地盤調査がなぜ必要なのか、その理由を知っていますか？

建物のすぐ下に軟らかい地層(軟弱地盤)がある場合、建物の重みに地盤が 持ちこたえられず、建物が沈んだり歪みが生じたりします。そのような事態を避けるために、建設前にボーリング調査などの地質調査を行うことで、建物の重みに耐えられる地盤（支持層）を確かめておくことができます。

構造物を作る前の地盤調査の結果、軟弱な地盤と判断されたケースでは、その内容に応じて地盤改良工事を行う必要があります。
今回は地盤調査の内容や調査方法、軟弱な地盤に必要となる地盤改良について解説しています。

地盤調査と地盤調査の方法

地盤調査は費用は規模にもよりますがそれなりにかかるため、できるなら避けたいものです。地盤調査はそれぞれの地盤強度に最適な基礎や建物の構造を決めるために必要なものといえます。

建て替えの場合でも地盤調査は実施するのが普通です。なぜなら、敷地内の建てる場所によって地盤の強度は異なり、敷地内すべての地盤の状態が必ずしもよいとは限らないからです。
地盤調査は、構造物の建築前に地盤の状態を確認するために必要なものです。地盤調査なしで地盤が軟弱な場所に構造物を建てると、地盤沈下や家が傾くなどのリスクが発生しやすくなります。

その危険性を避けて安全性のある建物を建てるために、地盤調査の結果に対応した最適な建物の構造を決めた後に、建物の全体プランができあがる工程で行われます。
地盤の支持力度を確認することは大切なことです。

地盤調査をしない場合は、取り返しのつかない事態になるリスクがあります。また、地盤が軟弱だと判断された場合には、その内容に対応した地盤改良工事が必要になります。

地盤調査の方法

地盤調査で一般的に採用されるのは、スクリューウエイト貫入試験（SWS試試験）やボーリング調査です。

ボーリング調査は中規模から大規模な建築物を対象に、スクリューウエイト貫入試験（SWS試試験）は、一般的に小規模の構造物の場合に用いられることが多い調査方法です。

スクリューウエイト貫入試験

先端がキリ状のスクリューポイントを取り付けたロッドに加重をかけながら回転させて、回転数やおもりの重量を基準にして地盤の強度を確認していきます。
この試験では、建物の四隅と中央部の5箇所を調査することが一般的です。
表層部に瓦礫などの地中障害物が存在するような地盤では、地盤調査の目的を達成できなかったり、 瓦礫を無理やり貫通させた場合などでは、正確性が問題になる場合もあります。

そのため、小規模の構造物の場合でも、地盤の状況に応じてボーリング調査を行うケースもあります。
ほかの調査方法と比較すると、安い工事費用なのが利点です。

ボーリング調査

ボーリング調査は地面に孔を掘り進みながら地盤の性質（強さ）を調べる調査方法で、一般的には、地盤の強さを調べるために1m掘り進む毎に標準貫入試験を行います。

標準貫入試験は堀進められた孔の底で、質量63.5kgのハンマーを76cmの高さから自由落下させて、 サンプラーを30cm貫入させるのに要した打撃回数を測定します。この打撃回数をN値として記録します。

一般的には、マンションや高層建築物などのような中～大規模の建物の場合にボーリング調査が実施されます。

ボーリング調査とスクリューウエイト貫入試験の違いは？

ボーリング調査とスクリューウエイト貫入試験（SWS試験）の技術的には、次のような違いがあります。

液状化判定

SWS試験では土のサンプルを採取することがないため、精度の良い「液状化判定」ができません。建設を予定している建物の確認申請に液状化判定が要求されるケースや液状化による建物への影響を事前に把握するケースでは、ボーリング調査と室内土質試験が必要になります。

過去の液状化の発生事例から次のようなことがいえます。
「緩い砂地盤」は、海岸や河口付近、埋立地などで多くみられるものです。
地盤の硬さを表すN値が20以下で、土の粒子の大きさが0.03mm～0.5mmの地盤です。
「地下水の位置」は、地下水位が地表面から10m以内にあって、地下水位が浅いほど液状化が起きる傾向にあります。
地震の揺れが長く続くほど液状化による被害が大きくなる傾向にあります。

SWS試験では、大きな岩石などの障害物があると、それ以上の深さで掘貫入できなくなります。また、N値15程度以上の地盤では 貫入が困難になると同時に測定精度も低下する傾向にあります。
一方、ボーリング調査は、地盤の種類による制約がほとんどなく、掘削中に大きな岩石などがある場合でも削りながら実施できます。

調査深度の違い

SWS試験での調査可能な最大深度は10mです。
これは、SWS試験が単管式で地面をこじ開けて掘削するために、地盤と地中のロッドとの間に大きな摩擦が発生して、10m以上の深い深度での調査は信頼性が低くなるからです。
一方、ボーリング調査では地盤とロッドとの間に掘削により空間が確保されているため、ロッドと地盤の摩擦が小さいので、深度60m以上の調査も可能になります。

調査費用の違い

費用の面ではSWS試験の方がかなり安くなります。
費用は地層の種類によっても影響を受けるため、例外もありますが、同じ深度での調査を想定した場合、SWS試験の費用はボーリング調査の約4分の1程度で済みます。

地盤調査にかかる時間

SWS試験は、一つの現場で5箇所がワンセットで実施される場合が多く、早ければすべての作業が半日から1日程度の短期間で完了します。
一方、ボーリング調査は、1日10m程度ですが、地盤の固さや現場の条件によって、可能な調査深度は変わります。調査深度や本数に応じて調査期間が異なり、数日～数週間の調査期間が必要になる場合があります。

地盤調査の結果で実施する小規模建築物向けの地盤改良の種類

地盤調査の結果、地盤に問題がある場合には、地盤改良が必要になります。主な地盤改良のやり方は3種類あり、それぞれに特徴が異なります。

地盤改良の種類の概要については次の通りです。

表層改良工法

表層改良工法は、現地の土とセメント系固化材を混ぜた後に締め固める工法です。この工法は、地盤が強固な支持層が浅い層にある場合に実施されます。現地の土とセメント系固化材を混ぜた後に締め固める工法です。

安価ですが、この工法では軟弱層が深い場合に対応できないため、その場合には、柱状改良工法や小口径鋼管工法が採用されます。

柱状改良工法

柱状改良工法は、円柱状の改良体を築造する工法です。改良体は建物の基礎の下に築造します。戸建て住宅が建つ敷地の条件では施工機の性能から深さ8m程度まで施工できます。

直径60cm程度のビットを用いて、先端からセメント系固化材と水を混Vぜたスラリーを注入しながら現地の土と混ぜて撹拌して改良体を築造します。

小口径鋼管工法

小口径鋼管工法とは、柱状改良のセメント状の柱ではなく鋼管で地盤を補強する方法です。同じ条件の場所では、小口径鋼管工の場合の費用は柱状改良とほぼ同じぐらいです。

ただし、一般的には深さ8m以上の地盤補強工事が可能なため、軟弱な層が厚い場合に採用される工法で、深さ30mを超えても施工可能な工法もあります。
回転力を利用して地盤に貫入するので、騒音・振動が極めて少なく、また、通常の地盤での施工では発生残土がありません。
小口径鋼管は、狭小地でも工事が可能で工事にそれほど時間がかからないため、工事の期間を短縮する際にも実施されることがあります。

まとめ

しっかりした構造の建築物を建てても、地盤が軟弱な場合には地盤沈下のリスクがあり、場合によっては生活できなくなります。
安心して長く住み続けるためには、地盤調査とその結果に応じた地盤改良工事が重要です。

また、地盤調査の結果によって、どの工法が適しているかどうかは、建物のプランや構造と組み合わせて考える必要があります。
地盤沈下のリスクを避けるためには、信頼性のある工務店・ハウスメーカーや地盤業者などの専門家に相談することが必須となります。
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