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南陽吉久が運営する北陸新築リフォーム補助金サポートナビ編集部です。
皆様いかがお過ごしでしょうか。
液状化現象とは、ゆるく堆積した砂の地盤に強い地震動が加わると、地層自体が液体状になる現象のことです。
液状化が発生しやすい場所は、地下水位の高いゆるく堆積した砂地盤などで、
例えば、埋立地、干拓地、昔の河道を埋めた土地、砂丘や砂州の間の低地などがあげられます。
海沿いの低湿地で発生しやすいと思われていますが、条件を満たせば内陸の平野部でも発生します。
特に埋立地などは、堤防を作ったあとに土砂を流し込みかためて土地を作っています。
そのため水で飽和した砂地盤となっていることが多く、そこに地震による振動が作用すると水が液状となって流動し、地上に水と砂が噴出してきます。これが｢液状化現象｣です。そして地盤沈下が起こります。
液状化現象により地盤沈下が発生すると地盤の建物を支える力が失われ、重いものは沈下し、軽いもの（マンホールなど）は浮力で浮き上がります。やがて水が抜け去ると、砂は締めかたまり、もとの状態かもう少ししまった状態になって支持力を回復します。
それならもう液状化現象は起きないのでは？と考えたいところですが、過去のデータによれば残念ながら再発することが多いようです。
地盤が液状化すると、地耐力の低下、地盤の沈下、噴砂、局部的な陥没などが起こります。
その結果、建物の傾斜や次のような局部破壊などを生じます。
東日本大震災では建物本体の被害は少なかったようですが、建物の傾斜、全体沈下などの被害や敷地内の噴砂・傾斜などの被害が報告されています。
また、床面の傾斜は住む人の健康にも害を及ぼします。
三半規管への影響により、原因不明の頭痛、めまい、吐き気が起きるなどが報告されており、注意が必要です。
起きている時よりベットなどで横になっている時の方が感じやすく、その場合は水平を保って就寝するなどの対処が必要です。
＜傾斜の感じ方＞
傾斜 0.1/100 角度 0.06° ・・・違和感はありません
傾斜 0.3/100 角度 0.17° ・・・違和感を感じます
傾斜 0.6/100 角度 0.34° ・・・傾いていることを認識します
傾斜 1/100 角度 0.57° ・・・傾いていることを認識し苦痛を感じます
傾斜 1.5/100 角度 0.86° ・・・気分が悪くなるなど、健康に被害が起きます
平成25年9月4日一般社団法人日本建築構造技術者協会 関東甲信越支部JSCA・千葉 代表 園部 隆夫 ｢液状化被害の補修例と発生している諸問題｣より
液状化現象は地下水位の高い砂地で発生します。
地形的な要因による液状化の可能性については下記参照。
出展：国土交通省北陸地方整備局HP「北陸の液状化しやすさマップ」より
建築地付近について防災上の観点から注意すべき点については、国土地理院が作成した「重ねるハザードマップ」や、国立研究開発法人防災科学技術研究所の「地盤ハザードステーション（J-SHIS）」などを見てみると参考になります。
〇国土地理院 応用地理部 地理情報処理課 重ねるハザードマップ
https://disaportal.gsi.go.jp/index.html
〇国立研究開発法人防災科学技術研究所の「地盤ハザードステーション（J-SHIS）」
https://www.j-shis.bosai.go.jp/
〇国土交通省北陸地方整備局HP「北陸の液状化しやすさマップ」（※福井県のマップはありませんでした）
石川県版https://www.hrr.mlit.go.jp/ekijoka/ishikawa/ishikawa.html
富山県版https://www.hrr.mlit.go.jp/ekijoka/toyama/toyama.html
また、地域の不動産業者や地盤調査会社は地域ごとのおおよその地盤の傾向を把握しています。
土地購入前に、建築地の地盤情報について、あらかじめ情報収集しておくと良いでしょう。
2000年に改正された建築基準法により、現在は新築住宅を建築する際には建築地の地耐力（地盤が住宅の重さを支える力）を調べることになっています。
地耐力の調査方法としては①ボーリング調査のほか、戸建て木造住宅の地盤調査でよく実施される②スクリューウェイトサウンディング試験（以下、SS試験）という簡易な調査方法があります。この簡易な調査方式であるSS試験であっても、地耐力と同時に土質や地下水位を測定することは可能です（調査料の追加料金が必要な調査会社がある）。
地盤調査をした結果、土地が軟弱で地耐力が不足している場合は地盤改良工事が必要です。
地盤改良の工法にはいくつか方法があり、その土地の支持層の深さや土質に応じて工事を選定して進めていくことになります。
＜地盤改良工法の例＞
表層改良工事は、地表から1ｍ～1.5ｍ程度の土を掘り返し、セメント系の固化材を混ぜ合わせることで地盤を強化する方法です。
強固な地盤が浅い層にある時におこなわれる工法で、他の工法と比べて比較的安く抑えられます。
柱状改良工事は、軟弱な地盤が1.5以上～8.0ｍほど及ぶ場合に用いられ、地盤に直径60cmほどの柱状体をセメント系固化材などを用いて杭とする方法です。支持層の強度と柱状杭の周面に作用する摩擦力で建物を支える仕組みで、支持層までは杭を作りません。
一般的な柱状改良工事がセメント系固化材を使うことに対し、柱状体を砕石を用いる工法です。砕石は転圧しながら地盤に砕石を食い込ませていき支持力を高めます。砕石と砕石の間の隙間が液状化現象発生時に水圧を逃がす効果があり、液状化現象を軽減させる効果があるとされています。
鋼管杭工法は、軟弱な地盤が厚く、強固な支持層が深い場合に、杭状の鋼管を打ち込んで地盤を強化する方法です。柱状改良工法では難しい地中30cm程度までの支持層まで工事が可能です。支持層まで他の工法と比べても改良後の地盤はもっとも強くなるため、重量鉄骨造など重い住宅にも適しています。工事費用は最も高価になりますが、地耐力、液状化による住宅の沈下予防対策、共に最も有効な方法です。ただし、埋立地のように支持層が深い場合は杭の長さが何十メートルとなるので経済性の面から採用することは難しいケースもあります。
地盤改良工法だけでなく、建築物本体の被害の軽減を図るために次のような工法があります。
・建築物全体をバランスのよい形状とする。
建築物全体を四角形など単純にし、内部には壁をバランスよく配置する。
凹凸の多い建築物は、地震に対し弱くなります。また、荷重が偏っていると不同沈下の原因となります。
・基礎の立ち上がりを一体化するよう布状に配置する。
建築物の外周及び間仕切壁などの下部に、全体が連続して一体化するよう、基礎を配置することが必要です。 べた基礎とすることも液状化後の傾斜や沈下を補修しやすくする上で有効な方法ですが、基礎そのものの自重が大きくなるので、その採用には十分な配慮が必要です。
・基礎下の水処理を行う。
基礎底面及び基礎の周りは、透水性のよい材料で十分突き固め、水の通りをよくしておきます。なお基礎下の砕石の敷き込みをより厚くすることで液状化現象に対して一定の効果が期待できます。
・屋根などの重量を軽くする。
建物荷重を軽くするために屋根瓦ではなく金属版を採用します。それでも液状化現象が発生した場合は、不同沈下してしまうことがあります。
・アンダーピンニング工法
既存建物を反力として、油圧ジャッキで鋼管を支持層まで押込む。その鋼管杭を利用して不同沈下を起こした建物傾斜の修正を行う人力施工なので、掘削スペースがあれば施工可能。打ち込んだ杭をそのまま支持杭にするので再沈下の危険が少ない。杭のつなぎ目が溶接とボルトジョイントがある。
・耐圧板工法（耐圧盤工法）
基礎下を掘削し耐圧板を設置してその上にジャッキをかけて不同沈下を起こした建物傾斜の修正を行う。支持層が浅い場合や、地盤沈下が終息している場合に適している。ベタ基礎の場合、基礎中央部は地盤を掘削し施工する。布基礎の場合は、床下から施工をする比較的浅い（基礎下端から1m程度まで）所に支持層が有る場合に有効。支持層が確認できれば再沈下の心配はない。短所としては、将来的に沈下の危険性がある地盤での施工は再沈下の恐れがある
・薬液注入工法
床下から施工をするので生活にほとんど支障が無く工事が可能。部分沈下の修正に最適。また、液状化した地盤の上層は、一部改善できます。
・土台上げ工法
基礎をはつり、鉄板を差込みジャッキをかけて土台から上部だけで不同沈下を起こした建物傾斜の修正を行うレベル修正の工法のひとつ。基礎より上部のみを修正する。短所としては、将来的に沈下の危険性がある地盤での施工は再沈下の恐れがある。
出典：構造物修復工法研究会HPより
今回は、液状化現象のしくみやその対策工事についてご紹介しました。いかがだったでしょうか。
地盤沈下が発生すると、建築物の傾斜、ひび割れなどの直接的な被害だけでなく、地面と住宅に高低差ができてしまったり、配管が寸断されてライフラインがストップしてしまうなど、日常生活の復旧が長引くような影響が考えられます。
液状化しやすい土地があることは確かなので、家を建てる前にまずはしっかりと情報収集し、建てる前の地盤調査で地盤の状態をしっかり確認しましょう。
また、軟弱地盤であるうえ、地下水位が高い砂地であることが確認できたら、鋼管杭工法や砕石を使った柱状改良工法を選定するなど、工法にも注意しましょう。
また、地震が原因で起きる損害は瑕疵保険、地盤保証、火災保険いずれも免責になります。
せめて地震保険を付保するなどをして万が一の対策も万全にしましょう。
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