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宅地擁壁の改良地盤検討例

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Academic year: 2021

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(1)

宅造擁壁(改良地盤基礎)

目次

(1)基本方針

1.本設計の説明

2.設計方針・参考文献

3.設計の目的

4.資料・図面

5.現場の状況

(2)概要

1.設計フロー

2.使用プログラム

3.設計条件

4.使用材料

5.土質定数

6.設計外力

7.根入れ深さ

8.擁壁の水抜き穴

9.伸縮目地

10.鉄筋コンクリートの耐久性

11.使用するコンクリートについて

10

12.基礎地盤(改良地盤)について

10

(3)擁壁の安定検討

1.鉄筋コンクリートの安定検討

11

2.鉄筋コンクリートの計算書

11

3.底版の厚さ

12

4.鉄筋コンクリートの底面作用力

12

(4)RC断面計算

1.擁壁のRC断面計算

48

2.かかと版付け根の断面力

48

3.L型擁壁底版の縦断方向

49

(5)深層混合処理の検討 1.概要説明

95

2.設計強度

95

3.配合設計

95

4.設計フロー

96

5.安定計算結果

97

(6)添付資料

省略

作成:(株)ブルドジオテクノ

擁壁001(131103).jtd

(2)

(1)基本方針

1.本設計の説明

①設置場所

福岡県福岡市西区地内

②構造概要

擁壁構造

L型(鉄筋コンクリート構造)

H=2.90m

基礎構造

地盤改良:深層混合処理工法、壁形式、ラップ配置(L型)

2.設計方針・参考文献

建築基準法・同施行令

(以下:法、令)

福岡市確認申請の手引き(福岡市住宅都市局建築指導部)平成24年(以下:福岡市規準)

宅地防災マニュアルⅠ(平成19年) (以下:宅防マニュアル)

建築物の構造関係技術規準解説書(2007年国土交通省)(以下:技術解説書)

建築基礎構造設計指針・同解説-2001(日本建築学会)(以下:建築基礎指針)

鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説-2010(日本建築学会)(以下:RC基準)

改訂版 建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針(日本建築センター)

改良地盤の設計及び品質管理における実務上のポイント(日本建築センター)

セメント固化材による地盤改良マニュアル(セメント協会)

3.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

使用限界状態

常時作用する荷重

常時、豪雨時

損傷限界状態

1回~数回遭遇する荷重

中地震時、暴風時、積雪時

終局限界状態

最大級の荷重

大地震

*建築基礎構造設計指針P17、P46参照。

4.資料・図面

図面種類

PAGE=

構造図

擁壁001(131103).jtd

(3)

5.現場の状況

凍害への耐久性について

福岡市は凍害危険区域には当てはまらない。このため、凍害への耐久性の検討は省略する。

出典:

「コンクリート診断技術’08」 (日本コンクリート工学協会P51)

塩害への対応について

現場は海岸より約1.25km離れており、塩害危険性は少ないと考えられる.(1km以内が塩害区域)

塩害に対する検討及び対策は行わない。(RC示方書P114)

海岸よりの距離は

1.75km(図)

1.7

5k

m

擁壁001(131103).jtd

(4)

地震時の液状化について

福岡県WEBより、液状化マップ

上記図により位置を推測すると、「かなり低い」箇所となっている。また、現場の土質は粘性土(ボー

リング図参照)である。従って液状化の検討は行わない。

(5)

設 計 条 件 項         目 単   位 常   時 中 適       用       基       準 宅 地 防 災 マ ニ ュ ア ル 盛           土           高 盛     土     こ     う     配 設       計       震       度 土     砂 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 単 位 体 積 重 量 算 定 式 土 圧 算 定 0. 00 水 平 24 .0 試 行 く さ び 法 (主 3 m m 地 域 区 分 ; (C =0 .8 0) 3 積       載       荷       重 2 10 .0 0 裏   込   め   土   の   種   類 前       面       土       砂   土 圧 算 定 算 定 式 擁   壁   設   置   種   別 盛 土 18 .0 砂 質 土 ( φ =3 0゚ 、 c= 0k 地       盤       種       別 ク ー ロ ン 法 (受 働 土 圧 第 2種 地 盤 擁           壁           高 砂 質 土 ( φ =3 2.900

(6)

(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

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」

基礎地盤(改良地盤)の検討

「改良地盤の設計計算」

結果の整理-END

2,使用プログラム

・「擁壁の設計」フォーラムエイト

・「改良地盤の設計計算」フォーラムエイト

3,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

3.検討すべき各応力の組み合わせ

令第82条

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

2.基礎の安全(宅防マニュアルⅠP321)

常時の安全率・・・・転 倒Fs≧1.5

滑 動Fs≧1.5

支持力Fs≧3.0(地盤支持力算定の場合)

中地震時の安全率・・転 倒Fs≧1.2

滑 動Fs≧1.2

支持力Fs≧2.0(地盤支持力算定の場合)

大地震時の安全率・・転 倒Fs≧1.0

滑 動Fs≧1.0

支持力Fs≧1.0(地盤支持力算定の場合)

3.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・施工時など必要と思われるもの

擁壁001(131103).jtd

(7)

4,使用材料

①擁壁(無筋コンクリート)

使用コンクリート

Fc18

②擁壁(鉄筋コンクリート)

使用コンクリート

Fc24

(標準級:JASS5)

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

PAGE=2-7~8

③地盤改良(深層混合工法)

使用固結材

セメント(環境対策型)六価クロム対応

配合

試験施工にて配合を決めること。

5,土質定数

裏込め土(現場土質)の土質定数 ・裏込め土は、現場発生土になることから、「砂質土」とし

別紙により推定した。(PAGE=省略)

基礎地盤の土質定数

・「粘性土」とし別紙により推定した。(P=省略)

地盤種別

第2種(PAGE=省略)

6,設計外力

①積載荷重

敷地側

5.0(kN/m2)

将来の植栽などを考慮

建物重量

上部構造荷重 7.0(kN/m2)

小規模建築物基礎設計指針P54

積載荷重

1.3(kN/m2)

施行令85条

床荷重

0.24(kN/m2)

建築物荷重指針P153

基礎荷重

4.80(kN/m2)

t200x24(kN/m3)=4.8kN/m2

13.34=14.0(kN/m2)

②設計用風圧荷重(宅防マニュアルP312フェンス荷重)

(手摺りに作用h=1.1m)

Pf(kN/m)

1.0

③設計用地震荷重(建築基礎構造設計指針P40)

地震規模

kh

Δ1

Δ2

Δ3

kho

中地震

0.16

0.8

1.0

1.0

0.2

大地震

0.20

0.25

kh:設計水平震度

Δ1:地域別補正係数(令地震係数Z:福岡県=0.8)

h

1

・Δ

2

・Δ

3

・k

o 擁壁001(131103).jtd

(8)

④設計用積雪荷重

SW(kN/m2へ換算)

Zs

0.4

20.0

20

SW=P・Zs

SW:雪荷重(kN/m2)

P:雪の単位体積重量(20N/m2/cm)

令86条2

Zs:設計積雪深さ(m)

地域定数

Zs

福岡市の垂直積雪量;20(cm)福岡市建築基準法施行細則第9条の2

⑤土圧

主働土圧

試行くさび法

宅防マニュアルP334

受働土圧

クーロン法

宅防マニュアルP340

⑥水圧

豪雨時

地下水位

水抜穴以下の部分を考慮

⑦固定荷重

名称(固定荷重)

単位体積重量

鉄筋コンクリート*

24.0(kN/m3)

*RC規準P8(Fc=24)

⑧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

豪雨時

固定荷重+常時土圧+積載荷重+水圧

あり

損傷限界(短期)

積雪時

固定荷重+常時土圧+積載荷重+積雪荷重

なし

風荷重時

固定荷重+常時土圧+積載荷重+風荷重

なし

中地震時*

固定荷重+地震土圧+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

*中地震及び大地震の荷重は、(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

7,根入れ深さ

宅防マニュアルP326,364

土質

根入れ深さ(m)

第一種 岩、岩屑、砂利又は砂、砂利混じり砂

35cm以上かつ擁壁高さの15/100以上

第二種 真砂土、関東ローム、硬質粘土その他こ

れらに類するもの

第三種 その他の土質

45cm以上かつ擁壁高さの20/100以上

根入れ深さ計算書(宅地防災マニュアル)

PAGE=省略

擁壁001(131103).jtd

(9)

8,擁壁の壁面水抜き穴

①宅地防災マニュアル(宅地防災研究会)平成19年Ⅰ-P348

面積3.0m2に1箇所φ75mm以上

②道路土工擁壁工指針(日本道路協会)平成24年P209

面積2~3m2に1箇所φ50~100mm程度

以上より本擁壁の水抜き設置は、3m2に1箇所

φ75mm

9,伸縮目地

伸縮目地は、20m以内ごとに設ける。(宅防マニュアルP344)

目地部は、充てん材としてシーリング材を施工(耐久性を考慮)

(コンクリート標準示方書2012年版P375~376)

10,鉄筋コンクリートの耐久性

耐久性の検討については、以下の項目について照査し、環境の影響を受ける竪壁の表面側について

耐久性の必要性能を満足することとした。

(コンクリート標準示方書2012年制定P144)

・ひび割れ幅の検討(構造計算の中で、限界状態法で検討)

(・中性化深さ)

省略

(・塩化物イオン濃度)省略

①構造物の耐用年数(JASS5)

鉄筋コンクリート擁壁

65年(標準級)

②水セメント比(W/C)

構造物:橋脚

コンクリート標準示方書2012年制定P163

W/C:55%(最大値)

表3.2.1より

鉄筋コンクリート

「九州地区における土木コンクリート構造物

設計・施工指針 国

W/C:55%以下

土交通省平成20年」 P4-2,4-13(鉄筋コンクリート)

*上記のW/Cであれば、中性化に対する耐久性は確保される。(P4-2)

③鉄筋コンクリートのかぶり

・設置場所について:道路橋示方書Ⅳ下部構造P180図6.2.1によると、福岡は地域区分Cに

該当し、海岸線よりの距離200mまでは塩害の影響を受けるとされている。当該擁壁は海岸より

約1.3kmほど離れている。このため、塩害に対する耐久性を考慮する地域に該当しない。

宅防マニュアルP323

基礎(場所打ち)

6cm

RC基準P350

基礎(設計かぶり)

7cm

道路土工擁壁工指針P154

一般の場合

40mm以上

擁壁001(131103).jtd

(10)

以上より本擁壁の土に接する面は70mm、以外の面は40mmとする。

11,使用するコンクリートについて

①コンクリートの材料及び配合

本構造物の要求性能

標準供用級P7

強度24(N/mm2)

*建築工事標準仕様書(鉄筋コンクリート)JASS5

P10

②コンクリートの品質(九州地区における土木コンクリート構造物設計・施工指針)

練混ぜ時にコンクリート中に含まれる

原則0.30(kg/m3)以下

塩化物イオンの総量

P4-1

水セメント比

55%以下

P4-2、P4-13

12,基礎地盤(改良地盤)について

工法:深層混合処理工法 (壁形式:ラップ配置)

改良地盤の改良形式(参考説明図)

擁壁001(131103).jtd

(11)

(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。

転倒に対する安全性を照査する。滑動及び支持力については、改良地盤の検討時

にて照査する。

②L型擁壁

安定計算結果(概要)

転倒(偏心量の照査結果)

:PAGE=13

転倒(転倒安全率照査結果):PAGE=14

滑動(安全率照査結果)

:PAGE=14

2.鉄筋コンクリート造擁壁の計算書

擁壁の安定性検討(プログラム「擁壁の設計」結果)

擁壁形式

ファイル名

詳細結果PAGE

L型

001

目次

:15

計算結果:16~47

擁壁001(131103).jtd

(12)

3.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。

(底版があるか大きい形状の、L型擁壁、逆T型擁壁等のみ実施)

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。(擁壁安定計算書2.7.2参照)

4.鉄筋コンクリート造擁壁の基礎底面作用力データ

改良地盤の計算に必要な基礎底面作用力を計算書より抽出する。

基礎底面作用力:擁壁記号

PAGE=41~42

荷重条件

鉛直力V(kN/m)

水平力H(kN/m)

モーメントM(kN・m/m)

常時:使用限界(長期)

217.50

53.66

63.92

中地震時:損傷限界(短期)

223.37

85.24

115.81

大地震時:終局限界(終局)

223.37

93.28

129.50

常時

平常時と豪雨時のM大きい方を使用している。

中地震時

積雪時、暴風時、中地震時(1)(2)のM大きい方を使用している。

大地震時

大地震時(1)(2)のM大きい方を使用している。

β=

4

Eh

3

3k

擁壁001(131103).jtd

(13)

1章 一般事項

データ名:001(131103).f8r

2章 躯体形状

3 5 0 3 1 5 0 250100 3 1 5 0 3 5 0 2 650 3 5 0 0 3 000 1 : 0 . 0 3 2 [単位:mm] 奥行方向幅(ブロック長) B = 5000(mm)

3章 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 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 61.050 63.920 61.457 65.150 115.813 32.534 129.504 28.618 223.370 217.502 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 0.273 ≦ 0.500 0.294 ≦ 0.500 0.274 ≦ 1.000 0.292 ≦ 1.000 0.518 ≦ 1.000 0.131 ≦ 1.000 0.580 ≦ 1.500 0.112 ≦ 1.500 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

(14)

(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 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 335.952 323.993 337.740 331.852 281.190 335.952 267.499 335.952 61.948 61.660 62.493 61.948 61.948 -4.787 61.948 -18.258 5.423 ≧ 1.500 5.255 ≧ 1.500 5.404 ≧ 1.200 5.357 ≧ 1.200 4.539 ≧ 1.200 70.185 ≧ 1.200 4.318 ≧ 1.000 18.401 ≧ 1.000 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (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 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 223.370 217.502 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 53.083 53.660 53.550 54.083 85.238 61.397 93.277 66.229 2.104 ≧ 1.500 2.027 ≧ 1.500 2.096 ≧ 1.200 2.065 ≧ 1.200 1.310 ≧ 1.200 2.027 ≧ 1.200 1.197 ≧ 1.000 1.927 ≧ 1.000 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ (4)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 0.607 ≦ 1.0 0.722 ≦ 1.0 0.350 ≦ 0.530 0.350 ≦ 0.530 ○ ○

(15)

目次

1章 設計条件 16 1.1 一般事項 16 1.2 形式 16 1.3 形状寸法 16 1.3.1 躯体形状寸法 16 1.3.2 背面土砂形状寸法 16 1.4 地盤条件 17 1.5 使用材料 17 1.6 載荷荷重 17 1.7 風荷重 18 1.8 雪荷重 18 1.9 その他荷重 18 1.10 土砂 18 1.11 水位 19 1.12 浮力 19 1.13 土圧 20 1.14 水圧 20 1.15 基礎の条件 20 1.15.1 許容せん断抵抗算出用データ 20 1.15.2 フーチング厚さ照査用データ 21 1.16 安定計算の許容値及び部材の許容応力度 21 1.16.1 安定計算の許容値 21 1.16.2 部材の許容応力度 21 2章 安定計算 23 2.1 水位を考慮しないブロックデータ 23 2.2 水位を考慮するブロックデータ 24 2.3 躯体自重,土砂重量,その他荷重,浮力(揚圧力)による鉛直力、水平力 24 2.4 地表面の載荷荷重,雪荷重 31 2.5 風荷重 32 2.6 土圧・水圧 32 2.7 作用力の集計 39 2.8 安定計算結果 43 2.8.1 転倒に対する安定 43 2.8.2 滑動に対する安定 45 2.8.3 フーチング厚さの照査 46

(16)

1章 設計条件

1.1 一般事項

データ名:001(131103).f8r

1.2 形式

『L型-B(直接基礎)』

1.3 形状寸法

1.3.1 躯体形状寸法 3 5 0 3 1 5 0 250100 3 1 5 0 3 5 0 2 650 3 5 0 0 3 000 1 : 0 . 03 2 [単位:mm] 奥行方向幅(ブロック長) B = 20000(mm) 1.3.2 背面土砂形状寸法

(17)

1.4 地盤条件

地震規模: 中規模,大規模 地域区分: C 地盤種別: II種

1.5 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 【 内部摩擦角 】 背 面 土 砂: 30.00 (度) 【単位体積重量】 (kN/m3) 躯 体 水 土 砂 背 面 前 面 鉄筋コンクリート 浮力算出用 24.000 9.800 湿潤重量 18.000 18.000 飽和重量 19.000 19.000 【設計水平震度】 中地震時Kh = 0.16, 大地震時Kh = 0.20

1.6 載荷荷重

荷 重 状 態 載荷位置 (m) 載荷幅 (m) 荷重強度 (kN/m2 ) 始端側 終端側 有効な検討 安 定 竪壁 底版 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 0.000 1.900 0.000 1.900 0.000 1.900 0.000 1.900 0.000 1.900 0.000 1.900 0.000 1.900 10.000 1.900 10.000 1.900 10.000 1.900 10.000 1.900 10.000 1.900 10.000 1.900 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

(18)

荷 重 状 態 載荷位置 (m) 載荷幅 (m) 荷重強度 (kN/m2) 始端側 終端側 有効な検討 安 定 竪壁 底版 1.900 10.000 14.000 14.000 ○ ○ ○

1.7 風荷重

荷 重 状 態 作用位置 (m) 有効高さ (m) 荷重強度 (kN/m2 ) 検討 安 定 竪壁 暴風時 0.100 1.000 1.000 ○ ○

1.8 雪荷重

・雪だけ考慮 荷 重 状 態 作用位置 (m) 荷重強度 (kN/m2 ) 有効な検討 安 定 竪壁 底版 積雪時 0.000 0.400 ○ ○ ○

1.9 その他荷重

【鉛直方向集中荷重】 荷 重 状 態 荷 重 名 称 載荷位置 (m) 荷重強度 (kN/m) 有効な検討 安 定 竪壁 前趾 後趾 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) フェンス1 フェンス1 フェンス1 フェンス1 フェンス1 フェンス1 フェンス1 フェンス1 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 0.100 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ - - - - - - - - ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

1.10 土砂

・背面土砂形状 擁壁天端と地表面始点のレベル差 (m) 0.000 ・前面土砂高さ 荷 重 状 態 高さ 豪雨時 0.410

(19)

・前面土砂高さ 荷 重 状 態 高さ 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 0.410 0.410 0.410 0.410 0.410 0.410 ・土砂の取扱い(前面土砂) 荷 重 状 態 安定計算時 鉛直力 水平力 つま先版 設計時 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視 無 視

1.11 水位

躯体底面からの高さ(m) 荷 重 状 態 水位1 水位名称 背 面 前 面 水位2 水位名称 背 面 前 面 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 豪雨時 0.410

1.12 浮力

・揚圧力として浮力相当分を考慮する

(20)

1.13 土圧

・土圧の作用面の壁面摩擦角(度) 荷 重 状 態 常 時 地震時 主働土圧 安定計算時 0.000 22.538 断面計算時 20.000 15.000 切土 受働土圧 ・土圧を考慮しない下面からの高さ 0.000 (m) ・安定計算時の土圧の仮想背面は、かかと端(かかとから鉛直に伸ばした線) ・安定計算時の土圧作用面が鉛直面となす角度 0.000 (度) ・竪壁設計時の土圧作用面が鉛直面となす角度 1.819 (度) ・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 ・水位以下の土圧算出時の地震時慣性力は設計水平震度を適用

1.14 水圧

・水圧の取扱い 荷 重 状 態 常 時 地震時 背 面 考 慮 考 慮 前 面 考 慮 考 慮

1.15 基礎の条件

1.15.1 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 0.500

(21)

1.15.2 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 19600.000 地震時 39200.000 (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

1.16 安定計算の許容値及び部材の許容応力度

1.16.1 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 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 1/6 1/6 1/3 1/3 1/3 1/3 1/2 1/2 1.500 1.500 1.200 1.200 1.200 1.200 1.000 1.000 1.500 1.500 1.200 1.200 1.200 1.200 1.000 1.000 1.16.2 部材の許容応力度 (1)鉄筋コンクリート部材 1) 竪壁(一般部材) (N/mm2) 荷 重 状 態 コンクリート の圧縮応力度 σca 鉄筋の 引張応力度 σsa せん断 応力度 τa1 τa2 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 8.000 8.000 10.800 10.800 16.000 16.000 24.000 24.000 215.000 215.000 290.250 290.250 345.000 345.000 345.000 345.000 0.730 0.730 0.986 0.986 1.460 1.460 2.190 2.190 1.700 1.700 2.295 2.295 3.400 3.400 3.400 3.400

(22)

2) 底版(一般部材) (N/mm2) 荷 重 状 態 コンクリート の圧縮応力度 σca 鉄筋の 引張応力度 σsa せん断 応力度 τa1 τa2 常時 豪雨時 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 8.000 8.000 10.800 10.800 16.000 16.000 24.000 24.000 215.000 215.000 290.250 290.250 345.000 345.000 345.000 345.000 0.730 0.730 0.986 0.986 1.460 1.460 2.190 2.190 1.700 1.700 2.295 2.295 3.400 3.400 3.400 3.400 ここに、 τa1 :コンクリ-トのみでせん断力を負担する場合のせん断応力度 τa2 :斜引張鉄筋と協同して負担する場合のせん断応力度

(23)

2章 安定計算

2.1 水位を考慮しないブロックデータ

(1)躯体自重 1)ブロック割り 1 2 3 2)自重・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 Σ 0.250× 3.150× 1.000 1/2× 0.100× 3.150× 1.000 3.000× 0.350× 1.000 0.788 0.157 1.050 1.995 0.125 0.283 1.500 1.925 1.400 0.175 0.098 0.045 1.575 1.718 1.516 0.220 0.184 1.920 重心位置 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 1.718/ 1.995 = 0.861 (m) YG = Σ(Vi・Yi)/ΣVi = 1.920/ 1.995 = 0.963 (m) (2)背面土砂 1)ブロック割り 1 2 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

(24)

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 Σ 8.505 14.032 16.455 重心位置 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 14.032/ 8.505 = 1.650 (m) YG = Σ(Vi・Yi)/ΣVi = 16.455/ 8.505 = 1.935 (m)

2.2 水位を考慮するブロックデータ

(1)背面土砂 [1]豪雨時 (豪雨時) 1)ブロック割り 1 2 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 Σ 1/2× 0.002× 0.060× 1.000 2.650× 0.060× 1.000 0.000 0.159 0.159 0.349 1.675 0.390 0.380 0.000 0.266 0.266 0.000 0.060 0.060 重心位置 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 0.266/ 0.159 = 1.674 (m) YG = Σ(Vi・Yi)/ΣVi = 0.060/ 0.159 = 0.380 (m)

2.3 躯体自重,土砂重量,その他荷重,浮力(揚圧力)による鉛直力、水平力

(1)躯体自重による作用力 [1]常時、豪雨時、積雪時、暴風時 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.000 × 1.995 = 47.880 作用位置 X (m) 0.861 [2]中地震(1) 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.000 × 1.995 = 47.880 作用位置 X (m) 0.861

(25)

位 置 躯 体 水平力 H = W ・ kh (kN) 47.880 × 0.16 = 7.661 作用位置 Y (m) 0.962 [3]中地震(2) 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.000 × 1.995 = 47.880 作用位置 X (m) 0.861 [4]大地震(1) 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.000 × 1.995 = 47.880 作用位置 X (m) 0.861 位 置 躯 体 水平力 H = W ・ kh (kN) 47.880 × 0.20 = 9.576 作用位置 Y (m) 0.962 [5]大地震(2) 位 置 躯 体 鉛直力 W = γ ・ V (kN) 24.000 × 1.995 = 47.880 作用位置 X (m) 0.861 (2)その他荷重による作用力 [1]常時、豪雨時、積雪時、暴風時、中地震(1)、中地震(2)、大地震(1)、大地震(2) ■鉛直力 番号 荷重名称 鉛直荷重 Vi (kN) 作用位置 Xi (m) Vi・Xi 1 Σ フェンス1 1.000 1.000 0.100 0.100 0.100 XG = Σ(Vi・Xi)/ΣVi = 0.100/ 1.000 = 0.100 (m) (3)土砂重量,浮力 [1]常時、積雪時、暴風時 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 全体積、重心位置 体 積 重心位置(m) 水位より下の体積、重心位置 体 積 重心位置(m)

(26)

位 置 土砂(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.505 重心位置(m) Xu 1.650 Yu 1.935 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(背面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 8.505 × 18.000 = 153.090 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 19.000 = 0.000 位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.090 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.650 [2]豪雨時 (豪雨時) 1)土砂重量による作用力 水位位置による分割 位 置 土砂(背面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 8.505 重心位置(m) X 1.650 Y 1.935 水位より下の体積、重心位置 体 積 Vl(m3 ) 0.159 重心位置(m) Xl 1.674 Yl 0.380 位 置 土砂(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.346 重心位置(m) Xu 1.649 Yu 1.964 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(背面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 8.346 × 18.000 = 150.226 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.159 × 19.000 = 3.023

(27)

位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.249 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.649 2)浮力の算出 前面水位 Hf = 0.000 (m) 背面水位 Hr = 0.410 (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 = 4.018 (kN/m2) 浮力 U = Pf+Pr 2 ・Bj・Bc・λ = 6.027 (kN) 作用位置(フーチング前面から) X = Pf+2・Pr 3・(Pf+Pr)・Bj = 2.000 (m) ここに、 Bj :土圧方向フーチング幅 Bj = 3.000 (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]中地震(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(背面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 8.505 重心位置(m) X 1.650 Y 1.935 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(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.505 重心位置(m) Xu 1.650 Yu 1.935 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

(28)

土砂による作用力 位 置 土砂(背面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 8.505 × 18.000 = 153.090 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 19.000 = 0.000 位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.090 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.650 水平力 H W ・ kh (kN) 153.090 × 0.16 = 24.494 作用位置 Y (Wu・Yu+Wl・Yl)/W (m) 1.935 [4]中地震(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(背面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 8.505 重心位置(m) X 1.650 Y 1.935 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(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.505 重心位置(m) Xu 1.650 Yu 1.935 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(背面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 8.505 × 18.000 = 153.090 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 19.000 = 0.000 位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.090 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.650 [5]大地震(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(背面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 8.505 重心位置(m) X 1.650 Y 1.935 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

(29)

位 置 土砂(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.505 重心位置(m) Xu 1.650 Yu 1.935 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(背面) 水位より上の重量 Wu = Vu・(土の湿潤重量) (kN) 8.505 × 18.000 = 153.090 水位より下の重量 Wl = Vl・(土の飽和重量) (kN) 0.000 × 19.000 = 0.000 位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.090 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.650 水平力 H W ・ kh (kN) 153.090 × 0.20 = 30.618 作用位置 Y (Wu・Yu+Wl・Yl)/W (m) 1.935 [6]大地震(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(背面) 全体積、重心位置 体 積 V(m3 ) 8.505 重心位置(m) X 1.650 Y 1.935 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(背面) 水位より上の体積、重心位置 体 積 Vu(m3 ) 8.505 重心位置(m) Xu 1.650 Yu 1.935 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 水位より上の重量 水位より下の重量

(30)

位 置 土砂(背面) 重量 W Wu + Wl (kN) 153.090 作用位置 X (Wu・Xu+Wl・Xl)/W (m) 1.650 (4)自重集計 [1]常時 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [2]豪雨時 (豪雨時) 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.249 201.129 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.649 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.782 294.016 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [3]積雪時 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [4]暴風時 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.000 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [5]中地震(1) 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 7.661 24.494 32.155 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.962 1.935 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 7.374 47.390 54.763

(31)

[6]中地震(2) 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.962 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000 [7]大地震(1) 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 9.576 30.618 40.194 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.962 1.935 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 9.217 59.237 68.454 [8]大地震(2) 躯 体 背面土砂 合 計 重 量 Ni (kN) 47.880 153.090 200.970 水平力 Hi (kN) 0.000 0.000 0.000 作用位置(m) Xi 0.861 1.650 Yi 0.962 0.000 モーメント(kN.m) Ni・Xi 41.233 252.576 293.809 Hi・Yi 0.000 0.000 0.000

2.4 地表面の載荷荷重,雪荷重

鉛直力 N = 1 2・(q1+q2)・L ここに、 q :載荷荷重強度 L :載荷荷重長さ X :つま先位置から合力作用点までの距離 荷重状態 q1 (kN/m2 ) q2 (kN/m2 ) L (m) 鉛直力 N (kN) 作用位置 X (m) 常時 豪雨時 積雪時 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 1.900 0.850 1.900 0.850 1.900 0.850 9.500 11.900 9.500 11.900 9.500 11.900 1.200 2.575 1.200 2.575 1.200 2.575

(32)

荷重状態 q1 (kN/m2) q2 (kN/m2) L (m) 鉛直力 N (kN) 作用位置 X (m) 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 5.000 14.000 0.850 1.900 0.850 1.900 0.850 1.900 0.850 1.900 0.850 11.900 9.500 11.900 9.500 11.900 9.500 11.900 9.500 11.900 2.575 1.200 2.575 1.200 2.575 1.200 2.575 1.200 2.575

2.5 風荷重

水平力 P = p・d ここに、 P :風荷重(kN) p :単位面積当たりの風荷重(kN/m2) d :有効高さ(m) 荷重状態 暴風時 p (kN/m2 ) 1.000 d (m) 1.000 P (kN) 1.000 作用位置 Y (m) 4.100

2.6 土圧・水圧

[1]常時、暴風時、中地震(1)、大地震(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= 3.000 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 3.500 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 18.000 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 30.00 ° 壁面摩擦角 δ = β= 0.000 ° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 85.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 0.000 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) 59.00 60.00 61.00 66.245 63.653 61.113 0.000 0.000 0.000 29.442 28.290 27.161 95.687 91.943 88.274 53.040 53.083 53.040

(33)

土圧力が最大となるのは、 ω = 60.00°のとき P = 53.083 kN である。 土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 91.943×sin(60.00°-30.00°) cos(60.00°-30.00°-0.000°-0.000°) = 53.083 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) = 53.083×cos( 0.000°+ 0.000°) = 53.083 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 53.083×sin( 0.000°+ 0.000°) = 0.000 kN 作用位置 Ho = H 3 = 3.500 3 = 1.167 m x = xp-Ho・tanα = 3.000-1.167×tan0.000°= 3.000 m y = yp+Ho = 0.000+1.167 = 1.167 m ・土圧図 53.083 [2]豪雨時 (豪雨時) 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= 3.000 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 3.500 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 18.000 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 30.00 °

(34)

すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 0.410 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 65.336 62.779 60.274 0.465 0.446 0.429 29.442 28.290 27.161 95.243 91.515 87.864 52.794 52.836 52.794 土圧力が最大となるのは、 ω = 60.00°のとき P = 52.836 kN である。 土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 91.515×sin(60.00°-30.00°) cos(60.00°-30.00°-0.000°-0.000°) = 52.836 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) = 52.836×cos( 0.000°+ 0.000°) = 52.836 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 52.836×sin( 0.000°+ 0.000°) = 0.000 kN 作用位置 Ho = H 3 = 3.500 3 = 1.167 m x = xp-Ho・tanα = 3.000-1.167×tan0.000°= 3.000 m y = yp+Ho = 0.000+1.167 = 1.167 m ・土圧図 52.836 [3]積雪時 土圧は試行くさび法により求める。

(35)

仮想背面の位置(つま先からの距離) xp= 3.000 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 3.500 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 18.000 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 30.00 ° 壁面摩擦角 δ = β= 0.000 ° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 85.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 0.000 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) 59.00 60.00 61.00 66.245 63.653 61.113 0.000 0.000 0.000 30.283 29.098 27.937 96.528 92.751 89.050 53.506 53.550 53.507 土圧力が最大となるのは、 ω = 60.00°のとき P = 53.550 kN である。 土圧力 P = W・sin(ω-φ) cos(ω-φ-α-δ) = 92.751×sin(60.00°-30.00°) cos(60.00°-30.00°-0.000°-0.000°) = 53.550 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) = 53.550×cos( 0.000°+ 0.000°) = 53.550 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 53.550×sin( 0.000°+ 0.000°) = 0.000 kN 作用位置 Ho = H 3 = 3.500 3 = 1.167 m x = xp-Ho・tanα = 3.000-1.167×tan0.000°= 3.000 m y = yp+Ho = 0.000+1.167 = 1.167 m

(36)

・土圧図 53.550 [4]中地震(2) 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= 3.000 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 3.500 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 18.000 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 30.000 ° 地表面が水平面となす角度 β= 0.000 ° 地震時合成角 θ = tan-1kH = tan-10.16= 9.090° 壁面摩擦角 δ = tan-1 sinφ・sin(θ+Δ-β) 1-sinφ・cos(θ+Δ-β) = tan-1 sin30.00°×sin(9.090°+18.420°-0.000°) 1-sin30.00°×cos(9.090°+18.420°-0.000°) = 22.538° Δ = sin-1sin(β+θ) sinφ = sin -1sin(0.000°+9.090°) sin30.00° = 18.420° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 85.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 0.000 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) 45.00 46.00 47.00 110.250 106.467 102.810 0.000 0.000 0.000 49.000 47.319 45.693 159.250 153.786 148.503 66.403 66.474 66.450

(37)

土圧力が最大となるのは、 ω = 46.00°のとき P = 66.474 kN である。 土圧力 P = W/cosθ・sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 153.786/cos9.090°×sin(46.00°-30.00°+9.090°) cos(46.00°-30.00°-0.000°-22.538°) = 66.474 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) = 66.474×cos( 0.000°+22.538°) = 61.397 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 66.474×sin( 0.000°+22.538°) = 25.479 kN 作用位置 Ho = H 3 = 3.500 3 = 1.167 m x = xp-Ho・tanα = 3.000-1.167×tan0.000°= 3.000 m y = yp+Ho = 0.000+1.167 = 1.167 m ・土圧図 2 5 . 4 7 9 61.397 [5]大地震(2) 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= 3.000 m yp= 0.000 m 仮想背面の高さ H= 3.500 m 仮想背面が鉛直面となす角度 α= 0.000 ° 背面土砂の単位体積重量 γs= 18.000 kN/m3 背面土砂の内部摩擦角 φ= 30.000 °

(38)

壁面摩擦角 δ = tan-1 sinφ・sin(θ+Δ-β) 1-sinφ・cos(θ+Δ-β) = tan-1 sin30.00°×sin(11.310°+23.094°-0.000°) 1-sin30.00°×cos(11.310°+23.094°-0.000°) = 25.683° Δ = sin-1sin(β+θ) sinφ = sin -1sin(0.000°+11.310°) sin30.00° = 23.094° すべり角の変化範囲 ωi= 10.00 °~ 85.00 ° すべり角(ω)に対する土砂重量(W),土圧力(P) 水位 hw = 0.000 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) 42.00 43.00 44.00 122.445 118.229 114.167 0.000 0.000 0.000 54.420 52.546 50.741 176.865 170.775 164.908 73.457 73.489 73.418 土圧力が最大となるのは、 ω = 43.00°のとき P = 73.489 kN である。 土圧力 P = W/cosθ・sin(ω-φ+θ) cos(ω-φ-α-δ) = 170.775/cos11.310°×sin(43.00°-30.00°+11.310°) cos(43.00°-30.00°-0.000°-25.683°) = 73.489 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) = 73.489×cos( 0.000°+25.683°) = 66.229 kN 鉛直成分 Pv = P・sin(α+δ) = 73.489×sin( 0.000°+25.683°) = 31.849 kN 作用位置 Ho = H 3 = 3.500 3 = 1.167 m x = xp-Ho・tanα = 3.000-1.167×tan0.000°= 3.000 m y = yp+Ho = 0.000+1.167 = 1.167 m

(39)

・土圧図 3 1 . 8 4 9 66.229 水圧力 [1]豪雨時 (豪雨時) 背面水圧 水圧を算出する高さhr (m) 水圧力 (kN) 水圧の作用位置 (m) pr = (1/2)・γw・hr 2 Yr = hr/3 0.410 0.824 0.137

2.7 作用力の集計

(1)フーチング前面での作用力の集計 [1]常時 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 21.400 0.000 1.000 223.370 0.000 0.000 53.083 0.000 53.083 1.462 1.965 3.000 0.100 0.000 0.000 1.167 0.000 293.809 42.043 0.000 0.100 335.952 0.000 0.000 61.948 0.000 61.948 [2]豪雨時 (豪雨時) 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 浮 力 載荷、雪 背面水圧 土 圧 201.129 -6.027 21.400 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.824 52.836 1.462 2.000 1.965 0.000 3.000 0.000 0.000 0.000 0.137 1.167 294.016 -12.054 42.043 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.113 61.660

(40)

[3]積雪時 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 22.500 0.000 1.000 224.470 0.000 0.000 53.550 0.000 53.550 1.462 1.948 3.000 0.100 0.000 0.000 1.167 0.000 293.809 43.831 0.000 0.100 337.740 0.000 0.000 62.493 0.000 62.493 [4]暴風時 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 風 荷 重 その他荷重 合 計 200.970 21.400 0.000 0.000 1.000 223.370 0.000 0.000 53.083 1.000 0.000 54.083 1.462 1.965 3.000 0.000 0.100 0.000 0.000 1.167 4.100 0.000 293.809 42.043 0.000 0.000 0.100 335.952 0.000 0.000 61.948 4.100 0.000 66.048 [5]中地震(1) 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 21.400 0.000 1.000 223.370 32.155 0.000 53.083 0.000 85.238 1.462 1.965 3.000 0.100 1.703 0.000 1.167 0.000 293.809 42.043 0.000 0.100 335.952 54.763 0.000 61.948 0.000 116.710 [6]中地震(2) 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 21.400 25.479 1.000 248.849 0.000 0.000 61.397 0.000 61.397 1.462 1.965 3.000 0.100 0.000 0.000 1.167 0.000 293.809 42.043 76.437 0.100 412.389 0.000 0.000 71.650 0.000 71.650

(41)

[7]大地震(1) 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 21.400 0.000 1.000 223.370 40.194 0.000 53.083 0.000 93.277 1.462 1.965 3.000 0.100 1.703 0.000 1.167 0.000 293.809 42.043 0.000 0.100 335.952 68.454 0.000 61.948 0.000 130.402 [8]大地震(2) 項 目 鉛直力 N i (kN) 水平力 Hi (kN) アーム長 Xi (m) Yi (m) 回転モーメント(kN.m) Mxi= Ni・Xi Myi= Hi・Yi 自 重 載荷、雪 土 圧 その他荷重 合 計 200.970 21.400 31.849 1.000 255.219 0.000 0.000 66.229 0.000 66.229 1.462 1.965 3.000 0.100 0.000 0.000 1.167 0.000 293.809 42.043 95.547 0.100 431.499 0.000 0.000 77.289 0.000 77.289 荷重状態(水 位) No (kN) H (kN) o M (kN.m) o 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 223.370 217.502 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 53.083 53.660 53.550 54.083 85.238 61.397 93.277 66.229 274.005 262.333 275.248 269.905 219.242 340.739 205.551 354.210 (2)フーチング中心での作用力の集計 鉛 直 力 :Nc = No (kN) 水 平 力 :Hc = Ho (kN) 回 転 モ ー メ ン ト :Mc = No・Bj/2.0-Mo (kN.m) ここに、 フーチング土圧方向幅 :Bj = 3.000 (m) ■単位幅当り 荷重状態(水 位) Nc (kN) H (kN) c M (kN.m) c

(42)

■単位幅当り 荷重状態(水 位) Nc (kN) Hc (kN) Mc (kN.m) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 53.550 54.083 85.238 61.397 93.277 66.229 61.457 65.150 115.813 32.534 129.504 28.618 ■全幅(20.000m)当り 荷重状態(水 位) Nc (kN) H c (kN) M c (kN.m) 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 4467.400 4350.040 4489.400 4467.400 4467.400 4976.980 4467.400 5104.380 1061.660 1073.194 1071.000 1081.660 1704.756 1227.940 1865.540 1324.580 1221.010 1278.395 1229.149 1303.009 2316.260 650.688 2590.087 572.367

(43)

2.8 安定計算結果

2.8.1 転倒に対する安定 (1)合力作用点及び偏心量の算出 d = ΣMr-ΣMt ΣV ここに、 d :底版つま先から合力の作用点までの距離(m) ΣMr:底版つま先回りの抵抗モーメント(kN.m) ΣMt:底版つま先回りの転倒モーメント(kN.m) ΣV :底版下面における全鉛直荷重(kN) e = B 2-d ここに、 e :合力の作用点の底版中央からの偏心距離(m) B :底版幅(m), B = 3.000 ea= B/n ここに、 ea:許容偏心距離(m) n:安全率 荷重状態(水 位) ΣMr (kN.m) ΣMt (kN.m) ΣV (kN) d (m) e ea (m) (m) 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 335.952 324.105 337.740 335.952 335.952 412.389 335.952 431.499 61.948 61.772 62.493 66.048 116.710 71.650 130.402 77.289 223.370 217.502 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 1.227 1.206 1.226 1.208 0.982 1.369 0.920 1.388 0.273 ≦ 0.500 0.294 ≦ 0.500 0.274 ≦ 1.000 0.292 ≦ 1.000 0.518 ≦ 1.000 0.131 ≦ 1.000 0.580 ≦ 1.500 0.112 ≦ 1.500

(44)

(2)安全率の算出 F = Mr Mo = ΣV・x0-ΣH・y0 PAH・yA-PAV・xA ここに、 Mr :抵抗モーメント Mo :転倒モーメント ΣV:土圧の鉛直成分を除いた鉛直力の合計 x0 :土圧の鉛直成分を除いた鉛直力の合計の作用位置 ΣH:土圧の水平成分を除いた水平力の合計 y0 :土圧の水平成分を除いた水平力の合計の作用位置 PAH :土圧の水平成分 yA :土圧の水平成分の作用位置 PAV :土圧の鉛直成分 xA :土圧の鉛直成分の作用位置 荷重状態(水 位) ΣV・x0 (kN.m) ΣH・y (kN.m) 0 P (kN.m) AH・yA P (kN.m) AV・xA 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 335.952 324.105 337.740 335.952 335.952 335.952 335.952 335.952 0.000 0.113 0.000 4.100 54.763 0.000 68.454 0.000 61.948 61.660 62.493 61.948 61.948 71.650 61.948 77.289 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 76.437 0.000 95.547 荷重状態(水 位) Mr (kN.m) Mo (kN.m) 安全率 F = Mr/Mo 許容値 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 335.952 323.993 337.740 331.852 281.190 335.952 267.499 335.952 61.948 61.660 62.493 61.948 61.948 -4.787 61.948 -18.258 5.423 ≧ 1.500 5.255 ≧ 1.500 5.404 ≧ 1.200 5.357 ≧ 1.200 4.539 ≧ 1.200 70.185 ≧ 1.200 4.318 ≧ 1.000 18.401 ≧ 1.000

(45)

2.8.2 滑動に対する安定 Fs= RV・μ+CB・B RH ここに、 RV:底版下面における全鉛直荷重(kN) RH:底版下面における全水平荷重(kN) μ:底版と支持地盤の間の摩擦係数, μ=0.500 CB :底版と支持地盤の間の付着力(kN/m2), CB = 0.000 B :底版幅(m), B = 3.000 荷重状態(水 位) 鉛直荷重 R V(kN) 水平荷重 RH(kN) 安全率 必要安全率 Fs Fsa 常時 豪雨時(豪雨時) 積雪時 暴風時 中地震(1) 中地震(2) 大地震(1) 大地震(2) 223.370 217.502 224.470 223.370 223.370 248.849 223.370 255.219 53.083 53.660 53.550 54.083 85.238 61.397 93.277 66.229 2.104 ≧ 1.500 2.027 ≧ 1.500 2.096 ≧ 1.200 2.065 ≧ 1.200 1.310 ≧ 1.200 2.027 ≧ 1.200 1.197 ≧ 1.000 1.927 ≧ 1.000

(46)

2.8.3 フーチング厚さの照査 (1)β・λによる判定 β・λ ≦ 1.0 ここに、 β = 4 3・kV E・h3 (m -1) kV :鉛直方向地盤反力係数(kN/m3) kV = kVO・

(

Bv 0.3

)

-3/4 b b B kVO:直径30cmの剛体円板による平板載荷試験の値に相当する鉛直方 向地盤反力係数(kN/m3) kVO = 1 0.3・αEo Bv :基礎に換算載荷幅(m) Bv = Av = L・B = 7.746 αEo :設計の対象とする位置の変形係数(kN/m2) Av :鉛直方向の換算載荷幅(m2) B :フ-チングの幅(m),B = 3.0 L :フ-チングの奥行き(m),L = 20.0 E :フ-チングのヤング係数(kN/m2),E = 2.50×107 h :フ-チングの厚さ(m),h = 0.35 λ :フ-チングの換算突出長(m),λ = 1.500 λ = b(b は上図の長い方) ただし、b ≧ B/2 ならば b = B/2 荷重状態 常 時 地震時 変形係数 αEO(kN/m 2 ) 19600.000 39200.000 鉛直方向地盤反力係数 kVO(kN/m 2 ) 65333.333 130666.667 kV (kN/m 2 ) 5703.862 11407.725 β (m-1 ) 0.355457 0.422711 β・λ 0.533 0.634 (2)フーチング厚さの上限値(土圧方向幅-竪壁の厚さ)/n による判定 FH1 < FH2 ここに、 FH1 :フ-チングの厚さ(m),FH1 = 0.350 FH2 :剛体であると判定する厚さ(m),FH2 = 2.650/5.000 = 0.530

(47)

(3)照査結果 (1)β・λによる判定 フーチングは 剛体と見なせる (2)フーチング厚さの 上限値による判定 フーチングは 剛体と見なせない 総 合 判 定 (1)または(2)を満足しているので フーチングは剛体として設計してよい

(48)

(4)RC断面計算

1.擁壁のRC断面計算

「鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説」(限界状態法)によりRC断面計算を行う。

RC断面計算 応力計算 目次PAGE=50

擁壁記号

竪壁

底版

001

力:51~60

力:61~76

かかと版(つま先版)付け

(集計P59~61))

(集計P74~76)

根の断面力(次項参照)

面:77~81

面:82~86

常時

平常時と豪雨時の大きい方を使用している。

「鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説-2010」等により定数を算定する。

コンクリート

PAGE=87

鉄筋

PAGE=88

2.かかと版(つま先版)付け根の断面力

作用する荷重は以下図の通り。

道路土工擁壁工指針(194)

かかと版付け根の設計断面力M3が竪壁基部の断面力M1より大きい場合に、かかと版付け根の断面力

としてM1及びM3を使用する。(道路土工擁壁工指針P185「部材設計に用いるかかと版付け根の曲

げモーメントには竪壁付け根の曲げモーメントを用いる」)(下図参照)

擁壁001(131103).jtd

参照

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