ぼちぼちと2

     生活や人生設計に間接的にかかわる防災や地球科学のおはなし

     ・・・でも毒にも薬にもならないお話が中心です。リモートワークの気分転換にご覧ください。

     『唯一生き残るのは変化できる者である』 チャールズ・ダーウィン

    【写真説明】記録的豪雨時に地中高水圧で発生した現象。左:広島県庄原市(2010), 右:鹿児島県菱刈町(2003)

斜面崩壊は自然のチキンレース

斜面崩壊は水圧が支配するバランス問題です(もちろん例外も少しはあります)。

だから記録的豪雨があると、似たような斜面は似たような安定度低下過程を進みます(隣の斜面と安定度は同等ということ)。とはいえ、豪雨による安定度低下には平面分布的に微妙な差があり、安全率Fs<1.0を真っ先に達成したところが一番乗りで崩壊します。崩壊は「早い者勝ち(負け?)」です。

しかし、すぐ隣の「もうあと一息でFs<1.0となれた斜面」は、隣が崩れちまったことで水圧が解放されてしまいます。隣が崩れた瞬間にFsが1.0よりも高い安定度に急上昇します。もうどう頑張っても崩れることができません。崩壊するためのエネルギー源が、隣の崩壊によって失われたからです。

崩れるのが成功だとすると、クイズの早押し問題のようなものです。先にボタンを押されてしまったら、次の人にはチャンスがなくなります。(クイズの場合には不正解というのがありますが)

一番目だけが崩れることができる、というのはネットビジネスにも似ていますね。二番手以降に利益なし、って感じです。

だから、大雨で発生した災害地の崩壊後は、連続せず、爪で引っ掻いたような飛び飛び分布になります。下の写真は、庄原の水害時のものですが、斜面傾斜角が急だから崩れている、ということでもないですよね。比較的緩いところでも崩れています。特徴は、崩壊が続いていない、ということです。

しょうばら16

そして過去の大雨で崩れた箇所は、次の大雨では崩れません(応用地質学会の2018年7月災害の冊子にその論文があります)。だから比較的新しい崩壊跡がある斜面は、崩れにくいのが正解なんです(変状探しの点検手法は間違っていそうですね)。崩壊跡を埋め戻して(それもセメント改良土などで)整形しなおすのは、水の出口を無くすので最悪の対策です。

地すべり研究のリ・スタート(2)地盤工学と地質学が再び一体化する(2021/6/16)
くりかえさない36

例外は、大地震時の軽石層で発生するような全面的な過剰間隙水圧発生です。これだと、すべての斜面上の表層被覆土砂が一瞬でFs<<1.0となりますから、隣が崩れたからといって自分が安定を確保することはありません。すべての土塊が安全率0.5や0.6に瞬間的になってしまいますから、地山から全部切り離されます。(一部に地震動によって強度低下が起きて崩壊した・・・などということを言う学者さんもいるそうですが、一瞬でそんなことが本当に起きますか?土持って帰ってそういう思い通りの結果が出るまで試験するんでしょうけど。。。過剰間隙水圧なら一瞬で発生できます)

あつま17

賢い斜面崩壊防止対策は、あらかじめ斜面上の土砂に、穴(パイピングホール)か小崩壊跡を作っておくことです。そうやれば、疑似的に「すでに崩壊して水圧が解放された」状態が作れます。布団籠工がよく効くのは、水の出口を生傷状態に維持できるからですね。

こういった対策は、その地域で起きる大雨のパターンの閾値を「上げ底」にする形になるので、人類の存続にかかわるような大きな気候変動でもない限り、その地域の最大規模の雨が降っても「滑りたくても滑れない」状態が作れます。

愚かな対策は、原因除去を何もせず、落ちてくる土塊をすべて力で受け止める抑止工単独対策です。工事屋さんにとっては単独工種で工事金額が大きくなるのでうれしいでしょうけど。

過剰間隙水圧消散効果こそが、50年以上排水補強パイプ施工個所で表層崩壊が発生していない理由です。表層崩壊を起こす条件が形成できなくなっているからです。静水圧でものを考えていると、永遠に解けませんが、土層強度検査棒で実測するだけで、いっきに解ける問題になります。

土層強度検査棒のご購入はこちらから。フルセットを1セット持っておけば、とても心強いですよ。頑なな技術基準に勝るものは「実測値」のみです。技術基準で良い対策が設計できない場合には、実測値で勝負できる切り口(本当はこれが原則なんですけど)が残っていると、とても助かります。

太田ジオユーザーには、会員ページでノウハウや計算シートやらの技術サービスが、私が生きていて、脳みそが正常に機能している限り続きます。土木研究所の発明品なので、そちらでも一般的な情報提供はあります。土検棒研究会というのもありますが、あまり活発な情報提供はいまのところありません。「土検棒の手引き」というのができていますが、著作権の許可等で時間がかかりまだ公表されていません。(ずっと近々公表と言っていたのですが、まだです)

どけんぼう37

下の写真は、毎年融雪期に盛土法面が崩れて困っていた道路です。何をやってもダメだった(何をやったか具体的には知りませんが、鉄筋補強土工や法枠工なんかじゃないでしょうか)ので、最後の手段で排水補強パイプ(PDR)を試してみたら、打ったところは全然崩れなかったそうです。それに気をよくして、全線にわたって使っていただいています。当然もう崩れません。これは予言ではなく、崩れるための原因を除去されてしまっているので、土は崩れたくても崩れられない、のです。

ほっかいどう33

下の論文は、関東の高速道路(掘っているので法面は地山)で崩壊が起きたところを排水補強パイプで修繕した(15mの水抜ボーリングも併用)というものです。地山が切土されていて、こうういう崩壊は過剰間隙水圧でもなきゃ起きません。結構地盤強度が強いですからね。

せこう32

排水補強パイプの価格や図面等の資料、参考歩掛りなどは、岡三リビックに問い合わせてください。ウクライナ戦争などで鉄材の価格はけっこう変動しています。

恒久排水補強パイプ(PDR工法)[岡三リビック]

姉妹品に、恒久集水ボーリング保孔管(サビレス100)もあります。砂防施設の長寿命化に大変役立ちます。国交省直轄地すべり地の多くや、農水省、地方自治体でも長寿命化意識の高いところではお使いいただいています。(地方自治体の場合にはイニシャルコストの安い塩ビ管系を選択されるところがまだ多いです。国交省の積算基準では「活動している地すべりでは鋼管を使うこと」になっているんですけどね。そんなところは「基準無視」でもいいみたいなんです。ご都合主義ですね。それとも対策している「標準」個所は「活動していない地すべり」なんでしょうか?知らんけど)

せきさん39
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工事屋さんやコンサルは抑止工で儲けるのは結構だけど、「原因排除工」として過剰間隙水圧消散工を常に設計に入れましょう。発注者さんもね。それだけで恥ずべき再度災害はなくなります(2022年3月16日の福島県沖地震では2011年災害で仙台市内の抑止杭で対策した宅地盛土に再度災害が起きたそうです。抑止杭は、盛土滑動→杭で待受けの順なので、滑動が先に起きます。だから盛土が大きく変形します。過剰間隙水圧消散工は、滑動そのものが起きないので再度災害は起きません。再度災害でもまた全額国費で対策するんでしょうか?今度はアンカーという「待ち受け対策」だったりして。。。再々度災害になりますよ)。

地下水排除工はその効果が計算で出しにくく、会計検査の説明でしどろもどろになるので、それが簡単な抑止工に1990年代から移ってきました。計算で出しにくければ「原因排除」を理由にすればいいだけです。計算できなくても原因であることは誰にでもわかるだろうし、説明に異議を唱えにくいでしょう。

「原因排除工」というのを独立した項目にしたほうがいいかもしれませんね。機構解析などが積算項目にありますが、機構を解析しても、原因を排除せず、力任せに抑止している事例が多いですから、「原因排除工」と「現象抑止工」の2工種を新設したらよいと思います。

地下水対策は、数量の説明がしにくいと思いますが、一番簡単なのは「擁壁の水抜穴は3平米に1箇所とされているが、法面背面の水を排水するのだから同様に3平米に1本とした」でいいと思います。それに異を唱えられる会計検査員はいないでしょう。PDRはもはや新技術ではないのでNETIS登録の公表からはすでに外れていますが、この擁壁のルールを準用して3平米に1本を標準としていました。(JRは1平米に1本が標準です。鉄道と道路の法面崩壊に関する影響の違いによるものかもしれません)

1990年以降、会計検査が厳格化(?)してから、外形的な検査のパス技術ばかりが進んで、本質的な災害の原因排除が「排除」されてしまいました。病気の原因を排除しない治療は、「対症療法」といって、一段下に見られますよね。今の抑止工中心の防災技術は対症療法です。

過剰間隙水圧を計算で求めたければ、下記を参考にしてもらえば計算できます。安定計算ソフトで位置エネルギー起源の過剰間隙水圧を発生させるには、三角形荷重の上載荷重を作用させ、急速載荷で発生する過剰間隙水圧を発生させます。このとき、上載荷重が安定計算に影響を与えないようにするため、回避テクニックとして上載荷重を1/1000にして、過剰間隙水圧比を1000倍にします。これで過剰間隙水圧だけを発生させられます(小数点以下2桁の精度で)。

ソイルパイプの過剰間隙水圧を考慮した安定計算法
かじょうかんげきすいあつ34

ほうかい38

観測事実として、ネクスコが排水補強パイプを施工した箇所で水位観測したところ、集中豪雨時には地表面まで地下水位は上がっていたそうです。地下水位(静水圧)が崩壊の原因なら、ここで崩れてなきゃいけないですが、崩れる気配もありません。 犯人は地下水位(静水圧)ではないんです。現在の技術基準は冤罪を作っています。犯人はまだ野放しです。コンサル技術者は技術基準に毒されていませんか?技術基準は守るべき最低要件が書いてあるだけですよ。日々技術は更新されていっているんですよ!

ちひょうめんまで35

斜面安定計算の「順算法」とは何か?

土質試験が斜面問題で使われなくなったのは、土質試験結果を使って2次元簡便法で計算しても、うまく現象に合った安全率にならなかったのが本当の理由です(技術基準を無視して解説欄に頼るようになりました。技術基準を作った人も基準通りの安定計算をしたことなかったんでしょう)。大きなお金を出して試験した結果が設計に使われないことが繰り返されると、調査項目に組み込まれなくなるのは仕方がないのかもしれません。(会計検査で突っ込まれますからね)

いまでも「しない理由」「できない理由」として次のようなことが言われています。偉い先生がそういうことを言うと「そうなのか!」と納得しがちですが、そこに興味をもって自分で実測して計算して納得できるところまで突き詰めると「何を糞みたいな嘘ついてやがる」と思えます。「カシコ」が最も高い能力を発揮するのは「できない理由」を考える時です。

1.土質試験で得られた強度を、その地すべり地の代表と考えてよいとは思えない

2.すべり面は図面ではなだらかな曲線で作図するが、実際には凸凹があるので、考慮に入っていない抵抗力がある

地すべりではありませんが、表層崩壊(土砂災害の8割を占める)の調査器具として、土木研究所の佐々木さんが土層強度検査棒(Soil Strength Probe)」を開発されました。

ベーンコーン試験のような装置で、上載荷重によってトルクが変わる仕掛けにして、それで得られた値と「正しく行った」土質試験結果との相関関係を利用するという、土質研究者だと思いつかない(というか、ご法度な)方法です。

とても簡易に未固結の表層土砂層の強度が計測できるので、一気に技術が進歩できまる条件が整いました(実際には逆算法から抜け出せた人はわずかです)。

私は、地すべりの仕事をしていて、ずっと引っかかっていたのは以下のことがらでした。

(1)間隙水圧がちゃんと測れている気がしない
オールストレーナーだと地表近くから供給される水が孔内に入るようで、水位が高くなるものが多いが、層別でちゃんと測ると今度は逆に水圧変化が小さすぎる。

(2)境界問題なのに1種類の境界にしか注目していない
すべり面はスメクタイトがあってとても強度が低い、、、ということは言われますが、すべり面は3次元重力移動体の境界面すべてのことなのだが、そのうちの一番弱い面の話に終始している。違う強度の境界面もあるはずなのに・・・。

(3)がけ崩れは大雨の時に起きるといいながら地下水を無視して対策設計している
誘因が大雨ということは、水圧が上昇するか、土塊重量が増加するかのいずれかなんだけれど、対策設計時に水の影響を無視している。いつかどういう理由かわからないけどFs<1.0となる時が来るので、その滑動力の20%に相当する抵抗力を抑止工で付加する(これが理由もなく50%になったこともある)。

土層強度検査棒を使って、崩壊した箇所の滑落崖付近で残存土砂の強度を計測して安定計算してみることで様々なことがわかります。

一般に表層土砂は、粘着力c=10kN/m2前後、内部摩擦角φ=25〜30度程度あります(違うものももちろんありますが)。これを使って安定計算してみると、、、多くの場合、どうやっても滑りません。

計算では滑らないのに、現実は滑っている!

こんな面白いことはありません。どこかが間違っているわけです。間違いの中に大切なことが隠れています。ここには宝が埋まっている!と感じました。

大雨の時に崩れるのだから、表層土砂層の間隙をすべて水が埋めつくすということは、おかしな想定ではありませんから、土中水位を地表面に合わせます。これで、通常の想定での「最も不安定な状態」となるはずです。

それで計算しても、層厚が比較的薄い(2m程度以下)の土では、粘着力が効くのでFsは1.0を下回りません。それどころか1.0に近づきもしないものが多数でした。(2mの崩壊深って最大規模です。1m程度が多いです)

表層崩壊は、底面も側面あるいは周縁部も同じ土質なので、強度は同程度と考えてよく、2次元解析で近似できるモデルです。なのに、地表まで水を満タンにしても1.0に近づきもしない・・・超面白いじゃないですか!土質力学の教科書が見落としているものがあるってことです。

2009年台風8号で、台湾で大規模な山腹崩壊があり、NHKスペシャルでCGが放映されました。大崩壊寸前に水が噴き出していました(記憶が誤りでなければ)。多くの人の大崩壊のイメージはそんな感じです。

また、いろいろな場所での災害誌には「大崩壊の直前に水柱が立った」という記載があります。実際に水柱を見ている人がいるわけです。見る位置や角度にもよりけりですが、いわゆる地下水位=静水圧で水柱は立ちません。土砂が移動する際に粒子破砕や噛み合わせの変化によって水圧が高まるということはあり得るので断定はできませんが。。。

みずばしら28

液状化などでは亀裂から水が噴き出します(水柱)。噴水現象ですね。水にとって同じようなことが斜面崩壊でも起きているのなら、その正体は「過剰間隙水圧」です。

豪雨時に土の中で過剰間隙水圧が発生する理由は2つあります。

1.土が移動をするために変形したとき、粒子間の水に高い水圧が発生する

2.山の高い位置からソイルパイプでつながった水が、ソイルパイプが飽和することにより圧力をもった水になる(位置エネルギー起源)

1については変形が起きないといけないので、Fs<1.0か、それに近い状態にならなくてはいけません。でも静水圧では1.0に近づきもしていなければ、その水圧を発生させることができません。

2は、都市のマンホールから大雨の時に水が吹き上がる現象と同じことが地中でも起きていると考えると、理解は難しくありません。土の中のソイルパイプは、地下水の弾丸列車のトンネルみたいなものなので、通常は不飽和状態にあるのでしょう。ところが記録的豪雨になると、そこも飽和状態になり重力起源の水圧が発生します。

そんな水圧が発生したら、土なんか簡単に「浮かされ」てしまいます。浮かされたら、土であろうが岩盤であろうが、少し傾斜角があれば簡単に滑ります。

地盤の密度が20kN/m3、水が10kN/m3だから、水圧の損失が無ければ地盤の厚さの2倍の水頭差があれば、地盤を浮かせてしまうことができます。少なくとも上載荷重起源のせん断抵抗力、すなわち内部摩擦角がどれだけ大きかろうと強度が失われます。地盤を切り離してしまうだけの水圧でない場合には粘着力だけがせん断抵抗力として残るだけです。

水圧の損失が85%あるとしたら、地盤厚さDの13.3倍の比高hがあれば地盤は浮いてしまうと考えたらよいです。20mの地盤厚であれば266m、2mであれば26.6m、です。イメージできるでしょうか?

前者が熱海伊豆山の盛土崩壊、後者がどこにでも起きる表層崩壊に相当します。

20×D=(1-0.85)×10×h → h=20/1.5×D=13.3D

斜面崩壊は土の強度が弱いから起きるのではなく、水圧が大きい場合に起きるのです。

ただし、地すべりなどのように底面の主たるすべり面に高い水圧が作用しても、周縁部にはそれほど大きな水圧が作用しないことが多々あります。すべり面に作用する水圧は静水圧ではないからです(崩積土すべりの場合なら静水圧もあるかも)。その場合、側面を含む周縁部には面積は小さくても大きな摩擦力が存在することがあります。

地すべり形状比(たとえば幅/厚さ比や幅/長さ比など)があるのは、滑動時にゼロに近い主たるすべり面と、周縁部の摩擦力とのバランスによります。したがって、幅/厚さ比が小さい場合、周縁部摩擦力の比率が大きくなり、底面摩擦力が失われても土塊は滑ることができません。これが3次元重力移動体である地すべりの特徴です。

地すべりは3次元重力移動体の境界面問題に過ぎないので、ありのままで計算すれば、ありのままにちゃんとした答えが出てきます。

すべり末端部切土施工時の安全を確保するための安定解析手法
さんじげん21

側面摩擦の話は下記を参照してください。いろいろできない理由をもっともらしく述べて3次元計算を怖がる技術屋が多いですが、普通に計算すれば、普通に答えが出るのが安定解析です。できない理由など不要です。

3次元安定解析結果が2次元解析結果より高い安全率になるのは本当?
さんじげん18

表層崩壊の場合には周縁部強度と底面強度はほぼイコールなので、2次元計算で近似計算できます。山の高さが30mもあれば、斜面末端部では抵抗力がゼロに近くなりますので、水圧消散の穴(パイピングホール)や、小崩壊後でもない限り、記録的豪雨時には斜面下部で崩壊が発生します。

水圧消散の要素がなければ、人工的に付加することができます。排水補強パイプを設置した箇所で崩壊事例が無い主な理由は、この比高起源の過剰間隙水圧を消散するからでしょう。ほかにも、鋼材のせん断補強効果や、崩壊しようとする正のダイレタンシー(体積が膨張する)を拘束する効果などいろいろあると思いますが。

排水補強パイプ打設斜面で表層崩壊がピタッとなくなる不思議な理由が、土層強度検査棒で実測して、崩壊の再現計算することによりハッキリしました。

斜面防災を仕事としてやる人は、ビギナーのころにこういう訓練しておくと、ものごとを普通に考えられるようになります。

斜面安定計算の「逆算法」とは何か?

斜面の安定計算は原則として(土質の教科書的には)下記のように進められます。ただし、極限平衡法の話です。

1.計算対象となる地盤の土質強度を土質試験等で取得する。
2.計算対象となる事象(平常時・記録的豪雨時・大地震時等)を決定する。
3.土中の間隙水圧を(場合によっては土層ごとに)決定する。
4.計算式を選定し、適切なすべり面探索法で「安全率」を計算する。
5.場合によっては土質パラメータの「ばらつき」を評価して確率計算を行い「崩壊確率」を計算する。

という手順になります。いわゆる「順算法」です。

これに対して、逆算法は、土質強度を計測しないし、間隙水圧もクリティカルな状態(Fs=1.0)を正確に計測せずに行える方法として、日本(だけ)で発達しています。(日本が資金を出して外国でやる場合には使っているようですが、外国の技術者からは不合理だと言われているようです)

(土質強度なしで計算できるということは、谷埋め盛土の側方抵抗モデルと哲学が似ているのかもしれません。いずれも統計に基づく経験則ですし。ただ、逆算法の経験は、ダムの湛水地すべりで戦後10年程度の数少ないものですが、側方抵抗モデルは、阪神・中越・中越沖の比較的数多い事例に基づくものです)

逆算法は、(A)変動発生後と(B)変動発生前ではやや違います。

(A)変動発生後

これは意外に簡単です。変動発生前の地形を想定します。すべり面形状は変動発生後だから知る方法がありますので、そのすべり面形状を固定します。すべり面強度を実測して、安全率が1.0を少し下回るような間隙水圧を決定すれば、「崩壊の瞬間の状態」が再現されます。そこからの料理は、目的と技術者の考え方次第です。

ただ、すべり面強度の実測が行われることは実務ではほとんどありません。このため、間隙水圧を想定します。そうすると、一つの安定計算式に、粘着力cと内部摩擦角φの2つの未知数が残りますので、どちらか一方を決定して、もう一方のパラメータを「逆算」します。地すべりの場合にはすべり層厚(m)からc(kN/m2)を「単位の壁を越えて」推定します(地すべりの技術基準に書かれている方法)。がけ崩れの場合には、この方法ではうまくいかないことが多いので、φ(度)を推定して、cを「単位の壁を越えて」逆算します。

この方法では間隙水圧の推定にほとんど根拠がないのですが、様々な状況が「ごった煮」「闇鍋」のようにぶち込んであるので、割り切って考えれば、まあまあです。

「本当は」変動時にすさまじい水圧が作用していたとしても、それらは、間隙水圧・c・φの組み合わせの中に「わからないように含まれています」

ここで得られた、すべり面強度c・φを使って、変動後の地形に対して安定度を評価する場合には、崩壊時を再現した時と同じ思想で間隙水圧を設定します。組み合わせの妙なので、考え方を変えてはいけません。

例えば、記録的豪雨時に非常に高い水圧になる場合には、すべり面強度を低く見積もっている可能性があり、その逆の場合には高く見積もっている可能性があります。地形改変をしない場合であれば、計画安全率との組み合わせで、真の安全率を1.0未満にする確率が低くできますが、地形改変する場合にはうまくいかないこともあります。

(B)変動発生前

これは、変動が確認されていないのでFs=1.0のクリティカルな状態が不明です。記録的豪雨時にFs<1.0となり崩壊するのですが、変動していないときの評価が基本的に不能です。このため、便宜上現況安全率をFs=1.05とか1.10などに仮定します。藤原明敏さんらが書物に書いてくれたので、それを根拠としていますが、、、便宜的なものに過ぎずアテになる道理がありません。一般に過大設計側になる可能性があります。

AもBも、地震時に関してはあいまいです。

地震時には、粘着力が強度増加(約3倍)になるとの研究もあります(φは同じ)。また振動荷重を静的荷重にする「震度法」は、構造物に対しては利用可能であっても、盛土など土の問題に適用するのは適切でないとも言われています。

いろいろ問題のある逆算法ですが、日本の高度経済成長期の「壊れたら速やかに直す」ことが至上命題だった頃には非常に役立った方法です。復旧速度が一番重要だったのですね。

その典型が、水力発電ダムの地すべりです。戦後日本は工業化が進みましたが、工業化には電力が不可欠でした。

ダムを造って試験湛水すると、地すべりが存在する場合には動き始めます。動けば、試験湛水を中断し、地質調査し、動態観測し、対策工を設計・施工し、再び試験湛水します。そこでまた動けば、同じループが繰り返されます。

これだと、水力発電が電気を産業に供給するまで大変な時間がかかってしまいます。

そこで(ここからは若干の資料と妄想です)、当時の大蔵省・経済産業省は、「どのくらいの安全余裕を見込んでおけば地すべりが動かなくなるのか?」と官僚技術者(技官)に問いただしたと思います。その安全余裕分の予算をつけておけば、1サイクルでダムが完成するからです。

そこで出てきたのが、計画安全率1.20です。経験的な値と言われています。計画安全率は、ダムの地すべりが対象で、それが導き出された「経験年数」はおそらく10年程度です。地すべりの規模は『安全手帳』に書かれているように厚さ20m程度が想定されています。

経験的手法ではなく、便宜的手法といったほうが良いと思います。

この方法はとても便利なので、ダムの地すべり以外の一般の地すべりにも、そしてがけ崩れ対策にも使われるようになりました。しかし、そこには「経験年数」は本当はなかったはずです。別のところ(ダムの湛水地すべり)で便宜的に決めた経験が、さもその分野(通常の地すべりやがけ崩れ)で経験されたことのように扱われました。

便宜的手法も「技術」ですから、ちっとも悪くありません。ただ、便宜的手法と意識していれば、より合理的な方法を探求する気持ちが残り、技術が進歩していきますが、「技術基準」として固定してしまうと進歩はそこで止まります。(盛土変動予測ガイドラインの例を見れば下手な基準化の弊害は明らかです。専門家や学者までもがガイドラインに書かれている嘘の根拠づけをし始めたりします)

逆算法には致命的欠陥があります。下記の論文に書きましたが、普通に逆算法で仕事をしている人でも、日常的に出会う問題です。

地すべりの原因は、スメクタイトが含まれている地層の層理面をすべり面としているため、すべりやすいからだ、、、、と「地すべりの機構解析」で報告書に書きます。しかし、現状安全率を1.00として逆解析すると、その「すべりやすい」すべり面は、実は力学的にはすべりを抑える圧縮部になってしまうことがあります(けっこうしばしば)。この矛盾が「慣れ」によって見えなくなっています完全な論理矛盾なのですが・・・。

周縁部摩擦力を考慮した地すべりの3次元安定解析
ぎゃくさん20

実は「技術基準」には、「ちゃんと土質強度を計測して、ちゃんと合理的な計算をしなさい」と書かれています。嘘は書かれていません。しかし、解説欄に、「それができない場合には、こういうやり方で逆算する方法もあるよ」と書かれています。「基準を無視して解説に従う」というのも、日本のコンサル技術者の典型的特徴です。

土質強度を土質試験で計測して2次元簡便法の安定計算に放り込んでも、なかなか良い計算結果が得られない(Fs<1.0になったり、Fsが大きくなりすぎたり)ので、結局みんなが逆算法を使うようになりました。

あまり合理的な方法ではありませんが、技術者が若干鉛筆をなめて調整すれば、それなりに早く、かなり確実に地すべりを止められることが多かったので、「まあこれでいいじゃないか」になりました。

ただ、その文化のない海外では「そんな不合理な方法は使えない」「地すべりの誘因となる地下水圧は気候に依存するが、気候条件の異なる地域で使える合理的理由がない」ということで総スカンを食らっています。

海外では、日本が逆算法で頭を使わずに仕事をしていた間に、土質力学に基づいた方法でより合理的な方法論が発達しました。

私がRocscienceのソフトウエアを使って感じるのは、そういう「日本の立ち遅れ」です。

逆算法では、土砂災害警戒区域に指定された斜面に対策が必要なのかどうかを評価することはできません。対策することを決めてから使う方法だからです。

【備忘録】土と水に対する戦争、宅造法ができた時の論文

国交省の都市局に居られた方から、昭和36(1961)年の宅造法制定の頃の事情が書かれた論文を送ってもらいました。土と基礎=現在の地盤工学会誌に出ているので、地盤工学会主働だったのですね。

筆者の岸田先生は東京工業大学の先生ですが、もともと(昭和36-45;1961-1970年)に建設省建築研究所(短縮して建研)にいらっしゃった先生のようです。私は岸田先生を存じ上げていませんが、2014年にお亡くなりになっているようです。高度経済成長に入り都市近郊に住宅が大量に必要となった時、宅造法制定で一定レベルの安全性を担保してもらったのですね。まさに、縁の下の力持ちですね。

宅地造成等規制法・同施行令の紹介(1971、岸田英明)
宅地造成工事は切土または盛土を主体とする土木工事を基本とし,そこに住宅の建設という建築工事が加わって完成されるものである。工事の性格からして土と水とに対する戦争

→「水を制する者が土木を制す」ですから、土木工事は水問題の解決が最重要課題です。

技術的基準の原案作成は当時の建設省建築研究所長竹山謙三郎博士を中心として行なわれ,基準原案は建設省内関係部局(当時の河川局砂防課,道路局企画課, 都市局下水道課,住宅局建築指導課) においてそれぞれの立揚から技術的検討を加えられ,さらに東京大学教授最上武雄博士を始めとする9 人の学識経験者よりの意見を聞き,また日本建築学会,土木学会,土質工学会,日本水道協会および都市計画協会に基準案を送付し,ご検討をお願いした。

→だれが主体的に創ったかがかかれています。盛土変動予測ガイドラインも、何かの専門雑誌に書かれているでしょうか?私は見たことが無いですけど。知ってる人がいたら教えてください。作った人のことが書かれていれば、その人に尋ねれば理由がわかりますが、書かれていなければどうにもなりません。法改正時の国交省委託報告書を「ガン無視」して創られているので、たぶん「誰が創ったか」は公表されていないと思います。

→それとも太田秀樹座長の「総合的な宅地防災対策に関する検討会」が創ったことになっているでしょうか?でもこの有識者会議でも「2次元はダメ」と書かれているので、たぶんここではないですよね。この有識者会議も「ガン無視」されたわけですから。。。誰も文句言わなかったようですけど。何かの代償があったんですかね?それは市民の安全を犠牲にしても良いだけの価値があったんですかね?

擁壁などの断面が過大で安全すぎるという一部の意見に対し,竹山博士が“ 宅地造成地における事故は河川や道路の揚合よりも人命に危害を加える割合が大きいから,宅造地の擁壁等は道路や河川に施工されているものよりも高い安全性を有することが必要である” と力説されたこと。

→たしかに宅造は、道路などの土木と設計するときの基準値が大きく違います。公共インフラは「壊れたら(税金で)直せる」のですが、民間施設は「壊れても(私費で)直さない人が大半」なので、壊れないものを造るとうい思想があってこうなっているのでしょう。外力が自然しかないのに二重基準になっているので違和感はありますが、わからない理由ではありません。

条文より明らかなように空積みのコンクリートブロック造,または石造擁壁は原則として認められていない

→これによって擁壁技術(職人技術)は大きく後退したと思います。いまの時代に戦国時代の穴太衆がいればどう評価したでしょうか?

宅地造成工事で一番多く使用される擁壁は,コンクリートブロックまたは石材を使った練積み造擁壁である。宅造法の技術的基準においては,練積み造擁壁に関しては構造計算を認めておらず, 構造規定を示している。

→ソフト屋は、ブロック積み擁壁の安定計算ソフトを作成して売ってますけどね。「構造計算を認めていない」という言葉は時々聞きますが、それを認める・認めないって何か意味があるんでしょうか?良い方法があってもそれを使うことは認めないって聞こえますけど。。。技術基準は最低要件を定めただけの基準、という基本的考え方からすればヘンです。技術屋がそれに縛られる必要はないですね。

宅造地におけるがけくずれや土砂の流出による被害は, すべて排水計画が不備なために生ずるといっても過言ではない。

→これはその通りですが、地表排水をイメージして書かれています。地下排水のことは専門家でも、けっこう無頓着です。見えるものしか見ないというのは、学者でも同じだったということだと思います。確かに滑動崩落や、大雨での盛土崩壊が起きるまで、みんな地下水のことなど見ていませんでしたからね。地下水に敏感だったのは、地すべりの仕事をしている人たちくらいでした。そういう意味では、国交省が日本地すべり学会に業務委託したのは正解ですね。

擁壁の水抜き穴の最小径を7.5cm とし,平均的に壁面積3M2 に一ケ以上の水抜き穴を設けなくてはいけないということから,水抜き穴の最小数も規定している。

→最初からφ75mmだったんですね。。。でも急傾斜の擁壁などで、以前は50mmを使っていたような記憶が少しあります。・・・調べてみたらやはり、急傾斜では50〜100mmですから、県の技術管理規程集などでは50mmとしているところがあったのでしょう。急傾斜事業で創る擁壁は、コンクリート擁壁なので、水抜パイプの奥がコンクリートで閉塞されにくく、必ずしも大きなパイプは必要ありません。

みずぬき18

筆者の私見では今までの調査・研究の結果によると,前述の技術的基準において,“ 30° 以下の勾配はがけでない” と定義したことを除いては,全く問題がなく, これらの技術的基準を満足して施工された宅造地は, 十分な安全性を有することが確認されている。

しゃしん21

→旧宅造法の中に、地震時の滑動崩落は含まれていませんでした。2006年に宅造法が改正され、2007年にガイドラインの解説がでるころまでに、「安全性を確認したと思っていた宅地が沢山崩れました」。地震の静穏期と高度経済成長期が重なったことが「不幸」だったと思います。高度経済成長が地震の影響をうけなくて済んだという意味では「幸運」とも言えますが。

崖の勾配30゜規定はよくない、とも書かれています。自然現象としてはその通りですが、全国一律規定にする場合には、ある程度の線引きも必要なのかもしれません。土砂災害警戒区域の設定でも、これが用いられています。それとも「全国一律」に問題があるのかも。全部を網羅することができないことを許容すれば、30゜でフィルタリングすること自体に大きな問題があるとは思いませんが、30゜未満でも問題がありそうな箇所を拾えるようにしておくことも必要でしょうね。フィルタリングと杓子定規は違いますからね。

宅地造成工事のように, 都市計画・地質・土質・上下水道・道路・河川などの多数の分野の問題を含む撹界領域の仕事を,システム的な見地から処理できる人材を現在の大学の学部教育で養成することは困難であり, このように基本的分野にまたがって発展する境界領域の問題に対しては,大学院において教育を行ない, 専門家を養成するのが良いのではないかと考えている。

→学際領域なので、全部をわかろうとすると大変だ、ということだと思います。その通りですが、いまは大学院に行くともっと狭い専門領域を研究することになるので、解決法は別のことを考えねばなりませんね。

→大学教員の失対事業として進められた、学生の大学院勧誘は、旧帝大系の院生以外に研究職が得られることがほとんどなく、高学歴ワーキングプアの量産に終わりました。多くの技術者が技術基準の奴隷と化した社会では、博士などが必要な仕事がほとんどありません。新たな技術開発を行う場面では必要なのでしょうけど、そういうのは少なくとも建設関連業界では産業化していません。(盛土変動予測ガイドラインで2次元法にした理由が「地方の役人に3次元的な方法を強いてもわからないから、慣れている2次元法にしたのだ」なのですから、全てが最低レベルに収れんされる技術業界です)

→小沢一郎事務所のツイートにもあるように、「研究者では食えない」ので「理系トップはみんな医者になる」のだから、科学技術水準の維持など無理、という状況です。私のような地質畑からこの業界に来ている人間は、仕事の選択肢があまり多くないので気が付きにくいのですが、、、、土木の工学系から来ている人にとって、土の分野は「花形」でしょうか?自ら望んで土の分野に来ているのでしょうか?鋼構造・コンクリートなどの方が花形ではないですか?あんまり創造的なことを言う人に出会わないので懐疑的です。しらんけど。


いん19
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2006年の宅造法改正時には、パブリックコメントが募集されています。もっともな意見が出ていますが、ガイドラインにあまり反映されているとは言えませんね。目的がガス抜きだけだからなんですかね・・・。

「総合的な宅地防災対策に関する検討会報告(案)」に関する意見の募集結果について

擁壁にφ75の水抜穴が3平米に1箇所入っていないとダメ!は本当か?

擁壁の争いごとの中に、「基準ではφ75の水抜穴が3平米に1箇所は言っていないとダメ!φ50はダメ!3平米に1本の密度が無ければダメ!」と主張するものがあります。

みずぬき19

私は、不透水壁に3平米に1本の排水は少ないなぁと考えていたのですが、特に練りブロック積み擁壁の水抜穴は、多くの場合透水層との接続部(パイプの一番奥)がコンクリートで塞がれているので、どんなもんかいなぁ?と思っていました。

ぱいぷ16

調べてみると「コンクリートが回り込みやすいが、それで排水機能が失われることはほとんどない」と書かれているものがありました。なら、φ75mmで縛るのはあまり意味がないじゃないの、と思います。径が大きいほどフィルターは外れやすくなります。すなわちコンクリートが回りこみやすくなります。

排水能力は、どれくらいの水の供給があって・・・という流れで計算するのが正しいと思いますが、砕石C40あたりで透水層が創られていると、細粒分も多いので透水係数はそれほど高くありません。したがって、排水のボトルネックになっているのは、この砕石透水層の部分になります。

計算上可能な排水量を推定して、その量が排水できる能力があるのかどうかは、孔口から水を注入して見ればわかります。実際注入してみると、パイプ内にコンクリートが回って閉塞しているように見えても、水が入ります。入らないものは水圧が上がるのですぐにわかります。

みずぬき17

水抜穴の径がφ75mmになったのがいつごろからかよく知りませんが、以前はVP40か50で良かったような記憶もおぼろげにあります。φ75が必須となった理由がわかりません。

杓子定規に言う前に、現在のブロック積み擁壁の施工手順では、パイプの先にコンクリートが回りやすいようになっているのを改善するのが先じゃないかと思います。

みずぬき15

ちょっとこの施工法は知恵が足らないです。最善は「頑丈な空積み擁壁を標準とする」にすればよいのですが、石を切り出す人も石を積む人も、いまは職人がいないので次善の策として練積みになっているんだろうと思います。よくある「誰が創っても同じ品質のものができる」という、一見よさげな理由によって・・・。
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