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「重機の歴史とこれから」をざっくり解説！！！

建機

2021/12/15

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「重機の歴史とこれから」をざっくり解説！！！

◆重機の歴史とこれから…知っていますか？？

現代社会において、普段何気なく私たちがお世話になっている「重機」
皆さんはこの現代社会の「功労者たち」について、どのように発展を遂げ、これからどうなっていくと思いますか？
近い将来、「功労者」を動かすのには人の手は必要ないのかもしれません。
もしそうなったら、現場での事故率減少や人員コスト削減・生産性向上など良いことだらけですね！
（重機を操作できないのは寂しいですが…）

今回はそんな「重機」についての歴史とこれからについて、ざっくり解説していきます！

◆人から道具、そして機械へ（古代エジプト～19世紀まで）

古代から人類は文明を発展させる中で様々な「道具」を発明してきましたが
実は古代エジプトからそれらの「発明品」を用いて農耕作業が始まりました。
もちろん電力や蒸気などの動力は認知されていない時代であるため、
大きな道具を利用する際は「身近な動物」たちの助けを借りて動力として利用してきました。

18世紀半ばになると、イギリスのJ・ワットが回転方式を採用した「蒸気機関」を開発します。
18世紀半ばといえばイギリス産業革命が始まった時代ですね。
もちろんJ・ワットの「偉大なる発明」はこの産業革命に利用されます。
さらに、19世紀末にかけてガソリン機関やディーゼル機関も発明されのちに
重機の動力源として利用されていきます

◆日本での重機の登場・普及

20世紀半ばから日本でも重機が登場します。
1930年代前半には、ヤンマーの創始者「山岡孫吉」が世界で初めてのディーゼルエンジンの小型化に成功します。
それ以前にも重機は登場し始めていましたが、山岡氏の功績は産業界に大きな影響を与えます。

◆現代で活躍している「重機」たち

数々の功績の下で進化していった重機たちですが、現代ではどんな用途で活躍しているのでしょうか。
例えば「一般土木機械」は土砂の移動や土木工事に用いられ、中型ブルドーザーや油圧ショベル・ホイールローダ等が該当します。
「重機」と一括りにしてもその中で様々なカテゴリに分けられるため紹介してもしきれませんが、一部を表形式でご紹介します。

カテゴリ 機械例
一般土木機械 ブルドーザー・油圧ショベル（ユンボ）・ホイールローダ等
小型建設機械 ミニショベル（ミニユンボ）・スキッドステアローダ等
鉱山機械 鉱山機械 大型油圧ショベル（大型ユンボ）・鉱山用ダンプ等
道路機械 アスファルトフィニッシャ等

◆世界最大・最小級の油圧ショベル（ユンボ）とは

先にご紹介した表の中でも油圧ショベル（ユンボ）は街中で見かける機会が多く親しみもあるでしょう。
土木・建設・解体でも多く用いられるこの機械は先端部分のアタッチメントを付け替えることでそれぞれの役割をはたします。
解体ではブレーカーや圧砕機などのアタッチメントが有名ですね。
そんな油圧ショベル（ユンボ）の世界最大・最小の大きさを誇る型式をご存じでしょうか。

・世界最大級のユンボ
世界「最大級」のユンボはズバリ「PC8000」、コマツが開発しています。
重量はなんと685トン、3730馬力を誇ります。
運転席の高さは8.45メートルで、これはビル3階程度の高さです。
バケットの大きさは42m3で、一回の採掘で風呂桶約117杯分もの土砂が採掘可能です。
規格外の大きさですね！筆者も一度でいいから乗ってみたいものです！（運転は怖いですが…笑）

・世界最小級のユンボ
そんな最大級の採掘機と対をなす、「最小級」の油圧ショベル（ユンボ）は一体何でしょうか。
ズバリ「PC01」です。こちらもコマツが開発しています。
全幅は580ｍｍでまさに人の肩幅程度しかありません。
重量は300kgと、乗用車よりも遥かに軽いですね！
バケットの大きさは0.008m3、庭や別荘の手入れに最適ですね。
この大きさであれば筆者も運転できそうです！（ビビりなのでこれくらいが丁度いいですね…！）

◆様々な重機と未来の重機

ここまで重機そのものの歴史や、最大級・最小級の油圧ショベル（ユンボ）について
ご紹介してきましたが、すべて有人であり、ディーゼルエンジンを使用しています。

では、未来の重機はどうなっているのでしょうか。
どんなものが活躍していると思いますか？

◆未来の建設重機

・未来の重機は無人？
現在は有人にて重機を操作していますが、未来の重機は無人が基本になります。
現地には人がほとんどいない状態になりますので、労働災害などが減少します。
代わりにロボットや無人重機が現場に出ることになりますので、これらをコントロールする人は遠隔で離れた場所から現場に携わることになります。
現場の状況は？どう確認するの？そんな疑問が生まれるかもしれません。
これは仮想現実がカバーしてくれます。所謂VRというものです。
こうしてあたかも自分が現場にいるかのように立ち回ることができ、関係者とオンラインで会議することで円滑に作業を進めることも可能です。


・未来の重機のエンジンの方式は？
現在はディーゼルエンジンを使用していますが、未来は電気或いは水素に成るかもしれません。
電気は現在でも一部普及し始めていますしね。
こうすることによって、ランニングコストが削減できるほか、環境にも配慮した現場の実現が可能です。

◆まとめ

重機の歴史とこれからについて、お話をさせていただきましたがいかがでしたでしょうか。
いつか来る未来のために日々、様々なことを勉強していかなければならないですが
作業効率、環境、社会のために重機たちは今日も進化し続けています。

弊社でも、その未来のために日々精進してまいります。

ご拝読ありがとうございました。



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作業内容が単純で期間も短い工事であれば、スペックを抑えた安価な重機で十分な場合もあります。一方で、高精度な作業や長期工事であれば、少し高くても高性能な機種を選ぶことでトータルで見たコストダウンにつながることもあります。 作業用途に適した重機を選定する 現場での作業内容に応じて、必要とされる重機も異なります。たとえば掘削が主な作業であればバックホウ、転圧が目的ならロードローラー、広範囲の整地作業が中心であればモーターグレーダーといった具合です。 中には一台で複数の作業をこなせる汎用型重機もありますが、作業ごとに特化した専用機を投入することで、安全性と作業速度の両方を確保できる場合もあります。 また、アタッチメントの変更により複数の作業に対応できる機種も多く存在します。現場の状況に応じて、そうした柔軟な使い分けが可能なモデルを選ぶのも一つの選択肢です。 環境別の重機の選び方 重機の性能は機械そのものだけでなく、使用される環境によっても大きく左右されます。地形、騒音、振動、周辺住民への配慮など、環境ごとのリスクとニーズをしっかり把握することが、最適な重機選定のカギです。 都市部・住宅街 都市部や住宅街での工事は、騒音や振動、排気ガスへの配慮が重要になります。こうした環境では、低騒音型や低振動型の重機が求められるほか、排ガスが少ない電動式やハイブリッド型の重機が重宝されます。 さらに、狭い道路や建物の隙間を通り抜けるためには、コンパクトで小回りの利くモデルでなければ対応が難しくなります。また、クレーンやポンプ車のような大型機械を使う際には、周囲の建物や電線との距離を計算し、安全確保を徹底しなければなりません。 不整地 山間部や林道、工事前の造成地など、不整地での作業には、走破性に優れた重機が不可欠です。斜面や軟弱地盤などの不整地環境では、クローラー式（キャタピラ）重機が活躍します。 足回りの接地面が広いため、傾斜地やぬかるんだ地面でも安定した走行が可能です。さらに、強い駆動力と耐久性を備えたブルドーザーやクローラークレーンがあれば、厳しい地形でも効率性と安全性を確保しながら作業を進めることが可能です。 不整地では転倒や滑落などのリスクが高いため、安全装備や姿勢制御システムが搭載された重機を選ぶことで、作業員の安全を守ることにもつながります。 湿地（軟弱地盤） 湿地帯や沼地といった泥濘地、水田などは通常の重機ですと沈み込んでしまう危険性があります。そのため、超低接地圧型のブルドーザーやバックホウなどの湿地専用のクローラーを備えた重機が求められます。 このような環境では、事前の地盤調査を徹底し、無理に重量のある機械を投入しない判断も重要です。必要に応じて仮設路盤の敷設など、補助的な対策を講じながら作業を進めていく方法も検討しましょう。 建機レンタルと中古購入のメリット・デメリット 重機を導入する際には、新車購入だけでなく、レンタルや中古購入という選択肢もあります。これらの方法にはそれぞれのメリット・デメリットがあり、工事の頻度や予算によって適切な判断が求められます。 購入とレンタルの違い 購入は、自社で重機を保有し、自由に使えるのが最大の利点です。使用頻度が高い場合には、長期的なコストを抑えることができます。一方で、レンタルは必要なときだけ借りられるため、初期投資を抑えられる点が魅力です。特に一時的な工事や特殊作業では、購入よりもレンタルの方が合理的です。 レンタルのメリット・デメリット メリット レンタルの最大のメリットは、初期費用がかからず、維持管理の手間も業者任せにできる点です。また、最新の機種や作業に応じたモデルを都度選べるため、柔軟性も高くなります。 デメリット 長期間のレンタルはトータルコストが高くつく場合があり、突発的な機械トラブルで希望通りの機種が確保できないリスクも存在します。 中古購入のメリットデメリット メリット 中古重機の購入は、新車に比べて価格が大幅に抑えられる点が魅力です。工事規模が限定的で頻度が高い場合には、中古機の導入がコストパフォーマンスの高い選択となります。 デメリット デメリットとして使用年数や整備履歴によっては、故障や劣化のリスクも否定できません。信頼できる販売業者を選ぶことと、納車前の整備状況を確認することが重要です。 使用頻度が多い重機は中古購入がおすすめ 重機の導入方法には、新車購入・中古購入・レンタルといった選択肢がありますが、なかでも「使用頻度が高い重機」の場合は、一度中古購入を検討してみるのがおすすめです。 継続して何度も現場で使用される重機をレンタルで補おうとすると、レンタルコストが中古購入した場合よりも上回るケースもあります。長期的に見て、初期投資をしても回収できる見込みがある場合には、中古という選択肢は非常に合理的です。 新車と中古車の違い 新車の重機には、最新の機能や燃費性能、安全装備が標準搭載されているという大きなメリットがあります。製造元の保証がついていることも多く、万が一の不具合や故障にも安心して対応できる点が魅力です。また、見た目もきれいで、企業イメージにも好影響を与えるでしょう。 一方、中古の重機は、当然ながら年式や使用時間、整備状況によって機械のコンディションが異なります。しかし、信頼できる業者を通して整備済みのものを購入すれば、コストを抑えつつ、現場で十分に通用する性能を確保できます。 導入費用が半額以下になるケースもあり、特にバックホウやホイールローダーなど、繰り返し使う機械においては、コストパフォーマンスに優れた選択肢となります。 コストを抑えた重機選びのポイント コストを抑えつつも良質な重機を手に入れるには、いくつかのポイントを押さえる必要があります。 中古重機を選ぶ際、最初に注目したいのが「使用時間（アワーメーター）」です。これは、車で言うところの走行距離にあたりますが、この数値が少なければ少ないほど、機械の消耗度は低く、購入後も長く使える可能性が高まります。 加えて、整備記録や点検履歴がしっかり管理されているかどうかも確認しましょう。過去にどのような修理が行われたか、どれだけの頻度でオイルやフィルターが交換されていたかは、機械の健康状態を知る大きな手がかりとなります。 そして、信頼できる販売業者を選ぶことも重要です。購入後の保証の有無、部品の供給体制が整っているかなど、単なる価格だけでなく、購入後のサポート体制まで含めて判断することが、トラブルを避ける賢い選び方です。 重機の維持コストを抑える方法 重機は導入後にも維持費がかかります。燃料代、オイル交換、消耗部品の取り替え、定期点検、保管スペースの確保などが代表的なコスト項目です。 これらを抑えるためには、まず定期的な点検を怠らないことが鉄則と言われます。小さな異常を早めに見つけて対処すれば、大がかりな修理を避けられる可能性が高まるからです。 また、適切な操作を行うことで、燃費を向上させることも可能です。急な加速や無駄なアイドリングを避けるだけでも、燃料消費は抑えられます。オペレーターの技能によっても機械の劣化スピードは変わるため、操作に熟練した人材を確保することも維持コストの観点では有効な対策です。 最後に、保管場所の環境も意識しましょう。直射日光や雨風にさらされる場所に放置されると、錆や腐食の原因になり、思わぬ修繕費用が発生します。屋内または屋根付きの保管場所を確保することで、機械の寿命を大幅に延ばすことができます。 まとめ 重機は工事内容や現場環境に応じて最適なものを選ぶことが重要です。使用頻度やコストも考慮し、レンタル・中古購入を上手に活用することで、効率的かつ経済的な施工が実現できます。 ←【中古重機】の販売はこちらから

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鉄骨切断機（カッター）は、油圧の力で鉄骨構造物や解体現場で鉄骨の柱、銅管を切断する解体用アタッチメントです。鉄骨切断機の先端は、切断した鉄骨などを挟んで運搬できるつまみになっています。 大割機（クラッシャー） 大割機はクラッシャーとも呼ばれ、コンクリートの破片や柱を挟む力で破砕する解体用アタッチメントです。大割機の開口方式（歯を開閉するための機構）は「ワンシリンダー」と「ツーシリンダー」の２種類があります。 ワンシリンダータイプはシングルシリンダーとも呼ばれ、刃を開閉するためのシリンダーが１本ですが、開口部が広くパワーがあるツーシリンダータイプが現在の主流となっています。ツーシリンダーはダブルシリンダーやツインシリンダーとも呼ばれます。 小割機（パクラー） 小割機はパクラーとも言われ、大割機で破砕したコンクリートのガラをさらに小さく砕く用途で使用されます。大割機と同じくビルの解体現場などで活躍し、大割したコンクリート片を砕いて搬出やトラックへの積込みをしやすくします。 オーガー オーガーは、ドリルのような形状をしており、建設現場などで杭穴を掘る用途で使われるアタッチメントです。フェンスや標識を立てる際に活躍します。ユンボや重機に取り付けるオーガーはアースオーガーと呼ばれ、人が操作するタイプをハンドオーガーと言います。 草払い機（草刈り機） 草払い機は、ユンボのアーム先端に取り付ける草刈り用のアタッチメントで、法面や急斜面の草刈りなどで活躍します。 草は払い機には、Y字形の刃が草や枝をハンマーのように叩いて伐採する「ハンマーナイフモア」や水平方向に回転する「ロータリーモア」、刃の付いた円盤を回転させて草を刈る、円形草刈り刃式などがあります。 グラップル（つかみ機） グラップルは、つかみ機とも呼ばれ、対象物を挟んで移動、選抜などを行うアタッチメントです。解体用や林業用、廃材処分用など各作業内容に特化したものがあります。 無題ドキュメント ユンボのアタッチメントと配管の関係 油圧式アタッチメントは、ブレーカーやつかみ機、圧砕粉砕機などさまざま種類がありますが、どんなユンボでも利用できるわけではありません。バケットなどのアタッチメントであれば、標準仕様のユンボに取り付けることが可能ですが、掘削動作よりも複雑な動作をする油圧式アタッチメントは、ユンボの仕様によって利用できるアタッチメントが異なります。 使用したい油圧式アタッチメントを利用できるかは、油圧配管の種類を確認することで知ることができます。 ユンボの油圧配管の種類 ブレーカーやクラッシャーなどの油圧式アタッチメントを取り付けるには、適合しなければならない油圧配管の基準があります。なかでも１系統配管や共用配管/往復配管仕様のユンボはもっともメジャーな機種です。 まずは、自身が使用しようとしているユンボがどのような配管になっているかを確認しましょう。ユンボの油圧配管の種類は以下の５種類に分類されます。 なかでもブレーカー配管（または1系統配管）、2本配管（共用配管/往復配管/n&b配管）、5本配管（全旋回配管）がユンボの主流となっています。 1.　ブレーカー配管（１系統配管） 2. ２本配管（共用配管/往復配管） 3. ３本配管 4. ４本配管 5. 5本（全旋回）配管 ブレーカー配管（１系統配管） ブレーカー配管は、ユンボのブームとアームの関節部分に接続されているアタッチメントホースで構成される配管です。 ブレーカーのチゼル（杭）を一定方向に押すといった単動に対応した配管となります。配管の片側から油圧が流れてブレーカーを動かし、反対側から油圧が戻ってくる仕組みで、１種類の動作を行うことから「１系統配管」とも呼称されます。 ２本配管（共用配管/往復配管） ２本配管は「共用配管/往復配管」とも言われ、グラップルや大割機などのハサミ部分を開いたり閉じたりする復動をさせる配管です。ブレーカー配管の場合、油圧の流れは一定方向ですが、共用配管/往復配管は２本の配管で油圧が往復して流せるようになっています。 油圧駆動のアタッチメントの中でも、共用配管/往復配管は、解体ショベルの標準仕様となっています。 ブレーカー配管と共用配管/往復配管は外観の配管が同じであるため、見た目で区別することが難しいです。見分けるには、ペダルの操作と油圧のかかりを確認して判断できます。 ３本配管 ３本配管は、２本の配管（共用配管/往復配管）とドレーン配管の計３本構成される配管です。 ３本配管仕様のユンボでは、モアなどの草刈り機や切り株掘削機、ふるい機などの回転系アタッチメントを取り付けて作業することもできます。 ３本配管のユンボはあまり見かけることはありませんが、業者が建機メーカーに特注で製造を依頼している場合が多いです。その他、共用配管/往復配管のユンボを改良してドレーン配管を後付けしているケースもあります。 ４本配管（２系統配管） ４本配管は、共用配管/往復配管にさらに２本の配管を加えた２系統配管（４本配管仕様）です。２本のバケットシリンダーホースと２本の共用配管から構成されており、「開く、閉じる」の開閉動作に加え「右回転、左回転」の回転動作（４種類の動き）が可能になっています。 特に解体現場では、構造物に合わせてつかみ機やハサミといったタッチメントの角度を調整しながら解体を進めていきます。そのため、旋回能付きのアタッチメントが使える仕様のユンボは欠かせません。 5本（全旋回）配管 5本配管は全旋回配管とも言い、４本配管（２系統配管）にドレーン配管を加えた計５本の配管が繋がっています。 5本配管では360度の油圧旋回（全旋回）を行う、全旋回フォークや全旋回カッターといった全旋回能付きのアタッチメントや、より複雑な動作を行うアタッチメントを取り付けて運用できます。 ユンボのアタッチメントに関係する！ドレーン配管とは ドレーン配管は、アームの横側に取り付けられている細いホースです。ユンボの配管には、大きく分けて制御用の配管と排油をするためのドレーン配管があります。ユンボの油圧ホースは、常に高い油圧がかかるため高圧仕様のホースが使用されますが、ドレーン配管は７Mpと低圧仕様のホースとなっているのも特徴です。 ドレーンとは油圧モーターなどの高圧油が作動する部分から漏れ出す油のことを指し、余分なオイルは作動油タンクへ戻す必要があります。その役割を行う配管が、ドレーン配管です。戻しきれないオイルを逃がして、作動油タンクへ戻す役割であることから「戻し管」や「逃がし管」とも呼ばれます。 ドレーン配管は、ユンボの旋回モーターや走行モーターにも備わっており、油圧モーターで回転する全旋回アタッチメントなど、油圧モーター系の装置には必要な配管となっています。 ユンボの４本配管と５本配管の違い 2本以上の配管仕様は多くの場合、解体現場や特殊な作業で使用されるユンボです。ユンボの４本配管と５本配管の違いは、ドレーン配管の有無が挙げられます。 ４本配管では、余分な油圧を逃がすためのドレーン配管が設けられていないため、360度の全旋回機能があるアタッチメントなどを使用すると油圧ホースの破裂や油漏れの原因に繋がります。 そのため、全旋回機能などがある高性能なアタッチメントを使用する際は、全旋回配管とも呼ばれる、５本配管仕様のユンボを選択する必要があります。ユーザーは、使用したいアタッチメントがどの配管仕様のユンボに対応しているか事前に確認することが大切です。 個人や業者が工場に依頼し、2本配管や4本配管の機体にドレーン配管を後付けする形で改良を加える場合もありますが、現行で販売されている解体用ユンボのほとんどは、ドレーン配管の備わっている5本配管が主流です。 まとめ ユンボには、使用するアタッチメントに適合した油圧配管があります。配管の種類によっては、使用できないアタッチメントもあるため、ユンボのオペレーターは、自分たちがどのアタッチメントを使うのかを把握し、アタッチメントにあった油圧配管のユンボを扱うことが大切です。 ←【中古アタッチメント】を探すならトクワールド！中古ユンボも多数あります！

    #ユンボ#配管#アタッチメント

    2024/03/22

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  • はじめての地盤改良工事｜種類・費用・基礎知識をやさしく解説
    建機

    はじめての地盤改良工事｜種類・費用・基礎知識をやさしく解説

    建物を建てるとき、建造物の安定性を保つために見落とせないのが「地盤の強さ」です。地盤が弱い土地に建物を建てると、不同沈下や傾き、災害時の被害など大きな危険につながります。 そこで必要となるのが「地盤改良工事」と言われるものです。本記事では、地盤改良工事の基礎知識から工法の種類、メリット・デメリットをわかりやすく解説します。 この記事でわかること 地盤改良の基礎知識 地盤改良の工法 地盤改良で使用される重機 目次 地盤改良とは？その必要性と重要性 地盤改良の工法は大きく３つ 地盤改良の選定基準 地盤改良工事に使用される重機 まとめ 地盤改良とは？その必要性と重要性 地盤改良とは、建物を安全に支えるために地盤を人工的に補強する工事です。地盤が軟弱な土地にそのまま住宅などを立ててしまうと、地盤が建物の重さを支えきれずに沈下、それに伴う倒壊が発生するおそれがあります。 沈下を防ぐために、土に固化材を混ぜたり、杭を打ち込んだりして地盤を補強するのが地盤改良工事です。地盤改良工事は建物だけでなく、道路や橋梁といった構造物の基礎工事前にも行われます。 特に日本は地震や台風が多く、軟弱地盤のままでは建物の安全性を確保できません。長く安心して住むために、建築前の地盤改良は欠かせない工程です。 地震や大雨時の液状化も、弱い地盤では大きな被害をもたらす要因です。（液状化:地震の揺れで地中の水分を多く含んだ砂地盤が泥状になり、建物が傾く現象。）過去の大地震でも多数の被害が報告されています。地盤改良を行えば、土を固めたり支持力を高めたりすることで、経年による地盤沈下や液状化のリスクを大幅に軽減できます。 地盤改良は目に見えない部分の投資ですが、この工程は建物や住まいの安全性と快適性に直結する需要なものです。建物の外観や間取りだけでなく、見えない足元を固めることこそが、プロが行う本当に安心できる家づくりと言えるでしょう。 地盤改良の工法は大きく３つ 地盤改良の必要性は理解していても、「どんな方法があるのか」「どの工法を選ぶべきか」と悩む方は多いでしょう。地盤改良にはいくつかの代表的な工法があり、それぞれ適した条件があります。ここでは、工法の概要と特徴をご紹介します。 地盤改良工事の工法は大きく分けて３つあります。 表層改良工法 表層改良工法は、軟弱地盤の表層部分を固化材で安定させるシンプルな地盤改良方法です。比較的コストを抑えられる一方で、地盤の深さや種類によっては適用できないケースもあります。 表層改良工法は、重機を使ってセメント系固化材を地盤に混ぜ込み、硬い地盤を造るだけなので、「施工がしやすい」「低コスト」な点が大きな魅力です。作業手順がシンプルなため工期も短縮できるほか、コストは他工法に比べて20〜30％程度安くなる場合もあります。 他にも、地盤改良後の地中に鋼材を残さないため、将来的に土地を売却する際も障害が少なく、環境負荷が小さく済みます。 しかし、表層改良は深さ2m程度までの非常に浅い地盤しか対応できません。地盤が深く軟弱な場合には効果が不十分となり、不同沈下のリスクを残すおそれがあります。また、地盤に有機質土や高含水比の粘土が多い場合、固化材が十分に反応せず強度不足になることもありるので、地盤調査の精度が問われる工法です。 現場での具体例としては、郊外の新築住宅地で、支持層が比較的浅く、粘土質の地盤に対してや、走路工事前の地盤改良として表層改良工法が採用されることが多いです。 柱状改良工法 柱状改良工法は、地中に円柱状の固化体（主にセメント系）をつくり、建物を支える工法です。戸建てから中規模建築まで幅広く採用されており、支持層が比較的深い場合でも対応可能です。 対応できる地盤の深さが大きいため、表層改良では難しい深度5〜10mの軟弱地盤にも対応できます。円柱状の杭が地中で物荷重を分散して支えるため、安定性が高いことから、戸建住宅ではもっとも多く用いられる工法になります。 ただし、関東ローム層のような火山灰質土、粘性土を含むような土質は、改良体が固まらないというトラブルが発生しやすいです。この場合、改良体が持っていなければならない必要強度に達することができず、発現強度が一般の土より低くなります。このような特殊な土質は、専用の固化材を使用します。 ※関東ローム層：関東地方の台地や丘陵を広く覆う赤褐色の土壌。支持地盤としての安定性はあるが、配管などの撤去で地盤が乱されると強度が著しく低下します。また、盛土や土砂災害により堆積した地盤は、軟弱地盤となり、地盤沈下や土砂崩れの危険が大きいです。 大きなデメリットは、「コスト」と「撤去の難しさ」が挙げられます。戸建住宅規模でも100〜150万円ほどかかることが一般的で、表層改良より高額です。条件によっては100万を切る場合もありますが、費用は支持層が深いと高額になります。 また、固化杭は半永久的に地中に残るため、将来的に土地を売却して工場や大規模建物を建設する際に、既存杭の撤去費用が発生する場合があります。 注意点としては、地下水位が高い地域では固化材が流れやすく、十分な支持力を得られないケースがあるため、地盤条件を正確に調査した上での判断が不可欠です。 鋼管杭工法 鋼管杭工法は、鋼製の杭を地中に打ち込み、建物の荷重を支持層へ伝える工法です。 耐久性が高く、支持力が明確に確認できるため、安心度の高い改良方法として注目されています。 鋼管杭は、軟弱地盤の地中に打ち込む鋼製の杭で、耐久性が高く、工場製品として品質が安定しています。 施工可能な深さは約30メートルで、鋼管杭は支持層に直接届くことから、軟弱地盤が厚い場合でも不同沈下の心配がほとんどありません。固化材を使わないため地下水や土壌汚染リスクが少なく、環境に配慮した工法ともいえます。 確実な支持力と耐久性を誇りますが、その分コストは3工法の中でももっとも高額で、戸建住宅（30坪前後の木造二階建て住宅）でも150〜200万円が相場となります。 また、施工には専用の回転貫入機や大型重機が必要で、隣地との距離が近い狭小地や電線下では施工しにくい場合があります。 地中に鋼材が残るため、将来的に土地を農地転用する場合は、制約となる可能性もあります。都市部の埋立地や河川敷に近い宅地では、支持層が深くて軟弱層が厚いため、表層改良や柱状改良では対応できません。 鋼管杭で地盤改良を行い、建物を支えるケースが多く見られます。延床30坪規模の木造住宅で180万円程度が目安ですが、将来的な沈下リスクを最小化できるため、地盤条件が厳しいエリアでは有力な選択肢となっています。 地盤改良の選定基準 地盤改良には表層改良、柱状改良、銅管杭などさまざまな工法がありますが、どの工法を選ぶかは、地盤調査の結果で選定されます。現場によって最適な工法は異なりますが、建物の規模や重さ、地盤の強さ、支持層までの深さなど、多くの要素を考慮して選定されるのが一般的です。 建物の規模・重量 地盤改良工法を選ぶうえでまず考慮することは、建てる建物の規模と重量です。木造2階建てのような比較的軽量な住宅であれば、表層改良や柱状改良でも十分に対応できます。一方で、鉄骨造やRC造のように重量が大きな建物では、支持力の高い鋼管杭工法が求められることが多くなります。建物が大きくなるほど、地盤にかかる荷重も増えるため、安全性を優先した工法選定が必要です。 支持層までの深さ 地盤調査で確認される「支持層までの深さ」も大きな判断基準です。表層改良は2m程度まで、柱状改良は2〜8m前後までが一般的な対応範囲です。支持層が10m以上の深さにある場合は、鋼管杭工法など杭状に力を伝える工法が選ばれるのが通常です。都市部の埋立地や河川敷近くの宅地では、軟弱層が厚いため表層改良や柱状改良が使えず、必然的に鋼管杭が選択されることになります。 施工環境や敷地条件 工法の選定には、現場の環境や敷地の条件も影響します。表層改良や柱状改良は大型の撹拌機を用いるため、隣地との距離が近い狭小地や電線下では施工が難しくなることがあります。その点、鋼管杭工法は比較的コンパクトな重機で対応できるため、都市部の狭い土地でも採用されやすい工法です。ただし、騒音や振動の発生には注意が必要で、近隣環境への配慮も求められます。 地盤改良工事の流れと施工時の注意点 地盤改良工事は、「地盤調査」から始まり、調査後の結果を元に「工法選定」を行います。工法が決まれば、「施工準備」に入り、「改良施行」、「品質管理」「引き渡し」という流れで進行します。 地盤調査 地盤調査は、スウェーデン式サウンディング試験（SWS試験）やボーリング調査などによって、地盤の強さや土質を詳細に分析します。その結果を踏まえて、表層改良・柱状改良・鋼管杭など、建物に最も適した工法を選定します。選定時には、改良範囲の深さ、建物の荷重、周辺環境、そしてコスト面まで総合的に判断される点がポイントです。 施工準備 施工準備では、重機の搬入ルートを確保し、近隣への騒音や振動を抑えるための計画も重要です。特に住宅地や狭小地では、作業スペースの制約が多いため、搬入できる機材や施工時間に制限が生じやすく、工程管理が求められます。 改良施行（改良材の投入・撹拌・施工） 表層改良の場合は、固化材を混ぜ込んで地表から数メートルの土を改良します。柱状改良や鋼管杭の場合は、掘削機で地中に円柱状の改良体を造成し、支持層にしっかりと届くように施工します。このとき、施工精度を確保するために機械の制御や改良材の配合量管理が欠かせません。わずかな誤差が後の不同沈下リスクに直結するため、熟練オペレーターの技術が試される工程です。 品質確認試験 設計通りの強度が得られているかを確認するため、コアサンプルを採取したり、杭の支持力試験を行うこともあります。特に公共工事や大規模建築では、第三者による検査を経て品質が担保される仕組みが整えられています。 引き渡し 最後に施工記録の整理と引き渡しをします。ここでは、使用した材料の種類や数量、施工位置、強度試験の結果などをまとめ、建築主へ報告します。これにより、将来の建物メンテナンスや増改築時にも、地盤改良の履歴を参照できるメリットがあります。 注意点 ず「施工中の気象条件」が挙げられます。雨天時や地下水位が高い状況では、改良材の固化反応が遅れることがあり、十分な強度が発現しない恐れがあります。また、工事中に地中障害物（古い基礎やガラなど）が出てきた場合には、追加工事や設計変更が必要になるケースも少なくありません。さらに、施工後に地盤沈下が完全に防げるわけではなく、地震や地盤変動によるリスクをゼロにできるものではない点も理解しておくべきです。 地盤改良工事に使用される重機 地盤改良工事では、工法によって必要になる重機が異なります。 表層改良工法に使われる重機 表層改良工法は、地盤表面から2メートル程度の浅い部分を掘り起こし、セメント系固化材で混合・撹拌して固める工法です。 施工には、バケットに特殊な攪拌装置を取り付けたユンボ（油圧ショベル） が多く用いられます。 固化材を混ぜ込みながら土を均一に処理し、施工範囲が広い場合には、ブルドーザー を補助的に使用し、地表面の整地や材料の搬送を行います。一般的な建築現場にある汎用重機で施工可能なため、コストを抑えやすいのも特徴です。 ←ユンボに取り付けられる攪拌装置「ミキシングバケット」はこちら 柱状改良工法に使われる重機 柱状改良工法では、セメント系固化材を注入しながら地中に円柱状の改良体を造成します。そのため、専用の 柱状改良機（オーガー式改良機） が必要となります。これは大型の クローラー式の改良機 で、スクリュー状のドリルを地中に回転貫入させ、固化材を混合しながら掘削と改良を同時に進める仕組みです。 施工深度は2〜8mほどで、住宅や中低層建物で多く採用されています。また、施工精度を確保するためには、改良機を安定して設置できる十分な作業スペースが必要となるため、狭小地では施工が難しい場合があります。 鋼管杭工法に使われる重機 鋼管杭工法は、鋼製の杭を支持層まで打ち込み建物を支える方法です。 施工には 杭打機（パイルドライバー） や 油圧ハンマー付きクレーン が使用されます。また、狭小地や低騒音を求められる場所では、回転圧入式の 油圧杭打機（ジャイロパイラーなど） が選ばれることもあります。 これらの重機は、騒音や振動を抑えながら杭を貫入できるため、都市部での施工に適しています。杭の長さや本数が増えると、クレーンや杭搬送用の重機も必要となり、現場の規模が大きくなる傾向があります。 まとめ 地盤改良工事は、土地状況に応じた工法選定と重機活用が大切です。費用と規模を正しく理解し、適切な施工を行うことが建物の安全と安心につながります。

    #種類#整備

    2025/10/24

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