R1-9

令和5年度砂防学会研究発表会概要集

樽前山の現地土砂の水和反応を目的としたソイルセメント（H.O.S.C.）としての適応性
株式会社北海道土砂資源化研究所 〇大岡辰弥 宮木康二
株式会社インバックス 秋山祥克 松村和樹
北海道大学 山田孝 厚井高志

1

はじめにくを軽石が占めており結果最大乾燥密度が 1.366g/cm3

これまで、樽前山において現地土砂（火山噴出物）は、と低めな数値であった。

砂防ソイルセメントとしての活用や緊急減災対策施設

本試験結果から材料-1、2 は北海道に多く分布する火等へ適用されていない状況にある。現地土砂（火山噴出山噴出物に近い物理特性を有していること 2）を確認し物）を、ソイルセメントとして活用できれば、現地材料た。2 試料の物理特性を表-1 へ示す。

を用いた砂防施設の整備や効率的な緊急減災対策を実表-1

施することが可能となるため、新たな配合手法を用い試験項目

材料試験結果試験方法
JIS規格
礫分てソイルセメントとしての活用手法を研究した。

1． 土の粒度試験（％）

砂分

A 1204

シルト・粘土分
3

2． 土粒子の密度試験(g/cm )今回の研究では、「水和 最適化ソイルセメント」

A 12023

表乾比重(g/cm )絶乾比重(g/cm3 )3． 細骨材の密度及び吸水率試験（Hydration Optimized Soil Cement、以降「H.O.S.C.」

A 1109

吸水率（％）
3

表乾比重(g/cm )と称す）として、水和反応を目的としたソイルセメント

3

4． 粗骨材の密度及び吸水率試験

A 1110絶乾比重(g/cm )吸水率（％）の配合手法を採用した。

23

最大乾燥密度(g/cm )5． 突固めによる土の締固め試験（E法）

A 1210最適含水比(％)

材料-1

材料-245.1

66.8

24.5

21.5

30.4

11.7

2.595

2.653

3.89

4.513.624.367.29

3.46-

2.57-

2.47-

3.98

1.199

1.366

31.2

23.7

6． 土の自然含水比試験（％）（参考）

A 120362.343.67． 細骨材の有機不純物試験

A 1105

濃い

濃い

H.O.S.C.の特徴
従来から広く用いられている地盤改良等のソイルセ

メントでは、室内配合試験でセメント添加量と圧縮強度の関係を把握し、ソイルセメントの要求品質を満足する強度を得るための固化材添加量を決定していた 1）。
H.O.S.C.工法では、長期的な材料の品質確保を行う

写真-1

採取試料の状況（左：材料-1、右：材料-2）ために水和反応を得ることを目的とした H.O.S.C.として、強度発現のみでなく水和反応を得る上で重要とな4る含水比に着目し、水和反応を確実に生じさせる配合

4.1決定を行っていることが最大の特徴である。

室内配合試験
配合ケースの設定本配合試験で採用した試験ケースを表-2 へ示す。
表-23

材料試験結果ケース

使用材料

配合試験ケース
3混合割合

単位固化材量（kg/m )
200

ケース1

材料-1100

ケース2

材料-1：材料-250：50

200

噴出物 2 試料とし、材料試験および室内配合試験を行

ケース3

材料-2100150った。

ケース4材料-2100200

本研究で対象とした材料は、現地より採取した火山

現地発生土砂-１（写真-１：左、以下「材料-１」と材料-1 は、材料試験結果より単独活用で強度発現を称す）はシルト粘土分の含有量が 30.4％であり、最適得るために、200kg/m3 以上のセメント添加または改良材

含水比も 31.2％と一般的な真砂土と比較すると高い数の混合が必要と考えられた 3）。よって、材料-1 単独に値であった。

おいてセメント系固化材 200kg/m3 を添加するケースと現地発生土砂-2（写真-１：右、以下「材料-2」と称

材料-1、材料-2 の 5：5 混合材において同様の固化材をす）は礫分が 66.8％と礫質な材料であるが、礫部の多200kg/m3 添加したケースで行った（可能な限り現地発生- 51 -

土砂を活用するため、改良材でなく材料-2 を混合）。
材料-2 は、セメント添加量 200kg/m3 以下での強度発現が見込まれた

3）

33

ため添加量 150kg/m と 200kg/m の 2明瞭な水和反応領域を確認することができた。なお、ケース 1 においては砂防ソイルセメント便覧に記されている「水和反応により材料が硬化していることが保証できる強度である 2.00N/mm2」を下回っているが、ソイケースを採用した。

ルセメントの強度発現特性であるピーク値を確認する

4.2 配合試験結果ことができた。

設定した 4 ケースの室内配合試験を実施して、得られた材齢 28 日の圧縮試験結果を図-1、図-2 に示す。

また、ピーク強度含水比(図-1，図-2 赤枠内)は、いずれも突き固め試験で得られた母材の最適含水比を約10％超えていることも確認した。

3.041.2%,
2.41N/mm22.538.0 %,2.32 N/mm2

5 まとめ

45.0 %,
2.28 N/mm2

本報告では、地盤改良的な考え方や砂防ソイルセメ

圧縮強度（N/mm²）2.0

ントとしての考え方では、要求品質を確保することが31.0 %,
1.48 N/mm2

1.5

困難であった火山噴出物に対し、H.O.S.C.では十分な45.0%,0.88N/mm2

要求品質を確保することが可能であることを確認し45.0 %,0.88 N/mm2

1.0た。これは明瞭な水和反応を得ることが重要であるこ
53.0 %,
0.46 N/mm2

37.0 %,
0.47 N/mm20.5とを示している。
材料の強度発現特性を考えると、材料-1 は低強度帯の工種（埋戻工、表層処理工）や、人工地形への適用

0.010.020.0

CASE-1 C-200

図‐130.0
40.050.0
試験含水比（%）

材料-1=100

CASE-2 C-200

60.070.0が可能と考えられる。また、材料-1 と材料-2 の混合材は、地盤改良工、人工地山工などへの活用を視野に材料-1:材料-2＝50：50入れることができる。材料-2 はその強度発現から堰堤配合試験結果（材齢 28 日、材料‐1）

内部材などの弾性体領域の構造物等への活用も可能で8.07.0

積を広げる等の対応が必要となる。
42.0 %,
6.79 N/mm2

30.0 %,
5.10 N/mm2

6.0
圧縮強度（N/mm²）あるが、単位体積重量が小さいことから構造物の断面39.9%,
6.87N/mm2

36.0 %,
6.59 N/mm2った樽前山の火山灰質土を砂防施設や減災対策の材料

32.7%,4.86N/mm229.0 &,4.72 N/mm25.0

本研究結果を踏まえ、これまで利活用されていなかとして今後有効活用されることを期待したい。

35.0 %,
4.81 N/mm2参考文献1） 地盤改良工マニュアル、P111～113

41.0 %,
4.17 N/mm24.02） 小林繁ら：北海道開発局土木試験所月報第 229号、北海道における火山噴出物の工学的性質に3.0関する実験的考察、P24
2.0
10.0

20.0

CASE-3 C-150

図‐230.040.0
試験含水比（%）

材料-2=10050.0

CASE-4 C-2003） ＳＢウォール工法 配合試験マニュアル、P1560.0

材料-2=100配合試験結果（材齢 28 日、材料‐2）

本試験では、水和反応を目的とした配合とする
H.O.S.C 工法への適応性を検証することを目的としているため、試験含水比は広い幅を持たせた。その結果、- 52 -