地盤沈下のメカニズムを解説!放っておくと家が壊れる可能性も!

住宅を建てる際に気にしておきたいことのひとつが、地面が沈んでしまう現象「地盤沈下」です。地盤沈下はどのようなメカニズムで起きるのか、またなぜ起きるのかご存じですか? 今回は地盤沈下のメカニズムから、地盤沈下が起きる原因や与える影響などをご紹介します。

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地盤沈下が起こるメカニズムとは?

地盤沈下が起こるメカニズムには、地面の中の水分や空気が関係しています。水分や空気が含まれた土の中からそれらを抜いてしまうと、抜かれた分だけ土の体積が減ります。それによって地面そのものが収縮し、沈んでしまうのが地盤沈下です。

これは、漬物を作るイメージとよく似ています。水分を含む野菜を漬けておくと野菜の中の水分が抜けて徐々に収縮し、最終的には漬けたときより体積が小さくなります。地盤沈下ではこれと同じ状況が地面で起こっていると考えるとよいでしょう。

地盤沈下が起きる4つの原因

地盤沈下が起きる原因には、おもに以下の4つが考えられます。

【地下水のくみ上げ】
前述したように、地盤沈下は土の中から水分や空気が抜けることで発生します。そのため、井戸などで地下水をくみ上げて土の中の水分が絞り取られてしまうと、地盤が沈んでしまいます。

とはいえ、家庭で使う程度のくみ上げであれば、地盤沈下をすることは滅多にありません。地盤沈下の原因になりやすいのは、工業用などで大量に地下水をくみ上げる場合です。もし工業用で地下水を使用する場合、地盤沈下の起こりやすい地域では「工業用水法」と「建築物用地下水の採取の規制に関する法律」という2つの法律に従わなければなりません。

地下水のくみ上げによる地盤沈下は、井戸の抜け上がりで確認が可能です。

【建物の荷重】
水分や空気を含んだ土の上に重い建物が乗って圧迫されることで、地面の空気や水分が抜けて起こるタイプの地盤沈下です。このタイプの地盤沈下を「圧密沈下」と言います。上記の漬物のイメージでたとえるなら、建物が漬け物石と考えるとわかりやすいでしょう。

また空気や水分を含んだ盛り土を作り、その上に重い建物を建てると、盛り土の空気や水分が抜けて地盤沈下を起こすこともあります。

【工事】
地盤沈下は工事によっても起こります。特に地下設備を作る工事で起こりやすいケースです。

地下設備を作る場合には、通常、シートパイルと呼ばれる鉄板の板を地面に打ち込んで、工事を行う周辺の地面に影響が出ないようにしてから掘り進めていきます。ただし、水分を多く含む地面の場合、シートパイルの間から水分と一緒に土が漏れてしまい、工事を行っている周辺の地盤を沈めてしまうことがあります。

また、地下トンネルが崩落した場合にも地盤沈下が発生することがあります。ただ、地下トンネルの工事は、地面のかなり深部で行われるため、地下トンネルの工事で地盤沈下が起きることは滅多にないと言ってよいでしょう。

【地震による液状化】
地震による液状化でも地盤沈下が発生することがあります。

そもそも液状化とは、地面を構成する物質のバランスが崩れて発生するものです。通常、地面は土、水、空気、砂で構成されており、これらがバランスよく混ざり合うことによって地面を構築しています。この地面が地震などで刺激を受けると、土や砂など重さのあるものは下に沈み、軽い水や空気が浮かんで構築物が分離してしまいます。

液状化は、特に地面に水分が多い地域で発生しやすく、2011年の東日本大震災では千葉県を中心に、東京湾周辺に甚大な被害をもたらしました。

液状化が起こると地面のバランスが崩れ、地面から空気や水分が押し出されてしまうため、地盤沈下が発生します。また大きな地震が起こると、液状化だけでなく地面内の空洞が崩れて、地盤沈下を引き起こすこともあります。

地盤沈下による影響

地盤沈下が起こるとさまざまな影響があります。放っておくと大切なマイホームを失うことになるかもしれないため、注意しましょう。

【建物が浮く、傾く】
地盤沈下が起こると、建物が浮いたり傾いたりすることがあります。杭を持っている建物の場合、地面が沈んでも杭はそのままです。そのため、建物が地面から浮いた状態になり、建物を支えている杭に大きな負担がかかります。

また、地面の水分や空気の量に対して建物の荷重が偏っていると、重い部分のみが沈むこともあります。重い部分のみが沈むと、家が傾き、壁にひびが入ったり、窓やドアがうまく開け閉めできなくなったりします。これらの状態になった場合、最悪、建物が倒壊する危険性もあるため、早めの対処が必要です。

【身体への影響】
地盤沈下による直接的な影響ではありませんが、間接的な影響として身体への影響が考えられます。これは地盤沈下によって傾いた住宅に住んでいると起こるものです。

人は0.29度の傾きで傾斜を感じますが、0.6度程度の傾きでめまいを感じ、1度以上の傾きになると頭重感や浮動感を訴える人が出てきます。さらに2度から3度の傾きで、頭痛や吐き気といった重い症状になることもあります。ひどい場合には睡眠障害を起こすこともあります。地盤沈下によって傾いた住宅に長く住むのは、望ましくないと言えるでしょう。

【排水不良】
地盤沈下によって勾配が変化すると、今まで使っていた排水路の水はけが悪くなります。排水路の水はけが悪くなると、豪雨の際に排水がうまくいかなくなり、被害が拡大する可能性があります。

まとめ

地盤沈下は、地面の中の水分や空気が少なくなくなることで起こります。地盤沈下によって起こる被害は深刻です。小さなほころびが大きな被害を呼ぶ可能性もあるため、メカニズムや原因をあらかじめ知っておくことが大切と言えるでしょう。


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