東海第二発電所 審査資料
資料番号PD-2-10 改 5
提出年月日
平 成 29 年 6 月 26 日

東海第二発電所
津波による損傷の防止

平成 29 年 6 月
日本原子力発電株式会社

本資料のうち，は商業機密又は核物質防護上の観点から公開できません。

下線部：今回提出資料

目

次

第1部
1.

基本方針

1.1

要求事項の整理

1.2

追加要求事項に対する適合性(1)

位置，構造及び設備(2)(3)

安全設計方針
適合性説明

1.3

気象等

1.4

設備等

1.5

手順等

第2部
Ⅰ．はじめに
Ⅱ．耐津波設計方針
1. 基本事項
1.1

設計基準対象施設の津波防護対象の選定

1.2

敷地及び敷地周辺における地形及び施設の配置等

1.3

基準津波による敷地周辺の遡上・浸水域

1.4

入力津波の設定

1.5

水位変動・地殻変動の評価

1.6

設計または評価に用いる入力津波

2. 設計基準対象施設の津波防護方針
2.1

敷地の特性に応じた津波防護の基本方針

2.2

敷地への浸水防止（外郭防護１）(1) 遡上波の地上部からの到達，流入防止(2) 取水路，放水路等の経路からの津波の流入防止
2.3

漏水による重要な安全機能への影響防止（外郭防護２）2.4 重要な安全機能を有する施設の隔離（内郭防護）(1) 浸水防護重点化範囲の設定(2) 浸水防護重点化範囲における浸水対策
2.5

水位変動に伴う取水性低下による重要な安全機能への影響防止(1) 非常用海水冷却系の取水性(2) 津波の二次的な影響による非常用海水冷却系の機能保持確認
2.6

津波監視設備3. 施設・設備の設計方針
3.1

津波防護施設の設計

3.2

浸水防止設備の設計

3.3

津波監視設備3.4

施設・設備の設計・評価に係る検討事項

下線部：今回提出資料

添 付 資 料１

審査ガイドとの整合性（耐津波設計方針）

２

設計基準対象施設の津波防護対象設備とその配置について

３

耐津波設計における現場確認プロセスについて

４

津波シミュレーションに用いる数値計算モデルについて

５

敷地内の遡上経路の沈下量算定評価について

６７

管路解析のモデルについて
管路解析のパラメータスタディについて

８

港湾内の局所的な海面の励起について

９

入力津波に用いる潮位条件について

１０

津波防護対策の設備の位置付けについて（１７）

常用海水ポンプ停止の運用手順について（１８）

残留熱除去系海水ポンプの水理実験結果について（１９）

貯留堰設置位置及び天端高さの決定の考え方について（２０）

基準津波に伴う砂移動評価（２１）

非常用海水ポンプ軸受の浮遊砂耐性について（２２）

津波漂流物の調査要領について（）

漂流物の評価に考慮する津波の流向，流速について（２３）

燃料等輸送船の係留索の耐力について（２４）

燃料等輸送船の喫水と津波高さの関係について（１５）

耐津波設計における余震荷重と津波荷重の組合せについて

（

）

（１１）

耐津波設計において考慮する荷重の組合せについて
防潮堤及び貯留堰における津波荷重の設定方針について（）

基準類における衝突荷重の算定式（）

防潮堤の構造及び仕様について（２５）鋼管杭鉄筋コンクリート防潮堤の設計方針について（）

防潮堤の地山への寄り付き部の設計について（）

防潮堤の支持性能について（）

防潮堤の耐震設計について

（
（

）
）

防潮扉の設計と運用について
放水路ゲートの設計と運用について（）

貯留堰の構造及び仕様について（）

貯留堰継ぎ手部の漏水量評価について

（１６）
（

）

（１２）

貫通部止水対策箇所について
防波堤の破損による影響評価について
日立港日立港区及び常陸那珂港区の整備計画に基づく防波堤等

モデル化した津波遡上解析結果について（１３）

防波堤の有無による敷地南側の津波高さについて（１４）

防潮堤設置に伴う隣接する周辺の原子炉施設への影響について

注：採番されていない資料は，今後追加予定の添付資料(11)〜(25)は，今後追加される添付資料により，添付資料番号が変更になる。

添付資料（２５）鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の設計方針について５条

添付(25)−1

目次

はじめに

１．防潮堤の要求機能と設計方針について（１）防潮堤に要求される機能（２）防潮堤高さの設定方針（３）設計方針
１）構造概要２）設計手順３）杭構造形式（支持方式）の選定に係る方針
４）杭間隔の設定方針
５）群杭効果の設定方針
６）鋼管杭の設計方針
７）上部工（鉄筋コンクリート壁）の設計方針
８）止水ジョイントの設計方針
９）地盤高さの嵩上げの設計方針
１０）表層改良体の設計方針（洗掘防止対策）

２．施工実績（本設杭構造）

３．道路橋示方書の適用性（１）適用性検討の評価方針
１）検討対象位置
２）東海第二発電所の地盤の基本固有周期５条

添付(25)−2

３）道路橋示方書の加速度応答スペクトル４）東海第二発電所の加速度応答スペクトル
５）基準地震動ＳＳと道路橋示方書のレベル２地震動の加速度応答スペクトルの比較

４．杭構造基礎に関する設計基準類

５条

添付(25)−3

１．防潮堤の要求機能と設計方針について（１）防潮堤に要求される機能
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁に関する要求機能と設計評価方
針について表１に，鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の評価対象部
位を図１に示す。
津波防護施設として防潮堤に求められる要求機能は，繰返しの襲来を想定した遡上波に対して浸水を防止すること，基準地震動
ＳＳに対して要求される機能を損なう恐れがないよう，構造物全体としての変形能力に対し，十分な構造強度を有することである。
上記の機能を確保するための性能目標は，遡上津波に対して余裕を考慮した防潮堤高さを確保するとともに構造体の境界部等の止水性を維持し，基準地震動ＳＳに対して止水性を損なわない構
造強度を有した構造物とすることである。

５条

添付(25)−4

図１

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の評価対象部位

５条

添付(25)−5

表１

赤字：荷重条件
緑字：要求機能
青字：対応方針

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁に関する要求機能と設計評価方針

津波防護に関する施設は，津波の発生に伴い，津波防護対象設備がその安全性又は重大事故に対処するために必要な機能が損なわれるおそれがないような設計とする。「津波防護に関する施設の設計について」の要求機能，機能設計，構造強度設計を以下に示す。
施設
名

要求機能

機能設計

構造強度設計機能設計方針性能目標

基準津波及び耐津波設計方針に係る審査ガイド5.1 津 波 防 護 施 設 の 設 計
津波防護施設については、その構造に応じ、波力による侵食及び洗掘に対する抵抗性並びにすべり及び転倒に対する安定性を評価し、越流時の耐性にも配慮した上で、入力津波に対する津波防護機能が十分に保持できるよう設計すること。
(1)要 求 事 項 に 適 合 す る 設 計 方 針であることを確認する。
(2)設 計 方 針 の 確 認 に 加 え 、 入 力
津波に対して津波防護機能が十分保持できる設計がなされることの見通しを得るため、以下の項目について、設定の考え方を確認する。確認内容を以下に例示する。
① 荷重組合せa)余 震 が 考 慮 さ れ て い る こ と 。 耐
津波設計における荷重組合せ：常時＋津波、常時＋津波＋地震（余震）② 荷重の設定a)津 波 に よ る 荷 重 （ 波 圧 、 衝 撃力）の設定に関して、考慮する知見（例えば、国交省の暫定指針等）及びそれらの適用性。
b)余 震 に よ る 荷 重 と し て 、 サ イ ト
特性（余震の震源、ハザード）が考慮され、合理的な頻度、荷重レベルが設定される。
c)地 震 に よ り 周 辺 地 盤 に 液 状 化 が発生する場合、防潮堤基礎杭に作用する側方流動力等の可能性を考慮すること。
③ 許容限界a)津 波 防 護 機 能 に 対 す る 機 能 保 持
限界として、当該構造物全体の変形能力（終局耐力時の変形）に対して十分な余裕を有し、津波防護機能を保持すること。（なお、機能損傷に至った場合、補修にある程度の期間が必要となることか
ら、地震、津波後の再使用性に着目した許容限界にも留意する必要
がある。）

・鋼管杭鉄
筋コンクリ
ート防潮壁
は，地震後
の繰返しの
襲来を想定
した入力津
波に対し
て，余震，
漂流物の衝
突，風及び
積雪を考慮
した場合に
おいても，
津波防護施
設が要求さ
れる機能を
損なう恐れ
がないよ
う，津波に
よる浸水及
び漏水を防
止すること
が要求され
る。

・鋼管杭鉄筋
コンクリート
防潮壁は，地震後の繰返しの襲来を想定した遡上波に対し，余震，
漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した
場合においても，想定される津波高さに余裕を考慮した防潮堤高さの設定及び構
造体の境界部等への止水処置により止水性を保持する
ことを機能設計上の性能目標とする。

・鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁は，地震後の繰返しの襲来を想定した遡上波に対し，
余震，漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した場合においても，①想定される津波高さに余裕を考慮した防潮堤高さ（浸水
高 さ T.P.+15.4m〜 T.P.+17.9mに余裕を考慮した天端高さ
T.P.+18.0m〜 T.P.+20.0m） の設定により，敷地を取り囲むように設置する設計とする。
②防潮堤の上部工は，原則として５本の上部構造の天端から連続する鋼製の杭を鉄筋コンクリートで一体化させた壁を構築し，止水性を保持する設計とする。
③防潮壁は，鉄筋コンクリー
ト製の上部構造を上部構造の天端から連続する鋼製の杭で，十分な支持性能を有する
地盤に支持する設計とする。
④上部構造の内側の地盤高さを嵩上げすることにより止水性を保持する設計とする。
⑤上部構造の施工境界部や異種構造物間との境界部は，波圧による変形に追随する止水性を確認した止水ゴム等を設置することによる止水処置を講ずる設計とする。
⑥津波の波力による浸食や洗掘，地盤内からの浸水に対して耐性を有する表層改良により，止水性を保持する設計とする。

・鋼管杭鉄筋コ
ンクリート防潮壁は，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，鋼製の杭，鉄筋
コンクリート製の上部構造，地
盤高さの嵩上げ，セメント系の表層改良体で構成し，津波後の再使用性を考慮し，主要な構
造部材の構造健全性を保持する設計とし，十分な支持性能を有する地盤に設置する設計とするとともに，主要な構造体の境界部や防潮壁前面の地盤には，止水ゴム等や表層
改良体を設置し，有意な漏えいを生じない設
計とすることを構造強度設計上の性能目標とする。

基準地震動及び耐震設計方針に係る審査ガイド
6.3 津 波 防 護 施 設 、 浸 水 防 止 設 備
等
津波防護機能を有する施設、浸水防止機能を有する設備及び敷地における津波監視機能を有する設備のうち建物及び構築物は、常時作用している荷重及び運転時に作用する荷重と基準地震動による地震
力の組合せに対して、当該建物・構築物が構造物全体としての変形能力（終局耐力時の変形）について十分な余裕を有するとともに、その施設に要求される機能（津波防護機能、浸水防止機能）を保持
すること

・鋼管杭鉄
筋コンクリ
ート防潮壁
は，基準地
震動ＳＳに対
し，津波防
護施設が要
求される機
能を損なう
恐れがない
よう，構造
物全体とし
ての変形能
力（終局耐
力時の変
形）に対
し，十分な
構造強度を
有した構造
であること
が要求され
る。

・鋼管杭鉄筋
コンクリート
防潮壁は，基準地震動ＳＳに対し，主要な構造部材の
構造健全性を維持することで，津波時の止水性を保持することを機能設計上の性能目標とする。

・鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁は，基準地震動ＳＳに対し，⑦鋼製や鉄筋コンクリート製の耐性のある部材を使用する
ことで止水性能を保持する設計とする。
⑧上部構造は，杭を梁で連結させる構造とすることで変位を抑制し，鉄筋コンクリート
による止水性を保持する設計とする。
⑨上部構造の施工境界部や異種構造物間との境界部は，試験等により地震時の変形に追随し止水性を確認した止水ゴ
ム等を設置することによる止水処置を講じる設計とする。
⑩上部構造の内側の地盤高さの嵩上げが地震時に滑動・内部すべりを起こさない幅や強度を確保することで，津波時における止水性を保持する設計とする。
⑪表層改良は，セメント系の改良体とすることで，地震時に損壊しない設計とする。

・鋼管杭鉄筋コ
ンクリート防潮壁は，基準地震
動ＳＳによる地
震時荷重に対し，鋼製の杭，鉄筋コンクリート製の上部構造，地盤高さの嵩上げ，セメント系の表層改良体で構成し，津波時においても主要な構造部材の構造健全性を保持する設計とするとともに，主要な構造体の境界部や防潮壁
前面の地盤には，止水ゴム等や表層改良体を設置し，有意な
漏えいを生じな
い設計とすることを構造強度設計上の性能目標とする。

構造強度設計（評価方針）
基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，十分な支持性能を有する地盤に支持される設計とするため，作用する押し込み力や引抜力が許容支持力以下に留まる
ことを確認する。
基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，主要な構造部材の構造健全性を保持する設計とするために，構造部材である鋼管杭が，おおむね弾性状態に留まることを確認する。

評価対象部位

支持地盤

鋼管杭

基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，主要な構造部材の構造健全性を保持する設計とするために，構造部材である鉄筋コンクリートが，おおむね弾性状態に留まることを確認する。
基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，主要な構造部材の構造健全性を保持する設計とするために，構造部材である鋼管杭が，おおむね弾性状態に留まることを確認する。

基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，主要な構造体の境界部に設置する部材を有意な漏えいを生じない変形に留める設計とするため，境界部に設置する止水ゴム，止水シートが有意な漏えいを生じない変形量以下であることを確認する。
また，止水ゴム等が止水性能を保持するための接続アンカーや鋼製防護部材は，おおむね弾性状態に留まることを確認する。

基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，地盤として滑動しない抵抗性を保持する設計とするため，地盤高さの嵩上げ部底面が滑動しないこと及び受働崩壊角にすべりが発生しないことを確認する。

基準地震動ＳＳによる地震時荷重，地震後の繰返しの襲来を想定した津波荷重，余震や漂流物の衝突，風及び積雪を考慮した荷重に対し，洗掘防止対策やボイリング対策としての機能を保持するため，表層改良体にせん断破壊が生じないことを確認する。

５条 添付(25)−6

応力等の
状態

押込力，
引抜力

損傷モード

支持機能を喪失する状態

下 段 :お お む ね 弾 性 の 使 用 限 界「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (I 共
通 編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 まえ，極限支持力以下とする。
極限支持力以下

鉄筋コンクリート

鋼管杭

止水ジョイント部

性能目標

曲げ，
せん断

曲げ，
せん断

曲げ，
せん断

部材が弾性域に留まらず塑性域に入る状態

部材が弾性域に留まらず塑性域に入る状態

部材が弾性域に留まらず塑性域
に入る状態

上部工

要求機能

下部工

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁

審査ガイド

上 段 :設 計 に 用 い る 許 容 限 界

止水ゴム等

変形，
引張り

有意な漏えいに至る変形，引張り「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共
通 編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 ま
えた短期許容応力度以下とする。
降伏応力度以下
せん断強度以下「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共
通 編 ・ Ⅴ 耐 震 設 計 編 )」 及 び「鉄骨鉄筋コンクリート造背筋指針・同解説」を踏まえた
短期許容応力度以下とする。
（コンクリート標準示方書【構造性能照査編】でも確認。）
降伏応力度以下
せん断強度以下「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共
通 編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 ま
えた短期許容応力度以下とする。
降伏応力度以下
せん断強度以下
メーカー規格及び基準並びに必要に応じて実施する性能試験を参考に定める許容変形量
及び許容引張り力以下とする。
許容変形量以下
許容引張り力以下

鋼製
アンカー

引張り，
せん断，
引抜き

部材が弾性域に留まらず塑性域に入る状態

止水ゴム等の鋼製防護部材

曲げ，
引張り，
せん断

部材が弾性域に留まらず塑性域
に入る状態

すべり
（滑動）

地盤高さの嵩上げ部の底面が滑動に至る状態，
上部構造背面の地盤がすべりに
至る状態

地盤高さの
嵩上げ

表層改良体

せん断

表層改良体がせん断破壊に至る状態「各種合成構造設計指針・同解説」を踏まえた短期許容応
力度以下とする。
降伏応力度以下
せん断強度以下「鋼構造設計基準」を踏まえた短期許容応力度以下とする。
降伏応力度以下
せん断強度以下「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (I 共
通 編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 及 び「耐津波設計に係る工認審査ガイド」を踏まえ，滑動に対する許容抵抗力以下，すべり
安全率以上とする。
滑動に対する抵抗力以下
すべりに対するせん断強度以下安全裕度を考慮したせん断強度以下とする。

せん断強度以下

（２）防潮堤高さの設定方針
防潮堤は，防潮堤の設計に用いる津波高さ（入力津波高さ）に対して余裕をもった防潮堤高さを設定している。入力津波高さと防潮堤高さの関係を表２に示す。
表２

入力津波高さと防潮堤高さの関係
敷地側面

敷地前面

敷地側面

北側

東側

南西側

T.P.+1 5.4m

T.P.+1 7.9m

T.P.+1 6.8m

防潮堤高さ

T.P.+1 8.0m

T.P.+2 0.0m

T.P.+1 8.0m

設計裕度

2.6m

2.1m

1.2m

入力津波高さ（潮位のばらつき等考慮）

防潮堤の高さが入力津波高さを下回らないようするため，支持地盤については，液状化の可能性の検討や粘性土層の過圧密比の確認を行う。また，地震や津波等の外力に対して各構造部材の構
造健全性を保持するために，部位毎の機能損傷モードを明確にし，許容限界内の設計を行う。

（３）設計方針
１）構造概要鋼管杭鉄筋コンクリート防潮堤は，鋼管杭を地盤に対して一列に打設し上部工は鋼管杭と鉄筋コンクリートを連結させ，敷地全体に設置する。また，上部工には伸縮性を有する止水ジョイ
ント及び漂流物対策工を一定間隔で設置するとともに，異種構
造物間の境界部にも止水性維持のため止水ジョイント及び漂流物対策工を設置する。鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の平面位
置図を図２に，正面図及び断面図を図３に示す。
５条

添付(25)−7

図２

図３

平面位置図

正面図及び断面図（摩擦杭構造）

５条

添付(25)−8２）設計手順
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の耐震・耐津波評価は，津波防護施設であること，Ｓクラスの設計基準対象施設であることを踏まえ，表３の鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の評価項目に従い，各構造部材の構造健全性評価を行う。
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の構造健全性評価の検討フローを図４に示す。
表３

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の評価項目

構造強度設計
評価対象部位
応力等の状態
下
部
工

上
部
工

支持地盤

押込力，
引抜力

鋼管杭

曲げ，
せん断

鉄筋コンクリー
ト

曲げ，
せん断

鋼管杭

曲げ，
せん断

止
水
ジ
ョ
イ
ン
ト
部

止水ゴム
等
鋼製アン
カー
止水ゴム
等の鋼製
防護部材

変形，
引張り
引張り，
せん断，
引抜き
曲げ，
引張り，
せん断

地盤高さの嵩上
げ

すべり
（滑動）

表層改良体

表層改良体
がせん断破
壊に至る状
態

５条

設計に用いる
許容限界「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (I 共 通 編 ・
Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 ま え ， 極 限 支
持力以下とする。
「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共 通編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 ま え た 短
期許容応力度以下とする。
「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共 通編 ・ Ⅴ 耐 震 設 計 編 )」 及 び 「 鉄 骨 鉄筋コンクリート造背筋指針・同解説」を踏まえた短期許容応力度以下とする。（コンクリート標準示方書【構造性能照査編】でも確認。）「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (Ⅰ 共 通編 ・ Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 を 踏 ま え た 短
期許容応力度以下とする。
メーカー規格及び基準並びに必要に応じて実施する性能試験を参考に定める許容変形量及び許容引張り力以下とする。
「各種合成構造設計指針・同解説」
を踏まえた短期許容応力度以下とする。
「鋼構造設計基準」を踏まえた短期
許容応力度以下とする。
「 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (I 共 通 編 ・
Ⅳ 下 部 構 造 編 )」 及 び 「 耐 津 波 設 計に係る工認審査ガイド」を踏まえ，滑動に対する許容抵抗力以下，すべり安全率以上とする。
安全裕度を考慮したせん断強度以下とする。

添付(25)−9START

要求機能の設定

許容限界値の設定

杭載荷試験（ 図 45 参 照 ）鋼管杭の設計（図 6 参照）

鋼管杭の仕様設定（杭構造形式の選定等）（ 図 28， 図 30 参 照 ）嵩上げ地盤高さ等の設定（ 図 10 参 照 ）耐震設計（有効応力解析） →（液状化の可能性の検討）
耐津波設計（静的フレーム解析）

NG【許容限界値以下の確認】
・耐震耐津波性（曲げ，せん断）・支持力（押し込み，引抜き）OK（ 図 27 参 照 ）（ 図 14 参 照 ）止水ジョイント部の設計

鉄筋コンクリートの設計

鉄筋コンクリートの仕様設定

変形量の設定【許容限界値以下の確認】
曲げ，せん断NG

止水ジョイント部の仕様設定
OK
性能試験
NG

杭と鉄筋コンクリート壁体の結合部の設計等【許容限界値以下の確認】
変形，引張り，引抜き，曲げ，せん断【許容限界値以下の確認】
押し込み，引抜き，曲げ，
せん断

OK

NG

OK

END

図４

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の構造健全性評価の検討フロー

５条

添付(25)−10

３）杭構造形式（支持方式）の選定に係る方針
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁は鋼管杭基礎となるため，鋼管杭の支持方式の選定を行う。
鋼管杭は支持方式によって，支持杭と摩擦杭に分けられる。支持杭の場合は，杭の周面摩擦力に加え，杭の先端に上向きに働く
先端支持力によって荷重を支える。摩擦杭の場合は，杭の周面と地盤との間に働く周面摩擦力によって荷重を支える。杭の支持方式に係るイメージを図５に示す。

【支持杭】 【摩擦杭】【杭の支持力】
・支持杭：周面摩擦力＋先端支持力
・摩擦杭：周面摩擦力

図５

杭の支持方式に係るイメージ

道路橋示方書には，支持力に対する安全率が支持杭と摩擦杭の支持方式の違いによりそれぞれ設定されているが，支持杭と同一の安全率を適用できる摩擦杭の条件を以下のように設定している。
① 著しい地盤沈下が現在進行中でないこと及び将来とも予想されないこと。
② 杭 の 根 入 れ 長 が 杭 径 の 25 倍 （ 杭 径 1m 以 上 の 杭 に つ い て は25m） 程 度 以 上 あ る こ と 。
③ 粘 性 土 地 盤 に お い て は ， 杭 の 根 入 れ 長 の 1／ 3 以 上 が 過 圧 密
地盤に根入れされていること。
５条

添付(25)−11

東海第二発電所の敷地には，岩盤上面深度が浅い上面深度区間と深い区間があり，深い区間には，非液状化層であり，かつ基礎杭の摩擦支持力を有する過圧密粘土層が存在する等の特長がある
ため，摩擦杭を視野に入れた基礎構造の選定を行う。図６に杭構造形式の選定フローを示す。

START

道路橋示方書準拠
地表面から岩盤上面までの深度が25m以上である

No

Yes
摩擦杭として成立する長さの杭の先端は岩盤上面よりも浅い位置となるNo

Yes
道路橋示方書準拠
杭根入れ長の1/3倍以上の過圧密粘土層厚がある

No

Yes
道路橋示方書に先行サイ
トと同様の保守性を考慮

地震時※１摩擦安全率が1.2以上である

No

Yes

No

Yes

【更なる保守的な仮定】
液状化検討対象層の杭周面
過圧密粘土層等の非液状化
摩擦力を全てゼロと仮定 層のみでの地震時※１摩擦安全率がNo

1.2以上である

杭長の変更により過圧密粘土層等の非液状化層のみでの地震時※１摩擦安全率が1.2以上となる

No

Yes

Yes

安全裕度の比較

杭長の変更により地震時※１
摩擦安全率が1.2以上となる地震時※１の曲げ軸力の安全裕度は摩擦杭の方が岩着杭より大きいNo

Yes
摩擦杭構造を選定

岩着杭構造を選定※１ 基準地震動Ｓs入力時

図６

杭構造形式の選定フロー

５条

添付(25)−12

４）杭間隔の設定方針
杭の配列については，上部工の形状や寸法，杭の寸法や本数，
群杭の影響，施工条件等を考慮し決定する。
道 路 橋 示 方 書 で は ， 杭 の 最 小 中 心 間 隔 が 杭 径 の 2.5 倍 未 満 で あ る
場合において群杭効果を考慮し，杭の軸方向支持力，水平方向地
盤反力係数等を単杭の場合より低減することが規定されている。
図７に杭の中心間隔の考え方を示す。

図７

杭の最小中心間隔及びフーチング縁端距離

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の設計においては，繰返し襲来
する津波の波圧や基準地震動ＳＳ等による荷重及びこれらに耐え得る大口径，高強度の鋼管杭の仕様を考慮した上で，適切な杭配置
を 検 討 す る が ， 杭 の 最 小 中 心 間 隔 が 2.5 倍 未 満 と な る 場 合 は ， 群
杭効果を見込んだ設計を行う。

５条

添付(25)−13

５）群杭効果の設定方針
摩擦杭における群杭の支持力は，杭中心間隔に応じた群杭の影響を考慮して，道路橋示方書の仮想ケーソン基礎の考え方を適用する。
杭中心間隔がある程度より密になると，杭と杭間の土塊が一体となって，あたかも 1 基のケーソン基礎としての挙動を示すようになり，杭 1 本当たりの支持力が低下するため，杭基礎を仮想ケーソ
ン基礎と考えて支持力の上限値を算定する。仮想ケーソン基礎のイメージを図８に示す。

図８

仮想ケーソン基礎（道路橋示方書）

鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁のように１列杭の場合においても，同様に図９の考え方を適用する。

UG＝杭 ピッチ P×２列

図９

仮想ケーソン基礎の考え方による群杭の周長５条

添付(25)−14

・単杭の周長

U＝ π ×D・群杭を考慮した場合の周長U Ｇ ＝ 2×P

こ こ に ， P： 杭 ピ ッ チ (m)群杭を考慮した場合の摩擦力は下式とする。
Qｆ ＝ UＧ Σ Liτ i
Q ｆ ： 群 杭 を 考 慮 し た 場 合 の 摩 擦 力 (kN)U Ｇ ： 斜 線 を 施 し た 部 分 の 周 長 (m)（1 本の杭に対して図９の 2 本の赤実線とする）
L ｉ ： 壁 体 底 面 か ら 先 端 土 層 ま で の 各 層 の 厚 層 (m)τ ｉ ： 各 層 の 土 の せ ん 断 抵 抗 力 度 (kN／ m 2 )５条

添付(25)−15

６）鋼管杭の設計方針
鋼管杭の設計フローを図１０に示す。津波時及び余震との重畳時（津波＋余震）は静的フレーム解析，地震時は有効応力解析を実施し，杭体に発生する断面力を算定し，応力照査を実施する。
START

耐津波設計（静的フレーム解析）

耐震設計（有効応力解析）

津波時【二次元骨組構造解析】
・断面力の算定・応力度照査・支持力の照査

重畳時【一次元地震応答解析】
・地震動の引上げ
地震時【二次元地震応答解析】
・液状化検討・断面力の算定・応力度照査・支持力の照査
・変位の算定END

図１０

鋼管杭の設計フロー① 耐津波設計（静的フレーム解析）
鋼管杭を二次元梁要素とし，地盤バネを接続したモデルで静的フレーム解析を行う。死荷重及び積雪の長期荷重，津波による波力と漂流物衝突荷重，余震荷重等を外力として入力する。地盤バ
ネは静的物性及びせん断強度により計算する。解析モデル概念図を図１１に示す。
５条

添付(25)−16

地盤高さの嵩上げ
表層改良体

図１１

解析モデル概念図②耐震設計（有効応力解析）
二次元地震応答解析を行い，地震時の鋼管杭の構造健全性について検討する。検討は，有効応力の変化に伴う地盤の挙動の変化を考慮することができる有効応力解析を用いる。
a． 解 析 モ デ ル の 作 成
地質断面図を参考に，解析モデルを作成する。鉛直方向は新第三系地盤である久米層（以下Ｋｍ層）が比較的浅い位置に存在す
る 南 側 断 面 で は E.L− 80m， Ｋ ｍ 層 が 深 い 位 置 に 存 在 す る 北 側 断 面に つ い て は E.L.− 130m ま で モ デ ル 化 す る 。 水 平 方 向 は 杭 位 置 を 中
心 に 左 右 100m ま で モ デ ル 化 す る 。 杭 は 梁 要 素 で モ デ ル 化 し 線 形 要素とする。地盤はマルチスプリング要素でモデル化した非線形要
素と水位以深は間隙水圧要素を配置する。

５条

添付(25)−17

b． 地 震 応 答 解 析
有効応力解析により，杭及び地盤の応答値を算定する。入力地
震動は，一次元波動論により，東海第二発電所の解放基盤表面深度 で あ る E.L.− 370m か ら E.L.− 80m あ る い は E.L.− 130m ま で をモ デ ル 化 し た 剥 ぎ 取 り 地 盤 モ デ ル を 用 い て ， E.L. − 80m あ る い は
E.L.− 130m 位 置 で 評 価 し た 地 震 動 （ 2E） を 用 い る 。
c． 照 査地震応答解析により算定された杭体の断面力を用いて，曲げモーメント・軸力に対する照査，せん断に対する照査を行い，許容限界以下であることを確認する。
(ａ )曲 げ モ ー メ ン ト ・ 軸 力 に 対 す る 照 査
曲げモーメント・軸力は，以下の式で算出する。

σ＝

M
N
＋
Z
A

M

：最大曲げモーメント

Z

：断面係数

N

：軸力

A

：有効断面積(ｂ )せ ん 断 に 対 す る 照 査
せん断力は，以下の式で算出する。
τ＝S
A

S： せ ん 断 力
Ａ：有効断面積５条

添付(25)−18

７）上部工（鉄筋コンクリート壁）の設計方針
鉄筋コンクリート壁に要求される性能は，杭間の止水性を確保するものである。そのため，繰返し襲来する津波荷重が作用した
場合の杭間に生じる荷重に対して弾性状態に留まる必要がある。
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の上部工は，下部工の鋼管杭から上部工に連続する鋼管を被覆した①被覆型の鋼管コンクリート
構 造 の 柱 部 材 （ 以 下 ， 鋼 管 杭 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 柱 （ SRC 造 ） と い う ）およびその構造の堤外側に設置した②鉄筋コンクリート梁の主筋を密に配置しせん断耐力筋で補強した壁部材（以下，鉄筋コンク
リート梁壁という）から構成される。鋼管杭鉄筋コンクリート柱（ SRC 造 ） と 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 梁 壁 は ， 鉄 筋 を 全 部 材 の 外 周 に も 配
置することで一体として束ねられ，鋼管杭鉄筋コンクリート柱（ SRC 造 ） ５ 本 毎 を １ ブ ロ ッ ク と し て 構 成 す る 。
津波や漂流物に対しては，堤外側の鉄筋コンクリート梁壁に津
波や漂流物の荷重が伝わり，鉄筋コンクリート梁構造として鋼管
杭 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 柱 （ SRC 造 ） を 支 点 と し た 連 続 梁 と し て 抵 抗 す
る 。 そ の 支 点 反 力 が 鋼 管 杭 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 柱 （ SRC 造 ） の 鋼 管 に伝わり，下部工の鋼管杭へ荷重伝達される。また堤外側の鉄筋コ
ンクリート梁壁により，１ブロック内の止水性を確保するとともに，ブロック間は別途に止水ジィントを設けて止水する。
地震時に対しては，下部工の鋼管杭の応答変位により各杭間に生じる相対変位から発生する荷重に対して，鋼管杭鉄筋コンクリ
ー ト 柱 （ SRC 造 ） 間 を 結 ん で い る 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 梁 壁 に よ り 抵 抗する。鉄筋コンクリート梁壁には，せん断耐力筋が密に配置されており，梁壁のせん断抵抗力により構造物全体の健全性を確保す
５条

添付(25)−19

ることができる。
なお，鋼管杭と鉄筋コンクリート構造との合成構造については，
建築では多くの実績がある。また，土木においては，橋梁の高橋
脚の曲げ及びせん断耐力改善のため，鋼管ＲＣ合成構造を適用し，多くの高速道路等の高架橋で採用されている実績を持つ。

C

A

A

B

B

C

側面図

上部工の構造図を図１２に，設計フローを図１３に示す。

図１２５条

上部工の構造図添付(25)−20

START

鉄筋コンクリートの設計（静的フレーム解析）【解析条件の整理】
・解析モデル作成
・荷重整理
・バネ値算出【二次元骨組構造解析】
・断面力の算定・応力度照査静的フレーム解析の妥当性確認

三次元静的解析

杭と鉄筋コンクリートの結合部の設計【設計条件の整理】
・荷重の整理【結合部の照査】・押し込みに対する照査・引抜きに対する照査・水平力およびモーメントに
対する照査

END

図１３

５条

上部工の設計手順

添付(25)−21

① 地震時・津波時の設計方針
鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 梁 壁 及 び 鋼 管 杭 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 柱 （ SRC 造 ）を弾性支承上の梁でモデル化し（一本の梁要素に集約し，鋼管杭の 剛 性 は 考 慮 し な い モ デ ル ）， 配 置 す る 鉄 筋 の 仕 様 を 検 討 す る 。
鋼管杭のバネは道路橋示方書に基づき鉛直，水平バネの諸元を設定する。解析モデル概念図を図１４〜図１６に示す。
鉄筋コンクリート壁

鋼管杭

図１４ 二次元梁モデル側面図

KV

KV

KV
K1

K1

K1

図１５

KV

KV
K1

KV
K1

K
K11

解析モデル概念図

KV
K1

図１６

KV

KV

KV
K1

K1

二次元梁モデル概念図

５条

添付(25)−22

K1

津波荷重については，1 ブロックあたりに作用する津波荷重を
全て梁モデル分布荷重として載荷する（高さ方向の分布は考慮せず ， 全 津 波 波 圧 を 梁 に 分 布 荷 重 と し て 載 荷 す る ）。

鉛直バネは，次式により算出する。
=a

L： 杭 の 純 断 面 積 （ mm 2 ）ここで，： 鋼 管 の ヤ ン グ 係 数 （ kN／ mm 2 ）L： 杭 長 （ m）
a： 施 工 法 別 に 杭 の 根 入 れ 比 （）から決まる係数

杭 の 水 平 バ ネ （ 軸 直 角 方 向 バ ネ ） 定 数 (kN ／ m) は ， 以 下 の 式 より算出する。
=

＋

＋ .

，

β=

EI： 杭 の 曲 げ 剛 性
h： 設 計 上 の 地 盤 面 か ら 上 の 杭 の 軸 方 向 長 さ
β： 杭 の 特 性 値：水平方向地盤反力係数
D： 杭 径
水平バネに用いる水平方向地盤反力係数については，以下の式により算出する。
=： 群 杭 効 果 を 考 慮 し た 水 平 方 向 地 盤 反 力 係 数 の 補 正 係 数 （ =2／ 3）５条

添付(25)−23

： 単 杭 に お け る 水 平 方 向 地 盤 反 力 係 数 の 補 正 係 数 （ =1.5）： 地 震 時 の 水 平 方 向 地 盤 反 力 係 数 （ kN／ m 3 ）地盤バネについては，安全側の設計とするため，地盤のばらつ
き を 考 慮 し ， 両 端 そ れ ぞ れ に ＋ 1σ ， − 1σ に 対 応 す る バ ネ を 設 置
して，中央部分は平均値とする。
水平方向のバネは，杭の特性値βが考慮されるため，地盤の剛性が考慮されることになり，βを算出する際に地盤反力係数が用いられるが，これに地盤の変形係数が考慮されているため，この部分にばらつきを与える。すなわち，地盤物性値として与えられている初期せん断剛性の ＋ 1σ ， − 1σ 物 性 値 を 用 い て ＋ 1σ ，

− 1σ 時 の 変 形 係 数 を 算 出 し ， 地 盤 反 力 係 数 へ 反 映 す る 。
= 2 1＋：変形係数：動ポアソン比：地盤の剛性②地震時の設計方針
地震時は，一次元波動理論に基づく地震応答解析より算定した地
表面応答変位を強制変位としてバネ位置に面外へ載荷する。
鉄筋コンクリート壁の慣性力については，水平方向及び鉛直方向の両方向に分布荷重として載荷する。地震時に考慮する荷重及び変位の概念図を図１７に示す。

５条

添付(25)−24

KV

KV
K1

KV

KV

KV

K1

K1

K1

K1

δd 地表面変位

KV

KV
K1

KV
K1

KV

KV
K1

K1

K1

Kh 地震時水平震度

KV

KV
K1

KV
K1

KV

KV
K1

K1

K1

Kv 地震時鉛直震度

図１７

地震時に考慮する荷重及び変位の概念図

なお，二次元梁モデルの妥当性を確認するために，三次元モデルを用いて津波時の評価を行い，断面力比較を実施する。
三次元ソリッドによるモデル化の概念図を図１８に，三次元シェルによるモデル化の概念図を図１９に示す。

５条

添付(25)−25図１８

三次元ソリッドによるモデル化

図１９

三次元シェルによるモデル化

５条

添付(25)−26

③ 鋼管杭と鉄筋コンクリートとの接合部
鋼管杭と鉄筋コンクリートの接合部は，鉄筋コンクリートが鋼管杭に生じる曲げモーメント及び杭軸力に追随し，杭軸方向に互いにズレない設計とする。
な お ， 鋼 管 杭 と 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 間 の ズ レ (せ ん 断 応 力 )は コ ン
クリートの付着力で鋼管に伝わるものとして評価し，杭周りのせん断応力度が付着強度以下であることを確認する。杭周りのせん

上部工

断応力算出図を図２０に示す。

N： 最 大 鉛 直 バ ネ 反 力

鋼管杭の周長を等価正方形としてせん断応力を算出。

図２０

杭周りのせん断応力算出図

なお，更に保守的な検討として，鋼管杭と鉄筋コンクリートの接合部の付着力がゼロの場合を想定し，杭頭部の照査を行う。
鋼管杭と鉄筋コンクリート壁との結合部については，道路橋示方書で示される結合方法 A による設計（杭頭を鉄筋コンクリート
壁躯体へ埋込み，埋込んだ部分によって杭頭拘束曲げモーメント５条

添付(25)−27

に抵抗する方法）を参照し，杭頭部に作用する押し込み力，引抜き力，水平力及びモーメントのすべての外力に対して安全である
ことを照査する。すなわち，鉄筋コンクリート壁を構成するコン
クリートの垂直支圧応力度，押抜きせん断応力度，引抜きせん断
応力度を照査し，更に端部の鋼管杭については，水平押抜きせん
断応力度及び支圧応力度を照査する。杭頭部に作用する荷重分布
図を図２１に示す。

図２１

杭頭部に作用する荷重分布図

５条

添付(25)−28

８）止水ジョイントの設計方針
鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の上部工は，鉄筋コンクリー
トからなるが，ひび割れ防止等の観点で一定間隔の施工ブロックを設定しその境界に伸縮性を有する止水ジョイントを設置する。また，鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁と地中連続壁タイプの鉄筋コンクリート防潮壁等，異種構造物間の境界にも止水ジ
ョイントを設置する。止水ジョイント部の概念図を図２２に示す。
提外側

止水ゴム等の鋼製防護部材設置位置

提内側
450
380

35

35
65

85
壁厚

13

12
50
95

12

伸縮部材(WF200型、補強布)
M16アンカー(200ピッチ)

図２２

止水ジョイント部の概念図

止水ジョイント部の構造健全性評価については，基準地震動
ＳＳを用いた地震応答解析及び津波荷重を用いた静的フレーム解
析に基づく止水ゴム等の変形量及び鋼製アンカーに発生する応
力が短期許容応力度以下であることを確認する。
なお，止水ゴム等の許容変形量については，必要に応じて試験を実施し確認する。
ま た ,漂 流 物 衝 突 荷 重 に よ る 鋼 製 防 護 部 材 に 発 生 す る 曲 げ 及 び
せん断応力等が短期許容応力度以下であることを確認する。止５条

添付(25)−29

水ジョイント部の設計フローを図２３に示す。
START

変位量の設定【以下のケースで最大変位量を選定】
・地震時：地盤の平均物性とばらつきを考慮したケースの相対変位
・津波時：地震時残留変位と津波荷重作用時変位の和

津波波圧の設定止水ゴム等の仕様設定

照査
変形量，水圧，アンカー
ボルトのせん断，引抜き，押抜きせん断

NG

OK

END

図２３

止水ジョイント部の設計フロー

５条

添付(25)−30

９）地盤高さの嵩上げの設計方針
地盤高さの嵩上げは，津波荷重に対する上部工の変位の抑制を目的とした地盤である。したがって，地盤高さの嵩上げ部底面が滑動しないこと，地盤高さの嵩上げ幅が受働崩壊角の影響範囲よりも広いこと及び受働すべりが発生しないことを確認する。地盤
高さの嵩上げの検討フローを図２４に示す。
START

地盤高さの嵩上げの仕様設定

地震時評価（動的解析）【許容限界以下の確認】

地盤高さの嵩上げ部底面の滑動，

NG

受働すべり

OK
津波時評価（静的解析）【許容限界以下の確認】

NG

地盤高さの嵩上げ部底面の滑動，
受働すべり

OK
END

図２４

地盤高さの嵩上げの検討フロー

地盤高さの嵩上げ部の滑動・すべりの照査は，地震時と津波時に対して行うこととし，道路橋示方書・同解説Ⅳ下部構造編の直接基礎における基礎底面地盤のせん断抵抗力の照査方法を適用する。嵩上げ幅の確認については，建築基礎構造指針を適用する。
また，すべりの安全率については，耐津波設計に係る工認審査ガイドを適用する。
５条

添付(25)−31

１０）表層改良体の設計方針（洗掘防止等対策）
繰り返し襲来する津波に対する防潮堤前面の洗掘防止やボイリング防止のため，表層地盤及び鋼管杭の杭間を地盤改良により対策する。更に，上部工の鉄筋コンクリート壁は，改良体表面から1m 程 度 以 上 地 盤 に 根 入 れ す る 。 洗 掘 防 止 対 策 図 を 図 ２ ５ に 示 す 。

堤外側

鉄筋コンクリート壁

堤内側

地盤高さの嵩上げ
表層改良体

鋼管杭

図２５

洗掘に係る防止対策

表層改良体は，地震時においてせん断破壊が生じない設計とするため，地震時における表層改良体に発生するせん断応力が安全裕度を考慮した許容せん断応力以下であることを確認する。
また，津波時における洗掘に対しても，津波波力に対して十分な抵抗性があることを確認する。表層改良体の検討フローを図２
６に示す。
５条

添付(25)−32

START

表層改良体の仕様設定

地震時・津波時評価【許容限界以下の確認】
せん断強度

NG

OK
END

図２６

表層改良体の検討フロー

なお，敷地南西部においては，防潮堤が丘陵地に接合することから，洗掘防止対策として，接合部地山に対して地盤改良等の対
策を行う。

５条

添付(25)−33

２．施工実績（本設杭構造）
杭 の 最 小 中 心 間 隔 が 2.5 Ｄ 未 満 で あ り ， か つ 一 列 配 置 と し た 本 設構造物の実績について調査した結果を表４に，施工事例写真を図２
７に示す。
表４

一列杭の本設構造物の実績
件数

工事区分

国土交通

都道府県

省等

民間

計

（ 高 速 道 路 ,鉄道 ,ガ ス 等 ）

河川護岸

10 件

115 件

1件

126 件

海岸岸壁

39 件

47 件

1件

87 件

道 路 （ 高 速 道 路 ,橋 梁 ,

13 件

55 件

26 件

94 件

2件

8件

3件

13 件

2件

5件

7件

14 件

トンネル等）
造成（ 擁 壁 ,法 面 ,改 良 等 ）その他

５条

添付(25)−34

５条

添付(25)−35

５条

添付(25)−36

５条

添付(25)−37

５条

添付(25)−38

５条

添付(25)−39

５条

添付(25)−40なお，これら施工実績の中で，設計情報が確認できたものについて
は，土圧算定や地盤反力係数の算定，液状化の判定など随所にわたって道路橋示方書が引用されていることを確認した。

５条

添付(25)−41

３．道路橋示方書の適用性について（１）適用性検討の評価方針
東海第二発電所における杭基礎の設計では，主に道路橋示方書を適用することから，道路橋示方書において耐震性能の照査に用いられているレベル２地震動と東海第二発電所の基準地震動ＳＳの加速度応答スペクトルのレベルを比較した。

５条

添付(25)−42

１）検討位置
検討位置は，二次元有効応力解析等で防潮堤の強度計算を実施
する断面の位置であり，摩擦杭を適用する岩盤の深い地点を選定した。検討地点の位置図を図２８に，地質断面図を図２９に
示す。

●

検討地点

図２８

検討地点の位置図

W

E

E.L.(m)E.L.(m)

40.0

40.0

30.0

30.0

20.0

20.0

10.0

10.0

du

du

Ag2
As
Ac
As
Ac

Ag2

0.0

-10.0

As
Ac
As
Ac
As

Ag1

As
Ac
As
Ag1

As
As

Ac

As
Ag1

Ag1

-30.0

-40.0

As
-50.0

Ag1

-60.0

-70.0

-10.0

Ac

Ac

As
Ac

-40.0

Ag2
As

-20.0

As

Ac

-30.0

-50.0

Ac

As

As
-20.0

0.0

fl

-60.0

Km

Km

-80.0

Km

-70.0

-80.0

図２９

検討地点の地質断面図

５条

添付(25)−43

２）東海第二発電所の地盤の基本固有周期
検討地点における地盤の基本固有周期を算出して，道路橋示方書における地盤種別の判定を行う。地盤の基本固有周期は以下の式による。
=4=1

Ｔ Ｇ ： 地 盤 の 基 本 固 有 周 期 （ s）
Ｈ i ： i 番 目 の 地 盤 の 厚 さ （ m）
Ｖ s i ： i 番 目 の 地 層 の 平 均 せ ん 断 弾 性 波 速 度 （ m/s）
ｉ：当該地盤が地表面から耐震設計上の基盤面まで n 層に区分される地表面から i 番目の地層の番号

耐震設計上の基盤面はＫｍ層とし，それ以浅の地層を対象に地盤の固有周期を算出した。
道路橋示方書における耐震設計上の地盤種別は，表５に基づき
行 い ， Ⅲ 種 地 盤 （ 固 有 周 期 1.08 秒 ） と な っ た 。
表５

道路橋示方書の耐震設計上の地盤種別

地盤種別

地盤の基本固有周期＜ 0 .2

Ⅰ種

0.2 ≦

Ⅱ種

＜ 0 .6

0.6 ≦

Ⅲ種

５条

添付(25)−44（ s）

３）道路橋示方書の加速度応答スペクトル
道路橋示方書では，地盤種別ごとに耐震設計に用いる加速度
応答スペクトルを与えている。また，地震動の種別もプレート
境 界 型 地 震 動 を 対 象 に し た Type Ⅰ と 内 陸 断 層 直 下 型 地 震 動 を 想
定 し た Type Ⅱ で 判 別 し て い る 。 道 路 橋 示 方 書 で 示 さ れ て い る 地
震動の標準加速度応答スペクトルを図３０に示す。

（ TypeⅠ 地 震 動 ）
図３０（ TypeⅡ 地 震 動 ）地震動の標準加速度応答スペクトル（道路橋示方書）

なお，道路橋示方書の耐震設計では，観測された波形を図３０に示したスペクトルに近い特性を有するように振幅調整を行い用いている。
Ⅲ種地盤の地点の構造物に用いられている地震動は表６に示すとおりであり，３波の平均値で照査を行うとしている。また，それぞれの地震波を図３１及び図３２に示す。

５条

添付(25)−45

表６

Ⅲ種地盤の動的解析で用いられる地震動（道路橋示方書）

Ty p e Ⅰ

Ty p e Ⅱ

Ⅰ -Ⅲ -1

平 成 15 年 十 勝 沖 地 震 大 樹 町 生 花 観 測 点 地 盤 上

Ⅰ -Ⅲ -2

平 成 23 年 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 山 崎 震 動 観 測 所 地 盤 上

NS 成 分

Ⅰ -Ⅲ -3

平 成 23 年 東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 土 浦 出 張 所 構 内 地 盤 上

EW 成 分

Ⅱ -Ⅲ -1

平成 7 年兵庫県南部地震東神戸大橋周辺地盤上

Ⅱ -Ⅲ -2

平成 7 年兵庫県南部地震ポートアイランド内地盤上

NS 成 分

Ⅱ -Ⅲ -3

平成 7 年兵庫県南部地震ポートアイランド内地盤上

EW 成 分５条

添付(25)−46

EW 成 分

N12W 成 分

Ⅰ-Ⅲ-1/平成15年十勝沖地震大樹町生花観測点地盤上

0

20

40

60

EW成分

80

100

120

800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800

Ⅰ-Ⅲ-2/平成23年東北地方太平洋沖地震山崎震動観測所地盤上

0

40

80

120

160

NS成分

200

240

800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800

Ⅰ-Ⅲ-3/平成23年東北地方太平洋沖地震土浦出張所構内地盤上

EW成分

0

40

200

図３１

Ⅲ 種 地 盤 TypeⅠ 地 震 動 で 用 い ら れ る 地 震 波

80

120

160

240

800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800

（道路橋示方書）

５条

添付(25)−47

Ⅱ-Ⅲ-1/平成7年兵庫県南部地震東神戸大橋周辺地盤上

0

10

20

30

N12W成分

40

50

1000
800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800
-1000

Ⅱ-Ⅲ-2/平成7年兵庫県南部地震ポートアイランド内地盤上 NS成分

0

10

20

30

40

50

1000
800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800
-1000

Ⅱ-Ⅲ-3/平成7年兵庫県南部地震ポートアイランド内地盤上 EW成分

0

10

20

30

40

50

1000
800
600
400
200
0
-200
-400
-600
-800
-1000

図３２

Ⅲ 種 地 盤 TypeⅡ 地 震 動 で 用 い ら れ る 地 震 波（道路橋示方書）

５条

添付(25)−48

４）東海第二発電所の加速度応答スペクトル
東海第二発電所の基準地震動ＳＳの一覧表を表７に，加速度
時刻歴波形を図３３及び図３４に示す。

表７

東海第二発電所の基準地震動ＳＳ
最 大 加 速 度 [ cm/s 2 ]地震動

EW 成 分

NS 成 分Ｓ Ｓ - D1870

UD 成 分560

Ｓ Ｓ - 11

717

619

579

Ｓ Ｓ - 12

871

626

602

Ｓ Ｓ - 13

903

617

599

Ｓ Ｓ - 14

586

482

451

Ｓ Ｓ - 21

901

887

620

Ｓ Ｓ - 22

1009

874

736

Ｓ Ｓ - 31610

５条

添付(25)−49

280

図３３

東 海 第 二 発 電 所 の 加 速 度 時 刻 歴 波 形 （ 水 平 （ Ｎ Ｓ 方 向 ））５条

添付(25)−50図３４

東 海 第 二 発 電 所 の 加 速 度 時 刻 歴 波 形 （ 水 平 （ Ｅ Ｗ 方 向 ））５条

添付(25)−51

５）基準地震動ＳＳと道路橋示方書のレベル２地震動の加速度応
答スペクトルの比較
東海第二発電所の地震波及び道路橋示方書の地震波を用いて，加速度応答スペクトル及び疑似速度応答スペクトルを作成した。
東海第二発電所で用いる地震動は，検討地点の地層構成を基に，一次元等価線形解析により地表面まで引き上げた時刻歴応
答加速度を用いて応答スペクトルを作成した。
ま た ， 応 答 ス ペ ク ト ル を 比 較 す る 際 ， 道 路 橋 示 方 書 の TypeⅠ
地震動については，プレート境界型地震動であるため東海第二発 電 所 の Ｓ Ｓ -21 及 び Ｓ Ｓ -22 を 対 象 と し ， TypeⅡ 地 震 動 に つ い ては，内陸直下型地震動を対象としているため東海第二発電所のＳ Ｓ -11 〜 Ｓ Ｓ -14 及 び Ｓ Ｓ -31 波 と 比 較 し た 。 な お ， 東 海 第 二 発
電 所 の Ｓ Ｓ -D1 波 に つ い て は TypeⅠ ， TypeⅡ 両 方 と 比 較 し た 。 ス
ペクトル解析結果を図３５及び図３６に示す。
応答スペクトルを比較した結果，道路橋示方書の応答スペク
トルが全ての地震動を概ね包含する結果となった。
以上より，道路橋示方書の地震動と東海第二発電所の基準地
震動ＳＳのレベルが地表面において，ほぼ同等であることを確
認した。

５条

添付(25)−52

1000
10000

断面5
100

Pseudo Velocity (cm/s)

応答加速度 (cm/s 2 )応答加速度(cm/s 2)

1000

100

Ⅰ-Ⅲ-1
10

Ⅰ-Ⅲ-2
Ⅰ-Ⅲ-3
Ss-D1L̲H
Ss-21̲EW

10

Ⅰ-Ⅲ-1

Ⅰ-Ⅲ-2

Ⅰ-Ⅲ-3

Ss-D1L_H

Ss-21_EW

Ss-21_NS

Ss-22_EW

Ss-22_NS1

Ss-21̲NS
Ss-22̲EW
Ss-22̲NS

1
0.1

1

5

周期
周期(sec)
(sec)

0.1
0.10

1.00

5.00

Period (sec)

図３５

基 準 地 震 動 Ｓ Ｓ と TypeⅠ 地 震 動 と の 比 較

1000

10000

断面5
100

Pseudo Velocity (cm/s)

応答加速度(cm/s 2)

1000

100

10

Ⅱ-Ⅲ-1

Ⅱ-Ⅲ-2

Ⅱ-Ⅲ-3

Ss-D1L_H

Ss-11_EW

Ss-11_NS

Ss-12_EW

Ss-12_NS

Ss-13_EW

Ss-13_NS

Ss-14_EW

Ss-14_NS

10

1

Ss-31_H(EW

Ⅱ-Ⅲ-1

Ⅱ-Ⅲ-2

Ⅱ-Ⅲ-3

Ss-D1L̲H

Ss-11̲EW

Ss-11̲NS

Ss-12̲EW

Ss-12̲NS

Ss-13̲EW

Ss-13̲NS

Ss-14̲EW

Ss-14̲NS

Ss-31̲H(EW

1
0.1

5

1

周期 (sec)

0.1
0.10

1.00
Period (sec)

図３６

基 準 地 震 動 Ｓ Ｓ と TypeⅡ 地 震 動 と の 比 較

５条

添付(25)−53

5.00

４．杭構造基礎に関する設計基準類
杭構造基礎に係る設計基準としては，道路橋示方書・同解説（公益社団法人 日本道路協会）の他，杭基礎設計便覧（公益社団法人
日 本 道 路 協 会 ）， 杭 基 礎 施 工 便 覧 （ 公 益 社 団 法 人 日 本 道 路 協 会 ） に代表される。
（１）道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編（公益社団法人日本道路協会）
道路橋下部構造の技術基準として，杭基礎の種類や選定方法，
設計手法等がとりまとめられており，橋梁下部構造以外の土木構造物の杭基礎においても，同基準を参考として計画・設計している。下部構造の技術基準の変遷を表８に示す。

（２）杭基礎設計便覧
道路橋示方書・同解説を補完するものとして，道路橋示方書の背景や設計の基本的な考え方，新しい研究成果等を紹介したもの。

（３）杭基礎施工便覧
道路橋示方書・同解説を補完するものとして，道路橋示方書の規定の解説や既存工法の説明，施工計画に関するもの，施工管理の具体的な内容，施工上のトラブル事例と対策等について紹介したもの。
杭基礎設計便覧・杭基礎施工便覧
昭 和 61 年
平成 4 年

杭基礎設計便覧 刊行
杭基礎設計便覧 改訂
杭基礎施工便覧 刊行
平 成 18 年 杭 基 礎 設 計 便 覧 改 訂
杭基礎施工便覧 改訂（現段階での最新基準）

５条

添付(25)−54表８年・月
S39.3(1964)

S41.11(1966)

S43.3(1968)

S43.10(1968)

S45.3(1970)

S48.1(1973)

S55.5(1980)

H2.2(1990)

H5.11(1993)
H8.12(1996)

下部構造の技術基準の変遷

名称
道路橋下部構造設計
指針
くい基礎設計編
道路橋下部構造設計
指針
調査及び設計一般
道路橋下部構造設計
指針橋台・橋脚設計
篇直接基礎設計篇
道路橋下部構造設計
指針くい基礎の施工
篇
道路橋下部構造設計
指針ケーソン基礎設
計篇
道路橋下部構造設計
指針
場所打ち杭の設計施工篇
道路橋示方書・同解
説 IV 下 部 構 造 編 の 刊
行
道 路 橋 示 方 書 IV 下 部
構造編

道 路 橋 示 方 書 IV 下 部
構造編
道 路 橋 示 方 書 IV 下 部
構造編

Hl4.3(2002)

道 路 橋 示 方 書 IV 下 部
構造編

H24.3(2012)

道 路 橋 示 方 書 IV 下 部
構造編

５条

内容
設計の一般事項

クーロン土圧による土圧計算
粘性土に粘着力を考慮
許容応力度・許容支持力の規定
斜橋の橋台に働く土圧，地震荷重の統一的な算定方
法を規定
直接基礎の設計の規定
鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 杭 ， PC杭 ， 鋼 杭 を 中 心 に 規 定
継手，杭頭仕上げについて規定
くい基礎・ケーソン基礎・直接基礎の範囲を示す
鉛直，水平の荷重分担要素の明確化
ケーソンの設計に必要な項目の規定
場 所 打 ち 杭 の 定 義 (深 礎 も 場 所 打 ち 杭 )杭の設計径，コンクリートのヤング係数，許容支持力度を規定具体的な施工手引きとして，機械掘削・人力掘削に分けた。
部材照査方法に関してコンクリート橋編と整合
杭基礎の鉛直支持力の算定方法を改訂
中掘り杭工法の設計施工規定
各種基礎の設計法の適用範囲に関する解説の充実
地盤反力係数の算定式やフーチングの剛体判定式の統合
岩盤上直接基礎の許容支持力度や弾性体基礎の許容
変位量の規定高強度水中コンクリートや太径鉄筋の規定
暴風時の取り扱いの見直し
下部構造の設計における活荷重の載荷方法の見直し
胸壁設計における断面力算定式の見直し
橋梁の各部位に地震時保有水平耐力法を導入したことに伴う照査方法の規定
部材のじん性向上のための細目
建設費縮減のための構造形状の単純化
鋼管矢板基礎の規定
ケーソン基礎設計法の改訂
死荷重作用時の鉄筋の許容応力度の規定
コンクリート部材の塩害対策規定
フーチングの曲げ及びせん断に対する設計法の見直し直接基礎の極限支持力算定式の見直し
プレボーリング杭工法，鋼管ソイルセメント杭工法，バイブロハンマ杭工法の規定
場所打ち杭，中掘り杭，鋼管矢板基礎及び地中連続
壁基礎の支持力推定式の見直し
従 来 よ り も 降 伏 点 の 高 い 鉄 筋 SD390， SD490を 規 定
橋台部ジョイントレス構造の設計を規定
橋台背面アプローチ部の規定
道路橋基礎に求められる基本事項を規定
回転杭工法の規定添付(25)−55