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谷埋め盛土宅地の地震時危険度自己診断
有限会社太田ジオリサーチ バージョン
※あくまでも目安としてご利用下さい
 
見晴らしの良い宅地は、目の前に尾根がないということです。尾根がない≒谷埋め盛土かもしれません。案外立地条件の良い場所が谷埋め盛土であることが多いようです。
 
すべての谷埋め盛土が危険なわけではありません。地震時に滑動する盛土には、特徴があります。ここでは、それを簡易的に判定できるようにしています。
滑動崩落するとどんなことが起きるのか・・・
1995-2004
被災地から言わせていただければ「命だけが助かれば・・・」は、とても甘い考えです。
人生設計は?子どもの教育は?親の介助は?幸せなはずの老後は?・・・全ての想いが覆ります。
一般市民からの相談実例
大規模宅地盛土の第二次スクリーニング候補地選定の考え方(案)
自己判定の流れ
Step 1 :盛土か切土か
まず、対象の宅地が「盛土」か「切土」かを判定しましょう
 
 ・不動産屋さんに造成図面を見せてもらう
 
 ・造成前の地形図と造成後の地形図を比べてみましょう
   (盛土の抽出事例

 
 ・造成前の空中写真と造成後の空中写真を比べてみましょう
Step 2 :盛土の形は?
盛土の横断方向の幅Wと、元々の谷の一番深いところといまの地表面の差、すなわち盛土の厚さDを読み取りましょう。
 
次に、元々の谷の中心部の傾斜角を測ります。等高線の間の距離dと等高線の高さの差hがわかれば、tanθ=h/dですから、関数電卓ならθ=arctan(h/d)で計算できます。エクセルなら、=ATAN(h/d)*180/PI()です・・・hとdにはそれぞれデータの入っているセルを指定します。*180/PI()はラジアン単位を度の単位に変換するおまじないです。
Step 3 :簡易判定

変動確率(%)が算出可能
斜面防災都市』(釜井・守随)に書かれている数量化二類の手法で判定を行います。最新の判定方法は別にありますが、断層からの距離などのパラメータを入力する必要があるため専門家向けです。
 
下記のエクセルシートでは「1995年兵庫県南部地震並み」の直下型地震(震度6弱以上)の丘陵地盛土に適用できます。なお、溜池を埋めた盛土の場合には、この判定の如何を問わず、何らかの対策をしてください。兵庫県南部地震ではほぼ100%何らかの変動が発生しています。
 
簡易判定エクセルシート(数量化解析法)
このエクセルシートに入力するデータは、(1)盛土の幅・(2)盛土の厚さ・(3)基盤傾斜角(谷の傾斜角)・(4)造成年代(わからなければ1974年以前を選択)・(5)地下水有無(谷を埋めているのでとりあえず、地下水多いを選択します)の5種類です。
 
なお、海溝型の長周期地震に関しては、まだ国内に被災データとして整備されたものがありませんので未解明です。ただ、直下型地震より影響が大きい可能性があると考えられていますので、より安全側でものごとを考えた方が良いかもしれません。
 

安全率的指標が算出可能
最悪想定・抑止力算出
最新バージョンV.4.2(2012)

2011年東北地方太平洋沖地震での谷埋め盛土変動の予測が的確にできていました。
統計的手法よりも定量的手法を好まれる方は、土質強度を入力し、安全率を出力するのが良いかも知れません。(ただし、上記統計モデルで明らかになったことを近似力学モデルにしているだけですので、本質的には同じことになっています)

下記のエクセルシートでは、「1995年兵庫県南部地震並み」の直下型地震(震度6弱以上)の丘陵地盛土に適用できます(2011年東北地方太平洋沖地震での仙台市の変動予測が的確にできたことから、プレート境界型地震でも適用できるようです)。滑動崩落の原因となっている過剰間隙水圧を消散させることによりどの程度安全率が向上するかということも同時に計算しますので、対策工のイメージづくりが楽になると思います。
 
谷埋め盛土の地震時危険度簡易判定プログラム
太田-榎田モデル(側方抵抗モデル)
フリーソフトです
(こちらの方がより的中率が高い方法です)
 
このエクセルシートに入力するデータは、盛土の基本形状と土質強度です。土質強度は阪神の200以上の谷埋め盛土で最もフィットする値に調整されていますので、特別な理由がない限り変更する必要はありません(というよりも、これは土質力学的性質を持った逆解析パラメータの位置づけなので、実際の土質強度とは異なるからです)。

※盛土面積Aと盛土深さDを使って盛土底面積を評価する正規の方法です。このため、盛土幅Wを入力しても安全率は変わりません。
※盛土幅Wと盛土深さDと盛土長さL(単位幅でOK)で安全率を計算できるワークシートは、こちら(taniume01.xls)にあります。D26のセルで、計算方法を選択できます。

 
地震時の滑動崩落現象がおきる原因は「地下水の急激な水圧上昇」にあります。このため水圧上昇を抑える工夫があれば、どの程度の安全率となるのか?ということも結果として同時に表示しています【過剰間隙水圧消散時】。なお、安全率Fs<1.0だと滑動するという結論になりますが、不確定さを考慮するとプラスマイナス0.1程度は十分誤差を含んでいると考えてください。すなわちFs=1.1でも滑動する場合は十分にあるということです。それでもFs≧1.2〜1.3であれば滑動可能性はかなり小さくなり、Fs≧1.5となれば、ほとんど滑動しないと考えても良いと思います。

なお、標準的パラメータは、事例を取り込んでいくうちに予告なく変わることがありますのでご承知おきください(少なくともV1→V2→V3→V4と少しずつ変わっています)。その結果責任は当方では負えません。また、評価結果の数値は、絶対的な尺度に近づけようとしてはいますが、実際に発生した現象から統計的に導かれているものですので、相対的な尺度としてお考えください。
太田ジオは、新旧DEMで盛土造成地を半自動抽出し、その危険度を評価するシステムを開発しています
造成地盛土は、東日本大震災でも明らかなように、強震動により変動します。変動後(被災後)に詳しい調査を行って、詳しい解説をすることに意味はありません。事前に危険度を評価し、事前に対策を講じておくことが「防災」としては重要なことです。(業務依頼引き受けます)
Step 4 :近所の人と相談して行政に調査を頼んでみましょう
自分の宅地および周辺宅地に対して不安を感じたら、住民側から宅地造成等規制法を担当している部署に行って「危なそうなので調査をしてみてください」とお願いしてみてください。法律で宅地の耐震化促進をすることになっていますので、相談に乗ってくれるはずです。しかし、行政の方にお願いするといっても、本来これは住民の方々が主体で行う事業です。主体は自分たち市民だということをしっかりと意識しておいてください。
Step 5 :事業化されたあと
事業が進むにつれて改善のための変更はまだあると思いますが、おおよそ次のようになると思われます。( )内には人間の健康診断に例えたレベルを示しました。
 
1.第一次スクリーニング(抽出作業)(日帰り人間ドッグレベル)
  これで、造成宅地防災区域の指定基準を満たしていると判定されると、現地調査計画が立案されます。
   
2.第二次スクリーニング(現地調査・判定)(精密検査レベル)
  現地調査(地質調査など)が行われ、安定度評価が行われます
 
3.防災区域指定(隔離・入院レベル)
  相当数の居住者あるいは他の者に危害を及ぼす恐れが高いと判断されると、防災区域の指定が行われます(自分の宅地のみが被害を受けるものが対象でないことに注意してください)。
 
4.対策工の施工(手術レベル)
  宅地耐震化推進事業による補助制度(国と地方公共団体で1/2を支援)を活用することで滑動崩落防止工事の実施を促進し、宅地の耐震性向上を図ります。

[リンク]地震による地盤災害を軽減する(地盤リスク研究所)


土地取得時には事前の地盤調査が大切です

阪神淡路大震災時(1995)に、西宮市で発生した谷埋め盛土変動の際に、住民の方が撮影された自宅下の液状化写真。地割れと噴砂が写っています。(釜井先生から借用)

国交省資料より:この絵では、幅/深さ比改善工法は2次元断面の絵では表現しづらく、過剰間隙水圧消散工法と兼用されたイメージで書かれています(原案は太田ジオで作成したので)
対策工事の基本の考え方
  • 盛土は地震のない「常時」は高い安定性を持っているのが一般的。対象とするのは「地震時」のみで良い。踏査して「いま」変状が発生しているようなところは、地震時の危険性とは別物と考えられる。
     
  • 地震が発生すると、基盤(盛土の下の元地盤)との境界付近の地下水が液状化現象を発生し、盛土が「浮いた」状態になり、斜面下方に向かって船の進水式のように滑動する(分析の結果、盛土厚3m以下の場合には底面強度はほとんどないと考えてよい)。→幅の狭い盛土は側面の抵抗がよく効くので滑りにくいが、幅の広い盛土は滑りやすいのはこのイメージでわかりやすい-->人工的に幅/深さ比を変える工法が最も効果的(盛土の変形も防止できる)-->方法・材料は多様、地域全体で合意が取れない場合でも、ある程度個人住宅の宅地のみを守ることも可能。-->この原理を応用すれば、これから造成する盛土で、ほとんど費用をかけずに「滑動崩落しない盛土」を造成することも可能。[共同技術開発企業を求めています。興味のある企業の方はご連絡ください]
  • この液状化現象の原因となっている過剰間隙水圧を発生しないようにさえすれば、滑動は発生しない。排水補強パイプやサビレスはそのために使う工法。これらは鋼材なので塩ビ管のように弱くはなく、揺れの時の破断も防止できる。→過剰間隙水圧さえなければ、揺れても一般に盛土は丈夫-->ただし、地下水対策に完全は求めづらいので補助的工法の位置づけが良い
     
  • 過剰間隙水圧を排除せず、アンカー工や抑止杭工などの抑止工にのみ頼るのは愚かでかつ危険。特に末端部などで大きな力で盛土土塊を抑えようとすると、土塊全体の滑動自体は押さえられても、土塊内の大変形を起こしてしまい、結局家屋は全壊ということになる。→「定量的評価が重要(計算書があるという意味)」というもっともらしい言葉にご用心。。。合点がいかない話はうまくいきません。

一団の盛土全体の対策ができない場合
  • 谷埋め盛土の耐震化事業は、1戸の家だけが対策をすれば済むというものではなく、盛土全体を対策する必要があるということで、法律が改正され公金が投入されるようになりました。しかし受益者負担が1/2ありますので、住民の合意が不可欠です。そしてそれがおそらく一番難しい問題として浮上することが予想されます。
  • 住民合意を形成するためには、行政と住民という二者構造ではなく、専門知識を持つ中立的な機関が第三者として参加するのが良いと思われます。例えば、NPOなどがそれに該当します。
  • しかしそれでも合意が取り付けられなかった場合、対策をしたいと考えている住民の方は対策ができないために不安な毎日を過ごさなければならないのでしょうか。戸別の対策工というものはないのでしょうか。・・・そこまで考えておくのが我々専門家の仕事です。
  • 谷埋め盛土の滑動崩落現象は、盛土底面の液状化現象で発生しますが、戸別対策工では盛土全体への対策ができません。したがって盛土全体が滑動するのを止めることはできません。しかし、特定の宅地だけを完全にとはいかないまでも相当動きにくくすることは可能です。
  • 盛土が滑動するためには、一定の大きさが必要になります。側部抵抗力の影響度が相対的に小さくなる必要があるからです。縦打ちの排水補強パイプ打設は、過剰間隙水圧を消散させると同時に、地山に突き刺さっている部分がブレーキ役を果たします。レーシングカーのスリックタイヤ(溝がなく接地面が大きい晴天用タイヤ=無対策時の状態)を、スパイク付きレインタイヤ(溝が水圧を除去し、スパイクが路面に食い込みスリップを防止する)にすれば、その部分は極めて動きにくくなります。
  • 谷埋め盛土が滑動するのに、ある一部が滑動しにくいために、盛土は動きにくい部分を残して分裂しようとします。盛土内に分裂が発生すると「一団の盛土」ではなくなり、その境界部に「側部抵抗」が発生します。幅/深さ比が小さくなるのと同様の効果になります。縦打ち排水補強パイプの頭部が連結されていると、パイプに囲まれた部分の盛土は変形もしにくくなります。
  • 杭基礎があるマンションが建っている谷埋め盛土に変動現象が少なかったのは、杭基礎により盛土がブロック化し動きにくくなったため、結果として幅/深さ比が小さくなっていたことも原因の一つと考えられます。
戸別対策事例
従来の造成盛土は、雪道を溝のないタイヤで走っている車のようなもの
安全運転ができる道理がありません
縦打ち排水補強パイプは、レーシングカーのタイヤを、晴天用スリックタイヤから、スパイク付きのレインタイヤにするイメージです。 谷埋め盛土が滑動するためには「一団の大きさ」をもっている必要があります。特に幅広であることは重要です。部分的に動きにくい場所をつくると全体も同時に動きにくくなります。
Step 6 :対策されたあと

人工的な盛土に人工的な対策工を施工して地震時の危険性を回避するのですから、その人工物の維持管理が重要になります。

また、盛土は軟質な未固結土ですので、地中で微小な変形をします。その変形に対して壊れない材料を使いましょう。排水管の弱点は継手部ですが、塩ビ管は500kgくらい、排水補強パイプは10tくらいまでもちます。

将来の維持管理まで十分に見越した最初の地元チーム作りを心がけてください。
その他注意事項
1.宅地盛土の地震時被害は谷埋め盛土の滑動崩落だけではありません
 宅地盛土の被害には、上記で示した「滑動崩落現象」以外にも、切土・盛土境界付近の不同沈下や、盛土地盤の締め固め不足による変形(施工不良に関連)、風化しやすい軟質岩を盛土材に使ったときに地下水の影響で細粒化し沈下を生じる「水浸沈下」(盛土材不良)、時には産業廃棄物を盛土の中に混入していることによる沈下・土壌汚染(違法な施工)、等々様々なことがあります。
 
 今回の法律改正では「相当数の居住者、公共施設等へ被害をもたらすおそれ等」がある場合を「造成宅地防災区域」の指定要件としていますので、すべての宅地盛土災害に対応しているわけではありません。他者への被害が及ぶ場合に限られていますので、自分の宅地内でおさまる被害に関しては、自助で改善する必要があります。解決策としては、滑動崩落現象の対策が、同時にその他の現象に対しての対策にもなるように智恵を使って工夫するということがあります。

2.盛土の地震時被害には、まだ未解明のことが多々あります
 阪神大震災のような、直下型地震に関しての解明が進んだため、今回の法律改正に至りました。しかし、大地震は頻繁にあるものではなありません。データ量が今後蓄積されるに従ってより詳しくわかるものと思われますが、減災の観点から「阪神大震災規模」に対しては対策を講じるという判断がされたものと思われます。科学的な検証が不十分であっても、地震によって被害が予測されるものに対しては早期に積極的に対策することが減災につながる、という判断です。
 
 東海・東南海・南海地震のような海溝型地震に関しては、長周期の波が来ると予測されていますが、この長周期地震と宅地谷埋め盛土の被害の関係はまだまだ未解明です。(釜井先生の研究によれば、北海道で起きた地震でも、和歌山県で間隙水圧が上昇するなど、長周期地震は間隙水圧の上昇を敏感に引き起こす可能性が指摘されています)

3.盛土は人工構造物ですから、つくったひとの人間の性格も関係します
 良い盛土造成地は、谷の表土が剥がされ、段切が行われ、地下排水施設がきちっとつくられた後、十分に締め固めながら施工され、所々に排水層(サンドマット)が施工されているような所のことです。しかし、造成が終わってしまった後では、良い盛土か悪い盛土かは容易には判定できません。
 「民間業者が開発した盛土は劣悪で、住宅公団・住宅供給公社など公的機関が造成した盛土は十分な締め固めがされていて大丈夫」ということを言う人もいますが、それを裏付ける証拠はありません。また、1で示した切盛境の沈下による被災地は、兵庫県が造成した分譲宅地でした。
 UR都市機構が箕面市〜茨木市に開発した国際文化公園都市 彩都では、最上級の盛土排水対策がなされているようです。素晴らしい! しかし、必要もないのにお金をかけて盛土対策をするわけがないので、従来の盛土は十分な安全性を持っていないことの裏返しかもしれません。
 また、谷は、水が多く集まるから谷が形成され水田を耕作していたのでしょうから、長期間の間に地下水が盛土と地山との境界部を流れ、土も一緒に流失させているかもしれません。実際に地盤調査すると、盛土と地山の境界部は非常に緩い状態になっているところが大半です。工事中の写真を借りて、工事の専門家に見てもらうのも一つの自衛手段になります。

4.相談相手が中立的な第三者であるかどうかの判断は適切に
 宅地市場は、民間市場ですのでそれぞれの立場でバイアス(偏見)がかかっています。医療のセカンドオピニオンと同じように、相談相手が中立的であるかどうかということには注意を払ってください。民間人=銭儲けなので詐欺的、研究者=中立で公正、という単純な図式ではありません。民間人であっても、宅地の耐震化市場が健全に成長することを願っていれば中立公正な態度で臨むのは当然ですし、研究者であってもあまり関わりたくない、あるいは自身の過去の業績との矛盾が表面化するのを避けたいと思っていれば、それなりの態度となると思います。

5.杭基礎があるところは変動しにくい
 阪神淡路大震災時に、変動すべき条件を満たしていても変動していない谷埋め盛土がありました。谷埋め盛土の中にマンションが建っているところがそうです。基礎杭にスベリの抑止杭の効果はありませんが、盛土を拘束しており、盛土が滑動しにくくなるのに寄与しているようです。この性質を利用すれば、谷埋め盛土部はマンションに、切土部は戸建てにということで被害をなくせるのですが、都市計画的にはそういうまだら模様の土地利用はできないでしょうから、知恵を絞らなければなりません。戸建て住宅でも谷埋め盛土部では完全支持杭(地山に基礎を置く杭)とするなどの方法が良いと思われます。
 谷埋め盛土 地震時変動予測 文献
(参考資料)
1.講習会資料「あなたの宅地は大丈夫か−地震による谷埋め盛土造成地被害事例と安全性調査方法−」 (動画部
2.谷埋め盛土の地震時における被害写真
3.参考図書「知っておきたい斜面のはなしQ&A―斜面と暮らす」土木学会斜面工学研究小委員会  例)住民からの相談はどこにしますか
4.『斜面防災都市』:宅地谷埋め盛土の地震時被害について一般市民向けに詳しく書かれた唯一の書籍です。
5.「兵庫県南部地震で実証された造成地盤の危険性」:滑動崩落現象ではなく、切土盛土境部の不同沈下についての資料です

 
太田ジオが知財権を所有する盛土の耐雨・耐震補強工法
お問い合わせください)
  • 新発想の斜面安定化工法(1);土塊をブロック化し、側部抵抗力を有効にした斜面安定化工法
  • 新発想の斜面安定化工法(2);側部抵抗を有効に利用した地すべり防止工法
      上記2工法は、2次元発想で作られた斜面安定対策工法を、3次元発想で練り直したものです
  • 盛土の耐震化対策工法;地下水排除・間隙水圧消散・地盤補強による盛土地盤の耐震化工法
  • 排水機能付きアンカー工法;受圧板付き補強管
      上記2工法は、地震時に有害な過剰間隙水圧発生を抑え、かつ抑止工としても使えます
      予防工としては、簡易、安価、そして調査不足でも不安定化には寄与しない安心な工法です
      緊急輸送道路の盛土部耐震化対策に最適です
  • 高強度・長寿命な集水ボーリング保孔管;地すべり地の中でも断裂しない、100年寿命
      集水ボーリングは重力排水なので、集水効率よりも高強度で破断せず長寿命であることが重要
  • 堤防の浸透崩壊防止工法
      堤防は長い構造物なので、安価・簡易に勝るものなし。地震時にも効果を発揮します。
  • 擁壁工の排水不良解消、地震時の転倒防止工法
      老朽化した擁壁、安全性がわからない古い擁壁。排水不良解消と転倒防止で安全にします。
      道路擁壁の維持管理、宅地擁壁の安全対策などに利用できます。
  • 機械式盛土斜面安定工法;鶴翼式アンカーで簡易・安価に安定化
      Nonセメントで、地中に打ち込み、その後先端を開かせてアンカーにします
  • 土工でできる盛土の地震時滑動防止工法
      バックホーのみでできる盛土滑動崩落防止工法です。
  • その他実用新案、特許申請中数件
国土地理院
1.土地条件図:都市部の盛土の分布が大まかにわかります
2.空中写真閲覧サービス:造成前の写真があれば役に立ちます
3.地図閲覧サービス:新しい時代の2万5000分の1地形図です
4.旧版地図の閲覧・旧版地図の謄本交付

(国土交通省総合プロジェクト)
高度な画像処理による減災を目指した国土の監視技術の開発 綜合報告書 平成22年12月
国土地理院技術資料 C・1−No.400
地盤脆弱性評価システムは、報告書p127〜143
総合的な宅地防災対策の経緯  国会質疑
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