神⼾市における路⾯下空洞対策の• 阪神・淡路⼤震災（平成７年）の後、神⼾市・神⼾⼤学を中⼼とする技術者・研究者が協⼒し、地盤情報DB「神⼾JIBANKUN」を構築

産官学協働研究の紹介• 「神⼾JIBANKUN」は、神⼾市において⼀般公開され、神⼾市の減災研究になくてはならない地盤情報を与えるアーカイブ•神⼾の減災研究会会⻑

澁⾕ 啓神⼾市建設局

⼩松 恵⼀

神⼾の減災研究会の前⾝である「神⼾の地盤研究会、沖村孝会⻑（当時）」は、神⼾市と連携して、先端的な技術や知識と「神⼾JIBANKUN」を融合して神⼾市の⾃然災害の減災に活⽤することを⽬的として平成１１年に設⽴され、神⼾の減災研究会にもその理念は継承されている神⼾の減災研究会HP

http://kobe-gensai.com/

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空洞発⽣の傾向分析

神⼾の減災研究会(会⻑ 澁⾕ 啓 神⼾⼤学教授)の組織図(H30年度現在)

神⼾市が有する空洞調査データおよび空洞発⽣の原因となるデータを組み合せることにより，空洞発⽣の分類，傾向などの分析を⾏う．

【目的】
神戸における自然災害の防止・減災もしくは軽減に関連する調査・研究活動を行い，その成果を社会に還元すること．
【研究内容】（１）神戸市域内のインフラ構造物の調査、性能評価および対策に関する研究a)道路や河川構造物、宅地盛土等の土構造物を対象とし活⽤た点検手法及び対策要否に関わる研究b)既設盛土の耐震性評価と耐震化（２）豪雨による斜面災害に関する研究
a)土砂災害警戒情報の妥当性の研究
b)落石危険度の評価方法の研究（３）下水道管渠を対象とした健全度の評価及び予測に関する研究
a)神戸JIBANKUNNを活用した地盤と管路破損(補修箇所)との関係あるいは管内調査結果との関連性に関する検討（４）その他a)中高層建築物の耐震補強に関する研究b)神戸市の地震動特性に関する研究
連絡調整c)海岸構造物の耐震対策に関する研究

空洞調査データ（紙ベース）
変換
空洞調査データ（データベース）

GISを⽤いた空洞発⽣の傾向分析【ArcGIS】

データ○交通量○埋設物管路○汚⽔管内調査○地理(地盤特性)(神⼾市建設局道路部技術管理室)

ワーキンググループ○協和設計株式会社○ジオ・サーチ株式会社○中央復建コンサルタンツ株式会社 ○株式会社三造試験センター○株式会社昭和設計○中央開発株式会社 関西支社

多様な側⾯からの分析を省⼒化
分析結果の視覚化
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■ 空洞調査に基づく陥没等の災害予測に関する研究（１）概 要

神戸市内の路面下空洞データの抽出および評価（１） 空洞箇所の傾向分析（「空洞」217件での分析）（路面下空洞の傾向分析）

・近年全国的に道路陥没が頻繁に発生しており、空洞調査の重要性が高まってきている。
・過去の調査実績（紙ベース）をデータベース化するとともに、空洞発生箇所の傾向分析を行うため、地盤や土質の特性等との関連性、地下埋設物等との関連性を検証する。
・H9～H28で空洞調査を実施した件数は816件「空洞」と判断＝219件（2件:スコープ調査無）「空洞の可能性有」と判断＝547件「その他」と判断＝50件

深度0.4～0.6m＝約70％を占める

空洞発生箇所の大半が車道⇒車道上の交通荷重が空洞発生の要因と推測できる。

空洞の深度は概ね1.0m以内⇒浅層埋設で敷設されているものが要因と推測できる。

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神戸市内の路面下空洞データの抽出および評価

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空洞発生メカニズムの分類および事例分析
空洞の発生メカニズムは「吸出し系」と「沈下系」の2種に大きく分類「吸出し系」構造物
背面土砂の吸出し砕石，砂，真砂土が60％を占める

代
表事
例

路面下空洞は66.5％(123件)が異層間で発生している。
⇒交通活荷重による振動により、異なる路盤材料の境界面で空洞が発生

地盤内へ水が流入・流出を繰返し
徐々に土砂が浸食される
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空洞発生メカニズムの分類および事例分析

空洞発生メカニズムの分類および事例分析「沈下系」地下埋設物・構造物「吸出し系」地下埋設物破損箇所等からの吸出し周辺での水みちによる影響

代
表事
例

管渠等の継手部のズレ、破損箇所からの水の流入・流出の繰り返しで浸食される
地下水の変動等により構造物周辺の埋戻し土が圧密することが原因

地下鉄の影響によって水みちが形成され空洞が発達

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空洞発生メカニズムの分類および事例分析

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空洞発生メカニズムの分類および事例分析「沈下系」転圧不足「沈下系」埋戻し材に混入した異物(ガラ・木片など)の影響「沈下系」シールドや推進工事による影響

埋戻し時に残存していた空隙や，異物の腐食で生じた空隙が拡大することが原因

掘進で生じたゆるみが一方向に集中し，空洞を形成することが原因

代表事
例
地下水の変動等により構造物周辺の埋戻し土が圧密することが原因

空洞の下部に複数の埋設管がある1112

空洞発生メカニズムごとの分析

空洞発生メカニズムの分類および事例分析「沈下系」残置物(矢板，死管等)の①構造物背面土砂の吸出し「沈下系」コンクリート版や影響
スラグ路盤下の不等沈下影響②地下埋設物破損箇所等からの吸出し③地下埋設物・構造物周辺での水みちによる影響④転圧不足⑤埋戻し材に混入した異物(ガラ・木片など)の影響⑥シールドや推進工事による影響

残置物の処理不良によって周辺のゆるみが拡大することが原因⑦残置物(矢板，死管等)の影響

残置物の処理不良によって周辺のゆるみが拡大することが原因⑧コンクリート版やスラグ路盤下の不等沈下
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空洞発生メカニズムごとの分析

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空洞発生メカニズムの分類および事例分析
その他①構造物背面土砂の吸出し
空洞厚さ平均が0.35mと全平均0.20mと比較して大きい傾向④転圧不足
空洞厚さ平均が0.11mと全平均0.20mと比較して小さい傾向⑧コンクリート版やスラグ路盤下の不等沈下④転圧不足と同様に沈下系の空洞であるため，空洞厚さは小さい傾向※吸出し系より沈下系の空洞は成長性が低い傾向
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埋立地周辺による影響

圧密沈下を引き起こしやすい

空洞は国道174号に集中的に分布・埋立地では上載荷重の増加により圧密沈下が起こりやすい・液状化もしやすい
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交通量および人口数による空洞発生箇所の傾向分析

空洞発生箇所における地下水位の状況

24時間の交通量
10,000台以下の路線:4箇所20,000台以下の路線:12箇所
30,000台以下の路線:6箇所
40,000台以下の路線:2箇所
40,000台以上の路線:1箇所
交通量が高くなるほど、空洞が多くなる明確な傾向は見られない。
山岳部などの人口密度が低い地域より、人口密度が高い市内部
で、交通量が10,000台以上の路線に空洞が多い傾向である。

地表面からGL-10m以上の深いところに形成されている地下水位が浅層部の空洞に影響を与えたかどうかを判断することは難しい。

ArcGIS上での重ね合わせ図1718

汚水管による空洞発生箇所の傾向分析

汚水管による空洞発生箇所の傾向分析

神戸市公共下水道管路施設台帳システムのデータを用いて，空洞位置と下水道管路（汚水管渠）をArcGIS上に重ね合わせることで傾向分析を実施

汚水管渠が起因する可能性のある空洞箇所抽出結果一覧表
空 洞 深 度 (ｍ)3.0ｍ
管中心深さを1.5ｍで設定

空洞調査
結果
空洞汚水管渠
抽出結果

汚水管渠法線を中心に幅1.5ｍの範囲（全幅3.0ｍ）に存在する空洞位置を抽出

190～0.5

0.5～1.0 1.0～1.5計

空洞

47370

空洞の可能性あり

4252296計（Σａ）

89892180

空洞

95014

空洞の可能性あり

1115127計（Σｂ）

20

20

141

空洞

0.190.14

－

0.17

0.26

0.29

0.50

0.28

0.22

0.22

0.50

0.23

割合
空洞の可能性ありΣｂ/Σａ計84

空洞箇所：17％（14箇所/全84箇所）
空洞可能性箇所：28％（27箇所/全96箇所）
トータル：23％（41箇所/全180箇所）
概ね、空洞及び空洞の可能性がある箇所の1/4は下水道管路（汚水管渠）が起因する可能性がある

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汚水管による空洞発生箇所の傾向分析

汚水管による空洞発生箇所の傾向分析

空洞の発生に起因する可能性がある下水道管路（汚水管渠）に着目して分析を実施
空洞発生に起因すると考えられる異常
汚水管渠の管種別抽出スパン整理表
管種

スパン数

鉄筋コンクリート管割合

350.90硬質塩化ビニール管

40.10

計

39

空洞及び空洞の可能性がある41箇所に対し、汚水管渠は39スパン抽出された．
鉄筋コンクリート管：90％（35スパン/全39スパン）
硬質塩化ビニール管：10％（4スパン/全39スパン）

は、管内に管周辺の土砂を引き込む可能性のある異常と考える。
○破損 Ａ○継手部鉛直ズレ Ａ・Ｂ○継手部目地開き Ａ・Ｂ○クラック（鉛直） Ａ・Ｂ○クラック（水平） Ａ・Ｂ○木根侵入 Ａ・Ｂ
○浸入水 Ａ・Ｂ○取付管異常：破損Ａ，ズレＡ・Ｂ，
木根侵入Ａ・Ｂ，浸入水Ａ・Ｂ※Ａは最も異常の度合いが大きい（大きな不具合）
これらの管渠異常は以下の理由から空洞発生に起因すると考えて分析した．
・地下水や雨水で細粒分が管渠に流れ込む可能性が高い
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分析結果および考察

異常箇所数の管種別・異常種別集計表管種破損

鉛直ズレ

鉛直ｸﾗｯｸ

水平ｸﾗｯｸ

目地開き

浸入水

木根侵入

取付管異常

ＡＡＡＡＡＡＡＡＢ

Ｂ

Ｂ

Ｂ

ＢＢＢ計

鉄筋コンクリート管

50317802153221600

硬質塩化ビニール管

0000000000000000

計

50317802153221600100

全異常に対する割合

1000.05 0.00 0.03 0.17 0.08 0.00 0.02 0.01 0.53 0.02 0.02 0.01 0.06 0.00 0.00
※取付管異常：破損，ズレ，木根侵入，浸入水

空洞発生に起因すると考えられる異常は，継手部目地開きが54％（54箇所/全100箇所）を占めている。
空洞及び空洞の可能性がある箇所は，概ね1/4で下水道管路（汚水管渠）が起因している可能性がある。
下水道管路（汚水管渠）の管種が鉄筋コンクリート管で，継手部目地開きの異常が関係していると考えられる。
※具体的な異状箇所との確認はデータが不足しているため未実施である
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分析結果および考察「吸出し系」・「沈下系」に分類

空洞の発生に起発生対応型から予防保全型にする
ためには、①定期的に空洞探査を実施②多種かつ複雑な空洞発生要因を考慮した上での危険個所の把握が必要①「吸出し系」の平均空洞厚さは0.35mであり、最大厚さは0.62mと非常に大きい②周辺が埋立地であるという地質的要因が影響していると考えられる⇒各地域の地形特性（埋立地など）ごとに考慮していくべき

空洞発生箇所付近の地下水位状況

神戸市の空洞データから判断できた特質①地表面からGL-10m以上の深いところに形成されている地下水位が浅層部（空洞発生深度0.39m，0.34m）の空洞に影響を与えたかどうかを判断することは困難⇒地盤・水理特性および地下構造物などを考慮した広域地下水流動解析を行い，地下水による空洞への影響を把握する必要がある①浅層部では深度0.4～0.6mに空洞が集中②砂・まさ土・砕石よりも砂混じり砕石・スラグのような細粒分と粗粒分が適切に混合される地盤材の方が空洞の厚みが小さい23

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分析結果および考察
交通量および人口数による空洞発生箇所の傾向①交通量が高い一部の路線では，空洞が集中している傾向もある
が、交通量が高くなるほど、空洞が多くなる明確な傾向は見られない②山岳部などの人口密度が低い地域より、人口密度が高い市内部の交通量が10,000台以上の地域に空洞が多い傾向である⇒神戸市全地域を対象とした路線別交通量のデータと人口数データをArcGISに加えて精査して行く必要がある

空洞と下水道管路との傾向①空洞・空洞の可能性のある箇所は、概ね1/4が継手部目地開きの異状がある鉄筋コンクリート管が起因している可能性あり⇒具体的な異状箇所位置データをArcGISに加えて精査して行く必要がある
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