道路構造物ジャーナルNET

軟弱地盤の泥炭層、土被りが薄くpHが低いトンネル

NEXCO東日本の技術を結集し難工事に挑む

東日本高速道路株式会社
東北支社 
山形工事事務所長

安川 義行 氏

公開日:2015.03.01

 高真空N&H工法を採用
 ネガティブフリクション対策にSLパイルなど

 ――個別構造物の現状は
 安川 白竜大橋(552㍍、鋼11径間連続2主鈑桁)を続けて申し上げますと、A1背面盛土部の真空圧密、A2(トンネル坑口隣接付近)の深礎杭施工及び鋼管杭を打設中です。真空圧密に用いているのは高真空N&H工法です。


                       A1背面部の施工

                                  A2深礎杭の施工

              鋼管杭の打設                   中堀りオーガー 

 ――盛土部の施工内容を具体的に
 安川 設計真空圧に達した時点で、地盤沈下や周辺地盤に影響のないことを確認し気密シート保護砂を30㌢敷設し、載荷用の盛土を施工します。
 載荷盛土の施工は、沈下量、水平変位量、過剰間隙水圧と載荷盛土荷重に着目し安全管理を行います。また、真空圧密や盛土の施工により、地盤沈下が進行していくため、沈下実測データをもとに施工後の沈下量を推定しそれを反映した丁張りを設置するなど常に沈下管理を行いながら施工していきます。その際、盛土表面には排水勾配を設けて、表面に降雨水などが耐水しないように設備しておきます。
 なお、沈下挙動は、地表面沈下板および層別沈下計にて計測し、真空駆動装置の運転停止時期、載荷盛土撤去時期を判断します。具体的には、実測沈下データを用いた双曲線法による将来沈下の解析結果により圧密度が90%到達したことを確認した時点で真空駆動装置の運転を停止し、載荷盛土を撤去します。載荷盛土の撤去範囲はA1、P1施工時に問題とならない範囲まで対象とします。
 載荷盛土を撤去した後、鋼管杭施工時の施工基盤を確保するため、中層混合処理による地盤改良(「パワーブレンダー工法」:改良深度t=3㍍、4.5㍍)を行います。杭を打設し、A1を施工した後に、橋台背面を軽量盛土及び盛土材料で埋め戻し、本体盛土を完成させます。載荷盛土の撤去から軽量骨材を使った盛土、載荷盛土の施工経緯に応じて地盤強度を測定します。
 A1裏込材の軽量骨材の採用は、自重と土圧軽減により側方流動対策です。
 杭基礎は、摩擦杭の採用により杭長を短くする案もありましたが、当該地盤特性と深いながらも支持層が確認できることから、支持杭が長期的な観点で優れていると判断しました。その後の急速載荷試験(φ800の86.5mの鋼管杭)により、周面摩擦力がほとんど考慮できない地盤であることまた圧密沈下による発生するネガティブフリクション(地盤沈下に伴い杭周面に下向きの力が作用すること=土中に引き込む力)も想定され、当時の先見性の的確さが確認できました。


           急速載荷試験

 以上のことから鋼管杭は最大で90㍍と非常に長いものになり、中掘りを併用し支持層を確認しながら施工します。また長尺の鋼管杭であることから、事前にφ1000の88㍍および89㍍の杭を試験的に施工して鉛直性精度、また横方向水平載荷試験による水平方向地盤変形係数を確認し、設計に反映しています。なお鋼管杭はネガティブフリクション対策として「SLパイル」を使用しています。SLパイルは鋼管を回転させながら表面溶融状態の特殊アスファルトを塗布し、表層にはすべり層の変形化や損傷を防止するためホワイトウオッシュ・樹脂系塗料などの水生白色塗料を塗布しています。


               横方向水平載荷試験

                    SLパイル    

 鋼管杭の継手部は、泥炭層での施工であることから有機ガスへの引火を考慮して機械式継手(「カシーン」)を使用しています。


                         機械式継手

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