(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭及び前記既製杭の下端部を囲む根固め部によって構成される杭基礎の設計方法において、
既製杭の直径、根固め部の直径、前記既製杭の下端以浅の前記根固め部の部分の長さ、及び、前記既製杭の下端以深の前記根固め部の部分の長さと前記既製杭及び前記根固め部によって構成される杭基礎の先端支持力係数との間の相関を表す特性データを準備する特性データ準備工程と、
一の既製杭の直径、一の根固め部の直径、前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さ、及び、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さに対応する、前記一の既製杭及び前記一の根固め部によって構成される一の杭基礎の先端支持力係数を前記特性データに基づいて求める先端支持力係数取得工程と、
前記一の根固め部の直径、前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さ、及び、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さに基づいて、前記先端支持力係数に含まれる前記一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分を求める周面摩擦抵抗寄与分演算工程と、
先端支持力係数取得工程にて求められた前記一の杭基礎の先端支持力係数、及び、前記周面摩擦抵抗寄与分演算工程にて求められた前記一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分に基づいて、前記先端支持力係数に含まれる前記一の根固め部の下端面の鉛直方向抵抗の寄与分を求める鉛直方向抵抗寄与分演算工程と、
前記鉛直方向抵抗寄与分演算工程で求められた鉛直方向抵抗の寄与分に基づいて、目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成可能な目標の既製杭の直径、目標の根固め部の直径、前記目標の既製杭の下端以浅の前記目標の根固め部の部分の長さ、及び、前記目標の既製杭の下端以深の前記目標の根固め部の部分の長さを決定するパラメータ決定工程と、
を備えることを特徴とする杭基礎の設計方法。
【請求項２】
前記パラメータ決定工程において、
前記一の既製杭の直径を前記目標の既製杭の直径に決定し、
前記一の根固め部の直径を前記目標の根固め部の直径に決定し、
前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さを前記目標の既製杭の下端以浅の前記目標の根固め部の部分の長さに決定し、
目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成するように、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さとは異なる他の値を、前記目標の既製杭の下端以深の前記目標の根固め部の部分の長さに決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の杭基礎の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は杭基礎の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製杭を用いて杭基礎を構築する場合、一般に、杭孔内にソイルセメントを溜めた後、ソイルセメントの下にセメントミルクを注入する。この後、既製杭の先端（下端）がセメントミルクに到達するまで既製杭を杭孔内に沈める。セメントミルクが硬化することにより、既製杭の先端を囲むように円柱形状の根固め部が形成され、これにより杭基礎が構築される。従って、既製杭を用いた場合、杭基礎は、既製杭及び根固め部によって構成され、既製杭の先端が根固め部内に配置される。
例えば、根固め部内への既製杭の根入れ深さは、既製杭の直径の３倍程度に設定され、根固め部において既製杭の先端よりも深い部分の長さは、既製杭の直径の２倍程度に設定される。
【０００３】
一方、特許文献１が開示する先端地盤改良杭は、既製杭と、既製杭の先端以深の支持層内に形成されたセメント柱又はモルタル柱とからなり、セメント柱又はモルタル柱は、その周面摩擦力を既製杭の支持力とみなされるように形成されている。特許文献１によれば、ソイルセメント柱の径と長さ（余掘り部の部分の長さ）を調節することにより、杭の先端支持力を自由に設定することができる。具体的には、特許文献１が開示する先端地盤改良杭の設計方法では、通常のこの種の杭の先端支持力をＲｐ１とし、増加摩擦力（セメント柱による周面摩擦力）をΔＲｆとし、特許文献１の発明の杭の先端支持力をＲｐ２としたとき、次式：
Ｒｐ２＝Ｒｐ１＋ΔＲｆ
によりＲｐ２が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３２２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１が開示する先端地盤改良杭の設計方法では、根固め部における既製杭の先端よりも浅い部分の周面摩擦力（周面摩擦抵抗）が考慮されていない。杭基礎の先端支持力をより正確に評価するには、根固め部における既製杭の先端よりも浅い部分の周面摩擦力も考慮する必要がある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、杭先端支持力をより正確に評価しながら必要な杭先端支持力を確実に達成可能な杭基礎の設計方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭基礎の設計方法は、
既製杭及び前記既製杭の下端部を囲む根固め部によって構成される杭基礎の設計方法にであって、
既製杭の直径、根固め部の直径、前記既製杭の下端以浅の前記根固め部の部分の長さ、及び、前記既製杭の下端以深の前記根固め部の部分の長さと前記既製杭及び前記根固め部によって構成される杭基礎の先端支持力係数との間の相関を表す特性データを準備する特性データ準備工程と、
一の既製杭の直径、一の根固め部の直径、前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さ、及び、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さに対応する、前記一の既製杭及び前記一の根固め部によって構成される一の杭基礎の先端支持力係数を前記特性データに基づいて求める先端支持力係数取得工程と、
前記一の根固め部の直径、前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さ、及び、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さに基づいて、前記先端支持力係数に含まれる前記一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分を求める周面摩擦抵抗寄与分演算工程と、
先端支持力係数取得工程にて求められた前記一の杭基礎の先端支持力係数、及び、前記周面摩擦抵抗寄与分演算工程にて求められた前記一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分に基づいて、前記先端支持力係数に含まれる前記一の根固め部の下端面の鉛直方向抵抗の寄与分を求める鉛直方向抵抗寄与分演算工程と、
前記鉛直方向抵抗寄与分演算工程で求められた鉛直方向抵抗の寄与分に基づいて、目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成可能な目標の既製杭の直径、目標の根固め部の直径、前記目標の既製杭の下端以浅の前記目標の根固め部の部分の長さ、及び、前記目標の既製杭の下端以深の前記目標の根固め部の部分の長さを決定するパラメータ決定工程と、
を備える。
【０００８】
上記構成（１）によれば、周面摩擦抵抗寄与分演算工程において、一の既製杭の下端以浅の一の根固め部の部分の長さを考慮して、先端支持力係数に含まれる一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分が求められ、該周面摩擦抵抗の寄与分に基づいて、鉛直方向抵抗寄与分演算工程で先端支持力係数に含まれる鉛直方向抵抗の寄与分が求められている。このため、上記構成（１）によれば、鉛直方向抵抗寄与分演算工程において、鉛直方向抵抗の寄与分を正確に求めることができる。
そして、パラメータ決定工程では、正確な鉛直方向抵抗の寄与分に基づいて、目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成可能な目標の既製杭の直径、目標の根固め部の直径、目標の既製杭の下端以浅の目標の根固め部の部分の長さ、及び、目標の既製杭の下端以深の目標の根固め部の部分の長さを決定するので、これら直径や長さを的確に決定することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記パラメータ決定工程において、
前記一の既製杭の直径を前記目標の既製杭の直径に決定し、
前記一の根固め部の直径を前記目標の根固め部の直径に決定し、
前記一の既製杭の下端以浅の前記一の根固め部の部分の長さを前記目標の既製杭の下端以浅の前記目標の根固め部の部分の長さに決定し、
目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成するように、前記一の既製杭の下端以深の前記一の根固め部の部分の長さとは異なる他の値を、前記目標の既製杭の下端以深の前記目標の根固め部の部分の長さに決定する。
【００１０】
上記構成（２）によれば、パラメータ決定工程において、目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成するように、一の既製杭の下端以深の一の根固め部の部分の長さとは異なる他の値を、目標の既製杭の下端以深の目標の根固め部の部分の長さに決定するのみで、目標の杭基礎の先端支持力を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、杭先端支持力をより正確に評価しながら必要な杭先端支持力を確実に達成可能な杭基礎の設計方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】構造体の概略的な構成を示す図である。
【図２】図１の既製杭の下端部及びその周辺を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る杭基礎の設計方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１４】
図１は、構造体１の概略的な構成を示す図である。構造体１は、杭基礎２と、杭基礎２によって支持された上部構造４とを有する。杭基礎２は、複数の既製杭６によって構成されている。
【００１５】
図２は、既製杭６の下端部及びその周辺を概略的に示す断面図である。例えば、既製杭６は、中空円筒形状を有し、既製杭６の両端に配置される端板６ａと端板６ａ間に挟まれた中空円筒形状のコンクリート６ｂによって構成されている。
既製杭６は、地盤に掘られた杭孔８に埋設されている。既製杭６の下端部は、根固め部１０によって囲まれている。根固め部１０は例えばセメントによって構成されている。根固め部１０の外形形状は円筒形状である。根固め部１０よりも上方の既製杭６の部分は、杭周部１２によって囲まれている。杭周部１２は例えばソイルセメントによって構成されている。
なお、既製杭６が中空の場合、根固め部１０及び杭周部１２をそれぞれ構成するセメント及びソイルセメントは、既製杭６の内部にも充填される。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態に係る杭基礎の設計方法の概略的な手順を示すフローチャートである。図３に示したように、杭基礎の設計方法は、特性データ準備工程Ｓ１、先端支持力係数取得工程Ｓ２、周面摩擦抵抗寄与分演算工程Ｓ３、鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４及びパラメータ決定工程Ｓ５を有している。
【００１７】
特性データ準備工程Ｓ１では、既製杭６の直径Ｄｐ、根固め部１０の直径Ｄｎ、既製杭６の下端以浅の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、既製杭６の下端以深の根固め部１０の部分の長さＬｎ２と、既製杭６及び根固め部１０によって構成される杭基礎２の先端支持力係数αとの間の相関を表す特性データを実験によって準備する。なおここにおいて、杭基礎２の先端支持力係数αとは、各既製杭６毎に定められる値である。
【００１８】
先端支持力係数取得工程Ｓ２では、一の既製杭６の直径Ｄｐ、一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２に対応する、一の既製杭６及び一の根固め部１０によって構成される一の杭基礎２の先端支持力係数αを特性データに基づいて求める。
ここで、一の既製杭６の直径Ｄｐ、一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２は、特性データに直接含まれるものであっても、特性データに直接含まれていないものであってもよい。
【００１９】
例えば、一の既製杭６の直径Ｄｐ、一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２が、特性データに直接含まれるものである場合、特性データに基づいて先端支持力係数αを求めるとは、特性データに直接含まれる直径Ｄｐ，Ｄｎ及び長さＬｎ１，Ｌｎ２の組み合わせに対応する先端支持力係数αを選択して抽出することを意味する。
【００２０】
一方、一の既製杭６の直径Ｄｐ、一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２が、特性データに直接含まれていないものである場合、特性データに基づいて先端支持力係数αを求めるとは、特性データに含まれる直径Ｄｐ，Ｄｎ、長さＬｎ１，Ｌｎ２と先端支持力係数αとの相関を近似又は補間して、近似又は補間した結果に基づいて、一の既製杭６の直径Ｄｐ、一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２に対応する先端支持力係数αを演算により求めることを意味する。
【００２１】
周面摩擦抵抗寄与分演算工程Ｓ３では一の根固め部１０の直径Ｄｎ、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１、及び、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２に基づいて、先端支持力係数αに含まれる一の根固め部１０の周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆを求める。
【００２２】
鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４では、先端支持力係数取得工程Ｓ２にて求められた一の杭基礎２の先端支持力係数α、及び、周面摩擦抵抗寄与分演算工程Ｓ３にて求められた先端支持力係数αに含まれる一の根固め部１０の周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆに基づいて、先端支持力係数αに含まれる一の根固め部１０の下端面の鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐを求める。
【００２３】
パラメータ決定工程Ｓ５では、鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４で求められた鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐに基づいて、目標の先端支持力係数αｔを有する杭基礎２を構成可能な目標の既製杭６の直径Ｄｐｔ、目標の根固め部１０の直径Ｄｎｔ、目標の既製杭６の下端以浅の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ１ｔ、及び、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔを決定する。
【００２４】
上記構成によれば、周面摩擦抵抗寄与分演算工程Ｓ３において、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ１を考慮して、先端支持力係数αに含まれる一の根固め部１０の周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆが求められ、鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４において、該周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆに基づいて、先端支持力係数αに含まれる鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐが求められている。このため、上記構成によれば、鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４において、鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐを正確に求めることができる。
【００２５】
そして、パラメータ決定工程Ｓ５では、正確な鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐに基づいて、目標の先端支持力係数αｔを有する杭基礎２を構成可能な目標の既製杭の直径Ｄｐｔ、目標の根固め部１０の直径Ｄｎｔ、目標の既製杭６の下端以浅の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ１ｔ、及び、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔを決定するので、これら直径Ｄｐｔ，Ｄｎｔや長さＬｎ１ｔ，Ｌｎ２ｔを的確に決定することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、パラメータ決定工程Ｓ５において、一の既製杭６の直径Ｄｐを目標の既製杭６の直径Ｄｐｔに決定し、一の根固め部１０の直径Ｄｎを目標の根固め部１０の直径Ｄｎｔに決定し、一の既製杭６の下端以浅の一の根固め部１０の部分の長さを目標の既製杭６の下端以浅の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ１ｔに決定し、そして、目標の先端支持力係数αｔを有する杭基礎２を構成するように、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２とは異なる他の値を、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔに決定する。
【００２７】
上記構成によれば、パラメータ決定工程Ｓ５において、目標の先端支持力係数αｔを有する杭基礎２を構成するように、一の既製杭６の下端以深の一の根固め部１０の部分の長さＬｎ２とは異なる他の値を、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔに決定するのみで、目標の杭基礎２の先端支持力αｔを容易に実現することができる。
【００２８】
〔実施例〕
以下、実施例として、杭基礎の設計方法の一例を説明する。
次の式（１）は、杭基礎２の先端支持力Ｒｐを表す一般的な式である。
Ｒｐ＝α・Ｎａｖｅ・Ａｐ      ・・・（１）
なお、式（１）中、αは先端支持力係数であり、ＮａｖｅはＮ値の平均値であり、Ａｐは杭先端閉塞断面積（節杭の場合は節部径有効断面積）である。先端支持力Ｒｐは、先端支持力評価位置（図２参照）、換言すれば、根固め部１０の上端での軸力であり、実験により求めることができる。すなわち、先端支持力評価位置よりも深い杭基礎２の部分の抵抗を先端支持力Ｒｐとしている。
【００２９】
ＮａｖｅすなわちＮ値の平均値は、例えば、既製杭６の下端から既製杭６の直径Ｄｐ分だけ下方の位置と、既製杭６の下端から既製杭６の直径Ｄｐ分だけ上方の位置との間における地盤のＮ値の平均値である。
【００３０】
ここで、次の式（２）に示すように、先端支持力Ｒｐは、杭基礎２の下端面の鉛直方向抵抗Ｒｐｎと支持力評価位置以深の周面摩擦抵抗Ｒｆｎを足し合わせた値となっていると考えることができる（図２参照）。
Ｒｐ＝Ｒｐｎ＋Ｒｆｎ      ・・・（２）
【００３１】
そして、次の式（３）に示すように、周面摩擦抵抗Ｒｆｎは、既製杭６の下端以浅の根固め部１０の部分の周面摩擦抵抗Ｒｆｎ１と既製杭６の下端以深の根固め部１０の周面摩擦抵抗Ｒｆｎ２を足し合わせた値となっていると考えることができる（図２参照）。
Ｒｆｎ＝Ｒｆｎ１＋Ｒｆｎ２      ・・・（３）
【００３２】
見方を変えると、次の式（４）に示すように、先端支持力係数αは、鉛直方向抵抗Ｒｐｎが寄与する寄与分αｐと周面摩擦抵抗Ｒｆｎが寄与する寄与分αｆを足し合わせた値となっていると考えることができる。
α＝αｐ＋αｆ      ・・・（４）
【００３３】
ここで上記式（１）は、上記式（２）〜（４）を用いて、以下のように変形することができ、これにより以下の式（５）が得られる。
【００３４】
【数１】
0006004298.tif 000002
【００３５】
なお、式（５）中、βｎは、根固め部１０の周面摩擦力係数である。Ｄｊは、杭孔８の直径であり、ストレート杭の場合には一例として、次式：Ｄｊ＝（Ｄｐ＋０．００５）にて表される。
ここで、特性データ準備工程Ｓ１にて準備された特性データに、Ｌｎ１＝３Ｄｐ、Ｌｎ２＝２Ｄｐ、α＝３５０、Ｄｎ／Ｄｊ＝１、βｎ＝５という組み合わせの一組のデータセットが含まれていると仮定する。この場合、先端支持力係数取得工程Ｓ２にて、３５０という先端支持力係数αを求めることができる。
【００３６】
それから、以下に示すように、周面摩擦抵抗寄与分演算工程Ｓ３として当該データセットを上記式（５）の右辺の第２項に代入し、先端支持力係数αに含まれる周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆとして１００を求める。そして更に、鉛直方向抵抗寄与分演算工程Ｓ４として、先端支持力係数αとしての３５０から周面摩擦抵抗Ｒｆｎの寄与分αｆとしての１００を引き算することにより、鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐとして２５０が求められる。
【００３７】
【数２】
0006004298.tif 000003
【００３８】
パラメータ決定工程Ｓ５では、上記式（５）を使って求められた鉛直方向抵抗Ｒｐｎの寄与分αｐに基づいて、目標の先端支持力係数αｔを有する杭基礎２を構成可能な目標の既製杭６の直径Ｄｐｔ、目標の根固め部１０の直径Ｄｎｔ、目標の既製杭６の下端以浅の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ１ｔ及び目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔを決定する。
ここで、目標の先端支持力係数αｔが３８０であるとした場合に、直径Ｄｎを直径Ｄｎｔに設定し、直径Ｄｐを直径Ｄｐｔに設定し、長さＬｎ１を長さＬｎ１ｔに設定した上で、長さＬｎ２ｔのみを変化させることにより、３８０という目標の先端支持力係数αｔを達成可能であるか試算する。
この場合、以下の式（６）が成立するようにＬｎ２ｔを決定すればよい。式（６）に、Ｌｎ１＝３Ｄｐ、Ｌｎ２＝２Ｄｐ、αｐ＝２５０、αｆ＝１００を代入すると式（７）が得られる。式（７）から明らかなように、Ｌｎ２ｔ＝３Ｄｐであれば、式（７）が成立する。これより、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔを３Ｄｐに決定すればよいことがわかる。
【００３９】
【数３】
0006004298.tif 000004
【００４０】
同様に、目標の先端支持力係数αｔが３１０であるとした場合に、直径Ｄｎを直径Ｄｎｔに設定し、直径Ｄｐを直径Ｄｐｔに設定し、長さＬｎ１を長さＬｎ１ｔに設定すれば、目標の既製杭６の下端以深の目標の根固め部１０の部分の長さＬｎ２ｔは０に決定される。
【００４１】
ここで、先端支持力Ｒｐ又は先端支持力係数αを大きくするために、根固め部１０の直径Ｄｎを大きくすることは従来から行われている。一方、地盤が硬い場合など、杭孔８の下端部を拡径することが困難な場合は、既製杭６の直径Ｄｐを大きくしたり、既製杭６の本数を増やす処置をとっているが、その分材料費や施工費用が増加することとなる。
これに対し、上述した実施例のように、根固め部１０の直径Ｄｎを変えず、既製杭６の下端面以深の根固め部１０の部分の長さＬｎ２を長くすれば、既製杭６の下端面以深の根固め部１０の部分の周面摩擦抵抗Ｒｆｎ２が増加し、その分だけ杭基礎２の先端支持力Ｒｐを大きくすることが出来る。この方法であれば根固め部１０の直径Ｄｎを大きくすることが困難な地盤等で材料費や施工費の増加を抑えることが出来る。
また、既製杭６の下端面以深の根固め部１０の部分の長さＬｎ２を可変とすることで、施工機材を変えることなく先端支持力Ｒｐを増減することが出来、経済的な杭基礎２を構築することが出来る。
【００４２】
最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した実施形態では、杭孔８の直径Ｄｊと根固め部１０の直径Ｄｎとが等しい場合について説明したが、根固め部１０の直径Ｄｎは、杭孔８の直径Ｄｊよりも大きくてもよい。すなわち、Ｄｎ／Ｄｊは１より大きくてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１        構造体
２        杭基礎
４        上部構造
６        既製杭
６ａ      端板
６ｂ      コンクリート
８        杭孔
１０      根固め部
１２      杭周部
α        先端支持力係数
Ｄｐ      既製杭の直径
Ｄｎ      根固め部の直径
Ｄｊ      杭孔の直径
Ｌｎ１    既製杭の下端面以浅の根固め部の部分の長さ
Ｌｎ２    既製杭の下端面以深の根固め部の部分の長さ
Ｎａｖｅ  Ｎ値の平均値
βｎ      根固め部の周面摩擦力係数
Ｓ１      特性データ準備工程
Ｓ２      先端支持力係数取得工程
Ｓ３      周面摩擦抵抗寄与分演算工程
Ｓ４      鉛直方向抵抗寄与分演算工程
Ｓ５      パラメータ決定工程
【要約】
【課題】杭先端支持力をより正確に評価しながら必要な杭先端支持力を確実に達成可能な杭基礎の設計方法を提供する。
【解決手段】杭基礎の設計方法は、特性データ準備工程、先端支持力係数取得工程、周面摩擦抵抗寄与分演算工程、鉛直方向抵抗寄与分演算工程及びパラメータ決定工程を有する。鉛直方向抵抗寄与分演算工程では、先端支持力係数取得工程にて求められた一の杭基礎の先端支持力係数、及び、周面摩擦抵抗寄与分演算工程にて求められた一の根固め部の周面摩擦抵抗の寄与分に基づいて、先端支持力係数に含まれる一の根固め部の下端面の鉛直方向抵抗の寄与分を求める。パラメータ決定工程では、鉛直方向抵抗寄与分演算工程で求められた鉛直方向抵抗の寄与分に基づいて、目標の先端支持力係数を有する杭基礎を構成可能な目標の既製杭の直径、及び、目標の既製杭の下端以深の目標の根固め部の部分の長さ等を決定する。
【選択図】  図３【図１】
0006004298.tif 000005
【図２】
0006004298.tif 000006
【図３】
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