脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

産学官共同研究報告書

平成 20 年 3 月（財）福井県建設技術公社

発刊にあたっ て（案）（ 財 ）福 井 県 建 設 技 術 公 社 は ，県 お よ び 市 町 の 建 設 技 術 の 向 上 と 良 質 な 社 会 資 本の 整 備 に 寄 与 す る こ と を 目 的 と し て ，平 成 ６ 年 ４ 月 に 設 立 さ れ て 以 来 ，建 設 技 術に 関 す る 研 修 会 や 講 習 会 の 開 催 ，調 査・設 計 マ ニ ュ ア ル の 作 成 ，建 設 事 業 に 関 す
る 受 託 業 務 な ど を 行 い ，建 設 行 政 の 円 滑 か つ 効 率 的 な 執 行 を 図 る た め の 発 注 者 支援を行って参りました．
産 学 官 共 同 研 究 支 援 事 業 は 平 成 １ ２ 年 度 よ り ，大 学 と 民 間 企 業 お よ び 県 の 機 関（ 雪 対 策・建 設 技 術 研 究 所 ）が 対 等 の 立 場 で 共 通 の 課 題 に 取 り 組 み ，技 術 研 究 開
発 の 推 進 ，建 設 技 術 の 高 度 化 を 図 る こ と を 目 的 と し て 始 ま り ま し た ．当 公 社 に つ
きましては，この共同研究のコーディネートを行っております．
近 年 ，二 酸 化 炭 素 に よ る 地 球 の 温 暖 化 が 問 題 と な っ て お り ，具 体 的 な 対 策 の 開
発 が 課 題 と な っ て お り ，一 つ の 解 決 策 と し て 森 林 に よ る 二 酸 化 炭 素 の 吸 収 が あ げられています．
そ こ で ，当 公 社 で は 県 産 材 の ス ギ を 地 中 基 礎 や 軟 弱 地 盤 対 策 に 利 用 す る こ と で
木 材 需 要 を 高 め ，森 林 の 活 性 化 を 促 進 す る こ と を 目 的 と し て 平 成 １ ８ 年 度 か ら ２ヶ年にわたって研究支援に取り組みました．
特 に ，福 井 県 は 県 面 積 の 大 部 分 が 森 林 で 覆 わ れ て お り ，本 研 究 は 県 の 特 徴 を 活かした温暖化対策のひとつになると考えられます．
本 書 は そ の 研 究 成 果 を ま と め た も の で あ り ，地 中 基 礎 や 軟 弱 地 盤 対 策 に か か わる技術の参考となれば幸いです．
最後に，この共同研究にご協力頂いた方々に対し，深く感謝申し上げます．
平成２０年３月（財）福井県建設技術公社
理事長

児玉

忠

まえがき
最近，新聞やテレビを見ていると，地球温暖化に起因する異常気象の問題や温暖化防止対策への取り組みなどを紹介する内容を目にすることが多い．しかしながら，政府が掲げる温暖化対策の数値目標と実際に行われている諸活動がもたらす効果との間には大きな隔たりがあるように感じる．したがって，
このままの状況が続けば，数年先または数十年先には地球温暖化が待ったなしの事態に陥るであろうことが現実味を帯びてきた．さて，この様な事態を防ぐために政府，地方自治体，民間企業，そして個人レベルで，今まで以上の何らかのアクションを起こす必要があるわけだが，我々が携わる建設事業においてはどの様な取り組みができるのであろうか．この様な問題提起に対して 1 つの提案を行おうというのが本研究の位置づけである．
現在，地球温暖化防止対策の 1 つとして，森林が持つ CO 2 吸収能力によるカーボンストックがあり，京都議定書で定められた我が国の温室効果ガス削減目標 6%のうち，3.8%をこの森林吸収に期待している．
しかし，これは林業経営が適切に行われた森林が対象であり，これを実現するには国産材を積極的に利用することにより，植林→育成→伐採→流通→加工→利用→植林という林業経営のサイクルを長期的かつ安定的に循環させることが重要となる．本研究における提案は，この中の「利用」に関わるものであり，かつては基礎杭として利用されていた丸太を，軟弱地盤対策における建設資材として積極的に利用し，木材の需要拡大によりカーボンストックの増大を図ろうというものである．さらに，福井県の総面積に占める森林面積の割合は 75%と全国平均に比べて高く，その中の民有人工林の樹種は 90%近くがスギであるという現状を考慮し，地域材としてのスギを積極的に利用することも視野に入れている．
本研究では，財団法人福井県建設技術公社のお世話のもと，飛島建設株式会社北陸支店，飛島建設株
式会社技術研究所，福井工業高等専門学校環境都市工学科，福井県土木部，福井県雪対策・建設技術研究所，福井県総合グリーンセンターの産学官の各機関が，密に連携を取りながらそれぞれの特徴を活かした研究活動を行った結果，今後の建設事業における木材の利用促進に繋がる数多くの知見と，木材利用による地球温暖化対策の有効性について本報告書にまとめることができた．
本報告書では，まず，研究成果より得られた結論を示し，第１章では本研究を着手するに至った社会的背景と経緯，第２章では本研究の具体的目的を示す．第３章では土木分野より道路橋示方書，建築分
野より建築基礎構造設計指針を取り上げ，我が国における木杭の設計法の変遷について示す．第４章では福井県内に現存する木杭基礎を有する３つの橋梁を取り上げ，その概要を示す．第５章では文献調査より明らかとなった建設工事における丸太利用と腐朽状況に関する調査結果を示す．第６章では平成 18
年に足羽川の水越橋，幸橋，木田橋付近で掘り出された丸太の概要と，目視評価，ピロディン試験，縦圧縮試験による健全度評価の結果について示す．第７章では丸太を軟弱地盤対策に適用する際の設計法や適用事例を提案し，既存の他工法との比較により温暖化対策としての優位性を示す．そして最後に，
福井県内の土木事業における木材利用事例集，福井県土木工事仕様書における木工沈床の材料へのスギ丸太の使用認可書類，福井県の基礎工設計マニュアルにおける木杭基礎に関する箇所の修正案，共同研
究の成果を発表した論文リストを巻末に資料編として掲載する．
課題として，提案した丸太による軟弱地盤対策工法の実工事における信頼性を得ることが残されているが，本研究で得られた成果が，今後の我が国の森林経営の活性化，そして，地球温暖化対策につながれば幸いである．
平成２０年３月
福井工業高等専門学校
環境都市工学科
准教授 吉田雅穂産学官共同研究支援事業
研究グループ（ 平 成 18 年 度 ）安達敏憲

飛島建設株式会社

北陸支店

支店長

勝山義史

飛島建設株式会社

北陸支店

土木事業部

沼田淳紀

飛島建設株式会社

防 災 R&D セ ン タ ー 技 術 研 究 所

室長

上杉章雄

飛島建設株式会社

防 災 R&D セ ン タ ー 技 術 研 究 所

副主任研究員向谷常松

飛島建設株式会社

防 災 R&D セ ン タ ー 技 術 研 究 所

主席技術員

吉田雅穂

福井工業高等専門学校

久保

福井県雪対策・建設技術研究所

光

環境都市工学科

副主任

助教授

環境・建設技術研究グループ

源済英樹

福井県総合グリーンセンター木材開発研究グループ

主任研究員

野村

福井県総合グリーンセンター木材開発研究グループ

主事

崇

五十嵐謙一

福井県土木部

土木管理課技術管理室

免

博彦

財団法人

福井県建設技術公社

業務課長

山木忠嘉

財団法人

福井県建設技術公社

業務課

企画主査

臼井裕喜

財団法人

福井県建設技術公社

業務課

技師

技師

主査

（ 平 成 19 年 度 ）長島道雄

飛島建設株式会社

北陸支店

支店長

勝山義史

飛島建設株式会社

北陸支店

土木事業部

沼田淳紀

飛島建設株式会社

技術研究所

室長

上杉章雄

飛島建設株式会社

技術研究所

副主任研究員向谷常松

飛島建設株式会社

技術研究所

主席技術員

吉田雅穂

福井工業高等専門学校

久保

福井県雪対策・建設技術研究所

光

環境都市工学科

副主任

准教授

環境・建設技術研究グループ

源済英樹

福井県総合グリーンセンター木材開発研究グループ

主任研究員

野村

福井県総合グリーンセンター木材開発研究グループ

主事

崇

五十嵐謙一

福井県土木部

土木管理課技術管理グループ

企画主査

沢崎幸夫

財団法人

福井県建設技術公社

業務課長

山木忠嘉

財団法人

福井県建設技術公社

業務課

企画主査

臼井裕喜

財団法人

福井県建設技術公社

業務課

主査

研究員

もくじ
ページ
脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究報告書
結論：脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に向けて・・・・・・・・・

1

1.

研究背景

・・・・・・・・・

2

2.

研究目的

・・・・・・・・・

3

3.

基礎設計への丸太杭取扱いの変遷
3.1 調 査 方 法
3.2 道 路 橋 示 方 書
3.2.1 使 用 材 料 の 変 遷
3.2.2 道 路 橋 示 方 書 の 変 遷
3.2.3 杭 頭 反 力 の 計 算 法
3.2.4 杭 施 工 の 選 定 基 準
3.2.5 道 路 橋 示 方 書 に お け る 丸 太 杭 の 変 遷
3.3 建 築 基 礎 構 造 設 計 指 針
3.3.1 調 査 対 象
3.3.2 記 述 内 容 の 変 遷
3.4 ま と め・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

4
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5
5
6
7
8
9
15
15
15
23

4.

福井県内既存丸太基礎構造物事例の調査
4.1 調 査 方 法
4.2 調 査 結 果
4.2.1 下 司 橋
4.2.2 鯖 江 大 橋
4.2.3 西 津 橋

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

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25
25
26
27
28

5.

土木工事における丸太利用と腐朽に関する文献調査
5.1 調 査 方 法
5.2 調 査 結 果
5.3 新 潟 駅 本 屋 の 事 例
5.4 ま と め・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

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29
33
37
40

6.

足羽川で採取された丸太の健全性に関する調査
6.1 調 査 の 概 要
6.2 丸 太 堀 出 し 地 点 の 地 盤 と 歴 史
6.2.1 水 越 橋 上 流 地 点
6.2.2 幸 橋 地 点
6.2.3 木 田 橋 地 点
6.3 樹 種 鑑 定
6.3.1 林 業 的 に 生 産 さ れ る 樹 木 の 種 類 に つ い て
6.3.2 樹 種 鑑 定 の 方 法 と 結 果
6.4 採 取 さ れ た 丸 太 の 健 全 性 調 査
6.4.1 目 視 に よ る 腐 朽 度 評 価
6.4.2 強 度 試 験 の た め の 前 処 理
6.4.3 ピ ロ デ ィ ン 貫 入 試 験
6.4.4 縦 圧 縮 試 験
6.5 ま と め・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

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43
43
45
48
50
50
54
57
57
61
63
82
86

7.

丸太地中打設による軟弱地盤対策とこれによる環境対策効果の検討
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 87
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 87
7.1 丸 太 に よ る 軟 弱 地 盤 対 策 方 法
7.1.1 丸 太 の 適 用 方 法・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 87
7.1.2 パ イ ル ネ ッ ト 工 法・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 88
7.1.3 パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 94
7.2 丸 太 を 用 い た 軟 弱 地 盤 対 策 と セ メ ン ト 固 化 改 良 と の 環 境 比 較・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 96
7.2.1 二 酸 化 炭 素 排 出 量 の 算 出 方 法・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 96
7.2.2 丸 太 を 用 い た 軟 弱 地 盤 対 策 と セ メ ン ト 固 化 改 良 と の 環 境 性 比 較・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 98
7.2.3 丸 太 杭 ， PC 杭 ， 鋼 管 杭 の 環 境 性 比 較・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 101
7.3 丸 太 地 中 打 設 に よ る 軟 弱 地 盤 対 策 例
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 104

＜資料編＞
資料 1

福井県内の土木事業における木材利用事例集

資料 2 共通仕様書および設計マニュアルの修正について（本研究成果）
資 料 2-1 木 工 沈 床 に 使 用 す る 材 料 に つ い て
資 料 2-2 「 基 礎 工 設 計 マ ニ ュ ア ル （ 福 井 県 土 木 部 監 修 ）」 に お け る 松 杭 基 礎 の 記 述 に 関 す る 修 正 案
資料 3

発表論文

結論：脱地球温暖化社規へ向けた建設工事への木材利用に向けて(1) 脱 地 球 温 暖 化 社 会 へ 向 け て ， 建 設 工 事 に お い て も 温 室 効 果 ガ ス 削 減 を 目 指 す こ と が 必
要 で あ り ，こ の た め に は 木 材 利 用 を 積 極 的 に 行 う べ き で あ る ．一 般 に ，建 設 材 料 と し て
コ ン ク リ ー ト や 鉄 が 使 用 さ れ る が ，こ れ ら と 同 様 に 木 材 も 常 に 検 討 対 象 と す べ き で あ る ．
特 に ，木 材 の 利 用 に あ た り ，過 去 の 木 材 が 枯 渇 し た 時 代 の 名 残 や 丸 太 は マ ツ で な け れ ばな ら な い と い っ た 誤 解 や 拡 大 解 釈 も あ る よ う な の で ，こ れ ら は 早 期 に 解 消 し て い く 必 要がある．
(2) 建 設 工 事 へ の 木 材 利 用 先 と し て ， 軟 弱 地 盤 対 策 な ど の 地 下 水 位 が 浅 い 軟 ら か い 地 盤 への 丸 太 打 設 が 考 え ら れ る ．木 材 は 気 中 で 用 い た 場 合 に は ，燃 え や す い ，乾 燥 す る と 変 形
す る ，腐 朽 す る ，加 工 工 程 が 増 え る と 高 価 に な る な ど の 欠 点 が あ る が ，軟 弱 地 盤 対 策 な
どへの丸太打設を行えば，これらが欠点とはならない．
(3) 丸 太 は ，地 盤 中 の 地 下 水 位 以 下 で は 少 な く て も 50 年 以 上 は 腐 朽 が 進 行 し な い と 言 え る ．
し か し な が ら ，地 下 水 位 は 変 動 し ，地 下 水 位 の 変 動 域 や そ れ 以 浅 で は 地 盤 中 で あ っ て も腐朽が進行する場合があるので，状況によっては注意が必要である．
(4) 建 設 工 事 で 用 い ら れ る 丸 太 と 言 え ば 一 般 に マ ツ 丸 太 で あ る が ， ス ギ も 同 様 に 地 盤 中 の
地 下 水 位 以 下 で は 少 な く て も 70 年 以 上 腐 朽 が 進 行 し な い と 言 え ，力 学 的 特 性 を 考 慮 した 上 で ，マ ツ 丸 太 と 同 様 に 地 盤 中 で 使 用 で き る ．な お ，マ ツ 丸 太 と 言 っ て も ，マ ツ 科 の
中 に は モ ミ 属 ，ト ガ サ ワ ラ 属 ，ト ウ ヒ 属 ，カ ラ マ ツ 属 ，マ ツ 属 が あ り ，そ れ ぞ れ 力 学 的
特 性 な ど が 異 な る の に こ れ ら が 区 別 さ れ ず に 使 わ れ て い る 場 合 が 多 い の で ，注 意 す る 必
要がある．
(5) 丸 太 を 軟 弱 地 盤 中 に 打 設 す る 既 存 の 工 法 と し て は ， 現 在 パ イ ル ネ ッ ト 工 法 が あ る ． この 工 法 を 用 い る こ と で ，脱 地 球 温 暖 化 社 会 へ 向 け た ，二 酸 化 炭 素 貯 蔵 効 果 を 期 待 す る こと が 可 能 と な る ．今 後 ，さ ら に 種 々 の 丸 太 打 設 に よ る 工 法 を 開 発 す る こ と で ，積 極 的 な
利用促進が図られると考えられる．
(6) 深 さ 8m， 広 さ 1ha の 軟 弱 地 盤 対 策 を 想 定 し パ イ ル ネ ッ ト 工 法 を 適 用 し た 場 合 ， こ れに よ る 二 酸 化 炭 素 貯 蔵 量 は 1,900t-CO 2 と な る ．こ の 量 は 820kl の ガ ソ リ ン（ 大 型 の 20kl
タ ン ク ロ リ ー 41 台 分 ） に 匹 敵 す る ． さ ら に ， 丸 太 を 用 い る こ と で ， 林 業 の 活 性 化 ， こ
れ に 伴 う 水 源 涵 養 ，土 砂 災 害 防 止 な ど の 効 果 も 考 え ら れ ，工 事 そ の も の が 大 き な 環 境 対策となると考えられる．
(7) 支 持 杭 を 想 定 し ， PC 杭 ， 鋼 管 杭 と 丸 太 の 二 酸 化 炭 素 排 出 量 を 比 較 し た 場 合 ， PC 杭 や
鋼 管 杭 は 製 造 時 の 二 酸 化 排 出 量 が 多 く 環 境 負 荷 が 大 き い が ，丸 太 の 場 合 は 二 酸 化 炭 素 貯
蔵 効 果 が あ る ．両 者 の 差 は ，杭 の 許 容 支 持 力 が 大 き く な る ほ ど 大 き く な る ．こ の よ う な
環境的な視点についても，機能とともに今後考えていく必要がある．
(8) 木 材 は ， 土 木 の 分 野 で は 過 去 の 材 料 と い っ た 認 識 が あ る よ う で あ る が ， 環 境 と い た 新
た な 視 点 を 取 り 入 れ た と き ，見 直 さ れ る べ き 材 料 で あ る ．木 材 の 研 究 は ，一 般 に 気 中 を対 象 と し て い る ．本 研 究 で 示 し た よ う に ，木 材 を 地 中 で 利 用 す る こ と で ，そ の 利 用 量 の拡大を図れる可能性が高く，今後この領域でのさらなる研究を推進する必要がある．
－1－

1.

研究背景
地球温暖化は，地球規模で解決しなければならない緊急な課題といえる．これを解決するためには，あるゆる分野でこれに真剣に取り組む必要がある．土木分野では，今まで土木工学的な視点で技術が進歩してきたが，これからは，このような技術面だけではなく，地球温暖化対策といった環境的な視点が必要になってきている．さらに，地球環境対策では，単に省エネ効果だけを目指すのではなく，土木工事そのものが温室効果ガス削減策となるような，より積極的な技術が必要になると考えられる．
京 都 議 定 書 の 温 室 効 果 ガ ス 削 減 目 標 の 内 3.8％ は ， 森 林 吸 収 に 期 待 し て い る ． た だ し ，
これは林業経営が適切に行われた森林が対象であり，このためには木材の利用拡大が不可欠である．そもそも木材は，伐採しても植林を続けている限り無限の資源である．燃焼させてもカーボンニュートラルであり，一度使用した木材を燃料として使用すればエネルギ
ー 代 替 効 果 が 期 待 で き る ．さ ら に ，燃 焼 や 腐 朽 さ せ ず に 長 期 間 利 用 す れ ば 炭 素 貯 蔵 と な り ，
温室効果ガス削減に寄与することとなる．現在の京都議定書では，利用方法に関わらず木材 伐 採 は 即 温 室 効 果 ガ ス 排 出 と な る が ，2013 年 以 降 の 森 林 吸 収 源 の 取 り 組 み で は ，こ の よ
うな炭素貯蔵効果も考慮されると言われている．したがって，木材による炭素貯蔵は，単に温室効果ガスの削減に寄与するといっただけではなく，将来的には経済的な効果も伴うものと予想される．
現 在 で は ， セ メ ン ト や 鉄 が 大 量 に 使 わ れ ， 土 木 分 野 に お け る 木 材 利 用 率 は わ ず か 2%程度である．しかしながら，土木工事では，古来木材を多用しており，その歴史はセメントや鉄よりもむしろ長い．土木工事に木材が使用されなくなった理由の一つに，腐朽が考えられる．木材が腐朽するには，水，空気，栄養，温度の 4 条件が揃う必要があり，地中の
特に地下水位以下では空気が欠乏するので，木材が長期間健全性を保つと考えられる．このような事例として，旧丸ビルの丸太基礎が最近になって掘り出され丸太が健全であった事例がある．このように，木材は地下水以深で利用すれば，セメントや鉄以上に耐久性があり長期間機能維持する可能性がある．加えて，丸太が機能維持を果たしながらも，炭素
貯 蔵 を 果 た す ． 日 本 は 国 土 の 約 2/3 は 森 林 に 覆 わ れ ， 特 に ， 福 井 県 は 県 面 積 の 約 3/4 は 森林で覆われている．このような県産材を土木工事で積極的に使うことが可能となれば，社会基盤整備とともに地球温暖化対策，林野事業の活性化といった環境対策へも結びつく可能性が高い．このような木材炭素貯蔵を可能とする土木工事として，地下水位の浅い軟弱地盤対策工事や構造物基礎工事がある．
このような，背景を受け，本研究では，文献調査と実際に足羽川より掘り出された丸太を調査することでその長期健全性を明らかにし，環境対策としての丸太打設による軟弱地
盤対策工事の実用化に向けその可能性を検討した．

－2－

2.

研究目的
本研究は，環境対策効果のある軟弱地盤対策工事の実用化を目的とし，以下を明らかにする．
(1)木 材 を 利 用 し た 場 合 に 大 き な 課 題 と な る 地 中 木 材 の 腐 朽 に つ い て 健 全 と な る 条 件 と その長期性を明らかにする．
(2)軟 弱 地 盤 対 策 と し て 丸 太 を 用 い た 場 合 の 環 境 対 策 効 果 を 明 ら か に す る ．
これを実現するために，以下を実施する．
(1)丸 太 基 礎 設 計 法 の 変 遷 の 調 査(2)福 井 県 内 の 既 存 丸 太 基 礎 構 造 物 事 例 の 調 査(3)土 木 工 事 に お け る 丸 太 利 用 と 腐 朽 に 関 す る 文 献 調 査(4)足 羽 川 で 採 取 さ れ た 丸 太 の 腐 朽 に 関 す る 調 査(5)丸 太 地 中 打 設 に よ る 軟 弱 地 盤 対 策 と こ れ に よ る 環 境 対 策 効 果 の 検 討－3－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3. 基礎設計への丸太杭取扱いの変遷
3.1 調査方法
既往の設計方法として，土木構造および建築を対象に現在用いられている道路橋示方書（日本道路協会）と建
築基礎構造設計指針（日本建築学会）の設計方法について，過去に遡り丸太杭の取り扱われ方の変遷についてまとめる．
現在はこれらに木材の記述がないが，1955 年（昭和 30 年）1 月 21 日に「木材資源利用合理化方策」が閣議決定されており，これらの影響もあったものと推察される．
以下に，これを示す．
「木材資源利用合理化方策」（1955 年（昭和 30 年）1 月 21 日閣議決定）
1. 方針
わが国における森林の過伐傾向は，甚しく国土の保全を危殆に頻せしめるのみならず，木材資源の枯渇を招来す
ることは明らかであり速かにこれら対策を樹立しなければならない．
既に昭和 26 年森林法の改正が行われ，これに伴い木材需給対策が閣議決定をみて森林の開発培養と木材消費の合理化等が実施せられ来つたが，更に一層その成果の完きを期する必要があるので木材資源の開発保全を図ると共に重要産業及び民生安定に対する資材を確保するため，その利用合理化に関し，次の措置を協力に推進するものとす
る．
2. 措置
第一 木材代替資源の使用普及の促進(1) 建築不燃化の促進
イ，耐火建築の普及奨励を推進し国及び地方公共団体は率先垂範すると共にその建築費用の低下を図るため構造部材の規格化と設計の標準化を推進すること．
ロ，防火地域の拡大及び防火建築帯造成の造材につとめると共に用途規模により建築物の木造禁止の範囲を拡大すること．
(2) 土建材料等の耐久化の促進
橋梁，その他土木施設土木建築仮設材料，杭，柱等は，鉄鋼，軽金属，コンクリート等の耐久製品につとめて切替えるよう必要な措置を講ずると共に木材防腐を更に推進すること．
（中略）
なお以上の諸措置を推進するために必要な法制上予算上及び金融上の措置を考慮すると共に更にその実効を期するため経済審議庁に木材資源利用合理化協議会を設ける外関係業界についてもその推進体制の整備を図るものとする．

このように，森林の過伐対策として本方策が閣議決定されており，建築物の木造禁止範囲を拡大すること，杭を含めた土建材料は，鉄鋼やコンクリートに切り換えることを推進している．

－4－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.2 道路橋示方書
3.2.1 使用材料の変遷
・ 古くは静岡県登呂遺跡で木杭を用いた形跡あり．
・ 明治時代になり杭基礎技術が海外から紹介され，昭和 20 年代まで松丸太が広く用いられる．
・ 明治時代後期（1900年代）よりコンクリートや鉄筋コンクリートが橋梁下部工に用いられるようになったが，戦前までの鉄道や道路の橋梁では，杭基礎の場合は木杭（松）の利用が圧倒的に多かった．
・ 大正時代は太径・長尺の松材が不足し，アメリカから大量の松（米松）を輸入．
・ 直接基礎やケーソン基礎に比べ杭を打ち込む機械が必要であったため基礎形式としては新しい．
・ 昭和 30 年（1955 年）に政府が木材資源利用合理化方策の一環としてコンクリート杭の利用を促進．

－5－

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3.2.2 道路橋示方書の変遷
道路橋示方書明治 19（1886）年 国県道の築造標準

設計荷重
規定なし

大正 8（1919）年 道路構造令および街路構造令

街路：3,000 貫（11,250kg）
国道：2,100 貫（7,875kg）
府県道：1,700 貫（6,375kg）

大正 15（1926）年 道路構造に関する細則案

街路：一等橋 12tf
国道：二等橋 8tf
府県道：三等橋 6tf

昭和 14（1939）年 鋼道路橋設計示方書案

国道および小路（Ⅰ）等以上の街路：一等橋 13tf
府県道および小路（Ⅱ）等以上の街路：二等橋 9tf

昭和 31（1956）年 鋼道路橋設計示方書

一級国道，二級国道，主要地方道：一等橋 20tf
都道府県道，市町村道：二等橋 14tf

昭和 39（1964）年 鋼道路橋設計示方書

一級国道，二級国道，主要地方道：一等橋 20tf
都道府県道，市町村道：二等橋 14tf

昭和 39（1964）年
鉄筋コンクリート道路橋示方書
昭和 43（1968）年
プレストレストコンクリート道路橋示方書
昭和 47（1972）年 道路橋示方書Ⅰ共通編・Ⅱ鋼橋編
昭和 48（1973）年
特定の路線にかかる橋，高架の技術基準について
昭和 53（1978）年
道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編

一級国道，二級国道，主要地方道：一等橋 20tf
都道府県道，市町村道：二等橋 14tf
湾岸道路，高速自動車道路，その他：43tf

昭和 55（1980）年 道路橋示方書Ⅰ共通編・Ⅱ鋼橋編・ 一級国道，二級国道，主要地方道：一等橋 20tf
Ⅲコンクリート橋編・Ⅳ下部構造編・ 都道府県道，市町村道：二等橋 14tf
湾岸道路，高速自動車道路，その他：43tf
Ⅴ耐震設計編
平成 2（1990）年 道路橋示方書Ⅰ～Ⅴ

一級国道，二級国道，主要地方道：一等橋 20tf
都道府県道，市町村道：二等橋 14tf
湾岸道路，高速自動車道路，その他：43tf

平成 5（1993）年 道路橋示方書Ⅰ～Ⅴ

高速自動車国道，一般国道，都道府県道，幹線市町村道：Ｂ活荷重 25tf
その他市町村道：Ａ活荷重 25tf

平成 8（1996）年 道路橋示方書Ⅰ～Ⅴ

高速自動車国道，一般国道，都道府県道，幹線市町村道：Ｂ活荷重 25tf
その他市町村道：Ａ活荷重 25tf

平成 14（2002）年 道路橋示方書Ⅰ～Ⅴ

高速自動車国道，一般国道，都道府県道，幹線市町村道：Ｂ活荷重 245kN
その他市町村道：Ａ活荷重 245kN－6－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.2.3 杭頭反力の計算法
慣用法は明治末期（1900 年代）から昭和 20（1960）年代にかけて採用されていた設計法である．

PNi =V0  M 0 +Xin  ∑ Xi 2 

（式 3.2.1）

PHi =

K Hi
H
H0 ≅ 0n∑ K Hi（式 3.2.2）

PNi：ｉ番目の杭の鉛直反力（kN）
PHi：ｉ番目の杭の水平反力（kN）
V0：杭基礎に作用する鉛直荷重（kN）
H0：杭基礎に作用する水平荷重（kN）
M0：杭基礎に作用するモーメント（kN･m）
n：杭の本数
Xi：中立軸から i 番目の杭までの距離（m）
KHi：ｉ番目の杭の軸直角方向バネ定数（kN/m）

X

Gy

i番目の杭

Gx
Xi

Y

図-3.2.1 杭等の配置－7－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.2.4 杭施工の選定基準（１）既製杭で打撃工法の場合2)
条件

環境

荷重

地質

地下水

施工深度

施工断面
（基礎の径
または辺）

水深 5m 未満の水上
水深 5m 以上の水上
無騒音・無振動

木杭
◎
△
×

ＲＣ杭
◎
△
×

ＰＣ杭
◎
△
×

鋼管杭
◎
△
×

構造物に近接している

△

×

×

△

作業空間が狭い
作業高さが低い
有毒ガスの発生
鉛直荷重小さい（スパン 20m 以下）
鉛直荷重普通（スパン 20～50m）
鉛直荷重大きい
水平荷重小さい水平荷重大きい中間層が極めて軟弱
中間層が軟弱中間層が良好中間層に極めて硬い層がある

◎
△
◎
○
△
×
○
×
◎
◎
◎
×

◎
△
◎
◎
◎
◎
◎
○
◎
◎
◎
×

◎
△
◎
◎
◎
◎
◎
○
◎
◎
◎
△

◎
△
◎
△
○
◎
△
○
◎
◎
◎
○

中間層に大砂利層がある

×

×

×

×

中間層に 5m 以上の細砂層がある
上層軟弱で下層良好
5cm 以下のレキ層あり

×
◎
×

△
◎
△

○
◎
△

◎
◎
△

5～10cm のレキ層あり
10～50cm のレキ層あり
地下水位地表面に近い

×
×
◎

△
×
◎

△
×
◎

△
△
◎

地下水位支持地盤以下

×

◎

◎

◎

湧水量が極めて多い
地表より 2m 以上の被圧地下水

◎
◎

◎
◎

◎
◎

◎
◎

地下水の流動が大きい
2～5m
5～15m
15～25m25～40m40～50m50～60m15～30cm
30～50cm
50～80cm
80cm～1m
1～1.2m1.2～1.5m
1.5～2m
2～4m
4m 以上

◎
◎
○
×
×
×
×
◎
×
×
×
×
×
×
×
×

◎
○
◎
○
×
×
×
◎
◎
△
×
×
×
×
×
×

◎
△
○
◎
△
×
×
△
◎
◎
◎
○
△
×
×
×

◎
△
△
○
◎
◎
◎
×
◎
◎
◎
○
○
×
×
×

※ ◎最も適している，○適する場合が多い，△不適当な場合が多い，×適しない－8－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.2.5 道路橋示方書における丸太杭の変遷
以下を対象に調べた．
(a)道路橋示方書･同解説Ⅰ共通編Ⅳ下部構造編 1980 版4)(b)道路橋下部構造設計指針･同解説くい基礎の設計篇 1976 版5)(c)道路橋下部構造設計指針くい基礎の施工篇 1968 版6)(d)道路橋下部構造設計指針調査および設計一般篇 1966 版7)(e)道路橋下部構造設計指針くい基礎の設計篇 1964 版8)(1)1980 年版（昭和 55 年版）
丸太杭の記述はない．
(2)1976 年版（昭和 51 年版）
まえがきに以下のように記述されており，これ以降本指針で丸太杭が取り扱われなくなったことがわかる．
「・・・この指針で取り上げたくいは既製コンクリートぐい，綱ぐい，場所打ちコンクリートぐいである．木
ぐいについては現在使用実績がほとんどないため本指針から除外した．・・・」(3)1968 年版（昭和 43 年版）
まえがきに以下のような記述があり，「3.既製ぐいの打ち込み 3.1 製作，運搬，貯蔵，検査 3.1.1 木ぐい」「5.
くい頭の仕上げ 5.1 木ぐい」の項目がある．
「・・・くい頭の仕上げを，木ぐい，RC ぐい，PC ぐい，綱ぐいについて規定し重要な作業であることを注意喚起した．・・・」
以下，「3.既製ぐいの打ち込み 3.1 製作，運搬，貯蔵，検査 3.1.1 木ぐい」と「5.くい頭の仕上げ 5.1 木ぐい」の記述を示す．

－9－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究－10－脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(4)1966 年版（昭和 41 年版）
まえがきに以下のような記述があり，木ぐいについて許容応力度などについて明確にしよとしていることがわ
かり，「第 3 篇設計 3 章材料 3.4 条木ぐい」と「第 3 篇設計 4 章許容応力度および許容支持力 4.5 条木ぐい」の項目がある．
「・・・また在来，木ぐいについての規程が，明確でなかったので，その規程を明らかにした．
・・・また鋼材の現場溶接部の許容応力度，木ぐいの許容応力度についても，明確に規定した．・・・」
以下，「第 3 篇設計 3 章材料 3.4 条木ぐい」と「第 3 篇設計 4 章許容応力度および許容支持力 4.5 条木ぐい」の記述を示す．

－11－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(5)1964 年版（昭和 39 年版）
これまで道路橋の下部構造を設計するのによりどころとなる指針がなく，構造物を設計する技術者に一任されていたが，新しい設計法が開発されてくるとこれに応じた指針の作成が望まれ，これにこたえて初めて道路橋下部構造設計指針が作成された．ここで取り上げられている杭は，木ぐい，既製コンクリートぐい，場所打ちコン
クリートぐい，鋼ぐいであった．
丸太杭については，「1.総則 1.2 定義」，「5.くい本体の設計 5.1 完成後の荷重に対する設計」，「5.くい本体の設計 5.3 くい頭部とフーチングの結合部」にそれぞれ記述があり，「6.構造細目 6.1 木ぐい」では項目を設け説明されている．
「1.総則 1.2 定義」には，杭の分類で以下のような記述がある．

－12－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究「5.くい本体の設計 5.1 完成後の荷重に対する設計」では，以下のようにヤング係数が示されている．

「5.くい本体の設計 5.3 くい頭部とフーチングの結合部」では，以下のようにくい頭部とフーチングとの連結方法の記述がある．

－13－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究「6.構造細目 6.1 木ぐい」では，以下のように記述されている．

－14－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.3 建築基礎構造設計指針
3.3.1 調査対象
以下を対象に調べた．
(1)建築基礎構造設計指針 2001 年版9)(2)建築基礎構造設計指針 1988 年版10)(3)建築基礎構造設計規準・同解説 1974 年版11)(4)建築基礎構造設計規準・同解説 1960 年版12)

3.3.2 記述内容の変遷(1)2001 年版(a)第 6 章杭基礎，6.2 節杭の種類と性能，2.既製杭の種類と性能「木杭については，最近ではまれに擁壁の基礎や軟弱地盤の改良のため等に用いられる程度であるため，本指針では扱わない．」
木杭については，このように記述されるのみであり，実状，建築構造物の基礎としては用いられなくなったといえる．
(2)1998 年版(a)第 6 章杭基礎の設計，6.1 節杭基礎設計の基本事項「木杭は，軽微な建物や小規模の建物においては，これまでの実績はもち論，今後の使用も考えられ，その使用にあたっては，日本建築学会「小規模建築物基礎設計の手引き」を参照されたい．」
このように，建築構造物に対して，木杭は小規模な建物のみに限定された．

－15－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(3)1974 年版(a)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，28 条くい材料の許容応力度「1. 木ぐいの長期許容圧縮応力度は，まつ，からまつ，べいまつにあっては 50kg/cm2（5MN/m2），その他の樹種にあっては日本建築学会「木構造設計基準・同解説」に示された常時湿潤状態にある場合の値と 50kg/cm2（5MN/m2）のうち小なるほうをとる．短期許容圧縮応力度は長期許容圧縮応力度の 2 倍とする．なお，許容支
持力は，木ぐいの最小断面について求めるものとする．」「7. くい材の許容引張応力度については，それぞれの材種によって，日本建築学会「木構造設計基準・同解説」，・・・・に示された許容引張応力度を適用する．なお，許容引張力は，1～6 項で述べられた断面について求めるものとする．」－16－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(b)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，31 条木ぐい
「1. 木ぐいは割れなどの欠陥のない生丸太の樹皮を除いたもので，元口から末口までおよそ一様に径が変化し，末口の径 12cm 以上のものを使用する．」「2. 木ぐいの両端中心線を結ぶ直線は，くい外に出てはならない．」「3. 木ぐいはつねにその全長が地下水位下にある場合，もしくは菌害・虫害に対する適切な処置により耐久性が保証される場合以外は用いてはならない．」「4. 木ぐいを打設するとき，その中心間隔は元口の 2.5 倍以上，かつ 60cm 以上とする．」－17－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(4)1960 年版(a)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，27 条くい基礎設計の基本事項「6. 地下水位の変化が予想される場所においては，木ぐいはその耐久性が十分保証される場合のほかは用いてはならない．」－18－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(b)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，28 条くい材料の許容応力度「1. 木ぐいの長期許容圧縮応力度は，すぎ・もみ・えぞまつ・とどまつ・べいすぎおよびべいまつにあっては 40kg/cm2（4MN/m2），その他は樹種にかかわらず 50kg/cm2（5MN/m2）以下とする．なお，この場合許容支持
力は木ぐいの最小断面について求めるものとする．」「5. くい材の長期許容引張応力度についてはそれぞれの材種によって，「木構造設計基準・同解説」，・・・・に示された長期許容引張応力度を適用する．なお，許容引張力は，1～4 項のそれぞれに述べられた断面について求めるものとする．」－19－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(c)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，30 条木ぐい
「1. 木ぐいは割れなどの欠陥のない生丸太の樹皮を除いたもので，元口から末口までおよそ一様に径が変化し，樹皮を除いた末口の径は 12cm 以上とする．」「2. 木ぐいの両端中心線を結ぶ直線はくい外に出てはならない．」「3. 木ぐいの菌害による腐朽または虫害に対しては，実状に応じて適切な処置をほどこさなければならない．」「4. 木ぐいは常にその全長が地下水位下にあるように基礎の深さを定めなければならない．」「5. 木ぐいの打込み中心間隔は元口の 2.5 倍以上，かつ 60cm 以上とする．」－20－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(d)4 章基礎の設計，3 節くい基礎の設計，35 条くいの継手「2. 木ぐいの継手は上ぐいと下ぐいがある程度回転することがで，かつ曲げに抵抗しうる構造としなければならない．」－21－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究－22－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

3.4 まとめ
道路橋示方書および建築基礎構造設計指針に見られる丸太杭（木くい）設計法の変遷をまとめると表-3.4.1 となる．1955 年に「木材資源利用合理化方策」が閣議決定されて以来，道路橋示方書では 1976 年以降，建築基礎
構造設計指針では 1988 年以降，それぞれ設計書から丸太杭の項目が消えていったことがわかる．
表-3.4.1 道路橋示方書および建築基礎構造設計指針に見られる丸太杭（木くい）設計法の変遷

道路橋示方書建築基礎構造設計指針

木材資源利用合理化方策閣議決定

1955年
1956年
1957年
1958年
1959年

建築基礎構造設計基準･同解説「くい基礎設計の基本事項」の項で記述「くい材料の許容応力度」の項で記述
くい基礎の設計「木ぐい」の項あり「くいの継手」の項で記述

1960年
1961年
1962年
1963年

道路橋下部構造設計指針くい基礎の設計篇「杭の分類」の項で記述
1964年 「くいの材料のヤング係数」の項で記述「くい頭とフーチングの結合」の項で記述
構造細目「木ぐい」の項あり
1965年

道路橋下部構造設計指針調査および設計一般篇
1966年 材料「木ぐい」の項あり
許容応力度および許容支持力「木ぐい」の項あり
1967年

道路橋下部構造設計指針くい基礎の施工篇
1968年 製作，運搬，貯蔵，検査「木ぐい」の項あり
くい頭の仕上げ「木ぐい」の項あり
1969年
1970年
1971年
1972年
1973年

建築基礎構造設計基準･同解説「杭材料の許容応力度」の項で記述
くい基礎の設計「木ぐい」の項あり

1974年
1975年
1976年

道路橋下部構造設計指針･同解説くい基礎の設計篇
指針から木ぐいが除外される

1977年
1978年
1979年
1980年
1981年
1982年
1983年
1984年
1985年
1986年
1987年

建築基礎構造設計指針
指針からは除外され，小規模建築については別の手引き
を参照

1988年
1989年
1990年
1991年
1992年
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
1999年
2000年

建築基礎構造設計指針

2001年

指針で扱わないことが明記された

2002年
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年

－23－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

参考文献：
1)

土と基礎，No.581，地盤工学会， 2006．

2)

設計･施工のための橋梁ハンドブック編集委員会：設計・施工のための橋梁ハンドブック，建設産業調査会，
p.807，1975

3)

財団法人福井県建設技術公社：ふくいの道路橋（県管理道路），p.222,274,491，2006．

4)日本道路協会：道路橋示方書･同解説Ⅰ共通編Ⅳ下部構造編，1980.5.

5)

日本道路協会：道路橋下部構造設計指針･同解説くい基礎の設計篇，1976.8.

6)日本道路協会：道路橋下部構造設計指針くい基礎の施工篇，196810.

7)日本道路協会：道路橋下部構造設計指針調査および設計一般篇，1966.11.

8)

日本道路協会：道路橋下部構造設計指針くい基礎の設計篇，1964.3.

9)

日本建築学会：建築基礎構造設計指針，485p，2001.10.

10) 日本建築学会：建築基礎構造設計指針，430p，1988.1.
11) 日本建築学会：建築基礎構造設計規準･同解説，667p，1974.11.
12) 日本建築学会：建築基礎構造設計規準･同解説，474p，1960.11.

－24－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

4.

福井県内既存丸太基礎構造物事例の調査

4.1 調査方法
文献より県内に現存する木杭基礎構造物を調査した．参考とした資料は（財）福井県建設技術公社によって編纂，発行された「ふくいの道路橋（県管理道路）1)」である．
4.2 調査結果
資料によれば鯖江市の下司橋と鯖江大橋，小浜市の西津橋の 3 橋梁において橋台および橋脚に松杭基礎が使用されていたことが明らかとなった．
これらの橋梁の完成年度は，それぞれ 1957 年（昭和 32 年），
1957 年（昭和 32 年），1938 年（昭和 13 年）であり，2007 年の今日も使用されていることから，それぞれ 50 年～69 年経過後も松杭が健全な状態で機能維持を果たしていることがわかる．

－25－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

4.2.1 下司橋
表-4.2.1 下司橋の緒元

橋名
架橋位置
道路規格
橋長
支間割
上部工型式
橋台形式
橋脚形式

下司橋
完成年度
S32 年
適用示方書
S31 年
鯖江市下司町
路線名
一般県道 福井鯖江線
３種１級
橋梁下の状況
吉野瀬川
44.90m
有効幅員
9.30m
設計荷重
TL-20
13.35+17.30+13.35m
３径間 RC ゲルバー桁橋
A1
重力式橋台【松杭基礎】 A2
重力式橋台【松杭基礎】
壁式小判型橋脚×２基【ケーソン基礎×２基】

写真-4.2.1 下司橋の現況写真

図-4.2.1 下司橋の平面図と側面図－26－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

4.2.2 鯖江大橋
表-4.2.2 鯖江大橋の緒元

橋名
架橋位置
道路規格
橋長
支間割
上部工型式
橋台形式
橋脚形式

鯖江大橋
完成年度
S32 年
適用示方書
S31 年
鯖江市有定町～下司町
路線名
一般県道 福井鯖江線
３種１級
橋梁下の状況
日野川
174.00m
有効幅員
9.00m
設計荷重
TL-20
28.00×6m
PC 単純ポストテンションＴ桁橋６連
A1
重力式橋台【松杭基礎】 A2
重力式橋台【松杭基礎】
壁式小判型橋脚×５基【ケーソン基礎×５基】

写真-4.2.2 鯖江大橋の現況写真

図-4.2.2 鯖江大橋の平面図と側面図－27－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

4.2.3 西津橋
表-4.2.3 西津橋の緒元表 西津橋の緒元

橋名
架橋位置
道路規格
橋長
支間割
上部工型式
橋台形式
橋脚形式

西津橋
完成年度
S13 年
適用示方書
T15 年
小浜市城内
路線名
一般国道 162 号
３種４級
橋梁下の状況
北川
123.40m
有効幅員
6.00m
設計荷重
TL-6
20.00+18.15+22.04+22.00+22.04+18.15m
５径間 RC ゲルバー桁橋＋PC 単純プレテンションＴ桁橋
A1
控え壁式橋台【松杭基 A2
控え壁式橋台【松杭基礎】
礎】
ラーメン式橋脚×４基【松杭基礎×４基】，壁式小判型橋脚【松杭基礎】

写真-4.2.3 西津橋の現況写真

図-4.2.3 西津橋の平面図と側面図

参考文献
1) 財団法人福井県建設技術公社：ふくいの道路橋（県管理道路），p.222,274,491，2006．

－28－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

5. 土木工事における丸太利用と腐朽に関する文献調査
5.1 調査方法
丸太基礎をはじめ木材は，土木工事に古代より使用されている．杭基礎についてみると，現在使用されているコンクリート杭や鋼管杭の歴史は浅く，木杭基礎の歴史は洋の東西を問わずむしろこれよりはるかに古い 1)2)．そこで，建設工事への木材利用を考える上で，過去の事例を調査することが可能性を探る手掛かりとなる．
そこで，ここでは文献調査により過去の事例を集め分析を行った．
調査対象は，地中にある杭とし主に構造物基礎を対象としたが，河川工事にも木材が良く使用され，腐朽の状況を調べるには貴重なデータになると考えられることからこれらも加えた．
調査対象とした資料は以下の通りであり，53 の文献に基づいた．
(1)土木学会 年次学術講演会論文集（1999 年～2006 年の 8 年分）(2)地盤工学会 地盤工学研究発表会講演概要集（2002 年～2006 年の 5 年分）(3)その他入手した資料
調査項目は，以下の通りある．
(1)対象構造物(2)木材用途(3)使用場所(4)施工時期(5)調査時期(6)設置期間(年)(7)樹種(8)木材寸法(9)地盤との関係(10)地下水位(11)木材の腐朽状態（地下水位以浅，地下水位変動域，地下水位以深）(12)その他
抽出した論文を次頁に示す．

－29－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

木杭および木材基礎に関する文献調査
No.

著者名

1/3

所属

論文名

発行元

出典

発表年.月

皆川恵三
田村昌仁
1 篠塚重夫
久保豊
兼平雄吉

システム計測(株)(独)建築研究所(財)住宅保証機構
システム計測(株)システム計測(株)戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その１：試験概要）

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1391-1392

2006

7

兼平雄吉
田村昌仁
2 篠塚重夫
久保豊
皆川恵三

システム計測(株)(独)建築研究所(財)住宅保証機構
システム計測(株)システム計測(株)戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その２：試験結果）

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1393-1394

2006

7

久保豊
田村昌仁

システム計測(株)(独)建築研究所(財)住宅保証機構
システム計測(株)システム計測(株)戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その３：試験考察）

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1395-1396

2006

7

田村昌仁

独立行政法人建築研究所
パナホーム株式会社

戸建住宅における木杭の効用

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1397-1398

2006

7

5 水谷羊介中村博

兼松日産農林㈱兼松日産農林㈱松杭の支持力特性（その1）

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1399-1400

2006

7

増田貴之

兼松日産農林㈱兼松日産農林㈱松杭の支持力特性（その2）

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.1401-1402

2006

7

7 沼田淳紀

上杉章雄

飛島建設
飛島建設

岩見沢市で掘り出した木杭の強度について

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.2401-2402

2006

7

沼田淳紀，

飛島建設
飛島建設

岩見沢市で掘り出した木杭の目視観察

地盤工学会

第41回地盤工学研究発表会，
pp.2403-2404

2006

7

飯島悠也，
片田敏行，

武蔵工業大学
武蔵工業大学
武蔵工業大学
武蔵工業大学

伝統土木技術から得られる教訓とその応用

地盤工学会

第40回地盤工学研究発表会，
pp.1465-1466

2005

7

(財)鉄道総合技術研究所(財)鉄道総合技術研究所
名古屋鉄道株式会社
JR総研エンジニアリング

木杭基礎橋脚に対する大変位載荷実験

地盤工学会

第40回地盤工学研究発表会，
pp.1557-1558

2005

7

11 稲葉智明

羽矢洋(財)鉄道総合技術研究所(財)鉄道総合技術研究所

鉄道における木杭基礎橋脚の健全度診断法概要 －その１：診
断法概要－

地盤工学会

第38回地盤工学研究発表会，
pp.1375-1376

2003

7

12 羽矢洋稲葉智明(財)鉄道総合技術研究所(財)鉄道総合技術研究所

鉄道における木杭基礎橋脚の健全度診断法概要－その２：適用
地盤工学会
例－

第38回地盤工学研究発表会，
pp.1377-1378

2003

7

13 杉村義広

杉村建築基礎研究室

日本における杭基礎の起源と変遷

地盤工学会

土と基礎，Vol.54，No.6，pp.1-4，

2006

6

14 塩井幸武

八戸工業大学土木（道路）における杭基礎の変化・変遷について

地盤工学会

土と基礎，Vol.54，No.6，pp.9-12，

2006

6

15 神田政幸

鉄道総合研究所

鉄道における杭基礎の変化・変遷について

地盤工学会

土と基礎，Vol.54，No.6，pp.13-16，

2006

6

16 菊池喜昭

港湾空港技術研究所

港湾における杭基礎の変化と変遷

地盤工学会

土と基礎，Vol.54，No.6，pp.17-20，

2006

6

粘土地盤における木杭の周面支持力評価のための鉛直載荷試
地盤工学会
験

土と基礎，No.5，pp.40-42

1995

5

小口径鋼管杭と木杭の支持力評価法に関する研究

第61回年次学術講演会，第3，pp.789-790

2006

9

3 篠塚重夫
皆川恵三
兼平雄吉

4 黒柳信之6 水谷羊介8 上杉章雄

9 末政直晃，
田中剛

羽矢洋
西岡英俊

10 西田尚史
木村礼夫

呉文経

17 三浦哲彦

田村昌仁
富永晃司

18 若井明彦
久保豊
兼平雄吉

建築研究所
広島大学
群馬大学
システム計測システム計測－30－

土木学会

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

木杭および木材基礎に関す文献調査
No.

著者名

沼田淳紀

所属

19 上杉章雄

飛島建設
飛島建設

横川勝則
塩井幸武
福井次郎
20 藤原稔
妹尾義隆
柳沢博美
吉田好孝
運上茂樹
塩井幸武
21 藤原稔
石田稔
矢部正明(財)海洋架橋・橋梁調査会
八戸工業大学大学院(独)土木研究所
海峡横断道路調査会(財)道路保全技術ｾﾝﾀｰ構造物保全研究会
国交省関東地整 横浜国道事務所（財）海洋架橋・橋梁調査会（独）土木研究所
八戸工業大学大学院
海峡横断道路調査会
国交省 関東地整 横浜国道事務所
（株）長大

佐藤信彦

22 天野勲宇野浩樹(財)道路保全技術センター
基礎地盤コンサルタンツ(株)大成建設(株)

2/3
論文名

発行元

出典

発表年.月

第61回年次学術講演会，第7，pp.253-254

2006

9

建設後５０年以上を経た鋼ゲルバー桁橋梁（多摩川大橋）の現況
土木学会調査

第61回年次学術講演会，第1，pp.1314

2005

9

建設後５０年以上を経た鋼ゲルバー桁橋梁（多摩川大橋）の耐震
土木学会
性評価

第60回年次学術講演会，第1，pp.2122

2005

9

既設橋梁における木杭基礎の健全性に関する基礎調査－ その１ 木杭の施工状況調査および杭体の劣化試験 －

土木学会

第60回年次学術講演会，第3，pp.517-518

2005

9

既設橋梁における木杭基礎の健全性に関する基礎調査－ その２ 要素試験，全体圧縮試験および曲げ載荷試験 －

土木学会

第60回年次学術講演会，第3，pp.537-538

2005

9

岩見沢市で掘り出した木杭の腐朽状態の定量評価

土木学会

佐藤信彦
宇野浩樹

(財)道路保全技術センター
大成建設(株)基礎地盤コンサルタンツ(株)

羽矢洋
稲葉智明

鉄道総合技術研究所
鉄道総合技術研究所
北陸鉄道株式会社
株式会社 テス

衝撃振動試験による木杭基礎橋脚補強の確認検討

土木学会

第60回年次学術講演会，第3，pp.817-818

2005

9

武蔵工業大学
武蔵工業大学
武蔵工業大学
武蔵工業大学

伝統的基礎工法の支持力特性の比較

土木学会

第60回年次学術講演会，第3，pp.733-734

2005

9

独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所

小口径フローティング式基礎の低盛土道路への適用について

土木学会

第59回年次学術講演会，第3，pp.961-962

2004

9

杉尾哲

宮崎大学
宮崎大学

河川伝統工法における木材の利用状況の調査

土木学会

第58回年次学術講演会，第2，pp.493-494

2003

9

高田直俊

大阪市立大学
大阪市立大学

密打木杭で法尻を強化した提体の地震時挙動

土木学会

第58回年次学術講演会，第3，pp.1243-1244

2003

9

浜口武
井谷雅司

独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所
独立行政法人土木研究所

土木分野における間伐材利用技術の開発

土木学会

第58回年次学術講演会，第3，pp.1269-1270

2003

9

大阪市立大学
大阪市立大学
大阪市立大学

木杭密打ちによる河川堤体の対液状化強化

土木学会

第56回年次学術講演会，第3，pp.384-385

2001

10

東日本旅客鉄道㈱東日本旅客鉄道㈱東日本旅客鉄道㈱基礎木杭の健全度評価について

土木学会

第56回年次学術講演会，第4，pp.626-623

2001

10

古川俊也

東北電力（株）秋田県立大学

経年火力発電所水路基礎木杭の健全度調査について

土木学会

第56回年次学術講演会，第6，pp.504-505

2001

10

33 中澤隆雄

杉尾哲

宮崎大学
宮崎大学

伝統的河川工法に用いられていた木材の強度（その３）

土木学会

第55回年次学術講演会，第2，Ⅱ-144

2000

9

34 山田昌郎

運輸省港湾技術研究所

無処理および保存処理木材（スギ集成材等）の海洋暴露実験

土木学会

第55回年次学術講演会，第5，Ⅴ-172

2000

9

35 稲田達夫

三菱地所設計

旧丸ビル技術調査報告「旧丸ビル」の歴史を振り返る第4章旧丸ビルの固有周期と松杭鉄鋼技術(STRUTEC)，pp.61-67

2002

6

加藤英雄
長尾博文
香川聡
36 田中俊成
伊藤嘉文
内村智

森林総研
森林総研
森林総研
森林総研
長野林総セ
小樽農消技セ

建築物の基礎杭として約７０年間使用されたベイマツ丸太の強度 日本木材学会

第50回日本木材学会大会研究発表
要旨集，p.110

2000

23 天野勲24 太田陽一
赤坂大介

飯島悠也
片田敏行

25 末政直晃
田中剛

浜口武
井谷雅司

26 堤祥一大下武志

27 佐藤英敏

28 西田貴博

29 堤祥一大下武志

高田直俊

30 土橋徹天野賢志

贄田秀世

31 友利方彦石井秀明

32 板垣直行－31－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

木杭および木材基礎に関す文献調査
No.

著者名

所属

3/3
論文名

発行元

出典

発表年.月

山田周平
稲田達夫
小川一郎
37 田口典生
永井香織
真島正人

三菱地所
三菱地所
三菱地所
大成建設
大成建設
大成建設

丸ノ内ビルヂング（旧丸ビル）の構造調査 その8 松杭の鉛直載
日本建築学会大会学術講演梗概集
日本建築学会荷試験（東北），pp.1069-1070

2000

9

稲田達夫
山田周平

三菱地所
三菱地所
三菱地所
三菱地所
大成建設

丸ノ内ビルヂング（旧丸ビル）の構造調査 その7 B1階およびフーチング調査結果

日本建築学会大会学術講演梗概集（東北），pp.1067-1068

2000

9

5

38 小川一郎
田口典生
真島正人

日本建築学会39 成和機工株式会社 成和機工株式会社

丸ノ内ビルヂング松杭の鉛直載荷試験報告書

成和機工株式会社，pp.1-45

1999

木方洋二
小林拓治郎
40 岸雅泰
清水昇
高木靖人

名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学

名古屋駅基礎木杭の50年間の変質に関する調査（第二報） -露
出した杭材全部についての老朽度試験-

名大演報，No.10，pp.81-87

1990

木方洋二
金川靖

名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学
名古屋大学

名古屋駅基礎木杭の50年間の変質に関する調査（第一報） -杭材の強度、老朽度試験-

名大演報，No.10，71-80

1990

42 大原明神

鳥取県林業試験所
鳥取県林業試験所

土木用材として40年近く水中に設置されていたマツ丸太の強度性能

木材工業，Vol.55，No.4，165-169

2000

43 佐々木晴美

北海道開発局

特集 地盤の表層安定処理工法
施工例

基礎工，pp.91-96

1981

2

44 斉藤廸孝

鉄道技術研究所「特別講演」新潟地震について

第7回地震工学研究発表会，pp.3943

1964

10

吉田耕作

全日本コンサル
大阪大学

地下水変動と松杭の腐食に関する事例

地下水技術，第42巻，第7号，pp.5261

2000

46 高山明久

富田徹

ピーエス三菱ピーエス三菱旧橋の木杭載荷試験

株式会社ピーエス三菱，技報，第2号，pp.20-21

2004

47 桜井善雄

応用生態学研究所

プロジェクトリポート 粗朶沈床工 最上川における最近の施工例と本工法の環境保全上の特性

土木学会誌，Vol.89，No.6，pp.35-38

2004

樋門基礎杭として80年以上経過したマツ材の性能

徳島県立農林水産総合技術センター
森林業研究所研究報告，第2号，pp.17-24

2003

49 松岡真悟

土木・公園資材への県産材加工利用技術研究（平成11～15年度、県単） -新田川樋門改築に伴う旧樋門基礎マツ杭調査-

H13年版 愛媛県材試業務成績報告書，pp.34-35

2002

50 松岡真悟（7）土木・公園資材への県産材加工利用技術研究（平成11～15
年度、県単） -新田川樋門改築に伴う旧樋門基礎マツ杭調査-

H12年版 愛媛県材試業務成績報告書，pp.30-31

2001

University of Minnesota

A review of microbial deterioration found in archaeological woodfiom different environments

Elsevier，International
biodeterioration & biodegradation 46，
pp.189-204

2000

宮崎大学
宮崎大学
宮崎大学

伝統的河川工法に用いられていた木材の強度（その2）

土木学会

第47回年次学術講演会，第2，pp.514-515

1992

9

宮崎大学
宮崎大学
宮崎大学

伝統的河川工法に用いられていた木材の強度

土木学会

第46回年次学術講演会，第2，pp.218-219

1991

9

41 奥山剛
服部芳明
高田喜久夫

川上敬介

45 松井保軟弱地盤でのくい工法による

三宅裕司

48 橋本茂網田克明

Robert A.

51 Blanchette

杉尾哲

52 中沢隆雄
瀬崎満弘

杉尾哲

53 中沢隆雄
瀬崎満弘

－32－

6

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

5.2 調査結果
図-5.2.1 に，抽出した文献より得られた木材の用途を示す．53 の文献より，47 地点のデータが得られた．得
られたデータの内約 2 割が鉄道または道路橋梁の基礎であり，約 2 割がビルまたは住宅の基礎であり，約 4 割が河川構造物であることがわかる．ここで河川構造物とは，沈床，樋門基礎，聖牛，ウッドブロック，牛枠，杭柵，
板柵などである．
図-5.2.2に，得られた 47 地点の樹種の内訳を示す．
松または松杭と記述されたものが 3 割である．
この中には，
カラマツ（カラマツ属），アカマツ（マツ属），ベイマツ（トガサワラ属）が含まれると考えられるが，これらを総称して松杭とすると，松杭は全体の約 4 割である．一方，スギも全体の約 4 割を占める．図-5.2.3に，構造物基礎とし，鉄道および道路橋基礎，ビル住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種を示す．不明
を除けば，全てがカラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭である．図-5.2.4に，河川構造物に用いられた木材の樹種を示す．約 2 割がアカマツ，ベイマツを含めた松杭であるが，残り 8 割はスギである．これは，一般的に表-5.2.1に示すようにスギはカラマツ，ベイマツと耐久性は同等で，アカマツやクロマツなどよりも耐久性が高いことや，近年聖牛のような過去使用された工法を見直し木材を使用することがあるが，この際現在大量に存在しているスギを使用したということが考えられる．
図-5.2.5に，木材の設置期間を示す．約半数が 10 年未満であるが，約 2 は 50～100 年であり，データの中で最表-5.2.1 主要樹種の耐朽・耐犠牲3)－33－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

も古いものは，浜松町駅近くの山手線と京浜東北のレンガ造アーチ高架橋の基礎であり 90 年であった．
図-5.2.6に，腐朽状態を示す．全数が 47 より多くなっているのは，一地点であっても地下水位変動域やそれよ
り以浅および以深と分けて求められているものがあるからである．図-5.2.7，図-5.2.8，図-5.2.9に，それぞれ
地下水位変動域以浅，変動域，変動域以深における腐朽状態を示す．地下水位変動域以浅や変動域では，健全であったものが 6 割あるが，腐朽したものも４割あることがわかる．一方，地下水位変動域以深では，100%健全であり，地下水位以深では腐朽が進行しないことが過去のデータからも見て取れる．
図-5.2.8は，地下水位変動域以深における樹種の割合である．また，図-5.2.11は，地下水位変動域以深における設置期間である．樹種は，カラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭が 5 割以上を占めているが，スギも 3割近く存在していることがわかる．一般に，土木工事で用いられる木杭にはカラマツやベイマツを含めた松杭が使用されるが，スギも地下水位以深であれば腐朽が進行せず健全であることがわかる．図中には，それぞれの樹
種の内もっとも古かった年代を併記した．アカマツ，ベイマツ，松杭はいずれも 50 年以上経過したものがあり，
水中下であればかなりの長期間健全な状態を保つことが確認された．一方，スギは調査した範囲では最大で 26年であった．
図-5.2.11より，
地下水位変動域以深で健全であったものの半数近くは設置期間が 20 年以上と古く，長期間健全であることがわかる．
以上より，木材は地下水位変動域以深であれば樹種に関係なく，腐朽は進行せず健全であることが分かる．一般に，土木工事においては松杭が多く使われ，その理由は腐朽に対して抵抗性があるとされているが，スギであっても地下水位変動域以深であれば抵抗性が高いことがわかる．このようなことについて，三宅4)は，次のように述べている．「現在，スギ間伐材を土木資材として需要開拓する試みが全国でなされている．ところが，工事担当者には依然として根強いマツ信仰があり，スギの需要が伸び悩む原因となっている．マツ信仰とは，杭木等の土木資材には昔からマツが使われており，マツの耐久性はスギを上回るという誤解である．表 5～6（表-5.2.1
参照）のとおり，マツの耐久性，耐犠牲はスギを下回っており，マツが使われたのは，その時代の資源状況であると考えている．樋門の建設当時，すなわち大正 5 年の県統計書を見ると，スギ伐採材積 168 千石（約 47 千立法）に対して，マツの伐採は 433 千石（約 121 千立法）と多く，石あたり単価はスギ 2.88 円に対して 0.45 円と安く，土木資材として入手しやすかったと考えられる．すなわち，基礎杭にマツが使われたのは，当時の資源状況によるものと推察される．昔から河川工事にはマツが使われてきており，いつの間にか土木資材としてマツが耐久性に優れているという誤解が生じているが，こうした資源的な背景を需要先に伝えていくことも必要である．」
なお，地下水位変動域やそれ以浅においては，腐朽する場合も健全である場合もあり，どのような条件であれば腐朽が進むのか，また，腐朽するのであればどのような対策が効果的なのかを明らかにすることが今後の課題
である．

－34－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

木材使用用途

木材樹種
鉄道橋基礎
15%

その他(試験杭など)
21%

柵支柱
2%

ベイマツ
6%

ビル基礎（プール基礎
含む）
6%

47

アカマツ
4%

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
4%

道路橋基礎
6%

水路基礎（火力発電
所）
2%

カラマツ
4%

不明
13%

47
松(松or松杭)
30%

住宅基礎
13%

スギ(オビスギ含む)
39%

河川構造物（護岸，樋門，沈床など）35%

図-5.2.1 収集したデータの木材使用用途

図-5.2.2 収集したデータの木材樹種

木材樹種
木材樹種
（橋梁基礎，ビル住宅基礎，火力発電水路基礎）（橋梁基礎，ビル住宅基礎，火力発電水路基礎）

木材樹種
木材樹種
（河川構造物）（河川構造物）カラマツ
カラマツ アカマツ
5%
アカマツ
5%
5%
5%
不明
不明
30%
30%

その他(ヒノキ，サザその他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
ンイエローパイン等)
0%
0%

ベイマツ
ベイマツ
10%
10%

不明
不明
0%
0%

カラマツ
カラマツ
0%
0%

アカマツ
アカマツ
6%
6%
ベイマツ
ベイマツ
0%
0%
松(松or松杭)松(松or松杭)
13%
13%

20
20

16
16

その他(ヒノキ，サザその他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
ンイエローパイン等)
0%0%
スギ(オビスギ含む)
スギ(オビスギ含む)
0%0%
松(松or松杭)松(松or松杭)50%
50%

スギ(オビスギ含む)
スギ(オビスギ含む)
81%
81%

図-5.2.3 橋梁基礎・ビル住宅基礎・火力発電所水路基礎に
橋梁基礎・ビル住宅基礎・火力発電所水路基礎に
図-5.2.3
用いられた木材の樹種用いられた木材の樹種

図-5.2.4
図-5.2.4 河川構造物に用いられた木材の樹種
河川構造物に用いられた木材の樹種

木材設置期間（年）100<=x0%

河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
ウッドブロック，
ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵
牛枠，杭柵，板柵

腐朽状態
（全体）

x<1
9%

不明
9%

腐朽
23%

1<=x<26%50<=x<100
21%2<=x<515%

47

20<=x<50
15%
10<=x<20
2%

53

5<=x<10
23%

健全
77%

図-5.2.6 木材の腐朽状態

図-5.2.5 木材の設置期間－35－脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

腐朽状態（地下水位変動域上位）

腐朽状態（地下水位変動域）

腐朽
40%

腐朽
40%

15

15
健全
60%

健全
60%

図-5.2.8 地下水位変動域における腐朽状態

図-5.2.7 地下水位変動域以浅における腐朽状態

腐朽状態（地下水位変動域下位）

木材樹種（地下水位変動域下位&健全）

腐朽
0%
その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

不明
17%

カラマツ
4%

最大26年
(柵支柱)
アカマツ
9%

最大86年
(樋門基礎)
ベイマツ
9%

最大76年
(ビル基礎)

23

23
スギ(オビスギ含む)
26%

最大26年
(沈床)

最大55年
(橋脚基礎)松(松or松杭)
35%

健全
100%

図-5.2.9 地下水位変動域以深における腐朽状態

図-5.2.10 地下水位変動域以深における樹種

木材設置期間（年）(地下水位変動域下位&健全)100<=x
0%

不明
4%

x<1
17%

1<=x<20%50<=x<10031%

2<=x<59%23

5<=x<1022%
20<=x<50
17%

10<=x<200%

図-5.2.11 地下水位変動域以深における腐朽状態－36－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

5.3 新潟駅本屋の事例
前述の文献に含まれるが 1964 年新潟地震における新潟駅本屋の事例5)についてさらに検討を行う．
この地震は，1964 年（昭和 39 年）6 月 16 日 13 時 01 分に発生した，新潟県沖深さ 40km を震源とするマグニ
チュード 7.5 の規模のものであり，最大震度はⅥであった6)．この地震による被害は，死者 26 名，住宅の被害は，全壊 1,960 棟，半壊 6,640 棟，床上浸水 9,474 棟，床下浸水 5,823 棟，一部損壊 67,825 棟であった6)．
当時の新潟駅を図-5.3.1に示す．斉藤5)によれば，地震後の新潟駅は，本屋は健在であったが，左側の手小荷物扱所，右側の支社およびコンコース上の連絡建屋は地震により若干の被害を受けたことが記されている．それぞれの基礎は，手小荷物扱所が直接基礎，駅本屋が末口 22.5cm 長さ 7.5m（杭間隔約 1.5m）の松丸太基礎，コン
コース上の連絡建屋および支社が直径30cm長さ6mのコンクリート杭を2 本継いだものであった（杭間隔不明）．
斉藤は，当時松杭を基礎に用いた事について次のように述べている，「・・・流砂現象のおそれは十分あり得ると言う結論に達した．それで基礎底面から-12m の支持層までゆるい砂層を締固めると共に，建物荷重を支持層に確実に伝達するために杭基礎とすることとし，末口 22.5cm，長さ 7.5m の松丸太 745 本（1.5m 間隔程度）を打設した．・・・．」 つまり，松杭を用いて液状化対策を実施したわけである．
この地震では，地震直後に弓納持福夫氏が新潟市内をセスナで飛び，数多くの写真が撮影されている 7)．彼は
地震発生時に新潟空港で出発直前のセスナに乗っており，多くの写真はその直後に新潟空港を飛び立ち撮影された貴重なものである．地震によって地盤の液状化が生じると，噴砂噴水現象が生じる場合が多い．これらの写真においても新潟駅周辺では，到るところで液状化によって生じたと考えられる砂の堆積または浸水が認められる．
したがって，新潟駅およびその周辺では当時地盤の液状化が発生したと考えられる．このような地盤であったにも関わらず，前述のように松丸太を打設した本屋では斉藤が意図した通りに，これが液状化対策として功を奏したことがわかる．このように丸太杭が液状化対策としても有効であることがわかる．
写真-5.3.1と写真-5.3.2は，倉西茂・高橋達夫撮影による地震後の新潟駅と新潟駅前の様子である 8）．これらの写真は，倉西茂・高橋達夫が，地震後に現地調査を行った際に撮影したものと考えられ，地震発生から数日後程度に経過した時の状態と考えられる．新潟駅本屋が地震によって被害を受けていないことがわかる．また，支社が僅かに傾斜し，駅前の歩道のブッロクが座屈したり浮き上がったりしていることがわかる．これらのブロックの損傷は，前述弓納持の写真の浸水領域と一致し，液状化によるものと考えられる．写真-5.3.3は，2004 年 7
月 9 日に撮影した新潟駅の様子である．地震当時とほぼ同じ状態であることがわかる．したがって，本屋を支えている松丸太は，液状化対策として機能を果たし，さらに，地震後 43 年経過した現在もなお基礎杭としての機能を果たしているということがわかる．

図-5.3.1 新潟駅正面建屋（文献 5)に加筆）－37－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写真-5.3.1 地震後の新潟駅の様子7)(土木学会土木図書館所蔵，撮影：倉西茂・高橋達夫）

写真-5.3.2 地震後の新潟駅前の様子7) (土木学会土木図書館所蔵，撮影：倉西茂・高橋達夫）

写真-5.3.3 2004 年時の新潟駅の様子－38－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

この場合の松丸太打設による増加相対密度を推定する．
斉藤によれば，
緩い砂地盤の間隙比は 0.87～0.9 であり，杭の打設間隔は L=1.5m 程度であった．杭径は，末口が D=22.5cm である．地盤の初期間隙比を eiとする．
杭打設により地盤が押し広げられ体積が減少する率 asは，式-5.3.1 となる．

as =

πD 2

（式-5.3.1）

4L2

これを用いて初期間隙比から杭打設により減少する間隙比∆e は，式-5.3.2 となる．

∆e = a s (1 + ei )（式-5.3.2）

間隙比の減少量∆e による相対密度の変化量∆Drは，式-5.3.3 で表すことができる．

∆Dr =

∆e
*100
emax − emin

（式-5.3.3）

ここで，砂の最大間隙比と最小間隙比の差 emax-eminは，一般的に 0.3～0.6 程度である．また，松丸太は末口から元口が掛けて太くなるので，元口の太さが最大 30cm と仮定し，また，地盤の初期間隙比を平均的に 0.885 と仮定すると，松丸太打設によって増加した相対密度∆Drは，emax-eminをパラメータとして図-5.3.2 に示すようになる．
これより emax-eminが 0.3 だった場合には，末口から元口にかけて相対密度が 11～20%，また，emax-eminが 0.6 だった場合には，同様に相対密度が 5～10%増加したと推察される．

20

増加相対密度ΔDr(%)

emax-emin=0.3
emax-emin=0.6

10地盤の初期間隙比 ei=0.885
杭の打設ピッチ 1.5m

0
20.0

25.0
杭径 D(cm)

図-5.3.2 松丸太打設により増加した推定増加相対密度

－39－

30.0

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

5.4 まとめ
構造物基礎などの地中にある杭や河川構造物の木材について収集した 53 の文献より 47 地点のデータを分析し以下がわかった．
(1)地下水位変動域や地下水位変動域以浅に設置された木材は，腐朽しているものと健全なものがある．
(2)地下水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく 100%が健全であり，このような環境下は土木資材として十分な期間健全性を保つことがわかった．
(3)土木資材としては一般にカラマツ，ベイマツを含めたマツが多く使われるが，スギについても同様に地下水位
変動域以深では健全性を保つことがわかった．
(4)ただし，スギの設置期間は最大で 26 年であり，今後さらにデータを集め，長期の健全性を明らかにする必要がある．
(5)1964 年新潟地震で液状化対策として用いられた新潟駅本屋基礎の松丸太は，液状化対策として有効に機能し，
しかもこの基礎は，43 年経過した現在も基礎杭として機能を果たしている．

参考文献
1)

塩井幸武：土木（道路）における杭基礎の変化･変遷について，土と基礎，54-6(581)，pp.9-12，2006.6.

2)

佐々木晴美：軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.

3)

日本木材加工技術協会関西支部編：木材の基礎科学，p.90，海青社，1992.9.

4)

三宅裕司，橋本茂，網田克明：樋門基礎杭として 80 年以上経過したマツ材の性能，徳島県立農林水産総合技術センター森林林業研究所研究報告，第 2 号，2003.

5)

斉藤 迪孝: 新潟地震について, 第 7 回地震工学研究発表会講演概要, pp.39-43, 1964.10.

6)

宇佐美龍夫：新編日本被害地震総覧，東京大学出版会，pp.350-356，1996.8.

7)

地盤工学会：液状化災害発生直後の新潟市街地航空写真集，1999.2.

8)

土木学会 URL：デジタルアーカイブス，http://library.jsce.or.jp/Image_DB/shinsai/niigata/kuranishi/photolist.html－40－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.

足羽川で採取された丸太の健全性に関する調査

6.1

調査の概要

平 成 16 年 7 月 福 井 豪 雨 で は 福 井 市 内 を 流 れ る 足 羽 川 の 堤 防 決 壊 等 に よ り 甚 大 な 被 害 が発 生 し た ．そ の 後 ，福 井 県 で は 足 羽 川 河 川 激 甚 災 害 対 策 特 別 緊 急 事 業 が 採 択 さ れ ，平 成 16
年度より 5 ヶ年計画で，河床掘削や橋梁架替等の工事（一部は福井縦貫線幸橋整備事業）が進められている．その工事の最中，足羽川河床より昔の橋梁の基礎と思われる丸太状の木杭が数多く発見された．
丸 太 が 発 見 さ れ た 地 点 は ，図 -6.1.1 に 示 す よ う に 足 羽 川 に 架 か る 水 越 橋 ，幸 橋 ，木 田 橋の 架 替 工 事 現 場 で あ り ， 表 -6.1.1 に 示 す よ う に 計 15 本 の 丸 太 が 採 取 さ れ た ． 同 表 は 各 丸

図 -6.1.1 丸 太 の 掘 出 し 地 点（国土地理院 2 万 5 千分の 1 地形図「福井」に加筆）

表 -6.1.1
項

丸太の諸元

目

採取位置
木杭No.

Asw
Mk01

Asw
Mk02

Asw
Mk03

Asw
Mk04

Asw
Mk05

水越橋上流
Asw
Asw
Mk06
Mk07

内

容

Asw
Mk08

Asw
Mk09

用途（構造物名称）

橋脚基礎

護岸基礎

施工時期
調査（採取）時期

1958（昭和33）年と推定
2006年

1958（昭和33）年と推定
2006年

48年と推定48年と推定設置期間
樹齢（年）＊
樹種鑑定
樹 種
丸 全長(m)太 （うち地中部(m)＊＊）
寸 末口直径(m)法 元口直径(m)

Asw
Mk10

Asw
Mk11

Asw
Mk12

幸橋付近
Asw
Asw
Sw01
Sw02

木田橋付近
Asw
Kd01
橋脚（旧銭とり橋）
橋脚（旧P7）基礎
基礎
1932（昭和7）年
1928（昭和3）年
2006年
2006年
74年

(114)
(150)
(116)
－
－
－
－
－
－
－
－
－
(37)
(33)
実施
実施
－
－
実施
－
－
実施
－
－
－
－
実施
実施
マツ科カラマツ属
マツ科カラマツ属（樹種鑑定非実施のものも同種と推定）
マツ科マツ属
4.8
4.9
4.9
2.1
1.5
1.3
1.2
1.1
1.1
1.1
1.1
0.9
2.7
2.2
（3.7） （3.6） （3.9） （不 明） （ 不明 ） （不 明 ） （ 不 明） （ 不明 ） （不 明 ） （ 不 明） （ 不明 ） （不 明 ） （ 不 明） （ 不明 ）
0.31
0.27
0.31
0.11
0.11
0.11
0.13
0.11
0.11
0.11
0.11
0.13
0.17
0.17
0.32
0.28
0.31
0.12
0.12
0.12
0.14
0.12
0.11
0.11
0.12
0.13
0.18
0.18

78年
(43)
実施
スギ科スギ属
3.5
（2.4）
0.30

地盤との関係砂層

砂層

礫質土
杭 先 端部 は礫 混 じ

測定 不能 （ 欠損 ）多く は粘 性 土． 杭 先
端部 は砂 質 シル ト 層

地下水位の位置

杭頭 部 は地 盤よ り 突出 し 一部河 川 水位 より 上 に出 る

杭 頭部 は 地盤 よ り突 出し 一 部河 川 水位 より 上 に出 る

地 盤 表面 より 上 に
河 川 水位杭頭 より 上 に河 川 水
位

淡水

淡水

淡水

淡水

水の種別

先 端 に金 属製
キ ャ ップ が付 属

その他＊：複数の計測結果の平均値，＊＊：地中部の長さは土砂付着状況や流水による侵食痕などにより推定－41－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

太の設置状況，樹種，寸法などの諸元をまとめたものであり，そのうち 9 本の丸太の全容を 写 真 -6.1.1 に 示 し た ．
本章では，これらの丸太基礎の掘出し状況と歴史的背景の調査結果，ピロディン試験や圧縮試験などによる腐朽度の評価結果，および樹種鑑定の結果について報告する．なお，
写 真 -6.1.1 に は 各 評 価 に 用 い た 試 験 体 の 採 取 位 置 が 示 さ れ て い る ．

写 真 -6.1.1

丸太の全容と試験体の採取位置－42－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.2
6.2.1

丸太堀出し地点の地盤と歴史
水越橋上流地点

水 越 橋 の 約 100m 上 流 側 の 地 点 よ り ， 直 径 約 30cm 長 さ 約 5m の 丸 太 3 本 と 直 径 約 10cm 長
さ 1～ 2m の 丸 太 9 本 が 採 取 さ れ た ．図 -6.2.1 に 丸 太 の 採 取 位 置 と ボ ー リ ン グ 位 置 ，図 -6.2.2に 地 盤 柱 状 図 ， 写 真 -6.2.1 に 採 取 地 点 の 様 子 ， 写 真 -6.2.2 に 丸 太 の 搬 入 状 況 を 示 す ． 現場 付 近 在 住 の 技 術 者 よ り ，1958（ 昭 和 33）年 の 橋 梁 拡 張 工 事 の 際 に 設 置 さ れ た 仮 設 歩 道 用の 木 橋 の 基 礎 杭 と の 証 言 を 得 て お り ， 設 置 期 間 は 48 年 と 推 定 で き る ． 今 回 ， 採 取 さ れ た
丸 太 の 中 で は 杭 径 ，杭 長 と も に 最 も 大 き く ，樹 齢 も 100 年 以 上 と 古 か っ た ．図 -6.2.2 の 柱状図に示す丸太の深度は，杭の観察より河川内の地盤表面位置を推定したものであり，杭頭 は 約 1m 河 床 よ り 突 出 し ， 杭 の 大 部 分 は 砂 層 に 貫 入 さ れ て い た と 考 え ら れ る ．

図 -6.2.1

水越橋での丸太採取位置とボーリング位置

N値
0

10

20

30

3.7～3.9m

左岸側
0

礫混り砂

護岸
0.9～2.1m

橋脚基礎

1.0～1.3m

杭設置期間：推定1958年～2006年（推定48年）

右岸側
砂

N値
0

シルト混じり砂砂

礫質土-5

標高 GL(m)シルト混じり砂

カラマツ属

シルト

シルト混じり砂シルト-10

図 -6.2.2

水越橋の丸太採取地点の地盤柱状図

－43－

10

20

30

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写 真 -6.2.1

水越橋上流における丸太の採取状況(a) AswMk01(b) AswMk02(c) AswMk03
写 真 -6.2.2(d) AswMk04～ 12
水越橋から採取した丸太の搬入状況－44－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.2.2

幸橋地点

幸 橋 か ら は 直 径 約 20cm 長 さ 約 2m の 丸 太 2 本 が 採 取 さ れ た ．図 -6.2.3 に 丸 太 の 採 取 位 置と ボ ー リ ン グ 位 置 ， 図 -6.2.4 に 地 盤 柱 状 図 ， 写 真 -6.2.3 に 採 取 地 点 の 様 子 ， 写 真 -6.2.4に丸太の搬入状況を示す．
幸 橋 は ，1862 年（ 文 久 2 年 ）年 に 由 利 公 正 の 提 起 に よ り 木 造 の 橋 が 架 け ら れ ，念 願 が 叶
っ た 当 時 の 人 々 が こ れ を 喜 び こ の 橋 を 「 幸 橋 」 と 呼 ぶ よ う に な っ た ． そ の 後 1887 年 （ 明
治 20 年 ） ， 1905 年 （ 明 治 38 年 ） に 木 造 架 け 替 え 工 事 が あ り ， 1932 年 （ 昭 和 7 年 ） に 丸
太の採取された旧幸橋が鉄筋コンクリート橋として架け替えられている．この時期は，西洋文化と日本文化が融合した独自の文化が華やかだった時期で，このようデザインが橋の丸 太 採 取ボーリング

図 -6.2.3

幸橋での丸太採取位置とボーリング位置
杭設置期間：1932年～2006年（74年間）

N値
10

20

2.7m

礫質土

2.2m

0

0

礫混り砂

マツ属

シルト

標高

GL(m)

-5

シルト混じり砂-10
シルト

シルト混じり砂
シルト

シルト混じり砂-15

図 -6.2.4

砂質シルト

幸橋の丸太採取地点の地盤柱状図－45－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写 真 -6.2.3

写 真 -6.2.4

幸橋における丸太の採取状況

幸橋から採取した丸太の搬入状況

写 真 -6.2.5

昭 和 初 期 建 設 当 時 の 幸 橋 2)－46－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

形 態 ， 高 欄 ， 親 柱 等 に 取 り 入 れ ら れ て い る 1 ) ． こ の 橋 は 1948 年 福 井 地 震 を 経 験 し て い る
こ と に な る ． 写 真 -6.2.5 に 昭 和 初 期 建 設 当 時 の 旧 幸 橋 を 示 す ．
採 取 さ れ た 丸 太 は 1932（ 昭 和 7） 年 に 架 け 替 え ら れ た 橋 の P7 橋 脚 基 礎 と し て 使 用 さ れて い た も の で あ り ， 設 置 期 間 は 74 年 と 推 定 で き る ． 丸 太 の 採 取 作 業 は 鋼 矢 板 で 川 を 締 切
り 行 わ れ ，写 真 -6.2.3 に 示 す よ う に 河 床 に は 多 数 の 丸 太 が 0.9～ 1.0m の 間 隔 で 打 設 さ れ て
お り ， 杭 長 は 1.4m～ 5.7m と ば ら つ い て い た ． な お ， 採 取 さ れ た 丸 太 の 詳 細 位 置 は 不 明 で
あ る ．図 -6.2.4 の 柱 状 図 に 示 す よ う に ，表 層 付 近 に 礫 質 土 と 礫 混 じ り 砂 層 が あ り ，比 較 的
N 値も大きいことから，これらの層を支持層としていたと考えられる．

－47－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.2.3

木田橋地点

木 田 橋 か ら は 直 径 30cm 長 さ 3.5m の 丸 太 1 本 が 採 取 さ れ た ．図 -6.2.5 に 丸 太 の 採 取 位 置と ボ ー リ ン グ 位 置 ， 図 -6.2.6 に 地 盤 柱 状 図 ， 写 真 -6.2.6 に 採 取 地 点 の 様 子 ， 写 真 -6.2.7に丸太の搬入状況を示す．
採 取 位 置 は 現 在 の 木 田 橋 近 く に 架 か っ て い た 1928（ 昭 和 3） 年 施 工 の 銭 と り 橋 の 橋 脚 基
礎 で あ り ，設 置 期 間 は 78 年 と 推 定 で き る ．記 録 に よ れ ば ，銭 と り 橋 は 1928 年（ 昭 和 3 年 ）に 森 田 末 松 さ ん が 私 費 3 万 円 を 投 じ て 有 料 橋 と し ， 1936 年 （ 昭 和 11 年 ） ま で 続 い た と さ
れ て い る ． し た が っ て ， こ の 橋 も 1948 年 福 井 地 震 を 経 験 し て い る こ と に な る ．
丸太は川のほぼ中央にあり，河川を鋼矢板で締切り河床面まで水位を下げて掘り出されボーリング位置
採取位置

木田橋での丸太採取位置とボーリング位置

N値
0

0

10

20

1.1m

杭設置期間：1928年～2006年（78年間）

2.4m

礫混じり砂

粘土

スギ
砂質シルト

砂
-5

標高 GL(m)図 -6.2.5

シルト･
シルト質砂

砂
-10
シルト

シルト質砂

砂質シルト

-15

図 -6.2.6

木田橋付近の地盤柱状図－48－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写 真 -6.2.6

写 真 -6.2.7

木田橋における丸太の採取状況

木田橋から採取した丸太の搬入状況

た ． 掘 出 し 時 に は 杭 頭 部 約 1.4m が 地 盤 よ り 上 に 出 て い た が ， 試 験 室 に 搬 入 さ れ た 丸 太 を
観 察 す る と ， 杭 頭 部 約 1.1m が 長 期 間 水 で 洗 わ れ た よ う に 滑 ら か に 削 ら れ た 痕 跡 が あ り ，
そ の 上 部 が 地 盤 表 面 よ り 突 出 し て い た と 考 え ら れ る ．図 -6.2.6 に 示 す よ う に 杭 頭 部 が 1.1m
ほど地盤より突出していたとすると，粘土層の下部にある砂質シルト層に杭先端があり，杭の大部分は粘土層内にあったと考えられる．杭頭部は水中に没していたと考えられるが，渇水期には水位面より上に存在していたと推測できる．

－49－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.3
6.3.1

樹種鑑定
林業的に生産される樹木の種類について

植 物 の 分 類 に つ い て 図 -6.3.1 に 示 し た ．林 業 的 に 生 産 さ れ 木 杭 に 用 い ら れ る 樹 種 は ，針葉 樹 が 一 般 的 で あ る ．ま た ，表 -6.3.1 に 日 本 産 裸 子 植 物 の 一 覧 を 示 す ．種 名 に「 マ ツ 」と付いても，必ずしもマツ属ではないことが分かる．

ソテツ綱

ソテツ目
イチョウ目

ソテツ科
イチョウ科

・・・
コルダイタス目

化石植物

球果綱
裸子植物

イヌガヤ科
ナンヨウスギ科
マキ科
マツ科
スギ科
ヒノキ科

球果目

＝

維

針葉樹

管
束

イチイ綱

イチイ目

イチイ科

マオウ綱

グネツム目

マオウ科など植物
単子葉植物(イネ、ユリ、ランなど)
被子植物
双子葉植物(サクラ、キクなど)（エングラーの分類体系1954）

図 -6.3.1

植 物 の 系 統 樹 （ 文 献 3)を 参 考 に 作 成 ）－50－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

表 -6.3.1
科
ソテツ科

日 本 産 の 裸 子 植 物 （ 広 義 の 針 葉 樹 ） （ 文 献 3)を 参 考 に 作 成 ）

属
ソテツ属
イチイ属
カヤ属
イヌガヤ属

種
変種・品種
ソテツ
イチイ
キャラボク
イチイ科
カヤ
チャボガヤ
イヌガヤ科
イヌガヤ
ハイイヌガヤ、チョウセンマキ
イヌマキ
ラカンマキ
マキ科
マキ属
ナギ
ホソバナギ
ウラジロモミ－オオシラビソ
モミ属
シラビソ－
アカトドマツアオトドマツ
モミ
－
ツガ
－
ツガ属
コメツガ
トガサワラ属
トガサワラ
－
イラモミ
－
ハリモミ
－
アカエゾマツ
－
トウヒ属
エゾマツ
トウヒ
マツ科
ヒメバラモミアズサバラモミ
ヒメマツハダ－ヤツガタケトウヒ
－
カラマツ属
カラマツ
アカミカラマツ
マツ属
クロマツ
ニシキマツ
リュウキュウマツ－
アカマツ
ジャノメアカマツ、タギョウショウ
ハイマツ
－
ヒメコマツ
キタゴヨウ
ハッコウダゴヨウ－（タカネゴヨウ）ヤクタネゴヨウチョウセンゴヨウ－
スギ科
コウヤマキ属 コウヤマキ－
スギ属
スギ
セツカンスギ、ヨレスギなど
ヒノキ科
ヒノキ属
ヒノキ
アオノクジャクヒバ、シダレヒノキなど
サワラ
オウゴンシノブヒバ、イトヒバなど
ネズコ属
ネズコ
－
アスナロ属
アスナロ
フイリアスナロ、ヒノキアスナロ
ビャクシン属
ネズミサシ
－
ハイネズ
－
（セイヨウネズ）
リシリビャクシン、ミヤマネズ、ホンドミヤマネズ
シマムロ
オキナワハイネズ
イブキ
ミヤマビャクシン、カイズカイブキなど
7科
17属
39種(41種)－
・タカネゴヨウ（中国・台湾）とセイヨウネズ（ヨーロッパ）は日本列島に自生しない。

－51－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

針葉樹は果実（マツカサ）の形態により分類されるが，同じ属では葉の形態も似通って
い る ．表 -6.3.2 に ，林 業 的 に 生 産 さ れ る 代 表 的 な 針 葉 樹 に つ い て ，分 類 ご と に 写 真 を 示 した．
表 -6.3.2 代 表 的 な 針 葉 樹 の 分 類 お よ び 葉 の 形 態（ 種 名 の ＊ は ， 写 真 を 掲 載 し た 種 ． 写 真 の 縦 棒 は 2cm を 表 す ． ）科属種（ 例 ）

モミ属
トドマツ＊，モミなど

マツ科
トガサワラ属トガサワラ，ベイマツ＊（ ダ グ ラ ス フ ァ ー ）な ど

カラマツ属
カラマツ＊，グイマツ（ ロ シ ア カ ラ マ ツ ）な ど

マツ科
マツ属
ク ロ マ ツ ，リ ュ ウ キ ュ ウ
マツ，アカマツ＊，ヒメ
コマツなど

スギ科
スギ属
スギ＊

ヒノキ科
ヒノキ属
ヒノキ＊，サワラなど

トウヒ属
ア カ エ ゾ マ ツ ，エ ゾ マ ツ＊，
ドイツトウヒなど

写真

科属種（ 例 ）

写真科属
種（ 例 ）
写真

写 真 の 出 典 ： ベ イ マ ツ ／ 参 考 文 献 3)， そ れ 以 外 ／ 参 考 文 献 4)－52－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

以下に，丸太基礎に用いられる代表的な樹種の性質について示す．

科 名(科 の 学 名 )属 名(属 の 学 名 )
種 名
（別名）

分

布

木材概要

表 -6.3.3 丸 太 基 礎 に 用 い ら れ る 代 表 的 な 樹 種 の 分 布 お よ び 木 材 の 性 質（カラマツとグイマツを除く樹種の「曲げヤング係数」から「衝撃曲げ 吸 収 エ ネ ル ギ ー 」 ま で は 文 献 6， そ の 他 は 文 献 5 よ り 整 理 ）
マツ科
スギ科(PINACEAE)(TAXODIACEAE)
トガサワラ属
カラマツ属
マツ属
スギ属
（ Pseudotsuga ）（ Larix ）（ Pinus ）（ Cryptomeria ）
ベイマツ
カラマツ
グイマツ
アカマツ
クロマツ
スギ
（ ﾀﾞｸﾞﾗｽﾌｧｰ）（ ｼｺﾀﾝﾏﾂ， ﾛｼｱｶﾗﾏﾂ）
北 米 西 部 ，太 平 洋 日 本 特 産 ． 樺 太 ， 千 本 州 ・ 四 本 州 ・ 四 日 本 特 産 ．本 州 ・沿岸地方
本 州 北 部 島 ， カ ム 国 ・ 九 州 国 ・ 九 四 国 ・ 九 州（ 屋 久～ 中 部 に チ ャ ッ （ 屋 久 島 州 ・ 朝 鮮 島まで）
自 生 ．北 海 カ ， 沿 海 ま で ）・ 朝 南 部 （ 済州島）
道 の 主 要 州 ， 中 国 鮮に自生な 植 栽 樹 東北，シ種
ベリア
堅 硬 で 長 大 材 が 針 葉 樹 中 堅 硬 強 概 し て 強 ア カ マ ツ 加工工作容易．
得られる．
比 較 的 重 靭．に比べ，い．
材 質 は ス ギ と マ 硬．
重硬で，
その他材
幹の曲が
ツ の 中 間 ，強 度 は
質はカラマツに匹敵する．
り が 多
マツに似
て一層重
く，辺材，
樹脂分が
剛．
多い．
0.55
0.50
0.55
0.52
0.54
0.38
0.51
0.48
－
0.48
0.51
0.35
12.5
10.0
－
11.5
10.5
7.5

気乾比重
絶乾比重
曲げヤング
係 （ kN/mm 2 ）42
縦圧縮強さ（ N/mm 2 ）
103
縦引張り強
さ （ N/mm 2 ）曲 げ 強 さ71
（ N/mm 2 ）
せん断強さ
7.2
（ N/mm 2 ）
衝撃曲げ吸
5.9
収エネルギ
ー （ J/cm 2 ）
耐久・保存 耐久・保存性は
性
高い

主な用途

建 築（ と く に 大 構
建 築 物 用 材 ），土木（ 電 柱 ・ 橋 梁 ・
枕 木 ），車 両 ，船
舶 ，合 板 ，製 紙 パ
ルプ等

45

－

45

45

35

85

－

135

135

90

80

－

90

85

65

8.0

－

9.5

9.0

6.0

4.5

－

5.0

5.0

3.5

心 材 の 水中 で の 耐久 性 に は定 評 が ある．

－

心 材 は 水 中庸だが中 で は 保 水湿によ存 性 が 高 く 耐 え
い ．辺 材 へ る ． 辺 材の 防 腐 剤 の防腐剤の 注 入 は 注入は最容易．
も容易．
土 木 （ 坑 船 舶 ， 家 建 築 ，土 木 ア カ マ ツ
木 ・ 電 具，建築， （ 橋 梁 ・ と 大 差 は
柱 ・ 枕 電 柱 ， 橋 枕 木 ・ 坑 ない．
木 ・ 橋 梁，枕木， 木・樋），梁 ），建 築 ， 器 具 な ど 船 舶 ， 車
船 舶 ，製 紙 カ ラ マ ツ 両 ， 家 具
パ ル プ ，間 に 準 ず （ 仏 壇 ） ，
伐 材 の 地 る．
器 具 （ 曲形 杭 ・ 農物 ・ 桶 ・
漁 業 用 ・
樽 ・ 棺
堤 防 用 材等 ），包 装 ，
等
薪炭等

－53－

心材において中庸，辺材は低い．
防腐剤の浸透は辺材において比較的容易．

非 常 に 広 汎 ．建 築
（柱・板類一般）
はもとより，建具 ，土 木（ 電 柱 ），船 舶 ，車 両 ，家 具 ，包装，器具（桶樽 ・ 下 駄 ・ 箸 ）等

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.3.2

樹種鑑定の方法と結果(1)鑑 定 対 象
今 回 の 調 査 で は ， 木 田 橋 付 近 に て 橋 脚 基 礎 1 本 （ 試 料 番 号 AswKd01） ， 幸 橋 付 近 に て 橋
脚 基 礎 2 本 （ AswSw01～ 02） ， 水 越 橋 上 流 に て 橋 脚 基 礎 3 本 （ Asw01～ 03） お よ び 護 岸 基 礎の 杭 丸 太 9 本 （ Asw04～ 12） が 掘 り 出 さ れ た ． 木 田 橋 付 近 お よ び 幸 橋 付 近 に て 掘 り 出 さ れた丸太は 3 本とも鑑定を実施したが，水越橋付近にて採取された丸太については，外観より全て同一の樹種と推定されたため，橋脚基礎は 3 本のうち 2 本，護岸基礎は 9 本のうち2 本について樹種鑑定を実施した．
(2)樹 種 鑑 定 方 法
採 取 し た 丸 太 を 厚 さ 数 cm の 輪 切 り に 切 断 し ， そ の 一 部 を 解 剖 学 的 性 質 に 基 づ く 樹 種 鑑
定に供した．この方法では，基本的には種名までは特定できず，属名（種の一段階上の分類単位）までの鑑定となる．樹種鑑定は，独立行政法人森林総合研究所に依頼し，同研究所

木材特性研究領域

組織材質研究室

農学博士

安部久氏により実施された．作業手

順を以下に示す．
(a)木 口 面 の 一 部 を カ ッ タ ー ナ イ フ で 削 り ，木 材 の 木 口 面（ 横 断 面 ），柾 目 面（ 放 射 断 面 ），板目面（接線断面）の 3 断面を正しく見定める．次にこの 3 断面から出来るだけ薄く，厚さむらのないように切片を削り取る．
(b) 削 り 取 っ た 切 片 を ス ラ イ ド グ ラ ス 上 に 並 べ ， 数 滴 の グ リ セ リ ン を 垂 ら し ， カ バ ー グ ラ
スをかぶせる．
(c) 150 度 の ホ ッ ト プ レ ー ト で 数 分 間 熱 し ， 気 泡 を 出 す ．
(d) 各 面 の 切 片 を 光 学 顕 微 鏡 で 検 鏡 す る ． 各 面 に お い て ， 特 徴 を 見 定 め る こ と に よ り 樹 種を鑑定した．識別のポイントは次のとおり．
・木口面：年輪の移行の緩急，樹脂道，樹脂細胞の存否
・柾目面：水平樹脂道の存否，らせん肥厚の存否
・板目面：分野壁孔の形，放射仮道管の存否，仮道管壁の形状，有縁壁孔の形状と配列
様式

（木口）

（
）

柾
目

心材
辺材
（板目）
図 -6.3.2

木 材 の 3 断 面 （ 文 献 7)を 参 考 に 作 成 ）－54－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(3)鑑 定 結 果
表 -6.3.4 に 鑑 定 結 果 を ， 表 -6.3.5 に 各 樹 種 の 識 別 点 を 顕 微 鏡 写 真 と と も に 示 す ． 樹 種
鑑定の結果，木田橋付近で採取されたものはスギ（スギ属は一属一種であるため），幸橋
付近のものはマツ属の一種（アカマツかクロマツだと思われる），水越橋上流のものはカラマツ属の一種（年輪が密であることからロシアカラマツであると思われる）であった．

表 -6.3.4

樹種鑑定結果樹種鑑定結果： 和名／学名

採取地点

試料No.

太さ
（末口直径）

木田橋付近

AswKd01

0.30m

スギ科／TAXODIACEAE スギ属／Cryptomeria

AswSw01

0.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )AswSw020.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )AswMk01

0.31m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk020.27m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk05

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk08

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

幸橋付近

水越橋上流

科名

－55－

属名

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

表 -6.3.5

スギ属
木 杭 No. AswKd01

木
口
面
で
の
識
別
点

柾
目
面
で
の
識
別
点

各樹種の識別点一覧

マ ツ 属 （ Sylvestris 節 ）木 杭 No. AswSw01

カラマツ属
木 杭 No. AswMk01

・年輪の移行がやや急である．
・垂直樹脂道が存在しない．
・樹脂細胞が存在する．

・年輪の移行が急である．
・垂直樹脂道が存在する．

・分野壁孔がスギ型である．
・放射仮道管が存在しない．

・分野壁孔がトウヒ型である．
・分野壁孔が窓型である．
・放射仮道管が存在し，仮道管壁 ・放射仮道管が存在する．
に鋸歯状の突起が存在する．

・水平樹脂道が存在しない．

・水平樹脂道が存在する．

・年輪の移行が急である．
・垂直樹脂道が存在する．

板
目
面
で
の
識
別
点

－56－

・水平樹脂道が存在する．

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.4

採取された丸太の健全性調査

6.4.1

目視による腐朽度評価(1)評 価 方 法
表 -6.4.1 に 示 す 「 木 材 保 存 剤 の 性 能 試 験 方 法 及 び 性 能 基 準 （ JIS K 1571:2004） 」 に 従
い ，写 真 -6.4.1 に 示 す よ う に 目 視 に よ り 丸 太 の 腐 朽 度 を 判 定 し た ．同 表 に 示 す 基 準 を 参 考に ， A， B， C の 3 名 の 評 価 者 が 丸 太 の 状 況 を 目 視 で 観 察 し 各 自 で 判 定 を 行 っ た ．
な お ， 水 越 橋 上 流 で 護 岸 基 礎 と し て 使 用 さ れ て い た 丸 太 9 本 （ AswMk04～ 12） に つ い ては，腐朽の程度についてはいずれも同程度のように見えたので，割れていない（全周が残っ て い る ） こ と お よ び 大 き な 節 （ こ ぶ ） が 無 い こ と を 基 準 と し て ， AswMk05， 06， 08 の 3本を試験対象とした．後述する強度試験等もこの 3 本について実施した．

表 -6.4.1

腐朽度
0
1
2
3
4
5

腐 朽 度 の 評 価 基 準 8)

観察状態
健全
部分的に軽度の腐朽
全面的に軽度の腐朽
2 の状態の上に部分的に激しい腐朽
全面的に激しい腐朽
腐朽によって形が崩れる

写 真 -6.4.1

目視観察の状況(2)評 価 結 果
図 -6.4.1～ 図 -6.4.9 に AswMk01，AswMk02，AswMk03，AswMk05，AswMk06，AswMk08，AswSw01，
AswSw02，AswKd01 の 腐 朽 度 評 価 の 結 果 を 示 す ．そ れ ぞ れ の 判 定 の 標 高 は 各 区 間 の 中 央 値 とし ， 実 線 は 3 者 の 平 均 値 で あ る ． 同 図 よ り ， GL-1m 以 深 で は 評 価 度 の 平 均 値 が 1 以 下 と なっており，健全であることがわかる．

－57－

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0

-1.0

GL(m)（推測）

2.0

-2.0

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる-3.0＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-3.0

-4.0

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

腐朽度評価結果

図 -6.4.1

腐朽度評価結果

1.0

0.0

標高

A
B
C
平均

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-3.0

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

腐朽度評価結果

図 -6.4.3

54

図 -6.4.2

2.0

-1.0

6

3

2

1

0

腐朽度評価結果（ AswMk01:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）GL(m)（推測）

A
B
C
平均

-1.0

標高

A
B
C
平均

標高

GL(m)（推測）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

腐朽度評価結果（ AswMk03:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）－58－

腐朽度評価結果（ AswMk02:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0

GL(m)（推測）

2.0

-1.0
A
B
C
平均

A
B
C
平均

-2.0

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる-3.0＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-3.0

-4.0

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

図 -6.4.4

腐朽度評価結果

2.0

1.0

0.0

標高

A
B
C
平均

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-3.0

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

腐朽度評価結果

図 -6.4.654

図 -6.4.5（ AswMk05:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

-1.0

6

3

2

1

0

腐朽度評価結果

腐朽度評価結果

GL(m)（推測）

-1.0

標高

標高 GL(m)（推測）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

腐朽度評価結果（ AswMk08:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）－59－

腐朽度評価結果（ AswMk06:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0

-1.0

GL(m)（推測）

2.0

-1.0

-2.0

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる-3.0＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-3.0

-4.0

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

腐朽度評価結果

図 -6.4.7

腐朽度評価結果

0.0

標高

A
B
C
平均

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判定＞
0：健全
1：部分的に軽度の腐朽
2：全面的に軽度の腐朽
3：2の状態の上に部分的に激しい腐朽
4：全面的に激しい腐朽
5：腐朽によって形が崩れる

-4.0
6

5

4

3

2

1

0

腐朽度評価結果

図 -6.4.9

4

3

2

1

腐朽度評価結果（ AswSw02:幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 ）

1.0

-3.0

5

図 -6.4.8

2.0

-1.0

6

腐朽度評価結果（ AswSw01:幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 ）GL(m)（推測）

A
B
C
平均

標高

A
B
C
平均

標高

GL(m)（推測）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

腐朽度評価結果（ AswKd01:木 田 橋 地 点 ， ス ギ 属 ）

－60－

0

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.4.2

強度試験のための前処理(1)丸 太 の 切 断
丸太の切断面を整合する位置に合わせ，丸太の長手方向に水平に基準となる線をペイン
ト マ ー カ ー な ど で 引 い た ． 杭 を ま ず 50cm 間 隔 に 切 断 し た ． つ ぎ に ， 切 断 面 か ら そ れ ぞ れ
上 方 10cm お よ び 20cm の 位 置 で 切 断 し た ． こ れ に よ り 厚 さ 10cm の 円 盤 が 50cm ピ ッ チ に つ
き 2 枚作製される．また，切断した各断片（円盤以外を含む）に当該丸太の番号および全体の中での部位が分かる番号と上下の印をペイントマーカーで丸太側面に書いた．以下に各丸太への番号の付け方を示す．

＜凡例＞
AswMk01-040a

50cm

部位
数字 2 桁：大部位（ 杭 先 端 か ら 円 盤 上 面 ま で の 距 離 (cm)）
ｱﾙﾌｧﾍﾞｯﾄ： 小 部 位（ 気 乾 試 料 a， 飽 和 試 料 b）

50cm

50cm

50cm

AswMk01-100b
AswMk01-090a
AswMk01-050b
AswMk01-040a

図 -6.4.10

丸 太 個 体 の ID
初めの 3 字：大区分（ 地 名 略 称 ， Asw＝ 足 羽 川 ）次の 2 字：小区分（ 構 造 物 名 な ど ， Mk＝ 水 越 橋 ）数字 2 桁：同一地同一小区分における通し番号

丸太個体および断片への番号の付け方

a の 円 盤 は 室 内 に 放 置 し 気 乾 状 態 と し ，b の 円 盤 は 後 述 す る 方 法 で 飽 和（ 飽 水 ）化 し た ．
a の円盤はひび割れを防ぐため，芯までチェーンソーで切れ目を入れた．また，各木材につ い て 円 周 面 と 円 盤 面 の 写 真 を 撮 影 し ， 断 片 の 脇 に は 例 え ば 「 AswMk01-030-040」 と 書 いた名札とスケールを置いた．
各 丸 太 に お け る 円 盤 採 取 位 置 は ， 前 出 の 写 真 -6.1.1 に 示 し た ．

－61－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写 真 -6.4.2

木材切断状況

(2)飽 和 化
地中に埋設された木材は，湿った条件下であることが多いと考えられる．木材の強度は含水率により影響されることから，地中での強度を検討するために木材を湿潤状態にて試験することとし，b の記号で示す円盤については飽和化（飽水化）を実施した．
飽 和 化 は ， 次 の よ う に 行 っ た ． ま ず ， 図 -6.4.11 に 示 す 真 空 チ ャ ン バ ー に 厚 さ 約 10cmの 輪 切 り 状 に し た 木 材 を 入 れ ，チ ャ ン バ ー 内 を 真 空 状 態 に し て 半 日 程 度 放 置 す る ．つ ぎ に ，チャンバー内を真空状態に保ったまま十分に脱気した水をチャンバー下部より流し込み，木材を十分に脱気水に浸す．さらに，この状態で半日以上真空状態を保つ．その後，上のバルブを開放しチャンバー内を大気圧に戻す．この時に木材が浮き上がるようであれば再度バルブを閉じ，チャンバー内を真空状態に保ち，さらに数日間放置する．大気圧に戻した状態 で，さら に 3 日 以上水 に浸 したま ま放 置する ．な お，一度飽 和化し た木 片は試 験に供するまで別容器にて水に浸したまま保管した．また，圧縮試験用供試体はこのように飽和化した木片より切り出し，試験まで水に浸して保管した．

図 -6.4.11

木材の飽和化に用いた真空チャンバー－62－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.4.3

ピロディン貫入試験(1)ピ ロ デ ィ ン 貫 入 試 験 の 概 要
ピロディンとは一定に圧縮されたばねの力で鋼製のピンを木材に突き刺し，そのピンの貫入深さを測定することにより，木材の密度や腐朽・劣化を判定する試験機である．貫入量 は 40 ㎜ ま で 測 定 可 能 で あ り ， 一 般 に 半 径 方 向 （ 年 輪 の 中 心 に 向 か う 方 向 ） に 測 定 し た
場 合 に お い て ， 30～ 35mm 以 上 で 腐 朽 ・ 劣 化 し て い る と 判 断 さ れ る ． 写 真 -6.4.3 に ピ ロ デ
ィン試験機を示す．

写 真 -6.4.3

ピロディン試験機(2)円 盤 面 の 試 験
円盤面においてピロディンを貫入する位置は杭頭方向を上とした場合の円盤上面である ．円 盤 の 中 心 か ら 外 周 方 向 へ 45 度 の 角 度 ご と に 1 本 ，計 8 本 の 直 線 を 引 き ，8 本 の 各 直
線 に つ い て 中 心 か ら 外 側 ま で を 10 等 分 し た 場 合 の ， 中 心 か ら 1， 3， 5， 7， 9 番 目 の 位 置に 印 を 付 け ， 計 40 点 を 試 験 位 置 と し た ． な お ， こ れ ら の 点 は 中 心 側 か ら 昇 順 で 番 号 を つ
け た（ 図 -6.4.12 お よ び 写 真 -6.4.3 参 照 ）．ま ず ，40 点 の 試 験 位 置 に ペ イ ン ト マ ー カ ー で印をつけ，それを写真に撮影した後に試験を実施した．なお，腐朽やひび割れ等による異常 部 が あ る 場 合 は 測 定 点 よ り 除 外 し ， 径 の 小 さ い 丸 太 の 場 合 に は 図 -6.4.13 の よ う に 測 定点を減らして計測を行った．
(3)円 周 方 向 の 試 験
円盤面の試験において記した線によりできた円周面の 8 区画を利用して，各区画で上下に 3 点 ず つ 計 6 点 ， 円 周 全 体 で は 計 48 点 の 試 験 位 置 を 設 定 し 試 験 を 行 っ た ． ま ず ， 円 盤
面 の 上 下 か ら 各 3cm の 位 置 の 円 周 面 上 に 2 本 の 線 を 引 き ， そ の 線 上 に 隣 り 合 う 試 験 位 置 同
士 の 距 離 が 均 等 に な る よ う 48 点 の 試 験 位 置 を 設 定 し ， ペ イ ン ト マ ー カ ー で 印 を つ け た ．
そ し て ， 試 験 位 置 を 4 方 向 か ら 写 真 撮 影 し た 後 に 試 験 を 実 施 し た （ 図 -6.4.12 お よ び 写 真-6.4.4 参 照 ）．測 定 点 は ひ び 割 れ 等 異 常 部 を 避 け た ．な お ，腐 朽 や ひ び 割 れ 等 に よ る 異 常部 が あ る 場 合 は 測 定 点 よ り 除 外 し ， 径 の 小 さ い 丸 太 の 場 合 に は 図 -6.4.13 の よ う に 測 定 点を減らして計測を行った．

－63－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

0

0

5

315

4

45

4

315

45

3

3

2

2

1

1

90

270

270

90

135

225
135

225

180

180

(a) 円盤面(a) 円盤面

3
5
6

3
4

1

4

写 真 -6.4.3

22(b) 円周面(b) 円周面

図 -6.4.12

1

測定点の説明図

図 -6.4.13

円盤面での測定位置

測定点の説明図写 真 -6.4.4－64－

円周面での測定位置

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

写 真 -6.4.5

ピロディン試験の実施状況(4)ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 結 果
各木杭の深さ方向のピロディン貫入量について，飽和資料および気乾資料それぞれの結果 を ま と め た も の を 図 -6.4.4 か ら 図 -6.4.22 に 示 す ． 各 グ ラ フ に は 見 や す さ の た め に 腐 朽の 目 安 と な る 貫 入 値 30mm の 線 を 引 い た ． 同 図 か ら ， 半 径 方 向 の 貫 入 量 は 気 乾 状 態 お よ び
飽 和 状 態 の 双 方 に お い て い ず れ の 木 杭 に お い て も 基 本 的 に 30mm を 下 回 っ て お り ， 腐 朽 して い な い こ と が 明 ら か と な っ た ． 軸 方 向 の 貫 入 値 は 30mm を 超 え て い る 場 合 が あ る が ， これは腐朽していない木材においても木材の軸に近い部分などでは一般的な値である．また
写 真 -6.4.6 か ら 写 真 -6.4.19 に 各 木 杭 の 代 表 的 な 円 盤 の 写 真 を 示 し た ．

2

2
軸方向平均

軸方向平均

軸方向
1

軸方向
1

半径方向平均半径方向平均
半径方向

0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

G.L（m）（推定）

半径方向

-2

-3

-4

-2

-3

-4

-5

-5
50

図 -6.4.14

40

30

20

10

0

50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

0

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk01:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）－65－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

2

2

軸方向平均

軸方向平均

軸方向
1

軸方向

半径方向平均半径方向平均

1

半径方向

0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

G.L（m）（推定）

半径方向

-2

-3

-2

-3

-4

-4

-5

-5

50

図 -6.4.15

40

30

20

10

0

50

40

30

20

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

0

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk02:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

2

2

1

軸方向平均

軸方向平均

軸方向

軸方向

半径方向平均半径方向平均

1

半径方向

半径方向
0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

G.L（m）（推定）

10

ピロディン貫入量(mm）

-2

-3

-4

-2

-3

-4

-5

-5
50

図 -6.4.16

40

30

20

10

0

50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

0

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk03:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

－66－

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0
GL(m)（推測）

2.0

-1.0

-2.0

-1.0

-2.0

標高

標高

GL(m)（推測）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

-3.0

-3.0
半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

-5.0

-5.0
50

40

30

20

10

0

50

40

ピロディン貫入量(mm)

30

20

10

0

ピロディン貫入量(mm)(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

2.0

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0
GL(m)（推測）ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk05:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

-1.0

-1.0

-2.0

標高

-2.0

標高

GL(m)（推測）図 -6.4.17

-3.0

-3.0
半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

-5.0

-5.0
50

40

30

20

10

0

40

30

20

10

0

ピロディン貫入量(mm)

ピロディン貫入量(mm)(a) 気 乾 状 態
図 -6.4.18

50(b) 飽 和 状 態

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk06:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）

－67－

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0
GL(m)（推測）

2.0

-1.0

-2.0

-1.0

-2.0

標高

標高

GL(m)（推測）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

-3.0

-3.0
半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

半径方向
半径方向平均
軸方向
軸方向平均

-4.0

-5.0

-5.0
50

40

30

20

10

0

50

40

ピロディン貫入量(mm)

30

20

0

10

ピロディン貫入量(mm)(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

2

2

1

1

0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswMk08:水 越 橋 上 流 地 点 ， カ ラ マ ツ 属 ）G.L（m）（推定）

図 -6.4.19

-2

-3

-2

-3
軸方向平均

軸方向平均

軸方向

軸方向
-4

-4

半径方向平均半径方向平均
半径方向

半径方向
-5

-5
50

40

30

20

10

0

ピロディン貫入量(mm）

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態
図 -6.4.20

50(b) 飽 和 状 態

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswSw01:幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 ）

－68－

0

2

2

1

1

0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

G.L（m）（推定）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

-2

-2

-3

-3
軸方向平均

軸方向平均

軸方向
-4

軸方向
-4

半径方向平均半径方向平均

半径方向

半径方向

-5

-5
50

40

30

10

0

50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

図 -6.4.21

0

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswSw02:幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 ）

2

2

1

1

0

0

-1

-1

G.L（m）（推定）

G.L（m）（推定）

20

-2

-3

-2

-3

-4

軸方向平均

軸方向平均

軸方向

軸方向
-4

半径方向平均半径方向平均

半径方向

半径方向

-5

-5

50

40

30

20

10

0

50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）

ピロディン貫入量(mm）(a) 気 乾 状 態(b) 飽 和 状 態

図 -6.4.22

ピ ロ デ ィ ン 試 験 の 深 さ 別 貫 入 量 （ AswKd01:木 田 橋 地 点 ， ス ギ 属 ）

－69－

0

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 450cm(b) 杭 先 端 か ら 250 cm(c) 杭 先 端 か ら 50cm

写 真 -6.4.6

AswMk01， 飽 和(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )－70－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 440cm(b) 杭 先 端 か ら 240cm(c) 杭 先 端 か ら 40cm

写 真 -6.4.7

AswMk01， 気 乾(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )－71－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

Surface

Surface

Surface(a) 杭 先 端 か ら 450cm(b) 杭 先 端 か ら 250cm(c) 杭 先 端 か ら 050cm

写 真 -6.4.8

AswMk02， 飽 和(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )－72－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

Surface

Surface

Surface(a) 杭 先 端 か ら 440cm(b) 杭 先 端 か ら 240cm(c) 杭 先 端 か ら 40cm

写 真 -6.4.9

AswMk02， 気 乾(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )－73－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

Surface

Surface

Surface(a) 杭 先 端 か ら 440cm(b) 杭 先 端 か ら 240cm(c) 杭 先 端 か ら 40cm

写 真 -6.4.10

AswMk03， 気 乾(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )－74－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface

杭 先 端 か ら 60cm

杭 先 端 か ら 60cm

杭 先 端 か ら 60cm

写 真 -6.4.11

AswMk05， 飽 和(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )写 真 -6.4.12

AswMk06， 飽 和(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )写 真 -6.4.13

AswMk08， 飽 和(水 越 橋 上 流 地 点 ，カ ラ マ ツ 属 )（ 写 真 中 の 紙 片 に 記 さ れ た 数 字 （ 50） は 杭 先 端 か ら 円 盤 下 面 ま で の 距 離 (cm)を 示 し た も の ）－75－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 250cm(b) 杭 先 端 か ら 150cm(c) 杭 先 端 か ら 50cm

写 真 -6.4.14

AswSw01， 飽 和(幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 )－76－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

Surface

Surface

Surface(a) 杭 先 端 か ら 240cm(b) 杭 先 端 か ら 160cm(c) 杭 先 端 か ら 110cm

写 真 -6.4.15

AswSw01， 気 乾(幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 )－77－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 200cm(b) 杭 先 端 か ら 150cm(c) 杭 先 端 か ら 50cm

写 真 -6.4.16

AswSw02， 飽 和(幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 )－78－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surface

Surface

Surface(a) 杭 先 端 か ら 190cm(b) 杭 先 端 か ら 110cm(c) 杭 先 端 か ら 60cm

写 真 -6.4.17

AswSw02， 気 乾(幸 橋 地 点 ， マ ツ 属 )－79－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 160cm(b) 杭 先 端 か ら 110cm(c) 杭 先 端 か ら 60cm

写 真 -6.4.18

AswKd01， 飽 和(木 田 橋 地 点 ， ス ギ 属 )－80－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

000°

000°

000°

090°

090°

090°

180°

180°

180°

270°

270°

270°

surfacesurfacesurface(a) 杭 先 端 か ら 170cm(b) 杭 先 端 か ら 120cm(c) 杭 先 端 か ら 70cm

写 真 -6.4.19

AswKd01， 気 乾(木 田 橋 地 点 ， ス ギ 属 )－81－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.4.4

縦圧縮試験

(1)概 説JIS（ JIS Z 2101-1994） に 準 拠 し 木 材 試 験 体 の 縦 圧 縮 試 験 お よ び 平 均 年 輪 幅 と 含 水 率 の測定を行った．
(2)試 験 体 の 形 成
試 験 体 は ピ ロ デ ィ ン 試 験 を 行 っ た 円 盤 か ら 取 り 出 し た ． 写 真 -6.4.20 に 示 す よ う に 中 心から 4 方向の断面中心部と周辺部に分けて切り出し成形した．これにより試験用円盤１枚につき最大 8 個の試験体が成形される．しかし，腐朽等により所定の位置から試験体が採取できない場合には採取位置を適宜変更した．試験体は横断面が正方形の直六面体とし，そ の 寸 法 は ，横 断 面 の 1 辺 の 長 さ 30mm（ JIS で は 20mm～ 40mm），高 さ 60mm（ JIS で は 横 断
面 の 辺 長 の 2～ 4 倍 ） を 目 安 と し た ． 試 験 体 は JIS に 示 さ れ る よ う に ， そ の 長 手 方 向 を 繊
維方向に平行にし，その両端面を長手方向に垂直かつ平行にするように心がけた．なお，
切 り 出 し た 飽 和 試 料 は 水 中 で 保 管 し ， 気 乾 試 料 は 室 温 20℃ ， 湿 度 65%の 恒 温 恒 湿 室 に 1 ヶ
月 以 上 保 管 し ， 含 水 率 12%に な る よ う 調 整 し た ．
切り出された試験体には円盤番号，方向（基準線を 0 度として），位置（中心部か周辺
部 か ） が 分 か る よ う に 記 号 を 明 記 し ， さ ら に 上 下 を 明 示 し た ． 記 号 は 「 045to090_IN」 のよ う に 記 載 し た ． こ こ で ， 「 045」 は 基 準 線 を 0 度 と し た 場 合 の 時 計 回 り に 45 度 の 位 置 を
表 し ， 「 045to090」 で 45 度 と 90 度 の 位 置 の 間 に あ る こ と を 表 し て い る ． ま た ， 「 IN」 は
中 心 部 を 表 し ， 周 辺 部 は 「 OUT」 で 表 す こ と と し た ．

写 真 -6.4.20

圧縮試験用試験体の採取位置

写 真 -6.4.21

試験体への番号記入例(3)試 験 概 要
写 真 -6.4.22 に 示 す 万 能 試 験 機（ ㈱ イ ン ス ト ロ ン ，No.5581）を 用 い て 圧 縮 試 験 を 実 施 した ．試 験 は 変 位 制 御 で 行 い ，平 均 荷 重 速 度 は JIS に 従 い 毎 分 9.80N/mm 2 以 下 と し た ．な お ，
この試験では球座は使用していない．
試験体の寸法は，試験前にノギスにて横断面の縦横をそれぞれ 3 点ずつ，また，高さを3 点 ず つ 計 測 し た ． ま た ， 写 真 -6.4.23 に 示 す よ う に ， 試 験 体 の 横 断 面 に お い て ， 年 輪 の直交方向に計測した年輪の幅をその本数で除することにより平均年輪幅を算出した．なお，
年輪の両端部が側方の辺に達していない年輪は測定対象外とした．質量は試験前に電子ば－82－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

か り で 計 測 し ， 試 験 後 に は 105 度 に 設 定 し た 恒 温 装 置 で 24 時 間 以 上 乾 燥 さ せ 乾 燥 質 量 を計測した．また，試験直前と試験直後の写真を試験体側面について 4 方向から撮影した．
写 真 -6.4.24 と 写 真 -6.4.25 に 試 験 前 後 の 試 験 体 の 状 況 を 示 す ．

写 真 -6.4.22

写 真 -6.4.24

万能試験機

写 真 -6.4.23

平均年輪幅の測定

試験直前の試験体

写 真 -6.4.25

試験直後の試験体－83－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(4)試 験 結 果 お よ び 考 察
試 験 結 果 の 代 表 例 と し て ， 図 -6.4.23 に 木 田 橋 の 木 杭 （ 樹 種 ： ス ギ 属 ） に つ い て 深 度 ごと の 縦 圧 縮 強 さ を 示 し た ．比 較 の た め に ，1974 年 版 日 本 建 築 学 会「 木 構 造 設 計 基 準 ・ 同 解
説 」 に 示 さ れ た 杭 材 に 関 す る 普 通 構 造 材 の 繊 維 方 向 許 容 応 力 度 9 ) （ 本 書 19 ペ ー ジ に 前 掲 ）のスギについての数値（長期応力に対する値．気乾状態．図中に「許容応力度」と表示）
お よ び ， そ の 湿 潤 状 態 に 適 用 す る 値 （ 気 乾 状 態 の 70%． 図 中 に 「 同 湿 潤 時 」 と 表 示 ） の 線
を ，さ ら に ス ギ の 標 準 的 な 圧 縮 強 度（ 木 材 工 業 ハ ン ド ブ ッ ク 6 ) に 掲 載 の 平 均 値 ．図 中 に「 気乾材標準値」と表示）の線を示した．
この図から，このスギ属の木杭の縦圧縮強度は標準的な値よりは弱いものの，許容応力度よりは高い値となっており，強度が大きく低下した訳ではなく健全性を保っていると評価された．これによりスギ属が木杭として利用できる可能性が，ピロディン試験だけでな
く圧縮強度の結果からも示された．
ま た ， 図 -6.4.24 に 圧 縮 試 験 よ り 求 め た 試 験 体 の 応 力 ひ ず み 関 係 を 示 し た 結 果 の 一 例 を

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0
GL(m)（推定）

2.0

-1.0

標高

-1.0

標高

GL(m)（推定）示した．飽和状態では気乾状態より強度が低いことが確認された．

心材
辺材
心材の平均
辺材の平均
全ての平均
許容応力度
同湿潤時
気乾材標準値

-2.0

-3.0

心材
辺材
心材の平均
辺材の平均
全ての平均
許容応力度
同湿潤時
気乾材標準値

-2.0

-3.0

-4.0

-4.0
0

10

20

30

40

50

60

縦圧縮強さ (MPa)

10

20

30

40

50

縦圧縮強さ (MPa)（ a） 気 乾 状 態
図 -6.4.23

0（ b） 飽 和 状 態

深度ごとの縦圧縮強さ（採取地：木田橋付近，樹種：スギ属）（図中の「辺材」は木材の外周側から切り出した試験体（先述の試験体位置記号が「 OUT」 で 表 さ れ る も の ） を 意 味 し て お り ， 木 材 構 造 上 の 辺 材 で は な い 部 分 も 含 む ． ）

－84－

60

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

50000to045in
090to135in
270to315in
315to000in
045to090out
090to135out
270to315out
315to000out

σ (MPa)

40

30

20

10

0
0

1

2

3

4

5

6

ε (%)
[AswKd01_060b](a) 木 田 橋 （ 飽 和 試 料 ， ス ギ 属 ， 杭 先 端 付 近 ）50000to045in
225to270in
270to315in
315to000in
045to090out
225to270out
270to315out
315to000out

σ (MPa)

40

30

20

10

0
0

1

2

3

4

ε (%)
[AswKd01_070a](b) 木 田 橋 （ 気 乾 試 料 ， ス ギ 属 ， 杭 先 端 付 近 ）

図 -6.4.24

試験体の応力ひずみ関係の例

－85－

5

6

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

6.5

まとめ

当該調査により，次のことが明らかになった．
・ 足 羽 川 の 3 地 点 よ り 旧 橋 梁 や 護 岸 基 礎 と 考 え ら れ る 木 杭 は ， 48 年 ～ 78 年 経 過 し た も のであり，その樹種は，マツ科カラマツ属，マツ属とスギ科スギ属であった．
・採取された木杭は，目視観察した限りでは，河床より突出した部分では若干の損傷が確認されたものの，地中に埋まっていた部分に関しては極めて健全な状態であった．
・ピロディン試験によって，各木杭が基本的に腐朽していないということが定量的に評価さ れ た ．特 に 木 田 橋 で 採 取 さ れ た ス ギ 属（ ス ギ ）に つ い て は ，78 年 間 地 中 で 埋 ま っ て い
た も の で あ る が ，縦 圧 縮 強 さ に つ い て も 健 全 性 を 保 っ て い た と 評 価 さ れ た ．こ の こ と からスギの間伐材を木杭として利用できる可能性が示されたといえる．
・採取された木杭を基礎とした旧幸橋，および，地震時における橋の使用は不明であるが
木 田 橋 の 前 に あ っ た 銭 と り 橋 の 基 礎 は ，1948 年 福 井 地 震 に も 耐 え て お り ，耐 震 性 に つ いても木杭は決して低いものではないといえる．
また，解析上の課題として以下が残された．
・縦圧縮強度については，スギ属以外の木杭では結果が大きくばらついた．これには欠点（ 節 な ど ）の 有 無 ，含 水 率 ，心 材 ・ 辺 材 や 成 熟 材 ・ 未 成 熟 材 の 分 布 と 供 試 体 採 取 位 置 な
ど の 影 響 が 考 え ら れ る が ，関 係 が 複 雑 で あ る と 考 え ら れ ，明 確 な 傾 向 を 見 出 す に 至 ら なかった．今後の検討課題である．

参考文献
1) 福 井 県 ： 幸 橋 景 観 整 備 計 画 ， 2006.6.
2) 山 口 惠 一 郎 編 集 代 表 ： 日 本 図 誌 大 系 中 部 Ⅱ ， 朝 倉 書 店 ， p.329， 1974.
3) 中 川 重 利 ： 検 索 入 門4) 佐 藤 孝 夫 ： 新 版

針 葉 樹 ， 保 育 社 ， 1994.

北海道樹木図鑑[増 補 版 ]， 亜 璃 西 社 ， 2006.

5) 貴 島 恒 夫 他 ： 原 色 木 材 大 図 鑑 ， 保 育 社 ， 1962.
6) 森 林 総 合 研 究 所 監 修 ： 木 材 工 業 ハ ン ド ブ ッ ク 改 訂 4 版 ， 丸 善 ， pp.194-195， 2004.
7) 島 地謙 ， 伊 東 隆 夫 ： 図 説 木 材 組 織 ， 地 球 社 ， pp.82-83， 1982.

8) JIS K 1571:2004「 木 材 保 存 剤 の 性 能 試 験 方 法 及 び 性 能 基 準 」
9) 日 本 建 築 学 会 ： 建 築 基 礎 構 造 設 計 規 準 ･同 解 説 ， 667p， 1974.11.

－86－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.

丸太地中打設による軟弱地盤対策とこれによる環境対策効果の検討

7.1

丸太による軟弱地盤対策方法

7.1.1

丸太の適用方法

文献調査および足羽川より採取された丸太の調査結果より，以下がわかった．
丸太が現在地中基礎として使われなくなった理由として，丸太の腐朽に対する不安が上
げ ら れ る ．丸 太 の 腐 朽 は ，水 ，空 気 ，栄 養 ，温 度 の 4 つ の 条 件 が 全 て 揃 う こ と に よ り 生 じ ，
こ の う ち の 一 つ で も 欠 け れ ば 腐 朽 は 生 じ な い 1) ． し た が っ て ， 例 え ば 地 下 水 中 で あ れ ば 腐
朽 が 生 じ な い と 考 え ら れ る ．し か し ，実 際 の 地 盤 は ，地 盤 内 で 上 下 方 向 の 水 位 変 動 が あ り ，また，水平方向への流れが生じているのが一般的であり，このような変動する地下水位条件下で，地盤中に打設された丸太に対する腐朽に対する安定性はあまり明確にされていな
い．
このように変動する地下水に対し，大きく 3 つの領域が想定される．地下水変動の最下位以下，地下水位変動域，地下水位変動の最上位以上の土中である．地下水変動の最下位以下の領域であっても，地下水は流動しており，特に地下水面付近では空気との接触があり溶存酸素も存在しているので，腐朽の発生を全く否定できるとは考えられない．また，
地下水位変動域では，空気との接触が考えられるが，水浸もするので腐朽が生じない可能性も考えられる．さらに，地下水位変動の最上位以上の土中では，4 つの条件が揃うこととなるが，土中での酸素の供給は少ないので必ずしも腐朽しやすいとは言えない．このような理由から，実際の地盤中での状況を把握することが重要となる．
実際にはさらに，地盤面以上も考えられるが，ここでは対象としない．多くの木材研究は，むしろ地盤面以上の，気中域で行われており，これらの研究成果が参考になる．
以下，本調査結果より得られた 3 領域における結論を示す．
(1)地 下 水 変 動 の 最 下 位 以 下
調 査 の 範 囲 内 で は ， 樹 種 に 関 係 な く ， こ の 領 域 で は 丸 太 の 腐 朽 は ， 少 な く も 50～ 100 年のオーダーで考えても進行しないと考えられる．
一般的な丸太の強度と比較し，地盤中の丸太はやや圧縮強度や曲げ強度が低くなる傾向
や，丸太の表面がやや劣化する場合もあるが，機能低下を及ぼすような強度低下や，杭心までに及ぶ劣化へはいたらない．また，丸太は一般的にカラマツやベイマツを含むマツが圧倒的に多いが，スギを含む他の樹種についてもこのような傾向は同様であった．特に，スギが他の樹種と同様に地下水位以下では腐朽が進行しないことが分かったことは，森林の多くがスギである福井県にとっては大きな成果である．さらに，文献によれば，海岸埋立地などの海水域についても同様に腐朽が進行しないことがわかった．
(2)地 下 水 位 変 動 域
足羽川ではこのような事例を見つけられなかったが，文献調査によればこの領域では腐朽 が 進 行 し な い と い う 事 例 の 方 が 多 い が ，腐 朽 事 例 も 多 く あ り ，明 確 な 結 論 を 得 ら れ な い ．
したがって，今後このような領域での腐朽が進行する条件を明らかにすることと，これに対する対策技術が今後の課題だと考えられる．このようなことが明らかになるまで，当面は杭頭部のこのような領域について防腐処理を行うなどの処置が場合によって必要である．
－87－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(3)地 下 水 位 変 動 の 最 上 位 以 上 の 土 中
前 節 の (2)と 同 様 で あ る ．
以上を踏まえ，丸太による軟弱地盤対策工法を考えた場合，地下水位変動最下位以下で丸太を使用した場合には樹種に関係なく腐朽の進行は考えらず，防腐などの対策を行うことなく打設が可能である．しかしながら，地下水位変動域以上の領域では腐朽が認められた事例があることから，現時点では何らかの対策を実施する必要がある場合もある．このような対策とし，①丸太を必ず地下水位変動の最下位以下に打設し，その上部は砂などで埋 め 戻 す 方 法 ，② 丸 太 上 部 に は 何 ら か の 処 置 を 行 い 腐 朽 を 進 行 さ せ な い こ と が 考 え ら れ る ．
また，丸太を支持杭とした場合に比較し，単なる軟弱地盤対策の改良材とした場合には，杭自体の強度にそれほど依存する必要がなくなり設計も容易であると考えられる．
7.1.2

パイルネット工法

前 節 7.1.1 の よ う な 丸 太 の 適 用 範 囲 で 現 存 す る 軟 弱 地 盤 対 策 工 法 と し て ， パ イ ル ネ ッ ト
工 法 2) が 上 げ ら れ る ． 現 在 で は ， こ の 他 に 丸 太 を 積 極 的 に 使 用 し 軟 弱 地 盤 に お け る 構 造 物基礎としたり軟弱地盤対策とする工法は皆無であり，パイルネット工法を除き，丸太は主要工事から姿を消したと言っても過言ではない．
パ イ ル ネ ッ ト 工 法 は ，1975 年（ 昭 和 50 年 ）8 月 の 石 狩 川 を 襲 っ た 大 洪 水 を 契 機 に ，泥 炭性地盤に緊急に河川堤防を盛土するために開発された，「軟弱地盤上の盛土安定工法」であ る ．1976 年 以 来 ，河 川 堤 防 を は じ め ，道 路 お よ び 鉄 道 な ど の 盛 土 や 路 盤 ・ 路 床 の 確 保 に
対 し て ， 全 国 的 に 600 件 以 上 適 用 さ れ て い る ． こ の 工 法 は ， 軟 弱 地 盤 上 に 多 数 の 丸 太 （ またはコンクリート杭などの既製杭）を適当な深さまで打設して，杭頭部を連結部材で緊張
し ，そ の 上 か ら サ ン ド マ ッ ト な ど で 埋 め 込 み ，さ ら に そ の 上 に 土 木 用 シ ー ト を 敷 設 し た 後 ，
盛 土 を 行 う も の で あ る （ 特 許 第 1374368 号 ） ． こ の 工 法 は ， 盛 土 荷 重 が 直 接 地 盤 上 に 作 用
せず，単杭または群杭効果により深部に作用するので，すべり破壊および塑性流動の発生を防ぎ，自由性を有した杭，連結部材，土木用シートなどの緩和作用で軟弱地盤となじみがよく，これらの相乗効果により盛土の安定を確保している．
パ イ ル ネ ッ ト 工 法 の 設 計 方 法 を 以 下 に 示 す 2) ．
(1)安 定 の 検 討(a)単 杭 と し た 鉛 直 支 持 に 対 す る 検 討
Q a =α p Q p +α f Q f >V

(式 -7.1.1)

ここで，Q a ：杭 1 本当たりの許容鉛直支持力
α p ，α f ：各荷重状態に対する安全係数
常 時 α p =α f =0.5
一 時 α p =α f =0.7
V： 各 荷 重 状 態 に お け る 杭 1 本 当 た り の 作 用 鉛 直 力
Q p ：単杭の基準先端支持力
Q p =30N a v e A p－88－（砂質土の場合）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

Q p =4.5q u ， ま た は ， 10N a v e A p（粘性土の場合）

こ こ で ，N a v e ： 杭 先 端 地 盤 に お け る N 値（ 木 杭 の 場 合 は 小 さ く と るのがよい）
q u ：杭先端地盤における一軸圧縮強度
A p ：杭の先端面積
Q f ：単杭の最大周面支持力
Qf=UΣf i l i
f=0.3N+3≦ 5tf/m 2（砂質土の場合）

f= q u /2， ま た は ， N≦ 5tf/m 2（粘性土の場合）

こ こ で ， U： 杭 の 周 長
f i ：各土層の杭の最大周面支持力度
l i ：各土層の厚さ
f： 杭 の 最 大 周 面 支 持 力 度
N： 土 層 の N 値
q u ：粘性土層の一軸圧縮強さ
た だ し ，N<2（ 沖 積 粘 性 土 ），q u ≦ 0.5kgf/cm 2 の 土 層 が 存 在 す る 場 合
は ，そ の 土 層 お よ び そ れ よ り 上 方 に あ る 土 層 の 周 面 支 持 力 は 無 視 す る ．
また，ネガティブフリクションについては，考慮しない．

図 -7.1.1

単 杭 と し て の 検 討 2)－89－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(b)群 杭 と し た 場 合 の 検 討

Q ag =

1(Q fg + Q pg ) > N g
Fs（ 式 -7.1.2）

こ こ で ， Q ag ： 群 杭 と し た 場 合 の 許 容 鉛 直 支 持 力
F s ： 各 荷 重 状 態 に 対 す る 安 全 率 （ 常 時 ： 2， 一 時 ： 1.5）
Q fg ： 群 杭 の 有 効 周 面 に お け る 最 大 周 面 支 持 力
Q pg ： 群 杭 の 有 効 面 積 に お け る 極 限 鉛 直 支 持 力
N g ：群杭に作用する鉛直力
なお，すべりに対しては，この工法は比較的低い盛土を対象にしており，また，盛土による増加荷重は杭によって下層地盤に伝えられる工法であるため，一般的には検討は不要で あ る ．た だ し ，図 -7.1.3 に 示 す よ う な 腹 付 け 盛 土 な ど で 盛 土 が 高 い 場 合 に お い て は ，すべりに対して適切な方法により検討する必要がある．

図 -7.1.2

図 -7.1.3

群 杭 と し て の 検 討 2)

円 弧 す べ り の 検 討 が 必 要 な 場 合 2)－90－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(2)鉄 筋 の 検 討
鉄 筋 の 分 担 荷 重 P（ 一 時 ） （ D>2γ 2 ）

(

)



γ 2 + γ 22
πh 2 γ t + γ 22 π(w 1 + w 2 )P = D 2 (γ t H + w 1 + w 2 ) − γ 12 πh 1 γ t + 1
2
（ 式 -7.1.3）

横鉄筋の分担分 P y

D
4 =P
Py = P2
4
DD*（ 式 -7.1.4）

斜め鉄筋の分担分 P s

 2 D2 1

D −
* *4
P
4 2
= P
Ps = 
2
 4
2
D





図 -7.1.4

鉄 筋 の 分 担 荷 重 2)－91－

（ 式 -7.1.5）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

各 鉄 筋 に 作 用 す る 張 力 は ， ケ ー ブ ル 理 論 に 基 づ き 式 -7.1.6 よ り 求 め る こ と が で き る ． ただし，鉄筋の曲げ剛性は無視する．

l
T = H + w  − x
2

2

2

2

（ 式 -7.1.6）

し た が っ て ， 最 大 張 力 は 両 支 点 で 発 生 し ， 式 -7.1.7 と な る ．

 wl 
Tmax = H +  
 2 

2

2

H=

wl 2
8f

w=

Ps P
=
l
4l

こ こ で ， た わ み 量 ｆ は 未 知 数 で あ る が ， 0.1m と 仮 定 し て 求 め る ．

図 -7.1.5

放 物 線 ケ ー ブ ル 2)－92－

（ 式 -7.1.7）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(3)補 強 ネ ッ ト の 検 討
補 強 ネ ッ ト の 検 討 は ，将 来 沈 下 に よ っ て ネ ッ ト が 鉄 筋 上 に 定 着 し た 事 を 想 定 し ，式 -7.1.8
より検討する．

 wl 
T = H2 +  
 2 

2

（ 式 -7.1.8）

こ こ で ， T： ネ ッ ト の 引 張 応 力 （ tf/m）

H=

wl 2
8f

w=

Py

A
P
P
4
=
= 2 ( tf / m 2 )
2 1 D
D* *
D 2
こ こ で ， ｌ ： ネ ッ ト の 有 効 幅 を 考 え た ス パ ン （ 最 大 ス パ ン の 2/3）

l=

2 D D
* = (m )3 2 3

こ こ で ， f： ネ ッ ト の 計 算 仮 定 上 の た わ み 量 （ 0.1m）

図 -7.1.6

ネ ッ ト の 分 担 面 積 2)－93－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.1.3

パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎 3)

以 下 参 考 の た め に パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎（ Piled Raft Foundation）の 簡 易 計 算 法 3 ) を 示 す ．
パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎 は ，図 -7.1.7 に 示 す よ う に ，直 接 基 礎 と 杭 基 礎 の 中 間 的 な 基 礎 形
式 で あ り ，直 接 基 礎 と 杭 基 礎 が 複 合 し て 荷 重 に 抵 抗 す る ．図 -7.1.8 は ，基 礎 の 荷 重 度 か ら
みた適用範囲を直接基礎の荷重度と基礎幅の関係で示したものである．許容支持力の直線
は一般に右上がりであり，この直線の下側は支持力的に安定な領域である．許容沈下量から決められる荷重度は右下がりの曲線となり，この曲線より下側が沈下に対して安定な領域となる．直接基礎は，この両者の下側の領域で直接基礎が設計可能であり，これより上
杭基礎

直接基礎
パイルド・ラフト基礎

1. 0

0. 0

杭の分担荷重全荷重

直接基礎の沈下

パイルド・ラフトの沈下

0. 0

1. 0

(a)直 接 基 礎(b)パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎

図 -7.1.7(c)杭 基 礎

基 礎 形 式 の 比 較 3)， 4） を 参 考 に 作 成

許容支持力

図 -7.1.8

基 礎 の 荷 重 度 か ら み た 適 用 範 囲 3)

－94－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

側で杭基礎などが適用される．さらに，図中の網明け部分は，支持力では安定であるが沈下では問題となる領域でパイルド・ラフト基礎が有効となる．
この基礎形式の適用性が高い地盤条件は，直接基礎としての支持力は十分であるが沈下や不同沈下が課題となる場合で，例えば，直接基礎としての支持地盤が比較的硬質の粘土あるいは密度の高い砂でその下部での沈下が課題となる場合である．逆に，不適切な場合
は，表層地盤の強度が著しく小さい軟弱な粘性土や液状化のおそれのある緩い砂地盤などである．
設計は，まず，直接基礎と杭の負担荷重を設定し，この荷重に対し地盤の鉛直支持力，
活動抵抗に対する抵抗性と，沈下量の評価と，杭の仕様，本数，配置などの設定をおこなう．
鉛直支持力と活動抵抗については，杭の抵抗を無視し直接基礎と同様の扱いを行う．
沈下に対しては，次のような簡易計算法によりパイルド・ラフト基礎の沈下量と，杭と基礎の荷重分担比を求めることができる．ただし，このような計算が可能であるのは，パイルド・ラフト基礎の平面規模が杭長に比べて大きく，平面形状が整形であり，荷重分布がほぼ均等で杭配置が規則的かつ杭径，杭長がほぼ等しい摩擦杭を用いる場合である．
直 接 基 礎 と パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎 の 鉛 直 ば ね 定 数 比 は ， 式 -7.1.9 で 表 さ れ る ．

{

(

)}(

1 − 0.64 k r / k p k r / k p
kr=
1 − 0.6 k r / k p
k pr

(

)

)

（ 式 -7.1.9）

こ こ で ， k pr ： パ イ ル ド ・ ラ フ ト 基 礎 の 平 均 鉛 直 ば ね 定 数
k p ：摩擦群杭の平均鉛直ばね定数k r ：直接基礎の平均鉛直ばね定数
ま た ， 杭 が 分 担 す る 荷 重 は ， 式 -7.10 で 示 さ れ る ．

()

0.2 k r / k pPr=
Pp 1 − 0.8 k r / k p()

ここで，P p ：摩擦群杭の負担荷重
P r ：直接基礎の分担荷重－95－（ 式 -7.1.10）

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.2

丸太を用いた軟弱地盤対策とセメント固化改良との環境比較

軟弱地盤対策や構造物基礎としての丸太地中打設と，同目的の他工法との間で，二酸化炭素排出量に関して比較を行った．
7.2.1

二酸化炭素排出量の算出方法(1)対 象 と し た ラ イ フ ス テ ー ジ
二 酸 化 炭 素 （ 以 下 ， CO 2 と 記 す ） 排 出 量 を 算 出 す る ラ イ フ ス テ ー ジ と し て ， こ こ で は 材
料製造段階のみを取り扱うこととする．
建 設 構 造 物 の ラ イ フ サ イ ク ル に は ，材 料 製 造 段 階 ，施 工 段 階 ，供 用 段 階 ，維 持 管 理 段 階 ，
解 体 廃 棄 段 階 の 5 つ の ス テ ー ジ が 考 え ら れ る ．し か し ，施 工 段 階 以 降 に 関 す る CO 2 排 出 量
原単位データは現時点では十分に整備されていない．このためここでは，施工段階以降を
考 え ず ， 材 料 製 造 段 階 で の CO 2 排 出 量 の み を 算 出 し 比 較 を 行 っ た ．
(2)使 用 し た 基 礎 デ ー タ
本 報 告 書 で は ，材 料 の 製 造 段 階 に お け る CO 2 排 出 量 を 算 出 す る に あ た り ，各 材 料 の 製 造
段 階 に お け る CO 2 排 出 量 原 単 位 を 既 往 の 文 献 か ら 求 め ， こ れ に 各 材 料 の 使 用 量 を 乗 じ てCO 2 排 出 量 と し た ．使 用 し た 各 材 料 の CO 2 排 出 量 原 単 位 を 表 -7.2.1 に 示 す ．各 材 料 に つ いて文献により原単位の値が異なっている．本報告書では，計算に使用する材料全てについて 原 単 位 が 求 め ら れ て い る「 日 本 建 築 学 会 の 建 築 物 の LCA ツ ー ル 5 ) 」に 記 載 の 値 を 用 い た ．
ま た ，木 材 に つ い て は ，打 設 し た 丸 太 杭 の 材 積 よ り ，木 材 の 乾 燥 密 度（ 全 乾 比 重 ）を 0.5t/m 3と し て 質 量 を 求 め ，こ れ に 単 位 質 量 当 た り の CO 2 量 を 乗 じ て ，CO 2 貯 蔵 量 と し て 算 出 し た ．
文 献 5)で は ，（ 独 ）国 立 環 境 研 究 所 発 行 の 3EID（ 産 業 連 関 表 に よ る 環 境 負 荷 原 単 位 デ ー
タ ブ ッ ク ， Embodied Energy and Emission Intensity Data for Japan Using Input － Output
Tables） 8 ) を 元 に 値 が 算 出 さ れ て い る ． 3EID で は ， 産 業 連 関 表 を 利 用 し て ， 主 要 な 素 材 に
つ い て の 生 産 者 価 格 当 り の CO 2 排 出 量 や そ の 他 の 環 境 負 荷 の 原 単 位 が 算 出 さ れ ，示 さ れ ている（一部の年度や部門では購入者価格当りの原単位も示されている）．産業連関表は，各産業間の取引が金額で示されたものであり，各素材を生産する産業が，何円分の材料や燃料を用いて何円分の製品（素材）を生産したかが分かる．このため，産業連関表をさかのぼって行けば，ある素材を生産するのに要した材料や燃料の量が採掘時までさかのぼっ
表 -7.2.1
資材名称
セメント
PC コ ン ク リ ー ト
鉄筋
鋼管
木材

使用した原単位

出典

文献上の名称単 位 (*)

文 献 5)
文 献 6)
文 献 5)
文 献 5)
文 献 6)
文 献 5)
木材乾燥質量当り の 炭 素 量 7)より算出

セメント（ポルトランド）
ポルトランドセメント
セメント製品
普通鋼小棒
鉄筋鉄骨 電気炉鋼
普通鋼鋼管
－

t
t
t
t
t
t
t

－96－

CO 2 排 出 量(t-CO 2 /*)
0.86
0.77
0.34
0.94
0.77
1.39
-1.84

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究て 計 算 で き る の で ，各 素 材 の 価 格 当 り の CO 2 排 出 量 原 単 位 が 求 め ら れ る ． 文 献 5)に 示 さ れた 原 単 位 は ， こ の 3EID に お け る 金 額 当 り の 排 出 量 原 単 位 に ， 物 量 （ t や m 3 ） 当 り の 価 格を乗じることにより，物量当りの排出原単位を求めたものである．
文 献 9)に よ れ ば ， こ の 方 法 で 求 め た 原 単 位 を 用 い る 場 合 に は 次 の こ と に 注 意 す る 必 要 がある．「同じ部門の原単位に該当する商品（複数）は全て，「単価に比例して物量あたりの生産に伴う排出量も大きくなる」と仮定したことに」なる．つまり，「同じ部門に該当する製品が A と B あり，A の単価が B の 2 倍だったら，A の生産に伴う排出量も B の 2
倍 大 き い 」 と な る ． ま た ， 3EID の 方 式 は ， LCA の 産 業 連 関 分 析 法 （ IO-LCA） と 呼 ば れ る
インベントリ分析の方式であるが，この方式には，「個々の製品の生産過程の特徴を反映
し た 排 出 量 が 計 算 さ れ な い（ あ く ま で 平 均 的 な 製 品 の 排 出 量（ 利 点 で も あ り ま す が ））．」，「一つの部門に該当する商品やサービスは複数存在することが多く，原単位はそうした多種の製品の平均的な単位生産額あたりの排出量を示す．」などの弱点がある．これらのことを踏まえた上で計算結果を見る必要がある．
ま た ， 文 献 5)で は ， 産 業 連 関 表 に 示 さ れ た 素 材 を 複 合 し て 生 産 さ れ る 製 品 （ 例 え ば PC
杭など）については，その製品の単位物量あたりの各素材の物量について，各素材の原単
位 を 乗 じ る こ と で 算 出 さ れ て い る （ 例 え ば PC 杭 で あ れ ば ， 「 セ メ ン ト 製 品 」 と 「 普 通 鋼
小棒（熱間圧延鋼材）」の値を用いて算出されている．）．
文 献 6)で は ，各 種 燃 料 や 材 料 の 採 掘 か ら 製 品 生 産 ま で の 各 段 階 で の CO 2 排 出 量 を 既 往 文
献 等 か ら 求 め ，こ れ ら 各 段 階 の 値 を 積 み 上 げ る こ と に よ っ て ，製 品 の CO 2 排 出 量 原 単 位 を
求 め て い る ． 文 献 5)よ り も 細 か い 見 方 で は あ る が ， 今 回 比 較 を 行 う 工 法 に て 使 用 す る 材 料を 網 羅 す る こ と が で き な か っ た の で ， 原 単 位 は 文 献 5)の も の を 使 用 し た ．
なお，環境省および国立環境研究所では，今回比較を行う工法にて使用する材料に関して ， 物 量 あ た り の オ ー ソ ラ イ ズ さ れ た CO 2 排 出 原 単 位 を 示 し て い な い ．
木 材 に つ い て は ，木 材 1t 当 り の 炭 素 量 を 文 献 7)よ り 0.5t-C/t-wood（ 木 材 の 元 素 組 成 50%）と し た ． 1t-CO 2 =3.67t-C （ 分 子 量 の 比 44/12 ） よ り ， 木 材 1t 当 り の CO 2 貯 蔵 量 は1.84t-CO 2 /t-wood と な る ．

－97－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.2.2

丸太を用いた軟弱地盤対策とセメント固化改良との環境性比較(1)想 定 地 盤 モ デ ル
軟弱地盤対策としての丸太を用いた工法とセメント固化改良について，その環境性を比較した．比較は，地盤モデルを想定して行った．
想 定 地 盤 モ デ ル を 図 -7.2.1 に 示 す ．
軟 弱 地 盤 対 策 対 象 面 積 は ， 100m×100m＝ 1ha と し た ．
(2)対 象 と し た 工 法
木材を利用した工法として先述の「パイルネット工法」を想定した．セメント固化改良工法としては，深層混合処理工法を想定した．深層混合処理工法にはいくつかの方法がある が ， 想 定 地 盤 モ デ ル に 適 し た 中 圧 噴 射 機 械 攪 拌 方 式 （ CMS シ ス テ ム ） を 適 用 し た ． 図-7.2.2 に パ イ ル ネ ッ ト 工 法 の 概 要 図 を ， 図 -7.2.3 に 深 層 混 合 処 理 工 法 の 概 要 図 を 示 す ．

図 -7.2.1

想定地盤モデル－98－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

図 -7.2.2

パイルネット工法の概要図（パイルネット工法協会提供）

図 -7.2.3

深 層 混 合 処 理 工 法 の 概 要 図 （ ㈱ 富 士 建 HP よ り ）－99－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(3)各 工 法 の 設 計 と 評 価 結 果
各 工 法 の 設 計 結 果 と ，当 該 設 計 に よ る 材 料 の 量 ，お よ び そ れ か ら 算 出 し た CO 2 排 出 量 を
表 -7.2.2 に 整 理 し た ．
木 材 は 打 設 す れ ば す る ほ ど CO 2 の 排 出 が マ イ ナ ス ，つ ま り CO 2 貯 蔵 さ れ て い く が ，セ メ
ン ト 固 化 改 良 工 法 で は ，逆 に CO 2 が 大 幅 に 排 出 さ れ る こ と が 分 か っ た ．ま た ，こ の よ う な
軟 弱 地 盤 対 策 工 事 に よ っ て 貯 蔵 さ れ る CO 2 量 は 1,900t-CO 2 で あ り ， 両 者 の 差 は ，10,500t-CO 2 に も な る こ と も 分 か っ た ．
な お ，施 工 段 階 で の CO 2 排 出 量 に つ い て は 計 算 し て い な い が ，バ ッ ク ホ ウ で 杭 を 地 盤 に圧入していく木材利用工法と，機械による攪拌およびスラリー状セメント系固化材の噴射を 行 う 深 層 混 合 処 理 工 法 と で は ，後 者 の エ ネ ル ギ ー 消 費（ す な わ ち CO 2 排 出 ）の 方 が か な
り 大 き い と 考 え ら れ ，施 工 時 の CO 2 排 出 量 を 加 算 し た 場 合 に は ，両 者 の 差 は さ ら に 広 が るものと考えられる．
ガ ソ リ ン 1 ㍑ あ た り の 燃 料 使 用 に よ る CO 2 排 出 量 は 2.31kg-CO 2 /l で あ る 1 0 )（ 環 境 省 ）．
ち な み に 同 表 に よ れ ば ， 灯 油 は 2.51kg-CO 2 /l， 軽 油 は 2.64kg-CO 2 /l で あ る ． こ れ よ り ， こ
こ で 想 定 し た 軟 弱 地 盤 対 策 で 貯 蔵 し た CO 2 1,900t-CO 2 と ， 両 者 の 差 10,500t-CO 2 を ガ ソ リ
ン に 換 算 す る と ，そ れ ぞ れ ，820kl と 4,550kl と な る ．大 型 の 20kl タ ン ク ロ ー リ ー を 想 定 する と ， そ れ ぞ れ 41 台 分 と 228 台 分 相 当 だ と 言 う こ と こ と が 分 か る ．
IPCC（ 気 候 変 動 に 関 す る 政 府 間 パ ネ ル ，Intergovernmental Panel on Climate Change）の 第
4 次 評 価 報 告 書 第 ３ 作 業 部 会 報 告 書 1 1 ) （ 2007 年 5 月 4 日 経 済 産 業 省 環 境 省 報 道 発 表 資 料 ）によると，「 2030 年 を 見 通 し た 削 減 可 能 量 は ，予 測 さ れ る 世 界 の 排 出 量 の 伸 び 率 を 相 殺 し ，さ ら に 現 在 の 排 出 量 以 下 に で き る 可 能 性 が あ る ．2030 年 に お け る 削 減 可 能 量 は ，積 み 上 げ
型 の 研 究 に よ る と ， 炭 素 価 格 が 二 酸 化 炭 素 換 算 で １ ト ン あ た り 20 米 ド ル の 場 合 は ， 年 90
～ 170 億 ト ン （ 二 酸 化 炭 素 換 算 ） で あ り ， 炭 素 価 格 が 同 様 に 100 米 ド ル の 場 合 は ， 年 160～ 310 億 ト ン （ 二 酸 化 炭 素 換 算 ） で あ る ． 」 と さ れ て い る ． こ れ よ り ， CO 2 価 格 が 平 均 的な 値 と し て US$50/ t- CO 2 と し ，こ れ を 円 に 換 算 し ¥6,000/t- CO 2 と す る と ，CO 2 1,900t-CO 2と ， 両 者 の 差 10,500t-CO 2 は ， そ れ ぞ れ ， 11.4 百 万 円 ， 63 百 万 円 に も な る ．
表 -7.2.2

工法
施工数量

施工日数
工費比率
CO 2 計 算 方 法
CO 2 排 出 量（材料分）

工 法 の 違 い に よ る CO2 排 出 量 の 比 較 （ 1ha あ た り ）木材利用工法杭 径 =0.2m，
杭 長 =8m，
打 設 ピ ッ チ 1.1 ｍ ，
本 数 =8,281 本 ，木 材 総 量 =1,040t (0.5t/m 3 と し て )
90 日
1.0
木杭総量×
木材原単位
▲ 1,900t-CO 2－100－

セメント固化改良工法
改 良 径 1.6m，
改 良 深 さ =8m，
改 良 ピ ッ チ 2.1m，
改 良 本 数 =2,268 本 ，セ メ ン ト 量 =0.25t/m 3 ×1.1
セ メ ン ト 総 量 =10,027t
220 日
1.7
セ メ ン ト 総 量 ×セ メ ン ト 原 単 位
8,600t-CO 2

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.2.3

丸 太 杭 ， PC 杭 ， 鋼 管 杭 の 環 境 性 比 較

丸太基礎は，構造物基礎としては既成杭（完成品の杭を地中に設置する方法）に分類され る ． 現 在 用 い ら れ て い る 主 要 な 既 成 杭 と し て ， 鋼 管 杭 と PC 杭 （ プ レ ス ト レ ス を 与 え ら
れ た コ ン ク リ ー ト 杭 ） が 挙 げ ら れ る ． 丸 太 基 礎 ， 鋼 管 杭 お よ び PC 杭 に つ い て ， 材 料 製 造
時の二酸化炭素排出量を比較した．丸太基礎については，カラマツとスギの 2 樹種を対象とした．
異なる種類の杭を比較するための基準として，軸方向許容支持力を用いた．許容支持力
を 45t， 80t， 120t の 3 段 階 に 設 定 し ， そ れ ぞ れ の 許 容 支 持 力 を 満 足 す る 杭 の 寸 法 を 杭 の 種
類ごとに検討し，杭種類間で比較を行った．実際に杭基礎を設計する場合には，軸方向許容支持力のみを考慮する訳ではないが，詳細に検討しようとすれば地盤や構造物によってケース・バイ・ケースとなることが考えられ，比較を単純にするため今回は軸方向許容支
持力のみを基準とした．
材料製造時の二酸化炭素排出量は，まず各杭を構成する各材料（鉄，コンクリートおよび 木 材 ） の 質 量 （ 杭 基 礎 長 さ 1m 当 り ） を 求 め ， こ れ に 文 献 5)よ り 引 用 し た 各 材 料 製 造 時の CO 2 排 出 量 原 単 位（ t-CO 2 /t）を 乗 じ た ．CO 2 が 蓄 積 さ れ て い れ ば ，値 は マ イ ナ ス で 示 され る ． CO 2 の 排 出 段 階 と し て は ， 材 料 製 造 時 の 後 に ， 製 品 製 造 時 ， 運 搬 時 ， 施 工 時 が 続 く
が，今回は簡易な比較として材料製造時のみの値を比較した．
比 較 結 果 を 図 -7.2.4 に ， 計 算 の 過 程 を 表 -7.2.3 に 示 す ．
計 算 の 結 果 ， 材 料 の み の 比 較 で は 当 然 な が ら ， 鋼 管 杭 と PC 杭 で は 材 料 製 造 時 に 二 酸 化
炭素を排出しているのに対し，丸太基礎では材料において二酸化炭素が大きく蓄積されていることが示された．一方，比重や強度の異なる二つの樹種について，同等の支持力を得るためには重量が同等となり，結果として二酸化炭素の蓄積量がほぼ同じとなったことは材料製造時CO2排出量(t-CO2/杭基礎1m)

興味深い．

0.5
0.4
0.3
0.2

鋼管杭
PC杭
丸太基礎（カラマツ）
丸太基礎（スギ）

0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
20

40

60

80

100

120

140

許容支持力(t)図 -7.2.4

許 容 支 持 力 別 の 各 種 既 成 杭 の 材 料 製 造 時 の CO2 排 出 量－101－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

表 -7.2.3
ケース1
許容支持力

各 種 既 成 杭 の 材 料 製 造 時 CO2 排 出 量 計 算

45 t の場合

丸太基礎
杭種別
鋼管杭 PC杭丸太基礎樹種－－ カラマツ スギ
直径（外径）
400
300
340
270
(mm)
厚さ(mm)
9
60
－
－
PC杭種類
－
A種
－
－
PC鋼線断面積(cm2)
－
2.31
－
－
杭本数
1
1
1
2
許容支持力(t)
45
50
45.4
45.8
単位重量
鋼管
86.8
－
－
（kg／m）
鉄筋
1.81
セメント製品－117.19
－
－
木材
－
－
43.6
40.1
合 計
86.8
119
43.6
40.1
杭材料製造時 鋼管
0.121
－
－
鉄筋
0.002
CO2排出量
セメント製品－
0.040－－（t-CO2/杭1m） 木材－－-0.080 -0.074
合 計
0.121
0.042 -0.080 -0.074
ケース2
許容支持力

カラマツ
スギ

許容圧縮
応力度
(kg/cm2)5040

断面積 直径 本数 支持力 乾燥
比重(cm2) (cm)(t)
907.46572.265

34
27

1
2

45.4
45.8

0.48
0.35

乾燥
重量
(kg/m)
43.6
40.1＊PC杭について，鉄筋の比重は7.85とした．
材料製造時
鋼管
単位CO2排出量 鉄筋（t-CO2/材料1t） セメント製品
木材

1.39
0.94
0.34
-1.84

80 t の場合

丸太基礎
杭種別
鋼管杭 PC杭－丸太基礎樹種－ カラマツ スギ
直径（外径）
600
400
320
300
(mm)
厚さ(mm)
12
75
－
－
PC杭種類
－
A種
－
－
PC鋼線断面積(cm2)
－
3.85
－
－
杭本数
1
1
2
3
許容支持力(t)
80
80
80.4
84.8
単位重量
鋼管
174
－
－
（kg／m）
鉄筋
3.02
セメント製品－195.98
－
－
木材
－
－
77.2
74.2
合 計
174
199
77.2
74.2
杭材料製造時 鋼管
0.242
－
－
鉄筋
0.003
CO2排出量
セメント製品－
0.067－－（t-CO2/杭1m） 木材－－-0.142 -0.136
合 計
0.242
0.069 -0.142 -0.136
ケース3
許容支持力

丸太基礎樹種

丸太基礎樹種
カラマツ
スギ

許容圧縮
応力度
(kg/cm2)5040

断面積 直径 本数 支持力 乾燥(cm2) (cm)(t)
比重803.84
706.5

32
30

2
3

80.4
84.8

0.48
0.35

乾燥
重量
(kg/m)
77.2
74.2＊PC杭について，鉄の比重は7.85とした．
材料製造時
鋼管
単位CO2排出量 鉄筋（t-CO2/材料1t） セメント製品
木材

1.39
0.94
0.34
-1.84

120 t の場合

丸太基礎
杭種別
鋼管杭 PC杭丸太基礎樹種－－ カラマツ スギ
直径（外径）
800
500
320
280
(mm)
厚さ(mm)
14
90
－
－
PC杭種類
－
A種
－
－
PC鋼線断面積(cm2)
－
5.39
－
－
杭本数
1
1
3
5
許容支持力(t)
120
50
120.6
123.1
単位重量
鋼管
271
－
－
（kg／m）
鉄筋
4.23
セメント製品－296.77
－
－
木材
－
－
115.8
107.7
合 計
271
301
115.8
107.7
杭材料製造時 鋼管
0.377
－
－
鉄筋
0.004
CO2排出量
セメント製品－0.101－－

丸太基礎樹種
カラマツ
スギ

許容圧縮
応力度
(kg/cm2)5040

断面積 直径 本数 支持力 乾燥(cm2) (cm)(t)
比重803.84615.44

32
28

3
5

120.6
123.1

0.48
0.35

乾燥
重量
(kg/m)
115.8
107.7＊PC杭について，鉄の比重は7.85とした．
材料製造時
鋼管
単位CO2排出量 鉄筋（t-CO2/材料1t） セメント製品
木材

1.39
0.94
0.34
-1.84

数値の出典：
鋼 管 杭 に 関 し て ， 許 容 支 持 力 に 対 応 す る 杭 の 直 径 は ， 文 献 12)の p.78， (2)に 示 さ れ た 小
林 勲 氏 提 案 の 値 を 参 考 と し た ． こ の 杭 に 対 応 す る 厚 さ ， 単 位 質 量 な ど の 値 は ， 文 献 12)の－102－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

pp.28-29 を 参 照 し た ．PC 杭 に 関 し て ，許 容 支 持 力 に 対 応 す る 杭 の 直 径 ，厚 さ ，種 別 ，鋼 線
断 面 積 ， 単 位 重 量 （ 合 計 ） は ， 文 献 13)を 参 照 し た ．
丸 太 基 礎 に 関 し て ， 許 容 圧 縮 応 力 度 は ， 文 献 14)の 「 4 章 基 礎 の 設 計 ， 3 節 く い 基 礎 の 設
計 ，28 条 く い 材 料 の 許 容 応 力 度 」の「 表 28.1

普 通 構 造 材 の 繊 維 方 向 許 容 応 力 度 」を 参 照

し た ． 乾 燥 密 度 （ 全 乾 比 重 ） は 文 献 15)を 参 照 し た ．

－103－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

7.3

丸太地中打設による軟弱地盤対策例

丸太を用いた軟弱地盤対策として今後適用していくことが可能だと想定される事例を以下に示す．
(1)上 載 荷 重 が ほ と ん ど 無 い か 小 さ い 場 合
・道路・駐車場
・グラウンド・コンテナを含む資材置き場
・構造物周囲・航路
・埋立地空港補助施設
・上下水などの埋設管路図 -7.3.1

道路・駐車場・グラウンド・資材置き場などへの適用例

図 -7.3.2

構造物周辺への適用例－104－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

図 -7.3.3

上下水などの埋設管路への適用例

図 -7.3.4航路などへの適用例－105－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究(2)上 載 荷 重 が 中 程 度 に 大 き い 場 合・戸建て住宅・小規模倉庫・ 工 場 ・ 低 層 ﾋﾞﾙ
・公園
・水路

図 -7.3.5

戸建て住宅への適用例

図 -7.3.7

図 -7.3.6

倉庫・工場・低層ビルへの適用例

公園などへの適用例－106－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

図 -7.3.8

水路への適用例(3)上 載 荷 重 が 大 き い 場 合・盛土（河川堤防，スーパー堤防，道路盛土）
・盛土（鉄道）・埋立地空港滑走路

図 -7.3.9

河川堤防・スーパー堤防・道路盛土への適用例－107－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

図 -7.3.10

鉄道盛り土への適用例

図 -7.3.11

埋立地空港への適用例－108－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

参考文献：
1) 日 本 木 材 保 存 協 会 ： 2.1.3 腐 朽 の 発 生 と 進 行 ， 木 材 保 存 学 入 門 改 訂 版 ， pp.68-75
2) 鉄 道 総 合 技 術 研 究 所 ： 杭 網 (パ イ ル ネ ッ ト )工 法 設 計 ･施 工 の 手 引 き ， 1987.9.
3) 日 本 建 築 学 会 ： 建 築 基 礎 構 造 設 計 指 針 ， pp.339-348， 2001.10.
4) 地 盤 工 学 会 ： 基 礎 の 沈 下 予 測 と 実 際 ， 地 盤 工 学 ･実 務 シ リ ー ズ 12， p.129， 2000.2.
5) 日 本 建 築 学 会 ： 建 築 物 の LCA ツ ー ル ver.4.0，日 本 建 築 学 会 ，ワ ー ク シ ー ト「 複 合 原 単

位 」 ， 「 資 材 構 成 」 ， 「 原 単 位 」 ， 2005. 12.
6) 土 木 学 会 ： コ ン ク リ ー ト の 環 境 負 荷 評 価 （ そ の 2） ， コ ン ク リ ー ト 技 術 シ リ ー ズ 62，

p.32-40， 2004.
7) 高 橋 徹 ， 中 山 義 雄 編 ： 4.1 元 素 組 成 ， 木 材 科 学 口 座 3 物 理 ， 海 青 社 ， p.23， 1995.3.
8) 南 齋 規 介 ，森 口 祐 一 ，東 野

達 ： 産 業 連 関 表 に よ る 環 境 負 荷 原 単 位 デ ー タ ブ ッ ク (3IED)－ LCA の イ ン ベ ン ト リ デ ー タ と し て － ，独 立 行 政 法 人 国 立 地 球 環 境 研 究 所

地球環境セン タ ー ， 2002.
9) 独 立 行 政 法 人 国 立 環 境 研 究 所 地 球 環 境 研 究 セ ン タ ー ： よ く あ る ご 質 問 ， 3EID ホ ー ム ペ

ー ジ ， 独 立 行 政 法 人 国 立 環 境 研 究 所 地 球 環 境 研 究 セ ン タ ー URL.
10) 環 境 省 地 球 環 境 局 地 球 温 暖 化 対 策 課 URL： 温 室 効 果 ガ ス 排 出 量 算 定 方 法 に 関 す る 検 討

結 果 ， 平 成 12 年 9 月 環 境 庁 温 室 効 果 ガ ス 排 出 量 算 定 方 法 検 討 会 ， 2000.9. ，
http://www.env.go.jp/earth/ondanka/santeiho/kento/h1209/02.pdf
11) 環 境 省 URL： 経 済 産 業 省 環 境 省 ： 気 候 変 動 に 関 す る 政 府 間 パ ネ ル (IPCC)第 4 次 評 価 報

告 書 第 3 作 業 部 会 報 告 書 (気 候 変 動 の 緩 和 策 )の 公 表 に つ い て ，報 道 発 表 資 料 ，2007.5.4.，
http://www.env.go.jp/earth/ipcc/4th/press_070504.pdf12) 新 日 本 製 鐵 株 式 会 社 ： 鋼 管 杭 の 手 引 ， 新 日 本 製 鐵 株 式 会 社 ， p.28， 29， 78， 1985.
13) PC パ イ ル ハ ン ド ブ ッ ク 編 集 委 員 会 編 ： PC パ イ ル ハ ン ド ブ ッ ク ， 山 海 堂 ， p.18， 1970.
14) 日 本 建 築 学 会 ： 建 築 基 礎 構 造 設 計 基 準 ・ 同 解 説 ， 667p， 1974.11.
15) 貴 島 恒 夫

他 ： 原 色 木 材 大 図 鑑 ， 保 育 社 ， 1962.

－109－

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

図 -7.1.1

単杭としての検討

図 -7.1.2

群杭としての検討

図 -7.1.3

円弧すべりの検討が必要な場合

図 -7.1.4

鉄筋の分担荷重

図 -7.1.5

放物線ケーブル

図 -7.1.6

ネットの分担面積

図 -7.1.7

基礎形式の比較

図 -7.1.8

基礎の荷重度からみた適用範囲

表 -7.2.1

使用した原単位

図 -7.2.1

想定地盤モデル

図 -7.2.2

パイルネット工法の概要図（パイルネット工法協会提供）

図 -7.2.3

深 層 混 合 処 理 工 法 の 概 要 図 （ ㈱ 富 士 建 HP よ り ）表 -7.2.2

工 法 の 違 い に よ る CO2 排 出 量 の 比 較 （ 1ha あ た り ）図 -7.2.4

許 容 支 持 力 別 の 各 種 既 成 杭 の 材 料 製 造 時 の CO2 排 出 量

表 -7.2.3

各 種 既 成 杭 の 材 料 製 造 時 CO2 排 出 量 計 算

図 -7.3.1

道路・駐車場・グラウンド・資材置き場などへの適用例

図 -7.3.2

構造物周辺への適用例

図 -7.3.3

上下水などの埋設管路への適用例

図 -7.3.4航路などへの適用例

図 -7.3.5

戸建て住宅への適用例

図 -7.3.6

倉庫・工場・低層ビルへの適用例

図 -7.3.7

公園などへの適用例

図 -7.3.8

水路への適用例

図 -7.3.9

河川堤防・スーパー堤防・道路盛土への適用例

図 -7.3.10

鉄道盛り土への適用例

図 -7.3.11

埋立地空港への適用例－110－脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

資料 1
福井県内の土木事業における木材利用事例集

福井県内の土木事業における木材利用事例集
1. 福井県における木材を利用した土木技術の開発事例○

仮設間伐材と繊維を用いた法面工法の技術開発
間伐材は強度や材質が一定でないことや、耐用年数がはっきりしていないこと、あるいは間伐材の発生場所が主に山間地で使用現場まで
遠く運搬コストが割高となることなどから、その利用が限られているのが現状です。このため、間伐材を仮設の土留めの柵として用い、長期の安定を図るために、繊維と排水材を用い、繊維に根がからむことにより法面から木が土塊ごと崩れるのを防止する工法です。
仮設間伐材と繊維を用いた法面工敷設実験（根回り繊維敷設状況）【H15．4】

試作品の設置状況（全景）【H18.7】○ 廃プラスチックと廃木材チップを利用した舗装の技術開発
プラスチック廃棄物を解重合・低粘度化して得たワックス状樹脂を接着材とし、廃木材等を骨材とし、環境負荷の低減を目的とした材料を用い、その配合等から経済的で耐久性と衝撃吸収性を兼ね備え、景観性等にも配慮した歩道等における舗装技術の開発を行っています。廃棄物を有効利用しておりますので地球環境にやさしい技術です。
遊歩道施工状況

資 1-1

2. 福井県内での木材利用実施例

木製ダム工（大飯郡おおい町名田庄下）

木柵工（越前市小野）

木製ブロック積工（小浜市飯盛）

木工沈床工（福井市間山町）

丸太水路工（越前市長五町）

木製ガードレール（福井市大名町）

資 1-2

木製歩道橋（敦賀市沓見）木道（敦賀市池河内）

丸太防風柵（あわら市波松）

木製浮島（福井城址 お堀）

資 1-3

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

資料 2
共通仕様書および設計マニュアルの修正について（本研究成果）・資料 2-1 木工沈床に使用する材料について
・資料 2-2 「基礎工設計マニュアル（福井県土木部監修）」における松杭基
礎の記述に関する修正案

河第 １０９４ 号
平成１９年１０月１１日
各出先機関の長 様
河川 課 長

木工沈床に使用する材料について
河川工事の木工沈床の施工に使用する方格材および敷成木については、これまで福井県
土木工事共通仕様書第２編河川編において、生松丸太の使用を義務付けてきたところである。
しかし、以下の理由により、生松丸太に加えて杉丸太の使用を認めることとする。またその使用にあたっては、「特記仕様書（下記参照）」に明示することとしたので、通知するとともに関係者に周知願います。
本通知は、10 月 15 日以降発注契約の工事に適用することとするが、これ以前に契約済
み・設計中・設計済みの工事については対象外とする。ただし対応可能なものについてはできるだけ対応すること。
１

理由（１）木材は、水中では、材質に関係なく腐朽しない。
（２）全国的に沈床工の材料として杉の使用を認めている。
（３）福井県では松材の市場性が縮小している。
（４）杉間伐材の利用促進を図る必要がある。
２

特記仕様書記載例
木工沈床の施工については、使用する方格材および敷成材は、生松丸太もしくは杉丸

太としなければならない。

担当：河川課河川整備 G（内 3393、3394）
TEL 0776-20-0481
FAX 0776-20-0659

資 2-1

「基礎工設計マニュアル（福井県土木部監修）」※における松杭基礎の記述に関する修正案※ 基礎工設計マニュアル 平成 17 年 7 月 【監修】福井県土木部 【編著】財団法人 福井県建設技術公社■p.311
第８章 その他の基礎
８－１ 基礎の種類
１．その他の杭基礎＜ 現行 ＞
１）松杭基礎↓＜修正案＞
１）木杭基礎

主に，小構造物に使用される松丸太による杭基礎で，元口から末口まで一様に径が変化するものを用いる．なお，杭全長が常に地下水位面以下にあるようにすること．
大きな水平力を受ける構造物には用いない（継ぎ杭は原則として考えない）．

主に，小構造物に使用される 丸太 による杭基礎で，元口から末口まで一様に径が変化するものを用いる．樹種としてはスギまたはマツを使用する．なお，腐朽防止のため杭全長が常に地下水位面以下にあるようにする必要があるが，杭頭が水位変動域に位置する場合には腐朽する場合もあるので必要に応じ防腐処理を施すこと．
大きな水平力を受ける構造物には用いない（継ぎ杭は原則として考えない）．

■p.313８－２ 設計手法＜ 現行 ＞
１．木杭（松杭基礎）の支持力の計算方法↓＜修正案＞
１．木杭 の支持力の計算方法☆Comment＜ 現行 ＞
１．松杭基礎の支持力【留意点】松杭基礎の採用にあたっては．①上部構造が小構造物であること，②大きい水平力を受けな
いこと，③重要な構造物でないこと，④地下水位の変動がないこと（杭全長が常に地下水位面以下にあること），⑤歩道部に設けられる構造物の基礎で，局部的な施工であること，⑥車道部にあっては，仮設または仮設に準じる構造物の基礎であることを採用の条件として，主管課とも協議のうえ十分検討する．
↓＜修正案＞
１．木杭基礎の支持力【留意点】木杭基礎の採用にあたっては．①上部構造が小構造物であること，②大きい水平力を受けな
いこと，③重要な構造物でないこと，④杭全長が常に地下水位面以下にあること，⑤地下水位の変動域においては必要に応じ防腐処理を施すこと．⑥歩道部に設けられる構造物の基礎で，局部的な施工であること，⑦車道部にあっては，仮設または仮設に準じる構造物の基礎であることを採用の条件として，主管課とも協議のうえ十分検討する．
資 2-2

■p.314２）圧縮に対する応力度の算定式および許容応力度は，以下のとおりである．
杭の軸方向圧縮応力度（N/mm2）：2
σ c ＝Ｐ v ／Ａ p ≦6N/mm …(8-2-2)
ここに Ｐ v ：杭の鉛直反力（N)Ａ p ：杭の断面積（mm2）＜ 現行 ＞
なお，上記の許容応力度は，「道路土工－仮設構造物工指針」p.54 表 2-6-9 木材の許容応力度（仮設構造物に適用するため，短期扱い；えぞまつ，とどまつに該当）を 1.5 で割った値である．
↓＜修正案＞
なお，上記の許容応力度は，「道路土工－仮設構造物工指針」p.54 表 2-6-9 木材の許容応力度（仮設構造物に適用するため，短期扱い；スギ，モミ，エゾマツ，トドマツ，ベイスギ，ベイツガ に該当）を
1.5 で割った値である．

■p.315８－３ 設計計算例＜ 現行 ＞
８－３ Ｌ型擁壁の計算例（松杭基礎）
１．設計条件
Ｌ型擁壁を下記に示す条件のもとで設計する．
（１）構造様式および形状寸法
構造形式 Ｌ型プレキャスト擁壁基
礎 杭基礎：松杭（末口 18cm） ※ 図-8.3.1 構造寸法 → 松丸太（末口 18cm）↓＜修正案＞
８－３ Ｌ型擁壁の計算例（木杭基礎）
１．設計条件
Ｌ型擁壁を下記に示す条件のもとで設計する．
（１）構造様式および形状寸法
構造形式 Ｌ型プレキャスト擁壁基
礎 杭基礎：木杭（末口 18cm） ※ 図-8.3.1 構造寸法 →

資 2-3

丸太 （末口 18cm）

■p.316＜ 現行 ＞
３．松杭基礎（１）設計の基本
松杭は，他の杭に比べて耐力が劣ることや，品質にバラツキが多いことから，一般に重要な構造物では使用されていないが，稀に小構造物で用いられることがある．したがって，このような場合の支持力の検討手法は，簡易なものが望ましいことから，以下の方法により検討を行う．
松杭の支持力で，鉛直方向は道示Ⅳ（下部構造編）の極限支持力推定式から算出する．また，水平方向の変位量の照査は，水平荷重が小さい条件で本基礎形式が適用されることから，ここではこれを無視して検討を行う．
↓＜修正案＞
３．木杭基礎（１）設計の基本
木杭は，他の杭に比べて耐力が劣ることや，品質にバラツキが多いことから，一般に重要な構造物では使用されていないが，稀に小構造物で用いられることがある．したがって，このような場合の支持力の検討手法は，簡易なものが望ましいことから，以下の方法により検討を行う．
木杭の支持力で，鉛直方向は道示Ⅳ（下部構造編）の極限支持力推定式から算出する．また，水平方向の変位量の照査は，水平荷重が小さい条件で本基礎形式が適用されることから，ここではこれを無視して検討を行う．

■p.319＜ 現行 ＞
考え方の Point
松杭の耐久性が疑問視されるため適用が限定されるが，松杭基礎の設計手法を確立するということで掲載した．水平力が小さい条件で適用されることから，水平方向に対する検討は，杭頭変位量が微少であると考え計算を省略している．
↓＜修正案＞
考え方の Point
2005 年に発効された京都議定書では，我が国の温室効果ガスの削減目標 6%のうち 3.8%を森林による吸収によるものとしている．この数値は管理の行き届いた優良な森林によりもたらされるものであるた
め，この目標を達成するには木材の植林，育成，伐採，流通，加工，利用という森林管理のサイクルを循環させる必要がある．したがって，県土の 4 分の 3 が森林である福井県において優良な森林面積を増やし，間伐材等の木材の長期的，安定的な需要の確保を行うことが地球温暖化防止に大きく寄与できるものと思われる．この様な社会的背景より，土木事業においても木杭の積極的な使用を推進していく必要があると言える．

資 2-4

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究

資料 3
発表論文
No.

著者

タイトル

発表先

ページ

1

沼田淳紀
上杉章雄
吉田雅穂
久保光
吉田雅穂
沼田淳紀
上杉章雄
久保光
上杉章雄
沼田淳紀
久保光
吉田雅穂
沼田淳紀

土木工事における木材利用の文献調査

第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，pp.2211-2212，2007.7.

資 3-1

足羽川における木杭の掘出し調査

第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，pp.2213-2214，2007.7.

資 3-3

足羽川で採取された木杭の樹種評価

第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，pp.2215-2216，2007.7.

資 3-5

木材利用の文献調査

資 3-7

5

久保光
上杉章雄

足羽川における木杭基礎の堀出し調査

6

沼田淳紀
上杉章雄
吉田雅穂
久保光
源済英樹
野村崇
上杉章雄
沼田淳紀
吉田雅穂
久保光
源済英樹
野村崇
沼田淳紀
上杉章雄
吉田雅穂
久保光
野村崇
吉田雅穂
沼田淳紀
上杉章雄
久保光
源済英樹
野村崇

土木で用いられた木材の腐朽に関する事例調査

第 42 回地盤工学研究発表会，DS-3
歴史的地盤構造物の構築･保存技術について，資料-7，pp.33-35，2007.7.
平成 19 年度近畿地方整備局研究発表
会論文集，調査･計画･設計部門Ⅰ，
No.9，2007.7.
第 57 回日本木材学会大会，
Q09-1300，2007.8.

2

3

4

7

8

9

足羽川の橋梁基礎に用いられた木杭の掘出し調査

資 3-11

資 3-15

第 57 回日本木材学会大会，
Q09-1315，2007.8.

資 3-17

足羽川で採取した木杭調査の概要

第 7 回環境地盤工学シンポジウム発
表論文集，地盤工学会，pp.85-90，
2007.8.

資 3-19足羽川で掘り出された木杭の健全度調査

土木学会第 61 回年次学術講演会概要
集，第 7 部，pp.183-184，2007.9.

資 3-25

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

土木工事における木材利用の文献調査
木杭，地球温暖化，樹種

飛島建設
国際会員○沼田淳紀
上杉章雄
飛島建設
正会員
吉田雅穂
福井工業高等専門学校 正会員
福井県雪対策・建設技術研究所
久保 光

1. はじめに京都議定書が 2008 年より実施される．これにより，日本は 2008 年～2012 年の平均のCO2排出量を 1990 年水準比 6%削減する目標を達成しなければならい．この目標値達成のために，あらゆる角度から検討を行う必要がある．また，これを単に数値目標とせず，これを機会に持続可能な社会へ向けて今後どのような方向へ建設事業が進むべきかを考えるべきだと考える．そこで，筆者らは，一つの方向性として，建設材料に古来多く使われてきた土や木を復活させることを考えている1)．
丸太基礎をはじめ木材は，土木工事に古代より使用されている．杭基礎についてみると，現在使用されているコンクリー
ト杭や鋼管杭の歴史は浅く，木杭基礎の歴史は洋の東西を問わずむしろこれよりはるかに古い2)3)．そこで，建設工事への木材利用の現状を探るために，過去の土木工事における木材利用について文献調査を行った．
2. 調査方法
調査の目標は，特に木材使用時に課題となる腐朽についての現状である．そこで，調査対象は，主に構造物基礎を対象とした地中にある木杭と，河川工事に使用される木材とした．調査対象とした資料は，(1)土木学会年次学術講演会論文集（1999，(3)その他であり，全部
年～2006 年の 8 年分），(2)地盤工学会地盤工学研究発表会講演概要集（2002 年～2006 年の 5 年分）
で 53 の文献である．なお，紙面の都合上文献名は割愛させて戴く．
調査項目は，(1)対象構造物，(2)木材用途，(3)使用場所，(4)施工時期，(5)調査時期，(6)設置期間，(7)樹種，(8)木材寸法，(9)地盤との関係，(10)地下水位，(11)木材の腐朽状態（地下水位以浅，変動域，地下水位以深），(12)その他である．
3. 調査結果
53 の文献より，47 地点のデータが得られた．得られたデータの内約 2 割が鉄道または道路橋梁の基礎であり，約 2 割がビルまたは住宅の基礎であり，約 4 割が河川構造物である．ここで河川構造物とは，沈床，樋門基礎，聖牛，ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵などである．47 地点の樹種の内訳は，松または松杭と記述されたものが 3 割である．この中には，カラマ
ツ（カラマツ属），アカマツ（マツ属），ベイマツ（トガサワラ属）が含まれると考えられるが，これらを総称して松杭とす
ると，松杭は全体の約 4 割である．一方，スギも全体の約 4 割を占める．図- 1に，構造物基礎とし，鉄道および道路橋基礎，
ビル住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種を示す．不明を除けば，全てがカラマツ，アカマツ，ベイマツ
を含めた松杭である．図- 2に，河川構造物に用いられた木材の樹種を示す．約 2 割がアカマツ，ベイマツを含めた松杭であるが，残り 8 割はスギである．これは，一般的にスギはカラマツ，ベイマツと耐朽性は同等で，アカマツやクロマツなどよりも耐朽性が高い4)ことや，近年聖牛のような過去使用された工法を見直し木材を使用することがあり，この際現在大量に存在しているスギを使用したということが考えられる．図- 3に，木材の設置期間を示す．約半数が 10 年未満であるが，約2 割は 50～100 年であり，データの中で最も古いものは，浜松町駅近くの山手線および京浜東北線のレンガ造アーチ高架橋
基礎の 90 年であった．
図- 4～図- 6に，それぞれ地下水位変動域以浅，変動域，変動域以深における腐朽状態を示す．地下水位変動域以浅や変動域では，健全であったものが 6 割あるが，腐朽したものも４割であることがわかる．このように，地下水位変動域以浅では，腐朽する場合としない場合があるようであり，今後どのような条件でこのような差が生じるのかを明らかにしていく必要がある．一方，地下水位変動域以深では，100%が健全であり，地下水位以深では腐朽が進行しないことが過去のデータから明かとなった．
図- 7に，地下水位変動域以深における樹種の割合を示す．樹種は，カラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭が 5 割以上を占め，スギも 3 割近く存在している．一般に，土木工事用の木杭にはカラマツやベイマツを含めた松杭が使用されているが，スギも地下水位以深であれば腐朽が進行せず健全であることがわかる．図中には，それぞれの樹種の内，最も古かった年代を併記した．アカマツ，ベイマツ，松杭はいずれも 50 年以上経過したものがあり，水中下であればかなりの長期間健全な状態を保つことが確認された．一方，スギは調査した範囲では最大で 26 年であった．
以上より，今回の調査範囲で木材は，地下水位変動域以深であれば樹種に関係なく，腐朽は進行せず健全であることが分かった．一般に土木工事においては松杭が多く使われ，腐朽に対しても抵抗性が高いように思われているが，スギであっても地下水位変動域以深であれば抵抗性が高いことがわかる．このような松杭への誤解について三宅6)は，次のように述べている．
「現在，スギ間伐材を土木資材として需要開拓する試みが全国でなされている．ところが，工事担当者には依然として根強いマツ信仰があり，スギの需要が伸び悩む原因となっている．マツ信仰とは，杭木等の土木資材には昔からマツが使われており，マツの耐久性はスギを上回るという誤解である．
（中略）マツの耐朽性，耐犠牲はスギを下回っており，マツが使Documents research for wood utilization in civil engineering
Atsunori Numata (Tobishima Corporation), Akio Uesugi (Tobishima Corporation), Masaho Yoshida (Fukui National College ofTechnology) and Hikaru Kubo (Snow Management & Construction Technology Research Center of Fukui Pref.)資3- 1

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

カラマツ
アカマツ
5%
5%
不明
30%

不明
0%

カラマツ
0%

アカマツ
6%
ベイマツ
0%

100<=x
0%

x<1
9%

不明
9%

1<=x<26%松(松or松杭)
13%

ベイマツ
10%

50<=x<10019%

20

2<=x<515%

47

16

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%
スギ(オビスギ含む)
0%20<=x<50
17%

松(松or松杭)50%

スギ(オビスギ含む)
81%

河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵

図- 1 鉄道および道路橋基礎，ビル住宅基 図- 2 河川構造物に用いられた木材の樹種
礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種5<=x<1023%

10<=x<202%

図- 3 木材の設置期間

腐朽
0%

腐朽
40%

腐朽
40%

15

15
健全
60%

23

健全
60%

健全
100%

図- 4 地下水位変動域以浅における腐朽状 図- 5 地下水位変動域における腐朽状態
態

図- 6 地下水位変動域以深における腐朽状態

われたのは，その時代の資源状況であると考えている．樋門の建設当時，すなわ
最大26年
(柵支柱)
カラマツ
ち大正 5 年の県統計書を見ると，スギ伐採材積 168 千石（約 47 千立法）に対して，4%その他(ヒノキ，サザ
アカマツ
不明
最大86年
9%
17%
マツの伐採は 433 千石（約 121 千立法）と多く，石あたり単価はスギ 2.88 円に対 ンイエローパイン等)(樋門基礎)
0%
して 0.45 円と安く，土木資材として入手しやすかったと考えられる．すなわち，
ベ イマツ
9%
最大76年
(ビル基礎)
基礎杭にマツが使われたのは，当時の資源状況によるものと推察される．昔から
23
河川工事にはマツが使われてきており，いつの間にか土木資材としてマツが耐朽最大26年性に優れているという誤解が生じているが，こうした資源的な背景を需要先に伝
(沈床)
最大55年
スギ(オビスギ含む)(橋脚基礎)
26%
えていくことも必要である．
」
なお，旧建築基礎構造設計基準5)によればスギは，アカマツ，クロマツ，カラ松(松or松杭)35%
マツ，ベイマツと比べると圧縮強度は低く，木材の分野ではスギの耐朽性はカラマツ，ベイマツと同等でありアカマツやクロマツよりもむしろ優れている4)とさ 図- 7 地下水位変動域以深における樹種
れている．
4. まとめ(1) 地下水位変動域や地下水位変動域以浅に設置された木材は，腐朽しているものと健全なものがある．
(2)地下水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく 100%が健全であり，このような環境下では土木資材として十分な期間健全性を保つことがわかった．
(3)土木資材としては一般にカラマツ，ベイマツを含めたマツが多く使われるが，スギについても同様に地下水位変動域以深では健全性を保つことがわかった．
(4)収集されたスギは、設置期間が最大で 26 年であり，今後さらにデータを集め長期健全性を明らかにする必要がある．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に心より感謝申し上げます．
参考文献
1) 沼田淳紀，上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，pp.97-102，
2)
3)
4)
5)
6)

2006.8.
塩井幸武：土木（道路）における杭基礎の変化･変遷について，土と基礎，54-6(581)，pp.9-12，2006.6.
佐々木晴美：軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.
屋我嗣良，河内進策，今村祐嗣編：木材科学講座 12 保存･耐久性，海青社，p.80，1997.3.
日本建築学会：建築基礎構造設計基準･同解説，技報堂，p.193，1960.11.
三宅裕司，橋本茂，網田克明：樋門基礎杭として 80 年以上経過したマツ材の性能，徳島県立農林水産総合技術センター森林林業研
究所研究報告，第 2 号，2003.

資3- 2

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

足羽川における木杭の掘出し調査
木杭，地球温暖化，樹種

福井工業高等専門学校 正会員 ○吉田雅穂
飛島建設

国際会員 沼田淳紀

飛島建設

正会員

上杉章雄

福井県雪対策・建設技術研究所

久保 光

１．はじめに
平成 16 年 7 月福井豪雨では福井市内を流れる足羽川の堤防決壊等により甚大な被害が発生した．その後，福井県では足羽川河川激甚災害対策特別緊急事業が採択され，平成 16 年度より 5 ヶ年計画で，河床掘削や橋梁架替等の工事（一部は福井縦貫線幸橋整備事業）が進められている．その工事の最中，足羽川河床より昔の橋梁の基礎と思われる丸太状の木杭が数多く発見された．ところで，著者
等は地球温暖化対策の一手段として木材の地中貯蔵によるカーボンストックに着目し，かつては土木工事において使用されてきた木杭利用の復活を提案している1)．しかし，金属やコンクリートに比べて木材NNの場合は腐朽による強度低下の心配があるため，現在では木材が基礎杭と水越橋
水越橋して利用される事例は極めて少ないのが現状である．しかしながら，近年，

福井県庁

長期間地中や水中にあった木杭が健全な状態で発掘された事例が数多く報告されており2)，それらの腐朽程度や強度特性を定量的に明らかにすることは非常に意義深いことと考えられる．そこで，本文では足羽川において掘り出された木杭の概要について報告する．

幸橋
幸橋

２．調査結果木田橋
木田橋

木杭は足羽川の水越橋，幸橋，木田橋の架替工事現場において発見された．各橋梁の位置を図-1 に示す．また，各地点で掘り出された木杭の諸元

約500m

を表-1，掘出し地点の様子を写真-1，地盤柱状図を図-2 に示す．

図-1 木杭の掘出し地点（１）水越橋
水越橋の約 100m 上流側の地点より，直径約 30cm 長さ約 5m の木杭 3 本と（国土地理院 2 万 5 千分の 1 地形図「福井」に加筆）

直径約 10cm 長さ 1～2m の木杭 9 本が掘り出された．現場付近在住の技術者より，1958（昭和 33）年の橋梁拡張工事の際に設置された仮設歩道用の木橋の基礎杭との証言を得ており，設置期間は 48 年と推定できる．今回，掘り出された木杭の中では杭径，杭長ともに最も大きく，樹齢も 100 年以上と古かった．図-2(a)の柱状図に示す木杭の深度は，杭の観察より河川内の地盤表面位置を推定したものであり，杭頭は約 1m 河床より突出し，杭の大部分は砂層に貫入されていたと考えられる．
表-1 木杭の諸元
項

目

採取位置
Asw
Mk01

木杭No.
用途（構造物名称）
施工時期

樹 種
丸 全長(m)太 （うち地中部(m)＊＊）
寸 末口直径(m)法 元口直径(m)

Asw
Mk04

Asw
Mk05

容

Asw
Mk08

Asw
Mk09

橋脚基礎

護岸基礎
1958（昭和33）年と推定

設置期間
樹齢（年）
樹種鑑定

Asw
Mk03

内

1958（昭和33）年と推定

調査（採取）時期

＊

Asw
Mk02

水越橋上流
Asw
Asw
Mk06
Mk07

Asw
Mk10

Asw
Mk12

幸橋付近
Asw
Asw
Sw01
Sw02

木田橋付近
Asw
Kd01
橋脚（旧銭とり橋）
橋脚（旧P7）基礎
基礎
1932（昭和7）年
1928（昭和3）年

2006年

2006年

2006年

48年と推定48年と推定

74年

(150)

(116)

－

－

－

－

－

－

－

－

－

(37)

(33)

実施

実施

－

－

実施

－

－

実施

－

－

－

－

実施

実施

2.1

マツ科カラマツ属（樹種鑑定非実施のものも同種と推定）
1.5
1.3
1.2
1.1
1.1
1.1
1.1

0.9

マツ科マツ属2.7
2.2

マツ科カラマツ属
4.8
4.9
4.9

（3.7） （3.6） （3.9） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明）
0.31
0.27
0.31
0.11
0.11
0.11
0.13
0.11
0.11
0.11
0.11
0.13
0.17
0.17
0.32

0.28

0.31

0.12

0.12

0.12

0.14

0.12

0.11

0.11

砂層

砂層

地下水位の位置

杭頭部は地盤より突出し一部河川水位より上に出る

杭頭部は地盤より突出し一部河川水位より上に出る

淡水

淡水

0.12

0.13

2006年
78年

(114)

地盤との関係

水の種別

Asw
Mk11

(43)
実施
スギ科スギ属
3.5
（2.4）
0.30

0.18
0.18
測定不能（欠損）
多くは粘性土．杭先
礫質土
杭先端部は礫混じ 端部は砂質シルト層
地盤表面より上に 杭頭より上に河川水
河川水位
位

淡水

淡水

先端に金属製
キャップが付属その他＊：複数の計測結果の平均値，＊＊：地中部の長さは土砂付着状況や流水による侵食痕などにより推定

Investigation of Timber Piles dug in Asuwagawa River
Masaho Yoshida (Fukui National College of Technology), Atsunori Numata (Tobishima Corporation), Akio Uesugi (Tobishima Corporation) and
Hikaru Kubo (Snow Management & Construction Technology Research Center of Fukui Pref.)資3- 3

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

(a)水越橋(c)木田橋(b)幸橋
写真-1 木杭の掘出し状況

10

20

30

10

20

2.4m

砂

0

0

0

粘土

スギ

シルト混じり砂
礫混り砂
砂質シルト

マツ属
-5

礫質土
-5

砂
-5

シルト

GL(m)

砂

シルト･
シルト質砂

標高

30

N値
20

礫質土

2.2m

20

10

礫混じり砂

N値

2.7m

10

右岸側

標高 GL(m)

礫混り砂

0

N値
0

0

0.9～2.1m

0

N値

護岸

3.7～3.9m

左岸側

1.0～1.3m

橋脚基礎

杭設置期間：1928年～2006年（78年間）

1.1m

杭設置期間：1932年～2006年（74年間）

杭設置期間：推定1958年～2006年（推定48年）

標高 GL(m)シルト混じり砂
シルト混じり砂

カラマツ属

砂

シルト
-10

-10
シルト

シルト

シルト混じり砂

シルト

シルト混じり砂

シルト質砂

シルト

砂質シルト
シルト混じり砂-10-15(a)水越橋

砂質シルト

(b)幸橋

-15

(c)木田橋図-2 木杭掘出し地点の地盤柱状図（２）幸橋
幸橋からは直径約 20cm 長さ約 2m の木杭 2 本が掘り出された．幸橋は 1932（昭和 7）年に木橋から鉄筋コンクリート橋に架け替えられたが，掘り出された木杭はその P7 橋脚基礎として使用されていたものであり，設置期間は 74 年と推定できる．掘出し作業は鋼矢板で川を締切り行われ，写真-1(b)に示すように河床には多数の木杭が 0.9～1.0m の間隔で打設されており，杭長は 1.4m～5.7m とばらついていた．図-2(b)の柱状図に示すように，表層付近に礫質土と礫混じり砂層があり，比較的 N 値も大きいことから，これらの層を支持層としていたと考えられる．
（３）木田橋
木田橋からは直径 30cm 長さ 3.5m の木杭 1 本が掘り出された．掘出し位置は現在の木田橋近くに架かっていた 1928（昭和 3）年施
工の銭とり橋の橋脚基礎であり，設置期間は 78 年と推定できる．木杭は川のほぼ中央にあり，河川を鋼矢板で締切り河床面まで水位を下げて掘り出された．掘出し時には杭頭部約 1.4m が地盤より上に出ていたが，試験室に搬入された木杭を観察すると，杭頭部約1.1m が長期間水で洗われたように滑らかに削られた痕跡があり，その上部が地盤表面より突出していたと考えられる．図-2(c)に示すように杭頭部が 1.1m ほど地盤より突出していたとすると，粘土層の下部にある砂質シルト層に杭先端があり，杭の大部分は粘土層内にあったと考えられる．杭頭部は水中に没していたと考えられるが，渇水期には水位面より上に存在していたと推測できる．
３．まとめ
福井県足羽川の河床より掘り出された丸太状の木杭を調査した結果，最も古いもので 78 年前に打設されたものであることが明かとなった．目視による評価ではあるが，河床より突出した部分では若干の損傷が確認されたものの，地中に埋まっていた部分に関しては非常に健全な状態であった．また，幸橋と木田橋の木杭はいずれも 1948（昭和 23）年の福井地震を経験しており，木田橋の木杭は当時あまり活用されていなかったと考えられるスギであったことが大変興味深い．今後は掘り出された木杭の強度試験を実施し腐朽程度について定量的に検討を行う予定である．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に心より感謝申し上げる．
参考文献 1) 沼田淳紀，上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，
pp.97-102，2006.8． 2) 沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保 光：土木工事における木材利用の文献調査，第 42 回地盤工学研究
発表会発表講演集，投稿中，2007.7．
資3- 4

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

足羽川で採取された木杭の樹種評価○上杉章雄
飛島建設 正会員
飛島建設 国際会員
沼田淳紀
福井県雪対策・建設技術研究所 久保 光
福井工業高等専門学校 正会員 吉田雅穂

木杭，地球温暖化，樹種

1.

はじめに
地球温暖化対策の一つとして木材の積極的な利用が考えられる．筆者らは木材の木杭としての利用可能性を再考するため，福井県足羽川で過去に打設された木杭を掘り出し，各種試験を実施した．このうち本報では木杭の樹種鑑定結果について述べる．木杭はよく「松杭」と言われるが，一口に「松」といっても，アカマツ（マツ属），カラマツ（カラマツ属），ベイマツ（トガサワラ属），トドマツ（モミ属），エゾマツ（トウヒ属）などがあり，その性質（強度や耐朽性）は樹種により異なる．筆者らは本報に先行する研究で木杭に関する文献調査を実施し，53 の文献から 47 地点のデータを得た．しかし，このうち構造物基礎として用いられた 20 件の事例のうち，樹種が明記されているのはわずか 3件であり，残りは松，松杭，明記無しであった1)．このように土木分野では樹種を明確にせずに木材の調査を行っている例が多いことから，よく確認すればスギなどが使用されている可能性もあり，樹種鑑定は重要な調査項目である．
2. 試験方法(1)木杭の採取地点および本数
調査対象は，福井県足羽川における足羽川河川激甚災害対策特別緊急事業および福井縦貫線幸橋整備事業によって，3つの橋の近傍から掘り出された木杭である2)．各調査地点における木杭の用途と採取本数は，木田橋付近にて橋脚基礎 1
本，幸橋付近にて橋脚基礎 2 本，水越橋上流にて橋脚基礎 3 本（長さ約 5m）および護岸基礎の杭丸太 9 本（長さ約 1～2m）である．なお，水越橋付近にて採取された木杭については，外観より全て同一の樹種と推定されたため，橋脚基
礎は 3 本のうち 2 本，護岸基礎は 9 本のうち 2 本について樹種鑑定を実施した．
(2)樹種鑑定
採取した木杭を厚さ数 cm の輪切りに切断し，その一部を解剖学的性質に基づく樹種鑑定に供した．この方法では，基本的には種名までは特定できず，属名（種の一段階上の分類単位）までの鑑定となる．樹種鑑定は，独立行政法人森林総合研究所に依頼し，同研究所 木材特性研究領域 組織材質研究室 農学博士 安部久氏により実施された．作業
手順を以下に示す．
1) 木口面の一部をカッターナイフで削り，木材の木口面（横断面），柾目面（放射断面），板目面（接線断面）の 3
断面を正しく見定める．次にこの 3 断面から出来るだけ薄く，厚さむらのないように切片を削り取る．
2) 削り取った切片をスライドグラス上に並べ，数滴のグリセリンを垂らし，カバーグラスをかぶせる．
3) 150 度のホットプレートで数分間熱し，気泡を出す．
4) 各面の切片を光学顕微鏡で検鏡する．
各面において，特徴を見定めることにより樹種を鑑定した．識別のポイ
ントは次のとおり．
・木口面：年輪の移行の緩急，樹脂道，樹脂細胞の存否
・柾目面：水平樹脂道の存否，らせん肥厚の存否
・板目面：分野壁孔の形，放射仮道管の存否，仮道管壁の形状，有縁壁孔の形状と配列様式
3. 結果
表-1 に鑑定結果を，表-2 に各樹種の識別点を顕微鏡写真とともに示す．
樹種鑑定の結果，木田橋付近で採取されたものはスギ（スギ属は一属一種
図-1 搬入された木杭の状況(No.AswKd01)
であるため），幸橋付近のものはマツ属の一種（地域性を考えればアカマ
表-1

採取された木杭の樹種鑑定結果

樹種鑑定結果：和名／学名

採取地点

木杭No.

太さ
（末口直径）

木田橋付近

AswKd01

0.30m

スギ科／TAXODIACEAE スギ属／Cryptomeria

AswSw01

0.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )AswSw020.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )

幸橋付近

水越橋上流

科名

属名

AswMk01

0.31m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk020.27m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk05

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk08

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

Tree species of timber pailes dug up from Asuwa River
Akio UESUGI (Tobishima Corporation), Atsunori NUMATA (Tobishima Corporation), Hikaru Kubo (Snow Management &Construction Technology Research Center of Fukui Pref.) and Masaho YOSHIDA (Fukui National College of Technology)
資3- 5

第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.

表-2
スギ属
木杭 No. AswKd01

各樹種の識別点一覧
マツ属（Sylvestris 節）
木杭 No. AswSw01

カラマツ属
木杭 No. AswMk01

木
口
面
で
の
識
別
点

②

①
・年輪の移行がやや急である．
・垂直樹脂道が存在しない．
・樹脂細胞が存在する．

・年輪の移行が急である．
・垂直樹脂道が存在する．

③
・年輪の移行が急である．
・垂直樹脂道が存在する．

柾
目
面
で
の
識
別
点

⑤

④
・分野壁孔がスギ型である．
・放射仮道管が存在しない．

・分野壁孔が窓型である．
・放射仮道管が存在し，仮道管壁に鋸歯状の突起が存在する．

⑥
・分野壁孔がトウヒ型である．
・放射仮道管が存在する．

板
目
面
で
の
識
別
⑧

⑦

点
・水平樹脂道が存在しない．

・水平樹脂道が存在する．

⑨
・水平樹脂道が存在する．

ツだと思われる），水越橋上流のものはカラマツ属の一種（年輪が密であることからロシアカラマツであると思われる）であった．なお，いずれの木杭も地中に埋まっていた部分に関しては，非常に健全な状態2)であった。前述の文献調査
では，スギについては埋設期間 26 年の事例が最長1)であったが，今回採取したスギではそれを超える 78 年2)であった．
4. まとめ(1)福井県足羽川から橋脚基礎などに利用されていた木杭を掘り出して樹種を鑑定したところ，カラマツ属の一種，マツ属（アカマツ・クロマツ等）の一種の他に，スギも使用されていたことが分かった．

(2)掘り出されたスギは健全であり，スギ間伐材を木杭（基礎など地中に埋設する用途）に利用できる可能性が示された．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものです．関係各位に心より感謝申し上げます．
参考文献
1)沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保 光：土木工事における木材利用の文献調査，第 42 回地盤工学研究発表会発表
講演集，投稿中，2007.7.
2)吉田雅穂，沼田淳紀，上杉章雄，久保 光：足羽川における木杭の掘出し調査，第 42 回地盤工学研究発表会発表講演
集，投稿中，2007.7.
3)島地 謙，伊東隆夫：図説 木材組織，地球社，pp.82-83，1982.

資3- 6

第 42 回地盤工学研究発表会，DS-3 歴史的地盤構造物の構築･保存技術について，2007.7.

木材利用の文献調査
木杭，地球温暖化，樹種

飛島建設

国際会員○沼田淳紀

1. はじめに京都議定書の約束期間が 2008 年よりいよいよ始まる．日本は 2008 年～2012 年の平均の温室効果ガス排出量を 1990 年水
準比 6%削減する目標を達成しなければならい．日本の温室効果ガスは，1990 年以降むしろ増加しており，2004 年度は前年度から 0.2%（約 300 万 t-CO2）減少したものの，基準年の 1990 年比では減少ではなく 8.0%増となっている（2006.5.25 環境省発表）．このように温室効果ガス削減は厳しい状況にあり，あらゆる角度から可能性を検討する必要がある．
2. 背景
この解決策の一つとして，建設材料に古来多く使われてきた木を復活させることが考えられる1)．図- 1は，日本の木材，
粗鋼，セメントの国内生産量をCO2 ストック量換算し，その推移を示したものである1)2)3)4)5)．木材は生産量の材積からCO2
量を求め生産時のCO2 排出量を差し引いたものをCO2 ストック量とし，粗鋼とセメントは生産時のCO2 排出量をマイナスのストック量として示した1)．図中，下向きがCO2 排出量であり，上向きがCO2 ストック量となる．なお，木材は例えば燃焼す
ればストックとはならないが，排出ともならない（カーボンニュートラル）．図中には，目安のために目標とされる京都議定書に示される基準年 1990 年のCO2 排出量の 6%の値を示した．
高度経済成長期に，CO2 排出側となるセメントと粗鋼の生産が増え，逆に CO2 ストック側となる木材の生産が減少していることがわかる．1950 年代に着目すると，木材の CO2 ストック量はセメントと粗鋼の CO2 排出量の合計を上回っており，
仮に生産した木材全てがストックされ，セメント，粗鋼，木材だけで CO2 ストック量を考えると，1950 年代の CO2 収支はストック側となり，これが継続されれば温室効果ガスは年々削減されることとなる．
その後高度経済成長を経てこの関係は全く逆転し，セメントと粗鋼の CO2 排出量の合計は，木材の CO2 ストック量の 10倍以上となっている．このように，建設業の主要材料であるセメント・鉄・木材は，高度経済成長期前には 3 者の CO2 収支
はストック側であったものが，高度経済成長を機にその総量は温室効果ガスを大量に発生する側に転じてきたことがわかる．
当時，地球環境問題を意識する風潮はほぼ皆無であったと考えられるが，京都議定書の約束期間が開始される現在，地球環境といった視点で建設材料のあり方を考え直す必要がある．
そもそも「土木」の語源は，中国武帝の時代の書物「淮南子（えなんじ）」に記された「土を築き木を構えて・・・」という「築土構木」にあるとされている6)．土とともに木材は古来土木の主要材料であり，セメントや鉄を大量に使い始めたのはせいぜい 50 年程度の僅かな期間である．例えば，地盤工学的な問題として杭基礎についてみると，現在使用されているコ
ンクリート杭や鋼管杭の歴史は浅く，木杭基礎の歴史は洋の東西を問わずむしろこれよりはるかに古い9)10)．そこで，建設工事への木材利用の現状と歴史を探り，これを将来に活かすべきである．このために，過去の土木工事における木材利用について文献調査を行った．ここでは特に，現在木材を利用とした際に問題となる，腐朽に着目して分析を行った．

Documents research for wood utilization
Atsunori Numata (Tobishima Corporation)

資3- 7

－1－

木材
セメント

1990年排出量(1,233百万t-CO 2 )×6%

粗鋼

2）

50

0

-150

高度経済成長1973年オイルショック-100

2005年京都議定書発効-50
1964年東京オリンピック

4. 調査結果
53 の文献より，47 地点のデータが得られた．図- 2に得られたデータの木材利用用途を示す．得られたデータの内約 2
割が鉄道または道路橋梁の基礎であり，約 2 割がビルまたは住宅の基礎であり，約 4 割が河川構造物である．ここで河川構造物とは，沈床，樋門基礎，聖牛，ウッドブロック，牛枠，

100

CO 2 ストック量 （百万t-CO

3. 調査方法8)
調査対象は，主に構造物基礎を対象とした地中にある木杭と，河川工事に使用される木材とした．調査対象とした資料
は，(1)土木学会年次学術講演会論文集（1999 年～2006 年の 8
年分），(2)地盤工学会地盤工学研究発表会講演概要集（2002
年～2006 年の 5 年分），(3)その他であり，9)～63)に示す 53の文献である．
調査項目は，(1)対象構造物，(2)木材用途，(3)使用場所，(4)施工時期，(5)調査時期，(6)設置期間，(7)樹種，(8)木材寸法，(9)地盤との関係，(10)地下水位，(11)木材の腐朽状態（地下水
位以浅，変動域，地下水位以深），(12)その他である．

-200
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010年度

図- 1 日本のセメント・粗鋼・木材生産量の CO2 スト
ック量換算の推移 2)3)4)5)1)

第 42 回地盤工学研究発表会，DS-3 歴史的地盤構造物の構築･保存技術について，2007.7.

その 他(試験杭など)
21%

鉄道橋基礎
15%
道 路橋基礎6%

水路 基礎（火力 発電
所）
2%

不明
13%

カラマツ
4%

ベイマツ
6%

その他(ヒ ノキ，サザンイエローパイン等)
4%

柵支柱
2%

47

カラマツ
アカマツ
5%
5%

アカマツ
4%

不明
30%

ベイマツ
10%

20

47
松 (松or松杭)30%

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%
スギ(オビスギ含む)
0%

住宅基 礎
13%
ビル 基礎（プー ル基礎含む）
6%

河 川構造物（ 護岸，樋門，沈床な ど）35%

図- 2 収集したデータの木材使用用途

スギ(オビスギ含む)
39%

松(松or松杭)50%

図- 3 収集したデータの木材樹種

図- 4 鉄道および道路橋基礎，ビル住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種不明
杭柵，板柵などである．図- 3に，これ
カラマツ
その他(ヒノキ，サザ
アカマツ
0%
0%
ンイエローパイン等)
6%x<1100<=x不明
らの樹種の内訳を示す．松または松杭
0%
ベイマツ
9%
0%
9%
0%
1<=x<26%と記述されたものが 3 割である．この松(松or松杭)13%
中には，カラマツ（カラマツ属），アカ
50<=x<10019%マツ（マツ属），ベイマツ（トガサワラ
2<=x<515%47属）が含まれると考えられるが，これ16
らを総称して松杭とすると，松杭は全体の約 4 割である．一方，スギも全体
20<=x<50の約 4 割を占める．図- 4に，構造物基17%
スギ(オビスギ含む)
5<=x<1081%
23%
10<=x<20
河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
礎とし，鉄道および道路橋基礎，ビル2%
ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵住宅基礎，火力発電所水路基礎に用い
図- 6 木材の設置期間
図- 5 河川構造物に用いられた木材の樹種
られた木材の樹種を示す．不明を除けば，全てがカラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭である．図- 5に，河川構造物に用いられた木材の樹種を示す．約 2 割がアカマツ，ベイマツを含めた松杭であるが，残り 8 割はスギである．これは，一般的にスギはカラマツ，ベイマツと耐朽性は同等で，アカマツやクロマツな
どよりも耐朽性が高い11)ことや，近年聖牛のような過去使用された工法を見直し木材を使用することがあり，この際現在大量に存在しているスギを使用したということが考えられる．図- 6に，木材の設置期間を示す．約半数が 10 年未満であるが，約 2 割は 50～100 年であり，データの中で最も古いものは，浜松町駅近くの山手線および京浜東北線のレンガ造アーチ高架
橋基礎の 90 年であった．
図- 7～図- 9に，それぞれ地下水位変動域以浅，変動域，変動域以深における腐朽状態を示す．地下水位変動域以浅や変動域では，健全であったものが 6 割あるが，腐朽したものも４割であることがわかる．このように，地下水位変動域以浅では，腐朽する場合としない場合があるようであり，今後どのような条件でこのような差が生じるのかを明らかにしていく必要がある．一方，地下水位変動域以深では，100%が健全であり，地下水位以深では腐朽が進行しないことが過去のデータから明かとなった．
図- 10に，地下水位変動域以深における樹種の割合を示す．樹種は，カラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭が 5 割以上を占め，スギも 3 割近く存在している．一般に，土木工事用の木杭にはカラマツやベイマツを含めた松杭が使用されているが，スギも地下水位以深であれば腐朽が進行せず健全であることがわかる．図中には，それぞれの樹種の内，最も古かった年代を併記した．アカマツ，ベイマツ，松杭はいずれも 50 年以上経過したものがあり，水中下であればかなりの長期間健全な状態を保つことが確認された．一方，スギは調査した範囲では最大で 26 年であった．

腐朽
0%

腐朽
40%

腐朽
40%

15

15
健全
60%

23

健全
60%

健全
100%

図- 7 地下水位変動域以浅における腐朽状 図- 8 地下水位変動域における腐朽状態
態

資3- 8

－2－

図- 9 地下水位変動域以深における腐朽状態

第 42 回地盤工学研究発表会，DS-3 歴史的地盤構造物の構築･保存技術について，2007.7.

以上より，今回の調査範囲で木材は，地下水位変動域以深であれば樹種に関係
最大26年
(柵支柱)
カラマツ
なく，腐朽は進行せず健全であることが分かった．一般に土木工事においては松4%
その他(ヒノキ，サザ
アカマツ
不明
最大86年
9%
17%
杭が多く使われ，腐朽に対しても抵抗性が高いように思われているが，スギであ ンイエローパイン等)(樋門基礎)
0%っても地下水位変動域以深であれば抵抗性が高いことがわかる．このようなスギ
ベ イマツ
9%
最大76年
(ビル基礎)
よりもマツの方が耐久性が高いという松杭への誤解について三宅12)は，次のよう23に述べている．
「現在，スギ間伐材を土木資材として需要開拓する試みが全国でな最大26年されている．ところが，工事担当者には依然として根強いマツ信仰があり，スギ
(沈床)
最大55年
スギ(オビスギ含む)(橋脚基礎)
26%の需要が伸び悩む原因となっている．マツ信仰とは，杭木等の土木資材には昔からマツが使われており，マツの耐久性はスギを上回るという誤解である．
（中略）
松(松or松杭)35%
マツの耐朽性，耐犠牲はスギを下回っており，マツが使われたのは，その時代の資源状況であると考えている．樋門の建設当時，すなわち大正 5 年の県統計書を 図- 10 地下水位変動域以深における樹種
見ると，スギ伐採材積 168 千石（約 47 千立法）に対して，マツの伐採は 433 千石（約 121 千立法）と多く，石あたり単価はスギ 2.88 円に対して 0.45 円と安く，土木資材として入手しやすかったと考えられる．すなわち，基礎杭にマツが使われたのは，当時の資源状況によるものと推察される．昔から河川工事にはマツが使われてきており，いつの間にか土木資材としてマツが耐朽性に優れているという誤解が生じているが，こうした資源的な背景を需要先に伝えていくことも必要である．
」
なお，旧建築基礎構造設計基準7)によればスギは，アカマツ，クロマツ，カラマツ，ベイマツと比べると圧縮強度は低く，耐朽性はカラマツ，ベイマツと同等でありアカマツやクロマツよりもむしろ優れている11)．
5. まとめ(1) 地下水位変動域や地下水位変動域以浅に設置された木材は，腐朽しているものと健全なものがある．
(2)地下水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく 100%が健全であり，このような環境下では土木資材として十分な期間健全性を保つことがわかった．
(3)土木資材としては一般にカラマツ，ベイマツを含めたマツが多く使われるが，スギについても同様に地下水位変動域以深では健全性を保つことがわかった．
スギはスギ花粉の問題もあり可能な限り使用すべき材料である．しかし，収集されたスギは、設置期間が最大で 26 年であり，今後さらにデータを集め長期健全性を明らかにする必要がある．また，古来土木材料として木材は多数使用されており，
現在もなお使用されている構造物も存在している．今後このような構造物を明らかにするとともに，当時どのような設計が行われたかも明らかにしていく必要がある．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に心より感謝申し上げます．
参考文献
1) 沼田淳紀，上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，pp.97-102，
2006.8.

2) セメント協会：セメントハンドブック 2005 年度版，p.7，2005.6.（1969 年以前はセメント協会資料）
3) 日本鉄鋼連盟：鉄鋼統計要覧 2005，p.57，2005.10.
4) 経済産業省：通商白書
5) 農林水産省 URL：木材需給（供給）量累年統計6) 日野幹雄：「土を築き木を構えて－私の土木史－」，森北出版，1994.3.
7) 日本建築学会：建築基礎構造設計基準･同解説，技報堂，p.193，1960.11.
8) 沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保光：土木工事における木材利用の文献調査，第 42 回地盤工学研究発表会，2007.7.（投稿中）9) 塩井幸武：土木（道路）における杭基礎の変化･変遷について，土と基礎，54-6(581)，pp.9-12，2006.6.
10) 佐々木晴美：軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.
11) 屋我嗣良，河内進策，今村祐嗣編：木材科学講座 12 保存･耐久性，海青社，p.80，1997.3.
12) 三宅裕司，橋本茂，網田克明：樋門基礎杭として 80 年以上経過したマツ材の性能，徳島県立農林水産総合技術センター森林林業研
究所研究報告，第 2 号，2003.

13) 皆川恵三，田村昌仁，篠塚重夫，久保豊：戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その 1：試験概要），第 41回地盤工学研究発表会，pp.1391-1392，2006.7.

14) 兼平雄吉，田村昌仁，篠塚重夫，久保豊，皆川恵三：戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その 2：試験結果），第 41 回地盤工学研究発表会，pp.1393-1394，2006.7.

15) 久保豊，田村昌仁，篠塚重夫，皆川恵三，兼平雄吉：戸建て住宅のための木杭および鋼管杭の支持力に関する研究（その 3：試験考察），第 41 回地盤工学研究発表会，pp.1395-1396，2006.7.

16) 田村昌仁，黒柳信之：戸建住宅における木杭の効用，第 41 回地盤工学研究発表会，pp.1397-1398，2006.7.
17) 中村博，水谷羊介：松杭の支持力特性（その 1），第 41 回地盤工学研究発表会，pp.1399-1400，2006.7.
18) 増田貴之，水谷羊介：松杭の支持力特性（その 2），第 41 回地盤工学研究発表会，pp.1401-1402，2006.7.
19) 上杉章雄，沼田淳紀：岩見沢市で掘り出した木杭の強度について，第 41 回地盤工学研究発表会，pp.2401-2402，2006.7.
20) 沼田淳紀，上杉章雄：岩見沢市で掘り出した木杭の目視観察，第 41 回地盤工学研究発表会，pp.2403-2404，2006.7.
21) 飯島悠也，片田敏行，末政直晃，田中剛：伝統土木技術から得られる教訓とその応用，第 40 回地盤工学研究発表会，pp.1465-1466，
資3- 9

－3－

第 42 回地盤工学研究発表会，DS-3 歴史的地盤構造物の構築･保存技術について，2007.7.

2005.7.

22) 羽矢洋，西岡英俊，西田尚史，木村礼夫：木杭基礎橋脚に対する大変位載荷実験，第 40 回地盤工学研究発表会，pp.1557-1558，2005.7.
23) 羽矢洋，稲葉智明：鉄道における木杭基礎橋脚の健全度診断法概要－その 1：診断法概要－，第 38 回地盤工学研究発表会，pp.1375-1376，
2003.7.

24) 稲葉智明，羽矢洋：鉄道における木杭基礎橋脚の健全度診断法概要－その 2：適用例－，第 38 回地盤工学研究発表会，pp.1377-1378，
2003.7.

25) 杉村義広：日本における杭基礎の起源と変遷，土と基礎，Vol.54，No.6，pp.1-4，2006.6.
26) 神田政幸：鉄道における杭基礎の変化・変遷について，土と基礎，Vol.54，No.6，pp.13-16，2006.6.
27) 菊池喜昭：港湾における杭基礎の変化と変遷，土と基礎，Vol.54，No.6，pp.17-20，2006.6.
28) 呉文経，三浦哲彦：粘土地盤における木杭の周面支持力評価のための鉛直載荷試験，土と基礎，No.5，pp.40-42，1995.5.
29) 田村昌仁，富永晃司，若井明彦，久保豊，兼平雄吉：小口径鋼管杭と木杭の支持力評価法に関する研究，土木学会第 61 回年次学術講演会，第 3，pp.789-790，2006.9.

30) 沼田淳紀，上杉章雄：岩見沢市で掘り出した木杭の腐朽状態の定量評価，土木学会第 61 回年次学術講演会，第 7，pp.253-254，2006.9.
31) 横川勝則，塩井幸武，福井次郎，藤原稔，妹尾義隆，柳沢博美：建設後 50 年以上を経た鋼ゲルバー桁橋梁（多摩川大橋）の現況調
査，土木学会第 61 回年次学術講演会，第 1，pp.13-14，2005.9.

32) 吉田好孝，運上茂樹，塩井幸武，藤原稔，石田稔，矢部正明：建設後 50 年以上を経た鋼ゲルバー桁橋梁（多摩川大橋）の耐震性評
価，土木学会第 60 回年次学術講演会，第 1，pp.21-22

2005.9.

33) 佐藤信彦，天野勲，宇野浩樹：既設橋梁における木杭基礎の健全性に関する基礎調査－その 1 木杭の施工状況調査および杭体の劣化試験－，土木学会第 60 回年次学術講演会，第 3，pp.517-518，2005.9.

34) 佐藤信彦，宇野浩樹，天野勲：既設橋梁における木杭基礎の健全性に関する基礎調査－その 2 要素試験全体圧縮試験および曲げ載荷試験－，土木学会第 60 回年次学術講演会，第 3，pp.537-538，2005.9.

35) 羽矢洋，稲葉智明，太田陽一，赤坂大介：衝撃振動試験による木杭基礎橋脚補強の確認検討，土木学会第 60 回年次学術講演会，第3，pp.817-818，2005.9.

36) 飯島悠也，片田敏行，末政直晃，田中剛：伝統的基礎工法の支持力特性の比較，土木学会第 60 回年次学術講演会，第 3，pp.733-734，
2005.9.

37) 浜口武，井谷雅司，堤祥一，大下武志：小口径フローティング式基礎の低盛土道路への適用について，土木学会第 59 回年次学術講演会，第 3，pp.961-962，2004.9.

38) 杉尾哲，佐藤英敏：河川伝統工法における木材の利用状況の調査，土木学会第 58 回年次学術講演会，第 2，pp.493-494，2003.9.
39) 高田直俊，西田貴博：密打木杭で法尻を強化した提体の地震時挙動，土木学会第 58 回年次学術講演会，第 3，pp.1243-1244，2003.9.
40) 浜口武，井谷雅司，堤祥一，大下武志：土木分野における間伐材利用技術の開発，土木学会第 58 回年次学術講演会，第 3，pp.1269-1270，
2003.9.

41) 高田直俊，土橋徹，天野賢志：木杭密打ちによる河川堤体の対液状化強化，土木学会第 56 回年次学術講演会，第 3，pp.384-385，2001.10.
42) 贄田秀世，友利方彦，石井秀明：基礎木杭の健全度評価について，土木学会第 56 回年次学術講演会，第 4，pp.626-623，2001.10．
43) 古川俊也，板垣直行：経年火力発電所水路基礎木杭の健全度調査について，土木学会第 56 回年次学術講演会，第 6，pp.504-505，2001.10.
44) 杉尾哲，中澤隆雄：伝統的河川工法に用いられていた木材の強度（その 3），土木学会第 55 回年次学術講演会，第 2，Ⅱ-144，2000.9.
45) 山田昌郎：無処理および保存処理木材（スギ集成材等）の海洋暴露実験，土木学会第 55 回年次学術講演会，第 5，Ⅴ-172，2000.9.
46) 稲田達夫：旧丸ビル技術調査報告「旧丸ビル」の歴史を振り返る第 4 章旧丸ビルの固有周期と松杭，鉄鋼技術(STRUTEC)，pp.61-67，
2002.6.

47) 加藤英雄，長尾博文，香川聡，田中俊成，伊藤嘉文，内村智：建築物の基礎杭として約 70 年間使用されたベイマツ丸太の強度，第50 回日本木材学会大会研究発表要旨集，p.110，2000，

48) 山田周平，稲田達夫，小川一郎，田口典生，永井香織，真島正人：丸ノ内ビルヂング（旧丸ビル）の構造調査 その 8 松杭の鉛直載荷試験，日本建築学会大会学術講演梗概集（東北），pp.1069-1070，2000.9.

49) 稲田達夫，山田周平，小川一郎，田口典生，真島正人：丸ノ内ビルヂング（旧丸ビル）の構造調査 その 7 B1 階およびフーチン
グ調査結果，日本建築学会大会学術講演梗概集（東北），pp.1067-1068，2000.9.

50) 成和機工株式会社：丸ノ内ビルヂング松杭の鉛直載荷試験報告書，成和機工株式会社，pp.1-45，1999.5.
51) 木方洋二，小林拓治郎，岸雅泰，清水昇，高木靖人：名古屋駅基礎木杭の 50 年間の変質に関する調査（第二報） －露出した杭材全部についての老朽度試験－，名大演報，No.10，pp.81-87，1990.

52) 木方洋二，金川靖，奥山剛，服部芳明，高田喜久夫：名古屋駅基礎木杭の 50 年間の変質に関する調査（第一報） －杭材の強度、老朽度試験－，名大演報，No.10，pp.71-80，1990.

53) 川上敬介，大原明神：土木用材として 40 年近く水中に設置されていたマツ丸太の強度性能，木材工業，Vol.55，No.4，pp.165-169，
2000.

54) 佐々木晴美：特集 地盤の表層安定処理工法 軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.
55) 斉藤廸孝：「特別講演」新潟地震について，第 7 回地震工学研究発表会，pp.39-43，1964.10.
56) 吉田耕作，松井保：地下水変動と松杭の腐食に関する事例，地下水技術，第 42 巻，第 7 号，pp.52-61，2000.
57) 富田徹，高山明久：旧橋の木杭載荷試験，株式会社ピーエス三菱技報，第 2 号，pp.20-21，2004.
58) 桜井善雄：プロジェクトリポート 粗朶沈床工 最上川における最近の施工例と本工法の環境保全上の特性，土木学会誌，Vol.89，
No.6，pp.35-38，2004.6.

59)松岡真悟：土木・公園資材への県産材加工利用技術研究（平成 11～15 年度、県単）－新田川樋門改築に伴う旧樋門基礎マツ杭調査－，H13 年版 愛媛県材試業務成績報告書，pp.34-35，2002.

60) 松岡真悟：（7）土木・公園資材への県産材加工利用技術研究（平成 11～15 年度、県単）－新田川樋門改築に伴う旧樋門基礎マツ杭調査－，H12 年版愛媛県材試業務成績報告書，pp.30-31，2001.

61) Robert A. Blanchet：A review of microbial deterioration found in archaeological wood fiom different environments，Elsevier，International
biodeterioration & biodegradation 46，pp.189-204，2000.

62)杉尾哲，中沢隆雄，瀬崎満弘：伝統的河川工法に用いられていた木材の強度（その 2），土木学会第 47 回年次学術講演会，第 2，pp.514-515，
1992.9.

63) 杉尾哲，中沢隆雄，瀬崎満弘：伝統的河川工法に用いられていた木材の強度，土木学会第 46 回年次学術講演会，第 2，pp.218-219，
1991.9.

資 3 - 10－4－

調査・計画・設計部門 Ⅰ No.９

足羽川における木杭基礎の掘出し調査
福井県 雪対策・建設技術研究所
研究員 ○久保 光
飛島建設株式会社 技術研究所 副主任研究員 上杉章雄
１．はじめに地球温暖化対策と再生可能な資源の有効利用の一方策として、木材丸太を建設事
業の地中基礎や軟弱地盤強化対策として、積極的に活用することが考えられる。木杭基礎は古くから用いられてきたが、近年では、腐朽による耐久性の課題からあまり使用されなくなってきた。しかし、木材丸太を基礎として用いることは、多くは焼却されて二酸化炭素として空気中に排出される炭素を、木材として長期的に、地中に固定できると考える。このように、建設事業に木材丸太を用いれば一度に利用される木材の量が格段に増える。また、木材丸太には、従来のマツに加え、腐朽調査の結果によっては、スギ間伐材の利用も可能と考えられる。このような木杭基礎の利用が促進されれば、木材需要の拡大およびスギ間伐材の有効利用が促進され、地球温暖化防止や森林の防災機能の向上、林野事業の活性化にも繋がると考えられる。本研究は，木杭基礎の利用促進の大きな課題となっている木材腐朽に関する調査を行い、耐久性を実証するため行った。
２．調査内容平成 16 年 7 月福井豪雨では、福井市内を流れる足羽川の堤防決壊等により甚大な被害が発生し、その後、福井県では 5 ヶ年で足羽川河川激甚災害対策特別緊急事
業による河床掘削や橋梁架替等の工事（一部は福井縦貫線幸橋整備事業）が進められた。この工事の最中に河床より昔の橋梁の基礎や護岸の基礎である丸太状の木杭が多数発見されたので、これらを掘り出し、腐朽についての調査を実施した。
調査は、木杭丸太の用途、施工時期、寸法の計測を行った。木杭はよく「松杭」といわれるが、一口に「松」といってもアカマツ（マツ属）、カラマツ（カラマツ属）、ベイマツ（トガサワラ属）、トドマツ（モミ属）、エゾマツ（トウヒ属）などがあり、その性質（強度や耐久性）は樹種により異なることから、樹種鑑定を行った。また、木材は、空気、水、栄養、温度の 4 条件が満足されなければ腐朽しないため、ボーリング柱状図から、地盤と木杭基礎の関係を調査した。
木杭丸太の腐朽度は、目視による「木材保存剤の性能試験方法及び性能基準(JISK 1571:2004)」により判定した。木田橋から掘出した木杭丸太は、ピロディン試
験（ピン貫入試験）により腐朽度を評価した。
３．調査結果各地点で掘り出された木杭基礎の諸元を表−１に示す。地盤柱状図を図−１、２、３

資- 31- -11

調査・計画・設計部門 Ⅰ No.９に示す。ピロディン試験結果を図−４に示す。以下に詳細を記述する。
表−１ 木杭基礎の諸元
項

目

内

容

幸橋付近
木田橋付近
Asw
A sw
Asw
S w 01 S w 02
K d01
橋 脚 （旧 P 7） 基 橋 脚 （ 旧 銭 と り
用途（構造物名称）
橋脚基礎
護岸基礎
礎
橋 ）基 礎1 93 2 年 （S 7 年 ） 19 2 8 年 （S 3 年 ）施工時期
1 9 5 8年 （ S 3 3年 ） と 推 測
1 9 58 年 （ S 3 3年 ） と 推 測
20 0 6調査（採取）時期
2006
2 0 062006
74年
設置期間（年）
4 8 年 と推 測
4 8年 と 推 測
7 8年
樹種鑑定
実施
実施
実施
実施
実施
実施
実施
カ ラマ ツ 属 （樹 種 鑑 定 非 実 施 の もの も 同 種 と推 定 ）
マ ツ属
樹 種
スギ
全 長 (m)
4 .8
4 .9
4.9
2 .1
1 .5
1 .3
1.2
1 .1
1 .1
1 .1
1 .1
0.9
2 .7
2.2
3 .5
丸
（ 3 .6）（ 3.9 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ） （不 明 ）（ 2 .4）太（ う ち 地 中 部 ( m ) ＊ ） （3 .7 ）寸
末 口 直 径 (m)0 .3 1
0 .2 70 .31
0 .1 1
0 .1 1
0 .1 10 .13
0.1 1
0 .1 1
0 .1 1
0 .1 1
0 .13
0 .1 70 .17
0 .3 0法
元 口 直 径 (m)0 .3 2
0 .2 80 .31
0 .1 2
0 .1 2
0 .1 20 .14
0.1 2
0 .1 1
0 .1 1
0 .1 20 .13
0 .1 80 .18 測 定 不 能 （欠 損 ）採取位置

木 杭 丸 太 No.

Asw
M k01

Asw
M k02

A sw
M k03

Asw
M k04

水越橋上流
Asw
Asw
A sw
M k05 M k06 M k07

Asw
M k08

Asw
M k09

Asw
M k10

Asw
M k11

礫質土
杭先端部は礫混
じり砂層

地盤との関係

砂層

砂層

地下水位位置杭頭部は地盤より突出一部 河 川 水 位 よ り上 に 出 る

杭頭部は地盤より突出一部河川水位より上に出る

水の種別
木杭 地上 部の腐 地下 水位 以浅
植状 地下 水位 変動 域
況
地下水位以深

−
−
健全
健全

淡水
−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

A sw
M k12

淡水
−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

多 くは 粘 性 土．
杭先端部は砂質
シル ト層

地 盤 表 面 よ り上 に 杭 頭 よ り上 に 河
河川水位
川水位

−
−
健全
健全

淡水
−
−
−
−
−
−
健全
健全

−
−
健全
健全

淡水
−
−
健全
健全

先端に金属製
キャップが付 属 。

その他＊：地中に存在した部分の長さは土砂付着状況や流水による侵食痕などにより推測したもの．

礫混り砂

20

30

1.0〜1.3m

10

3.7〜3.9m

00

0.9〜2.1m

３．１ 水越橋
水越橋の約 100m 上流側の地点から、直径約 30cm 長さ約 5m の木杭 3 本と直径約10cm 長さ 1〜2m の木杭 9 本を掘り出し詳細な調査を行った。現場付近在住の技術者
より、1958（昭和 33）年の橋梁拡張工事の際に設置された仮設歩道用の木橋の基礎
杭と護岸の基礎杭との証言を得ており、設置期間は 48 年と推定できる。樹種鑑定を行った結果、カラマツ属の一種（年輪が密で 杭設置期間：推定1958年〜2006年（推定48年）
あることからロシアカラマツであると思われ
橋脚基礎 護岸る。）であることがわかった。
N値
N値
左岸側
右岸側
地下水位変動域
今回、掘出した木杭丸太の中で、仮設
歩道用の木橋の基礎杭として用いられた
木杭丸太は、杭径、杭長ともに最も大きかった。図−１の柱状図に示す木杭丸太の深度は、杭の観察より河川内の地盤表面位置を推定したものであり、杭頭は約 1m
カラマツ属
河床より突出し、杭の大部分は砂層に貫入されていたと考えられる。
目視による腐朽度は、地下水位変動域及び、地下水位以深で健全であった。
図−１ 地盤柱状図（水越橋）
砂

シルト混じり砂

砂

礫質土

‑5

標高 GL(m)シルト混じり砂‑10-2資 3 - 12

シルト

シルト

シルト混じり砂

0

10

20

30

調査・計画・設計部門 Ⅰ No.９

３．２ 幸橋
幸橋からは、直径約 20cm 長さ約 2m の木杭 2 本を掘り出し詳細な調査を行った。幸橋は、1932（昭和 7）年に木橋から鉄筋コンクリート橋に架け替えられたが、掘り出された木杭はその P7 橋脚基礎として使用されていたものであり、設置期間は 74 年と推定できる。樹種鑑定を行った結果、マツ属の一種（地域性を考えればアカマツであると思われる。）であることがわかった。掘出し作業は
鋼矢板で川を締切り行われ、河床には多数の地下水位変動域
木杭が 0．9〜1.0m の間隔で打設されており、
杭長は 1.4m〜5.7m とばらついていた。また、
木杭先端には、打込み時の破損を防止するための鉄製の保護が取付けられていた。図−２の柱状図に示すように、表層付近に礫質土と礫混じり砂層があり、比較的 N 値も大きいことから、これらの層を支持層としていたと考えられる。
目視による腐朽度は、地下水位変動域及び、地下水位以深で健全であった。
図−２ 地盤柱状図（幸橋）
３．３ 木田橋
木田橋からは直径 30cm 長さ 3.5m の木杭 1 本を掘り出し、詳細な調査を行った。掘
出し位置は現在の木田橋近くに架かっていた 1928（昭和 3）年施工の銭とり橋の橋脚基礎であり、設置期間は 78 年と推定できる。樹種鑑定を行った結果、スギであることがわかった。木杭丸太は川のほぼ中央にあり、河川を鋼矢板で締切り河床面まで水位を下げて掘り出した。掘出し時には杭頭部約1.4m が地盤より上に出ていたが、杭頭部約地下水位変動域
1.1m が長期間水で洗われたように滑らかに削られた痕跡があり、その上部が地盤表面より突出していたと考えられる。図−３に示すように
杭頭部が 1.1m ほど地盤より突出していたとす
ると、粘土層の下部にある砂質シルト層に杭先端があり、杭の大部分は粘土層内にあったと考えられる。杭頭部は水中に没していたと考えられるが。渇水期には水位面より上に存在していたと推測できる。目視による腐朽度は、
地下水位変動域及び、地下水位以深で健全であった。
図−３ 地盤柱状図（木田橋）
杭設置期間：1932年〜2006年（74年間）

N値

0

0

10

20

2.7m

2.2m

礫質土

礫混り砂

マツ属

標高 GL(m)‑5

シルト

シルト混じり砂‑10

シルト

シルト混じり砂
シルト

シルト混じり砂

‑15

砂質シルト

N値

0

0

10

20

1.1m

杭設置期間：1928年〜2006年（78年間）

2.4m

礫混じり砂

粘土

スギ

砂質シルト

砂

シルト･
シルト質砂

標高

GL(m)

‑5

砂

‑10

シルト

シルト質砂

砂質シルト

‑15

-3資 3 - 13

調査・計画・設計部門 Ⅰ No.９

図−４は、木杭丸太の腐朽度を評価するために行ったピロディン試験の結果を示す。貫入量が大きい方が軟らかいことを示し、25〜30 ㎜以上の値が腐朽の目安となる。試験に用いた試料は、掘り出した木杭丸
太を深度方向に 50 ㎝間隔で切り出した厚さ 10 ㎝の円盤状のものであり、気乾状態で作製した。貫入方向
は木杭丸太断面の幹軸方向（円盤面）と木杭丸太側面より幹軸直交方向（円周面）の 2 通りとし、それぞれ計 40 点及び計 48 点の計測点を設けた。円盤面では貫入位置によるばらつきが大きい傾向が見られるが、平均値で判断すると、ほとんどの深さで貫入量が 30㎜を下回る結果となっており、腐朽がみられず健全性を有していることがわかった。

(m)

2.0

1.0

0.0

深‑1.0
度

‑2.0

円盤面平均
円盤面
円周面平均
円周面

‑3.0

‑4.0
50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm）

図−４ ピロディン試験結果

４．まとめ
福井県足羽川の河床より掘り出された丸太状の木杭を調査した結果、最も古いもの
で 78 年前に打設されたものであることが明らかとなった。目視による評価では、河床より突出した部分では若干の損傷が確認されたものの、地中に埋まっていた部分に関しては、腐朽はみられず非常に健全な状態であった。よって、地下水位変動域以深に設置された木杭は、腐朽が全くといっていいほどみられないことから、このような環境下
では、十分な期間健全性を保つと考えられる。さらに、ピロディン試験の結果（木田橋）から、掘り出した木杭丸太は、腐朽がみられず健全性を有していることがわかった。また、幸橋と木田橋の木杭はいずれも 1948（昭和 23）年の福井地震を経験しており、耐震性にも優れている可能性がある。木田橋の木杭は、当時圧倒的にマツが多用されていた中で、スギが使われていた点で貴重な事例であると考える。
５．今後の課題
過去の木杭利用の文献調査を行った結果、地下水位以深に設置された木杭には腐朽がみられないことが分かった。しかし、地下水位変動域やそれ以浅において、腐朽する事例も見受けられることから、最も効果的な腐朽対策技術を開発することが課題である。
６．終わりに
本調査は、福井県建設技術公社の協力のもと、産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」として実施されたものである。ここに記して、関係各位に感謝の意を表する。

-4資 3 - 140

第 57 回日本木材学会大会，2007.8.

土木で用いられた木材の腐朽に関する事例調査（飛島建設（株））○沼田淳紀，上杉章雄，（福井高専）吉田雅穂，（福井県雪対策・建設技術研）久保 光，（福井県総合グセ）源済英樹，野村 崇【緒言】
京都議定書が 2008 年より実施される．これにより，日本は 2008 年～2012 年の平均のCO2排出量を1990 年水準比 6%削減する目標を達成しなければならい．この目標値達成のために，あらゆる角度か
ら検討を行う必要がある．また，これを単に数値目標とせず，これを機会に持続可能な社会へ向けて
今後どのような方向へ建設事業が進むべきかを考えるべきだと考える．そこで，筆者らは，一つの方向性として，建設材料に古来多く使われてきた土や木を復活させることを考えている1)．
丸太基礎をはじめ木材は，土木工事に古代より使用されている．杭基礎についてみると，現在使用されているコンクリート杭や鋼管杭の歴史は浅く，木杭基礎の歴史は洋の東西を問わずむしろこれよ
りはるかに古い2)3)．そこで，建設工事への木材利用の現状を探るために，過去の土木工事における木材利用について文献調査を行った．
【調査方法】
調査の目標は，特に木材使用時に課題となる腐朽についての現状である．そこで，調査対象は，主に構造物基礎を対象とした地中にある木杭と，河川工事に使用される木材とした．調査対象とした資，(2)地盤工学会地盤工学研究発料は，(1)土木学会年次学術講演会論文集（1999 年～2006 年の 8 年分）
表会講演概要集（2002 年～2006 年の 5 年分），(3)その他であり，全部で 53 の文献である．なお，紙面の都合上文献名は割愛させて戴く．
調査項目は，(1)対象構造物，(2)木材用途，(3)使用場所，(4)施工時期，(5)調査時期，(6)設置期間，(7)樹種，(8)木材寸法，(9)地盤との関係，(10)地下水位，(11)木材の腐朽状態（地下水位以浅，変動域，地下水位以深），(12)その他である．
【結果および考察】
53 の文献より，47 地点のデータが得られた．得られたデータの内約 2 割が鉄道または道路橋梁の基礎であり，約 2 割がビルまたは住宅の基礎であり，約 4 割が河川構造物である．ここで河川構造物とは，沈床，樋門基礎，聖牛，ウッドブロック，牛枠，杭柵，板柵などである．47 地点の樹種の内訳は，松または松杭と記述されたものが 3 割である．この中には，カラマツ（カラマツ属），アカマツ（マツ属），ベイマツ（トガサワラ属）が含まれると考えられるが，これらを総称して松杭とすると，松杭は全体の約 4 割である．一方，スギも全体の約 4 割を占める．図- 1 に，構造物基礎とし，鉄道および道路橋基礎，ビル住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種を示す．不明を除けば，全てがカラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭である．図- 2 に，河川構造物に用いられた木材の樹種を示す．約 2 割がアカマツ，ベイマツを含めた松杭であるが，残り 8 割はスギである．これは，一般

不明
30%

不明
0%

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

カラマツ
アカマツ
5%
5%

カラマツ
0%

アカマツ
6%
ベイマツ
0%

100<=x
0%

x<1
9%

不明
9%

1<=x<26%松(松or松杭)
13%

ベイマツ
10%

50<=x<10019%

20

2<=x<515%

47

16

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%
スギ(オビスギ含む)
0%20<=x<50
17%

松(松or松杭)50%

図-1 鉄道および道路橋基礎，ビル
住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の種類

スギ(オビスギ含む)
81%

河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵

図-2 河川構造物に用いられた木材の種類

資 3 - 15

10<=x<20
2%

5<=x<1023%

図-3 木材の設置期間

第 57 回日本木材学会大会，2007.8.

的にスギはカラマツ，ベイマツと耐朽性は同等で，アカマツやクロマツなど
よりも耐朽性が高い4)ことや，近年聖15
15
牛のような過去使用された工法を見直し木材を使用することがあり，この際
現在大量に存在しているスギを使用したということが考えられる．図- 3 に，木材の設置期間を示す．約半数が 10
図-4 地下水位変動域以浅
図-5 地下水位変動域に年未満であるが，約 2 割は 50～100 年における腐朽状態
おける腐朽状態
であり，データの中で最も古いものは，
浜松町駅近くの山手線および京浜東北線のレンガ造アーチ高架橋基礎の 90年であった．
図- 4～図- 6 に，それぞれ地下水位変23
動域以浅，変動域，変動域以深におけ
23る腐朽状態を示す．地下水位変動域以浅や変動域では，健全であったものが6 割あるが，腐朽したものも４割であることがわかる．このように，地下水位変動域以浅では，腐朽する場合とし 図-6 地下水位変動域以深
図-7 地下水位変動域以深における腐朽状態における樹種ない場合があるようであり，今後どのような条件でこのような差が生じるのかを明らかにしていく必要がある．一方，地下水位変動域以深では，100%が健全であり，地下水位以深では腐朽が進行しないことが過去のデータから明かとなった．
図- 7 に，地下水位変動域以深における樹種の割合を示す．樹種は，カラマツ，アカマツ，ベイマツ
を含めた松杭が 5 割以上を占め，スギも 3 割近く存在している．一般に，土木工事用の木杭にはカラマツやベイマツを含めた松杭が使用されているが，スギも地下水位以深であれば腐朽が進行せず健全であることがわかる．図中には，それぞれの樹種の内，最も古かった年代を併記した．アカマツ，ベイマツ，松杭はいずれも 50 年以上経過したものがあり，水中下であればかなりの長期間健全な状態を保つことが確認された．一方，スギは調査した範囲では最大で 26 年であった．
以上より，今回の調査範囲で木材は，地下水位変動域以深であれば樹種に関係なく，腐朽は進行せず健全であることが分かった．一般に土木工事においては松杭が多く使われ，腐朽に対しても抵抗性が高いように思われているが，スギも地下水位変動域以深であれば抵抗性が高いことがわかる．
【まとめ】(1) 地下水位変動域や地下水位変動域以浅に設置された木材は，腐朽したものと健全なものとがある．
(2) 地下水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく 100%が健全であり，このような環境下
では土木資材として十分な期間健全性を保つことがわかった．
(3) 土木資材としては一般にカラマツ，ベイマツを含めたマツが多く使われるが，スギについても同様に地下水位変動域以深では健全性を保つことがわかった．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に心より感謝申し上げます．
【参考文献】
1) 沼田淳紀，上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，pp.97-102，2006.8.
2) 塩井幸武：土木（道路）における杭基礎の変化･変遷について，土と基礎，54-6(581)，pp.9-12，2006.6.
3) 佐々木晴美：軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.
4) 屋我嗣良，河内進策，今村祐嗣編：木材科学講座 12 保存･耐久性，海青社，p.80，1997.3.
腐朽
40%

腐朽
40%

健全
60%

健全
60%

腐朽
0%

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

不明
17%

カラマツ
4%

最大26年
(柵支柱)

アカマツ
最大86年
9%
(樋門基礎)
ベ イマツ
9%
最大76年
(ビル基礎)

最大26年(沈床)

スギ(オビスギ含む)
26%

健全
100%

資 3 - 16

最大55年
(橋脚基礎)松(松or松杭)35%

第 57 回日本木材学会大会，2007.8.

足羽川の橋梁基礎に用いられた木杭の掘出し調査（飛島建設（株））○上杉章雄，沼田淳紀，（福井高専）吉田雅穂，（福井県雪対策・建設技術研）久保 光，（福井県総合グセ）源済英樹，野村 崇【緒言】
地球温暖化対策の一つとして木材の積極的な利用が考えられる．建設分野では構造物基礎として古来より木杭が用いられてきたが，近年ではあまり利用されていない．これは腐朽に対する不安感が一因であると考えられる．筆者らは木材の木杭としての利用可能性を再考するため，福井県足羽川で過去に打設された木杭を掘り出し，樹種を鑑定するとともに健全性を評価した．
【調査方法】(1) 木杭の採取地点
調査対象は，福井県足羽川における足羽川河川激甚災害対策特別緊急事業および福井縦貫線幸橋整
備事業によって，3 つの橋の近傍から掘り出された木杭である．図-1 に木杭採取地点を，写真-1 に木
杭掘出し地の概況を，写真-2 には採取された木杭の様子を示した．
(2) 目視による腐朽度評価
木杭を洗浄後，表面を軸方向 50cm ごとに区分し，各区分の表面について「木材保存剤の性能試験方法及び性能基準（JIS K1571:2004）」に準じて腐朽度を評価した．評価は 3 名で行い，平均値を求めた．
(3) ピロディン試験掘り出した木杭から深度方向に 50cm間隔で厚さ10cmの円盤を切り出し，これについて放射方向（表面）48 点のピロディン試験を実施した．なお円盤は，気乾状態と飽水状態の 2 通りの水分状態のものを作成し試験に供した．試験方法の詳細は文献1)を参照されたい．
(4) 樹種鑑定
図-1 木杭の掘り出し地点
採取した木杭を解剖学的性質に基づく樹種鑑定に供 （国土地理院 2 万 5 千分の 1 地形図「福井」に加筆）した．この方法では，基本的には種名までは特定できず，属までの鑑定となる．樹種鑑定は，独立行政法人森林総合研究所に依頼し，同研究所 木材特性研究領域 組織材質
研究室 農学博士 安部久氏により実施された．なお，水越橋付近にて採取された木杭については，外観より全て同一の樹種と推定されたため， 12 本中 4 本を樹種鑑定に供した．
【結果および考察】表-1 に調査結果の一覧を示す．樹種鑑定の結果，地点ご
写真-1 木杭掘出し地の例（水越橋上流）とに樹種が異なっていた．いずれの木杭も地中に埋まっていた部分に関しては，健全な状態であった。図-2 に木田橋付近にて採取されたスギの杭（木杭 No.AswKd01）の調査結果を示す．ピロディン試験結果では気乾および飽水の両
試料ともに貫入量が 30mm を下回っており，健全性を有していることが明らかとなった．
構造物基礎としての木杭は，一般に「松」が良いと言われ，「松杭」とも呼ばれる．筆者らは本報に先行する研究で土木分野における木材利用に関する文献調査を実施し，53 写真-2 搬入された木杭（No.AswKd01）

資 3 - 17

第 57 回日本木材学会大会，2007.8.

表-1 調査結果一覧
項

目

内

採取位置

容

水越橋上流
Asw
Asw
Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw
Mk01 Mk02 Mk03 Mk04 Mk05 Mk06 Mk07 Mk08 Mk09 Mk10 Mk11 Mk12

幸橋付近
Asw
Asw
Sw01
Sw02

木田橋付近
Asw
Kd01
橋脚（旧銭とり橋）
橋脚（旧P7）基礎
用途（構造物名称）
橋脚基礎
護岸基礎
基礎
1932（昭和7）年 1928（昭和3）年
施工時期
1958（昭和33）年と推定
1958（昭和33）年と推定
2006年
調査（採取）時期
2006年
2006年
2006年
74年
設置期間
48年と推測48年と推測
78年
114
150
116
－
－
－
－
－
－
－
－
－
37
33
43
年輪数*
樹種鑑定
実施 実施
－
－
実施
－
－
実施
－
－
－
－
実施
実施
実施
カラマツ属（樹種鑑定非実施のものも同種と推定）
マツ属
樹 種
スギ属
4.8
4.9
4.9
2.1
1.5
1.3
1.2
1.1
1.1
1.1
1.1
0.9
2.7
2.2
3.5
丸 全長(m)（2.4）
太 （うち地中部(m)**） （3.7） （3.6） （3.9） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明）
寸 末口直径(m)
0.31
0.27
0.31
0.11 0.11 0.11 0.13 0.11 0.11 0.11 0.11 0.13
0.17
0.17
0.30
法 元口直径(m)測定不能（欠損）
0.32
0.28
0.31
0.12 0.12 0.12 0.14 0.12 0.11 0.11 0.12 0.13
0.18
0.18

木杭No.

地盤との関係

砂層

砂層

地下水位位置杭頭部は地盤より突出一部河川水位より上に出る

杭頭部は地盤より突出一部河川水位より上に出る

淡水

淡水

水の種別

礫質土．杭先端部は 多くは粘性土．杭先
礫混じり砂層端部は砂質シルト層
地盤表面より上に河 杭頭より上に河川水
川水位
位

淡水

淡水

先端に金属製キャッ
プが付属。

その他
＊：複数の計測結果の平均値．

＊＊：地中部の長さは土砂付着状況や流水による侵食痕などにより推定．

2.0

2.0

1.0

1.0

2.0

水位面（推定）

1.0

1.1m

深度(m)

0.0

河床面（推定）

0.0

2.4m

-1.0

0.0

-1.0

-1.0
評価者A
評価者B
評価者C
平均

-2.0

-2.0

-3.0

-2.0
＜JIS K 1571腐朽度の判 定＞
0：健全
1：部分的に軽 度の腐朽
2：全面的に軽 度の腐朽
3：2の状態の 上に部分的に激 しい腐朽
4：全面的に激 しい腐朽
5：腐朽によっ て形が崩れる

-3.0

-4.0

-4.0
5.5

4.5
木

(a) 木杭位置イメージ

3.5

飽水試料平均
飽水試料
気乾試料平均
気乾試料

-3.0

-4.0
6

5

4

3

2

腐朽度

1

0

50

40

30

20

10

0

ピロディン貫入量(mm）(b) 目視による腐朽度評価結果(c) ピロディン試験結果
図-2 木杭（No.AswKd01）調査結果の文献から 47 地点のデータを得た．しかし，このうち構造物基礎として用いられた 20 件の事例のうち，調査結果に木杭の樹種が明記されているのは 3 件であり，残りは松，松杭，明記無しであった2)．
このように土木分野では樹種を明確にせずに木材の調査を行っている例が多く，今回確認されたスギの木杭は貴重な事例であると考える．前述の文献調査では，スギについては埋設期間 26 年の事例が最長2)であったが，今回採取したスギではそれを超える 78 年であった．
【まとめ】(1) 福井県足羽川から橋脚基礎などに利用されていた木杭を掘り出して樹種を鑑定したところ，カラマツ属（年輪が密でありロシアカラマツと推察），マツ属の種の他に，スギも使用されていた．
(2) 掘り出されたスギは健全であり，スギ間伐材を木杭（基礎など地中に埋設する用途）に利用できる可能性が示された．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施した．関係各位に心より感謝申し上げます．
【参考文献】
1) 沼田淳紀，上杉章雄：掘り出した木杭の腐朽評価の試み，第 56 回日本木材学会大会研究発表要旨
集，T09-1315，2006.8.
2) 沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保 光，源済英樹，野村 崇：土木で用いられた木材の腐朽に関する事例調査，第 57 回日本木材学会大会研究発表要旨集，投稿中，2007.8.
資 3 - 18

第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

足羽川で採取した木杭調査の概要○沼田淳紀1・上杉章雄1・吉田雅穂2・久保光3・野村崇4
1

飛島建設・2福井工業高等専門学校・3福井県雪対策・建設技術研究所・4福井県総合グリーンセンター

1. はじめに2008 年より京都議定書の約束期間がいよいよ開始される．日本は，2008 年～2012 年の間の年間平均温室効果ガス排出量を 1990 年水準比 6%削減しなければならないこととなる．1990 年以降の温室効果ガスは現在むしろ増加しており，
この目標達成は決して容易ではない．生産時にCO2排出量の大きいセメントや鉄の国内生産量は，1950 年代以降の高度経済成長期に爆発的に増加し，1973 年のオイルショック頃よりある幅を持って頭打ちとなっているが，その生産量は1950 年初期と比較すると 10 倍から数十倍となっている．一方，大気中のCO2削減に寄与する木材の国内生産量は，1960
年代をピークに減少を続け，現在ではピーク時の 1/3 以下となり1)，林業は衰退するにいたった．これには建設事業も大きく関わってきたといえる．そこで，筆者らは，地球温暖化対策を考慮した持続可能な建設事業を進める上で，建設材料の一つの方向性として図- 1に示すような，土，石，木といった自然材料をもっと積極的に使用することを提案している1)．特に，木材は，現在では土木工事の本工事で積極的に使用することはほぼ皆無となってしまったが，「土木」という表現からもわかるように古来使用されてきている．木材を大量に使用すると逆にCO2排出に繋がると勘違いされる場合があるが，木材利用の増加は間伐や植林といった林業の活性化に繋がるとともに，仮に木材を燃焼させてもカーボ
ンニュートラルなのでCO2増加とはならない1)．京都議定書に示される日本の温室効果ガス削減目標 6%の内 3.8%は森林吸収をあてにしているが，これは整備された森林が対象である．このような整備された森林経営を行うためには，地域材（国産材）による木材利用が必要であり，これを促進するために林野庁では，現在約 2,000 万m3である木材利用量を
さらに 500 万m3増加させる目標を掲げている（林野庁「地球温暖化防止森林吸収源 10 カ年対策」）．杭基礎についてみると，現在使用されているコンクリート杭や鋼管杭の歴史は浅く，木杭基礎の歴史は洋の東西を問わずむしろこれよりはるかに古い2)3)．このような長い歴史を持つ土木技術を復活させることで，土木事業を進めつつも，地球温暖化対策や林業の活性化といったことまでも同時に進めていくことが必要になってきていると考える．
しかしながら，木材は腐朽する場合があり建設材料としては不安要因も多い．そこで，ここではまず文献調査により木材の使用事例を調査した4)．次に，福井県足羽川にて実際に橋脚基礎などに用いられていた木杭を堀出し調査を実施
した5)6)．本論文では，これらの概要について述べる．
2. 文献調査4)
2.1 調査方法
建築の基礎工事を含めた土木事業への木材利用を考え，地中にある木杭と河川工事に使用された木材について，
江戸時代

土、石、木（天然材料）

高度経済成長バブル

セメント、鉄、人工化学材料

これらに対する腐朽に関する文献調査を行った．調査対象とした資料 は，(1)土木学 会年次学術講 演会論文集（1999 年～2006 年の 8 年分），(2)地盤工学会地盤工学研究発表会講演概要集（2002 年～2006 年の 5 年分），(3)その他であり，関連する 53 の文献を収集した．なお，紙面の都合上これの文献名は割愛させて戴く．これらについて，(1)対象構造物，(2)木材用途，(3)使用場所，(4)施工
時期，(5)調査時期，(6)設置期間，(7)樹種，(8)木材寸法，(9)地盤との関係，(10)地下水位，(11)木材の腐朽状態（地将来

下水位以浅，変動域，地下水位以深），(12)その他，以上の項目について調査した．

図- 1

2.2 調査結果
53 の文献より，47 地点のデータが得られた．得られた

土、石、木（セメント、鉄、人工化学材料を補助的に使用）

地球温暖化対策を考慮した持続可能な建設事業を進める上での建設材料の方向性

Outline of investigation for woodpiles dug up from Asuwa River
Atsunori Numata1, Akio Uesugi1, Masaho Yoshida2, Hikaru Kubo3 and Takashi Nomura4 (1Tobishima Corporation, 2Fukui National
College of Technology, 3Snow Management & Construction Technology Research Center of Fukui Prefecture and 4Fukui
Prefectural General Green Center)
KEY WORD：Woodpile, Global warming, Dug up investigation, Type of wood, Decay
資 3 - 19－1－

第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

カラマツ
アカマツ
5%
5%
不明
30%

不明
0%

カラマツ
0%

アカマツ
6%

100<=x
0%

ベイマツ
0%

x<1
9%

不明
9%

1<=x<26%松(松or松杭)
13%

ベイマツ
10%

50<=x<10019%

20

2<=x<515%

47

16

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%
スギ(オビスギ含む)
0%20<=x<50
17%

スギ(オビスギ含む)
81%

松(松or松杭)50%

図- 2鉄道および道路橋基礎，ビル住 図- 3
宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種

5<=x<1023%

10<=x<20
2%河川構造物：沈床，樋門，聖牛，
ウッドブロック，
牛枠，杭柵，板柵

河川構造物に用いられた木材の
樹種

図- 4

木材の設置期間

腐朽
0%

腐朽
40%

腐朽
40%

15

15

23

健全
60%

健全
60%

健全
100%

図- 5

地下水位変動域以浅における 図- 6
腐朽状態

地下水位変動域における腐朽
状態

図- 7

地下水位変動域以深における腐朽状態

データの内約 2 割が鉄道または道路橋梁の基礎，約 2 割がビルまたは住宅の基礎，約 4 割が河川構造物である．ここで河川構造物とは，沈床，樋門基礎，
聖牛，ウッドブロック，牛枠，杭柵，板柵などである．47 地点の樹種の内訳

その他(ヒノキ，サザンイエローパイン等)
0%

不明
17%

カラマツ
4%

ベ イマツ
9%
最大76年
(ビル基礎)

は，松または松杭と記述されたものが 3 割である．この中には，カラマツ（カラマツ属），アカマツ（マツ属），ベイマツ（トガサワラ属）が含まれると考23えられるが，これらを総称して松杭とすると，松杭は全体の約 4 割である．
全国的にはスギ花粉の問題もあり，木材の中でもスギの使用が課題の一つで

最大26年
(柵支柱)
アカマツ
最大86年
9%
(樋門基礎)

最大26年(沈床)
スギ(オビスギ含む)
26%

最大55年
(橋脚基礎)

あるが，スギも全体の約 4 割を占める．旧建築基礎構造設計基準7)によれば
松(松or松杭)35%

スギは，アカマツ，クロマツ，カラマツ，ベイマツと比べると圧縮強度は低
く，木材の分野ではスギの耐朽性はカラマツ，ベイマツと同等でありアカマ
8)

ツやクロマツよりもむしろ優れている ．しかし，一般に土木工事において

図- 8

地下水位変動域以深における樹は松杭が多く使われ，腐朽に対しても抵抗性が高いように思われている．
図- 2に，構造物基礎とし，鉄道および道路橋基礎，ビル住宅基礎，火力発電所水路基礎に用いられた木材の樹種を示す．不明を除けば，全てがカラマツ，アカマツ，ベイマツを含めた松杭である．図- 3に，河川構造物に用いられた木材の樹種を示す．約 2 割がアカマツ，ベイマツを含めた松杭であるが，残り 8 割はスギである．これは，一般的にスギはカラマツ，ベイマツと耐朽性は同等で，アカマツやクロマツなどよりも耐朽性が高い8)ことや，近年聖牛のような過去使用された工法を見直し木材を使用することがあり，この際現在大量に存在しているスギを使用したということが考えられる．図- 4に，木材の設置期間を示す．約半数が 10 年未満であるが，約 2 割は 50～100 年であり，データの中で最も古いものは，90 年であった．
木材は，空気，水，栄養，温度の 4 条件が満足されなければ腐朽しない．地下水位を想定すると，地下水位以下では空気がないので腐朽は発生しないと考えられる．しかしながら，地下水位は常に変動しており，実際には木材腐朽に対する地下水位を単純には決められない．また，地盤中であっても通気性の悪い地盤やその逆もあると考えられ，これらの条件がどのように木材腐朽に寄与するかは全く不明である．そこで，地下水位の条件を，地下水位変動域以浅，変動域，変動域以深の 3 つに分類した．
図- 5～図- 7に，それぞれ地下水位における腐朽状態を示す．なお，腐朽状態の判別は，それぞれの文献に従った．
目視による判別も多く含んでいる．地下水位変動域以浅や変動域では，健全であったものが 6 割あるが，腐朽したもの
資 3 - 20－2－

第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

も４割であることがわかる．このように，地下水位変動域以浅では，NN腐朽する場合としない場合があり，

水越橋
水越橋

今後どのような条件でこのような差が生じるのかを明らかにしてい福井県庁

く必要がある．一方，地下水位変動域以深では，100%が健全であり，地下水位以深では腐朽が進行しないことが過去のデータから明らかとなった．
図- 8に，地下水位変動域以深

幸橋
幸橋

における樹種の割合を示す．樹種
は，カラマツ，アカマツ，ベイマ

木田橋
木田橋

ツを含めた松杭が 5 割以上を占め，スギも 3 割近く存在している．一般に，土木工事用の木杭にはカラマツやベイマツを含めた松杭が使約500m

用されているが，スギも地下水位以深であれば腐朽が進行せず健全

図- 9であることがわかる．図中には，

木杭の堀出し地点（国土地理院 2 万 5 千分の 1 地形図「福井」に加筆）

それぞれの樹種の内，最も古かった年代を併記した．アカマツ，ベ(a)水越橋

(b)幸橋
写真- 1

(c)木田橋

掘出し前の木杭の状況
杭設置期間：1932年～2006年（74年間）

杭設置期間：1928年～2006年（78年間）

-5

右岸側
砂

10

10

20

粘土

30

スギ
礫混り砂

シルト混じり砂

砂質シルト

マツ属
-5

砂
-5

砂

礫質土

シルト

-10

シルト

シルト･
シルト質砂

シルト混じり砂

カラマツ属

砂
-10

シルト

シルト混じり砂

シルト

20

2.4m

N値
0

2.2m

2.7m

礫質土

シルト混じり砂

標高 GL(m)

0

0

GL(m)

30

N値
20

標高

20

10

礫混じり砂

0.9～2.1m

10

0

0

護岸

標高 GL(m)

礫混り砂

N値
0

3.7～3.9m

左岸側
0

1.0～1.3m

N値

橋脚基礎

1.1m

杭設置期間：推定1958年～2006年（推定48年）

シルト

シルト混じり砂

シルト質砂

シルト

砂質シルト

シルト混じり砂-10-15(a)水越橋

砂質シルト

(b)幸橋
図- 10

木杭掘出し地点の地盤柱状図
資 3 - 21－3－-15(c)木田橋第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

イマツ，松杭はいずれも 50 年以上経過したものがあり，水中下であればかなりの長期間健全な状態を保つことが確認された．一方，スギは調査した範囲では最大で 26 年であっボーリング位置た．
以上より，今回の調査範囲で木材は，地下水位変動域以深であれば樹種に関係なく，腐朽は進行せず健全であることが分かった．松杭は腐朽に対しても抵抗性が高いように思われているが，スギであっても地下水位変動域以深であれば抵抗性が高いことがわかった．
3. 足羽川における木杭の掘出し調査

5)3.1 調査位置

丸太採取位置2004 年 7 月福井豪雨では福井市内を流れる足羽川の堤防決壊等により甚大な被害が発生し，その後，福井県では 5ヶ年で足羽川河川激甚災害対策特別緊急事業による河床掘図- 11

削や橋梁架替等の工事（一部は福井縦貫線幸橋整備事業）（国土地理院 2 万 5 千分の 1 地形図「福井」に加筆）

水越橋付近での木杭採取位置とボーリング位置が進められた．この工事の最中河床より昔の橋梁の基礎である丸太状の木杭が数多く発見されたので，これらを堀出し腐朽に対する調査を実施した．図- 9に，木杭の堀出し地点を示す．それぞれ，現在の水越橋，幸橋，木田橋付近である．
3.2 年代の推定と地盤特性
木杭がいつ頃に施工されたのかを調査し設置期間を求めることで，どの程度の期間で木杭が腐朽するのか，または，腐朽しないのかといったことを明らかにすることが可能となる．写真- 1に堀出し前の木杭の状況を示す．また，図- 10に木杭堀出し地点の地盤柱状図を示す．なお，採取された木杭の目視観察によれば，木杭は河床より突出した部分では若干の損傷が確認されたものの，地中に埋まっていた部分に関しては極めて健全な状態であった．
(1)水越橋写真- 1(a)に，水越橋における木杭の状況を示す．水越橋の約 100m上流側の地点より，直径約 30cm長さ約 5mの木杭3 本と直径約 10cm長さ 1～2mの木杭 9 本が採取された．現場付近在住の技術者より，1958（昭和 33）年の橋梁拡張工事の際に設置された仮設歩道用の木橋の基礎杭との証言を得た．これより，設置期間は 48 年と推定できる．今回，掘出された木杭の中では杭径，杭長ともに最も大きく，年輪数も 100 年以上と古かった．図- 10(a)にこの地盤柱状図と，図- 11にその位置図を示す．木杭の深度は，杭の観察より河川内の地盤表面位置を推定したものであり，杭頭は約 1m河床より突出し，杭の大部分は砂層に貫入されていたと考えられる．
(2)幸橋
写真- 1(b)に，幸橋における木杭の状況を示す．幸橋からは直径約 20cm長さ約 2mの木杭 2 本が採取された．採取時には河床には多数の木杭が 0.9～1.0mの間隔で打設されており，杭長は 1.4m～5.7mとばらついていた．図- 12に木杭の採取位置とボーリング位置を示す．これより，木杭は旧幸橋のP7 橋脚基礎として使用されていたものであったことが分
かる．幸橋は，1862 年（文久 2 年）年に由利公正の提起により木造の橋が架けられ，念願が叶った当時の人々がこれを喜びこの橋を「幸橋」と呼ぶようになった．その後 1887 年（明治 20 年），1905 年（明治 38 年）に木造架け替え工事があり，1932 年（昭和 7 年）に木杭の採取された旧幸橋が鉄筋コンクリート橋として架け替えられている．この時期は，木杭採取位置ボーリング位置図- 12

幸橋での木杭採取位置とボーリング位置

資 3 - 22－4－

第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

ボーリング位置
採取位置

採取地点

水越橋

幸橋
木田橋

図- 13

木田橋での木杭採取位置とボーリング位置

表- 1

足羽川で採取された木杭の樹種判定結果
樹種鑑定結果：和名／学名

試料No.

太さ
（末口直径）

AswMk01

0.31m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk020.27m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk05

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswMk08

0.11m

マツ科／PINACEAE

カラマツ属／Larix

AswSw01

0.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )AswSw020.17m

マツ科／PINACEAE

マツ属（Sylvestris 節）／Pinus (sect. Sylvestris )AswKd01

0.30m

スギ科／TAXODIACEAE スギ属／Cryptomeria

科名

属名

西洋文化と日本文化が融合した独自の文化が華やかだった時期で，このようデザインが橋の形態，高欄，親柱等に取り入れられている．旧幸橋は 1945 年の福井大空襲や 1948 年福井地震にも耐え，2001 年の橋梁架替え工事に至っている9)．
以上より，採取された木杭の設置期間は 74 年と推定できる．図- 10(b)に地盤柱状図を示す．表層付近に礫質土と礫混
じり砂層があり，比較的N値も大きいことから，これらの層を支持層としていたと考えられる．
(3)木田橋写真- 1(c)に，木田橋における木杭の状況を示す．木田橋からは直径 30cm長さ 3.5mの木杭 1 本が採取された．図- 13に木杭の採取位置とボーリング位置を示す．採取位置は現在の木田橋近くに架かっていた 1928（昭和 3）年施工の銭とり橋の橋脚基礎であり，設置期間は 78 年と推定できる．記録によれば，銭とり橋は 1928 年（昭和 3 年）に森田末松氏
が私費 3 万円を投じた有料橋であり，1936 年（昭和 11 年）まで続いたとされている．木杭は，川のほぼ中央にあり，採取時には杭頭部約 1.4mが地盤より上に突出していたが，試験室に搬入された木杭を観察すると，杭頭部約 1.1mが長期間水で洗われたように滑らかに削られた痕跡があり，その上部が地盤表面より突出していたと考えられる．図- 10(c)に示すように杭頭部が 1.1mほど地盤より突出していたとすると，粘土層の下部にある砂質シルト層に杭先端があり，杭の大部分は粘土層内にあったと考えられる．杭頭部は水中に没していたと考えられるが，渇水期には水位面より上に存在していたと推測できる．
4. 樹種評価6)
木杭はよく「松杭」と言われるが，一口に「松」といっても，アカマツ（マツ属），カラマツ（カラマツ属），ベイマ
ツ（トガサワラ属），トドマツ（モミ属），エゾマツ（トウヒ属）などがあり，その性質（強度や耐朽性）は樹種により異なる．そこで，足羽川で採取されて木杭について樹種鑑定を行い，それぞれの属を明らかにした．水越橋については，
長い木杭 3 本の内 2 本，短い木杭 9 本の内 2 本，幸橋は 2 本，木田橋は 1 本について鑑定を行った．樹種鑑定方法は，
文献6)を参照されたい．なお，鑑定は独立行政法人森林総合研究所木材特性研究領域組織材質研究室の安部久博士によるものである．
表- 1に樹種の鑑定結果を示す．この結果，水越橋上流のものはカラマツ属（年輪が密であることからロシアカラマ，木田橋付近で採取されたツであると思われる），幸橋付近のものはマツ属（地域性を考えればアカマツだと思われる）
ものはスギ属（スギ属は一属一種）であることがわかった．
5. 調査結果
以上の結果を表- 2にまとめた．足羽川の 3 地点より旧橋梁や護岸基礎と考えられる木杭は，48 年～78 年経過したものであり，その樹種は，マツ科カラマツ属とスギ科スギ属であった．採取された木杭は，目視観察した限りでは，河床資 3 - 23－5－

第 7 回環境地盤工学シンポジウム，地盤工学会，2007.8.

表- 2項

足羽川で採取された木杭の調査結果概要

目

内

容

幸橋付近
水越橋上流
木田橋付近
Asw
Asw
Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw Asw
Asw
Asw
木杭No.
Mk01 Mk02 Mk03 Mk04 Mk05 Mk06 Mk07 Mk08 Mk09 Mk10 Mk11 Mk12 Sw01 Sw02
Kd01
橋脚（旧P7）基 橋脚（旧銭とり
用途（構造物名称）
橋脚基礎
護岸基礎
礎
橋）基礎
1932年（S7年） 1928年（S3年）
施工時期
1958年（S33年）と推測
1958年（S33年）と推測
2006
調査（採取）時期
2006
2006
2006
74年
設置期間
48年と推測48年と推測
78年
＊
114
150
116
－
－
－
－
－
－
－
－
－
37
33
43
年輪数
樹種鑑定
実施 実施
－
－
実施
－
－
実施
－
－
－
－
実施 実施
実施
マツ科カラマツ属
マツ科カラマツ属（樹種鑑定非実施のものも同種と推定）
マツ科マツ属 スギ科スギ属
樹 種
4.8
4.9
4.9
2.1
1.5
1.3
1.2
1.1
1.1
1.1
1.1
0.9
2.7
2.2
3.5
丸 全長(m)（2.4）
太 （うち地中部(m)＊* （3.7） （3.6） （3.9） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明） （不明）
寸 末口直径(m)
0.31
0.27
0.31
0.11 0.11 0.11 0.13 0.11 0.11 0.11 0.11 0.13
0.17
0.17
0.30
法 元口直径(m)
0.32
0.28
0.31
0.12 0.12 0.12 0.14 0.12 0.11 0.11 0.12 0.13
0.18
0.18 測定不能（欠損）採取位置

地盤との関係砂層

砂層

地下水位の位置

杭頭部は地盤より突出一部河川水位より上に出る

杭頭部は地盤より突出一部河川水位より上に出る

淡水

淡水

水の種別

礫質土
多くは粘性土．
杭先端部は礫混 杭先端部は砂質
じり砂層
シルト層
地盤表面より上に河川水位

杭頭より上に河
川水位

淡水

淡水

先端に金属製
キャップが付属。

その他＊：複数の計算結果の平均値，＊＊：地中部の長さは土砂付着状況や流水による浸食痕などにより推定

より突出した部分では若干の損傷が確認されたものの，地中に埋まっていた部分に関しては極めて健全な状態であった．
木田橋で採取されたスギでは，78 年間地中で健全であったことが確認された．また，採取された木杭を基礎とした旧幸橋，および，地震時における橋の使用は不明であるが木田橋の前にあった銭とり橋の基礎は，1948 年福井地震にも耐えており，耐震性についても木杭は決して低いものではないといえる．
6. まとめ(1) 木材腐朽は，空気の存在しないところでは発生しないと考えられ，これを考慮し地中の木杭を評価する場合，地下水位変動域以浅，変動域，変動域以深の 3 つの領域に分類することができる．
(2) 地下水位変動域や地下水位変動域以浅に設置された木材は，腐朽しているものと健全なものがある．
(3) 地下水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく 100%が健全であり，このような環境下では土木材料として十分な期間健全性を保つといえる．
(4) 土木材料としては一般にカラマツ，ベイマツを含めたマツが多く使われるが，スギについても同様に地下水位変動
域以深では健全性を保つことがわり，少なくも 78 年程度の年月では全く健全な状態を保つことがわかった．
(5) 足羽川で採取された幸橋付近と木田橋付近で採取された木杭は，1948 年福井地震を耐えており，このような木杭の耐震性は決して低いものではないと考えられる．
なお，今後採取した木杭について，さらに定量的な調査を実施する予定である．
謝辞：本研究は，福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に心より感謝申し上げます．
参考文献
1) 沼田淳紀・上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，pp.97-102，2006.8.
2) 塩井幸武：土木（道路）における杭基礎の変化･変遷について，土と基礎，54-6(581)，pp.9-12，2006.6.
3) 佐々木晴美：軟弱地盤でのくい工法による施工例，基礎工，pp.91-96，1981.2.
4) 沼田淳紀・上杉章雄・吉田雅穂・久保光：土木工事における木材利用の文献調査，第 42 回地盤工学研究発表会発表
講演集，投稿中，2007.7
5) 吉田雅穂・沼田淳紀・上杉章雄・久保光：足羽川における木杭の掘出し調査，第 42 回地盤工学研究発表会発表講演
集，投稿中，2007.7.
6) 上杉章雄・沼田淳紀・久保光・吉田雅穂：足羽川で採取された木杭の樹種評価，第 42 回地盤工学研究発表会発表講
演集，投稿中，2007.7.
7) 日本建築学会：建築基礎構造設計基準･同解説，技報堂，p.193，1960.11.
8) 屋我嗣良・河内進策・今村祐嗣編：木材科学講座 12 保存･耐久性，海青社，p.80，1997.3.
9) 福井県：幸橋景観整備計画，2006.6.
資 3 - 24－6－

足羽川で掘り出された木杭の健全度調査
福井工業高等専門学校

正会員○吉田雅穂

飛島建設防災Ｒ＆Ｄセンター 正会員 沼田淳紀，上杉章雄
福井県雪対策・建設技術研究所

正会員 久保 光

福井県総合グリーンセンター

源済英樹，野村 崇

１．はじめに現在，地球温暖化防止対策として，温室効果ガスを対象とした排出源対策と CO2 の吸収源対策の 2 つが提案されているが，このうち後者では，森林が持つ CO2 吸収能力などを活用した様々なカーボンストックの技術開発が行われている．
京都議定書で定められた我が国の CO2 削減目標 6%のうち，森林吸収による削減目標は 3.9%となっているが，近年の林業の低迷等により，その実現は非常に困難な状況にある．したがって，地球温暖化防止のためには人工林の手入れを適切に行うことが必要であり，国産材を積極的に利用することにより，植林→育成→伐採→流通→加工→利用→植林という森林管理のサイクルを安定的に循環させることが重要となる．ところで，我が国における木材利用を用途別で見ると建築用と製紙用がそのほとんどを占めており，土木事業における利用は約 2%と非常に少ないのが現状である．
これらのことを背景に，著者等は地球温暖化防止対策の一手段として木材の地中貯蔵によるカーボンストックに着目
し，かつては土木工事において使用されてきた木杭利用の復活を目指し，木材を地盤中に打設して軟弱地盤対策等に活用することを提案している 1)．しかし，鉄やコンクリートに比べて木材の場合は腐朽による強度低下の心配があるため，
近年では木材が基礎杭として利用される事例は極めて少ないのが現状である．しかしながら，文献調査によれば，地下
水位変動域以深に設置された木材は，樹種に関係なく健全であり，このような環境下では土木資材として十分な期間，
健全性を保つことが明らかとなっている 2)．本研究は平成 18 年に福井県福井市を流れる足羽川で掘り出された木杭の健全性を調査することを目的としており，今後の土木事業における木材利用の可能性について検討するものである．なお，本文では木田橋で採取されたスギの木杭の調査結果について述べる．
２．掘出し調査2004 年 7 月福井豪雨では足羽川の堤防決壊等により甚大な被害が発生した．その後，足羽川河川激甚災害対策特別緊急事業が採択され，2004 年度より 5 ヶ年計画で，河床掘削や橋梁架替等の工事（一部は福井縦貫線幸橋整備事業）が進められている．その工事の最中，足羽川に架かる水越橋，幸橋，木田橋の各地点より橋梁基礎等に利用された丸太状の木杭が数多く発見された 3)．
このうち，木田橋からは末口直径 30cm，長さ 3.5m の木杭 1 本が掘り出された（写真-1，2 参照）．樹種はスギ科スギ属であり 4)，年輪数は約 43 年であった．掘出し位置は現在の木田橋近くに架かっていた 1928 年施工の銭とり橋の橋脚基礎であり，設置期間は 78 年と推定できる．木杭は川のほぼ中央にあり，河川を鋼矢板で締切り河床面まで水位を下げて掘り出された．掘出し時には杭頭部約 1.4m が地盤より上に出ていたが，試験室に搬入された木杭を観察すると，
杭頭部約 1.1m が長期間水で洗われたように滑らかに削られた痕跡があり，その上部が地盤表面より突出していたと考えられる．図-1 に示すように杭頭部が 1.1m ほど地盤より突出していたとすると，粘土層の下部にある砂質シルト層に杭先端があり，杭の大部分は粘土層内にあったと考えられる．杭頭部は水中に没していたと考えられるが，渇水期には水位面より上に存在していたと推測できる．
３．健全度調査
図-2 は「木材保存剤の性能試験方法及び性能基準（JIS K 1571:2004）」に従い，目視により腐朽度を判定した結果である．同図に示す基準を参考に A，B，C の 3 名の評価者が木杭の状況を観察し判定を行った．なお，同図に示す河床面と水位面は図-1 より推定した位置である．同図より，河床面より下の部分，すなわち，常に地盤中に存在していたと推測される部分は被害度が 1 以下となっており，河床面上よりも腐朽程度が低いことが確認できる．
図-3 は木材の軟質腐朽の程度を調べるピロディン試験の結果である．貫入量が大きい方が軟らかいことを示し，25～30mm 以上の値が腐朽の目安となる．試験に用いた試料は，掘り出した木杭を深度方向に 50cm 間隔で切り出した厚さ

キーワード： 地球温暖化，木杭，スギ，腐朽，ピロディン
連 絡 先： 〒916-8507 福井県鯖江市下司町 Tel&Fax:(0778)62-8305 Email:masaho@fukui-nct.ac.jp
資 3 - 25

1.1m

杭設置期間：1928年～2006年（78年間）

N値
0

0

10

20

2.4m

礫混じり砂

粘土

スギ
砂質シルト

砂

標高 GL(m)

-5

シルト･
シルト質砂

砂
-10
シルト

シルト質砂

砂質シルト

-15

写真-1 木杭の掘出し状況

写真-2 木杭の全容

2.0

水位 面[推定]1.0

図-1 木杭掘出し地点の地盤柱状図

2.0

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0

深度(m)

深度(m)

-1.0
A
B
C
平均

-2.0

深度(m）

河床面[推定]

0.0

-1.0

-2.0

-2.0
＜被害度の観察 状態＞
0：健全
1：部分的に軽 微な腐朽
2：全体的に軽 微な腐朽
3：2の状態，か つ部分的に激しい腐 朽
4：全体的に激 しい腐朽
5：腐朽により 崩壊

-3.0

円盤面平均
円盤面
円周面平均
円周面

-3.0

-4.0
5

4

3

2

1

0

被害度

円盤面平均
円盤面
円周面平均
円周面

-3.0

-4.0

-4.0
6

-1.0

50

40

30

20

10

0

50

40

30

20

10

ピロディン貫入量(mm)

ピロディン貫入量(mm）(a) 飽和試料(b)気乾試料図-2 目視による腐朽度評価の結果

0

図-3 ピロディン試験の結果10cm の円盤状のものであり，飽和状態と気乾状態の 2 通りの保管方法で作製した．貫入方向は木杭断面の幹軸方向（円盤面）と木杭側面より幹軸直交方向（円周面）の 2 通りとし，それぞれ計 40 点および計 48 点の計測点を設けた．試験
方法の詳細は文献 5)を参照されたい．同図より，スギは晩材と早材の密度差が著しい樹種であるため，円盤面では貫入位置によるばらつきが大きい傾向が見られるが，平均値で判断すると両試料ともにほとんどの深さで貫入量が 30mmを下回る結果となっており，健全性を有していることが明らかとなった．
４．まとめ
足羽川で掘り出された設置期間 78 年のスギの木杭の健全度調査の結果，河床面下に存在した部分は腐朽程度が低く健全性を有していることが明らかとなった．今後は圧縮試験等を行い，より定量的な評価を行っていく予定である．
謝辞：本研究は平成 18 年度福井県建設技術公社産学官共同研究支援事業「脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究」の一部として実施したものである．関係各位に記して謝意を表する．
参考文献 1) 沼田淳紀，上杉章雄：地球温暖化対策のための木材利用の可能性について，第 14 回地球環境シンポジウム，土木学会，
pp.97-102，2006.8． 2) 沼田淳紀，上杉章雄，吉田雅穂，久保 光：土木工事における木材利用の文献調査，第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，投稿中，2007.7． 3) 吉田雅穂，沼田淳紀，上杉章雄，久保 光：足羽川における木杭の掘出し調査，第 42回地盤工学研究発表会発表講演集，投稿中，2007.7． 4)上杉章雄，沼田淳紀，久保 光，吉田雅穂：足羽川で採取された木杭の樹
種評価，第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，投稿中，2007.7． 5) 上杉章雄，沼田淳紀：岩見沢で掘り出した木杭の強度について，第 41 回地盤工学研究発表会発表概要集，pp.2401-2402，2006.7．
資 3 - 26

脱地球温暖化社会へ向けた建設工事への木材利用に関する調査・研究～産学官共同研究報告書～
平成 20 年 3 月 発行

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