直接基礎の地耐力計算｜直接基礎の支持力、沈下量の計算

計算方法と適用範囲

このツールで計算できること

直接基礎（矩形・円形・連続）について、テルツァーギの支持力公式による許容支持力の検討、応力分散による2層地盤（下層）の支持力の検討、正規圧密粘土層の圧密沈下量の検討を行います。長期（常時）・短期の両方の検討に対応します。

計算方法・使用式

• 極限支持力: qu = α・c・Nc + β・γ・B′・Nγ + γ1・Df・Nq（テルツァーギの支持力公式。α・βは基礎形状による形状係数）。許容支持力度は qa = qu/Fs（長期Fs=3、短期Fs=1.5が既定値）。
• 支持力係数Nc・Nq・Nγ: 告示方式（平成13年国交省告示第1113号の別表の数値をφで直線補間）と、一般式（Nq・NcはReissner/Prandtlの理論式、NγはVesic式）を選択できます。
• 土質定数: N値からの推定（砂質土のφ: φ=√(20N)+15 または 道路橋示方書のφ=√(15N)+15、粘性土のc: c=6.25N）と直接入力を選択できます。
• 地盤反力度: 荷重（N・H・e）入力時は偏心量から底面反力度分布（|e|が長期B/6・短期B/3以内なら台形分布、超える場合は三角形分布の略算値）を求め、qa ≧ q を照査します。最大地盤反力度の直接入力にも対応します。
• 2層地盤の検討: 基礎底面の荷重が鉛直2:水平1で分散するものとして下層上面の鉛直応力σzを求め、下層の許容支持力度qa2と比較します。
• 圧密沈下: 正規圧密の沈下量 S = H・Cc/(1+e0)・log10((p0+Δp)/p0) を求めます（Δpはブーシネスクの式による応力増分）。圧密降伏応力pcを超えない範囲は沈下しないものとして扱い、許容沈下量と比較します。
• 地下水位を入力した場合、水位以下の単位体積重量は水中単位体積重量（γ−9.81）へ自動で低減します。

入力と出力

入力: 基礎形状（矩形・円形・連続）と寸法（B・L・D・根入れ深さDf）、支持力係数の求め方、検討ケース（長期/短期）、荷重（鉛直N・水平H・偏心量e、または最大地盤反力度）、支持地盤の土質（砂質/粘土質、N値または c・φ直接入力、単位体積重量、地下水位）、2層地盤の条件（下層深さ・土質）、圧密の条件（粘土層厚・p0・pc・Cc・e0・許容沈下量）、安全率。

出力: 極限支持力qu・許容支持力度qaと地盤反力度の比較、2層地盤の検討（σzとqa2の比較）、圧密沈下量と許容沈下量の比較のOK/NG判定。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

• 連続基礎は延長1mあたり、矩形・円形は基礎全体で計算します。
• 支持力公式は全般せん断破壊を仮定した式です。緩い地盤（局部せん断破壊）には係数の低減が必要になる場合があります。
• 許容支持力度には荷重の傾斜・底面の傾斜による低減を含めていません（荷重の傾斜角は参考値として表示します）。
• 2層地盤の応力分散は鉛直2:水平1の簡便法です。
• 圧密沈下は正規圧密（p0+Δp > pc の範囲）の一次圧密のみで、即時沈下・二次圧密は含みません。
• 最大地盤反力度を直接入力した場合は、鉛直力の合力が分からず荷重の広がりを求められないため、2層地盤の検討は行いません。圧密沈下は増加応力Δpを底面の反力度から求めるため、この入力方法でも検討できます。
• 地震時の支持力（液状化・繰返し荷重）は対象外です。

使用基準・参考文献・設計者が確認すべき事項

• 平成13年国土交通省告示第1113号（地盤の許容応力度）: 支持力係数の別表・直線補間の方法。
• 道路橋示方書・同解説Ⅳ下部構造編（平成29年11月、日本道路協会）: N値からのφの推定式（φ=√(15N)+15）。
• テルツァーギの支持力理論（Nc・Nq）およびVesicのNγ式（一般式選択時）。

N値からの土質定数の推定は概略値です。重要な構造物では土質試験によるc・φの設定を推奨します。基礎の根入れの確保、地下水位の季節変動、液状化の可能性、隣接構造物の影響は本ツールの計算外です。設計者が別途確認してください。