'15/10/27
プラント・レジャーランドの耐震設計 目次
吉見 吉昭

図1 液状化による中和槽の浮上り
図2 東京ディズニーランド地層の概要

 ここでいうプラントは,通常の工場やコンビナートの他に,建物以外の配管などのインフラが重要な役割を果たす施設を指すものです。

 青森県八戸海岸の工場で1968年十勝沖地震の際に地盤が関る被害がありました。この敷地は砂鉄を採取した跡の極めてゆるい砂層だったため,建物の下には杭が打ってあり,そのお蔭で建物の被害は軽微でしたが,対策が行われていなかったそれ以外の場所では激しい液状化が起こり,地中に埋められていたプール状の“中和槽”が図1に示すように1メートル近く浮き上がったほか,埋設管が大被害を受けました。その結果工場の機能は大きく損なわれ,操業停止に追い込まれたのです。この事例は,工場にとって建物は一部に過ぎないことを教えています。

 プラントの面積が限られている場合は,“コモンベッド”という一枚の鉄筋コンクリートべた基礎に,配管を含むすべての施設を載せる方法が有効ですが,敷地が広く軟弱な場合は,地盤を全面的に改良するほかありません。

 東京湾の埋立地にある東京ディズニーランド(TDL)では,埋設配管と地下道が重要な役割を果たしています。図2下部の洪積砂での水位低下と埋立層の重量による厚い沖積粘土の圧密による地盤沈下(建設が計画された当時は年間 6 センチ前後)のほか,沖積砂・シルトと埋立層の液状化による震害および津波による被害を軽減し,さらに集中豪雨時でも重力排水を可能とするために,建物だけにとらわれずに敷地全体の安全を考慮した,バランスの良い設計思想が貫かれています。採用された設計・施工の詳細は専門書1)に書かれていますが,基本方針は

  1. 堅い洪積砂層に届く先端支持杭を全く使わない。
  2. 埋立層および沖積砂・シルト層にサンド・ドレーン,グラベルパイル,サンドコンパクションパイルなどの地盤改良を行い,地表面に十分に締め固めた厚い砂の盛土を置く。
  3. 不同沈下抑制のためプレローディング工法を実施する。
  4. 建設後も沈下をモニターして,ジャッキアップなどの適切な処置を施す。

という,わが国の建築構造技術者の常識を超えるものでした。大筋はディズニーランド本社側の提案だったと記憶します。施設が軽いことが a を可能にしたとも言えますが,深い沖積粘土層を貫く長い杭には,負の摩擦力と杭の抜け上りという問題がありました。b の盛土は,対岸から運んだ膨大な量の山砂を厚さ30cmごとにタイヤローラーで入念に締め固めました。平均厚さ4.5m のこの盛土は地下水面を相対的に深くすることとも相まって,配管や地下道の安全を確保し“自然材料を用いた巨大べた基礎”として不同沈下の抑制に有効と考えられました。d は,ある程度の不同沈下を覚悟した上で,それを無害化しようとするロバストな対応策です2)。2011年の東日本大震災では,地震動継続時間が長かった(波の数が多かった)ために液状化が発生し易かったこともあり,周辺で広範囲に液状化が発生したのに,TDLでは駐車場の一部以外の地盤の健全性が保たれたようです。


  1. 赤木俊允・橋場友則:『ケーススタディ土構造(土木工学大系34)』,彰国社,1983,203-271
  2. 建設後の洪積砂層の水位回復は,地盤沈下を減らす幸運な結果をもたらしました。