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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

既往の文献データによる杭の引抜き抵抗の検討（その１ 最大周面摩擦応力度）
正会員
同
引抜き抵抗
粘着力

最大周面摩擦力
場所打ち杭○小椋 仁志*
尾古健太郎*

同井上波彦**

Ｎ値
埋込み杭
文献から得られた杭

１．はじめに
建築基準法の改正によりアスペクト比が４を超える建

頭荷重Ｐo−杭頭変位物については杭の引抜き力を含む基礎の極限軸方向支持量Ｓo 曲線と区間周面力の検討が義務づけられたように、最近の杭の設計では摩擦応力度ｆi−区間変引抜き抵抗の評価が重要になっている。また、引抜き方位量Ｓi 曲線の数を表

向を含む杭の鉛直方向のばね定数を適切に設定すること−３に示す。Ｐo−Ｓoも求められている。しかし、引抜き抵抗に関しては押込曲線やｆi−Ｓi 曲線のうち数値データのないものは、文献み方向の支持力に比べてデータ数も少なく、適切な引抜に記載された図から数値を読み取った。

き抵抗や引抜き方向のばね定数を評価するのは難しい。

３．最大周面摩擦応力度と地盤定数の関係
得られたｆi−Ｓi 曲線においてｆi の最大値を最大周面

そこで、筆者らは、これまで発表された文献の中から

表−３

場所打ち杭
埋込み杭
回転貫入杭
計

曲線の数
P0−S0曲線
19102150fi−Si曲線
544623123

杭の引抜き試験の結果を報告したものを抽出し、それら摩擦応力度ｆmax とする。図−１〜４は、場所打ち杭との試験データをもとに引抜き抵抗に関する調査を行い、埋込み杭のｆmax と地盤定数（砂質土はＮ値、粘性土は既存の算定式との比較などの検討を行ったので報告する。 粘着力ｃu 。一軸圧縮強さｑu しか示されていない場合は２．データの抽出方法の概要
表−１に示す論文集類のうち 1998 年から 2009 年までｃu＝ｑu/2）との関係を示したものである。ただし、拡径の 11 年間に発行されたものを対象として、引抜き試験の図−１は杭周地盤が砂質土で場所打ち杭、図−２は砂結果が報告された文献を調べた。その結果、文献 1)〜6)な質土で埋込み杭、図−３は杭周地盤が粘性土で場所打ち

ど 76 編の文献が得られた。記載された引抜き試験杭の工杭、図−４は粘性土で埋込み杭の場合を示している。

部や羽根部のデータは、原則として除外している。

法別の杭径・杭長の範囲を表−２に示す。工法は場所打これらの図には、回帰直線として原点を通る回帰式Ⅰち杭、埋込み杭、回転貫入杭の３工法に分類した。埋込と最小二乗法で求めた回帰式Ⅱを示している。前者の回み杭は全てプレボーリング工法で施工されており、杭周帰係数（平均勾配）ａは、個々のｆmax/Ｎ、ｆmax/ｃu、固定液を使用している。試験杭には、ストレート部分のの値を相加平均したものである。また、これらの図には、他に、杭先端や中間に拡径部（回転貫入杭では羽根部）

平成 13 年国土交通省告示第 1113 号第五に定められた式を設けているものが多い。

（以下、告示式）と指針 7)に示された引抜き方向の周面摩表−１

擦応力度の算定式（以下、学会式）も併記した。告示式対象とした論文集

は押込み方向の周面摩擦力係数を砂質土、粘性土ともに

日本建築学会構造系論文集
学術講演梗概集
日本建築学会技術報告集
地盤工学会論文報告集
地盤工学会
土と基礎、地盤工学会誌(JGS)
地盤工学会研究発表会
年次学術講演会講演概要集
土木学会(JSCE)
土木学会論文集
総合土木研究所
基礎工
日本建築総合試験所 ＧＢＲＣ
日本建築学会(AIJ)

表−２工法
ストレート部径（㎜）0.8 倍にしたものであり、学会式は砂質土では押込み方向の 2/3 倍、粘性土では押込み方向と同じ値としたものである。合わせて示した「学会平均式」は、指針 7)に示された押込み方向の周面摩擦応力度の平均勾配を、学会式と同じ割合で低減したものである。なお、図−３（粘性土・場所打ち杭）についてはｃu が 300kN/㎡以上のデータもあったか、文献 8)などよりｃu が大きいとｆmax がばらつく

工法別の杭諸元の範囲

場所打ち杭

埋込み杭

こと、ｃu の増加に比べてｆmax の増加が小さくなる傾向

回転貫入杭

700〜 1500

300〜 1200

165.2〜 1000

拡径部径・1200
羽根部径（㎜）〜 1700440〜 1200

350〜 1500〜 28.44.0〜 54.0

6.0〜 55.3

杭長（m）

4.8があるため、ここでは除外して検討している。
これらの図から以下のことが指摘できる。
データのばらつきは、指針 7)のデータと同様、全体的①に場所打ち杭は大きく、既製杭は小さくなっている。

A Consideration of Pull-out Resistance of Pile by the Document（part1：Maximum Skin Resistance）―629―

OGURA Hitoshi, INOUE Namihikoand OKO Kentaro

②回帰式Ⅰの平均勾配は、いずれの場合も設計式であえた。しかし、押込み試験に比べ引抜き試験のデータはる告示式や学会式の勾配よりも大きい。粘性土・場所少ない。また、繰返し荷重下の引抜き抵抗も重要である打ち杭（図−３）では 1.5 倍程度であるが、他のケースが、正負交番載荷試験はほとんど行われていない。今後、では２倍以上となっている。これから設計式は安全側杭の引抜き抵抗に関しても多く研究され、データが蓄積の値を与えることが確認できる。ただし、設計式を下されることを期待したい。

回るデータも数点見られる。
③

学会平均式の勾配と比べると、回帰式Ⅰは砂質土・参考文献

1）須藤敏巳・佐藤眞弘・西村勝尚・石井雄輔他：場所打ち
場所打ち杭（図−１）と粘性土・埋込み杭（図−４）
節付き杭の鉛直交番載荷試験および引抜き試験（その 1〜5），日本建築学会大会（中国）学術講演梗概集，2008
では少し大きく、砂質土・埋込み杭（図−２）は２倍2）青木雅路・平井芳雄・丸岡正夫：多段拡径場所打ちコン以上の値となっている。反対に、粘性土・場所打ち杭
クリート杭の原位置引抜き試験結果（その 1〜2），日本建（図−３）は 1/2 以下の値になっているが、これは学会
築学会大会（東海）学術講演梗概集，2003
3）塚田義明・中川宏人・大和真一・重松秀和：高層建築物のデータはｃu が小さい範囲（ｃu≦50kN/㎡）でｆmaxにおける DYNABIG（ダイナビック）の施工例，基礎工，が大きくて平均勾配を押し上げる結果となっているた
Vol.28， No.11，pp.54-57，総合土木研究所，2000
めである。
4）小椋仁志・本間裕介・尾古健太郎・真鍋雅夫・大島章，プレボーリング拡大根固め工法による既製杭の引抜き抵抗，以上、ｆmax について検討したが、引抜き抵抗は最大GBRC，Vol.34，No.2，pp.7-16，日本建築総合試験所，2009
値だけでなく残留値も重要になる。しかし、今回得られ5）佐伯英一郎・平田尚・大杉文哉：羽を有する回転圧入鋼
たデータには、残留引抜き抵抗力まで記載された文献は管杭の引抜き試験，第 35 回地盤工学会研究発表会（岐阜），2000
ほとんどなかったため検討できなかった。なお、回転貫6）梅田雅芳・前嶋匡・國松諭・吉田勝之：粘土質地盤にお入杭については、試験結果にばらつきが大きかったため、ける先端羽付き鋼管杭の引抜き耐力について，第 43 回地本報ではｆmax の検討から除外した。
盤工学会研究発表会（広島），2008
7）日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2001
４．おわりに
8) 平山英喜：長尺摩擦杭の支持機構から見た設計上の留意点，
本報では、引抜き抵抗に関して既往の文献の調査し、土と基礎，Vol.40，No.2，pp.35-40，土質工学会，1992
砂質土（場所打ち杭） データ数＝ 19
回帰式Ⅰ f=a×Ｎ（a=5.48)
回帰式Ⅱ ｆ=a×Ｎ+b (a=3.64 , b=81.14)
学会式平均 f=a×Ｎ（a=4.73)
告示式 f=a×Ｎ（a=2.67)
学会式 f=a×Ｎ（a=2.2)

800
600
400
2000

400

20000102030
N値

図−１ fmax−N 関係

4050600

砂質土（場所打ち杭）回帰式Ⅰ f=a×Ｎ（a=8.88)
回帰式Ⅱ ｆ=a×Ｎ+b (a=7.72 , b=3.5)
学会平均式 f=a×Ｎ（a=3.93)
告示式 f=a×Ｎ（a=2.67)
学会式 f=a×Ｎ（a=1.67)400
300
200100300

粘性土（場所打ち杭）

粘性土（埋込み杭） データ数＝ 14
回帰式Ⅰ f=a×cu（a=2.25)
回帰式Ⅱ ｆ=a×cu+b (a=1.14 , b=33.98)
学会平均式 f=a×cu（a=1.8)
告示式 f=a×cu（a=0.8)
学会式 f=a×cu（a=0.8)300
周面摩擦応力度 (kN/㎡)

500

100200粘着力c u（kN/㎡）

図−３ fmax−cu 関係

砂質土（埋込み杭） データ数＝ 32

周面摩擦応力度fmax (kN/㎡)

粘性土（場所打ち杭） データ数＝ 11
回帰式Ⅰ f=a×cu（a=1.39)
回帰式Ⅱ ｆ=a×cu+b (a=0.33 , b=117.63)
学会平均式 f=a×cu（a=4.3)
告示式 f=a×cu（a=0.8)
学会式 f=a×cu（a=1)

600
周面摩擦応力度fmax(kN/㎡)

周面摩擦応力度fmax (kN/㎡)

得られた最大周面摩擦応力度のデータについて検討を加

200

10000010203040050* ジャパンパイル(株)** 国土技術政策総合研究所

100150粘着力Cu（kN/㎡）

N値

図−２ fmax−N 関係

50

砂質土（埋込み杭）

図−４

fmax−cu 関係

粘性土（埋込み杭）* JAPAN PILE Corporation** National Institute for Land and Infrastructure Management―630―