地盤改良(ペーパードレーン工法)の打設記録を利用した基盤モデルの作成

( 株 ) パスコ

渋谷 典幸  小俣 雅志  下村 博之  

 <概 要>

  • 宮城県気仙沼市南気仙沼地区において、地盤改良の打設記録から基盤面点群データを作成した。

  • 汎用 GIS ソフトウェアである ESRI 社 ArcGIS pro を用いた解析を併用することで、点群に標高値や地層属性を付加した。

  • 作成した基盤モデルからは、海水準変動の影響を受けて堆積盆が埋積されていった過程を読み取ることができる。

1.はじめに

 宮城県気仙沼市では津波で被災した南気仙沼地区および鹿折地区を復旧するための 「まちづくり」 事業が実施され、 2020 年 9 月に竣工を迎えたところである。
 この業務は独立行政法人都市再生機構から清水 ・ 西松 ・ 奥村 ・ パスコ ・ アジア航測JVが受託したもので、 完成ま での全体期間を大幅に短縮するためにCM方式が採用された。 設計 ・ 調査 ・ 測量 ・ 工事の業務のほか、 プロジェクト全 体のマネジメント業務も同時に行い、 設計施工のメリットを最大限に生かしたファストトラック方式で実施された。
 「気仙沼市震災復興事業の工事施工等に関する一体的業務」 パンフレットによると、 南気仙沼地区における整地面積 32.5ha に対し、 軟弱地盤改良工が合計で 9.1 万本に達するとされる。 本検討は、 気仙沼市に対して情報提供申請 を実施し、 収集した 「南気仙沼地区方眼測量成果」 「南気仙沼地区ボーリング柱状図」 南気仙沼地区ドレーン施工記 録」 を用いて基盤モデルの作成を試みたものである。 したがって、 本検討成果における不備等については全て筆者らの独 自見解によるものであり、 気仙沼市ならびに各受注業者の報告書類とは直接関係していない。

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図1 調査位置図

(A: 宮城県気仙沼市の位置,黒枠は B の表示範囲 ,B; 南気仙沼地区周辺図 , 赤ハッチング範囲は C  赤枠と同じ範囲を示す ,C; 地表面標高は方眼測量より作成した盛土施工前標高)

2.検討位置・収集データ

本検討は宮城県気仙沼市のうち、 Fig.1C に示した赤枠範囲において以下に示す資料を収集 ・ 整理した。

・南気仙沼地区方眼測量成果︓200m メッシュの交点で測定された地表面標高およそ 800 点
・南気仙沼地区ボーリング柱状図︓施工時のチェックボーリング等を含め 45 本
・南気仙沼地区ドレーン施工記録︓およそ 8.2 万本分(一覧表、 施工平面図、 紙図面等)
・基盤地図情報(数値標高モデル)︓5mDEM(本論文作成のために使用)

3.モデル化と利活用

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4.作成した基盤モデル

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5.考察と今後の課題

 地盤改良(ペーパードレーン工法)の打設記録を利用することにより、 0.9 ~ 2.0m メッシュの基盤標高の点群データ を作成することが可能となった。 これは通常のボーリング調査と比較して、 極めて密度の高いデータと言える。 一方で、 地 盤改良の施工管理は打設深度で行われているため、 施工基面の標高がはっきりせず、 基盤面を標高で表すことが困難で ある。 そこで、 ArcGIS pro による最近接解析を併用することで、 方眼測量成果から疑似的な施工基面を想定すること ができた。 さらに、 基盤に分布する地層が不明であることに対しても、 柱状図による地層の推定と 3 次元表示を用いた埋 没地形の区分により解決できた。
 以下に、 打設記録を用いた基盤モデルが通常の地質断面図と比較して優位な点を列記する。

  ●ボーリング柱状図のみでは分離が困難な地層下部の砂礫層を、 分布形態で区別できる。

  ●三次元表示を行うことで、 埋没地形(段丘面、 急崖あるいは段丘崖、 波食台)についても識別できる。

  ●さらに、 礫層の分布形態と柱状図記載から以下の堆積盆の埋積過程も推定できる。

    *埋没段丘を形成後に、 海水準が大きく低下した段階では堆積物はほどんど記録されていない

    *低海水準期には、 広範囲に厚い沖積下部砂礫を堆積させた蛇行河川環境が広く分布した。

    *海水準上昇期には、 海進ラグとして基盤上に薄く、 場所により高度差を伴って沖積中部砂礫が堆積した

    (ただし、 海退期の砂礫とは分離できていない)。

    *高海水準期には砂礫上部に泥層 (モデル非表示 ) が堆積したが、 辺縁部では平坦な波食台が形成された。

    *山地周辺には土石流等により上部砂礫層 (モデル非表示 ) が、 それ以外の場所では現況河川の砂質堆積物

     (モデル非表示 ) によって海退が進み、 現在の地形が形成された。

 本検討で作成したモデルは砂礫層および基盤岩類のサーフェスモデルである。 今後、さらなる基盤モデルの高度化のため、 検討を進めてより上位の泥層および砂層のモデルを追加、 ならびにボクセルモデル化を検討したい。