액상화 현상에 관한 Q&A

• Q1."액상화 현상"이란, 어떻게 되는 것을 말합니까?
• Q2."건물을 세우려고 하고 있는 토지가 액상화하기 쉬운 지반이라고 알았습니다, 어떻게 하면 좋을까요?
• Q3."지반이 나쁜 장소는 기초로 하면 괜찮다고 합니다만 사실인가요?
• Q4."매립지 등의 액상화하기 쉬운 지반에서는, 맨션 등의 중고층 건물은 괜찮습니까?
• Q5." 단독주택에서는, 어떠한 대책을 하면 좋을까요?
• Q6."매립지는 지진 때 지반이 액상화되기 때문에 위험하다고 잘 듣습니다만, 요코하마의 매립지는 지진에 대해 어떤 대책이 취해지고 있습니까?

Ａ１．

액상화 현상이 클로즈업된 것은 1964년(1964년)에 발생한 니가타 지진입니다.그때까지 건물을 지탱하는 지반으로서 신뢰받고 있던 두꺼운 모래층이 순식간에 연화되었기 때문에 니가타에서는 많은 건물이나 다리가 침하 또는 붕괴했습니다.

동일본 대지진, 한신·아와지 대지진, 돗토리현 서부 지진, 예예 지진에서도 액상화가 크게 보도되었습니다.

지반 안에는 흙의 입자가 겹쳐져 있습니다.이 토 입자는 씹고 있고, 지하수위 이하의 지반에서는 그 틈안에 지하수가 있는 상태가 되고 있습니다.그런데 지진에 의해 좌우로 흔들리면 토양 입자의 맞춤이 우연히 벗어납니다.마침내 토입자가 흩어져 지하수 안에 뜬 상태가 됩니다.이것이 액상화 현상입니다.

액상화에 의한 피해는 주로 다음의 2개로 분류됩니다.

1. 지반의 지지력이 저하됨으로써 발생하는 건물 등의 침하와 경사
2. 분사(물과 모래가 땅속에서 뿜어져 나오는 현상) 등에 의한 피해

가장 액상화할 가능성이 있는 지반은 모래지반이며, 게다가 느슨한 모래지반으로, 한층 더 지하수가 지표면 부근의 얕은 깊이에 존재하고 있는 것 같은 지반입니다.반대로 모래지반이라도 지하수에 잠겨 있지 않은 상태의 경우나 지반 개량을 실시했을 경우에는 액상화가 일어나기 어렵다고 여겨지고 있습니다.

액상화에 의한 아파트 도괴
(1964년 니가타 지진/니가타시 가와기시초)

액상화에 의한 거대 분사공
(1983년 일본해 중부 지진/아오모리현 차리키무라)

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※「액상화 맵과 대책 공법」(교세이)에서 발췌

Ａ２．

지반이 나쁘다고 빨리 포기하지 않습니다.제대로 숫자로 지반을 파악하고 적절한 조치를 취하면 건물은 건전하게 지을 수 있습니다.

액상화 맵을 참고로, 액상화의 가능성이 높은 장소에 대해서는, 지반 조사를 실시해, 지층이나 지하수위인 어느 상황을 파악해 주세요.

덧붙여 지반 조사는 스웨덴식 사운딩 등의 간이한 방법으로는 액상화의 판정이 어렵기 때문에 가능한 한 볼링 조사를 실시되는 것을 추천합니다.

지반이라는 것은 본 것만으로는 그 성상을 파악하는 것은 어렵습니다.새롭게 구입하려고 하는 토지, 건물을 세우려고 하는 지반 등에 대해서, 우선은 그 성상을 아는 것으로부터 시작해, 지반과 건물의 내진 성능을 강화하는 처치를 강구하면, 피해를 경감할 수 있습니다.

※스웨덴식 사운딩이란

지반의 힘을 조사하는 간이 조사법스크류 모양의 막대를 지반에 꽂아 회전 관입시킨 지반의 층의 강도를 판정한다.

Ａ３．

「베타 기초」라고 하는 것은, 철근 콘크리트의 판상의 전면 기초로, 건물의 하부의 주요 부분에만 띠 모양으로 철근 콘크리트가 설치되는 「포 기초」와 구별되어 사용됩니다.
즉, 끈 기초가 면에서 건물을 지지하는 것에 비해, 천 기초는 선에서 하중을 지지하는 것입니다.그러니까, 끈 기초는, 세로와 가로로 그물의 눈에 철근이 들어가기 때문에, 천 기초보다 튼튼한 기초라고 좋고, 주름이 나오기 어렵다고 하는 구조상의 특징으로부터, 발생하는 부동 침하(부동침하라고 한다)를 균등화하는 작용을 기대할 수 있는 기초입니다.
베타 기초는 부동 침하 방지책으로서 매우 유효하기 때문에 부드러운 지반에서 많이 사용되고 있습니다.그렇다고 해서 기초라면 만전이라는 것은 아닙니다.

• 기초 자체의 자중이 무거워져 그만큼 연약한 지반을 자극해 버리는 것
• 지반의 밸런스가 나쁜 곳에서는 오히려 부동침하를 초래할 수 있다.

등의 단점이 있어, 채용할 때에는 전문가에 의한 판단이 필요합니다.
또, 베타 기초를 채용해도 좋을지는, 주위가 넓은 평탄지에서 기복이 없고, 지층이 변화하고 있지 않은 것이나, 성토에 이물질이 들어가 있지 않은가, 혹은 지반 조사의 결과로부터 균형이 좋은 지반인 것이 사전에 파악되고 있다는 등의 전제 조건이 필요합니다.
덧붙여 2011년 3월 11일에 발생한 「동일본 대지진」에서는 기초의 가옥도 액상화에 의한 지반침하에 있었습니다.끈 기초는 콘크리트의 중량이 무겁기 때문에 액상화 대책으로서는 과제가 있다고 할 수 있습니다.

Ａ４．

일단 액상화가 일어나면, 그때까지 건물의 하중을 지지하고 있던 지반이 유체와 같이 되어, 기초가 지반 안으로 둘러싸고 가는 건물이 기울어져 버리는 경우와 반대로, 땅속으로부터 분출해 오는 물과 모래(분사)에 의해, 기초가 들어 버리는 경우의 2가지 현상이 발생합니다.지반의 지지를 잃으면 건물은 침강 또는 융기에 의해 기울어져 버립니다.
한신·아와지 대지진에서는, 과거 없는 규모로 액상화가 발생해, 인공섬인 포트 아일랜드나 롯코아일랜드, 임해부의 매립지의 주택에서는 건물이 기울어지는 등의 피해가 있었습니다만, 맨션 등의 중고층 건물의 액상화 피해는 비교적 작은 것이었습니다.

이것은, 건물을 딱딱한 지반까지 지지 말뚝으로 도달시켜, 게다가 말뚝과 건물이 긴밀하게 고정되어 있었기 때문에, 융기도 침하도 흐트러졌다고 합니다.
다만, 맨션 등의 중고층 건물 자체는, 말뚝 기초 구조에 의해 침하나 융기가 일어나지 않아도, 주변 지반이 액상화에 의해 침하하면, 라이프라인인 수도·가스·하수 등의 시설이 지하에 매설되어 있기 때문에, 이들 시설이 재해해 버리면 생명의 위험은 없지만 생활상 곤란을 강요당해 버리기 때문에, 이러한 시설에 대해서도 액상화 대책을 실시할 필요가 있습니다.
거주하는 건물이 어떠한 설계·구조로 지어지고 있는지, 시공업자나 전문가에게 확인 상담하시는 것을 추천합니다.

Ａ５．

단독 주택에서는 중고층 건물과 같이 수십 미터나 지지 말뚝을 치고 액상화 대책을 강구하는 것은 일반적으로는 행해지고 있지 않습니다.그 이유는 건설 비용의 대폭 상승으로 끝났지만 강력한 지지 말뚝을 타설하려면 꽤 넓은 시공 공간이 필요할 수도 있습니다.
또, 지지 말뚝에 한정하지 않고, 대규모 토목이나 건축의 현장에서 유효로 되어 있는 다양한 지반 개량 공법 등의 액상화 대책을, 그대로 단독 주택에서 응용 가능하다는 것은 극히 수종의 공법일 뿐입니다.
단독 주택의 액상화 대책으로서는, 일반적으로 「표층 지반 개량 공법」이 실시 가능한 대책으로서 보급되고 있습니다.과거의 지진 피해 경험으로부터, 지면으로부터 2m 정도의 깊이까지 액상화하지 않는 지층이 있는 경우에는 피해가 줄어든다는 조사 결과가 있습니다.따라서, 이 깊이까지 지반을 조여 굳히거나 액상화하기 어려운 흙으로 대체하는 등의 지반 개량이 액상화 대책의 유효한 방법이라고 합니다.
또, 직경 5~10cm의 물 빼기 관(다수의 작은 구멍이 뚫려 있는 파이프)등을, 50~120cm의 간격으로 지반중에 파묻는 「드레인 파이프 공법」도 피해 경감책의 하나입니다.이것은 요코하마시와 기업과의 공동 개발에 의한 공법으로, 대지진시에 상승하는 지반 중의 수압을 이 파이프 내에 유입시켜 액상화의 원인이 되는 지하수압의 상승을 억제하는 공법입니다.
어쨌든, 신축의 경우는, 말뚝 기초의 시공이나 지반 개량 등을 실시한 후 주택을 건축해, 기설의 경우는, 약액 주입 등의 공법에 의해, 지반 개량을 하는 대책이 생각됩니다.

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드레인 파이프 공법

Ａ６．

지반의 액상화의 가능성이 높은 지역에서는, "액상화를 발생시키지 않기 위한 구조"에 따른 대책을 실시하고 있습니다.이 "구조"에는 크게 3개의 것이 있으며, 각각 다음과 같은 대책 공법이 채용되고 있습니다.

덧붙여 요코하마의 매립지에 있어서는, 비교적 액상화가 일어나기 어려운 건설 발생토를 이용하거나, 미나토미라이 21 지구에서는, 지반 침하 대책에 더해, 한층 더 액상화 대책을 실시하고 있습니다.이에 따라 대규모 지진에 따라 분사 현상(물과 모래가 땅속에서 뿜어져 나오는 현상)등은 예상되지만 조기 복구가 가능한 작은 피해에 그칠 것으로 생각됩니다.

"액상화를 발생시키지 않기 위한 구조"와 대책 공법

액상화를 발생시키지 않기 위한 구조	주된 대책 공법
지반 안에 드레인(투수성이 높은 파이프)을 만들어 지진으로 인한 지반 속의 수압을 신속하게 저하시킨다.	페이퍼 드레인 공법 쇄석 드레인 공법 헤치마드레인 공법 등
지반 안에 모래 말뚝을 밀어 넣거나 지반 위에 주름을 떨어뜨리거나 느슨한 지반을 다진다.	샌드 컴파일 공법 시게추 낙하공법
지반 안에 시멘트 등 고화재를 섞어 느슨한 지반을 다진다.	심층 혼합 처리 공법