住宅などの建築物を建てる際、建物の直下に軟らかい地層がある場合、建物の加重に地盤が耐えられず、建物が沈んだり建物への損傷が発生したりする危険性があります。

そのような事態を避けるために、建設前に地質調査を行うことで、事前に建物の重みに耐えられる支持層を見つけておくことができます。

この記事では、注意すべき地盤、ボーリング調査・スウェーデン式サウンディング試験（SWS試）などの地盤調査の内容とそれぞれのメリット・デメリットを説明しています。そして、地盤の特性に対応できる地盤改良方法について解説しています。

地盤調査は必要？地盤調査の概要

地質調査にはいくつか種類がありますが、一般的には、ボーリング調査やスクリューウエイト式貫入試験(SWS試験)が採用されています。
これらによる地盤調査の結果とともに建物のプランと合わせて最適な基礎部の構造が決定されます。

地盤調査とは

地盤調査とは、建物の建築前に地盤の状態を確認するためのものです。
地盤調査なしで地盤が軟弱な土地に建物を建てると、敷地の地盤沈下や建物の傾斜などの危険性が高くなります。

その危険を避けて、安全性の高い建物を建てるために建物の加重や地震などの影響に耐える力（構造耐力）を工事前に計算する「構造計算」が実施されます。
この構造計算を行うためには、地盤の状況を確認する地盤調査が必要です。

建て替えの場合でも地盤調査は必要になります。
その理由は、建て替えの場合でも、敷地全体の地盤状態が必ずしもよいとは限らず、建てる場所によっては地盤の強度も異なるからです。地盤調査なしの場合、後戻りできない事態になるリスクがあるためです。

地盤調査の結果によって軟弱な地盤だと判定された場合には、必要に応じて、地盤改良工事が実施されます。

地盤調査の種類

ボーリング調査

ボーリング調査とは、小規模から大規模建物・駐車場・道路・法面・擁壁などの設計・施工に必要な地盤調査で実施され、液状化判定にも用いられています。
また、通常、ボーリング調査は主に中規模から大規模な構造物を建設する際に実施されています。

この調査は、地盤の支持力を判定する際に必要なN値や、軟弱層か支持層までの深度などの地層構成、砂質土や粘土といった土質、地下水位などが調査でき、室内土質試験用のサンプリング（土の採集）が可能な調査です。

標準貫入試験はボーリング調査のなかでも代表的な手法です。63.5kgのおもりを高さ76cmから自由落下させ、ボーリング孔先端に取り付けた標準貫入試験用サンプラーが30cm貫入するまでの回数を測定します。
標準貫入試験は、軟弱な地盤から固い地盤まで広範囲に対応でき、地盤の強度を表すN値をはじめとして地下水位なども確認できます。

ボーリング調査では地盤を掘削して孔を開ける際の打撃数は50回と定められており、それによって貫入した深さを基準にして「N値」の測定が可能で、構造物を作る際の大切な指標となります。
良質な支持層と判定できるN値は、砂質土で30以上、粘性土で20以上です。

土質試験は、掘削時に採取した土のサンプルの分析により、地質の性質や状態を調べることもできます。例としては、土に含まれる空気や水分量などの割合を算出し、液状化判定や今後の沈下量の予測を行います。

しっかりした基礎や柱、鉄骨を組み建てて作られた建物であったとしても、構造物を支える地盤が弱ければ地盤沈下を起こしたり、建物全体が傾いたりする可能性がでてきます。
そして、さまざまな構造物を建設する場合に、その地中の地盤が強固なのか弱いのかは、見るだけでは判断できません。

そのため、ボーリング調査によって土の性質を調べると共に一定の物理的な力を加えて強度を分析する必要があります。
ボーリング調査によって建設候補地の地盤が弱いことが判明した際には、しっかりした地盤改良や、ほかの建設候補地を調査するなど妥当な対策を講じることができます。

このように、構造物の建設にあたっては、安全な敷地を選ぶためにもボーリング調査は必須の工程のひとつとなります。

ボーリング調査（標準貫入試験）のメリット・デメリット

ボーリング調査（標準貫入試験）のメリット・デメリットの要約は次の通りです。

メリット	デメリット
精度が高い。 小規模から大規模まで広範囲の建築物に対応可能。 標準貫入試験、液状化判定、土質試験用サンプリングなどが実施可能。	やぐら作り、各種必要な工程があるのため長い工期。 重機を使用して各種調査をするため費用が高額。

 

スクリューウエイト貫入試験

戸建住宅の地盤調査方法としてもっとも普及しているのが、SWS試験（スクリューウエイト貫入試験）です。
スウェーデン式サウンディング試験の試験名称がスクリューウエイト貫入試験にJISが2020年10月26日付で変更となりました。
建築業界では、SWS試験やSS試験と称しています。

一般的な、住宅向けの地盤調査方法で、算定式とN値の推定式が提案されています。土試料の採集がない比較的簡単な調査方法で、調査期間も短いこともあり、安価な費用で試験を実施できます。

ＳＷＳ試験は地盤にロッド（鉄の棒）を垂直に貫入し、その沈む状態により地盤の締まり具合や硬度を調査します。
ロッドの抵抗が比較的少なく沈む場合は地盤が弱い、抵抗が大きく沈みにくい場合は地盤が固いと判定します。

建築物の場合、一般的には5側点（建物部分の四隅と中央部）を調査します。しかしながら、建物規模や建物形状などにより、測点数を調整する場合がでてきます。
ＳＷＳ試験の適応範囲は敷地表面から地下10.0ｍ程度です。軟弱な粘性土であれば地下20.0ｍ以上の深度でもロッドを貫入させることは可能です。

しかし、この試験では調査深度が深くなるに伴い、ロッドにかかる摩擦力が増加して、試験データが過大な値となってしまいます。
この試験では摩擦の補正による調整を実施しません。そのため、10.0mを超える調査データはこの摩擦力により精度が低くなってしまいます。

深度10m以上の地盤調査やN値12以上の硬い地盤、瓦礫を混入する地盤などでは他の地盤調査方法を検討してください。

SWS試験のメリット・デメリット

SWS試験のメリット・デメリットの要約は次の通りです。

メリット	デメリット
調査期間が短い。 （戸建住宅は、5測点で調査、半日程度で完了） 費用がリーズナブル。（数万円から） 狭い敷地での調査も可能。 敷地全体の地盤を確認可能。 （複数測点を調査）	簡易調査のため、低い精度。 調査技術者や調査機によって結果に個人差が発生。 土のサンプリングの調査は不可。

 

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？

スクリューウエイト貫入試験(SWS試験)は、手軽に行え、価格が安いことが最大のメリットですが、簡易的な調査のため構造設計上の制約があります（設計地耐力120kN/m²の上限）。
そのため、いくら地盤が良くても、これ以上の設計地耐力の大きな建物の設計はできません。

スクリューウエイト貫入試験では土質が概略しか分かりません。
そのため、地盤改良において、基礎を柱状改良したい場合、腐植土があると固まりにくく固形剤の種類や量を変える必要がありますが、その判断がまったくできません。

スクリューウエイト貫入試験は比較的浅い深度でしか調査ができません。
また硬い支持層までの貫入が困難です。そのため、層厚が薄い固い地盤層の下に軟弱地盤が続いている場合を認識できず、沈下の原因のリスクがあります。

主要な両地盤調査の違いを次に示しています。

液状化判定が可能

平常時は強固な地盤であっても、地震などが発生した際に、地下水位が上昇し地盤が液体のように軟弱化してしまうと、建物を支持できなくなることがあります。
このような現象を液状化といいます。

ボーリング調査は、地下水位を調べることにより、今後、液状化が発生する可能性があるか否かを判定できます。
一方、SWS試験（スクリューウエイト貫入試験）では地盤の固さを調べるだけで土のサンプル採取をしないため、液状化判定はできません。

中規模～大規模の建造物では、地下深く所定の位置まで基礎を貫通する必要があるために液状化判定は不可欠で、そのような現場においてはボーリング調査が採用されています。

固い地盤も調査可能

地盤を掘り進めるなかで、土や砂、砂利などからなる層の地盤はSWS試験でも対応できますが、大きな岩や固い岩盤がある場合、その場所からの掘削が継続できません。

一方、ボーリング調査ではSWS試験よりも大規模な機械や設備を使用するため、固い岩などが多く含まれる地盤であっても継続して掘削ができます。
地盤の性質や種類に関係なく、あらゆる現場に適用できるのがボーリング調査の利点です。

深度10m以上の調査も可能

SWS試験の場合は深さ10mまでの地盤調査に対応できますが、それ以上の深さの掘削を実施すると大きな摩擦抵抗が発生して調査の信頼性が低下します。
一方、ボーリング調査の場合は摩擦による影響がほとんどありません。
そのため、深さ10m以上でも確実な地質調査が可能であり、特に大規模な建物を建築する場合にはボーリング調査が適しています。

主要な地盤調査であるボーリング調査とSWS試験の比較を次表に示しています。

調査方法	ボーリング調査	SWS式試験
対象建築物	大・中・小規模	小規模
精度	高精度	それだけでは精度が低い
費用※	十数万円から	数万円から
期間	深度、調査カ所数による	戸建の場合、半日程度
サンプリング	可能	不可

※費用は深度、調査個所数、搬入条件などで変動します。

地盤調査の結果に問題？実施すべき地盤改良の種類

表層改良工法

表層改良工法とは、強固な地盤の支持層が比較的浅い層にあり、軟弱地盤の深さが2m以内の場合に行われます。2mほど土を掘り、セメント系の固化材を現地の土と混ぜて、重機で締固めローラーでならして、建物下部全体を面状に直接締め固める方法です。

施工者の能力・技術によって仕上がりが左右されるので、この工法は軟弱な層が深い場合に対応できません。そのため、深い軟弱な層がある場合には、小口径鋼管工法や柱状改良工法が適しています。

掘削する地盤の深さによっても費用は異なりますが、床面積（1階部分の建築面積）が30坪程度の表層改良であれば、費用はおおよそ100万円〜150万円程度です。

柱状改良工法

柱状改良工法とは、直径60cm程度のコンクリート柱を碁盤の目の様に地中の支持層に打ち込んで地盤を強化する方法です。
軟弱な地盤が2〜8mほど続き、表層改良では対応できない場合に採用されます。

直径60cm程ビットの先端からスラリーを吐出し、現地盤の土と混ぜて撹拌させた柱状の改良体を築造して建物を支える工法です。
床面積が30坪程度の柱状改良の場合、おおよそ100万円〜150万円程度の工事費費用となります。

小口径鋼管工法

小口径鋼管工法は直径100~150mm程度鋼管を支持層まで回転貫入させ建物を支える工法です。
鋼管の先端に軸径の2~3倍程度の円形版の羽根を取り付けより支持力を得られるように工夫された工法が主流となっています。
地中30mまで地盤補強が可能なため、軟弱な層が深い地盤の場合でも対応できます。しかし、支持層がない土地では施工はできません。

工事にそんなに時間を要しないため、工事の期間を短くしたい場合にも採用されることがあります。
鋼管の長さ・本数によっても費用は変わりますが、床面積が30坪程度の鋼管杭工事の場合、おおよそ120万円〜200万円程度の費用です。

信頼のおける地盤調査や地盤改良工法についての情報詳細はこちら

まとめ

住宅を建てる前に必要となる工事のひとつが、地盤改良工事で、近年は工法の種類も増えてきています。
土地の状態によってはより適切な工法が採用できたり、工事自体が不要となったりする場合もあります。

事前に工務店や地盤改良業者など専門家とよく相談して、それぞれの工法を比較した上で、土地等の条件に最適な工法を選択することが大切です。