには、堤体内に格子式のCDMを構築することが非常に効果的でした。
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ご静聴ありがとうございました!

Deep Mixing 2015 in San Francisco