技術メモ
神門 誠
1． まえがき
今までにいろいろなトラブルに立ち会い、原因究明と対策工法を検討してきた。
土には、人間の顔と同じようにいろいろな顔があり、性格も異なっているため、その性質をよく理解していないとトラブルが生じ易い。水、振動、攪乱等の影響に左右され易いので十分な注意が必要であります。
本文は土に関わって半世紀以上になるが、若い技術者の参考になればと、思い付くまま土質の取扱や留意すべきことについて、「技術メモ」として整理したので、今後の業務に参考になれば幸いである。
2． 技術メモ
技術メモ（1） 河川砂の透水係数について透水係数は粒径、均等係数、間隙率、飽和・不飽和条件等によって影響されますので、土質条件、地層の成立ち等を十分理解して推定する必要があります。
斐伊川河川の旧支川である旧飛行場跡地の河川砂について、透水係数を室内試験、現場実証試験を行って推定したので紹介する。
砂の透水係数は、表-1．1 のクレーガーの方法を利用して推定することができる。尚、クレーガーの 20％通過径（D20）と透水係数との関係は、細粒土を多少含んだ砂質土の透水係数を実験で求め表したもので、（D20）が 0.03 ㎜以上、砂分含有率 70％条件。
供試体の粒度試験の粒径加積曲線（図-1．1）から礫分：29.2％、砂分：68.9％細粒分：1.5％である。従って、クレーガーの（D20） の分類では、中粒砂に分類されるが粗粒砂になる。
表-1.1

図-1.1
飽和透水係数は ｋ≒０．０５㎝/ｓ となる（実際には粗粒砂に分類でき、これより大）。
室内透水試験（定水法）の結果では、飽和透水係数 ｋ≒０．１01 ㎝/ｓが得られている。

現場透水試験試験結果
本試験の目的は、雨水浸透マスの課題確認のため、設計雨量に対する浸透能力を現場実証実験を行い確認した。その結果から得られた透水係数を「地盤工学会による不飽和地盤の原位置試験方法」からの実験チェックを行った。
試験の原理「設計用地盤定数の決め方」-土質編―

社団法人 地盤工学会 p155

浸透面積： 3.02×1.0＝3.02 ㎡
浸透面積に相当する円形断面：A＝1/4・πD2 より D＝√4A/π＝1.96m ｒ＝0.98m＞0.00101 m/s（室内試験結果）
果）以上より、砂層の不飽和透水係数は K＝0.001m/s（1.0×10-1 ㎝/s）が十分期待でき、設計値とした。

技術メモ（2） 図表を用いて地盤支持力や斜面安定の概算評価
1） 地盤の支持力
地表面に基礎があってこれに荷重がかかる場合を考える（図ｰ 2.1）。荷重を増加させると沈下量は次第に大きくなってくるが、この荷重‐沈下量の関係は図-2.2 に示すように 2ケースがある。A 曲線は全般せん断破壊、B 曲線は局部せん断破壊と呼び進行性破壊の状態を示す。A 曲線は、一般に密に締っているとか土の組織が発達している場合の変形特性である。B 曲線は、軟弱粘土、乱された土等がこれに当たる。

図-2.2

図-２．1極限支持力は、A 曲線の b 点の荷重強度を呼んでいて、破壊に対する安定性をもとに地盤の支持力を決めている。つまり、安全率２とか 3 である。沈下量（変位）は考慮していないので、沈下量を重視する構造物の場合は、沈下量を考慮した支持力が必要であり、一般に支持力は小さくなる。
支持力公式は

粘着力の項

基礎幅の項

qd＝Ｃ・Ｎｃ＋1/2・r・Ｂ・Ｎｒ＋ｒ・Df・Nq

根入れの項から成り立っている。

式で示される。

軟弱地盤の場合「φ＝0」 として根入れの項を考えないと粘着力の項のみが影響する。
各公式がどのような値かを比較すると表-1 のようにほぼ近似した値を示し、概ね「Nc＝表-2.15.5」程度である。したがって、極限支持力はｑｄ＝5.5・Ｃ で求められる。

2） 斜面の安定について
軟弱地盤上に幅の広い盛土をすると、盛土荷重によっては、盛土のり斜面部で底部すべり破壊が発生する。
斜面の破壊のすべり円は、図-2.3 に示すように 3 種類に分けられている。

図-2.3
φ＝0 の斜面で均質な地盤の場合の最小安全率を与えるすべり円（臨界円）の種類とその位置を求める図表が図-2．4 である。
斜面傾斜角β＝５３°より緩やかな傾斜角になると深さ係数が無限大になると一定な関係になる。したがって、安定係数 Ns＝5.52 となる。

図-2．4

安定係数 Ns を用いて、いま傾斜角βの斜面が崩壊しない最大の臨界高さ HｃとするとＨｃ＝Ｎｓ・ｃ/γの関係になる。この式を用いて概略の見当を付けるのに便利である。
支持力の項で示した「Nc」と「Ns」の値は、略 5.5 であり近似している。したがって、支持力の問題、斜面の安定問題の概略の見当を付けるのに役立つ。
尚、ｃ,φのある地盤であれば、図-2．5 のような関係から見当を付けることができる。

図-2．5
次に引張り亀裂の関係は図-2．6 に示す、テルツアギーによれば引張亀裂の入る最大深さは次式から求められる。
Zc＝2ｃ/γ・tan(45°＋φ/2)
φ＝０の粘土の場合
Ｚｃ＝2ｃ/γ
深さが分かれば、おおよその粘着力の見当が付く。

図-2．6

技術メモ（3） 軟弱土（浚渫土）の土質改良処理について
1）受け入れ先が残土処理場の場合受け入れ先でどのような部分に利用するかによって異なりますが、一般に表-3.1（建設汚泥再生利用マニュアル：土木研究所発行）より、第 3 種処理土程度を考えれば、コーン指数４００ｋN/㎡以上が必要となります。
コストを削減するためトラック運搬時のトラフィカビリティを確保のみとすれば、コーン指数２００ｋN/㎡以上が必要です。（第 3 種処理土）
表-3．1

表-3.2 の建設機械の走行に必要なコーン指数から考えると、普通ブルドーザーの範疇になる。
表-3．2

地盤工学会

2）固化材の添加量について
道路土工「盛土工指針」日本道路協会（平成 22 年度版）より、図-3.1 で求められる。

図-3．1
表-3．3

表-3．43）手順としては、➀通常の土質改良の場合（改良範囲、強度指定）

施工時のトラフィカビリティ〇 運 搬 時 、 処 理場 での敷 均し、盛土施工時の判定など一軸圧縮試験の一軸圧縮強さから決定〇図-3.1 の設計強度/（現場/室内）強さ比をもって添加量を求める

コーン指数を利用する（設計コーン指数/（現場/室内）強さ比を利用して添加量を求める）〇運搬時の条件 ｑｃ＝２００ｋＮ/㎡以上〇第 3 種の条件 ｑｃ＝400ｋＮ/㎡以上

4）考察改良されると➀土砂として取扱うか、②固化体（貧配合コンクリート）として取扱うかで設計強度の取扱いが異なる。
①は改良土を解して土砂化（粒状）するため、盛土材として使用する場合の強度は、「C,φ」で求める。但し、施工時のトラフィカビリティの場合は、コーン指数で求める。
②は改良体を構築する場合は、固化体が土中に造成されるため、コンクリートと同様に強度設定する（主に支持力改善や補強盛土する場合）ため養生期間も重要。
・圧縮強度の 1/3 が許容応力度として取扱う（深層混合処理工法など）。
・又、設計条件が粘着力で決められている場合は、土質扱いとして一軸圧縮強度の 1/2としている。
・載荷は、目標強度が得られてから行う。
●一般に経験値として、コーン指数は一軸圧縮強さの概ね 5 倍とされている。
●求め方は、試験結果のｑu 値を 5 倍にして、添加量とコーン指数の関係の図を描き、バックホウ混合であれば、表-3.3 より（現場/室内）強さ比を 0.3 として図-3.1 から添加量を求める。
割増率については、表-3.4 の全対象土の値である。
一軸圧縮強度 qu
Qu=コーン指数/5＝500/5＝100kN/㎡●改良土量が多い場合は、施工前に現場実験を行って進めることが望ましい。つまり、実際には含水比によって大きく変化するため、仮置き場を設け浚渫土の含水比を下げることが重要で添加量を抑えることになる。
3． あとがき
技術メモ（1）は、透水係数は粒径、均等係数、間隙率、飽和・不飽和条件等によって影響するので留意する。技術メモ（2）は、計算ソフトで計算する前に図表を活用して概略の見当を付けて進めると勘ができるので癖を付けて頂きたい。技術メモ（3）は、改良土の状態（粒状、固化体）で試験方法、施工方法、試験施工等が異なるので留意する等について記述した。参考になれば幸いである。