【地盤改良工事】柱状改良工法

柱状改良工法とは、安定した地盤までセメントミルクを注入して土を柱状に固める工法です。
深層混合処理工法とも言われます。セメントミルクを使用する湿式と粉体をそのまま利用する乾式があります。
ここでは、もっとも一般的な湿式について簡単にご説明します。

原地盤土を柱状に固化させ地盤を補強

セメント系固化材と水を混合攪拌し、スラリー状態にしたセメントミルクを、地盤改良施工機で原地盤に注入しながら混合攪拌することにより原地盤土を柱状に固化させ地盤を補強します。

柱状改良工法のメリット

●地盤改良専用の固化材を用いる事で不均質な土砂を安定して固化させる事ができます。
●先端支持力と周辺摩擦力の合成力により支持できる為、支持層が岩盤などでなくても安定した土質で支持できます。
●鋼管回転圧入工法に比べて浅い層で止める事ができ、材料費が安いなどコストパフォーマンスは高いと言えます。
●ある種の土質に対しては六価クロム溶出問題が問われる場合もありますが、溶出しやすい土質は比較的限られており、六価クロム対策用の固化剤を使用することで解決できます。

最も重要なのが施工管理を含めた品質管理です

柱状改良工法で最も重要なのが施工管理を含めた品質管理です。
全体を十分に固化させ、しかも均質に攪拌されなくてはいけません。土質に応じた固化材の選択、施工の速度や各深度毎の羽根切回数やセメントミルクの注入量などを確実に管理できるシステムが重要です。
そのためには、深度ごとの各数値表示・管理・記録ができる施工管理システムが必須であるといえます。
各深度毎（1m毎）の数値表示・管理ができる施工管理システムが必須であるといえます。
弊社の施工機では、改良径はφ500・φ600・φ800まで、施工深度は最大12.5mまで施工できます。

管理装置の重要性

※画像はクリックで拡大します

管理項目：セメントミルク量

仮にセメントミルク量1mに対して60L必要な場合として4mの改良だと240L必要ですが、施工管理装置がないと・・・

【イメージ図】

しかも施工管理装置がないと記録がとれないので「規定量のセメントミルクを入れました。問題ないです。」
・・・ホントに？・・・

管理項目：羽根切回数＝回転数×羽数

いくら改良したとしても羽根切回数で施工管理しないと・・・

【イメージ図】（同じ6枚羽根として）

しかも施工管理装置がないと記録が無いので
「よく混ぜたので大丈夫です。」
・・・ホントに？・・・
「時間が無かったので早く施工しました。」
・・・それは混ざってないでしょ・・・

時間をかけてもトルク不足で回転が少ない場合やビットの昇降速度が速すぎて良く混ざってないもあります。
弊社では羽根切回数600回/m以上としていますが建柱車では300回/mを基準にしているところも・・・

管理項目：改良コラムの鉛直性

施工管理装置がないと・・・

【イメージ図】

施工管理装置やリーダー式でないと垂直管理ができないので「垂直にきちんと改良できました。」・・・ホントに？・・・

管理項目：施工長

仮に施工長4mの改良をW攪拌の場合として
施工管理装置がないと・・・

【イメージ図】

しかも施工管理装置がないと記録ができないので「目標深度まできちんと改良できました。」・・・ホントに？・・・

管理項目：サンプル採取位置

改良体の固まり方はどこでも同じ？・・・

【イメージ図】

「圧縮試験の結果、よく固化しているので問題ありません」・・・1番固化しているデータじゃなくて弱い所はどうなの？・・・「いつも高炉セメントですが十分固化しています。」・・・それなら地盤改良材は製品自体必要ないじゃない・・・
・・・土質に応じて使い分けたりしてないの？・・・
「圧縮試験は自社で行っています。」・・・その試験結果のデータは信頼できるの？・・・

弊社では、過去にサンプルを上部・中部・下部と取り分けて圧縮試験をしていましたが
その結果、通常上部はよく固化しており設計基準強度を下回る事はありませんでした。
（通常良い土で盛土するので当然といえば当然ですが）

固化不良を起こしやすいのは中間部分又は下部部分でした。
現在弊社では、SWS試験結果や過去のデータ等を基に、一番固化が弱いと思われる
部分から直接サンプルを採取して一軸圧縮試験を行っています。