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2025年7月27日日曜日

Mohan Pant、The Nepal Earthquake 2015 and the Rehabilitation Works、 | 2016/01/22 | 海外建築事情, 『建築討論』007号:2016年春(1月-3月)

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The Nepal Earthquake 2015 and the Rehabilitation Works

 

Mohan Pant

sribahal@gmail.com

In the sunny day on April 12, 2015, at 11:56 local time, a strong earthquake jolted the terrains of Kathmandu Valley. Series of aftershocks in the following months left around 9000 people dead and about half a million of structures collapsed in the zones hit by the earthquake. The magnitude measured is 7.6 and the jolt was experienced for about two minutes. At 12:20, it was hit by a shock of 6.6 and next day by that of 6.9. Another powerful shock of 6.8 on May 12 further damaged the buildings made vulnerable by the first motion and the series of aftershocks. The epicenter of the first jolt was 76 km northwest of Kathmandu in the district of Gorkha in the village of Barapak and of the aftershocks in the neighboring regions (Fig 1).[i] In Barapak itself among its more than 1100 households, only two units in masonry and about 20 RCC units survived taking a toll of 72 lives (Fig 2a,2b).[ii] The human loss would have been much more if it was not simply for the reason that people were out of their home at this day time following usual routine schedules. The school children also were not in the school as it was the weekend day.


Symbolic representations of the damage of this earthquake abound in papers and in websites. Among them is the collapse of Dharahara, a structure of 62 m height first built in 1832 and rebuilt after the 1990 earthquake (Fig 3a,3b). The tower built in fired brick with special mortar that uses lentil, molasses and lime collapsed breaking at its second ring with a slash of about 45 degree. The tower served as a city symbol as it could be seen from many locations of the city. Human casualty is thought to be considerable since there were people at the viewing balcony of this tower, and movement of people in the square around it is always substantial. Another image was a section of a highway connecting Kathmandu and Bhaktapur that sunk by about 1 m from the original road level (Fig 4). The author could observe a crevice of more than two meter deep in the fissure thus created. After around two months, the depressed section of the road was filled up restoring the normal flow of this arterial traffic. But Dharahara is now a point of debate on its cultural and historical significance, and the fate remains uncertain.


To the international community, the scene of damage of the World Heritage Sites—the palace sites of the three cities, and Swayambhunath was enough. In Bhaktapur Palace Square, five monuments are destroyed of which a Sikhara style temple dedicated to Vatsala Devi built in stone totally collapsed from the plinth level (Fig 5a, 5b). A number of other structures suffered serious damage whose walls are now given temporary support from sideways by means of timber posts (Fig 6). The five story temple the symbol of Bhaktapur, standing 30 m high from the ground with a high plinth of 10 m in five receding levels, however, remained intact except the damage at the corner of its topmost level (Fig 7). The temple also had remained intact in the previous earthquake of 1934 whose shock, according to the people who experienced it, was much greater than the present one.



The degree of damage in Patan Palace Square and in Hanuman Dhoka Palace is even severe compared to the scene of Bhaktapur. In Hanuman Dhoka Palace Square, either there is a complete collapse of the structures, or the structures suffered serious damage which requires reconstruction (Fig 8). The complete collapse of Kasthamandap, an ancient wooden structure confirmed from 12th century records, is a testament to judge the level of consciousness of the concerned institutions such as the Department of Archaeology with respect to the vulnerability of historic structures, and on the precautionary measures that should have been taken before any of such disaster takes place (Fig 9a, 9b).




The pattern of damage in the Kathmandu Valley suggests that the tremor hit particular locations more strongly than others. Settlements at the south east direction suffered more than elsewhere. And settlements with soil strata of rock and gravels didn’t suffer much. The buildings that suffered serious damage belonged to relatively older age which was built in brick with mud mortar. The study of various damage situations suggest that the damage occurred more in cases where there was lack of horizontal tie up with the vertical member such as wall masonry.

 Structures that are relatively new, of about 30-40 years, are built in RCC of which a greater majority is built in the past 15 years. This is particularly the case in residential units. These buildings by and large remained intact at least in their structure frame. In certain cases, serious damage occurred such as pancake collapse of the whole building, and falling of infill brick walls of the high rise apartment buildings (Fig 10, Fig 11). These represent situations of design and construction faults that ignored either the nature of soil strata or consideration of the common situation of building damage to be found in the seismic movements.


The April 25 and the May 12 tremor hit 31 districts of Nepal causing damage of different degrees of which 14 are crisis-hit. Around 9000 people lost their life and 22000 were injured. The governments of Nepal figures indicate that 602,257 houses were fully damaged, and 285,099 houses were partially damaged.[iii] The Ministry of Home Affairs has classified the affected regions into three categories—severe, medium and relatively less damage. 14 districts that include Kathmandu valley and its neighboring regions belong to the category of first severity. The total damage due to the quake to the entire country that includes private dwellings, educational and health facilities, government institutions and infrastructure has been estimated to reach 7 billion US dollars.[iv] The Post Disaster Needs Assessment (PDNA) done by National Planning Commission at the end of May 2015 gives breakdown in each cluster of services.

 With respect to the temporary shelter to be provided, there are no acts and regulations that stipulate government’s responsibility to the citizens. Ministry of Home Affairs, which holds the responsibility with its Disaster Management Control Unit, didn’t come to the stage to supply the emergency shelter units. The municipalities and district offices did coordinate the donation activities by nongovernmental initiatives didn’t have their own guiding relief activities with respect to the sheltering places.

People took shelter particularly in places such as in the urban squares, school grounds, and residential courtyards (Fig 12a, 12b). In the historic cities of Kathmandu Valley, Buddhist vihara courtyards proved to be of particular importance as emergency shelters. Probably all viharas of the Valley served this purpose with their limited open and sheltering space. Worst as sheltering place were the highway sides where one could find instances of people taking shelter in the green belt at the middle of the highway and using bus stop sheds. The largest shelter ground was the Tudikhel located at the east of the old city area of Kathmandu (Fig 12c).

What the government did with respect to the emergency shelter is the distribution of a limited quantity of tarpaulin sheets of 3.6 x 5.4 m size per family unit. Our observation visit shows that all the tents were supplied by international donors and religious institutions. And a great many of them were covered by plastic sheets that was either in the stock of the people or, if not, bought by the people themselves (Fig 13).

As the days passed on, the rainy season was nearing and the emergency shelters with tarpaulin or tents evidently were not going to protect the inmates from the weather. A shelter that could last for a period before one could move to the permanent home was of immediate necessity. But the government again was unprepared. There doesn’t exist standards to guide the construction of temporary shelters such as that on floor space and other quality matters. The government simply resorted to a measure declaring a support of RS 15000 asking the people to buy CGI sheets to protect them from the weather. The amount was intended for the roofing of two rooms.

The philanthropic organizations were quick from the beginning to provide CGI sheets for the shelter. There were already temporary unit models of CGI sheet material that covered both wall and the roof (Fig 14, 15). People consequently followed the CGI box model for their temporary dwelling unit. However, a unit of 3 x 4 m when covered with cgi sheet both in wall and roofing did cost around Rs 40,000. Yet by now, a great many varieties of such temporary sheds are to be found. Such sheds use recycled material from bricks, CGI sheets to doors and windows ( Fig 16a, 16b). These materials supplement to the Rs 15000 support by the state to get the cgi sheet and minimize the cost in building the shed.

At present, in Bhaktapur, which suffered more damage compared to Patan and Kathmandu, municipal records show that 6411 dwellings out of about 18,000 units in the historic town area suffered total damage (Fig 17a, 17b). More than half of the population has to shift either to temporary shelter or find rooms in rent (Fig 18). A considerable number of households live in their relatives’ place. It has been phenomenal that the houses whose upper story collapsed or suffered serious damage are cleared or dismantled leaving only one level over the ground floor (Fig 19). The floor is then given light CGI roofing. These dwellings are now so called ‘half architecture’ and are utilized for kitchen and storage if not for sleeping in the night for fear of further possible shock. The remodeled two story dwelling and the temporary shed which could be at certain distance from the location of the dwelling complement the regular daily life of the inhabitants.

Clusters of temporary shed are built in open spaces within the city or in the open fields in the fringe (Fig 20). The sites are not the planned evacuation sites. A site in Bhaktapur used for emergency shelter that housed around 100 families suffered from a flood in August 27 and had to shift to other location. Most of the sheds are built with the support of NGOs and NPOs, and are of CGI sheets for both walls and roofing with meager floor space of about 12 sqm. The CGI unit was popularized by the donating agencies and by the state and the local government. However, the performance of such units both in summer and winter is evidently worse and is taking the toll on the health of the refugees particularly to the children, elderly, and adults who require health care. In the ongoing winter, reports of death particularly of elderly due to the cold in the newspapers are creeping in. The state is now giving Rs 10000 to warm the winter cold.

It is a pity to know that there was a general trend on the part of the refugees to wait for state or some philanthropic institution to come to their aid. Local skills and material that were in their reach was not called for. It was only late that there are peoples who rather than waiting any outside help relied back to their own local strength in building their shelter. The local building material and the skill certainly will prove beneficial to the inhabitants in the long run.

The state at the early stage of assessing the damage declared a package of financial assistance to those whose houses were completely damaged. The assistance is a flat amount of Rs 200,000 to both rural and urban households. In addition, Rs 25,00000 to the urban household and Rs 1500000 to the rural ones could be provided in the form of low interest against the bank mortgage. The assistance is planned to be provided in installments as the construction of the house proceeds in stages. Further the dwellings have to meet the new construction standard that is specifically tailored to withstand seismic movements. In terms of technical validity, the rules are of empirical nature. Department of Urban Development and Building Construction (DUDBC) under the Ministry of Urban Development, in November, produced a guideline to be followed and to be referred by the municipalities and rural village development committees. In addition, in October, the Department in collaboration with JICA published 17 model types as a guiding reference in the reconstruction of dwelling units in rural areas.[v] The models, in compliance with National Building Code 1994, are of masonry construction of single and double floors, and either in brick or stone with cement or mud mortar reinforced by RCC horizontal tying bands at plinth, sill, lintel and floor levels (Fig 21a, 21b).

 But the models show lack of consideration of cultural patterns. They hardly reflect the floor plans or built forms of the houses that one finds in the rural settings of Nepal. However, certain instances of reconstruction effort from local initiatives that make a prior study of the locality and are sympathetic to the traditional dwelling form are coming up in the scene[vi].

The PDNA puts forth a number of guidelines to follow in reconstruction process-- community participation, coordinated effort of development partners, use of local resource and expertise, disaster risk reduction and resiliency, development of economic opportunities, environmental sustainability and equity. It also recommends the owner driven reconstruction process—the ODR. These theories of recovery have been formulated decades back, which carries much more weight in paper than in practice[vii]. The financial support by the state to build the individual units is accepted by the people, but the low interest loan works in favor of the people with property to mortgage.

Immediately following the aftermath of the quake, the state put a moratorium in building constructions asking the people to wait until a new regulation was formulated. On November, the Ministry of Urban Development brought forth a set of guidelines that controls the design and construction of the building in both the rural and town areas.[viii] To make these regulations work, there is a dire need of capacity building of the municipalities that now count to 217.

Further, the guidelines are to be adopted by respective municipalities while tailoring to their particular standards and needs. Historic towns of the Valley have special problems. After eight months, cities like Bhaktapur have not yet been able to come up with the new regulations. In this uncertainty, there are already instances of beginning of rebuilding by the households in their plots over the same footprint of the damaged building (Fig 22a, 22b).

A more progressive initiative in the reconstruction is shown by a community of Pilachen neighborhood at the eastern quarter of Patan. The locality has formed a community that includes around 85 households whose houses suffered various degree of damage. Their plan is to build together from the ground. But it is going to be in the same footprint of the earlier unit and will be built to meet the individual requirements of floor space. Community spaces such as streets and courtyards and shrines will be part of this community project. The project also explores new economic opportunities to attract tourists with facilities of home stay.

Concepts of urban regeneration are in the air and, occasionally, are the news highlights. However, the individual interests and conservative suspicions are a hard knot to crack, and hinder the way for a concerted community action. Municipality personnel can’t be excluded from this mindset.

Until now, the state has not taken initiatives to reconstruct the villages or the towns that have suffered a degree of damage that asks for the development in the scale of the village or a town block. It is at such places that the state will be in the position to realize the ‘Building Back Better’ concept embodied in the principle guidelines for reconstruction. This is also an opportunity to develop the areas that were inaccessible sectors of the quarter and where living environment were degrading due to excessive construction both in height and density. Entirely left to the principle of ODR, there is an evident danger that houses will be built in the same plots despite their inherent problems of access and difficult plot geometry making them similarly vulnerable to the future earthquakes. Steps towards this direction are urgently necessary to make the use of the financial resource effective that now takes around one third of the annual national development budget. The state should formulate relevant financial and legal framework for community action to support and guide the reconstruction initiatives. International Agencies and governments, such as the government of Japan, which has pledged the assistance of 30 billion yen for the post disaster recovery, should find a strategic framework of cooperation in this direction of housing and town building.[ix] The state at least could build small pilot projects in association with the local communities and create an atmosphere where real life experience is possible that will guide the community further in the rehabilitation and reconstruction works.

It is to be noted that following the 1934 earthquake a section at the southeastern part of the old city of Kathmandu was redeveloped introducing certain ideas of planning of the time (Fig 23). This experience almost is a forgotten past. Likewise, casual observation of the settlements of the Valley suggests an established tradition of community initiatives in building the towns.[x] It is only in modern times that the role of the state and of the community has devolved leaving all the responsibility to ODR. However, it is of importance to note that the post disaster reconstruction and rehabilitation work is an excellent opportunity to invoke the exemplary traditions and the value of which will pay back any financial expenses made in this regard when meeting the present needs.

List of Figures

 

 

Fig 1. Distribution of intensity of Nepal Earthquake 2015, April 25 (Wall Street Journal, US Geological Survey).

Fig 2a. The epicenter—Barpak, Gorkha. This hilly rural settlement thoroughly collapsed.

Fig 2b. Barpak before the quake.

Fig 3a. Dharahara before the quake (Wikimedia)

Fig 3b. Dharahara after the quake (Narendra Shrestha).

Fig 4. The quake created a fault in the Bhaktapur-Kathmandu section of Araniko Highway leading to the Chinese Border

Fig 5a. The Bhaktapur Palace Square (at the centre is the Vatsala devi temple in Sikhara style)

Fig 5b. The Vatsala devi temple collapsed from the plinth level.

Fig 6. Buildings of heritage importance are now supported by the side stays. The photo is a residential building in Khauma, Bhaktapur.

Fig 7. The Nyatapola (Five Story) Temple, Bhaktapur.

Fig 8. The medieval Hanuman Dhoka Palace in Kathmandu  suffered most serious damage. At right is 19th c neoclassical palatial building; In the front can be seen two pyramid like structures which are the stepped plinths of the two three tired temples that collapsed

Fig 9a. Kasthamandap, Hanumandhoka Palace Square. A 19th c painting, History of Nepal (Oldfield, H.)

Fig 9b. Kasthamandap after the quake. The structural members are transported to other location within the square.

Fig 10. The pancake type collapse of RCC structure, Sitapaila, Kathmandu.

Fig 11. The collapse of infill brick walls in a highrise apartment structure, Kathmandu.

Fig 12a, 12b. People taking emergency shelter in Sundhara Square (12a), and at a pati, a colonnaded structure (12b), Patan.

Fig 12c. Tudikhel, Kathmandu. Within a week the population taking emergency shelter reached around 12,000.

Fig 13. The tarpaulin sheet used for the emergency shelter

Fig 14. A model shelter by Arun Chaudhari put at Tudikhel, Kathmandu.

Fig 15. The CGI sheet boxes are the most common scene at present adopted for the transitional shelter.

Fig 16a, 16b. Different forms of the transitional shelter. The use of recycle materials. 16a uses the wooden members of the collapsed house; 16b uses fine earth packed plastic bags for walls and reuse of windows.

Fig 17a. A Damage Assessment map of Bhaktapur. UNOSAT (unitar.org/unosat)

Fig 17b. Jelan neighborhood, at the east of Bhaktapur, suffered heavy damage

Fig 18. A survey showing damage assessment of houses in Taulachhen, Bhaktapur. It also shows houses that are considered uninhabitable by the residents (Survey: Khwopa Engineering College, B. Arch 4th yr).

Fig 19. When the top floors collapsed, the dwellings are given roof at second floor and used for living or storage, Khala, Bhaktapur.

Fig 20. Clusters of temporary sheds of CGI sheets are built in available open spaces and in fields at the fringe of the old city.

Fig 21a, 21b. One of the model houses proposed by JICA and DUDBC for rural areas.

Fig 22a, 22b. New RCC structures and brick in mud mortar being built in the original dwelling sites, Bhaktapur.

Fig 23. A new area redevelopment immediately following the 1936 great earthquake, Kathmandu. 


[i] Gorkha bhukampa, 2072 (Gorkha Earthquake, 2015), Govt of Nepal, Jeth 12.

[ii] Milan Bagale, Barpak visit report (unpublished); Tandan, Pramod Kumar, Hakahaki, Dec 2072.

[iii] drrportal.gov.np

[iv] Nepal Earthquake 2015 Post Disaster Needs Assessment, Vol A: Key Findings; Vol B: Sector Reports. Govt of Nepal, National Planning Commission, Kathmandu, 2015.

[v] Design Catalogue for Earthquake Resistant Houses, Vol 1, Govt of Nepal, Ministry of Urban Development and Building Construction, Nepal Housing Reconstruction Programme, 2015, Oct.

[vi] A reconstruction program in Gudel Village, Solukhumbu initiated by Gudel Kiduk Samaj and CODE, Kobe.

[vii] Gujarat Earthquake Reconstruction and Rehabilitation Policy (GSDMA), The Gujarat State Disaster Management Authority, 2001.

[viii] Vasti vikas, sahari yojana tatha bhaban nirman sambandhi mapadanda, 2072 (Standard on Housing, Town Planning and Building Construction, 2015), Ministry of Urban Development (MoUD), 2015 Oct.

[ix] The Himalayan Times > Business > Japan assistance for Nepal earthquake recovery, Dec 21, 2015. This is a follow up of the International Conference on Nepal’s Reconstruction held on June 25, 2015.

[x] Stupa and Swastika—Historic Urban Planning Principles, Pant Mohan and Funo Shuji, 2007, Kyoto University Press.


2025年7月26日土曜日

建築の拠って立つ基盤 基礎杭工事問題を考える 第8回けんちくとうろん  2015年12月29日  お茶の水 A-Forum 『建築討論』007号、2016年春

 ── By  | 2016/01/22 | Featured, けんちくとーろん, 007号:2016年春(1月-3月) | 0 comments

2015年12月29日
お茶の水 A-Forum

建築の拠って立つ基盤

基礎杭工事問題を考える

 

出席
佐伯英一郎
金箱温春

司会
和田章

オブザーバー参加
布野修司 宇野求

http://touron.aij.or.jp/2016/01/316


 

出席

 佐伯英一郎(1951~) 日之出水道機器株式会社取締役。1974 東京工業大学工学部建築学科卒業、1976年東京工業大学大学院総合理工学研究科社会開発工学専攻修了、1976年新日本製鉄株式会社入社、1983Northwestern大学Civil Engineering 修士課程修了、1997年博士工学(東京工業大学)、東京工業大学建築物理研究センター客員教授(200042007)、2011年~現職

 

 金箱温春(1953~) 建築構造家。工学院大学特別専任教授、東京工業大学連携教授。日本建築構造技術者協会前会長。1975 東京工業大学工学部建築学科卒業。1977年東京工業大学大学院総合理工学研究科社会開発工学専攻修了。1977年 横山建築構造設計事務所入社。1992年金箱構造設計事務所設立。作品に「京都駅」原広司(1997)、 「兵庫県立美術館」安藤忠雄(2001)、「青森県立美術館」青木淳(2006)、 「龍谷大学深草キャンパス 和顔館」飯田善彦2015)など。著書に「構造計画の原理と実践」建築技術(2010)、「力学・素材・構造デザイン」(共著)建築技術(2012)、「建築を創る 今、伝えておきたいこと」(共著)井上書院(2013)など。

 

司会:和田 章1946~) 建築討論委員会委員: 元日本建築学会会長201113年)。東京工業大学名誉教授。1968東京工業大学理工学部建築学科卒業1970年東京工業大学大学院理工学研究科建築学専攻修士課程修了1970日建設計(構造設計)1981年工学博士(東京工業大学)1982年東京工業大学工学部建築学科助教授。1989年東京工業大学教授2011年。日本建築学会賞(論文)「建築構造物の非線形挙動の解明とその応用に関する一連の研究」(1995年)

 オブザーバー参加:布野修司 宇野求

 


20151225日、国土交通省に設けられた「基礎ぐい工事問題に関する対策委員会」[1]による「中間とりまとめ報告書」(http://www.mlit.go.jp/report/press/totikensangyo13_hh_000382.html)が公表された。

201411月、横浜市のマンションで、L字型に接した2棟の建物のジョイント部で約2 cmの段差があることを居住者が発見、マンション管理組合が三井不動産レジデンシャル(株)に対して指摘して以降、三井不動産レジデンシャル(株)、横浜市の対応、マスコミ報道、そして国土交通省の対応などの経緯については、中間報告書に委ねたい。

同中間報告書は、(1)安全・安心と信頼、(2)業界の風潮・風土、個人の意識、(3)責任体制(発注者、設計者、工事監理者、元請、下請)、(4)設計と施工、その連携、(5)ハードウェア(機械、装置、設備等)という5つの項目について基本的な考え方を整理した上で、明らかになった課題とその背景を(1)発注者、(2)設計者・工事監理者、(3)元請、(4)1次下請、(5)2次下請、(6)3次下請のそれぞれ関連主体について指摘、再発防止策を、1.基礎ぐい工事に関する適正な設計・施工及び施工管理のための体制構築:(1)地盤の特性に応じた設計方法等に関する周知徹底(2)施工ルールの策定と現場での導入等(3)適切な施工管理を補完するための工事監理ガイドラインの策定(4)建築基準法に基づく中間検査における工事監理状況の確認(5)相談窓口の支援、2.建設業の構造的な課題に関する対策:(1)元請・下請の施工体制上の責任・役割の明確化と重層構造の改善(2)技術者や技能労働者の処遇・意欲と資質の向上(3)民間工事における関係者間の役割・責任の明確化と連携強化という項目について委員会提言としてまとめている(図1)。

施工ルールの策定など今後に委ねられた課題がほとんどであるが、そもそも、建築がよって立つ基盤である地盤と基礎の問題をめぐって、建築学そして建築技術のあり方の原点を考えてみたい。

佐伯英一郎氏は、建築基礎杭の開発及び施工に長年関わられ、「支持層不陸」について今回の問題の以前から「見えない杭の品質管理」の問題を指摘してこられた。また、金箱温春氏は構造設計者として、数多くのすぐれた作品の設計に関わられ、2007年の建築基準法制度の改定に対して実務者の立場から意見発信を行ってきており、今回の「基礎ぐい工事問題に関する対策委員会」にも提言を行われている(資料2「杭の設計と施工 現状と提言」20151126日)。

 「不陸(ふりく)」-支持層に届いていない杭-ボーリング・データと支持層深度

 和田 1225日に国交省の「基礎ぐい工事問題に関する対策委員会」の中間報告がでました。佐伯さんは「見えない地盤」の問題ということで、杭が支持基盤にちゃんと届いているかわからないということを前から指摘されてきているわけですが、今回の問題をどう考えておられますか。

佐伯 「社会資本整備審議会建築分科会基本制度部会中間報告(案)」に対するパブリックコメントが求められた時、2007年だったと思いますが、意見を出しました(資料1)。「耐震強度偽装事件」が問題だったのですが、建築の「見えないところ」に対する国民の不安と怒りを感じました。安全上最も重要な構造躯体は仕上げ材に隠れて余り見えませんし、鉄筋はまったく見えません、特に「杭」は非常に重要な構造部材であるにもかかわらず、「見えない」ために品質管理が万全であるとは言いがたいと思っていましたので、杭工事に関して至急検討とすべき点を提案しました。建築学会でも杭の鉛直支持力小委員会の成果報告の中で「先端支持杭の支持層管理」の問題を東京と大阪で議論しています。また、地盤工学会にも支持層の不陸が思ったより大きい事実を報告しています(資料3:永田誠、大木仁、佐伯英一郎、桑原文夫「杭の支持層の不陸に関する調査報告」(その1)(その2)(その3) 地盤工学会学術講演会20052006)。

和田 建築学会でもいくつか基準とか指針をもっているわけですよね。

佐伯 そうです、色んなものがあります。鉛直支持力小委員会(桑原委員長)の研究活動では、先端支持力については私が担当しまして打ち止めのあるべき姿について提言しました。、九州の学会大会の基礎PDでパネルディスカッションもしました。「杭の支持層の不陸に関する調査報告」なんですが、その1、その2、その33報、出しています。新日鉄でNSエコパイルというクルクル回して入れる回転貫入杭を開発しその施工記録に関するものです。。排土がでないので「エコパイル」と言っています。

和田 鋼管杭ですね。今回問題になったのはコンクリート杭ですね。

 佐伯 そうですね。今回の杭はは穴を掘って杭を挿入するのですが、NSエコパイルというのはクルクル回してネジのように入れるんです。この場合、施工トルク[2]・上載荷重[3]・一回転あたりの貫入量がリアルタイムで計測できます。「報告その1」の図を見ていただくと、左がN[4]と称するボーリング・データ、続いてトルク、貫入量、上載荷重ですが、地盤が固くなるとトルクが大きくなるんですね(図2)。それで支持層管理をして、確認して値入れを確保することを施工管理指針にしてました。

 ところが、エコパイルの施工管理記録を基にしたコンター図をつくってみたら、土質柱状図を基にしたコンター(等高線)図と相当違うんです。報告その1の図をみてください(図3)。Aプロジェクト、Bプロジェクトと2つあります。上がボーリング・データ(N値データ)からつくったもの、下が施工記録データからつくったものですが、随分違います。したがって最初の頃、現場では大変混乱しました。Aプロジェクトは大きな現場で他の工区では他工法の杭が採用され、ボーリング・データに基づいて想定通りの長さで施工が出来たと聞きました。当時は「レベル止め」と言う長さ管理だったんです。我々の現場では、杭を逆回しして杭頭を地上に出して鋼管を継いで入れなおした箇所がかなり出てきました。長さ管理で打った工区の場合、支持層に届いてない可能性があるかもしれないと思いました。

 そこで、エコパイルを使った41例について、設計図書に設定された支持層、要するにボーリング・データによる土質柱状図をもとに設定された支持層とエコパイルの施工記録に基づく支持層出現深度を調べて比較をしてみたんです(「報告その2」)。ボーリングは平均的に1000㎡毎に1箇所実施されているんですが、施工してみた支持層深度にはばらつきがあります(図4abcdefgh)。

 和田 ひとつのグラフがワン・プロジェクトですか?

 佐伯 そうです。縦軸が頻度です。何mの深さで打ち止めた杭がが何本ありました、ということです。図4aですと10mの杭が10本ありましたということです。赤がボーリング・データです。ボーリング・データが1つしかない現場も結構あります。

 和田 図4aだとボーリングの深さは11mですね。

 佐伯 そうです。この場合、みんな11mだと思って杭の準備しています。そしたら、浅い場合も、深い場合もある。短くて良い場合は切ればいいんですがその当時は所定の深さまで入れるように言われていました。無理やり入れると、杭や機械が壊れたり、時間がかかったり無駄なことが発生しました。

 和田 11mがパーフェクトと思ってやってたんですね。図4bは、たまたま平均に近かったんですね。

 佐伯 図cはボーリング・データが2本あったケースですが、この場合は、2点を斜めに等高線を引いて、杭の長さを決めるわけです。図4dは、ボーリング・データは2本あったんですが、実際はそれよりかなり深かったんですね。図4g5本のデータがあったケースですが、このぐらいあると予測精度は高いかもしれません。

 和田 必ずしも埋立地だけではないですね。今度の横浜の場合も埋立地ではない。

 佐伯 この41例には、全国のマンション、オフィスなど色んな建物種別が含まれています。横浜は支持層深さのばらつきが大きい地域です。「杭の支持層の不陸に関する調査報告」(その3)は横浜のプロジェクトですが、小さな現場ですが7本のボーリング・データをとっています。横浜は杭の長さを予測することが難しく、この現場ではフーチングごとにすべての杭の支持層深さの調査を「ミニエコ」と称する小さい調査用回転杭により行いました。結果は7本のボーリングコンターとも随分違い、ボーリングでは予測できないことが分かりました。

ボーリング調査による支持層深度が全体の平均より浅い場合、図4deですが、「レベル止め」で施工すると杭先端が支持層より浅い深さで止まることになる可能が高いわけで、支持層に未到達というケースが考えられます。逆にボーリング調査による支持層深度が深い場合、安全側に作用するわけですが、当時は「レベル止め」のため、無理に入れることを要求される場合が多く、施工に多大な時間と労力がかかるという問題がありました。

 

 和田 パブリック・コメントは、「社会資本整備審議会建築分科会基本制度部会中間報告(案)」に対する意見ということですが、どんなタイミングだったんでしたっけ。

 佐伯 姉歯事件の後で中間検査のあり方についてでだったと思います。。杭の施工管理に関してもう少し品質管理を制度化した方が良いのではないか、という提言です。

 和田 見えない支持地盤については、ちゃんとやらないといけないということですね。

 佐伯 そうです。そういう地盤があるということです。均質の地盤のところももちろんあると思いますが、ボーリング・データだけでは予測できない「不陸」のある地盤も多いということです。お施主さん、設計者、施工管理者にも知ってほしいと思いました。杭体及び根固め部の形状も検査対称にすべき、ということも提言しています。。

 

 

 支持層の設定

 和田 今回の国交省の「中間報告」には、そういう問題があるという記述は見えません。金箱さんは意見具申されたんですね。メモによると杭支持の考え方に3つあるということですが。

 金箱 僕のメモ(資料2)の前段の話になるんですが、杭には既製杭と場所打杭があって、今回の話は既成杭に限定される話ですね。場所打杭ですと、支持層を確実に把握して深い場合には、鉄筋を長くしてコンクリートを打設して、という対応が可能になります。佐伯さんのお話はなったエコパイルは回転貫入杭のひとつの種類です。既製杭には、埋込杭と打込杭と回転貫入杭の3つがあります。昔は、打込杭が主流だったわけですが、1本ずつ現場で打撃時の貫入量を想定しながら支持層へ打ち込んで杭先端の深さを決めますから、杭を打ち終わった現場へ行くと高止まりした杭が地面からばらばらに立ち上がっていて、実際の支持層の深さの違いが出ていました。埋込杭は施工時の騒音や振動が少ないということでその後主流となってくるんですが、埋込杭の場合、だいたい支持層を見極めて穴を掘りセメントミルクを注入し杭を埋め込みますが、杭の支持力は打ち込み杭に比べて小さく押さえられていました。ある時期から杭メーカーが先端支持力を大きくとれる高支持力杭を開発したんです。このこと自体は基本的にいいんですけど、問題なのは、実際の支持層の深さの違いに1本ずつ対応しにくいことです。試験杭については先端部の土を採取して確認することで支持層を確認してやるからいいんですけど、その後に施工する11本の杭については、深さの管理やオーガー掘削時の電流抵抗で調べるとい間接的な方法で支持層確認が行われています。埋め込みという原理から所定の深さに杭を施工することが行いやすいのですが、実施の支持層のばらつきに厳密に対応しているとは言えないこともあります。

 佐伯さんの説明された回転貫入杭も、ネジのように上から推しつつ回しながら埋め込んでいくんですけど、支持層に届かなければどんどん埋め込まないといけないわけですよね。逆に、所定の支持層に届いたら浅くてもそこで止めてもいい。

 和田 回転貫入杭はネジ、打込杭は釘の違いですね。

 金箱 杭の種類によって支持層に到達することの確認方法を考えないといけないと思うんです。但し、杭は支持層に届けばいいということではなくて、私のメモでは、先ずそもそも支持層とは何か、ということを述べています。地盤というのは、一般的には、浅いところに柔らかい地盤があって深いところにいくと固い地盤がでてくる。それを支持層とするわけですが、実際は、急に地層が堅くなる場合だけではなく、だんだん硬くなっていくこともありますし、硬くなったかと思うと柔らかくなることもある。さらに30m以上も連続的にやわらかい地盤が続くということもある。例えば、鹿児島のシラス台地では火山灰でできたN値(標準貫入試験の値)が1020程度の柔らかい地盤が続きます。このような場合、支持層をどこに設定するかということではなく、杭の先端をどの位置に設定し、どの程度の支持力を期待するのかということが問題になります。杭の種類と地盤との関係においてどういうメカニズムで杭が支持されるかをそれぞれ考えていく必要があります。横浜の問題は、杭が堅い支持層で支持できるという設定ですから支持層に到達したかどうかが問題になっているわけです。

杭の支持方式にはいくつか方式があるということをメモ(資料2)の冒頭に書いています。要するに、杭の支持はどのように行われるかということになりますが、杭に作用した鉛直荷重は、先端の地層で支えられるとともに杭と周囲の土との摩擦によっても支えられます。全てが先端の支持層によってのみ荷重を支持するわけではないのです。①荷重を先端の地盤の支持力でほとんど支持する場合、②荷重を先端の地盤の支持力とともに周囲の土との摩擦力によって支持する場合③荷重を杭周辺と土との摩擦力でほとんどを支持する場合があります。今回の横浜の場合は①に相当します。日本列島全体では様々な地層、地盤があります。それぞれの敷地や建築規模に対応してふさわしい杭の耐力、支持層を考慮しないといけませんそれをどう設定するかが設計の問題です。

大臣認定を受けている杭だからとか、一定の計算式に従っているからということだけで設計としては完結しているという意識が一人歩きするのは問題だと思います。

 和田 高支持力杭というのがそもそも問題だということはありませんか。コンクリートを流し込む埋込杭と断面積でどのくらい違うんですか。

 金箱 杭の断面に対して根固め部のセメントミルクの断面積は2倍から3陪ぐらいです。高支持力杭の先端抵抗のメカニズムとしては、先端部で地盤に力を伝える部分の面積が大きくなっているというものです。

 和田 地面の下はよくわからないのに、地上部と同じように本数を減らして組み立てるというのは、経済性の追求が優先されているんじゃないか、と思うんですが。

金箱 どんな杭を選ぶにせよ、地盤をどう読むか、どう判断するかです。ただ、地盤調査にはお金がかかります。地盤調査は、建築学会「建築基礎設計のための地盤調査計画指針」によると、地層構成が想定される場合は300~500㎡毎に1ヶ所、地層構成が想定できない場合は100~300㎡毎に1ヶ所行うとされています。これ以外には国交省大臣官房営繕部監修「建築構造設計基準及び同解説」などにガイドラインが示されており、おおよそ同じ程度の調査箇所数が示されていますが、法的に決まっているわけではない。

和田 お金がかかるといっても、地盤調査はちゃんとやるべきですね。

金箱 そうなんですが、法的には決まっていなくて、施主次第ということが現状です。調査の計画段階で設計者と相談して決めることが多いのですが、十分な調査は費用がかかることもあり、必要最小限の提案となります。途中で追加調査が必要と感じた時に建築主に理解してもらうこともたいへんです。

和田 エコパイルなんかの場合は、試験的に細い鋼管を捩じ込んでいけば分かるので、そうお金はかからない?

佐伯 そんなにかからないと思いますよ。

和田 施主に理解してもらって、どの工法を用いるにせよ、設計者が地盤調査を要求する必要があるんじゃないですか。

 

 現場での確認

佐伯 その通りだと思います。加えて、先端支持杭の場合、現場で、杭1本1本が支持層に到達したことを確認することは当たり前だと思います。先ほどの金箱さんの話のように、摩擦杭の場合は、長さ管理で良いと思いますが。

和田 横浜の場合の杭をみますと(図5)、ドリルで穴を開けて、杭を挿入して、それからセメントミルクを流して固めるんですよね。こういう埋込杭の場合、摩擦は見込めないんじゃないですか。打込杭の場合は、打つときにきゅっきゅっと入れていくわけですからその摩擦は期待できるんだけど、埋込杭の場合は後からの荷重に対しては摩擦は期待できるけど、引き上げる力に対する摩擦は期待できませんよね。地震なんかの場合、上向きに対する力が問題になるでしょう。

佐伯 各杭とも載荷試験をやって確認しているのでその範囲で摩擦を見込むのはいいんじゃないかと思います。

和田 先端が支持層にに行ってないというとどうなります。

佐伯 週面摩擦力も含めて杭の長期許容支持力は安全率を3を見ており、終局の周面摩擦力は3倍あります。したがって長い杭の場合は、摩擦力に余裕があり、先端支持力にあまり期待しないで良い場合があるかもしれません。むしろ短い先端支持杭の方が先端支持力が重要になりますので支持層に届いてないと問題です。杭の支持力の問題が起きているのは短い杭の方が多いと聞いています。

和田 径と長さの比も問題になるから一概に長さだけじゃないですよね。

金箱 支持層が不陸のあるような地盤では、想定と違っても支持層まで杭を到達させることが必要です。しかし、杭の長さが足りなかったら、追加の発注に2ヶ月かかるので現実的ではありませんし、今回の報道でもそのことが問題視されていました。1mぐらいの深さであれば基礎レベルを下ろせばいいのです。構造計算や確認申請がやり直しになると思うのかもしれませんが、軽微な変更で対応できるはずです。

佐伯 私の経験ですと、基礎を下げることはゼネコンにとっては結構大変なようであまりやりたくないようです。杭は切ったり継いだりも時間と労力がかかり今の制度ですと難しい面があると思います。

金箱 上の杭を新たに発注すると2ヶ月かかるということですけど、基礎フーチングの下端のレベルを下げればいいんですよ。

 

和田 基礎を伸ばせばいいといってもそう簡単じゃない、と言ってるひともいますよね。ぎりぎりで設計するということはやめたらいい。つなげないということはないんでしょう。既成杭の端部には鉄板があるので溶接すればいいんだから。

佐伯 部品を作れば繋げます。しかし、今は部品がないと思います。短い部品が。

和田 確かに! 既成コンクリート杭にはプレストレスが導入されていますが、1mや2mの短い長さでは上手にプレストレスは導入できません。

金箱 事後の対応が難しければ事前に考えておけばよく、地層には多少の「不陸」があると想定される場合には想定した支持層深さに対して長さ+1mの杭を用意しておいて、現場で対応できるようにすればいい。但しこういう考え方だと“不経済だ”、と言われることは予想されますけどね。

佐伯 支持層確認するためのオーガーの電流値というのは以前からあったんですけど、他にも必要なパラメーターがあります。回転トルクが電流値と相関し地盤の固さを表します。このトルクは杭を上から押さえる力(場合によっては引っ張る力)を大きくすると、同じ地盤でも大きく(小さく)なります。ですから、きちんとやるんなら押さえる力(引っ張る力)とトルク(電流)を両方測定して、きちんと管理をしないといけないんです。深度も正確に測られていない場合も以前は見受けました。「押さえるとトルクが上がる」というシステムでは駄目だと思います。そのあたりのことは最近の基礎の専門誌でも取り上げられています。

 

 大臣認定と設計

和田 金箱さんが、大臣認定を受けている杭だからいい、ということではないと言ったけど、全くそうなんですよね。

金箱 ただ少し誤解があるのは、杭の大臣認定には杭の支持力の計算式が認定されているだけで、施工方法は含まれていないのです。

和田 大臣認定というと、施主は安心するかもしれないんだけど、現場のことが理解されていない。姉歯事件がありました。横浜のマンションの工事はちょうどその頃ですが、姉歯事件の原因はお墨付きのコンピューター・プログラムを用いればいい、ということに発端があります。設計者も大臣認定のソフトを使っていればいい、審査する自治体や審査機関も大臣認定であればいい、ということになった。免振の東洋ゴムの問題も、大臣認定ということで、現場でチェックしない、実験データもきちんとチェックしない、といったことになるんです。設計者も、冷房の効いた部屋で設計していて、現場を知らないで図面の線を引く、大事な部分が他人任せになり、現場と設計が離れてしまうんです。

金箱 今回のことでゼネコンの方の話を聞きましたが、ゼネコンの場合、場所打杭だと自分たちで全部管理するという感覚がありますが、大臣認定の杭ですと、メーカーも限定されていることもあり、自分たちは書類確認でいいと思う雰囲気がある、というんです。

和田 大臣認定がなければ、すべての責任は関係者に戻るから、もう少し真剣にやるということでしょう。

佐伯 場所打ち杭の場合はゼネコンも管理するが既成杭だと杭屋がやる、という役割分担は、確かにありますね。杭屋自身がきちんとやらないといけない。

和田 設計者も杭屋メーカーに全部任せてしまうこともある。杭だけでなく、天井だってサブコン任せで、設計者から現場はどんどん遠くなっていってる。何かあるたびに、仕様や規定、計算式だけが複雑になって、サブコン・メーカーしかわからなくなってる。「制振構造」のシンポジウムがあって、これわかんないから手伝ってください、どなたが発言し、メーカの方が我々がしてあげると応えたら、昨年亡くなった構造設計の大御所の山口昭一先生が、お前達、何馬鹿なことをいうんだ、自分で考えろ!と怒られたのです。みんな手伝っちゃうから駄目ですね。

金箱 今回の「中間報告」で、一番違和感があるのは、施工管理、施工者のシステムが一番問題で、工事監理者が確認するということが強調されており、設計者と現場は切り離されている、関係ないということが前提になっているということです。地盤のことは最後は現場で確認し、そこで設計が完結すると考えることが必要かと思います。

 

 見えない構造

佐伯 「不陸」の問題については、杭を1本1本確実に打つこと、それを確認するということなんですが、もうひとついいたいことは、杭先端の根固め部の形状です。その確認の手法が余りにも間接的なんです。古い場所打杭の掘り出しに立ち会ったことがあるんですが、先端の状況は、所定の形状とは余りにもかけ離れた物でした。これは大きな問題になる可能性があると思います。

和田 今度の「中間報告」には、建築界の体制のことと杭の支持層到達の確認については振れられているんだけど、地震の場合などを想定した問題点は指摘されていませんね。

佐伯 そうですね。支持層への確実な根入れと先端の形状はそれにも関わります。地震で液状化が起こった場合や杭に上下の繰り返し荷重がかかった場合、杭周辺の摩擦が切れることや摩擦力が低下することもあり得ます。安全率は、短期で1.5みているんですが地盤によっては充分に余裕があるとは言えないかもしれません。

和田 阪神淡路大震災の時にも問題になりましたね。場所打杭の施工中にコンクリートが固まる前に水道(みずみち)があり地下水が流れていて、見えない地盤の中で鉄筋と砂利だけの切れてる杭があるらしい、安全率はみているといっても、確かめられないのは問題ですね。建築界の下請け構造も見えない部分があるんだけど建築構造にも見えない部分がある。

金箱 そうなんです。私の事務所で関わったプロジェクトで、都内の現場で埋め込み杭の施工をしたところ、水道があって、どうしても打てないということで杭の場所を移したことがあります。東京でも地面の下はいろいろあります。

佐伯 発注者が官の場合でも、杭の支持層確認や品質管理の重要性について理解している人は少ないと思います。したがって施工後の杭工事の「精算」の必要性が定着していないと思います。ゼネコンもお施主さんがお金を精算してくれないから、杭業者に追加の支払いが出来ない、ということも起きているかもしれません。だから「レベル止め」が一般的になっていたのかもしれません。

和田 無理やり入れてそろってるのはいいんだけど。

日本列島にはいろんな地盤があるわけだし。継げばいいわけでしょう。ただ、短いプレストレストコンクリート杭は意味がない。難しいですね。

金箱 そういう地盤の複雑さや杭の設計・工事の難しさが建築主を含めて一般に分かってもらえるといいんですけどね。建築界でもあんまり知られていないことも問題ですね。

佐伯 学会の委員会で問題にして、シンポジウムを行ったり、アナウンスしたりしたんですけどね。

金箱 土の中のことは、施工してみるまでわからないことが多いです。ですから、地層が不確かな場合は十分な地盤調査が必要で、建築主に調査をお願いします。ただ、構造設計者が直接クライアントに言う機会というのは、多くなく意匠設計者を介することがある。意匠設計者も意識を持つことが必要です。土のなかのことが建築の出来栄えにあんまり関係ないと思われているとしたら問題ですね。

佐伯 「不陸」についても、みなさんが実態を知ることが大切だと思います。。データを集めてみんなが真実を知れば、変わっていくと思います。

 金箱 ただ、繰り返しますけど、先端支持杭だけじゃないということも知ってもらわないといけないですよね。

 佐伯 ヨーロッパは超高層でも摩擦杭を使っています。摩擦杭も有力な工法で、場所場所によって適切な杭とその施工法を選定すべきと思います。。

 和田 そうですね。地震のことを考えても、自然の力をもう少し的確に把握することに努力し、自然を尊重することをアピールしないといけませんね。地面の下について、また、建築の見えない構造について、情報をオープンにしていく。地域がそれぞれ違うように、地面の下についてもそれぞれ違う。場所に即して、現場に立脚して、設計しようということでしょうか。 

(文責 布野修司)


資料1 「社会資本整備審議会建築分科会基本制度部会中間報告(案)」に対する意見

中間検査対象項目の見直しの提案

佐伯英一郎 2006年

 

 

今回の耐震強度偽装事件は建築の「見えないところ」に対する国民の不安を生じさせています。安全上最も重要な構造躯体は仕上げ材に隠れて余り見えませんし、鉄筋はまったく見えません。こうしたものへの国民の信頼回復が急務であると思います。

このような観点から、「中間検査の対象項目の見直しと実施方法」についてもう少し議論し、具体的方針を打ち出すべきであると思います。特に「杭」は耐震の観点から非常に重要であるにもかかわらず、「見えない」ために品質管理が万全であるとは言いがたい状況にあると思います。

現在、私は「回転貫入杭(商品名:NSエコパイル、以下エコパイルと称す)」に関係する業務を担当しています。杭工事に関して至急公的検査対象とすべき点を二点提案します。 

 

1. 先端支持杭の支持層管理と支持層への根入れ

エコパイルは施工中に発生するトルクと深度の関係を全数記録しながら支持層判定をし、その後所定の根入れを確認して打ち止めています。その結果、支持層には相当な不陸がありボーリングデータだけでは推定できない地盤も数多くあることが判明しました。この事実はまだ一般的には認知されていないかもしれません(文献1参照)。

打撃杭の時代は一本一本支持層管理をしていたのに反し、現在の埋め込み杭は支持層管理が充分に行われているとは言い難いと思います。したがって根入れについて管理されているか定かではありません。いくつかの埋め込み杭工法の施工報告書を調べてみましたが、ボーリングデータをもとに決定した長さ管理であると思われます。掘削の際のオーガー(掘削刃)の駆動電流値(地盤の固さをあらわす指標)は添付されていますが、不明確な物が多く、かつ時間との関係で表されているため支持層管理の報告にはなっていません。したがって支持層に届いていないものも無いとはいえないと思います。

先日、拡大根固め工法の施工状況を見る機会がありました。オーガーの電流値はオーガー先端が支持層に到達すると明確に上がります。深度が測定できるセンサーを取り付ければ一般的な地盤であれば充分に管理できると思います。

支持層確認方法は制度化し、公的検査対象にすべき重要なアイテムであると考えます。 

 

2. 現場造成杭の杭体及び根固め部の形状

上部構造の躯体は中間検査対象となっています。それに対して杭工事は杭本体や根固め部の形状確認の手法が余りにも間接的であると感じています。ある大手GCの現場で既存場所打杭の掘り出しに立ち会う機会があり、先端の状況を確認しましたが、所定の形状とは程遠い物でした。根固め部についてもいろいろ問題が指摘されています。

現在は超音波等を使った非破壊検査方法が大変に進歩しています。杭体及び根固め部の形状も中間検査対称にすべきではないでしょうか。

 

文献1)永田誠、大木仁、佐伯英一郎、桑原文夫:杭の支持層の不陸に関する調査報

告(その1)、(その2) 地盤工学会学術講演会2005

 


資料2 杭の設計と施工 現状と提言 

2015.11.26  金箱温春

 

杭工事の施工記録のデータ偽装・流用が行われていたことが明らかとなったが、このようなことはあってはならないことであり再発防止策は必要である。また事実は定かではないが、データ偽装があった建物において杭が支持層に到達しておらず安全性に疑問があるということが報道されている。設計長さどおりの杭の施工が行われていたことと適正な杭の施工が行われることの話が混同されている。建物にとって安全な杭をつくるために必要なことは何かを冷静に考える必要がある。工事の監視体制を強化すれば済むといった短絡的な対策ではなく、設計・施工のそれぞれのあり方や役割を考えてどのようにして杭工事が合理的に安全に行えるかを考えることが肝要である。

以下に、杭の設計・監理・施工に関しての現状と改善提言(アンダーライン)を述べる。

 

1)杭の支持方式の種類 -支持層とはなにか-

杭が鉛直荷重を支持するメカニズムにはいくつかの種類がある。

杭に作用した鉛直荷重は、先端の地層で支えられるとともに杭と周囲の土との摩擦によっても支えられるもので、全てが先端の支持層によってのみ荷重を支持する杭ではない。

杭が鉛直荷重を支持するメカニズムには典型的な形式として下記のようなものがある。

①荷重を先端の地盤の支持力でほとんど支持する場合

柔らかい地層が続き、下部にかなり堅い地層がある場合。今回の横浜の杭。

②荷重を先端の地盤の支持力とともに周囲の土との摩擦力によって支持する場合

ある深さから地層が徐々に堅くなっていく場合には、大きな摩擦力が発揮できる。

摩擦力を発揮しやすいように節を設けた杭を用いることもある。

この場合には、ある深さを支持層として明確な決められないこともあるし、先端の地盤は強固な層ではないこともある。

③荷重を杭周辺と土との摩擦力でほとんどを支持する場合

かなり深いところまで堅い地層がない場合には、ほとんどを杭と周辺の土の摩擦によって支持する杭を用いることがある。

この場合には、先端支持層は定義できない。杭先端深さを決めることができる。

 

2)地盤調査・杭の設計

設計に先立ち地盤調査が行われる。

地盤調査は、建築学会「建築基礎設計のための地盤調査計画指針」などに基づき計画される。それによると、地層構成が想定される場合は300~500㎡毎に1ヶ所、地層構成が想定できない場合は100~300㎡毎に1ヶ所行うとされている。

これ以外には国交省大臣官房営繕部監修「建築構造設計基準及び同解説」などにガイドラインが示されており、おおよそ同じ程度の調査箇所数が示されている。

地盤調査結果に基づき、地盤の状況と上部の建物の重さによって杭の種類や支持形式、長さなどを決める。

土の中は一様であるとは限らず、同じ敷地内で複数の調査を行った際に地層の状況が一様でないことがあり、そのような場合には杭の支持層もしくは杭先端として想定する地層の深さは位置によって異なることもある。

この場合には、同じ建物で杭の先端深さを変えることが必要となる、地盤調査を行っている箇所が限られているので、それらの中間の場所では地盤調査結果から地層構成を推定し、それぞれの場所での杭の長さを決める。必ずしも想定と実態が一致するとは限らないという難しさがある。

地盤調査は設計とは別に発注されることが多いが、調査計画には構造設計者が関わるべきである。

支持層が傾斜していることや地盤の不均一性が想定される場合は調査箇所を標準より増やす必要があり、調査の途中でも必要があれば追加調査を行う。

支持層が傾斜していることや地盤の不均一性が想定される場合は、杭長さの設定や許容支持力において余裕を見込み、施工時の調整ができるようにしておく。

3)試験杭

施工開始時には試験杭や試験堀を実施する。試験杭は実際の杭を利用して行う。

試験杭の本数は定められたものがないが、地盤調査が行われた付近で行うこと、支持層が傾斜していることや地盤の不均一性が想定される場合は箇所数を増やすことが一般的である。

杭先端付近の地層をサンプリングし地盤調査内容との整合を確認する。

同じ施工方法の杭でも地盤の状態により掘削のスピードや電流計の表示は異なる。対象とする地盤に対して、掘削時の抵抗や地盤と電流との関係を確認する。

 

工事監理者は試験杭には必ず立ち会う。構造設計者も立ち会うことが望ましい。

 

4)杭の施工

掘削を伴う杭の施工においては電流により土層の締まり具合を確認できるが、それだけで支持層を決定するのではなく、作業員が感じる掘削に伴う抵抗の感覚も判断材料となる。

支持層が傾斜していることや地盤の不均一性が想定される地盤での工事において、想定深さで支持層に到達しない場合は、杭施工者→元請施工者→工事監理者→構造設計者という情報伝達が必要。深さ2m程度までであれば支持層まで杭を深く施工し、基礎を深くすることで対応する。杭の変更をせずに対応できるので工期の問題は生じない。

1)で述べた荷重を支える形式の②、③の場合には地盤調査や試験杭で把握した地層状況を見極め所定の深さまでの施工を確認する。

工事監理者は試験杭には必ず立ち会うがその他の杭については立会いを行わないことが多い。

 

支持層が傾斜していることや地盤の不均一性が想定される地盤での施工に際しては、支持層が想定と異なる場合に付いての方策をあらかじめ決めておくことが必要である。

発注者が要望するのであれば、工事監理者は全ての杭の施工に立ち会うことになるが、費用は別途考慮すべきである。

 

5)施工報告書

施工報告書は、一次的には杭施工業者が作成し、が最終的には元請け施工者の責任で作成し、工事監理者が確認する。

 

デジタルレコーダーなど記録が残しやすいような機器を開発すべきであるが、現状では現場で輝記録が残せなかった場合の対応をルール化しておく。












[1] 委員は、委員長深尾精一(首都大学東京名誉教授)、副委員長小澤一雅(東京大学大学院工学系研究科教授)、委員大森文彦(東洋大学法学部教授・弁護士)、蟹澤宏剛(芝浦工業大学工学部教授)、時松孝次(東京工業大学大学院理工学研究科教授)、中川聡子(東京都市大学工学部教授)、西山功(国立研究開発法人建築研究所理事)、古阪秀三(京都大学大学院工学研究科教授)、升田純(中央大学大学院法務研究科教授・弁護士)の9名。

[2] 回転軸のまわりの力のモーメント。「ねじりの強さ」

[3] 杭頭部に作用させる押込み、引抜の力

[4] NN-valueとは、標準貫入試験(JIS A 1219)によって求められる地盤の強度等を求める試験値で標準貫入試験値とも言う。「質量63.5±0.5kgのドライブハンマーを76±1cm自由落下させて、ボーリングロッド頭部に取り付けたノッキングブロックを打撃し、ボーリングロッド先端に取り付けた標準貫入試験用サンプラーを地盤に30cm打ち込むのに要する打撃回数」。


布野修司 履歴 2025年1月1日

布野修司 20241101 履歴   住所 東京都小平市上水本町 6 ー 5 - 7 ー 103 本籍 島根県松江市東朝日町 236 ー 14   1949 年 8 月 10 日    島根県出雲市知井宮生まれ   学歴 196...