第６章 土 圧
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６.３ 擁壁の設計
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土を支える擁壁は、構造によって次のように分類される。
〔重力式擁壁〕・・・基礎地盤の良好な所によく、高さは４ｍ以下が有利。
〔倒立Ｔ型擁壁〕・・高さ４～６ｍ が有利、基礎地盤が比較的不良な場所
〔控え壁式擁壁〕・・高さ５～７ｍ に用いられる。
擁壁の破壊は多くの場合、基礎の不良によって起こると考えられている。
したがって、擁壁の設計にあたっては、この点を考慮し次のような項目につ
いて検討するのが普通である。
（１）すべり出しに対する安定
（２）基礎地盤の支持力に対する安定
（３）転倒に対する安定
また、施工にあたっては、擁壁背面の水圧にも注意し（水圧が土圧の２倍
に達することもある）、水抜き孔、およびそれが有効に働くためのフィルタ
−を入れるなどの配慮が望ましい。
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6.3.1 擁壁設計のための土圧公式
６ｍより低い擁壁設計のためには、多くの近似的な土圧算定法が考えられ
ている。それらの多くは、粘着性のない土を裏込めにもつ、摩擦のない鉛直
壁に水平な土圧が働くというランキンの考え方にもとづいている。壁の背面
が傾いているとき、土圧は図−６．１５(ａ)のように、壁の底端を通る鉛直
面に働くと仮定する。その場合、鉛直面と壁との間の土のくさびの重さは無
視されることがある。
もし、図−６．１５(ｂ)のように裏込めの上にｑ' の等分布荷重が加わる
なら、それは擁壁に増加圧力として働く。増加圧力Ｐ' は(6.18)式のように
なり
壁頂と壁底の中央に働く。
また、裏込めが水平とβの傾きをなすときは、ランキン土圧公式の誘導と
同じようにして、主働土圧ＰA が求められる。
ＰA は、図−６．１５(ｃ)のように、傾斜した裏込めに平行に、壁底端を通
る鉛直面の高さＨの２/３の高さに働く。
裏込めの上に、図−６．１５(ｄ)のような集中荷重Ｑ' が働くときは、擁
壁にＰ' の土圧をおよぼす。Ｐ' の大きさは近似的に(6.20)式で与えられ、
それは図−６．１５(ｄ)のように、壁底端を通る鉛直面に水平に働く。
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6.3.2 重力式擁壁の設計
設計にあたっては、次のような諸力を考え、これらが釣り合うよう、かつ、
安定条件を満足させれるように壁体の諸寸法を決定する。
（１）外力（図−６．１６）
Ｑv＝Ｗ＋Ｐv−Ｐpv ・・・・・・・・(6.21)
ＱH＝Ｐh−Ｐph ・・・・・・・・・・(6.22)
ここに、Ｑv：鉛直力の合計（ｔ/ｍ）
ＱH：水平力の合計（ｔ/ｍ）
Ｗ：擁壁の自重（ｔ/ｍ）
Ｐv、Ｐh：主働土圧の鉛直方向ならびに水平方向成分（ｔ/ｍ）
Ｐpv、Ｐph：受働土圧の鉛直方向ならびに水平方向成分（ｔ/ｍ）
（２）すべり出しに対する安定の検討
ここに、Ｆ：壁体のすべり出しに対する安全率
Ｑv、ＱH：それぞれ、(６．２１)、(６．２２)式に示すような力（ｔ/ｍ）
ψ''：土と壁底との摩擦力（表−６．５参照）
（３）基礎地盤の支持力に対する検討
ｐt＜地盤の支持力 ・・・・・・・・・(6.24)
ここに、ｐt：荷重強度の最大値（ｔ/㎡）
ｐt はその鉛直方向の合力が、底部のどの点に働くかにより、図−６．１７
に示すように、次の二つの場合に分かれる。
壁底部の２/３ 以内にあれば、
壁底部の２/３ を逸脱すると、
ここに、Ｑv：(6.18)式に示すような鉛直力の合計（ｔ/ｍ）
ｂ：擁壁底部の幅（ｍ）
ｅ：壁底の中心から合力の働く位置までの距離（ｍ）
（４）転倒に対する安定の検討（図−６．１８参照）
ＱvとＱHの合力がＡ点より外に出なければ安全である。その安全率Ｆは
ここに、Ｆ：壁体の転倒に対する安全率
Ｑv、ＱH：それぞれ、(６.２１)、(６.２２)式に示すような力（ｔ/ｍ）
υ：鉛直力の作用点から壁底先
端までの距離（ｍ）
ｈ：水平力の作用点から壁底ま
での距離（ｍ）
重力式擁壁の設計にあたって、諸寸法の
目安は図−６．１４を参考にして、次のご
とくである。
ｂ＝(0.3～0.6)ｈ ・・・・(6.28)
ｔ＝(0.15～0.2)ｈ ・・・・(6.29)
ここに、ｂ：擁壁の底部幅（ｍ）
ｈ：擁壁の高さ（ｍ）
ｔ：擁壁の頂部の幅（ｍ）
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6.3.3 倒立Ｔ型擁壁・控え壁式擁壁の設計
重力式擁壁の設計とほぼ同じであるが、土圧の
計算は、基礎底板後端を通る鉛直面ＣＤに、ラン
キン土圧を作用させると都合がよい。また背面の
底板上にある土体□ＡＢＣＤは、壁体の一部と考
えて安定を考える。設計上の寸法の目安としては、
図−６．１９を参考にして、
ｂ＝(0.45～0.5)ｈ ・・・・・・(6.30)
ｔ１＝0.05ｈ＞15cm ・・・・・・(6.31)
ｔ２＝(0.12～0.15)ｈ ・・・・・・(6.32)
ここに、ｂ：壁底の幅（cm）
ｔ１：壁頂の幅（cm）
ｔ２：壁底の厚さ（cm）
ｈ：擁壁の高さ（cm）
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6.3.4 裏込めと排水設備
（１）裏込め
擁壁に働く土圧は、かなりその裏込めによって影響されるから、裏込めの
設計はきわめて大切である。理想的なことをいえば、土圧の計算に用いられ
る仮定と一致した材料が良い。すなわち、内部摩擦角が大きく、粘着力のな
い、たとえば川砂・礫・砕いた岩および鉱さいなどが好ましい。粘土やシル
トを含んだ砂・礫などの粘着性材料も有用であるが、入念な排水設備が必要
である。
適当に裏込め材料のないときは、粘土も使用するが、そのときは、壁体が
長年月にわたって働きうるようにしておくか、または、静止土圧にたえうる
ように設計しなければならない。
（２）排水設備
裏込めの設計に重要なもう一つの条件は、土を乾燥状態におくことである。
そのためには、一般に二つの方法が考えられる。すなわち、
[1] 裏込めを水に浸さぬこと。
[2] 裏込めに水が入ったら、これを除去すること。
自然に浸透する水を防ぐのは、なかなか困難であるから、ほとんどの場合
[2]法を用いるが、[1]、[2]の両方を併用することも少なくない。図−６．２０
(ａ)のような水抜き孔は、水平および鉛直に1.2～２ｍの間隔で設け、掃除
ができるように、少なくとも10cm以上の直径が必要である。
もし、裏込めが粗砂であれば、図−６．２０(ｂ)のように、砂で孔がつま
らないように、各水抜き孔の入口に玉砂利をショベル数杯分置くのがよい。
しかし水抜き孔は、基礎の圧力が最も大きくなる壁体の底部に水を供給する
という欠点を持っているので、多少値段は高くなるが、擁壁の背面に排水渠
を設ける方法も考えられている。壁体に平行に直径15～20cmの多孔管をフィ
ルタ−で取り巻いて設置するが（図−６．２０(ｃ)）、掃除のできるように、
多孔管の末端にマンホ−ルを準備することもある。シルト質の砂とかシルト
のような、比較的透水性の低い土には入念な排水施設が必要である。（図−
６．２０(ｄ)）のような傾斜した排水プランケットと排水渠の組合わせは、
裏込め全体を考慮した排水設備の一例である。
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