基礎工と土留めをわかりやすく解説 — 杭の工法とヒービング・ボイリングの違い

基礎工の問題は、工法の名前と特徴の組合せ、土留めの問題は、どの地盤で何が起こるかを問う形が中心です。どちらも「なぜその工法・その現象になるのか」を仕組みで理解すると、名前の取り違えがなくなります。

基礎の種類

種類	考え方
直接基礎	浅い位置に良い支持層があるとき、構造物の底面で直接地盤に支持させる
杭基礎	支持層が深いとき、杭を通して深い支持層に荷重を伝える
ケーソン基礎	大きな躯体を沈めて深い支持層に据える

直接基礎では、基礎の底面と地盤を密着させることが大切です。底面の地盤を乱したり、緩んだ土を残したりすると、所定の支持力が出ません。

工場で作った杭（既製コンクリート杭・鋼管杭）を地中に設置する方法です。

工法	仕組み	特徴
打撃工法	ハンマで杭頭を打って打ち込む	施工が早く、打止め管理で支持力を確かめやすい。騒音・振動が大きい
中掘り工法	杭の中空部にオーガを通し、先端を掘りながら杭を沈める	騒音・振動が小さい。先端部の支持力を確保する処理が要る
プレボーリング工法	先にオーガで掘削してから杭を建て込む	騒音・振動が小さい。根固め液で先端を固める

名前がそのまま手順を表しています。「中を掘る」のが中掘り、「先に掘る」のがプレボーリングです。

打撃工法では、杭を鉛直に建て込み、打込み中も傾きを確認しながら打ちます。一群の杭を打つときは、中央部から外側へ向かって打つのが原則です。外側から打つと、中央部の地盤が締まって打ち込みにくくなるからです。

現場で地盤に穴を掘り、鉄筋かごを入れてコンクリートを打ち込む方法です。工法の違いは、掘った穴の壁（孔壁）をどうやって崩さないかに集約されます。

工法	孔壁の保護
オールケーシング工法	ケーシングチューブを全長にわたって押し込み、孔壁を守る
リバース工法	孔内の水位を地下水位より高く保ち、静水圧で孔壁を守る。掘削土は水と一緒に吸い上げる
アースドリル工法	安定液（ベントナイト溶液など）で孔壁を守る。表層部はケーシングを使う
深礎工法	人力や機械で掘りながら、山留め材（ライナープレートなど）で孔壁を守る

場所打ち杭のコンクリートは、トレミー管を使って孔底から打ち上げます。打込み中は、トレミー管の先端を常にコンクリートの中に入れておくのが原則です。先端を抜くと、泥水が混じって杭の品質が落ちます。

深く掘削すると、掘削した底面（掘削底面）が壊れることがあります。 3つの現象は、起こる地盤で見分けます。

現象	起こる地盤	何が起きるか
ヒービング	軟らかい粘性土	土留め背面の土の重さに押されて、底面がふくれ上がる
ボイリング	地下水位の高い砂質土	上向きの浸透水の力で砂が浮き上がり、底面が沸騰したように崩れる
盤ぶくれ	底面の下に被圧地下水を含む層があり、その上を不透水層がふさいでいる	被圧水の圧力で、不透水層ごと底面が持ち上がる

ボイリングのうち、水の通り道がパイプ状にできて砂が流れ出す現象を パイピング といいます。

現象	主な対策
ヒービング	土留め壁の根入れを深くする、剛性の高い土留め壁にする、掘削底面の地盤改良、背面の荷重を減らす
ボイリング	土留め壁の根入れを深くして浸透経路を長くする、止水性の高い土留め壁にする、ウェルポイントやディープウェルで地下水位を下げる
盤ぶくれ	ディープウェルなどで被圧水の圧力を下げる、止水性の土留め壁を不透水層まで入れる

ヒービングは土の重さとの戦い、ボイリングと盤ぶくれは水の圧力との戦いです。対策を選ぶときは「重さを減らす／受け止める」のか「水圧を下げる／水の道を長くする」のかで判断します。

種類	止水性	特徴
親杭横矢板	低い	H形鋼を打ち、掘りながら横矢板を入れる。地下水位の高い地盤には不向き
鋼矢板	高い	継手をかみ合わせて連続した壁をつくる
柱列式・地中連続壁	高い	剛性が高く、深い掘削や周辺への影響を抑えたい場所に向く

基礎と土留めは、専門土木の構造物や、安全管理の土止め支保工ともつながる論点です。現象と対策をセットで説明できるようにしておきましょう。