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令和４年度砂防学会研究発表会概要集

流動タイプ砂防ソイルセメントの活用効果検証
国土交通省東北地方整備局新庄河川事務所
穂積 薫※) 岡崎正秀
株式会社建設技術研究所○金野崇史 宇野澤剛 溝口裕也 佐伯響一
東亜コンサルタント株式会社
中濃耕司
はじめに砂防ソイルセメントには転圧タイプと流動タイプがある 1)。砂防領域の現地発生土砂は，玉石・大礫を多く含むことがあるため，有効利用および活用不可能な土砂の低減の観点から，広範囲の粒径を活用できる流動タイプの特性を把握し，現地発生土砂の利用が促進されることが望ましい。また，相乗効果として，施工性や経済性等の生産性向上も期待できる。
本稿は，水系砂防対策かつ大規模崩壊への対応のため改築工事に着手した，最上川水系立谷沢川流域の潜岩第 2 砂防堰堤（スリット形式，堤高 14.5m，堤長 124m，堤体積 16,518 ㎥）(以下，潜 2)について，流動タイプの試験施工（図 1）を行い，流動タイプの活用効果を検討したものである。
砂防ソイルセメント（流動タイプ）の適用
砂防ソイルセメント(転圧タイプと流動タイプ)のうち，潜 2 では以下の理由で流動タイプを適用した。
(1)断面設計により，堤体上流のり勾配が 1：0.95 に設定された。この緩い勾配の施工では，端部を内部と同じ機械で突き固める流動タイプの方が，強度のばらつきが生じにくい。大規模崩壊の外力に対応する潜 2 の施工方法として望ましい。
(2)転圧タイプは粒径 150mm までしか利用出来ないが，流動タイプは 500mm 程度の大礫の利用を見込めるため，現地発生土砂活用の観点から有利である。
試験施工の概要
立谷沢川流域の瀬場上流区間では大規模崩壊が繰り返し起きており，過年度の崩壊残土や緊急対応で図 2堰堤堆砂敷を除石した土砂が多量にあり，粒径 1ｍ程度の巨石も含まれる。流域外での活用も行われているが管内の残土処分地は乏しく，事業による残土のさらなる増加が見込まれている。
このような事業環境において，以下を目的として試験施工を行った。流動ソイルの特徴から試験施工
結果までのフローを図 2 に示す。
①巨石（現地発生材）投入による品質（単位体積重量，圧縮強度，バラツキ）の確認②ひび割れ，コンシステンシーの発現状況の確認③上記を踏まえ，事例が少ない流動タイプの施工方法の設定
大中島(試験施工箇所)
潜岩第 2 砂防堰堤
(改築対象 母材採取)

最上川

立谷沢川
大規模崩壊
想定地点

潜岩第 2 砂防堰堤 堤体形状

図 1

試験施工等の位置

流動ソイルの特徴から試験施工結果までのフロー※)現在，国土交通省東北地方整備局酒田河川国道事務所－ 437 －

流動タイプの評価
試験施工により，流動タイプの目標品質（圧縮強度3.0N/mm2，単位体積重量 18.80kN/m3）を確保できることが確認できた。ひび割れ，コンシステンシーの発現状況も構造体の品質・施工性を損なうものではなく，流動タイプの適用性・妥当性を検証できた。
4.1 経済性評価
流動タイプの場合と一般的なコンクリートの場合について，工事費を算出し比較した。流動タイプを適用した場合には，経済性で優位であり，コスト縮減率は 22%となった。
表 1 潜岩第 2 砂防堰堤の形式による経済比較
流動タイプ 1)
ｺﾝｸﾘｰﾄ 2)
概算工事費①605 百万円
855 百万円
試験施工費②50 百万円
0円
概算事業費①＋②655 百万円
855 百万円
コスト比率0.77
1.00(22%縮減)ンクリートスリット，非越流部に流動ソイルを用いる現計画の 2 種類における CO2 排出量を算定した。
既往文献 2)により，全材料の運搬や施工まで含めたCO2 排出量の概略値を材料の CO2 排出量の 1.3 倍程度とみなすと流動ソイルを活用することで，
1－（19,825×1.3/15,873×1.3）＝0.20＝20%の CO2 排出量を抑制できると考えられる。
流動ソイルの単位セメント量は“大礫なし”のC=200kg/m3 で試算しているが，大礫を活用することで流動ソイルの単位セメント量は低減されることから，実際の CO2 排出量抑制効果はもっと高いことが推測される。
表 4 鋼材，ｾﾒﾝﾄ，型枠の CO2 排出量原単位1)越流部はコンクリート。非越流部は流動タイプソ
イルセメントで基礎部は粗石混入率 30％。
2)越流部・非越流部ともコンクリート。1)2)とも本堰堤工事費。
4.2 施工性評価
試験施工において，流動タイプは中 5 日の打設で無処理でも打継目が密着することが確認された。これに基づき，流動タイプと一般的なコンクリートでの打設日数を算出すると，流動タイプで 34%の工期縮減が確認された。
表 2 潜岩第 2 砂防堰堤の形式による工期比較
打設回数と日数
流動タイプ
ｺﾝｸﾘｰﾄソイル部(2 日/打設)
247 回(494 日)－ｺﾝｸﾘｰﾄ部(4 日/打設)
116 回(464 日) 363 回(1452 日)
施工日数
958 日
1,452 日
工期比率0.66
1.00(34%縮減)

表 5 ｺﾝｸﾘｰﾄのみと流動ｿｲﾙ使用時の CO2 排出量

4.3 環境特性評価
4.3.1 建設残土の活用効果
砂防ソイルセメント現地試験の結果より，潜 2 の掘削工事で発生する土砂は，流動ソイルセメントの母材として利用しやすいものと判断された。ここで，土工収支を検討した結果，当該工事による建設残土18,255 ㎥のうち，13,086 ㎥をソイルセメント材に利用することが可能であり，流動タイプの砂防ソイル
セメント工法採用による建設残土の活用率は 72％（13,086÷18,255＝0.72）となる。
表 3 潜岩第 2 砂防堰堤の土工収支
工種
種別単位
数量
3
土工
掘削m
27,494
埋戻し
m3
5,130
盛土
m3
4,109
3
残土
m
18,255
本体工
流動ソイルm3
13,0864.3.2 CO2 排出量抑制効果
CO2 排出量原単位を用いて CO2 排出量を比較すると，①コンクリートのみの構造の場合，②越流部をコ

重量原単位単位数量

kg-CO2/kg

－枚

1m2

0.72

m2

1

コンクリート型枠
波型鋼板パネル

構造

区分

コンクリート①(18N/mm2)
コンクリートのみ
残存型枠
コンクリート(18N/mm2)②
コンクリート
残存型枠＋流動ソイル
流動ソイル
（現計画）
壁面材

CO 2 排出量(kg)

鋼材

セメント(コンクリート)

1.819

0.441

－

4.39

12.08

13.31

50－

90.95

CO 2 排出原単位(kg-CO 2 /kg)

単位

数量

備考
鋼材）(一社)日本鉄鋼連盟資料ｾﾒﾝﾄ）(一社)セメント協会資料
メーカーヒアリングによるコンクリート(30N/mm2)の単位
セメント量420kg/m3で推定メーカーヒアリングによる

C0 2 排出量(kg)103.64m3

15,862

15,966

19,825

13.31

m2

3,846

3,859

100%

103.64

m3

3,235

3,339

13.31

m2

910

923

15,87388.2m3

8,229

8,317

80%

90.95

23,203

3,293mコンクリート（18N/mm2）の単位セメント量はC=235kg/m3を想定
流動ソイルの単位セメント量はC=200kg/m3を想定

まとめ試験施工に基づき，流動タイプ砂防ソイルセメン
トの活用効果を検討したところ，以下の効果が確認された。
(1)経済性の向上：一般的なコンクリートに比べ 22%のコスト縮減効果が確認された。
(2)施工性の向上：一般的なコンクリートに比べ工期の短縮を図ることができ，34%の工期縮減が確認された。
(3)建設残土の活用（環境特性の向上①）：潜 2 において，流動タイプの砂防ソイルセメント材に利用することで，72%の活用率となった。
(4)CO2 排出量抑制（環境特性の向上②）：潜 2 において，流動タイプの砂防ソイルセメント材に利用することで，20%の CO2 排出量削減効果となった。
以上の効果は，試験施工と施工計画によるものである。実際の施工においても同様の効果が得られるためには，十分な施工品質の管理が重要となる。
そこで，本試験施工結果に基づく「潜岩第２砂防堰堤における流動ソイル施工時の留意点」を作成し，施工規格（案）を設定して，工事の円滑な実施を推進するものとした。
本試験施工において，試験施工工事を担当した株式会社柿崎工務所並びに株式会社本久の関係者に，施工協力だけでなく，各種のアドバイスをいただいた。末筆ながらここに感謝の意を表します。
【参考文献】1)（一財）砂防・地すべり技術センター；「砂防ソイルセメント施工便覧（平成 28 年度版）」
2)中濃ら(2008) 砂防学会研究発表会概要集,2008,R02-13－ 438 －