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01待受擁壁(地山)構造計算

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Academic year: 2021

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(1)

待受け擁壁(逆L型)(地山がけ対策)の構造計算

(1)基本方針 1.本設計の説明 2 2.構造諸元 2 3.設計方針・参考資料 3 4.設計の目的 3 5.資料・図面 3 6.特記事項 3 現場説明図、構造図他 4~8 (2)概要 1.設計フロー 9 2.設計条件 9 3.使用材料 9 4.土質定数 10 5.設計外力 10 6.根入れ深さ 13 7.擁壁の壁面水抜き穴 13 8.伸縮目地 13 9.鉄筋コンクリートの耐久性 13 告示383号の区分 14~15 (3)擁壁の安定検討 1.鉄筋コンクリート造擁壁の安定検討 16 2.底版の厚さ 16 3.地盤支持力 16 4.滑動に対する検討 16 5.鉄筋コンクリート造擁壁の安定計算書 16 計算結果の概要 17~18 詳細計算書 19~76 (4)鉄筋コンクリート断面計算 1.擁壁のRC断面計算 77 2.鉄筋の構造細目チェック 77 3.鉄筋コンクリートのひび割れの検討について 77 竪壁応力計算 78~96 底版応力計算 96~109 竪壁RC断面計算 110 底版RC断面計算 111~115

(株)ブルドジオテクノ

http://www.bulld.net/

(2)

(1)基本方針 1.本設計の説明 木造平屋造を建築する敷地において、隣地に高さ20m以上のがけがある。このため、防災上の待受擁壁を 計画する。 断面図 2.構造諸元 工事場所 ○○県○○市地内 土砂災害警戒区域内 擁壁 待受け式擁壁 全高さ 3.5m 鉄筋コンクリート逆L型 基礎: 直接基礎 3.設計方針・参考資料 宅地防災マニュアル (平成19年版)

(3)

4.設計の目的 設定した外力による影響を推定し安全性の検討を行う。 荷重状態 想定する荷重 設計荷重への対応 要求性能 使用限界状態 常時作用する荷重 常時、豪雨時 性能① 損傷限界状態 1回~数回遭遇する荷重 中地震時、暴風時、堆積時、積雪時 性能② 終局限界状態 最大級の荷重 大地震、崩壊衝撃時 性能③ *建築基礎構造設計指針P17、P46参照。 性能① ・無被害。ひび割れ幅0.3mm以内。 ・擁壁本体に「転倒・滑動・沈下」が生じずクリープ変形も生じない。 性能② ・簡単な復旧・補修で対応出来る程度の被害。ひび割れ幅0.5mm未満。 ・擁壁本体の有害な残留変形が生じない。 性能③ ・構造物の一部が崩壊しても、擁壁全体が倒壊しない。(破壊は免れても、以 後の安全性は確保出来ない)ひび割れ幅0.5mm以上。 ・擁壁本体に「転倒・滑動・沈下」が生じない。 ・擁壁く体に「せん断破壊・曲げ破壊」が生じない。 *宅地防災マニュアルⅠP303参照。 *ここでの「ひび割れ」は構造上の目安。材料及び施工が原因のひび割れは含まない。 *補修が必要なひび割れ幅は目安値(ひび割れ調査、補修・補強指針 日本コンクリート工学協会) *上記は構造部材について説明で、本計算書では上記以外のもの(仕上げ、設備など)は含まない。 5.資料・図面(設計図は別綴による) 現場説明図 PAGE=4 構造図(概要のみ) PAGE=5~8 *特記仕様書・平面図・展開図・施工断面図・鉄筋加工図等は省略。 6.特記事項 本待受け擁壁は、隣接がけに対する防護を目的に設計するものであるが、がけに対する安全性を検討するもの ではない。また、隣接がけのすべり面は、設計基準等による仮定(想定)による算定結果であり、がけ崩壊など を仮定したものではないことに注意。 また、がけによる崩壊による衝撃力や体積土砂量に対しても、上記設計基準等による算定結果であることに注 意が必要である。あくまでも、想定される緊急時に対応しているものであり、絶対的な安全性を保証しているも のではないことに注意が必要である。

(4)
(5)

擁壁設計条件 項     目 単 位 常 時 中地震時 大地震時 宅地防災マニュアル(平成19年) 土  砂 鉄筋コンクリート 単位体積重量 算定式 土 圧 算 定 逆L型擁壁(鉄筋コンクリート造) 0.20 24.5 クーロン法(主働土圧) 3 m 0.25 地域区分;(○○) 3 2 0.00(建物なし) 前   面   土   砂  土 圧 算 定 算定式 待受け擁壁 17.0 砂質土(φ=30゚、c=0kN/m2) 地   盤   種   別 クーロン法(受働土圧考慮の場合) 第1種地盤 擁   壁   高 ( 全 高 ) が け 土  3.500 基   礎   形   式 直接基礎(長期地盤支持力:100kN/m2) 待受け擁壁設計条件 項     目 区 域 内 単 位 φ=25 が け の 土 質 定 数 度 c=0.0 kN/m2 γ=17.0 kN/m3 地 山 F=100.0 kN/m2 適   用   基   準 国土交通省告示第383、332号 が  け  の  高  さ m 20.80 擁    壁    形   式

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(7)
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(2)概要 1.設計フロー 設計条件の設定:材料・土質定数の決定 設計外力の算定 設計震度、土圧、がけの高さ等 衝撃力の算定 土石等の移動による作用力 堆積土量の算定 堆積土量捕獲容量、堆積土土圧 擁壁の安定検討 「擁壁の設計」 RC断面の算定 「限界状態設計法」 基礎の検討 基礎設計を参照 結果の整理-END 2.設計条件(要求性能) 法第20条 1.各指針により算出される荷重・外力に対して、同書により規定されている安全性能 を満足すること。(安全な構造であること) 令第81条 2.応力の計算 令第82条 3.検討すべき各応力の組み合わせ 4.許容応力度(構造耐力)以下であること 令第83条 5.次の荷重・外力を採用する。 固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風圧力、地震力、他実状に応じて外力を採用 検討内容 1.部材の安全 ・・・・部材応力が許容応力度以下(許容応力度法により計算) ・・・・各限界状態に至らない(限界状態法により計算) 耐久性、使用性、安全性、耐震性 支持力Fs≧1.0(地盤支持力算定の場合) 2荷重の組合せ ・・・常時、中地震時、大地震時、その他* *積雪時・風荷重時・施工時・崩壊衝撃時、堆積時など必要と思われるもの 限界状態 1.使用限界状態・・・耐久性に支障が生じない (基礎指針P353) (検討項目=応力、ひび割れ) 2.損傷限界状態・・・補修、補強を必要とするような損傷を生じない (検討項目=応力) 3.終局状態・・・・・崩壊が生じない (検討項目=応力) 土砂災害警戒区域内 F=100.0(kN/m2) α=なし に対する衝撃力 ○○県砂防課による支給値 本設計では、現場がけ形状を考慮した衝撃力をα=0.5として算定し、その結果値が 上記Fを上回る場合は算定値を、下回る場合はαを調整してFを求める。 告示383号の区分: 一号 PAGE=14 上記検討事項 PAGE=15 3.使用材料 ①擁壁(鉄筋コンクリート) 使用コンクリート Fc24 (JASS5P10標準級) 鉄筋 SD345 ヤング係数比n(Fc24) n=15 (RC基準P14) 材料強度、許容応力度 「RC断面」参照

(10)

4.土質定数 がけの土質定数 ・表土は「シルト混砂質土」と思われるが、定数などは不明である。また、がけを形 成するコア部の土質(岩質)等は不明である。逆解析にで以下の定数を推定した。 ・内部摩擦角φ=37.6゜、粘着力c=0.0(kN/m2) ・単位堆積重量γs=17.0(kN/m3) ・衝撃時・堆積時では、すべり部の土層を対象にしているため、砂質土に対する定数 を推定した。 ・内部摩擦角φ=25.0゜、粘着力c=0.0(kN/m2) ・単位堆積重量γs=17.0(kN/m3) 土砂災害警戒区域内 本がけの「崩壊深さ」は未調査のため、2mと推定した。 に対する衝撃力 ・これは、移動高さ=1m(不明な場合P急-3-16)、移動高さ=崩壊深さ/2 (資料261号P34)、により2mと推定した。 基礎地盤の土質定数 ・基礎地盤は支給資料によると「シルト混砂質土」であり、土質定数は推定式により 求めた。(地盤調査結果による:省略) ・内部摩擦角φ=32゜ ・粘着力c=0.0(kN/m2) ・単位堆積重量γs=17.0(kN/m3) 前面地盤の土質定数 ・敷地側の地盤は比較的良好であるが、受動土圧算定にさいしては、工事で掘り起こ (受動土圧時) してしまうことや、土圧式に対する安全側の配慮などにより設定した。 ・内部摩擦角φ=30゜ ・粘着力c=0.0(kN/m2) ・単位堆積重量γs=17.0(kN/m3) ・作用高さ=1.1m(建築基礎の下面より下側を考慮) 地盤種別 ・第Ⅰ種(地盤調査結果による:省略) 5.設計外力 ①固定荷重 名称(固定荷重) 単位体積重量 鉄筋コンクリート 24.5(kN/m3):道路土工 擁壁工指針P52 ②積載荷重 地山のがけにより、考慮しない。 ③土圧 主働土圧 試行くさび法 受働土圧 クーロン法(地震時) 宅防マニュアルP340 ④衝撃力(崩壊土砂の衝撃力) ・擁壁に作用する衝撃力 F:擁壁に作用する衝撃力(kN/m2) α:衝撃力緩和係数(一般値=0.5) Fsm:移動の力(kN/m2) ・移動の力

F=α・F

sm

(11)

x:急傾斜地の下端からの水平距離(m) H:急傾斜地の高さ(m) hsm:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の移動高さ(m) θ:傾斜度(゜) θu:急傾斜地の傾斜度(゜) θd:当該急傾斜地の下端からの平坦の傾斜度(゚) ρm:土砂等の密度(t/m3) σ:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の比重 c:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の容積濃度 fb:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の流体抵抗係数 φ:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の内部摩擦角(゜) ⑤土砂捕獲容量の算定 ⑥水圧及び浮力 水圧 土圧作用位置へ作用 宅防マニュアルP137 *敷地側の水位は調査により確認されており、基礎底面より下側であることが確認されているため考慮しない。 *隣地側(がけ側)の水位は調査を行っていないため不明である。本設計は斜面の安定検討は設計に含まれな いため、がけ側の水位を想定する。水位はがけ側地盤面とした。 ⑦設計用風荷重(宅防マニュアルP312) 省略する。

(12)

⑧設計用地震荷重(宅地防災マニュアルの解説ⅠP93) 地震規模 kh Cz kho 中地震 0.2 1.0 0.2 大地震 0.25 0.25 kh:設計水平震度 Cz:地域別補正係数(令地震係数:) kho:標準震度 設計用地震荷重(特定開発行為技術基準 福岡県県土整備部砂防課 P急-3-15) 地震規模 kh Δ1 Δ2 Δ3 kho 中地震 0.13 0.2 0.8 0.8 1.0 大地震 0.16 (Ⅰ種地盤) (通常値) 0.25 kh:設計水平震度 Δ1:地域別補正係数 Δ2:地盤別補正係数 Δ3:用途別補正係数 kho:標準震度 設計用地震荷重(採用値) 地震規模 kh 中地震 0.2 大地震 0.25 ⑨設計用積雪荷重 省略する。 ⑩荷重の組み合わせ(建築基礎構造設計指針P46) 設計条件 荷重条件 考慮する荷重 水位考慮 使用限界(長期) 常時 固定荷重+常時土圧+積載荷重 なし 降雨時* 固定荷重+常時土圧+積載荷重+水圧 あり 堆積時 固定荷重+堆積土圧+水圧 あり 損傷限界(短期) 暴風時* 固定荷重+常時土圧+積載荷重+風荷重 なし 積雪時* 固定荷重+常時土圧+積載荷重+積雪荷重 なし 中地震時 固定荷重+地震時土圧**+積載荷重 なし 終局限界(終局) 大地震時 固定荷重+地震時土圧**+積載荷重 なし 崩壊時 固定荷重+衝撃値力+常時土圧+水圧 なし *本設計では省略している **中地震及び大地震の荷重は、以下(1)と(2)の大きい方を採用する(宅防マニュアルP334) (1)擁壁の自重による慣性力+常時土圧 (2)地震土圧による荷重 上記対応は、プログラム上は両方とも計算し、安定性の検討ではそれぞれに対して安全性を照査し、断面

h

=Cz・k

o

h

=Δ1・Δ2・Δ3・k

o

(13)

6.根入れ深さ L型 設計地盤面より底版(下)上面=h(下図) 根入れh=0.5 計算書 :PAGE=省略 (宅地防災マニュアルP326、364参照) 7.擁壁の壁面水抜き穴 本擁壁は構造上水抜き穴を設けない。 8.伸縮目地 ・伸縮目地は、原則10m以内ごとに設ける。(以下を参考) ・伸縮目地は、場合原則20m以内ごとに設ける。 (鉄筋コンクリート造:宅防マニュアルP344) (練積み造 :宅防マニュアルP370) ・伸縮目地は、原則以下のように設ける。(鉄筋は切断) (重力式 10m以内:擁壁工指針P212) (鉄筋コンクリート造 15~20m以下:擁壁工指針P212) ・ひび割れ誘発目地(目地工):壁高の1~2倍程度 (擁壁工指針P213) 9.鉄筋コンクリートの耐久性(場所打ち) 鉄筋コンクリートのかぶり厚さ 基礎・竪壁(土に面する箇所) 6cm以上 宅防マニュアルP323 (塩害等の考慮が必要ない場合) 竪壁(土に面していない箇所) 4cm以上

(14)

平成13年国土交通省告示第383号

急傾斜地の崩壊を対象

土砂災害特別警戒区域内か?

第2(P16):一号、二号の区分

*一号

第二号以外

*二号

①最大に力が100(kN/m2)を超える

②最大の力が50(kN/m2)を超え、かつ移動土砂の高さが1(m)を超える

③移動土砂の高さが2(m)を超える

④土砂崩壊土の堆積高さが5(m)を超える

p

H1

H2

判定

100

1

1.96

一号

p:急傾斜地の崩壊に伴う土砂等の移動に伴う最大の力の大きさ(kN/m2)

H1:移動土砂の高さ(m)

H2:土砂崩壊土の堆積高さ(m)(計算書参照)

入力データ

行政での確認により区域内である。下記を検討する。

(15)

国土交通省告示第383号に関する照査

第一号に該当(以下)P16

・最大移動力が100(kN/m2)以下

・最大移動力が50(kN/m2)以下+崩壊土砂高が1m以下

・移動土砂高さ2m以下

・堆積土砂の高さ5m以下

構造OK

擁壁は鉄筋コンクリート構造であること。配筋は以下を満足すること。

1.共通(竪壁+底版)

Fs

縦壁厚

底版厚

根入れ

底版幅

移動土砂高 堆積土砂高 最大移動力

堆積土圧

採用

30

300

500

1400

3800

1

1.96

100

7.826

告示

≧18

≧200

≧300

≧600

≧600

(m)

(m)

(kN/m2) (kN/m2)

判定

OK

OK

OK

OK

OK

5m以下

役所資料 計算書

Fs:鉄筋コンクリートの設計基準強度

(p)

(w)

2.竪壁(文中は外壁)

配筋

鉄筋寸法 配置@

As

ΣAs(/1m) 主筋径

主筋間隔

主筋量

横筋径 横筋間隔

縦主筋

D13

100

127

1270

OK

OK

OK

OK

OK

横筋

D13

200

127

635

(Φ12以上)

(200以内) (use以上)

(Φ129以上)

(200以内)

(mm)

(mm2)

(mm2)

As:鉄筋断面積(mm2)

ΣAs:鉄筋量(長さ1mあたり)

(=1本あたりの断面積x1mあたりの本数)

条件:表一 移動土砂高 堆積土砂高

xp

xw

use

1m以下 2m以下

1120

93

1120

3.底版(文中は基礎)

配筋

鉄筋寸法 配置@

As

ΣAs(/1m) 鉄筋径

鉄筋間隔

鉄筋量

縦主筋

D13

100

127

1270

OK

OK

OK

横筋

D13

150

127

847

OK

OK

OK

(mm)

(mm2)

(mm2)

(Φ12以上)

(150以内) (use以上)

As:鉄筋断面積(mm2)

ΣAs:鉄筋量(長さ1mあたり)

(=1本あたりの断面積x1mあたりの本数)

条件:表三 移動土砂高 堆積土砂高

xp

xw

use

1m以下 2m以下

5.2p又は8.4wのうち大きい値

520

66

520

検討する

土砂災害特別計画区域内に設置する待受け擁壁(急傾斜地の崩壊)(建築物としている)

算定式

11.2p又は11.9wのうち大きい値

算定式

(16)

(3)擁壁の安定検討 1.鉄筋コンクリート造擁壁の安定検討 ①設計規準:宅地防災マニュアルにより擁壁の安定検討を行う。 転倒、滑動及び支持力について照査する。 ②使用プログラム ・「擁壁の設計」フォーラムエイト 2.底版の厚さ 底版は、基礎の安定計算の前提として剛体と仮定仮定して算定する。従って剛体と見なせる厚さを 確保しなければならない。(道路橋示方書Ⅳ下部構造編P238) 道路橋示方書Ⅳ下部構造編P238の方法で、底版の剛体判定を行う。 ①βλ≦1.0 λ:底版の換算突出長(m) ②FH1 < FH2 FH1:底版の厚さ FH2:剛体と判定する厚さ *底版は剛体と見なせるか判定=①または②を満足すること。(各擁壁安定計算書参照) 3.地盤支持力 ・地盤支持力の計算「国土交通省告示第1113号式による」 内部摩擦角φ=32(゜) 粘着力 c=0(kN/m2) 単位体積重量γ=17.0(kN/m3) 根入れ深さDf=1.4(m) ・上記プログラム内で自動計算により行う。 4.滑動に対する検討 ・底面摩擦係数μ=tan32゜=0.625=0.6 5.鉄筋コンクリート造擁壁の安定計算書 擁壁の安定性検討(プログラム「擁壁の設計」結果) 擁壁記号 ファイル名 結果一覧表 詳細結果PAGE 待受け擁壁 161006 PAGE=17~18 PAGE=19~76

β=

4

Eh

3

3k

(17)

1躯体形状

5 0 0 4 5 0 2 5 5 0 1 850 540 510 300 600 3 0 0 0 5 0 0 3 5 0 0 3 800 1: 0. 20 0 1 :0 .2 00 [単位:mm] H f = 1 . 4 0 0 D f = 1 . 4 0 0 奥行方向幅(ブロック長) B = 10000(mm)

2安定計算

(1)偏心量に対する照査 荷重状態(水 位) フーチング中心の作用力 M (kN.m) N (kN) 偏心量eB(m) 計算値 許容値 判 定 常時(水位1) 中地震時1(水位1) 中地震時2(水位1) 大地震時1(水位1) 大地震時2(水位1) 衝撃時(水位2) 堆積時(水位2) -40.450 -15.277 -96.568 -8.984 -135.293 158.174 -27.258 134.039 134.039 185.386 134.039 220.535 125.821 142.576 0.302 ≦ 0.633 0.114 ≦ 1.267 0.521 ≦ 1.267 0.067 ≦ 1.900 0.613 ≦ 1.900 1.257 ≦ 1.267 0.191 ≦ 1.267 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (2)転倒安全率に対する照査 荷重状態(水 位) つま先での作用力 抵抗M(kN.m) 転倒M(kN.m) 転倒安全率 計算値 安全率 判 定 常時(水位1) 中地震時1(水位1) 中地震時2(水位1) 286.770 261.597 286.770 -8.354 -8.354 -162.032 34.326 ≧ 1.500 31.313 ≧ 1.200 1.770 ≧ 1.200 ○ ○ ○

(18)

荷重状態(水 位) つま先での作用力 抵抗M(kN.m) 転倒M(kN.m) 転倒安全率 計算値 安全率 判 定 大地震時1(水位1) 大地震時2(水位1) 衝撃時(水位2) 堆積時(水位2) 255.305 286.770 74.976 265.054 -8.354 -267.539 -5.911 -33.099 30.560 ≧ 1.000 1.072 ≧ 1.000 12.684 ≧ 1.000 8.008 ≧ 1.200 ○ ○ ○ ○ (3)滑動に対する照査 荷重状態(水 位) フーチング中心の作用力 N (kN) H (kN) 滑動安全率 計算値 安全率 判 定 常時(水位1) 中地震時1(水位1) 中地震時2(水位1) 大地震時1(水位1) 大地震時2(水位1) 衝撃時(水位2) 堆積時(水位2) 134.039 134.039 185.386 134.039 220.535 125.821 142.576 8.475 32.479 97.984 38.480 158.593 112.175 38.722 9.490 ≧ 1.500 3.609 ≧ 1.200 1.511 ≧ 1.200 3.011 ≧ 1.000 1.058 ≧ 1.000 1.047 ≧ 1.000 3.293 ≧ 1.200 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (4)支持に対する照査 荷重状態(水 位) フーチング中心の作用力 M (kN.m) N (kN) 反力作用幅 (m) 地盤反力度 (kN/m2 ) 計算値 許容値 判 定 常時(水位1) 中地震時1(水位1) 中地震時2(水位1) 大地震時1(水位1) 大地震時2(水位1) 衝撃時(水位2) 堆積時(水位2) -40.450 -15.277 -96.568 -8.984 -135.293 158.174 -27.258 134.039 134.039 185.386 134.039 220.535 125.821 142.576 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 1.929 3.800 52.081 ≦ 241.853 41.621 ≦ 355.980 88.911 ≦ 355.980 39.006 ≦ 355.980 114.251 ≦ 355.980 130.452 ≦ 241.853 48.846 ≦ 241.853 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (5)フーチング厚さの照査 荷重状態 β・λ 計算値 許容値 フーチング 剛体とする 厚さ 厚さ h (m) ho (m) 判 定 常 時 地震時 0.776 ≦ 1.0 0.923 ≦ 1.0 0.500 > 0.460 0.500 > 0.460 ○ ○

(19)

目次

1設計条件 20 1.1形式 20 1.2形状寸法 20 1.3地盤条件 20 1.4使用材料 20 1.5土砂 21 1.6任意荷重 24 1.7水位 24 1.8浮力 24 1.9土圧 24 1.10水圧 25 1.11荷重組み合わせ 26 1.12基礎の条件 26 1.12.1許容せん断抵抗算出用データ 26 1.12.2鉛直支持力算出用データ 27 1.12.3フーチング厚さ照査用データ 27 1.13安定計算の許容値及び部材の許容応力度 27 1.13.1安定計算の許容値 27 2安定計算 28 2.1水位を考慮しないブロックデータ 28 2.2躯体自重,土砂重量,任意荷重,浮力(揚圧力)による鉛直力、水平力 29 2.3崩壊土による移動の力 41 2.4土砂捕捉容量の検討 42 2.5土圧・水圧 45 2.6作用力の集計 63 2.7安定計算結果 68 2.7.1転倒に対する安定 68 2.7.2滑動に対する安定 70 2.7.3支持に対する照査 70 2.7.4フーチング厚さの照査 75

(20)

1設計条件

1.1形式

『逆L型-B(直接基礎)』

1.2形状寸法

5 0 0 4 5 0 2 5 5 0 1 850 540 510 300 600 3 0 0 0 5 0 0 3 5 0 0 3 800 1: 0. 20 0 1: 0. 20 0 [単位:mm] H f = 1 . 4 0 0 D f = 1 . 4 0 0 奥行方向幅(ブロック長) B = 10000(mm)

1.3地盤条件

地震規模: 大規模 対象地域: (3)

1.4使用材料

【コンクリート】 竪壁(鉄筋コンクリート):σck = 24 (N/mm2) 底版(鉄筋コンクリート):σck = 24 (N/mm2) 【鉄 筋】 種 類: SD345

(21)

【 内部摩擦角 】 背 面 土 砂: 37.60 (度) 前 面 土 砂: 30.00 (度) 土石等(堆積時): 25.00 (度) 土石等(衝撃時): 25.00 (度) 【単位体積重量】 (kN/m3) 躯 体 水 土 砂 背 面 前 面 土 石 等 鉄筋コンクリート 浮力算出用 24.500 9.800 湿潤重量 17.000 17.000 18.000 飽和重量 18.000 18.000 【設計水平震度】 中地震時Kh = 0.16, 大地震時Kh = 0.20 【衝撃力算出用】 比 重 : 2.60 (t/m3) 容 積 濃 度 : 0.50 密 度 : 1.80 (t/m3)

1.5土砂

(1)背面土砂形状 擁壁天端と地表面始点のレベル差 (m) 土圧を考慮しない高さHr (m) 2.100 0.000 [1]常時 2 1 0 0 3 237 5 1 3 1 388 1 1 7 6 3 081 2 0 2 3 1 200 3 9 1 0 2 725 2 5 0 9 4 726 2 1 9 6 3 387 2 1 0 8 5 297 1 1 3 5 2 496 3 5 0 3 6 663 1 2 0 8 1 530 5 3 7

(22)

[2]中地震時1, 中地震時2, 大地震時1, 大地震時2 2 1 0 0 3 237 5 1 3 1 388 1 1 7 6 3 081 2 0 2 3 1 200 3 9 1 0 2 725 2 5 0 9 4 726 2 1 9 6 3 387 2 1 0 8 5 297 1 1 3 5 2 496 3 5 0 3 6 663 1 2 0 8 1 530 5 3 7 (2)前面土砂形状 [1]常時 HF=1.400 高さ 1.400 安定計算 鉛直力 考 慮 つま先版 鉛直力 考 慮 [2]中地震時1, 大地震時1 HF=1.400

(23)

[3]中地震時2, 大地震時2 HF=1.400 高さ 1.400 安定計算 鉛直力 考 慮 つま先版 鉛直力 考 慮 [4]衝撃時 HF=1.400 高さ 1.400 安定計算 鉛直力 考 慮 つま先版 鉛直力 考 慮 [5]堆積時 HF=1.400 高さ 1.400 安定計算 鉛直力 考 慮 つま先版 鉛直力 考 慮

(24)

1.6任意荷重

考慮しない

1.7水位

[1]常時, 中地震時1, 中地震時2, 大地震時1, 大地震時2 ■水位1 : 前面水位Ff = m, 背面水位Fr = 1.000 m Fr=1.000 [2]衝撃時, 堆積時 ■水位2 : 前面水位Ff = m, 背面水位Fr = 1.400 m Fr=1.400

1.8浮力

・揚圧力として浮力相当分を考慮する

1.9土圧

・土圧式 : 試行くさび ・土圧の作用面の壁面摩擦角(度) 荷 重 状 態 常時土圧 主働土圧 安定計算時 25.067 断面計算時 25.067 切土 受働土圧 10.000

(25)

・竪壁設計時の土圧作用面が鉛直面となす角度 11.310 (度) ・水位以下の土圧算出時の地震時慣性力は見かけの震度kh'1を適用 ・受働土圧 荷 重 状 態 作用高さ 有効率 中地震時1 中地震時2 大地震時1 大地震時2 衝撃時 堆積時 1.100 1.100 1.100 1.100 1.100 1.100 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 ・粘着力(kN/m2) 荷 重 状 態 常 時 地震時 すべり面用 0.000 0.000 粘着高さ用 0.000 0.000 受働土圧用 0.000 ・地震動の方向と異なる土圧の扱い 安定計算 竪壁設計 扱 い 常時土圧 有効率 0.500 0.500

1.10水圧

・静水圧算出の考え方 荷 重 状 態 常 時 地震時 背 面 考 慮 考 慮 前 面 考 慮 考 慮 ・地震動の方向と異なる静水圧の扱い 外側水位 安定計算 竪壁設計 考 慮 考 慮

(26)

1.11荷重組み合わせ

No 1 2 3 4 5 6 7 荷重名称 常時 中地震時1 中地震時2 大地震時1 大地震時2 衝撃時 堆積時 コメント 常時 中地震時 中地震時2 大地震時1 大地震時2 衝撃時 堆積時 No 荷重名称 地震時の扱い 地震規模 慣性力方向 水平 鉛直 土砂慣性力 前面 背面 2 3 4 5 中地震時1 中地震時2 大地震時1 大地震時2 中規模 中規模 大規模 大規模 ←方向 無 視 ←方向 無 視 考 慮 無 視 考 慮 無 視 考 慮 考 慮 考 慮 考 慮 荷重名称 1 2 3 4 5 6 7 土 砂 水 位 載荷荷重 主働土圧 受働土圧 土砂1 土砂2 土砂3 土砂4 水位1 水位2 載荷荷重1 考慮しない 常時土圧 地震時土圧 受働土圧1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

1.12基礎の条件

1.12.1許容せん断抵抗算出用データ 照査に用いる底版幅 基礎底面と地盤との間の付着力 CB (kN/m2 ) 基礎底面と地盤との間の摩擦係数μ 全 幅 0.000 0.600

(27)

1.12.2鉛直支持力算出用データ 地盤の粘着力 c (kN/m2) 地盤のせん断抵抗角 φ (度) 形状係数 (α, β) 0.000 32.00 帯 状 荷重状態(水 位) 根入れ深さ(m) Df 単位体積重量(kN/m3 ) γ1 γ2 常時(水位1) 中地震時1(水位1) 中地震時2(水位1) 大地震時1(水位1) 大地震時2(水位1) 衝撃時(水位2) 堆積時(水位2) 1.400 1.400 1.400 1.400 1.400 1.400 1.400 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 17.0000 ここに、 Df :基礎の有効根入れ深さ(m) γ1:支持地盤の単位体積重量(kN/m3) γ2:根入れ地盤の単位体積重量(kN/m3) 1.12.3フーチング厚さ照査用データ (1)地盤データ 基礎底面の変形係数 αEo (kN/m 2 ) 常 時 84000.000 地震時 168000.000 (2)底版データ フーチングのヤング係数 × 104 (N/mm2 ) フーチング厚さ上限値(土圧幅-竪壁厚)/n 2.500 5.00

1.13安定計算の許容値及び部材の許容応力度

1.13.1安定計算の許容値 荷 重 状 態 許容偏心量 eB / B (m) 転倒安全率 滑動安全率 常時 中地震時1 中地震時2 大地震時1 大地震時2 衝撃時 堆積時 1/6 1/3 1/3 1/2 1/2 1/3 1/3 1.500 1.200 1.200 1.000 1.000 1.000 1.200 1.500 1.200 1.200 1.000 1.000 1.000 1.200

(28)

2安定計算

2.1水位を考慮しないブロックデータ

(1)躯体 1)ブロック割り 1 2 3 4 5 6 7 2)体積・重心 区 分 計算式 幅 × 高さ × 奥行 体積 Vi(m3 ) 重心位置(m) Xi Yi Vi・Xi Vi・Yi 備考 1 2 3 4 5 6 7 Σ 1/2× 0.600× 3.000× 1.000 0.300× 3.000× 1.000 1/2× 0.600× 3.000× 1.000 3.800× 0.500× 1.000 0.540× 0.450× 1.000 -1/2× 0.540× 0.450× 1.000 -1/2× 0.090× 0.450× 1.000 0.900 0.900 0.900 1.900 0.243 -0.122 -0.020 4.701 2.700 3.050 3.400 1.900 2.120 2.030 2.360 1.500 2.000 1.500 0.250 0.725 0.800 0.650 2.430 2.745 3.060 3.610 0.515 -0.247 -0.048 12.066 1.350 1.800 1.350 0.475 0.176 -0.097 -0.013 5.041 重心位置 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 12.066/ 4.701 = 2.566 (m) YG = Σ(Vi・Yi)/ΣVi = 5.041/ 4.701 = 1.072 (m) (2)前面土砂 [1]常時、中地震時1、中地震時2、大地震時1、大地震時2、衝撃時、堆積時 1)ブロック割り 1 2 3 4

(29)

2)体積・重心 区 分 計算式 幅 × 高さ × 奥行 体積 Vi(m3 ) 重心位置(m) Xi Yi Vi・Xi Vi・Yi 備考 1 2 3 4 Σ 1.850× 0.450× 1.000 1/2× 0.540× 0.450× 1.000 2.390× 0.450× 1.000 1/2× 0.090× 0.450× 1.000 0.832 0.122 1.076 0.020 2.050 0.925 2.030 1.195 2.420 0.725 0.800 1.175 1.250 0.770 0.247 1.285 0.049 2.351 0.604 0.097 1.264 0.025 1.990 重心位置 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 2.351/ 2.050 = 1.147 (m) YG = Σ(Vi・Yi)/ΣVi = 1.990/ 2.050 = 0.971 (m)

2.2躯体自重,土砂重量,任意荷重,浮力(揚圧力)による鉛直力、水平力

(1)自重による作用力 [1]常時、衝撃時、堆積時 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.500 × 4.701 = 115.179 作用位置 X (m) 2.566 [2]中地震時1 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.500 × 4.701 = 115.179 作用位置 X (m) 2.566 位 置 躯 体 水平力 H = W ・ kh (kN) 115.179 × 0.16 = 18.429 作用位置 Y (m) 1.072 [3]中地震時2 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.500 × 4.701 = 115.179 作用位置 X (m) 2.566 [4]大地震時1 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.500 × 4.701 = 115.179 作用位置 X (m) 2.566 位 置 躯 体 水平力 H = W ・ kh (kN) 115.179 × 0.20 = 23.036 作用位置 Y (m) 1.072

(30)

[5]大地震時2 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.500 × 4.701 = 115.179 作用位置 X (m) 2.566 (2)土砂重量,浮力 [1]常時 (水位1) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 土砂(前面) 重量 W Wu + Wl (kN) 34.847 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.147

(31)

2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=9.800 Hr=1.000 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.000 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2) フーチング背面での水圧強度 Pr = 9.800 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 18.620 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.800 (m) Bc :直角方向フーチング幅 Bc = 1.000 (m) λ :浮力の低減係数 λ = 1.000 [2]中地震時1 (水位1) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl

(32)

水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 土砂(前面) 重量 W Wu + Wl (kN) 34.847 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.147 水平力 H W ・ kh (kN) 34.847 × 0.16 = 5.575 作用位置 Y (m) 0.971 2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=9.800 Hr=1.000 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.000 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2) フーチング背面での水圧強度 Pr = 9.800 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 18.620 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、

(33)

[3]中地震時2 (水位1) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 土砂(前面) 重量 W Wu + Wl (kN) 34.847 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.147 2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=9.800 Hr=1.000 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.000 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2)

(34)

フーチング背面での水圧強度 Pr = 9.800 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 18.620 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.800 (m) Bc :直角方向フーチング幅 Bc = 1.000 (m) λ :浮力の低減係数 λ = 1.000 [4]大地震時1 (水位1) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 重量 W Wu + Wl (kN) 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 水平力 H W ・ kh (kN) 作用位置 Y (m)

(35)

2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=9.800 Hr=1.000 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.000 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2) フーチング背面での水圧強度 Pr = 9.800 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 18.620 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.800 (m) Bc :直角方向フーチング幅 Bc = 1.000 (m) λ :浮力の低減係数 λ = 1.000 [5]大地震時2 (水位1) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl

(36)

水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 土砂(前面) 重量 W Wu + Wl (kN) 34.847 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.147 2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=9.800 Hr=1.000 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.000 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2) フーチング背面での水圧強度 Pr = 9.800 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 18.620 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、

(37)

[6]衝撃時 (水位2) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 土砂(前面) 重量 W Wu + Wl (kN) 34.847 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.147 2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=13.720 Hr=1.400 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.400 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2)

(38)

フーチング背面での水圧強度 Pr = 13.720 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 26.068 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.800 (m) Bc :直角方向フーチング幅 Bc = 1.000 (m) λ :浮力の低減係数 λ = 1.000 [7]堆積時 (水位2) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(前面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 2.050 重心位置(m) X 1.147 Y 0.971 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.000 重心位置(m) Xl 0.000 Yl 0.000 位 置 土砂(前面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 2.050 重心位置(m) Xu 1.147 Yu 0.971 水位より上の体積 Vu = V-Vl 水位より上の重心位置 Xu = (V・X-Vl・Xl)/Vu Yu = (V・Y-Vl・Yl)/Vu 土砂による作用力 位 置 土砂(前面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 2.050 × 17.000 = 34.847 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 18.000 = 0.000 位 置 重量 W Wu + Wl (kN) 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m)

(39)

2)浮力の算出 Pf=0.000 Pr=13.720 Hr=1.400 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 1.400 (m) フーチング前面での水圧強度 Pf = 0.000 (kN/m2) フーチング背面での水圧強度 Pr = 13.720 (kN/m2) 躯体底面に作用する浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 26.068 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.533 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.800 (m) Bc :直角方向フーチング幅 Bc = 1.000 (m) λ :浮力の低減係数 λ = 1.000 (3)自重集計 [1]常時 (水位1) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000

(40)

[2]中地震時1 (水位1) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 18.429 5.575 24.004 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 1.072 0.971 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 19.760 5.413 25.173 [3]中地震時2 (水位1) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 1.072 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [4]大地震時1 (水位1) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 23.036 6.969 30.005 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 1.072 0.971 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 24.700 6.766 31.466 [5]大地震時2 (水位1) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 1.072 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [6]衝撃時 (水位2) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000

(41)

[7]堆積時 (水位2) 躯 体 前面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 115.179 34.847 150.026 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 2.566 1.147 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 295.607 39.967 335.574 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000

2.3崩壊土による移動の力

(1)移動の力 「土砂災害防止に関する基礎調査の手引き」より算出する。 Fsm = ρmghsm

[

{

bu a

(

1-exp

(

-2aH hsmsinθu

)

)

cos2 u-θd)

}

exp

(

-2aX hsm

)

+bd a

(

1-exp

(

-2aX hsm

)

)

]

a = 2 (σ-1)c+1 fb bu = cosθu

{

tanθu - (σ-1)c (σ-1)c+1 tanφ

}

bd = cosθd

{

tanθd - (σ-1)c (σ-1)c+1 tanφ

}

= -0.048 ここに、 Fsm:急傾斜地の移動に伴う土石等の移動により建築物の地上部分に想定される力の 大きさ(kN/m2),但し、Fsm ≧ 0.0 bu, bd:bの定義式に含まれるθにθu, θdをそれぞれ代入した値 X:急傾斜地の下端からの水平距離(m), X = 3.237 H:急傾斜地の高さ(m) hsm:急傾斜地の崩壊に伴う土石等の移動の高さ(m) θ:傾斜度(度) θu:急傾斜地の傾斜度(度) θd:当該急傾斜地の下端からの平坦の傾斜度(度), θd = 9.000 注)建築物は通常敷地を平坦に造成して建築するのが普通であることから、原則 としてθd=0とする(ただし、傾斜度を有したまま建築することが明らかと判断 される場合には、その傾斜度を用いて計算するものとする)。 ρm:土石等の密度 (t/m3), ρm = 1.800 σ:急傾斜地の崩壊に伴う土石等の比重 (t/m3), σ = 2.600 c:急傾斜地の崩壊に伴う土石等の容積濃度 , c = 0.500 fb:急傾斜地の崩壊に伴う土石等の流体抵抗係数 φ:急傾斜地の崩壊に伴う土石等の内部摩擦角(度) , φ = 25.000 参考値(流速V) Fsm = ρm・ V2より V = Fsm ρm [1]衝撃時 地点 標高差 ⊿y(m) 水平距離 L(m) 勾配 θu(度) 移動高さ hsm(m) bu 移動速度 V(m/s) Fsm (kN/m2 ) 1 0.000 0.000 0.000 1.000 -0.207 7.903 0.000

(42)

地点 標高差 ⊿y(m) 水平距離 L(m) 勾配 θu(度) 移動高さ hsm(m) bu 移動速度 V(m/s) Fsm (kN/m2) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.176 3.199 7.109 9.618 11.814 13.922 15.057 18.560 19.768 20.305 1.388 4.469 5.669 8.394 13.120 16.507 21.804 24.300 30.963 32.493 40.273 35.596 51.430 48.888 42.002 40.144 34.627 37.372 32.556 32.001 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.488 0.414 0.653 0.617 0.515 0.486 0.398 0.442 0.363 0.354 2.704 4.782 6.229 7.187 8.000 8.404 8.408 8.930 8.694 8.672 13.161 41.154 69.832 92.967 115.210 127.124 127.249 143.531 136.062 135.358 fb = 0.025, a = 0.028 移動の力Fsmは、最大値143.531(地点9)を採用する。 (2)衝撃力 F = α・Fsm ここに、 F :待ち受け擁壁に作用する衝撃力(kN/m2) FH :壁背面に作用する水平力(kN),FH=F・hsm α :待ち受け擁壁における衝撃力緩和係数 [1] 衝撃時 100.041 α 0.697 Fsm (kN/m2 ) 143.531 F (kN/m2 ) 100.041 hsm (m) 1.000 FH (kN) 100.041 作用位置Y (m) 1.900

2.4土砂捕捉容量の検討

(1)設計条件 斜面高 H = 20.305 (m)

(43)

(2)崩壊土砂量 V 全国の斜面崩壊データでの斜面高さ毎に区分した崩壊土量(下表)より求める。(自動算出時) v = V W ここに、 v:単位幅当りの崩壊断面積(m2) V:崩壊土量(m3) W:崩壊幅(m) 荷重状態 V (m3 ) W (m) v (m2 ) 堆積時 150.000 21.000 7.143 表 斜面高さ毎の崩壊土量 斜面高 H (m) 崩壊土量 V (m3 ) 崩壊幅 W (m) 5≦H<10 10≦H<15 15≦H<20 20≦H<25 25≦H<30 30≦H<40 40≦H<50 50≦H 40 80 100 150 210 240 370 500 14 17 19 21 24 25 29 32 (3)土砂捕捉容量の検討 1 2 3 4 5 6 7 8 区 分 計算式 幅 × 高さ × 奥行 体積 Vi(m3 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 Σ 1/2× 0.102× 0.513× 1.000 1/2× 3.237× 0.513× 1.000 1/2× 0.235× 1.176× 1.000 3.339× 1.176× 1.000 1/2× 1.388× 1.176× 1.000 1/2× 0.082× 0.411× 1.000 4.963× 0.411× 1.000 1/2× 0.626× 0.411× 1.000 0.026 0.830 0.138 3.927 0.816 0.017 2.041 0.129 7.925 Vh ≧ v ここに、 Vh:土砂捕捉容量(m2)

(44)

荷重状態 Vh v (m2) (m2) 堆積時 7.925 ≧ 7.143 (4)崩壊土砂の堆積高 土砂捕捉容量Vdが、崩壊土砂量vと近似する堆積高さを求める (参考式) hd = 2tanθu

(

-X+ X2+ 2Vd tanθu

)

2 ここに、 hd:崩壊土砂の堆積高さ(m) Vd:土砂捕捉容量(m2),Vd=v v :単位幅当りの崩壊土砂量(m2) θu:斜面勾配(度) ※hd算出式は参考式(急斜面が一定勾配で、下端勾配・堆積勾配が0の場合) 1 2 3 4 5 6 7 8 区 分 計算式 幅 × 高さ × 奥行 体積 Vi(m3 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 Σ 1/2× 0.102× 0.513× 1.000 1/2× 3.237× 0.513× 1.000 1/2× 0.235× 1.176× 1.000 3.339× 1.176× 1.000 1/2× 1.388× 1.176× 1.000 1/2× 0.054× 0.271× 1.000 4.963× 0.271× 1.000 1/2× 0.413× 0.271× 1.000 0.026 0.830 0.138 3.927 0.816 0.007 1.346 0.056 7.148 荷重状態 v (m2 ) hd (m) 堆積時 7.143 1.960

(45)

2.5土圧・水圧

α

W

δ

P

ω

φ

R

[1]常時 (水位1)、中地震時1 (水位1)、大地震時1 (水位1) 土圧は試行くさび法により求める。 仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.900 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 1.400 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 11.310 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3 背面土砂の飽和単位体積重量 γsat= 18.000 kN/m3 水の単位体積重量 γw= 9.800 kN/m3 背面土砂の水中単位体積重量 γsat-γw= 8.200 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 37.600 ° 壁面摩擦角 δ = 2/3φ= 25.067 ° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 80.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.000 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 60.00 61.00 62.00 8.098 7.801 7.514 3.187 3.093 3.000 0.000 0.000 0.000 11.285 10.894 10.514 4.432 4.440 4.440 土圧力が最大となるのは、 ω = 61.00°のとき P = 4.440 kN である。 土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 10.894×sin(61.00°-37.60°) cos(61.00°-37.60°-11.310°-25.067°) = 4.440 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。

(46)

水平成分 Ph = P・cos(α+δ) = 4.440×cos(11.310°+25.067°) = 3.575 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 4.440×sin(11.310°+25.067°) = 2.633 kN 作用位置 Ho = H 3 = 1.400 3 = 0.467 m x = xp-Ho・tanα = 3.900-0.467×tan11.310°= 3.807 m y = yp+Ho = 0.000+0.467 = 0.467 m ・土圧図 2 . 6 3 3 3.575 [2]中地震時2 (水位1) 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める。 仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.900 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 1.400 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 11.310 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3 背面土砂の飽和単位体積重量 γsat= 18.000 kN/m3 水の単位体積重量 γw= 9.800 kN/m3 背面土砂の水中単位体積重量 γsat-γw= 8.200 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 37.600 ° 壁面摩擦角 δ = 1/2φ= 18.800 ° 地震時合成角(水位以下に見かけ震度を用いる) θ = tan-1kh(WU+Wq)+kh'・WL WU+WL+Wq = tan-10.16×(1387.128+0.000)+0.35×7.381

(47)

すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.000 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 31.00 32.00 33.00 1671.514 1387.128 24.763 7.644 7.381 7.133 0.000 0.000 0.000 1679.158 1394.509 31.896 93.966 107.603 4.720 土圧力が最大となるのは、 ω = 32.00°のとき P = 107.603 kN である。 土圧力 P = W/cosθ・sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 1394.509/cos9.146°×sin(32.00°-37.60°+9.146°) cos(32.00°-37.60°-11.310°-18.800°) = 107.603 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。 水平成分 Ph = P・cos(α+δ) = 107.603×cos(11.310°+18.800°) = 93.084 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 107.603×sin(11.310°+18.800°) = 53.980 kN 作用位置 Ho = H 3 = 1.400 3 = 0.467 m x = xp-Ho・tanα = 3.900-0.467×tan11.310°= 3.807 m y = yp+Ho = 0.000+0.467 = 0.467 m ・土圧図 5 3 . 9 8 0 93.084 [3]大地震時2 (水位1) 土圧は地震時慣性力を考慮した試行くさび法により求める。

(48)

仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.900 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 1.400 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 11.310 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3 背面土砂の飽和単位体積重量 γsat= 18.000 kN/m3 水の単位体積重量 γw= 9.800 kN/m3 背面土砂の水中単位体積重量 γsat-γw= 8.200 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 37.600 ° 壁面摩擦角 δ = 1/2φ= 18.800 ° 地震時合成角(水位以下に見かけ震度を用いる) θ = tan-1kh(WU+Wq)+kh'・WL WU+WL+Wq = tan-10.20×(1671.514+0.000)+0.44×7.644 1671.514+7.644+0.000 = 11.370° kh' = γsat γsat-γw・kh = 18.000 18.000-9.800×0.20 = 0.44 すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 80.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.000 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 30.00 31.00 32.00 2008.564 1671.514 1387.128 7.921 7.644 7.381 0.000 0.000 0.000 2016.485 1679.158 1394.509 170.576 177.667 176.424 土圧力が最大となるのは、 ω = 31.00°のとき P = 177.667 kN である。 土圧力 P = W/cosθ・sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 1679.158/cos11.370°×sin(31.00°-37.60°+11.370°) cos(31.00°-37.60°-11.310°-18.800°) = 177.667 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。 水平成分

(49)

x = xp-Ho・tanα = 3.900-0.467×tan11.310°= 3.807 m y = yp+Ho = 0.000+0.467 = 0.467 m ・土圧図 8 9 . 1 2 9 153.693 [4]衝撃時 (水位2) 土圧は試行くさび法により求める。 仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.900 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 1.400 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 11.310 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3 背面土砂の飽和単位体積重量 γsat= 18.000 kN/m3 水の単位体積重量 γw= 9.800 kN/m3 背面土砂の水中単位体積重量 γsat-γw= 8.200 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 37.600 ° 壁面摩擦角 δ = 2/3φ= 25.067 ° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 80.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.400 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 59.00 60.00 61.00 1.871 1.755 1.646 6.435 6.247 6.062 0.000 0.000 0.000 8.306 8.002 7.708 3.137 3.142 3.141 土圧力が最大となるのは、 ω = 60.00°のとき P = 3.142 kN である。

(50)

土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 8.002×sin(60.00°-37.60°) cos(60.00°-37.60°-11.310°-25.067°) = 3.142 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。 水平成分 Ph = P・cos(α+δ) = 3.142×cos(11.310°+25.067°) = 2.530 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 3.142×sin(11.310°+25.067°) = 1.863 kN 作用位置 Ho = H 3 = 1.400 3 = 0.467 m x = xp-Ho・tanα = 3.900-0.467×tan11.310°= 3.807 m y = yp+Ho = 0.000+0.467 = 0.467 m ・土圧図 1 . 8 6 3 2.530 [5]堆積時 (水位2) 1)崩壊土による土圧 盛土部の土圧 土圧は試行くさび法により求める。 仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.620 m yp= 1.400 m

(51)

すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.400 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 56.00 57.00 58.00 30.237 29.369 28.520 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 30.237 29.369 28.520 15.595 15.602 15.593 土圧力が最大となるのは、 ω = 57.00°のとき P = 15.602 kN である。 土圧力 P2 = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 29.369×sin(57.00°-25.00°) cos(57.00°-25.00°-11.310°-16.667°) = 15.602 kN 土圧の決定 すべり面bmを変化させた場合の土圧 P1 = 0.000 kN 通常の盛土部の土圧 P2 = 15.602 kN P1<P2なので、この場合の土圧は、 P = P2 = 15.602 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。 水平成分 Ph = P・cos(α+δ) = 15.602×cos(11.310°+16.667°) = 13.779 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 15.602×sin(11.310°+16.667°) = 7.319 kN 作用位置 Ho = H 3 = 1.960 3 = 0.653 m x = xp-Ho・tanα = 3.620-0.653×tan11.310°= 3.489 m y = yp+Ho = 1.400+0.653 = 2.053 m

(52)

・土圧図 7 . 3 1 9 13.779 2)壁面全体に作用する土圧 土圧は試行くさび法により求める。 仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.900 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 1.400 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 11.310 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3 背面土砂の飽和単位体積重量 γsat= 18.000 kN/m3 水の単位体積重量 γw= 9.800 kN/m3 背面土砂の水中単位体積重量 γsat-γw= 8.200 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 37.600 ° 壁面摩擦角 δ = 2/3φ= 25.067 ° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 80.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 1.400 m すべり角 ω(°) 土砂重量 W(kN) 裏込土砂 水位以上 水位以下 上載荷重 崩壊土砂 水位以上 水位以下 上載荷重 合計 土圧力 P (kN) 62.00 63.00 64.00 1.543 1.445 1.353 5.880 5.701 5.526 0.000 0.000 0.000 37.681 36.457 35.261 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 45.104 43.603 42.140 19.047 19.051 19.025 土圧力が最大となるのは、 ω = 63.00°のとき P = 19.051 kN

(53)

土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 43.603×sin(63.00°-37.60°) cos(63.00°-37.60°-11.310°-25.067°) = 19.051 kN このときの土圧力の水平成分、鉛直成分、作用位置は次のようになる。 水平成分 Ph = P・cos(α+δ) = 19.051×cos(11.310°+25.067°) = 15.339 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 19.051×sin(11.310°+25.067°) = 11.299 kN 3)作用位置の算定 1) 2) Σ Ph 13.779 15.339 29.118 Pv 7.319 11.299 18.618 y 2.053 0.467 x 3.489 3.807 Ph・y 28.293 7.158 35.451 Pv・x 25.539 43.012 68.550 作用位置 x = Σ(Pv・x)/Pv = 68.550 / 18.618 = 3.682 m y = Σ(Ph・y)/Ph = 35.451 / 29.118 = 1.217 m ・土圧図 1 8 . 6 1 8 29.118 受働土圧 (滑動に対する検討時に考慮します) [2]中地震時1 (水位1) 土圧は物部・岡部の式により求める。 仮想地表面までの高さ H = 1.100 m 水位面より上の高さ H1= 1.100 m 水位面より下の高さ H2= 0.000 m 土圧作用面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 土砂の単位体積重量 γs= 17.000 kN/m3

(54)

土砂のせん断抵抗角 φ= 30.000 ° 地表面が水平面となす角度 β= 0.000 ° 壁面摩擦角 δ= 10.000 ° 水位以上の地震時合成角 θ = tan-1kh = tan-10.16 = 9.090 ° 水位以上の受働土圧係数 K = cos 2(φ+α-θ) cosθ・cos2α・cos(α-δ-θ)・

[

1- sin(φ+δ)・sin(φ+β-θ) cos(α-δ-θ)・cos(α-β)

]

2 = cos 2(30.00°+0.000°-9.090°) cos9.090°・cos20.000°・cos(0.000°-10.000°-9.090°) × 1

[

1- sin(30.00°+10.000°)・sin(30.00°+0.000°-9.090°) cos(0.000°-10.000°-9.090°)・cos(0.000°-0.000°)

]

2 = 3.6338 ただし、φ+β-θ<0のときはsin(φ+β-θ) = 0 とする。 土圧作用面の上端土圧 p1= q・K = 0.000×3.6338 = 0.000 kN/m2 水位上面での土圧 p2= K・γs・H1+p1 = 3.6338×17.000×1.100+0.000 = 67.952 kN/m2 水位下面での土圧 p3= p2 = 67.952 kN/m2 土圧作用面の下端土圧 p4= p3 = 67.952 kN/m2 水位以上の土圧力 P1= 1 2・(p1+p2)・H1 = 1 2×( 0.000+ 67.952)× 1.100 = 37.374 kN 水位以下の土圧力 P2= 1 2・(p3+p4)・H2 = 1 2×( 67.952+ 67.952)× 0.000 = 0.000 kN

参照

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