http://www.edu.utsunomiya-u.ac.jp/scied/chiso/html/karuishi.htm 【宇都宮の地形と地質】より
宇都宮市付近の地形は,市街地中心部の八幡山から北にのびる丘陵,西部の低い山地,そして台地と低地で構成されている。 市街地は台地や低地の上に発達し,丘陵地の上や斜面に住宅地が斜面に住宅地が形成され,さらに山地を削って造成した平野にも宅地化が進められている。
地質的にみると,でい岩やぎょうかい岩が基盤になっていて, その上に関東ロームや軽石がたい積した古い丘陵と,段丘礫層の上に関東ローム層が堆積した新しい台地 が階段状に発達している。
ここでは,「宇都宮市の台地の特徴」と種類が特定されている「6つの軽石」について説明する。
1 宇都宮の台地
宇都宮市付近には,大きく分けて四つの台地面が分布している。図1に示すように, それらは高位のものより,戸祭・宝積寺・宝木・田原面と呼ばれ, いずれも第四紀洪積世(約200万年前~1万年前)に形成された河岸段丘台地面である。
台地の地質は,ほとんどの場合,上位より表土(黒土),火山灰層 ・軽石層,砂礫(段丘礫層)の順で構成されている。
宇都宮の台地
図1
(1)地形の新旧
田原面・宝木面・宝積寺面と呼ばれる各台地は火山活動による火山灰や軽石がたい積し, これら台地内を流れる田川・鬼怒川の浸食作用によって現在の階段状の地形面が形成された。 これらの地形面はたい積層中に含まれている軽石の有無・種類によってたい積した時代を決めることができる。
(2)宇都宮西部(図2)
宇都宮のまちは台地~低地にかけて発達した都市である。 これらの地形の変化をJR宇都宮線宇都宮駅から「大通り」を西の方面に向かって見ていく。
宇都宮駅は田原台地上に建っている。「宮の橋」の両岸付近一帯は沖積低地となっている。この橋から西へ行くと「二荒山神社」前に坂がある。 この坂の下までが沖積低地で,坂の上が田原台地である。この田原台地は,さらに西方へ行った池上町の「文房具店」前の坂まで続いていて, さらにこの坂から一段と高くなっている。 この坂の上が宝木台地(宝木面)といわれている。これらの台地の地下地質は,上部は火山活動によって放出された火山灰である関東ローム層がたい積し, 下部は礫層がたい積している。関東ローム層中には鹿沼土といわれる軽石層が挟まれている。 鹿沼土は宝木台地に分布しているが,田原台地にはない。したがって,鹿沼土は宝木台地(宝木面)の重要な鍵層といえる。
宇都宮の台地西部
図2
(3)宇都宮東部(図3)
「宇都宮駅」から東方へ1.5km程水戸街道を行くと「宇都宮大学(峰キャンパス)」がある。 大学の門の手前はなだらかな坂となっている。この坂の下までが田原台地で,坂の上が岡本台地(宝木台相当面)である。 さらに東方に行くと「宇都宮大学工学部(石井キャンパス)」がある。それを過ぎるとまもなく下り坂になる。この坂の上までが岡本台地で, 坂の下は鬼怒川流域と発達した沖積低地である。この低地は鐺山十文字付近まで広がっていて, 鐺山から東方が宝積寺台地になっている。宝積寺台地に分布する関東ローム層は厚さ20m近くもあり,当層中にいくつもの軽石層を挟んでいる。
宇都宮の台地東部
図3
2 宇都宮の軽石層
宇都宮市付近でたい積した「軽石」と 「スコリア」について,その粒の大きさと色,成分などから, これまでに6つの種類が判明している。
本HPでは,子どもたちが,場所によって異なる種類の「軽石」と 「スコリア」がたい積していることを理解しやすいように,これら6つの層を,「軽石の層(A)~(F)」と記号で表記した。
略式表記名 軽石の層(A)
地層の名前 七本桜軽石層(しちほんざくらかるいしそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】・黄色っぽい軽石の地層です。つぶの大きさは,0.5~1.0mm位です。
【たい積した年代と火山】・約1万3千年前に,男体山が噴火した時に,たい積した地層です。
【その他】・今市軽石層のすぐ上にあり, 写真では七本桜軽石層と今市軽石層の境界がわかりにくいので,本HPのスケッチ画面では,一緒に表記してあります。
略式表記名 軽石の層(B)
地層の名前 今市軽石層(いまいちかるいしそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】暗赤色をした軽石の地層です。・つぶの大きさは,2.0~5.0mm位です。
【たい積した年代と火山】・約1万3千年前に,男体山が噴火した時に,たい積した地層です。
【その他】七本桜軽石層のすぐ下にあり, 写真では七本桜軽石層と今市軽石層の境界がわかりにくいので,本HPのスケッチ画面では,一緒に表記してあります。
略式表記名 スコリアの層(C)
地層の名前 小川スコリア層(おがわすこりあそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】・暗い灰色のスコリアの地層です。・つぶの大きさは,0.5~1.5mmです。
【たい積した年代と火山】・約2万5千年前に,男体山が噴火した時に,たい積した地層です。
略式表記名 軽石の層(D)
地層の名前 鹿沼軽石層(かぬまかるいしそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】・黄色い軽石の地層です。・つぶの大きさは,0.5~3.0mmです。
【たい積した年代と火山】・約3万2千年前に,群馬県の赤城山が噴火した時に,たい積した地層です。
【その他】・園芸用に使われる「鹿沼土」として有名です。
軽石・スコリアの層(E)
地層の名前 満美穴スコリア層(まみあなかるいしそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】・上部に赤褐色のスコリアが,そして下部に黄褐色の軽石がたい積した地層です。
・つぶの大きさは,0.2~0.5mmmmです。
【たい積した年代と火山】・噴火した時期は,まだよくわかっていませんが,女峰山が噴火した時にたい積したと推定されています。
略式表記名 軽石の層(F)
地層の名前 真岡軽石層 (もおかかるいしそう)
地層の特徴
【粒の色と大きさ】・黄色い軽石の地層です。
・つぶの大きさは,0.5mm程度です。
【たい積した年代と火山】・噴火した時期は,まだよくわかっていませんが, 群馬県赤城山が噴火した時にたい積したと推定されています。
【その他】A~F6つの地層の中で,一番古い時代にたい積した地層と考えられます。
https://www.vic-ltd.co.jp/knowledge/ground/6805/ 【関東ロームとは?土の特徴や強度から注意点まで解説】より
関東ロームとは、関東地方に広く分布する砂と粘土が混ざった土壌で、強くしっかりとした地盤が特徴です。一度崩してしまうと性質が変化するため、地盤調査も適切な方法を選ぶ必要があります。
宅地の地盤調査などで地盤の説明を受ける際、さまざまな土壌の名前を耳にします。土壌の種類によって特徴は異なり、場合によっては地盤改良が必要になります。
関東地方に広く分布し、宅地の地盤として良好と言われている赤土を関東ロームと呼びます。本記事では関東ロームについて詳しく解説します。
関東ロームとは?
関東ロームとは、関東地方に広く分布しているロームを指します。ロームとは砂と粘土が混じり合った粘性質の高い土壌区分で、ロームが重なり合った地層を「ローム層」と呼びます。
その成因は土地によってさまざまですが、日本列島におけるロームは約13万~2万年前の、火山活動が盛んだった時代に降り積もった火山灰が成因である場合がほとんどです。 特に、関東地方では富士山や箱根連山などの火山活動により作られたとされています。
ロームは日本全国に分布しています。火山が吐き出す火山灰は、それぞれ成分に特徴があるため、それによって形成されたロームも地域によって呼び名が変わります。九州のシラスと関東ロームがその代表格です。
ロームは非常に古く安定した地層で、その火山灰の堆積した時代は大きく分けて2つです。1つは、海水面が比較的高い13万~6万年前に、一面の湿原に火山灰が降り積もって形成されたもので「常総粘土層」と呼びます。
2つ目は約6~2万年前の氷河期です。氷河期には、存在する水のほとんどが凍ることで海水面が急激に下がります。氷河期後も1~2万年前まで状態は続き、その間も火山活動は活発だったため、陸地に火山灰が降り積もり、関東ローム層を形成しました。
関東ローム層は、この頃の火山活動で形成された火山灰質粘性土です。神奈川や東京、埼玉に分布し、主に富士・箱根火山から噴出した火山灰が堆積したものです。
形成された時代が古い順から、40万年前~約13万年前の多摩ローム層(多摩段丘)、13万年前~約8万年前の下末吉ローム層(下末吉段丘)、8万年前~4万年前の武蔵野ローム層(武蔵野段丘)、そして4万年前~約1万5,000年前の立川ローム層(立川段丘)の4つに分類されています。
関東ロームの特徴は?
関東ローム層にはどんな特徴があるのでしょうか。その3つのポイントを紹介します。
①土質
関東ローム層は、火山灰質粘性土で含水比が高く、かつ透水性が高い特徴があります。粘性土とは、粘り気のある土の中でもそれぞれの粒径が75μm未満の細粒土を指します。
関東ロームの土粒子は、土粒子同士が小さな集合体を形成している団粒構造をしているため、小さな集合体と集合体の間に隙間があります。
粘性土は、一般的に含水比が高く透水性が低くなりますが、団粒構造は土が細かい粒子のままである単粒構造に比べて、透水性が高くなります。
②強度
ローム層は一般的に、土粒子間の結合が非常に強固なため、強くしっかりした地盤をつくり、戸建て住宅などの支持地盤として非常に適していると言われています。
ところが、掘削などでこの土粒子間の結合を解いてしまうと、強度が著しく低下します。このため、雨で溶け出したり土砂崩れなどで一度崩壊されたりすると、粒子の結合が切れてしまうため、再度堆積してももとのように固い地盤に戻ることはできなくなってしまいます。
特に建替えなどで、旧建物の基礎や配管などを撤去する際に掘り返してしまうと、ローム層本来の強度が弱まってしまい、不同沈下などの地盤事故につながってしまうので、注意が必要となります。
また、粘性土である関東ロームが厚く堆積する地域では地震の揺れが増幅され、関東ローム層の厚い地域では地震の揺れに弱い場合があります。また、東日本大震災の折、関東ロームが分布する地域では、土砂崩れが発生するなどの被害が多数報告されています。土砂崩れが発生しやすい山地や丘陵地の斜面では、特に注意が必要です。
③黒ボク土
関東ロームは赤褐色が特徴ですが、上層部分にはよく黒い土が堆積しているのが確認できます。その感触がボクボクしていることから、「黒ボク土」という名がついたといわれています。
黒ボク土も赤褐色の関東ロームと由来は同じ火山灰ですが、黒ボク土は、そこに植物が茂り、枯れ、土に還った腐食物質(有機物質)を多く含むことによって、黒く変色したものです。
保水性と透水性に優れているという関東ロームの特性に、さらに有機物質が含まれているとなると、一見肥沃で畑に適した土のように思えるでしょう。
しかし、黒ボク土には、鉄とアルミニウムが多く含まれており、地中のリン酸と結合し固定化してしまうという特性があります。
土が固定化してしまうと、植物の開花や結実を促進したり根を伸ばしたり、発芽や花芽のつきをよくする働きがあるリン酸を吸収しづらくなります。その結果、植物が生育不良になってしまいます。
関東地方は農作物が育たない不毛地帯と長らく呼ばれてきたのは、この黒ボク土が理由です。
関東ロームの注意点は?
ここからは、関東ローム層に関する3つの注意点について解説します。
①埋設谷
関東ローム層が形成される以前、長い氷河期がありました。その氷河期が終わったときに入り江だった場所はもともと谷だった場所です。
かつての入り海だったところに軟弱な地層が堆積して陸地化した谷地や低地が多くなっています。これを「埋設谷」と呼びます。ここは「軟弱な地層」と先述したとおり、地耐力が低く柔らかく、建物を建てるにはあまり向きません。
②盛土・土砂災害で軟弱地盤になっている
関東ローム自体は、結合力の強い地盤です。しかし、盛土や土砂災害によって再堆積した場所は土粒子間の結合が切れてしまっており、かつての関東ローム層とは異なる軟弱な地盤になっています。こういった場合、土壌改良工事などを実施する必要があるでしょう。
市町村役場では、調査結果を地質断面図や地盤種別図などにまとめているところもあります。気になる場合は一度最寄りの役場で確認してみましょう。
③一度崩れると強度の低下が激しい
関東ロームは世田谷区や目黒区など、人気の住宅地を覆っています。関東ロームは、本来の状態であれば宅地の地盤として良好ですが、先述したとおり、一度その土粒子の結合が解かれてしまうと強度が著しく低下してしまうという特徴があります。
注意したいのは斜面になっている地域です。関東ロームの地域に分布している住宅地でも、平らな宅地を確保するために斜面の一部を切り崩し、その土を盛って地面を平らにするという処置が取られている場合があります。
こういった処置が一度行われた場所は、土粒子の結合が解かれてもろくなってしまっている危険性があるため、住宅を建てる際は注意が必要です。
こちらの記事では、地盤改良が必要な土地について解説しています。必要のない土地の特徴も取り上げているため、ぜひあわせてご覧ださい。
まとめ
関東ロームの特徴について解説しました。関東ロームは土粒子の結合が強いという土壌の特徴を持ち、強固で頑丈な地盤は宅地に向いているとされています。しかし、何らかの要因で一度崩されてしまうと、軟弱な地盤となってしまう特徴もあわせ持ちます。
そのため、関東ロームに分布する地域の地盤調査をする際は、その特徴に合わせた方法を選択する必要があります。
戸建て住宅の地盤調査で一般的に採用されているSWS試験は、先端にスクリューのついた鉄の棒を回転させながら土壌に差し込んでいく調査方法です。結合されている土を壊しながら調査するため実際よりも弱い数値が出やすく、関東ロームの安定性を正しく計測することには不向きといえます。
一方で、表面波探査法は検出器を地表に設置し、面で行う調査方法です。非破壊式で土壌を壊さないため、関東ロームの安定性を計測するのに適しており、正確な数値が得られやすい特徴があります。
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