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Q1104．道路附属物の基礎に必要な地盤調査について教えて？
A1104．日本地工では、サウンディング（標準貫入試験、スウェーデン式サウンディング試験等）をお勧めしております。
道路附属物の基礎に必要な地盤調査は、本来、基礎形式ごとに異なります。ただし、サウンディングによって得られる N 値は、他の調査試験から得られる地盤情報との相関について数多く研究されております 1)。そのため、道路附属物の基礎は N 値によって、基礎形式の選定や基礎寸法を決定することが可能です。ただし、杭基礎設計便覧 2)では、「N 値から地盤定数等を求める手法は、一定の条件での試験結果から求められた相関関係に基づく間接的な推定手法となっている。よって、信頼できるサンプリング試料の三軸圧縮試験など信頼性の高い調査結果がある場合には、その結果を踏まえて地盤定数等を設定するのがよい」とされております。従って、日本地工においても N 値と信頼性の高い調査結果が両方ある場合、信頼性の高い調査結果を用いて設計しております。
基礎形式毎に必要な地盤定数等と本来必要とする代表的な調査手法についてまとめたものを表 1 に示します。なお、N 値の測定が可能なサウンディングの代表的な試験方法につきましては、こちらをご参考下さい。
表 1 基礎形式毎に必要な地盤定数等と代表的な調査手法
基礎形式
埋込み式基礎縦長剛体基礎

直接基礎

杭基礎

[設計]
安定照査

必要な地盤定数等
代表的な調査手法
項目

土の単位体積重量
N値
鉛直 地耐力
粘着力
滑動
内部摩擦角
転倒
N値
鉛直
粘着力
水平水平変位

記号

c


c

変形係数

E0

土の単位体積重量
回転
粘着力
(単杭)
内部摩擦角c

単位kN/m3 砂置換法土密度試験
サウンディング
2kN/m 平板載荷試験
kN/m2 一軸又は三軸圧縮試験
度 三軸圧縮試験
サウンディング
kN/m2 一軸又は三軸圧縮試験
平板載荷試験
kN/m2 孔内水平載荷試験
一軸又は三軸圧縮試験
3kN/m 砂置換法土密度試験
kN/m2 一軸又は三軸圧縮試験
度 三軸圧縮試験

N値から推定〇〇〇〇〇〇〇〇〇

N 値は他の調査試験から得られる地盤情報との相関について、数多く研究されております。
そこで、日本地工で採用する道路附属物の基礎の設計に用いる様々な地盤定数の N 値による推定方法について、以下にご紹介します。なお、以下に示す推定方法は代表的なものであり、お客様からご指定がある場合や準拠する基準・仕様書等に記載がある場合、そちらに従っております。

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鋼製基礎専門サイト① 土の単位体積重量 (kN/m3)

道路橋示方書・同解説 2)に示す土の単位重量 （表 2 参照） と、地盤調査の方法とその解説 1)に示す N 値と砂の相対密度および粘土のコンシステンシー （表 3 参照） を用いて推定しております。
表 2 土の単位重量 (kN/m3)

地盤土 質ゆるいもの
自 砂及び砂れき
18
然
17
砂 質 土
地
14
粘 性 土
盤
盛土

密なもの
201918

砂及び砂れき

20

砂 質 土

19

粘 性 土

18

表 3 N 値と砂の相対密度および粘土のコンシステンシー

砂

N値
相対密度0～4 非常にゆるい
4～10 ゆるい
10～30 中位の30～50 密な50以上 非常に密な粘土

N値
相対密度2以下 非常にやわらかい
2～4 やわらかい
4～8 中位の8～15 かたい
15～30 非常にかたい
30以上 固結した② 地盤の許容支持力 qa (kN/m2)
国土交通省告示第 1113 号第 2（三）項に示す、スウェーデン式サウンディング試験で得られる半回転数 Nsw から地盤の長期許容支持力 qa を求める方法 (式 1) から推定しております。なお、短期は長期の 2 倍としております。スウェーデン試験結果から得られる
N 値と長期許容支持力 qa の関係につきましては、こちらをご参考下さい。
qa = 30 + 0.6Nsw ····················································································· (式 1)
ここに、
qa : 地盤の長期許容支持力 (kN/m2)
Nsw : 貫入量 1m 当たりの半回転数 (半回転数/m) で、対象は基礎底部から下方 2m以内の距離の平均（個々の値が 150 を超える場合は 150 とする）
また、地盤の許容支持力については、その他に道路橋示方書・同解説 3)による場合や建築基礎構造設計指針 4)による場合があります。支持力公式については、それぞれの基準をご参考下さい。なお、どの支持力公式を採用するかについては、適用条件等を考慮して決定しております。

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鋼製基礎専門サイト③ 粘着力 c (kN/m2)
地盤を乱すことが小さい場合、土研資料 4102 号 5)に示す (式 2) から推定しております。

N  5 c  12.5 N································································· (式 2)

N  5 c  0.540  5 N 1.15

また、バイブロハンマ工法における杭の周面抵抗力度の粘着力は、土研資料 4139 号 6)に示す (式 3) から推定しております。
c = 8N (≦50) ······················································································· (式 3)

その他、代表的なものに Trezaghi and Peck らが提唱した c = 6.25N (c = qu /2, qu=12.5N) や
平成 8 年までの道路橋示方書・同解説例えば 7)には「やむを得ない場合」に用いて良いとの注釈付で c = (6~10) N の推定式が解説中に示されておりました。どの粘着力の推定式を採用するかについては、適用条件等を考慮して決定しております。
④ 内部摩擦角  (ﾟ)
道路橋示方書・同解説 3)の参考資料に示す (式 4) から推定しております。

  4.8 ln N1  21 ·················································································· (式 4)
ここに、

N1 : 有効上載圧 100kN/m2 相当に換算した N 値で次式による。

N1  170 N /  ' 70N



: 標準貫入試験から得られる N 値

’v : 有効上載圧(kN/m2) で、次式による。ただし、原位置の’v が’v <50kN/m2 である場合には、’v 50kN/m2 として算出する。

 '  x
 : 土の単位体積重量(kN/m3)
x: 深さ(m)

なお、平成 8 年までの道路橋示方書・同解説例えば 7)には設計上の配慮から下限値を与える式として (式 5) を用いてもよいと示されておりました。
= 15 + √15 ···················································································· (式 5)

その他、代表的なものに大崎らが提唱した = 15 + √20 、鉄道道関係で用いられる= 1.85⁄ 0.01+ 0.7.

+ 28 などと N 値の関係については、数多くの推定式が存在しております。どの内部摩擦角の推定式を採用するかについては、適用条件等を考慮して決定しております。
⑤ 地盤の変形係数 E0 (kN/m2)
道路橋示方書・同解説 3)に示す (式 6) から推定しております。
E0=2,800N ··························································································· (式 6)Copyright © NIPPON CHIKO All Rights Reserved.

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参考文献
1) 地盤調査の方法と解説（地盤工学会、平成 25 年 3 月）
2) 杭基礎設計便覧（日本道路協会、平成 26 年）
3) 道路橋示方書・同解説 Ⅳ 下部構造編（日本道路協会、平成 24 年 3 月）
4) 建築基礎構造設計指針（日本建築学会、平成 20 年 3 月）
5) レベル 2 地震時における杭基礎の設計に用いる部分係数の検討 土木研究所資料第 4102号（平成 20 年）
6) 杭の軸方向の変形特性に関する研究 土木研究所資料第 4139 号（平成 21 年）
7) 道路橋示方書・同解説 Ⅳ 下部構造編（日本道路協会、平成 8 年 12 月）

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