「震災からの復旧・復興、住環境の再生に役立つ地盤技術」シンポジウム 技術報告書, 地盤工学会東北支部
平成 23 年 12 月 1 日

3. SKK 工法による砂地盤の液状化対策

すっからかーん工法とその応用技術

砂地盤の液状化対策の一つとして、飽和度を 90%程度にすると効果的であることが知られる。このため、どのようにして飽和度を低下させるか、すなわち空地下水揚水、地盤浄化、液状化対策

有限会社アサヒテクノ 正会員 高橋茂吉
有限会社アサヒテクノ

尾崎哲二

気をどのようにして封入するかがポイントである５）。
SKK 工法では地下水面を大きく下げ、地下空気を吸引するため DW 工法に比べ、含水比が大きく低下することを前述した。

1. はじめに

ここで、土質の粒径と比浸出量・比保留量の関係を図 3 に示す。比浸出量は有スーパーウェルポイント工法（以下、SWP 工法という）は真空ポンプと水中ポンプを利用した地下水位低下工法であり、比較的多効間隙率と同じと考えてよい。図 3 で DW 工法と SKK 工法を比較すると、DW量の地下水を揚水する。一方、SWP 工法に地下空気を吸引する機能を付加したすっからかーん工法（以下、SKK 工法という）は地下工法では青色で示す間隙水（比浸出量）のみの排水となり、黄色で示す間隙水（比水面が低下した不飽和地盤の間隙水や揮発性物質を気化させ回収する。

保留量）は残留する。しかし、SKK 工法では青色の間隙水の回収に加えて黄色

本稿では、これらの工法の概要について述べ、その応用技術として考案した液状化対策について紹介する。

図 3 粒径と比浸出量・比保留量との関係で示す間隙水を減圧蒸発させ回収する。
そこで、飽和した砂を水位低下により含水比を低下させたのち、復水したらど2. SWP 工法および SKK 工法のような飽和度になるのか簡単な実験を試みた。

空気吸引孔
▼

SWP 工法で設置する井戸（以下 SWP 井戸）の構造図を図 1 に示す。井戸管は閉じ使用した試料は砂分 97.6％、残り 2.4%はシルト・粘土分の砂である。

た構造をしており、開口部は揚水管をのぞけば上蓋の空気吸引孔と井戸管下部の吸水▼真空ポンプ孔のみである。スクリーンは井戸管にスリットを設ける方式ではなく、分離して井戸の時の飽和度（初期飽和度）を測定する。次にカップの底から重力排水させたの揚水管管を取り囲むように配置する。主要な装置は吸引孔の直上に設置する水中ポンプと地ち、一方は自然乾燥させ、他方は真空ポンプを使って減圧蒸発（－0.082MPs、鋼管（井戸管）上に設置する真空ポンプである。井戸管の深度やスクリーンの設置区間は現状の地下真空乾燥）させる。その後、カップの底から復水させ飽和度（復水後飽和度）を水位や低下目標の地下水位をもとに計画する。

測定するというものである。実験試料は自然、真空乾燥とも 13 試料であった。

自然地下水面

揚水の仕組みは、“真空ポンプで井戸内の空気を減圧して地下水を集め、集まる地下水を水中ポンプで揚水する”というものである 。地下水に負圧を与えて集める

スクリーン

井戸管スク
リー

深い深度の地下水に対しても同様の効果を発揮する。

実験結果を図 4、5 に示す。なお、初期飽和度については自然乾燥、真空乾燥

フィルター材

１）機能を真空ポンプが、これを揚水する機能を水中ポンプが担う。この仕組みにより実験ではカップ（600cc）に水を満たしたあと水中落下法により砂を入れ、そン

井戸管模式断面図ともほぼ同じ値を示した。
図 4 は初期飽和度と復水後飽和度の関係を示す。図 4 より、自然乾燥、真空乾燥とも復水後飽和度が初期飽和度に比べ低下している。
両者を比較すると自然乾燥では 3～5％の低下、真空乾燥では 7～9％の低下であり真空乾燥の方が飽和

SWP 工法では揚水により地下水面が低下しはじめるとスクリーン部を介して水面度の低下が大きい。

上の地下空気が井戸内に吸引される。そのため、井戸内の減圧が弱まり、同時に地下水中ポンプ水の負圧も減じる。しかし、その空気量は 0.5～1.5m3/min の範囲に、対応する負圧は吸水孔

図 5 は砂の相対密度と飽和度比（復水後飽和度 / 初期飽和度）との関係を示-0.08～-0.06Mpa の範囲にあり、地下水の集水能力が大きく低下することはない。

砂溜りす。図 5 より、相対密度の大小にかかわらす自然乾燥、真空乾燥ともに飽和度が水は揮発性物質である。地下水面上の不飽和地盤では地下空気が動かなければその掘削低下している。
また両者とも相対密度が大きい場合には飽和度の低下は小さくなる。しかし、この場合でも真空乾燥では 5％以上の低下を示す。

水蒸気はほぼ飽和状態にあり間隙水の変化は少ない。しかし、地下空気が吸引されて減圧すれば水蒸気圧が低下して間隙水は蒸発する。地下空気が絶えず吸引されれば蒸図 4 初期飽和度と復水後飽和度との関係

図 1 SWP 井戸の構造図

以上より、地下水位低下・復水による方法は飽和度低下（空気封入）に効果が発は継続して空隙は大きくなる。このため、地下空気は吸引されやすくなり蒸発はさあること、また真空ポンプを使った真空乾燥による方法が自然乾燥による方法にらに進む。上述の SWP 工法における地下空気の吸引はこのようにして地盤の含水比比べ飽和度の低下が大きいことが確認される。
前述の釜石市の防潮堤水門の建設は完成を待たず、2011 年 3 月 11 日に発生しを低下させる。
飽和した地盤の間隙は水で満たされている。これをディープウェル工法 （ 以 下 、た震災により大きな損傷を受けた。しかし、SWP 工法で水替工を実施した場所

DW 工法という）で揚水した場合、揚水される水は重力に支配される水（自由水）だでは液状化が生じていなかった。この原因について調査したいと考えている。

図 5 相対密度と飽和度比との関係（復水後飽和度 / 初期飽和度）

けである。間隙には毛管水や吸着水が残留する。しかし、本工法では地下空気を吸引4. まとめするため残留する間隙水は蒸発して含水比はさらに低下する。

震災復興の建設工事において水替工は必要になる技術である。今回の場合、地下水が豊富な沿岸地域での工事が多く見込まれ、

この SWP 工法に下記の改良を加え、地下水回収の効率を高めて地下空気吸引の能２）

その排水方法は建設工事の進捗に影響を与えることが予想される。SWP 工法はこれらの工事に力を発揮することが期待される。また力を大きくした工法が SKK 工法である （図 2 参照）。

SKK 工法は汚染地盤の浄化技術として、さらには液状化対策の技術として有望である。
参考文献① 井戸管に沿って吸引パイプを設置し、これをブロアーで吸引する。

1) 尾崎哲二、高橋茂吉, 中山比佐雄, 神野健二(2007) ; 真空ポンプを利用した新しい地下水位低下工法, CE リポート, 土木学会誌② 対象地盤を遮水壁（鋼矢板など）で囲う。
③ 地表部に空気遮断措置を講じる。

図 2 SKK 工法の概要図

Vol.92 No.8 August, 2007
2) 尾崎哲二, 高橋茂吉(2010); 地下水と地下空気の回収による地盤改良, 技術紹介, 地盤工学会誌, 58-5(628)、May, 2010

SWP 工法は釜石市で実施した防潮堤水門基礎工事（岩手県沿岸広域振興局農林部）において水替工として利用された。施工では多

3) 古村哲史, 合田弘司, 高橋茂吉, 尾崎哲二(2010); ,防潮堤水門基礎工事における地下水位低下工法, 土木学会第 65 回年次学術講演

量の地下水を揚水して良好な水位低下を示した。また、鋼管杭からの上昇流を減じ砂のパイピング防止にも寄与した。一方、SKK 工会,pp543-544, 2010.9

法は岩手県二戸市の県境部に位置する産業廃棄物不法投棄棄現場において、地盤中の汚染物質（VOCs）の原位置浄化技術（岩手県生4) 尾崎哲二・高橋裕幸・高橋慶吉・岡野英樹・片桐章・木幡剛(2010)；廃棄物不法投棄岩手県側サイトにおける VOC 複合汚染土壌活環境部）として採用され、良好な浄化が得られた４）。の減圧ガス吸引法による浄化実証試験, 第 17 回地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会、pp544-549

SKK method and applied techinology5) 藤井直, 西垣誠, 大内正敏(2010) ; 飽和砂の液状化強度特性に関する実験的研究, 土木学会論文集 C Vol.66 No.3, 564-576, 2010.8

Shigeyoshi Takahashi and Tetsuji Ozaki, ASAHITECHNO CORP.

6）水収支研究グループ編（1993）; 地下水資源・環境論－その理論と実践, 共立出版株式会社から引用・加筆