コンクリート擁壁の強度

質問

土木工学は素人で申し訳ありませんが、構造や地盤等諸条件で異なるとは思いますが、一般的に急傾斜地のコンクリート擁壁は時間とともに安定してきますか？
微小でも移動してますでしょうか？
　ダムの場合ですが、満水時と渇水時での本体の収縮はありますか？
　倒壊の予兆や倒壊例がありましたら、教えて下さい。

回答No.1

char2nd · ベストアンサー

＞構造や地盤等諸条件で異なるとは思いますが

　まさしくその通りなのですが、設計上は滑動や転倒、沈下などに対して安定するように設計します。時間経過で安定するような設計はしません。
　もし、時間の経過と共に擁壁本体が動いたり躯体にクラックなどが入るような状態になるのは、

１．設計段階では想定しなかった（もしくは出来なかった）湧水や地盤変動が発生した。
２．基礎地盤が液状化などにより軟弱化した。もしくは流水などにより洗掘された。
３．コンクリートの中性化が進み、中の鉄筋が腐食して強度が落ちた。
４．施工不良（背面土の転圧不足、指定以外の土砂の使用、コンクリートの打設の不良、など）。

　１については、設計段階の調査不足があげられます。ボーリングや地盤の状況を十分に観察していなかった、もしくは昔の地形などを調べずに沢道などの存在を見逃した、などがあります。

　２の場合はそこの地盤と云うよりも、広い範囲での状況変化なので、なかなか予測はしづらいですね。河川の護岸工などの場合は基礎が洗掘されないよう、根入れを深く取るのが普通ですが、通常の擁壁と同じように根入れを設定すると突発的な増水で基礎や背面の地盤が洗い流されて、擁壁が倒壊することがあります。

　３は鉄筋コンクリート構造の宿命です。建物などの老朽化も同じ理屈です。一般に鉄筋コンクリートの建物が耐用年数50年と云われるのは、鉄筋の被りが建築の場合だと5cm位としているからです。コンクリートの中性化は、1cm/10年くらいの速度で進むので、50年で鉄筋まで達します。打設直後のコンクリートはアルカリ性なので、鉄筋は腐食から守られますが、コンクリートが中性化するとそこから鉄筋も酸性に進むので腐食が始まります。

　４はもう論外・・・

お礼

初期データの精度は定かではありませんが、数年で最大数センチ下流側へ傾斜、または移動してまして、経過を注視してます。
　1から4の具体例を参考に、今後の動向に生かしたく思います。
　遅くなりましたが、回答有難うございました。

回答No.3

noname#221368

みなさんも仰っておられますが、結局は設計思想です。極端に言えば、どんな物でも劣化は進みますから、いずれは倒壊，崩壊します。どこまで許すかですし、どこまでモニターし管理するかです。

＞倒壊の予兆や倒壊例・・・
　はっきり言って、倒壊の予想は一般的に非常に困難です。つまりダムの水位が変わらないのに、漏れ出し量がいきなり増えたからと言って、その数値的基準を定める事は、あなたも言うように「構造や地盤等諸条件で異なる」ので、確定できません。対策としては常に見張り、おかしいと思ったら警報を出すことですが、これにも難しい問題があります。わかってない以上、警報を出したはいいが、どんな条件でそれを解除するのか？、誰が警報解除の責任を持つのか？、といった行政上の問題は常に生じます。

　例を挙げると、北海道で有名な豊浜トンネル崩落事故です。トンネル崩落とは言われていますが、自分の意見では、あれは、トンネルを掘った地山の崩壊です。世界中のどんなトンネル技術を見ても、トンネルを掘った地山の崩壊まで考慮したトンネル技術はありません。何故ならトンネル掘削とは、地山は崩壊しない事を前提としているからです。そうでなければ、高々30cm程度のトンネル覆工コンクリートなどで、トンネル崩落を防げるわけがないからです。細い鉛筆のようなトンネル坑道を掘っても、掘られた地山は「びくともしない」が、全てのトンネル工法の前提です。

　そういう意味では、豊浜トンネル崩落事故は予想不可能なものだったと、自分は思います。ただし北海道開発局の対応には、問題がありました。トンネル崩落の予兆らしきものは、あったと言われています。しかし過去にも似たような例があり、その時は何でもなかったので、対応しなかったと思われます。まさに「通行止めにしたはいいが、どんな条件でそれを解除するのか」に、ひっかかたのだと考えます。通行止めにする、勇気がなかったのですよ。ここでは言いませんが、さらに事故後の対応にも問題はあったと思います。

　土木の世界では、このように、人間システムの問題が大きいと思います。理論物理のように、何でもかんでもわかっていないので。悲しいですが・・・。

お礼

土木は予測不可能な自然との対峙とともに、公共性との兼ね合いを改めて認識しました。
遅くなりましたが、回答有難うございました。

回答No.2

masa2211

>微小でも移動してますでしょうか？
微小というのが、たとえば0.01mmとかも意味するなら、移動しているとしか言いようがありません。
設計上で擁壁にかかる土圧は主動土圧であり、これは、擁壁が微妙に動いた時の土圧を意味します。
こんな微小な動きは関係ないのであれば、急傾斜地の擁壁は移動しません。
理由:急傾斜地の定義:30度以上の斜面。(砂防での定義。)
この角度の場合、がけ崩れが問題となり、がけ崩れを受け止めても大丈夫なように設計します。
ゆえに、設計ミスや手抜き施工を別にすれば、普通状態では壊れません。
がけ崩れが起きた場合、がけ崩れの規模が想定より大幅に大きかったら、その時は擁壁も壊れます。

>ダムの場合ですが、満水時と渇水時での本体の収縮はありますか？
ダム高50m、コンクリート重力ダムとして、満水時と空虚時では、ダムの天端が1cmくらい動きます。
(満水になると、上流側へ傾く。)

>倒壊の予兆や倒壊例がありましたら、教えて下さい。
ダムの場合。
水圧が大きいため、ダムから若干の漏水が常にありますが、漏水量が(水位が変わらないのに急に増えたり、
漏水の水が突如濁るなどの現象がおきます。

倒壊例
大きいダムでは、以下の２つが有名。

ドイツのメーネダム
第２次大戦中に、爆撃により破壊。(ダム破壊用の超大型爆弾を使用。)
イタリアのバイオントダム
貯水池内で地滑りが起き、その時の津波で下流に大被害。 ただし、ダムは倒壊してません。

お礼

倒壊例は無いとのことで、まずは安心しました。と同時に土木技術者様には敬意を表します。
遅くなりましたが、回答有難うございました。