「ソリッドキューブ工法」の概要

「ソリッドキューブ工法」は別名「スラリー系機械攪拌式ブロック状地盤改良工法」といい、専用のバケットミキサーを用いる事で改良土とセメント系固化材液を高効率で攪拌混合し、ブロック状（立方体）で改良体を築造する事が可能な地盤改良工法の一つです。

建物を建てる際に調べた敷地の結果により、求められる状態・強度を有していない土に対して行われる地盤の固化工法の中でも「ソリッドキューブ工法」は優れた地盤技術によって品質・コスト共に優れた地盤補強を可能にする手法です。

この工法の要となっているのは撹拌促進ブレードとセンサーが取り付けられたバケットミキサーと3Dポジショニングシステムという二つの要素です。従来の工法にはない技術によって、より安心の出来る施工体制とクオリティを実現しています。

適用範囲と仕様について

「ソリッドキューブ工法」の改良形式はブロック状に分類されており、適用範囲は建築物および工作物の基礎地盤となっております。

砂質土やロームを含む粘性土の平坦な地盤に適しており、化学的浸食なのどの恐れがある酸性土地盤や、転石、木材等が多く含まれた地盤、セメントの水和反応を阻害する可能性があるすくも土や泥炭土のある地盤、そして地下水が生きていて流水状態にある地盤等には適していません。

改良体の寸法に関しては、一度の施工で幅1m～6m、奥行き1,5～6m、深さ0.7m～6mの立方体（上限50㎥）を施工可能で、養生期間等を設ければ隣接して新たに改良体を施工する事ができます。

材料には主にセメント系固化材が使用されており、改良対象土層の土質や施工条件を確認し、配合試験を行った上で選定します。180kg/㎥以上のセメント系固化材配合量で水量は配合試験によって決定され、設計基準強度は300～2000kN/㎡までの確保が可能となっております。

「ソリッドキューブ工法」の特徴

少ない建設残土

「ソリッドキューブ工法」では改良部分の余剰度をあらかじめ掘削排土しておく事によって、改良時に発生する建設廃棄物（固化材の混じった土砂等）の量を最低限に抑える事が可能です。また、置換工法で代表的なラップルコンクリート工法は支持層まで軟弱な地盤を全て掘削して改良天端までコンクリートを使用するため多くの建設残土が排出されます。

一方で「ソリッドキューブ工法」では事前に余剰土を排土して原地盤と固化材液を混合撹拌するため、建設残土だけでなく、掘削量等も削減出来る事が大きなメリットです。

支持地盤の確認

施工する範囲の中央部を溝彫り、または壺堀りする事で支持地盤の目視を行います。

事前の地盤調査での結果も重要ですが、実際に目で土質を確認、判別する事によって改良に必要な耐力計算や工法、用いる固化材の選定等、様々な要素について再確認する事ができ、より確実で高品質な改良体の築造が可能となります。

専用バケットミキサーによる高品質な改良体

供回り防止のために開発された攪拌促進ブレードが設けられた専用のバケットミキサーを用いる事で、均質な改良体を高効率で築造する事が可能となっています。ブロック状に一体で施工するため、他の工法に比べて作業効率が高く、流動化した改良土の均質性も維持する事が出来るといったメリットがあります。

リアルタイムでの攪拌混合状況の見える化

従来の地盤改良工法と違い、専用の施工管理装置によってリアルタイムで改良土の攪拌混合状状況を確認・評価出来るようになっているため、改良体内での品質のバラツキを最低限に抑える事が出来ます。改良状況は緑、青、紫、黄色の4色でパターン分けされており、モニターで随時見る事が出来るので、ポイント毎に確実にミキシングの度合いが確認でき、攪拌混合不足な箇所の可能な限り減らす事が可能となっています。

自由な試料採取

専用の試料採取装置を用いる事で、任意の位置・震度での資料を採取する事が可能となっています。従来の改良工法よりも早い時期で改良土の強度を推定できるので、その後の施工スケジュール管理等に役立つといったメリットがあります。

工法の流れ

掘削排土

改良予定の箇所にて、基礎底までの土砂と余剰土を掘り出します。ここで発生する余剰土が固化材液相当分の土砂にあたります。

支持層の確認

支持層までの改良土部分を溝彫り、または壺堀りし、目視で支持層の判別を行います。

「ソリッドキューブ工法」が適している砂質土地盤や粘性土地盤（ロームを含む）かどうかを把握すると共に、適用範囲外になり得る要素である転石や木材、廃材の有無や酸性土地盤の恐れ、すくも土や泥炭土、地下水の確認を行います。

固化材液

支持層の確認が終わり、問題が無かった場合は基礎底までを埋め戻して固化材液を改良天端まで投入します。

供給形式には2種類あり作成方法と現場条件によって使い分けています。

(1)プレミックス方式と呼ばれる供給形式では余剰度を排土した部分に、プラントでプレミックスした固化材液を投入します。作業地に余裕があり、大規模な工事に向いています。

(2)粉体方式ではセメント系固化材（粉体）と混練水を余剰土を排土した部分に別々に投入した後に混合して固化材液を生成する手法です。

主に狭小敷地や小規模な工事、地下水位が高い位置にある地盤等に採用されています。

攪拌混合

専用のブレードが付いたバケットミキサーによって土を細かく裁断し、粘性土の供回りを防止しながら攪拌混合をしていきます。

3Dポジションシステムを用いる事で奥行きや深度方向、横軸方向を1m間隔で設定する事ができ、ミキサーとアームに取り付けられた各種センサーによって攪拌混合度合いを都度確認しながら施工を進めていきます。

品質管理

一軸圧縮試験に使用するための試験体を、専用の機器（未固化試料採取器　サンプラー）を用いて採取し、改良体の強度を確認します。

今まで使われていた全長コアボーリングよりも安価での強度確認が可能となっています。また、施工直後の短時間で試料採取が可能なため、施工スケジュールに合わせて柔軟に対応していけます。材令7日で圧縮試験を実施することで、早期に改良体の強度推定を行うことが可能です。

固化

所定の養生期間を経て改良体が固化したら「ソリッドキューブ工法」の施工は終了となり、建築物等の基礎に取り掛かる事ができるようになります。

既存工法との違い

代表的な地盤改良の工法には大きく分けて4つ「置換工法」「固化工法」「締固め工法」「脱水工法」があり、そのなかでも「置換工法」と「固化工法」の二つが一般的に使われています。

「ソリッドキューブ工法」は「固化工法」の一つで、固化材混合工法に分類されており、ブロック状地盤改良工法として評価されています。位置づけとしては浅層混合処理工法と深層混合処理工法の中間的な工法とされており、両方の工法の手順をより最適化したものと言えます。

現地土とセメント系固化材のスラリーを混合し、一つの流動体として扱うことで、浅層混合処理工法では必要だった締固めの手間を省く事が可能となっています。

また、改良体内に強度のバラツキが発生しやすかった深層混合処理工法とは異なり、一体でブロック状に築造した改良体を専用にミキサーで攪拌混合するため高い均質性を実現する事が可能となっています。そして置換工法との違いとしても施工時に発生する建設残土の量や改良体の均質性があげられます。