宅地用L型擁壁の安定計算・構造計算｜土質区分を選ぶだけで土圧係数が入る

計算方法と適用範囲

このツールで計算できること

宅地に用いるL型擁壁（つま先版のない、かかと版のみの片持ち梁式擁壁）について、延長1mあたり・常時の設計計算を行います。土質区分（1種・2種・3種）を選ぶだけで土圧係数KA・単位体積重量γt・内部摩擦角φ・基礎地盤の摩擦係数μが決まるため、土質定数を個別に調べなくても計算を始められます。土圧の算定、滑動・転倒・偏心量の安定計算、最大地盤反力度の算定、竪壁基部・かかと版の許容応力度法による部材（断面）計算を行います。

計算方法・使用式

• 土圧（簡易式）: 上載荷重qのうち5kN/m2を超える分を土に換算し、換算盛土高 H′＝H1＋(q−5)/γt として土圧を算定します。土圧分布は上端0・下端 KA・γt・H′ の三角形分布とし、合力は PA＝1/2・KA・γt・H′^2、その作用位置は底版下端から H′/3 の高さとします。上載荷重が5kN/m2以下のときに擁壁高を減らすことはしません（換算分は0未満にしません）。
• 土圧（試行くさび法）: すべり角ωを刻み幅ごとに変え、各ωについてくさびの自重W（法担ぎがある場合は法面形状をそのまま地表面として算定）から P(ω)＝W・sin(ω−φ)/cos(ω−φ−δ) を求め、その最大値を主働土圧として採用します。合力の作用位置は高さの1/3とします。
• 壁面摩擦角δ: 透水マットを使用する場合は δ＝φ/2、使用しない場合は δ＝2φ/3 とします。安定計算では土圧合力PAをそのまま水平力として扱い（鉛直成分を見込まない安全側の扱い）、竪壁の断面計算では水平成分 PAH＝PA・cosδ を用います。
• 法担ぎ: 擁壁天端を法肩として、法幅：法高の勾配で法面が立ち上がり、その先は平坦として上載荷重qが載る形状として扱います。簡易式では法面部分（法幅×法高の直角三角形断面）の土砂重量を法幅の区間に均等分布する上載荷重に置き換えて換算盛土高に加算します（盛土等防災マニュアルの解説に示された換算図表によるものではありません）。試行くさび法では法面形状をそのまま地表面としてくさびの自重を算出します。
• 安定計算: 滑動は Fs＝ΣV・μ/ΣH ≧ 1.5、転倒は Fs＝ΣMr/ΣMt ≧ 1.5、および合力の作用位置の偏心量 |e| ≦ B/6 で照査します。擁壁前面の受働抵抗は見込みません。フェンス荷重を考慮する場合は、擁壁天端から1.1m上に水平力1.0kN/mが作用するものとして水平力・転倒モーメントに加えます。
• 地盤反力度: |e|≦B/6のとき台形分布 qmax＝ΣV/B・(1+6e/B)、B/6を超えるときは有効載荷幅による三角形分布 qmax＝2ΣV/(3(B/2−|e|)) とします。
• 基礎幅の自動計算: 基礎幅Bの決め方は「自動計算」が既定です。上記の安定計算（滑動・転倒・偏心量）を満たし、（目標地耐力を設定した場合は、最大地盤反力度qmaxがその値以下になることも条件に加えて）最小の幅を、指定したピッチ刻みで探します。基部の竪壁厚（背面ハンチがあるときはその出も含む）を超える最初のピッチの倍数から順に幅を広げ、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ず、求まった幅に対して通常どおり照査します。断面寸法が決まっている場合は「直接入力」に切り替えられます。
• 背面ハンチ f1: 竪壁背面とかかと版上面の入隅に設ける45度の等辺ハンチ（高さ・水平の出とも f1）です。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て安定計算に反映します。部材の断面照査には用いません（竪壁は基部、かかと版は竪壁背面位置を設計断面とし、ハンチによる断面の増加・土砂の減少を見込まない安全側の扱いとします）。
• 部材計算: 許容応力度法（単鉄筋長方形断面、ヤング係数比n＝15）です。有効高dは断面厚から主鉄筋の芯かぶりを差し引いて求めます。竪壁は竪壁高（H1−H2）の範囲に生じる土圧を受ける片持ばりとして基部断面で照査します。かかと版は竪壁背面位置を固定端として、上載土砂・載荷重・底版自重（下向き）と地盤反力（上向き）の差し引きで曲げモーメント・せん断力を求めます。せん断応力度は τ＝Q/(b・j・d) とします。

入力と出力

入力: 基礎幅の決め方（自動計算／直接入力）と、自動計算のときの目標地耐力・調整ピッチ、躯体形状（擁壁高H1・天端幅T1・背面テーパーT3・基礎幅B・底版厚H2・背面ハンチ高f1。寸法の記号はL型擁壁の安定計算・構造計算と共通です）、背面土と基礎地盤の土質区分（KA・γt・φ・μは区分を選ぶと参考値が入り、個別に直せます）、透水マットの使用、上載荷重q・フェンス荷重、土圧の算定方法と法担ぎ、コンクリート強度Fc・単位体積重量・鉄筋材、竪壁と底版の配筋（径・ピッチ・芯かぶり）。

出力: 滑動・転倒の安全率と偏心量の照査結果、最大地盤反力度qmax、竪壁基部・かかと版の応力度照査（コンクリート圧縮σc・せん断τ・鉄筋引張σs）のOK/NG判定。計算過程つきの帳票（計算書）を出力でき、構造図作成ツール・直接基礎の地耐力計算ツール・地盤改良の検討ツールへ条件を引き継げます。

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。
• 常時のみを扱います。地震時（設計水平震度を用いた震度法による照査）には対応していません。地震時の検討が必要な場合はL型擁壁の安定計算・構造計算をお使いください。
• つま先版のないL型断面が対象です。前面は鉛直、竪壁の背面のみが基部に向かって広がるテーパー形状、底版は一定厚として扱います（前面テーパー・底版テーパーは扱いません）。
• 背面ハンチは安定計算にのみ考慮し、部材の断面計算には用いません。ハンチ自体の断面計算も行いません。
• 背面土は単一土層・水位なしとし、地下水位・水圧・浮力は考慮しません。
• 滑動照査では受働土圧による抵抗を見込みません。
• 支持力の照査は行いません（最大地盤反力度の算出まで）。許容支持力度との比較は、直接基礎の地耐力計算などで別途行ってください。
• かかと版の断面照査は上側引張（底版上側主鉄筋）を仮定した評価です。地盤反力のほうが大きく下側が引張となる場合は、上側鉄筋による照査は安全側の簡略評価となります。
• 許容安全率（滑動・転倒とも1.5）と許容応力度は自動的に決まります。事業・地域の基準で別の値を用いる場合は対象外です。

使用基準・参考文献・設計者が確認すべき事項

• 盛土等防災マニュアルの解説［第二次改訂版］（令和5年11月）: 土質区分ごとの土圧係数・単位体積重量・内部摩擦角・基礎地盤の摩擦係数の参考値、常時の照査項目と安全率。
• 建築基準法施行令 第90条 表二・第91条: コンクリートの許容圧縮応力度（Fc/3）、許容せん断応力度（Fc/30 かつ 0.49＋Fc/100 以下）、異形鉄筋の許容引張応力度（F/1.5。215N/mm2を超える場合は215N/mm2）。

土質区分の参考値は、粒度試験・三軸圧縮試験によらずに設計する場合の目安です。1種・2種の値を用いる場合は粒度試験による証明が、試行くさび法を用いる場合は三軸圧縮試験による内部摩擦角φの確認が必要です。基礎地盤が必要な地耐力を保有していることは、平板載荷試験や標準貫入試験により別途確認してください。根入れ深さ、排水工、地下水位の影響、背面土の締固めについても設計者が別途確認してください。