ニ ュ ー マ チ ッ ク
組 杭 深 礎
中 間 層 に ご く 硬 い 層 が あ る
れき径 れき径 れき径
100~500mm 50~100mm 50mm以下
液 状 化 す る 地 盤 が あ る
砂・砂れき (30≦N) (20≦N) 粘 性 土
硬 岩
軟岩・土丹 5m未満
2 5~40 m 5~15 m
60m以上 4 0~60 m 1 5~25 m
基 礎 形 式
×
×
× ○ ○ ○ ○ △ ○ ○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
△ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ × ○ ○ ○ ○ △ △ ○
△ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○
○ △ × ○ ○ ○ ○ ○ ○
△ △ △
△ △ △
△ △ △
△ × × × ○ ○ ○ △ △
× × × × × × × × × × ×
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○
○ × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×
△ △
△
△ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
× ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
× ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ △ △ ○ ○ ○ ○
×
×
○ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ × ○ × × △ ○ ○ ○
△
× △ △ × × × × × × △ △ × △ × ○ × × × △ △ △
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○
○
○
○
○ △ × ○ △ × △ △ ○ ○ ○ △ ○ ○ △ △ ○ ○
○
○ × △ △ × ○ △ × △ △ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ × × × × × × × × × × × △ △ △ × ○ ○ △ × × △
適 用 条 件
傾斜が大きい、層面の凹凸が
△ △ △
△ △ △
△ △ △ △ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ × ○ ○
の状態 地下水
水上施工
周辺環境
施 工 条 件
支持形式
一深度では無い可能性が高い
隣 接 構 造 物 に 対 す る 影 響
振 動 騒 音 対 策
有 害 ガ ス の 影 響
斜 杭 の 施 工
作 業 空 間 が 狭 い
水 深 5 m 未 満
水 深 5 m 以 上
支 持 杭
摩 擦 杭
地 下 水 流 速 3 m / m i n 以 上 地 表 よ り 2 m 以 上 の 被 圧 地 下 水 湧 水 量 が 極 め て 多 い
地 下 水 位 が 地 表 面 近 い
△ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ ○ △ △ ○ ○ ○ △△ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ △ △ × ○ ○ ○ △
○
× ○ ○ × × × × × × × × × × × ○ × × △ △ ○ ×
○
× ○ ○ ○ × × ○ × × × × × × × ○ × × ○ △ ○ ×
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○ ○ ○ ○ ○ ○
○
○ ○ × × × × × × ○ × ○ ○ ○ ×
△ ○ ○ ○ △ △ △ △ △ △ × × × × × ○ △ △ ○ ×
× △ ○ ○ △ △ △ △ △ △ × × × × × ○ △ △ ○ ×
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
△
○ ○ ○
○
○
○ × × × × × × × × × × × ○ ×
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○ × × ×
○ × × △ △ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
×
×
○ × △ △ △ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ △ △ ○
○:適合性が高い △:適合性がある ×:適合性が低い
激しい等、支持層の位置が同
中 掘 り 杭 工 法
打 込 み 杭 工 法
鋼管 ソイル
セ メント杭
工 法
プ レ ボ ー リ ン グ 杭 工 法
場所打ち杭工法
△
△
×
○
○ △
○ ×
9-5-1-4 基礎の根入れ深さ
1.フーチングの根入れ深さは次の各項目について検討した上で決めなければならない。
1) 河川の流れ、海、湖水での波浪による洗掘と河床低下 2) 圧密沈下を起こす圧密地盤(軟弱層)の深さ 3) 地下埋設物及び隣接構造物の影響 4) 凍結作用を受ける深さ
5) 地下水位 6) 施工性と経済性
2.フーチングの底面は、原則として現地盤面以下となるよう計画する。
1.フーチングの根入れ深さは、将来の地盤変動を考慮して以下のように決定する。
(1) 高架橋等の陸上橋梁の場合
D :地盤の変動を考えた施工上の最小
根入れ深さ(m)
Df:基礎の有効根入れ深さ(m)
d :通常の場合は 0.5m を標準とする。
図9.106 陸上橋脚の根入れ深さ (2) 河川橋脚等の場合
底版の根入れ深さは、河川管理施設等構造令第62条に基づき図9.107 に示すハッチング範囲よ り深くすることを基本とし、河川の河道特性や現況河川断面等を踏まえ適切に設定するものとする。
図9.107 河川橋脚の根入れ深さ
2.現地盤面に盛土等を行う場合では、基礎杭等の安定に配慮し上記根入れを確保するとともにフーチン グ底面を現地盤面以下とすることを原則とした。
現在地盤線 将来地盤線
d D Df
現在地盤線 計画盛土面
D+ d以 上
根入1m以上 根入2m以上 根入1m以上
2m
1m
高水敷 低水路部 高水敷
20m外 20m 20m 20m外
9-5-1-5 下部工に作用する荷重
1. 荷重の組み合わせ及び許容応力度の割り増し係数
(1)下部構造の設計にあたっては、本要領9-2-4に示す荷重を考慮するものとする。
(2) 荷重の組み合わせは、下表に示す組み合わせのうち、最も不利となる条件を考慮して行うものとする。
また、各組み合わせに対する許容応力度の割り増し係数は、表 9.54 による。
表9.54 荷重の組み合わせ及び許容応力度の割り増し係数 荷 重 の 組 み 合 わ せ
許容応力度の割り増し係数 鉄筋コンクリート構造
無筋コンクリート構造 鋼構造 1)主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP) 1.00 1.00 2)主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP)+温度変化の影響(T) 1.15 1.15 3)主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP)+風荷重(W) 1.25 1.25 4) 主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP)+温度変化の影響(T)
+風荷重(W) 1.35 1.35
5)主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP)+制動荷重(BK) 1.25 1.25 6)主荷重(P)+主荷重に相当する特殊荷重(PP)+衝突荷重(CO) 1.50 1.70 7)活荷重及び衝撃以外の主荷重+雪荷重(SW)+地震の影響(EQ) 1.50 1.50 8)施工時荷重(ER) 完成後の応力度が著しく低くなる場合 1.50 1.50 完成後の応力度が許容応力度と同程度となる場合 1.25 1.25 ※ 雪荷重(SW)は、圧雪荷重または非除雪路線における積雪荷重とする。
(2)表9.54の組み合わせは、同時に作用する可能性が高い荷重の組み合わせのうち、下部工に不利な影響を 与える組み合わせを示したものである。北陸地方整備局管内においては、降雪期間が長いことから、地震 の影響を考慮する場合にも雪荷重を載荷するものとした。雪荷重の定義・強度については、本要領9-2
-4によるものとする。
一般的な荷重の組み合わせは表9.55 に示すとおりとし、架橋条件、地形、地盤条件、構造形式によっ ては、積雪荷重(除雪されない橋梁)、衝突荷重、地盤変動の影響、施工時荷重を考慮した照査を行うもの とする。
表9.55 一般的な荷重の組み合わせ
橋台の設計 橋脚の設計 荷重状態
① 死荷重+活荷重+土圧
② 死荷重+土圧
① 死荷重+活荷重
② 死荷重+温度変化の影響
③ 死荷重+活荷重+温度変化の影響
常 時
③ 死荷重+土圧+地震の影響 ④ 死荷重+地震の影響 地震時 ──── ⑤ 死荷重+風荷重 暴風時 ※ 上表における死荷重には圧雪を含むものとする。
地表面
地下水面
側壁
1 2
w w
γ'
γ 1
2
x
x x
P =γ ・x2
P =γ'・K・x
P =γ・K・x1 2
2. 壁面に作用する土圧
(1)可動壁に作用する土圧
1) 常時に橋台などの可動壁に作用する土圧は、「道路橋示方書I共通編」2.2.6による。
2) 地震時土圧は「道路橋示方書V耐震編」6.2.4による。
(2)固定壁に作用する土圧
固定壁に働く土圧は静止土圧による。
p
0
=K0
・γ・x+K0
・qここにp
0
:深さxにおける静止土圧強度(kN/m2
) K0
:静止土圧係数土質や締め固めの方法によって異なり、0.4~0.7 程度であると言われるが、通常の砂土質や粘性 土(LL<50)に対しては、0.5 程度を考えておくことが望ましい。ただし、軟弱地盤等については、
別途検討するものとする。
γ:土の単位重量(kN/m
3
) x:地表面からの深さ(m)q:地表載荷荷重(kN/m
2
)(3)地下水位以下の場合の有効土圧の算定に用いる土の単位体積重量は、水中重量(γ-9)を用いる ものとする。したがって壁面に作用する全土圧は、有効土圧に水圧を加えた下式により設計する。
全土圧:P=P
1
+P2
+PW
(kN/m2
) ここに、P
1
・P2
:有効土圧(kN/m2
)P
W
:水圧(kN/m2
) K :土圧係数γ :空中での単位体積重量(kN/m
3
)γ’ :水中での単位体積重量(kN/m
3
)(=γ-9)γ
W
:水の単位体積重量(kN/m3
)(=10)図9.109 全 土 圧
PA
P'A (水平成分)
Rd+ Rd
3. 一般橋台に作用する土圧
(1)橋台に作用する土圧の計算方法は、「2.壁面に作用する土圧」のうち「(1)可動壁に作用する土 圧」に準じ土圧係数等については以下による。ただし、箱式橋台の中詰土のように、周囲を壁に囲 まれている土については、静止土圧を用いるものとする。
(2)橋台に作用する土圧力は、裏込材の土質ならびに設置範囲を適切に評価し設定するものとする。
(3)常時では、橋台背後に10kN/m
2
の過載荷重を考慮する。(4)土圧の作用する仮想背面は、安定設計では、後フーチング縁端から鉛直面を考えて設計し、前壁 の設計では、土圧を壁に直接作用させて設計するものとする。(図9.110)
(a) 安定計算の場合の作用面 (b) 前壁設計の場合の作用面
図9.110 土圧の作用面
(2)高さ 15m程度以下の橋台では、裏込材を良質な砂質土とし、この一般的定数(単位体積重量γ=19KN/
m
3
・せん断抵抗角φ=30°)を用いて土圧を計算してもよい。ただし、現地発生土を裏込材に用いる場合 や高さが 15mを超える場合は、実際に現場で使用する裏込材の土質試験結果に基づき土圧計算を行うこと を原則とする。なお、軟弱地盤等で土留工を用いた掘削を行う場合には、橋台に関与する土圧領域に軟弱地盤が残らな いよう橋台背面の掘削余裕を拡げるか、または、二次掘削で裏込土と置換える等の検討を行い、これが困 難な場合は、現地盤と裏込材の複合地盤で土圧計算を行うものとする。
また、軟弱地盤において基礎杭の必要本数等が著しく多くなる場合には、土圧軽減工法として軽量盛土 工法等の採用を検討するものとする。
(3) 過載荷重は、下部工の安定に対して最も不利となるように載荷する。
(a) 支持の検討 (b) 滑動及び転倒の検討 図9.111 過載荷重の載荷方法
H
ℓ>0.1Hかつ1.0m
(4)重力式橋台のように、後フーチング突出長が 0.2~0.3mと短い場合は、安定計算、断面計算とも躯体コ ンクリート背面に土圧を直接作用させる。ラーメン式橋台などで、後フーチングの長さが小さい場合には、
安定計算及び断面計算において構造物背面(コンクリート面)と土の壁面摩擦角を用い土圧を算出するも のとする。ただし、後フーチングの長さℓ を 0.1H 以上かつ 1.0m以上確保した場合は仮想背面と土の壁面 摩擦角を用いてよい。
(a) 安定計算 (b) 断面計算 図9.112 後フーチング長を確保した場合の土圧
4. 施工時荷重
施工時における下部工の照査は、施工方法や施工中の構造、施工時荷重を考慮して行うものとする。
施工時荷重としては、完成時と構造系が違うための自重による影響、工事用機械、風、地震の影響等につ いて考慮する。
1) 上部工とヒンジ結合したフレキシブル橋脚、片持張出し架設を行うPC橋、吊橋,斜張橋の塔などは、
施工時に完成と構造系が異なるので、施工時の検討を行う。
2) 施工期間の長いもの、規模の大きいもの、重要性の高いものは、施工時に地震の影響を考慮する必要が ある。施工時の震度は完成時の1/2とし、0.1 を 下廻らないものとする。また、許容応力度の割増しは 表9.56による。
表9.56 施工時許容応力度の割増し 許容応力度の割増し率
備 考 鉄筋コンクリート 鋼 材
地震の影響 65% 70%
風荷重の影響 35% 35% 一般に風荷重は 1.5kN/m
2
程度 以上とする9-5-1-6 材料及び許容応力度 1. 材 料
(1)コンクリートおよび鋼材等の使用材料は、「道路橋示方書I共通編、3章使用材料」による規格に 適合するものを標準とする。
(2)下部工及び基礎工に使用する材料の材質及び規格は表9.57を標準とする。
表9.57 使用材料の材質及び規格
材 料 部 位 材質・規格 摘 要
コンクリート
下部工 鉄筋コンクリート部材 設計基準強度 30N/mm
2
W/C<50%無筋コンクリート部材 設計基準強度 18N/mm
2
場 所 打ち杭
水 中 施 工 設計基準強度 24N/mm
2
呼び強度 30N/mm2
大 気 中 施 工 設計基準強度 24N/mm2
深礎杭等踏掛版 設計基準強度 24N/mm
2
鉄 筋 ── SD345
鋼 管 杭 ── SKK400・SKK490 鋼 管 矢 板 ── SKY400・SKY490
(2)鉄筋は SD345 を標準とする。ただし、SD345 では過密配筋となることが避けられない場合は、高強度鉄 筋(SD390・SD490)を採用しても良い。なお、ここでいう過密配筋とは、以下の場合を目安とする。
・鉄筋径 D35 以上の鉄筋を間隔 125mm 以下で配筋する場合
また、高強度鉄筋の採用に際しては、「道路橋示方書Ⅳ下部構造編」4.3、7.7、7.8 の解説に留意し設 計を行うものとする。
2. 設計計算に用いるヤング係数
下部工の設計計算に用いるヤング係数等は、「道路橋示方書Ⅰ共通編」3.3によるものとする。
3. 許容応力度
(1)コンクリート
1)下部工に用いるコンクリート及び 水中で施工する場所打ち杭に用いるコンクリートの許容応力度は、
「道路橋示方書Ⅳ下部構造編」4.2 によるものとする。
2)大気中で施工する場所打ち杭に用いるコンクリートの許容応力度は、下部工に用いるコンクリートの 許容応力度と同じとする。
(2)鉄 筋
鉄筋の許容応力度は、「道路橋示方書Ⅳ下部構造編」4.3 によるものとする。
(3)鋼管杭及び鋼管矢板の許容応力度
鋼管杭及び鋼管矢板の許容応力度は、「道路橋示方書Ⅳ下部構造編」4.4によるものとする。
(4)既製コンクリート杭の許容応力度
PHC杭の許容応力度は、「道路橋示方書Ⅳ下部構造編」4.2によるものとする。
(1)深礎工法等のように大気中で施工される場所打ち杭のコンクリートでは許容応力度を一般部材の 90%
に低減していたが、地上部やフーチングコンクリートと同等の施工管理を行うことを前提に低減しな いものとした。