第４章 深 礎 基 礎
4.1 設 計 一 般 3-4-1 4.1.1 適 用 範 囲 3-4-1 4.1.2 杭の配列方法 3-4-2 4.1.3 最小中心間隔 3-4-2 4.1.4 設計の基本 3-4-3 4.1.5 支持層の選定と根入れ深さ 3-4-5 4.1.6 荷 重 分 担 3-4-6 4.1.7 設計に用いる地盤定数の評価 3-4-8 4.2 構 造 細 目 3-4-9 4.2.1 杭の設計径 3-4-9 4.2.2 主 鉄 筋 3-4-11 4.2.3 帯 鉄 筋 3-4-13 4.2.4 フーチングとの結合 3-4-14 4.2.5 橋脚と柱状体深礎基礎との結合部 3-4-15 4.3 土留め構造の設計 3-4-17 4.3.1 土留め工法の選定 3-4-17 4.3.2 土留め構造の設計の基本 3-4-20第４章 深 礎 基 礎
4.1 設 計 一 般
4.1.1 適 用 範 囲 本項は、設計地盤面が10°以上傾斜している斜面上に設けられる深礎基礎に適用する。 ここで、深礎基礎には、ケーソン基礎や地中連続基礎と同様に単体の柱状体構造とする柱状体深礎基礎 と、複数の深礎杭をフーチングで剛結した組杭とする組杭深礎とがある。 組杭深礎 ：杭径φ2.0m～4.0m 柱状体深礎：杭径φ5.0m以上 【解 説】 斜面上の深礎基礎の場合、水平地盤上の基礎に比べ基礎が根入れされる地盤の水平方向の抵抗力が基 礎の安定に大きく影響するため、基礎前面地盤の水平支持機構を適切に評価して設計する必要がある。 斜面の影響を考慮した地盤反力係数と地盤反力度の上限値は斜面における実験に基づいたものである が、傾斜角が10度未満に設置される深礎基礎への適用性は確認されていない。傾斜角が10度未満の斜面 又は水平地盤に設置される深礎基礎においては、地盤反力係数と地盤反力度の上限値への斜面による影 響は一般に小さいため、ケーソン基礎や杭基礎の設計法を参考にして、道示Ⅳに示されるこれら他工法 による基礎と同等の安全性が確保されるように設計する必要がある。 なお、深礎基礎については、平成24年3月 道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編1) 15章深礎基礎の設計 及び斜面上の深礎基礎設計施工便覧2)に詳述されたことからここでは、設計する上での基本条件を記すま でとし、具体的な設計手法や考え方については、そちらを参照されたい。 関連規定 1）道路橋示方書 Ⅳ下部構造編（15章深礎基礎の設計） 平成24年3月 日本道路協会 2）斜面上の深礎基礎設計施工便覧 平成24年4月 日本道路協会
3-4-2 4.1.2 杭の配列方法 深礎基礎は、組杭深礎基礎の場合、4本配置を最小杭本数とする。また、単独基礎として設計する場合に は、柱状体深礎基礎を用いるものとする。 【解 説】 斜面上に設置される深礎杭の先端は岩盤に根入されているため、鉛直方向の信頼性は一般的に高いが、 水平抵抗は表層部の崖錐等が主体となるため、鉛直に比較し信頼性が低い。単列の深礎杭からなる橋台 については、地震や降雨による基礎前面傾斜の不安定化に伴う被災事例が確認されている。このため、 周辺地盤が不安定になった場合でもただちに基礎が不安定とならないように補完性又は代替性を考慮し て、橋軸方向及び橋軸直角方向それぞれに対して複数の深礎杭からなる2×2以上の組杭とした。 また、地形や荷重等計画条件によっては単独基礎として設計することが有利となる場合が考えられる。 この場合には基礎体が十分な剛性をもつとともに、十分な基礎底面の鉛直地盤抵抗をもつことができる よう柱状体深礎基礎を用いることとした。 4.1.3 最小中心間隔 深礎基礎の最小中心間隔は原則として深礎杭径の2倍以上とする。また、深礎杭の中心からフーチング縁 端までの距離は、杭とフーチングの接合部の照査を行う場合でも250mm以上を確保する。 【解 説】 深礎基礎の場合、深礎間隔が深礎杭径の2倍以下となると、支持地盤が硬岩といえども掘削時の発破等 により隣接基礎の周面をゆるめる恐れがあるため、最小中心間隔は深礎杭径の2倍とした。 深礎基礎の外周面からフーチング縁端までの距離は、道示Ⅳ12.3の規定に準じる。但し、構造物掘削 量を少なくすることを考慮して杭とフーチング縁端までの距離を縮小する場合は、杭とフーチングの接 合部について鉛直および水平方向の押し抜きせん断の照査が必要となるが、少なくとも250mm以上は確保 すること。 図4.1.1 杭の最小中心間隔 【H25.04改訂】 2D以上 最小250mm以上 2D以上 D
4.1.4 設計の基本 (1) 深礎基礎は斜面の影響を考慮して設計しなければならない。 (2) 常時、暴風時およびレベル１地震時の設計により、部材の安全性及び基礎の安定性の照査を行 わなければならない。 (3) 橋脚基礎の地震時保有水平耐力法による耐震設計に際しては、杭体および地盤の抵抗要素の非 線形性を考慮した計算モデルを用いて、安全性を照査しなければならない。 (4) 深礎基礎本体に用いるコンクリートの許容応力度は、道路橋示方書Ⅳ4.2に規定している値と する。 【解 説】 (1)について 4.1.1に示したように斜面上に設けられる深礎基礎は、平坦地に設けられる杭基礎等とは挙動が異 なるため、斜面の影響を基礎と地盤の抵抗特性に考慮した計算モデルを用い、斜面で必要とされる安 全性を確保するように設計することを基本とする。 (2)について 常時、暴風時およびレベル１地震時における設計の基本を示したものである。 支持、転倒及び滑動に対して安定であるとともに、基礎の変位は許容変位以下となるように設計す る。なお、レベル１地震時は、基礎の限界は耐震性能１が必要であることから、各部材が弾性域を超 えないこととなる。 (3)について 深礎基礎においても大きな強度を持つ地震動に対して安全性を確保するため、橋脚基礎の設計にお いては道路橋示方書Ⅴに規定される地震時保有水平耐力法による耐震設計を行うことを基本とする。 (4)について これまで杭径5.0m未満の深礎基礎のコンクリートの許容応力度は、大気中で施工するコンクリート の許容応力度の90%に低減することとしていたが、平成24年の道路橋示方書では、地上部のコンクリ ート構造と同様にコンクリートの充填状況を目視で確認することができるなど、十分な施工管理がで きることを前提に、低減に関する規定を削除した。 標準的な深礎基礎の設計の流れを図4.1.2に示す。
3-4-4 . 図4.1.2 設計の流れ（斜面上の深礎基礎設計施工便覧p.69より） 【H25.04改訂】 開 始 設計上の地盤面の設定 終 了 構造諸元の変更 底面の鉛直地盤反力度≦許容鉛直支持力度 底面のせん断地盤反力≦許容せん断抵抗力 変位≦許容変位 部材の照査 OUT OK OK OUT OUT OK 常時、暴風時及び レベル１地震時に対する照査 橋脚の地震時保有水平耐力 レベル２地震時に対する照査 深礎基礎の種類の設定 構造諸元の設定 ・基礎径,基礎長の設定 ・深礎杭本数、配置の設定 ・フーチング形状の設定 ・配筋の設定 土留構造の設定 ・土留構造の種類と範囲設定 組杭深礎基礎 柱状体深礎基礎 構造諸元の設定 ・基礎径,基礎長の設定 ・配筋の設定 土留構造の設定 ・土留構造の種類と範囲設定 深礎基礎各部材の設計 基礎の耐力照査 （基礎の降伏に達しない） OK OUT
4.1.5 支持層の選定と根入れ深さ 深礎基礎の底面は、所要の支持力が得られる良質な支持層に根入れするとともに、水平方向についても、 長期的に安定した地盤に支持させるものとする。 【解 説】 斜面上深礎基礎の設計においては、設計地盤面をどの位置に設定するかによって結果が大きく異なる ので十分な検討が必要である。 (1) 設計地盤面を設定する方法は種々考えられるが、通常の場合は下記に示す2つの方法のいずれか によってよい。なお、地震時保有水平耐力法の際に考慮すべき設計地盤面の設定方法については、 兵庫県南部地震の強震域に深礎基礎がなかったこともあり、現時点では十分明らかとはなっていな が、設計地盤面の設定は常時および地震時(震度法)と同じとする。 また施工時に斜面を掘削する場合は、その影響を考慮する必要がある。 1) 表層土の強度および地盤構成、周辺地帯での崩壊の有無、地下水の状況などについて十分な調 査を行ない、十分に安定していると判断される層を設計地盤面として評価し設定する方法。 2) 地盤の状況から判断して、1)による設定が必ずしも確実ではない場合には、斜面の安定計算を 行ない安全率Fsが常時≧1.5、地震時≧1.2を確保できる面を設計地盤面として設計する。この際 の設計水平震度は、道示Ⅴで規定しているレベル１地震時の地表面の設計水平震度
k
hgを用いるも のとする。 (2) 設計地盤面以浅の土砂に起因して深礎基礎に作用する土圧としては主働土圧を考えることでよ い。この際に考慮する作用幅は深礎径の3倍とし、深礎間隔が基礎径の3倍以下の場合には深礎間隔 とする。地震時(震度法)における地震時土圧の算定にあたっては、地表面の設計水平震度k
hgを用い る。なお、地震時保有水平耐力法で考慮すべき作用土圧は現時点では十分明らかではない。そのた め、土圧の作用が考えられる場合には十分検討の上、その取り扱いを決定しなければならない。 また、基礎全面の受動土圧強度を算出するに際して、設計地盤面以浅の土砂の存在は一般に土塊 重量として考慮してもよい。ただし、斜面のすべりもしくは崩壊の可能性が極めて高い場合には、 これを考慮して算出する必要がある。 以上の概要を図4.1.3に示す。 図4.1.3 支持層と設計地盤面 設計地盤面 想定すべり面 支持層 表層土 作用土圧3-4-6 (3) 現地盤が地すべりの危険性がある場合は、別途地すべりの位置や地すべりの荷重の取扱いについ て検討するものとするが、地すべり抑止工と橋梁の基礎とは、その許容する挙動の範囲や影響度が 異なることから構造物の基礎と切り離して、現地盤を安定させる措置を講ずるのがよい。また、工 事用進入路等、施工時に斜面を掘削する場合は、その影響を考慮して設計地盤面を設定しなければ ならない。 (4) 鉛直支持力が確保出来るよう支持層への根入れは、鉛直方向に50cm程度以上とする。 図4.1.4 支持層への根入れ 4.1.6 荷 重 分 担 (1) 鉛直荷重は、杭周面の鉛直せん断地盤反力および杭底面の鉛直地盤反力で支持することを基本 とする。 (2) 水平荷重は、杭底面の鉛直及びせん断地盤反力、杭前面の水平地盤反力、杭周面のせん断地盤 反力で支持させることを基本とする。 (3) 組杭深礎基礎を用いる橋台、橋脚における設計は、下部構造の形態、上部構造の支承条件によ る影響等を考え、荷重分担を行わなければならない。 上記(1)、(2)において、地山と杭体とのせん断抵抗を確実に期待できないライナープレート等の土留め 施工法を用いた場合には、杭周面のせん断地盤反力を荷重分担に考慮してはならない。 【解 説】 (1)について 杭周面のせん断抵抗を荷重分担に考慮することが出来るのはモルタルライニングや吹付けコンク リート等による土留め工法を用いた場合である。 土留め構造として用いたライナープレートを存置して用いる場合には、ライナープレートと地山と の間には、グラウトが充填されるものの、グラウト施工の不確実性やグラウト充填までに地山のゆる みが生じること等から、杭周面のせん断抵抗は設計上、考慮してはならない。 なお、上載荷重を用いた深礎杭の載荷試験の結果、モルタルライニング等による土留め部では杭周 面の鉛直せん断地盤反力に設計値を満足する発現が確認されたが、ライナープレート部においては杭 周面の鉛直せん断地盤反力の発現が見込めないことが確認されている。1),2) (2)について 水平荷重は、設計地盤面よりも下方で支持されるものとし、フーチングの根入部および設計地盤面 よりも上方では支持させてはならない。 また、鉛直荷重同様、せん断抵抗を期待できない土留め工法を用いる場合には、杭周面のせん断抵 抗を考慮してはならない。 (1)、(2)に示した深礎基礎の抵抗要素を図4.1.5および表4.1.1にまとめて示す。 【H25.04改訂】 支持層 S≧ 1.00m d≧50 cm
(a)組杭深礎基礎 (b)柱状体深礎基礎 kHθμ ：杭前面の水平方向地盤反力係数 kSVB ：杭前背面の鉛直方向せん断地盤反力係数 kS ：杭底面のせん断地盤反力係数 kSVD ：杭側面の鉛直方向せん断地盤反力係数 kV ：杭底面の鉛直方向地盤反力係数 kSHD ：杭側面の水平方向せん断地盤反力係数 図4.1.5 地盤抵抗要素 表4.1.1 杭体と地盤抵抗のモデル化 常時、暴風時、 レベル１地震時 レベル２地震時 基礎（杭体）の剛性 ・弾性体（線形） ・ひびわれ、鉄筋降伏による曲げ剛 性の低下を考慮 地 盤 抵 抗 要 素 杭底面 鉛直方向 地盤抵抗 ・弾性体（線形） ・バイリニア型モデル ・上限値は基礎底面の最大鉛直 支持力による。 水平方向 せん断地盤抵抗・弾性体（線形） ・バイリニア型モデル ・上限値は基礎底面のせん断抵抗力 による。 杭前面 水平方向 地盤抵抗 ・バイリニア型モデル＊1 ・上限値は斜面の影響を考慮した 前面地盤の受働土圧強度とする ・同左 杭前背面 ＊2鉛直方向 せん断地盤抵抗 ・バイリニア型モデル＊1 ・上限値は最大周面摩擦力による ・同左 杭側 面 ＊2鉛直方向 せん断地盤抵抗 ・バイリニア型モデル＊1 ・上限値は最大周面摩擦力による ・同左 ＊2水平方向 せん断地盤抵抗 ・バイリニア型モデル＊1 ・上限値は最大周面摩擦力による ・同左 *1：硬岩の場合、岩のピークせん断強度とピーク強度に達した後の強度低下の影響を考慮できるモデルとする。 *2：モルタルライニングや吹付けコンクリートのように基礎周辺地盤のせん断抵抗を期待できる土留構造を用い る場合に考慮することができる。 VO kw kS kHθμ MO kw HO kHθμ O M VO kV HO SVB k kSVD kSHD kSVB SVD k SHD k kS Hθμ k SVB k kSVB kSVD SHD k kS kS
3-4-8 (3)について 組杭深礎基礎は斜面上に設置されることから、水平地盤上の杭基礎とは異なり、橋軸方向や橋軸直 角方向に対して段差フーチングを採用する場合や、支持層の傾斜などによって基礎長が異なる場合が 少なくないため、設計にあたっては深礎杭毎の荷重分担を適切に評価する必要がある。 組杭深礎基礎の荷重分担は、杭がフーチングに剛結されたラーメンモデルを用いて計算する。橋軸 方向及び橋軸直角方向それぞれに対して複数の深礎杭からなる４本以上の組杭深礎基礎の荷重分担 は、日本道路協会「斜面上の深礎基礎設計施工便覧」（平成24年4月）により行うものとする。 4.1.7 設計に用いる地盤定数の評価 傾斜地における深礎基礎では、平地部と異なり地形・地質条件が複雑なため、十分な調査を行った上で、 地盤工学的な考察を加えて地盤定数を設定する必要がある。 【解 説】 深礎基礎の設計では、基礎の性能への影響を考慮した上で、一般に土砂部は砂質土、粘性土に区分し、 岩盤部は軟岩（CL級以下）、硬岩（CM級以上）に区分して地盤の基本的な性状を評価する。 設計上の地盤区分、地盤定数の評価について日本道路協会「斜面上の深礎基礎設計施工便覧」（平成24 年4月）に詳述されており、特に岩盤の地盤定数については、同便覧の参考資料４～６に示されていること から参考にするとよい。 【H25.04改訂】
4.2 構 造 細 目
4.2.1 杭の設計径 杭の設計径は1,950mm以上とする。 【解 説】 深礎の径を表わす用語には掘削径，公称径，設計径などがある。設計径は、深礎基礎の設計に考慮で きる有効な断面を示すもので、土留め構造の内径とする。公称径は、一般には図4.2.1に示したとおりで あり、掘削径は土留め構造の外径をいうのが一般的であるが、実際に掘削する径は、地盤の状態あるい は施工者の技術などにより、これより数cm大きくなるのが普通で、この径を示すこともある。 安定計算、断面設計に用いる直径は、土留め内側の基礎径である設計径とする。但し、ライナープレ ートを使用する場合の安定計算における直径は、公称径を用いることができる。 (a)モルタルライニングや吹付けコンクリートの場合 (b)ライナープレートの場合 図4.2.1 土留め構造による深礎の径の使い分け 表4.2.1 公称径と設計径の関係 適 用 モルタルライニング および吹付けコンクリートの場合 ライナープレートの場合 公 称 径 土留め構造等内径 ただし、2.0m以上（500mmラウンド） ライナープレート軸線径 ただし、2.0m以上（500mmラウンド） 設 計 径 同上 ライナープレート内径 一般に、公称径-50mm 杭の最小設計径は平成14年の道路橋示方書では、1,400mmとなっていたが、安全性、施工性への配慮か ら近年の施工実績より公称径2,000mmとした。 柱状体深礎基礎の公称径は5,000mm以上で、ライナープレートを用いる場合は、注文生産となるため 100mmラウンドで公称径を設定する。
3-4-10 また、土留め構造が混在する場合、以下の手順で設計径、公称径を決定するのがよい。 柱状体深礎：①モルタルライニング等の公称径（=設計径）を500mmラウンドで決定し、かぶりを確保して 主鉄筋を配置する。 ②モルタルライニング等の主鉄筋位置に合わせてかぶりを確保してライナープレートの設計 径（内径）を決定し、100mmラウンドで公称径を決定する。 組 杭 深 礎：①ライナープレートの公称径を市場性の考慮から500mmラウンドで決定し、この時の設計径 からかぶりを確保して主鉄筋を配置する。 ②ライナープレートの鉄筋位置からかぶりを確保してモルタルライニング等の公称径500mm ラウンドで決定する。 図4.2.2 土留構造の例（ライナープレートと吹付けコンクリートを組合せた場合） 【H25.04改訂】
4.2.2 主 鉄 筋 (1) 主鉄筋の位置 主鉄筋の位置は、帯鉄筋・中間帯鉄筋等の最外縁鉄筋が設計半径より、かぶり70mmを確保 できるよう決定することを標準とする。主鉄筋に機械式継手を用いた場合は、帯鉄筋が一般 部より外側に配置される。これも考慮してかぶり70mm以上確保できる位置とする。 図4.2.3 主鉄筋位置 (2) 主鉄筋の径および間隔 主鉄筋は異形棒鋼を使用するものとし、その径および間隔は下記を標準とする。 表4.2.2 主鉄筋の径および間隔 (3) 深礎基礎の軸方向鉄筋の継手は、径によらず原則として、機械式継手を用いる。 (4) 主鉄筋は曲げモーメント最大位置から頭部まで変化させなくてよい。 曲げモーメント最大位置より下方については、十分に耐力が低下した位置で行う。 具体的には、Mmax/2の位置で断面変化させてよい。 項 目 最 大 最 小 呼 び 径 D51 D22 間 隔 鉄筋の中心間隔として 300mm 鉄筋のあきとして 鉄筋径の2倍以上または粗骨材最大寸法 の2倍以上 【解 説】 (1)について 設計においては帯鉄筋本数および径を決定した後に主鉄筋位置が決定されることに留意しなけれ ばならない。なお、土留め構造に補強リングを併用したライナープレートを用いる場合には、補強リ ングを考慮して鉄筋配置を決定することが必要である。 また、軸方向の主鉄筋に機械式継手を用いた場合、機械式継手の外径が鉄筋径よりも大きいため、 帯鉄筋が一般部よりも外側に配置される。この場合には、最外縁にある帯鉄筋のかぶりを70mm以上確 保するように軸方向鉄筋位置を決定する。 (2)について 主鉄筋の最大径は付着性および加工性などの点から32mmまでのものが多く使用されているが、深礎 基礎の場合、深礎基礎本体の諸元は、一般に断面が大きいことや基礎本体の鉄筋の降伏によって基礎 諸元が決定する場合が多いことから、施工上可能な範囲で比較的太径の鉄筋を複数段配置することが 合理的な構造となる場合が少なくない。このため、水平地盤上の場所打ち杭と異なりD51－2段配筋が 上限とされている。
3-4-12 (3)について 深礎基礎の軸方向鉄筋は太径鉄筋が用いられることが多いため、鉄筋の継手を重ね継手で計画する と、鉄筋のあきが確保できないおそれがあること、鉄筋の組み立て時に軸方向鉄筋が負担する鉄筋等 の施工時重量の保持の問題など、構造、施工の両面で問題が多い。また、孔内でのガス圧接について は、閉塞した孔内での火気の取り扱いや換気の問題など、作業上の制約や配慮を必要とすることから 軸方向鉄筋の継手は、その径によらず原則として、機械式継手を用いる。 (4)について 曲げモーメントの最大値およびその位置は設計上の仮定条件・地盤定数によって変化するので安全 のため条文のとおり規定した。 なお、曲げモーメント最大位置より下方については、杭体の設計曲げモーメントがMmax/2に対応す る位置かとし、そこから所定の定着長をとる。この際、場所打ち杭のように二重配筋の内側鉄筋の全 てを段落としすると、施工中の内側鉄筋の全重量を組立て用鋼材で負担する必要があり、安全面で問 題があるため、一般的な段落とし方法とは異なり、図4.2.4に示すように二重配筋の内・外の両方の 鉄筋を段落としするのがよい。 図4.2.4 軸方向鉄筋の段落とし方法 【H25.04改訂】
4.2.3 帯 鉄 筋 (1) 組杭深礎基礎の帯鉄筋の最小鉄筋配置は、フーチング底面より基礎径の2倍の範囲内では帯鉄筋 の中心間150mm以下かつ側断面積の0.2%以上の鉄筋量を、また、それ以外の範囲では鉄筋径D13以 上、中心間隔300mm以下を配置しなければならない。 柱状体深礎基礎の帯鉄筋配置は、軸方向鉄筋の1/4以上としてよい。 (2) 帯鉄筋の定着は、道示Ⅳ7.10に従い、半円形フックを用いた重ね継手を基本とする。 また、せん断補強筋として中間帯鉄筋を配置する場合には、道示Ⅳ図-解7.10.2に示す2組の両 端半円形フック鉄筋を継いだ中間帯鉄筋形状を標準とし、図4.2.3に示すように軸方向鉄筋にフ ックを掛けて定着してよい。 【解 説】 (1)について 帯鉄筋は、基礎全長にわたって発生するせん断力に対して必要な鉄筋量を配置することが基本であ る。ただし、計算上せん断補強が必要な場合にも、基礎本体として十分なじん性を有するようにその 最小鉄筋配置を規定したものである。 また、杭頭部のフーチングへの埋め込み部分の帯鉄筋の間隔は、道示Ⅳに示すよう杭頭部と同様に 配筋しなければならない。 柱状体深礎基礎では、組杭深礎基礎の場合とは異なり、基礎本体がフーチングに剛結合されていな いので杭頭部分に大きな断面力を生じるような状態にはならない。このため、杭頭部に特段の補強を 施すことはせず、一般的な鉄筋コンクリート構造物の配力鉄筋相当量の帯鉄筋を配置することを基本 として軸方向主鉄筋の1/4程度以上としてよいものとした。 なお、帯鉄筋の最大径は一般にD29としてよい。 (2)について 帯鉄筋は従来、重ね継手による定着方法がとられてきたが、地震時に大きな変形が生じても、基礎 体の十分なじん性を保証するためには，かぶりコンクリート部分がクラックを生じた以降も帯鉄筋が 主鉄筋を拘束し続ける必要がある。そのため、道示では杭全長にわたって橋脚と同様な方法にて、帯 鉄筋の定着を施すことが規定されている。 また、せん断補強鉄筋として中間帯鉄筋を配置する必要のある場合には、十分なせん断補強効果が 得られ、かつ基礎本体のじん性を高められるよう、拘束効果の得られる両端フック鉄筋を用いること を標準とした。ただし、施工性を考慮して、道示Ⅳ 図-解7.10.2に示されるような2組の鉄筋を継い だ構造を標準とし、図4.2.3に示すように軸方向鉄筋にフックを掛けて定着してよい。
3-4-14 4.2.4 フーチングとの結合 組杭深礎杭とフーチングとの結合部は、杭頭部に作用する押込み力、引抜き力、水平力及びモーメント に対して安全であることを照査する。 (1) 基礎杭とフーチングの結合方法は、道示Ⅳ図-解12.3.1に示す標準的な縁端距離を確保する場合 には、照査を省略することができる。 (2) 縁端距離を縮小した場合は、最外縁の杭に対して鉛直及び水平方向の押し抜きせん断について 照査を行うものとする。 【解 説】 (1)について 基礎杭とフーチング結合部は剛結合として設計し、杭頭部に作用する押込み力、引抜き力、水平力 およびモーメントの全ての外力に対して抵抗できるように設計する。道示Ⅳ図-解12.3.1に示す標準 的な縁端距離を確保する場合には、基礎とフーチングの結合部の照査を省略することができる。 杭頭部の埋込み長は100mm以上とし、主鉄筋は斜面上の深礎基礎設計便覧p.127 図-Ⅲ.2.30に示さ れるようにフーチング下面より鉄筋の定着長L0+D/2（Dは杭径）以上フーチング内に定着させるものと する。 また、フーチングに埋込む主鉄筋定着部には、杭頭部と同等の帯鉄筋を配置する。 (2)について 鉛直方向の押抜きせん断に対する照査は、深礎杭外周面からフーチング縁端までの距離を考慮して、 せん断照査断面を定めるものとする（図4.2.5参照）。この際、杭の押し抜きせん断照査面よりも杭の 中心寄りに橋脚躯体が存在する場合には、押し抜きに対する照査を省略してよい。なお、せん断照査 断面のフーチング厚hは、杭頭部の埋込み長（100mm以上）を控除したものとする。 また、水平方向の押抜きせん断に対する照査は、レベル１地震時においては、コンクリートのせん 断強度のみを考慮し、レベル２地震時においては押し抜きせん断が生じる平面的な範囲内に存在する フーチング下面鉄筋の抵抗を考慮してせん断耐力を算定してよい。なお、水平方向押抜きせん断の水 平面内の拡がり角度は杭円周接線方向に対して45°としてよい（図4.2.6参照）。 図4.2.5 鉛直方向の押抜きせん断照査断面 図4.2.6 水平方向の押抜きせん断照査断面 【H27.04改訂】 l=100mm以上 l=100mm以上
4.2.5 橋脚と柱状体深礎基礎との結合部 橋脚躯体と柱状体深礎基礎の結合部は、図4.2.7に示すよう上部構造及び下部構造から荷重を基礎本体一 般部へ確実に伝達するために重要な部位であるため、以下の点に配慮して設計を行う。 (1) 躯体接合部の厚は、橋脚柱又は橋台壁といった躯体の軸方向鉄筋に対して所定の定着長を確保 するとともに、基礎本体の軸方向鉄筋に対しても所定の定着長を確保するよう決定する。 (2) 躯体接合部の配筋は、躯体からの荷重を確実に基礎本体に伝達できる配筋とする。 (3) 躯体軸方向鉄筋の定着部は、その定着位置が１断面に集中しないよう端部を高さ方向に千鳥上 に配置し、その端部の高さ方向の間隔を１ｍ程度以上離すよう長さを変えて配置する。また、 定着部の先端フックは、半円形フックとするのがよい。 図4.2.7 柱状体深礎基礎の躯体接合部の構造の例 【解 説】 (1)について 躯体接合部の厚さは、式（4.2.1）に示すように躯体の軸方向鉄筋に対する定着長と、基礎本体の 軸方向鉄筋に対する所定の定着長のどちらか大きいほうで決定する。 t=max(L1,L2) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4.2.1) ここに、 t：躯体接合部の厚さ(mm) L1：躯体の軸方向鉄筋の躯体接合部に対する定着長を確保するための必要厚さで、道示Ⅳ式(7.8.1) により計算される鉄筋の定着長に躯体短辺方向長さの1/2を加えた長さ(mm)とする。その際、 フックの部の長さはL1には含めない。 L2：基礎本体の軸方向鉄筋の躯体接合部に対する定着長を確保するための必要厚さで、道示Ⅳ式 (7.8.1)により計算される鉄筋の定着長(mm)とする。 (2)について 躯体との接合部は、躯体の軸方向鉄筋に伝達される引抜力により、軸方向鉄筋の周囲や先端のコン クリートに引張応力度やせん断応力度が生じ、これによるひび割れやせん断破壊の発生等により、躯 体と基礎本体の確実な荷重伝達が保証されないおそれがある。そのため、躯体軸方向鉄筋の周辺のコ ンクリートに生じるひび割れやせん断破壊の防止を目的とした補強鉄筋を配置し、躯体との接合部の 耐力を確保することにより、躯体からの荷重を基礎本体に確実に伝達できるように設計する必要があ る。また、躯体軸方向鉄筋の定着部は、躯体からの荷重を基礎に確実に伝達できるような構造とする 必要がある。表4.2.3及び図4.2.8に補強鉄筋の配置例を示す。
3-4-16 表4.2.3 接合部補強鉄筋の例 （躯体軸方向鉄筋がD51@150-2段配筋(SD345)以下の場合） ※躯体直下の部分を除く 図4.2.8 躯体接合部の補強鉄筋の平面配置の例 (3)について 従来、躯体接合部に配置される躯体軸方向鉄筋や補強鉄筋の組立ては、基礎本体コンクリートを軸 方向鉄筋の定着位置以深で打ち止めて打継目を設け、その面を施工基面として行われることが多かっ た。このような構造の定着部では、フーチング下面と異なり、水平方向の鉄筋が配置されず、無筋状 態でかつ打ち継目を有するため、躯体軸方向鉄筋から伝達される引抜力により、定着部に不具合を生 じる可能性があるため、定着位置を１断面に集中させないよう高さを１ｍ程度以上変えて千鳥に配置 することとした。 また、躯体接合部に定着される躯体軸方向鉄筋の先端フックは、従来、直角フックが用いられてい た。柱状体深礎基礎の場合、躯体軸方向鉄筋のフック直下でコンクリートを打止め、その位置を施工 基面として躯体軸方向鉄筋を組立てることから、直角フックを用いた場合、打ち継目と直角フックと が密着した状態となりコンクリートが上手く充填されない可能性が高い。このようなことから半円形 フックを用いることとした。ただし、SD490を用いる場合には、半円形フックが使用できないため、 コンクリートの充填性に十分配慮が必要である。 補強箇所 配筋例 接合部内部 基礎本体の断面積の0.2 % 接合部上面 1m2あたり500mm2 【H25.04改訂】
4.3 土留め構造の設計
4.3.1 土留め工法の選定 深礎基礎の土留め工法の選定は、地山の強度や自立性、地下水や湧水の状態を十分に検証するとともに、 せん断抵抗を期待することによる基礎諸元への効果や影響についても把握の上、慎重に行わなければなら ない。 【解 説】 現場条件による工法選定の要因として、(1)湧水、(2)孔壁自立性、(3)杭径、(4)構造性、さらに(5)施 工性・経済性が挙げられる。 (1) 湧水 一般的な自由地下水のみではなく、施工性を左右する湧水、被圧水の有無が工法選定の非常に大 きな要因になることから、十分な事前調査に基づく適切な判断が必要となる。モルタルライニン グ・吹付コンクリートの硬化前にセメント分が流出してしまうほどの湧水量が存在しない場合には 同工法を適用する。ただし、大量の湧水がある場合はライナープレート工法、さらに一般的な手法 によるポンプ排水が不可能なほど水量が多い場合には、他の基礎形式を選定する。 (2) 孔壁自立性 モルタルライニング及び吹付コンクリートは、掘削後打設・吹付けが完了し、モルタルあるいは コンクリートの強度が発現して土留め工として機能するまで自立できるような、自立性の高いＤ級 以上の硬岩・軟岩などの地山に対して適用する。事前調査の結果、施工中の地山の自立性が期待で きないと判断された場合には、ライナープレート等の山留材を用いた土留め構造を検討する必要が ある。 (3) 杭径 柱状体深礎基礎の場合には、土留めに高い強度が必要となるため、施工上の制約から部材厚さに 制約のあるモルタルライニングや吹付コンクリートのみでは、土留めとしての安全性の確保ができ ないおそれがある。このため、柱状体深礎基礎においては、施工機械の孔内搬入が可能なことから、 杭体の小規模化によるコスト縮減が期待されるロックボルトを併用した吹付コンクリート工法の 採用について検討する。 (4) 構造性 モルタルライニングや吹付コンクリートは、基礎周辺地盤のせん断抵抗が期待できるが、ライナ ープレートによる土留めは、基礎周面のせん断地盤抵抗は考慮できない。従って、設計の際に基礎 周辺の地盤抵抗を期待することによる構造の有利性など考慮し、対象とする地層の条件に応じて土 留め工を選定する必要がある。 (5) 施工性・経済性 深礎基礎の最終的な工法決定に際しては、構造物の諸元に関わる施工費の経済比較検討も含め、 現場条件に応じた「仮設設備」・「施工ヤード」・「段取り替え」を考慮した安全性・施工性や、周辺 地形の状態、既存資料などから総合的に決定する。3-4-18 深礎杭の土留め工法選定フローを図4.3.1に示す。土留め工法の選定にあたっては、詳細な事前調査を 行い、同フローを参考に、総合的判断により判定する必要がある。 設計に際しては、事前調査（各物理試験、一軸圧縮試験、ＲＱＤ、その他必要な地質調査）から4.1.7 設計に用いる地盤定数の評価や、「岩盤の強度定数の評価」（北海道開発局 道路設計要領）、「せん断定 数の測定例」（日本道路公団設計要領2））等を参考に強度定数、岩級区分を推定することができる（表4.3.1 参照）。以上のような各種資料を参考に、設計に必要な定数や条件を定める。 また、柱状体深礎基礎の土留め構造選定に際しては、推定される岩級区分及び地形条件などから、岩 盤部土留め構造のパターン例として、「斜面上の深礎基礎設計施工便覧」3）の参考資料８に土留めの設計 例を参照し、地山の状況に応じた適切な土留め構造のパターンを決定する。 ※1 一般的な自由地下水のみを意味するものではなく、吹付コンクリートやモルタルライニングが硬化するまで の間にセメント分が流出するほど湧水量が多い場合とする。 ※2 岩盤部の土留め工法は、岩質判定（岩盤の強度定数の評価：北海道開発局道路設計要領）、せん断定数の測定 例（日本道路公団設計要領第二集2））、斜面上の深礎基礎設計施工便覧（社団法人 日本道路協会）などを参考 に選定する。 ※3 孔口部の土留め工法は吹付コンクリート＋鋼製リング支保工、またはライナープレート工法のうち経済的と なる工法を選定する。 ※4 工法選定に当たっては、安全性のほか経済性、施工性などを考慮して選定する。 ※5 吹付けモルタルの配合例を表4.3.2に示す。 ※6 吹付けコンクリートの配合例を表4.3.3に示す。 図4.3.1 深礎杭土留め工法選定フロー 【H26.04改訂】 ＳＴＡＲＴ 湧水の 影響がない ※１ 柱状体深礎基礎 ポンプによる 排水が可能 ※４ Yes No No No Yes No（土砂等） Yes（硬岩もしくは自立する軟岩） Yes ※３,４ ※４ 掘削地盤の 大半が硬岩もしくは 自立する軟岩 ※２ ライ ナープ レ ー ト 工 法 モル タル ライニ ン グ工 法 ライ ナープ レ ー ト 工 法 吹付コ ン クリート 工法 他の 基礎形式に変更 ライ ナープ レ ー ト 工 法 吹付＋ロッ ク ボル ト 工 法 ※５ ※６
表4.3.1 岩盤の強度定数対比表 岩 盤の 強 度 定 数 の 評 価 （ 北 海 道開 発 局 道 路 設 計 要 領 ） せ ん 断 定 数 の 測 定 例 （ 日 本 道 路 公 団 設 計 要 領 二集2）） 強 度 区 分 名 強 度 定 数 岩 級 区 分 せ ん 断 定 数 の 代 表値 (※ 1) c(kN/m2) φ (°) c(kN/m2) φ (°) Ⅰ 2,000 50 硬岩 B 1,500～ 2,500 45 Ⅱ 1,500 45 CH 1,000～ 2,000 40 Ⅲ 1,000 40 Ⅳ 500 40 CM 500～ 1,250 40 Ⅴ 100 37 軟岩 CL 100～ 500 35～ 37 Ⅵ 0 35 D 0 25～ 35 Ⅶ 0 30 Ⅵ ' 30 35 Ⅶ ' 15 30 ※１ 日本道路公団設計要領二集2) では、「強度定数の代表値を示した岩種は、粘板岩（ダムサイトの例）、花崗 岩（本四連絡橋基礎の例）であり、岩石そのものが軟質なもの（例えば、泥岩、第３紀の砂岩、凝灰岩）を除 けば参考とすることができる」としている。 参考文献 (1) 福島宏文，冨澤幸一，三田村浩： 深礎杭の土留工法選定について－北海道開発局道路橋設計施工要領選定フロー案の検討－, 北海道開発土木研究所月報 No.592, pp.44-48, 2002.9 (2) 日本道路公団：設計要領 第二集 橋梁建設編, 2000.12 (3) 社団法人 日本道路協会：斜面上の深礎基礎設計施工便覧,平成24年4月 表4.3.2 吹付けモルタルの配合例 1m3あたり セメント 水セメント比 細骨材 急結剤 圧縮強度 500kg 50% 1500kg 50kg 3N/mm2（材齢15時間） 24N/mm2（材齢28日） ※モルタルの圧縮強度は、基礎本体のコンクリートと同等以上とする。 表4.3.3 吹付けコンクリートの配合例 1m3あたり セメント 水セメント比 粗骨材 細骨材 急結剤 圧縮強度 450kg 45% 705kg 1035kg 45kg 11～13N/mm2（材齢24時間） 36N/mm2（材齢28日） ※吹付けコンクリートの圧縮強度は、基礎本体のコンクリートと同等以上とする。
3-4-20 4.3.2 土留め構造の設計の基本 (1) 土留め構造の設計に用いる土圧は、静止土圧を用いる。 (2) 土留め構造の天端に、孔口コンクリート、又はガイドウォールを用い場合は、「斜面上の深礎基 礎設計施工便覧」平成24年4月を参考にするとよい。 【解 説】 (1)について 土留め構造は、円環構造であるため、等方な外圧に対して大きな変形を生じないことから、設計土 圧としては、静止土圧を考慮する。 設計土圧については、日本道路協会「斜面上の深礎基礎設計施工便覧」平成24年4月に考え方が示 されており、同設計便覧 設計資料8に土留計算例を参考にするとよい。 (2)について 土留め構造の天端には、土留構造の位置決めと安定性の増加を目的とした孔口コンクリート、又は ガイドウォールと呼ばれるコンクリートを打設する例もある（図4.3.1）。 1) 根巻きコンクリートの例（a） ①壁厚 地表より40～50cmの深さで、壁厚50cm程度。 ②構造細目 無筋コンクリートで、σck=18N/mm2を標準とする。 2)ガイドウォールの例 （b） ①壁厚 地表より50cmの深さまでは壁厚100cm，また，その下層は50cmとする。 ②配筋細目 ・鉄筋量：ひび割れ防止筋として，D16@300程度の鉄筋を配置する。 ・継 手：水平方向40φとしてよい。 (a) ライナープレートの場合 (b) ﾓﾙﾀﾙﾗｲﾆﾝｸﾞ又は吹付ｺﾝｸﾘｰﾄの場合 （孔口コンクリート） （ガイドウォール） 図4.3.2 孔口部の構造例 【H25.04改訂】
