平板載荷試験の許容支持力度計算

平板載荷試験から地盤の許容応力度を求める式（平13国交告第1113号 第2 (2)項）

長期：qa ＝ qt ＋ (1/3) × N′ × γ2 × Df
短期：qa ＝ 2qt ＋ (1/3) × N′ × γ2 × Df

qa は地盤の許容応力度（kN/m²）、qt は平板載荷試験による降伏荷重度の1/2の数値又は極限応力度の1/3の数値のうちいずれか小さい数値（kN/m²）です。N′ は基礎荷重面下の地盤の種類に応じた係数で、密実な砂質地盤 12、砂質地盤（密実なものを除く）6、粘土質地盤 3 です。γ2 は基礎荷重面より上方にある地盤の平均単位体積重量（地下水位より下は水中単位体積重量、kN/m³）、Df は基礎に近接した最低地盤面から基礎荷重面までの深さ（m）です。

計算例

降伏荷重度 150 kN/m²、極限応力度 270 kN/m² のとき、150÷2 ＝ 75、270÷3 ＝ 90 なので qt は小さいほうの 75 kN/m² です。砂質地盤（N′＝6）、γ2＝16 kN/m³、Df＝0.5 m なら根入れの項は 1/3 × 6 × 16 × 0.5 ＝ 16 kN/m² で、長期 91 kN/m²、短期 166 kN/m² です。

N′（基礎荷重面下の地盤の種類に応じた係数）

試験結果と許容応力度の例（Df＝0.5m・γ2＝16 kN/m³）

単位はすべて kN/m²。Df＝0 のときは根入れの項が0になり、長期は qt そのもの、短期は 2qt です。

建築基準法施行令 第93条の表（地盤調査をしない場合に使える値）

短期はそれぞれ長期の2倍です。どの地盤に当たるかを見た目で決めることはできないため、通常は地盤調査を行って告示の式で求めます。

※入力した内容はお使いのブラウザの中だけで処理され、サーバーには送信されません。この計算は平13国交告第1113号 第2 の (2) 項の式に試験結果を当てはめたもので、降伏荷重度・極限応力度の読み取りそのものは試験の担当者が行います。載荷板の下の浅い範囲しか確かめていないため、下の層の沈下や液状化は別に検討してください。設計に使う値は、建築士・地盤の技術者の確認を経て決めてください。

平板載荷試験の許容支持力度計算の詳しい解説

平板載荷試験は、地盤の上に直径30cmほどの鋼製の載荷板を置き、ジャッキで少しずつ荷重をかけて、荷重の大きさと板の沈み込み（沈下量）の関係を測る試験です。地盤工学会の基準 JGS 1521「地盤の平板載荷試験方法」に手順が定められています。地盤に実際に力をかけて確かめるので、N値などから推定する方法と比べて、その場所の浅い地盤の支持力を直接確かめられるのが長所です。

試験の結果は、荷重と沈下量のグラフ（荷重－沈下曲線）にまとめます。荷重が小さいうちは沈下は荷重にほぼ比例して増えますが、ある荷重を超えると急に沈みやすくなります。この折れ曲がりの点が降伏荷重度、さらに荷重を上げて地盤が破壊し、沈下が止まらなくなる点が極限応力度（極限支持力）です。どちらも曲線からの読み取りで、読み取り方は基準と試験担当者の判断によります。このツールは読み取った値を受け取って計算する部分だけを行います。

建築基準法施行令第93条は、地盤の許容応力度を国土交通大臣が定める方法による地盤調査の結果に基づいて定めるとしており、その方法が平13国交告第1113号です。第2の表の(2)項が平板載荷試験の式で、長期は qa ＝ qt ＋ (1/3)N′γ2Df、短期は qa ＝ 2qt ＋ (1/3)N′γ2Df です。qt は「降伏荷重度の1/2」と「極限応力度の1/3」のうち小さいほうを取ります。降伏に対して2倍、破壊に対して3倍の余裕を持たせ、厳しいほうで決める考え方です。

式の第2項は根入れの効果です。基礎が地中に埋まっていると、まわりの土の重さが押さえになって地盤が破壊しにくくなります。その分を、基礎の底より上の土の単位体積重量 γ2 と深さ Df、地盤の種類による係数 N′ で見込みます。N′ は密実な砂質地盤で12、それ以外の砂質地盤で6、粘土質地盤で3と、砂のほうが大きく取れます。ただし地下水位より下の土は水中単位体積重量（おおむね単位体積重量から水の約9.8kN/m³を引いた値）を使うので、地下水位が高い場所では根入れの効果は小さくなります。根入れを見込まず Df＝0 として計算する運用もあります。

この試験でいちばん注意したいのは、載荷板と実際の基礎の大きさが違うことです。直径30cmの板で支持力に影響するのは、板の底からおおよそ60cm程度までとされます。これに対して、幅60cmの布基礎やべた基礎全体は、もっと深いところまで力を伝えます。平板載荷試験の結果がよくても、その下に軟らかい粘土層や盛土があれば、建物は時間をかけて沈下します。平板載荷試験だけで判断せず、SWS試験やボーリングで深い層を確かめるのが原則です。

試験の最大荷重にも目安があります。設計荷重を確かめる目的なら、長期設計荷重の3倍程度以上まで載荷する必要があるとされます。極限まで載荷できずに試験を止めた場合、そこまでの最大荷重度を極限応力度の代わりに使うと、本当の極限はそれ以上なので qt は小さめ、つまり安全側になります。逆に、極限に達していないのに曲線を延長して大きな極限値を読み取ると、許容応力度を過大に見積もるおそれがあります。

短期の許容応力度は、地震や暴風のように短い時間だけ作用する力に対する値で、qt の項が2倍になります。長期の値と取り違えると設計を誤るので、どちらの値を使っているかを常に意識してください。また、粘土質地盤は試験の短い時間では表れない圧密沈下が長い時間をかけて進みます。支持力が足りていても沈下量が許容できるかは別の検討です。

試験の進め方にも触れておきます。載荷の方式は、荷重を段階的に上げていく1サイクル方式と、載荷と除荷を繰り返す多サイクル方式に大別されます。地盤の支持特性を知ることが主な目的なら1サイクル方式で差し支えないとされています。試験の結果からは、極限支持力のほかに地盤反力係数（荷重度を沈下量で割った値）も求められ、べた基礎や土間の設計、盛土の締固めの施工管理にも使われます。

このツールの使い方は、試験報告書の荷重－沈下曲線から読み取った降伏荷重度と極限応力度を入れ、地盤の種類、根入れの条件、設計の接地圧、基礎の幅を選ぶだけです。結果の欄には、qt がどちらの値で決まったか、根入れの項がいくつか、接地圧に対して何倍の余裕があるか、試験の最大荷重が長期設計荷重の3倍程度以上あったかが並びます。根入れの項は Df と γ2 に比例するので、Df を大きく取りすぎると許容応力度が過大になります。基礎に近接した最低地盤面から測ること、隣地の掘削や将来の外構工事で地盤面が下がる場合はその分を見込まないことに注意してください。宅地造成の擁壁などでは、Df＝0 を原則とする自治体の基準もあります。

単位にも気をつけます。告示の式は kN/m² で書かれており、古い資料の t/m² とは約9.8倍違います。1 t/m² は約9.81 kN/m² です。試験報告書が kN/m² でも、構造計算書や基礎の仕様書が t/m² で書かれていることがあるので、比べる前にどちらかに揃えてください。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• qt に極限応力度の1/3だけを使う — 降伏荷重度の1/2のほうが小さいときはそちらを使います。大きいほうを使うと過大になります。
• 短期の値を長期の設計に使う — 短期は qt の項が2倍です。長期の接地圧とは長期の値で比べます。
• 載荷板の結果で深い層まで良いと判断する — 30cmの板で確かめているのは浅い範囲だけです。下の軟弱層は別の調査で確かめます。
• 地下水位より下でも湿潤単位体積重量を使う — 地下水位より下は水中単位体積重量を使います。根入れの項が過大になります。
• 極限に達していないのに曲線を延長して極限を読む — 最大荷重度を極限の代わりに使うのが安全側です。延長した値は過大になりがちです。

関連する規格・公的資料

• e-Gov 法令検索（建築基準法施行令 第93条） — 地盤の許容応力度及び基礎ぐいの許容支持力
• 国土交通省 住宅局 — 平13国交告第1113号（地盤の許容応力度を定める方法）・平12建告第1347号（基礎の構造方法）
• 一般財団法人 日本建築センター（刊行物の抜粋） — 平13国交告第1113号 第2 の式と記号の定義（最終改正 令和6年7月9日）
• 公益社団法人 地盤工学会 — JGS 1521 地盤の平板載荷試験方法・地盤調査の方法と解説
• 一般社団法人 日本建築学会 — 建築基礎構造設計指針・小規模建築物基礎設計指針
• 日本産業標準調査会（JISC） — JIS A 1221 スクリューウエイト貫入試験方法
• 一般社団法人 全国地質調査業協会連合会 — 地盤調査の実務
• 国立研究開発法人 建築研究所 — 住宅の基礎と地盤の研究
• 国土技術政策総合研究所 — 建築構造の技術基準の研究
• 川崎市 宅地造成に関する技術基準 第7章（地盤調査・地盤改良計画） — 告示第2の式と記号の定義の転載

※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。

よくある質問（FAQ）

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