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液状化とは?液状化現象のメカニズムと液状化対策

液状化とは?液状化現象のメカニズムと液状化対策



皆さまは「液状化」という現象をご存じですか。2011年の東日本大震災では広範囲にわたって「液状化現象」が発生し、建物の傾斜や断水・ガス供給ストップなど、大きな被害を生み出しました。未だ記憶に残っている方も多いのではないでしょうか。
今回は甚大な被害をもたらす液状化現象のメカニズムと対策をご説明します。


液状化現象が発生するメカニズム

液状化現象とは、地盤が液体のように変わり、不安定な状態になる現象のことです。
一般的な建築物はその底面にある基礎によって支えられています。そして、基礎は地面からおよそ100メートルの深さにある地盤によって安定を保っています。「地盤の安定」が崩れると、建物自体も安定性を失ってしまいます。液状化現象が起きるのはまさにこのタイミングなのです。
通常、地盤は砂粒同士が接融していることで強さと安定性を維持しています。ところが地震が発生するとその揺れによって地盤全体が変形して隙間にある水を押し出す力が働き、水圧が瞬間的に高くなり、砂粒同士が接融する力が弱まって「泥水」のような状態になります。そのため、建物はまるで水の上に浮いているような不安定な状態になり、自らの構造を支えることができず、地震の揺れの影響を大きく受けてしまいます。
そして地震発生後には、泥水の中の砂粒が沈降し、砂粒と砂粒の隙間が地震前よりも小さくなり地盤が沈下します。また、圧力の高まった地下水は「噴砂」や「噴水」の形で地表面に噴き出します。さらに地上の建物の中で重いものは沈降し、地下の水道管などの軽いものは浮上します。 これらが、液状化現象が発生するメカニズムです。


液状化によって生じる被害

液状化現象による被害が世間の注目を集めるようになったのは1964年に起きた新潟地震がきっかけでした。建物自体は無傷のまま、地面に吸い込まれるように倒壊した様子は、まさに液状化現象が原因と言えます。2011年に起きた東日本大震災では、千葉県浦安市をはじめとする地域で建物や電柱が倒壊する被害が多発しました。また同時に、液状化により地盤の中にある水が地震の揺れによって地表に噴出して周辺が水浸しになり、建物とつながっている上下水道管が切断され、ライフラインに大きな影響を及ぼすなど、さまざまな被害をもたらしました。
液状化現象は、地下水が地表近くにある場所が発生しやすい傾向にあります。そのほか、河川や海を埋め立てた場所は川や海が土壌となり、泥や砂も豊富で地下水の水位も高くなりやすいため、同じように液状化が発生しやすくなります。


液状化現象への対策

液状化現象は地盤自体に原因があるため、危険性の低い場所へ転居することが最も確実な対処方法です。今回は、転居以外の対策方法をご紹介します。

1.地盤を固める
地盤の中に管を通し、その管を通して砂や岩を地盤に注入して地盤の密度を増し固化する方法です。「サンドコンパクションパイル工法」と呼ばれ、すでに建築業界で実用化されています。

2.地下水をなくす
液状化現象が発生する原因の1つが「地表近くに地下水がある」ことでした。そこで井戸を掘って地下水をくみ上げることによって液状化を防ぐ「水位低下工法」と呼ばれる方法があります。

3.柱で建物自体の安定性を高める
地盤を改良する対策のほかに、建物自体に行う対策もあります。地面に比較的近く、地下水や砂が多い地盤は避けながら、さらに地中の奥深くにある硬い地盤まで柱を到達させる方法です。硬い地盤に柱を打ち込むことによって、水や砂の層が揺れても建物の安定性を維持することができます。


おわりに

液状化現象のメカニズムと対策方法をご紹介しました。地震によって建物や周辺に甚大な被害をもたらす液状化現象のメカニズムをあらかじめ理解しておくといざという時にも慌てる必要はありません。普段から正しい知識を持って、災害に備える心構えを持っていることが自分の身の安全を守る結果につながります。

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