月別アーカイブ: 2026年7月

皆さんこんにちは！

株式会社サカジオです。

 

～地盤災害を未然に防ぐ～

 

皆さんこんにちは！

株式会社サカジオです。

 

～室内土質試験の技術～

 

地質・土質調査では、現場で地盤を調べるだけでなく、採取した土を試験室へ運び、さまざまな試験を行います。

見た目が似ている土でも、水を含んだときの性質、荷重を受けたときの変形、崩れにくさなどは異なります。

土の性質を感覚だけで判断することはできません。そこで、決められた方法で試料を測定し、数値として評価する室内土質試験が必要になります。

室内試験の結果は、建物の基礎設計、盛土の施工管理、斜面の安定計算、液状化判定、地盤改良方法の選定などに利用されます。

今回は、地質・土質調査業における代表的な室内土質試験の技術について紹介します😊

土の粒の大きさを調べる粒度試験🔍

土は、礫、砂、シルト、粘土など、大きさの異なる粒によって構成されています。

粒度試験では、土に含まれる粒の大きさと割合を調べます。

比較的大きな粒は、目の大きさが異なるふるいを重ね、土を通過させて分類します。

大きな粒は上のふるいに残り、小さな粒ほど下へ移動します。それぞれのふるいに残った土の重量を測定することで、粒径ごとの割合を求めます。

非常に細かいシルトや粘土は、ふるいだけでは分類できません。水中で粒が沈む速さを利用して測定する沈降分析などを行います💧

粒度分布を確認することで、土の水の通しやすさ、締まりやすさ、液状化しやすさなどを推定できます。

砂と礫が適度に混ざった土は、粒同士の隙間を小さな粒が埋めるため、締め固めやすい場合があります。

一方、粒の大きさがそろった砂は、地震時に液状化しやすい条件の一つになることがあります。

土に含まれる水分を測る含水比試験💧

土の性質は、含まれている水分によって大きく変化します。

乾燥した土は硬く見えても、水を含むと軟らかくなったり、滑りやすくなったりします。

含水比試験では、採取した土の重量を測定した後、乾燥炉で水分を蒸発させ、再び重量を測定します。

乾燥前後の重量差から、土に含まれていた水分量を計算します。

含水比は、盛土工事の締固め管理や軟弱地盤の評価に利用されます。

盛土材料は、水分が少なすぎると粒同士がうまく動かず、十分に締まりません。反対に水分が多すぎると、土の隙間に水が入り、締固めにくくなります。

最も締固めやすい水分量を把握し、施工時の散水や乾燥調整へ反映します🚜

試験中に試料の水分が蒸発すると、正しい含水比を測定できません。採取後は密閉容器へ入れ、速やかに測定する必要があります。

液性限界・塑性限界試験で粘土の性質を調べる👐

細かい粒を多く含む土は、水分量によって状態が大きく変化します。

水分が多いと液体のように流動し、水分が減ると粘土のように変形し、さらに乾燥すると固くなります。

液性限界・塑性限界試験は、土が液状から塑性状態へ変わる境界と、塑性状態から半固体状態へ変わる境界の水分量を調べる試験です。

液性限界試験では、土へ水を加えて練り、専用の試験器具を使って一定の状態になる含水比を求めます。

塑性限界試験では、土を細いひも状に伸ばし、一定の太さで崩れ始めるときの含水比を測定します。

この二つの値から求める塑性指数は、粘土の性質や水分変化に対する敏感さを評価するために使われます。

塑性指数が大きい土は、水分量の変化によって軟らかさや体積が変化しやすい傾向があります。

土を締め固める試験🚜

道路や造成地の盛土では、土を機械で締め固め、密度を高めます。

土の締まりやすさを確認するために行われるのが、突固めによる土の締固め試験です。

異なる水分量に調整した土を容器へ入れ、決められた重さのランマーを一定の高さから落として締め固めます。

試験後に土の密度を測定し、水分量と乾燥密度の関係をグラフにします📈

一般的に、水分量を増やすと土は締まりやすくなりますが、ある点を超えると、土の隙間に水が多くなりすぎて密度が低下します。

最も高い乾燥密度が得られる水分量を最適含水比と呼びます。

現場では、この試験で得た最大乾燥密度と最適含水比を基準として、盛土の締固め品質を管理します。

同じ土でも水分状態によって施工性が大きく変わるため、天候や保管方法にも注意が必要です🌧️

一軸圧縮試験で粘性土の強さを測る💪

一軸圧縮試験は、円柱状に成形した土の試料を上下から圧縮し、破壊するまでに耐えられる力を測定する試験です。

主に、形状を保てる粘性土などに対して行われます。

試料へ徐々に荷重を加え、荷重と変形量を記録します。

土が耐えられる最大の圧縮応力を一軸圧縮強さと呼び、地盤の強度を評価するために使用します。

試験後の試料がどのように崩れたかも観察します。斜めにせん断される場合や、全体が膨らむように変形する場合があります。

不撹乱試料を使う場合、採取や運搬の際に試料が乱れていると、本来の強さより低い値が出る可能性があります。

試料を成形する際にも、表面を滑らかにし、上下の面が平行になるように仕上げなければなりません。

室内試験は機械が自動で行う部分もありますが、試料づくりの丁寧さが結果を大きく左右します。

三軸圧縮試験で地中の状態を再現する🧪

地中の土は、上からの荷重だけでなく、周囲からも圧力を受けています。

三軸圧縮試験では、円柱状の土試料をゴム膜で覆い、周囲から圧力を加えた状態で上下方向へ圧縮します。

地中に近い応力状態を再現しながら、土の強度や変形特性を詳しく調べられる試験です。

排水を行いながら試験する方法、排水させずに試験する方法、圧密させてから試験する方法などがあります。

実際の工事で地盤へ荷重が加わる速さや、水が抜ける条件に合わせて試験方法を選びます。

盛土や斜面の安定計算、基礎地盤の評価などでは、土がどの程度の力で滑り始めるかを示すせん断強度が重要です。

三軸圧縮試験によって、粘着力や内部摩擦角など、安定計算に必要な値を求めます📊

圧密試験で長期的な沈下を予測する🏢

軟らかい粘土層の上に建物や盛土をつくると、すぐに沈下するだけでなく、長期間かけて少しずつ沈下することがあります。

粘土の中には水が含まれており、荷重を受けると水が徐々に外へ抜け、土の体積が小さくなります。この現象が圧密です。

圧密試験では、薄い円盤状に成形した土試料へ段階的に荷重を加え、時間とともにどの程度沈下するかを測定します。

結果から、最終的な沈下量や沈下に必要な時間を予測するための値を求めます。

建物の完成直後には問題がなくても、数年後に沈下が進む可能性があります。

事前に圧密特性を把握することで、地盤改良、杭基礎、盛土の事前載荷などの対策を検討できます。

測定には長い時間が必要になる場合があり、温度変化や振動の影響を抑えながら正確に記録する技術が必要です⏱️

試料管理が試験結果の信頼性を決める📦

室内土質試験では、試験機の精度だけでなく、試料の管理が非常に重要です。

採取した場所、深さ、日時、試料番号などを明確に記録し、取り違えを防ぎます。

土が乾燥しないように密閉し、振動や温度変化を避けて保管・運搬します。

不撹乱試料は、上下の向きが分からなくならないように表示します。地中で受けていた力の方向が試験結果に関係する場合があるからです。

試験室では、使用する測定器の点検や校正も必要です。はかり、変位計、荷重計などに誤差があると、すべての結果へ影響します。

数字の意味を読み解くことが重要🌟

室内土質試験では、さまざまな数値やグラフが得られます。

しかし、数値を出すこと自体が目的ではありません。

現場の地層、採取状態、地下水、構造物の種類などを考慮し、その値が設計や施工にどのような意味を持つかを判断する必要があります。

一つの試験結果だけで地盤全体を評価することはできません。

ボーリング調査、原位置試験、室内試験の結果を組み合わせ、地盤の性質を総合的に把握します。

地質・土質調査業における室内試験は、土の曖昧な性質を数値へ変換し、安全な設計や施工へつなげる技術です。

建物や道路の安全を支える計算の背景には、試験室で土と向き合い、丁寧に測定を続ける技術者の仕事があるのです🧪🪨✨

皆さんこんにちは！

株式会社サカジオです。

 

～地盤の強さを測る～

 

地盤の強さや性質を調べる方法には、地下から土を採取して試験室で調べる方法と、現場にある地盤をそのまま測定する方法があります。

現場の地盤へ直接力を加えたり、地盤内の水圧や波の伝わり方を測定したりする試験を、原位置試験と呼びます。

土は、採取して地上へ運ぶときに状態が変化することがあります。そのため、自然な状態にある地盤を直接調べられる原位置試験は、地盤の性質を把握するうえで重要です。

建物の基礎設計、道路の盛土、地盤改良、液状化対策、斜面の安定検討など、目的によって使用する試験方法は異なります。

今回は、地質・土質調査業で行われる代表的な原位置試験と、その技術について紹介します😊

スウェーデン式サウンディング試験の技術🔩

比較的小規模な住宅などの地盤調査で広く使用されているのが、スクリューウエイト貫入試験です。以前はスウェーデン式サウンディング試験と呼ばれていました。

先端にスクリュー状の器具を取り付けたロッドへ荷重を加え、地盤へどの程度貫入するかを測定します。

自重だけでロッドが沈む場合は、軟らかい地盤である可能性があります。自重で沈まない場合は、ロッドを回転させながら地中へ進め、一定の深さまで貫入するために必要な回転数を記録します。

比較的コンパクトな機械で調査できるため、住宅地など狭い場所でも実施しやすいことが特徴です。

ただし、地中に礫やコンクリート片などがあると、硬い地盤へ到達したように見える場合があります。反対に、非常に軟らかい地盤では、試験値だけで土の種類を細かく判断することは困難です。

周辺の地形や地質、建築予定地の履歴などを合わせて評価する必要があります。

平板載荷試験で支持力を確認する🏗️

平板載荷試験は、地面に鋼製の平板を置き、段階的に荷重を加えながら沈下量を測定する試験です。

実際に地盤へ力を加えることで、その地盤がどの程度の荷重を支えられるかを確認します。

建物の基礎、道路、構造物の設置地盤、地盤改良後の品質確認などに利用されます。

試験では、油圧ジャッキを使って平板へ荷重を加えます。荷重を加えるためには、ジャッキの反力を受ける設備が必要です。

バックホウや大型車両を反力として使用する方法や、専用の反力設備を設ける方法があります。

荷重を加える際には、平板が傾かないように設置し、複数の変位計で沈下量を測定します。

地盤表面に凹凸があったり、平板と地盤の間に隙間があったりすると、正しい結果が得られません。地表面を平らに整え、薄い砂などを敷いて密着させることが重要です。

試験結果から、荷重と沈下量の関係を確認し、地盤の支持力や変形特性を評価します📊

現場密度試験で締固め状態を確認する🚜

道路の路床、盛土、造成地などでは、土を何層にも分けて敷きならし、ローラーなどで締め固めます。

締固めが不十分だと、完成後に沈下や段差が発生する可能性があります。

そこで、現場で締め固められた土の密度を測定し、計画した品質が確保されているかを確認します。

代表的な方法には、砂置換法があります。

地盤に小さな孔を掘り、取り出した土の重量を測定します。その孔へ密度が分かっている標準砂を流し込み、使用した砂の量から孔の体積を求めます。

土の重量と孔の体積から、現場の土の密度を計算します。

さらに土の含水比を測定し、乾燥密度を算出して、室内で求めた最大乾燥密度と比較します。

土は、水分が少なすぎても多すぎても十分に締まりません。最も締まりやすい水分量に近づけながら施工することが重要です💧

現場密度試験は、完成後には見えなくなる盛土の品質を確認するための大切な技術です。

コーン貫入試験で地盤を連続的に調べる📍

コーン貫入試験は、円すい形の先端を地盤へ押し込み、そのときに生じる抵抗を測定する試験です。

ボーリング調査では、一定の深さごとに試験や試料採取を行います。一方、コーン貫入試験では、地盤へ連続的に押し込むことで、深さ方向の変化を細かく把握できます。

先端抵抗、周面摩擦、間隙水圧などを測定できる装置があります。

砂質土と粘性土では抵抗の現れ方が異なるため、測定結果から土質を推定したり、支持力や液状化の可能性を評価したりします。

地層の薄い変化を捉えやすいことが利点です。

ただし、硬い礫層や岩盤では貫入できないことがあります。また、地盤へ押し込むための反力が必要です。

試験機を搭載した車両の重量を反力として利用したり、アンカーを地中へ設置したりします。

孔内水平載荷試験で変形しやすさを測る↔️

地盤や岩盤が、力を受けたときにどの程度変形するかを調べる試験として、孔内水平載荷試験があります。

ボーリング孔の中へ測定器を挿入し、孔の壁を水平方向に押し広げます。

加えた圧力と孔壁の変形量を測定することで、地盤の変形係数などを求めます。

橋脚の基礎、建物の杭、地下構造物、トンネルなどでは、地盤の強さだけでなく、荷重を受けたときにどれくらい変形するかを知ることが重要です。

地盤が大きく変形すると、構造物が沈下したり、杭に予想以上の力が加わったりする可能性があります。

正確な測定を行うには、ボーリング孔の壁をできるだけ乱さず、一定の直径で仕上げる必要があります。

孔の状態が悪いと、測定器と孔壁が正しく接触せず、結果に影響します。ボーリング作業と試験作業の両方に高い技術が求められます。

透水試験で水の通りやすさを調べる💧

地盤の中を水がどの程度通りやすいかを示す性質が透水性です。

砂や礫は比較的水を通しやすく、粘土は水を通しにくい傾向があります。

地盤の透水性は、地下掘削、地下水対策、ダム、堤防、トンネル、地盤改良などの工事計画に大きく関係します。

現場透水試験では、ボーリング孔や試験孔へ水を注入したり、孔内の水位を変化させたりして、水の流れ方を測定します。

水位がすぐに元へ戻る地盤は、水が通りやすい可能性があります。水位の変化が遅い場合は、水を通しにくい地盤と考えられます。

地下工事では、透水性の高い砂地盤を掘削すると、地下水が大量に流入する可能性があります。

事前に透水性を把握できれば、止水壁、薬液注入、揚水設備などの対策を計画できます🌊

弾性波探査で地盤内部を推定する📡

地盤へ振動を与え、その波が伝わる速度を測定することで、地下の状態を推定する方法があります。

地盤や岩盤の種類、硬さ、亀裂の状態によって、波の伝わる速度は変化します。

地表へ受振器を並べ、ハンマーなどで振動を発生させ、波が到達する時間を記録します。

測定結果を解析することで、地層の境界や岩盤の深さ、軟弱層の分布などを推定します。

ボーリング調査が一つの地点を縦方向に詳しく調べるのに対し、物理探査は広い範囲を面的に把握することに適しています。

ただし、測定結果は地下の状態を直接見たものではありません。周辺の騒音や振動、地形、地層の傾斜などの影響を受けます。

ボーリング調査の結果と組み合わせて解釈することで、地下構造をより正確に推定できます。

現場条件に合わせる判断力が重要🦺

原位置試験では、地盤の状態だけでなく、天候、作業スペース、周辺交通、地下埋設物などにも注意する必要があります。

住宅地では、騒音や振動を抑える配慮が求められます。道路上で調査する場合には、交通規制や作業員の安全確保が必要です。

地下には、水道管、ガス管、電気ケーブル、通信管などが埋設されていることがあります。

調査位置を決める前に、図面や探査機器を使って埋設物を確認しなければなりません。

斜面や河川付近では、機械の転倒や増水などの危険もあります。

試験方法を知っているだけでなく、現場条件に応じて安全な作業方法を組み立てることが、地質・土質調査技術者に必要な能力です。

現場で測る技術が構造物の安全を支える🌟

原位置試験は、自然な状態にある地盤へ直接働きかけ、その反応を測定する技術です。

支持力、沈下、密度、透水性、変形特性などを把握することで、構造物の設計や工事方法を具体的に検討できます。

試験機器が数値を表示しても、その値をそのまま使用するだけでは十分ではありません。

土質、地層、地下水、測定条件、周辺環境などを確認し、結果が何を意味するのかを判断する必要があります。

地質・土質調査業は、地盤の声を数値として読み取り、安全な建設工事へつなげる仕事です。

現場で一つひとつ積み重ねられた測定データが、建物、道路、橋梁、堤防などの安全を支えているのです📏🪨✨

皆さんこんにちは！

株式会社サカジオです。

 

～ボーリング調査～

 

住宅、マンション、工場、橋梁、道路、トンネル、ダムなど、あらゆる構造物は地盤の上につくられています。完成した建物を見ると、柱や壁、屋根、舗装などに目が向きますが、それらを安全に支えているのは地面の下にある地盤です。

地表が硬く見えていても、地下には軟らかい粘土層、地下水を多く含む砂層、埋め戻された土、硬い岩盤など、さまざまな地層が存在します。地盤の状態を確認せずに構造物をつくると、完成後に沈下や傾き、ひび割れなどが発生する可能性があります。

そこで重要になるのが、地質・土質調査業です。地質・土質調査では、地下にどのような地層があり、どの程度の強さを持ち、地下水がどこに存在するのかを調べます。

今回は、地下の状態を直接確認する代表的な技術であるボーリング調査について紹介します😊

地面に孔を掘って地下の状態を確認する⛏️

ボーリング調査とは、専用の機械を使用して地面に細い孔を掘り、地下の土や岩石を採取する調査です。

地表からは確認できない地層を、実際に取り出した試料や掘削時の状況から調べます。

ボーリング調査に使用される機械には、掘削ロッドを回転させながら地中へ進めるボーリングマシンがあります。調査地点に機械を設置し、ロッドの先端に取り付けた掘削器具を回転させながら孔を掘り進めます。

掘削中には、孔の内部が崩れないように泥水を循環させたり、ケーシングと呼ばれる管を挿入したりします。

軟らかい砂質地盤では、掘削した孔の壁が崩れやすくなります。孔が崩れると、正しい深さまで調査できないだけでなく、異なる深さの土が混ざってしまう可能性があります。

地盤の状態に合わせて掘削方法や泥水の濃度、ケーシングの深さなどを調整することが、ボーリング技術者の腕の見せどころです🔧

土の種類を見分ける技術👀

採取された土は、色、粒の大きさ、硬さ、粘り、含まれている水分などを観察します。

土は大きく分けると、礫、砂、シルト、粘土などに分類されます。

礫は比較的大きな粒で構成され、砂は手で触るとざらざらしています。粘土は水分を含むと粘りが強くなり、細く伸ばせる性質があります。シルトは砂と粘土の中間的な粒の大きさを持っています。

同じ地域であっても、深さによって土質は変化します。地表付近は人工的に埋め戻された土で、その下に軟らかい粘土層、さらに深い場所に硬い砂礫層が存在することもあります。

技術者は、掘削中に採取した土を深さごとに並べ、地層の境界を記録します。この記録を柱状図として整理することで、地下の構造を縦方向に確認できるようになります📋

土の色や粒の大きさだけでなく、植物片、貝殻、火山灰などが含まれていないかも確認します。こうした情報は、その土地が過去にどのような環境だったのかを推定する手がかりになります。

標準貫入試験で地盤の硬さを調べる🔨

ボーリング調査と合わせて行われる代表的な試験が、標準貫入試験です。

標準貫入試験では、サンプラーと呼ばれる筒状の器具を孔の底へ設置し、一定の重さを持つハンマーを決められた高さから落下させます。

サンプラーを地盤へ一定の深さまで打ち込むために、ハンマーを何回落としたかを数えます。この打撃回数から得られる値がN値です。

N値が小さい地盤は比較的軟らかく、N値が大きい地盤は締まっている、あるいは硬いと判断するための目安になります。

ただし、N値だけで地盤の安全性を判断することはできません。

同じN値であっても、砂質土と粘性土では性質が異なります。地下水の状況や地層の厚さ、構造物の規模なども含めて総合的に評価する必要があります。

標準貫入試験で使用する機器の状態や打撃方法が不適切だと、測定結果にばらつきが生じます。ハンマーの落下高さ、ロッドの状態、孔底の清掃などを適切に管理することが重要です。

土を乱さずに採取するサンプリング技術🧪

地盤の詳しい強度や変形特性を調べるためには、地下から土を採取し、室内試験を行います。

しかし、土は採取する際に力を加えると、自然な状態が崩れてしまいます。地中では一定の圧力を受けていた土も、地上へ取り出すことで水分が抜けたり、構造が変化したりする可能性があります。

そこで、できるだけ地中にある状態を保ったまま採取する不撹乱試料のサンプリング技術が必要になります。

軟らかい粘性土では、薄い金属管をゆっくり押し込んで土を採取する方法などが用いられます。

採取後は、試料が乾燥したり振動で崩れたりしないように、両端を密閉して慎重に運搬します。

採取時のわずかな衝撃が、室内試験の結果に影響することもあります。サンプリングは見た目以上に繊細な技術です。

地下水位を調べることも重要💧

地盤調査では、土の種類や硬さだけでなく、地下水の位置も確認します。

地下水位が高い土地では、掘削工事中に水が流れ込んだり、砂が地下水と一緒に動いたりする可能性があります。

また、地震が発生した際には、地下水を多く含む緩い砂地盤で液状化が起こることがあります。

ボーリング孔を利用して地下水位を測定したり、観測井戸を設置して水位の変化を継続的に確認したりします。

地下水位は、雨の量、季節、周辺の河川、工事による揚水などによって変化します。一度測定した値だけではなく、必要に応じて長期間観測することが大切です🌧️

調査地点の選定にも技術が必要📍

広い建設予定地であっても、すべての場所をボーリングすることは現実的ではありません。

そこで、建物の配置、地形、過去の土地利用、周辺の地質資料などを確認し、地盤状態を把握しやすい調査地点を選びます。

傾斜地、盛土地、谷を埋めた土地などでは、少し場所が違うだけで地盤条件が大きく変わることがあります。

一か所の調査結果だけを敷地全体へ当てはめると、地盤の弱い部分を見落とす可能性があります。

複数地点の柱状図を比較し、地層がどのように広がっているかを推定することが重要です。

過去の航空写真、地形図、古地図などを確認し、昔は河川や水田、谷地形だった場所を把握することもあります🗺️

地質・土質調査は、現場で孔を掘るだけではありません。事前資料の収集、調査位置の計画、現場試験、試料観察、報告書作成までが一体となった仕事です。

地面の下を正しく知ることが安全につながる🌟

建物や道路の完成後、地盤を見ることはほとんどできません。しかし、構造物の安全性は、見えない地盤によって支えられています。

ボーリング調査によって、地層の種類、硬さ、支持層の深さ、地下水位などを把握すれば、適切な基礎形式や地盤改良方法を検討できます。

地盤の状態を正しく調べることは、工事費用を抑えることにもつながります。必要以上に大きな基礎を設けることを避けながら、安全に必要な性能を確保できるからです。

地質・土質調査業は、地面の下に隠された情報を技術によって読み取り、建設工事の安全な出発点をつくる仕事です。

私たちが安心して建物や道路を利用できる背景には、地下を一メートルずつ丁寧に調べる技術者たちの仕事があるのです🪨🔍✨