地震大国と呼ばれる日本において、避けて通れないのが「液状化現象」への設計・施工リスク対策です。特に東京都内では、湾岸の埋立地や主要河川沿いの低地を中心に、建築物の不同沈下を防ぐための適切な地盤改良工法の選定が不可欠となります。
本記事では、液状化対策として実績の多い「鋼管杭工法」を中心に、他工法との設計・施工上の違いや発注時のコスト根拠について解説します。
液状化とは、地震の揺れによって砂質の地盤が液体のような状態になる現象です。地下水位の高い軟弱地盤で発生しやすく、発生すると建物が沈んだり傾いたりする重大な被害を招きます。東京都では、東京湾沿いの埋立地や隅田川・荒川などの大きな河川沿いに、リスクの高いエリアが集中しています。
液状化対策には複数のアプローチがあり、設計荷重や現場条件、予算によって適した手法を絞り込む必要があります。ここでは、現場の地盤条件や建物規模に応じて選定される代表的な「鋼管杭工法」「柱状改良工法」「砕石パイル工法」の3種類を比較しました。
各工法の力学的特徴や施工適応条件を正しく把握することが、適切な発注判断の第一歩となります。
| 工法 | 仕組み | 適した条件 |
|---|---|---|
| 鋼管杭工法 | 鋼製の杭を強固な地層まで打ち込む | 軟弱層が深く建物が重い場合 |
| 柱状改良工法 | 土とセメントを混ぜて柱状に固める | 中程度の軟弱地盤で一般的 |
| 砕石パイル工法 | 天然の砕石を詰め込んで杭を形成 | 環境負荷を抑えたい場合 |
表から分かる通り、工法によって荷重を支えるアプローチが異なります。液状化が発生した際の影響を抑えるには、支持層と呼ばれる硬い地盤まで杭を届けられるかが重要な鍵となります。地盤調査の結果に基づき、将来的なリスクまで見据えた選択が求められるでしょう。
鋼管杭工法が液状化に対して有効とされるのは、その支持構造にあります。この工法では、地表付近の液状化リスクがある軟弱な層を貫通させ、深い位置にある堅固な支持層に杭の先端を到達させます。
これにより、たとえ地震時に地表面が液状化して支持力を失ったとしても、強固な層に到達した杭によって建物を支え続けることができるのです。
優れた強度を誇る鋼管杭工法ですが、すべての土地にマッチするとは限りません。例えば、強固な支持層が極端に深い場所にある場合は、施工の難易度やコストが大幅に上昇します。鋼管の費用が高く、他の工法に比べて工事費用が高額になりやすいためです。
また、地盤が比較的安定しており、液状化リスクが低いとされる台地エリアなどでは、過剰なスペックとなる可能性も否定できません。
一般的な戸建て住宅(延床面積30坪程度を想定)で鋼管杭工法を発注する場合、工事費用の目安は100万円から200万円程度となります。坪単価に換算すると4万~6万円程度が相場※ですが、支持層までの深度(杭長)や本数、重機の搬入路・空地条件によって見積もり金額は変動します。
具体的な内訳については、以下の別記事にて詳しく解説しています。
東京都内で液状化リスクが高いとされるのは、足立区、葛飾区、江戸川区といった東部の低地帯や湾岸エリアです。これらの地域はかつて海や河川だった場所を埋め立てた経緯があり、砂質の地層が厚く地下水位も高いため、地震の振動に脆弱な傾向があります。
一方で、武蔵野台地が広がる文京区や世田谷区の内陸部は比較的安定していますが、古くからの水路跡などは局所的な対策が必要になるケースも珍しくありません。
液状化対策として非常に信頼性の高い鋼管杭工法は、確実な支持層に構造物を緊結することで、地震時の沈下被害を食い止めます。東京のような極端な地域特性を持つエリアでは、表面上の土地条件だけでなく、不可視部分である地盤の補強こそが構造物の長期的な資産価値を担保する鍵となります。設計荷重、土質、現場の施工環境を総合的に評価し、要求性能を満たす改良工事を選定することが実務者には求められます。
本メディアでは、東京の施工環境に対応できる地盤改良会社を建物の規模別に紹介しています。専門業者の検索にご活用ください。
ここでは、「戸建て住宅」「マンション・アパート」「高層マンション」など建物の規模別に、おすすめの地盤改良・地盤補強会社を3社紹介。
施工条件が厳しい東京エリアに対応している会社を厳選しています。
幅広い工法提案力と小型施工機で
小規模建築に対応
コンパクト施工と高支持力な工法で
中規模建築に対応
高支持力・低騒音を両立した工法で
大規模建築に対応
※1 N値50の地盤条件下での比較において、押込み451.0〜2,521.0kN、引抜き459.8〜1,923.9kNの支持力。中規模建築にも対応を検討しやすい支持力水準です。
支持力は地盤条件や設計条件などにより異なります。
参照元:報国エンジニアリング公式HPより(https://www.hokoku-eng.jp/ground-improvement.html)
※2 参照元:報国エンジニアリング公式HP(https://www.hokoku-eng.jp/ground-improvement.html)
※3 先端地盤が砂質土・礫質土で、拡大掘削倍率ω=2.00、先端平均N値50、節部径φ1200の条件において、最大約16,000kN級の先端支持力。
大規模建築にも対応を検討しやすい支持力水準です。支持力は地盤条件や設計条件などにより異なります。
参照元:ジャパンパイル公式HP(https://www.japanpile.co.jp/method/pdf/hyper-mega.pdf)