Q183　置き換え基礎における滑動の照査法

回答

　置き換え基礎の厚さに関係なく，滑動に対する照査は，擁壁底面と置き換え基礎の下面の２ケース行うのが良いでしょう。置き換え基礎下面での照査法としては，下図に示すような方法が考えられます。滑動抵抗力として，底面の抵抗力と根入れ部の受働抵抗を考えて照査する方法です。cは粘性土地盤の粘着力(一軸圧縮強度の1/2)，αは受働土圧の低減係数で，道路土工指針では1/2としています。

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Q184　プレキャストL型擁壁に杭基礎を設ける方法

回答

　１９９５年の兵庫県南部地震では，多くの基礎杭が被害を受けました。被害の大部分は杭頭部に集中していました。杭の耐震性能を向上させる方法として，�@杭頭部を補強する，�A杭頭部に耐震機構を導入するなどの方法が現在研究されています。
　下図に示すベースコンクリートを施工する方法は，耐震機構を導入する方法の一つと考えられます。基礎地盤から大きな地震波が入ってきたとき，方法Bのような構造にしておくと，地震加速度がある値を超えた場合，擁壁はベースコンクリート上で回転運動あるいはすべり運動ができますので，それによって地震エネルギーが吸収されます。このため，杭頭部に過大な応力が発生することを制御できると考えられます。
　方法Aと方法Bとでは，方法Bの方がはるかに耐震性能に優れていると言えます。

Q&Aコーナー

Q185　車止め用コンクリート柱に作用する衝撃力の算定方法

回答

　質量mの車両が速度v0で剛壁に衝突する場合の最大衝撃力Fmaxは以下のように導くことができます。
　過去の自動車衝突実験(江守一郎著：自動車事故工学)によると，k/m=41g/mとされています。したがって，ω=20rad/s，衝突の持続時間はπ/2=0.08secとなります。
　ただし，被衝撃体がコンクリートのポールの場合にはk/m=24.6g/mになるという実験データがあります。車両の変形が大きくなりますが衝撃力には関係ありません。
　m=2tの車両が速度v0=20km/h=5.6m/sで衝突するものとすれば，最大衝撃力はFmax=2×5.6=11.2kN，車止め下端の最大曲げモーメントはMmax=6.16kN-mになります。
　ご質問のコンクリートの曲げ強度1446kgの意味が理解できませんので，破壊限界速度に対しては回答できません。

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Q186　土圧作用面を鉛直仮想背面とできる後フーチング長さ

回答

（１）道路橋示方書�W下部構造偏
　道路橋示方書�W下部構造偏では，土圧作用面を仮想背面とできる後フーチングの長さに関して下記のように解説されています。

　平成２年度版までは後フーチングの長さが20〜30cm以下であれば短い，それ以上であれば長いと判断していたようですが，平成８年度版からは具体的な数値が削除されました。

（２）会計検査院の指摘　

　土圧を壁面に直接作用させるべきところ，誤って仮想背面に土圧を作用させたという事例は，平成２年度と平成３年度の会計検査報告にあります。後フーチングの長さがいくらであったのか具体的な数値不明ですが，30cm以下であったと思われます。

（３）後フーチングが長いと見なせる長さ

　橋台が前方へ変位すると，下図のようなすべり面S1，S2が発生します。後フーチングが短いと(b)図のようにS2のすべり面がたて壁に当たって折れ曲がります。すべり面が(a)図のようになる場合は，後フーチングが長いと見なせ，ランキン式やクーロン式で仮想背面に作用する土圧を算定することができます。ただし，この場合，土圧は水平に作用します。従って，クーロン式を適用するときの壁面摩擦角はδ=0になります。道路橋示方書で，仮想背面での壁面摩擦角をδ=φとしていますが，これば明らかに誤りです。
S2すべり面がたて壁にあたる場合は，改良試行くさび法を使用して，土圧及び壁面摩擦角を算定する必要があります。

（４）仮想背面の考え方

　仮想背面をすべり面と思っている人が多い(道路橋示方書も同じ)のですが，これは誤りです。安定計算の便宜上設定しているにすぎません。仮想背面は，道路橋示方書のように鉛直としても，建築基礎構造設計指針のように斜めに設定しても，仮想背面の土圧と傾斜角，作用高さを正確に求めて計算すれば，全く同じ結果になります。
詳細はQ174を参照して下さい。

（５）仮想背面と土圧の考え方に関する著書

　下記の著書に記述してあります。

�@土木構造物設計・施工の盲点(理工図書)p52-64
�A擁壁Q&A撰集(理工図書)p62-87
�B続・擁壁の設計法と計算例(理工図書)p73-115
�CExcelによる擁壁設計(理工図書)p48-75

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Q187　水中における見かけの震度

回答

（１）水中の見かけの震度の基本的な考え方
　地震時の慣性力は，H=M・G・kH=W・kHで表されます。
　水中の土塊の場合，
　�@全重量Wと水圧Uが作用している
　�A見かけの重量W'が作用している
という２つの考え方ができます。いずれにしても，慣性力は全重量に水平震度を乗じたものです。
慣性力Hが見かけの重量W'に見かけの震度k'Hを乗じたものとして表すものとすれば，見かけの震度は式(4)となります。
　

（２）砂防技術基準の式
　砂防技術基準の式は，土塊の一部h2だけが浸水し，土塊の上部にQという載荷重が作用する場合の見かけの震度を算定するものです。
　飽和土単位体積重量をγt，水の単位体積重量をγw，水中の見かけの単位体積重量をγ'とすると，見かけの震度は式(5)〜式(8)のように誘導できます。

（３）試行くさび法で土圧を算定する方法

　主働すべり面が水平面となす角度をω，大気中の土塊の面積をA1，水中の土塊の面積をA2とすると，主働土圧PAは水平震度kHを用いた式(9)，見かけの水平震度k'Hを用いた式(12)のいずれでも計算できます。ただし，壁面の傾斜角をα，壁面摩擦角をδとしています。

Q&Aコーナー

Q188 U型擁壁の底版上の荷重の取り扱い方

回答

　設計の基本的な考え方を下記に示します。
　�@死荷重は常に作用する荷重であるので，考慮するのが安全側であろうと，危険側であろうと載荷させます。
　�A活荷重は，常に作用する荷重ではありません。従って，部材に対して作用させた方が危険となる場合には作用させますが，作用させない方が危険になる場合には載荷しません。安定計算に対しても同様です。活荷重を載荷させた方が支持力に対しては危険であり，滑動に対しては安全になるようなケースもあります。この場合には，活荷重載荷時と載荷させない場合の２ケース検討する必要があります。

Q189 衝突荷重と載荷重の組合せが必要でない理由

回答
（１）荷重の組合せについて
　擁壁工指針に示されている荷重の組合せの意図は分かりませんが，ご指摘の通りと思います。

（２）プレガードの設計では載荷重を考慮していない理由
　自動車衝突荷重は，図−１に示すような衝撃力(作用時間が非常に短い)であるため，ガードレール基礎の安定性は衝突荷重の作用時間を考慮した解析(動的応答解析)で照査すべきと考えています。衝突荷重を静的荷重と見なして設計すると実際とはかけ離れた過大設計になるためです。
　土木建築構造物の耐震設計では動的応答解析が一般的になりつつあります。しかし，擁壁などの小構造物では，動的応答解析は一般的でありません。このためプレガードに動的応答解析を用いた場合，ユーザーの理解が得られないと思われます。ユーザーや会計検査官に対する説明を容易にするため，過大設計になことを承知の上，擁壁工指針に準拠した静的設計法を採用しています。擁壁工指針に示されている荷重の組合せ以外に載荷重まで考慮すると，更に不経済な設計になるので，載荷重は考慮しないことにしました。

　　　　　　　　図−１　プレガードに作用する荷重

（３）静的設計と動的設計の違い
　図−２のように延長10mで単位重量がW=7.81kN/mのB種用ガードレール基礎に自動車が衝突した場合を想定し，滑動に対する安定性を考えて見ます。ただし，底面の摩擦係数は0.6です。

　　　　　　　　　　図−２　計算条件

�@衝突荷重を静的荷重と見なした場合
　載荷重を無視した場合の滑動安全率　
　　　Fs=Wμ/(P+PA)=7.81×0.6/(3.0+0.62)=1.29>1.2　safe
　　載荷重を考慮した場合の滑動安全率　 　out
　　Fs=Wμ/(P+PA)=7.81×0.6/(3.0+1.93)=0.95<1.2　out
　載荷重q=10kN/m2を考慮すると，滑動の安全率は1.0を下回りすべり運動をすることになります。
�A衝突荷重を衝撃荷重と見なした場合
　自動車が壁やポールに衝突したときの衝撃作用時間は，0.08秒(江守一郎著：自動車事故工学)とされています。ガードレールに衝突した場合も同程度と考えられますので，ここでは衝撃力の作用時間をΔt=0.08秒として計算します。衝撃力波形は，実際は図−１のようになるのですが，ここでは長方形波形と見なします。
　載荷重q=10kN/m2を土圧に考慮した場合の滑動安全率は0.95<1.0であるため，基礎はすべり運動をすることになるので，どれだけ前方へ滑るのかを計算してみます。
すべり量xは次式で求めることができます。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図−３　すべり運動

　すべり量はわずか1mmですので全く問題ないと判断できます。静的荷重の場合ですと，荷重の作用時間が無限であるため，滑動の安全率が1未満になれば速度を加速させながら運動することになります。しかし，衝撃力の場合は，作用時間が限定されるため運動しても停止します。問題は，どれだけ滑るかということになります。

Q&Aコーナー

Q190　任意断面の断面２次モーメントの計算法　

回答

　ソフトの入力に際しては，どの軸に関する断面２次モーメントを算出しているのかをハッキリさせる必要があります。
貴方の入力方法では，長方形の下端に関する断面２次モーメントが計算されています。

　入力画面のコピーを下記に示しますので入力の参考にして下さい。

Q&Aコーナー

Q191 土圧算定における壁面摩擦角

回答

　構造物の設計ではいろいろと便宜的な仮定を行って計算しています。例えば，土圧計算の場合ですと，�@すべり面は直線とする。�A土圧作用面がコンクリートの場合の壁面摩擦角はδ=2/3φとする。�B土圧分布は三角形とする，などがあります。壁面摩擦を考えるのであれば，すべり面を直線と仮定することや土圧を三角形分布に仮定することは理論的に不合理です。しかし，理論に忠実に計算すると大変ですし，厳密な解析を行ったとしても結果はたいして変わらないことが分かっています。だから，理論的には不合理であっても認められるのです。むしろ，たいした構造物でもないのに手間暇かけて厳密な解析をしたら頭がおかしいのではないかと疑われます。
　U型擁壁の土圧計算でも同様です。δ=0とすれば，ランキン式が適用できるので土圧計算が著しく簡単になります。しかも，土圧は壁面摩擦角を考慮した場合に比べて大きめに算出されるため安全側です。安全側といっても，それによって部材断面が大きくなり不経済な設計にならなければ全く問題ないはずです。もしも，U型擁壁が大規模で，δ=0と仮定することによって著しく不経済になるのであれば，当然実際に近いδを用いて土圧を算定すべきです。
　指針類に書かれている内容を設計の参考にするのは良いのですが，絶対的なものと考えるのは間違いです。海外では日本のマニュアルは全く役に立ちません。指針類を丸暗記するのではなく，書かれている背景や理論をきちんと理解して使用することが技術者にとって大切です。マニュアルを暗記して使うだけなら，素人でも簡単にできます。

Q&Aコーナー

Q192 ストンガードの照査に用いる落石エネルギーの算定法

回答

　落石対策便覧では，落石の速度は等価摩擦係数μを用いた式(1)で算定するものとしています。落石の運動エネルギーは，線速度エネルギーに回転エネルギーの影響を加味した式(2)で推定するものとしています。Hは落石の落下高さ，θは平均斜面傾斜角，mは落石の質量です。この式は，落石が一様勾配の斜面をすべり運動するものと見なして求められるものです。

等価摩擦係数は，0.05〜0.35の範囲で用いるものとしています。
　式(1)で落石の速度を推定すると，落下高さに伴って速度が速くなり，長大斜面では非現実的な速度，エネルギーが与えられます。
　落石対策便覧p11に，「既往の実験結果によれば，斜面が長大となって落下高さが40mを越えると，落石速度は一定値(終端速度)に達する傾向があることが分かっている」と書かれていますが，この文章は正しくは「昭和48年に日本道路公団が薗原ダムサイトで行った落石実験では，落下高さが40mを越えると，落石速度は一定値(V=26m/s)になる傾向が見られた」と表現すべきと思います。過去に十数カ所で落石実験が行われていますが，落下高さ40m以上で落石の速度が一定値に収束する傾向が見られているのは，薗原ダムの実験だけですので，これを落石の一般的な運動特性と解釈するのは問題があるためです。

　斜面を落下する落石の速度は，
　　　運動開始→加速運動→減速運動→停止
となるはずです。終端速度が一定値になるというのは誤りで，終端速度は必ず0になります。
　また，等価摩擦係数μも運動開始から停止するまでの間において，0<μ<tanθの範囲で変化するはずです。
　図−１は，斜面上の落石の痕跡を基にから求めた等価摩擦係数を示しています。落石実験から求められた等価摩擦係数は0.1〜0.4の範囲にあります。これに対して痕跡から求めると(0.6〜1.0)tanθとなっています。等価摩擦係数は運動開始点から落下高さ10mまでの区間で等価摩擦係数の最小値が出現します。落石実験で求められている等価摩擦係数は運動初期の値です。これに対して，痕跡から求めた等価摩擦係数は斜面下端の道路際，あるいは落石発生源から数十m下方の地点の値です。落石の速度や等価摩擦係数は，斜面のどの位置で測定するかによって全く異なります。


　　　　　　　　図−１斜面勾配と等価摩擦係数の関係


　　　　　　　図−２斜面勾配と飛行速度の関係

　図−２は落石が跳躍運動した箇所で，飛び出し速度と着地速度を調べた結果です。着地速度は10〜20m/sの範囲にありますが，飛び出し速度は10m/s以下になっています。図−３は初速度6mで飛び出した場合の着地速度を計算した結果です。当然のことですが，斜面傾斜角が急なほど飛行時間が長くなるため，着地速度は大きくなります。しかし，斜面に衝突すると，地盤が破壊されエネルギーが吸収されます。衝突速度が速いほど吸収エネルギーが大きくなり，跳ね返り速度はある値以上にはなりません。直径1m程度以下の落石の跳躍量は，経験的に2m以下になるということが分かっていますが，これは跳ね返り速度がある値以上にならないためです。
　
　芸予地震では，多くの地点で1t〜3tの落石がストンガードを直撃しました。ストンガードは損傷しましたが，十分機能を発揮していました。式(2)で落石の運動エネルギーを推定すると，200〜400kJとなります。ストンガードの可能吸収エネルギーは30〜50kJですので，式(2)ではエネルギーを過大に評価することは明らかです。
　落石が斜面下端まで到達する過程で，位置エネルギーの多くが地盤に吸収された結果と考えられます。

　以上のことより，落石の速度やエネルギーを等価摩擦係数を用いて推定するのは無理と思われます。最近は，数値シュミレーションで速度を予測する方法が開発されていますが，斜面にあった信頼できる入力パラメータを特定できるまでには至っていません。
　過去に大きな規模の落石があった箇所や，道路際に崖がある箇所，斜面崩壊が予想される箇所では，ストンガードは適さないと言えますが，それ以外の箇所ではストンガードを採用しても問題ないと考えられます。落石のエネルギーを精度良く推定できない現状では，過去の経験に基づいて設計する以外にないと思います。

　ちなみに，国土交通省では，落石の運動エネルギー予測法に対する前述の問題点を踏まえ，合理的かつ現実的な予測法を開発するため，H15年度より研究を開始する計画になっているようです。

Q&Aコーナー

Q193 橋梁下部構造設計における水位の考え方　

回答

（１）支持力に対して危険となる水位
　説明を簡単にするため，
　�@フーチングの厚さと根入れ地盤の深さが同じDfである。
　�Aフーチング上面にVの鉛直荷重が作用する。
　�B単位体積重量は，コンクリートがγc，支持地盤がγ1，根入れ地盤がγ2，水がγwとする。
　�C地下水面はフーチング下面よりhの高さである。
そうすれば，支持力に対する安全率は式(1)で表せます。
　式(1)から明らかなように，安全率はhが大きくなるほど小さくなります。したがって，支持力に対して最も危険となる水位は，根入れ地盤の表面ということなになります。
　


（２）設計に用いる水位について
　常時はHWL，地震時はMWLの水位を考えるのが必ずしも一般的とは思えません。
　小河川のHWLは1/5〜1/10年の確率雨量で，大河川では1/100〜1/150年確率雨量で設定しています。再現期間が1/10年程度であれば常時と見なせますが，1/100〜1/150年場合を常時とは見なせないと思います。

（３）浮力を考慮する場合の安全率について
　橋梁下部構造に作用する荷重には，自重，土圧，地震時慣性力などがあり，これらはいずれもあるばらつきを有しています。しかし，浮力はばらつきを有していません。したがって，土圧や地震時慣性力と同列に取り扱うのは不平等です。今後は，荷重の信頼度に応じて荷重に係数を乗じる方法(荷重係数法)に移行すべきと思います。

（４）浮力無視の照査の必要性
　浮力を無視するという発想は，地下水の場合には浮力が100%作用するかどうかよく分からないので安全側を考えて，浮力を無視したケースに対しても照査しておこう，というものだと思われます。
　支持地盤が砂や砂礫の場合には100%浮力が期待できるため，浮力無視のケースは照査する必要がないと思います。
　粘性土や岩盤の場合は，透水係数の問題であって，ある程度の時間が経過すると浮力は100%発生するという意見もありますが，良く分かりません。
　下図に示すように支持層が岩盤の場合には，浮力が作用しないことが想定されるため，浮力無視の照査は必要でしょう。しかし，フーチング底面地盤が粘性土の場合には，砕石基礎を用いますので，浮力は100%作用すると考えられます。したがって，浮力無視の照査は必要ないと思われます。

Q&Aコーナー

Q194　二段積み擁壁の下部擁壁に作用する土圧計算法

回答

(1)まずは剛体力学の基本から考えて見ましょう

　自重のない剛体ブロック�@とブロック�Aが積み重なっており，ブロック�@に鉛直力Vと水平力Hの荷重が作用している場合について考えて見ましょう。
　ブロック�@に作用する外力は，V，Hと底面の反力Qv1，Qv2です。反力は力のつり合い条件からQv1=V，Qh1=Hとなります。
　次は，ブロック�Aに注目しましょう。ブロック�Aに作用する荷重は，Qv1，Qh1です。底面からの反力をQv2，Qh2とすると，力のつり合い条件からQv2=Qv1，Qh2=Qh1となります。
　ブロック全体に注目すると，荷重はV，Hです。底面の反力はQv2，Qh2です。これらの外力はつり合っているので，Qv2=V，Qh2=Hとなります。この場合，ブロック�@とブロック�Aに作用する力Qv1，Qh1は内力と言います。
　同じ力でも，何に注目して眺めるかによって外力となったり内力となったりします。
　以上の説明は，ブロック底面が粗で滑らないということを前提にしています。ブロック底面の摩擦係数をμとすると，Qh1<μQv1，Qh2<μQv2の条件が満足されているという前提です。
　ブロック�@に左右する荷重VとHは，ブロック�Aの底面に伝達されることが理解されたでしょうか。

(2)二段積み擁壁に作用する土圧も同じ

　二段積み擁壁に作用する土圧も同じ，ブロックを積み重ねた問題と同様に考えることができます。

　上段擁壁の背後の土くさびに作用する力は，下図(a)のようになります。
　上段擁壁に作用する外力は，下図(b)となります。
　下段擁壁の背後の土くさびに作用する外力は，下図(c)となります。これは，下図(d)のように考えても全く同じことになります。
　　

Q&Aコーナー

Q195　もたれ式擁壁の壁面土圧の考え方　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

回答

　擁壁に作用する土圧(壁面土圧)は壁の変位によって変化します。擁壁が全く動かなければ静止土圧P0が作用します。
　擁壁がわずかに(壁高の1/1000〜5/1000程度)前方へ移動すると，裏込め土が緩むため土圧は減少し，すべり面が発生します。このときの土圧を主働土圧と呼び，擁壁の設計では普通，この主働土圧が作用するものとして計算しています。
　壁面を逆に後方へ押すと，土圧は静止土圧よりも大きくなります。変位が大きくなると土圧も大きくなります。このときの土圧を弾性土圧と呼びます。どんどん後方へ押してゆくと，土圧もどんどん増加し，最後にはすべり面が発生します。そのときの土圧を受働土圧と呼んでいます。受働土圧とは，土が耐えうる限界の力ですので，支持力と同じです。
　土圧の大きさは主働土圧が最も小さく，受働度あっヶ最も大きく，PA<P0<PE<PPの関係となります。
　もたれ式擁壁の場合は，自重で擁壁が後方へ変位するため，壁面に作用する土圧は主働土圧ではなく，弾性土圧となります。

　もたれ式擁壁の場合は，一般に下図ののように変位します。つまり，下方は前方へ，上方は後方へ変位するため，壁面に作用する土圧は下方が主働土圧，上方が弾性土圧となります。
　私は，壁面の一部が少しでも後方へ変位するような擁壁はもたれ式擁壁と考えています。ただし，便宜的には，自重と主働土圧を作用させて計算した結果，これらの荷重の合力が底面の中央1/3より後方へ外れなければ自立式擁壁と見なして計算しても問題ないでしょう。

　私はもたれ式擁壁を，擁壁と言うよりも「折れ曲がり基礎」と考えればよいと思っています。擁壁の底面と壁面に，荷重につり合う地盤反力が発生すると考えるのです。その解析法として，地盤係数法を提案しています。
　下図は，壁面の傾斜角を変化させて計算した結果です。

下図は，壁面勾配と主働土圧，壁面地盤反力の関係を表しています。壁面勾配が緩くなるにしたがって主働土圧は減少し最後には0になります。逆に壁面地盤反力は傾斜が緩くなるにしたがって増加します。

　もたれ式擁壁はθ=0でも計算できます。ただし，この場合は直接基礎と呼ぶべきでしょう。
　もたれ式擁壁の壁面土圧は，地盤反力と同様に変位に比例すると考えられます。主働土圧や受働土圧のように地盤がせん断破壊するときに出現する極限土圧ではないため，土の内部摩擦角とは無関係です。

Q&Aコーナー

Q196 杭頭の定着鉄筋の考え方

回答

　擁壁の場合，構造上水平変位が問題になることはないため，ヒンジ結合でよいということになっています(擁壁工指針p116)。ヒンジ結合ですと，理論上曲げモーメントが0となるため，連結鉄筋に引っ張り力は発生しません。したがって，引張鉄筋としての定着長は不要ですが，安全側を考えて35dの定着長を取るものとしています。
　国土交通省の土木構造物設計マニュアルでは，鉄筋を折り曲げた場合は，曲線部を無視し，直線部の和を定着長と考えいよい，ということになっています。これを参考にされたら良いと思われます。
　道路橋示方書は橋梁を対象としているため杭頭は剛結を原則としており，そのまま適用する必要はないと思います。

Q&Aコーナー

Q197　L型擁壁に上載荷重が作用する場合の土圧計算法

回答

　地表面が水平であれば，ランキン式，クーロン式，試行くさび法のいずれを使って計算しても同一の結果が得られます。
　異なった結果が得られた原因は，土圧理論の違いではなく，適用したマニュアルの違いによるのではないかと想像されます。技術基準は，それを作った委員の方の考えが反映されているため，仮想背面における壁面摩擦角δ(土圧合力の作用方向)や土圧分布の考え方が異なっています。
　例えば，道路橋示方書ではδ=φ，土圧分布は台形，擁壁工指針ではδ=β(地表面傾斜角)，土圧分布は三角形としています。
　貴方が計算されたのは，試行くさび法は擁壁工指針の考え方で土圧を三角形分布とし，クーロン式は道路橋示方書に基づいて台形分布としたため転倒モーメントに差異を生じたのでしょう。

　ちなみに，理論的には，δは擁壁工指針，土圧分布は道路橋示方書が正解です。ただし，これは上載荷重が満載される場合であって，仮想背面の後方のみに載荷されている場合にはδは載荷重の大きさによって変化するため，擁壁工指針，道路橋示方書のいずれも間違っています。
　

Q198 改良試行くさび法におけるすべり面の角度について

回答

　盛土の形状，載荷重の有無によって主働すべり面の形状は下図のようになります。
　(a)，(b)のケースでは，すべり面が直線となり，２つのすべり面で挟まれた角は90-φとなります。
　(c)，(d)のケースでは，すべり面は曲線となります。この場合も，すべり面の挟角は90-φです。
　改良試行くさび法は，計算を簡単にするため，クーロンの土圧理論同様にすべり面を直線と仮定しています。このため，理論上正しい解が得られるのは，(a)，(b)のケースだけです。(c)，(d)のケースは近似解になります。(c)，(d)のケースですべり面の挟角が90-φとならないのはこのためです。
　ω１とω２の取る範囲は，地表面の形状や載荷重に関係なく，下記のようになります。

Q&Aコーナー

Q199　擁壁の支持力算定に道示を適用すべきか

回答

（１）道示の支持力公式は，支持力を過小評価するか

　道路橋示方書の支持力公式は
　�@支持力係数Nc，Nqには，土の自重を無視して求められたものが用いられている。
　�A根入れ地盤のせん断抵抗が無視されている。
　�B地盤の破壊は進行性破壊であにも関わらず，全般せん断破壊と仮定している。
　�C地盤の構成式を剛塑性にモデル化しており，破壊までの変位が考慮されていない。
など多くの問題点があります。だからと言って，支持力を過小に評価しているとは一概に言えません。
　支持力を評価する上では，支持力公式の厳密性よりも，計算に用いる土質定数の問題が大きいと思います。
　一般には，実際よりも小さなφやcを用いるた，支持力が小さく与えられる場合が多いように思われます。

（２）橋梁下部工と擁壁で支持力計算法を変えるべきか
　道路橋示方書の支持力公式は，地盤を剛塑性体と仮定して計算しているため，得られる極限支持力に変位は全く考慮されていません。
　このため，道路橋示方書では，地盤の変位は別途地盤係数法で求めて照査する，あるいは最大地盤反力度の上限を抑えることで変位を制御することを示しています。
　極限支持力に関しては，橋梁下部工と擁壁で支持力公式を変えるのが合理的という理由は見あたりません。

（３）擁壁の支持力の決定法

　擁壁の支持力算定は，下記のように行うのが実際的と考えられます。

　�@三軸圧縮試験などによりc，φが求められている場合には，支持力公式で支持力を算定する。
　�A土質試験が行われていない場合には，擁壁工指針に示されている許容支持力度の値を用いる。

Q200 擁壁背後にガードレール基礎を設置する場合の考え方　

回答

　衝突荷重で，下図のようにガードレール基礎が擁壁に接した状態を考えれば，ガードレールには擁壁天端からの反力Hと地盤反力Qが作用して安定すると考えられます。
　０点に関するモーメントのつり合いより　Ph=2/3lQ ∴　Q=3Ph/(2l)
　水平力のつり合いより　H=P+Q
　したがって，擁壁天端には　H=P(1+1.5h/l)
の力が作用することになります。
　Pはガードレール支柱の降伏荷重で，A種の場合50kN，B種C種では30kNです。

Q&Aコーナー

Q201ブロック積みの背後に土中用ガードレールを設置する場合の考え方

回答
　Q200の場合と同様にブロック天端に水平力Hを作用させて照査することができます。
　照査項目としては，
�@擁壁の転倒，滑動の検討
�Aブロックの曲げ引っ張り応力度に対する照査
�Bブロックのせん断破壊に対する照査
　などが考えられます。
　なお，最近は，下の図に示すようなプレキャストガードレール基礎が開発され，プレガードという商品名で全国的に製造・販売されています。国土交通省のNETISにも登録されています。高知県，鳥取県などでは，ブロック積み擁壁やテールアルメ，L型擁壁などではプレガードを標準的に使用するように通達が出されています。
　プレガードに関しては，下記にお問い合わせ下さい。
　有限会社創友　tel 088-878-1322 HomePage

Q&Aコーナー

Q202 地すべり地には大型ブロック積み擁壁を適用できないか

回答
　このマニュアルは，道路土工−擁壁工指針と同様に，大型ブロック積み擁壁を盛土箇所に設置した場合，安定した地山を切土した箇所に設置した場合を想定して，そのときに発生する主働土圧の算定法と，安定計算法を示しています。地すべりや斜面崩壊に伴って発生する土圧は，地形条件や土質条件，間隙水圧の影響なと゜があり，その算定法は非常に複雑になるため，このマニュアルでは対象外としています。

　総則に記述している適用範囲の説明は，擁壁設計・施工マニュアルの適用範囲を示したもので，大型ブロック積み擁壁の適用範囲を制限しているわけではありません。誤解される記述になっているようですので，今後改訂する際には訂正します。

　地すべりや斜面崩壊がある場合においても，外的安定性(転倒，滑動，支持力)，内的安定性(曲げ応力，せん断応力)が確保されれば，大型ブロック積み擁壁を使用しても問題はないと思います。
　

Q&Aコーナー

Q203 ブロック積み擁壁の滑動の照査

回答

　ブロック積み擁壁の変状事例を見ると，転倒がほとんどだと思います。この原因は，根入れ部の受働抵抗が効いている，基礎底面の摩擦係数が設計で用いている値(μ=0.6)より大きい，ことが考えられます。
　農林関係のマニュアルでは，滑動に対する照査を省略しているようですが，これは，実際の変状事例を考慮したものと思われます。しかし，解析手法，設計計算に用いるパラメータの推定法を研究し，実態に即した設計法を追求するのが技術者の責務であると思います。滑動の照査をしないということは，設計計算をしないと言うことであり，技術を放棄していることになります。
　摩擦係数を調べて，実態に即した値を用いて滑動の照査をするのがベストですが，それができないとすれば，根入れ地盤の受働抵抗を期待する，基礎底面に傾斜を付ける等により滑動の安全率を確保するのがよいでしょう。

Q204 L型擁壁の根入れ深さ

回答
　道路土工−擁壁工指針では0.5m以上となっています。
宅地造成等規制法施行令第８条第４号では下記のように規定されています。
　�@第一種地盤(岩，岩屑，砂利，砂利まじり砂) 擁壁高さの15%以上かつ35cm以上
　�A第二種地盤(真砂土，関東ローム，硬質粘土，その他これらに類するもの)擁壁高さの15%以上かつ35cm以上
　�B第三種地盤(その他の土質)擁壁高さの20%以上かつ45cm以上

Q&Aコーナー

Q205 粘性土(φ=0)の支持力計算

回答

　地盤の自重を無視した(γ=0)ときの支持力係数は次式で表せます。道路橋示方書式は，この式を基本にして荷重が傾斜した場合に拡張したものです。この式を見れば明らかなようにφ=0は計算できません。φ=0の計算をするには，φ=0.001のように非常に小さい値を入力すれば計算できます。
　また，φ≒0の場合には，荷重の傾斜角tanθ=H/V≒0でないと計算できません。