のり枠工の設計 施工指針 の改訂に伴う設計上の留意点について 基礎設計室 岡淳一 1. はじめに平成 18 年 11 月に のり枠工の設計 施工指針 の改定版が発行された これを受けて今後の法枠工の設計内容が変更になるため ここに整理することにした 尚 現時点で発注機関でははっきりとした方針が定まっていないため あくまでも のり枠工の設計 施工指針 の内容の変更を中心に記述する 2. 主な改訂内容 1) 吹付モルタルの設計基準強度の変更これまでの吹付モルタルの設計基準強度は 15N /mm 2 とされてきたが 今回より 18N /mm 2 に変更になった これは 管理が十分であれば 現在の配合で 18N /mm 2 を確保できると考えているためであり 設計基準強度の変更に伴う単価アップは考えていない ( 特別講習会質問 回答より ) 2) 設計手法の変更これまでの仕様規程型 ( 許容応力度法 ) から性能照査型 ( 限界状態設計法 ) に設計手法が変更になった これは 国土交通省が発表した 土木 建築にかかわる設計の基本 などにより 性能照査型設計について基本的な考え方が示されており 将来的には全て限界状態設計法へ変わっているものと思われるためである ( 特別講習会 : 質問 回答より ) 3) 材料の許容値の変更後述するように設計手法の移行は 2~ 3 年程度を見込んでいるため 許容応力度法が今後全く採用できないわけではない 但し 使用する許容値は吹付モルタルの設計基準強度以外についても引き上げられているため ここに整理する 材料の許容値旧指針 (15N / mm2 ) 新指針 (18N / mm2 ) 吹付モルタルの許容圧縮応力度 5.0N / mm2 7.0N / mm2 鉄筋の許容引張応力度 160N / mm2 196N / mm2 吹付モルタルの許容せん断応力度 0.33N / mm2 0.40N / mm2 吹付モルタルの許容付着応力度 1.3N / mm2 1.4N / mm2
4) 崩壊規模の制限これまでは 崩壊規模について特に明記されたものはなかったが 今回の改訂に伴い 次の制限が設けられた a) のり肩からのり尻に及ぶような崩壊 b) のり肩からの崩壊に対して深さが 1.5mを越えるような崩壊 c) のり中間からの崩壊に対して深さが 1.0mを越えるような崩壊 これまでは花崗岩のように風化してマサ化する法面に対しては のり肩崩壊で最大規模を想定する場合に 深さ 1.5mでのり肩からのり尻に及ぶ崩壊モデルを想定するケースも多かったが 今後はこのような崩壊に対しては法枠工が適用できないことになった 3. 改訂に伴う実務上の留意点 1) 適用時期協会としては 設計基準強度 18N /mm 2 への変更は速やかに また 設計手法の変更は 2~ 3 年程度での移行を期待している また 発注機関においても各々に考え方の整理をしていると思われるので確認が必要である 2) 新 旧指針による計算比較許容値及び設計手法が変わることで計算結果がどのようになるのかを比較する 比較は設計手法及び枠断面の組合せで行った 設計手法は許容応力度法 ( 従来許容値及び新許容値 ) と限界状態設計法の3 種類 枠断面は 200 枠と 300 枠 (D13) 及び 300 枠 (D16) の 3 種類とした また 比較事例としては のり肩崩壊を事例 1 のり中間崩壊を事例 2 で紹介する
1 事例 1( のり肩崩壊 ) 増加安全率 ΔFs=0.2 γ=20kn/ m3 ( 土の単位体積重量 ) H=7.0m( 切土高 ) 許容応力度法 ( 従来許容値 ) 200 枠 (D10) d =0.9m d =1.0m d =1.1m 300 枠 (D13) d =1.1m d =1.3m d =1.4m 300 枠 (D16) d =1.4m d =1.6m d =1.8m 許容応力度法 ( 新許容値 ) 200 枠 (D10) d =1.0m d =1.1m d =1.2m 300 枠 (D13) d =1.3m d =1.5m d =1.7m (1.5m) 300 枠 (D16) d =1.7m (1.5m) d =1.9m (1.5m) d =2.2m (1.5m) 限界状態設計法 200 枠 (D10) d =1.1m d =1.2m d =1.3m 300 枠 (D13) d =1.4m d =1.6m (1.5m) d =1.8m (1.5m) 300 枠 (D16) d =1.8m (1.5m) d =2.2m (1.5m) d =2.3m (1.5m) 但し dは受持ち可能な最大崩壊深さである () 内は崩壊規模の制限がかかる最大崩壊深さである
2 事例 2( のり中間崩壊 ) 増加安全率 ΔFs=0.2 γ=20kn/ m3 ( 土の単位体積重量 ) L=5.0m( すべり面長さ ) 許容応力度法 ( 従来許容値 ) 200 枠 (D10) d =0.6m d =0.6m d =0.6m 300 枠 (D13) d =0.7m d =0.8m d =0.8m 300 枠 (D16) d =0.9m d =1.0m d =1.0m 許容応力度法 ( 新許容値 ) 200 枠 (D10) d =0.6m d =0.7m d =0.7m 300 枠 (D13) d =0.8m d =0.9m d =0.9m 300 枠 (D16) d =1.0m d =1.1m (1.0m) d =1.2m (1.0m) 限界状態設計法 200 枠 (D10) d =0.7m d =0.7m d =0.7m 300 枠 (D13) d =0.9m d =0.9m d =1.0m 300 枠 (D16) d =1.1m (1.0m) d =1.2m (1.0m) d =1.3m (1.0m) 但し dは受持ち可能な最大崩壊深さである () 内は崩壊規模の制限がかかる最大崩壊深さである
のり肩崩壊は一定条件のもとで比較を行った結果 許容応力度法 ( 従来許容値 ) に対して許容応力度法 ( 新許容値 ) で 0.1~ 0.2m 程度受持ち可能な崩壊深さが深くなることがわかった また 許容応力度法 ( 従来許容値 ) に対して限界状態設計法で 0.2~ 0.3m 程度受持ち可能な崩壊深さが深くなることがわかった のり中間崩壊は一定条件のもとで比較を行った結果 許容応力度法 ( 従来許容値 ) に対して許容応力度法 ( 新許容値 ) で 0.1m 程度受持ち可能な崩壊深さが深くなることがわかった また 許容応力度法 ( 従来許容値 ) に対して限界状態設計法で 0.1~ 0.2m 程度受持ち可能な崩壊深さが深くなることがわかった このことから 指針が改訂したことによって構造物の規模が大きく変わることはないが 200 枠や 300 枠 ( D13) の受持ち範囲が広くなり 結果的には同一条件のもとでは従来の設計手法よりも枠断面あるいは鉄筋が小さくなる傾向にあるといえる 言い換えれば 前述した 崩壊規模の制限 を受けることにより 今後 300 枠 (D16) を採用するケースが極端に少なくなることになる 4. 終わりに 以上の内容は のり枠工の設計 施工指針 ( 改訂版 ) に記載された内容を整理したものにすぎないため 今後当分の間はこれらの内容をどのように適用するかを発注機関等とその都度協議して決定することが必要である