東日本大震災の教訓

東日本大震災では、地震動と津波の相乗被害によって、多くの土木構造物が崩壊しました。決して、“想定外”の一言で済ませてはなりません。これまで拠り所にされてきた計算や実験、長年の技術的常識に対し、大自然が下した壮絶な“実証”結果だからです。尊い犠牲を無駄にしないためにも、現実を真摯に受け止め、大きく技術革新を成し遂げなくてはならないのです。

フーチング式のコンクリート堤防が根こそぎ削り取られた惨状。堤防の倒れ方を見ると、海からの押し波と、陸からの引き波のそれぞれの力で転倒した事がわかります。

破壊された防波堤の中に、元の位置でそのまま原形を留めている構造物もありました。例えば、この水門。線状構造物の中でも、構造的には独立した杭基礎でしっかり地球と一体化しているからだと考えられます。

一方、鋼矢板を基礎に利用していても、結果はフーチング構造と何ら変わらない場合もあります。2005年8月にハリケーン・カトリーナの洪水被害を受けたニューオリンズでは、鋼矢板を用いた洪水対策壁が、地中への貫入深さが不十分だったため支持地盤ごともぎとられて倒壊しました。

インプラント構造とフーチング構造の原理的な違いを、分かりやすく模型で比較・映像化した。両者の典型的な構造形式を選択し、津波に見立てた外力に対する耐性を比較しました。

当社エンジニアを含む調査団が、2011年の4月と5月に東日本大震災の被災地を訪問し、土木構造物の被災状況を現地で調査しました。上の説明に用いた他にも、構造革命の必要性を確信できる事例があるので、参考として紹介します。

上部を車道、内部を通路にした、高さ十数メートルのコンクリート製防潮堤が倒壊している。一部が決壊すれば、防潮堤としての機能を果たさない上、被災後の復旧に向けた交通路としても役立たない。さらに、倒壊した構造物が重く巨大であるほど（写真右で人物と対比）、それ自身の復旧にも莫大な費用・時間・労力がかかってしまいます。

水門から連なる防潮堤が、海側に向かって倒壊している（大きさは人物と対比）。引き波の強さだけでなく、地盤に支えてもらっていない構造物の本質的な脆弱さを読み取ることができます。

形状から試算して、約160トンの重量があると推察できるコンクリートブロックが4つもぎとられ、内陸に約20～50ｍ滑動している。そのうち2つはひっくり返っており、転がりながら移動したことがうかがえます。

最後に、津波に耐えてそのまま残った構造物を紹介します。津波被害の解消・軽減を図るため、織笠川の河口付近に建設中（第一期工事）の織笠川水門と、鋼矢板二重締切工です。

計画では、河口付近の両岸に防潮堤を築き、河川上の防潮水門と陸地の防潮堤で山田湾からの津波を防ぐ構造となっている。今回の津波に対する有効性はともかく、少なくとも3月11日までに完工していたら、多くの人命と財産が救えたかもしれない。工事を一刻も早く完了する「急速性」（建設の五大原則参照）がいかに重要かを再認識しました。

河口側から上流を臨んだ織笠の被災状況です。奥に見える高架橋は、2本の国道45号線の上流側（下流側は下の写真）。低い位置にあった一般道路や鉄道の橋は、ほぼ流失していました。写真中央の河川堤防は改築されぬまま破堤し、住宅地は壊滅状態です。それに対し、鋼矢板二重締切工とその中に建つ水門には、津波の爪痕がほとんど見受けられません。仮設構造物なのに無傷な鋼矢板壁と、破堤箇所に積み上げられた土のう壁の対比は、構造物として本末転倒の異様な光景に映ります。

鋼矢板二重締切工は、下図のように地盤深く根入れされており、地震動や津波にも耐えうる構造です。これが堤防や防潮堤であれば、たとえ越波しても決壊は免れ、被災後もそのまま防災機能を維持できます。さらに、天端に覆工板などを敷けば、遭難者の捜索、被災者の救援、復旧活動などの作業足場や通行路として、大きく役立てることができます。