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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2018 年 9 月

埋込み杭（プレボーリング工法）の先端荷重～先端沈下量関係の推定式の検討

埋込み杭
先端荷重〇正会員
正会員

荷重～沈下量関係 先端沈下量
押込み試験 荷重伝達法

小椋仁志 *
土屋 勉 **

根固め径（mm)(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u

杭先端深さ（GL-m)

杭先端平均N値
１. はじめにの範囲に分布
010 20 30 40 50 60 70
杭の荷重 P～沈下量 S 関係を計算により求める場合は、 している。
0
なお、文献
先端荷重 Rp～先端沈下量 Sp 関係と周面抵抗 Rf～沈下量 S
10関係の推定式をもとに、荷重伝達法により算定するのが一 5)では根固め部
20般的である。基礎指針(2001)1)では、場所打ち杭の Rp ～Sp の断面積 Ae を30関係の推定式が示されている。今回、新たに埋込み杭の推 用 い て Rp ＝40定式を検討したので報告する。
150Ae の支持力
50
２．先端荷重～先端沈下量関係の推定式の形算定式を提案
60
山肩ら 2)は、岸田らの提案 3)をもとに、以下の形の Rp～ し て い る が 、砂・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭70
砂・鋼管杭Sp 関係の推定式を提案した。
先端支持力の礫・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭80
礫・鋼管杭デ ー タ は Sp ＝(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u＝α(Rp/Ap)/(Rp/Ap)u+(1－α){(Rp/Ap)/ (Rp/Ap)u}n
粘土・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭
ここに、α、n：係数、Dp：先端杭径（ST 杭は拡大径、 0.1Dp 時の値を
図２ 杭先端平均Ｎ値と先端深度分布
節 杭 は 節 部 径 ）、 Ap ＝ πDp2/4 、 (Sp/Dp)u ＝ 0.1 、 用 い て 作 成 していること、Sp が根固め径の 10％以上になるまで載荷さ(Rp/Ap)u：Sp＝0.1Dp 時の Rp/Ap
基礎指針 1)ではこの形を採用して、山肩らや岸田らの報 れているデータが少ないことなどから、文献 1)～4)と同様、告をもとに場所打ち杭で α＝0.3、n＝2 を推奨している。 Dp には杭の先端径を用いて整理した。
埋込み杭は、山肩らが α＝0.20、n＝3.98 を提案している 4)。 ４．作成した先端荷重～先端沈下量関係の推定式
図 ３ は 、 杭 先 端 が 砂 地 盤 の 場 合 の (Rp/Ap)/(Rp/Ap)u ～３．載荷試験データの概要
今回、推定式を検討するにあたっては、埋込み杭の支持 (Sp/Dp)/(Sp/Dp)u 関係である。既製コンクリート杭と鋼管杭
力算定式の作成 5)に用いたプレボーリング工法による既製 では、曲線の形状がかなり異なり、後者の方が初期剛性はコンクリート杭と鋼管杭の押込み試験のデータを対象とし 大きくなっている。これは、鋼管杭では先端 N 値が大きた。ただし、Sp が 0.1 Dp に達していないデータ、Sp＜0.1 い範囲にある(図２)ことも一因であろう。図３には、文献
Dp で Rp にピーク値が生じているデータ、Rp～Sp 関係が不 6)と同じ方法で求めた回帰曲線を併記している。回帰曲線規則的なデータは除外した。最終的に用いたデータ数は、 の係数は、既製コンクリート杭では α＝0.28、n＝3.9、鋼杭の先端が砂地盤の場合が 30 件(うち鋼管杭 9 件)、礫地 管杭では α＝0.15、n＝5.9 となっている。両者を合わせた盤が 20 件（同 8 件）、粘性土地盤が 19 件(同 0 件)である。 全データでは α＝0.24、n＝4.5 と、文献 4)に近い値になる。
図 １ に Dp(Rp/Ap)/(Rp/Ap)u2500と根固め径の0.00.20.40.60.81.00.0関係を、図２2000に杭先端から下方に 1Dp、0.2上方に 1Dp 間1500の平均 N 値
0.4と杭の先端深1000度の関係を示す。Dp は 300
砂・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭
0.6
砂・鋼管杭
～ 1200mm 、回帰曲線(全データ)
500
礫・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭
礫・鋼管杭
根固め径は既製コンクリート杭
粘土・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭回帰式(既製コンクリート杭)400～2400mm、0.8
根固め径＝先端杭径
鋼管杭0
杭先端平均 N
回帰式(鋼管杭)
0500
1000
1500
値は 1～63、先端杭径Dp （mm)1.0
杭の先端深度
図１ 先端杭径と根固め径の分布
図３ (Rp/Ap)/(Rp/Ap)u～(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u 関係：砂地盤
は 4 ～ 72.5m

Study on Estimate Fomula of Load-Settlement Curve at Pile Toeof Precast Pile by Prebored Piling Method― 721 ―

OGURA Hitoshi

and TSUCHIYA Tsutomu

砂・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭

0.0(Rp/Ap)/(Rp/Ap)u0.4
0.60.20.8

1.00.00.4

回帰曲線(全データ)
既製コンクリート杭
回帰曲線(既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭)
鋼管杭
回帰曲線(鋼管杭)0.60.8実測Sp (mm)(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u

0.2

1.0

図４

(Rp/Ap)/(Rp/Ap)u～(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u 関係：礫地盤

0.00.2(Rp/Ap)/(Rp/Ap)u
0.4
0.6

0.8

1.00.0(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u0.2

0.40.6回帰曲線(既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭)

0.8

既製コンクリート杭

1.0

図５ (Rp/Ap)/(Rp/Ap)u～(Sp/Dp)/(Sp/Dp)u 関係：粘性土地盤
５．推定値と実測値の比較
推定式を検証するため、先端が砂地盤の既製コンクリー
ト杭を対象に、回帰曲線の α,n を用いた推定式による Sp(以下、推定 Sp)と押込み試験による実測値(以下、実測 Sp)を比較した。図６は、両者の相関図である。相関係数は0.946 と、非常に良い相関を示している。定量的には、(実測 Sp の平均)／(推定 Sp の平均)が 0.933 となることから、***

ジャパンパイル㈱ ・工博
室蘭工業大学名誉教授・工博

推定Sp＝実測Sp
120
推定式は実測(実測Spの平均)/(推定Spの平均)(実測Sp/推定Sp)の相乗平均値より平均で100(実測Sp/推定Sp)の単純平均
約 7％大きいSp を与えるこ80とが分かる。
60
実際に Sp を推定する時は、 40
Rp として支持20力式による値を用いること0になる。いま、020406080100 120
推定S(mm)支持力式 Rp＝p
図６ 推定 Sp と実測 Sp の相関
150Ae に よ る
砂・既製ｺﾝｸﾘｰﾄ杭値を推定式に適用Sp＝実測Sp120
適 用 し て Sp
(実測Spの平均)/(適用Spの平均)(実測Sp/適用Sp)の相乗平均(以下、適用100(実測Sp/適用Sp)の単純平均Sp ） を 求 め る 。
80
これと実測 Spとの相関を示60したのが図７40である。相関係 数 は 0.38220と、良い相関0とはいえない。
020406080
100 120
定量的には、適用Sp (mm)( 実 測 Sp の
図７ 適用 Sp と実測 Sp の相関平均)／(適用Sp の平均)が 0.528 となるため、推定式は平均すると実測値のほぼ 2 倍の Sp を与えることになる。これは、支持力式
Rp＝150Ae の係数には、安全性を考慮してデータの平均値よりも小さめの値が採用されていることによる。
６．おわりに本報では、多数の押込み試験のデータをもとに、Rp～Sp関係の推定式について検討した結果について述べた。本検討は、日本建築学会 杭基礎の鉛直挙動検討小委員会(長尾俊昌主査)の活動の一環として行われたものである。
【謝辞】データを提供いただいたコンクリートパイル建設技術協会と鋼管杭・鋼矢板技術協会に謝意を表します。
【参考文献】1) 日本建築学会：建築基礎構造設計指針、2001.10

実測Sp (mm)

図４は、杭先端が礫地盤の場合である。既製コンクリー
ト杭と鋼管杭では曲線の形状はほぼ同じで、回帰曲線の係数も、既製コンクリート杭では α＝0.10、n＝3.7、鋼管杭では α＝0.14、n＝3.9 とほぼ同じ値になっている。全データの係数は、α＝0.12、n＝3.8 である。
図５は、杭先端が粘性土地盤の場合である。鋼管杭のデータはないため、既製コンクリート杭の曲線を示す。回帰曲線の係数は、α＝0.28、n＝3.9 となっている。

2) 山肩邦男・伊藤淳志・山田 毅・田中 健：場所打ちコンクリート杭の極限先端荷重および先端荷重～先端沈下量特性に関する統計的研究、
日本建築学会構造系論文報告集、第 432 号、pp.137-146、1991.5
3) 岸田英明・高野昭信：砂層を支持地盤とする Non-displacement pile(埋込み杭・場所打ちコンクリート杭)の先端支持力、第 23 回土質工学シンポジウム、pp.25-32、1978.11
4) 山肩邦男・伊藤淳志・田中 健・倉本良之：埋込み杭の極限先端荷重および先端荷重～先端沈下量特性に関する統計的研究、日本建築学会
構造系論文報告集、第 436 号、pp.81-89、1991.5
5)木谷好伸・廣瀬智司：埋込み杭の支持力係数の提案、日本建築学会大会学術講演梗概集構造 I-2(東北)、2018.96)土屋 勉・永井 宏・下奈津実：回転貫入杭の先端荷重～先端沈下特性に関する統計的研究、日本建築学会技術報告集、第 22 巻、第 52号、pp.915-918、2016.10* JAPAN PILE Corporation・Dr.Eng.
** Emeritus Prof., Muroran Institute of Technology・Dr.Eng.

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