コンクリートのひび割れ調査・ひび割れ自動抽出ソフト クラヴェスアクティス販売　（保全工学研究所）

　ＦＥＭ（Finite Element Method）という数値解析ツールがあります。ＦＥＭとは、モデル解析手法の代表的方法のひとつで、モデルとなる物体を細かく要素分割し、それぞれの要素の挙動を計算することで、複雑な挙動を計算する手法のことをいいます。この事例では、盛土時の地盤の変状と、圧密現象（地盤中の水の排水）をＦＥＭ解析（土・水連成FEM解析）で計算しました。 計算の設定は、以下の手順で行います。

(1)ＦＥＭ解析では、まず地層の形状をモデル化します。

(2)次に、地層の形状を細かい要素に分割します。要素形状は、四角形か三角形です。

(3)地層の材料特性を設定します。材料特性は、地盤調査や土質試験（圧密試験、一軸圧縮試験、標準貫入試験など）から決定します。

(4)材料定数を各要素に設定します。

(5)いつ、どの要素を盛土するか、いつ家を建てる（＝家荷重をモデルに与える）か設定します。

(6)その他の条件、地下水条件や変形条件を設定します。

　計算した結果、新設の盛土を中心に、粘性土層が圧密沈下していたことが分かりました。そして、隣接する家が引きずり込まれるようにtanθ=14/1000まで傾斜しました。その結果、家の損傷や、コンクリートブロックのひび割れにつながったことが分かりました。

　木造住宅の傾斜による影響(*1)は、傾斜がtanθ=3〜5/1000を超えると不具合が目立ちはじめ、tanθ=8〜12/1000の勾配で損傷が著しくなることが示されています。

　この事例では、障害が地盤調査と数値解析で分析することで、正確に分析できたのです。

ＦＥＭ解析に用いる要素（メッシュ図）

盛土・家建築３年後の変形状態（ＦＥＭ解析）

住宅の傾斜角と建設後経過時間

家の補修

　住宅に生じた障害が、地盤調査とFEM解析により、地盤の圧密沈下により発生したことが分かりました。その後、被害を受けた家は復旧されました。

　基礎のジャッキアップによる家の傾きの補正と、柱や壁の補修により、補修ができたのです。 今後は沈下が進まないことが予測できていたため、傾斜の補正と壊れた部位の補修だけでよいと判断しました。

終わりに

　目に見えないわずかな変状であっても、コンクリート構造は大きな被害をうけます。事例で示したように、一旦このような被害を受けると、復旧には膨大な費用がかかるため、工事前の調査や分析が重要な意味を持つことが、お分かりになると思います。

　住宅品確法（住宅の品質確保の促進等に関する法律）の成立により、建物の品質についてはよくなりつつありますが、地盤の沈下に起因する被害は依然として多いようです。ここで紹介しました圧密沈下に起因する地盤傾斜による被害は、地盤の問題のうち約30％(*1)を占めているといわれています。

　盛土造成を伴う建築物の建設の際には、このような事例を思い出してください。そして、気にかかることは、ぜひ一度当社に、ご相談ください。

*参考文献

1.小規模建築物基礎設計指針(日本建築学会,2008)