地盤改良における固化工法の種類

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コラム

2025.01.20

今回は、地盤改良の一種である固化工法について解説します。固化工法以外の地盤改良については、こちら（液状化対策に有効な地盤改良工法）をお読みください。

固化工法とは？

固化工法とは、軟弱地盤にセメント系や石灰系の固化材を混合し、土を固めることで地盤強度を増幅させる工法です。代表的な工法として、浅層混合処理工法、深層混合処理工法、薬液注入工法、石灰パイル工法が挙げられます。

固化工法の種類

浅層混合処理工法

浅層混合処理工法は、表層改良工法とも呼ばれ、深さおよそ2m以浅の地盤を対象とした地盤改良工法です。セメント系固化材と現地土を混ぜ、強度を上げた板状の改良地盤を表層に造ります。掘削範囲が浅く、小型の重機で施工可能なため、スピーディーかつコストを抑えられるのが特徴です。

粉体方式

セメント系固化材を粉体のまま散布し、現地土と混合撹拌します。その後、転圧することで板状の改良体を造ります。

スラリー方式

スラリー（泥状の混合物）状にしたセメント系固化材を現地土と混合し、攪拌します。粉体方式に比べ、粉塵の発生を抑えることができ、転圧も不要ですが、スラリー状の固化材を用意するためのプラント設備が必要となります。

中層混合処理工法

中層混合処理工法とは、深さ2m～10mほどの地盤を対象に行う固化工法です。バックホウなどの機械の先端からスラリー状の固化材を注入し、現地土と混合攪拌します。原理としては、浅層混合処理工法のスラリー式と同様で、より深い深度の改良が可能です。

スラリー式浅層混合処理工法と同様、プラント設備が必要ですが施工機械は比較的小型のため、限られた施工スペースでも作業が可能です。また、深層混合処理工法より工期が短いことも特徴です。

深層混合処理工法（柱状改良工法）

深層混合処理工法は、柱状改良工法とも呼ばれ、深さおよそ2m以深の地盤を対象とした地盤改良工法です。浅層混合処理工法と深層混合処理工法の区別は、改良方法によるものです。具体的には、浅層混合処理工法が面的改良であるのに対し、深層混合処理工法は別名、柱状改良工法とも呼ばれるように、柱状の地盤改良です。地盤内に固い柱を造ることで強度を補強します。

深層混合処理工法では、掘削撹拌機で地盤を掘削しながら、機械先端部より固化材を注入します。固化材を注入しながら機械を回転させることで現地土と固化材を混合攪拌します。所定深度まで掘削したら機械を引き抜き、柱状改良体の完成です。

施工費用が比較的安く、軟弱層が厚い地盤や支持層（強固な地盤）がない地盤にも施工できるといった利点から、戸建てや小規模な集合住宅の建築時に多く採用されるもっともポピュラーな地盤改良工法です。

薬液注入工法

薬液注入工法とは、地盤に薬液を注入して固結させ、地盤の止水性や強度を高める工法です。薬液注入工法については、こちらのコラム（薬液注入工法とは？工法や薬液の種類）で詳しく解説しています。

石灰パイル工法

石灰パイル工法とは、生石灰を主成分とする固化材を地中に圧入し、杭（パイル）を築造する工法です。生石灰が地中の水分を吸収して膨張することで、土の含水比を低下させ、地盤内の密度を増大させます。

さいごに

今回は、固化作用を利用して地盤強度を増大させる地盤改良の一種、固化工法を紹介しました。各工法において日々新たな技術が開発され、実に多様な工法が存在しています。地盤改良を行う際は、原地盤の強度や土質に加え、必要とされる支持力や施工現場スペース、周辺環境への配慮など、さまざまな要因を考慮した上で適切な工法を選定することが重要です。