技術資料

宗谷丘陵末端の海食崖に位置する斜面における土層強度検査棒による原位置試験について
坂本尚弘

吉野恒平

倉橋稔幸

１．はじめに一般国道238号稚内市宗谷村東浦において斜面災害が令和2年8月7日に発生した（写真－1）。斜面は最大15mの高さからすべり、道路延長60mにわたり土砂を堆積させた。稚内市宗谷村の33.0km区間（図－1）が大雨による土砂崩壊のため、8月7日7時20分から通行止めとなった 1)。最寄りの峰岡テレメータでは、8月6日23時から8月7日7時までに連続雨量61mmを観測したほか、8月7日5時から6時までに時間最大雨量24mm/hを観測した。速やかに通行止めの処置がされ、人的被害も無く、道路施設以外の物的被害も無い状況

図－1

8月7日18時時点の稚内開発建設部管内
通行止め状況及び迂回路図（稚内開発建設部(2020)1）を一部改変）であったが、8月9日7時まで、ほぼ丸2日間にわたり通行止めとなった2)。

を行っている。

被災した道路斜面は、宗谷丘陵末端の海岸に面したそこで本稿では、被災した道路斜面において土層強自然斜面である。宗谷丘陵は周氷河地形と呼ばれ、緩度検査棒による原位置試験を行い、貫入深さ、粘着力やかな起伏が特徴的である。周氷河性斜面とは、寒冷ｃ及び内部摩擦角φを求め、道路斜面災害発生のメカ地での凍結融解の諸作用の著しいところで発達した、ニズムについて推定した。

凹凸の少ない、平滑な形を特徴とした斜面である。本州では飛騨山脈、木曽山脈、赤石山脈等の高山帯や、２．地形・地質

北海道では日高山脈北部及び宗谷丘陵が主な箇所として知られている3)。近年では、このような地形での斜被災した道路斜面は傾斜45°の平滑な自然斜面で、面災害が増えてきており、筆者らは周氷河性斜面堆積宗谷丘陵の末端に位置する海食崖である。斜面に樹林物の工学的性質を明らかにすることを目的に調査分析は無く、2m程度の笹竹に覆われている。樹木は明治期に発生した相次ぐ山火事により消失したと伝えられている4)。また、斜面には高さ約1.5mの雪崩予防柵が設置されていたほか、被災斜面の猿払村側に隣接したのり面にはふとんかごがのり尻に設置されていた。法頭に水が多いところを好むフキが生えていた。
一方、地質図幅「知来別」5)によると、今回被災した箇所は、新第三系中新世鬼志別層が分布しており、主に砂岩と泥岩から構成される。ただし、現地観察では斜面の滑落崖に角礫層が露出していた。角礫層はハンマーのピックで傷が付く程度の硬さで、軟岩に分類される。また、側方崖の深さは最も深い箇所で2.5m

写真－1

18

 般国道238号稚内市宗谷村東浦における道路斜一面の被災状況（稚内開発建設部提供）であった（写真－2）。側方崖を観察すると、斜面の表層から1～2mの基盤岩である角礫岩の風化部の岩屑が寒地土木研究所月報№814

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重なり、新鮮な基盤岩との境界で岩屑が水を含み泥濘範囲を利用し、被災斜面に隣接した側背の6測点で実化していた（写真－3）。さらに、移動土塊は表層の植施した（図－2）。

生を保ちながら、2.5～5mの厚さで道路延長60mにわたり堆積していた（写真－4）。ゆえに、斜面災害の形態は岩屑すべりであると考えられる。

３．２

土層強度検査棒による試験方法

土層強度検査棒は、貫入試験及びベーンコーンせん断試験を行うことができる（写真－5）6)。まず、貫入

３．土層強度検査棒による試験方法

試験では、先端コーンの測定深度まで人力で貫入する（写真－6）。人力により貫入するため、深さは最大5m３．１程度、貫入可能な地盤の強度はスウェーデン式サウン

試験位置

災害発生から26日後の9月2日と3日に土層強度検査棒による原位置試験を実施した。伐開が完了していたディングによる換算N値で10～15程度が目安とされている。
次に、ベーンコーンせん断試験では、土層内の所定の深度に羽根つきコーン（ベーンコーン）を設置し、ロッドの押し込み力と土層のせん断に必要なロッド及びベーンコーンの回転トルクを複数の荷重条件で測定することにより原位置での粘着力と内部摩擦角を測定

写真－2

滑落崖と移動土塊

写真－4

写真－3

側方崖で観察される風化部の岩屑と基盤岩

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道路に堆積した移動土塊の状況（稚内開発建設部提供）

図－2

試験位置

19

力を求め、横軸を鉛直応力、縦軸をせん断応力としたグラフを作成して測定点毎に回帰式を求め、「経験式による粘着力」Cdk'「経験式による内部摩擦角」φdk'を求めた。
σ≒2.4×102Wvc
4

τ≒1.5×10 Tvc(1)(N/m2)(2)

2(N/m )

ここに、
Wvc：先端コーンにかかる鉛直荷重(N)Tvc：先端コーンにかかるトルク(N・m)
なお、Wvc及びTvcは、
写真－5

Wvc=WN +（m0 + nm1）g（N/m2)

土層強度検査棒機器の全体構成（佐々木, 2010）6)  Tvc=TN - T0

（N･m)であり、ここに、
To：先端コーンでWc=0（荷重なし）の場合の最大回転トルク（N・m）
TN：ベーンコーンでWNの荷重の場合の最大回転トルク（N・m）
WN：荷重計の読み（N)m0：先端コーンと450mmロッドの合計質量（0.33kg）（N)n：全ロッド数から最初のロッド（450mm）を除いた本数
m1：500mmロッド質量（0.32kg）（N)g：標準重力加速度9.81m/s2
４．結果及び考察
写真－6

貫入試験実施状況

４．１

土層強度検査棒による試験結果

試験の結果、貫入深さは0.78～2.21mを示した（表する。この試験により、粘着力c及び内部摩擦角φを－1）。このうち、貫入深さが最も浅いのは試験箇所⑥

簡易的に求めることが可能となる。の深さ0.78mであった。逆に最も深いのは試験箇所②試験を2名体制で行い、うち1名は検査棒を地面へ一の深さ2.21mであった。

定の荷重で貫入させた。他の1名は検査棒に引っかけまた、経験式から算出した粘着力cは0.9～4.1kN/たトルクレンチを1秒に1°の速さで時計回りに回転さm となり、最大でも4.1kN/m 2 程度であった（表－せ最大回転トルクを計測した。

2）。道路土工－仮設構造物工指針7)によれば、粘着力

ベーンコーンせん断試験の測定値から粘着力及び内部摩擦角を算出するには、経験式法と相関式法の二つ

212kN/m2以下は「非常に軟らかい」と評価される。一方、φは10～25°と算出された。

がある。後者は一面せん断試験や三軸圧縮試験などの新第三紀層の風化岩地すべりでは、粘着力cは0～25土質試験結果を必要とする。ただし、本稿では過年度

kN/m2、内部摩擦角φ12～25°とされており8)、今回のに近隣で調査されたデータが得られなかったことか計算結果とほぼ一致した。

ら、前者の経験式により粘着力及び内部摩擦角算出することとした。
経験式法では、以下の式により鉛直応力とせん断応
20４．２

すべり面深度分布の推定とメカニズム

貫入深さを図－3に示す。調査箇所③の深さは1.9m
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であったのに対して、実際の側方崖の深さは2.5mでしている。また、被災斜面に隣接したのり面の「ふとあり、概ね一致していた。これは基盤岩の風化部と新んかご」の上部にフキが生えていることから、水道（み鮮部との境界に相当する。

ずみち）が出来ていると考えられる。これらの高さはしかし、貫入深さは0.78～2.21mを示し、一様では概ね下部のすべりと一致する。

ない。また、調査箇所④で深さ1.26mとなるなど、斜したがって、観察や試験結果から以下のメカニズム面の傾斜方向に対しても凹凸がある。したがって、すを推定した。まず、斜面表層の風化層や表土が長時間べての貫入深さをつなぎ、一つの円弧のすべり面としにわたる降雨により基盤岩と岩屑の間に水が多量に浸て解釈するには無理がある。そこで、図－3に示すよ

透し、基盤岩の風化部が泥濘化し粘着力が低下した。

うに、試験箇所④上下付近で上下二つのすべり面を推それにより、下部の斜面が先にすべり、その後上部が定すれば、つじつまが合うと考えられる。写真－7で遅れてすべり、下部の移動土塊を押し出したと考えら確認できるように、移動土塊は大きく上下2つに分離れる。

表－1

土層強度検査棒試験の結果

図－3

表－2

試験箇所ごとの貫入深さ分布と推定すべり面

経験式法による粘着力と内部摩擦角の計算結果

写真－7

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移動土塊の分離とのり面背後の植生

21参考文献

５．まとめと今後の課題
本稿では、土層強度検査棒による原位置試験から以

1） 北海道開発局稚内開発建設部：管内通行止めの状下のことを明らかにした。

況について（第3報）,2020.

(1)貫入試験の貫入深さは、0.78～2.21mを示し、露頭https://www.hkd.mlit.go.jp/wk/release/

で確認された側方崖の深さと概ね一致し、それはeocjpv0000008loi-att/eocjpv0000008lr8.pdf

基盤岩の風化部と、その下位にある基盤岩の新鮮（2020年11月4日閲覧）．

部との境界に位置し、岩屑すべりのすべり面に相2） 北海道開発局稚内開発建設部：管内通行止めの状当する。さらに、観察結果と併せて解析すること

況について（第6報）終報, 2020.

で、すべり面を上部と下部の2つに分けることがで

https://www.hkd.mlit.go.jp/wk/release/

きた。

eocjpv0000008loi-att/eocjpv0000008lr8.pdf(2)貫 入ベーンコーンせん断試験から経験式により、風化層の粘着力cを0.7～4.1kN/m 、内部摩擦角φ2（2020年11月4日閲覧）.
3） 鈴木隆介：建設技術者のための地形図読図入門第を10～25°と算出でき、強度が小さいことを確認した。ただし、逆算法により求めるc及びφに比べて、3巻

段丘・丘陵・山地，p.934, 2000.

4） 稚内市役所：宗谷丘陵の周氷河地形,

値が小さく出る可能性や、土質により値もバラつ

https://www.city.wakkanai.hokkaido.jp/kanko/

く場合もあることもあるので注意が必要である。

midokoro/spot/syuhyogachikei.html(3)土層強度検査棒本体は10万円程度で購入でき、機器の総重量は約5kg程度と軽量で取り扱いも容易（2020年11月4日閲覧）.
5） 北海道開発庁：5万分の1地質図幅説明書である。使用方法さえ覚えれば、簡易に現地調査

知来別，p.44, 1957.

を行うことができ非常に便利である。そのため、

6） 佐々木靖人：土層強度検査棒による斜面の土層調

土層強度検査棒の原位置試験で多くの地点で情報査マニュアル（案），土木研究所資料, 第4176号,が得られ、スピード感を持った対応も可能である。

p.40, 2010.

限られた予算、人員で実施するには現実的な調査

7） 日本道路協会：道路土工－仮設構造物工指針,方法である。今後は、周氷河斜面堆積物への適用事例を増やし、更なる有効活用について検討して

p.30, 1999.
8） 日本道路協会：道路土工－切土工・斜面安定工指

行きたい。

針, p.402, 2009.

謝辞：国土交通省北海道開発局稚内開発建設部には、資料提供や現地調査に快く協力していただいた。この場を借りて御礼申し上げます。

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坂本 尚弘
SAKAMOTO Naohiro

吉野 恒平
YOSHINO Kohei

倉橋 稔幸
KURAHASHI Toshiyuki

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
防災地質チーム
研究員

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
防災地質チーム
研究員
博士（理学）

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
防災地質チーム
上席研究員
技術士（応用理学）

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