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1 1. 発生範囲と被害の概況 東日本大震災における被害と教訓 地震の翌日の浦安の状況 1. 発生範囲と被害の概況 2. 発生地区の地盤状況 3. 本震の継続時間および余震が与えた影響 4. 戸建て住宅の被害の特徴 5. した戸建て住宅の復旧の現状と対策方法 6. 噴砂と沈下量の特徴 7. した地盤の揺動 8. 下水道管渠 マンホールの被害の特徴 9. 杭基礎のマンションの被害の特徴 1. ニュージーランドクライストチャーチの再液状事例 11. 日本におけるからの街の復興 東京電機大学理工学部 安田進 発生区域の判断方法 が発生するメカニズムの模式図 浦安 が発生し易い地盤と地震動の条件 地盤の条件 :1 砂質土が 2 緩く堆積し 3 地下水が浅い地盤 ( 地下水位以下しかしない ) 地震動の条件 : 地震動が大 ( 気象庁震度階で 5 弱程度以上 ) 赤 :3 月末に筆者達が推定した範囲黄 : 国交省と地盤工学会により 8 月に加えた範囲青 : 国交省と地盤工学会により 8 月に削除した非範囲 注 : 1. この範囲内にも地盤改良を施したりしていて, していない区域も含まれる 2. 震央から最も遠い地点 : 南房総市池之内, =44km( 距離は若松による ) ( 関東地方整備局と地盤工学会とで共同して調査したもの 61.html) ( 若松による )

2 浦安市入船 お台場 辰巳 浦安市今川 新木場 浦安市入船 新木場 浦安市日の出 4 1 市川市塩浜 千葉市美浜区磯辺 船橋市日の出 習志野市香澄 船橋市栄町 千葉市稲毛区稲毛海岸 船橋市日の出 千葉市美浜区磯辺 2. 発生地区の地盤状況 ボーリングデータは千葉県地質環境インフォメーションバンクによる 断面図描画ソフトは中央開発 ( 株 ) のものを使用 浦安 3-3 想定土層断面図 低地の地形発達モデル ( 遠藤による ) 東京湾の埋立の経緯 ( 清水による )

3 N1 値 細粒分含有率 Fc(%) 浚渫および埋立方法 浚渫土層 データ数 μ μ+σ 平均値 μ=5.46 標準偏差 σ=6.33 サンプル数 N=993 平均値 : N1 データ数 平均値 :43.8% 平均値 μ=43.8 標準偏差 σ=3.4 サンプル数 N=41 μ σ μ μ+σ FC (%) 水面掘削 ポンプ浚渫船ポンプ フローター管 海底 排砂管 護岸 受枠管 吐出口 埋立土 沖積砂質土層 データ数 μ σ μ μ+σ 平均値 μ=12.9 標準偏差 σ=9.9 サンプル数 N=116 平均値 : N1 データ数 平均値 :3.9% 平均値 μ=3.9 標準偏差 σ=25.3 サンプル数 N=498 μ σ μ μ+σ FC (%) 三角州の構造 底置層 前置層 頂層 N1=17N/(σ v +7) ただし σ v : 有効上載圧 (kn/m 2 ) ( 浦安市による ) ( 池田俊雄の図に加筆 ) 地震前後での物性値の比較 ( 浚渫土 ) 浚渫土は細かい土粒子を多く含む 震災から半年後の調査では地震前と同程度の N 値 深度 (m) 基準化 N 値 N1 細粒分含有率 Fc(%) 粘土分含有率 Pc(%) N 深度 (m) Fc (%) 深度 (m) Cc (%) 地震前地震後 ある深さの土の強度を試験する方法 1 サンプラーを用いた不攪乱試料採取 2 室内試験 ( 繰り返し三軸試験や繰り返しねじりせん断試験にて ) ( 浦安市による ) 25 地震前 地震後 深度 平均深度 地震前 地震後 (m) (m) N1 Fc (%) Cc (%) N1 Fc (%) Cc (%) ~ ~ ~ ~ ~ 地震前 地震後 25 試験 ( 繰返し三軸試験 ) から求めた浚渫土と沖積砂層の強度の比較 強度比 R L (N L =2).4~.45 浚渫土.35~.4.3~.35.25~ 試験個数 強度比 R L (N L =2).4~.45 沖積砂層.35~.4.3~.35.25~ 試験個数 ( 試験結果は浦安市による ) 繰り返しせん断力の振幅が小さくても 多くの回数の繰り返しせん断力を与えるとする

4 浚渫土でサンプリングした試料の状況例前面背面 F: PL = E: < PL 5 D: 5 < PL 1 C: 1 < PL 15 B: 15 < PL 3 A: 3 < PL 値無し F: PL = E: < PL 5 D: 5 < PL 1 C: 1 < PL 15 B: 15 < PL 3 A: 3 < PL 値無し 腐植物を混入している 砂分は 細 ~ 中砂主体土質は シルト混り砂 貝殻辺を非常に多く含む砂質土層 (a) 道路橋示方書で推定した P L (b) 東京ガスの方法で推定した P L 砂質シルト層粘性土層も均質ではなく, 不均質な状態 非常に不均質 大きな貝殻も含む 色調が変化したあたりから粘性土を多く含む R.882 N /1.7 ( N 14) L N a c 1N1 c2 17 N N1 ' 7 v a a 道路橋の式を修正したもの N a 1 N N N ( Fc 8%), log1( Fc ) 18(8% Fc 4%), ( Fc 4%) 3. 本震の継続時間および余震が与えた影響 K-NET による本震の記録 が発生した稲毛の波形 CHB24( 稲毛 ) が発生しなかった浦安の波形 K=NET による本震時の最大加速度 CHB28 行徳本震 :166.8cm/s 2 余震 :87.7cm/s 2 CHB8 浦安本震 :174.3cm/s 2 余震 :82.3cm/s 2 CHB14 姉崎本震 :133.7cm/s 2 余震 :135.8cm/s 2 CHB3 白井本震 :485.9cm/s 2 余震 :19.5cm/s 2 CHB12 東金本震 :225.8cm/s 2 余震 :285.3cm/s 2 CHB6 成田本震 :254.3cm/s 2 余震 :165.8cm/s 2 CHB13 茂原本震 :85.3cm/s 2 余震 :76.5cm/s 2 CHB4 佐原本震 :31.3cm/s 2 余震 :244.6cm/s 2 CHB5 銚子本震 :184.cm/s 2 余震 :315.9cm/s 2 CHB11 蓮沼本震 :151.6cm/s 2 余震 :127.2cm/s 2 CHB22 富津本震 :91.8cm/s 2 余震 :61.9cm/s 2 CHB17 市場本震 :19.6cm/s 2 余震 :66.5cm/s 2 CHB16 岬本震 :11.8cm/s 2 余震 :11.9cm/s 2 K-NET による本震と余震の合成加速度の比較 CHB24 千倉本震 :38.1cm/s 2 余震 :17.6cm/s 2 CHB2 鴨川本震 :85.3cm/s 2 余震 :37.7cm/s 2 赤点 : 余震 > 本震黄点 : 余震 >1/2 本震青点 : その他

5 繰返しねじりせん断試験 浦安において本震直後から 29 分後の余震まで連蔵して撮影された写真 14:56 15: 応力比 豊浦砂正弦波豊浦砂地震波 Cw=.97 Dr=5% 間隙水圧比.4 15:3 15:1 応力比.3.2 Dr=9% Cw=.82 浦安砂正弦波浦安砂地震波 間隙水圧比 ここで揺れ始めたのは 14:47 ( 小川勝徳氏撮影, 小川氏より借用 ) 15:16 15:19 浦安市入船の住民の方々からのアンケート 15:21 15:22 ここで余震で揺れ始めたのは 15:16 戸建て住宅への影響 本震でした時の状態 余震時にした時の状態 4. 戸建て住宅の被害の特徴浦安市の家屋等の被害発生地区 層 層 基礎より少し下方でしたため余り沈下しなかった 地下水位が地表面まで上がった状態で余震を迎え 基礎の深さでしたため大きく沈下 傾斜した 浦安市 : 浦安市対策技術検討調査委員会第 1 回委員会資料,211.

6 一般の木造 2 階建ての住宅が該当する 4 号建築物では 認定を受けた型式に適合する建築材料を用いる建築物と建築士の設計した建築物については 建築確認申請の審査を簡略化して構わないとなっており 一般にを考慮されずに建てられてきている 課題 : 法的整備や木造建築士の試験での考量は? 各設計基準類で考慮されるようになった年 ( 地盤工学会 ) 今回の地震では傾斜角が問題なことが認識され 一歩前進! 2 年鳥取県西部地震による木造家屋の不同沈下と復旧 4 傾いた家の中では生活できない めまい はきけ 頭痛 傾斜角 ( 1/1) 3 2 水平化工事を行わなかった家屋水平化工事を行った家屋 1 中層建物 ( めり込み 沈下量込み ) 3) 1 2 平均沈下量 (mm) 家をジャッキで持ち上げ, 基礎を直した後, 家を据え付け 1 戸あたり 18~6 万円 32 分類 判定基準 1) 災害救助法の住宅の応急修理制度 全壊 四隅の基礎や床の傾斜の平均が 2 分の1 以上 大規模半壊 半壊 沈下に関する被害認定の新判断基準と補助金額 ( 内閣府,5 月 2 日 ) 床上 1m まで沈下 ( 雨天時に床上 1m 浸水 ) 四隅の基礎や床の傾斜の平均が 6 分の 1 以上で 2 分の 1 未満 床まで沈下 ( 雨天時に床上浸水 ) 四隅の基礎や床の傾斜の平均が 1 分の1 以上で6 分の1 未満 被災者生活再建支援法の基礎支援金 + 加算支援金 52 万円 2) 2 万円 3) 52 万円 2) 15 万円 3) 52 万円 2) なし 3) 基礎の天端 25cmまで沈下 ( 雨天時に床下浸水 ) 1) 傾斜と沈下のどちらかの基準を満たせば支給される 2) 大規模災害の際に加算される場合がある 新たに住宅を建設 購入される場合には支給されない 3) 表の中の金額は補修する場合 新たに住宅を建設 購入する場合は3 万円 区分 支払い額 従来 今回の緩和策 傾斜角 沈下量 全損 保険金が全額支払われる 3 度を超える傾き 1 度を超える場合 3cmを超える場合 半損保険金が 5% 支払われる,5 度を超え 1 度以下 15cm を超え 3cm 以下 日本損害保険協会 6 月 24 日発表 3 月 11 日に遡って適用 ( 読売新聞にしたがって表を作成 ) 全国 浦安市 傾斜角 ( /1,) 6 全壊 4 2 注 : 全壊の最大傾斜角は 7/1, と仮定し 被害なしの下限は 3/1, と仮定した 大規模半壊 半壊 一部 被害なし 損壊 戸数 ( 浦安市のホームページによる ) 安倍彦名団地における家屋の傾斜角 浦安市の公表データから大まかに推定した傾斜角と戸数の関係

7 傾斜角への隣接する建物の影響 2 棟間傾斜角 (deg.) (a)2 棟間距離 2m (b)2 棟間距離 8m.5 内向きに傾斜 外向きに傾斜 -.5 (a)1 棟独立 (b)2 棟が近接 (c)4 棟が近接 傾く方向 近接する家屋が傾斜する方向のパターンの概念図 5. した戸建て住宅の復旧の現状と対策方法復旧の現状 被災した家屋の復旧が遅れている 現在 4 割程度 1 復旧の方法がよく分からない 2 復旧できる業者に比べて 被災戸数が圧倒的に多い 3 余震や将来の地震で再する可能性を有しているため 対策を施すか否か迷っている ほとんどが沈下修正のみ この際に建て替える家もあり どんな対策が可能か? 土台からの嵩上げ 棟間距離 (m) 2 棟間距離と 2 棟間傾斜角の関係の解析例 さらに道路の突き上げによって傾いた事例もあり 対策に関する技術開発の経緯 約 5 年の間に多種多様な地盤対策工法が開発され 多くの大型構造物に適用 都市内の更地に戸建て住宅を建てる場合のように 狭隘な場所に適用可能であると同時に安価である対策工法の開発にはあまり目が向けてこられなかった 既設の構造物に対する対策 ( 補強 ) 技術も最近開発 東日本大震災後の対策技術開発 個々の宅地の対策方法を関係機関で急遽検討, 実施 戸建て住宅用に小型化した砕石締固め 排水工法 圧入式締固め工法の既設住宅への適用 (1) 井戸や排水溝による地下水位低下 (2) 底版にあけた孔からの締固め (3) 周囲からの薬液による固化や薬液による固化 止水壁 井戸 (4) 鋼矢板による変形抑制 (5) 周囲からの杭打設 杭 地盤工学会関東支部の委員会で現在検討中の代表的な対策方法 A. 新設の場合に考えられるいくつかの対策方法 (1) 地盤の層状締固めや固結 (3) 柱状改良, 既製杭支持 非層または支持層 (5) 壁状締切 非層または支持層 (3) 家の周囲の格子状改良 B. 既設の場合に考えられるいくつかの対策方法 支持層 (4) 水圧消散 排水層 非または持層 (1) 建物直下の層状締固め, 浸透固化 (2) 既製杭支持, 柱状改良 非または支持層 (4) 地下水位低下 (5) 壁状締切り 井戸矢板 支持層 浦安市で予め対策用に地盤改良が施してあった団地における被害の状況 1F ブロック階地盤改良 ( 左は主な配置 ) 基礎 第 1 住宅 2F SCP 2.m l=1m 節杭 l=8m GD 1.8m l=1m 節杭 l=8m 第 2 住宅 3F SCP 2.m l=1m 節杭 l=8m 第 3 住宅 3F SCP 2.m l=1m 節杭 l=8m GD1.8m l=1m 節杭 l=8m 第 4 住宅 2F GD 1.8m l=1m 節杭 l=8m 第 5 住宅 3F SCP 2.m l=1m 節杭 l=8m 5 SCP 改良範囲 GD 改良範囲 噴砂 3 SCP: サンドコンパクションパイル工法による締固め GD: グラベルドレーン工法による間隙水圧消散 非, 支持層 非, 支持層 非, 支持層

8 6. 噴砂と沈下量の特徴 浦安市 浦安市で積み上げられた噴砂の山 ( 約 75,m 3 ) クライストチャーチ,21 年 9 月の本震時 クライストチャーチ,211 年 2 月の余震時 噴砂の厚さ : 約 4cm 噴砂の厚さ : 約 5cm 通過質量百分率 (%) 粒径 ( mm ) Number of samples Samples of Tokyo Bay Sample number = 32 Average = 27.9 Standard deviation = Samples of Christchurch Sample number = 21 Average = 21.6 Standard deviation = 18.1 Tokyo Bay Christchurch 東京湾岸部の噴砂 ( 今回の調査より ) Christchurch の噴砂 ( 地盤工学会調査団報告書より ) Fine fraction content (%) 新浦安駅前 舞浜駅 噴砂が多かったことと地盤の沈下が大きかった理由として考えられること 1 細かい砂 ( シルト質砂や砂質シルト ) がして透水係数が小さく長時間噴水が続き, 余震でも噴水が加速して噴砂量増大 2 土粒子が細かいと噴水と共に砂が地表に上がってき易い 3 地表に上がった多量の噴砂を取り除いたため地盤の沈下量が加算 7. した地盤の揺動 浦安市 浦安市 浦安市の小川さんの撮影による 新木場 潮来市

9 地下水位以下の浚渫土の厚さ (m).~1. 1.~2. 2.~3. 3.~4. 4.~5. 5.~6. 6.~7. 7.~8. 8.~9. 9.~1. 1.~11. 水平方向への座屈的な現象 旧堤 揺動 (1) 境界部での水平方向への座屈的な現象 水平方向への座屈的な現象 筆者達による 浦安市の委員会による 小川による 非 揺動 考えられる原因 : が発生した後も揺すられ続け, また した状態で余震を迎えて 5 秒程度の周期で大きく揺動したのか? (2) 下面が傾斜した不整形基盤上における水平方向への座屈的な現象 8. 下水道管渠 マンホールの被害の特徴 a) マンホールが浮き上がった率は新潟県中越地震による長岡などの被害に比べて少ない 一方, マンホールの躯体ズレが多く発生し, また, 砂が多くはいりこんでいた b) 管渠には蛇行やたるみが生じ, 継手がはずれたものが多く発生した また, 本管から宅地内に入る箇所で被害が多く発生しているようである ( 図面は浦安市による ) 管路被害 ( 要補修箇所 ) マンホール浮上マンホール沈下マンホール破損 ズレマンホール蓋のみ 浮上 沈下は 破損 ズレ 蓋の異常を含みます 破損 ズレは 蓋の異常を含みます 平面図 平面図 断面図 幹線道路 路盤 マンホールのずれ 揺動 管渠の継手のはずれ 揺動 管渠の継手のはずれ 揺動 9. 杭基礎のマンションの被害の特徴 杭基礎の橋梁や中高層ビル, 岸壁 護岸の被害はほとんど無かった 阪神 淡路大震災とによる被害の姿が異なる 加速度が小さかったためか? ただし, 段差やライフラインの被害は発生して住民は不便な生活を余儀なくされた

10 地盤の沈下にともなう段差による障害 1. ニュージーランドのクライストチャーチにおける再事例 浦安消防署今川支所 クライストチャーチでの同じ家の沈下量の比較 21 年 9 月の本震時 211 年 2 月の余震時 21 年 9 月の本震時 211 年 2 月の余震時 2cm 程度の沈下 5cm 程度の沈下 3cm 程度さらに沈下 (Misko Cubrinovski らによる ) クライストチャーチの発生範囲は 2~3 倍 カンタベリー大学と地盤工学会で調査した発生地区 7 8km の 6% の広い範囲で自然堆積地盤が 211 年 6 月 13 日の余震による再再時 細野さん撮影 ニュージーランドのクライストチャーチの Bexley での同じ位置での噴砂の厚さの比較 昨年 9 月の本震時 今年 2 月の余震時 噴砂の厚さ : 約 4cm 今年 6 月 13 日の余震 ( 再再 ) 細野さん撮影 噴砂の厚さ : 約 5cm 余震の時の方が地震動が大きくが激しかった Cubrinovski 准教授によると噴砂の最大厚さは, 昨年 9 月 :5cm 程度, 今年 : 7cm 程度と東京湾岸より厚かった

11 11. 日本におけるからの街の復興 ( 国交省の資料による ) 被災程度ごとの地下水位の度数分布 平均値 μ 標準偏差 σ.965 データ数 n 9 1 μ-σ μ μ+σ 8 全壊 平均値 μ 標準偏差 σ.827 データ数 n μ-σ μ μ+σ 35 3 大規模半壊 頻度 平均水位 : 1.38m 頻度 平均水位 : 1.78m ~.5.5~1 1~ ~2 2~ ~3 3~ ~4 4~ ~5 地下水位 (m) ~.5.5~1 1~ ~2 2~ ~3 3~ ~4 4~ ~5 地下水位 (m) ( 浦安市による ) 平均値 μ 標準偏差 σ.846 データ数 n μ-σ μ μ+σ 頻度 半壊 平均水位 : 1.84m ~.5.5~1 1~ ~2 2~ ~3 3~ ~4 4~ ~5 地下水位 (m) 平均値 μ 2.7 標準偏差 σ.949 データ数 n μ-σ μ μ+σ 8 一部損壊 平均水位 : 4 2.1m ~.5.5~1 1~ ~2 2~ ~3 3~ ~4 4~ ~5 地下水位 (m) 頻度 まとめ 東北から関東にかけて広い範囲でが発生し, 約 27 戸の住宅が被害を受けた 東京湾岸では埋立地で激しいが発生し, 戸建て住宅やライフライン, 道路の被害が多く発生した 東京湾岸の発生および被害には長い継続時間や余震が影響したと考えられる した後も揺すられたため, 歩道の突き上げなどの特異な現象が発生した これまで大型構造物を対象に対策工法が開発されてきたが, 今回の地震を契機に戸建て住宅でも適用できるように鋭意努力が行われている 道路 下水などの公共施設と宅地を一体化して対策する 対策推進事業 も現在検討されている

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