(57)【要約】【課題】  資源の有効利用が図れ、かつ無駄に杭を増やしたり大きくしたりすることなく必要な支持力が得られるリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法を提供する。【解決手段】  地盤９に杭１を貫入させることで地盤９を補強し、杭１と直接基礎２との両方で支持力を得る複合基礎３とする。杭１を中実のリサイクルプラスチック製とする。基礎の長期接地圧Ｎを定め、補強された地盤の長期許容支持力度ｑraを次式（１）により求める。ｑra＝（１／３）〔ｑd −１．６（Ｐd ／Ａ）〕  …（１）長期許容支持力度ｑraと長期接地圧Ｎとの関係が、Ｎ≦ｑra、を充足する杭１本当たり負担基礎面積Ａ、および杭極限支持力Ｐd を定める。この定められた負担基礎面積Ａおよび杭極限支持力Ｐd を充足する複合基礎３を構築する。【選択図】        図１
2010196351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に杭を貫入させることで地盤を補強し、前記杭とこの杭上に構築された建物の基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る複合基礎とする地盤補強方法であって、
前記杭を中実のリサイクルプラスチック製とし、
前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）を定める過程と、
前記杭で補強された地盤である補強地盤の長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）を次式（１）により求め、
【数１１】
2010196351.tif 000017
ここに、
ｑd ：地盤の極限支持力度（ｋＮ／ｍ2 ）、
Ｐd ：杭の極限支持力（ｋＮ）
Ａ：杭１本当たり負担基礎面積（杭１本当たりが負担する基礎の底面の面積（ｍ2 ））前記長期許容支持力度ｑraと前記長期接地圧Ｎとの関係が、
次式（２）
Ｎ≦ｑra                                    …（２）
を充足する杭１本当たり負担基礎面積Ａ、および杭極限支持力Ｐd を定める負担面積・極限支持力設定過程と、
この定められた杭１本当たり負担基礎面積Ａおよび杭極限支持力Ｐd を充足する前記複合基礎を構築する過程と、
を含むリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法。
【請求項２】
請求項１において、前記基礎が布基礎であって、前記負担面積・極限支持力設定過程では、基礎の底面幅を定めるとともに、杭を基礎長さ方向に配列するピッチとなる選択対象ピッチを複数種類準備し、かつ選択対象の杭として、長さおよび外径のいずれか一方または両方が異なることで杭極限支持力Ｐd を異ならせた複数種類の杭を準備し、前記負担面積・極限支持力設定過程として、準備された選択対象ピッチと選択対象杭の組み合わせである杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で前記（２）式を充足する杭ピッチ・杭種類組み合わせ判別し、この（２）式を充足すると判別された杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で、最大のピッチを有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するか、または最小の杭極限支持力Ｐd となる杭種類を有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記杭の杭極限支持力Ｐd を、次式（３）により定まる値とする、
【数１２】
2010196351.tif 000018
リサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法。
【請求項４】
地盤に貫入されて地盤を補強する杭と、この杭上に構築された建物の基礎とでなり、これら杭と基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る地盤補強複合基礎であって、
前記杭が中実のリサイクルプラスチック製であり、
前記杭で補強された地盤である補強地盤の次式（１）で定まる長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）と、前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）とが、Ｎ≦ｑraの関係にあることを特徴とするリサイクルプラスチック製杭使用地盤補強複合基礎。
【数１３】
2010196351.tif 000019
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、住宅等の建物の基礎につき、杭と直接基礎との複合基礎であるパイルド・ラフト基礎として補強するリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法およびその複合基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の耐力が建物を建設するに当たり必要な耐地力に満たない場合、支持地盤まで杭を打つか、表層の地盤改良を行っている。杭を打つ補強方法としては、鋼管を貫入させる方法が提案されている（例えば特許文献１）。
住宅等における布基礎等の基礎の形式としては、図１７（ａ）に示すように、基礎底面のみで支持力を得る直接基礎や、杭のみで支持力を得る杭基礎（同図（ｂ））、および直接基礎（ラフト）の底面と杭（パイル）の支持力との両方で支持力性能を発揮する複合基礎であるパイルド・ラフト基礎（同図（ｃ）がある。支持地盤が深くなるに従い、杭基礎は高価なものとなるが、直接基礎と杭を併用して建物荷重を支持するパイルド・ラフト基礎は、コストパフォーマンスにおいて最適な基礎である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９３９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の補強方法は、杭に鋼管を使用するが、建築の分野においても資源の有効活用のために、リサイクルプラスチックを用いることが求められている。
そこで、本発明者等は、杭にリサイクルプラスチック製の杭を用いたパイルド・ラフト基礎を試みた。しかし、鋼管杭に代えてリサイクルプラスチック杭を用いた場合、形状や材質の違いにより、鋼管杭の場合に用いられる杭および地盤の支持力の計算の係数をそのまま用いることができない。例えば、特許文献１で用いられる鋼管杭は、先端が開口しているため、杭の先端面で支持力を得ることができず、外周面の摩擦力のみで支持力を得るものとされる。中実のリサイクルプラスチック製とした場合は、杭の先端面により支持力が得られ、杭１本当たりが負担する直接基礎の底面の面積は増える。
【０００５】
この発明の目的は、資源の有効利用が図れ、かつ無駄に杭を増やしたり大きくしたりすることなく必要な支持力が得られるリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法を提供することである。
この発明の他の目的は、資源の有効利用が図れ、支持力の向上が図れるリサイクルプラスチック製杭使用地盤補強複合基礎を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法は、地盤に杭を貫入させることで地盤を補強し、前記杭とこの杭上に構築された建物の基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る複合基礎とする地盤補強方法であって、
前記杭を中実のリサイクルプラスチック製とし、
前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）を定める過程と、
前記杭で補強された地盤である補強地盤の長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）を次式（１）により求め、
【数１】
2010196351.tif 000003
ここに、
ｑd ：地盤の極限支持力度（ｋＮ／ｍ2 ）、
Ｐd ：杭の極限支持力（ｋＮ）
Ａ：杭１本当たり負担基礎面積（杭１本当たりが負担する基礎の底面の面積（ｍ2 ））前記長期許容支持力度ｑraと前記長期接地圧Ｎとの関係が、次式（２）
Ｎ≦ｑra                                    …（２）
を充足する杭１本当たり負担基礎面積Ａ、および杭極限支持力Ｐd を定める負担面積・極限支持力設定過程と、
この定められた杭１本当たり負担基礎面積Ａおよび杭極限支持力Ｐd を充足する前記複合基礎を構築する過程と、
を含むことを特徴とする。
なお、上記の「中実の」とは、パイプのような内部が空洞のものでなく、内部が芯まで詰まっていることを言う。
【０００７】
この地盤補強方法によると、杭をリサイクルプラスチック製としたため、資源の有効利用が図れる。また、杭は中実であるため、杭の外周面の摩擦力に加えて、先端面で支持力が得られ、同一径，同一長さの鋼管杭に比べて、杭１本あたり杭極限支持力Ｐd が高まる。したがって杭１本当たり負担基礎面積が増大する。この発明方法では、上記のように杭１本あたり杭極限支持力Ｐd が高まるため、補強地盤の長期許容支持力度ｑraの計算において、
（杭極限支持力Ｐd ）／（杭１本当たり負担基礎面積Ａ）
の値に乗じる補強係数を「１．６」としており、これにより適切な長期許容支持力度ｑraを求めることができる。この「１．６」の係数は、実験値から安全側に求めた。このため、無駄に杭を増やしたり大きくしたりすることなく必要な支持力を確実に得ることができる。
【０００８】
この発明方法において、前記基礎が布基礎である場合、前記負担面積・極限支持力設定過程では、基礎の底面幅を定めるとともに、杭を基礎長さ方向に配列するピッチとなる選択対象ピッチを複数種類準備し、かつ選択対象の杭として、長さおよび外径のいずれか一方または両方が異なることで杭極限支持力Ｐd を異ならせた複数種類の杭を準備するのが良い。また、前記負担面積・極限支持力設定過程として、準備された選択対象ピッチと選択対象杭の組み合わせである杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で、前記（２）式で示す（Ｎ≦ｑra）の条件を充足する杭ピッチ・杭種類組み合わせ判別し、この（２）式を充足すると判別された杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で、最大のピッチを有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するか、または最小の杭極限支持力Ｐd となる杭種類を有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するようにしても良い。
【０００９】
このように、基礎の底面幅を定め、かつ杭ピッチ・杭種類の組み合わせを種々設定しておいて、基礎の長期接地圧Ｎに必要な補強地盤の長期許容支持力度ｑraが得られる杭ピッチ・杭種類組み合わせを判別する。そのため、同様な断面形状の布基礎を用いる種々の建物における地盤補強につき、杭ピッチと杭種類の選択が容易に行える。また、（２）式を充足すると判別された杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で、最大のピッチを有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するか、または最小の杭極限支持力Ｐd となる杭種類を有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するため、過剰な補強とならず、必要な補強が行える経済的に最適な補強が行える。
【００１０】
この発明方法において、前記杭の杭極限支持力Ｐd を、次式（３）により定まる値としても良い。
【００１１】
【数２】
2010196351.tif 000004
【００１２】
上記の式（３）において、係数「２００」は杭の先端での支持力に対する係数であり、係数「２．２」は杭外周面の摩擦力による支持力に対する係数である。上記の式（３）で求めることにより、中実のリサイクルプラスチック製の杭に対して、正確な杭極限支持力Ｐd が求まる。
【００１３】
この発明のリサイクルプラスチック製杭使用地盤補強複合基礎は、地盤に貫入されて地盤を補強する杭と、この杭上に構築された建物の基礎とでなり、これら杭と基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る地盤補強複合基礎であって、
前記杭が中実のリサイクルプラスチック製であり、
前記杭で補強された地盤である補強地盤の次式（１）で定まる長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）と、前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）とが、Ｎ≦ｑraの関係にあることを特徴とする。
【００１４】
【数３】
2010196351.tif 000005
【００１５】
この構成によると、杭をリサイクルプラスチック製としたため、資源の有効利用が図れる。また、杭は中実であるため、杭の外周面の摩擦力に加えて、先端面で支持力が得られ、同一径，同一長さの鋼管杭に比べて、杭１本あたり杭極限支持力Ｐd が高まり、杭１本当たり負担基礎面積が増大する。また、上記の式（１）で定まる長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）と、前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）とが、Ｎ≦ｑraの関係にあるため、必要な支持力が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法は、地盤に杭を貫入させることで地盤を補強し、前記杭とこの杭上に構築された建物の基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る複合基礎とする地盤補強方法であって前記杭を中実のリサイクルプラスチック製とし、前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）を定める過程と、  前記杭で補強された地盤である補強地盤の長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）を次式（１）により求め、
【００１７】
【数４】
2010196351.tif 000006
【００１８】
前記長期許容支持力度ｑraと前記長期接地圧Ｎとの関係が、Ｎ≦ｑra、を充足する杭１本当たり負担基礎面積Ａ、および杭極限支持力Ｐd を定める負担面積・極限支持力設定過程と、この定められた杭１本当たり負担基礎面積Ａおよび杭極限支持力Ｐd を充足する前記複合基礎を構築する過程とを含む方法であるため、資源の有効利用が図れ、かつ無駄に杭を増やすことなく、必要な支持力を得えることができる。
【００１９】
この発明のリサイクルプラスチック製杭使用地盤補強複合基礎は、地盤に貫入されて地盤を補強する杭と、この杭上に構築された建物の基礎とでなり、これら杭と基礎との両方で建物重量に対する支持力を得る地盤補強複合基礎であって、前記杭が中実のリサイクルプラスチック製であり、前記杭で補強された地盤である補強地盤の、次式（１）
【００２０】
【数５】
2010196351.tif 000007
【００２１】
で定まる長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）と、前記基礎の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）とが、Ｎ≦ｑraの関係にあるため、資源の有効利用が図れ、かつ支持力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかるリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法により施工される複合基礎および地盤の断面図、（Ｂ）は同複合基礎の部分正面図である。
【図２】（Ａ）は同複合基礎の斜視図、（Ｂ）はその杭の斜視図である。
【図３】（Ａ）は杭の種類の例を示す図表、（Ｂ）はその各種の杭の正面図である。
【図４】同複合基礎の一例を示す基礎伏せ図である。
【図５】複合基礎の変形例および地盤の断面図である。
【図６】杭を貫入させる施工機械の一例を示す側面図である。
【図７】このリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法の流れ図である。
【図８】図７の流れ図における負担面積・極限支持力設定過程の詳細を示す流れ図である。
【図９】判定結果を示す図表の一例の説明図である。
【図１０】杭１本当たりの負担面積の説明図である。
【図１１】換算Ｎ値の算出方法の説明図である。
【図１２】係数を導いた試験における各試験例の説明図である。
【図１３】同試験に用いる試験装置の説明図である。
【図１４】補強材単体の載荷試験結果を示すグラフである。
【図１５】補強地盤の載荷試験結果を示すグラフである。
【図１６】補強地盤の極限支持力度の計算値と載荷試験値との関係を示すグラフである。
【図１７】従来の基礎の各種の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の一実施形態を図１ないし図１６と共に説明する。このリサイクルプラスチック製杭による地盤補強方法は、補強材である杭１を地盤９に貫入させることで地盤９を補強し、杭１と基礎２との両方で建物重量に対する支持力を得るパイルド・ラフト基礎からなる複合基礎３とする方法であって、その杭１の材質，大きさ，および配置等を後述のように定める。
基礎２は、建物の直接基礎であって、布基礎、独立基礎、べた基礎など、任意の形式の基礎に適用できる。適用する建物は、個別住宅、集合住宅、事務所ビル、工場等の建築物の他、灯油タンク等の構造物であっても良い。
【００２４】
図示の例では、基礎２は住宅の布基礎であり、立ち上がり部２ａとフーチング部２ｂとでなる逆Ｔ字状の断面形状とされる。杭１は、地盤９に設けた掘削溝（図示せず）の溝底まで貫入させる。その溝底に捨てコンクリート４を打設し、捨てコンクリート４上に基礎２を構築することで、基礎２と杭１との間に捨てコンクリート４を介在させ、杭１の上端位置の不陸による杭１と基礎２との間の隙間を無くす。地盤９は、基礎２のフーチング部２ｂが埋まる高さのグラングレベルＧＬまで、前記掘削溝を埋め戻すか、さらに盛り土で盛ることで覆われる。基礎２に対する屋内側の地盤表面には土間コンリート５が施してある。
【００２５】
杭１は、中実のリサイクルプラスチック製とする。ここで言う「中実の」とは、パイプのような内部が空洞のものでなく、内部が芯まで詰まっていることを言う。リサイクルプラスチックは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリプロピレン（ＰＥ）を主とするものや、その他の各種材質のプラスチックが採用される。リサイクルプラスチックは、再利用されたプラスチックであれば良く、プラスチック製品の端材を溶融し直して材料とする廃プラスチックに限らず、一般ごみ等から分別して得たプラスチック、いわゆる容器リサイクル法により得たプラスチックであっても良い。杭１の物性は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９３２（再生プラスチック製標識杭）に適合するものとする。杭１の圧縮比例限強さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６９３２のとおり３．０Ｎ／mm2 以上とする。
杭１の形状は、円柱状で先端が先細りのテーパ状部１ａとされている。杭１は、直径および長さが互いに異なる複数種類のものを準備しておき、後の複合基礎設計過程で選択する。選択対象杭として準備する杭１の種類は、例えば表１に示すように、直径Ｄが６０〜１００mm、長さが９，００〜２，４００mmの範囲内で、先端角度θが３０．０〜５３．８deg のものとされる。具体例を挙げると、図３（Ａ）に示す直径と長さの組み合わせの杭１を準備する。
【００２６】
【表１】
2010196351.tif 000008
【００２７】
このような中実の杭１を用いることにより、図１（Ａ）に矢印で支持力を示すように、杭１のテーパ状部１ａからなる先端面で得る先端支持力と、杭１の周面摩擦力と、基礎５の底面の反力とで支持力が発揮される。
【００２８】
直接基礎となる基礎２が布基礎である場合、図４に配置例を示すように、一定の配列間隔であるピッチｍで配列する。このピッチｍは、後述のように杭１本あたり支持力および負担面積を算出して決定する。
ピッチｍは、選択対象ピッチとして複数種類を準備しておいて、その準備された複数の中から選択することが、設計および施工の効率面で好ましい。この準備する複数種類のピッチｍとしては、例えば建物のモジュールＭに対して、ｍ＝Ｍ／（任意の自然数）とする。上記自然数は、例えば１〜３の範囲とする。具体例を挙げると、モジュールＭが９１０mmである場合、１倍の９００mm、１／２倍の４５５mm、１／３の３０３mmとする。
【００２９】
なお、図５に示すように、基礎２が布基礎である場合に、杭１を基礎２の幅方向に複数本（例えば２本）並べて配置しても良い。また、図示は省略するが、基礎２が独立基礎である場合は、その基礎２に１本または複数本の杭１を併用する。基礎２がべた基礎である場合は、杭１は、例えば縦横に並べて配置する。
【００３０】
杭１の地盤９への貫入施工には、例えば図６に示す施工機械１１を用いる。同図の施工機械１１は、自走可能な車体１２に傾斜変更可能なガイド柱１３を設け、ガイド柱１３に沿って昇降駆動源１４により昇降させられる圧入ヘッド１５で、杭１の上端を押し下げるものである。圧入ヘッド１５は振動駆動源（図示せず）を内蔵しており、昇降駆動源１４による圧入だけでは不十分な場合に、振動を与えながら圧入する。この施工機械１１は、例えば、スウェーデン式サウンディング試験に用いる圧入機械に対して、圧入ヘッド１５の一部のとなるアタッチメント（図示せず）を交換したものが採用できる。
【００３１】
次に、図７，図８に示す流れ図と共に、この地盤補強方法の設計から施工までの手順を説明する。図７に示すように、この地盤補強方法は、必要情報取得過程Ｅ１と、負担面積・極限支持力設定過程Ｅ２と、複合基礎構築過程Ｅ３とでなる。
必要情報取得過程Ｅ１は、次の負担面積・極限支持力設定過程Ｅ２での計算や判断に必要となる各情報を調べる過程であって、基礎２の長期接地圧Ｎ（ｋＮ／ｍ2 ）の情報を調べる過程Ｅ１ａ、および地盤の調査過程Ｅ１ｂを含む。基礎２の長期接地圧Ｎは、建物（図示せず）の重量を基礎２の底面の面積で除した値である。地盤の調査は、スウェーデン式サウンディング試験とする。
負担面積・極限支持力設定過程Ｅ２は、この補強方法を適用するか否かの判定、およびこの補強方法を採用する場合の、杭１本当たり負担基礎面積Ａ、および杭極限支持力Ｐd を定める等の各仕様を検討する過程であり、その具体的内容例を図８と共に次に述べる。  複合基礎構築過程Ｅ３は、上記過程Ｅ２で定められた仕様の複合基礎３を構築する過程である。
【００３２】
図８と共に、負担面積・極限支持力設定過程Ｅ２を説明する。第１の過程Ｆ１として、基礎２が布基礎である場合は、まず基礎底盤幅Ｂ（すなわち基礎２の底面の幅）を設定する。工業化住宅等では、基礎設計基準に基礎底盤幅として複数種類の幅が準備されているため、その中から任意の幅を、建物の上部構造体の重量等に応じて選択する。
【００３３】
過程Ｆ２では、設定条件となる適用建物、適用地盤であるかの判定を行う。その条件例を説明する。
適用建物は、３階以下であって、延床面積は１，５００ｍ2 を上限とする。また、基礎２の長期接地圧Ｎが５０ｋＮ／ｍ2 以下とする。ただし、べた基礎の場合は、長期接地圧Ｎを３０ｋＮ／ｍ2 とする。
適用地盤は、建設予定地内の３箇所以上のスウェーデン式サウンディング試験（ＪＩＳ  Ａ  １２２１）の結果において、基礎２の底盤幅をＢとして基礎下１Ｂの平均ＷSWが、０．５０ｋＮであることを条件とする。
なお、ピート地盤および地震時に液状化の恐れのある地盤には適用しない。ただし、これら地盤については、地域ごとの地盤図等の既往資料の調査、または別途の地盤調査を実施して判断する。
これらの適用建物，適用地盤の条件を充足する場合は、次の過程Ｆ３に進み、非充足の場合は、処理を終了してこの補強方法の採用を不可とする。
【００３４】
過程Ｆ３では、地盤の極限支持力度ｑd （ｋＮ／ｍ2 ）を算定する。この極限支持力度ｑd を求める計算については、後に詳しく説明する。
【００３５】
過程Ｆ４では、補強材である杭１の仕様の仮定、およびその杭１を用いた場合の杭１本当たりの負担基礎面積Ａ（杭１本当たりが負担する基礎の底面の面積（ｍ2 ））の仮定を行う。杭１の仕様の仮定では、例えば図３に示した種類の中のどの直径・長さの杭１を用いるかを選択する。負担基礎面積Ａは、基礎２が布基礎である場合、図１０に示すように基礎底盤幅Ｂと、１本の杭１が負担する基礎長さａの積であり、杭１が負担する基礎長さａは杭１のピッチｍと等しいため、Ａ＝Ｂ×ｍである。基礎底盤幅Ｂは、先の過程Ｆ１で設定しているため、ここでは負担基礎面積Ａの仮定として、ピッチｍを仮定することになる。
なお、杭１を図  の例のように基礎幅方向に２本並べて設け、２列に配列する場合は、基礎底盤幅ＢをＢ／２として計算する。
【００３６】
この後、次の過程Ｆ５では、上記過程Ｆ４で過程した補強材仕様（杭仕様）および負担基礎面積Ａの場合に、基礎２の長期接地圧Ｎに対して、杭１で補強された地盤である補強地盤の長期許容支持力度ｑra（ｋＮ／ｍ2 ）が満足できる値であるか否かの判定を行う過程である。すなわち、
（長期接地圧Ｎ）≦（長期許容支持力度ｑra）                      …（２）
の条件を充足するか否かを判定する。
補強地盤の長期許容支持力度ｑraは、次式（１）によって計算された値とする。
【００３７】
【数６】
2010196351.tif 000009
【００３８】
ただし、
ｑd ：地盤の極限支持力度（ｋＮ／ｍ2 ）、
Ｐd ：杭の極限支持力（ｋＮ）、
Ａ：杭１本当たり負担基礎面積（杭１本当たりが負担する基礎の底面の面積（ｍ2 ））とする。
上記の式（１）における係数「１．６」は、実験値で見いだした独自の係数である。
【００３９】
上記補強材仕様，負担面積を仮定する過程Ｆ４では、上記のように補強材仕様（杭１の直径，長さ）およびピッチｍが複数種類設定されている場合は、全ての杭ピッチ・杭種類の組み合わせを仮定する。
その場合、次の長期許容支持力度ｑraが満足できる値であるかの判定の過程Ｆ５では、上記のように仮定された全ての、杭ピッチ・杭種類の組み合わせについて、上記（２）式の（長期接地圧Ｎ）≦（長期許容支持力度ｑra）の条件を充足するか否かの判定を行う。
【００４０】
その判定結果は、例えば、図９に示すような表で示すと分かり易い。同表は、図８の流れ図の処理を行うコンピュータにより、表示装置の画面または用紙に出力する。同表は、補強材仕様（杭の直径，長さ）の種類を行方向に、ピッチを列方向に示してあり、極限支持力が強い補強材仕様（直径，長さ）ほど上側に、またピッチが短いほど左側に配置してある。したがって、左上の枡目１・1 が最も強い補強となり、右下の枡目４・３が最も弱い補強となる。この判定結果表において、長期許容支持力度ｑraが条件充足する場合と非充足の場合との区別の印を、個々の枡目に色または符号等で表すのが好ましい。図９では、一例として、条件充足の各杭ピッチ・杭種類の組み合わせとなる枡目に、ハッチングを施してある。
【００４１】
同図のように条件充足の組み合わせ（枡目）が複数ある場合、過剰補強にならない組み合わせを選択することが、コスト低下の上で好ましい。例えば、条件充足の組み合わせの中で、最も極限支持力が弱い（杭の直径が小さく，長さが短い）組み合わせ〔枡目（３・１），（３・２）〕の中のいずれかを選択するか、または最もピッチが長い組み合わせ〔枡目（１・２），（２・２），（３・２）〕のうちのいずかを選択する。最も極限支持力が弱く、かつ最もピッチが長い組み合わせ〔枡目（３・２）〕を選択することが、満足できる補強を、最も無駄なく経済的に達成できる。
【００４２】
図８の長期許容支持力度満足の判定過程Ｆ５において、条件を充足する解（条件を充足する補強材仕様とピッチｍの組み合わせ）が得られ無かった場合は、他の補強工法を採用するか否かの判定を行い、他工法を採用する場合は、この工法の採用を取り止める。
他工法を採用しない場合は、仮定Ｆ１に戻って基礎底盤幅Ｂを前回までの幅と異なる幅に設定し直し、上記過程Ｆ２〜Ｆ５を繰り返す。
【００４３】
地盤の極限支持力度ｑd （ｋＮ／ｍ2 ）の算定（過程Ｆ３）につき説明する。地盤の極限支持力度ｑd は、次式（４）で求める。スウェーデン式サウンディング試験における荷重ＷSWが１ｋＮの場合は、平成１３年国土交通省告示１１１３号第２号に示された地盤の長期許容支持力の３倍となる。
ｑd ＝（３０・ＷSW＋０．６・ＮSW）×３                …（４）
ここに、ＷSW：スウェーデン式サウンディング試験における荷重（ｋＮ）、
ＮSW：スウェーデン式サウンディング試験における半回転数（回／ｍ）、
である。
【００４４】
補強材である杭１の極限支持力Ｐd （ｋＮ）は、次式（３）で求める。
【００４５】
【数７】
2010196351.tif 000010
【００４６】
ただし、換算Ｎ値は次式（５）で求め、Ｎp と、ＮF の平均値は、図１１に示す方法で算出する。
Ｎ＝３・ＷSW＋０．０５・ＮSW                  …（５）
【００４７】
次に、上記（１）式の補強係数「１．６」および式（３）の係数「２００」，「２．２」を定めた理由を説明する。
上記各係数を明らかにするために、載荷試験を行った。載荷試験内容は、補強材（杭１）の単体の載荷試験（以下、「単体試験」と称す）と、１モジュール長さ（９１０mm）の布基礎を模擬した載荷板と補強材による補強地盤の載荷試験（以下、「補強試験」と称す）の２パターンである。単体試験については４現場，５試験、補強試験については６現場，１７試験を実施した。以下は、そのうちの１現場で実施した試験について述べる。
【００４８】
試験体を種類を表２、および図１２に示す。補強試験の試験装置の概略図を図１３にそれぞれ示す。なお、表２を２段に分割して表３として示す。図１３において、２１は載荷板、２２はジャッキ、２３はロードセル、２４は反力梁、２５は基準梁、２６は変位計をそれぞれ示す。
【００４９】
【表２】
2010196351.tif 000011
【００５０】
【表３】
2010196351.tif 000012
【００５１】
〔補強材単体の載荷試験〕
単体試験では、押込試験と引抜試験を実施した。ここで、押込試験により求まる押込力は、先端抵抗力と周面抵抗力の和であり、引抜試験により求まる引抜力は周面抵抗力を示す。
【００５２】
図１４に示す試験結果より、押込試験における補強材径（杭の径）の１０％変位時の荷重を極限支持力ｑd ' 、引抜試験における荷重を周面抵抗力Ｒｆ’として、補強材の先端抵抗力と周面抵抗力から係数ａ，ｂを求めることができる。
【００５３】
【数８】
2010196351.tif 000013
【００５４】
それぞれ代入すると、係数は、ａ＝３２２、ｂ＝４．２２と求めることができる。同様に、他の４試験についても係数ａ，ｂを導き、その中から最も安全側である値として、（３）式に示したａ＝２００、ｂ＝２．２が得られた。
【００５５】
〔補強地盤の載荷試験〕
補強試験は、載荷板下に補強材を配置した載荷試験の他、補強効果を明らかにするために、補強材を配置しない載荷板のみの載荷試験（以下、「無補強試験」と称す）を実施した。
図１５に示す試験結果より、平板幅の１０％変位時の荷重度を極限支持力度として、補強試験結果（ｑrd' (1) 〜ｑrd' (3) ）、無補強試験結果（ｑd ')および単体試験結果( ｐd ')  から補強係数Ｘを求めることができる。
【００５６】
【数９】
2010196351.tif 000014
【００５７】
表４に示された補強試験結果（ｑrd' (1) 〜ｑrd' (3) ）、無補強試験結果（ｑd ')、単体試験結果( ｐd ')および面積Ａ′を上記（４．５）式に代入して求めたＸは、それぞれ２．４７、１．３６、１．７２となった。なお、表４の中間省略部分は表２と同じである。
これと同様に、その他の１４試験における補強係数Ｘを導き、これらの平均を補強係数Ｘとして、この発明方法の支持力式を上記の（１）式とした。
【００５８】
【表４】
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【００５９】
〔妥当性の確認〕
（１）式から求めたｑrdと、載荷試験から得られたｑrd′を比較した。その結果が図１６である。載荷試験の試験値は計算値の１．３倍以上となり、（１）式の支持力度算定式によりｑrdは安全側で評価できることが確認できた。
【００６０】
以上のように、この地盤補強方法によると、杭１をリサイクルプラスチック製としたため、資源の有効利用が図れる。また、杭１は中実であるため、杭の外周面の摩擦力に加えて、先端面で支持力が得られ、同一径，同一長さの鋼管杭に比べて、杭１本あたり杭極限支持力Ｐd が高まり、杭１本当たり負担基礎面積が増大する。
この方法では、上記のように杭１本あたり杭極限支持力Ｐd が高まるため、補強地盤の長期許容支持力度ｑraの計算において、
（杭極限支持力Ｐd ）／（杭１本当たり負担基礎面積Ａ）の値に乗じる係数を「１．６」としており、これにより適切な長期許容支持力度ｑraを求めることができる。この「１．６」の係数は、上記のように種々の実験値から安全側に求めた。このため、無駄に杭を増やしたり大きくしたりすることなく必要な支持力を確実に得ることができる。
【００６１】
また、上記のように基礎２が布基礎の場合に、基礎２の底面幅を定め、かつ杭ピッチ・杭種類の組み合わせを種々設定しておいて、基礎２の長期接地圧Ｎに必要な補強地盤の長期許容支持力度ｑraが得られる条件式（２）を充足する杭ピッチ・杭種類組み合わせを、判別するようにした場合は、同様な断面形状の布基礎を用いる種々の建物における地盤補強につき、杭ピッチと杭種類の選択が容易に行える。また、上記条件式（２）式を充足すると判別された杭ピッチ・杭種類組み合わせの中で、最大のピッチを有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択するか、または最小の杭極限支持力Ｐd となる杭種類を有する杭ピッチ・杭種類組み合わせを選択する場合は、過剰な補強とならず、必要な補強が行える経済的に最適な補強となる。
【００６２】
杭の杭極限支持力Ｐd を、上記の式（３）、すなわち、
【００６３】
【数１０】
2010196351.tif 000016
【００６４】
で定まる値とした場合は、中実のリサイクルプラスチック製の杭１を使用する場合において、正確な杭極限支持力Ｐd が求まる。上記の式（３）において、係数「２００」は杭の先端での支持力に対する係数であり、係数「２．２」は杭外周面の摩擦力による支持力に対する係数であるが、これらの係数は上記のように種々実験により求めた値であり、そのため、正確な杭極限支持力Ｐd を求めることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…杭
２…基礎
３…複合基礎
９…地盤
ｍ…ピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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