| '02/8/25 |
| 低湿地における低盛土造成地の賢い利用法 目次 ―急いては事を仕損じる― |
| 吉見 吉昭 |
水田などの低湿地に低い盛土（埋土とも言います）をして宅地化することはよく行なわれています。低い盛土とは，例えば厚さ１㍍ぐらいのものです。水田は，もともと非常に軟らかい土ですが，その下に軟弱な粘性土があることも珍しくありません。そのような場合には，かなりの圧密沈下が起り得ます。その結果，もし沈下量が一様でないと，その上の建物が不同沈下を起こす事例も少なくありませんし，その他にも，盛土の沈下によって，杭に負の摩擦力が作用したために，建物が大被害を受けた例もあります。もちろん，盛土が高いほうが，沈下量も大きいのですが，盛土が低いと，軽く見るところに落し穴があるようです。
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| 図1 | 図2 |
不同沈下対策の一般論は，粘土地盤における不同沈下対策で述べましたが，ここでは，木造または軽量鉄骨の３階建て以下のような軽量建物の場合に限定します。このような建物では，地盤や基礎に割ける費用にも限度がありますから，リスクとコストをうまくバランスさせる工夫が必要です。そこで，
という特徴に注目します。
まず1.について検討しましょう。敷地の一部（建蔽率に相当）だけに置かれる建物と違って，盛土は，敷地一杯に置かれ，かつ，単位面積当りの荷重も，軽量建物よりかなり大きいので，圧密沈下の大部分は盛土の重量によって起ります。例として，幅30ｍ長さ60ｍの範囲に高さ1ｍの盛土を置いた造成地を想定します。盛土荷重による盛土中心および2階の建物荷重による建物中心の下の地中応力がどれだけ増えるかを試算しますと，図１の曲線のようになり，盛土による地中応力の増分が建物による値より格段に大きく，より深くまで及ぶことが分かります。
つぎに2.については図２を見てください。横軸の時間係数は，荷重を置いてからの時間を無次元化したもので，縦軸の平均圧密度は，最終沈下量のうちの何％が起こったかを示す理論値です。図示のように，圧密沈下は，荷重を置いた直後が最も速く，時間とともに遅く進行します。例題として，圧密層の厚さが6ｍで，その上下に砂層がある場合を考えます。ある圧密特性1)を仮定すると，時間係数を2.5倍したものが，実際の年数になります。したがって，時間係数＝0.5に相当する実時間は，2.5×0.5＝1.25年＝15月です。つまり，盛土を施工してから15ヶ月経てば，最終圧密沈下量の80％近くが終了することになります。ただし，圧密層の直下が不透水性の地層（粘土または粘土岩）の場合，時間は4倍になり，圧密層の厚さがｎ倍になると，時間はn2倍になります2)。
上記の特徴を踏まえて，コストは高いがリスクの低い松，コストは低いがリスクの高い梅，両者の中間の竹の三つのグレードの工法を示します。
まず松ですが，圧密層が厚く，かつ，厚さがばらつく場合には，こうせざるを得ないかもしれませんが，建物が軽い分だけ，圧密後に除去する余盛（プレロード）を薄くすることが出来ます。バーチカルドレーンとしては，サンドドレーンよりは，ファイバードレーン系のものが向いているでしょう。圧密層の薄い場合に適用可能な竹でも，余盛を多くする必要はないでしょう。やはり，圧密層の薄い場合に適用可能な梅では，時間だけが頼りです。
いずれの場合も，万一建物が傾斜した場合に，容易に建て起こせるように，べた基礎（形だけの“べた基礎もどき”ではなく，建て起こせるように構造設計されたべた基礎）を採用することが望ましいでしょう。
要するに，盛土を置いてからすぐに家を建てると，大きな圧密沈下によって被害を受け易くなるのに反して，しばらく待ってから家を建てれば，その後の沈下量を，かなり小さくするこができます。「時は金なり」だから，そんなに待てないと言うこともできますが，不同沈下による被害というリスクを考えれば，慌てて建物を建てて，「急いてはことを仕損じる」ことと比べれば，得をする場合のほうが多いでしょう。とくに，大規模な開発では，圧密時間を初めから工程に組み込んでおいて，盛土施工と建物建設の手順を決めれば，時間の無駄を減らすことは充分可能でしょう。時間を味方にしてトラブルを防ぐのは，賢い選択と言えるのではないでしょうか。
1)圧密係数＝3.6㎡／年と仮定［吉見吉昭・橋場友則：『地盤の力学(建築総合演習）』，彰国社(1976)，p.90］
2)一次元圧密理論によれば，
圧密に要する時間＝（時間係数／圧密係数）×H2
という関係があります。ここに，圧密係数は透水係数と比例し，体積圧縮係数と反比例する量で，Hは，透水境界から最も遠い点と透水境界との間の鉛直距離です。圧密層の上または下に透水境界（大気または砂・砂礫層）があれば，Hは圧密層の厚さそのものですが，上と下の両方に透水境界があれば，最も遠い点は圧密層の中央になりますので，Hは層厚の半分になります。すなわち，時間係数と圧密係数が決まれば，時間はH2と比例します。上記の例題の替わりに，圧密層厚が倍の12ｍで，その下に不透水層がある場合を想定しますと，Hは3ｍの4倍の12ｍになりますので，平均圧密度80％までに要する時間は，1.25年×(12／3)2＝20年となります。