4 建設の施工企画 10. の受働土圧領域を地盤改良し矢板と地盤改良体とのら固化材スラリーを p 40 MPa もの超高圧大容量の一体化を図るこれにより護岸の耐震性を構造的に強ジェット噴流にして吐出するこのジェット噴流によ化すると共に地震時の液状化を抑制する方法が一般にり地盤は瞬時に

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あつひろいまいだ
5 years ago
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1 建設の施工企画 10. 特集 41 地盤改良河川護岸の耐震強化対策と高圧噴射複合攪拌工法の適用嵯峨弘喜齋藤邦夫鈴木孝一西尾経首都圏をはじめ各地で地震に強い川づくりを目指し堤防の耐震性向上が図られている東京都東部を流れる荒川と中川の中間に位置する中堤護岸では老朽化や地盤沈下に対応した改修工事が実施され鋼管矢板を用いた耐震強化が行われている当該工事では新設鋼管矢板の受働側である河川内から既設構造体と改良地盤の一体化を図る方法として機械攪拌と高圧噴射攪拌工法の複合技術による地盤改良工法 NETIS 登録 No. KT A が適用されたその結果同工法は 1 工種で新設鋼管矢板と改良体の密着一体化に優れかつ鋼管矢板に対しても十分低変位施工が可能であることが確認されたキーワード地盤改良深層混合処理工法高圧噴射撹拌工法河川護岸耐震強化低変位密着施工 1 はじめに堤防の耐震性の向上が鋭意図られている同時に震災後の河川管理施設の復旧資材や緊急物資輸送を行う人口や資産社会経済活動の中枢機能などが集中する首都東京およびその周辺部は洪水や地震などの自ための緊急用河川敷道路の整備も進められている中堤は並行する荒川と中川の境界をなす延長約然災害によって壊滅的な被害が発生する恐れがある 7 km の背割堤である写真 1 は弧を描く中堤を示このため堤防護岸等の河川工作物の補強耐震性しており直上は首都高速中央環状線として利用され向上が緊急に求められているまた災害が発生したている同堤は完成後約 0 年が経過し現況の護際でも通船等の可能な河川域の確保や防災船着場の岸は老朽化と併せて地盤沈下による変形が進んでい確保の面からも重要な課題であるるこのため鋼管矢板杭の設置による護岸整備とそ河川護岸の高潮洪水対策と耐震性強化を目的にの耐震補強強化変形個所の補修などを行う改修工事東京都東部を流れる荒川と中川の中間に位置する中堤が計画されたただしその工事は別途東京都が中護岸に於いて新設鋼管矢板の河川内受働域側を固結川左岸を護岸耐震補強するために江戸川競艇を一時休工法による地盤改良が実施された止させる措置が取られこれに合わせて実施された本報は護岸の改修に採用した台船式大口径高圧工事区間は競艇場前後の延長約 1,500 m である噴射攪拌工法以下 WHJ 工法 Waterfront Hybrid Jet Mixing Method と略記すると同工法により鋼管矢板と改良体を密着一体化して護岸構造の耐震性向上を図った施工事例について述べる事業計画の概要荒川は首都圏の埼玉県および東京都を流れ東京湾写真 1 荒川と中川間の中堤に注ぐ一級河川であるその下流部の人口密度は全国の一級河川の中で最も高い数値を示し人口や資産 3 地盤改良による耐震強化対策の概要が極度に密集しているまた下流域の大部分が東京湾の平均潮位以下にあるため自然災害等により破堤 1 地盤改良工法の選定すると大災害を引き起こすことが懸念されている a 従来工法の施工方法首都圏の河川では地震に強い川づくりを目指し護岸の耐震性強化は護岸法先に矢板を打設しそ

4 建設の施工企画 10. の受働土圧領域を地盤改良し矢板と地盤改良体とのら固化材スラリーを p 40 MPa もの超高圧大容量の一体化を図るこれにより護岸の耐震性を構造的に強ジェット噴流にして吐出するこのジェット噴流によ化すると共に地震時の液状化を抑制する方法が一般にり地盤は瞬時に切削され同時に対象土は固化材と強行われている制混合攪拌され直径φ 1.6.

すなわち WHJ 工わち矢板と改良体を一体化させるには機械攪拌工法法は間詰補助工の必要性が無く単一工種施工となりと高圧噴射撹拌工法による段階の施工が必要とな工期の短縮と施工コストの縮減を図ることができるり工期の短縮とコスト縮減が課題となっていたまた WHJ 工法は水上から施工できる台船方式の b 機械攪拌と高圧噴射攪拌を用いたハイブリッド型地盤改良工法の選定

2 4 建設の施工企画 10. の受働土圧領域を地盤改良し矢板と地盤改良体とのら固化材スラリーを p 40 MPa もの超高圧大容量の一体化を図るこれにより護岸の耐震性を構造的に強ジェット噴流にして吐出するこのジェット噴流によ化すると共に地震時の液状化を抑制する方法が一般にり地盤は瞬時に切削され同時に対象土は固化材と強行われている制混合攪拌され直径φ m の大口径改良体しかしながら従来の地盤改良でははじめに矢板が造成できるしかも機械攪拌翼外側の外周部は背面の受働域部を機械攪拌工法で先行改良し次いで超高圧ジェット噴流による混合撹拌であることから機械攪拌翼では施工不能な矢板近傍の隙間部を高圧噴護岸矢板と密着性が高く一体化することや改良体相射撹拌工法で間詰する施工法が採用されているすな互のラップ施工等も容易であるすなわち WHJ 工わち矢板と改良体を一体化させるには機械攪拌工法法は間詰補助工の必要性が無く単一工種施工となりと高圧噴射撹拌工法による段階の施工が必要とな工期の短縮と施工コストの縮減を図ることができるり工期の短縮とコスト縮減が課題となっていたまた WHJ 工法は水上から施工できる台船方式の b 機械攪拌と高圧噴射攪拌を用いたハイブリッド型地盤改良工法の選定深層混合処理工法であり施工に十分な足場が確保できない河川域あるいは河口に面した海域等においても前述の通り護岸の耐震化は機械攪拌と護岸際の施工が可能である写真は WHJ 工法の施工機械間詰め補助工として高圧噴射攪拌の工法での施工との全景である当該現場のように高速道路の橋梁ピアなる場合が多い一方では地盤改良においても施工と近接した施工現場でも攪拌軸に排土スクリュロッ効率の向上と経済性を高めることが常に求められるドを装備することで固化材スラリーの噴射量に見合このような背景から大規模施工に優れた機械攪拌工う原土量を排土し地盤変位を抑制できるまた変法と構造体との密着施工が可能な高圧噴射攪拌工法位の動態観測と併せて排土量を調整ができる正回転の両者の特徴を有効的に活用した複合技術による地盤逆回転混合制御機能があるため施工時に発生する地改良工法である WHJ 工法の適用が検討された盤変位の抑制制御が可能である図 1 は既設護岸に対して従来施工法と本工法を用いた場合を比較した計画例である同図 a は従来施工法による場合であり地盤改良は鋼管矢板背面で機械攪拌工法と高圧噴射攪拌工法の工程となっている一方図 1 b に示す WHJ 工法は機械攪拌と外周改良域を超高圧噴射で撹拌混合するハイブリッド工法であり大断面改良でしかも護岸構造体との密着施工と改良体相互のラップ施工を 1 工程で実現できるそのため大幅な作業性の効率化と経済性の向上が図れる 1 図図 1 WHJ 工法の改良メカニズム概要図 WHJ 施工による既設護岸の密着施工例 WHJ 工法の改良メカニズムと特徴図は WHJ 工法の改良メカニズムを模式的に表している二軸式で機械攪拌翼先端部の噴射ノズルか写真 WHJ 工法と護岸施工状況

建設の施工企画 10. 43 3 WHJ 工法の施工仕様 a 適用土質と WHJ 改良径の設定表 1 に WHJ 工法による標準改良径を示す超高圧噴射攪拌を基本原理とするため設定改良径は対象土の粘着力値により異なる改良径はφ 1.6 φ.3 m 軸改良断面積 A 4 8 m である従来の二軸式機械攪拌工法のφ 1.0 m 軸式の場合の改良断面積 A 1.

0 m に変更できるため適用条件に応じて様々な改良仕様の選択が可能写真 3 台船上に搭載した WHJ 施工機械全景である対象土の適用範囲は標準的には粘性土は 70 kn/m 砂質土では 0 としている台船の設備には WHJ 本体のほかに台船移動のためのウインチ設備施工位置の固定のためのスパッ表 1 適用土質と改良径の設定対象土質砂 10 10 0 30 kn/m 粘性土

3 建設の施工企画 WHJ 工法の施工仕様 a 適用土質と WHJ 改良径の設定表 1 に WHJ 工法による標準改良径を示す超高圧噴射攪拌を基本原理とするため設定改良径は対象土の粘着力値により異なる改良径はφ 1.6 φ.3 m 軸改良断面積 A 4 8 m である従来の二軸式機械攪拌工法のφ 1.0 m 軸式の場合の改良断面積 A 1.5 m に較べ 3 5 倍となるまた攪拌軸間の幅も B m に変更できるため適用条件に応じて様々な改良仕様の選択が可能写真 3 台船上に搭載した WHJ 施工機械全景である対象土の適用範囲は標準的には粘性土は 70 kn/m 砂質土では 0 としている台船の設備には WHJ 本体のほかに台船移動のためのウインチ設備施工位置の固定のためのスパッ表 1 適用土質と改良径の設定対象土質砂 kn/m 粘性土ドが装備されるまた施工杭の位置設定のために改良径 D m 改良断面積 A m.1m 軸 m 軸 m 軸 8.08 GPS またはトータルステーションを用いる写真 3 は WHJ 施工機の台船上の搭載例である d 施工時の環境影響軽減鋼管矢板等の既設護岸前面側から地盤改良施工を行う場合には改良体と既設護岸との密着施工による kn/m.1m 軸 kn/m 1.9m 軸 5.56 一体化が求められるしかし構造体に近接した施 m 軸 3.9 工によっては地盤変位を及ぼす場合も考えられる 70 kn/m WHJ 攪拌翼径φ 01.0 m の場合 WHJ 工法では回転軸に排土用のスクリュロッドを装着しており回転軸を正回転と逆回転の比率を組み b 施工管理システム合わせることで排土量が調節でき施工時の地盤変本工法の攪拌混合は超高圧噴流体による対象地盤の位を抑制することが可能である図 4 は WHJ 施工切削破壊混合攪拌が主体である施工時には固化時の正回転と逆回転による排土制御模式図である機材スラリーの吐出圧力吐出量改良時間および回転械攪拌工法では改良時の回転方向を一方向に決めて数等を計測管理できる集中管理制御システムであるいるのに対し WHJ 工法では変位制御のために軸また改良深度管理では潮位差も補正可能である回転を切替えることで WHJ 攪拌翼先端装置部の超 c 機械構成高圧ジェット噴流の方向も同時に切り替わる改良品 WHJ 工法は台船上に改良施工機本体の三点支持質は回転方向に無関係であるから施工能率を制限式杭打機を搭載した方式であり水上施工が可能なこすることなく通常施工のままで行うことができるとも特徴の一つである図 3 はその標準的な搭載排出土率は混入固化材液量に対し標準的には約方法である台船上には WHJ 施工機本体スラリー 100 であるまた排出土は原土のみで固化材の混プラントを搭載している使用する台船は塔載する入がなく水質の汚染等は生じない WHJ 工法は単施工機種塔載質量施工域により選定されるが通相式高圧噴射攪拌方式でありエアを併用しないため常では 700 t 級台船を用いる場合が多い図 3 WHJ 施工機の台船搭載例図 4 正回転と逆回転による排土制御模式図

4 10. 4 WHJ

建設の施工企画 10. 45 良時間は t 4 分 m とした設定改良径は対象変位が懸念されたため WHJ 撹拌装置の軸回転を正土質の回転逆回転の組合せ制御により排土量をコントロー値および粘着力から判断し改良径φ 1.9 m 軸間幅 1.7 m で改良断面積は A 5.

図 7 に WHJ 工法の施工手順図を示す WHJ 処理機を搭載した台船を施工位置に移動するトータルステーションにより施工杭の位置を計測し台船を固 5 施工結果 a 現場改良強さ表 4 は WHJ 改良後の現場改良強さの結果定する WHJ 撹拌装置と施工管理システムを作動さである各改良杭の現場改良強度は改良長ℓ せ所定深度まで貫入する

5 m 仕様の上層中層および下層とも平均定の圧力吐出量に設定した後定速回転で引抜き改,300 kn/m で設計強度を満足しているまた現良するなお改良時に新設護岸および近接構造物の場改良強度の変動係数は 13 1 と混合性能が高いことが確認されたまた改良杭体相互のラップ部の改良強度は上中下層のいずれも,300 kn/m であり

5 建設の施工企画良時間は t 4 分 m とした設定改良径は対象変位が懸念されたため WHJ 撹拌装置の軸回転を正土質の回転逆回転の組合せ制御により排土量をコントロー値および粘着力から判断し改良径φ 1.9 m 軸間幅 1.7 m で改良断面積は A 5.56 m の連珠形状ルし変位を管理値内に抑制した写真 4 は WHJ である鋼管矢板と WHJ 攪拌翼先端部との距離は工法の施工状況であるまた写真 5 は既設鋼管 5 cm の離隔距離であるこのときの鋼管矢板と超高矢板への WHJ 改良体の密着施工による一体化を図る圧ジェット噴流域との密着幅は 10 cm であるための位置セット状況である b 施工方法図 7 に WHJ 工法の施工手順図を示す WHJ 処理機を搭載した台船を施工位置に移動するトータルステーションにより施工杭の位置を計測し台船を固 5 施工結果 a 現場改良強さ表 4 は WHJ 改良後の現場改良強さの結果定する WHJ 撹拌装置と施工管理システムを作動さである各改良杭の現場改良強度は改良長ℓ せ所定深度まで貫入する WHJ 超高圧ポンプを所 10.5 m 仕様の上層中層および下層とも平均定の圧力吐出量に設定した後定速回転で引抜き改,300 kn/m で設計強度を満足しているまた現良するなお改良時に新設護岸および近接構造物の場改良強度の変動係数は 13 1 と混合性能が高いことが確認されたまた改良杭体相互のラップ部の改良強度は上中下層のいずれも,300 kn/m であり外周改良体とほぼ同等の強度であることが確認された表 4 図 7 WHJ 改良体の現場改良強度結果施工手順図 b 環境への影響施工時の鋼管矢板への変位抑制の方法として攪拌翼回転を正回転から逆回転に切替える深度位置を改良下端部から 3 m 改良位置としたそれ以浅の改良層は逆回転にて行う方法が最も変位の少ない施工方法写真 4 中堤地区 WHJ 施工状況であったその結果地盤改良後における鋼管矢板の変位量はδ mm と小さく変位制御した施工が可能であったまた水中施工時の水質汚濁等に与える環境影響は認められなかった 5 まとめ本事業は地震に強い川づくりを目指し堤防の耐震強化として中堤の護岸の老朽化や地盤沈下に伴う改修工事を実施し護岸の耐震補強を地盤改良によって行った一例である地盤改良工法は耐震強化を図写真 5 鋼管矢板との密着施工状況る上で地盤強化の観点から必要な施工方法である

6 10.

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NETIS 登録登録番号 KK A PJG 協会 NETIS 登録 01.1.7 登録番号 KK-10046-A PJG 協会最近のジェットグラウト工法に於いては現場での高速施工が求められてきていますその様な観点から PJG 工法ではより高速施工が可能な研究開発を行い今回の第 9 版技術積算資料に改訂する運びとなりましたジェットグラウト工法では大量の硬化材を使用し大量の排泥を排出するといった問題が常に存在しています PJG