５．ボーリングデータによる液状化判定 ５．１ 液状化判定方法 （１）FL値の算定

地盤の液状化予測手法には、①微地形分類などの地理・地形情報や液状化履歴図などに基

づいて、液状化の可能性を定性的に把握する概略予測法、②過去の被害事例から作成した簡

易な経験式を用いて、液状化のしやすさを定量的に求める簡易予測法、③土質試験や地震応

答解析の結果に基づき、液状化の程度を詳細に求める詳細予測法がある。②、③の方法は、

個々の地盤に対して地盤特性（液状化に対する抵抗強さ：地盤の液状化強度（R））と地震動

特性（液状化を引き起こす力：地震時荷重（L））を比較することにより、地盤の液状化のし

やすさの程度を調べるものである。液状化のしやすさは、液状化抵抗率 FL（＝R／L）によっ

て表され、FLが 1 より小さいとき液状化すると判定する。 地盤の液状化強度（R）を正確に知るためには手間と費用がかかる土質試験（液状化強度

試験）が必要である。東京都では、液状化強度を簡易的に求めるために、ボーリング調査、

物理試験で得られる計算深度における標準貫入試験（N 値）、粒度試験（平均粒径 D50 (mm)、細粒分含有率 FC（%））、および有効上載圧σv'（kN/m2）から式（１）を用いて推定する方法

を開発した。この式は、東京都が実施した液状化試験結果を整理し、細粒分の影響を考慮し

た液状化強度推定式となっている。また、低地にみられる N 値が 0 の軟弱な地層も液状化強

度の評価が出来ること、細粒分が含まれる地盤は液状化が生じにくいという東京都の低地の

地盤特性を反映したものとなっている。 FL値の算定は、以下の①～③の手順で実施される。ボーリング点の FL値の算定は、液状化

予測支援プログラムを用いて全地点一括で計算した。

（計算条件一般） ・各ボーリング地点の液状化計算に用いる物性値（細粒分含有率（FC）、50％粒径（D50）、10％

粒径（D10）、塑性指数（Ip）、粘土分含有率（PC））については、土質試験値がある土層について

は、試験値を用いた。単位体積重量（γt1、γt2）および試験値がない土層については、表 2.2.4

で設定した一般値を用いた。 ・各ボーリング地点の液状化計算に用いる地下水位は、低地、埋立地、河谷底ではボーリン

グデータの孔内水位と図 4.1.7(a)、(b)に示した地下水位分布図の設定水位の内で浅い方の値を

用いた。台地・丘陵地では液状化が起こりにくい地形条件であることから、ボーリングデー

タの孔内水位によらず GL-5m とした。

① 地盤の液状化強度（R）の推定式 以下に示す東京都土木技術研究所の判定式（1987）を用いた。 本来の東京都土木技術研究所の判定式（1987）では、道路橋示方書の判定式（2002）の

ような細粒分含有率 FC と塑性指数 Ip による液状化判定対象とする土質の規定がなかっ

たが、今回の液状化予測では、道路橋示方書の判定式（2002）と同様に、液状化判定の

対象とする土層として次の規定を設けて、液状化計算を実施した。 ・「細粒分含有率 FC が 35%以下の土層または FC が 35%を超えても塑性指数 Ip が 15 以

下の土層」

81

なお、表 2.2.4 の判定コードで砂質シルト、砂混じりシルトに該当する土層（c-14、c-16）については、土質試験値のない場合には液状化判定の対象に含めるものとして Ip＝15 と

設定した。シルトについては、Ip＝35 と設定し、液状化判定の対象から除外した。また、

土質試験値のある場合には、砂質シルト、砂混じりシルト、シルトともその値を用いる

ものとした（２．２参照）。 また、砂礫層（表 2.2.4 の判定コードで砂礫に該当する土層（c-3、a-5～a-7））については、

液状化しにくい土層とみなして、N 値によらず液状化判定の対象から除外した。

【式の適用条件】

・地下水位以下の土層 ・細粒分含有率 FC≦35％の土層 ・FC＞35％でも塑性指数 Ip≦15 の土層

① D50＜0.074mm（Fc＞50％に相当）の場合

R=0.0882 (N+0.5)/ σ ’ 98⁄ +0.7 +0.0025FC+0.055 1- log10 σ ’ 98⁄

② 0.074mm≦D50≦0.5mm の場合

R=0.0882 (N+0.5)/ σ ’ 98⁄ +0.7 +0.20 log (0.20 D⁄ ) + 0.055 log (FC + 1) σ ’ 98⁄⁄ ③ D50＞0.5mm の場合

R=0.0882 (N+0.5)/ σ ’ 98⁄ +0.7 -0.08 + 0.055 log (FC + 1) σ ’ 98⁄⁄

N： 標準貫入試験の N 値 σv’： 有効上載圧（kN/m2） D50： 平均粒径（mm） FC： 細粒分含有率（％）

② 地震時荷重（L）の推定式 地盤内の地震時荷重（L）は、各ボーリング地点に図 3.5.12(a)、(b)の地表最大加速度分布

図から割り当てられた地表最大加速度から、式（２）を用いて求めた。 深度方向の低減係数 rdは、今回の 300 地点の地震応答解析で得られた 0.025 を用いた（図

3.5.14）。 L = r ・(α g⁄ )・ σ σ ′⁄ （２）

（１）

82

αsmax： 地表最大加速度（gal） rd： 低減係数（= 1 − 0.025Z ） g： 重力加速度（gal） σv： 鉛直応力（kN/m2） σv’： 有効上載圧（kN/m2） Z： 深度（m）

③ 液状化抵抗率（FL）の算定 液状化抵抗率 FLは式（３）を用いて求めた。

（２）PL値の算定 過去の地震によると、液状化が発生している層は地表から 20m の深度までであるといわれ

ている。そこで、地盤の液状化の程度を評価するために、20m より浅い深度の FL値に深さ方

向の重み関数（w＝10－0.5Z）を乗じて液状化指数（PL値）を求める。 以下に、算定式（４）を示す。ボーリング点の PL値の算定は、液状化予測支援プログラム

を用いて全地点一括で計算した。

P = ∫ (1 − F )(10 − 0.5Z) dZ

FL： 液状化に対する抵抗率（FL≧1 の場合には FL=1） Z： 地表面からの深さ（m）

一般に PL 値が大きい程液状化しやすいことになる。岩崎ら（1978、1980）は、我が国に

おける液状化発生地点 45 地点と非液状化地点 13 地点について、PL 値を算出した。その結

果、全ての非液状化地点において PL値は 20 以下であり、その 70%は PL≦5 となった。一方、

液状化した地点では PL≦5 は 20%に過ぎず、50%以上の地点で PL≧15 となった。 このように、過去の地震による液状化の発生・非発生と PL値の比較から、PL値の大きさ

によって地盤の液状化の程度（激しさの指標）が判断できる。この方法は、PL法と呼ばれ、

地盤の液状化予測に用いられることが多く、今回の判定では表 5.1.1 のように液状化の程度

の区分を定めた。

表 5.1.1 PL値による液状化の程度の区分

（４）

FL＝R/L （３） ここに、FL＜1 で液状化と判定した。

83

（３）表層砂層の FL値による判定 地盤全体での液状化の評価として、木造建物など軽い構造物を対象として、石原（1978）

が提案した図 5.1.1 の方法がある。これは、表層の液状化しない層とその下の液状化する

層が層状をなした土層構成において、それぞれの土がどのくらいの厚さでどの深さに存

在したら液状化するとみなすか、という判断を行うものである。具体的には、表層厚が

3m 以上あれば液状化せず、表層厚が 3m 未満で液状化する砂層厚が 3m 以上あれば液状

化すると判断している。また、表層厚と液状化する砂層厚がともに 3m 未満の場合は、液

状化することもあるし、液状化しないこともあるとしている。

上記の知見に基づき、浅い深度にあるゆるい砂層は液状化に密接に関連していることを考

慮して、地表面から 6m 以浅にある砂質土層（表 2.2.4 の判定コードで砂に該当する土層（c-17～c-51、a-3、a-4、a2-1、a2-2、a4-1）を対象とした）の合計厚さと砂層中の FL値（判定基準

として FL＝0.8、1.0 を選択した）との関係から液状化可能性の可能性を決めるテーブル（図

5.1.2）を作成してボーリング点の判定に用いた。 なお、N 値の高い砂層が表層にある場合、表層砂層厚として寄与してしまうことを避ける

ために、N 値 30 以上の砂層は表層砂層厚に加算しないものとした。

1 2 3 4 5

Z≦3 Z≦3 3＜Ｚ≦6 3＜Ｚ≦6 Z≦6

FL<0.8 0.8≦ＦＬ＜1.0 ＦＬ＜0.8 0.8≦ＦＬ＜1.0 ＦＬ≧1.0

a 3≦ℓ 1 1 1 2 3

b 2≦ℓ＜3 1 2 2 3 4

c 1≦ℓ＜2 2 3 3 3 4

d 0≦ℓ＜1 3 3 3 4 4

FL<1.0，FL<0.8の出現深度Z(m)　　　　 液状化層の　　　　 出現深度

表層砂層厚

表

層

砂

層

の

厚

さ

ℓ

(

m

)

1：

2：

3：

4：

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　大

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　中

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　小

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　ない

図 5.1.1 液状化の可能性と表層厚と砂層厚の関係（石原（1978））

図 5.1.2 表層砂層の FL値による液状化の可能性の区分

84

（４）（PL値＋表層砂層の FL値）による総合判定 PL値による判定、表層砂層の FL値による判定それぞれ単独でも有効な液状化判定方法

と考えられるが、これら 2 つの判定結果は、対象とする砂層の深度が異なることから、

これらを組み合わせて、より精度の高い液状化の判定を行うものである。図 5.1.3 に示す

判定結果のクロステーブルにしたがい、総合的に判定を行う。ボーリング点の（PL 値＋

表層砂層の FL値）による総合判定についても、液状化予測支援プログラムを用いて全地

点一括で計算した。

５．２ 液状化判定解析結果 データベースに登録されている 19,691 本のボーリングデータの内で、海底面のボーリング

や土質が不明の表層土層が厚いボーリングなどを除外した結果、19,042 本のボーリングデー

タを領域判定に使用し、液状化判定の簡易解析を行った。 「液状化予測支援プログラム」を用いた FL値、PL値の計算例を図 5.2.1に示す。「東京都土

木技術研究所の判定式(1987)」によるボーリングデータ毎の PL値の分布を図 5.2.2 に、「表層

砂層の FL値判定法」による判定結果の分布図を図 5.2.3 に、（PL値＋表層地盤 FL値）による

総合判定結果の分布図を図 5.2.4 に示す。

図 5.1.3 判定結果クロステーブルを用いた総合判定法

図 5.2.1 FL値、PL値の計算例

85

図 5.2.2 PL値の分布（東京都土木技術研究所の判定式 1987）

86

図 5.2.3 「表層砂層の FL値判定」による判定結果の分布（東京都土木技術研究所の判定式 1987）

87

図 5.2.4 （PL値＋表層砂層の FL値判定）による総合判定結果の分布図（東京都土木技術研究所の判定式 1987）

88

６．メッシュ判定法による液状化予測 ６．１ メッシュ判定法

メッシュ判定法は一定の大きさのメッシュによって地形図を分割しておき、液状化履歴図、

地形・地質、ボーリング地点の液状化解析値（PL値、FL値）等の液状化予測図を作成するにあ

たっての諸情報の相互関係から、メッシュ単位で液状化の可能性を判定するものである。判定

結果はメッシュに含まれる地域の液状化の可能性を平均的にあらわすものである。メッシュ大

きさは約 500m メッシュ（4 次メッシュ）を選定した。 図 6.1.1 にメッシュ判定のフローを示す。まず、ボーリング地点での液状化解析から得られる

PL値と表層砂層の FL値による判定から液状化の可能性のランクを決定した。次に、メッシュ毎

に各地点のランクを統計してその代表的なランクをメッシュの液状化の可能性のランクとし、

さらにボーリング地点の数とメッシュ内での分布状況を加えて液状化の可能性の確度を決定し

た。 一方、各種地図情報の分類と液状化発生・非発生の関係を用いて地図情報による液状化の可

能性を判定してランクと確度を与えた。 ボーリング地点での液状化解析による液状化の可能性のランクと確度、および地図情報によ

る液状化の可能性のランクと確度から、総合判定クロステーブルを用いて液状化の可能性の判

定を行った。これらの一連の作業は「液状化予測支援プログラム」を用いて実行した。

図 6.1.1 メッシュ判定のフロー図

６．２ ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化の可能性の判定 （１）ボーリング地点での液状化解析

「液状化予測支援プログラム」を用いて、登録されている全てのボーリング地点を対象に液

状化判定の簡易解析を行い、PL値による判定ランク（表 6.2.1）、表層砂層の FL判定法による判

定ランク（図 6.2.1）、およびこの 2 つの判定ランクを組み合わせたクロステーブルによる液状

化の可能性の判定ランク（図 6.2.2）を求めた。ボーリング地点での液状化の評価は、東京都土

木技術研究所の提案式（1987）を用いた。判定ランクの詳細については５．１を参照されたい。

89

表 6.2.1 PL値による液状化の程度の区分

図 6.2.1 表層砂層の FL値による液状化の可能性の区分

図 6.2.2 判定結果クロステーブルを用いた総合判定法

1 2 3 4 5

Z≦3 Z≦3 3＜Ｚ≦6 3＜Ｚ≦6 Z≦6

FL<0.8 0.8≦ＦＬ＜1.0 ＦＬ＜0.8 0.8≦ＦＬ＜1.0 ＦＬ≧1.0

a 3≦ℓ 1 1 1 2 3

b 2≦ℓ＜3 1 2 2 3 4

c 1≦ℓ＜2 2 3 3 3 4

d 0≦ℓ＜1 3 3 3 4 4

FL<1.0，FL<0.8の出現深度Z(m)　　　　 液状化層の　　　　 出現深度

表層砂層厚

表

層

砂

層

の

厚

さ

ℓ

(

m

)

1：

2：

3：

4：

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　大

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　中

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　小

表層砂層のＦＬ判定による液状化の可能性　ない

90

（２）液状化の可能性のランクと確度の決定 メッシュの液状化の可能性のランクは、メッシュ内に分布する全てのボーリング地点での液

状化の可能性のランクを統計処理して設定した。設定方法としては、中央値・平均値・最頻値

のランクの 3 案が挙げられるが、今回は、統計における中央値は異常値があっても影響しにく

いこと、数学的な処理が簡潔である等の理由により中央値のランクを選定した。

液状化の可能性の確度は、メッシュ内のボーリング地点の数と平面的な分布状況との組合せ

を考慮して設定した。まず、対象とする 500ｍメッシュを更に 4 等分して 4 個の 250ｍメッシュ

でのボーリング地点の分布状況から表 6.2.2 に示すような 3 区分を設定した。東京都境界や埋立

地に位置するメッシュについては含まれる 250ｍメッシュ数に応じて実際の面積比を考慮して

区分を行った。 次に、メッシュ内のボーリング地点の数と平面的な分布の区分を組み合わせて、表 6.2.3 に示

すような液状化可能性の確度を決定した。ボーリング地点の数が 15 以上かつ平面的な分布状況

が良い（平面的な偏りがない）場合に最も高い確度の A を設定した。 図 6.2.3 に確度のヒストグラム、図 6.2.4 に確度の平面分布を示す。

表 6.2.2 ボーリング地点の平面的な分布区分

平面的な分布区分 特徴

良い ボーリング地点が 3 個以上の 250m メッシュに分布

中 ボーリング地点が 2 個の 250m メッシュに分布

悪い ボーリング地点が 1 個の 250m メッシュに分布

表 6.2.3 ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化の可能性の確度 分布区分

ボーリング数 N 良い 中 悪い

15≦N A B C

10≦N＜15 B C D

5≦N＜10 C C D

2≦N＜5 D D E

N＝1 E E E

320 328

697 707 746

0

200

400

600

800

1000

A B C D E

頻度

図 6.2.3 ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化の可能性の確度のヒストグラム

液状化可能性の確度

91

図 6.2.4 ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化の可能性の確度の平面分布

92

６．３ 地図情報による液状化の可能性の判定 「液状化予測支援プログラム」を用いて、メッシュ毎に各地図情報に対する液状化の可能

性のランクと確度を設定した。地図情報は「東京低地の液状化予測、昭和 62 年」の 6 種類の

地図（液状化履歴図、土地条件図、水系図と表層分布図、湿地・水田分布図、砂層分布図、

礫層分布図）に埋立地工事履歴図を加えたものである。 埋立地工事履歴図による判定法は、表 6.3.1 に示すように埋立地の土質区分と埋立年代によ

って液状化の可能性のランクと確度を設定した。 表 6.3.2 に地図情報による液状化の可能性の分類表を示す。地図情報の確度は、対象となる

地形分類や液状化履歴の領域 S が、メッシュ全体の面積に対してどのくらいの割合を占める

かで判定した。すなわち、確度 A：90％≦ ≦S 100%、確度 B：80％≦S＜90%、確度 C：70％≦S＜80%、確度 D：50％≦S＜70%、確度 E： S＜50%、 各地図情報に対する液状化の可能性のランクと確度の設定が終了すると、地図情報による

総合判定を進めることができる。判定は図 6.3.1 のフロー図を用いて、「液状化予測支援プロ

グラム」より自動的に行われる。

表 6.3.1 埋立工事履歴図による判定

土質 ランク

（昭和 20 年以前）

ランク

（昭和 20 年以降） 確度

砂質土 3 2 B 砂質土・粘性土不規則 3 2 C 粘性土 4 3 B 廃棄物 5 4 B 昭和初期までのゴミ処理場 4 3 C 不明 4 3 D 属性なし 4 3 D

93

表 6.3.2 判定に用いる地図情報の分類

94

各地図情報の判定結果

ID 総合判定 確度

01 可能性大 確度やや中

02 可能性大 確度小

03 可能性大 確度中

04 可能性大 確度やや中

05 可能性大 確度やや大

06 可能性大 確度中

07 可能性大 確度大

08 可能性大 確度やや大

09 可能性なし 確度中

10 可能性なし 確度やや中

11 可能性いくらかあり 確度中

12 可能性いくらかあり 確度やや中

13 判定できず 確度小

図 6.3.1 地図情報による総合判定フロー図

可能性高い

可能性高い

可能性高い

可能性高い

可能性高い

可能性低い

可能性高い

可能性高い

可能性高い

可能性低い

可能性あり

可能性あり

判定できず

95

６．４ 液状化の可能性の総合判定と予測図の作成 ボーリング地点での液状化解析結果を用いた液状化の可能性の判定結果と地図情報による液

状化の可能性の判定結果を総合して、メッシュごとに液状化の可能性ランクを決定した。 図 6.4.1 に総合判定のクロステーブルを示す。河谷底については、低地・埋立地に比べてボー

リング地点と地盤情報量が相対的に少ないため、総合判定テーブルを低地・埋立地のものと一

部異なる判定基準を設定した。 メッシュ判定法の総合判定結果に基づく液状化予測図を図 6.4.2 に示す。

(a)低地・埋立地

(b)河谷底

図 6.4.1 判定結果のクロステーブル

A B C D E A B C D E A B C D E A B C D E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

2

液

状

化

の

可

能

性

判

定

でき

ず

大 中 小

高い

あ

る

低

い

3

液

状化

の

可

能

性

地図情報による液状化可能性の判定

ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化可能性の判定　　　ランク

ラ

ン

ク

2 3 4 5

液状化の可能性 液状化の可能性

4

液

状

化の

可

能

性

液状化の可能性 判定できず

5

確度確度

2

3

4

×

組み合わせ後のランク値

：液状化の可能性が高い地域

：液状化の可能性がある地域

：液状化の可能性が低い地域

：判定できず

A B C D E A B C D E A B C D E A B C D E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

A

B

C

D

E

2 3 4 5

液状化の可能性

地図情報による液状化可能性の判定

2

液

状

化

の

可

能

性

高い

3

液

状化

の

可

能

性

あ

る

4

液

状

化の

可

能

性

低

い

液状化の可能性 液状化の可能性 判定できず

5

判

定

でき

ず

大 中 小

ボーリング地点での液状化解析値を用いた液状化可能性の判定　　　ランク

ラ

ン

ク確度

確度

2

3

4

×

組み合わせ後のランク値

：液状化の可能性が高い地域

：液状化の可能性がある地域

：液状化の可能性が低い地域

：判定できず

96

図 6.4.2 メッシュ判定法による液状化予測図

97