橋梁下部工の工事において、既製コンクリート杭の施工を行った。既製コンクリート杭はプレボーリング根固め工法、杭径φ1,000mm、杭長21.0mであった。

施工箇所の地層は、杭の施工基面から-16.0mまでN＝3〜10程度の粘性土層、GL-16.0m〜-23.0mは砂質土層、GL-23.0m以深は砂礫層で構成され、この砂礫層を杭の支持層としていた。

本施工に先立ち、試験杭の施工を行った。掘削液（ベントナイト溶液）を注入しながら所定の深度まで掘削した後、杭先端部の支持層に根固め液（セメントミルク、W/C＝60％）、杭外周部に杭周固定液（同W/C＝100％）を注入し、攪拌混合を行いながらロッドと掘削ヘッドを引き上げた。その後、掘削孔に既製コンクリート杭の沈設を開始し、杭を所定の深さに設置を完了した時、杭周固定液の液面が沈降していることが確認された（図−1）。

杭周固定液の液面の沈降は、杭周固定液または根固め液の周辺地盤への流出が原因と考えられ、逸水は透水性の低い粘性土層および砂質土層ではなく、透水性の高い砂礫層で発生した可能性が高いと考えられた。

杭中間部および杭先端の根固め部の状況を調査するため、コアボーリングを行った結果、杭中間部からはセメント固結土のコアが採取できたが、根固め部の固結状態が十分ではなく、所定の強度が発現していない状態であることが確認された。このため、杭周固定液には問題は発生していないが、根固め液として注入したセメントミルクの流出により、十分に攪拌混合が行われていない状態であると推定された。また、地下水の流向・流速調査を行った結果、砂礫層における地下水の流速は95cm/min程度であった。

以上よりトラブルの原因は、地下水の流速が95cm/minであり、セメントミルクが流出する限界地下水流速の目安とされる80cm/min1)を超える流速があったことによるものと考えられた。

根固め液の流出を防止するため、 根固め液として用いるセメントミルクに増粘剤を1.5％添加して粘性を向上させることとした。再度実施した試験杭では、増粘剤を配合したセメントミルクにより、根固め液および杭周固定液の流出を防止できたとともに、根固め部の固結状態も良好であり、所定強度以上であることを確認できた。