高圧噴射撹拌による鉄道橋台背面部の柱状改良体補強工
東鉄工業㈱ 正会員○鈴木 裕明 東鉄工業㈱ 正会員 瀬下 孝雄※１ ライト工業㈱ 佐藤 弘 ライト工業㈱ 桐村 智明※２ 東日本旅客鉄道㈱ 正会員 山内 真也 東日本旅客鉄道㈱ 正会員 中村 宏 ※３
１．はじめに
盛土耐震補強における鉄道橋台沈下対策において「柱状改良体を用いた橋台背 面部補強工」が計画されている．柱状改良体は，施工基面より1m下から橋台フ ーチング底面の深さまで，φ800の改良体を0.15m程度ラップさせながら造成す る（図-1）．また，本施工は線路内での夜間線路閉鎖作業（実作業時間 2 時間程 度を想定）で，線路内施工での課題をクリアし，所定の改良品質（改良径φ800， 改良体強度1N/mm2）を確保しなければならない．
本稿では，従来工法（CCP-LE 工法）の施工法に工夫を加えた高圧噴射撹拌工 法の試験施工とその結果について報告する．
２．線路内施工の課題
線路内施工で課題と考えられる事項を以下に示す．
① 改良体品質 ：改良径・改良強度を確保する
② サイクルタイム ：夜間線路閉鎖作業内で改良体を確実に1本施工する
③ 地表面変位 ：貫入，造成による地盤の緩み沈下，内圧による隆起を抑制する
④ 排泥作業 ：削孔および造成にて発生する排泥を確実に回収する
⑤ 施工機械と施工方法 ：施工機械を短時間で線路内外へ搬入出する ３． 工法選定
地盤改良には機械撹拌と噴射撹拌がある．機械撹拌工法の改良品質は高いが，数トンから10t 程度の機械重量の ため，線路内での移動性で劣る．一方，噴射撹拌工法は品質良く造成出来れば，1t程度の機械重量のため，線路内 での移動性で優れる．そこで，噴射撹拌工法を選定し，試験施工を行った．
４．CCP-LE工法との施工方法変更点
粘性土のように相対的に改良効果の低い地盤では，高圧水と硬化材を別孔から噴射し，上方のノズルから高圧水 により地盤切削を，下方のノズルから硬化材を吐出し，地盤改良を行うことで改良強度が得られると考える．そこ で，単管ロッド工法のCCP-LE工法（図-2）を，水と硬化材の別孔同時噴射を可能とする二重管ロッドに変更した．
これにより，1 工程（図-3）による試験施工を行うこととし，改良効率，サイクルタイムの短縮および効率的な排 泥を図る．なお，今回の試験施工ではエア（空気）は使用していない．
５．試験施工
試験施工は改良径φ800，削孔長6,000mm（造成長5,000mm，土被り
1,000mm）として表-1の配合で単柱改良体を造成した（写真-1）．試験
施工は，低圧水切削型と高圧水切削型の 2 タイプとロッド引上げ速度 を4m/分と6m/分の2タイプ，計4タイプとする（図-3，表-2）．試験
施工場所は，粘性土地盤（ローム）を選定した．図-4はボーリング柱状図，図-5は試験施工 場所の地盤から採取した粒径加積曲線，土質試験結果を示す．試験の結果として，サイクル タイムの計測と，改良体の出来形・強度，周辺地盤の変状および排泥の確認を行った．
キーワード 鉄道工事，線路内施工，高圧噴射撹拌，柱状改良体，サイクルタイム
連絡先 ※１ 東鉄工業㈱ 〒160-8589 東京都新宿区信濃町34番地 TEL03-5369-7621 連絡先 ※２ ライト工業㈱ 〒130-0014 東京都墨田区亀沢4丁目17-12 TEL03-5608-7156 連絡先 ※３ 東日本旅客鉄道㈱ 〒151-8512 東京都渋谷区代々木2丁目2-6 TEL03-6276-1251
図-1 橋台背面柱状改良体
橋台高さと等しい範囲
柱状改良体 0.15m 程度ラップ F.L.
R.L.
1.0m程度 橋台高さと等しい範囲とする
橋台底面までを改良範囲とする
橋台高さ 柱状改良体
0.15m程度ラップさせる 改良径0.8m程度
橋台高さと等しい範囲
柱状改良体
橋台底面まで 改良範囲
橋台高さ
改良径 0.8m 程度 0.15m 程度ラップ 1.0m 程度
橋台 R.L.
写真-1 試験状況
排泥管(φ150) セメント 760kg
混和剤 12kg
水 750L(740L)※
※ ( )内は高炉セメントＢ種を用 いる場合の必要水量
表-1 標準配合 土木学会第70回年次学術講演会(平成27年9月)
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６．試験施工の結果
試験施工の結果について各課題毎に述べる（表-2）．
① 出来形は露出させた改良体の表面を検測し，タイプ 1～4ともφ800以上であった．写真-2はタイプ1の出 来形写真である．改良体強度は供試体を改良体表面か らコア抜きで採取し，一軸圧縮試験を行った． タイ プ1～4とも2.2N/mm2（1週強度）以上あり，要求品 質(1N/mm2)を満足できる結果を得た．
② サイクルタイムは86分以上119分以下であった．
③ 地表面変位は+1mm～-2mmであった．
④ 写真-1 に示す排泥管（塩ビ管φ150,L=1,200mm）は，
改良体天端（GL-1.0m）まで設置した．タイプ1～4とも，
水噴射と硬化材噴射による押上げの効果で，良好な排泥 状況であった．
⑤ 本施工に向けて，写真-3のとおり軽量で移動性に優れ る自走式ボーリングマシン使用する．
７．まとめと実施工に向けて
今回の試験施工により，強度が発現しにくいとされる粘性土地盤（ローム層）で改 良体品質を確保し，実作業時間想定2時間程度内で施工できることを確認した．
今後は，実施工に向けて作業着手，終了時のマシン移動およびロッド着脱の時間短 縮を図る．また，施工条件（架線との離隔確保），地盤条件，施工機械搬入出方法，プ ラントヤード確保等，実施工に向けた施工性について更なる検討を加える所存である．
写真-2 改良体出来形
（タイプ 1：φ850）
写真-3 予定機械
（自走式ﾎﾞｰﾘﾝｸﾞﾏｼﾝ）
図-7 改良体断面図
タイプ 1 タイプ 2
タイプ 3 タイプ 4
4000
4000
図-6 試験施工平面図 表-2 試験施工条件・結果一覧
試験施工タイプ タイプ １ タイプ ２ タイプ ３ タイプ ４ 施工方法 低圧水切削 高圧水切削 低圧水切削 高圧水切削
引下げ速度 － 4分/m － 6分/m
引上げ速度 4分/m 4分/m 6分/m 6分/m
タイプ １ タイプ ２ タイプ ３ タイプ ４ 改良体出来形 φ850 φ850 φ810 φ800 改良体強度 σ7 2.2N/mm2 3.7N/mm2 2.5N/mm2 5.1N/mm2
② ｻｲｸﾙﾀｲﾑ※1) ※2) 86分 103分 91分 119分
③ 周辺地盤変位 ±1mm +1～-2mm ±1mm +1～-2mm
④ 排 泥 良好 良好 良好 良好
⑤ 施工機械
※1) 機械移動，設置時間含まず
※2) 基本ロッド長 2m×3本
定置式 →自走式ボーリングマシーン（写真-3）
確認項目
施 工 条 件
①
図-4 ボーリング柱状図
10 20 30N値
40 50
改良体 造成長 5000土被り 削孔長6000
1000
φ800
貫入時 造成時 貫入時 造成時
硬 化 材 充 填
硬 化 材 充 填
二重管ロッド 二重管ロッド
排泥回収 排泥回収
排泥の押上げ 水 排泥の押上げ
切 削
（造成時）
上段ノズル：硬化材
（10MPa，50L/分）
下段ノズル：硬化材
（5MPa，30L/分）
（低圧水切削型） （高圧水切削型）
（貫入時）
上段ノズル：水切削
（20MPa，80L/分）
下段ノズル：水削孔
（30L/分）
（貫入時）
上段ノズル：水切削
（5MPa）
下段ノズル：水削孔
（30L/分）
（造成時）
上段ノズル：水切削
（20MPa，80L/分）
下段ノズル：硬化材
（5MPa，80L/分）
ロ ッ ド 引 下 げ
： 水 噴 射、 削 孔
ロ ッ ド 引 上 げ
： 水
・ 硬 化 材 噴 射
ロ ッ ド 引 下 げ
： 水 噴 射、 削 孔
ロ ッ ド 引 上 げ
： 硬 化 材 噴 射
図-3 試験施工概念図（1 工程施工）
図-5 粒径加積曲線・土質試験結果
※）試料(1)，(2)は機械ボーリングにより採取した。
試料（１）
GL-1.5m
※)
試料（2）
GL-2.5m
※)
含水比土粒子の密度 礫 砂 シルト 粘土 （％） （g/cm3) 砂混じり粘性土
(Cs-S) 砂混じり粘性土
(Cs-S)
2.673 129.0 2.667 粒 度 （％）
0 試料名称
試料(1) GL-1.5m 試料(2) GL-2.5m
地盤材料分類
131.7 10.7 53.3 36.0 0 11.2 58.2 30.6 単管ロッド
水噴射
（20MPa，80L/分）
硬化材噴射
（20MPa，80L/分）
（水切削工程） （造成工程）
ロ ッ ド 引 下 げ
： 削 孔
ロ ッ ド 引 上 げ
： 水 噴 射
ロ ッ ド 引 下 げ
ロ ッ ド 引 上 げ
： 硬 化 材 噴 射
単管ロッド 単管ロッド 単管ロッド
硬 化 材 充 填
図-2 CCP-LE 工法（2 工程施工）
参考文献
1)池本宏文他：橋台背面盛土の沈下抑制工法における実験的検証：地盤工学会特別シンポジウム
－東日本大震災を乗り越えて－発表論文集，平成26年5月
2)ジェットグラウト工法：日本ジェットグラウト協会，平成25年9月
土木学会第70回年次学術講演会(平成27年9月)
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