（5－沈下量の検討（1））

建築基礎構造講義（11）
沈下量の検討（１）
沈下の原因と即時沈下量の計算
1
到達目標
z地盤沈下の原因がわかる。
z即時沈下と圧密沈下の違いがわかる。
z圧密沈下のメカニズムを説明できる。
z不同沈下の原因となるものを説明できる。
z即時沈下量が計算できる。
2
地盤沈下
z 地盤上に荷重（建物）を載せると地盤は当然変形します。こ
の変形が「沈下」です。沈下する量は荷重の大きさや地盤の
性質などの諸条件によって異なります。
z 一般に沈下量は荷重が増せば、大きくなり、載荷幅が増して
も、大きくなります。また、良く締まった砂や砂利では沈下量
は小さく、含水比の高い、水分で飽和した粘性土では大きく
なります。
z さらに、沈下速度も砂と粘土とでは明らかな違いがあり、砂
地盤では荷重に対して瞬時に沈下が終息する即時沈下（弾
性沈下）を、粘土地盤では時間をかけて沈下する長期沈下
（圧密沈下）を生じます。
テキストp.29
3
地盤沈下はどのようにして起こるか？
z 「地盤沈下」とは、「地盤面が沈下していくこと」であ
り、それは「ある範囲の土の体積が減少していく、ま
たは移動していくこと」を意味しています。移動する
のは見当がつきやすいと思いますが、では、減った
分はいったいどこへいってしまうのでしょうか？
z 地盤を構成している「土」は“土粒子”，“水”，“空気”，
に分類されます。このうち"水"と"空気"は土中の「間
隙」と呼ばれており、実はこれが「土の体積減少」に
深く関わっているのです。
4
圧密沈下のメカニズム
z 「圧密」は、図－１で説明されます。
"土粒子のピストン"の間隙を満た
している"水のバネ"が、荷重（p）
の圧力によって、ゆっくりと排水さ
れて生じる土の圧縮現象です。
z ただし、住宅地盤の場合は地下
水位より浅い部分も大きく影響さ
れているため、間隙（水と空気）
が減って（＝排気・排水されて）、
地盤が沈下したことになります。
テキストp.32,33
5
不同沈下とは？
z 通常、「土」の構成は複雑であるため、地盤の沈下は均一に
は起こりにくく、より弱い方へ傾いて生じます。このような不
均等な沈下現象を「不同沈下」と言います。また、一見して均
一な地盤と考えられる場合でも、建物自体の荷重が不均等
（部分２階など）であるがために、より重い方へ「不同沈下」す
ることもあります。
z ひとたび「不同沈下」を生じると、基礎のたわみや構造部材
の歪みなどから建物内外に深刻な不具合をもたらし、居住が
困難になったり、倒壊の危険がでてくる場合もあるため、注
意が必要です。
6
不同沈下による主な障害
実際には「不同沈下」は、発生初期段階から倒壊の危険にさらされる最終
段階まで、建物の傾斜に伴って、徐々に進行して行きます。下記は各段
階で主に生じる障害と建物の傾斜との関係をまとめたものです。
◆ 木造住宅における不同沈下の進行段階と主な障害
段階
不同沈下障害の状況
傾斜の限度
モルタル外壁・コンクリート犬走りに亀裂が発生する
1/1000
第１期段階
つか立て床の不陸を生じ、布基礎・土間コンクリートに亀裂
が入る
3/1000
5/1000
第２期段階
壁と柱の間に隙間が生じ、壁やタイルに亀裂が入る。窓・額
縁や出入口枠の接合部に隙間が生じ、犬走りやブロック塀な
ど外部構造に被害が生じる
第３期段階
柱が傾き、建具の開閉が不良となる。床が傾斜して支障を生
じる
10/1000
最終段階
柱の傾斜が著しく倒壊の危険がある。床の傾斜もひどく使用
困難である
15/10007
初期段階
不同沈下の起こりやすい事例
軟弱な地盤上に荷重の不均等な建物（部分
２階など）。荷重の大きい側の沈下量が大き
くなるため、不同沈下に発展する。
8
軟弱地盤上に不用意な盛土を施すと、
盛土荷重と建物荷重の双方が加わり、
大きな沈下に発展する。
9
建物の下にゴミやガラなどが埋められて
いたり、浄化槽などの埋設物除去跡の埋
戻し処置が不十分な場合、不同沈下に発
展する。
10
宅地造成のために擁壁の埋め戻しや盛土
の転圧が不完全なため、不同沈下に発展
する。
11
付近一帯が軟弱地盤の場合、建物の近
隣で過大な盛土が施されると、その荷重
が周辺地盤の沈下を生む。
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建物が性質の異なる基礎地盤に跨っている
場合、あるいは下部の硬質層（地山）が傾
斜している場合には、上部の軟弱層の分布
範囲や層厚の違いから、不同沈下に発展
することが多い。
13
広範囲な埋土地盤では各所で埋土の厚さ
が不均一であるため（例えば、旧谷地の土
手と最深部）、埋土自体の沈下と建物荷重
によって、不同沈下が発生しやすい。
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即時沈下
z 基礎の沈下量には、発生する時間の相違により次
の２種類がある。
{沈下量＝即時沈下量＋圧密沈下量
z 載荷と同時に生ずる沈下を即時沈下と呼ぶ。弾性
論等により計算する。
テキストp.29
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即時沈下量の計算方法
z 地盤を半無限弾性体と仮定すると，即時沈下量Se
は下式によって与えられる。
1 −ν
Se = qB
IS
E
2
ここに、 Se : 即時沈下量 ( m )
q : 基礎の平均荷重度 ( kN m 2 )
B : 基礎底面の短辺長さ，円形の場合は直径 ( m )
E : 地盤の弾性係数 ( kN m 2 )
I s : 沈下係数（無次元）
テキストp.76,77
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地盤のポアソン比とヤング係数
z 砂質地盤のポアソン比は，0.25～0.35程度であり，
通常0.3を用いる。
z 砂質地盤のヤング係数はN値から計算できる。
砂礫，洪積層の砂 E = 0.28 N ( kN cm 2 )
沖積層の砂
E = 0.14 N ( kN cm 2 )
ただし，Nは基礎底面から基礎短辺幅Bの深さ
までのN 値の平均
テキストp.31,77
17
沈下係数Is
テキストp.77
18
例題
z一様な沖積層の砂地盤が堆積している地点
に2m×2mの正方形基礎を設ける場合の即
時沈下量を求めよ。ただし，砂地盤は基礎底
面位置から6mまでの平均N値は20であり，さ
らに深い位置のN値は20以上である。基礎に
は200kN/m2の荷重が作用し，基礎の剛性は
非常に大きいものとする。
テキストp.77,78
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解答
z 沖積層の砂の弾性係数とN値との関係から
E = 0.14 N = 0.14 × 20 = 2.80kN cm 2 = 2.80 × 104 kN m 2
z 砂地盤であることから ν=0.3
z 沈下係数は表5.7から Is=0.88
z 以上より
1 −ν 2
Se = qB
IS
E
1 − 0.32
= 200 × 2 ×
× 0.88 = 0.01144m = 1.144cm
4
2.80 × 10
20

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