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SMW工法とは?施工手順・芯材(H形鋼)とメリット・デメリットを整理

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けんせつる

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SMW工法って何?山留めでどう使われるの?

この記事の要点

SMW工法(Soil Mixing Wall)とは、多軸オーガで原位置の地盤とセメントミルクを混合撹拌してソイルセメント柱列壁をつくり、芯材(H形鋼等)を建込んで山留め壁とする工法のことです。

施工管理では配合管理(セメント量・水セメント比)芯材建込みの垂直精度確認が主なチェックポイントです。また工事の目的がSMW=山留め壁か・地盤改良かによって施工管理の方針が変わります。

SMW工法は都市部の地下工事でよく使われる山留め工法です。

仕組みと施工管理のポイントを整理しましょう。

SMW工法のソイルセメント柱列壁と芯材H形鋼の平面模式図
SMW工法の柱列壁の平面模式図。原位置の土とセメントを混ぜたソイルセメントの柱を重ねて連続した壁とし、芯材(H形鋼)を挿入して剛性をもたせる。形・本数・比率はイメージで、実物どおりではない。

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SMW工法はなぜ使われるのか

掘削工事では周辺地盤の崩壊・地下水の侵入を防ぐための山留め壁が必要です。

SMW工法は地盤内でセメントミルクを混合して壁体を直接つくるため、次のような特徴があります。

SMW工法のデメリット・注意点

メリットの多いSMW工法ですが、次のようなデメリット・注意点もあります。

簡単に言えば、SMW工法は「現場の土を、その場でセメントと混ぜて壁にする」工法です。土と練り混ぜるので騒音・残土が少ない反面、混ぜる相手(地盤の土)の質に仕上がりが左右されるのが、長所と短所の表裏です。

SMW工法の施工手順(3段階)

施工手順は主に次の3段階です。

  1. 多軸オーガによる掘削・混合:3軸(または2軸)オーガで地盤を掘削しながらセメントミルクを注入して混合する。掘削・引き上げの繰り返しで均質なソイルセメントをつくる
  2. 芯材(H形鋼)の建込み:ソイルセメントが硬化する前に、H形鋼(芯材)を建込む。芯材の垂直精度が山留め壁の品質に直結する
  3. 養生・硬化:ソイルセメントが硬化して山留め壁が完成する。所定の強度に達してから掘削工事を進める

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配合管理の確認ポイント

ソイルセメントの品質は配合(セメント量・水セメント比)が大きく左右します。

配合は設計図書・施工計画書で定められています。

配合の証拠(注入量記録+供試体)を残すことが品質管理の核になります。

セメント系固化材による改良体(ソイルセメント)の許容応力度は、平成13年国土交通省告示第1113号の第五に規定されています。

芯材の垂直精度の確認

芯材(H形鋼)の建込みは、ソイルセメントが硬化する前に行うタイムリミットのある作業です。

傾いた状態で建込まれると、山留め壁の剛性・止水性に影響します。

近接施工時の計測管理

SMW工法は振動が少ない工法ですが、施工時の振動・地盤変位が近隣建物・埋設管に影響する場合があります。

例えば、SMW施工中に近隣建物のひび割れが発見された場合、「施工前からあったか・施工後に発生したか」で対応が変わります。

事前の現況調査記録が、施工前からの状態であることを証明する唯一の手段になります。

山留め壁の安全性確認・変位計測は、公共建築工事標準仕様書(建築工事編)第3章 土工事の3.3節 山留めに定められています。

配合記録は流量計の確認とセットで残す

注入ポンプの流量計が正常かを確認せずに記録すると、「だいたいこれくらい入れた」という配合記録では、供試体が合格でも壁全体の信頼性を示せません。自動記録システムか丁寧な計量記録かを施工計画書で決めておきます。

もう一つは、そのSMWが山留め壁なのか地盤改良なのかで完了後の確認方法(コア採取・強度試験)が変わる点です。設計意図を着工前に確認しておきます。

混同しやすい用語の整理

SMW工法 vs 薬液注入工法

SMW工法はオーガで地盤とセメントミルクを混合して壁体をつくる。主に山留め壁。薬液注入工法は注入管から薬液を地盤に圧送・浸透させる。主に止水・部分補強。どちらも地盤を固める工法だが規模と目的が異なる。

SMW(柱列壁) vs 親杭横矢板

SMW(ソイルセメント柱列壁)は連続した壁体で止水性がある。親杭横矢板はH形鋼を一定間隔に建込み木矢板を挟む工法で止水性はない。地下水位が高い場所ではSMW等の止水工法が必要。

理解度チェック

Q.

SMW工法の「SMW」は何の略か?

Soil Mixing Wall(ソイルミキシングウォール)。地盤(Soil)を混合(Mixing)してつくる壁(Wall)の意。

Q.

SMW工法の品質管理の核となる確認は何か?

配合管理(セメント注入量の記録)と供試体の一軸圧縮試験。注入量記録と供試体強度の両方が品質証明の証拠になる。

Q.

芯材(H形鋼)の建込みにタイムリミットがある理由は何か?

ソイルセメントが硬化する前に建込む必要があるため。硬化後は芯材を所定の深さまで建込めなくなる。

Q.

SMW施工前に近隣建物の現況調査を行う目的は何か?

施工前からのひび割れ・傾き等の状況を記録しておくため。施工後に近隣からクレームがあった場合に「施工前からあった状態か・施工後に発生したか」を証明できる。

Q.

SMW工法と親杭横矢板工法の主な違いは何か?

SMWは連続したソイルセメント壁体で止水性がある。親杭横矢板はH形鋼を一定間隔に建込み木矢板を挟む工法で止水性はない。地下水位が高い場所ではSMW等の止水工法が必要。

まとめ

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・日本建築学会「山留め設計指針」

・国土交通省「公共建築工事標準仕様書(建築工事編)令和4年版」

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けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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