Vsoil - 土木学会

土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)
Ⅲ-508
低改良率セメントコラム工法に適する盛土材の検討
独立行政法人土木研究所
正会員 ○ 阪上最一
正会員小橋秀俊正会員堤祥一
１．はじめに
著者らは，信頼性の高く経済的な軟弱地盤対策が求められている．盛土内に生じるアーチ効果を利用した新たな低改良率セメ
ントコラム工法（図 1参照）の設計方法を提案し 1)，現場データをフィードバックし改善を検討している 2)．本工法は，正方形
配置のセメントコラムの改良地盤に高さ He の盛土を構築した際，コラム間に生じるアーチ形状の体積 Vsoil（図 2エラー! 参照
元が見つかりません。参照）
，改良コラムに作用する体積 Vcol，さらに，コラム間の地盤の応力度 Psoil とコラムの応力度 Pcol
は次式で求められる．計算には，塑性角θ，改良コラム径 d，離隔λ，盛土の単位重量γが必要である．コラム間上に生じるア
ーチ形状の設計計算式の導出される．本設計手法は，支持層に着底する着底型と支持層に達しない浮き型の２種類があるが，そ
れぞれの塑性角（θ）を現場データから提案している（表 1参照）
．




   d 2  3  d 3 4     2  1 3 
Vsoil  
 

   tan 
24
24
 2

(1)
Vcol  V Vsoil
アーチ効果
(2)
V  He  2
(3)
Psoil    Vsoil /   d    
2
2
2
(4)
 2 
Pcol    Vcol d
2
(5)
図 1 低改良率セメンコラム工法（浮き型）
表 1 提案設計用θ値 1)
無処理
ジオテキ
スタイル
表層
改良
着底型
60°
55°
75°
浮き型
80°
75°
85°
θ
本研究では，以下，設計的なパラメトリックスタデイーを行い，本
λ
工法の実用範囲の拡大の条件を検討する．
Vsoil
２．アーチ効果の荷重分散機構の計算事例と考察
ｄ
3
γ=18kN/m ，He=5.0m，d=1mの条件で，λ=1.5～5mとθ=15～85°
図 2 アーチ形状の体積
(5°毎に計算）を変化させ，Pcol，Psoilと応力分担比nをそれぞれ，
表 2，表 3と表 4に計算した．そしてこれらの結果をθの大小の範囲（）に分け整理し，設計関係を図 3に示した．
表 2
λ(m)
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
改良率
Ap(%)
34.91
19.64
12.57
8.73
6.41
4.91
3.88
3.14
15
270.2
476
736.5
1049.8
1413.9
1827.1
2287.4
2793.1
20
269.5
473.3
729.5
1035.8
1389.6
1788.3
2229.4
2710.3
25
268.8
470.3
722.1
1021
1363.7
1746.9
2167.5
2622.1
30
267.9
467
714
1004.9
1335.6
1702.1
2100.4
2526.4
35
267.1
463.5
705.1
987
1304.4
1652.4
2026.1
2420.6
表 3
(m)
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
改良率
Ap(%)
34.91
19.64
12.57
8.73
6.41
4.91
3.88
3.14
キーワード
連絡先
15
1.0
1.9
2.8
3.7
4.6
5.6
6.5
7.5
20
1.4
2.6
3.8
5.1
6.3
7.6
8.9
10.2
25
1.8
3.3
4.9
6.5
8.1
9.7
11.4
13.0
30
2.3
4.1
6.0
8.0
10.0
12.0
14.1
16.1
35
2.7
5.0
7.3
9.7
12.1
14.6
17.1
19.6
Pcol(kN/m2)の計算結果
40
266
459.4
695
966.9
1269.3
1596.3
1942.1
2300.9
45
264.9
454.9
683.3
943.6
1228.5
1531.3
1844.8
2162.2
θ(deg.)
50
263.5
449.2
669.4
915.7
1180
1453.8
1728.9
1997
55
261.7
442.3
652.2
881.4
1120.1
1358.3
1586
1793.3
60
259.5
433.5
630.1
837.4
1043.2
1235.5
1402.3
1531.7
65
256.5
421.5
600.1
777.5
938.8
1068.9
1156.7
1206.2
70
252.1
403.9
556.3
690.1
786.5
839.8
859.4
860.3
75
244.9
375.3
484.7
550.6
575.4
576.9
576.9
576.9
80
230.8
318.9
356.9
361
361
361
361
361
85
189.6
202.4
202.4
202.4
202.4
202.4
202.4
202.4
60
6.8
12.3
18.1
24.0
30.0
36.1
42.3
48.4
65
8.4
15.2
22.4
29.7
37.2
44.7
52.2
59.0
70
10.8
19.5
28.7
38.1
47.6
56.6
64.2
70.2
75
14.6
26.5
39.0
51.4
62.1
70.1
75.6
79.4
80
22.2
40.3
57.4
69.6
76.8
81.3
84.3
86.4
85
44.3
68.8
79.6
84.7
87.6
89.5
90.7
91.5
Psoil(kN/m2)の計算結果
40
3.3
6.0
8.8
11.6
14.6
17.5
20.5
23.5
45
3.9
7.1
10.4
13.9
17.3
20.9
24.4
28.0
θ(deg.)
50
4.6
8.5
12.4
16.5
20.7
24.9
29.1
33.3
55
5.6
10.1
14.9
19.8
24.8
29.8
34.8
39.9
軟弱地盤，盛土，地盤改良
〒305－8516 茨城県つくば市南原 1 番地 64（独）土木研究所
-1015-
技術推進本部施工チーム TEL:029-879-6700
土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)
Ⅲ-508
これらの結果から，Pcol が小さく Psoil が大きくならず，応力分担比 n が小さくなるのは（約 50 以下）
，θが大き
い場合である．このような設計条件であれば，経済的な設計・施工が可能であるが，その際の現場で構築する盛土
の強度特性が重要となる．既に，道路土工の盛土工指針などで，適切な盛土材料の選定や，締め固め管理基準につ
いては決められているが，今後，本工法のさらなる確実な設計・施工方法を目指して，良質な盛土材料の選定基準，
施工過程に応じた合理的な締め固め方法，及び強度不足で改良した盛土材の強度管理方法などの研究を行う．
＜参考文献＞
1)
2)
土木研究所：地盤改良のためのALICC工法マニュアル，鹿島出版会，2007．
阪上，小橋，堤：アーチ効果を利用した低改良率セメントコラム工法の設計と適切な盛土条件，第45回地盤工学会，2020．
表 4 応力分担比ｎの計算結果
λ(m)
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
改良率
Ap(%)
34.91
19.64
12.57
8.73
6.41
4.91
3.88
3.14
15
257.7
248.8
263.0
282.8
304.3
327.0
349.9
373.0
20
189.3
184.0
191.6
205.1
220.2
235.6
251.1
266.4
25
149.4
142.3
148.3
157.9
168.6
179.6
190.6
201.2
30
117.4
113.6
118.3
125.5
133.4
141.4
149.2
156.6
35
98.5
93.3
96.4
101.6
107.4
113.1
118.6
123.7
40
80.6
77.0
79.3
83.1
87.2
91.2
94.9
98.1
θ(deg.)
50
56.8
53.1
53.8
55.4
57.1
58.5
59.5
60.0
45
68.1
64.4
65.4
68.1
70.8
73.4
75.6
77.4
55
46.7
43.6
43.7
44.5
45.2
45.6
45.5
44.9
60
38.2
35.3
34.8
34.9
34.7
34.2
33.2
31.6
65
30.6
27.7
26.8
26.1
25.2
23.9
22.2
20.5
70
23.4
20.7
19.4
18.1
16.5
14.8
13.4
12.3
75
16.8
14.2
12.4
10.7
9.3
8.2
7.6
7.3
80
10.4
7.9
6.2
5.2
4.7
4.4
4.3
4.2
注）網掛け部は，アーチ高さHarchがHarch≧He(=5m)となる場合で，He以下を計算している．
3000
θ=15(deg.)
3000
θ=15(deg.)
θ=20(deg.)
θ=50(deg.)
2500
θ=25(deg.)
改良杭荷重Pcol(kN/m 2)
改良杭荷重Pcol(kN/m2)
2500
θ=30(deg.)
2000
θ=35(deg.)
θ=40(deg.)
1500
θ=45(deg.)
1000
500
θ=55(deg.)
θ=60(deg.)
2000
θ=65(deg.)
θ=70(deg.)
1500
θ=75(deg.)
θ=80(deg.)
1000
θ=85(deg.)
500
0
0
1.5
2
2.5
3
杭間隔λ(m)
3.5
4
(ⅰ) θ=15~45°
1.5
2
2.5
3
杭間隔λ(m)
3.5
4
(ⅱ) θ=50~85°（15°参考）
（Ⅰ）Pcol~λ関係
θ=15(deg.)
100.0
θ=50(deg.)
90.0
θ=20(deg.)
90.0
θ=55(deg.)
θ=25(deg.)
80.0
θ=60(deg.)
80.0
改良杭荷重Psoil(kN/m2)
θ=30(deg.)
70.0
θ=35(deg.)
60.0
θ=40(deg.)
50.0
θ=45(deg.)
40.0
θ=85(deg.)
30.0
改良杭荷重Psoil(kN/m2)
100.0
θ=65(deg.)
70.0
θ=70(deg.)
60.0
θ=75(deg.)
50.0
θ=80(deg.)
40.0
θ=85(deg.)
30.0
20.0
20.0
10.0
10.0
0.0
0.0
1.5
2
2.5
3
杭間隔λ(m)
3.5
1.5
4
2
(ⅰ) θ=15~45°（85°参考）
（Ⅱ）Psoil~λ関係
3.5
4
(ⅱ) θ=50~85°
400.0
400.0
θ=15(deg.)
350.0
θ=20(deg.)
θ=55(deg.)
200.0
θ=40(deg.)
150.0
θ=45(deg.)
応力分担比
θ=35(deg.)
θ=50(deg.)
300.0
θ=30(deg.)
250.0
θ=15(deg.)
350.0
θ=25(deg.)
300.0
応力分担比
2.5
3
杭間隔λ(m)
θ=60(deg.)
θ=65(deg.)
250.0
θ=70(deg.)
200.0
θ=75(deg.)
θ=80(deg.)
150.0
θ=85(deg.)
100.0
100.0
50.0
50.0
0.0
0.0
1.5
2
2.5
3
杭間隔λ(m)
3.5
(ⅰ) θ=15~45°
1.5
4
2
2.5
3
杭間隔λ(m)
3.5
(ⅱ) θ=50~85°（15°参考）
（Ⅲ）n~λ関係
図 3 設計関係図
-1016-
4
85
4.3
2.9
2.5
2.4
2.3
2.3
2.2
2.2

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