R3-05
現地の粗石を活用した砂防ソイルセメント流動タイプの試験施工の実施事例について
株式会社 本久○小布施 栄（一財）砂防・地すべり技術センター
嶋 丈示
長野県建設部砂防課
北原 誠 丸山 泰正 蒲原 潤一
長野県北信建設事務所
深澤 光太 関 貴幸
株式会社オリエンタルコンサルタンツ
井川 忠
株式会社土木管理総合試験所
八木澤 一哉
3.2 試験施工ケースと確認事項の概要
1 はじめに砂防堰堤計画にあたっては、計画位置の地形や工表 2 に現地試験施工の実施ケースを示す。現地試
事道路の諸条件によって資機材の搬入が困難となり、 験施工は事前に実施された室内配合試験に基づき、一般的に行われているコンクリート工法では施工が粗石混入率や混入方法、単位セメント量を変えたケ難しくなる場合がある。その際に砂防ソイルセメンースで実施した。施工性の良否についてはソイルセ
ト転圧タイプ（以下、「転圧タイプ」）が検討されるこ
メント材の製造と打設のそれぞれの工程における作とが多い。しかし、現地に 150mm 以上の大礫が多い
業状況と所要時間ならびにソイルセメント材の性状場合や、内部材を投入する箇所への重機搬出入が困変化により評価した。また、試験体の品質については、難な場合は転圧タイプでの施工は適用できない。本
試験体の表面観察、内部充填状況の観察、一軸圧縮強報告はこのような現場条件で汎用的な機材を用いて度と重量により評価を行った。内部の充填状況は試
砂防ソイルセメント流動タイプ（以下、「流動タイプ」） 験体を切断し、その切断面の観察結果より評価し、一を検討した事例である。汎用的な機材による流動タ
軸圧縮強度と重量は標準供試体と抜き取りコアによ
イプはまだ施工実績が少ないため、施工性および施り評価を行った。
工品質について慎重に検討する必要がある。そこで、
表 2 試験施工ケース
現地試験施工を実施し、施工性と施工品質について
CASE１
CASE2
CASE3
試験 体の 寸法
B:1600×L:1600×H:1000(500×2層の 打設 ）(mm)確認した。また、これまで活用が進まない石材に着目
セメン ト量180180125(kg/mし、100〜500 ㎜程度までの粒径範囲にある大礫（以総水量466(kg/m下、「粗石」）の活用を試みた。これにより現地発生土
混和剤
1.0(%)
砂の有効活用の幅が広がり、流動タイプの現場での粗石混 入率(%)
502525活用の可能性が確認できたため、その結果について混 合桝 に投入
型枠 に 投入
型枠 に 投入
粗石 混 入方法（ 同時 混合） （投下 ・圧入 ） （投 下 ・圧入 ）報告する。
4試験施工結果
2 施工条件と現場の課題
当該計画における現場の課題は以下の通りである。 4.1 施工性について
ソイルセメント材の攪拌混合①生コンクリートの運搬は 90 分以上の時間を要し、セメントの混合方式はスラリー混合方式とし、攪品質が確保できないため、コンクリート以外で要求
拌混合は汎用型バックホウの普通バケットで行った。
性能を満足する工法を選定する必要がある。
ソイルセメント材の流動的な性状に加え、混和剤の②現場へ搬入可能な機械はバックホウとクローラダ利用によってスラリーの粘性が下がることでより流ンプのみで、その他の資機材はケーブルクレーンで動性が良くなり混ざりやすいため、普通バケットに搬入可能な 3ｔ以下のものに限定されるため、これらの条件で施工可能な方法を検討する必要がある。 よる攪拌混合でも施工性は良好である。また、転圧タイプにおける空練り混合や加水工程がなくなる分、③堰堤の計画位置は良質な河床砂礫が広く堆積する攪拌混合に要する時間を短縮することができた。
ものの粗石も多く含まれており、転圧タイプでは必CASE1 における粗石混入方法
要な土砂の賦存量が不足するため、現地発生土砂を粗石の最大粒径が500 ㎜程度で、体積比 50％の混より多く活用する必要がある。
入量ともなると、普通バケットの同時混合による攪これらの条件と課題を検討した結果、流動タイプ
拌混合方法では粗石に未処理物が付着し、均一な攪が施工の実現性が高く検討されるに至っている。
拌混合は困難である。そこで、先ずφ100 ㎜以下の母3 試験施工ケース材でソイルセメント材を練混ぜ、その後に所定量の3.1 使用材料粗石を投入することとした。礫間を充填するソイル
現地試験施工に用いた流動タイプのソイルセメン
セメント材の練り混ぜと粗石の混合を別工程とする
ト材（以下、「ソイルセメント材」）の母材は堤体の掘削土砂で、φ100 ㎜以下にふるい分けしたものである。 ことで、多量の粗石を混入する場合であっても粗石にソイルセメント材が表面付着することで粗石間に粗石は河床に堆積するφ100〜500 ㎜の粒径範囲のもソイルセメント材を十分回り込ませることが可能にのをランダムに採取し、表面洗浄したものである。土なる。粗石を別に投入することで粗石を含むソイル砂の物性値を表 1 に示す。
セメント材全体の製造に要する時間が増えることが
表 1 土砂の物性値想定されるが、粗石投入後、更に練り込むわけではな
2.733
土 粒子の 密度(g/cm )(%)
18.4
自 然含 水比いので、時間的なデメリットはない。結果的にはソイ
粗 骨材
細 骨材
吸水 率(%)
ルセメント材の製造が粗石混入量の分だけ少なくな
3.147.96
り、施工が容易となることに加え、粗石を多量に使っ礫分(%)
44.8
砂分(%)
42.8
粒度ても品質が安定するメリットのほうが大きい。
3)3)3

細粒 分(%)

12.4- 142 -CASE1 の打設結果と打設方法の修正
打設は混合完了から 30 分経過後に行った。これは本施工時におけるソイルセメント材 1 バッチの使い終わる時間で、硬化が進む材料の性状上、不利な状態を想定している。粗石と同時打設の CASE1 ではバイブレータの締固め作業時、多量の粗石が障害となり、施工時間を要したため、打設方法を修正する必要が生じた。そこで、CASE2 では先にソイルセメント材を型枠内に打設し、その後に定量の粗石を投入し、バックホウで圧入した後、バイブレータによる締固めを実施することとした。その結果、CASE1 の半分程度の時間で打設が完了し、機械作業を併用する有用性を確認した。参考ではあるが、粗石を混入しない場合（参考 CASE）ではさらにその半分程度の時間で打設が完了しており、粗石の大きさや混入方法によっては打設効率がさらに改善できる可能性がある。
表3施工時間結果一覧表
CASE１

CASE2

CASE3

参 考CASE

セメ ント量(kg/m 3)180180

125

180

総水 量

(kg/m 3)466466466411(%)

5025250（m 3 ）

3.2

2.3

2.32.6

粗石 混入率
製造 量（ソイルセメント 材＋粗 石）
34.3 試験体の品質について内部の粗石周りの充填性について内部材に粗石を用いる場合、粗石周りへの充填性が課題となる。新粗石コンクリート工法では流動性の高いコンクリートを粗石間に流し込むが、流動タイプのソイルセメント材は流し込むほどの流動性は得られない。現地試験施工では本施工時において容易かつ確実に施工ができることを念頭に、4.1.2 及び4.1.3 で示した方法で打設をした。その結果、粗石量や投入方法にかかわらず、空隙やジャンカのない密実で良好な充填性を得られることが証明できた。

1m あ たりの 混合時間

4分22秒

5分00秒

5分00秒

2分18秒

1m 3 あ たりの 打設時間

20分37秒

11分15秒

12分42秒

4分37秒

4.2 ソイルセメント材の製造品質について必要なスランプとスランプの維持について
図 2 供試体切断による粗石充填状況（CASE1）
打設に際し、ソイルセメント材は適切なワーカビリティを一定の時間確保できることが材料品質上重標準供試体及び抜取りコアの試験結果要である。流動タイプのソイルセメント材は一般に標準供試体および抜取りコアの試験結果を表 4 にスランプロスが大きいため、施工・配合とも注意する示す。示方配合である CASE1,2 ともに標準供試体に必要がある。現地試験施工では、施工に必要な最低のついては室内配合試験を超える強度が確保でき、抜スランプの値を 5cm とし、取りコアについても所定の強度を満足した。施工時
粗石まわりへの充填性やの外気温が―5℃の冬期環境下、シート養生での条件
スランプロスを考慮し、初で、試験体に水和反応の遅延が認められたが、厳しい期スランプを 10 ㎝以上と気温条件でも良好な結果を得ることができた。
して、30 分以上スランプが表 4 一軸圧縮強度試験結果維持できるよう計画した。
標 準供試 体抜取 りコア
今回の現地試験施工では単 位体積重 量 一軸 圧縮強 度 単位 体積重量 一軸圧 縮強度
高性能 AE 減水剤を使用す(N/mm )
(g/cm )
(N/mm )
(g/cm )
ることで、図 1 に示すよう
CASE12.014
4.962.221
2.86CASE22.2982.70
な良好なワーカビリティ
CASE32.023
2.70
2.113
1.20を計画時間以上確保す
図 1 スランプの経時変化
5 おわりにることができた。
施工に対する配合設計の留意点
現地試験施工を通じ、流動タイプにより粗石を積配合設計で要求されるのは強度を満足することだ極的に活用できるということがわかった。粗石を用けではない。①強度から決まる配合の決定、②流動性いた場合、粗石周りの充填性や端部の充填性が問題から決まる配合の決定、③材料分離の防止の他、④ス視されるが、今回の流動タイプによる試験施工の方ラリー製造設備への負荷に対する配慮も必要である。 法によれば、汎用的な機材による施工であっても良強度発現と製造コストのみに着目すれば最小のセメ好な施工性と充填性が得られる。今後、越冬後のモニント量で水セメント比を小さくすることが基本となタリングを実施し、さらなる施工性の向上についてるが、反面、流動性が得られなくなり、施工が困難に知見を高め、技術研鑽を図っていきたいと考える。
なる。また、スラリーの製造にも影響が及ぶため、安参考文献
易に水セメント比を小さくすることはできない。一１） （一財）砂防・地すべり技術センター；砂防ソイ
方、流動性を考慮すると水量の総量を多くする必要
ルセメント施工便覧、平成 28 年 9 月が生じ、材料分離やコスト増につながる。今回の現地
２） 北陸地方整備局；設計要領（河川編）平成 19 年
試験施工では高性能 AE 減水剤を用いることで、水セ3月
メント比 60％程度のスラリーを容易に製造すること
３） 國友ら ; 桜島における有スランプの砂防ソイルができた。その結果、最小の単位セメント量で良好なセメントの製造方法とその特徴、平成 23 年度砂ワーカビリティが得られ、材料分離を生じない水量
防学会研究発表概要集、平成 23 年 5 月を設定することができた。また、打設後の試験体の表
４） 井川ら ; 粗石 ISM の研究開発、平成 24 年度砂面状態も収縮やひび割れがなく良好であった。
防学会研究発表会概要集、平成 24 年 5 月
3- 143 -232