建設の施工企画 ’13. 1

83

CMI 報告延長 10 m）を使用した。さらに，振動低減効果を高めるために鋼矢板に沿って EPS（水平方向 12 m，幅0.5 m，深さ 1 m）か空溝（水平方向延長 20 m, 深さ

地盤振動の伝搬経路対策と振動低減効果

1 m または 2 m）の設置を行った。地盤振動を比較した振動低減対策の内容と測定位置を図─ 1 に示す。なお，各対策の比較のため，測定は同一地盤にて行った。
〈測定における振動低減対策の内容〉（対策 1）鋼矢板のみ設置した状態（対策 2）鋼矢板に沿って EPS を設置した状態（対策 3）空溝の設置のみの状態

齋藤聡輔（対策 4）鋼矢板に沿って空溝を設置した状態(対策 1) 鋼矢板
6m
4m
2m
1m

1m

測定点

1．はじめに鋼矢板(深さ10m)

建設工事，道路供用等により発生する地盤振動は，付近の建物に物理的被害を及ぼし，周辺住民に精神的(対策 2) 鋼矢板+EPS影響を与える場合があり，問題となる場合がある。

6m4m

ここで振動低減対策を対象とした市街地における高2m
1m

架橋工事は，住宅や学校，病院など人口密集地区に対する地盤振動を低減することが求められている。その1m

EPS(深さ1m)

0.5m
鋼矢板(深さ10m)

ため，施工現場では，工事および道路供用後の振動低減対策が必要である。この現場では，ジョイントを減らした多径間連続橋を採用するほか，新技術である回(対策 3) 空溝

転杭施工による回転圧入鋼管杭基礎を用いるなど，沿11m
8m

道に対する振動発生量の低減に努めている。しかし，6m

施工現場の近くに住宅があることや橋梁架設位置で厚3.5m
2.5m
1.5m

層 50 m の沖積粘性土層の軟弱地盤が分布しているこ

1m

2mとから，さらなる，振動低減対策が必要になった。

1.5m

空溝(深さ1m)

本稿では，地盤振動の伝搬経路における振動低減対策として，鋼矢板や EPS（発泡スチロール）のよう

11m
8m

な入手が容易で様々な用途に用いられる材料を振動伝

6m
3.5m
2m
1m

搬経路の地中に設置して防振壁とした場合と，これら防振壁と空溝を組み合わせた場合について，現地振動

3m
1m2m

測定を実施し振動低減効果をとりまとめたものであ空溝(深さ2m)

る。また，その結果をもとに，施工現場における振動低減効果を予測した事例について報告する。

(対策 4) 鋼矢板+空溝
11m
8m
6m

2．現地振動測定の概要

3.5m
2.5m
1.5m

（1）振動低減対策の概要

1.5m
1m

防振壁の基本材料として，土止めや水止めに用いられる鋼矢板（Ⅲ型，水平方向延長 20.4 m，深さ方向2m

空溝(深さ1m)
鋼矢板(深さ10m)

図─ 1

振動低減対策の内容と測定位置

建設の施工企画

84（2）振動測定の方法’13. 1り 1 m の位置の測定点と防振壁を挟んだ測定点で振3振動測定では振動源として 0.7 m 級のバックホウ動レベルが大きく低減していた。対策 1，対策 2 の振を使用し，その走行時の振動を測定した。走行は，バッ動レベル L10 の低減量を図─ 4 に示す。図─ 4 は，バックホウ機体側面が振動低減対策箇所の近傍の測定点かクホウの機体側面より 1 m の位置の測定点を基準とら 1 m 離れた位置に来るようにし，約 6 m の走行範して，振動レベルの低減量を取りまとめたものである。

囲を前後進するものとした。バックホウの走行範囲とこの図より，対策を行った場合に振動低減量が増加し振動低減対策，測定点の位置を図─ 2 に示す。ていることから，対策による低減効果が確認された。

測定点は，振動源のバックホウの機体側面より 1 m

対策 1 は鋼矢板から 1 ～ 4 m 離れた位置で無対策のの位置に 1 点，防振壁を挟んで反対側に 3 点を設置し場合と比べて 3 ～ 5 dB 低減していた。さらに鋼矢板た。振動測定は，バックホウの前後進 1 往復を 1 サイに EPS を付加した対策 2 の場合では，振動低減効果クルとする連続した 3 サイクルを 1 回の測定とし，各はさらに 5dB 程度の向上が確認された。

振動低減対策について 3 回の測定を実施した。

80
1m
3m
4m
6m

75
70

測定点

6m

鋼矢板

6055
5045
前進

前進

後進

後進

前進

後進

40
35

2m
4m

0.5m

EPS
バックホウ

6m

1m 1m6m

振動レベル[dB]

65

30
0510

15

20

2530

時間[s]

2.8m

図─ 3

振動レベルの時間波形の比較（対策 1）

走行範囲

3m3m0

図─ 2

振動測定の位置（鋼矢板＋ EPS）

6m
4m
2m
1m1m

測点

EPS

測点 測点測点

鋼矢板

振動レベルの低減量(dB)

鋼矢板なし

EPS-5鋼矢板

鋼矢板あり
鋼矢板+EPS-10-15-20-25
1.010.0

バックホウの機体側面からの距離[m]
振動低減対策図─ 4

地盤振動の距離減衰の比較（対策 1, 対策 2）（2）空溝による振動低減効果（対策 3）
走行範囲
写真─ 1

振動測定の状況（鋼矢板＋ EPS）

3．現地振動測定の結果

対策 3 の空溝の深さが，1 m と 2 m の各測定点における振動レベル L10 の低減量を図─ 5 に示す。同図より，空溝の中心から 2.5 m ～ 7.5 m 離れた位置の振動低減量は，深さ 1 m（地表面の開口幅 2 m）の場合で無対策の場合と比べて約 5 dB であった。さらに空溝各振動低減対策について比較した結果は次のとおりである。

を深さ 2 m（地表面との開口幅 3 m）とした場合は，深さ 1 m の場合と比べてさらに約 3 dB の振動低減効果が向上することが確認された。

（1）鋼矢板と EPS の振動低減効果（対策 1, 対策 2）
対策 1 の各測定点における振動レベルの時間波形を図─ 3 に示す。同図より，バックホウの機体側面よ（3）空溝と鋼矢板による振動低減効果（対策 4）
対策 4 の振動レベル L10 の低減量を図─ 6 に示す。

建設の施工企画 ’13. 1

85

70

01m地点
3m地点
4m地点
6m地点

空溝
(1m)

-565

空溝あり(1m)

60

空溝あり(2m)

-102m

3m
1m
2m

-150.7 m
空溝(深さ1m）

空溝(2m)-20

0.7 m
空溝(深さ2m）振動加速度レベル[dB]

振動レベルの低減量[dB]

空溝なし

5550454035-25
1.010.030100.01.252.551020
1/3オクターブバンド中心周波数[Hz]バックホウの機体側面からの距離[m]
図─ 5

図─ 7

地盤振動の距離減衰の比較（対策 3）

080 AP

周波数特性（無対策）

0

振動低減効果(無対策-対策)[dB]

鋼矢板なし

鋼矢板

振動レベルの低減量(dB)

40

鋼矢板+空溝-5-10-15-20鋼矢板あり
鋼矢板+EPS-5-10-15-20-25

51.010.0204080

AP

1/3オクターブバンド中心周波数[Hz]バックホウの機体側面からの距離[m]図─ 610100.0

図─ 8

地盤振動の距離減衰の比較（対策 4）

周波数による比較（対策 1, 対策 2）

同図より，鋼矢板（空溝中心）から 2.5 m 離れた位置減効果を図─ 8 に示す。同図の振動低減効果は，無では，3 ～ 4 dB の振動低減効果が確認された。しかし，対策の場合における各周波数の振動加速度レベルに対鋼矢板からの距離が 4 m を超える位置では，対策のする低減量を比較したものである。

効果はあまりなく振動低減量はほぼ同じ結果となっ

対策 1 の場合は，63 Hz における低減効果はみられた。これは，振動低減対策の端部を回折した振動の影ないものの，その他の周波数では低減効果が確認でき，響を受けたものと考えられる。

その中でも 20 ～ 40 Hz で効果が大きく，他の周波数と比べて 5 dB 程優れている。さらに対策 2 の場合は，4．検証 ･ 考察

80 Hz を除く周波数で，鋼矢板の場合と比べて約 5 dBの振動低減効果の向上がみられた。

現地振動測定の結果から，振動伝搬経路における振②空溝の振動低減効果の特性
対策 3 の空溝の深さが 1 m と 2 m の場合の各周波動低減効果の検証を行った。

数における振動加速度レベルの低減量を図─ 9 に示
（1）周波数分析による振動低減効果
波数特性を図─ 7 に示す。同図より，振動源としたバッ
クホウの走行による振動加速度レベルは，5 Hz および 31.5 Hz の周波数が卓越しており，振動源より離れた測定点も周波数特性に変化はみられない。なお，各振動低減対策の比較では，測定下限値の 30 dB を下回る 3.15 Hz 以下の周波数帯域を除いた。
①鋼矢板と EPS の振動低減効果の特性
振動低減対策箇所を挟む測定点間の各周波数の振動加速度レベルの低減量について，対策 1 と対策 2 の低5振動低減効果(無対策-対策)[dB]

振動低減対策がない場合の各測定点の地盤振動の周空溝あり(1m)
空溝あり(2m)
0-5-10-15-20
5102040

1/3オクターブバンド中心周波数[Hz]図─ 9

周波数による比較（対策 3）80AP建設の施工企画

86’13. 1す。深さ 1 m の空溝では，25 ～ 80 Hz が主に低減し上記条件による地盤振動に対して，民家における振ており，その中でも 40 Hz の振動低減効果が優れてい動低減対策として，鋼矢板を 60 m 設置した場合の振る。深さ 2 m の場合も同様に 40 Hz の低減効果は大動低減効果を予測したコンター図を図─ 11 に示す。

きく，深さ 1 m の場合と比べてほぼ全ての周波数帯振動源より 15 m 離れた位置に鋼矢板を設置すること域で約 3 dB の振動低減効果の向上がみられた。

で振動低減の対象となる民家付近では，約 5 dB の低減効果が予測される。

（2）鋼矢板延長による振動低減効果の予測
民家など振動低減対策の対象となる場所や方向に対して，防振壁の設置により地盤振動の低減を図るには，防振壁の端部を回折する振動を考慮した対策を選定しなければならない。
本測定を実施した施工現場で，回転杭施工時における地盤振動の低減対策を検討するため，図─ 10 に示

民家

す敷地境界における鋼矢板の設置について振動予測を行った。振動予測は，地表面を回折する振動をより低減するために必要な鋼矢板の延長距離について行った。予測地点における振動予測は，道路環境影響評価

鋼矢板の技術手法における標準予測手法である距離減衰式 1）を基本とした。振動源からの距離 （r m）における振動レベル L（dB）を導くための距離減衰式の基本式は式（1）で示される。

図─ 11

振動低減効果の予測（3）現場での振動低減対策とその効果

民家図─ 11 では，鋼矢板を 60 m より更に延長することで，鋼矢板の端部から地表面を回折する振動が更に低減することが予測される。しかし，振動低減対象場

鋼矢板設置位置

所で地中を回折した振動の影響が大きくなり，鋼矢板の設置距離の延長による振動低減効果には限界があ10ｍる。
本測定を実施した施工現場では，振動源となる建設15ｍ
作業位置

機械の周囲に空溝を設けることで振動低減対策を図り，また，重点箇所に対しては，敷地境界に鋼矢板，

図─ 10

振動源に近い位置に表層部深さ 1 m の空溝を設けた。

振動予測における振動源と鋼矢板の位置r
L＝L0 － 15log10  r  －8.68α（r－r0）  0

このように工事中に振動低減対策を施すことにより，（1）

ここで，L0 は基準点における振動レベル，r0 は振施工現場周辺に対する環境対策を図ることができた。

5．まとめ

動源から基準点までの距離（5 m），αは内部減衰係数である。予測は，予測地点が振動源から離れるほど本稿において，現地振動測定より鋼矢板，EPS，空内部減衰係数の影響が大きくなり振動低減効果が有利

溝を組み合わせた振動低減対策の効果を検証した。そになると判断して，内部減衰係数を無視するものとしの結果，以下のことが明らかとなった。

た。振動の距離減衰は，図─ 4，5 の測定結果より導①鋼矢板を振動低減対策とした場合（対策 1），振動レいた近似式の係数を用いるものとした。回転杭施工時

ベル L10 の振動低減効果は 3 ～ 5 dB であり，EPSの振動の大きさは，オールケーシング工法における文を付加した場合（対策 2）では，さらに 5 dB 低減した。

献値 2） を参考として，基準点における振動レベルを周波数特性は，対策 1，対策 2 ともに 20 ～ 40 Hz

L0 ＝ 65 dB とした。

に対して優れた低減効果がみられた。

建設の施工企画 ’13. 1

87②空溝を振動低減対策とした場合（対策 3），空溝の深さ 1 m の振動レベル L10 の振動低減効果は約 5 dB であり，空溝の深さ 2 m では振動低減効果が約 3 dB向上した。周波数特性は 40 Hz で優れた低減効果が《参 考 文 献》
1）㈶道路環境研究所：道路環境影響評価の技術手法 2007 改定版，第 2 巻，pp. 330 ～ 338, 2007 年
2）㈳日本建設機械化協会 : 建設工事に伴う騒音振動対策ハンドブック（第3 版），pp.138 ～ 141, 2001 年みられた。
③振動低減対策の設置長さが十分でない場合，防振壁の端部を回折する振動の影響が大きくなり，低減効果が小さくなる。振動源に対する囲い込みや設置長さを延長することにより，振動の回り込み距離を大［筆者紹介］
齋藤 聡輔（さいとう そうすけ）
一般社団法人 日本建設機械施工協会
施工技術総合研究所 研究第四部
研究員

きくすることで距離減衰による振動低減効果の向上が期待される。

6．おわりに本稿の現地振動測定により，空溝，鋼矢板による振動低減対策が高い低減効果を発揮することがわかった。この結果が，今後，住宅密集地など地盤振動低減が求められる建設工事および道路供用における振動低減対策の参考になればと考える次第である。
一般社団法人

日本建設機械施工協会