工場などの土間床下に空隙・空洞ができる原因とは｜解決策とアップコン工法の事例紹介

工場や倉庫の土間床下に空隙・空洞ができる現象は、軟弱地盤、圧密沈下、地震や豪雨などによる地盤沈下が原因で発生し、多くの施設管理者が頭を悩ませる問題です。この空隙・空洞が放置されると、土間床の沈下や振動の増加、食品工場では害獣や害虫など異物混入に繋がる他、場合によっては設備の損傷や稼働効率の低下といった深刻なトラブルを引き起こす恐れがあります。

この記事では、土間床下に空隙・空洞ができる主な原因や一般的な解決策、さらに、アップコン株式会社が提供するアップコン工法での空隙・空洞充填工事の事例をご紹介します。

工場の土間床下に空隙・空洞ができる主な原因とは？

土間床下の空隙・空洞は放置すると沈下や振動のリスクが高まり、安全性や製品精度、設備の稼働効率に悪影響を及ぼします。

工場や倉庫などの土間床下の空隙・空洞は、地盤が沈下することで地盤と土間床の間に隙間が生じることで発生します。

ここでは、工場や倉庫の土間床下に空隙・空洞ができる主な原因について解説します。

地盤の圧密沈下

圧密沈下とは、構造物や、盛土などの荷重によって地盤へ圧力が加わり、地層内の間隙水が押し出される現象です。この過程で地層が圧縮されて体積が減少し、土間床下に空隙・空洞が生じることがあります。特に、長年にわたり重い機械を設置している工場などでは、圧密沈下による地盤の沈下が進行しやすい傾向があります。

圧密沈下を防ぐには、建物建設前の段階で地盤改良することが一般的です。

振動による影響

工場や倉庫内で稼働する機械などから発生する振動は、地盤に徐々に影響を与え、空洞形成の一因となる場合があります。特に、大型タービンや生産ラインに使用される重機などが長期間にわたって振動を与え続けた場合は、土間床下に空隙・空洞が生じるリスクが高まります。

振動の影響を軽減するためには、土間床下に防振材を導入したり、空隙・空洞が発見された場合には迅速に補修を行ったりすることが効果的でしょう。

土間床下の空隙・空洞が引き起こすリスク

工場や倉庫の土間床下に空隙・空洞ができると、建物や業務に多くのリスクをもたらします。そのため、早期に問題を発見し、適切な対処を行うことが非常に重要です。ここでは、土間床下の空隙・空洞が引き起こす主なリスクについて解説します。

土間床の沈下や破損

土間床下に空隙・空洞がある場合、土間床を支える力が不均一になるため、時間が経つにつれて土間床がたわんだり、傾きや段差が発生したり、ひび割れが生じる恐れがあります。特に、重機やフォークリフトが頻繁に稼働する施設では、この影響が顕著に見られます。

振動の増加

土間床下の空隙・空洞によって土間床の構造剛性が弱まると、機械の稼働時やフォークリフトの走行時に通常では起こり得ない「異常振動」が発生することがあります。この振動は、機械や設備の故障リスクを高めるだけでなく、製品精度の低下による不良品の増加や、作業環境の悪化による生産性の大幅な阻害につながります。

建物全体への影響

土間床下の空隙・空洞が広がり、構造体全体に影響を与えると、建物自体の耐久性が低下する可能性があります。最悪の場合、土間床の一部が陥没するなど、大規模な被害につながることもあるため注意が必要です。

衛生環境の悪化

食品工場や医薬品工場においては、土間床下の空隙・空洞がねずみなどの害獣や害虫の巣となり、衛生環境に深刻な影響を及ぼすケースがあります。害獣や害虫の発生は製品の品質や異物混入などの重大な事故を引き起こす可能性があるため、迅速な対応が求められます。

土間床下の空隙・空洞への一般的な対処法

工場や倉庫の土間床下に空隙・空洞ができると、様々な業務の支障が生じたり、建物の構造に影響を与えるため、迅速かつ適切な対処が必要です。ここでは、土間床下の空隙・空洞への代表的な対処法を紹介します。それぞれの方法には特徴があるため、状況に応じて適切な対処法をとるようにしましょう。

モルタル・エアモルタルの注入

モルタルやエアモルタルを注入する方法は、土間床下の空洞充填において一般的な工法の一つです。これらの材料は流動性が高く、空洞を効果的に埋めることができます。 特に、空洞が広範囲にわたる場合や、コストを抑えたい場合に適しています。

ただし、材料が重いため、荷重が地盤にかかり、再沈下のリスクに注意が必要です。

流動化処理土の使用

流動化処理土は、土に特殊な添加剤を加えて流動性を高めた材料です。床下の空洞の充填に適しており、地盤に近い性質を持つため、施工後も周囲の地盤と一体化しやすいという特徴があります。建設工事などで発生する土砂や泥工に水と固化材を混ぜ、流動性を持たせた処理です。

高い流動性を持つため複雑な形状の空洞にも隙間なく充填できます。この工法は、空洞の大きさや状態、求められる強度などを考慮し、適切な配合と施工方法を選定する必要があります。施工時の留意点として流動性が高いため必要のない箇所に流入しないような注意が必要です。

ウレタン樹脂の注入

空隙・空洞充填用に開発されたウレタン樹脂は、流動性が高く、わずかな空隙から空洞の充填に適した材料です。ウレタン注入工法は充填性能が高く、注入されたウレタン樹脂は短時間で発泡・硬化するため必要な箇所に限定して空隙・空洞充填が行いやすく、必要箇所での施工が可能です。 また、工期が短く、工場・倉庫の操業を止めずに空隙・空洞充填が可能です。

さらにウレタン樹脂は軽量であるため、地盤への負担を最小限に抑えることができます。 ウレタン注入工法は、土間床下の空隙・空洞が特定されている場合や、迅速な施工が求められる現場に適しています。

アップコン工法（ウレタン注入工法）による事例紹介

ここで、土間床下の空隙・空洞の問題に対する効果的な解決策として、弊社の「アップコン工法(ウレタン注入工法)」を活用した事例を2つご紹介します。アップコン工法は、ウレタン樹脂の影響範囲が約1～1.5ｍのため、1ｍ間隔でウレタン樹脂を注入することで、空隙・空洞を隙間なく100％充填できる工法です。

事例1: 北海道 製糖工場

北海道にある製糖工場では、タービン室内の土間床下に深さ380㎜の空隙が発生。この空隙・空洞により、土間床の沈下を引き起こす可能性があり、早急な対策が求められていました。

そこで特殊ウレタン樹脂を使用したアップコン工法を採用し、土間床下の空隙・空洞を充填。ウレタン樹脂の特性を活かして、効果的に空隙・空洞を充填することができました。結果として、土間床の安定性が確保され、工場の稼働にも支障をきたすことなく問題を解決しました。

【北海道】製糖工場・タービン室内の土間床下空隙（空洞）充填工事

事例2: 宮城県 業務用食品包装資材工場

宮城県仙台市にある業務用食品包装資材工場では、工場内の土間床下に空隙・空洞が発生し、将来的な土間床の沈下リスクが高まっていました。沈下が進行すれば、搬送機器や生産ラインへの影響、さらには安全面の問題も懸念される状況でした。

そこで、短工期かつコストを抑えた空隙・空洞充填工法をお探しだったお客様からご相談をいただき、アップコン工法による土間床下空隙・空洞充填工事を実施しました。特殊ウレタン樹脂を土間床下へ注入し、最大160mmに及ぶ空隙量を確実に充填。145.7㎡の施工範囲をわずか1日で完了することができました。

空隙・空洞を適切に充填することで土間床の支持力が回復し、今後の沈下防止にも大きく寄与しました。工場の稼働を止めることなく、安心して操業を継続できる環境が整いました。

【宮城県】業務用食品包装資材工場 土間床下空隙・空洞充填工事

土間床下の空隙・空洞の解決は「アップコン工法」で

今回は、土間床下に空隙・空洞が発生する主な原因と対処法を解説しました。

弊社が独自に行うアップコン工法の特長は、沈下・段差・傾き、空隙・空洞が生じたコンクリート床を壊さずに短工期で修正できることです。また、荷物・機械等の撤去作業や大型プラントの設置などが不要なため、操業を止めずに施工が可能です。

また他の特長として、

• 施工の体制がコンパクトなため速やかに原状回復が可能
• 従来工法に比べ再沈下のリスクを低減（ウレタン樹脂は、コンクリートやモルタルと比較し軽量なため）
• 既設コンクリート床を壊さずに施工可能なため、コンクリートを解体する際に発生する産業廃棄物のコストや、大きな騒音が発生しない

などがあります。

また、ウレタン樹脂の影響範囲は約1～1.5ｍのため、アップコン工法は1ｍ間隔でウレタン樹脂を注入することで、

• 空隙・空洞を100％充填
• ミリ単位でのレベル管理で沈下を修正
• 土間床のひび割れの発生を極力抑え床に負担をかけずに沈下を修正

を可能にしています。

詳しい施工の特長や施工の流れ、よくある質問などについては「アップコン工法とは」をご覧ください。

“ウレタン” で課題を解決するアップコン株式会社

私たちアップコンは、ウレタン樹脂を使用して工場・倉庫・商業施設・店舗・一般住宅などの沈下修正をおこなうこと、道路・空港・港湾・学校・農業用水路などの公共インフラを長寿命化させることで暮らしやすい社会とストック型社会へ貢献します。

また、ウレタン樹脂の新規応用分野への研究開発に取り組むことで、自ら市場を創りながら事業を拡大していきます。

「アップコン工法に適合する内容かわからない」「具体的な費用や工期が知りたい」「ウレタンでこんな施工ができないか」など、ご質問がございましたらぜひお気軽にご相談ください。