用語大全集:液状化

関東水道修理隊

ご解説

間隙水圧が上昇して土粒子間の有効応力が減少する結果、飽和砂質土がせん断強さを失うこと。完全な液状化は有効応力ゼロの状態と対応しており、そのとき、間隙水圧は全応力と等しくなるまで上昇している。また、過去の地震の際に噴砂や噴水が起きた記録が多くあるが、これらは液状化による現象と考えられており、全国各地の河成沖積地盤や埋立て地で観察されている。

液状化現象の原因と対策について
液状化現象が起こる要素は、
(1)ゆるい砂地盤
(2)地下水位
(3)振動(地震)
以上の3つです。この3要素が重なった時に液状化現象が発生します。
地下にゆるい砂地盤があり、その砂地盤が地震などで振動した際に、砂地盤自体の体積が振動により収縮します。その振動で砂地盤自身が揺られて収縮する際に、砂地盤に満たされていた水が圧縮されて逃げ場を失い、地上に溢れてきます。
その圧縮され、水分があふれた際に、砂地盤自体の強度が下がり、砂地盤が液体のように動いてしまうことが液状化現象と言われています。液状化現象による建物の被害としては、
(1)基礎の支持力の低下による建物の沈下・傾斜
(2)地盤の永久変形による杭基礎の被害
以上が、があります。
液状化現象の対策は、建造物を建てる場所に液状化する砂層があるのかどうかを判定することが重要です。液状化の恐れのある砂層がある場合、その場所に対策を施します。対策としては、特にゆるい砂を改良したり、水を排除したりすることが直接的で効果的です。

  


液状化が発生するリスク
液状化が発生するリスクとは、地震動などの強い揺れが地盤に加わった際に地中の砂質土壌が一時的に液体のような性質を持つ状態へと変化し、地盤の支持力が急激に低下する現象が起きる可能性を意味し、特に地下水位が高く、粒径の揃った緩い砂地盤で形成された地域ではそのリスクが高くなる。液状化が発生すると、建物や構造物の基礎が不均等に沈下したり傾斜したりする被害が発生し、さらにマンホールや地下構造物が浮き上がる現象も観測されている。日本国内では、阪神・淡路大震災や東日本大震災においても都市部や沿岸部を中心に甚大な液状化被害が記録され、上下水道の寸断や交通インフラの破壊、建築物の機能喪失といった二次被害にも波及している。液状化リスクの高い地盤は、河川や海岸に近く、かつ埋立地や旧河道など人工的に形成された土地が多く、過去に堆積した砂層が地表近くに分布している地域で顕著である。さらに、都市化の進展によって人口密集地にもリスク地域が拡大しており、災害時の影響範囲が増大する傾向にある。液状化のリスクを定量的に評価するためには、標準貫入試験やコーン貫入試験などの地盤調査を通じて土の密度や強度、地下水位の深さ、震度分布などを把握し、これらのデータをもとに過去の被害事例と照らし合わせて危険度を判定する。液状化に対する対策としては、地盤改良工法によって地盤を締め固める方法、地下水位を低下させる排水工法、建物基礎を杭で支持する方法などがあり、いずれも事前の地盤情報に基づいた適切な選定と計画が不可欠である。加えて、液状化のリスクを社会全体で低減するには、ハザードマップの整備や地域ごとの危険度の可視化、行政と住民が連携した土地利用計画や建築基準の強化が重要であり特に新興住宅地や再開発エリアではその実効性が問われる。液状化の発生リスクは、地震発生頻度の高い日本において決して軽視できない問題であり防災・減災の観点からも日頃の備えと構造的対策を講じることが安全で安心なまちづくりの基盤を支える鍵となる。