Design

設計

地すべり対策工設計

道路計画時は地すべりが発生するおそれのある地域を避けることを基本としますが、やむを得ず地すべり分布域に道路を建設しなければならない場合は、地すべり調査を行い地すべり対策を検討・実施します。
地すべり調査では、地形判読や地表地質踏査により地すべりの範囲や滑動状況を把握するとともに、降水・地下水との関連・すべり面の形状・位置などから運動機構を推定します。
地すべり対策では、土工計画や地すべり影響を考慮して安定解析を行い、推定した運動機構に応じて保全対象・経済性・施工性などから対策工法を比較検討します。

抑制工

地すべりの素因となる自然条件(地形・地質・地下水など)に対して対策を行うことで、地すべりの滑動を停止または緩和させます。例として表面排水路工・横ボーリング工・集水井工・押え盛土工などがあります。

抑制工(集水井と横ボーリング)

抑止工

構造物の持つ抵抗力で地すべり土塊の滑動力を抑え、地すべりの滑動を停止させます。例えば、杭を不動地盤まで挿入して地すべり滑動力に抵抗する「杭工」や、地すべり土塊を地山に引き止める「アンカー工」などがあります。

抑止工の設計事例

急傾斜地崩壊防止施設設計

斜面崩壊は、傾斜角30°以上の斜面表層の土砂や岩石が急速に滑り落ちる現象であり、地形・地質条件などによる素因と地震・降雨などによる誘因が重なって発生します。よって、対象斜面における地質的特徴や降雨特性に応じた対策方法の立案が求められます。
当社では半世紀以上にわたる地質コンサルタントとしてのノウハウと経験により、急傾斜地対策に関わる一連の業務おける技術的支援を行っています。
また、UAV(LiDAR・空撮)から地形状況を3次元的に把握したうえで落石シミュレーション解析を実施し、精度の高い落石対策工設計をおこなっています。

擁壁工

斜面の下で、斜面下部の崩壊を直接抑えるほか、上部からの崩壊土砂を人家等の手前で食い止めます。石積・ブロック積・もたれコンクリート・重力式・コンクリート枠など、崩壊規模や地盤硬軟などを考慮して工法を選定します。

擁壁工の設計事例

法枠工

のり面保護工としてコンクリートで枠を組み、枠内を植生などで被覆して斜面の風化・浸食を防ぎます。アンカーと併用して崩壊を抑えることもあります。法枠にはプレキャスト・現場打ちコンクリート・現場吹付などがあります。

法枠工の設計事例

アンカー工

斜面の不安定土塊を直接抑えるため、土塊を貫通する孔を掘削して中にアンカーと呼ばれる引張材を設置します。アンカーは地下の先端部分を地盤深部の安定した地盤に固定し、緊張力をかけて地表面の受圧板などに固定します。

アンカー工の設計事例

土留柵工

斜面にH形鋼などの横材を設置し、土圧に対する抵抗力で斜面崩壊を防ぎます。既存木を残せるため、周囲の景観や自然環境に配慮できるメリットがあります。土留横材は軽量鋼矢板、崩土防止横材は落石防護柵などがあります。

土留柵工の設計事例

落石対策工

保全対象の重要度、落石の規模や発生確率、被災頻度や被害程度などを考慮し、被害を最小限にとどめる対策を選定します。落石対策工には、発生要因を除去する落石予防工と、落石を止める落石防護工があります。

落石対策工の設計事例

砂防施設設計

砂防施設は土石流などの土砂災害から人命・財産・社会基盤などを守る重要構造物です。
土石流とは、渓流内に堆積する不安定土砂が地震・降雨などにより流動化し、渓岸崩壊土砂や流木を伴って発達しながら一気に下流へと押し流される現象で、40km/hの速度に達することもあります。このため広範囲の人家・畑・道路などを一瞬にして破壊・埋没させるなど甚大な被害を及ぼします。
当社は、土石流による災害の未然防止および災害発生後の早期復旧のため、砂防計画から設計および維持管理にいたるまで事業全体をサポートし、安心・安全な社会づくりに貢献しています。

砂防堰堤

土石流により流出した土砂および流木を受け止めて、下流への流出土砂量を調節します。土砂が堰堤に堆積することで河川勾配を緩くし、河床洗堀や土石流破壊力を緩和させる効果もあります。

砂防堰堤の設計事例

渓流保全工

治水上の安全確保と渓流の生態系保全を目的とした施設です。主に洪水流の乱流、および河床高の過度の変動を抑制するための施設(床固工・帯工等)と、渓岸侵食を防止するための施設(護岸工・水制工等)があります。

渓流保全工の設計事例

流木対策工

流木対策工には主に透過型の砂防堰堤があり、中央部の水通し部分の鋼製格子状構造物で流木や土石を捕捉し、平常時の水や土砂は流下させます。また、遊砂地などの土石流を堆積させる空間を確保する工法もあります。

流木対策工の設計事例

床固工

河床の縦断形状を階段状の整備して、河床勾配の変化を緩やかにします。よって、「土砂堆積による流下能力の低下」と「河床の縦侵食の防止」を両立させた河床勾配に調節します。

床固工の設計事例

河川・海岸設計

近年、豪雨災害の激甚化・巨大地震の切迫・樋門操作人員不足など樋門における災害リスクが増大しています。このような問題を解決するため、樋門の耐震補強や自動開閉式ゲート化といった改修設計のニーズが高まっています。また、我が国においては堤防高が計画高水位(HWL)を下回る河川区間があり、早期の治水安全度の確保が課題となっています。
当社ではこのような背景を考慮し、経済性・安全性などのトレードオフを克服しつつ、最小のコストで最大の治水安全度を最速で確保できる堤防計画設計を行い、国土交通省の局長表彰を受賞した実績があります。

樋門

近年、豪雨災害の激甚化・巨大地震の切迫・樋門操作人員不足など樋門における災害リスクが増大しています。このような問題を解決するため、樋門の耐震補強や自動開閉式ゲート化といった改修設計のニーズが高まっています。

樋門の設計事例

堤防

河川計画で設定された計画高水流量を安全に流下させる河道断面を確保するため、必要な堤防高を設定して堤防設計を行います。設計の際は、過去の浸水履歴・軟弱地盤対策・堤防質的整備状況などを考慮する必要があります。

堤防完成予想図

堤防浸透対策設計

浸透流解析(FEMによる地下水シミュレーション)により、洪水時に河川堤防が法すべりやパイピングによる浸透破壊を起こさないか解析・検討します。安全率が不足する場合は、揚圧力を低下させる対策工などを検討します。

浸透流解析図

護岸

計画高水位以下の流水作用に対して堤防・河岸を保護します。河道洗堀や背後地盤の安定性が低下などにより河岸斜面の変状のおそれがある場合は、護岸機能に加え、押さえ盛土効果を付加した工法を用いることがあります。

護岸の設計事例

道路設計

道路は人の移動や物流の役割などを担っているため、合理性・公平性・経済性・安全性などが要件となります。よって、道路線形の設定の際は地形判読や空中写真判読を行い地すべり分布などの地質リスクを把握するとともに「市街地の分布」や「土砂災害・洪水・津波などの災害危険区域」などの空間情報を活用し、最短距離で最小コストの道路計画を行います。
地形状況を考慮して法面対策費などのコスト縮減を行います。

道路計画

道路計画は合理性や公平性などが要件となります。例えば、山岳道路の線形検討の際は航空写真や干渉SARなどを活用し、地すべり分布や地形分類などの空間情報にもとづいて法面対策費などのコスト縮減を行います。

切土法面を含めた道路の設計事例

道路詳細設計

道路計画にもとづいて、道路の詳細な形状を設計します。設計図面から工事に必要となる部材の延長や個数を算出し、数量計算を行います。設計図面や数量計算は、道路工事の業務発注や工事作業に活用されます。

道路と道路擁壁の設計事例

森林土木設計

我が国は、国土面積の約70%が山岳地帯であり67%を森林が占めているため、緑豊かな国土になっており、水源や美しい景観など、森林から多くの恩恵を享受しています。
一方で、急峻な地形と脆弱な地質構造・施業放置林の増加・近年の降雨の激甚化や頻発化などにより山地災害が後を絶たない状況となっています。
治山事業は、健全な森林の育成を図り、水源涵養や土砂流出の防止・森林生態系の保全や促進などを目的としています。
当社は荒廃地を安定化させる治山施設の調査・計画、設計を行うとともに、森林整備計画を立案し健全な森林環境の保全に取り組んでいます。

治山計画

土石流・地すべり・山腹崩壊などの山地災害によって、人家や公共施設(学校・病院・道路など)が被害を受けるおそれがあるところや、重要な水源流域などにおいて、治山施設整備方針や防災林整備方針を計画します。

治山計画における現地踏査状況

渓間工設計

渓流の縦侵食・侵食の防止による渓床の安定・山脚固定および土砂流出の抑止・調節を行う対策施設を設計します。荒廃状況や地形・地質状況を考慮し、治山ダムなどの位置や形状(放水路・袖・断面など)を設計します。

治山ダムの設計事例

山腹工設計

山腹斜面を安定化させて植生を導入し、表土の風化や侵食・崩壊の拡大を防止するための対策施設を設計します。工種は山腹基礎工・山腹緑化工・落石防止工に大きく分けられ、荒廃状況や地形・地質条件に応じて選定します。

山腹工(上:法枠工 / 中間:土留工 / 下:籠マット)

林道設計

森林経営効率化・林業や木材産業育成・森林の整備・維持管理の促進、森林の多面的機能の持続的発揮などを目的に、経済性・機能・性能、安全性・耐久性・維持管理性・山村地域の振興・生活環境改善などを考慮して設計します。

橋梁設計

我が国の橋梁の新規建設数は、高度経済成長期のピーク時の3%以下となり、過去15年間で建設数が1/10に急減しています。
現在は橋梁関連の業務は新規建設橋梁の設計から、点検・診断・補修・補強といった維持管理に関する検討・設計業務に移行しています。さらに、2031年には、建設後50年を経過した橋梁の割合が57%(2021年時点32%)になる見込みです。
当社ではこのような維持管理時代に対応し点検・劣化診断技術を持つ土木鋼構造診断士やコンクリート診断士、および技術士(鋼構造及びコンクリート)などの有資格者による橋梁点検・診断・橋梁補修・補強設計を行っています。

橋梁補修・補強設計

橋梁点検結果にもとづき劣化診断により損傷原因を特定し、損傷原因を踏まえた補修・補強設計を行います。設計時は維持管理性を考慮しますが、施工計画立案には施工時の安全性・施工性も考慮します。

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