Geology & Soil

地質・土質

地質

地形図・空中写真・干渉SAR解析による地形判読や、地表地質踏査などによる現地調査から、様々な地形・地質に関する情報を把握し地質リスクの評価を行います。また、ボーリング調査・物理探査・原位置試験・室内試験などを行い、インフラ施設などの様々な設計に必要となる地質データを調査します。
当社は明治期創業の明治鉱業株式会社の地質部として発足し、60年以上にわたり地質技術のノウハウと実績を積み重ねてきました。近年では社会インフラの多くが一斉に老朽化する時期を迎え、防災・減災施設・道路・河川などの社会インフラ施設の補修・改築設計に必要な地質調査も増えています。

地形判読

地形判読は地質を反映した地形を広範囲に把握する方法として有効です。空中写真・航空レーザ測量・干渉SAR・LiDARなどを活用し、地すべり地形・崩壊跡地形・段丘崖・崖錐斜面・集水斜面などを判読します。

色別標高図(左)と地形図(右)

地表地質踏査

地形の判読結果を参考に、現地にて微地形(滑落崖・亀裂・陥没など)や地層の走向・傾斜、地表水・湧水などを確認し、後続するボーリング調査や各試験及び物理探査を計画するための詳細な情報を収集します。

走向・傾斜の測定状況

ボーリング調査

地盤を掘削して岩石試料(ボーリングコア)を採取するとともに、分布する地質や地下水の状況を把握します。また掘削孔内で試験を行うことにより、地盤の工学的な特性を原位置で得ることができます。

採取したボーリングコア

トレンチ調査

地面に細長い溝(トレンチ)を掘削して地盤の変位状況や津波堆積物の観察を行い、活断層や津波の発生周期や規模を推定します。調査の結果は今後の発生予測の手がかりとなり、防災計画の基礎資料となります。

原位置試験

地盤の性質等を把握するため、ボーリング孔内で試験を行います。例えば速度検層やPS検層では、岩質や硬軟で弾性波の伝播速度が異なることを利用して地質構造を推定することにより、設計条件や施工時の留意点を提案します。

ボーリング孔における原位置試験状況

動態観測

地表面の傾斜計・伸縮計や地中のひずみ計などにより、地すべり土塊の経時的な動きを観測します。当社では地表面や地中の変位を測定する計測機や2点間距離を拡散レーザ光線を利用して非接触で測定できる斜面モニタリング機器などを自社開発・販売しています。

計測機器による動態観測イメージ

室内岩石試験

岩石の物理特性や力学特性を把握するため、岩石試料を用いて圧縮強度試験やX線回折などの様々な試験を実施します。試験結果は、詳細な地質解析や各種土木設計に必要となるパラメータの設定に用います。

X線回折結果

地質解析

地表踏査・ボーリング調査・室内試験などの調査結果を地質断面図や地質平面図にとりまとめます。調査の目的により必要となる地質情報が異なるため、目的に応じた地質解析を行います。

土質

構造物の設計に必要な土質調査では、ボーリング調査・サンプリング・原位置試験・室内試験を行い、地質断面図・土質定数・設計・施工の留意点などを報告書としてとりまとめます。
軟弱地盤において盛土や切土を行う際には、圧密沈下やすべり破壊などが懸念されます。また、飽和した砂地盤では、地震時に液状化現象が発生することがあります。これらの変状を防止するため、軟弱地盤解析を行い、対策工法の検討や対策設計を行います。
また、軟弱地盤での盛土や掘削工事においては、軟弱地盤固有の挙動がありえるため、工事中の動態観測方法の提案・観測値分析・施工方法の提案を行います。

ボーリング調査

地盤に孔を掘削することで土質の試料(ボーリングコア)を採取するとともに、支持層までの深度を把握します。支持層の深度が深く、直接基礎では支持力が不足する場合は、杭基礎や地盤改良方法を比較検討します。

海上ボーリングの実施状況

室内土質試験

土の物理的特性・強度特性・圧密特性・液状化特性を把握するため、採取試料を用いて様々な試験を実施します。試験結果は各種設計のために必要となる地盤定数を設定するために用いたり、地盤解析のパラメータなどに用います。

試験実施状況

液状化対策検討

液状化の発生が懸念される砂質地盤を対象として、液状化発生の有無の判定や液状化による影響の評価などを解析します。解析結果をもとに液状化対策工の検討・設計を行います。

地震応答(液状化)解析による地盤挙動

軟弱地盤解析・対策設計

軟弱地盤において盛土や切土を行う際には、圧密沈下やすべり破壊などが懸念されます。また、飽和した砂地盤では、地震時に液状化現象が発生することがあります。これらの変状を防止するため、軟弱地盤解析を行い、対策工法の検討や対策設計を行います。

地下水

地下水は岩盤中の亀裂や土粒子間の空隙に分布しており、河川や海に向かい流下しています。
上水道が整備されていない地域では、地下水を利用した井戸水は住民の生活に無くてはならない存在です。そのためトンネル施工や河道掘削など地下水位や流向の変化が懸念される工事の前後には、河川の流量観測・井戸の水位観測・水質分析を行います。加えて、浸透流解析により、事業の地下水に与える影響を予測し、その程度に応じた対策を検討します。
また、堤防設計による地下水調査では、浸透流解析により洪水時に河川堤防が法すべりやパイピングなどを起こさないか解析し対策を検討します。

流量観測

建設工事では地下掘削などの影響により、河川の流量が減ったり、井戸の水位が低下したりといった現象が起こる場合があります。このため、工事開始前から終了後の複数年にわたり観測を行い、降雨量なども加味しながら工事影響の有無を判断します。

流量観測状況

水質調査

地下水の利用目的や水の起源に応じて飲料水一般項目・重金属項目・生活環境項目・イオン分析などの水質分析を行います。水質は近隣工事との因果関係の有無にも活用されるため、工事前後に他の調査と並行して実施されます。

地下水位観測

河道掘削工事等で地下水位低下が予想される場合、工事前後に継続的に観測し、周辺井戸への影響の有無の把握や水位低下予測との整合を確認します。地下水位は降水量の変化や季節変化との関係が大きいため、複数年観測します。

浸透流解析

浸透流解析(FEMによる地下水シミュレーション)により、洪水時に河川堤防が法すべりやパイピングによる浸透破壊を起こさないか解析・検討します。安全率が不足する場合は、揚圧力を低下させる対策工などを検討します。

浸透流解析

土壌・地下水汚染

土壌・地下水汚染には自然由来と人為由来があります。自然由来とは、自然の岩石や堆積物中に含まれる重金属(ヒ素や鉛など)がトンネルや切土掘削によって掘り出され、空気や水に触れることで溶出したり、酸性水を発生させたりする汚染です。一方で、人為由来は工場や排水施設などからの有害物質漏洩や埋立てた廃棄物中に含まれる有害物質の溶出などによる汚染です。
土壌や地下水の汚染が発生すると、地下水の飲用や土自体の経口摂取により健康被害が生じることが懸念されます。よって、重金属などの有害物質の含有量・溶出量基準を超過した土壌について、場外搬出・不溶化による封じ込め・吸着層による浄化などの対策を検討・提案しています。

自然由来土壌汚染の調査・解析

自然由来による土壌汚染とは、ヒ素や鉛などの重金属が、もともと地質や堆積物中に含まれていて、特定の条件下で土壌や地下水に溶出してしまう汚染のことです。調査では対象土壌に含まれる有害物質の含有量や溶出量を測定し、基準を超過していないか確認します。

自然由来重金属溶出対策に関するカラム試験

人為的由来土壌汚染の調査・解析

人為由来による土壌汚染とは、工場や排水施設などからの有害物質の漏洩や埋め立てた廃棄物中の有害物質の溶出などによって起こる汚染のことです。調査では有害物質の含有量や溶出量を測定し、基準を超過していないか確認します。

対策工(バイオパイル工法)の施工状況

汚染状況調査および対策検討

対象エリアにおいて含まれる汚染物質の有無や汚染範囲といった汚染状況を調査します。調査結果にもとづき施工性や経済性などを考慮して対策工法を検討するとともに、実施設計・施工計画・養生期間のモニタリング手法の提案を行います。

油含有土壌のガスクロマトグラフ分析

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