こんにちは。2003年にゼネコン9社(青木あすなろ建設、安藤ハザマ、奥村組、鴻池組、五洋建設、鉄建建設、戸田建設、西松建設、松村組)が、ソイルセメント改良体(PSP工法)を共同開発しています。

そのPSP工法(ソイルセメント本設工法)が、PSPⅡ工法(ソイルセメント改良体工法)として2020年3月25日付で(一財)日本建築総合試験所の建築技術性能証明を改定したとのこと。

PSP工法とは
PSP(Permanent Soil cement mixing Pile)工法とは、仮設山留め壁として用いられるソイルセメント柱列壁の性能を向上させることで、本設の構造物として利用し、コスト・工期の短縮と環境負荷の低減を図る工法。PSO杭は山留め壁と同時に連続して施工できることから基礎工事の大幅な工期短縮およびコスト低減が可能となります。

PSPⅡ工法で基礎工事の工期10%短縮・コスト10%削減が可能に

9社では、今回のPSP工法→PSPⅡ工法への改定で、PSP体(ソイルセメント改良体内に鉄骨が挿入された構造体)に、常時あるいは地震時の押し込み荷重が作用する場合に加え、地震時に引き抜き荷重が作用する建物に対しても適用できるよう、設計・施工法を確立することで適用拡大を実現。


出典:戸田建設

開発背景

従来のソイルセメント壁では、地下堀削工事の際に仮設の山留め壁として建物の外周部に用いられるのみだったそうで、建物の支持をするためには通常の杭が必要だったそうです。

このソイルセメント壁を本設構造として利用できれば、建物の支持に外周部の杭を削減することが可能となり、建設資材の削減が図れるとのことで、共同開発の9社はソイルセメント壁の性能を向上させることで、本設の地盤改良体として利用するPSP工法を2003年に開発しています。

一方で、塔状比の大きい中低層建物では、地震時に建物基礎に大きな引き抜き荷重が作用する例があり、引き抜き抵抗のための杭や本設地盤アンカーを別に構築したり、堀削深さを大きくして基礎底に厚いコンクリートを打設してその重量で引き抜き荷重に抵抗しています。

このような例に対し、PSP工法を適用できれば建設資材の削減が可能となりますが、PSP体の引き抜き抵抗に関する知見が少なかったことから、個別に詳細な検討が必要となり、設計時に多大な労力を要していたそうです。

技術概要

PSPⅡ工法は、ソイルセメント壁の性能を向上させ、厳密な施工管理、品質管理により建物を支持できる本設の構造体として利用する技術。

規定の削孔速度や撹拌回数で、セメントミルクを注入しながら撹拌混合して要求性能を満足するソイルセメント改良体を造成し、その中に建物の荷重を伝えるための鉄骨を挿入。


出典:戸田建設

建物の押し込み荷重は鉄骨に伝わった後、ソイルセメントと鉄骨の付着率および先端に配置したシアコネクタの抵抗力によりソイルセメントへ、さらにその周面、先端の地盤に伝達されます。

一方、建物の引き抜き荷重は鉄骨に伝わった後、ソイルセメントと鉄骨の付着率によりソイルセメントへ、さらに周辺地盤に伝達されます。

効果

径が650mmの実大PSP体に対し引き抜き試験を行い、地震時の引き抜き荷重に対する構造性能を確認。また、ソイルセメント改良体の施工試験を行い、均質性や強度など、引き抜き荷重が作用する場合の要求仕様に対し、所定の品質が確保できることが確認されたとのこと。


出典:戸田建設

これら結果から、従来押し込み荷重に対する設計に加え、引き抜き荷重に対しても設計できるよう設計手法・施工方法を確立し、建築技術性能証明を改定に至ります。

この工法の効果は、地震時の引き抜き荷重が作用する地上9階、地下1階の建物に適用した場合、地盤アンカーを設置して地震時の引き抜き荷重に抵抗させる方法に比べ、工期を約10%短縮、コストを約10%削減することができるそうです。

まとめ

共同開発の9社では、今後このPSPⅡ工法を実物件へ適用していき、基礎工事のこれまで以上の合理化と、環境負荷の低減を進めていくそうです。

このPSPⅡ工法の性能評価・性能証明等の資料は下記、日本建築総合試験所から検索・閲覧可能です。

■「一財」日本建築総合試験所
性能証明技術検索:https://www.gbrc.or.jp/search/gijyutu.php