株式会社フジタ池内 正明

～ 解析事例紹介 ～

■ 工 事 概 要

最初沈殿池

40ｍ反応槽 最終沈殿池

60ｍ 60ｍ

17.4

m

主な施工数量主な施工数量

・コンクリート Ｖ＝34,639m3

・鉄筋 Ｗ＝ 3,236ｔ

・杭基礎工（SC・PHC杭 L=12～38ｍ）Ｎ＝ 824本

・ＳＭＷ連続壁 Ａ＝13,800m2

・土留め支保工 Ｗ＝ 4,108ｔ

・土工 Ｖ＝97,050m3

33m

63m

■ 施工上の問題点

・最大掘削深さ17.4ｍに対し，盤ぶくれの危険性が高い

・DWによる地下水位低下工法が計画されているが

①地層構成が非常に複雑である

②DW配置が簡易な井戸公式で設計されている

・周辺には水産加工業者など，井戸利用が多い

解析によるシュミレーションが必要！！！

■ 解 析 目 的

・盤ぶくれに対する安全性の検討（DWの効果確認）

・DW配置の再計画（打設位置・本数）

・地下水汲み上げ時の周辺への影響検討

・複雑な地層構成を考慮する必要がある

・特に打設位置の検討では地層条件による影響が重要

■ 解 析 概 要

解析種別 ：３次元ＦＥＭ浸透流解析

使用ソフト：Soil Plus 2008

解析領域 ：横断方向⇒200ｍ

縦断方向⇒400ｍ

地層条件 ：既往の地層推定断面図を適用する

解析手順 ：①GEORAMAによるモデル化（地層条件）

②実施工のシュミレーション（過去）

③透水係数の見直し

④今後の計画（盤ぶくれに対する照査）

⑥境界面の推定（詳細部については手入力も必要？！）

⑤境界テーブルの入力（優先度の定義）

④各鉛直断面における地層境界線の定義

③鉛直断面の断面位置を定義

②地質テーブルの入力

①解析領域の定義

■ GEORAMA による地層のモデル化

■ GEORAMA による地層のモデル化

①解析領域の定義

②地質テーブルの入力

③鉛直断面の断面位置を定義

④各鉛直断面における地層境界線の定義

⑤境界テーブルの入力（優先度の定義）

⑥境界面の推定（詳細部については手入力も必要？！）

⑦ソリッドに変換（Auto）

⑧平面メッシュ・鉛直分割ピッチを定義

⑨ボクセルメッシュを作成（Auto）

⑩Soil Plusデータに変換

■ GEORAMA による地層のモデル化

■ Soil Plus によるモデル化

・土質条件（透水係数ほか）

■ Soil Plus によるモデル化

・仮設土留め壁およびディープウェル

■ Soil Plus によるモデル化

・境界条件

水頭固定

■ Soil Plus によるモデル化（実施工シュミレーション）

・解析Step

■ 解 析 結 果 （実施工シュミレーション）

時間～流量

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

流量　Ｑ（m3/day）

揚水量実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%

時間～圧力水頭（間隙水圧計測位置＝DL-19.50ｍ，節点位置＝DL-19.60ｍ）

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

圧力水頭　ｐ（ｍ）

間隙水圧計実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%

時間～圧力水頭（間隙水圧計測位置＝DL-30.97ｍ，節点位置＝DL-31.00ｍ）

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

圧力水頭　ｐ（ｍ）

間隙水圧計実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%

■ 解 析 結 果 （実施工シュミレーション）

・間隙水圧計測結果と値が異なるのは計測方法の不備

・間隙水圧計測結果の傾向との相関性は非常に高い

■ 解 析 結 果 （実施工シュミレーション）

・揚水量の比較結果から，透水係数20％程度が妥当

時間～流量

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

流量　Ｑ（m3/day）

揚水量実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%

時間～圧力水頭（間隙水圧計測位置＝DL-19.50ｍ，節点位置＝DL-19.60ｍ）

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

圧力水頭　ｐ（ｍ）

間隙水圧計実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%

時間～圧力水頭（間隙水圧計測位置＝DL-30.97ｍ，節点位置＝DL-31.00ｍ）

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

時間　ｔ（日）

圧力水頭　ｐ（ｍ）

間隙水圧計実測データ

透水係数 100%

透水係数 90%

透水係数 80%

透水係数 70%

透水係数 60%

透水係数 50%

透水係数 20%

透水係数 10%・以降の解析では透水係数を20％に低減する

・以下の２ケースで盤ぶくれに対して検討する

CASE-1：ＤＷ－No.2,4の２本稼動

CASE-2：ＤＷ－No.2,3,4の３本稼動

■ 解 析 結 果 （対策工シュミレーション）

■ 解 析 結 果 （対策工シュミレーション）CASE-1 ｔ＝10日

CASE-1 ｔ＝100日 CASE-2 ｔ＝100日

CASE-2 ｔ＝10日

■ 盤ぶくれに対する検討

・一般的には土砂重量と揚圧力のバランスで評価

・不透水層層厚が場所により異なる

・揚圧力が場所により異なる評価が困難!!!

どうするか？？？

■ 盤ぶくれに対する検討

①不透水層下面全節点の圧力水頭を解析結果から抽出

⇒節点のグループ化，解析結果テーブルの活用

②各節点のZ座標より，掘削底面までの土被り厚を算出

⇒節点テーブル，エクセル関数の活用

③各節点上の地層構成を考慮して土砂重量を算出

⇒節点テーブル，グループ化，エクセルマクロの活用

④各節点について土砂重量と圧力水頭から安全率を算出

⇒エクセルによる計算

⑤各節点のＸＹ座標より平面的な安全率分布を求める

⇒エクセルマクロの活用

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝0日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝0日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝1日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝1日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝3日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝3日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝5日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝5日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝10日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝10日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝20日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝20日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝50日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝50日

■ 盤ぶくれに対する検討

CASE-1 ＤＷ⇒２本 ｔ＝100日 CASE-2 ＤＷ⇒３本 ｔ＝100日

・ＤＷ－No.3付近に追加ＤＷを打設

・間隙水圧計測井戸の追加を提案

■ Soil Plus について

① GEORAMAを用いれば複雑な地層もモデル化が容易

②様々なアウトプット機能により見栄え良く結果を整理

③テーブル機能とエクセルの活用で様々なデータ操作

④ Support体制が万全である！！！

■謝 辞

モデル化および解析に際し，多大なるご支援をいただ

いた GEORAMA，Soil Plusの Support スタッフの皆様

に厚く御礼申し上げます．