淺沼組技術研究報告№21(2009)

8.プラスチックボードドレーンを用いた液状化対策工法の実大施工実験
Construction Experiment of Liquefaction Countermeasure Method Reinforced by Plastic-Board-Drains.

溝口 義弘* 浅田

毅*2

要 旨
プラスチックボードドレーンを用いた液状化対策工法（RPD 工法）の実大施工実験を行い、施工性能、周辺環境への影響、および改良効果を調べた。実大施工実験の結果、グラベルドレーン工法に比べて施工性能は向上していること、騒音と振動ともに規制基準値以下で周辺環境への影響が少ないことが分かった。また、改良地盤は無対策地盤に比べて過剰間隙水圧の発生が抑制されていることが分かった。
キーワード：プラスチックボードドレーン／実大施工実験／施工速度／騒音／振動
先端をアンカーで非液状化層に定着し、PBD の頭部をジ

１．はじめに地震の活動期に入ったと言われる昨今、今後 30 年間にオグリッドと固定治具で連結する工法である。これまで地震が発生する確率は、東南海地震では 60%～70％程度、RPD 工法を適用した地盤の室内振動台実験（重力場・遠１）

南海地震では 50％～60%程度と言われており 、それら心場）を行い、地盤の液状化強度が増加することを確認の地震が起これば、兵庫県南部地震以上の液状化被害がし、改良効果を評価する設計法を提案してきた２）～６）。

発生するものと懸念される。また、社会の構造改革にと今回、実地盤での実大施工実験を行い、RPD 工法の施もない、経済が発展し都市再生の動きが活発化すること工性能と周辺環境への影響を調べた。また、事前調査でで、地盤の液状化が発生しやすい沿岸部に広がる工場跡確認された液状化砂層の無処理地盤と PBD を打設した改地、埋立地等の利用が進められ、ますます地盤の液状化良地盤に、Ｈ鋼を地盤中に打ち込みバイブロ起振機で振対策が重要な課題となってくる。

動を加え、地盤に過剰間隙水圧を強制的に発生させて、地盤の液状化対策には、地盤密度の増大、過剰間隙水地盤の間隙水圧と加速度を計測し、地盤の改良効果を調圧の抑制・消散、固結、せん断変形の抑制、過剰間隙水べた。本報は、それらの実大施工実験の結果について報圧の遮断などを目的とする工法が既に多く開発され、数告する。

多くの実施例が報告されている。しかし、締固めによる密度増大工法では、改良効果への信頼性は比較的高いが、２．RPD 工法

施工時の振動・騒音、締固め時の周辺地盤の変形が無視

2.1 RPD 工法の概要

出来ないため、周辺環境への影響、既設構造物での近接RPD 工法は、図－１に示すように、PBD の排水効果に工事、市街地での施工等では採用し難い。現在、低振動・加え、地盤を PBD とジオグリッドとで囲まれた領域に分小口径の締固め工法も開発されているが、打設深度に課割し、領域内の土粒子の移動を抑えることで地盤の変形題を残す。一方、排水工法では、一般的には砕石（グラを抑制し、液状化強度を高めるものである。その結果、ベルドレーン工法）が用いられてきたが、最近はプラス地盤が液状化することを防ぐことができる。

チック系のドレーン材も使用されてきている。排水工法

PBD とジオグリッドおよびアンカーの仕様を表－１に、は締固め工法と比較して、振動・騒音も少ない施工が可PBD とジオグリッドおよびアンカーを写真－１に示す。

能であり、周辺環境への影響が少ないが、液状化対象層

PBD は、幅 200 ㎜×厚さ 10 ㎜でプラスチック製の骨格にが厚いと排水効果が低下したり、地震後にある程度の沈ドレーン用フィルターを融着させたものである。ジオグ下が生じる可能性があるなどの課題が挙げられる。

リッドは、8 ㎜メッシュの高強力ポリエステル繊維製であ

筆者らは、プラスチックボードドレーン（以下、PBDる。アンカーは PBD を非液状化層に定着させるものであとする）の排水効果と地盤の変形抑制効果を兼ね備えたる。固定治具は角材を用いてビスで PBD に固定する。

工法として RPD 工法を開発した。RPD 工法は、PBD の* 技術研究所環境・生産研究グループ*2 技術室安全・環境管理部
8-1淺沼組技術研究報告

図－１

表－１

RPD 工法の模式図

PBD とジオグリッドとアンカーの仕様

材料

材質
芯材

PBD

№21(2009)

ﾌｨﾙﾀｰ

寸法

ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝ樹脂

厚さ：200mm

ﾎﾟﾘｴｽﾃﾙ系

幅：10mm

特殊合成繊維ジオグリッド高強力ﾎﾟﾘｴｽﾃﾙ繊維－アンカー

SS400－

図－２

RPD 工法の施工順序(1)PBD②アンカーセット
ケーシング下端の PBD に定着アンカーを取付ける。
③打設機械の位置決め
打設機械を移動し、所定の打設位置にセットする。
④ケーシングの圧入
フリクションローラによりケーシングを所定の深度ま(2)ジオグリッドで圧入する。圧入時、ウォータージェットを併用する。
⑤ケーシングの引き抜き所定深度に達したら、PBD の共上がりが無いように注意しながらケーシングのみを引き抜き、PBD を非液状化層に定着させる。
(3)アンカー
写真－１⑥PBD の切断

PBD とジオグリッドとアンカー

地表面に出た PBD を 15cm 程度残して切断し、PBD 頭部に土砂混入防止用ネットを取り付ける。

2.2 施工手順⑦打設機械の移動

RPD 工法の施工手順を図－２に示す。

作業②～⑥を繰り返す。

①打設準備⑧PBD 頭部連結

ロール状の PBD をケーシングの上方から下端まで通す。
また、施工ブロック内で、PBD の打設位置をマーキング

ジオグリッドの所定の位置に切り込みを入れ、ジオグリッドを敷設しながら、PBD を通す。ジオグリッドの上する。
8-2

淺沼組技術研究報告№21(2009)に砕石を 10cm 敷き均し転圧を行う。その後、PBD の位

3.2 実大施工実験の方法

置に固定用角材を配置し、PBD と固定用角材をビスで止(1)実大施工実験の手順
実大施工実験は、以下の順序で行った。

める。
①⑨表層部仕上げ
残り砕石を 20cm 敷き均し、転圧を行う。

事前に地盤のボーリング調査を行い、地盤の性状を確認する。

②

所定の深度に加速度計および間隙水圧計を設置する。

３．実大施工実験の概要③3.1 実大施工実験の内容

B 区域では PBD を非液状化層まで 60cm ピッチで、C 区域では PBD を非液状化層まで 100 ㎝ピッチで千実大施工実験は、表－２に示すように施工性能と改良効果を調べる。無対策地盤を A 区域、打設間隔 60cm の鳥配置に打設する。

改良域を B 区域、打設間隔 100cm の改良域を C 区域とす④

PBD の打設が完了すると、ジオグリッドを全面敷設る。図－３に平面図と断面図、図－４に土質柱状図を示し固定用角材を介して PBD 頭部と連結し、表層に砕す。
改良対象深度は GL-5600mm～GL-7750mm の砂層で、石を敷設し、表層部仕上げを行う。

PBD の打設深度は GL-8000mm 以深である。なお、表層⑤地盤を起振させながら、改良効果を調べる。

（埋土・砂礫）は当初、ケーシングが貫入不能のため、(2)打設性能の計測掘り起こして埋戻しを行った後に施工した。

PBD 1 本ごとに打設深度・打設時間を計測し、打設可能な地盤性状・打設速度を調べた。また、図－３に示す
改良区域ごとに①打設準備から⑨表層部仕上げまでの一表－２ 実大施工実験の目的と内容
確認項目
内容
施工性能
PBD の打設深度と打設時間の計測
施工時の騒音と振動の計測
改良効果
起振による地盤内の加速度と過剰間隙水圧の計測

連の施工時間を計測した。

(3)施工時の騒音と振動の計測
表－３に示す条件で、PBD 打設時の騒音および振動を計測し、振動規制法と騒音規制法の基準値と比較しながら、周辺への影響について調べた。

(1)平面図

図－４

計測項目(2)断面図図－３

騒音

実大施工実験の平面図・断面図

振動8-3

実大施工実験の土質柱状図

表－３ 騒音・振動の計測条件
計測装置
計測位置
普通騒音計
打設機械からの距離(RION 製,NA-29)
1.5, 3, 5, 10, 20, 35m
振 動 レ ベ ル 計(RION 製,VM-52)

淺沼組技術研究報告(4)起振による改良効果の計測№21(2009)

４．実大施工実験の結果

地盤は図－５に示す方法で起振させた。起振に用いた

4.1 打設性能の計測結果
C 区域の PBD 打設完了後の状況を写真－２に示す。

バイブロ起振機の仕様を表－４に示す。
起振時の計測項目は、地盤の加速度と間隙水圧およびPBD は千鳥配置で所定の位置に打設することができた。

表面沈下量である。計測計器の設置位置は図－３に示す。

また、PBD の打設管理を行う自動記録装置から読み取っ計測計器の仕様を表－５に示す。表－６に間隙水圧計のた全ての PBD の打設深さの分布を図－６に示す。PBD の初期値を示す。間隙水圧計の初期値を水位に換算すると打設深さは、GL-8.0m～8.8m の範囲に分布し、計画通り約 2ｍ程度である。に打設することができ、N 値 15 程度の地盤にも貫入できることが分かった。

計測手順は、改良区域ごとに以下の手順で行った。
①②Ｈ鋼を地下水位の GL-5.5m まで貫入させる間、地盤実験で計測した 1 日当たりの打設延長より、図－７にの加速度と間隙水圧を計測する。その後、間隙水圧示す地盤モデルを一例に、RPD 工法と GD（グラベルドが一定値に収束するまで放置する。

レーン）工法の単位面積当たりの施工能力を比較する。

Ｈ鋼を GL-5.5m から GL-7.5m まで貫入させる間、地それぞれの工法の設計法に準じて、打設間隔を求め、盤の加速度と間隙水圧を計測する。

100m2 当たりの想定される施工日数を表－７に示す。RPD工法の施工日数 4.8 日に対して、GD 工法の施工日数 10.7日となり、RPD 工法の方が、施工期間を短縮できることが分かった。

図－５バイブロ起振機による地盤の起振表－４ バイブロ起振機の仕様
FM2-80機種
18.3Hz(1100cpm)
周波数（振動数）477.6kN起振力

写真－２

PBD 打設完了後の状況

25510m/s29.
2
次の級

8.
88.
48.
07.
6

打設長さ(m)図－６表－６7.
2200kPa

6.
806.
4

間隙水圧計

106.
0

加速度計

容量

155.
6

計測器

表－５ 計測計器の仕様
計測位置
形式
ひずみ型
GL-7.1m
ARF-10A
ひずみ型
GL-7.0m
KPA-200KPA

頻度

20

全ての PBD の打設深さの分布

間隙水圧計の初期値

計測地点

設置深さ(m)

初期値(kPa)

水位換算(m)A

GL-6.921.62.20

AB

GL-6.920.3

2.07

B

GL-6.919.82.02BC

GL-6.921.5

2.19CGL-6.921.4

2.18

図－７8-4地盤モデル

淺沼組技術研究報告

表－７ 100m2 当たりの施工日数
打設間隔
打設本数
施工日(cm)（本/100m2）
数(日)751784.8RPD 工法
70204
10.7GD 工法№21(2009)

4.3 起振による改良効果の結果(1)加速度と過剰間隙水圧の変化
Ｈ鋼を GL-5.5m まで貫入させる間の過剰間隙水圧は、図を省略するが、ほとんど発生していない。
Ｈ鋼を GL-5.5m から GL-7.5m まで貫入させる間の過剰間隙水圧の経時変化を図－９に示す。起振によって地盤4.2 施工時の騒音と振動の計測結果測定した騒音値と振動値を文献７）の騒音および振動が液状化するまでには至らなかったが、過剰間隙水圧のと距離減衰の関係に加筆したものを図－８に示す。騒音挙動に違いが見られる。PBD を打設した地盤は無対策地と振動ともに距離が離れるにしたがって低下している。

盤に比べると過剰間隙水圧の発生が少ない。打設間隔

また、特定建設作業に伴って発生する騒音と振動の規制

60cm の B 区域の方が過剰間隙水圧の発生が最も抑制されに関する基準と比較すると、騒音と振動ともに規制基準ていることが分かった。
Ｈ鋼を GL-5.5m から GL-7.5m まで貫入させる間の加速以下であることが分かった。

度の経時変化を図－10 に示す。図中の矢印は過剰間隙水圧が最大に達した時を示す。その時の加速度は A、B、C
120

区域の順に、167gal、428gal、151gal である。打設間隔 60cm
ディーゼルハンマーによる杭打ち

110の B 区域は改良効果により加速度が大きな値を示していると考えられる。

100
パックドレーン工法

90 深層混合処理工法

20

騒音基準値 85dB

80

過剰間隙水圧 (kPa)

騒音レベル(dB)

重錘落下締固め工法

SCP工法およびSD工法

70RPD工法
バイブロフローテーション工法

60

最大過剰間隙水圧

151050-502040

プラスチックドレーン工法

50
1101006080

100t (sec)(1)A 区域（無対策地盤）

1000

音源よりの距離(m)20110

過剰間隙水圧 (kPa)(1)騒音と距離減衰の関係
ディーゼルハンマーによる杭打ち

100

最大過剰間隙水圧

1050-5800

振動基準値 75dB

2040

6080

100t (sec)70

重錘落下締固め工法(2)B 区域（打設間隔 60cm）

パックドレーン工法

60
5020RPD工法

40

過剰間隙水圧 (kPa)

振動レベル(dB)90

15SCP工法およびSD工法
深層混合処理工法

30

バイブロフローテーション工法

プラスチックドレーン工法

20
10

最大過剰間隙水圧

1510
50-51

10100

0

1000

振源よりの距離(m)

4060

80

100t (sec)(3)C 区域（打設間隔 100cm）(2)振動と距離減衰の関係
図－８20

図－９ 過剰間隙水圧の経時変化（Ｈ鋼の位置 GL-5.5m～7.5m）

ＲＰＤ工法の騒音・振動レベル

8-5加速度 (gal)淺沼組技術研究報告
8006004002000-200-400-600-800№21(2009)

機の機械音とエンジン部の振動に起因するが、規制基準以下であった。
バイブロを用いた起振実験により打設間隔 60cm の④020406080

地盤が過剰間隙水圧の発生が最も抑制されており、100t (sec)改良効果を確認できた。

加速度 (gal)(1)A 区域（無対策地盤）
800
600
4002000-200-400-600-800⑤

バイブロを用いた起振実験では沈下はほとんど発生しなかった。

最大過剰間隙水圧

これまでの室内振動台実験や実大施工実験の結果から、RPD 工法の有効性が確認できた。今後、数多くの現場に適用し、RPD 工法の普及を図っていきたい。
020406080100［謝t (sec)(2)B 区域（打設間隔 60cm）

加速度 (gal)

圧入方式で PBD を打設するため、騒音と振動は打設③

最大過剰間隙水圧

800
6004002000-200-400-600-800

辞］

最後に当工法を共同で開発した株式会社不動テトラの東祥二氏、錦城護謨株式会社の野村忠明氏、川鍋修氏、最大過剰間隙水圧井口実氏、三成昌也氏に感謝の意を表します。

［参考文献］
1) 地盤調査研究推進本部：長期評価による地震発生確
020406080

100

率値の更新について、ホームページ、2009.

t (sec)(3)C 区域（打設間隔 100cm）

2) 溝口義弘、浅田毅、田中泰雄他：プラスチックボー

図－10 加速度の経時変化（Ｈ鋼の位置 GL-5.5m～7.5m）

ドドレーン敷設地盤の液状化特性、第 11 回日本地震
工学シンポジウム、pp.721～726、2002.11.

(2)表面沈下量

3) 溝口義弘、浅田毅：PBD 群による盛土の変形抑制効

起振前後の地盤表面の沈下量を表－８に示す。起振の果について、淺沼組技術研究所報、No.18、pp.51～56、結果、加速度 151gal～428gal 程度でも全てのケースで沈2006.

下はほとんど見られなかった。

4) 溝口義弘、浅田毅：PBD 群による人孔の浮上り防止効果について、淺沼組技術研究所報、No.19、pp.65

表－８ 起振前後の表面沈下量
起振位置からの距離
A 区域
B 区域(m)(mm)(mm)
21
1400～68、2007.
C 区域(mm)115) 溝口義弘：PBD 群敷設地盤の振動台実験－１Ｇ場と遠心場の比較、淺沼組技術研究報告、No.20、pp.37～42、2008.
6) プラスチックボードドレーン群工法の改良効果の評

５．まとめ

価方法、淺沼組技術研究所報、No.17、pp.63～70、2005.

RPD 工法の実大施工実験を行い、施工性能と周辺環境

7) (社)土質工学会：軟弱地盤対策工法－調査・設計からへの影響、および地盤を起振させた実地盤における改良施工まで－、pp.27～29、1988.

効果について調べた。
実大施工実験の結果から、以下のような結論が得られた。
①

PBD は所定の位置に打設することができた。PBD の打設深さは、GL-8.0m～GL-8.8m であり、地盤の N値が 15 程度でも貫入可能である。

②

100m2 当たりの施工日数は、GD 工法に比べて少なく、施工期間を短縮することができた。
8-6