今、地震対策は地盤から ゆれやすさ調査

地盤のゆれやすさ調査 ~今、地震対策は地盤から~

地盤補強をすれば・・・建物の耐震性を上げれば・・・住宅は大丈夫と思っていませんか?日本は地震大国です。地盤と住宅の健康状態を調べられれば住宅の安全性がはるかに増します。

地震が起きた時の住宅の揺れは、下記の3点で決まります。

  • 1.地震の大きさと震源からの距離
  • 2.敷地の地盤の硬さ・軟らかさ
  • 3.建物の硬さ・軟らかさ

地震被害は、地震自体の大きさと地盤の硬さによって変わります。

2011年に発生した東日本大震災においても震源から離れた地域で、建物の損傷や倒壊の被害が発生しています。これは、地震自体が大きかったこと、建物の建っている地盤が軟弱であった事が影響していると考えられます。

地盤のゆれやすさ調査は、振動を利用する「表面波探査法」による地盤調査を行い、地盤の強度と地層の厚さを調べ、数10年に1度発生する可能性がある地震(震度5程度)が発生した時、建物に作用する地震力を求める計算式の係数であるCoの値を求めます。

地震力は、工学的基盤(地震波が伝わる速度400m/s)を伝わってきた地震が、その上部にある表層地盤の強度と層厚によって変わります。

つまり、地震波が伝わる地盤が軟らかく、その地層が厚いと、建物に作用する地震力は、大きくなります。

地震発生時の揺れ

“地盤のゆれやすさ調査”でわかること

    • ①工学的基盤の深さ
    • ②表層から工学的基盤
      までの層厚
    • ③地震波が地盤中を伝わる
      速度
  • この情報を告示1457号に則った計算方法(国土交通省配布ソフトウェアを利用)を採用
    • 1. 地盤の卓越周期
      (地盤種別)
    • 2. 建物の応答加速度

以上を求める事が出来ます。

建物の応答加速度値を利用し、地盤状況を考慮した地震力を求めます。
地震力は、建築基準法施行令第88条より、

地震力 Qi=Ci×ΣWi

ここで、Qi:地震力、Ci:地震層せん断力係数、ΣWi:当該階より上にある層の全荷重。
なおCiは

Ci=Co×Z×Rt×Ai
Z:地震地域係数、Rt:振動特性係数、Ai:層せん断力係数

で求められます。
Coは、地震により地盤がゆれる大きさ(加速度)によって変わる数値です。
基準法は、重力加速度の2割(200gal)の地震が建物に作用すると決められているため、Co=0.2(200÷980gal≒0.2)となっています。但し、第3種地盤は、重力加速度の3割(300gal)で0.3となっています。

地盤種別 地震力を計算する際の係数Co
第1種地盤、第2種地盤 0.2以上
第3種地盤 0.3以上

地盤のゆれやすさ調査は、調査地内の地震の大きさが分かるため、地盤状況を加味したCoの値を求める事が出来ます。

地盤のゆれやすさ調査計算例

住宅の建設予定地:東京都文京区本駒込6-20付近

計算例

地盤卓越振動数(周期)/地盤種別 3.0Hz(0.33秒)/ 第2種地盤
損傷限界時加速度(地震震度) 310gal(震度5強相当)
地震力を求めるために必要な係数Co 基準法 0.2
調査結果 0.31

!【参考】安全限界時の建物変位と被害予測

極めて稀に発生する可能性がある地震(震度6,7)が発生した時、建物がどの程度変位し、どの程度損傷する可能性があるかを予測します。

地盤調査「表面波探査法」を行う事によって、地盤と建物の振動数、また、建物がゆれる大きさ(加速度)が分かります。そのため、建物と地盤が共振する時、しない時、それぞれの建物の変位と被害状況を予測する事が出来ます。

建物と地盤が共振しない場合
耐震等級 ①基準法 ②耐震等級I ③耐震等級II ④耐震等級III
2階床面の予想変位 1.08cm 0.81cm 0.63cm 0.50cm
被害予測*【目安】 無損傷 無損傷 無損傷 無損傷
建物と地盤が共振した場合
耐震等級 ①基準法 ②耐震等級I ③耐震等級II ④耐震等級III
2階床面の予想変位 10.8cm 8.1cm 6.3cm 5.0cm
被害予測*【目安】 倒壊の恐れ 大損傷 中損傷 中損傷

実際の被害状況は、建物の形状や壁の配置等によって異なります。あくまでも目安としてください。

『共振』とは、建物と地盤の周期が一致することです。共振すると、建物の損傷が大きくなる可能性があります。地盤と建物の周期を調べる「動的耐震計測」をご利用ください。

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