巨大地震が引き起こす液状化現象とは、地盤が液体状になる現象です。液状化のリスクがあるエリアは、全国各地に存在しています。液状化現象が住宅に被害を与えると、日常生活に支障をきたすだけでなく、健康状態の悪化も引き起こしかねません。
そこで本記事では、液状化現象とは何かについて解説します。地盤が液状化する原因や液状化が引き起こす被害、身を守るための対策も掲載しているので、液状化現象を未然に防ぎたい方は、ぜひ最後までご覧ください。
液状化現象とは
液状化現象とは、地震の振動によって地盤がドロドロの液体状になる現象です。本来、砂でできた地盤は、砂の粒子が結びついて支え合っています。しかし、地震の振動によって地中にある地下水の圧力が高くなると、砂の粒子がバラバラになり水に浮いた状態になります。
その後、砂の粒子が沈下して水と分離すると、地面には水が出てくるのです。液状化現象が起こると、水より比重が重い建物は沈んだり、傾いたりします。
地盤が液状化する原因とは
地盤が液状化する原因には、地下水位の高さやゆるい砂の堆積が関係しています。液状化を引き起こす条件が揃った場所で、震度5程度の揺れが発生した場合に液状化現象は起こるのです（※1）。液状化現象のリスクが高い、以下の場所・建物について解説します。
- 液状化現象が起こりやすい場所
- 液状化の影響を受けやすい建物
それぞれの場所や建物について、詳しく見ていきましょう。
※1参考：大林組「特集 液状化現象のメカニズム」
液状化現象が起こりやすい場所
液状化現象は、海岸や河口付近、河川の扇状地、埋め立て地などで発生しやすくなります。市街地であっても、三角州地帯や浅い海を埋め立てた土地では、液状化するリスクが高くなるでしょう。液状化現象が起こりやすい場所の条件は、以下のとおりです（※1）。
- N値が20以下のゆるい砂地盤
- 砂の粒子の大きさが0.03mm～0.5mm
- 地下水位が地表面から10m以内
液状化の影響を受けやすい建物
地震によって液状化現象が発生すると、重量が軽く基礎が浅い木造住宅は被害を受けやすくなります。床下を束石にしている木造住宅では、床が宙に浮くケースもあるほどです。
2011年に発生した東日本大震災においても、数多くの木造住宅が液状化現象によって傾く被害が生じました（※2）。
※2参考：東京都都市整備局市街地建築部「建物を液状化被害から守ろう。」
液状化が引き起こす主な5つの被害
巨大地震によって液状化現象が起きると、日常生活に支障をきたします。液状化現象はゆっくり進むため、直接的な人的被害は他の災害と比べて少ないですが、二次被害は甚大です。液状化が引き起こす主な被害を紹介します。
- 被害1|噴水・噴砂の発生
- 被害2|建物の沈下・傾斜
- 被害3|家の傾きによる健康被害
- 被害4|交通障害
- 被害5|ライフラインの供給停止
それぞれの被害について、詳しく見ていきましょう。
被害1|噴水・噴砂の発生
液状化現象による典型的な被害が、噴水・噴砂の発生です。地盤中の砂層が液状化すると、砂層に含まれている地下水の圧力が高まるため、地下水や砂は地表に溢れかえります。
噴水や噴砂は、乾いた後も粉塵による被害が続き、約1カ月間も影響を及ぼします。噴水や噴砂によって自転車が埋没してしまうと、緊急時に迅速な避難は望めません。また、住宅の中に堆積した土砂を撤去するのに、多大な時間と労力がかかるでしょう。
被害2|建物の沈下・傾斜
液状化現象が起こると、建物を支えていた砂地盤が液体状になるので、建物が沈下・傾斜します。傾斜した家では、以下のような被害が発生します。
- 戸の開け閉めに不具合が生じる
- 傾斜によって物が転がる
- 隙間風が発生する
建物の下敷きになる人的被害は少ないですが、大規模な修繕工事が必要になるでしょう。修繕工事の間は住宅に住めなくなるため、生活に支障をきたします。
被害3|家の傾きによる健康被害
液状化によって傾いた家に住み続けると、傾斜角別に以下の健康被害が生じます（※3）。たとえ、1/100程度のわずかな傾斜でも平衡感覚は狂い、めまいや頭痛が生じるのです。
| 床の傾斜角 | 健康被害 |
| 0.6° | めまいや頭痛が生じる |
| ～1° | 頭重感や浮動感が生じる |
| 1.3° | 牽引感、ふらふら感、浮動感が生じる |
| 1.7° | 半数の人が牽引感を感じる |
| 2°～3° | 重いめまい、頭痛、吐き気、食欲不振が生じる |
| 4°～6° | ・強い牽引感、疲労感、睡眠障害が現れる・物が傾いて見える |
| 7°～9° | ・牽引感、頭痛、めまい、吐き気、疲労感が強くなる・半数以上で睡眠障害が生じる |
※3参考：日本建築学会「建物の傾きによる健康障害」
被害4|交通障害
液状化によって道路が被害を受けると、交通障害が発生します。緊急車両の妨げになると、救助活動が遅れて人的被害は拡大しかねません。通行障害に伴い物流が停止すると、避難生活を送る被災者が物資不足に陥る恐れがあります。
損傷している道路を通行すれば、転倒や車両事故による人的被害も増加するでしょう。液状化で損傷した道路の応急的な復旧には、約1カ月程度を要します。
被害5|ライフラインの供給停止
地下に埋没されている水道管やガス管、電気ケーブルが、液状化によって損傷を受けると、ライフラインの供給停止が発生します。水道管が破裂して断水が長期化した場合、トイレの水や洗濯水が排水できず、衛生状態の悪化を招くでしょう。
ガス管が破裂した場合は、ガス漏れによって火災や爆発の危険もあります。停電時は、照明器具や冷暖房機器、冷蔵庫などの健康的な生活に欠かせない家電を使用できません。
【歴史】過去に液状化が起きた地震3選
液状化現象は、巨大地震が起きるたびに私たちの暮らしを脅かしてきました。地震の大規模な揺れに液状化現象が加わることで、甚大な建物被害をもたらします。過去に液状化現象が起きた地震は、以下のとおりです。
- 1995年|阪神淡路大震災
- 2011年|東日本大震災
- 2016年|熊本地震
それぞれの地震について、詳しく見ていきましょう。
1995年|阪神淡路大震災
1995年1月17日に発生した阪神淡路大震災では、神戸市、芦屋市、西宮市の埋立地で液状化現象が多発しました（※4）。道路上への噴水・噴砂や校庭の亀裂、道路面の変形、護岸の前傾・崩壊など、各地で甚大な被害をもたらしています。
埋立地で液状化した土の大半は、六甲山地の山砂「真砂土」でした。護岸に近い地区では側方流動が発生し、最大5m以上も海側に前傾・移動しています。
※4参考：国土交通省「1995年 兵庫県南部地震の事例 （液状化被害の事例）」
2011年|東日本大震災
2011年3月11日の東日本大震災では、青森県から神奈川県まで約650kmの広範囲で液状化が発生しました（※5）。液状化による建物被害は、26,914棟にのぼります。
地盤改良を行っていなかった埋立地では、ほぼ全域で液状化現象が発生しました。杭で支持されていた大・中規模建築物においても、地盤沈下でライフラインが寸断しています。
※5参考：消防防災博物館「東北地方太平洋沖地震による液状化被害の特徴」
2016年|熊本地震
2016年4月14日、16日の熊本地震では、最大震度7の巨大地震が2度にわたって発生しました。市内では、液状化現象によって約2,900戸の建物被害が発生しています（※6）。
特に甚大な被害を受けたのは、布田川・日奈久断層に近い低地や阿蘇谷など、地下水位の高い地域です。被害の種類は、店舗の不同沈下や噴砂の堆積など、多岐にわたっています。
※6参考：熊本市「熊本地震から学んだ液状化」
液状化による停電への備え「ポータブル電源」とは
液状化現象によって地中の電気ケーブルが損傷したり、地震の揺れによって送電設備が破損した場合、大規模な停電が発生します。停電は復旧するまでに3日以上を要するケースもあり、日常生活に多大な影響を与えるでしょう。
停電中も電化製品を動かすには、ポータブル電源が必要です。ポータブル電源とは、内部に大量の電気を溜め込み、コンセントを経由せずに電化製品に給電できる機器を指します。停電中にポータブル電源が活躍する場面は、以下のとおりです。
- エアコンや扇風機などの冷暖房機器を稼働して、快適な気温を維持できる
- 電子レンジや電気ケトルを稼働して、簡単に非常食を温められる
- 冷蔵庫に給電して、食品が傷むのを防ぐ
- LEDライトを点灯させて、夜の明かりを確保できる
- 災害警報を確認するための携帯ラジオを常にフル充電にしておける
- スマホを使って、家族と安否確認が行える
ポータブル電源は、地震や液状化現象だけでなく、台風や豪雨、土砂災害など停電のリスクがあるあらゆる災害対策として活躍します。ソーラーパネルと併用すれば、停電中にポータブル電源が充電切れになる心配はありません。
液状化対策に必要な性能|おすすめの製品
地震による停電対策には、周辺の被害想定に応じたポータブル電源を選びましょう。地震発生時に津波による浸水や液状化現象のリスクが高い地域にお住まいの場合は、避難時の妨げにならないよう軽量かつコンパクトなタイプが必要です。
一方、ハザードマップや内閣府が公開する被害想定を確認し、比較的安全なエリアにお住まいの場合は、在宅避難に備えて高出力・大容量のタイプが重宝します。
EcoFlowは、用途に応じて以下のポータブル電源を販売しています。
- 移動避難「RIVER 3 Plus」
- 在宅避難「DELTA 3 Plus」
それぞれの機種について、詳しく見ていきましょう。
移動避難「RIVER 3 Plus」
定格出力600W、容量286Whのポータブル電源。約4.7kgの軽量コンパクト設計なので、住宅が地震の揺れや液状化現象の被害を受けても、迅速な避難が実現します。
X-Boostで最大900Wの出力を誇り、避難所では自宅にある90%の家電が使用可能です。LEDライトを搭載しているので、停電発生時には周囲の安全を素早く確保できます。30dB以下の静音設計により、他の被災者と騒音トラブルになる心配はありません。
在宅避難「DELTA 3 Plus」
定格出力1500W、容量1024Whのポータブル電源。最大2000Wの高出力を誇り、容量を最大5kWhまで拡張できるので、3人以上の家族における停電対策にもぴったりです。
高度な電源自動切り替え機能を搭載しており、停電が起きると電気供給源がポータブル電源へと10ms未満で切り替わります。万が一、停電中に電力が不足しても、ソーラーパネルから最短70分で満充電が可能です。重量12.5kgの小型設計により、気軽に持ち運べます。
液状化から身を守るための対策3選
液状化現象の発生には、地形の特徴が大きく関係しています。まずは、自宅周辺における液状化のリスクを判定しましょう。液状化から身を守るための対策は、以下のとおりです。
- 対策1|液状化ハザードマップを確認する
- 対策2|液状化判定・地盤改良を行う
- 対策3|防災グッズを備蓄する
それぞれの対策について、詳しく見ていきましょう。
対策1|液状化ハザードマップを確認する
地震発生時に自宅周辺が液状化しやすいかどうかは、液状化ハザードマップで確認できます。液状化ハザードマップとは、液状化現象が予想されるエリアを色分けした地図です。家族で、液状化しやすい場所を避けた避難場所や避難経路を話し合っておきましょう。
対策2|液状化判定・地盤改良を行う
液状化ハザードマップを確認し、自宅周辺で液状化のリスクが高い場合は、液状化判定と地盤改良を行いましょう。液状化判定とは、現場調査で土質と地下水位から液状化の危険性を判断する方法です。
液状化判定には、ボーリング調査やスクリューウェイト貫入試験などの調査方法が採用されます。液状化判定の結果、液状化のリスクがあると判定された場合は、地盤改良が必要です。砕石パイル工法・表層改良工法・柱状改良工法などの方法で、地盤を強化します。
対策3|防災グッズを備蓄する
液状化現象はライフラインの供給停止や物流の停止を招く恐れがあるので、以下の防災グッズを備蓄しておきましょう。地震が起きてから調達しようにも、簡単には手に入りません。
- 食料
- 飲料水
- 携帯ラジオ
- 懐中電灯
- 衛生用品
- 救急用品
- ポータブル電源
食料は栄養バランスに気を付けて、できるだけ普段から食べ慣れている食品を選んでください。飲料水は、1日一人当たり3Lを目安に最低でも3日分は用意が必要です。
液状化とは何かに関するよくある質問
最後に、液状化とは何かに関するよくある質問を紹介します。
- 液状化とは何かを子供向けにわかりやすく説明すると？
- 南海トラフ地震における液状化のリスクは？
それぞれの回答について、詳しく見ていきましょう。
液状化とは何かを子供向けにわかりやすく説明すると？
液状化現象とは、地震の揺れによって地中の土砂が液体になり、水と一緒に地表へ溢れ出す現象です。水をたくさん含んでいる砂の地面は液体のようになるので、上にある建物が傾いたり、浮き上がったりします。
液状化現象が起きやすいのは、水分を多く含み、ゆるく詰まった砂の地層です。特に夏場は雨の影響で地下水位が高くなっているので、液状化のリスクが高まります。
南海トラフ地震における液状化のリスクは？
最大震度7が想定される南海トラフ地震では、全国各地で液状化のリスクがあります（※7）。特に甚大な被害が予想されるのは、徳島県・大阪府・岐阜県・三重県・愛知県です。
ただし、ボーリングデータや地下水位の地盤情報は必ずしも十分ではないので、液状化のリスクが少ないとされている地域においても、対策を徹底しましょう。
※7参考：内閣府の防災情報「南海トラフ巨大地震モデル・被害想定手法検討会」
まとめ
本記事では、液状化現象とは何かについて解説してきました。
液状化現象とは、地震の振動によって地中の土砂と水が一緒に地表へと溢れ出し、地盤がドロドロの液体状になる現象です。液状化現象は、建物の沈下・傾斜や家の傾きによる健康被害、交通障害、ライフラインの供給停止などを引き起こします。
液状化現象への対策として、まずは液状化ハザードマップを確認し、自宅周辺のリスクを把握しましょう。リスクが高い地域にお住まいの場合は、液状化判定と地盤改良が必要です。物流の停止やライフラインの寸断に備えて、防災グッズの備蓄も欠かせません。
EcoFlowは、液状化現象による停電時に活躍するポータブル電源を販売しています。長期化する停電中も自宅の家電をフル稼働したい方は、ぜひ製品の購入を検討してください。