「地すべり防止工事士」講習会テキスト －大阪－ 平成 18年度版 (社)斜面防災対策技術協会 9p 2006.09.30 大阪証券取引所ビル北浜フォーラム

目 次

1.安全率とは---------------------------------------------------- 1

2.安定解析とは------------------------------------------------- 3

3.防災設計とは------------------------------------------------- 5

4.防止工事とは------------------------------------------------- 8

5.まとめ---------------------------------------------------------- 9

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斜面防災対策の考え方 有限会社太田ジオリサーチ 林 義隆 1.安全率とは 斜面防災工事を行う場合，その工事量の算定基準となるものが，安全率である． 多くの場合 斜面の抵抗力 安全率＝------------------------------------ 斜面の滑動力 と定義し， 被災時或いは現況の安全率 Fs＝0.95 ～ 1.00 とおき， 対策工事後の目標安全率 Fsp=1.12※1 ～ 1.20 として，工事量を決定している． 斜面対策工事量 ＝ 計画安全率 － 被災時安全率 を埋め合わせるための工事量 藤田(1911)※2によれば，ダム貯水池周辺の地すべりに対して， 「抑止工が実地に数多く適用されるようになった昭和 40 年代後半から計画安全率として経験的に抑止工によって 1.20 を保持すれば地すべりの安定が確保できることが知られて以来，無暗な安全率による膨大な防止工を計画する必要がなくなり・・・・」 とあり，そもそも計画安全率とは，経験的に得られたものであることが推測される． 計画安全率を設定する時の留意事項；現況を Fs=1.0前後にとした場合，斜面の安定は 昭和 40年代から用いられてきた 2次元安定解析（簡便法）を用いた場合に，２割程度安定度を上昇させれば経験的に安定化できる対策量のことである． すなわち計画安全率とはある計算条件の下で有効な数字であると考えられる． 安全率は絶対的な数字ではないことに留意する必要がある．

※1 災害手帳の場合 ※2 藤田壽雄「水没する地すべり斜面の安定解析と安定対策工に関する研究」平成３年１月学位論文

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＜安全率についての応用的な考え方＞ ・土塊量の大きい地すべりに関する計画安全率の考え方 ・地山を切土した場合の切土法面の計画安全率の考え方 ・簡便法よりも精度のよい安定計算方法による安全率の考え方 ・絶対的な安全率の考え方

－メモ－

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2.安定解析とは 安定解析とは，斜面対策に於いて，斜面を安定させるために必要な工事規模を算出する

ことである． 安定解析の種類 2次元安定解析 ----------すべり面形状での分類 円弧すべり 非円弧すべり 複合すべり 計算手法での分類 簡便法（フェレニウス法） ヤンブ法 モル

ゲンシュタイン＆プライス法 3次元安定解析 ----------簡便法の拡張 ヤンブ法の拡張 スペンサー法の拡張 以下の写真は，砂質土の崩壊実験である．2次元で表現するとどれも全く同じ断面である．

側部抵抗体なし＝安息角，崩壊角度 35゜ 側部抵抗あり 崩壊角度 44゜

斜面幅が狭い 崩壊角度 61゜ 末端部閉塞 崩壊角度 60゜

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＜安定解析上の応用的な考え方＞ ・2次元断面法や逆算法の利点をどう生かすか？ ・順算法で地すべり対策ができるか※1？

3次元安定解析では，，，上記の強度区分を用いると

すべり力[kN] 抵抗力[kN] すべり面積[m２] 安全率

918520 929161 23689 1.01

周縁部は、すべり面積が全体の 36％であるのに対し、抵抗力は 51％を占める。

2次元安定解析では，，，

強度定数 ピーク強度を適用 完全軟化強度を適用 残留強度を適用

安全率 3.32 1.89 0.65

※1美馬ほか（2006）「せん断特性による周縁部強度の選定」日本地すべり学会第 45回研究発表会講演予稿集．

(3)末端部 SW1 ピーク強度

（三軸 CU 試験）

すべり面の 3次元的な強度区分を用いて土質試験値を用い順算法で地すべり安定解析を行った事例

(1)底部 残留強度

（リングせん断試験 繰返し一面せん断試験）

(2)頭部 完全軟化強度

（一面せん断試験）

(4)側部 ピーク強度

（一面せん断試験）

(3)末端部 SW2 ピーク強度

（三軸 CU 試験）

a

a’

b’b

サイドフリクションの概念図

地すべり 土塊

サイドフリクション

底部強度 すべり方向

51%

36%

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3.防災設計とは ・法枠工の設計

左写真；地震の際

に無対策の自然斜

面は崩壊し，法枠

を施工した斜面は

崩壊せずに残って

いる．左側の崩壊

を抑止するための

設計力を法枠に与

えたら，設計計算

上果たして右側の

法枠がもつであろ

うか？

一方，通常の切土法面でさほど降雨もないのに，ロックボルト付法枠が破壊している例

もある．設計計算上どのように考えたらよいであろうか．法枠の設計を「与えられた外力

と梁との間の応力

計算」での最適解

を求める（最適モ

デルの選定）とい

う，材料工学的な

問題に単純化して

いないだろうか．

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・ロックボルトの設計と設計計算内での安全率 現在ロックボルトの設計は，①引張り補強 ②せん断補強 ③曲げ補強のうち 主に①引張り補強を考慮して行なわれれていることが多い※1． 設計上の安全率として，極限周面摩擦抵抗の安全率を 2.0（永久）とし，許容抵抗力を算出している．さらに，ロックボルトによる設計引張り力を求める場合，これにλ＝0.7と言う低減係数をかけて用いている． すなわち，ロックボルトが地山とグラウトの付着力により設計される場合は，当初定義

された極限周面摩擦による抵抗力の（１÷２．０）×０．７＝０．３５倍が設計に用いら

れる周面摩擦となる． この場合計画安全率を Fs=1.2 現況安全率を Fs=1.0として算出した必要抑止力に対して （1÷0.35）＝２．８５倍の安全をさらに見ているということにならないだろうか？ 但し，周面摩擦が正しく評価できたとした場合である． 周面摩擦と同じようにグラウトと鉄筋の摩擦，或いは鉄筋の引張強度にもそれぞれ安全

率がかかっている．従って，斜面の安定計算に含まれる安全率に加えて，対策工設計上の

安全率が常に見込まれていることになる． 以上から少なくとも，設計引張り力÷λ（0.7）＝1.4 倍以上の安全率がこの設計には見込まれていることがわかる．言い換えれば，ロックボルト単独で斜面対策を行う場合の設

計計算を含む全体の安全率を考えると，安全率上昇分は⊿Fs=0.2×1.4以上＝0.28以上となり，実際には斜面の計画安全率が Fs=1.28以上になっているという考え方もできる．

地山とグラウトの周面摩擦抵抗から算

出されるロックボルトの許容抵抗力

３者の最小値にさらに安全率

λ＝0.7をかける

永久＝2.0

必要抑止力計画安全率－現況安全率

道路橋示方書の安全率

グラウトと鉄筋の周面摩擦抵抗から算出さ

れるロックボルトの許容抵抗力

補強材の許容引張り力から算出される

ロックボルトの許容抵抗力

ロックボルトの設計引張り力

道路橋示方書の安全率+腐食代1mm+

防錆加工

≦ロックボルトの極限抵抗力

※1 旧 JH「切土補強土工法設計・施工指針」など，指針などではロックボルトを補強材という名前で用いている．

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＜防災設計上の応用的な考え方＞ ・ロックボルトの確認試験では，設計荷重までかけることが多いが，設計荷重で抜けてし

まうということは，設計の安全率まで考えた場合どういうことになるのだろうか？ ・アンカーには設計上どの程度の安全率がかかっているのだろうか？ ・法枠の梁形式の差が斜面対策に及ぼす影響は？ ・杭工の剪断杭 補強杭 クサビ杭 は同じように背面土圧が期待できるすべりに適用す

るが，設計の安全率の上ではどのようなことになるのか？ ・抑止工が破壊される場合があるが，設計上の安全率と，安定解析上の安全率がかかって

いることを勘案すると，常識では考えにくい．一体なにが原因なのであろうか？

－メモ－

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4.防止工事とは 設計書や設計図面通りに構造物を築造することが施工の一つの姿である．しかし，斜面

対策，ことに地下水排除工では図面通りに横ボーリングを施工しても地下水が出てこない

ということを経験する． 下記は平成 13年に作成したある地すべり地での集水ボーリング工施工指針である． 集水ボーリングの設計施工が一括して行われない場合には地すべり対策の目的を達成する

ために下記のような品質管理が重要であり，地すべり防止工事士の果たす役割は大きい．

＜防止工事の応用的な考え方＞ 地すべり対策が性能規定になっていった場合の地すべり防止工事士の果たすべき役割と

はどのようなものであろうか？

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5.まとめ 1.安全率とは 計画安全率に基づく対策；対策前の現況を Fs=1.0 前後とした場合，斜面の安定は昭和40年代から用いられてきた 2次元安定解析（簡便法）を用いた場合に，２割程度安定度を上昇させれば経験的に安定化できる対策量のことである． 2.安定解析とは 安定解析とは，斜面対策に於いて，斜面を安定させるために必要な工事規模を算出する

ことである． 3.防災設計とは 現在の防災設計は，「与えられた外力における構造物応力計算」での最適解を求める（最

適モデルの選定）という，材料工学的な問題に単純化していないだろうか． 4.防止工事とは 設計書や設計図面通りに構造物を築造することが施工の一つの姿である．しかし，斜面

対策では不十分ではないだろうか．ここに地すべり防止工事士の存在意義があるように思

える．