固化材の添加量は、改良する土で室内配合試験をして決めます。
改良する体積と添加量から、固化材のトン数と袋数
室内配合試験で決める
添加量(kg/m³)は、改良する土の性質と、改良後に要る強さで変わります。このアプリには既定値が無いので、設計図書に書かれた値か、配合試験の結果から決めた値を入力します。
セメント協会のよくある質問(Q11)は、セメント系固化材による地盤改良は、JIS で規定された製品を用いて硬化するコンクリートと違い、自然に存在する多種多様な土を固化するもので、地域・土質性状(含水比、粒度等)により強度発現効果が全く異なるとしています。そのため、改良前に施工対象土の室内試験を行うことが、施工の経済性や安全性の向上につながります。
セメント協会のよくある質問(Q6)は、添加量の設定に大きく影響する改良土の強度発現の因子として、改良対象土の特性、改良材の状態、攪拌・混合状態、養生条件等を挙げています。
試料の採り方と量
同じよくある質問(Q12)は、浅層改良では土質(色調)が明らかに変わっている所ごとに試料を採り、含水比が変化しないよう袋等に入れて密封するとしています。深層改良では一般にボーリングで所定の改良深さまで試料を採り、深度によって土質が異なる場合は、土質ごとに配合試験する方法と、一番強度発現の低いと予想される土質で配合試験する方法があります。
| 試験の種類 | 採取量(1条件) | 供試体作製本数の例 |
|---|---|---|
| 一軸圧縮試験 | 10~20 kg | 1土質×1固化材×3添加量×2材齢×3本 |
| CBR試験 | 50~60 kg | 1土質×1固化材×3添加量×1材齢×3本 |
| コーン貫入試験 | 30~40 kg |
表は同じ質問(Q13)の表-1です。添加量を3つ変えて試験し、要る強さになる添加量を選びます。
一軸圧縮試験と CBR 試験
よくある質問(Q14)によると、一軸圧縮試験で求める改良土の一軸圧縮強さは、主に構造物基礎地盤の支持力や土圧、斜面の安定等を評価するのに必要な値で、固化材の選定や添加量の設定に用いられます。CBR 試験で求める安定処理土の CBR は、道路の路床安定処理での支持力比を表す値で、原地盤の CBR と併用して処理厚さや固化材の選定、添加量の設定に用いられます。
最少添加量 50kg/m³ 程度
セメント協会のよくある質問(Q7)は、最少添加量に関する規定は無いとしたうえで、添加量があまりに少ない場合は改良対象土と固化材の混合むらが発生し、要求性能を満足できない場合があるとしています。現場で均一な混合が確保できる最少添加量は 50 kg/m³ 程度(浅層改良・粉体添加)と言われ、施工方法(工法)によっても設定が異なります。
このアプリは、表層改良で添加量が 50 kg/m³ 未満のとき「添加量が 50 kg/m³ 未満です。」と表示します。柱状改良(深層・スラリー)には、この目安を当てません。
気温と材齢
- セメント系の材料は、気温(養生温度)が高いと水和反応が活発で、低くなるに従って緩慢になり、0 ℃ 以下では強度の発現が期待できません。低温時の施工では、低温養生による強度低下を想定した添加量の割増しや養生方法の工夫が必要です(Q10)。
- 改良土の材齢7日と28日の強度の伸び率は、対象土質や施工条件で異なりますが、一般的に 1.2~1.7倍と記されています(Q8)。
固化材の種類と六価クロム
よくある質問(Q1)は、改良土からの六価クロムが土壌環境基準値(0.05 mg/L)を超えて溶出しやすい土質を特殊土とし、特殊土用固化材はその固化を対象とした物で、一般軟弱土用固化材は砂質土や粘性土等の軟弱土の固化に適用されるとしています。火山灰質土(関東ローム他)等は、改良土からの六価クロム溶出の可能性が高い土です。特殊土用固化材を使っても溶出量を完全に抑えることはできないので、工事の前に改良対象土と使う固化材で事前試験を行い、溶出量を確認します。
静岡県の土木工事積算資料も、セメント及びセメント系安定材を使用した安定処理土は「セメント及びセメント系固化材を使用した改良土の六価クロム溶出試験要領(案)」(国土交通省、平成13年4月)に基づき、六価クロムの溶出量が土壌環境基準に適合していることを確認するとしています。
添加率で示す発注者
静岡県の土木工事積算資料(路床安定処理工)は、施工に先立ち配合設計で一軸圧縮試験、CBR 試験等を実施し、路床の目標強度を満足する添加率(0.1%単位)を決定し、土の単位重量は 1 kg 単位(四捨五入)に丸めるとしています。添加量の±0.7%以上の差が生じた場合、または改良深さ及び土の単位重量に変更が生じた場合は、契約変更の対象とすることができます。添加率で示されているときは、このアプリに入力する kg/m³ の値を設計図書で確かめます。
出典
改良する体積と添加量から、固化材のトン数と袋数