現地発生土砂の有効利用に向けて「ISM 工法」―環境負荷軽減・コスト縮減・工期短縮―

く「合理的な砂防施設の建設に向けて」（財）先端

１． はじめに

建設技術センターおよび民間４社（小野田ケミコ（株），大日本土木（株），大豊建設（株），（株）大本従来の砂防堰堤をはじめとする砂防施設の建設
は，その多くが，急峻な地形と狭隘な施工環境の組）が平成４年度から共同研究により開発した特許工法である。

中，掘削・床掘ならびに型枠組立・コンクリート

本稿では，ISM 工法の概要と特徴ならびに施打設・養生など危険・苦渋を伴う人力作業を主体

工事例の紹介として北陸地方整備局立山砂防事務に施工されている。

所管内で施工された「平成１４年度スゴ谷床固工

現位置撹拌混合固化工法；ISM 工法（In Situ事」について紹介する。

Mixing）は，建設省北陸地方建設局（現 国土交通省北陸地方整備局）が策定した「River Renais-

２． 技術概要

sance 計画」の一環として，前記課題を克服すべ
ISM 工 法 は，建 設 サ イ ト の土砂を骨材として用い，汎用的な掘削機械であるバックホウのアーム先端にツインヘッダを装着し，プラントから圧送するセメントミルクと撹拌混合し，所定強度の混合体を造成する工法である。図―１にシステム概要
図を示す。
撹拌混合１層の施工厚さは，ツインヘッダ直径である H ＝１．
０m を標準とし，施工深度に応じて撹拌材料の埋戻しと撹拌混合を繰り返し行い，所定規模図―１５６ 建設マネジメント技術

システム概要2005 年 12 月号の構造物を造成する。適用可能

な骨材は φ３００mm 以下としている。
適用検討

３． 技術の特徴
立地条件確認（撹拌混合土砂量・工事用搬路・用水・流水処理の可否 etc）

本工法には，以下の特長を有している。
!

環境負荷軽減建設残土の運搬やコンクリートの搬入などの土砂の性状確認（粒度分布・骨材強度・施工性 etc）

工事車両による周辺環境に与える影響が緩和されるだけでなく，残土処分地を設ける必要がな

配合試験

くなる。
"

建設副産物の軽減

目標強度の確認（設計基準強度）

現地発生の玉石や砂礫を撹拌材料として有効利用するため，建設残土の発生量を大幅に減少

構造・形状設定できる。
#

施工の省力化

施工計画

掘削量が減少し，型枠・足場の組立解体やコンクリート打設などの人力作業を軽減し，少人施工数の作業員で汎用的な機械化施工が可能とな

図―２ 適用フローる。
$

安全性の向上掘削・仮置・粒径処理

危険，苦渋を伴う掘削面下の狭隘な場所や足●300mm 以上巨石除去

場上での作業がなくなり，クレーンによる型枠ほぐし処理移動やコンクリート打設作業が削減されると同時に，急速施工により掘削法面の放置期間が短●最下層土砂縮され，安全性が向上する。
%

撹拌混合・プラント運転

工期の短縮●セメントミルク造成・圧送●撹拌混合

作業内容の簡略化と機械化施工により，工期短縮が図れる。
&建設コストの縮減

上層繰返

養生
水平・鉛直継手処理

施工の省力化，工期の短縮，建設副産物処理の軽減等が達成されることにより，建設コストの縮減が図れる。など，昨今の建設産業において叫ばれている「建●浮石・レイタンス処理・打継粒径処理土埋戻し

図―３ 施工手順設コストの縮減」や「環境負荷軽減」に大きく寄与できる工法である。

は，各工種全般にわたり機械化施工が主体で，危険苦渋を伴う人力作業を極力排除したシステムと４． 適用方法・留意点なっている。なお，調査・設計・施工における詳細は，「ISM 工法設計・施工マニュアル：（財）先ISM 工法の適用に際して，標準的な適用フローを図―２に，施工手順 を 図―３に 示 す。施 工端建設技術センター」に準じて実施する。
本工法の適用に際しての留意事項は以下のとお

建設マネジメント技術

2005 年 12 月号 ５
７

積し，砂防施設の整備に際しては立山黒部アルペりである。
! 立地条件の確認

ンルートとして有名な自然豊かな立山の環境に配! ISM 工法の適用に際しては，適用対象構造慮した工事施工が必要不可欠である。

物を造成するために必要な撹拌混合土砂および本工事は，常願寺川水系真川右支川において渓土砂型枠・重機足場などに適用するために必要床固定・不安定土砂押止のため床固工群を整備すな土砂量の確保。

るものである。施工個所位置図を図―４，平面図" プラント，土砂の仮置，粒径処理のためのヤを図―５，正面図および断面を図―６に示す。
ISM 工法の選定理由は以下のとおりである。

ードの確保。
# セメントミルク造成のための用水確保。
等である。
" 土砂性状確認
必要強度，施工性を確保するため，土砂の粒度分布，強度等の把握が必要となる。
# 目標強度の設定・配合試験
ISM の 強 度 は，材 齢２８日 の 強 度を基準とし，適用する部位の要求性能に応じて設定する。ISM 工法では現地発生土砂材料を用いるため，図―４

施工個所位置図

材料により強度，施工性に大きく影響する。このため，事前に配合試験を実施し，強度・性状を確認する必要がある。

５． 施工事例「スゴ谷床固工事」! 工事概要富山平野を横断して流れる常願寺
図―５

川は標高２，４００m 付近からわずか５６

平面図

km の距離で流れる世界に類をみない急流河川である。その源流である
立山カルデラは非常にもろい地質で雨や地震等による崩壊が頻繁に発生したため，常願寺川は幾度も洪水を引き起こした暴れ川として恐れられている。明治３９年に県営砂防事業が開始され，大正１５年には国直轄の砂防事業も開始された。現在もカルデ
3

ラ内には約２億 m の崩壊土砂が堆５８ 建設マネジメント技術

2005 年 12 月号

図―６ISM 適用概要図（４号）

表―１
工事名

工事概要

平成１４年度スゴ谷床固工事

施工時期 平成１４年７月〜平成１４年１０月
概 要

土工 ３３，０００m3
ISM コンクリート ５，
８００m3；１〜４号床固工
一般コンクリート １，１６０m3；２，４，５号床固工
巨石積・張 １，１００m ；２，４，５号床固工
仮設工 １式2

写真―１!構造物構築に際して従来の施工法では大量の残土発生が想定される。"地域環境が積雪等，苛酷各種試験（密度吸水率試験，有機不純物試験，微な自然環境下であり施工期間が制約される。上記

粒分量試験）結果も所定の値を確認し，室内配合の施工条件に対して，建設残土の発生抑制・工期試験を経て，設計基準強度（１８N／mm2）をクリ短縮・コスト縮減を図る目的から ISM 工法が採ア す る 単 位 セ メ ン ト 量（２７５#／m3）を 設 定 し用された。工事概要を表―１に示す。

た。着手前の河床状況を写真―１に示す。

! 調査・計画"

ISM 工法では，工事個所の φ３００mm 以下の河ISM 工法の主要設備は，セメントと水および床砂礫や玉石を骨材として用いるため，良質な混和剤を混合してセメントミルクを製造するため

ISM の造成には骨材の粒度分布の把握が重要とのプラント設備と，施工場所において玉石・砂礫なる。表―２に粒度試験結果を示す。とセメントミルクを撹拌混合するためのバックホ施工

ウに装着された撹拌混合機（ツインヘッダ）とで表―２

粒度分布単位（％）

D（mm）

結 果

粒径処理後

適正範囲

３００≦
５０〜３００５〜５０５＞
合 計

４４．
０２０．
４１７．
８１７．
８
１０００３６．
６
３１．
７
３１．
７
１０００
２０〜５０
３０〜６０
２０〜５０―構成される。
施工は，あらかじめ施工個所の土砂を掘削し，巨石（ φ３００mm 以上）除去後の玉石・砂礫とプラントより圧送されるセメントミルクとを撹拌混合し，所定強度の基礎体１層当たり１m を標準に，施工規模に応じて複数層の施工を行い，構造事前調査では，サイトの河床砂礫には φ３００mm物を構築する。一般的な ISM 施工では，最下層以上の巨石・転石が約４４％と多く，ISM の適用について掘削を行わず粒径処理とほぐし処理のみも懸念されたが，スケルトンバケットによる適切で撹拌混合工程に移行するが，当該現場では，写な粒径処理にて対応した。その他，骨材に関する

真―２に示すように伏流水による水セメント比へ
114m
30m

50m

30m

４m
６m
３m
84m
ISM 施工範囲

写真―２

図―７ ブロック割付

建設マネジメント技術

2005 年 12 月号 ５９の強度結果を図―８に示すが，全ブロックを通じて良好な結果となった。骨材の表面水管理を的確に実施し，圧送するセメントミルクの W／C を管理調整することで比較的安定した品質が確保できたと考えられる。
"適用効果

ISM 工法の適用による「現場発生土の排出抑制量」は，平成１４年度で約３，５００m3，平成１６年度
写真―３までの３年間では約１０，０００m3の効果が確認でき施工状況た。
また，「工期短縮」については，平成１４年度工事で約２０日間の短縮となり，「コスト」についても従来のコンクリート工法に比して約１６％のコスト縮減を達成した。

６． おわりに平成１７年１０月現在，ISM 工法の施工実績は施写真―４

施工個所全景工中を含め５０数件，施工総数量も１４万 m3超を得ている。平成１０年に本工法の普及・技術研鑽を推の影響が懸念されることから最下層についても掘進すべく「ISM 工法研究会」を設立し，平成１３削して，水中ポンプによる配水処理にて，撹拌対年５月には設計・施工技術の標準化を図り幅広い象土砂を安定した含水状態にして施工を行った。

分野での適用を目的に「ISM 工法設計・施工マ

図―７にブロック割付，写真―３に施工状況，写ニュアル（編集；（財）先端建設技術センター・

真―４に施工個所全景を示す。

ISM 工法研究会，監修；国土交通省北陸地方整! 品質管理備局）」を発刊した。

ISM の品質管理は，骨材含水率，単位容積質「建設リサイクル法」の完全施行に伴い，建設量，セメントミルク比重・濃度，一軸圧縮強度副産物の発生抑制，再資源化，再利用が求められ（ σ７， σ２８）などについて実施した。ブロックごとる中，現地発生土砂の有効利用工法として多くの圧縮強度（N／mm2）

35.0

平均強度22.0N／mm2，変動係数15.3％

砂防構造物本体ならびに支持地盤改良等に適用されている。

30.0

今後も，安全はもとより２１世紀に求25.0められる「資源循環型社会」の実現と20.0「コスト縮減」に寄与すべく適用範囲

15.0

σ 28実測値

基準値18N／mm210.0の拡大と普及促進に向け技術研鑽を図る所存である。

5.00.00102030405060
ブロックNo.（１〜12：１号，13〜25：２号，26〜43：３号，44〜58：４号）

図―８ 圧縮強度

６０ 建設マネジメント技術

2005 年 12 月号

執筆：ISM 工法研究会 技術委員会
委員長

さ とう

ふみ お佐藤文雄