平野が抱える地盤工学的課題とその対策
.

坪

田

邦

濃尾平野における地盤工学的課題と対策例

治（つぼた くにはる）

中部土質試験協同組合

専務理事

. は じ め に低平な濃尾平野にみられる主たる地形は，伊勢湾に臨

萩

原

協

仁（はぎわら ともひと）

株 中部支社
基礎地盤コンサルタンツ

技術部長

高海面期には海成粘土層によって，また寒冷な低海面期には河床礫層によって，それぞれ埋め立てられ，海成粘土層と砂礫層とが互層する地盤が形成されている3)。

海する埋立地，沖積平野（沖積低地），台地・段丘，丘陵及び山地で形成されている。ここで主として対象とす
る濃尾平野における沖積地盤は，臨海部から50 km を超えて，岐阜県大垣市～揖斐川町付近まで広がっている。
その面積は，約1 300 km2 にも及び，東西 35 km 程度，
南北50 km 程度の平坦で広大な濃尾平野である1)。
この濃尾平野地下には，軟弱地盤とされる沖積層が西に向かって厚く分布していて，各種構造物の基礎地盤として想定する場合には，各種の留意が必要とされる。
本章では，改訂された地盤の層序を紹介するとともに，代表的な地盤工学的特性・課題及び濃尾平野における最近の各種構造物の調査・設計・施工事例を紹介する。

. 濃尾平野を形成する地盤の特徴と層序区分
濃尾平野に分布する海抜ゼロメートル地帯の分布を図―.に示す。またこれらの地域に分布する地盤につい図―. 濃尾平野の海抜ゼロメートル地帯2)を改編て，代表的な地史と併せて記載した層序を表―.に示す。さらに，近年のテフラ分析やボーリングコア試料に表―. 濃尾平野における層序区分3),4)を改編

基づく知見によって修正された海面レベルと堆積層の関係を図―.に示したが， AT （姶良（あいら）丹沢テ
フラ 26～ 29 ka （ ka 1 000年））の降灰層準が濃尾層の中部にあると判定されたことで，濃尾層の下位にある
第一礫層の年代が26～29 ka より古くなる可能性が高くなった3)ことが比較的新しい着目点である。
また，熱田層下部の年代も，挟在する広域テフラから，
110～ 130 ka と推定された3) 。これらのことから，表―.や図―.のように，伊勢湾周辺地域における海面変動と堆積層の関係が明らかになってきており，地盤を評価する際（特に濃尾層，第一礫層）に留意が必要である。
当地域を形成する地盤の大きな特徴として，東高西低の傾動地塊を形成していることである。その地形的特徴
は，平野の西に位置する養老山地が隆起し，平野部では
木曽三川下流域を中心として沈下が継続している。また，平野の東に位置する猿投山方向に向かって地層の分布深度が浅くなっている。このような地盤変動によって，濃尾平野は西部が沈降し，その結果，木曽三川も西に集合した地形になっていることが大きな特徴といえる。
また，図―.に示すような伊勢湾臨海部の地盤の分
布状況をみると，氷河性海面変動の影響を受け，温暖な66

地盤工学会誌，―（

)

講

このように，濃尾平野では，堆積の場が濃尾傾動運動

座は rs ≒ 2.6 ～ 2.7 g / cm3 程度を示している。一方，自然による影響を受けているが，礫質土か，砂質土か，ある

含水比については，名古屋港の南陽層（粘性土）では，

いは粘性土が堆積するかについては，他の臨海平野と同wn≦100が多いといえる。

次に，南陽層（粘性土）の液性指数（IL）の深度分布

様に，氷河性の海面変動によって影響されている。

を図―.に示す。浅い深度では，IL≧1.0となっている

. 濃尾平野の代表的な地盤工学的特性

ことと，平均値でも IL ＝0.831 となっており，自然含水

濃尾平野の沖積低地部における代表的な地盤である名古屋港付近の南陽層（濃尾 Amc ，粘性土）の地盤特性

状態が液性限界に近い値を有する鋭敏な土であることが大きな特徴といえる。
代表的な力学特性を示す。各地層の層厚は地域により大きく変化するもの



の地盤特性については概ね同様な地盤工学的特性を有し

図―.に液性限界（ wL )～圧縮指数（ Cc ）を示す。
我が国の港湾地域における相関式 Cc＝0.015(wL19）とていると考えられる。



代表的な物理特性

スケンプトンの相関式 Cc＝0.009(wL10）を示している。

土粒子密度及び自然含水比の深度分布を図―.に示

当地域の南陽層（粘性土）の特性は，港湾地域の相関す。南陽層（粘性土）は比較的均質であり，土粒子密度式に近似し，概ねスケンプトン式よりも上方に分布していることが分かる。図―.に当地域の南陽層（粘性土）
を三笠の状態図にプロットした。本状態図は，完全練返
し状態を最低位と考える構造の評価法であり，鋭敏比が構造の定量化に用いられる。当地域の南陽層の鋭敏比は，比較的大きな値であり，「鋭敏粘土～超鋭敏粘土」の領域に分布しており，前述を裏付けていることが分かる。

. 地盤工学的課題と各種の調査・設計・施工
例
.. 濃尾平野の地盤工学的課題
事業計画が決まれば，地形を判読することによって，
図―. 濃尾平野における氷河性海面変動曲線4)を一部編集

計画地域の一般的な構成土質が推定でき，設計・施工時の課題点を予測することが可能である。特に沖積低地を構成する沖積層は，堆積してからの経過時間が短く，かつ現在の土被り以上の荷重が載荷されていないため軟弱地盤を形成しており，様々な地盤工学的課題を抱えている。濃尾平野における地形条件と構成土質と地盤工学的課題を整理すると
表―.となる。地盤工学

図―. 濃尾平野臨海部の地質断面図5)を一部改編

的に種々の課題を有する地
盤は，その分布域を考えると，濃尾平野の南～西部に集中して分布しているといえる7)。
また，国内の臨海平野と同様に，濃尾平野でも1961
年 以 降 ， 1975 年 頃 ま で は著しい地盤沈下を呈した。
代表的な沈下の分布地域は，
木曽三川河口周辺と日光川の中・下流域であったが，図―. 土粒子密度・自然含水比の深度分布6)
August, 2019

図―. 液性指数 IL の深度分布6)

その後の地下水揚水規制によって，概ね，沈下速度の
67

講

座

表―. 濃尾平野の地形条件と地盤工学的課題7)を編集

図―. 液性限界と圧縮指数の関係6)に加筆

図―. 三笠の状態図における分布6)に加筆

鈍化が続いている（図―.参照）。
一方，同図には，揚水規制によって，昭和 50 年代以

図―. 濃尾平野における地盤沈下と地下水位8)を一部編集

降，地下水位の回復上昇がみられ，現在では，市街地掘（●●地盤沈下量，□〇△地下水位）

削の際の大きな障害（基礎工計画時の浮力増加の課題，
液状化地域の拡大など）となりつつあることも，他の臨るかの予測も実施されており紹介する。なお，これらの海平野と同様に，設計・施工上では十分な留意が必要と解析には，砂から中間土，粘土までを同じ理論的枠組でなる。

記述する弾塑性構成式（ SYS カムクレイ・モデル11) ）.. 埋立地の大地震影響予測と提言を搭載した水～土骨格連成有限変形解析コード

名古屋港ポートアイランド（以下 PI，図―.参照）

GEOASIA12)が用いられている。

PI 直下の地盤モデルには，名古屋港の機能維持のため，毎年多くの浚渫土が

仮置きされている。 PI は， 1975年に建設が開始され，当地域の地盤モデルは，図―.に示すように，標高

現在，第 3 PI まで建設が完了しており，その面積は

10 m 程度に沖積粘土層（ Ac1 層）が西航路側で約 15

220 ha となっている。

m ，東航路側で約 30 m 堆積している。その下位には，

この埋立高さは，計画時には標高＋6 m であったが，N 値が 30強の密な砂である沖積砂層（As 層）が東西方

現在では標高＋ 16 m に達している。このことから，今向に 1 ～ 10 m 程度と，やや軟弱なシルトである沖積粘後，切迫する南海トラフ地震によって， PI の護岸が被土層（ Ac2 層）が西に厚く堆積している。さらにその害を受けると浚渫土が港内に流出する可能性がある。こ

下位には， N 値≧50の洪積の礫混じり砂層（Ds 層）がのことは，名古屋港の機能低下に留まらず，震災救援や堆積する。解析では， Ds 層がせん断弾性波速度 Vs ＝復興・復旧支援の遅れに直結するため， PI の耐震性評

310 m /sec を示すことを踏まえ，この Ds 層以下（標高

価及び耐震性の向上は，濃尾平野においても喫緊の課題

46 m 以深）を工学的基盤面に設定している11)。

である。
切迫する南海トラフ大地震が発生した際に，地震中～
地震後に PI に生じる被害を把握することを目的としてまた図―.に示すように，対象範囲が広域で，東西方向で地質構成が大きく異なることを考慮しつつ，解析
対象の地盤モデルを設定している。

解析が実施されている9),10) 。また， PI への浚渫土の埋

ここで，上部の Ac1 層は，厚い層厚を有しているこ立を今後も継続した場合，地震被害がどのように拡大すとから， AcU1, AcU2, AcU3 の 3 層として解析モデルと68

地盤工学会誌，―（

)

講

座

図―. PI の航空写真（名港管理組合より提供)9)
図―. 第 1 PI 地盤モデル10)を一部改変

図―. 入力地震動10)図―. 地震終了直後のせん断ひず
図―.
 粒径加積曲線の比較10)

み分布10)
表―. 動態観測値と解析値の比較14)を基に作成

図―.
 施工位置図13)を一部改編
図―. 水平変位量と沈下量10)PI が大変形を引き起こし，基礎地盤・埋立地盤は大きなせん断ひずみが発生していることが示されている。
している。また，その下位に分布する Ac2 層を AcL と特に，天端高が 20 m の場合には，埋立地盤がコンク

し，埋立層を Bc 層として 5 層区分としている。これら

リート護岸に乗り上げる解析結果が得られている。また，の埋立層厚は，26 m にも及んでいる。

埋立地盤から捨石マウンドの下にかけて，すべり面のよ

地盤特性と入力地震動

図―.には Bc 層と Ac 層の粒径加積曲線を示す。
粒径分布には若干ばらつきがあるが， Ac 層と Bc 層の粒径分布はほぼ同一とみなせることから両層は同じ種類の材料としている。
また，図―.に，想定されている南海トラフ大地震

うにせん断ひずみが発生し，捨石マウンドも大きく変形
し，護岸は海側へ約 15 m 程度変位する（図―.）としている。
埋立高の違いに着目すると，埋立高 20 m のケースは，埋立高 16 m に比べて変形が大きく，基礎地盤や埋立地
盤の広範囲にひずみが発生していると予測している。

の入力地震動の波形を示す。当地域で予測されている最

現在の埋立高は 16 m であるが，追加の＋ 4 m の埋立大クラスの地震であり，最大加速度が約 500 gal であり，てを行うことにより， PI の耐震性がさらに低下すると継続時間が長い地震動であるとされている。

予測している。



解析結果と提言

以上の結果から，現状（埋立高さ 16 m ）以上のかさ図―.は地震終了直後におけるせん断ひずみ分布を上げは，危惧される南海トラフ大地震が発生した際に，示す。埋立高さ H ＝ 16 m, H ＝ 20 m 共に，地震により

浚渫土が港湾内に流出する危険性が高いことを提言してAugust, 2019

69

講

座

いる。今後，護岸の耐震性向上の対策（護岸前面に抑え盛土）などが望まれる。

B では，大きく異なっている（表―.）。また，安定対策として実施している両側深層混合処理施工の A 断面

.. 軟弱地盤上の道路盛土工と対策事例

よりも，片側深層混合処理施工の B 断面での沈下量が2017 年 10 月 22 日に開通した東海環状道路における養大きいことが判明した。このことから，観測結果にフィ

老 JCT～養老 IC 区間13)（図―.）において，軟弱地

ッティングするために，ドレーン施工に伴う強度低下を盤上に急速施工された大規模な道路盛土の動態観測と数考慮した変形係数の再設定など，解析上で下記の 3 段

値解析沈下量についてのフィッティング結果を紹介する。

階の見直しを実施し，動態観測結果に近似させている。

当地域の地盤（図―.）は，海成粘土層で構成され



圧密定数の再設定

る沖積粘性土層（Ac1 層，Ac2 層）が，H＝5 m 程度の

養老 IC に限定した地盤材料試験結果を採用して，圧中間砂層を峡在させて，合計層厚 H ＝20～ 25 m と厚く

密定数を再設定した結果，解析断面 A に関しては比較分布している。この Ac 層は，圧密降伏応力 pc ＝ 200～

的沈下量が近似してきた（沈下量の差違 DS＝ 0.3 m）。

230 kN/m2 を有している。

ただし，解析断面 B では DS ＝ 1.65 m と近似していな

この地盤に，高さ H≒12 m（盛土量 V＝30万 m3）のい。

道路盛土を施工する場合，無対策での一次元圧密解析に


おける沈下量は約 160 cm ，圧密度 90 に要する日数は約1 300日（3.6年）を必要とすると算定された14)。

変形係数の見直し

当初は，道路橋示方書に基づき換算係数 a を適用していたが，吉中による孔内水平載荷試験で求めた変形係

また，当現場では残留沈下量として，供用開始後 3

数 Eb と標準貫入試験の N 値による相関式 Eb＝700N を

年間で10 cm とされていることと，工期の関係から急速採用した結果，解析断面 A では DS ＝ 0.12 m と改善さ施工となり，地盤改良工（プラスチックボードドレーン

れたが，解析断面 B ではまだ DS ＝ 1.28 m と大きな差（ピッチ70 cm，正方形配置））を施工している。併せて，違がみられた。

急速施工の盛土安定対策工として，用地境界部を中心に深層混合処理工を施工している。



地盤改良工施工による中間砂層の変形係数の低減

最終的な解析モデルは，盛土立上り時点の沈下量と余図―.に示すように，解析断面A, B ともに合致し盛高を考慮したモデルの見直しとともに，B 断面ではドているとはいいがたい結果となった。特に，解析断面

レーン打設に伴う中間砂層の変形係数の低下を考慮する工夫を実施している。 A 断面では，中間砂層は深層混合改良工により拘束されているが，B 断面では片側のみの深層混合改良工であったことから，中間砂層の剛性が低下するとして解析している。
以上のフィッティング結果，両断面ともに DS ≦ 30
cm となり，解析と動態観測結果の差違の解消を実施したとしている。
.. 濃尾平野における河川堤防の耐震照査と対策
例

木曽三川堤防の地盤状況と地震による沈下状況

木曽川，長良川，揖斐川からなる木曽三川が流下する
濃尾平野には，図―.に示すように河川堤防下に緩い図―. 養老 IC の地質縦断図13)に加筆

砂質土や柔らかい粘性土層が広範囲に厚く堆積している図―. 解析断面における動態観測結果と解析値の比較14)に一部追記
70

地盤工学会誌，―（

)

講

座

表―. 地震時の堤防被災モード区分

図―. 木曽三川下流部の基礎地盤断面図

図―. 砂圧入式静的締固め工法の機械構成17)ことが求められるが本工法は両方の施工条件を満たして
図―. 木曽三川堤防の動的照査結果例（すべり型）

おり，河川堤防として初めて採用されている。
本工法の締固め機構等を図―.，施工に使用されてため，巨大地震発生時の液状化被害が懸念されている15)。

いる流動化砂を図―.に示す。
流動化砂とは，材料砂に流動化剤を添加し，その保水

1944 年に発生した東南海地震においては，地震後に効果で間隙水の粘性土を高めるとともに，砂と水の分離

被災状況の聞き込み調査が実施されており， 3～ 4 m のを抑制させてポンプ圧送を可能にした流動状態の砂であ沈下が数箇所， 1～2 m の沈下が 10数箇所確認されている。流動化砂の周囲地盤は締め固められ，流動化剤は時る。

間の経過とともに塑性化剤の効果で凝縮しその後は通常

木曽三川の耐震照査と地震時被災モードの整理

木曽三川堤防は，全国に先駆けて河川堤防の液状化被の砂に戻る。
.. 名古屋駅周辺地域における豪雨対策

害に関する地質調査や各種検討が行われており，現在で名古屋市上下水道局は， 2000 年 9 月東海豪雨と 2008

は国の「河川構造物の耐震性能照査指針」等に基づく耐年 8 月豪雨を踏まえて緊急雨水整備事業を実施してい震点検が進められている。

る18） 。現在，事業を展開している雨水調整池整備は 3

この現行の堤防耐震照査指針では，静的照査法

地域（中川運河上流地域，堀川左岸地域，中村中部地域）（ ALID ）で残留堤防高による耐震性能を照査するが，で，緊急雨水整備事業は降雨量 60 mm / h に対応できる

木曽三川堤防ではこの他に，図―.に示す動的照査法

施設整備としている。今回の整備で東海豪雨と同水準の（LIQCA）の実施や表―.に示す地震時の堤防被災モー

降雨量 97 mm / h でも床上浸水をほぼ解消できることを

ド区分を整理している16) 。すべり型の区分は，堤防直目標としている。図―.に示すような名古屋駅周辺地

下に液状化層が分布する，又は非液状化層が層厚 3 m

区は，周辺に比べて地盤の標高が低く，豪雨時には周辺

以下としており，木曽三川の大部分がこのすべり型に区からの雨水が集まりやすいという地形的な課題を抱える分されている。

地域である。

木曽三川堤防では，このような堤防被災モードや堤防

名古屋中央雨水調整池は，西区押切公園内の発進立坑

横断構造物への影響，緊急輸送道路とのアクセススポッ

を起点に，天神山交差点～菊井町交差点～明道町交差点

トの機能確保の観点から，広域な防災減災対策が進めら～山王橋交差点の各地点を結ぶ全体延長が 5 km 程度で，れている。

外径 6.5 m ，内径 5.75 m の流下貯留方式の雨水調整池

都市部を流下する河川堤防の耐震対策事例（貯留量は約104 000 m3，深さ45～55 m）が計画されて都市部を流下する庄内川下流部の一部で，図―.にいる。この大深度地下での雨水調整池の構築は，シール

示す「砂圧入式静的締固め工法」が採用されている17)。

ド工法で計画され， 2021 年度までの完成を目指してい都市部における河川堤防の堤内側対策は，通常，大型のる。

施工機械の採用が困難で，また地下浸透流を阻害しない
August, 2019

このプロジェクトの課題として，計画深度の地層は，
71

講

座

図―. 締固め効果の発生機構17)
図―. 流動化砂の状況17)

供用開始されている名古屋高速 6 号清須線の高架構造
物の基礎地盤直下に雨水調整池が計画されていることから，この名古屋高速 6 号の高架構造物への近接施工となり，建設に伴う影響を及ぼさないような最大の留意が必要となる。このためには，動態観測などを用いた情報化施工が必須の条件となると考えられる。
.. 海岸保全施設の耐震対策について

図―. 名古屋中央雨水調整池の位置図18)に追記

海岸堤防の耐震化事業

濃尾平野の海岸堤防を管理する愛知県では，「あいち
地震対策アクションプラン」と称した耐震整備事業が平成14年から順次進められている。
沿岸 22 市町村すべてが南海トラフ地震防災対策推進
地域（ 2014 年 3 月）に指定されたことを受け， 2015 年
からは第 3 次地震対策アクションプラン19) によって海岸堤防の減災対策が実施されている。


レベル 2 地震動に対する耐震性能照査

海岸堤防の耐震性能照査は， 2002 年当時から動的照査法（ FLIP）が採用されており，同解析に必要な繰返し非排水三軸試験などの土質調査も盛んに実施されてい図―.
 排水量測定による ev～gmax 関係

る。
また，これらの耐震設計及び耐震性能照査の妥当性を評価することを目的とした「愛知県海岸堤防耐震設計技術助言会議」が 2016 年に設立され20) ，有識者からの助言を受けながら耐震対策事業が進められている。
助言会議では，地質調査から動的照査の解析条件及び結果まで広い範囲の議論がなされるが，助言会議を踏まえて実施したのが図―.～.の液状化試験後の排水量測定21） である。この排水量測定からせん断ひずみ

gmax ，体積ひずみ ev ，相対密度 Dr などの関係を整理しておき，動的照査で得られた FEM 要素のせん断ひずみ

図―. 排水量測定による ev～Dr 関係に対応する体積ひずみ量，すなわち，過剰間隙水圧の消散沈下量を算出して残留堤防高を算定している。


海岸堤防の耐震対策事例

海岸堤防の耐震対策としては二重鋼矢板工法の採用実績が比較的多い。本工法は，堤防の法肩に鋼矢板を設置

ント改良で機械撹拌させた中層混合処理工法22) といった設計 VE 案も土質施工条件に応じて採用させている。

. 濃尾平野における地盤データベース23)

して頭部をタイロッド等で連結させる構造で，液状化に

地盤工学会（旧土質工学会）中部支部が関与した地盤伴う地盤流動を抑えて堤防の沈下量を軽減する工法であ

資料集は，1969年発行の「名古屋地盤図」，1987年発行

る。本工法の動的照査例21) を図―.に示すが，耐震の「名古屋地域地質断面図集」，1988年発行の「最新名設計では残留堤防高さの照査の他に，鋼矢板の部材照査

古屋地盤図」，その「最新名古屋地盤図」資料編の掲載や支持力照査等も実施している。

データをデータベース化した 1990 年発行の「最新名古近年では，図―.に示す堤防直下の液状化層をセメ
72

屋地盤図資料編データベース」，書籍の「最新名古屋地地盤工学会誌，―（

)

講

2)
3)

4)
5)

6)
図―. 二重鋼矢板工法の動的照査結果例

7)

8)
9)

10)
図―. 中層混合処理工法による対策事例22)

11)

盤図」をデジタル化した「最新名古屋地盤図 CDROM版」である。特に，「最新名古屋地盤図」においては，
約12 000本のボーリング調査報告書を収集し，中部地質12)

調査業協会と学識経験者の協力により，信頼度の高いと思われるボーリングデータのみを選別して掲載している。
その後，2017年 3 月に，「最新名古屋地盤図（追補版）」

13 )が CDROM 形式で発刊されている。この最新名古屋地
盤図（追補版）CDROM は，以下のような改訂方針で14)進められた。


地盤情報の収集・整理・精査（ボーリング柱状図，地下水位，土の工学的性質）






地盤情報に関する知見の改訂
地盤環境情報等に関する知見の追加（地下水の水質，有害物質の含有量・溶出量）




15)

16)

地盤情報管理体制の構築

 では，最新名古屋地盤図に収録されていこの結果，

17 )たボーリングデータに，新たに 440本のボーリングデー
 では，東日本大震災以降に得らタが追加された。また

れた地震動に関する新たな知見が十分に反映できていな
い。

18)
19)

 については，地盤工学会中部支部が保有すさらに，る地盤情報，国土地盤情報検索サイト「 KuniJiban 」，
名古屋市地盤環境情報，愛知県地盤環境情報などを統合したデータベースの早期構築・公開とともに，中部地域の地盤情報管理体制の構築が望まれる。
参

1)

考

文

August, 2019

22)

23)

献

地盤工学会ジオテクノート15層を中心に―，p. 19, 2006.

20)
21 )

濃尾平野の地盤―沖積座

飯田汲事・桑原 徹濃尾平野の地下水位変動と地盤沈
下と地下水，名大出版会，pp. 101～148, 1985.
牧野内 猛・塚本将康・檀原 徹・山下 透・内園立
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