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二段擁壁の設計|擁壁背面に擁壁を設置する場合の検討

v1.0.0 最終更新日: 2026-11-10

インストール不要で使える無料の二段擁壁の設計計算用フリーソフトです。上部擁壁の底面の地盤反力を上載荷重として下部擁壁の試行くさび法の土圧に含め、上部擁壁と下部擁壁の安定計算と部材計算を行います。L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みの擁壁を組み合わせることができます。

このツールで検討できること
  • 下部擁壁と上部擁壁の形式を、L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みから選び、延長1mあたりの断面で、それぞれの擁壁の安定計算と部材計算を行います(ブロック積みは、経験に基づく設計法による断面の照査と支持の照査を行います)。
  • 上部擁壁の底面の地盤反力度の分布を上載荷重として、上部擁壁の背面の盛土とともに、下部擁壁の試行くさび法の土圧に含めます。
  • 上部擁壁の配置について、盛土等防災マニュアルの解説の θ角度・離れ・上部擁壁の根入れを確認します。上下ともブロック積みの場合は、小段の幅も確認します。
  • 下部擁壁と上部擁壁の入力は、L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みの擁壁の設計計算で保存したファイルから読み込むことができます。
対象外・注意が必要な条件
  • 背面の盛土と基礎地盤を含む斜面全体の安定(円弧すべり)は照査しません。二段擁壁では、斜面全体の安定の検討も必要です。
  • 上部擁壁の基礎の支持力が、傾斜した地盤や下部擁壁への近接によって低下することは考慮しません。
  • 下部擁壁の土圧は試行くさび法で求め、下部擁壁と上部擁壁の間の小段は水平な地表面として扱います。地下水位・水圧は考慮しません。
  • 自治体によっては、二段擁壁を認めていない場合があります。計画の前に、許可を受ける自治体の基準を確認してください。

適用範囲と計算上の仮定をすべて見る

1. 基本条件

安全率・単位体積重量・転倒の照査方法などが基準によって異なります。選択すると、それぞれのデフォルト値が自動入力されます。設計便覧(案)近畿地方整備局の照査の方法・荷重の組合せ・許容応力度の求め方は道路土工 擁壁工指針(平成24年)と同じで、地震時の支持力だけを地盤の許容支持力度の1.5倍と比べます(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(9))。同便覧では、拠り所の示方書が改訂されて便覧と異なるときは便覧を読み替えるとされているため(同 第1節)、許容応力度などは平成24年の擁壁工指針の値を用います。ほかの欄の注記に書いた道路土工 擁壁工指針の扱いは、設計便覧(案)を選んだときも同じです。設計便覧(案)を選ぶと、同便覧の標準設計の設計条件(地盤の許容支持力度・滑動摩擦係数・裏込め土・コンクリートの設計基準強度・鉄筋の許容引張応力度)も入ります。ほかの基準へ戻すと、そのうち書き換えていない欄は選ぶ前の値に戻ります。

盛土等防災マニュアルの解説は常時・中地震時・大地震時、道路土工 擁壁工指針と設計便覧(案)は常時・地震時で照査します。

地震時(震度法)の設計水平震度です。標準値の目安: 盛土等防災マニュアルの解説は中地震時0.20・大地震時0.25(地域別補正係数czを乗じる)。道路土工 擁壁工指針はレベル1地震動でⅠ種0.12・Ⅱ種0.15・Ⅲ種0.18、レベル2地震動でⅠ種0.16・Ⅱ種0.20・Ⅲ種0.24(地域別補正係数czを乗じる。レベル1・レベル2とも照査の方法は同じで、khだけが変わります)。検討ケースを選ぶと、盛土等防災は0.20・0.25、道路土工と設計便覧(案)は0.15が自動入力されます。設計便覧(案)では、中規模地震対応を0.15、大規模地震対応を0.20としています(地盤種別Ⅱ種・地域別補正係数1.0に相当する値。設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(7))。大規模地震対応を照査するときは0.20を入力します。同便覧では、地震の影響を考えるかを擁壁の高さで分けています。高さ5m以下は考えなくてよく、8mを超えるものは考えます。5mを超え8m以下の逆T型・L型・もたれ式は、鉄道や道路に面する、家屋に接するなどの条件に当たるときに考えます(同 第3節2.)。地域・地盤種別に応じて設定してください。

2. 下部擁壁

L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みの擁壁の設計計算で保存したファイルから、下部擁壁の形式と入力値を読み込みます。

下部擁壁の形式は、L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みから選択することができます。下部擁壁の土圧は、試行くさび法で求めます。

下部擁壁の躯体形状

底版下端からの全高です(底版厚H2を含みます。竪壁自体の高さは、H1から竪壁直下の底版厚(H2+底版テーパーH3)を差し引いて算出されます)。

「自動計算」を選ぶと、転倒・滑動の照査(道路土工 擁壁工指針では転倒を偏心量で照査。支持力を比較するときは支持力の照査も)を満たし、合力が底面中央の2/3の範囲にある最小の基礎幅を、指定したピッチ刻みで探します。目標地耐力を設定した場合は、最大地盤反力度がその値以下になることも条件に加わります。底版の突起があるときは、突起を考慮した滑動の照査を用います(盛土等防災マニュアルの解説では、突起を考慮しない滑動の安全率1.0以上も条件に入ります)。盛土等防災マニュアルの解説の中地震時は転倒・滑動の安全率を照査しないため、合力の範囲と目標地耐力だけで決まります(転倒の照査に「安全率+偏心量で照査」を選んだときの偏心量 |e|≦B/3 は、合力の範囲の条件と同じです)。基部の壁厚を超える最小のピッチの倍数から順に広げ、最初に条件を満たした幅を採用します。部材(断面)計算の結果は幅の判定には用いません(求まった幅で通常どおり照査します)。

設定しない場合は、最大地盤反力度の大きさを基礎幅の条件にしません(支持力を比較するときは、支持力の照査が条件に入ります)。設定すると、最大地盤反力度が目標地耐力以下になることも条件に加わります。

基礎地盤の許容支持力度(地耐力)です。最大地盤反力度 qmax がこの値以下になるまで基礎幅を広げます。平板載荷試験・標準貫入試験などによる値を入力してください(直接基礎の地耐力計算で求めた許容支持力度を使う方法もあります)。設計便覧(案)を選んだときの地震時は、目標地耐力の1.5倍と比べます。

基礎幅を広げるきざみです。0.05なら5cm単位の幅になります。求まる基礎幅はこのピッチの倍数になります。

H2はかかと先端の底版厚です。H3は竪壁背面と底版上面の交差部でH2より厚くする量で、竪壁の下は一定厚、そこからかかと先端へ向かって薄くなります(0で一定厚)。

前面が末広がりに傾斜する幅(0で鉛直)。底版先端から擁壁天端までの水平のずれとして扱います(底版前面も同じ勾配で傾き、底版上面に段は生じません)。

背面が末広がりに傾斜する幅(0で鉛直)。底版上面から擁壁天端までの水平のずれとして扱います。

竪壁背面と底版上面(かかと版)の入隅に設ける45度の等辺ハンチの寸法です。高さ・水平の出とも f1 になります(0でハンチなし)。ハンチのコンクリートを自重に加え、その分のかかと版上の土砂を控除します。断面照査は、竪壁がハンチ上端(底版上面から f1 上)、かかと版がハンチ端(竪壁背面から f1 背面側)を設計断面とします。

「あり」を選ぶと、本ツールは底版の下に設けた突起を考慮して滑動を照査します。滑動の抵抗は、突起の先端を通る面を仮想の擁壁底面とみなしたせん断抵抗で求めます(擁壁工指針 参考5-2)。突起の自重は、躯体の自重に含めます。盛土等防災マニュアルの解説を選んだときは、突起を考慮しない滑動の安全率が1.0以上であることも照査します(同〔Ⅰ〕参考8.6)。突起の効果が期待できるのは、堅固な地盤や岩盤に、地盤を乱さないように施工した場合です。

突起の高さとは、底版下面から突起の先端までの寸法のことです。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕参考8.6では、高さを底版幅の0.10〜0.15倍とするとされています。擁壁工指針 参考5-2でも、底版幅の10〜15%が望ましいとされています。本ツールは、この範囲を外れたときに計算結果で注意を表示します。

突起の幅とは、突起の前面から背面までの水平の寸法のことです。突起の部材の照査では、この幅を断面の厚さとして用います。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕では、幅も高さと同程度のものが用いられているとされています。

底版後端から突起までの距離とは、底版の後端(かかと側の端)から突起の背面までの水平距離のことです。0にすると、突起の背面が底版の後端にそろいます。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕参考8.6では、突起を擁壁背面側(後方)に設けるとされています。擁壁工指針 参考5-2では、一般に擁壁底面の中央付近に設置するとされています。基礎幅を自動計算するときも、本ツールは底版後端からの距離を変えずに幅を探します。

下部擁壁の土砂形状

下部擁壁の材料

設計便覧(案)の標準設計で用いる裏込め土の種類です(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(4))。選ぶと、内部摩擦角 φ と背面土の単位体積重量 γ に同便覧の表の値が入ります。粘性土(C3)には、同便覧の表に適用の条件の但し書きがあります。φ か γ を書き換えると「直接入力」に切り替わります。

参考値: 道路土工 擁壁工指針 24.5kN/m3(鉄筋コンクリート、4-2-2)。設計便覧(案)も、鉄筋コンクリートは24.5kN/m3です(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8))。盛土等防災マニュアルの解説を選んだときの24kN/m3は、同マニュアルの計算例(参考8.21)の設計条件の値です。設計基準の選択に応じて自動入力されます。

設計便覧(案)を選ぶと、同便覧の鉄筋コンクリートの設計基準強度24が入ります(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8))。

土圧の作用面が「土とコンクリート」となる部分の壁面摩擦角δを、常時2φ/3に代えてφ/2とします(盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕Ⅷ・3・2・1 解説1(2)ア)。地震時土圧を用いる組合せは、透水マットの有無によらずφ/2です(盛土等防災マニュアルの解説の地震時の「自重の慣性力+常時の土圧」の組合せは常時の値を用いるため、透水マットを使用するとφ/2、使用しないと2φ/3です)。影響するのは、竪壁の部材設計に用いる土圧と、土圧の作用位置に「実背面」を選んだ場合の安定計算です。「仮想背面」の安定計算は作用面が「土と土」となるため影響を受けません。

参考値(盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-3、政令別表第三): 岩・岩屑・砂利・砂 0.50、砂質土 0.40、シルト・粘土又はそれらを多く含む土 0.30(擁壁の基礎底面から少なくとも15cmまでの深さの土を砂利又は砂に置き換えた場合に限る)。同マニュアルでは原則として μ=tanφ とし、基礎地盤が土の場合は0.6を超えないものとしています。設計便覧(案)では μ=0.6 とされています(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(6)。0.6を用いるときは、支持地盤の許容支持力度と基礎の施工条件に注意する旨の注があります)。設計便覧(案)を選ぶと0.6が入ります。

基礎地盤の粘着力 c とせん断抵抗角 φf は、突起の前の仮想の底面に沿うせん断抵抗に用います(擁壁工指針 式(参5-1))。突起の下面と突起より後ろの底面は、底版と地盤の摩擦係数 μ で抵抗するものとします。擁壁工指針 参考5-2では、岩盤の場合は c のみを評価して φ を無視する方法もあるとされています。ただし、値は岩盤の種類や亀裂の状態で大きく異なるので、決めるときには注意が必要です。

tanφf が底版と地盤の摩擦係数 μ を下回ると、突起を考慮した滑動の安全率は、突起を考慮しない値より小さくなります。

下部擁壁の荷重条件

背面の地表面に載る等分布荷重です。法担ぎがあるときは、法肩より奥の平場だけに載せます(土圧と、かかと版の上の載荷重の両方。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕図Ⅷ・3-7)。道路土工 擁壁工指針の地震時は組み合わせません(同指針 4-2-1(2))。

チェックを入れると(デフォルト)、滑動と転倒の照査(転倒の照査に用いる合力の作用位置を含みます)では、かかと版の上の上載荷重を鉛直力に含めず、地盤反力度の算定には含めます。載荷重を擁壁に最も不利となるように載荷する考え方で、道路土工 擁壁工指針 4-2-3 の扱いです。チェックを外すと、滑動と転倒の照査にもかかと版の上の上載荷重を含めます。背面の土圧に加わる上載荷重は、この選択によらず考慮します。

下部擁壁の配筋条件

竪壁・底版・突起のかぶりの入力値の意味です。芯かぶりはコンクリート表面から主鉄筋の中心まで、純かぶりは主鉄筋の表面までの距離で、有効高さは芯かぶりなら d = h − c、純かぶりなら d = h − c − 鉄筋径/2 で求めます。構造図作成へ引き継ぐときは純かぶりに換算して渡します。

自動計算では、指定した範囲の鉄筋径とピッチの組み合わせをすべて試し、コンクリート圧縮・せん断・鉄筋引張の照査をすべて満たすもののうち、優先順位にしたがって1つを選びます。配筋が決まっている場合は「直接入力」のままにしてください。

照査を満たす組み合わせが複数あるときの選び方です。「鉄筋量」は単位幅あたりの断面積が最も少ないもの、「鉄筋本数」はピッチが最も広いもの(本数が少ないもの)を選びます。

ピッチを試すきざみです。最小ピッチから、このきざみで最大ピッチ以下まで試します。

自動計算では、指定した範囲の鉄筋径とピッチの組み合わせをすべて試し、コンクリート圧縮・せん断・鉄筋引張の照査をすべて満たすもののうち、優先順位にしたがって1つを選びます。配筋が決まっている場合は「直接入力」のままにしてください。

照査を満たす組み合わせが複数あるときの選び方です。「鉄筋量」は単位幅あたりの断面積が最も少ないもの、「鉄筋本数」はピッチが最も広いもの(本数が少ないもの)を選びます。

ピッチを試すきざみです。最小ピッチから、このきざみで最大ピッチ以下まで試します。

本ツールは、水平力 H_T(擁壁工指針 式(参5-3))を突起の高さの1/2に受ける片持ばりとして、突起を照査します。固定端は底版との付け根で、断面の厚さは突起の幅 bt です。許容応力度は、底版と同じ値を用います。

下部擁壁の許容値

盛土等防災マニュアルの解説の常時と中地震時の転倒の照査です。「安全率のみで照査」は同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8 のとおり、常時は安全率で照査し、中地震時は転倒を照査しません。「安全率+偏心量で照査」は、あわせて合力の作用位置の偏心量を照査し、総合判定と基礎幅の自動計算に含めます。常時は底版中央の1/3(ミドルサード)の中にあること(|e|≦B/6)、中地震時は底版中央の2/3の中にあること(|e|≦B/3)を照査します(中地震時は安全率を照査しないので、偏心量だけの照査になります)。偏心量の照査は同マニュアルには無いので、自治体との協議などで求められた場合に選んでください(大地震時は安全率のみで照査します)。

地震時の部材照査に用いる割増し係数です。設計基準の選択に応じて自動入力されます(建築基準法施行令第91条では短期=長期の2倍、道路土工 擁壁工指針 表4-2では1.50)。

同上(建築基準法施行令第90条表二では異形鉄筋の短期=基準強度F、道路土工 擁壁工指針では表4-10の地震時の基本値に表4-2の割増し係数1.50を乗じた値に相当)。設計便覧(案)を選んだときは、常時の値に掛けて道路土工 擁壁工指針と同じ地震時の値(SD345は300、SD295Aは270)に相当する係数が入ります。

設計基準の選択とコンクリートの設計基準強度に応じて自動入力されます(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第91条のFc/3、道路土工 擁壁工指針は表4-3の曲げ圧縮応力度)。表4-3は設計基準強度21〜40の値で、表にない値の補間は30までで、30を超える表にない値は設計基準強度の1/3とします(40は表の値)。21未満は表の範囲外のため自動入力しません。

同上(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第91条のFc/30。Fcが21を超える場合は平成12年建設省告示第1450号 第二の 0.49+Fc/100。道路土工 擁壁工指針は表4-3のτa1で、30を超え40未満は30の値、40を超える場合は40の値とします)。τa1には有効高及び軸方向引張鉄筋比に関する補正係数(表4-4・表4-5)を断面ごとに自動で乗じます。本ツールは斜引張鉄筋を配置しない前提でτ≦τa1を照査します。

設計基準と使用鉄筋材に応じて自動入力されます(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第90条表二のF/1.5で、径28mm以下は215、28mmを超える径(D29以上)は195を上限とします。配筋を自動計算するときは径28mm以下の値を入れ、D29以上の候補には195の上限を掛けて照査します。道路土工 擁壁工指針は表4-10の一般の部材の値)。設計便覧(案)を選ぶと160が入ります(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8)。どのような状況で使うかを決められない標準設計の値として、厳しい環境下の部材の値にしたとされています)。現地の条件で明らかに一般の部材のときは、道路土工 擁壁工指針の値を入力します。

デフォルトでは、最大地盤反力度を必要地耐力として表示するだけで、支持力は照査しません。「入力した許容支持力度と比較する」を選ぶと、最大地盤反力度が入力した地盤の許容支持力度(地耐力)以下かを照査し、総合判定と基礎幅の自動計算に含めます。許容支持力度そのものは計算しないので、求めるときは計算結果から直接基礎の地耐力計算へ連動してください。盛土等防災マニュアルの解説の中地震時は、支持力を照査しません(同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8)。設計便覧(案)を選ぶと「入力した許容支持力度と比較する」が選ばれ、地震時は最大地盤反力度を許容支持力度の1.5倍と比べます(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(9))。

検討ケースに応じた値を入力してください。盛土等防災マニュアルの解説では、常時は長期許容支持力度、大地震時は極限支持力度と比べます(同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8)。道路土工 擁壁工指針では、常時と地震時で安全率が異なります(解表4-7。常時3、地震時2)。本ツールは最大地盤反力度と比べます(同指針が静力学公式の許容支持力度に対して示す、有効載荷幅による平均の地盤反力度との比較(式(解5-14))は行いません)。設計便覧(案)では、逆T型・L型擁壁の地盤の許容支持力度を300kN/m2(地震時は450kN/m2)としています(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(3))。設計便覧(案)を選ぶと300が入り、地震時は入力値の1.5倍と比べます(同 1.(9))。

3. 上部擁壁

L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みの擁壁の設計計算で保存したファイルから、上部擁壁の形式と入力値を読み込みます。

上部擁壁の形式は、L型・逆L型・逆T型・重力式・ブロック積みから選択することができます。

上部擁壁の基本条件

法担ぎがある場合は、盛土形状をそのまま扱うことができる試行くさび法によるのがよいとされています(擁壁工指針 5-2-4(2))。土圧係数法では法面を等分布荷重に置き換えて扱うため、法までの距離・法幅と、地表面の傾斜による土圧係数の増加は反映されず、法が擁壁に近く法幅が狭い場合は、形状どおりの土圧より小さくなることがあります。

参考値(盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-2、政令別表第二): 砂利又は砂 0.35、砂質土 0.40、シルト・粘土又はそれらを多く含む土 0.50。別表第二の値を使える背面の条件は同マニュアル 図Ⅷ・3-3 で確認してください。盛土等防災マニュアルの解説を選んだ場合の中地震時・大地震時は、この土圧係数(常時の値)による土圧に自重の慣性力を加えて照査します(同マニュアルの、別表第二の土圧係数を用いる場合の扱い)。道路土工 擁壁工指針の地震時は、地震時主働土圧係数を入力してください(躯体の慣性力は自動で加えます)。

擁壁自体の安定計算に用いる土圧の作用面です。「仮想背面」はかかと版後端を通る鉛直面で、道路土工 擁壁工指針 5-2-4(1) と盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕図Ⅷ・3-7 の方法です。作用面の状況が「土と土」となるため、壁面摩擦角は常時は仮想のり面傾斜角β′(地表面が水平なら0)、地震時は擁壁工指針 式(解5-8)による値とします。「実背面」は竪壁の背面を作用面とし、底版下端からの全高で土圧を求める盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕図Ⅷ・3-6 の方法で、壁面摩擦角は常時2φ/3・地震時φ/2(透水マット使用時は常時もφ/2)です。同マニュアルが地表面が水平な場合に限る方法としているため、法担ぎがあるときは選べません。盛土等防災マニュアルの解説の地震時の「自重の慣性力+常時の土圧」の組合せは常時の土圧を用いるため、壁面摩擦角も常時の値(仮想背面はβ′、実背面は2φ/3、透水マット使用時はφ/2)とします。竪壁の部材設計に用いる土圧は、この選択によらず竪壁背面で別に算定します。

上部擁壁の躯体形状

底版下端からの全高です(底版厚H2を含みます。竪壁自体の高さは、H1から竪壁直下の底版厚(H2+底版テーパーH3)を差し引いて算出されます)。

「自動計算」を選ぶと、転倒・滑動の照査(道路土工 擁壁工指針では転倒を偏心量で照査。支持力を比較するときは支持力の照査も)を満たし、合力が底面中央の2/3の範囲にある最小の基礎幅を、指定したピッチ刻みで探します。目標地耐力を設定した場合は、最大地盤反力度がその値以下になることも条件に加わります。底版の突起があるときは、突起を考慮した滑動の照査を用います(盛土等防災マニュアルの解説では、突起を考慮しない滑動の安全率1.0以上も条件に入ります)。盛土等防災マニュアルの解説の中地震時は転倒・滑動の安全率を照査しないため、合力の範囲と目標地耐力だけで決まります(転倒の照査に「安全率+偏心量で照査」を選んだときの偏心量 |e|≦B/3 は、合力の範囲の条件と同じです)。基部の壁厚を超える最小のピッチの倍数から順に広げ、最初に条件を満たした幅を採用します。部材(断面)計算の結果は幅の判定には用いません(求まった幅で通常どおり照査します)。

設定しない場合は、最大地盤反力度の大きさを基礎幅の条件にしません(支持力を比較するときは、支持力の照査が条件に入ります)。設定すると、最大地盤反力度が目標地耐力以下になることも条件に加わります。

基礎地盤の許容支持力度(地耐力)です。最大地盤反力度 qmax がこの値以下になるまで基礎幅を広げます。平板載荷試験・標準貫入試験などによる値を入力してください(直接基礎の地耐力計算で求めた許容支持力度を使う方法もあります)。設計便覧(案)を選んだときの地震時は、目標地耐力の1.5倍と比べます。

基礎幅を広げるきざみです。0.05なら5cm単位の幅になります。求まる基礎幅はこのピッチの倍数になります。

H2はかかと先端の底版厚です。H3は竪壁背面と底版上面の交差部でH2より厚くする量で、竪壁の下は一定厚、そこからかかと先端へ向かって薄くなります(0で一定厚)。

前面が末広がりに傾斜する幅(0で鉛直)。底版先端から擁壁天端までの水平のずれとして扱います(底版前面も同じ勾配で傾き、底版上面に段は生じません)。

背面が末広がりに傾斜する幅(0で鉛直)。底版上面から擁壁天端までの水平のずれとして扱います。

竪壁背面と底版上面(かかと版)の入隅に設ける45度の等辺ハンチの寸法です。高さ・水平の出とも f1 になります(0でハンチなし)。ハンチのコンクリートを自重に加え、その分のかかと版上の土砂を控除します。断面照査は、竪壁がハンチ上端(底版上面から f1 上)、かかと版がハンチ端(竪壁背面から f1 背面側)を設計断面とします。

「あり」を選ぶと、本ツールは底版の下に設けた突起を考慮して滑動を照査します。滑動の抵抗は、突起の先端を通る面を仮想の擁壁底面とみなしたせん断抵抗で求めます(擁壁工指針 参考5-2)。突起の自重は、躯体の自重に含めます。盛土等防災マニュアルの解説を選んだときは、突起を考慮しない滑動の安全率が1.0以上であることも照査します(同〔Ⅰ〕参考8.6)。突起の効果が期待できるのは、堅固な地盤や岩盤に、地盤を乱さないように施工した場合です。

突起の高さとは、底版下面から突起の先端までの寸法のことです。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕参考8.6では、高さを底版幅の0.10〜0.15倍とするとされています。擁壁工指針 参考5-2でも、底版幅の10〜15%が望ましいとされています。本ツールは、この範囲を外れたときに計算結果で注意を表示します。

突起の幅とは、突起の前面から背面までの水平の寸法のことです。突起の部材の照査では、この幅を断面の厚さとして用います。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕では、幅も高さと同程度のものが用いられているとされています。

底版後端から突起までの距離とは、底版の後端(かかと側の端)から突起の背面までの水平距離のことです。0にすると、突起の背面が底版の後端にそろいます。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕参考8.6では、突起を擁壁背面側(後方)に設けるとされています。擁壁工指針 参考5-2では、一般に擁壁底面の中央付近に設置するとされています。基礎幅を自動計算するときも、本ツールは底版後端からの距離を変えずに幅を探します。

上部擁壁の土砂形状

竪壁の背面(背面土の天端の高さでの位置)から法尻までの水平距離です。0にすると擁壁の直上から法が立ち上がります。土圧の算定方法に「土圧係数法」を選んだ場合、法面は γ×法高÷2 の等分布荷重に置き換えて土圧を求めるため、この値は土圧には反映されません(かかと版の上の土の形と、載荷重を載せる範囲には用います)。

法尻から法肩までの水平距離です。土圧の算定方法に「土圧係数法」を選んだ場合、法面は γ×法高÷2 の等分布荷重に置き換えて土圧を求めるため、この値は土圧には反映されません(かかと版の上の土の形と、載荷重を載せる範囲には用います)。

上部擁壁の材料

設計便覧(案)の標準設計で用いる裏込め土の種類です(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(4))。選ぶと、内部摩擦角 φ と背面土の単位体積重量 γ に同便覧の表の値が入ります。粘性土(C3)には、同便覧の表に適用の条件の但し書きがあります。φ か γ を書き換えると「直接入力」に切り替わります。

参考値: 道路土工 擁壁工指針 24.5kN/m3(鉄筋コンクリート、4-2-2)。設計便覧(案)も、鉄筋コンクリートは24.5kN/m3です(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8))。盛土等防災マニュアルの解説を選んだときの24kN/m3は、同マニュアルの計算例(参考8.21)の設計条件の値です。設計基準の選択に応じて自動入力されます。

設計便覧(案)を選ぶと、同便覧の鉄筋コンクリートの設計基準強度24が入ります(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8))。

土圧の作用面が「土とコンクリート」となる部分の壁面摩擦角δを、常時2φ/3に代えてφ/2とします(盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕Ⅷ・3・2・1 解説1(2)ア)。地震時土圧を用いる組合せは、透水マットの有無によらずφ/2です(盛土等防災マニュアルの解説の地震時の「自重の慣性力+常時の土圧」の組合せは常時の値を用いるため、透水マットを使用するとφ/2、使用しないと2φ/3です)。影響するのは、竪壁の部材設計に用いる土圧と、土圧の作用位置に「実背面」を選んだ場合の安定計算です。「仮想背面」の安定計算は作用面が「土と土」となるため影響を受けません。

参考値(盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-3、政令別表第三): 岩・岩屑・砂利・砂 0.50、砂質土 0.40、シルト・粘土又はそれらを多く含む土 0.30(擁壁の基礎底面から少なくとも15cmまでの深さの土を砂利又は砂に置き換えた場合に限る)。同マニュアルでは原則として μ=tanφ とし、基礎地盤が土の場合は0.6を超えないものとしています。設計便覧(案)では μ=0.6 とされています(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(6)。0.6を用いるときは、支持地盤の許容支持力度と基礎の施工条件に注意する旨の注があります)。設計便覧(案)を選ぶと0.6が入ります。

基礎地盤の粘着力 c とせん断抵抗角 φf は、突起の前の仮想の底面に沿うせん断抵抗に用います(擁壁工指針 式(参5-1))。突起の下面と突起より後ろの底面は、底版と地盤の摩擦係数 μ で抵抗するものとします。擁壁工指針 参考5-2では、岩盤の場合は c のみを評価して φ を無視する方法もあるとされています。ただし、値は岩盤の種類や亀裂の状態で大きく異なるので、決めるときには注意が必要です。

tanφf が底版と地盤の摩擦係数 μ を下回ると、突起を考慮した滑動の安全率は、突起を考慮しない値より小さくなります。

上部擁壁の荷重条件

背面の地表面に載る等分布荷重です。法担ぎがあるときは、法肩より奥の平場だけに載せます(土圧と、かかと版の上の載荷重の両方。盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕図Ⅷ・3-7)。道路土工 擁壁工指針の地震時は組み合わせません(同指針 4-2-1(2))。

チェックを入れると(デフォルト)、滑動と転倒の照査(転倒の照査に用いる合力の作用位置を含みます)では、かかと版の上の上載荷重を鉛直力に含めず、地盤反力度の算定には含めます。載荷重を擁壁に最も不利となるように載荷する考え方で、道路土工 擁壁工指針 4-2-3 の扱いです。チェックを外すと、滑動と転倒の照査にもかかと版の上の上載荷重を含めます。背面の土圧に加わる上載荷重は、この選択によらず考慮します。

上部擁壁の配筋条件

竪壁・底版・突起のかぶりの入力値の意味です。芯かぶりはコンクリート表面から主鉄筋の中心まで、純かぶりは主鉄筋の表面までの距離で、有効高さは芯かぶりなら d = h − c、純かぶりなら d = h − c − 鉄筋径/2 で求めます。構造図作成へ引き継ぐときは純かぶりに換算して渡します。

自動計算では、指定した範囲の鉄筋径とピッチの組み合わせをすべて試し、コンクリート圧縮・せん断・鉄筋引張の照査をすべて満たすもののうち、優先順位にしたがって1つを選びます。配筋が決まっている場合は「直接入力」のままにしてください。

照査を満たす組み合わせが複数あるときの選び方です。「鉄筋量」は単位幅あたりの断面積が最も少ないもの、「鉄筋本数」はピッチが最も広いもの(本数が少ないもの)を選びます。

ピッチを試すきざみです。最小ピッチから、このきざみで最大ピッチ以下まで試します。

自動計算では、指定した範囲の鉄筋径とピッチの組み合わせをすべて試し、コンクリート圧縮・せん断・鉄筋引張の照査をすべて満たすもののうち、優先順位にしたがって1つを選びます。配筋が決まっている場合は「直接入力」のままにしてください。

照査を満たす組み合わせが複数あるときの選び方です。「鉄筋量」は単位幅あたりの断面積が最も少ないもの、「鉄筋本数」はピッチが最も広いもの(本数が少ないもの)を選びます。

ピッチを試すきざみです。最小ピッチから、このきざみで最大ピッチ以下まで試します。

本ツールは、水平力 H_T(擁壁工指針 式(参5-3))を突起の高さの1/2に受ける片持ばりとして、突起を照査します。固定端は底版との付け根で、断面の厚さは突起の幅 bt です。許容応力度は、底版と同じ値を用います。

上部擁壁の許容値

盛土等防災マニュアルの解説の常時と中地震時の転倒の照査です。「安全率のみで照査」は同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8 のとおり、常時は安全率で照査し、中地震時は転倒を照査しません。「安全率+偏心量で照査」は、あわせて合力の作用位置の偏心量を照査し、総合判定と基礎幅の自動計算に含めます。常時は底版中央の1/3(ミドルサード)の中にあること(|e|≦B/6)、中地震時は底版中央の2/3の中にあること(|e|≦B/3)を照査します(中地震時は安全率を照査しないので、偏心量だけの照査になります)。偏心量の照査は同マニュアルには無いので、自治体との協議などで求められた場合に選んでください(大地震時は安全率のみで照査します)。

地震時の部材照査に用いる割増し係数です。設計基準の選択に応じて自動入力されます(建築基準法施行令第91条では短期=長期の2倍、道路土工 擁壁工指針 表4-2では1.50)。

同上(建築基準法施行令第90条表二では異形鉄筋の短期=基準強度F、道路土工 擁壁工指針では表4-10の地震時の基本値に表4-2の割増し係数1.50を乗じた値に相当)。設計便覧(案)を選んだときは、常時の値に掛けて道路土工 擁壁工指針と同じ地震時の値(SD345は300、SD295Aは270)に相当する係数が入ります。

設計基準の選択とコンクリートの設計基準強度に応じて自動入力されます(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第91条のFc/3、道路土工 擁壁工指針は表4-3の曲げ圧縮応力度)。表4-3は設計基準強度21〜40の値で、表にない値の補間は30までで、30を超える表にない値は設計基準強度の1/3とします(40は表の値)。21未満は表の範囲外のため自動入力しません。

同上(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第91条のFc/30。Fcが21を超える場合は平成12年建設省告示第1450号 第二の 0.49+Fc/100。道路土工 擁壁工指針は表4-3のτa1で、30を超え40未満は30の値、40を超える場合は40の値とします)。τa1には有効高及び軸方向引張鉄筋比に関する補正係数(表4-4・表4-5)を断面ごとに自動で乗じます。本ツールは斜引張鉄筋を配置しない前提でτ≦τa1を照査します。

設計基準と使用鉄筋材に応じて自動入力されます(盛土等防災マニュアルの解説は建築基準法施行令第90条表二のF/1.5で、径28mm以下は215、28mmを超える径(D29以上)は195を上限とします。配筋を自動計算するときは径28mm以下の値を入れ、D29以上の候補には195の上限を掛けて照査します。道路土工 擁壁工指針は表4-10の一般の部材の値)。設計便覧(案)を選ぶと160が入ります(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(8)。どのような状況で使うかを決められない標準設計の値として、厳しい環境下の部材の値にしたとされています)。現地の条件で明らかに一般の部材のときは、道路土工 擁壁工指針の値を入力します。

デフォルトでは、最大地盤反力度を必要地耐力として表示するだけで、支持力は照査しません。「入力した許容支持力度と比較する」を選ぶと、最大地盤反力度が入力した地盤の許容支持力度(地耐力)以下かを照査し、総合判定と基礎幅の自動計算に含めます。許容支持力度そのものは計算しないので、求めるときは計算結果から直接基礎の地耐力計算へ連動してください。盛土等防災マニュアルの解説の中地震時は、支持力を照査しません(同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8)。設計便覧(案)を選ぶと「入力した許容支持力度と比較する」が選ばれ、地震時は最大地盤反力度を許容支持力度の1.5倍と比べます(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(9))。

検討ケースに応じた値を入力してください。盛土等防災マニュアルの解説では、常時は長期許容支持力度、大地震時は極限支持力度と比べます(同〔Ⅰ〕表Ⅷ・3-8)。道路土工 擁壁工指針では、常時と地震時で安全率が異なります(解表4-7。常時3、地震時2)。本ツールは最大地盤反力度と比べます(同指針が静力学公式の許容支持力度に対して示す、有効載荷幅による平均の地盤反力度との比較(式(解5-14))は行いません)。設計便覧(案)では、逆T型・L型擁壁の地盤の許容支持力度を300kN/m2(地震時は450kN/m2)としています(設計便覧(案)道路編 第3章 第3節1.(3))。設計便覧(案)を選ぶと300が入り、地震時は入力値の1.5倍と比べます(同 1.(9))。

4. 上部擁壁の配置

離れ L は、下部擁壁の躯体の最も背面側の点を通る鉛直線から、上部擁壁の底面の前端までの水平距離です。最も背面側の点は、L型・逆T型・逆L型では底版の後端、重力式・ブロック積みでは躯体の断面の最も背面側の点です。

上部擁壁の底面の高さは、下部擁壁の天端から上部擁壁の底面までの高さで、上向きを正とします。上部擁壁の底面が下部擁壁の天端より下にある場合は、負の値を入れてください。

下部擁壁の背面の土質は、θ角度を決める土の種類です。θ角度は、下部擁壁の底面の後端から引く線と水平のなす角度です。

上部擁壁の基礎地盤が軟弱な場合は、チェックを入れてください。チェックを入れると、上部擁壁の根入れの目安が、地上高の 15/100 以上かつ 35cm 以上から、20/100 以上かつ 45cm 以上に変わります。

リアルタイムプレビュー

計算方法と適用範囲 計算式・適用範囲・使用基準と参考文献

このツールで計算できること

下部擁壁の背面(小段の奥)に上部擁壁を設ける二段擁壁について、延長1mあたりの断面で、上部擁壁と下部擁壁をそれぞれ計算します。上部擁壁の底面の地盤反力を上載荷重として下部擁壁の土圧に含め、上部擁壁の荷重が下部擁壁の安定と部材に与える影響を求めます。

計算方法・使用式

  • 上部擁壁の計算: 上部擁壁は、選んだ形式の単独の擁壁として、各形式の擁壁の設計計算と同じ方法で安定計算と部材計算を行います。上部擁壁の照査の結果は、単独の擁壁として計算した結果と同じです。
  • 上部擁壁の反力: 上部擁壁の常時の計算で支持の照査に用いた鉛直地盤反力度の分布(台形または三角形)を、上部擁壁の底面の高さに載る上載荷重として下部擁壁へ渡します。検討ケースが地震時の場合も、上部擁壁の常時の分布を使います。
  • 道路土工 擁壁工指針と設計便覧(案)の地震時は、上載荷重を組み合わせない扱いに合わせて、上部擁壁の上載荷重を除いた分布を使います。上部擁壁の常時の鉛直力の合力が底面の外にある場合は、分布を決められないので、下部擁壁を計算しません。
  • 下部擁壁の土圧: 下部擁壁の土圧は試行くさび法で求めます。土くさびの重量には、小段の土・上部擁壁の反力・上部擁壁の背面の盛土・上載荷重のうち、すべり面より上にある分を含めます。上部擁壁の底面の範囲で底面より上にある小段の土は、上部擁壁の反力に置き換えるので含めません。
  • 土圧の増分: 上部擁壁の荷重を含めた土圧が含めない土圧より大きい場合は、その差を土圧の増分 ΔP として下部擁壁の土圧に足します。ΔP の作用位置は、土圧の作用面に沿って深さを刻んで求めた土圧の増分の分布の重心とします。上部擁壁の荷重を含めた土圧の方が小さい場合は、含めない土圧を使います。
  • 下部擁壁の照査: 下部擁壁は、土圧の増分を含めて、選んだ形式の擁壁の設計計算と同じ方法で安定計算と部材計算を行います。竪壁を持つ形式(L型・逆L型・逆T型)は、竪壁の背面についても同じ方法で土圧の増分を求め、竪壁の断面力に含めます。
  • 配置の確認: 上部擁壁の底面の前端が、下部擁壁の底面の後端から背面の土質に応じた θ角度で引いた線より下にあるかを確認します。線より下にある場合は離れ L(0.4H′ 以上かつ 1.5m 以上)を、線より上にある場合は上部擁壁の根入れ D′(0.15H′ 以上かつ 0.35m 以上。上部擁壁の基礎地盤が軟弱な場合は 0.20H′ 以上かつ 0.45m 以上)を判定します。
  • 盛土等防災マニュアルの解説を選んだ場合は、離れまたは根入れの判定を総合判定に含めます。道路土工 擁壁工指針と設計便覧(案)を選んだ場合は、θ角度・離れ・根入れを参考として示します。上下ともブロック積みの場合は、どの基準でも小段の幅(2.0m 以上)を判定します。

入力と出力

入力: 基本条件(準拠する設計基準・検討ケース・設計水平震度)、下部擁壁と上部擁壁の形式と各形式の入力(躯体形状・土砂形状・材料・荷重条件・配筋条件・許容値など)、上部擁壁の配置(離れ L・上部擁壁の底面の高さ・下部擁壁の背面の土質・上部擁壁の基礎地盤)。

出力: 上部擁壁と下部擁壁の安定計算と部材計算の OK・NG、上部擁壁の荷重による下部擁壁の土圧の増分、上部擁壁の配置の確認。計算過程つきの帳票(計算書)を出力できます。

適用範囲・計算上の仮定

  • 延長1mあたりの2次元断面として計算します。上部擁壁が下部擁壁の躯体の上に重なる配置(離れ L が負)は扱いません。
  • 下部擁壁が L型・逆T型の場合は、下部擁壁の安定計算の土圧の作用面を、かかと版の後端を通る鉛直な仮想背面とします。下部擁壁の法担ぎは扱わず、小段は水平な地表面とします。上部擁壁の背面の地表面は、上部擁壁の土砂形状の入力で決まります。
  • 上部擁壁の底面の水平の反力(摩擦)は、下部擁壁の土圧に含めません。上部擁壁の背面の盛土を通るすべり面のせん断抵抗角にも、下部擁壁の内部摩擦角を使います。
  • 上部擁壁の基礎の支持力が、傾斜した地盤や下部擁壁への近接によって低下することは考慮しません。上部擁壁の支持の照査は、上部擁壁の入力で、単独の擁壁と同じ方法で行います。
  • 下部擁壁がブロック積みの場合、土圧の増分が効くのは参考の転倒・滑動と地盤反力度だけです(経験に基づく設計法による断面の照査と支持の照査は、土圧を使わないため)。
  • 背面の盛土と基礎地盤を含む斜面全体の安定(円弧すべり)は計算しません。二段擁壁では、斜面全体の安定も別に検討してください。地下水位・水圧は考慮しません。

使用基準・参考文献・設計者が確認すべき事項

  • 盛土等防災マニュアルの解説〔Ⅰ〕[第二次改訂版](令和5年11月): 擁壁設置上のその他の留意事項(Ⅷ・3・2・4 の 7、図Ⅷ・3-24・図Ⅷ・3-25、表Ⅷ・3-11 の土質別角度 θ)、積載荷重と地震時慣性力(Ⅷ・3・2・2 の 7・8)。 Amazonで見る
  • 道路土工-擁壁工指針(平成24年度版、日本道路協会): 荷重の組合せと載荷重(4-2-1、4-2-3)、試行くさび法による主働土圧と作用位置(5-2-4)、ブロック積擁壁の適用条件と多段ブロック積の設計(5-7-4(1)(4))。 Amazonで見る

各形式の擁壁の照査の方法と準拠する基準は、L型擁壁・逆L型擁壁・逆T型擁壁・重力式擁壁・ブロック積み擁壁の設計計算の技術解説に書かれています。

自治体によっては、二段擁壁を認めていない場合があります。採用値の妥当性、上部擁壁の基礎地盤の支持力、斜面全体の安定、排水工は、設計者が別途確認してください。

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二段擁壁の断面図

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