第31回

夏季研修会論文集

土木技術に正解はあるのか
基礎設計室

永田 和之

1．はじめに建築業界では、姉歯さんの耐震構造偽装事件がありました。あの解析が正しいとは誰も思いません。しかし、世の中には、もっと劣悪な建造物が沢山あり、世界中のニュースでは、地震を受け瓦礫の山となる光景に出会う事があります。偽装以下の構築物がある事を認識すべきです。
地震や豪雨災害では、多くの構築物が、壊れています。災害を受けたものは、ほとんど我々が手を加えた構築物です。とすれば、現在の技術は、ほんとに安全なのか。この設計指針は将来に渡って適用できるのか。根本的な計算式は間違っていないか。など、根底に考えておくべきです。
設計担当技術者が経済性、施工性、安全性などを評価し、工法決定した構築物は、他の技術者でも同じ結論が出るでしょうか。多くの技術者が、意見を出し合えば、正しい設計が出来るでしょうか。全ての災害に耐える設計が正解でしょうか。
・・・何が正解かあなたには判りますか。
ライフサイクルコストや、アセットマネジメントが話題に上がり、永久構造物は存在しなくなっています。一昔前まで、仮設か永久かを選択していましたが、コンクリートは老朽化し、壊れるものであると考えなければなりません。
『コンクリートから人へ』ではなく、『コンクリートは瓦礫へ』の認識が必要では。
切土法面は、土砂、軟岩、硬岩で切土勾配を変えていますが、風化の進行を考慮すれば、表面付近から徐々に風化し、すべて土砂化する事が予測できます。風化地山は、1.5 割から2 割程度であることを考えれば、切土勾配もまた、1.5 割から 2 割にすべきである。との見解をするですが、間違いでしょうか。
土木技術は、時代の変遷とともに、価値観を変え、適用指針も流動的に変化している。
良かれと思い構築しても負の遺産となる可能性があることを、今、真剣に考える時ではないでしょうか。ダム≒ムダなんて、『黒部の太陽』の時代には予想していないのです。高架橋で高速道路を計画し、蛇行した河川を直線化した人々が、責められる時代が来ています。
序論で、結論を出すと、土木技術に正解はない。出来るだけ、負の遺産とならないように長期展望を立てて、対応しましょう。と結ぶ。
自身の関わった業務から、切土勾配に関する見解を得る事例に遭遇しており、失敗例として以下に紹介する。
『人は失敗して賢くなる』・・・多いに失敗しましょう？

2010/08/21

２．事例 1・造成地の切土斜面 最大切土高さ 35m
・岩質：新第三紀中新世

成相寺層 流紋岩質凝灰岩

GL-4.5m 以深 N>50(換算 N 値 95〜100〜300）即ち、5m 以深は軟岩地山・切土勾配：軟岩 8 分とする所、長大斜面となるために、1 割＋法枠補強で計画＊自然地山勾配は、1.2〜1.5 割、比高 30m〜35m＊自然地山勾配と計画勾配は、殆ど近似していた。
・切土工事から約半年経過して、地すべり崩壊発生
・地すべり規模：幅 40m、高さ 30m、異常が認められて、約 4 分間で崩壊した。
・原因 ：①断層の発達②応力開放による強度低下 ③モンモリロナイトの介在（風化がはやい岩盤）④降雪と短期間の融雪（地盤の緩みと地下水上昇）＊崩壊面の強度は、N 値≒10 相当、移動土塊の N 値は 10〜20 を確認（N 値だけで評価すれば、強度が 1／3〜5 に低下した事になる）
・安定勾配 ：風化がはやい岩の 20ｍ以上の切土の安定勾配は 1.8 割を示唆
（文献＝道路土工）
・計画安全率 ：崩壊前断面 Fs=0.95 計画安全率 Fa=1.2（計算値は Fｓ≒1.5）
・すべり面強度 ：φ=20 度 C=24kN/m２（逆算）
崩壊後のボーリングで N＞50/20 の深い層は強度低下しないと設定
・対策工 ：崩土の除去を考慮し、1.5 割勾配と広い小段のステップのある排土工を選定
・対策工事費 ：200 万円/m ×100m＝2 億円（土工事費）
・今後、さらに強度低下は進行しないのか。応力開放期間を 2〜3 年として、動態監視を継続している。
・応力開放により、軟岩が N 値 10〜20 に低下した事例として紹介する○ 考察
・地盤特性を精査すれば、防げた可能性はあるが、1.5 割以下の切土勾配の設定（平均勾配 2 割）は、明確な地すべりを設定しない限り出来ない。
・100m 間で 2 億円の対策工事を事前に提案する事はさらに困難。
・強度低下の推定は、常識的には 2〜3 割、1／5 に低下する予測は困難。
・切土 10m で N 値が 10 低下すると考えると、30m 切ると N50 回から N20 回に低下すると考えるのは、如何でしょうか。

.4
1B P 1 36
H=7BP

2H=144.

51

NO.3R83.0
GH=122.78
FH=
D=20.000

1.50.5
1:1 8.2
L=10.00%
地下水位(崩壊前)

3.00.5
1:1 2.8
L =1考5.00%する抑止力崩壊面.5
1:1 9.9
L=15.00

最小安全率円弧
Fs=1.519

地下水位(排土時)
N値＞50/20(安定領域)

10.00%

99.

L=

1:1.

0

N＞50

断面図 −１３．事例２
・道路計画の切土斜面 最大切土高さ 12m
・岩質 ：崖錐性堆積物〜トリアス紀〜ペルム紀 三郡変成岩 緑色片岩（軟岩相当）＊計画道路面付近まで、崖錐層、以深に緑色片岩が緩い流盤状に分布・地形特性 ：道路縦断方向に地すべり地形が判読できた。
・切土計画 ：切土高さが低く、地すべり方向に並行するために切取可能と判断

1.2 割で計画・切土後、約 3 カ月で、降雨時に地すべり崩壊が発生した。
・地すべり規模 ：幅 50m 、長さ 20m 3 日程度顕著に移動、抑え盛土により停止・対策工として、2.5 割〜2.0 割の排土工を計画
・排土後、2 か月後に、旧すべり面位置でクラック発生、降雨時に再度地すべり発生。
・対策工として、杭工、横ボーリング工を計画
・原因 ：① 基岩の緑色片岩は、応力開放を受けて膨潤化する性質がある。白色粘土
介在、変質顕著、片理構造が顕著② 上層の崖錐層は固結土が低く低強度③ 切土直後にまとまった降雨があった。排水性が悪く、地下水が貯留する傾向があり、間隙水圧の上昇と強度低下を招いた。

④ 予測された地すべり方向が、多少道路方向に向かっていた。
横断方向に、緩い流盤を成していた。
・すべり面強度 Cu＝8kN/m2 、φ＝10.5（tanφ=０.19）・・・層厚から粘着力を決め、逆算でφを算定
・応力開放とすべり面強度の設定の難しい事を示した事例紹介である。
・一度、地すべりした斜面は、排水経路が断たれ、僅かの降雨でもすべり面に地下水が供給され容易に水位上昇を起こした事例でもある。
○考察・すべり面強度形状

粘着力内部摩擦角粘着力

内部摩擦角

Cu

tanφの低下の低下

当初計画断面23.80.4411

地すべり崩壊断面

19.50.310.82(1)0.70(1)

排土計画断面

13.90.380.58(0.71)

0.86(1.23)＊逆算法により C−φ関係図から、算定・表から、当初地すべり崩壊時の強度低下は、2〜3 割と推測
・2 回目の地すべりには、共通する強度【Cu=5kN/m2、φ=12.4（tanφ=0.22）】があり、微妙な C-φバランスによって、安定する可能性があった。
・C の設定に、排土時の層厚を適用すれば、近似した結果が得られたケースである。

断面図−2