(57)【要約】【課題】液状化地盤と表層地盤増幅の大きい地盤についても、資料調査などの事前調査の段階である程度の推定が可能となる地盤調査方法を提供する。【解決手段】地盤の状況を既存のデータから調査する地盤調査方法である。  そして、周辺を含む調査対象地盤の所定深度までの強度に関する地盤定数のデータ、地下水位のデータ及び地形分類のデータを予め準備する工程と、所定深度までの地盤定数が強度閾値を超えているか否かを判定する選別工程（ステップＳ１）と、地下水位が水位閾値を超えているか否かを判定する水位判定工程（ステップＳ２）と、地形分類のデータから液状化の可能性が有る特定地形Ａに該当するか否かを判定する液状化判定工程（ステップＳ３）と、表層地盤増幅が起きる可能性が有る特定地形Ｂに該当するか否かを判定する増幅判定工程（ステップＳ４）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の状況を既存のデータから調査する地盤調査方法であって、
周辺を含む調査対象地盤の所定深度までの強度に関する地盤定数のデータ、地下水位のデータ及び地形分類のデータを予め準備する工程と、
前記地盤定数のデータから前記調査対象地盤の所定深度までの地盤定数が強度閾値を超えているか否かを判定する選別工程と、
前記地下水位のデータから前記調査対象地盤の地下水位が水位閾値を超えているか否かを判定する水位判定工程と、
地下水位が前記水位閾値を超えている場合に、前記地形分類のデータから液状化の可能性が有る第１の地形分類に前記調査対象地盤が該当するか否かを判定する液状化判定工程と、
地下水位が前記水位閾値以下又は前記第１の地形分類に該当しない場合に、前記地形分類のデータから表層地盤増幅が起きる可能性が有る第２の地形分類に前記調査対象地盤が該当するか否かを判定する増幅判定工程とを備えたことを特徴とする地盤調査方法。
【請求項２】
前記地形分類のデータは、地図と重ね合わせて表示されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の地盤調査方法。
【請求項３】
前記地形分類のデータは、地質図幅の境界においてもデータが連続していることを特徴とする請求項２に記載の地盤調査方法。
【請求項４】
前記所定深度までの地盤定数は地表から3mまでのＮ値であり、前記水位閾値は3mであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の地盤調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状化地盤や地震波増幅地盤などの地盤の状況を既存のデータから調査する地盤調査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤上に住宅などの建物を建てる際には、建物の重量を支持できるだけの地耐力（支持力）があるか否かを調査することに加えて、地震によって液状化が生じたり、大きく揺れることによって被害を受ける地盤であったりしないかを調査することが望ましい。
【０００３】
例えば、特許文献１には、地震基盤の加速度応答スペクトルと表層地盤の増幅率を求めて、その結果に基づいて求められた固有周期（卓越周期）を使用して建築物の耐震設計を行う方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、軟弱地盤及び液状化地盤の検討とあわせて、従来から住宅などの地盤調査で用いられるスウェーデン式サウンディング試験とレイリー波などの表面波を利用した表面波探査による地盤解析とで、液状化地盤と表層地盤増幅率の大きい地盤の検討を行う地盤調査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８０９０５号公報
【特許文献２】特開２０１７−６１７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、戸建て住宅などにおいて、多くの地盤調査で費用と時間とをかけることは負担が大きく、全ての調査が終わるまでは設計も進められないことになる。
【０００７】
一方、従来の地盤調査では、一般的に支持力の確認のためのスウェーデン式サウンディング試験などによる原位置試験に先だって、造成図や地形図などで資料調査が行われていた。
【０００８】
そこで，本発明は、液状化地盤と表層地盤増幅の大きい地盤についても、資料調査などの事前調査の段階である程度の推定が可能となる地盤調査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の地盤調査方法は、地盤の状況を既存のデータから調査する地盤調査方法であって、周辺を含む調査対象地盤の所定深度までの強度に関する地盤定数のデータ、地下水位のデータ及び地形分類のデータを予め準備する工程と、前記地盤定数のデータから前記調査対象地盤の所定深度までの地盤定数が強度閾値を超えているか否かを判定する選別工程と、前記地下水位のデータから前記調査対象地盤の地下水位が水位閾値を超えているか否かを判定する水位判定工程と、地下水位が前記水位閾値を超えている場合に、前記地形分類のデータから液状化の可能性が有る第１の地形分類に前記調査対象地盤が該当するか否かを判定する液状化判定工程と、地下水位が前記水位閾値以下又は前記第１の地形分類に該当しない場合に、前記地形分類のデータから表層地盤増幅が起きる可能性が有る第２の地形分類に前記調査対象地盤が該当するか否かを判定する増幅判定工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成された本発明の地盤調査方法は、スウェーデン式サウンディング試験や表面波探査試験などの原位置試験に先立って、液状化地盤と表層地盤増幅が起きる地盤であるか否かの判定を適切かつ効率的に行うことができる。
【００１１】
このため、より詳細な調査を行うかどうかが判断できるうえに、液状化対策や揺れ低減対策が必要と判断された場合には、建物や地盤に対して適切な対策を施すことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の地盤調査方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図２】ボーリングデータからＮ値が10以上となる深度の分布を示した図である。
【図３】ボーリングデータから地下水位の深度の分布を示した図である。
【図４】孔内水位の分布について各箇所のデータを補完して等高線化した図である。
【図５】一例としてボーリングデータからＮ値が10以上となる深度の分布を示した図である。
【図６】一例としてボーリングデータから地下水位の深度の分布を示した図である。
【図７】一例として日本シームレス地質図の地形分類を示した図である。
【図８】一例として判定で液状化の可能性がある地盤となった箇所をマップ上に明示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施の形態の地盤調査方法は、住宅などの建物を建設する調査対象地盤に対して適用される。さらには、建物の建設現場に関する資料調査に該当する調査である。
【００１５】
一般に資料調査では、調査対象地盤の周辺で過去にボーリングやサウンディング等の地盤調査が行われていないかを調べ、存在すれば調査対象地盤の状況を判断する資料として利用する。近接している地域では、地層構造や地下水位など地盤状況が類似している場合が多いためである。
【００１６】
また、地耐力（支持力）があるかについての検討においても、不同沈下を防止する観点から、資料調査が参考にされることが多い。その中には、造成図や微地形区分などがあり、これらの資料から建物に有害な沈下のおそれがないかを推定することになる。
【００１７】
そして、詳細な地盤調査報告は、原位置の貫入試験も行って総合的に判定されることが多い。また、液状化のおそれがないかの検討としては、例えば、貫入試験の際にＮ値などの地盤定数を取得し、地下水位の確認や土質試料の採取が行われる。採取された土質試料に対しては、粒度試験が実施され、「建築基礎構造設計指針」（日本建築学会，2001年）などに示される指標で液状化を判定する方法がある。
【００１８】
要するに、液状化するおそれがあるか否かは、地盤のかたさ（強度）、地下水の有無（地下水位の位置）、土質（液状化し易い粒度か否か）で決まり、これら三要素が合致する層が「液状化層」ということになる。
【００１９】
一方、簡便に判定する方法としては「小規模建築物基礎設計指針」（日本建築学会，2008年）で液状化層と非液状化層の層厚から判定する図表が提案されており、この図表では少なくとも地表面から3m程度までが非液状化層、すなわち前記三要素のいずれか１以上が欠けている層であれば、液状化が起きる可能性が小さいとされている。
【００２０】
一方、地震時に地盤の揺れが大きく増幅されるか否かについても判定が行われる。ここで、「地盤の揺れの増幅」とは、切土盛土などの地盤条件によって局所的に地震波が大きく増幅することをいう。
【００２１】
このような地盤を事前に特定しておくことで、地震被害を低減又は防止することができる。要するに「揺れ低減対策」とは、大地震時に地盤が大きく揺れることで誘引される建物被害を低減するための対策を指す。
【００２２】
こうした増幅判定には、表層地盤増幅率が基準とされる。表層地盤増幅率とは、地表近くの表層地盤の地震時の揺れの大きさを数値化したものであり、地震に対する地盤の弱さを示す。
【００２３】
通常、液状化地盤や地震波増幅地盤を判定するための調査は、時間と費用を要するため、なるべく確認が必要な地盤に特化して実施したいという要望がある。そこで本実施の形態の地盤調査方法では、既存のデータを使用した資料調査の段階で、予め液状化や表層地盤増幅の可能性が高い地盤を推定する。
【００２４】
そもそも調査対象となる地盤の土質は、地形に依存するところが大きい。従来から全国各地の微地形区分が公開されており調査の参考資料となるが、提示単位が大きく粗い場合や、分類が大括りの場合は、液状化や表層地盤増幅の可能性を推定しても、高精度な推定にならないことがある。
【００２５】
一方、近年では「日本シームレス地質図」（シームレス地質図（登録商標））が開示されている。詳細には、「20万分の1日本シームレス地質図」は、従来の紙に印刷された20万分の１地質図幅では、作成した時代の地球科学観や作成者の違いなどによって、図幅境界で地質境界線や断層・褶曲構造がつながっておらず、地質図幅ごとに凡例が異なっていることが多いという課題が解決された地質図である。
【００２６】
「20万分の1日本シームレス地質図」は、地質図幅の境界においてもデータが連続していてシームレスである点と、地形分類の区分が細分化されている点で優れている。なお、「連続していてシームレス」とは、境界においてデータ間に目立った段差がなく連続しているものとみなせることを指すものである。
【００２７】
このため、「20万分の1日本シームレス地質図」を、既往の地震での液状化被害や地盤被害と照らし合わせることで、かなり高精度な推定ができるようになると言える。
【００２８】
しかしながら、これらは被害が無い箇所でも同質の地形分類に区分されていることもあり、「20万分の1日本シームレス地質図」だけで液状化や表層地盤増幅の可能性を高精度で推定することはできない。
【００２９】
そこで、本実施の形態の地盤調査方法では、液状化の検討においては、上記した三要素も含めた判定を行うこととする。
【００３０】
図２には、公開されているボーリングデータからＮ値が10以上となる深度の分布をプロットしたものを例示している。また、図３には、図２と同じ場所のボーリングデータから、孔内水位の分布をプロットしたものを示している。
【００３１】
これらのデータは、例えば図４に示すように、各ボーリング箇所間を補完することで、シームレスなデータに置換えることができる。要するに、ボーリングデータによって得られている既存のデータであるＮ値が10以上となる深度の分布（図２参照）も、地盤定数のデータにすることができる。また、ボーリングデータから得られた孔内水位の分布（図３，４参照）は、地下水位のデータにすることができる。なお、図４は、説明を分かり易くするために連続した等高線を描いているが、実際に使用されるデータは細かくメッシュに切られた断続的なデジタルデータとなる。
【００３２】
そこで、これらの地盤定数のデータ及び地下水位のデータと、日本シームレス地質図のデータとを組み合わせて、本実施の形態の地盤調査方法を行うこととする。
【００３３】
すなわち、図１に示すように、ステップＳ１では、周辺を含む調査対象地盤に対して、地盤定数のデータを使用して、地表面から3mの深度までにＮ値10（強度閾値）を超える層が無い軟弱な地盤であるか否かの判定を行う（選別工程）。
【００３４】
ここで、図５は、一例としてボーリングデータからＮ値が10以上となる深度の分布を示した図である。以下、図５−図８の背景には、国土地理院の電子地形図を利用している。また、図５，６のボーリングデータは、国土地盤情報検索サイト「KuniJiban」及びＧ−ＳＰＡＣＥII（Copyright ＮＴＴ空間情報 All Rights Reserved）の情報を利用している。
【００３５】
図５の「上面深度0〜3m」の凡例が付された以外の箇所は、すべて3mまでにＮ値10を超える層が無い軟弱地盤と判定される。一方、「上面深度0〜3m」の凡例が付された箇所は、「何れにも該当しないと推定される地盤」、いわゆる健全地盤として、本実施の形態の地盤調査方法が終了する（ステップＳ３０）。
【００３６】
これに対して、地盤定数のデータからは軟弱地盤と判定された場合は、ステップＳ２に進み、3m（水位閾値）までに地下水位が存在するか否かを判定する（水位判定工程）。図６は、図５と同じ地域において、ボーリングデータから地下水位の深度の分布を示した図である。
【００３７】
「孔内水位(G.L.-0.0m〜1.0m)」、「孔内水位(G.L.-1.0m〜2.0m)」、「孔内水位(G.L.-2.0m〜3.0m)」の凡例が付された箇所は、すべて地表面から3mまでに地下水位があると判定される（ステップＳ２）。
【００３８】
他方、「孔内水位(G.L.-3.0m〜4.0m)」以深に地下水位がある箇所は、液状化は起きない地盤と判定され、後述するステップＳ４に移行する。
【００３９】
そして、ステップＳ２で3mまでに地下水位があると判定された場合は、ステップＳ３に移行して、日本シームレス地質図のデータに基づいて、地形分類を確認する（液状化判定工程）。図７に、図５，６と同じ地域の日本シームレス地質図の地形分類を示した。なお、図７，８は、「20万分の1日本シームレス地質図」（産業技術総合研究所地質調査総合センター）及びＧ−ＳＰＡＣＥII（Copyright ＮＴＴ空間情報 All Rights Reserved）の情報を利用している。
【００４０】
ここで、地形分類のデータの中で、液状化の可能性が有る第１の地形分類を「特定地形Ａ」とする。「特定地形Ａ」には、「完新世の人工改変地」や「後期更新世の段位（低位〜高位）段丘堆積物」などが該当する。
【００４１】
調査対象地盤が特定地形Ａに該当する場合は、液状化の可能性がある地盤と判定される（ステップＳ１０）。図８は、液状化の可能性がある地盤と判定された箇所を、マップ上に四角形のマス目で明示した図である。
【００４２】
これに対して、特定地形Ａに該当しない場合（ステップＳ３参照）又は上述した3m以深に地下水位がある場合（ステップＳ２参照）は、地震時の表層地盤増幅の可能性についての検討に移行する（増幅判定工程）。
【００４３】
液状化地盤では地震動は大きく増幅しないので、表層地盤増幅の可能性については、液状化の可能性があると判定された以外の軟弱地盤を対象にして判定を行えばよい。
【００４４】
ここで、地形分類のデータの中で、表層地盤増幅の可能性が有る第２の地形分類を「特定地形Ｂ」とする。「特定地形Ｂ」には、「後期更新世の低位段丘堆積物」や「中期更新世の火山岩類」などが該当する。
【００４５】
そして、調査対象地盤が特定地形Ｂに該当する場合は、表層地盤増幅率が高い可能性がある地盤と判定される（ステップＳ２０）。他方、特定地形Ｂに該当しない場合は、液状化や表層地盤増幅の可能性の低い地盤として判定される（ステップＳ３０）。
【００４６】
このように既存のデータに基づく資料調査によって、液状化地盤や地震波増幅地盤を推定することができれば、時間と費用を要する詳細な地盤調査を、必要とされる地盤に特化して実施することができる。
【００４７】
また、既存のデータに基づく資料調査によって液状化対策や揺れ低減対策が必要と判断された場合には、建物や地盤に対して適切な対策を施すことが迅速にできるようになる。
【００４８】
ここで、表層地盤増幅の可能性が高い場合の揺れ低減対策としては、建物自体を補強して剛性を高める耐震補強、又は建物自体の揺れを低減する制振構造や免震構造の採用など、建物構造に施される対策が挙げられる。また，地盤に対する揺れ低減対策としては、表層地盤改良工法や置換工法等の地盤の水平剛性を高める工法の実施、建物の基礎下において入力されるせん断力を低減させる地盤減震工法などの対策が挙げられる。
【００４９】
このように地震の揺れ低減対策の要否の判定を適切かつ効率的に行うことで、揺れ低減対策が必要となった場合には、建物の構造設計や地盤側の揺れ低減対策など適切な対策を施すことができるようになる。
【００５０】
次に、本実施の形態の地盤調査方法の作用について説明する。
【００５１】
このように構成された本実施の形態の地盤調査方法は、スウェーデン式サウンディング試験や表面波探査試験などの原位置試験に先立って、液状化地盤と表層地盤増幅が起きる地盤であるか否かの判定を適切かつ効率的に行うことができる。
【００５２】
このため、より詳細な調査を行うかどうかが判断できるうえに、液状化対策や揺れ低減対策が必要と判断された場合には、建物や地盤に対して適切な対策を施すことができるようになる。
【００５３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５４】
例えば、前記実施の形態では、地盤定数のデータ及び地下水位のデータを選別するデータとしてボーリングデータを例示したが、これに限定されるものではなく、スウェーデン式サウンディング試験の既存のデータでも適用することができる。
【００５５】
また、前記実施の形態では、強度閾値としてＮ値10を例に説明したが、これに限定されるものではなく、目標に応じて、例えば大地震までを想定した場合は、強度閾値としてのＮ値は15程度にすることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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