3.2 水流方向に対する中央堰柱の照査
3.2.1 中央堰柱の諸元
(1) 躯体
中央堰柱躯体の全体図を図-3.2.1および図-3.2.2、使用材料を表-3.2.1、配筋仕様図を図-3.2.3、部 材断面図を図-3.2.4〜図-3.2.6、戸当り部の詳細図を図-3.2.7、図-3.2.8に示す。
ここで、図-3.2.5に示す堰柱の断面図では、水流方向の中間鉄筋の量が極端に多くなっているが、
この配筋の妥当性については、今後の検討により見直していく必要がある。
図-3.2.1 中央堰柱全体図（水流方向側面図）
図-3.2.2 中央堰柱全体図（水流方向正面図）
表-3.2.1 使用材料 部 材 コンクリート 鉄 筋 門 柱 σck = 24 (N/mm2) SD345 堰 柱 σck = 24 (N/mm2) SD345 梁 σck = 24 (N/mm2) SD345
図-3.2.3 配筋仕様図
図-3.2.4 門柱および梁の断面図
図-3.2.5 堰柱の断面図（水流方向の中間鉄筋の妥当性については、今後の検討により見直していく必要がある）
図-3.2.6 堰柱床版の断面図
図-3.2.7 ゲート戸当り詳細図（水流方向）
図-3.2.8 ゲート戸当り詳細図（水流直角方向）
(2) 基礎
杭基礎の諸元は以下に示すとおりである。
杭種 PHC杭
ヤング係数 = 4.0×104 N/mm2 基準強度 = 80.0 N/mm2 杭本数 = 54 本
杭径 = 1000 mm
厚さ = 130.0 mm
杭長 = 13.9 m
中詰めコンクリート 充填範囲 = 2.50 m 単位長さ当り重量 W0（水上部） = 9.06 kN/m
W”（水中部） = 5.58 kN/m
PC鋼材 降伏強度 σpy = 1275.0 N/mm2 引張強度 σpu = 1422.0 N/mm2 ヤング係数 = 2.0×105 N/mM2 施工方法 中掘り杭（セメントミルク噴出攪拌）
杭配置 下図のとおり
22500
15000
12508×2500=200001250
1250 5×2500=12500 1250
図-3.2.9 杭の平面配置 水流直角方向
水流方向
堰柱床版底面より下方6.9mの位置でPHC杭の杭種が変化している。各断面におけるPHC杭の 断面定数を図-3.2.10に示す。上杭の範囲は地震時に塑性化する可能性があるため、道示Ⅳ編12.11.1 に準じてスパイラル鉄筋が中心間隔100mmで配置されている。
図-3.2.10 PHC杭の各断面の定数
(3) 地盤条件
土質柱状図を図-3.2.11、標準貫入試験で得られた各深度におけるN値を表-3.2.2に示す。これら より、基本的な土質定数を表-3.2.3のように設定した。
図-3.2.11 土質柱状図
表-3.2.2 標準貫入試験結果 地層
番号 土質名 深さ
(m) N値 1.3 15
1 砂質土
2.3 15 3.3 5
2 粘性土
4.3 6 5.3 9 6.3 10 7.3 10
3 砂質土
8.3 11 9.3 6 10.3 3 11.3 6
4 粘性土
12.3 5 13.3 15 14.3 25
5 砂質土
15.3 20 16.3 39 17.3 50 18.3 50 19.3 50
6 礫質土
20.0 50
表-3.2.3 土質定数
単位体積重量
(kN/m3) αE0
(kN/m2) 地層
番号 土質名 層厚
(m) 平均
N値 粘着力c
(kN/m2)
せん断抵 抗角φ
(°) γt1 γt2’ 常時 地震時
1 砂質土 2.7 15 ― 30 17.0 8.0 42000 84000
2 粘性土 2.5 5 30 ― 17.0 8.0 14000 28000
3 砂質土 4.0 10 ― 27 17.0 8.0 28000 56000
4 粘性土 3.5 5 30 ― 17.0 8.0 14000 28000
5 砂質土 3.5 20 ― 30 19.0 10.0 56000 112000
6 礫質土 5.0 50 ― 40 19.0 10.0 140000 280000
指針（案）Ⅰ編4.5に従って地盤種別を判定する。各土層のせん断弾性波速度Vsiは、次式により 算出した。
Vsi = 100･Ni1/3 (1≦Ni≦25)（粘性土層）
Vsi = 80･Ni1/3 (1≦Ni≦50)（砂質土層）
表-3.2.4より、地盤の特性値TGは以下のように算定される。
∑
== n
i i
i
G Vs
T H
1
4 =0.420 (s)
以上により、II種地盤であると判別される。
表-3.2.4 地盤種別の判定 地層 番号 土質 層厚
Hi (m) 平均
N値 Vsi
(m/s) Hi / Vsi
1 砂質土 2.7 15.0 197 0.014
2 粘性土 2.5 5.0 171 0.015
3 砂質土 4.0 10.0 172 0.023
4 粘性土 3.5 5.0 171 0.020
5 砂質土 3.5 20.0 217 0.016
6 砂質土 5.0 50.0 295 0.017
合計 ── 21.2 ─ ── 0.105
指針（案）Ⅰ共通編 6.2 の規定に基づき、砂質土層の液状化の判定を行う。液状化の判定を行 う必要がある砂質土層は、以下の条件すべてに該当する場合である。
・ 地下水位が現地盤面から10ｍ以内にあり、かつ、現地盤面から20ｍ以内の深さに存在する飽 和土層
・ 細粒分含有率FCが35％以下の土層、又は、FCが35％を超えても塑性指数IPが15以下の土 層
・ 平均粒径D50が10mm以下で、かつ、10％粒径D10が1mm以下である土層
表-3.2.5 液状化の判定に用いる土質定数
地層
番号 土質名 層厚
(m) γt1
(kN/m3) γt2’
(kN/m3) 塑性指数 IP
細粒分 含有率 (%)FC
平均粒径 D50
(mm)
10%粒径 D10
(mm)
1 砂質土 2.7 17.0 8.0 0.0 0.0 0.35 0.002
2 粘性土 2.5 17.0 8.0 ─── ─── ──── ────
3 砂質土 4.0 17.0 8.0 0.0 25.0 0.35 0.075
4 粘性土 3.5 17.0 8.0 ─── ─── ──── ────
5 砂質土 3.5 19.0 10.0 0.0 35.0 0.35 0.3
6 礫質土 5.0 19.0 10.0 0.0 0.0 9.0 0.85
表-3.2.5より、液状化の判定の対象となるのは第3層および第5層であり、これらの土層において 液状化に対する抵抗率FLを算出する。FLが1.0 以下の土層については、2.8節に示したように、
土質定数を低減する。以下、レベル2-1地震動およびレベル2-2地震動に対する液状化の判定結果 をそれぞれ図-3.2.12および図-3.2.13に示す。
レベル2地震動に対する照査に用いる土質定数の低減係数DEは、レベル2-1地震動およびレベ ル2-2地震動に対して求められる値のうち、小さな値を用いる。本計算例では、レベル2-1地震動 に対して算出されたDE を用いることとした。
レベル1地震動に対する照査に用いる土質定数の低減係数は、2.8節に示した方法によると、図 -3.2.14のように設定される。
G.L.-
(m) 土質名 動的せん断
強度比R 液状化に対する 抵抗率 FL
一軸圧縮 強度qu (kN/m2)
土質定数の 低減係数 DE 1.3 2.3
3.3 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 10.3 9.3 11.3 12.3 13.3 14.3 15.3 16.3 17.3 18.3 19.3 20.0
砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土
1.044 0.663
────
────
0.293 0.299 0.288 0.294
────
────
────
────
0.354 1.945 0.529 0.395 0.775 0.636 0.540 0.491
1.368 0.882
─────
─────
0.408 0.424 0.416 0.431
─────
─────
─────
─────
0.572 3.228 0.902 0.692 1.391 1.172 1.021 0.944
0.0 0.0 60.0 60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 60.0 60.0 60.0 60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
1 1 1 1 1/3 1/3 1/3 1/3 1 1 1 1 2/3 1
1 1 1 1 1 1
N値
0 50
FL
0 1 2 3
DE(ﾚﾍﾞﾙ2)
0 1
図-3.2.12 液状化の判定結果（レベル2-1地震動）
G.L.-
(m) 土質名 動的せん断
強度比R 液状化に対する 抵抗率 FL
一軸圧縮 強度qu (kN/m2)
土質定数の 低減係数 DE 1.3 2.3
3.3 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 10.3 9.3 11.3 12.3 13.3 14.3 15.3 16.3 17.3 18.3 19.3 20.0
砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土
2.089 1.326
────
────
0.479 0.495 0.467 0.482
────
────
────
────
0.651 3.890 1.058 0.781 1.550 1.273 1.081 0.982
1.368 0.882
─────
─────
0.334 0.351 0.337 0.353
─────
─────
─────
─────
0.526 3.228 0.902 0.683 1.391 1.172 1.021 0.944
0.0 0.0 60.0 60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 60.0 60.0 60.0 60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
1 1 1 1 2/3 2/3 2/3 2/3 1 1 1 1 2/3 1
1 1 1 1 1 1
N値
0 50
FL
0 1 2 3
DE(ﾚﾍﾞﾙ2)
0 1
図-3.2.13 液状化の判定結果（レベル2-2地震動）
G.L.-
(m) 土質名 土質定数の 低減係数 DE 1.3 2.3
3.3 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 10.39.3 11.312.3 13.314.3 15.316.3 17.318.3 19.320.0
砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 砂質土 粘性土 粘性土 粘性土 粘性土 砂質土 砂質土 砂質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土 礫質土
1 1 1 1 2/3 2/3 2/3 2/3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
N値
0 50
DE(ﾚﾍﾞﾙ1)
0 1
図-3.2.14 土質定数の低減係数（レベル1地震動）