地震時の計算は、難しく見えて、考え方はシンプルです。常時の計算に「地震の力」を足して、その代わり判定の基準を少しだけ緩める。基本はこれだけです。この記事では、直接基礎と擁壁を例に、地震の力の置き換え方、設計水平震度の決め方、レベル1とレベル2の違いを、順番に整理します。
1. 地震の力は「横向きの力」に置き換える
設計では、地震の揺れを「構造物の重さ W に設計水平震度 kh をかけた、横向きの力」として扱います。これが慣性力（kh × W）で、このやり方を震度法といいます。複雑な揺れを、一定の横向きの力に置き換えるので、常時と同じ安定計算の流れで検討できるのが利点です。
擁壁の場合は、擁壁の自重だけでなく、背面の土（土くさび）の重さにも、それぞれ設計水平震度をかけて水平力を求めます。この水平力を使って、転倒・滑動・支持力の照査を行います。
2. 設計水平震度（kh）の決め方
設計水平震度は、擁壁の場合、「道路土工－擁壁工指針（平成24年度版）」で次の式によって決めます。
kh ＝ cz × kh0（小数点以下2桁に丸める）
- kh0：設計水平震度の標準値です。地盤の種類（Ⅰ種〜Ⅲ種）と、地震動のレベルによって決まります。
- cz：地域別補正係数です。地域ごとに定められた値で、たとえば宮城県の擁壁設計要領では1.0としています。
標準値 kh0 は、次の表のとおりです。
| 地震動のレベル | Ⅰ種（硬い地盤） | Ⅱ種 | Ⅲ種（軟らかい地盤） |
|---|---|---|---|
| レベル1地震動 | 0.12 | 0.15 | 0.18 |
| レベル2地震動 | 0.16 | 0.20 | 0.24 |
実際の手順は、次の5ステップです。
- 地盤種別を決める：地盤の特性値TG（N値などから求めます）で、Ⅰ種（TG＜0.2）、Ⅱ種（0.2≦TG＜0.6）、Ⅲ種（0.6≦TG）に分けます。
- 地震動のレベルを決める：レベル1で照査するか、レベル2で照査するかを決めます（次の節で解説します）。
- 標準値 kh0 を表から読む：地盤種別とレベルの交点の値を読み取ります。
- 補正係数 cz をかける：kh0 に地域別補正係数をかけ、小数点以下2桁に丸めます。
- 水平力を求める：擁壁の自重と背面の土くさびの重さに、それぞれ kh をかけます。
たとえば、Ⅱ種地盤・レベル1・cz＝1.0の場合、kh ＝ 1.0 × 0.15 ＝ 0.15 です。擁壁の自重が1mあたり100kNなら、慣性力は 0.15 × 100 ＝ 15kN/m になります。同じ条件でレベル2なら、kh ＝ 0.20 で、慣性力は 20kN/m です。
3. レベル1とレベル2とは？意味と違い
耐震設計では、想定する地震の揺れを2段階に分けて考えます。それがレベル1地震動とレベル2地震動です。
| 項目 | レベル1地震動 | レベル2地震動 |
|---|---|---|
| 意味 | 供用期間中に発生する確率が高い地震動 | 発生する確率は低いが、大きな強度をもつ地震動 |
| イメージ | 構造物の寿命のうちに、何度か起こりうる地震 | めったに起きないが、起きれば被害の大きい大規模な地震 |
| 橋の目標性能 （道路橋示方書） | 耐震性能1：橋の健全性を損なわない | 耐震性能2：損傷を限定的にとどめ、速やかに機能を回復できる 耐震性能3：落橋などの致命的な被害を防ぐ |
| 擁壁の標準値 kh0 （Ⅱ種地盤） | 0.15 | 0.20 |
つまり、レベル1は「よく起こる地震で、構造物が傷まないか」を確認する検討、レベル2は「めったに起きない大地震でも、致命的な被害を出さないか」を確認する検討です。当然、レベル2の方が設計水平震度は大きくなります。上の表のとおり、擁壁の標準値では、同じ地盤種別でレベル2のほうが約1.3倍大きい値です。
なお、橋の設計では、レベル2地震動をさらに「タイプⅠ（プレート境界型の大規模な地震）」と「タイプⅡ（内陸直下型の地震）」に分けて設定します。古い基準書では、レベル1を「中規模地震」、レベル2を「大規模地震」と呼んでいたので、古い資料を読むときは、この呼び方の違いに注意してください。
どちらのレベルで照査するかは、構造物の種類、重要度、発注者の基準によって変わります。必ず、該当する指針と発注者の仕様書で確認してください。
4. 常時と地震時で変わる3つのこと
- 荷重が増える：構造物の慣性力に加えて、擁壁などでは土圧が地震時の値に変わります。
- 合力の位置がずれる：横向きの力が増えるので、荷重の合力が底面の中央から外れ、偏心が大きくなります。
- 判定の基準が緩む：地震はめったに起きないので、常時と同じ厳しさでは不経済になります。
当サイトの直接基礎ツール（道路橋示方書H24の許容応力度法ベース）では、判定値は次のとおりです。
| 項目 | 常時 | 地震時 |
|---|---|---|
| 偏心量 e | B/6 以内 | B/3 以内 |
| 滑動安全率 | 1.5 以上 | 1.2 以上 |
| 許容鉛直支持力 | qa | 常時の1.5倍（上限） |
5. 直接基礎：転倒・滑動・支持力の3点セット
直接基礎では、地震時も「転倒（偏心量）」「滑動」「鉛直支持力」の3つを照査します。地震時は水平力が増えるため、まず効いてくるのは偏心量と滑動です。偏心が大きくなると、荷重を受ける底版の有効幅が小さくなり、支持力の照査も厳しくなります。数字が合わないときは、底版幅を広げるのが基本の対応です。
6. 擁壁：ポイントは「地震時土圧」
擁壁では、背面の土が地震で押す力（地震時土圧）が最大のポイントです。算定には物部・岡部の式や試行くさび法が使われ、具体的な手順と判定値は「道路土工－擁壁工指針」で確認します。設計水平震度は、2節の方法で決めた値を使います。
なお、地震時の安定検討は、すべての擁壁で行うわけではありません。たとえば宮城県の擁壁設計要領では、高さ8mを超える擁壁や、重要度・難易度を考慮して必要な場合に行うとされています。発注者ごとの基準を確認しましょう。
当サイトのもたれ式擁壁の安定計算ツールは、常時のみの検討で、地震時は考慮していません。地震時は別途、指針に沿った検討が必要です。
7. 注意：どの年の基準書で計算するかを確認する
道路橋示方書は、国土交通省が2025年8月に改定しました。2026年（令和8年）4月1日以降に新たに着手する設計から、新しい示方書が適用されます。基礎地盤や橋台背面も橋の構成要素として位置づけられるなど、下部構造の考え方も整理されています。
つまり、同じ直接基礎の計算でも、設計に着手した時期によって、使う基準書が「平成24年の示方書」「平成29年の示方書」「令和7年の示方書」と変わります。計算書を作るときは、どの年の基準書に基づいて計算したかを必ず確認し、計算書にも書いておきましょう。
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※本記事は一般的な考え方の解説です。実際の設計では、必ず最新の基準書・発注者の仕様で確認してください。