日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2014 年 9 月

20209

先端および中間部に拡径部を有する杭の支持力特性（その２ 拡径間隔および拡径比の影響を考慮した支持力評価）○佐野大作*1
矢島淳二*3
飯田 努*5

正正正
場所打ち杭支持力載荷試験引抜き抵抗

森 利弘*2大久保健治*4

正正

遠心載荷試験

で，図 2 に示す実験結果に基づいて低減係数2(設置間隔1.はじめに先端および中間部に拡径部を有する場所打ちコンクリート杭の支持力特性を把握するための遠心載荷試験 1)，原2)

位置載荷試験 を実施してきた．本報ではこれらの結果を比による支持力の低減)を式(1)のように，設置間隔比 4.0
では 8.0 に比べて 15％低減する直線とした．

=1.0 - 0.0375 [ 8.0 - L1 / { ( D2 - D1 ) / 2 } ]取りまとめ，支持力特性の評価方法・定式化について提案する．

4.0≦L1 /{ ( D2 - D1 ) / 2 }＜8.0(1)なお，設置間隔が小さくなれば低減も大きくなると考2.支持力特性評価の方針と影響要因

えられるが，設置間隔が極端に小さくなることを避ける

拡径部を有する杭の支持力特性の評価にあたっては前報 3)に示すように，拡径部の傾斜部分における押込み支持ために最小設置間隔比は 4.0 とする．
(3) 支持力特性の定式化

力または引抜き抵抗の負担機構を拡径張出し部のリング

図 3 に，拡径比および設置間隔比による影響を踏まえ状の投影面積分の支圧ではなく，傾斜部の側面におけるて評価した負担荷重度 q/(1･2)と Ns との関係を，原位置摩擦抵抗として定式化する．

載荷試験結果を追記して示す．遠心載荷試験 5 ケースで支持力特性の定式化にあたっては，以下に示す 3 つの要因について，これらをパラメータとした遠心載荷試験

負担荷重度 q/(1･2) =･Ns とした場合におけるの平均値(=56.0)と標準偏差=7.0)を考慮したラインも示した．
100

試験により検証することとした．

80
負担荷重度/Ns

を行ってその影響を定量的に把握した上で，原位置載荷(1) 拡径比(軸径と拡大径の比)の影響(2) 設置間隔比(拡径部の設置間隔と拡径張出幅との比)の影響(3) 地盤強度(N 値または一軸圧縮強度)の影響

遠心載荷試験(拡径比1.5～2.8,間隔比8.0)

60
40
200

1

3.押込み支持力の評価(1) 拡径比の影響

1.5

2
拡径比(D2/D1)

2.53

図 1 負担荷重度/Ns と拡径比の関係(押込み時)
2.0

中間拡径部(下部傾斜部)における押込み方向の支持力は(負担荷重度/Ns)(負担荷重度/Ns)間隔比8

砂質土のみを対象として検討する．
図 1 に拡径比をパラメータとした遠心載荷試験から得られた押込み方向の負担荷重度/Ns(Ns：拡径部平均 N 値)と拡径比の関係を示す．図に示すように拡径比が大きくなると支持力が増加する傾向が見られるが，試験数が少1.5

1.00.5
η2＝1.0-0.0375[8.0-L1/{(D2-D1)/2}]
0.00ないことから，一定の傾向を見出すには至っていない．

246
設置間隔比[L1/{(D2-D1)/2}]810

図 2 負担荷重度/Ns と設置間隔比の関係(押込み時)による支持力の低減)は一律に 1.0 として，実験の下限値により支持力を評価することが適切であると判断した(図1 中の実線)．
(2) 拡径部設置間隔比の影響
図 2 に設置間隔比をパラメータとした遠心載荷試験から得られた負担荷重度/Ns と設置間隔比の関係を示す．負担荷重度/Ns は設置間隔比 8.0 で基準化している．設置間隔比が 8.0 を下回ると支持力が低下する傾向が見られたの負担荷重度/(η 1・η 2)(kN/m2)

そこで，拡径比による補正は行わず，低減係数1(拡径比遠心載荷試験(拡径比2.2,間隔比1.8～8.0)

5000

原位置載荷試験

βave-σ

3000
2000
1000

負担荷重度/(η 1・η 2）=40Ns(最大値2400kN/m2）

0020

4060

80

100

平均N値(Ns)

図 3 負担荷重度 q/(1･2)と Ns の関係(押込み時)

Bearing Capacity of Piles with Enlarged Base and Intermediate Node
Part 2 Bearing Capacity Evaluation Considering Influence of The Enlarged Diameter Interval and Ratio
SANO Daisaku, MORI Toshihiro, YAJIMA Junji, OOKUBO Kenji and IIDA Tsutomu― 417 ―

βave+σβave遠心載荷試験

4000原位置試験の結果は遠心載荷試験に比べて小さいが，拡底部の下方に砂質シルトが存在するなどの条件下でのート杭の支持力特性について，拡径比や拡径部の設置間隔比の影響を考慮した支持力の定式化を提案した．

試験であったことが理由に考えられる．

25

遠心載荷試験では平均±1.0×標準偏差を考えた場合， 1

遠心載荷試験(拡径比1.5～2.8,間隔比8.0)

負担荷重度/Ns20

ケースのみがその範囲を下回る．また，原位置試験の結果も遠心載荷試験の下限値に近く，これら全ての結果の下限値となる，支持力係数= 40 を採用した．

15104.引抜き抵抗の評価

5(1) 拡径比の影響0λ ζ1=8.0×[1.0-(D2/D1-1.9)](ζ1≦1.0)
11.5

図 4 に拡径比をパラメータとした遠心載荷試験から得られた引抜き方向の負担荷重度/Ns と拡径比の関係を示す．

2.0（負担荷重度/Ns）（負担荷重度/Ns）間隔比12する傾向が明らかに見られる．そこで，拡径比 1.9 の値を基準とし，式(2)のように拡径比 1.9 を超えた場合について低減係数1 によって支持力係数を下式で低減する．

1＝1.0 ( D2 / D1 1.9 )1.9＜D2 / D1≦2.2(2)なお，拡径比 2.8 までの実験を実施しているが，施工性を考慮して上限は 2.2 とした．

遠心載荷試験(拡径比2.2,間隔比5.5～11.7)

1.5
1.00.5

ζ2=1.0-0.025[12-L2/{(D2-D1)/2}]( ζ2≦1.0)051015設置間隔比 [L2/{(D2-D1)/2}]20

図 5 負担荷重度/Ns と設置間隔比の関係(引抜き時)
負担荷重度/(ζ 1・ζ 2)（kN/m2）(3)設置間隔比 12.0 は遠心載荷試験で標準とした間隔比(=11.7)より設定した．設置間隔比が 12.0 を下回ると支持2000

原位置試験
遠心載荷試験

1500
1000
500

負担荷重/(ζ1・ζ2)=8.0Ns（最大値480kN/m2）0

力が低下する傾向が見られ，その低下特性から 2 を定式0化した．ただし，拡径部の設置間隔が極端に小さくなる

20

40

6080
平均N値(Ns)

100120140

図 6 負担荷重度 q/(ζ1･ζ2)と Ns の関係(引抜き時)
1600

負担荷重度 q （kN/m2）

ことを避けるために最小設置間隔比は 8.0 とした．
(3) 支持力特性の定式化(砂質土)遠心載荷試験および原位置試験から，拡径比および設置間隔比による低減を考慮した負担荷重度/(1･2)と Ns との関係を図 6 に示す．遠心載荷試験のばらつきを考慮した上で，支持力係数を安全側に評価して 8.0 とした．

原位置試験
他社（文献４）

1200800↑

400q=0.5qu（最大値500kN/m2）
0(4) 支持力特性の定式化(粘性土)0

原位置載荷試験により得られた中間拡径部における負担荷重度と qu の関係を，同じ形状の先行方法

30.0

置間隔比の関係を示す．ここから式(3)のように低減係数

2 によって支持力係数を下式で低減する．
2＝1.0 0.025 × (12 L2 / { ( D2 D1 ) / 2 } )8.0 ≦L2 / { ( D2D1) / 2 }＜12.02.5

図 4 負担荷重度/Ns と拡径比の関係(引抜き時)

引抜きでは，拡径比が大きくなると負担荷重度/Ns は低下(2) 拡径部設置間隔比の影響
図 5 に設置間隔比 12.0 で基準化した負担荷重度/Ns と設拡径比上限値=2.22
拡径比（D2/D1）4)の試験結果と合わせて図 7 に示す．負担荷重度 =1/2･qu(最大値40080012001600
一軸圧縮強度 qu（kN/m2）

2000

図 7 負担荷重度 q と qu の関係(引抜き時)【参考文献】
1) 金子ほか：先端および中間部に拡径部を有する杭の支持力特性に関する遠500kN/m )とすると，実験結果は全てこれを上回ることか

心模型実験(その 1)～(その 3), 日本建築学会大会学術講演梗概集,pp.419-424,

ら支持力係数 =0.5 とした．なお，原位置試験によって確2012.9.

2

認されている最大の負担荷重度 995kN/m2 を考慮して本工

2) 森ほか，「先端および中間部に拡径部を有する杭の鉛直載荷試験(その 1,2) ，
日本建築学会大会学術講演梗概集,pp.479-482,2013.9.

法では･qu の上限値を 500kN/m2 (qu=1000kN/m2)とした．

3) 新井ほか，「先端および中間部に拡径部を有する杭の支持力特性」(その 1)，

5.まとめ

日本建築学会大会学術講演梗概集,2014(神戸)；投稿中

先端および中間部に拡径部を有する場所打ちコンクリ*1*3*5戸田建設*2東急建設*4ジャパンパイル

熊谷組
大豊建設

4) 平井ほか：拡径部を有する場所打ちコンクリート杭の原位置引抜き試験，基礎工，Vol.39，No.11，pp.60-63，2011.11.

*1 TODA CORPORATION*3 Tokyu Construction Co.,Ltd.
*5 JAPAN PILE Corporation― 418 ―

*2 KUMAGAI GUMI Co.,Ltd.
*4 DAIHO CORPORATION