20212

日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2019 年 9 月

引抜き試験のデータによる杭の残留引抜き抵抗力の検討
正会員
杭 残留引抜き抵抗力
引抜き試験○小椋仁志*

最大引抜き抵抗力

１. はじめに
３．検討に用いた Rt～So 関係
基礎指針では杭の終局状態の設計を行う時に重要になる残留引抜き抵1)
抗力 Rtr は、本会建築基礎構造設計指針 （以下､基礎指 Rt～So 関係を図針）では最大引抜き抵抗力 Rtu の 1/1.2 とされている。し ２ の よ う に 、 Rt
かし、その根拠は明確には示されていない。筆者は、これ が Rtu に達したまでプレボーリング拡大根固め工法で施工された 14 組の あ と 減 少 し 、 一
同一条件の既製杭に対する引抜き試験と押込み試験の結果 定 値 に 収 束 す るから、引抜き方向の周面摩擦力について検討してきた 2)。 よ う な モ デ ル をその中で残留値についても検討し、Rtr が Rtu の 0.9 倍程 示している。
図２ Rt～So 関係のモデル 1)度になることを示した。今回、場所打ち杭などのデータも図３は、今回追加して改めて検討したので、その結果について報告する。 の検討に用いたデータの Rt～So 関係である。図２のよう
２．引抜き試験データの概要
な Rt～So 関係も中にはあるが、多くは Rt が Rtu に達した
文献 2)や 1998～2009 年の発表報文をまとめた文献 3)な あと減少し続けるケースや、Rt が増加し続けるケースがどから、80 件以上の引抜き試験のデータを集めた。この 多い。基礎指針に示されている 20 件の Rt～So 関係 4)でも、うち、最大杭頭変位量が杭径の 10％に達していないデー 同じような傾向が見られている。
12000
タや、拡底杭や先端羽根付き鋼管杭など引抜き時に大きな8000

引抜き抵抗力Rt (kN)

支圧抵抗が生じる施工法によるデータを除くと、Rtr の検討に用いられるデータは 23 件となった。鋼管杭（埋込みマイクロパイル）と場所打ち杭が 1 件ずつで、他はプレボーリング〔拡大〕根固め工法による既製コンクリート杭（PHC 杭、SC 杭）である。節杭も含まれているが、節杭と節のない杭を継いだ試験杭があること、両者は引抜き抵
抗力 Rt～杭頭変位量 So 関係では大きな違いは見られなかったことなどから、両者を区別して扱わないこととした。
図 1 に、検討に使用したデータの杭径 D（杭の本体径、節杭は節部径）と杭長 L（根入れ長）の関係を示す。D は162.5 ～ 1200mm （ 平 均 813mm ）、 L は 4 ～ 54m （ 平 均14.5m） となっている。凡例で杭種の後の「砂」・「粘」は、杭長の 2/3 以上を砂質土・粘性土が占めるデータであり、「両」は両方がほぼ半分ずつ含まれる地盤を示している。

4000
4000既製杭・砂既製杭・両場所打ち杭・両3000
2000
1000
0060
既製杭・砂既製杭・粘既製杭・両鋼管杭・砂場所打ち杭・両杭長L (m)5040

図３30201000200400600 800
杭径Ｄ（mm)1000 1200 1400

図 1 検討に用いた引抜き試験データの杭径と杭長Study on Residual Pull-out Resistance of

既製杭・粘鋼管杭・砂20406080100
杭頭変位量So（mm)120140検討に用いた引抜き試験の Rt～So 関係

４．Rtr/Rtu の検討
前述のように Rt～So 関係で Rt が一定値に収束することは少ないことから、Rtr を So＝0.1D 時の Rt の値とし、Rtuとの関係を示したのが図４である。なお、Rt が増加し続けるケースでは、Rtu は So＝0.1D 時の Rt の値を採用した。
Rtr/Rtu の最小値は 0.55、最大値は 1.00、平均値は 0.90、(Rtr の平均/Rtu の平均)は 0.91 となっている。このことか
ら、Rtr は平均して Rtu から 0.9 倍程度に減少した値であり、基礎指針の Rtr＝Rtu/1.2＝0.83Rtu（注：杭自重を考慮しない）は安全側として妥当な値といえよう。杭種や土質

Pile by Pull-out Test Data

― 423 ―

OGURA Hitoshi既製杭・砂既製杭・粘既製杭・両鋼管杭・砂場所打ち杭・両Rtrの平均/Rtuの平均
Rtr/Rtuの平均
基礎指針
Rtr=Rtu
Rtr=0.8Rtu
Rtr=0.6Rtu
Rtr=0.4Rtu

10000
8000

討した。図６と図７に Rtr/Rtu～L 関係、Rtr/Rtu～L/D 関係を示す（Rtr は So=0.1D 時の Rt の値）。回帰直線を求めると 、 そ れ ぞ れ Rtr/Rtu ＝ 0.893+0.00170L 、 Rtr/Rtu ＝0.849+0.00183L/D となり、L>50m、L/D>80 では Rtr は Rtuに等しいとみてよいものと判断される。Rtr/Rtu～D 関係も検討したが、回帰直線は Rtr/Rtu＝0.907+0.000022D と、Dはほとんど影響していないという結果となった。

6000
4000

1.020000.9002000 4000 6000 8000 10000 12000
最大引抜き抵抗力Rtu（kN)

図４ Rtr（So=0.1D 時の Rt）～Rtu 関係

0.8

Rtr/Rtu

残留引抜き抵抗力Rtr (ｋN)

12000

既製杭・砂既製杭・粘既製杭・両鋼管杭・砂場所打ち杭・両回帰直線0.70.6

残留引抜き抵抗力Rtr (ｋN)

Rtr/Rtu

0.50204060
による Rtr/Rtu の差は、あまり見られない。なお、Rtr/RtuL (m)が 0.64 以下の 2 件は、D=120mm、L＝7.5m の短い大径杭
図６ 杭長 L～Rtr／Rtu 関係のデータである。
引抜き抵抗は先端抵抗に比べて杭径の影響は小さいもの1.0と考えられる。そこで、So が 100mm、75mm、50mm、0.925mm に達した時の Rt を Rtr として、Rtu との関係を検討既製杭・砂0.8
既製杭・粘した。ただし、これらの So よりも Rt が Rtu に達した時の既製杭・両So が大きいデータは除外している。Rtr/Rtu のデータ数、
鋼管杭・砂0.7
場所打ち杭・両最小値、最大値、平均値、（Rtr の平均/Rtu の平均）は、
回帰直線
0.6
So＝100mm では 8、0.60、1.00、0.87、0.88、0.5
So＝ 75mm では 5、0.68、1.00、0.86、0.89、020406080
100So＝ 50mm では 9、0.80、1.00、0.88、0.88、L/D
So＝ 25mm では 4、0.99、1.00、0.96、0.95 となった。
図７ 長さ径比 L/D～Rtr/Rtu 関係
So＝50mm 時の Rtr と Rtu の関係を図５に示すが、最小値は 0.80 以上と他のデータとあまり変わらなくなっている。
６．おわりに
５．Rtr/Rtu と杭径、杭長との関係
本報では、23 件の引抜き試験のデータから検討した結So＝0.1D 時の Rtr/Rtu が 0.64 以下のデータが短い大径杭果、残留引抜き抵抗力は平均的には最大引き抜き抵抗力のであることから、Rtr/Rtu と D、L および L/D との関係を検0.9 倍に減少すること、基礎指針の低減係数(1/1.2)は安全側で妥当な値と判断されること、杭長や長さ径比が大きい
既製杭・砂
3000
既製杭・粘ほど最大値から減少しやすいことなどが分かった。
既製杭・両Rtrの平均/Rtuの平均
押込み方向の支持力に比べて、引抜き抵抗力に関する研
2500
Rtr/Rtuの平均基礎指針
究は少なく、引抜き試験データも少ないのが現状である。
Rtr=Rtu
2000
今後、引抜き試験のデータが蓄積されて、引抜き抵抗力にRtr=0.8Rtu
Rtr=0.6Rtu
関する検討が重ねられることを期待したい。
1500【参考文献】
100050000500 1000 1500 2000 2500
最大引抜き抵抗力Rtu（kN)

図５ Rtr（So=50mm 時の Rt）～Rtu 関係*

ジャパンパイル(株) ・工博

30001) 日本建築学会：建築基礎構造設計指針、pp.238-249 ,2001.102) 小椋仁志：プレボーリング拡大根固め工法杭の引抜き方向の周面摩擦力とばね定数の検討（押込み方向との比較）、日本建築学会大会学術講演梗概集(中国) B-1、pp.611-612,2017.83) 小椋仁志・尾古健太郎・井上波彦：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）、（その 2 降時変位量）、日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸) B-1、pp.629-632,2010.94) 茶谷文雄：杭の引抜き抵抗について、日本建築学会大会学術講演梗
概集(九州) 、pp.1317-1318,1989.10*― 424 ―JAPANPILE

Corporation・Dr.Eng.