住宅用の砕石地盤改良技術に使用する装置の試作開発と地盤改良効果の検証

株式会社尾負組は土木事業と地盤改良（エコジオ）事業を営んでいる。エコジオ工法は三重大学大学院との共同研究により開発され、平成22年に特許を取得し、第三者試験機関から地盤改良効果の性能証明も得ている。平成23年から施工代理店方式で全国展開しており、平成29年10月時点で施工代理店は40社（事業所47先）に拡大し、年間施工実績は2,372件（平成28年度）となっている。住宅の地盤改良市場は年間1,200億円、地盤改良数は16万件とされ、エコジオ工法の割合は平成28年度で約1.5%である。

先端スクリューの砕石とこすれ合う部分を、簡単に交換できるカートリッジ式の構造に改め、先端部を面摩耗性に優れた鋳物で作成した。掘削残土が発生する標準型ケーシングと併用する標準タイプと、無排土型ケーシングと併用する無排土タイプの2種類を作成し、試験施工で施工性と面摩耗性を確認した。施工管理装置のソフトウェアを改良し、自動制御の変更、警報・警告処理の追加、記録データの追加を行うとともに、データ管理用サーバーのソフトウェアも改良した。実際に砕石杭を施工し、各種載荷板を用いて平板載荷試験を行い、砕石杭による地盤改良効果を確認した。さらに、平板載荷試験で得たパラメーターで地盤モデルを構築し、布基礎のFEM解析を行って地盤内に加わる力と変形を検証した。

鋳物先端カートリッジにより先端部の耐摩耗性が大幅に向上し、メンテナンスコストと施工単価の削減が見込めるようになった。施工管理ソフトとサーバーソフトの改良により、従来取得できなかった深度補正係数、締固めトルク値、引上げ停止時間、補強体直径などの詳細なデータが正確に得られ、施工内容を詳しく分析できるようになった。布基礎の平板載荷試験とFEM解析では、従来設計より短い杭で対応できる可能性が高いことが確認され、施工総延長を約30%削減できる可能性が分かった。開発したカートリッジは施工代理店へ販売を開始し、販売後3年間の累計は256個となっている。

地盤改良効果の検証による設計基準の合理化は今後も追加開発を行い、市場で実用化する予定である。