盤ぶくれとは？メカニズム・安全率計算・ボイリング・ヒービングとの違い

この記事の要点

盤ぶくれとは、難透水層の根切り底面が被圧帯水層（高い水圧の層）に押し上げられる現象である。

被圧帯水層による上向きの水圧が難透水層の土重量より大きいと発生する。

ボイリングは砂地盤で生じる現象であり、盤ぶくれとは原因が異なる。

安全率を計算して盤ぶくれが生じないことを確認する必要がある。

この記事では、盤ぶくれとは何か、盤ぶくれはなぜ起きるのか、安全率計算とは何か、ボイリングとは何かを整理します。

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盤ぶくれ（ばんぶくれ）とは、難透水層の根切り底面が被圧帯水層（簡単にいうと水圧の高い層）に押し上げられる現象です。

用語名の通り、地盤がふくれるような現象です。原因など異なりますが、ボイリングのように上向きの水圧が原因で発生します。

今回は盤ぶくれの意味、計算と安全率、対策、ボイリングとの違いについて説明します。ボイリング、ヒービングの意味は下記が参考になります。

ボイリングとは？砂地盤で起きる現象・安全率の計算・対策工法

ヒービングとは？意味・発生理由・対策をわかりやすく解説

盤ぶくれとは？

盤ぶくれとは、難透水層の根切り底面が被圧帯水層（ひあつたいすいそう）に押し上げられる現象です。

地盤が破壊され山留の方向に繋がります。下図をみてください。盤ぶくれを示しました。

図　盤ぶくれ

難透水層とは水を通しにくい土層です。被圧帯水層とは不透水層に挟まれており、水圧の高い層のことです。「水圧が高い」がポイントです。

被圧帯水層による上向きの水圧が難透水層の土重量（下向きの力）より大きい場合、難透水層は押し上げられますね。

原因や地盤は違いますが、ボイリングと考え方は似ています。

下向きの土重量、上向きの水圧の力関係が崩れる時（水圧が大きくなる時）に生じる現象です。

ボイリングの詳細は下記が参考になります。

ボイリングとは？砂地盤で起きる現象・安全率の計算・対策工法

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盤ぶくれの計算と安全率

F=(γ_t d)/(γ_w h)、F≧1.0

Fは盤ぶくれに対する安全率、γtが土の湿潤単位体積重量、dは根切り面から難透水層下端までの距離、γwは水の単位体積重量、hは被圧帯水層の水頭です。

計算の考え方はシンプルです。下図をみてください。被圧帯水層による水圧は上向きの力、これに抵抗する難透水層の重量は下向きの力です。

水圧より土の重量が大きくなることを確認すれば盤ぶくれは生じません。

図　盤ぶくれの計算と安全率

盤ぶくれの対策

盤ぶくれの対策の１つとして、ディープウェル工法で地下水位を低下させることを行います。対策の詳細は下記の書籍が参考になります。

山留め設計指針第4版

posted with ヨメレバ

日本建築学会日本建築学会 2017年11月

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盤ぶくれとボイリングの違い

盤ぶくれとボイリングの違いを下記に示します。

盤ぶくれ　⇒　難透水層の根切り底面が被圧帯水層の上向きの水圧により押し上げられる現象。

ボイリング　⇒　根切り底面と周囲地盤の水位差による水圧の影響で、根切り底面が沸騰した状態（上向きの水圧で土が吹き上がる状態）になること。

砂地盤で生じる。

ボイリングの詳細は下記をご覧ください。

ボイリングとは？砂地盤で起きる現象・安全率の計算・対策工法

混同しやすい用語

盤ぶくれとボイリング：どちらも上向きの水圧が原因だが、盤ぶくれは難透水層の押し上げ、ボイリングは砂地盤での土粒子の吹き上がりで地盤条件が異なる。
難透水層と被圧帯水層：難透水層は水を通しにくい土層、被圧帯水層は不透水層に挟まれた水圧の高い層。

試験での問われ方｜管理人の一言

盤ぶくれとボイリングは混同しやすい用語です。盤ぶくれは「難透水層が被圧帯水層に押し上げられる現象」、ボイリングは「砂地盤で水位差により土が吹き上がる現象」と区別して覚えましょう。安全率の計算式も確認しておくと試験対策になります。

盤ぶくれを整理した表を示します。

項目	盤ぶくれ	ボイリング
発生条件	難透水層＋被圧帯水層が存在	砂地盤で水位差が大きい時
現象	難透水層が上向き水圧で押し上げられる	根切り底面が沸騰状態になる
安全率F	F＝γt×d/(γw×h)≧1.0	動水勾配から算定