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日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2023 年 9 月

SC 杭を使用した場合のパイルキャップにおける杭頭接合面耐力に関する実験的検討
その 1 実験概要と結果
正会員 ○小梅 慎平*
SC 杭パイルキャップ 定着筋方式
正会員
岸田 慎司**
杭頭接合面耐力 支圧係数表－11．はじめに既製コンクリート杭の杭頭接合法は，主筋あるいは定

杭頭定着筋
定着長
プレート
幅×幅×高さパイル
はかま筋
キャップ ベース筋
帯筋
幅×せい
主筋
基礎梁
あばら筋
杭ず，種々の方法が提案されている 1)。
本研究では，SC 杭とパイルキャップとの接合を定着筋方式とし，軸力の有無やパイルキャップコンクリート強度の違いなどが杭頭接合面耐力に与える影響を確認する，実大スケールでの水平加力実験を行った。
なお，杭頭定着筋のフレア溶接部は，かぶり厚さを確

一真*

試験体諸元

A-2A-3A-4B-1B-2SC 杭 杭径 600mm 肉厚 t=90mm
FC=105N/mm2 鋼管板厚 tS=19mm SKK490
8-D35(SD390)
8-D29(SD345)
1195mm(34d)1195mm(41d)1160mm(40d)ありなし
あり

杭種る。しかし，杭頭接合部の耐力評価方法は定まっておら

石川A-1

試験体

着筋をパイルキャップに定着する方法が主流となってい

正会員

1500mm×1500mm×1200mm
X 方向：8- D13(SD345) ,Y 方向：8- D13(SD345)
6- D13(SD345)
800mm×1100mm
上端筋，下端筋ともに 6-D32(SD390)
10-D19(SD345)@100-500
5000
05000
5000
～5000

軸力(kN)

0保するために，通常はパイルキャップに埋め込まれる。
表－2

しかし本研究では，杭頭接合面のみの耐力評価を目的としているため，杭頭定着筋のフレア溶接部分も含め，SC使用
部材

杭はパイルキャップに全く埋め込んでいない。
2．実験概要2.1 試験体概要
表－1 に試験体諸元，表－2 に鉄筋の力学的特性，表－3に試験体コンクリートの力学的特性，図－1 に試験体 A-1

鉄筋種類

試験体
A-1,A-2A-3,A-4

杭頭定着筋

B-1,B-2

表－3

試験体を製作するにあたって，実際の施工と同じく，帯筋

ベース筋を打設した。なお，SC 杭の中空部はポリスチレンフォーム断熱材で蓋をして，打設したコンクリートが中空部に入らないようにした。
試験体 B-1，B-2 の杭頭定着筋は，定着長が 40d（d は鉄筋の呼び名に用いた数値）を満足していないため，杭頭387.8

564.9

19.48

2009434.6

634.2

19.48

2231

374.8

586.4

18.92

1981

試験体コンクリートの力学的特性

A-1
A-2A-3A-4
B-1B-2

試験体

引張ヤング係数
降伏ES
強度 σuひずみ(N/mm2) (×104N/mm2)(µ)

D13(SD345)

設計基準
強度 FC(N/mm2)
212121213030

パイルキャップが上，杭が下になる向きでコンクリート

降伏
強度 σy(N/mm2)

D29(SD345)
D35(SD390)

はかま筋 A-1,A-2
ベース筋 A-3,A-4
帯筋
B-1,B-2の配筋図を示す。

鉄筋の力学的特性

圧縮強度σB(N/mm2)
26.3
28.5
26.7
27.6
36.9
35.6

ヤング係数
EC(×104N/mm2)
2.27
2.51
2.63
2.53
2.59
2.80

割裂引張 圧縮強度時
強度 σt
ひずみ
(N/mm2)
(µ)
2.20
2431
2.572207
2.48
19292.172103
2.682310
2.512145

定着筋の先端に円環状のプレートを溶接により取り付け

杭頭定着筋のひずみゲージ貼付け位置を図－1 に青丸で示す。貼付け位置は，全ての試験体で共通である。

不動梁

LV

δV1 ，δV2 変位計（検長100mm）

1950

試験体 A-1，A-2 にはプレートを取り付けた。

はかま筋

詳細配筋図

軸力による付加曲げモーメントを考慮した杭頭接合面100の曲げモーメントの計算式を式(1)に示す。
(1)

ここに，M：杭頭接合面の曲げモーメント，P：水平力，ベース筋

100900

礎梁を反力床に緊結した。

帯筋

1100

時とは上下を反転させて試験体を載荷装置に設置し，基杭頭定着筋

140

100

2.2 試験装置概要
図－2 に載荷装置図を示す。試験体のコンクリート打設

𝑀 = 𝑃∙𝐿+𝑁∙𝛿

SC杭単位(mm)3150

40d を満足しているが，プレートの影響を確認するため，重ね継手長520mmた。試験体 A-1，A-2，A-3，A-4 の杭頭定着筋は，定着長9501500

基礎梁あばら筋

プレート950
はかま筋

基礎梁主筋

L：水平加力点から杭頭接合面までの距離（2400mm），

図－1

Experimental Study on Pile Head Connection Surface Strength in Pile Capof SC Pile Part1:Outline of Experiment and Results

KOUME Shimpei, ISHIKAWA Kazumaand KISHIDA Shinji— 489 —

試験体 A-1 の配筋図

N：軸力，δH：鉛直ジャッキと加力治具との接続位置の水描いた杭頭接合面耐力である。

平変位とする。

3．実験結果実験から得られた杭頭接合面の曲げモーメントと回転2.3 実験計画
本実験は，回転角θにて制御を行う漸増変位正負交番角との関係を図－4 に示す。本研究では，正載荷時と負載繰返し載荷とした。なお，回転角θは SC 杭の側面に設置荷時のそれぞれの場合において，杭頭定着筋が圧縮降伏した変位計を用いて式(2)より求めた。

または引張降伏した時点を降伏としている。
(2)

図－4 に示した杭頭接合面の曲げモーメント－回転角関

ここに，δV1，δV2：杭頭接合面近傍の SC 杭の鉛直変位，係より，以下のことが分かる。パイルキャップのコンク− 𝛿 )⁄𝐿

𝜃 = (𝛿LV：変位計の設置間距離（図－1 参照）とする。

リート強度および杭頭定着筋の仕様を変えた試験体 A-1，試験体に与えた軸力は，0kN または 5000kN の一定軸力， A-2 と B-1，B-2 の実験結果を比較すると，試験体 B-1，B-500kN～5000kN の変動軸力のいずれかとした。変動軸力

2 の方が大きな杭頭接合面耐力が得られている。

を作用させた試験体 A-4 の載荷パスを図－3 に示す。同図

軸力を 0kN とした試験体 A-2，B-2 と軸力を 5000kN とに示した黒線は，その 2 に示す方法 B において支圧係数した試験体 A-1，B-1 を比較すると，試験体 A-1，B-1 の方22

φ C=2 と材料規格値（σy=345N/mm ，ES=205000 N/mm ，が大きな杭頭接合面耐力が得られ，かつ，大きな回転角

FC=21N/mm2，EC は NewRC 式を用いて算出）を使用してまで耐力低下が少なかった。
また，試験体 A-1 の骨格曲線を試験体 A-3 の正載荷と負載荷，試験体 A-4 の正載荷にピンク色の実線で併記した。

単位(mm)

スライド支承鉛直ジャッキ曲げモーメントM (kN・m)

正載荷

1950

450 800

δH

負載荷

水平ジャッキL

これより，定着長が 40d を満足している場合，

2000

鉛直ジャッキと加力治具との接続位置

加力治具プレートの有無が最大耐力に与える影響は小さいと考えられる。

1000

4．まとめ
SC 杭がパイルキャップに埋め込まれていな

0

い杭頭接合部について，実大スケールの試験-1000載荷パス(正載荷)
載荷パス(負載荷)
杭頭接合面耐力-2000-500
-2500
0

反力床

2500

50007500

体を用いて，試験体仕様や軸力をパラメータ10000

軸力N (kN)

図－2

杭頭接合面の曲げモーメントМ (kN・m)

杭頭接合面の曲げモーメントМ (kN・m)

3000

図－3載荷装置図

試験体 A-4 の載荷パスとして水平加力実験を行い，杭頭接合面耐力を確認した。
参考文献はその 2 にまとめて示す。

試験体A-1

試験体A-2

試験体A-3

試験体A-4

試験体B-1

試験体B-22000
1000
0-1000-2000
-3000
3000
2000
10000-1000-2000-3000-100 -80 -60 -40 -20-100020

406080100-100 -80 -60 -40 -20020406080

100 -100 -80 -60 -40 -20

回転角θ(×10-3rad)

回転角θ(×10-3rad)△：杭頭定着筋引張降伏 ▲：杭頭定着筋圧縮降伏 ○：最大耐力 ×：杭頭定着筋破断 □：杭頭定着筋のプレートからの抜出し（推定）
青色は正載荷時、赤色は負載荷時の挙動を示す。 ピンク色の実線は試験体A-1の骨格曲線を示す。

図－4*ジャパンパイル株式会社**芝浦工業大学

杭頭接合面の曲げモーメント M－回転角θ関係*JAPAN PILE Corporation**Shibaura Institute of Technology— 490 —

02040

回転角θ(×10-3rad)6080100