フロントローディング事例２

大規模免震建物における基礎構造の合理化

フロントローディング事例２

大規模免震建物における基礎構造の合理化―設計変更提案から現場施工での課題克服まで―
鹿島建設株式会社

中部支店

石嶋樹一郎

検討が必要であった。要所で技術研究所・支店建

Ⅰ はじめに築部の協力を仰ぎつつ、これらの課題にこたえる施工計画を立案した。
これら地盤改良にまつわる各フェーズでの詳細

当工事はECI方式（早期施工者選定方式）で2015年７月に出件した、520床の市民病院建設工について報告する。

事である（図１）。同年10月、技術提案・VE提案付きの総合評価により施工候補者に選定された。
選定後、数々のVE提案等について協議（ECI協

Ⅱ 工事概要（図２）議）を進め、2016年８月、実施設計完了時の金額

工 事 名：新小牧市民病院建設工事で合意、契約に至った。

所 在 地：愛知県小牧市常普請１丁目20番地

今回報告する地盤改良（パワーブレンダー工

発 注 者：小牧市病院事業法）は、ECI協議の中で施工者から変更提案した

設計監理：（株）梓設計

ものである。実施設計着手前だからこそできる変施

工：鹿島建設（株）

更提案であり、大幅なコスト低減を達成するだけ

工

期：2016年９月～ 2020年７月（47 ヵ月）

でなく、現場の労務削減にも貢献した。また、パ

新築工期：2016年12月～ 2019年１月（26 ヵ月）

ワーブレンダー工法による全面地盤改良への変更

用は大規模免震建物における品質の向上（建屋下部

敷地面積：31,695.39㎡

地盤の液状化抑制）にも貢献するものであった。

建築面積：6,107.75㎡

施工計画においては、より正確な支持層深さの特定と、周辺山留に悪影響を与えない施工手順の途：病院（520床）（附属・既存含計13,535.61㎡）
延床面積：39,425.99㎡（同上57,135.55㎡）
最高高さ：40.75m
階

数：地上９階・搭屋１階

構

造：S造一部RC造（免震構造）

工事内容：新病院棟ほか新築工事
先行解体工事（看護師宿舎・医師住宅・公園）
新築工事後解体工事（診療棟・東棟・南棟）
図１

完成予想パース

建築コスト研究No.1072019.1039

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公共建築の企画・設計段階におけるコスト管理を考える＜下＞

図３

柱状改良への変更

引き続き検討することとなった。

図２

配置図（工事完了時）

３．ECI協議における全面地盤改良への変更
発注者・設計者とのECI協議を進める中、2016
年１月、設計者との協議において柱状改良以外の全面地盤改良工法への変更の可能性が示唆された

Ⅲ ECI協議での設計変更

ことから、妥当な工法、施工手順及びコストの検１．ECI方式とは可能と判断した。当工法は施工可能深さが13mと討をすすめ、パワーブレンダー工法であれば対応

当工事は2015年７月、ECI方式により出件した。

想定支持層（GL-約14m）よりも短いものであっ

ECI方 式（Early Contractor Involvement） と はたが、施工地盤を先行掘削で基礎底（GL-4.5m

早期施工者選定方式とも呼ばれ、プロジェクトの程度）まで下げれば支持層まで改良することがで早期、多くは基本設計完了時に施工者（厳密にはき、重機の本体がバックホウと同じであるため、施工候補者）を選定し、施工者のノウハウを実施

掘削底への昇降も簡易なスロープ程度で問題な設計に取り込むことで、コスト・工程・品質等にく、コストも現場造成杭のおよそ60％程度で施工おける発注者の要求を満足するというものであできるということであった。施工地盤を下げて余る。当工事では予算内にコストを収めることが最堀を減らすことができることがコスト的にも有利大の要求であった。ECI方式での施工候補者選定に働き、施工セット数を調整すれば工期への影響は多くの場合総合評価で行われる。当工事でもがないことも確認された。全面地盤改良は液状化

VE提案付きの総合評価で施工候補者は選定され抑制の役割も果たすことから、今回の変更は品質た。

的にもメリットのあるものであった（図４）。杭打機のような大型重機を使用しないため危険作業

２．施工候補者選定時の基礎形式のVE
2015年10月に当社が施工候補者に選定されたとも少なく、騒音・振動も比較的少ない工法であることも魅力であった。

きのVE提案では、基本設計で新病院棟は現場造設計者からも概略で変更の承認を得て、以降詳成杭となっていた基礎形式について、①杭長の変細検討を進めた。同年３月、主に品質・コストの更（短縮）と、②柱状地盤改良への変更（図３）メリットを説明し、発注者の了解も得られたことを提案していた。①は設計者による構造検討の結から、実施設計に盛り込まれることとなった。

果不採用とされ、②については液状化の抑制とい

詳細検討においては、品質管理の肝となる支持う条件付きで設計の了解が出たが、液状化に対応層到達の確認方法と、山留（SMW）の健全性をしようとすると全面改良となってしまい、コスト保つための施工手順が主に検討された。支持層深アップとなることから、不採用となった。しかさをより厳密に特定するため、追加地盤調査を29し、基礎方式のVEはコスト低減効果も大きく、箇所実施することを設計図に盛り込んだ。施工グ40

建築コスト研究No.1072019.10

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まず支持層深さを厳密に特定するために、当初５箇所であったボーリングデータに対して、29箇所の追加ボーリング調査（図５）を実施した。追加ボーリング結果を元に３Dで支持層図を作成し、0.2m単位の水平面で切ることでコンター平面図（図６）を作成した。コンター平面図は視覚的にも支持層の分布が判断し易く、設計者の承認もすんなり得ることが出来た。
図４

全面地盤改良への変更提案

また１回の地盤改良で効率良く施工出来る範囲を考慮し、５m×５m以下の正方形をベースとしリッドを工夫することにより、山留の補強を最低たグリッド割図を作成した。コンター平面図とグ限にする計画とした。これらの詳細は次章以降にリッド割図を重ね合わせる（図７）ことで、施工述べる。

グリッド毎に改良深さを0.2m単位で細かく設定

なお、本工事では既存建物の解体工程に沿って、ボーリングにより調査を採用した。
品質・コスト・工期・施工手順を絡めた今回の大幅な基礎形式の変更はECI方式ならではと言える。

した。各施工グリッド内で最も深い箇所を該当グリッドの改良深さとし、0.2m単位で深い側に設定することとした（図８）。
追加ボーリングを実施したとはいえ、限られたデータから改良深さを決める上で、深めに改良深Ⅳ パワーブレンダー工法の施工計画
１．パワーブレンダー工法とはパワーブレンダー工法とは、トレンチャーと呼ばれるチェーンソーのような攪拌翼を地中で回転させながら、セメントミルクと土を混合する地盤改良工法である。
エアー混合のセメントミルクをトレンチャーの先端から吹き出し、地盤に所定量の固化材を混合させる工法であり、改良深度は13mまでと中層混

図５

追加ボーリング位置合処理工法との位置付けとなる。
特徴として、①本体機がバックホウベースであるため杭打機に比べて、施工地盤の自由度が高いこと、②他工法が先端だけの回転により撹拌する工法が多いのに対して、改良深度全域に縦撹拌するため土質に影響されない均一な改良体を造成出来ることが挙げられる。
２．支持層深さの設定
今回パワーブレンダー工法採用に当たって、最初に課題となったのが支持層深さの設定と、支持層到達の確認方法であった。

図６

コンター平面図

建築コスト研究No.1072019.1041

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公共建築の企画・設計段階におけるコスト管理を考える＜下＞さを設定することにより支持層到達を想定する考望を満たしただけでなく、建設業のテーマの一つえ方で、設計者の承認を得ることが出来た。

である現場労務の削減にも貢献した。現場作業員

施工グリッド毎に細かく改良深さを設定するこの数が、現場造成杭の作業員を12人/本と想定すとは、無駄な改良範囲を限りなくゼロに近づけるると総人工で1,200人以上の人工が必要となるのことにも繋がり、コストダウンにも貢献した。

に対し、パワーブレンダーの実績総人工は862人であり、およそ３割の削減となっている。
２．パワーブレンダー工法のノウハウ
パワーブレンダー工法は、建築工事ではあまり馴染みのない工法ではあるが、コスト・工期双方で充分にメリットのある工法であった。
・支持層深さの特定・改良深さの管理
・地下水位の管理
・山留変位への対応
これらの管理を適切に行えば、品質・安全を確保した施工が出来る。特に支持層深さを決める際に作成した３D支持層図、コンター平面図は、設図７

施工グリッド割計者との合意形成、改良深さの決定において非常に有効であった。
また、短冊状グリッドの施工による山留変位の管理も有効であった。一部の例外はあったが、土質と併せて検討を行えば、山留変位を抑制出来ることもわかった。これにより過剰な山留計画を避けることが出来る。

図８

改良深さ設定概略

Ⅴ まとめ

Ⅵ おわりに
本報文では基礎形式の変更を軸に、設計者との変更協議と合意形成・施工計画・現場施工のそれ

これまでに述べた内容の要点は、「ECI方式のぞれのフェーズでの課題から解決までを紹介しメリット」、「パワーブレンダー工法のノウハウ」

た。今回の経験が今後、同種案件の参考になればの点で整理される。

幸いである。
最後に、当プロジェクト及び本報文の作成に多１．ECI方式のメリット

大なる協力を頂いた技術研究所・支店建築部ほか

ECI方式では、施工者のノウハウを設計に取りすべての関係者に感謝申し上げます。

込むことで発注者の要求を満たすものであるが、それは裏を返せば施工しやすい、品質を確保しやすい設計に変更できるということであり、施工者にもメリットがある発注方式だと言える。
今回の変更はコスト・品質における発注者の要42

建築コスト研究No.1072019.10※本 事例は、（一社）日本建設業連合会「VE等施工改善事例発表会資料2018年度」より一部抜すいして掲載いたしました。