セメント系改良地盤の強度判定技術「C-QUIC」を開発

~化学的手法により、改良地盤の施工品質を30分で判定~

  • 建築

2022.10.03

清水建設(株)<社長 井上和幸>はこのほど、セメント系固化材を利用した地盤改良工事において、施工後の改良地盤の強度を、化学的手法を用いて早期に判定する技術「C-QUIC」を開発しました。この技術は、セメントのアルカリ成分と酸の中和反応を利用して、改良直後に採取した未固結状態のソイルセメントに含まれるセメント量を推定するもので、改良地盤内に適正量の固化材が混入しているかどうかを30分程度で判定できます。本技術を活用すれば、改良地盤が固化するのを待たずに施工の良否を確認でき、地盤改良工事の合理化が図れます。

地盤改良工事では、軟弱地盤にセメント系固化材を注入・攪拌することで、建設物を直接支持できる強度を付与します。改良地盤は従来、施工場所で採取したソイルセメントが固化するのを待ち、固化が進んだ材齢28日の試験体を圧縮試験にかけて強度を確認していました。その時点で強度不足と判定された場合、再施工に膨大な手間がかかり工程の遅れに直結します。

このため、施工に当たっては、相応の安全率を見込んで固化材の使用量を決定しているのが現状です。施工直後に改良地盤の強度を判定できれば、過大な安全率を見込む必要がなくなり、固化材の使用量削減、施工に伴うCO2排出量削減が図れます。そこで当社は、セメント系改良地盤の強度を短時間で判定できる品質検査技術としてC-QUICを開発しました。

C-QUICでは、施工直後に採取したソイルセメント試料に酸性の試薬を混合し、混合試料の水素イオン濃度指数(pH)を測定することで、セメント量を判定し、材齢28日時点の強度を推定します。試薬の混合量は、設計基準強度を満足するために試料内に含まれるべきセメント量に対し、そのアルカリ成分を全て中和させるのに必要な量とします。試薬を混合してから30分後に試料のpHがアルカリ性(pH=8.0以上)を維持していれば、強度の発現に必要十分なセメント量が改良地盤に含有されていると判定できます。

当社は、化学的手法によるソイルセメントの強度判定技術として、セメント系改良地盤より高い強度が求められる高支持力杭の根固め部ソイルセメントを対象にした「CW-QUIC」を2018年に開発・実用化しており、適用実績が300件以上に達しています。今後、CW-QUICと併せて、C-QUICの現場適用に注力し、地盤改良工事の施工の品質確保と合理化を促進するとともに、技術の外販に向けた準備を進めていく考えです。

以上

≪参 考≫

「C-QUIC」の意味

C…セメント(Cement)量
QUIC…Quality Inspection of Cemented soil

C-QUICによる強度品質検査

C-QUICによる強度品質検査
セメント量が十分な場合、写真のようにpH測定器の示す値が8.0を超える。

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