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地盤の問題と地盤調査(2)[シリーズ4回]

1・はじめに

土と水第79号の地盤の問題と地盤調査(1)-何故地盤調査が必要か-では、基礎学問である土質力学が地盤工学の分野に必要な学問であるとともに土の問題と地盤の問題を解決するために必要な学問体系であることを記し、実際に構造物を造る際に必要となる地盤の物理特性,化学特性だけではなく力学的特性を把握するためにはまず、地盤調査を行うことが重要であることを示しました。
また、地盤調査業は、調査計画,現地における調査・計測・試験業務と解析・判定業務が一体となった専門コンサルタントであることも示しました。
さらに、地盤調査は、「地中の不可視なるものを対象とし,かつ,技術情報という無体物を成果品とする知識産業」であるため、技術者倫理が重要であることも示しました。

地盤調査は、目的があって実施されるものです。このため、地盤調査を行うことのみを目的とすることはありません。ところが、地盤調査のみを生業としている企業や技術者は、往々にして地盤調査をすることのみが目的となっていることが多々見受けられます。つまり、地盤調査が終わった段階で「仕事は終わった。」と思っている企業や技術者が多く存在します。これは、構造物を造るための企画・計画・測量・調査・設計・施工・維持管理の流れの中で、調査の段階における地盤調査の一部分が終了しただけのことであり、この結果によっては不足する調査があるのか?構築する構造物などはこの調査結果を踏まえただけで設計することが可能なのか?経済的な構造物が造れるのか?維持管理においてメンテナンスフリーにするための方策は?などの問題を考慮しつつ次の段階である設計に進めるか否かが重要であることを理解していないことが挙げられます。

ここでは、このようなことが無いように地盤調査の重要性,地盤調査の役割,地盤調査の目的がどのようなものであるかを知ることの重要性について記します。なお、本文においては「地盤調査」=「地質調査」=「土質調査」としています。ご容赦ください。

2.地盤調査の対象業務

(1)地質調査の名称
昭和52年(1977年)に「地質調査業者登録規程1)」が出来てから「地質調査」が一般化したと考えられます。この「地質調査業者登録規程」において、「地質調査」とは「地質又は土質について調査し、及び計測し、並びに解析し、及び判定することにより、土木建築に関する工事の設計若しくは監理又は土木建築に関する工事に関する調査・企画・立案若しくは助言に必要な地質又は土質に関する資料の提供及び付随する業務を行うこと」と定義されています。

また、技術上の管理者は表‒1(別表)に示す学科を修了したものを置かなければなりません。技術士(建設部門,応用理学部門,総合技術監理部門),別表の1:大学・専門学校卒業後15年以上の者,営業所ごとには別表の2:高等学校卒業後10年以上の者または別表の3:大学・高等専門学校卒業後8年以上の者などです。

この時代背景としては,1950年代の油田開発によってエネルギーが石炭から石油に変わり、石炭産業の衰退によって岩盤・地盤の専門家が地質調査業に入ってきたこと(三菱鉱業:ダイヤコンサルタント,住友鉱山:住鉱資源開発,三井鉱山:サンコーコンサルタント,明治鉱業:明治コンサルタントなど)が挙げられます。

表­-1 地質調査業者登録規程の別表(第三条関係)1)

(2)地盤調査の重要性
地球上に作られる建造物のほとんどは、地盤の上あるいは地盤の中に建設されます。このため、地盤の状態(状況)によって構造物の基礎形式,耐震対策,施工方法などが異なってきます。
また、防災や減災においても、対象となる地盤の状態(状況)によって災害の発生予測や対策内容などが異なってきます。

特に、日本列島は、地質が極めて複雑であり、急峻な山岳地形や軟弱地盤が厚く堆積する沖積平野が形成されており、場所が10m程度変わっただけで、構造物を支える基盤層の深さが数m変化することなどは、しばしば経験させられます。

したがって、建設事業などにおいては、対象地の地質特性や地盤構造が重要なデータの一つであり、これを適切に評価することは事業を進める上で不可欠の事項となります。すなわち、地盤情報は、社会資本などの整備において、事業の推進や品質を左右する重要な役割を担っています。

(3) 地盤調査の役割
地盤調査は、建設事業,地盤災害,維持管理および環境を対象として、地盤に関する基礎資料を提供する役割を担っています。つまり、建設工事などを行う際に、その地盤に最適な工法を設計するために必要な基礎的な資料を提供することです。

例えば、地盤が構造物を安全に支えられるかどうかを検討するにあたっては、地盤の性状を調査し、支えられない場合は安全に支持させるための方策を検討することになります。

斜面破壊を例にとると、その実態・崩壊機構を明らかにし、対策を行うための地盤の資料を得ることになります。

構造物の維持管理においては、経年変化による変状の実態などを明らかにすることが必要であり、変状の程度に応じて対策を検討することになります。

また、地盤が有害物質で汚染されている可能性の有る場合には、汚染の程度,範囲などを調べ、生活環境上問題があるかどうか、ある場合は有害物質の浄化などの検討を行うことになります。

3.地盤調査の目的2)

(1) 地盤調査の目的
地盤調査の目的は、主として土木・建築構造物の建設(建設事業),地盤災害対策(地盤災害),構造物の維持管理(維持管理)および環境保全(環境)などのために対象地盤の地盤構造と工学的性質を明らかにすることです(図‒1参照)。

従来は、建設事業における各種構造物の建設に関わるものが大部分を占めていましたが、近年の災害の頻発に伴う地盤災害関係の地盤調査や社会インフラストラクチャーの老朽化に伴う構造物の維持管理に関わる地盤調査が増えてきています。

地盤調査は、基礎知識として地質学,土木工学などを必要とし、計測技術などの要素技術を駆使して実施するものであり、建設工事に際し、地盤に関する基礎資料を提供するものです。こうした技術的手法は、そのまま地盤災害対策,維持管理および環境問題の解決に役立つ資料を提供することも可能です。

図-1 地盤調査の対象業務3)

(2)土木・建築構造物の建設(建設事業)のための地盤調査
建設事業のための地盤調査は、建築物,切土構造物,盛土構造物,上下水道,橋梁・高架構造物,河川堤防・河川構造物,埋立て・港湾構造物,トンネル,ダムなどが対象となります。ただし,これらの地盤調査に関しては、ただ単に地盤調査業務だけを要求されるだけではなく、地質・地質構造や土質及び基礎に関する検討も行わなくてはならない業務も付加されることが多くなっています。これは,建設コンサルタント業務と呼ばれています。

この建設コンサルタント業務は、目的別工種に分類されています。表‒2に建設コンサルタントの専門技術部門とその内容を示します。これらの工種には、それぞれ、計画立案,測量,調査提案(立案),調査,解析,設計(概略,詳細あるいは予備,実施),設計監理,施工管理および維持管理の項目があります。また、環境・防災・維持管理の分野にも分かれています。

また、「建設コンサルタント」は、地盤調査を生業としている会社において、建設部門の土質及び基礎や応用理学部門の地質の部門の資格を持つ技術士で登録していることが官公庁の地盤調査の入札要件となっています。

表-2 建設コンサルタントの専門技術部門とその内容4)

(3)地盤災害のための地盤調査
地盤災害のための地盤調査は、地すべり・斜面崩壊などの土砂(斜面)災害,地震動・液状化などの地盤災害,洪水などの降雨(気象)災害,降灰・火砕流などの火山災害が対象となります。個々の災害に対する被災調査と、あらかじめ災害を予測するハザードマップなどを作成するための災害発生予測調査に分けられます。ハザードマップには、土砂災害(急傾斜・地すべり・土石流),地震災害(地震動・液状化・津波・活断層),気象災害(洪水・高潮・雪崩),火山噴火災害などの種類があります。近年は、国土のあらゆる所に人が住むようになって自然災害に人工的な要因が重なり合って被害が甚大化する傾向があります。また、地球温暖化により集中豪雨,ゲリラ豪雨が頻繁に発生し、昔と同じような対策では間に合わない状況になっています。

地盤災害の例として2022年3月16日23:36に福島県沖を震源として発生したマグニチュード7.4(暫定値)の地震による被害状況を写真‒1に示します。

写真-1 2022年3月16日23:36に発生した福島県沖地震の被害状況写真

(4)維持管理のための地盤調査
維持管理のための地盤調査は、既設構造物が当初の機能を維持しているかどうかを確認する目的で実施されます。定期的な点検・観察が主体となり、不良箇所が発見された場合には、その原因を解明して対策を講じるため、主として非破壊で行う物理探査手法を応用した調査を実施します。近年多く実施されている維持管理調査としては、道路防災点検,トンネル変状調査,コンクリート構造物劣化度調査,基礎構造物損傷調査,のり面老朽化調査,河川堤防老朽化調査,ため池漏水調査,道路面下の空洞調査などがあります。

非破壊調査の例として熱赤外線映像法によるモルタル吹付のり面老朽化診断に用いる可視画像と赤外線画像を写真‒2に示します。

写真-2 モルタル吹付のり面の熱赤外線映像法調査(非破壊調査手法)例

(5)環境のための地盤調査
環境のための地盤調査は、土壌・地下水汚染,大気環境,水環境,地盤環境,生態環境,廃棄物などが対象となります。土壌・地下水汚染については、近年、人工的な汚染のほか自然由来の物質による汚染がクローズアップされており、主要な対象業務となっています。これらの調査は、客観性が高くかつ十分な説明責任が求められます。また、開発事業に伴う環境への影響を予測・評価することを目的として、環境影響評価が行われます。大規模な開発事業を行う場合は必須事項です。

4.まとめ

地表面は見えますが、地盤の中を見ることが出来ないこと、地盤を全部掘り起こして見ることも出来ないことから,地盤調査を行うことによって地盤の中を推定する必要があります。また、地盤調査を行う建造物の規模や内容によっては点や面及び線に配置した調査を行って地盤情報を得ることになります。

つまり、小規模の構造物では狭い範囲を対象とするため“点”,中小規模の構造物では“面“,道路や河川堤防などの線状構造物では”線“の地盤情報を得る必要があります。このことから,次回は,目的に応じた調査計画を立案することの重要性について示します。

<出展・参考・引用資料>

1)国土交通省:地質調査業者登録規程,国土交通省告示第264号(第17次改正),平成23年3月14日
2)全国地質調査業協会連合会:地質調査要領(改訂3版),平成27年9月18日
3)全国地質調査業協会連合会:地質調査発注ガイド-適正な地質調査業務を実施するために-,2013年
4)建設コンサルタンツ協会RCCM資格HP:専門技術部門の内容,2021年5月

第80号 2022年6月号 表紙
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第3章 福島県の湧水シリーズ 古殿町の湧水を訪ねて・・・再訪「越代の延命清水」
第4章 私の山紀行 第37回「暖かい、いわきの山を目指して」
第5章 「ふくしま未来ストーリー」に新協地水が登場!
第6章 NEWS 新協地水あれこれ
第7章 お天気フィラー第3弾放送中!【制作メイキング話 part3】
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