砂防ソイルセメント工法

砂防ソイルセメント工法は、砂防事業を推進する上で、砂防施設の構築に現地発生土砂を有効活用するために開発された工法です。
本工法は、施工現場において現地発生土砂とセメント・セメントミルク等を撹拌混合して築造し、砂防施設とこれに伴う附帯施設の構築および地盤改良に活用する工法の総称です。
振動ローラー等で締固める工法を「転圧タイプ」、セメントミルク等を加え撹拌した材料に流動性を持たせる工法を「流動タイプ」として区分されています。
各施工タイプは、それぞれ長所短所があり、また施工タイプに応じた材料試験の項目等が異なります。

当社は「現場に適した施工タイプや各種仕様書に準拠した材料試験から配合試験、施工時の品質管理などトータルなコンサルティングサービス」を提供しています。砂防ソイルセメント工法に関する課題やお困りごとに関し、何なりとご相談ください。

砂防ソイルセメント工法の適用性/優位性等の情報はこちらをご覧ください。
（一財）砂防・地すべり技術センタ｜砂防ソイルセメント

砂防ソイルセメント工法を適用した工事は、下記の５フェーズで構成されます。

転圧タイプは、現地発生土砂とセメント（場合によっては水）を現場内で攪拌混合し、ブルドーザ･振動ローラー等によって敷均/転圧を行う工法です。

流動タイプは、セメントミルクなどと現地発生土砂を撹拌混合し、流動性をもたせてコンクリートのような性状で施工する工法です。

適用する材料の物理特性から、ソイルセメントとしての適性を把握するために材料試験を実施します。材料試験の対象は「現地発生土砂」「水」「セメント」となります。

砂防ソイルセメントに用いる現地発生土砂は、掘削土砂だけでなく、既設堰堤の堆砂土砂、施工現場付近で採取できる土砂、さらには他工事の現場からの搬入土砂等も対象とできます。砂防ソイルセメント工法の採用に際し現地発生土砂の物理特性を把握するため下記の試験を実施します。

水は、原則として施工現場付近で採取できる河川水や流水等を使用するため、セメント硬化反応を妨げることがないことを把握するため下記の試験を実施します。

※JIS A 5308付属書Cまたは、JSCE-B101

砂防工事では、長期強度や化学抵抗性に優れる高炉セメントB 種の使用が一般的ですが、砂防ソイルセメント工法においてはセメントの種類は特に限定しません。
六価クロム抑制、早期改善など用途に応じてセメント系固化材の使用も有効であり、例えば対象土砂が有機質の土砂である場合には有機質土用セメント系固化材を活用するなど、現地発生土砂の性状/施工時期/セメントの調達性を勘案しフレキシブルにセメントの種類を選定することができます。

配合試験計画は、計画条件等をふまえ現地発生土砂の賦存量/材料試験結果から強度/単位体積重量等の要求性能を満足し、施工性が担保される配合を設定するための適切な配合試験ケースを検討します。
ソイルセメントの配合試験は、現地発生土砂や改良材を一定の割合で混合した土砂に対して使用セメント量や含水比を変化させ、所定の要求性能に対する最適な配合条件を得るために行います。

配合強度は、示方配合を決定するために実施する配合設計において目標とする圧縮強度であり、現場強度に安全余裕度を考慮し設定します。

転圧タイプ / 流動タイプともに配合試験方法は同様ですが、配合の組合せケース数が多くなると試験コストが高くなり、ケース数が少なければ最適値の信頼性が不十分です。配合試験ケース数は、当社の経験や知見に基づき最適な配合試験ケース数をご提案し実施します。

示方配合は配合試験結果に基づき、適用部位 / 施工タイプ等を勘案して決定します。

砂防ソイルセメントの施工は、現地状況や対象となる施設の規模、使用する材料特性、施工設備、施工機材等を考慮し施工箇所の条件に応じて施工方法を選定します。

バックホウ攪拌が一般的で、土砂＋セメントによる空練り＋加水＋本練りで3.0 分/m3 が標準的です。ただし、混合時間は試験施工等の結果により決定します。

ブルドーザまたはバックホウが一般的に利用され1 リフト厚を1 層か2 層に分けて敷均します。

振動ローラーを使用し転圧回数は試験施工等の結果により決定します。転圧後の仕上り厚：50cmの場合には大型(10t 級以上)、転圧後の仕上り厚：30cm 以下の場合には小型(1 ～ 5t 級) が用いられるのが一般的です。

表面が乾燥する場合は散水を行い必要に応じてセメント散布(0.5 ～ 1.0kg/m2) を実施します。一体性を保つ流動タイプの場合には、原則高圧水によるレイタンス除去と厚さ1cm程度のセメントミルク散布を行うこととなっています。

原則として養生シートを用いた養生を行います。

 ※　試験施工で実施するケースが多い

※試験施工で確認することが望ましい試験項目。粗石を活用する場合のコアの強度は、許容径を超えるため注意を要する

①  母材確保のためのご提案
地質調査、トレンチ試掘・礫径調査などから現地発生土砂の賦存量を計算して、不足分に対する改良材等の必要量のご提案をいたします。また、設計単位体積重量の確保や硬化不良を発生する懸念がある土砂に対しても改質材（改良材）等のご提案の要望等も承ります。

② 施工計画のためのご提案
工事規模に応じて、混合ヤードの設置、混合施設や機械、ならびに施工機械に対するご提案をいたします。各種ヤードや機械は工期を考慮すると、施工計画において非常に重要となります。また、必要土砂量、セメント量、加水量や施工計画に関わる発注者協議においても、ご納得のいただけるプレゼンテーションを心がけております。

③ 各種工法に対する実績と研究開発
 

コンクリート構造物は、設計、材料、施工、維持管理（巡回・巡視）の建設プロセスにより構築されています。砂防堰堤構造物も同様に設計から維持管理のプロセスを経て、流域の保全及び土石流等の土砂災害から下流部に存在する人家、耕地等を守っています。
砂防堰堤構造物は。自重と外力（静水圧・堆砂圧・揚圧力・地震時慣性力・地震時動水圧・温度変化による膨張力・伸縮力・土石流荷重等）のバランスで構造物が自立しています。
地域の安全性を維持するためには、健全な構造物であることを常時監視し堰堤の破損や外力の異常を感知する必要があります。当社では、IoTを活用した様々な遠隔管理メニューを開発し提供しています。

また、砂防ソイルセメントを適用した砂防堰堤構造物の構築は開発されてから20年余りであり、まだ維持管理に関わる点検・診断の方法が確立されていないのが現状です。ソイルセメントの長期耐久性（耐摩耗、耐凍結など）を検証するためのIoT技術の活用や非破壊構造物調査等についても、ぜひご相談ください。

砂防事業では、砂防工事の現場発生土砂を使用する砂防ソイルセメント工法が普及しています。
土木管理総合試験所では砂防ソイルセメント工法について「土砂の利用可否判定方法」の特許を取得しました。

【執筆者コメント】
 砂防ソイルセメントは当時、地産地消、ゼロエミッションに有効な工法として開発されました。現在では脱炭素に有効な工法として注目を浴びております。筆者の夢として、河川堤防がソイルセメントで構築できたら、どれだけ安定した築堤ができるのだろう。災害で発生した土砂がその場で二次災害の減災・防災に活用されるような工法ができないか。土砂災害に悩んでいるのは日本だけではない。海外の方がもっと必要だろうなど。安全・安心な世界を夢見て、当社は今後も研究を進めていきたいと思います。

▽本ページの内容に加えて、材料の性状ごとのコンシステンシーや施工概念図、配合試験ケースの設定等がご覧いただけます