地盤改良工事とは？概要・工法について解説
しっかりと安定した建物を建てるために不可欠な強固な土台。その土台を作るのが地盤改良工事です。地盤の状態によってその方法はさまざまで、それぞれにメリットもデメリットもあります。ここでは、地盤改良工事の中から代表的な工法について説明します。
建物の土台を造る地盤改良工事
大きな地震や水害による土砂災害があると、地盤が崩れて建物が流されてしまうことがあります。また、経年劣化で大規模なマンションが傾いてしまったりすることも。
しかし、住まいは何十年と使う物ですし、とても高価な買い物でもあります。ほんの数年のあいだに傾いてしまい、ドアが開かなかったり、床が傾いたりするなどの不具合が出てくるようでは、安心して住むことができません。
そこで必要なのが地盤改良工事です。建物を建てる前に地中の様子をよく調べ、必要に応じてさまざまな対策を施すことで、その上に建てる建物をしっかりと安定させ、沈下したり傾いたりしないようにする工事です。
更地に家を建てるとき、地盤改良は必ず行わなければならないのでしょうか。まず結論から言えば、法律上の義務はありません。しかし、建築基準法施行令第三十八条および第九十三条によって、地盤調査が義務づけられています。
さらに、住宅の品質を確保し、建主や購入者の利益を守るために制定された「住宅の品質確保の促進等に関する法律」によって、構造上重要な部分の不備や欠陥については、引き渡し後10年間は売主の責任で補修などを行うよう、定められました。
つまり、家を建てるとなれば地盤調査は必須で、その結果を無視して地盤改良をせずに家を建ててしまうと、のちに施工側が大きな損害を被りかねないということになります。
このように、現在では間接的な形ながら地盤改良が義務化され、その土地に合った工事が必要に応じて行われています。
日本の土地の多くは表層が土ですが、大きなビルなどを建てるには、この地盤では建物の重さを受け止められません。そのため、地中を深く掘り下げ、硬い岩盤に届くように杭を打って、その上に建物を載せるようにします。こうすれば、少々の雨や地震にびくともしない、強固な土台ができるというわけです。
では、実際にどのような工事を行うのでしょうか。それは、その土地の状況によってまちまちで、地盤調査の結果次第です。地盤が軟弱であれば念を入れて工事しなくてはならないでしょうし、強固な地盤の上に軽い小さな建物を建てるのであれば、地盤改良が不要というケースもあります。
どのような土地にどのような建物を建てるのか。それによって必要な工法が違ってきますので、最適な手法を選ぶことが肝要です。
基本的な地盤改良工事の工法
以下に紹介する工法は、いずれもベーシックなもので、施工費用もそれぞれに違いますが、「どれが優れていてどれが劣っている」という分類はできません。その土地の状態によって、また建物の規模などによって、どの工法が最適なのかは違ってくるからです。基本的には、建物の重さを支持する固い地盤や地層が、地表からどれほどの深さにあるかによって工法を選択します。
なお、一般的に地盤調査は専門の調査会社が行い、その結果を見てどのような地盤改良工事を行うかは工務店が判断します。その工法が最適なものかどうか、セカンドオピニオン（調査結果を踏まえ、ほかの工事会社の意見を聞くこと）を行う工務店もあります。
表層改良工法は、支持層までの深さが1m程度と比較的浅い場合に使われます。表層のやわらかい土を掘り起こし、セメントと混合して、地表面そのものを固めてしまう工法です。
短期間で工事できる上に低コストという特徴があり、地盤がしっかりした土地にさほど重量のない建物を建てる場合に適した方法です。
しかし、土とセメントとの混合が不十分で、工事の品質が高くないと強度にムラができ、地盤の一部が沈下してしまう不同沈下の原因になります。また、セメントと土を混合する工程で粉塵が発生しやすいというデメリットもあります。
柱状改良工法は、支持層までの深さが2〜7m前後の場合によく使われる工法です。重量がかかる柱部分などの位置を建物の設計図から割り出し、その部分の地面にコンクリート製の柱を固い地盤に届くように打ち込んで、その上に建物を建てる方法です。建物の規模や支持層までの深さによっては、柱を打ち込む代わりに地面を筒状に掘り下げ、そこにコンクリートを流し込んで杭にするという方法をとる場合もあります。
柱状改良工法は広く行われている改良工事で、費用が抑えられ、長年にわたって十分な強度を維持できるというメリットがあります。反面、地中深くにコンクリートの柱が何本も残ることになりますので、原状復帰する際には大きなコストがかかります。
鋼管杭改良工法は、支持層までの深さが7m以上と深い場合に用いられる工法です。強度の高い太い鋼管を支持層に届くまで地面に打ち込み、それを土台として建物を建てます。鋼管を溶接してつなげることで、支持層が深い場所であっても、安定した土台を作ることが可能です。また、鋼管の先端をドリル状にして、回転させながら地中にしっかり埋め込んでいくという方法もあります。
鋼管杭改良工法は強度が高く、3階建て程度の重量のある建物でもしっかり支えることができます。しかし、ほかの方法に比べてコストが高くつくことや、打ち込み方式の場合、騒音や振動が発生するため住宅密集地での施工に難があるといったデメリットもあります。
採石パイル工法は、柱状改良工法のように地面を筒状に掘り下げ、そこに採石を詰めて土台とする工法です。建物の重さが地中に広く分散するため、固い地盤がなくても建物を支えることができ、杭となる柱状部分の長さが短くて済みます。また、地中に人工物を残さないため、土地の価値を下げないのも利点です。
ただし、穴に採石を詰めて押し固める工程で振動が発生するため、近隣からのクレームを受ける可能性があります。
シート工法は、支持層が深く、杭が届かないようなケースで用いられる工法です。まず、地面を浅く掘って採石を敷き、十分に押し固めた上に強度の高い特殊なシートを縦横に張って、その上に建物を建てます。こうすると、建物がハンモックでつられたような状態になり、重量が地中に分散することで建物の沈下を抑えられるのです。
大型重機を使わずに作業できるため、狭い土地でも作業性が高く、土地を原状復帰する場合にも安価で済むことがメリット。ただし、地盤の状態によって使えないケースもあり、重量のある建物には向かないなど、制限もあります。
環境パイル工法は、防腐・防蟻処理を施した丸太材を地中に打ち込み、土台とする工法です。
メリットとしては、発がん性物質を含むセメントを使わないこと、残土処理がいらず費用を抑えられること、長期間にわたって十分な強度を持ちながら、原状復帰時には引き抜きが可能であることなどが挙げられます。
土地と建物に合った地盤改良を施すことが重要
しかし、大切なのはその工法が地盤と建物にマッチしているかどうかという点。その地盤に合った改良工事を行うことが、安全な建築につながります。
