川辺川ダム建設に伴う代替地の一つである「高野代替農地」は，頭地代替地造成の切土を利用して最高約27mの高さに盛り立て，約3.9haの農地を造成するものである。切土の大部分は，阿蘇火砕流堆積物の非溶結部（いわゆる灰土）であり，その量は約80万m³である。

「高野代替農地」の盛土材料の主体とする上記灰土は，阿蘇火山第４回目の噴火によって堆積したもので，溶結することなく粘土化したものとされており，阿蘇火山を中心として東西南北の九州中北部に広く分布している。灰土は，火山灰質粘性土に分類され，高含水比で軟質であり，乱せば強度が著しく低下する性質を有しており，建設機械の走行性（トラフィカビリティ）が問題となりやすいこと，すべり安定性に関する強度も小さいことが知られている。^1）

また，盛土の基礎地盤には軟弱な新期崖錐堆積物が分布していること，盛土の前面が貯水池であることから貯水位の変動を受けること，農用地面積の確保から盛土勾配を緩くできないことなど厳しい制約条件下での盛立となっている。

調査・設計の過程において，灰土を無処理のまま施工することは，すべり安定性の確保，トラフィカビリティの確保に問題があることが明らかとなり，石灰添加による安定処理を実施することとした。

本報文は灰土の性状と石灰安定処理の方法・効果を中心に報告するものである。

「高野代替農地」は，川辺川の右支川の五木小川の左岸側に位置し，右岸側とともに一連の河岸段丘を形成している地区である。当地区の河岸段丘の標高は250～260m程度であり，幅200～300m前後で細長く発達している。

当地区に分布する地層を表ー２．１に，模式断面図を図ー２．１に示す。

灰土の性状を把握するために，頭地地区においてボーリング調査，標準貫入試験を行った。また，テストピット掘削を行い，深度１m，３m，５mに分けてのサンプリングを行った。

このサンプリング試料に対し，以下の室内試験を実施した。

　①　物理試験

　②　締固め試験

　③　コーン貫入試験

　④　三軸圧縮試験

上記②～④の各試験は，石灰を40kg／m³，80kg／m³添加した試料に対しても実施した。

安定処理に関しては，すべり安定性に必要な強度の確保および建設機械の走行性の確保を前提に経済性，施工性を追求するために，石灰添加量と締固め機械を組み合わせての現場盛土試験を実施した。

物理試験の結果を表ー４．１に，粒度分布を図ー４．１に示す。これらの結果により，灰土の物理特性について以下のようなことが言える。^2）

締固め試験の結果を図ー４．２に示す。

一般の土は最適含水比が明確に現れるが，灰土はこれらの結果からわかるように，最適含水比があまり明確でない。自然含水比は最適含水比に比較して，深度１mの試料では約10%，深度５mの試料では約30％湿潤側にあり，施工性に難があることがわかる。

母材と安定処理土のそれぞれについて，三軸圧縮試験を非圧密非排水試験（UU試験）と密圧非排水試験（CUバー）の両者で行い，短期強度，長期強度を求めた。個々の試験結果は紙面の都合上割愛する。試験結果を考察し，後述の「円弧すべり計算用に定めた物性値」を，基礎地盤の物性値とともに表ー５．１に示しているので参照されたい。

建設機械が軟弱な土の上を走行する場合，土の種類や含水比によって作業能率が大きく変わり，時には走行が不可能になることもある。建設機械の走行性（トラフィカビリティ）は一般にコーン指数ｑ_cで判断され，各種の建設機械について，同ーわだちを数回走行可能な場合のコーン指数が示されている（表ー４．２参照）。

今回，母材ならびに石灰安定処理土に対するコーン貫入試験を実施した。その結果を図ー４．３に示す。

これらの結果より以下のことが言える。

高野代替農地は川辺川ダム貯水池に面しているため，水位の条件として，常時満水位，第１期制限水位，常時満水位から第１期制限水位への水位低下時，洪水時の水位急低下時と様々なものが考えられる。また，地震力を考慮しておく必要がある。これらの計算条件の他，前述した「盛土材（灰土）の安定処理の有無と強度増加量」，「基礎地盤（新規崖錐堆積物）の掘削・再転圧の範囲」をパラメーターとして，数多くのケーススタディを行った。

すべり計算用地盤物性値の一覧を表ー５．１に，円弧すべり計算結果の代表例を図ー５．１に示す。

上記のケーススタデイの結果，以下の対策を行う必要があることが明らかとなった。

既に述べたように，盛土のすべり安定性とトラフィカビリティを確保するためには灰土の安定処理を必要としている。室内試験結果に基づき，石灰の添加量は，強度，トラフィカビリティの両面より40kg／m³を定めている。ただし現場では，施工方法の違いなどにより，室内試験の結果がそのまま適用できないことも考えられる。

そこで，すべり安定性に必要な強度を確保することを前提に，経済性，施工性を追求する目的で現場盛土試験を３次に分けて実施した。盛土試験での地盤物性値の目標値を表ー６．１に，試験の流れを図ー６．１に示す。また，盛土試験の規模を図ー６．２に示す。

なお，頭地地区に分布する灰土の含水比は追加調査の結果，40～80％が主体であることを確認したので，盛土試験の対象は含水比40～80％の材料とした。

盛土試験の結果の内，乾燥密度・コーン指数と転圧回数の関係を図ー６．３に，総合評価結果を表ー６．２に示す。これらの結果より以下の事が分かった。

従って，石灰添加量は30kg／m³で，転圧回数は４回であれば設計条件を満足する。

なお，評価の前提として以下の条件がある。

盛土試験結果に基づき，表ー７．１に示す施工仕様を定め，現在本格的な盛立てを開始している。

今回の盛土試験から課題として挙げられることは以下のとおりである。

これらの事項については，現場施工の中でさらに追跡調査を実施していく予定であるが，本報が灰土に関する調査・設計・施工の参考になれば幸いである。