'06/4/1
耐震・免震レトロフィットの一環としての液状化対策 目次
月刊誌『基礎工』(総合土木研究所発行)2006年4月号の巻頭言
吉見 吉昭

 構造物の地震対策としては一般的に耐震・制振・免震があるが,液状化対策としての制振は考えにくいので,ここでは耐震と免震だけを取り上げる。既設構造物の液状化対策は,いわゆる地震対策レトロフィットの一環として位置づけられるが,「震度5強で倒壊の恐れ」などと2005年11月以来マスコミを賑わしている鉄筋コンクリート建物の耐震性と異なる点を挙げれば,液状化そのものが人命に直接被害を及ぼすリスクが比較的小さいことであろう。

 耐震性を高める目的は人命の保護と施設の被害軽減である。自動車保険に例えると,対人賠償・対物賠償保険が液状化による他人の生命・財産の損失を補償することに相当し,車両保険が自分の所有する物件の被害を補償することに相当する。高級車を持たない私のような人間が車両保険に入らないのと同様,多少のリスクを覚悟で液状化対策をしないことを選択肢の一つに加えてもよいと思われる。例えば,1964年新潟地震の際,ある低層RC建物は,0.8度ほど傾いたにも拘らず,床だけを平らに張り直し,倉庫として20年間使用された。改築の際に発掘調査が行われた結果,建物が地表面とともに側方に変位したため,多くの杭が2箇所で折れてジクザグになったことが判明したので,言葉は悪いが「知らぬが仏」で,結果的にはほとんど実害はなかったことになる。

 これとは逆に,1995年兵庫県南部地震で若干変位した橋台に対して,念入りな改修工事を行う計画が日米ワークショップで紹介されると,米国からの参加者は「そこまでやる必要があるのか?」という疑問をもったようであった。震度7でさえわずかな変位ですんだこの構造物が,恐らく震度7未満の次の地震で被害を蒙る確率は非常に低いので,過剰設計と思われたのかもしれない。

 一口に液状化対策といっても,液状化発生の防止か側方流動量の軽減か,レベル2地震動まで考えるか否か,旧法タンクの場合のように法律に従うのか自主的な判断で行うのか,などによって変わってくる。いずれにしても対策後の性能をどう評価するかは重要である。

 川崎市で,タンクヤード全域を改良土の止水壁で取り囲み,内部の地下水位を低下させる液状化対策を行った外資系企業があった(『基礎工』1988年12月号)。1995年兵庫県南部地震より前であったにも拘らず,あえて300ガル以上の強震を想定して地震リスク解析を行い,「企業の社会的使命,経営基盤の確立等の経営判断」によって対策を実施したことは敬服に値する。

 新設構造物に対する液状化対策と比べて,既設構造物の場合は,騒音・振動の環境問題,近接施工に係る技術的問題などによる制約がより厳しくなるが,液状化の発生を防ぐ対策と液状化の発生を許す構造的対策があることに変わりはない。構造物直下に適用可能な方法としては,薬液注入工法,固化工法などがあるが,前者では地層の透水性が問題となり,後者では経済性が問題となりうる。主として構造物周縁を対象とする構造的補強としては,地中壁,マイクロパイル,短杭,流動抑止杭などがある。

 建物の上部構造および収納物保護のために,免震装置を組み込んだ国立西洋美術館のような例が多数あり,この場合,上部構造物・収納物の応答低減はもとより,杭の応力低減効果もある。震害調査・模型振動実験・数値解析によって,液状化層に免震効果があることは解明されている。既設構造物ではないが,液状化層の下部を改良せずに残しておき,それをアイソレーターとして活用する試みがあり,歴史的建造物としての石橋の移設に応用された(『基礎工』2002年12月号)。この場合は,構造物が慣性力に対して脆弱で耐震性能向上の難しい組積造であり,しかも観光客が上に乗るので,地震応答を減らすことのメリットが特に大きい。既設構造物への応用としては,対策の深さとグレードを限定してコストダウンを実現するとともに,きわめて強い地震動に対しての“第二防衛線”として免震効果を期待することが考えられる。極端に強い地震動による液状化の発生を予測することはさほど難しくないので,一つの解決法になりうると思われる。

 「既存構造物のための地盤液状化対策」と題するこの特集号のテーマは,マニュアルに従って機械的に行えるような生易しいものではない。補強を何時の時点で,どういう条件になったときに実施するのか,どのレベルの対策とするか,といった判断は,各構造物の状況を総合的に判断して決めなければならない。