第 53 回地盤工学研究発表会
2018 年 7 月

0646

E - 04 （高松）
杭の押込み試験における連続載荷方式に関する諸検討（段階載荷方式との比較）

杭載荷試験

連続載荷方式ジャパンパイル
同
同
同

１.はじめに5000導入された連続載荷方式については，得られる荷重～変4000

杭頭荷重 P0 （kN）

2002 年に改訂された杭の鉛直載荷試験基準 1)で新たに位量関係が従来の段階載荷方式とどの程度異なるかどうかが問題になる。両載荷方式を比べた押込み試験は，打込み節杭による試験など数例報告されており，両者の差は 10％以内に納まると報告されている 2)。今回，第一限界抵抗力までであるが，両者を比較する試験を行ったので，本報ではその結果を報告する。また，連続載荷方式○正 会 員
国際会員
正 会 員
同小梅
小椋宮坂
小松慎平
仁志怜奈
吾郎

240

300

試験A
試験B

3000
2000
1000
0の利点や，段階載荷方式との併用の意義についても検討

060120180

経過時間 t （min）する。

図２ 杭頭荷重 P0～経過時間ｔ 関係

２．試験地盤，試験杭連続載荷方式と段階載荷方式を比較するために，以下

5000

試験 A：降伏荷重過ぎまで段階載荷方式で 3 サイクル載荷し，それ以降は連続載荷方式により 1 サイクル載荷。
試験 B：最初から連続載荷方式により 5 サイクル載荷。
第 3 サイクルまでは，試験 A と同じ荷重ピッチで載荷。
試験場所は鹿児島県霧島市で，地盤は図１のように杭頭荷重 P0（kN）の 2 種類の載荷試験を行った。

4000
3000
2000
試験A
試験B

1000

GL-6m まで盛土とロームで，以深はＮ値が漸増する

0シラスとなっている。試験05101520

杭頭変位量 S0 （mm）

杭は，試験 A，B とも同じ仕様の PHC 杭で，杭長は図３ 杭頭荷重 P0～杭頭変位量 S0 関係15ｍ(節杭 9m＋PHC 杭 6m)，節杭の節部径は 600mm で両試験の第 2 限界抵抗力は試験 A が 7160kN，試験 Bある。プレボーリング拡大が 7480kN と，試験 B の方が 4％ほど大きい。これは，根固め工法(拡大掘削径養生期間が長いことも一因と考えられる。

800mm)で施工後，試験 A

図２より，連続載荷方式では試験時間がたいへん短縮は 36 日後に，試験 B はできることが確認できる。なお，段階載荷方式での保持316 日後に試験を行ってい時間は，新規荷重では 30 分，ゼロ荷重では 15 分，履歴る。なお，この試験では載図１ 試験地盤

荷重は 2 分であり，連続載荷方式でのゼロ荷重の保持時荷速度や油圧の脈動の影響間は 2 分である。

についても検討している 3)。

４．両載荷方式による P0～S0 関係の比較

３．試験結果図３の P0～S0 関係において，同じ P0 での S0 を比べる

試験 A のうち段階載荷方式で行った第 3 サイクルまでと第 1 サイクル終了時は 0.98mm（35％），第 2 サイクルの区間の杭頭荷重 P0～経過時間 t 関係と，試験 B の第 3終了時では 1.66mm（26％），第 3 サイクル終了時にはサイクルまでの区間の P0～t 関係の比較図を図２に示す。

4.97mm（26％）連続載荷方式の方が小さくなっている。

また，同じ区間の P0～杭頭変位量 S0 関係の比較図が図３

今回の試験では，養生期間が大きく異なることもあって，である。

文献 2)よりも両者の差は大きくなっている。

Some Study on the Continuous Loading Method

KOUME Shimpei, OGURA Hitoshi,

in Static Axial Compressive Load Test of Single PileMIYASAKA Reina and KOMATSU Goro(Comparison with the Step Loading Method)（Japan Pile Corporation）

1289

図３の P0～S0 関係のうち，新規荷重のみを比較したの５．段階載荷方式と連続載荷方式の併用が図４である。この図には，試験 A で増荷直後の P0 と段階載荷方式の長所には，①長期荷重に対応している，S0 を結んだ曲線を点線で，荷重保持後の P0 と S0 を結ん②S0～Δlog t 関係や P0－ΔS0/Δlog t 関係が得られるため第だ曲線を破線で示している。段階載荷方式の方が同じ荷1 限界抵抗力が判断しやすい，などがあげられる。一方，

重時に変位量が大きくなっているのは保持時間中にクリ連続載荷方式の長所には，①地震力や風力など短期荷重ープ変位が生じることも一因と考え，試験 A の荷重保持に対応している，②第 2 限界抵抗力が確実に得られる，中のクリープ変位を差し引いた P0～S0 関係も併記してい③荷重がピーク後に低下する場合でも測定できる，④試る。また，養生期間の差を補正するため，試験 B の第 2験時間を短縮できる，などがあげられる。

限界抵抗力を試験 A の第 2 限界抵抗力に合わせるように，

図６は，上記の長所を生かして両載荷方式を併用して試験 B の荷重を 7160/7480＝0.957 倍した P0 と S0 の関係得られた P0～S0 関係である（先端平均 N 値 15.7 の砂地も，参考として加えている。

盤に節部径 800mm，杭長 44m，拡大掘削径 1100mm の杭

この図から，載荷初期では連続載荷方式の試験 B の変の試験例）。この試験では，9600kN まで段階載荷方式で位量が小さいが，P0＝3500kN を過ぎると近づくようにな1600kN ピッチで載荷したあと，連続載荷方式で載荷した。

り，特に，試験 B の補正した P0～S0 関係と試験 A の増荷

その結果，S0＝51.41mm で第 2 限界抵抗力の 13053kN に直後の P0～S0 関係はほぼ同じ曲線となる

達したあと，荷重が減少していく状況が明確に測定できた。もし段階載荷方式での載荷を続けていれば，

5000
4000

くなり，変位は大きく進むため，正確な第 2 限界荷重や3000その時の変位量は得られなかったものと思われる。
15000

2000

試験A
試験A（クリープ変位除去）
試験B
試験B（補正）1000

杭頭荷重 P0 (kN)

杭頭荷重 P0 （kN）

12800kN から 14400kN に増荷する途中で荷重は上がらな

005101520

10000

段階載荷

5000

連続載荷

杭頭変位量 S0 （mm）

新規荷重の P0～S0 関係の比較（第 1～3 ｻｲｸﾙ）

図４00

両試験の logP0～logS0 関係の折れ点として得られる第 1
限界抵抗力は，試験杭 A と試験杭 B ともに 3500kN 程度
は，載荷方式による差はないものと判断できる。て描いた試験 A と試験 B の新規荷重時での P0～S0 関係である。P0 は試験 B の方が 4～5%大きくなっているが，試られる P0～S0 関係は，大差がないものと判断される。

杭頭荷重 P0 （kN）

8000

150

このように，両載荷方式を併用することは有意義であ

図５は，連続載荷方式で載荷した第 4 サイクルを含めている。したがって，段階載荷方式と連続載荷方式で得100

図６ 両載荷方式を併用して得られた P0～S0 関係の例となった。したがって，第 1 限界抵抗力の判定に関して

験全体でみると両者の P0～S0 関係はほぼ同じ傾向を示し

50

杭頭変位量 S0 (mm)る。長期荷重までは段階載荷方式で載荷する意味はあるが，それを過ぎると地震力や風力などによる荷重が対象になることから荷重を保持する意味はなく連続載荷方式の方が適している。段階載荷方式から連続載荷方式に切り替えるのは，①長期荷重載荷後，②短期荷重載荷後，③降伏荷重確認後(logP0～logS0 関係)，④クリープ限界荷重確認後(P0－ΔS0/Δlog t 関係)などが考えられる。
６．おわりに6000

本報では，連続載荷方式と段階載荷方式による載荷を比べた試験の結果から，両方式から得られる P0～S0 関係

4000には大差がないこと，両方式を併用して載荷することは有意義であることが確認された。

試験A

2000

試験B

0020406080100

杭頭変位量 S0 （mm）

図５ 新規荷重の P0～S0 関係の比較（第 1～4 ｻｲｸﾙ）

参考文献 1)地盤工学会編：「地盤工学会基準 杭の鉛直載荷試験方法・同解説－第一回改訂版－」，2002
2) 小椋仁志・菊地登志光：打込み節杭の鉛直載荷試験における段階載荷方式と連続載荷方式の比較例，第 35 回地盤工学研究発表会(岐阜),pp.9-10，2000
3)宮坂怜奈・小椋仁志・小梅慎平・小松吾郎：杭の押込み試験における連続載荷方式に関する諸検討（載荷速度や脈動の影響），第 53 回地盤工学研究発表会(高松), 20181290