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日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2023 年 9 月

分散剤を用いたソイルセメント改良体の変動係数比較実験
正会員
同深層混合処理工法
変動係数

改良体
品質向上

○菰田
酒井佐藤 一也*1,4
玉山 真仁*1,5

同同佳明*1,2
盛幸*1,3

分散剤
構造的安定
本研究は、分散剤を用いた場合と用いない場合におけ１．はじめに一般的な粘性土やシルト等の細粒分を多く含む土は、る一軸圧縮強度（以下 qu）試験の変動係数と合格判定値をセメント系固化材（以下固化材という）の水和反応によ比較検討したものである。

り固化するまでの過程で、ソイルセメントスラリーの粘２．実験条件度が高くなることで流動性が失われる傾向があり、改良分散剤効果が顕著に現れる粘性土地盤に対し、施工条体の出来形不足や強度不足の原因となることが知られて件は攪拌回数 450(回/m)を満足し、セメント固化材添加量いる。粘度が高くなる原因として、細粒土とセメントの300(kg/㎥)、W/C60(％)の条件下で行った。分散剤を用い水和反応により細粒土とセメント粒子が凝集体を形成し、 たコラム 2 本、分散剤を用いないコラム 2 本を築造し、そ土中水を拘束することが挙げられる。一般的に細粒土はれぞれ計 25 本のモールド供試体を採取し変動係数と合格
電気的に負に帯電しており、土粒子同士が電気的に反発判定値を算出した。算出式を以下(1),(2)に示す。

している状態で存在している固化材に水を加えることで(1)変動係数𝑉
供試体 qu の平均値：𝑞 ＝（𝑞 , 𝑞 , 𝑞 ,…𝑞 ）/ 25

水和反応が進行すると、水酸化カルシウム（Ca(OH)2）を生成し、Ca2+と OH-に電離する。電離した Ca2+は土粒子の粒化させる。凝集体は凝集体同士ネットワーク化して土√𝑆
変動係数：𝑉 =𝜎⁄ 𝑞
標準偏差：𝜎中水を拘束した状態で偽凝結し、短時間で流動性を失わせる。(図１)⋯分散： 𝑆＝負の帯電を中和して、反発力を抑え、細粒土を凝集・固(2)合格判定値𝑋𝐹𝑋３．実験結果𝑘 ∙𝜎（𝑘 ：合格判定係数 1.3）

(1)実験地柱状図、実験配置図（福岡県久留米市）
対象土質：粘性土（含水比 80.1％、湿潤密度 1.486g/cm3）
改良体径：φ600mm、改良長：8.0ｍ
固化材添加量：質量比 18.8％(300kg/㎥、W/C60％)
分散剤添加量：質量比 0.0376％(固化材×0.2％)
設計基準強度：Fc=1200kN/㎡
図 1 凝集過程（増粘する）

分散剤を用いた深層混合処理工法は土の凝集を分散させることでソイルセメントスラリーの増粘を抑え 1)、流動性を保持した施工が可能 2) 3)となり、これまでの研究結果から変動係数の向上、品質向上が確認されてきた 4) 5) 6) 7)8)。
分散剤による増粘抑制効果を以下に示す。(図 2)

モールド採取（深度 4m）
図 3 実験地柱状図

図 2 分散剤による増粘抑制

Experimental Comparison of Coefficients of Variation of Soil
Cement Improvements with Dispersing Agents— 675 —

Yoshiaki Komoda , Shigeyuki Sakai
Kazuya Sato , Masahito Tamayama

(n)()内モールド採取数：分散剤有り（n=25 本）：分散剤無し（n=25 本）

図 4 実験配置図

図 7 分散剤有り供試体強度 qu 分布ヒストグラム(kN/m2)

図 8 分散剤無し供試体強度 qu 分布ヒストグラム(kN/m2)(n)(2)実験結果
図 5,6 に分散剤有り、無しそれぞれの供試体一軸圧縮強度試験結果 qu と供試体比重 ρ 散布図、表 1 に供試体平均強度 quAve、平均比重ρAev 合格判定値 XL、標準偏差σn、変動係数 Vd の実験結果を示す。
(g/cm3)(kN/m2)

図 5 分散剤有り qu – ρ3(g/cm )４.考察
実験結果より、供試体 qu の変動係数 Vd は分散剤有り
Vd=16.84％、分散剤無し Vd=25.25％となり、分散剤有りの供試体の方がより均一になっていることが確認された。
ヒストグラムによる比較は、分散剤有りは正規分布を示し、分散剤無しは非正規分布となっている。標準偏差
σ n はそれぞれ分散剤有り σn=505.9kN/㎡、分散剤無し
σn=804.7kN/㎡であった。
また、品質管理における合格判定値 XL は設計基準強度
Fc=1200kN/㎡に対し、分散剤有り XL=1857.7kN/㎡、分散剤無し XL=2246.1kN/㎡となり、分散剤有りの方がより合格基準を満たしやすいことも確認された。
５.まとめ
分散剤を用いた場合の改良体の変動係数は、用いない場合と比較して向上することが確認され、改良体の品質安定化と、支持する構造体の安全性により寄与するものと考える。

【参考文献】

図 6 分散剤無し qu – ρ
表 1 実験結果

ρA ve分散剤有り

分散剤無し

1.545

1.534

3004.4
1857.7q u Ave ≧ X L …OK3188.1
2246.1q u Ave ≧ X L …OK

3(g/cm )

q u A ve (kN/m )XL(kN/m2)2

判定1) 分散剤を添加したソイルセメントの力学特性(2003 日本建築学会)
2) 分散剤を用いたセメント改良土の室内配合試験(2017 日本建築学会)
3) 現場施工によるグルコン酸系分散剤を用いた深層混合処理工法のばらつきの評価
2(kN/m )
(2016 日本建築学会)
4) グルコン酸系分散剤による地盤改良体の品質改善に関する研究(2016 日本建築学会)
5) グルコン酸系分散剤による地盤改良体の品質改善に関する研究(2015 日本建築学会)
6) グルコン酸系分散剤による地盤改良体の品質改善 (2015 日本建築学会)
7) Using a Polycarboxylic Acid-Based Surfactant to Improve the Quality of Cement-Treated Ground(2019 日本材料学会)
8) 分散剤を用いた深層混合処理工法の応力ひずみ特性(2021 日本建築学会)【謝辞】
本研究は(敬称略)、グランダートユニオン、㈱井上建機リース、㈱土木管理総合試験所、ポーター製造㈱、㈱奈良重機工事、中村基礎工業㈱、三和興業㈱、㈱綜和、出雲建設㈱、㈲ジオワークス、㈱ケンシンテクノ、㈱P.E.C、㈱バンゼン、㈱浪速試錐工業所、㈱ジオックス、隆テック㈱、㈲天王重機、㈱地下テクノ、㈱テイビー、㈲地盤データサービス、㈱総栄、アースプラン㈱、UGR コーポレーション㈱、エイチ・ジー・サービス㈱、兼松サステック㈱の協力をいただきました。ここに深く感謝し、厚く御礼申し上げます。

(kN/m2)σn505.9804.7(％)
Vd16.8425.25
図 7 に分散剤有り供試体強度 qu 分布ヒストグラム
図 8 に分散剤無し供試体強度 qu 分布ヒストグラムを示す。

*1 グランダートユニオン
3* ㈱兼松サステック

4*2㈱井上建機リース*1Groundartunion *2 Inoue Kenki LeaceCO.LTD *3 Kanematsu SustechCO.LTD
5* ㈱土木管理総合試験所 * ポーター製造㈱*4Doboku kanri Sogo ShikenzyoCO.LTD— 676 —

*5 Pota ManufacturingCO.LTD