🏗 土留め親ぐい計算ソフト

■ 準拠基準
・道路土工 −仮設構造物工指針−（日本道路協会, 平成11年3月）… 慣用法の主たる根拠
・山留め設計施工指針（日本建築学会）… 掘削底面の安定・側圧
・道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編（日本道路協会）… 地盤反力係数・土質定数
適用範囲：慣用法は砂質地盤で概ね掘削15mまで、軟弱粘性土で10mまで。

■ 土圧（主働 p_a／受働 p_p）
ランキン：K_a=tan²(45°−φ/2)、K_p=tan²(45°+φ/2)
  p_a=K_a(Σγh+q)−2c√K_a　p_p=K_p·σ_v+2c√K_p
クーロン：壁面摩擦角δを考慮（試行くさび法相当）。
出典：仮設構造物工指針 第3章 土圧／一般土質力学。

■ N値からの土質定数（参考・入力時の目安）
内部摩擦角：φ=√(15N)+15（国交省）、φ=√(20N)+15（大崎）
粘着力：c=q_u/2（道示）、q_u=12.5N（テルツァギ-ペック, kN/m²）→ c≒6.25N
出典：道路橋示方書、大崎『建築基礎構造』。

■ 親杭横矢板モデル（本ソフト）
掘削面より上：土留め板により土圧は親杭間隔 l_p 分が1本に作用。
掘削面より下：横矢板が無いため
  ・主働＝親杭フランジ幅 B_f
  ・受働＝有効幅 β·l_p（杭間地盤の3次元抵抗。標準 β≒0.5）
受働は元地盤からの全土被りで評価（净土圧, FORUM-8方式）。
出典：仮設構造物工指針（親杭の受働抵抗有効幅の考え方）。

■ 根入れ長 D
杭先端まわりの主働・受働モーメント釣合いに所要安全率 F_s（自立仮設の標準 1.2）を満足する長さ。最小根入れ長は別途確保（掘削3m未満で概ね 1/2H 等）。

■ 2つの解析法（手法切替）
・慣用法：根入れ部を剛な受働抵抗とみなすモーメント釣合い法。簡便で安全側。
・弾塑性法（弾性床上の梁 / Chang式）：根入れ部を Winkler ばね p=k_H·B·y で表す有限長梁。EI·y⁗+k(z)y=q(z) を有限差分で解く。特性値 β=⁴√(k_HB/4EI)。親杭剛性 EI を反映でき FORUM-8 自立式と整合（検証で M 誤差±1%）。
出典：Y.L.Chang(1937)／仮設構造物工指針 自立式。

■ 断面照査
曲げ応力度 σ_b=M/Z ≦ 許容曲げ応力度 f_b。
仮設材の許容応力度は短期相当（常時の1.5倍）。SS400: F=235 N/mm²。
出典：仮設構造物工指針／鋼構造設計規準。

■ 掘削底面の安定
ヒービング：F_s=N_c·c_u/(γH+q)　N_c=π+2=5.14（Terzaghi）／Bjerrum-Eide（H/Bで補間）。所要 F_s≧1.2。
ボイリング：F_s=2γ′D/(γ_w·Δh)（Terzaghi）。限界動水勾配 i_cr=γ′/γ_w。所要 F_s≧1.5。
盤ぶくれ：F_s=N_c·c_u/(γH+q)。所要 F_s≧1.2。
出典：Terzaghi-Peck『Soil Mechanics』、山留め設計施工指針。

■ 腹起し・切ばり
腹起し：連続梁として M=wl²/10。
土留め板：単純梁 M_w=wl²/8、必要板厚 t=√(6M_w/(b·σ_wa))。
切ばり：軸力＝反力×水平間隔。座屈は細長比λ=μL/i で照査。
出典：仮設構造物工指針。

注：本ソフトは上記を実装した簡易設計支援ツールです。最終設計は原典・各発注機関基準で照査してください。