的確で合理的な基礎設計を実現するための高精度な地盤調査技術
背景
兵庫県南部地震のような大規模地震が発生すると、埋立地や緩い砂質地盤は液状化し、地盤の沈下や側方流動が発生して、建物などに甚大な被害を与えることがあります。液状化による被害を防ぐためには、地盤の特性を把握し、適切な基礎の設計を行う必要があります。しかし砂質や礫質土は試料が乱れやすいため、高品質な地盤試料の採取が困難で、地盤の性質を正確に把握することができませんでした。
兵庫県南部地震で液状化による
被害を受けた護岸
概要
原位置凍結サンプリング法は、これまで試料の採取が難しかった砂質や礫質の地盤から、高品質な不撹乱試料を採取する方法です。地盤中に設置した凍結管に冷媒（液体窒素）を供給し、周辺地盤を凍結させた後コアボーリングで試料を採取します。凍結しているため、試料の乱れは発生しません。この方法の信頼性は、多くの実験により確認され、従来困難とされていた密度、液状化強度、静止土圧係数などの地盤定数の把握を可能としました。既に全国20箇所で適用実績をあげ、基礎の合理的かつ適切な設計に役立っています。
凍結サンプリング実施位置
コアサンプリングされた凍結土柱
原位置地盤凍結サンプリングの手順
特長
- この方法による採取試料は乱れが非常に少ないため、従来のサンプリング法では評価が難しかった地盤定数を正確に把握することができる。
- 正確な地盤定数の把握により基礎の合理的な設計が可能。
正確な調査による合理的な設計でコスト削減
鹿児島の事務所ビルでの適用例（1984年）
シラス地盤に計画された事務所ビルの、液状化の可能性を検討したところ、標準貫入試験のＮ値による評価では深さ7m〜10mが液状化するという結果になり、地盤改良の適用が予定されました。しかし本手法を適用して採取試料の液状化強度を調べたところ、想定地震のもとでは液状化しないという評価が得られ、地盤改良工事が不必要となりました。工事全体としては、地盤調査の費用を差し引いても、コストダウンとなり、また工期短縮にもつながりました。
シラス地盤における液状化判定結果
さまざまな地盤定数を正確に把握できます。
◎印は、他の方法では正確な評価が難しいものを示しています。
- ◎密度
- ○粒度特性
- ◎液状化強度
- ◎変形定数（せん断剛性、減衰定数）
- ○内部摩擦角
- ○透水係数
- ◎静止土圧係数
特許
本方法は下記の特許により、その新規性が示されています。
- 浅層土質試料の凍結サンプリング方法
- 深層土質試料の凍結サンプリング方法
- 礫を含む土質試料の凍結サンプリング方法
（他関連特許15件）
