戸建て住宅の地盤

液状化現象ってどんな現象？

液状化現象とは、地下水を含んだ砂地盤が、地震の振動によって液体状態になることを言います。
液状化のメカニズムは
(1)地震前の砂
　地震前の砂粒は、細かく見るとあるところではくっついたり、あるところは離れたりして、不規則な　隙間があるような状態です。その隙間を水が埋めています。
(2)地震時の砂
　一旦地震により、ゆすられるとくっついた砂粒がバラバラに離れ、水の中で自由に動くようになり　ます。この状況が液体状態です。
(3)地震後の砂
　地震が収まると、自由に動いていた砂粒は、下へ下へと沈んでゆき、上には水がたまった状態と　なります。

　　　　　　　(1)地震前の砂　 (2)地震時の砂　　　　　　　　　(3)地震後の砂

液状化のメカニズム(日本建築学会「小規模建築物基礎設計指針」より)

また、砂が液体状態になることによって、重たい建物や構造物が沈み込んだり、傾いたりします。中が空洞で軽いマンホールや下水管、ガス管は浮き上がります。発生しやすい場所としては、海に近い河川の河口付近や埋立地、港湾地域等が挙げられます。
液状化する地盤は決まっています。まず、砂浜にあるような粒のそろった「細かい砂」からなる地盤です。そして、地下水が高いことが条件となります。砂があっても、地下水がなければ心配ありません。
現在では、費用は掛かりますが、事前対策や事後対策補修ができます。
3月の東北沖太平洋地震では、震源から遠く離れた千葉県の浦安市(東京ディズニーランド駐車場等)でも液状化現象が発生し、建物は傾き、ライフラインに大きな影響を与えました。

どうして家が傾くの？

家の傾きは地盤の沈下によって発生します。特に敷地内で沈下の大きさに違いがある場合(不同沈下)に家が傾いてしまいます。原因となるのは大きく二つの地盤です。
　(1)非常にやわらかい粘土でできた地盤
　(2)埋戻しや盛土
下の図の(a)と(b)が、(1)やわらかい粘土できた地盤の沈下例です。やわらかい粘土の厚さが違う場合(a)や建物階数の違いなどにより重さが異なる場合(b)などが考えられます。
対して(c)や(d)が、(2)埋戻しや盛土の沈下例です。盛土が厚く擁壁が高い場合に擁壁の倒れによって沈下が発生する場合(c)や敷地の半分が盛土であり半分が固い地盤の場合(d)などが考えられます。また、盛土の締固めが不十分で緩い場合にも発生します。

不同沈下の原因例(日本建築学会「小規模建築物基礎設計指針」より)

現在、家の傾きは水平修復工事等で修復できますが、まずは、良い地盤に家を建てることが大切です。家を建てる場合は、私ども専門家にご相談ください。

宅地の地盤調査ってどんなことするの？

一般的には次の3種類の調査があります。
1)スウェーデン式サウンディング試験
現在、宅地調査に最も用いられる調査で、先端にスクリューのついた鉄の棒を重りと回転により押し込んで行く調査です。回転数により地盤の強さを判定します。
ボーリング調査と比較して、機械器具も小規模であり、調査時間も数時間～半日と短く、お手軽な調査といえます。
ただし、硬い地層や石に当たって止まってしまうため、その下の調査ができないのが欠点です。非常にやわらかい粘土の地盤やゆるい砂の地盤では、ボーリング調査等が必要となる場合があります。

2)ボーリング調査(標準貫入試験)
機械器具を用いて地盤に穴をあけ地層を調べる調査です。機械の搬入、足場の組立等を伴うことから、調査期間は1日～数日かかります。
特徴としては、「土が採取できる」「深い調査が可能」「各種試験が可能(地盤の強度、地下水等)」等が挙げられます。
やや規模の大きな家屋の場合や厚い粘土の沈下の問題、地震時の液状化の問題などでは、ボーリング調査を用いることが多いです。

3)表面波探査
地盤の表面で人工的に地震波(振動)を発生させ、その伝わりの速さを測定する調査です。伝わりの速さから、地盤の強さを判定します。調査時間は短く数時間程度で完了します。最大探査深度は20m程度とされていますが、深くなるほど調査精度は低下します。
直接的に地盤強度を測定しないことから、スウェーデン式サウンディングと併用されることも多いです。

どんな所に家を建てたら安心？

家を建てる場合、まず重要なことは、どこに建てるかということです。利便性や土地の価値、確保できる敷地、様々な条件を考慮して選定されることと思いますが、まず地形を考えて、硬くて安全な土地を選んでいただきたい。それは地形に現れます。
一般的なことになりますが、地形で考える安全な宅地についてお答えします。
ここでは、山から海にかけて模式図に示す12種類に地形を区分しました。

地形模式図(日本建築学会「小規模建築物基礎設計指針」より)

A.山地・丘陵　　　○
山地とは標高500m以上の比較的険しい山間部であり、丘陵はそれより低くなだらかな地形です。硬くて安定した岩盤が比較的浅く分布していることから、宅地としては良好な地盤です。ただし、山際は要注意です。

B.崖錐(ガイスイ)　△
崖錐とは、丘陵や山地の山裾に斜面や崖から崩れ落ちた岩塊や土砂がたまってできた地形です。未固結で締まりが悪く緩い土砂で構成される場合があり、あまり良好な地盤とは言えません。ここも山際は要注意です。

C.段丘(台地)　　　○
砂利を主体とする比較的安定した地盤であり、段々の平坦面を形成しており宅地化されやすい所です。宅地としては良好な地盤です。

D.扇状地　　　　　○
山地から平坦地に広がる出口付近の地形です。砂や砂利で作られた地盤で比較的良好な地盤が多いようです。

E.自然堤防　　　　△
川が運んできた砂や砂利によって作られた帯状の高台です。砂や砂利からなることから、比較的良好な地盤の場合が多いようです。ただし、地震時の液状化に注意が必要です。

F.後背湿地　　　　×
自然堤防の背後にできた低平地です。粘土地盤であり地盤沈下を発生させる可能性の高く宅地には不向きです。

G.谷底低地・おぼれ谷　×
谷底低地は、山地丘陵地の谷部に川が運んできた粘土や砂がたまって、平坦となった地形です。またおぼれ谷は、小さな川の出口が大きな川の堆積物でふさがれた地形です。どちらも軟らかい粘土がある地盤で宅地には不向きです。

H.旧河道　　　　　×
昔の川が埋められた地形です。地盤沈下や液状化の恐れが強いことから宅地には不向きです。

I.三角州　　　　　×
川が運んできた粘土や砂が河口付近に堆積し、上流に頂点をもつ三角形の低く平らな地形です。地盤沈下や液状化の恐れが強いことから宅地には不向きです。

J.海岸砂州・砂丘　△
砂州は海流により海岸に沿ってできた微高地であり、砂丘は風が砂を吹き寄せてできた丘です。どちらも砂の地盤であり、地盤沈下に対しては安心ですが、地震時の液状化に注意が必要です。

K.堤間湿地　　　　×
浜堤と浜堤の間にできた湿地帯です。水を多く含んだ粘土や腐った植物からなる非常に軟弱な地盤であり、宅地には不向きです。

L.潟湖跡(干潟・干拓地)　×
砂州や砂丘の背後の湿地帯です。軟弱な地盤である可能性が高く、宅地には不向きです。

建て替えでも調査は必要？

必要です。現在では、国土交通省の「建築基準法」に定めにより、工務店が建物の保証をする必要があります。建物に不備があった場合は、補修費等を工務店が支払うこととなるのです。そのため、補修費等を肩代わりする工務店向けの保険が存在します。
しかし、保険をかけるには、保険会社が指示する基礎工事を行う必要があり、この基礎形状を決定するために調査が必要となります。