低騒音・低振動で地盤密度を増大させる液状化対策工法を開発、大成建設ら：施工

大成建設、三信建設工業、大成ロテック、成和リニューアルワークスは、低騒音・低振動のボトムフィード方式で周辺地盤の密度を増大させる液状化対策工法「TS-improver」を開発した。今後、4社は、土木・建築分野を問わず、低騒音・低振動で地盤密度を増大させる液状化対策工法として新工法を提案していく。

[BUILT]

　大成建設、三信建設工業、大成ロテック、成和リニューアルワークスは、低騒音・低振動のボトムフィード方式※1で周辺地盤の密度を増大させる液状化対策工法「TS-improver」を開発したことを2021年12月16日に発表した。

※1 ボトムフィード方式：地中に貫入した地盤改良専用装置を用いて、地中に改良杭を造成する際に、装置の先端から地中へ中詰材を供給する方式。地表面から供給する場合は、トップフィード方式と呼称される

三点式杭打機などの専用機械が不要

　液状化対策を目的とした地盤改良を行う際には、地盤の条件や周囲の状況に合わせて適切な工法を選ばなければならない。さらに、地盤改良向けの「サンドコンパクションパイル工法※2」「静的締固め砂杭工法※3」「バイブロフローテーション工法※4」といった、地盤密度を増大させるものには課題がある。

※2 サンドコンパクションパイル（SCP）工法：三点式杭打機をベースマシンとし、動的な低周波振動機をケーシングパイプ上部に配置した装置を上下運動させφ700ミリの改良杭を地中に造成して、密度増大を図る地盤改良工法

※3 静的締固め砂杭工法：三点式杭打機をベースマシンとし、強制的な昇降装置を用いてケーシングパイプを回転圧入し、ケーシングパイプを上下運動させることでφ700ミリの改良杭を地中に造成し、密度増大を図る地盤改良工法

※4 バイブロフローテーション工法：クレーンで吊（つ）るした振動機（バイブロフロット）をウォータジェットと併用して地中部に挿入し、地表面から砂などを供給しながら徐々に引き上げることで周囲の砂地盤を締固める工法

　例えば、サンドコンパクションパイル工法と静的締固め砂杭工法は、杭打専用機械の使用が必要で、汎用性に欠け、施工杭径が700ミリで太径化できない。バイブロフローテーション工法は、地中に中詰材を供給する時にトップフィード方式を採用しているため、深度ごとの材料投入量を正確に把握することが難しい。サンドコンパクションパイル工法とバイブロフローテーション工法は騒音と振動が発生しやすい。

　そこで、大成建設、三信建設工業、大成ロテック、成和リニューアルワークスはTS-improverを開発した。

高周波振動機（バイブロフロット）を用いた施工状況　出典：大成建設プレスリリース

　TS-improverの施工手順は、まずクレーンで吊（つ）り下げたバイブロフロットを所定深度まで貫入し、上部ホッパー部から投入した中詰材をバイブロフロットの先端から地中に供給する。次に、バイブロフロットを上下に動かしつつ、地中内に太径改良杭を造成。続いて、地盤の深部から浅部へと、前述の手順を繰り返し、改良対象区域の地盤密度を増大する。

「TS-improver」の改良杭造成手順（左）と貫入補助装置（右）　出典：大成建設プレスリリース

　特徴は、既往のサンドコンパクションパイル工法で用いる杭径φ700ミリのものに比べ、φ800ミリ（換算杭径）に拡径した太径改良杭により造成でき打設本数を減らせ、施工延長を約20％カットする点。加えて、高周波振動機を用いて改良杭を造成可能で、高周波振動は地中における距離減衰が大きく、周囲に騒音・振動が伝わりにくい他、低騒音・低振動での施工に対応する。

「TS-improver」の騒音の距離減衰（左）と振動の距離減衰（右）　出典：大成建設プレスリリース

　また、汎用クローラクレーンでの施工に応じ、三点式杭打機などの専用機械が不要で、先端フィンやウォータジェットといった貫入補助装置の装着により、ケーシングパイプの地盤への貫入と杭造成時に中詰材の圧入・拡径を容易に行え､施工性が高まる。

　さらに、ボトムフィード方式を使用して中詰材を地中に供給する際に、ケーシングパイプ内の中詰材量を計測・記録し充填を把握するため、供給量不足を防止し改良杭の品質確保を実現する。

　大成建設、三信建設工業、大成ロテック、成和リニューアルワークスの4社は、実際の建設機械を利用しTS-improverの性能検証を行い、締固めによる対策効果をチェックした。