CPP工法のメリットおよび注意点

2021年10月21日 CPP工法

CPP工法で行う地盤改良にはどのようなメリットがあり、どのようなことに注意すればよいのでしょうか。この記事では、「地盤改良とは何か」「なぜ地盤改良を行うのか」といった地盤改良の基礎知識から、代表的な地盤改良工法およびCPP工法の概要まで説明します。

地盤改良とは

構造物を築く際は、まず地盤が強固かどうかを確認し、地盤が弱ければ地盤を補強する工事を行います。充分な強度のある適切な地盤に改良する工事が地盤改良なのです。

なぜ地盤が弱いといけないのでしょうか。それは、弱い地盤では時間の経過とともに地盤沈下が起こり、地盤上の構造物の倒壊・崩壊を招くからです。地盤に充分な強度があるかどうかは、地盤調査をもとに判断します。スウェーデン式サウンディング試験やボーリング調査が地盤調査の代表例です。

地盤改良でよく用いられている工法としては、軟弱土を原位置で固化材と混合して地盤の強度を高める浅層改良・混合処理および中層改良・混合処理、円柱状の強固な地盤を地中に形成して構造物を支える柱状改良、地中に鋼管を埋めて構造物を支える小口径鋼管杭工法などがあります。

CPP工法とは

CPP工法では、先端翼を装着した細径鋼管と原地盤の両方で支えることで地盤の支持力を増し、沈下を抑制します。鋼管杭工法より細い杭で支えるので、費用を抑えることが可能です。

鋼管杭工法などと比較すると頼りない印象を受けるかもしれませんが、鋼管杭工法において鋼管のみで構造物を支える設計がなされる一方、CPP工法においては、原地盤の支持力を補う設計がなされています。CPP工法で用いる細径鋼管が負担する力と、鋼管杭工法で用いる鋼管が負担する力とを比較すると、前者のほうがはるかに小さいのです。また、CPP工法では、細径鋼管に作用する力が、材料の強度以下になるように設定されています。

CPP工法の施行で地盤が充分な支持力を確保できるように設計されているのでご安心ください。

CPP工法のメリットと注意点

CPP工法のメリットとしては、細い杭を使用することなどによって資材の費用を抑えられる点です。さらに、CPP工法では、工事用の電源や施工用の水・セメントなども用意する必要がありません。コスト抑制に加えて労力削減にもつながります。

施工時間が短いことも大きな特長です。地盤改良が短時間で済む上に、セメントを用いないため養生期間をとる必要がなく、すぐに基礎着工を始められます。

注意点は、高さ6mを超える構造物を築く際の地盤改良には適さない点です。また、基礎下や先端翼の下に圧密沈下の可能性が高い地盤がある場合は避けたほうがよいでしょう。

構造物や地盤の特性に応じた地盤改良を行うことをおすすめします。

重要ポイントをQ&A形式で確認

Q1. 地盤改良とはどのような工事ですか?

A1. 地盤改良とは、構造物を築く際に地盤が弱い場合、その地盤を充分な強度に補強する工事のことです。弱い地盤では時間の経過とともに地盤沈下が起こり、地盤上の構造物の倒壊・崩壊を招く危険があります。これを防ぐために、スウェーデン式サウンディング試験やボーリング調査といった地盤調査で地盤の強度を確認し、必要に応じて改良工事を実施します。地盤改良は建物の安全性を長期にわたり確保するための根本的な対策であり、住宅建設から大型施設まで幅広い構造物の基礎づくりに欠かせない工事です。

Q2. 地盤改良の必要性はどのように判断しますか?

A2. 地盤改良の必要性は、地盤調査の結果をもとに判断します。代表的な調査方法として、スウェーデン式サウンディング試験（SWS試験）とボーリング調査があります。SWS試験は住宅地などで広く採用されており、地耐力を比較的簡便に計測できます。ボーリング調査は詳細な地層構成や地下水位の把握が可能で、規模の大きい構造物に向いています。これらの調査データを分析し、想定される建物荷重に対して地盤が充分な支持力を持っているかを確認します。支持力が不足している場合に、適切な地盤改良工法を選定して施工することになります。

Q3. 地盤改良にはどのような代表的工法がありますか?

A3. 地盤改良の代表的な工法として、浅層改良・混合処理、中層改良・混合処理、柱状改良工法、小口径鋼管杭工法などが挙げられます。浅層・中層改良は、軟弱土を原位置でセメント系固化材と混合し地盤強度を高める工法で、比較的浅い軟弱地盤に適しています。柱状改良工法は円柱状の強固な地盤を地中に形成して構造物を支えます。小口径鋼管杭工法は地中に鋼管を埋め込んで支持力を確保する工法です。CPP工法はこれらとは異なり、細径鋼管と原地盤の両方の支持力を組み合わせるという独自の設計思想を持つ工法です。

Q4. CPP工法とはどのような地盤改良工法ですか?

A4. CPP工法とは、先端翼を装着した細径鋼管と原地盤の両方で支持力を確保することで地盤を補強し、沈下を抑制する地盤改良工法です。鋼管のみで構造物を支える鋼管杭工法とは異なり、CPP工法は原地盤の支持力を補う設計がなされている点が特長です。細径鋼管に作用する力が材料の強度以下になるよう設定されており、安全性が適切に確保されています。細い杭を使用することで資材コストを抑えながらも、充分な地盤支持力を実現できる工法として設計されており、適切な地盤条件のもとで有効に機能します。

Q5. CPP工法と鋼管杭工法の違いは何ですか?

A5. CPP工法と鋼管杭工法の最大の違いは、支持力の確保方法と使用する鋼管の径にあります。鋼管杭工法では鋼管のみで構造物全体を支える設計がなされますが、CPP工法では細径鋼管と原地盤の両方を組み合わせて支持力を確保します。そのため、CPP工法で使用する細径鋼管が負担する力は鋼管杭工法の鋼管が負担する力よりもはるかに小さく設計されています。細い杭を使用することで資材費用を抑えられる点がCPP工法の経済的な優位性です。細径であることで頼りないという印象を受けることがありますが、設計思想が異なるため安全性は確保されています。

Q6. CPP工法のメリットは何ですか?

A6. CPP工法の主なメリットは、コスト削減・施工の省力化・工期短縮の3点です。細い杭を使用することで資材費を抑えられるほか、工事用電源・施工用水・セメントをいずれも必要としないため、準備にかかる労力とコストの削減につながります。また、施工時間が短いという特長もあります。セメントを使用しないため養生期間が不要となり、地盤改良工事の完了後すぐに基礎着工に移ることが可能です。これにより全体の工期短縮にもつながります。コスト・手間・工期のすべての面でメリットがある点が、CPP工法が注目される理由といえます。

Q7. CPP工法が適さないのはどのようなケースですか?

A7. CPP工法が適さないケースとして、高さ6メートルを超える構造物の地盤改良への適用と、圧密沈下のリスクが高い地盤条件が挙げられます。CPP工法は細径鋼管と原地盤の支持力を組み合わせる設計のため、高さ6メートルを超える構造物など比較的大きな荷重がかかる建物には適さない場合があります。また、基礎下や先端翼の下に圧密沈下の可能性が高い地盤がある場合も、この工法の使用を避けることが推奨されます。圧密沈下とは、地盤が徐々に圧縮されて沈下する現象で、構造物に悪影響を与える可能性があります。構造物の規模や地盤特性を正確に把握した上で、最適な工法を選定することが重要です。