沈下が起きるしくみ
粘土は予想以上に水分を含んでおり、沖積粘土では体積の7割が水、洪積粘土でも4割程度の水を含んでいます。埋め立て土の重みによって、この海底の粘土層から水が絞り出され、沈下が発生します。これは、水を含んだスポンジを押すと体積が減る現象と同じ原理です。空港島の重みで粘土から水が押し出され、その分だけ地盤の沈下が起こります。
粘土は水を通しにくい性質があるため、この沈下現象には数十年から数百年という長い時間がかかります。これは「圧密」と呼ばれ、水が押し出されるにつれて粘土は徐々に固くなり、最終的に島の重さを支えられるようになって沈下は止まります。
さらに、海底地盤の沈下に加えて、埋め立て土砂自体も自重で圧縮されるため、空港島の地表面では両者を合わせた総量の沈下が発生します。
粘土が沈下するしくみ
空港島の重量と地盤への影響
粘土は長い年月をかけてセメントのように固くなります。洪積層は古いため固く、通常の海岸沿いの埋め立て土の重さでは大きな沈下は発生しません。しかし、空港島は水深の深い沖合の埋め立てのため土砂が多く必要で重いため、洪積層の粘土の固さを超えて沈下が予想されていました。詳しくは、『空港島の重さと沈下』のグラフをご覧ください。
埋立地の重さ比べ
空港島の重さと沈下
これは、海底地盤のボーリング調査により採取した粘土についての試験を行った結果をグラフにしたものです。
海底地盤のボーリング調査結果
＜グラフの見方＞
- グラフは、地盤の深さと強さ（圧密降伏応力）の関係を示したものです。
- 斜めの直線（1期島の重さ）は、空港島の埋め立て土砂と海底地盤の重さを合わせた総重量を表しています。
- 地盤が深くなるにつれて海底地盤の重さが加わるため、総重量も増加していきます。
- 斜めの直線より右側に点がある場合、その地点では重さに耐えられる強度があり、「沈下しない」と判断できます。