構造図解で一発理解建築用語サクッと理解構造力学が苦手おすすめ書籍おすすめPDF教材 noteで学ぶ

HOME > 基礎構造を学ぶ > 土被り圧とは？1分でわかる意味、読み方、計算と公式、地下水位がある場合

土被り圧とは？1分でわかる意味、読み方、計算と公式、地下水位がある場合

この記事の要点

土被り圧とは、地中のある面に対してそれより上にある土の単位面積当たりの重量（有効応力）である。

土被り圧σ＝土の単位体積重量γ×地盤深さh の公式で算定できる。

地下水位がある場合は有効応力（全応力から間隙水圧を引いた値）を考慮する。

基礎構造の設計（基礎底・根入れ深さの算定など）で用いる重要な概念。

この記事では、土被り圧とは何か、土被り圧はどう読むのか、計算と公式とは何か、地下水位がある場合とは何かを整理します。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

土被り圧（どかぶりあつ）とは、地中のある面に対して、それより上にある土の単位面積当たりの重量です。

土被り圧＝土の単位体積重量×地盤深さで計算できます。単に、土の単位面積当たりの重量と考えても良いですね。

基礎構造の計算などに用います。今回は土被り圧の意味、読み方、計算と公式、地下水位がある場合の土被り圧について説明します。

関係用語として下記も勉強しましょう。

有効応力の基礎知識と、よくわかる全応力との違い

圧密降伏応力の基礎知識と、土の変形について

基礎底とは？1分でわかる意味、基礎底面との違い、根切り

土被り圧とは？

土被り圧（どかぶりあつ）とは、地中のある面に対して、それより上にある土の単位面積当たりの重量（※厳密には土の有効応力をいう）です。

有効応力の詳細は下記が参考になります。

有効応力の基礎知識と、よくわかる全応力との違い

下図をみてください。これが土被り圧です。

土被り圧

地中のAという面に作用する土被り圧は、土の単位体積重量γ×地上から面Aまでの高さで算定できます。

なお土被り圧は、基礎構造の設計などで算定します。このとき地上から基礎下端までの距離を基礎底といいます。基礎底の詳細は下記が参考になります。

基礎底とは？1分でわかる意味、基礎底面との違い、根切り

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

土被り圧の読み方

土被り圧は「どかぶりあつ」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。

根切り　⇒　ねぎり

基礎底　⇒　きそぞこ

有効応力　⇒　ゆうこうおうりょく

間隙水圧　⇒　かんげきすいあつ

根切りとは｜意味・根切り深さ・山留・埋戻しとの関係i>

間隙水圧の基礎知識、有効応力との関係

土被り圧の計算と公式

土被り圧σの計算は下記の公式を使います。

σ＝γ×ｚ

γは土の単位体積重量、ｚは地上から作用面までの距離です。例として下図のA面に作用する土被り圧σを求めてください。

土被り圧の計算と公式

単位体積重量が18kN/m3、地上からA面までの距離ｚは3ｍです。よって土被り圧σは、

σ＝18×3＝54kN/㎡

です。なお土の単位体積重量は、土質の種類で変わります。詳細は下記をご覧ください。

単位体積重量とは？1分でわかる意味、一覧、土と水の値

地下水位がある場合の土被り圧

地下水位がある場合、水の浮力を考慮して土被り圧を算定します。

浮力は上向きの力です。一方、土被り圧は下向きの力ですから、あらかじめ水の単位体積重量を引いた値を用います。

浮力の詳細は下記をご覧ください。

浮力とは？建築基礎への影響と浮き上がり検討の考え方

公式は下記の通りです。

σ＝ (γ－γw)×ｚ

γwは水の単位体積重量です。下図をみてください。

地下水位がある場合の土被り圧

地面のすぐ下に地下水位があるとします。A面に作用する土被り圧を算定しましょう。水の単位体積重量＝10kN/m3とします。

σ＝ (γ－γw)×ｚ=(18－10)×3=24kN/㎡

です。では下図のA面に作用する土被り圧を算定してください。

地下水位のある土被り圧

地下水位は地上より2ｍ深い位置からでています。地下水位からA面まで2ｍです。よって土被り圧は

σ＝γ×ｚ+(γ－γw)×ｚ=18×2+(18－10)×2=36+16＝52kN/㎡

です。

試験での問われ方｜管理人の一言

土被り圧の計算式（σ＝γ×h）は基本です。地下水位がある場合の有効応力の概念（全応力から間隙水圧を引く）も試験で問われやすいので確認しておきましょう。土被り圧と土圧の違い（方向の違い）も整理しておくと安心です。（一級建築士頻出：有効応力σ'＝σ－uの概念は令和3年問90等で出題）

土被り圧を整理した表を示します。

条件	計算式	備考
地下水なし	σ＝γ×z	γ：単位体積重量、z：深さ
地下水あり（浮力考慮）	σ＝(γ－γw)×z	γw：水の単位体積重量
地下水位が途中	σ＝γ×z1＋(γ－γw)×z2	z1：乾燥部深さ、z2：水中深さ