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北九州都市圏の空の玄関となる新北九州空港が、平成18年３月16日の開港に向けて建設されています。当空港は、周防灘沖合約３kmという立地条件から、陸地部における航空機騒音の影響が少なく、24時間供用が可能な海上空港です（図−１）。また、港湾整備事業との連携により、周辺の航路浚渫から発生した土砂を埋立材に利用しているため、海上空港としては建設費が非常に安価であることも大きな特徴です。しかし、埋立地盤は超軟弱であるため、空港建設にあたっては地盤改良をはじめとする様々な対応が必要でした。ここでは、当空港において実施した超軟弱地盤への対応について、第２工区における取り組みを中心にご紹介します。
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新北九州空港は、苅田沖土砂処分場の一画である苅田工区と新門司沖土砂処分場の第１工区、第２工区に建設されています（写真−１）。昭和52年度に苅田沖土砂処分場の護岸工事に着工して以来、平成13年度までに空港用地部分の埋立が完了し、平成10年度以降は埋立が完了した苅田工区から順次用地造成、施設整備に取りかかっています（表―１）。各工区ともプラスチックボードドレーンによる地盤改良を行ったのち、圧密沈下を経て空港施設を整備しています。第３工区では、今後も浚渫土砂を埋立処分していく計画です。
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埋立地盤は、関門航路などの浚渫土砂で形成されており、その厚さは約15ｍです。シルト分や粘土分が卓越し、含水比が200％を超える超軟弱地盤です（写真−２）。さらに、埋立地盤の直下には、在来地盤である沖積粘性土層が厚さ４〜10ｍで堆積しており、この在来地盤も100％を超える軟弱地盤です。空港建設にあたっては、これらの地盤を安全かつ確実に改良することが最大の課題でした。
２）地盤改良 新北九州空港の地盤改良は、各工区ともネット状シート敷設＋敷砂（サンドマット）による埋立地盤表層処理を行ったあと、プラスチックボードドレーンを打設する工法を採用しています。特に開港までの時間的制約から手戻りが許されなかった第２工区での施工は慎重を極めたものとなりました。敷砂施工にあたっては、荷重の局部集中によるネット状シートの破断を避けるため、厚さ1.8ｍの敷砂を水搬施工と陸搬施工により７層に分けて段階施工しました（図−２）。また、敷砂開始からプラスチックボードドレーン打設完了までの間は、ネット状シートに設置した張力計によりシート張力を毎日計測し、破断防止に努めました。
３）圧密沈下計測と予測 地盤改良完了後は覆土（載荷盛土）を施工し、その荷重と地下水ポンプ排水によって圧密沈下を促進させました。これ以降は、空港施設整備に向けて、圧密沈下性状を適切に把握し、予測することが重要となりました。 （ａ）圧密沈下計測 圧密沈下は層別沈下計、間隙水圧計、地下水位計の各計測データ、および地盤高の水準測量データによって管理しました。 （ｂ）砂層介在状況の把握 圧密沈下をより効果的に予測するためには、圧密層内における砂層の介在状況を把握することが重要です。しかし、従来のボーリングで広大な用地を調査することは、時間的、経済的に困難と判断されたため、第２工区では電気式静的コーン貫入試験を実施しました。この結果をもとに作成した砂層介在厚コンター図は、沈下量コンター図とも概ね一致し、有効なデータであることが確認できました。なお、この試験は地盤の強度増加も確認するため、覆土開始直前、覆土途中、覆土完了後の３回実施しました。 （ｃ）実測値を反映した圧密沈下予測 圧密沈下計測で取得した地盤高の経時変化データは、圧密沈下予測に反映させました。具体的には、予測沈下曲線の実測値へのフィッティングによる予測精度の向上です。圧密パラメータ（Cc・Cv）を微調整することにより実測値に近似させています（図−３）。この作業は、用地造成や舗装の工事進捗に合わせて逐次行ってきました。これにより、各施工段階での施工基面を設定し、所定の出来形を確保することができました。
４）施工管理におけるGISの活用 超軟弱地盤の改良工事では、現場の状態が急激に変化し、事故の発生などにつながる可能性があります。工事担当者は、現場の状態を的確に判断し、必要な対策を実施する必要があります。このため、膨大な量のデータを円滑かつ確実に周知するため、GIS（地理情報システム）による可視化を行いました。可視化したデータは、シート張力、沈下量、排水管内水位などです（図−４）。これにより、効率的な情報伝達と施工管理を行うことができました。
５）残留沈下への対応と今後の課題 残留沈下の発生が予測される区域では、施工時点での最新沈下予測に基づいて、施工時点以降の残留沈下量分を上げ越すことで対応しました。しかし、今後高止まりや予測以上の残留沈下が発生することもあり得るため、引き続き定期的に地盤高の変化を計測し、適切な維持管理を行っていく必要があります。また、地下水位が想定よりも高い区域があるため、高地下水位による舗装体への悪影響をはじめ、砂だまり部の液状化発生などが懸念されます。したがって、地表面排水施設完成後の地下水位変化も管理していくことが重要となっています。 |
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新北九州空港は、北九州都市圏発展の起爆剤となるべく地元の大きな期待を背にして、まもなく開港を迎えようとしています。超軟弱地盤上への空港建設は課題も豊富でしたが、数多くの技術的な実績を残すことができました。そうした面で新北九州空港の建設技術は、広く国内外に通じる技術と言っても過言ではないと思われます。近年、国内はもとより、東アジア諸国との国際交流が進展している状況の中で、新北九州空港が国内外航空ネットワークの一画として、さらには海上空港建設の技術的手本として有効に利用されることを期待してやみません。
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