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地耐力ってどんな意味?軟弱地盤の及ぼす影響と地耐力の調査方法

2018-06-04

地耐力ってどんな意味?軟弱地盤の及ぼす影響と地盤改良の方法

この記事を読むのに必要な時間は約 5 分です。

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家を建てるときにはさまざまな用語を聞くことになります。その中でも地耐力(ちたいりょく)という言葉を耳にしたことがあるかたもいらっしゃるかと思います。家の建てるうえで重要な意味を持っていますが、その意味を理解していないかたは少ないのではないでしょうか。

そこで今回は、地耐力そのものや、地耐力に関係するさまざまな事柄について解説していきたいと思います。

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地耐力とは?

地耐力とは、地盤が重みにどれだけ耐えられるかを示したものです。この地耐力の大小によって、建物を最下層部分で支える基礎と呼ばれる部分の構造方法が決定されます。

地耐力が建物の単位面積あたりの重量より小さいと、建物は自分の重さで地面に沈み込んでしまいます。建物全体が均一に沈下する場合は圧密沈下(あつみつちんか)といい、地盤の強さにばらつきがあるせいで不揃いに建物が沈下した場合は不同沈下(ふどうちんか)といいます。

地耐力を調べる主な調査方法

地耐力は、地盤調査によって調べることができます。ではどのような地盤調査の方法があるのでしょうか。代表的な地盤調査を3つ紹介していきます。

スウェーデン式サウンディング試験

先端がキリ状になっている専用の道具に重りを乗せ、ハンドルを回すことで装置を地面に貫入させていきます。この装置が既定の距離に貫入するまでに何回ハンドルを回したかで、地盤の硬さを調査していきます。値段も安く半日程度で調査が終わることから、一般家屋の地盤調査によく採用されています。

ボーリング試験(標準貫入試験)

正式にはボーリング・標準貫入試験と呼ばれています。地面に穴をあけるボーリングという行為の後、1mごとに地盤の硬さを測定する標準貫入試験です。専用の装置をハンマーで打撃し、既定の距離に貫入するまでに何回ハンマーで打撃したかで地盤の硬さを調査します。値段は少々高めではありますが、深い場所の地盤を調査できるほか、地盤の土を採集することができるという利点があります。

平板載荷試験

平板載荷試験とは、載荷板と呼ばれる板を用いて地盤に力を加えていき、直接地盤の硬さを調査していきます。スウェーデン式サウンディング試験やボーリング試験ではできなかった、地盤に直接力を加えるという行為ができるので、信頼性が高いのが特徴です。一方、平たい板を利用する関係上、深い地盤を調査することができないという欠点もあります。

      地耐力を調べる主な調査方法

建築にはどのくらいのN値が必要?

上記にあげた3つの地盤調査を用いることで、地耐力やN値を求めることができます。しかし、地盤を構成する土の種類によってN値が示す地盤の硬さに違いが出てくるので注意が必要です。
 

変形しやすい粘性土の場合のN値

0~4・・・・・・精密な土質調査をしなければならないやわらかい地盤
5~14・・・・・・安定はしているものの地盤沈下の可能性がある
15以上・・・・・・地盤沈下の心配をする必要のない硬い地盤

 

変形しにくい砂質土の場合のN値

0~10・・・・・・地震のときに液状化を起こす可能性があるやわらかい地盤
10~30・・・・・・オフィスビルなどの中小構造物の基礎地盤になるが、十分な強度とはいえない硬めの地盤
31以上・・・・・・大型の建造物を建てるのに適した非常に硬い地盤

      建築にはどのくらいのN値が必要?

長期許容応力度について

建物が建っている限り、地盤は常に建物の重みを受けています。このとき地盤の内部には、外から力が加わる場合に応じて物体の内部に生ずる「応力」と呼ばれる抵抗力が生じています。この応力に大きく関係しているのが長期許容応力度(ちょうききょようおうりょくど)です。

長期許容応力度とは

部材が壊れない強度のことを「許容応力度」といいますが、その中でも建物の重みような、長期にわたり地盤に負荷を掛けるものに対する許容応力度のことを、「長期許容応力度」といいます。

長期許容応力度の推定

長期許容応力度は、地盤の支持力と言い換えることができます。支持力とは、地盤が支えることができる建築物などの重みの大きさをさすものです。
支持力の計算は非常に複雑なものとなっていますが、現在は簡易支持力測定器という装置によって、おおまかな支持力を求めることができます。

軟弱地盤の対策方法

もし地盤調査により、地耐力が低い弱い地盤だと判断された場合、建物を建てる前に地盤を強化しなければなりません。これを地盤改良といいます。地盤改良の中にもさまざまな種類がありますが、代表的なものを3つ紹介します。

表層改良

表層改良とは、軟弱地盤の層が地表から2m以内の場合に推奨される地盤改良です。セメント系固化材を軟弱地盤に散布して、地盤の土と混ぜ合わせることにより、地盤の強度を上げるというものです。比較的安価かつ短期で工事が終わるという利点があります。

ジオコラム工法

ジオコラム工法とは、軟弱地盤が2m以上8m以下の深さの場合に推奨される地盤改良です。あらかじめ掘っておいた穴に、セメント系固化材と水を混ぜたセメントミルクと呼ばれるものを流し込むことで、セメントの柱をつくります。騒音と振動が起こりにくく、工事できる地盤が多いのが特徴です。

小口径鋼管杭工事

小口径鋼管杭(しょうこうけいこうかんくい)とは、鋼鋼管を地盤に打ち込む工法です。表層部分の改良やジオコラム工法では対応しきれない場合、この地盤改良が推奨されます。ビル建設の際に同様の工法が使われており、必要十分な強度が確保できるとされています。

      軟弱地盤の対策方法

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まとめ

技術の進歩によって、地盤の特徴を地耐力や長期許容応力度といった形で把握できるようになりました。これにより、事前に地盤の弱さを理解し、対策をほどこすことも可能となっているのです。

そのため、これから家を建てようとした土地が軟弱地盤だったとしても、しっかりと地盤調査をすれば、土地を強化することができます。
しかし、地盤を強化するにはしっかりとした地盤調査が必要となります。地盤をどのように強化していくべきかを考えるためにも、地盤調査を行って土地の特性を確認してみましょう。

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