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地盤調査って何?地盤改良はどんなときに必要?

地震に強い家というのは、建物だけで決まるわけではありません。どこに建てるのか、その土地の地盤も大きく影響してきます。
建物の性能を充分に発揮するための地震に強い土地を見つけるためのポイントや、地盤を強くするための地盤改良工事についてご紹介します。

地震に強い土地・弱い土地とは?

地震に強い土地ってどんな土地だと思いますか?実は一概には言えません。
ただ「地盤が固いかどうか」と「液状化しやすいかどうか」が重要なポイントになります。

地盤が強い土地とは?

地震に強い土地(=地盤)とは、岩盤もしくは砂礫(されき)、砂、粘土がバランス良く一様に分布する地盤により構成されているものが強いとされています。
地盤が強いと、地盤改良工事で杭などを打つ必要もなくそのまま基礎工事に進めることができ、地盤改良工事にかかる費用が無くて済むなどのメリットがあります。

地盤が弱い土地とは?

地震に弱い土地(=地盤)とは、粘性土や水を多く含んだ土、また緩く堆積した砂などでできている土地のことです。
もし、この土地で何も対策せずに家を建ててしまうと、不同沈下が起き、家が傾いてしまうリスクがあります。
一般的に、地表付近の地盤が軟弱な場所では、固い地盤の場所に比べて地震の揺れが大きくなると言われています。

液状化現象とは?

液状化とは、通常土粒子同士が強く結束して安定状態となっているものが、地震等の影響により、地面が強く揺らされる事で、土粒子が離れ、土の間に含まれる間隙水の水圧が上昇し、水の中で土粒子が自由に動く液体状態になります。地震後土粒子は下に沈み、上には水がたまった状態になることを言います。
液状化現象とは

液状化しやすい土地とは?

液状化は間隙が大きく緩く粒径のそろった柔らかい砂地盤で起きやすくなっています。特に、砂丘地帯や三角州、埋め立て地などで発生しやすいとされています。
また、地下水位が高いところも間隙が水で飽和されるため、液状化が起こりやすい状態にあると言えます。
これらを踏まえると、「地震に強い土地」かどうかは固い地盤でかつ、液状化のリスクの少ない土地といえるのではないでしょうか。

土地探しをするときの地盤が強い土地の見分け方

地盤が強い、弱いの見分け方はどうしたらいいのでしょうか。
候補地を選ぶにあたって、地震の強さの面で「土地探しをするときの注意点」をご紹介します。

静岡県地理情報システムを使ってみる

静岡県地理情報システム:https://www.gis.pref.shizuoka.jp

上記のシステムで震度分布や液状化のリスク、さらには津波災害や土砂災害などの地震以外のリスクも地図上で確認ができます。

静岡県地理情報システム

地形から探してみる

軟弱地盤として取り扱われる地形は、後背湿地、三角州、旧河道(もともと川が流れていたところ)などといった地形です。
地形イメージ図

地盤が弱い土地に住むと危ないのか?

建替えの方で地盤が弱い土地にすでにお住まいの方や、地盤が不安な土地を購入される方でも下記に掲載の「地盤改良工事」をすればリスクを軽減できます。

地盤を調べる方法とは?

戸建て住宅の一般的な地盤調査は、先端がスクリュー状になった棒を回転貫入させて行うスクリューウェイト貫入試験(SWS試験)という方法で行います。より深い深度かつ地盤構成を調べる場合は標準貫入試験(ボーリング調査)を追加で行うのが一般的です。

スクリューウェイト貫入試験(SWS試験)とは?

スクリューウェイト貫入試験(SWS試験)とは
地下水位測定

地下水位測定

スクリューウェイト貫入試験とは、先端がスクリュー状になっている鉄の棒に最大100kgの荷重を加えながら、地面に貫入させ、25cm貫入毎にかける重さと回転数で地盤の強さを計測する調査方法です。
調査はは10m〜15m程度の深度まで計測可能です。

調査は基本的に建物の四隅+中心部の5ヶ所で行います。
作業スペースをあまりとらないため、調査対象が狭い土地の場合にも適しています。

ただし、地中で硬い石に当たることで、地盤と勘違いしてしまうことがあります。調査員の技量が試されるために結果が大きく変わってしまうデメリットもあります。
費用の相場は、5〜10万円前後です。

また、地盤の固さだけではなく、地下水位の深さを計測し、採取した土の粒度を調べ液状化の可能性・危険度を判定するDCY法も併せて調査するとより効果的です。(セキスイハイムでは必ず実施しています。)

標準貫入試験(ボーリング調査)とは?

標準貫入試験とは、質量63.5kgのドライブハンマを76㎝自由落下させることで、ボーリングロッド先端に取り付けた標準貫入試験用サンプラーを地盤に30㎝打ちこむのに要する打撃回数(N値)を求める試験です。

スクリューウェイト貫入試験よりも大きな貫入力を持ち、深度毎の土を採取する為、地盤の構成が分かります。

調査深度も10~50mまで可能なことから、鋼管杭等地盤改良の支持層確認に用いられます。

標準貫入試験は、コストが高く、作業スペースも大きくとることがデメリットです。

費用の相場は調査の深さにより変わりますが、20〜40万円前後です。

地盤調査はいつの段階でおこない、誰に頼めば良いの?

土地を購入する場合、地盤調査ができる時期は、土地の契約後になります。土地の掘削作業が必要な場合は、土地の所有権を得てからおこないます。売り主と交渉して事前に地盤調査をする方も稀にいます。
土地の上に建つ建物の大きさや重さによって必要強度も変わってくるため、ハウスメーカーや工務店を通じて調査をします。
地盤調査を依頼する場合、技術を持った専門家が調査してくれるかどうかに注意しましょう。
スクリュウーウェイト貫入試験は、以前スウェーデン式サウンディング試験という名前で呼ばれていました。サウンディング試験と名がつく通り、見えない土中の地盤の強さを確認する手掛かりに「スクリューが貫入する際の音」も判断基準の1つとしています。
また固い地盤に当たった際に、それが地盤の固さなのか、一部に存在する石に当たっただけなのかの判断も必要とされます。
このようなことも踏まえて、しっかりとした調査をしてくれる会社かどうかを見極めて依頼しましょう。

地盤が弱いとわかったときにする改良工事とは?

地盤改良工事とは?

地盤が軟弱であったり、バランスが悪く不同沈下の可能性が懸念される場合は、地盤改良工事を行います。

地盤改良工事には3つの方法があります

表層改良工法

表層改良工法

液状化に対する効果:◎

表層改良工法とは、地盤の弱い部分、表面から2m付近までの範囲をセメント系固化材を使用してかつ、基礎面積より広く施工する事で地盤への接圧を下げ、建物の健全性を保つ工法です。

メリット
地盤の弱い部分が浅い場合は費用も安くすみます。小さなものであれば地中に石やコンクリートが混ざっていても施工できる点が特徴です。

デメリット
地下水位が浅い場合は施工が難しくなります。また、掘削を伴う工事の為残土処理にお金がかかるケースがあります。建替えの場合はコンクリートの処分費用が発生します。

費用は、一般的な住宅ですと百万円弱~百数十万円程度です。

小口径鋼管杭工法

小口径鋼管杭工法

液状化に対する効果:◎

小口径鋼管杭工法とは、鋼管で地中の強固な支持層に杭を打ち込み、建物を支持する工法です。 支持層の深さが地中30m程度まで対応ができます。

メリット
液状化に最も強い工法となり、また既製品を使用するため材料品質が高いです。

デメリット
地中深くに支持層が必要となり、支持層深度によって費用が大幅に変動します。柱状改良工法よりも高価な施工方法となります。

費用は、杭の本数と鋼管杭の長さにより大きく異なりますが、数十万程度~数百万円程度です。

【よくある質問】鋼管杭と錆(さび)について

水分を含む土の中に鋼管杭を入れると、60年もするとさびてボロボロになったりしませんか?という質問をいただきます。
錆の原因は空気中の「酸素」に触れることによって「酸化鉄」となったものが錆の原因です。
土中に埋め込まれた鋼管杭は、空気と触れにくく、酸化がしにくいようです。展示場の解体などで、鋼管杭を引抜くこともありますが、見た目上の変化がわからないケースが多いです。
ただ、鋼管杭自体には、年間0.02mm酸化することを前提として支持力計算されて作られています。(50年で1mm)

柱状改良工法

柱状改良工法

液状化に対する効果:△

柱状改良工法とは、地中に直径60~80cmの範囲にて円形に掘削しながら、水と混ぜることでスラリー状(泥)となったセメントを注入し片目、改良体を造り建物を支える工法です。地盤の弱い部分が地表から2~8mの場合に用いられます。

メリット
鋼管杭工法よりも費用が安価となります。杭同士の摩擦力を利用して支えるため、弱い支持層でも施工できます。

デメリット
セメントの固化材と施工する地盤の土との相性があり、セメントの固まり方に差異が発生します。事前の配合試験を行わないと「固化不良」が発生する可能性があります。そのため土との相性が悪いと採用できない地盤があります。杭同士の摩擦力で沈下を防ぐので、液状化現象に弱い工法です。

【よくある質問】撤去費用について

コンクリートの柱を大量に地面に埋める工法とのことですが、建て替えの時にはどうするのですか?という質問をいただきます。
同じような建物の大きさ・形・重量で建て替える場合は、元の杭を使えるケースもあるかもしれません。
ただ、荷重がかかるポイントなどずれる可能性が高く、その場合には追加で柱状改良を行って杭を追加する場合もあります。
ただ、売却や建て替えの際に現状復帰をしようと思うとかなり費用が掛かるケースが多いようです。コンクリートを粉砕しながら粉砕したコンクリートを吸い上げるという作業をします。住宅展示場の建て替えで上記工事を行った結果数百万かかった例などもあるようです。

では、どの工法がいいのか?

柱状改良工法は小口径鋼管杭工法よりは費用が安く済むものの、液状化現象が起きた場合などは特に沈下のリスクが高くなります。撤去時に費用がかさむことに留意が必要です。(撤去ができない場合もあります)
セキスイハイムでは、柱状改良工法は基本的には採用しておりません。(鋼管杭の施工ができる範囲に支持層が確認できない場合、施工をお勧めする場合もあります)

建物を支える「基礎工事」も重要

地盤改良工事を終えると、基礎工事が始まります。基礎工事は地盤と建物をつなぐ重要な部分です。

基礎工事には2種類の工事があります

布基礎

布基礎
布基礎とは、地面に逆T字型にコンクリートを打ち込み、基礎にする方法です。

メリット
ベタ基礎より鉄筋コンクリートの量が少ないため費用が安く済みます。

デメリット
建物を線で支えるため、地盤への負荷が大きくなります。湿気が上がってくるため、換気計画がしっかりしていないと湿気がたまり、白アリの被害を受けやすくなります。

ベタ基礎

ベタ基礎
ベタ基礎とは、住宅の底面全体に鉄筋コンクリートを流しこみ、建物を面で支えます。

メリット
底面全体で建物を支えるので、地盤への負荷が小さくなります。液状化現象の際も、不同沈下の被害軽減が期待できます。地面全体をコンクリートで覆っているため、湿気やシロアリを防ぎやすくなっています。

デメリット
鉄筋の数を確認しないと脆くなる可能性と、コストが高くなる点です。

地震に強いのは、布基礎・ベタ基礎どちらが強いのか?

耐震性の優劣は、条件次第なので一概には言えません。
どのようなコンクリート・鉄筋などの材料を使っているのか、また施工精度や施工方法にも強度は左右されます。
このような観点も踏まえて、候補と考えている住宅会社に詳しく聞いてみましょう。

コンクリートの強度と品質管理も確認しよう!

コンクリートも実は強度の基準は様々あります。セキスイハイムでは24N/mm²を採用しています。
設計基準強度 18N/mm² 24N/mm² 30N/mm² 36N/mm²
計画供用期間 短期 標準 長期 超長期
30年程度 65〜100年程度 およそ100年程度 100年以上
※タップして横スライド
また、湿度や気温によってもコンクリートの品質は変化します。基準強度に達しているかどうかの圧縮強度試験などを実施しているかも確認ポイントです。セキスイハイムでは採取した全邸の試験体の圧縮強度を確認しています。

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