配合試験

構造物の基礎や盛土、道路などの地盤が設計値や設計条件を満たさないなど軟弱な場合には、地盤改良を行います。
地盤改良には主に、軟弱土を除去して良質土に置き換える「置換え工法」と、現地土に固化材を添加・撹拌して土質を改善する「安定処理工法」があります。
配合試験は、現場代理人と発注者の協議により安定処理工法が採用された場合に、対象地盤の設計強度を確保するための適正な固化材添加量を求めるために実施される試験です。
固化材は、主に「セメント系固化材」と「石灰系固化材」に分類され、一般的に砂質土にはセメント系固化材、粘性土には石灰系固化材が有効とされていますが、それぞれの特性を考慮して選定します。
また、セメント系固化材を使用する場合は六価クロムが溶け出すことがあるため、六価クロム溶出試験が必要になります。

• 現地土に固化材を混ぜる改良工法のため、現地土を搬出することなく利用できます
• 主な材料が土、セメント、水であるため、一般的には材料費を抑えることができます

目次

現地の地盤が軟弱と判定された場合には、土の性状を確認し、改良工法の選定を行います。

安定処理工法が採用された場合には、適正な固化材添加量を求めるために配合試験を実施します。

安定処理にセメント系固化材を使用した場合は、六価クロム溶出試験もあわせて実施し、環境基準を確認します。

六価クロム溶出試験が合格の場合は施工となりますが、不合格の場合は固化材の再検討が必要となり、再度配合試験を実施します。

地盤改良の必要性については、軟弱土判定により確認します。
判定方法は現場状況により様々ですが、次のようなケースが多く見られます。

• 設計段階の地質調査（ボーリング、サウンディングなど）により軟弱層が確認された場合
• 設計確認試験（平板載荷試験、キャスポル、サウンディングなど）により設計値に対して不適合となった場合

最適な改良方法を選定するために土質試験を実施し、土の性状を確認します。得られた土質条件や施工条件、経済性などの観点をもとに工法を選定します。

安定処理工法が採用された場合には、改良の目的や土質との適合性に応じて使用する固化材を選定します。土質との適合性を確認する際には、下記（表1）のような土質試験を実施します。また、安定処理工法で使われる固化材としては「セメント系固化材」と「石灰系固化材」が代表的で、それぞれ下記（表2）のような特性があります。特性を考慮したうえで固化材を選定後、一般的には3段階の添加量（低添加・中添加・高添加）で試験計画を立てます。

▼ 表1　固化材の選定のために実施する土質試験例

▼ 表2　固化材の特性

計画に基づき、現地で採取した地盤改良対象土に固化材を混合して供試体を作製し、所定の日数養生します。養生日数は、設計条件や使用する固化材の種類によって異なります。

所定の養生期間を経た安定処理土の供試体を用いて強度試験を実施します。改良目的に応じて必要な試験項目（表3）を選定します。

▼ 表3　配合試験で実施する強度試験例

六価クロム溶出試験は、セメント系固化材を採用した場合に実施します※。
セメント系固化材には六価クロムが含まれているため、セメント系固化材を添加した改良土を地盤改良に用いた場合、条件によっては六価クロムが溶け出すことがあります。そのため、事前の六価クロム溶出試験による使用可否の確認が必要となる場合があります。

強度試験等に使用した供試体から試料を確保し、環境庁告示第46号に基づいて試験を実施します。溶出量が環境基準値（0.05mg/L）を超過した場合は、その固化材は強度が出ていても使用不可と判定します。

また、六価クロム低減型の固化材が使用されることもありますが、固化材と土壌の性質の相性によっては六価クロムが基準値超過の量で溶出することがあるため、注意が必要です。

※ 石灰系固化材であっても、セメント成分を含有している場合は六価クロム溶出試験の対象となります。

強度試験の結果と固化材の添加量の相関関係を整理することで、所定の強度を確保できる固化材の添加量を決定します。
強度が得られない場合や六価クロムの溶出量が環境基準を超過した場合には、固化材の変更を検討します。

当社では、地盤改良に必要な調査・試験について、事前の軟弱土判定から現地調査、配合試験、六価クロム溶出試験、改良後の品質管理試験や地盤改良工事まで一貫して実施可能です。
また、砂防ソイルセメント（INSEM工法）の配合試験にも対応しています。
全国各地でお客様のご要望に合わせたサービスを提供しておりますので、地盤改良における配合試験でお困りの際は、お気軽にご相談ください。