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Q&A地盤改良の設計計算 Q&A ('17.11.17)

NEW! 更新内容
Q1−13.改良体の前面側と背面側で異なる地盤条件を考慮することはできますか?('17.11.17)

目  次
 1.適用範囲

Q1−1.どの基準に対応した設計が可能なのでしょうか

Q1−2.格子配置、千鳥配置には対応できますか?

Q1−3.浅層混合処理工法において、片側に応力の広がりを考慮しない場合の検討が可能でしょうか

Q1−4.接地圧の入力はできませんか?

Q1−5.円弧すべりの入力画面にあるすべり円中心位置の指定方法の「格子範囲」にはどのような数値を入力すればよいか

Q1−6.液状化を考慮した計算は可能ですか?

Q1−7.「擁壁の設計」の結果を流用することができますか?

Q1−8.ベタ基礎に対応していますか?

Q1−9.土木基準の深層混合処理工法で構造物的設計手法と複合地盤的設計手法はどのように使い分けるのでしょうか?

Q1−10.改良厚の自動計算はできませんか?

Q1−11.sampleCivil01.F4Sにおける許容沈下量30pの出所を教えてください。
許容沈下量に関して参考となる記述はありませんか?


Q1−12.擁壁下の深層混合処理の検討で、もたれ式やブロック積みのような形状でも計算できますか

Q1−13.改良体の前面側と背面側で異なる地盤条件を考慮することはできますか?

 2.入力

Q2−1.建築基準:深層混合処理の計算条件で選択するスラブ重量を含める/含めないはどのように違いがあるのでしょうか?

Q2−2.「荷重」画面の主働側・受働側土圧の基礎底面載荷重wには、何を入力すればよいですか

Q2−3.ボーリングデータではなく、スウェーデン式サウンディング試験による地盤のデータしかない場合のデータの入力方法はどうすればよいですか

Q2−4.一様地盤として水平力を検討する場合、地盤の変形係数にはどの地盤の値を入力すれば良いのでしょうか?

Q2−5.液状化安定計算で、主働側と受働側の水位を変えることができますか?

Q2−6.改良仕様画面で両方向ラップしていると、「上下左右で重複しています。ラップ幅を調整して下さい。」と表示され確定できないのはなぜですか?

Q2−7.建築基準:深層混合処理工法の作用力では、曲げモーメントの入力が1つしかありません。
抵抗モーメントと転倒モーメントをどのように入力すれば良いのでしょうか?


Q2−8.建築基準の場合、擁壁の前面位置(つま先位置)で集計された荷重はどうやって入力すれば良いでしょうか?

Q2−9.建築の深層混合処理工法の入力のところで下部地盤の摩擦係数というのが出てきますが、どのような値を設定すればよろしいでしょうか

Q2−10.沈下の量の算定をmv法で行う場合に、代表値を入力したい。
平均圧密圧力Pには何を設定すれば良いのでしょうか?

 3.計算

Q3−1.水平支持力を計算すると「係数の取得に失敗しました」と表示されますがどうすればよいですか

Q3−2.建築基準における水平力に対する検討 常時の検討において引張り応力度の照査が満足しない場合の対応は?

Q3−3.建築基準:偏土圧時の地盤反力の照査、土木基準:構造物基礎下の地盤反力の検討を行わないのはなぜか?

Q3−4.せん断力度の検討におけるχ(形状係数)が全面改良の場合1.5となる根拠を教えてください

Q3−5.円弧すべりの検討で、すべり円半径の指定方法が「中心からの一定刻み」の場合に、図のような意図しないすべり面が生成されないようにすることができるか


Q3−6.建築基準:深層混合処理工法の荷重の分配方法を「均等に分配」を選択しているのに面積比によって分配されています

Q3−7.土圧が0.0となる区間があるのはなぜでしょうか?

Q3−8.建築基準:計算実行時に「偏土圧による抜出しの検討 Y方向の間隔が正しくありません 」と表示され、計算できない

Q3−9.土木基準で作用荷重の位置が擁壁の底版をはみ出しますとのエラーメッセージが表示されます。
その理由を教えてください。


Q3−10.先端付近の平均N値算定における改良体先端から下に1d、上に1dの範囲のdの考え方を教えてください

Q3−11.ラップ形状の断面定数はどのように算定されているのでしょうか?

 4.その他

Q4−1.「液状化対策工法設計・施工マニュアル(案)」 は、何処で入手することが出来るのでしょうか?

Q4−2.「河川堤防の液状化対策の手引き(土木研究所)」 は、何処で入手することが出来るのでしょうか?



 1.適用範囲
Q1−1. どの基準に対応した設計が可能なのでしょうか
A1−1. 下記に準拠した設計が可能です。
建築基準として「建築物のための改良地盤の設計および品築管理指針(日本建築センター)」
深層混合処理工法/浅層混合処理工法

土木基準として「陸上工事における深層混合処理工法設計・施工マニュアル(土木研究センター)」
深層混合処理工法

 液状化対策基準として
「河川堤防の液状化対策の手引き(土木研究所)」または「液状化対策工法設計・施工マニュアル(案)(土木研究書ほか)」
深層混合処理工法
    
Q1−2. 格子配置、千鳥配置には対応できますか?
A1−2. 格子配置は、液状化対策基準でのみ可能です。
千鳥配置は、土木基準の場合のみ対応しております。
建築基準においては、いずれも対応しておりません。
    
Q1−3. 浅層混合処理工法において、片側に応力の広がりを考慮しない場合の検討が可能でしょうか
A1−3. 可能です。考慮しない方はn=0でご入力下さい。
    
Q1−4. 接地圧の入力はできませんか?
A1−4. 「建築基準:深層混合処理」においてはVer3.2.0にて、最大、最小接地圧の入力に対応しました。
※設定方法を「接地圧の指定」とした場合は、概略検討として常時、中地震時までの鉛直、水平支持力の検討のみ対象となります。
    
Q1−5. 円弧すべりの入力画面にあるすべり円中心位置の指定方法の「格子範囲」にはどのような数値を入力すればよいか
A1−5. 下図のように、構造物下の改良の場合には基礎前面下端位置、盛土下の改良の場合には盛土左下端位置を原点とした座標を指定してください。

    
Q1−6. 液状化を考慮した計算は可能ですか?
A1−6. Ver.4.0.0より「液状化対策工法設計・施工マニュアル(案)」に準拠した液状化時の検討に対応しました。
Ver.6.0.0より「河川堤防の液状化対策の手引き(土木研究所)」に準拠した液状化時の検討に対応しました。
建築基準および土木基準については、液状化を考慮することは出来ません。
    
Q1−7. 「擁壁の設計」の結果を流用することができますか?
A1−7. 「メニュー|ファイル|基礎連動用ファイル(*.XPR)からのインポート」にて、「擁壁の設計」(Ver.13以降)からエクスポートしたファイル(XPR形式)を読み込み事が可能です。
インポートするデータは、擁壁形状(描画用)、基礎寸法、荷重ケース、作用力です。
適用基準ごとに反映されるデータは異なります。
詳細は、製品ヘルプ「他製品との連動|基礎連動ファイルのインポート」をご参照ください。
    
Q1−8. ベタ基礎に対応していますか?
A1−8. 現バージョンでは対応しておりません。
配置状態によっては、基礎スラブ下の検討で代用できるかもしれませんが、軸力の指定は基礎スラブ中心1点のみです。
    
Q1−9. 土木基準の深層混合処理工法で構造物的設計手法と複合地盤的設計手法はどのように使い分けるのでしょうか?
A1−9. 改良体の配置状態で使い分けます。
構造物的設計手法
改良体をラップして壁式またはブロック形式とし、改良体を一種の地中構造物として設計する場合
複合地盤的設計手法
改良体を杭形式で配置し、改良体と無改良地盤との複合地盤として設計する場合
    
Q1−10. 改良厚の自動計算はできませんか?
A1−10. Ver.5より浅層混合処理工法の多層地盤の場合のみ改良厚を自動で計算することが可能です。
    
Q1−11. sampleCivil01.F4Sにおける許容沈下量30pの出所を教えてください。
許容沈下量に関して参考となる記述はありませんか?
A1−11. サンプルデータの許容沈下量は「陸上工事における深層混合処理工法設計・施工マニュアル改訂版(平成16年3月)」のP192許容残留沈下量を参考としています。
(「道路土工軟弱地盤対策工指針」昭和61年11月(社)日本道路協会p.54参照)
「道路土工軟弱地盤対策工指針」平成24年版P119には、許容残留沈下量として盛土中央部で舗装完了後あるいは供用開始3年間で10cm〜30cmとしてきた事例が多いとの記述がございます。
    
Q1−12. 擁壁下の深層混合処理の検討で、もたれ式やブロック積みのような形状でも計算できますか
A1−12. もたれ式やブロック積み擁壁のような、背面に持たれた形状の構造物に直接的には対応しておりません。

擁壁底面における作用力は別途入力するので問題ありませんが、背面土の重量算定や円弧すべりの検討には背面土砂の形状が必要です。
構造物の範囲のH1やB2は、背面土砂ブロックを定義する基準点を決めるためのものですので、もたれ式のような場合は、構造物高さH1に擁壁底版背面側の鉛直部高さを設定し、そこから土砂ブロックを定義してください。
構造物の範囲は、構造体の重量が作用する範囲の指定なので、フーチング幅を指定します。
    
Q1−13. 改良体の前面側と背面側で異なる地盤条件を考慮することはできますか?
A1−13. 大変申し訳ございませんが、前面側、背面側で異なる条件を設定することは出来ません。



 2.入力
Q2−1. 建築基準:深層混合処理の計算条件で選択するスラブ重量を含める/含めないはどのように違いがあるのでしょうか?
A2−1. どちらを選んでも基礎スラブ重量は考慮されます。
含める場合 : 作用力として基礎スラブ重量を含んだ値を設定します。
含めない場合 : 基礎スラブ重量を別途設定します。計算時にすべての荷重ケースの荷重に加算されます。
    
Q2−2. 「荷重」画面の主働側・受働側土圧の基礎底面載荷重wには、何を入力すればよいですか
A2−2. 「荷重」画面−荷重設定タブ−主働(受働)側土圧・水圧のガイド図にもありますように、改良体頭部(基礎底面)における荷重の入力ですので、改良体頭部より上にある土砂重量等を指定して下さい。
主働側であれば基礎底面より上の背面土砂の重量、受働側であれば基礎底面より上の前面土砂の重量を入力します。
    
Q2−3. ボーリングデータではなく、スウェーデン式サウンディング試験による地盤のデータしかない場合のデータの入力方法はどうすればよいですか
A2−3. 0.25mごとに試験の結果があると思いますが、スウェーデン式サウンディング試験の結果の入力はないので、地層データにはN値等により同一層とみられる部分は1層として入力して頂ければ結構です。
「考え方」画面の許容鉛直支持力の算定方法では、「スウェーデン式サウンディング試験」を選択してください。
    
Q2−4. 一様地盤として水平力を検討する場合、地盤の変形係数にはどの地盤の値を入力すれば良いのでしょうか?
A2−4. 設計者のご判断にて、代表的(支配的)な層の値、または平均値などを設定して下さい。
妥当性のチェックとして多層地盤としての解析結果と結果を比較していただくことも、有効かと存じます。
    
Q2−5. 液状化安定計算で、主働側と受働側の水位を変えることができますか?
A2−5. 申し訳ございませんが、現バージョンにおいては液状化検討時に主働側と受働側で水位を変えることはできません。ご了承ください。
    
Q2−6. 改良仕様画面で両方向ラップしていると、「上下左右で重複しています。ラップ幅を調整して下さい。」と表示され確定できないのはなぜですか?
A2−6. ラップ幅が大きく、上下左右だけでなく、斜めの改良体同士もラップする状態になっているために表示されるメッセージです。
このような場合、改良率や改良体の断面二次モーメントの算出等に対応していないために入力を制限しています。
外周の形状を除いてはほぼ全面改良の状態となりますので、全面改良として計算する方法も考えられます。
    
Q2−7. 建築基準:深層混合処理工法の作用力では、曲げモーメントの入力が1つしかありません。
抵抗モーメントと転倒モーメントをどのように入力すれば良いのでしょうか?
A2−7. 建築基準の入力は、底版中心位置での作用曲げモーメント(ΣM=ΣMo-ΣMr)を入力します。
※荷重が底版前面位置で集計されている場合は、換算が必要になるのでご注意下さい。
    
Q2−8. 建築基準の場合、擁壁の前面位置(つま先位置)で集計された荷重はどうやって入力すれば良いでしょうか?
A2−8. フーチング中心位置での作用力に換算してご入力下さい。
前面位置での曲げモーメントを底版中心位置へ補正する式は以下の通りです。
 Mx=ΣV・B/2−(ΣMr−ΣMo)
Mx:擁壁前面の曲げモーメント(ΣMr−ΣMo)をスラブ中心位置へ補正した値(kN・m)
ΣV:底版に作用する鉛直力の合計(kN)
ΣMo:底版前面位置での転倒モーメント(kN・m)
ΣMr:底版前面位置での抵抗モーメント(kN・m)
B:底版幅(m)
※荷重が単位幅あたりの場合は、作用力指定方法を「単位荷重」としてください。
    
Q2−9. 建築の深層混合処理工法の入力のところで下部地盤の摩擦係数というのが出てきますが、どのような値を設定すればよろしいでしょうか
A2−9. 「建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」P102に下記の記載がございます。
 a)下部地盤が砂質土の場合 μ=tanφ(φ:砂質土の内部摩擦角)
 b)下部地盤が岩盤の場合  μ=0.6
    
Q2−10. 沈下の量の算定をmv法で行う場合に、代表値を入力したい。
平均圧密圧力Pには何を設定すれば良いのでしょうか?
A2−10. 代表値1点で入力される場合は、計算に影響がないので何を設定されても問題ありません。
mvの値を2点以上入れる場合は、この平均圧密圧力Pの値に応じてmvの値を補間し適用します。



 3.計算
Q3−1. 水平支持力を計算すると「係数の取得に失敗しました」と表示されますがどうすればよいですか
A3−1. Ver2.00.01より、Z>5.0の場合も(Z=5.0)の係数を適用するように変更しました。
Ver.5.0.0より、「考え方|水平支持力」の設定により、Z<0.5の場合に0.5の係数で計算を続行できるようにしました。
    
Q3−2. 建築基準における水平力に対する検討 常時の検討において引張り応力度の照査が満足しない場合の対応は?
A3−2. 「改良地盤の設計及び品質管理における実務上のポイント(日本建築センター)Q&A集」に記載される方法で再検討を行う事が可能です。
「考え方」の画面にて「常時の引張応力度の照査が満足できない場合に別項目にて照査を行う」をチェックして下さい。但し、加力方向にラップされている場合のみ有効です。
    
Q3−3. 建築基準:偏土圧時の地盤反力の照査、土木基準:構造物基礎下の地盤反力の検討を行わないのはなぜか?
A3−3. 建築基準の偏土圧時の検討および土木基準の構造物基礎下の検討(構造物的設計手法)における作用力の集計では、前面側の抵抗力として受働土圧を考慮しています。
受働土圧は、背面側の主働土圧や慣性力に対して抵抗する力であり、実際には背面側からの力を上回る事はなく、実際に背面側に転倒したり偏心したりするわけではありません。
つまり、受働土圧を考慮して作用力を集計するということは、前面側に偏心することが前提となりますので、背面側に偏心した場合には支持力の照査は行いません。

ただし、Ver.4.1.0では、このような場合でも以下のいずれかの方法で支持力の検討を行えるように機能拡張しています。
(1)水平力が釣り合うように受働土圧の有効率を考慮する
(2)偏心がないものとして地盤反力度を算出する
詳細は、製品ヘルプ「計算理論および照査の方法−改良体底面における地盤反力度」をご参照ください。

※これらの方法は、基準書に規定された方法ではありません。内容をご理解の上、設計者のご判断にて適用して下さい。
    
Q3−4. せん断力度の検討におけるχ(形状係数)が全面改良の場合1.5となる根拠を教えてください
A3−4. 「建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」P76 (6.1.9)の式により矩形としての形状係数を算定しています。
x = Sx / (bI)・A = 3b^2h^3/2b^2h^3 = 3/2 = 1.5
Sx = bh^2/8
I = bh^3/12
A = bh
    
Q3−5. 円弧すべりの検討で、すべり円半径の指定方法が「中心からの一定刻み」の場合に、図のような意図しないすべり面が生成されないようにすることができるか

A3−5. 「円弧すべり」画面の「表層すべり制限」を指定(>0)することで、表層のみを切る浅いすべりを照査対象から除外することが可能です。
    
Q3−6. 建築基準:深層混合処理工法の荷重の分配方法を「均等に分配」を選択しているのに面積比によって分配されています
A3−6. 「均等に分配」のスイッチは、基礎底面の荷重状態が等分布の場合のみ有効となります。
「建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」P67 表6.1.1の@A「改良体間隔が同じ場合は全荷重を改良体本数で除した値で近似できる」に対応するためのスイッチです。
基礎底面下の荷重が等分布ではない場合は、「均等に分配」は適用されません。
    
Q3−7. 土圧が0.0となる区間があるのはなぜでしょうか?
A3−7. 土圧力の算定式は、ヘルプ「計算理論および照査の方法|土圧」に記載の通り、以下の式で算出されます。
 PA = KA・γ・x - 2・C・√(KA) + KA・q
ここに、
 γ :土の単位重量(kN/m^3)
 PA :深さxにおける主働土圧強度(kN/m^2)
 KA :主働土圧係数
 x :土圧が壁面に作用する深さ(m)
 c :土の粘着力(kN/m^2)
 q :地表載荷加重(kN/m^2)
粘着力が大きい場合は、PAが負になることがあり、その区間は土圧を0としています。
    
Q3−8. 建築基準:計算実行時に「偏土圧による抜出しの検討 Y方向の間隔が正しくありません 」と表示され、計算できない
A3−8. サンプルデータ「Sample02.F4S」のように擁壁の延長方向(Y方向)の一部のみをモデル化した場合、偏土圧の検討における抜出しの検討では、改良体のY方向の間隔を「改良仕様」画面の「基礎スラブ:Y方向の配置間隔」で指定する必要があります。
また、このようなモデル化の場合、Y方向の配置間隔は水平方向の検討における群杭効果による低減係数の算出にも影響します。
    
Q3−9. 土木基準で作用荷重の位置が擁壁の底版をはみ出しますとのエラーメッセージが表示されます。
その理由を教えてください。
A3−9. 土木基準の場合の作用力の入力は、底版前面(左側)位置で集計した鉛直力、水平力、転倒モーメント、抵抗モーメントが必要です。
水平力が発生せず、鉛直力の偏心がない場合でも、自重等による鉛直力とそれによる抵抗モーメントは必ず入力することになります。
「荷重ケース」画面「荷重設定」タブの作用力の入力をご確認ください。
鉛直力のみ設定してモーメントを設定していない場合、このエラーが発生します。
    
Q3−10. 先端付近の平均N値算定における改良体先端から下に1d、上に1dの範囲のdの考え方を教えてください
A3−10. 改良体の最小幅をdとします。
ラップされている場合は、X方向幅,Y方向幅のいずれが小さい方の幅
ラップされてない場合は、コラム径
がdとなります。
    
Q3−11. ラップ形状の断面定数はどのように算定されているのでしょうか?
A3−11. 「建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」P79〜P81に記載される方法で算定しています。



 4.その他
Q4−1. 「液状化対策工法設計・施工マニュアル(案)」 は、何処で入手することが出来るのでしょうか?
A4−1. 土木研究センターのコピーサービスで入手可能です。
    
Q4−2. 「河川堤防の液状化対策の手引き(土木研究所)」 は、何処で入手することが出来るのでしょうか?
A4−2. 国立研究開発法人 土木研究所 地質・地盤研究グループ 土質・振動チームのHPにてダウンロード出来ます。(2017/05/12現在)



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