中層改良は、地盤改良が必要な地表面より、おおよそ2ｍ〜10mの土地に適しています。地盤改良は、軟弱地盤において土木工事・建築工事を行う前に、地盤の強度を高めることを指します。中層改良は、地盤の強度特性や圧縮特性、透水性を改善することで、地盤上の構造物の安定に繋がります。
地盤改良には多くの種類があるので、軟弱地盤の深さや土地の特徴、どの程度の支持力・地耐力を求めるのかなどを判断して工法を決定します。
斬新なボディフォルムから
想像がつかない力強い作業を実現。
- 安定した材料供給で強固な改良体を形成。
- 土と改良材を化学的に反応させ、強度を高め地盤を形成。
- 地盤状況や構造物、設計強度など様々な状況に合わせて強度の設定が可能。
- 粉塵飛散の心配がなく、近隣住宅などへの影響がない。
- スラリー量や撹拌深度は、機械的に制御されたシステムで確実な施工を実現。
- トレンチャー撹拌をするため、強度のバラつきが少なく緻密な改良体を形成。
選べる2種類のタイプ
「粉体改良方式」と「スラリー噴射方式」
中層混合処理工法においては、セメントと水をプラントで混合し、セメントスラリーとして、地盤に注入して使用します。スラリー噴射方式は、投入するスラリー量や撹拌深度を機械的に制御されたシステムで統制することで品質管理に努めています。
中層改良においても、２〜４ｍまでの深さにおいては、粉体混合をすることが可能です。粉体改良方式は、スピーディーに施工できる反面、粉塵の発生が問題視されています。その課題を、発塵抑制型などのタイプの固化材を使うことで、大幅に低減することが可能なので、立地や条件を検討しながら、導入することは可能となります。
中層混合処理工法といってもセメント量やその他配合物の添加量によって改良強度は大きく変わってきます。施工前に配合試験を行うことで最適な配合設計を選択する必要があります。
特許証
マッドミキサー工法は、NETISをはじめ多くの新技術登録とともに、高度な地盤改良技術として、確立し、地盤改良の計測や表示制御に関する技術も、常に最新技術を取り入れて、随時、アップデートしています。また、多くの重要な技術領域は、特許によって保護されています。
施工イメージ
プラント配置図
特徴
| M-Ⅱ型 | 8.0mまでの高精度な1層処理が可能 （改良深度 H=2.0〜8.0m） |
|---|---|
| 低コスト | ◯超ロングバックホウ装着により、大幅な作業効率の向上 ◯連続した作業により、大幅な工期短縮が可能 ◯重機足場における仮設費用の軽減 |
| 施工性 | ◯施工深度は0.5m〜8.0mまでの一層処理が可能 ◯機械的に制御されたシステムにて、確実な施工を実現 ◯安定した改良体を形成 |
| 環境・騒音・振動 | ◯プラント使用にて、粉塵の飛散が無い ◯軽量でスリム化した超ロングバックホウ装着で、騒音・振動の少ない環境を実現 |
適用範囲
粉体改良方式
| 施工機械 | 最大改良深度 | 適用土質 | ||
|---|---|---|---|---|
| 砂質土 | 粘性土 | 礫質土 | ||
| 0.8m³ クラス バックホウ | 4.0ｍ | N≦10 礫径≦200㎜ （※1） | N≦10 | N≦10 礫径≦200㎜ |
※1）中間層がある場合はN≦20
スラリー噴射方式
| 施工機械 | 最大改良深度 | 適用土質 | ||
|---|---|---|---|---|
| 砂質土 | 粘性土 | 礫質土 | ||
| 0.8m³ クラス バックホウ | 5.0ｍ | N≦10 礫径≦200㎜ （※1） | N≦10 | N≦10 礫径≦200㎜ |
| 1.4m³ クラス バックホウ | 8.0ｍ | N≦10 礫径≦200㎜ （※1） | N≦10 | N≦10 礫径≦200㎜ |
※1）中間層がある場合はN≦20
礫質土については礫のサイズ、礫率等により条件が変動します。
また、事前に土質を解す作業を行うことで施工が可能となる場合があります。詳しくは当社にお問い合わせください。
施工手順
１、機材搬入
プラントやサイロ・コンプレッサーなど必要機材を搬入する。
2、プラント配置
クレーンを使い、プラントやサイロ・コンプレッサーなど必要機材を配置する。
3、固化材の搬入
バラ車を使用し、設置したサイロへ直接材料を供給する。
＊工事の規模によりフレコン式を使用しバックホウで固化材を直接プラントへ充填させる場合もあります。
4、攪拌混合
アタッチメントの先端から吐出されるスラリーを現地土と攪拌し、均一になるよう攪拌作業を行う。
＊1区画の攪拌時間を遵守した施工を行います。
5、整地作業
攪拌改良作業終了後にバックホウにて処理面にできた凹凸部の転圧・整形を行い、養生する。
＊改良後は、1割程度盤膨れが起きることが多い。
１日当たり標準施工数量
標準的な工事での1日に可能な概算施工量です。
表示は改良深度4.0ｍですが、改良深度により1日当りの施工量が変動します。
また、全体の施工規模、施工条件、改良形式（全面改良、帯状改良等）等によっても施工数量は変動します
粉体改良方式
| 施工機械 | 改良深度 | シルト・浚渫土 | 粘性土・砂質土 | 有機質土 | 10≦N＜20 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ｎ＝0の粘性土 | 火山灰質土 | 砂質土 | |||
| 0.8m³ クラス バックホウ | 4.0ｍ | 252m³ | 240m³ | 216m³ | 192m³ |
| 0.8m³ クラス バックホウ （ロング） | 4.0ｍ | 273m³ | 260m³ | 234m³ | 208m³ |
スラリー噴射方式
| 施工機械 | 改良深度 | シルト・浚渫土 | 粘性土・砂質土 | 有機質土 | 10≦N＜20 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ｎ＝0の粘性土 | 火山灰質土 | 砂質土 | |||
| 0.8m³ クラス バックホウ | 4.0ｍ | 231m³ | 220m³ | 198m³ | 176m³ |
| 0.8m³ クラス バックホウ （ロング） | 4.0ｍ | 241m³ | 230m³ | 207m³ | 184m³ |
| 1.4m³ クラス バックホウ | 8.0ｍ | 252m³ | 240m³ | 216m³ | 192m³ |
施工事例
TOPIC
地盤改良の目的は、道路の路床部の安定処理を目的としている現場である。
鹿児島県志布志市の地層構成は、南九州特有の土壌”シラス”であり全体的には軟弱な地盤であったが、地質下層部にφ20㎜程度の玉石が点在していた為、攪拌翼の形状を一部変更して施工に臨んだ。
工事名：平成26年度道路改築工事（志布志道路26-5工区）
施工場所：鹿児島県志布志市 改良深度：7.0m
施工数量：2500m³
発注者：鹿児島県大隅地域振興局建設部
TOPIC
地盤改良の目的は、航路のしゅんせつにより発生した泥土を改良し、築堤部分の基礎とする工事であった。0.8m³ 級超ロングバックホウを用いることにより、通常のバックホウの2倍の施工半径を確保し、工程短縮に貢献。粉体改良をチョイスすることで、設備不要の施工によりコスト縮減にも大きく貢献する結果となった。
工事名：姫路港網干地区網干沖埋立地地盤改良工事
施工場所：兵庫県姫路市 改良深度：2.5m～3.5m（粉体改良）
施工数量：11,000m³
発注者：民間企業
TOPIC
地盤改良の目的は、道路（盛土部）基礎の為の改良。中層混合処理の下部には深層混合処理にて造成された改良体がある為、損傷をさせないように慎重な施工が求められた。ICT施工により、オペレーターがリアルタイムな施工情報をモニターを確認しながら施工することで、懸念事項も解消し、施工生産性も大幅に向上した。
工事名：佐賀208号諸富地区改良（7工区）工事
施工場所：佐賀県佐賀市 改良深度：2.5m
施工数量：3800m³
発注者：国土交通省九州地方整備局 有明海沿岸国道事務所
施工範囲
施工面から施工する場合
ロングバックホウ及びスタンダードバックホウによる施工有効範囲を示しています。
ロングバックホウとスタンダードバックホウの施工面から施工する場合を比較すると、離隔距離が2ｍの場合、ロングバックホウでは有効攪拌距離が12ｍに対し、スタンダードバックホウでは4ｍ弱と大きく差が出ています。
施工面上部から施工する場合
施工面との段差が２ｍ以上ある場合はスタンダードバックホウでの施工は難しくなります。
重機仕様
| シュー全幅 Ｗ(ｍ) | シュー全長Ｈ (ｍ) | キャビン高Ｌ (ｍ) | エンジン出力 (PS) | 接地圧 (kgf/cm2) | 総重量(ｔ) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.8m³ クラス バックホウ （ロング） | 3.19 | 4.46 | 2.95 | 166 | 0.36 | 23 |
| 0.8m³ クラス バックホウ | 2.8 | 4.71 | 3.07 | 159 | 0.46 | 19.9 |
| 1.4m³ クラス バックホウ | 3.19 | 4.625 | 3.16 | 261 | 0.7 | 33.7 |
※メーカーにより異なります。
輸送時寸法（例）
上空制限や通行離隔の幅は、勾配・段差、路面の直進性なども影響するので、最終的には、現地確認を行なって判断します。
マッドミキサーによる改良例
Q&A
- どの深さまで可能なのですか？
- 8mまで、１層混合処理ができます。
セメント系固化材をプラントミキサーにより水と混合、スラリー状にして、原地盤にポンプにより注入しながら機械で攪拌することで、固化をさせ地盤を強化する工法です。
- スラリープラントの設置ヤードはどのくらい必要ですか？
- 6m×12m（72m2） 5×20敷鉄板 ８枚程度です。
- セメントスラリーに使う水は、1日どのくらい使うのですか？
20m³ /日 使います。１日の施工量200m³ ,セメント配合量100kg/m³ 、水:セメント比=1:1
→地盤改良における材料の計算（１日の水使用量）
- セメントスラリーに海水を使うことは可能ですか？
- 海水を使うことはできます。周辺環境の汚濁や届出等の確認をお願いします。
- 空打ち施工は可能ですか？
- 全層混合処理を行いますので、空打ちは不可能です。
土質分類別添加剤選定表
地盤改良の工事目的と固化材の親和性をまとめています。
改良目的と親和性の高い固化材を選定することで、 発現強度や経済性の面での向上が期待できます。
| 建築基礎 | 道路基礎 | 構造物基礎 | 浚渫安定処理 | 法面被覆 | |
|---|---|---|---|---|---|
| セメント系 | ◯ | ◯ | ◯ | △ | △ |
| 石灰系 | △ | ◯ | △ | ◯ | ◯ |
※建築工事・構造物工事は強度が高い場合が多く、セメント系が有効です。
また、浚渫・安定処理・法面被覆は、地盤改良後日数を置いても再固化が見込む事ができる石灰系が有効です。
攪拌深度別最小配合量
地盤改良を施工する際、必ず事前に室内配合試験を実施します。目標とする強度を発現する為に、対象となる土の性状の変化を想定し、複数パターンの供試体を作製し強度試験を行い、最適解の固化材と配合量を決定します。
また、室内試験と現場施工における条件の違いを調整する為に、（現場/室内）強度比を混合機械の性能によって設定しなければなりません。
最少配合量としては、定義づけされておらず、各協会のガイドラインのような形で設定されています。参考として、当社の経験則及びセメント協会のガイドラインを基に、最小配合量と攪拌深度について傾向として纏めました。
※1強度比＝（室内配合試験/現場目標強度）
※2土質・含水比により水：セメント比は変化します。
※3水：セメント比はマッドミキサー工法技術資料による
参考資料：地盤改良マニュアル Ｐ156
材料ロス率 粉体５％ スラリー10％
関連計算フォーム
