第 53 回地盤工学研究発表会
2018 年 7 月

0668

E - 04 （高松）

拡径比の異なる杭の引抜き特性 その2：実験結果と設計法の考察
拡底杭

引抜き抵抗 遠心載荷試験

ジャパンパイル㈱
関西大学

正 会 員

○藤江雄大

正 会 員

橋立健司

国際会員

飛田哲男

非 会 員

大橋

達也

法による摩擦法3)を用いることとした。本方法での引抜き

１．はじめに同名報告(その1)に引続き、本報告(その2)において、拡抵抗の評価が妥当かどうかを確認するために、遠心載荷底杭の引抜き遠心載荷試験の実験結果について述べる。

試験結果と佐野らの手法により算出した値を比較した。
比較結果を図4に示す。ここで、佐野らの実施した試験は２．実験結果

拡径角が全て12度で実施しているため、比較は拡径角12試験ケースは昨年1)2)に引続き相対密度Dr=60%,90%の地度（拡径比2.0）の結果を用いて比較した。この結果、遠心載荷試験結果の方が若干大きな値を示しているが、相盤条件と拡径比(角)を1.0(0度),1.25(3度),1.5(6度),1.75(9度),2.0(12度),2.25(15度)に変化させた拡底杭を用いて行軸力(kN)った。また、昨年の報告2)で杭表面に摩擦抵抗がある場合

04000

8000120000とない場合で大きく結果が異なることが分かったため、拡径比1.0
拡径比1.25

杭表面に砂を塗布した場合としない場合（以下あり、な拡径比1.53し）のケースを追加して実施した。なお、本試験の結果

拡径比1.75はプロトタイプ換算とし、Dr=90%ありの場合を中心に報告する。載荷荷重と杭頭変位比(杭頭変位/拡底径)の関係

拡径比2.06

拡径比2.25

深度(m)を図1に示す。拡径比が大きくなると杭先端部の負担荷重も大きくなる傾向がみられた。図2に極限荷重時の拡径比9毎の軸力の比較結果を示す。拡径比が大きくなると杭先端部負担荷重が大きくなることが確認された。

1212000
拡径比 1.00
拡径比 1.25

10000

15

拡径比 1.50

拡径比 2.00
軸力(kN)

軸力(kN)

拡径比 2.250

8000

2000

000.10.20.30.40

12000

4000

軸力(kN)

8000

12000

000333666深度(m)

4000

4000

0

4000

8000

12000

深度(m)

6000

深度(m)

荷重 P0(kN)

図2 深度方向に対する極限荷重の軸力分布

拡径比 1.75

8000

999

12

12120.5
151515

杭頭変位/先端杭径 δ/D

図1 引抜き荷重と杭頭変位比の関係(Dr=90%あり)

Dr=90％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90 ％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし

Dr=90 ％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし

Dr=90％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし

拡径比1.00

拡径比1.25
軸力(kN)

軸力(kN)
04000

拡径比1.50

8000

12000

04000

軸力(kN)

8000012000

000

力の比較を示す。軸力は、Dr=60%なし、90%なし、60%333あり、90%ありの順に大きな値を示した。ただし、拡径6664000

8000

12000

9きな違いは見られなかった。

1215３．設計式の検討
本試験結果から拡底杭の引抜き抵抗の設計式を検討した。拡径部の負担荷重を評価する方法として佐野らの手深度(m)比が小さい場合（1.0、1.25）は60%なしと90%なしに大深度(m)深度(m)図3に拡径比毎の相対密度と杭表面状態の違いによる軸Dr=90％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし拡径比1.759912121515
Dr=90％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし

拡径比2.00

Dr=90％ 摩擦あり

Dr=60％ 摩擦あり

Dr=90％ 摩擦なし

Dr=60％ 摩擦なし

拡径比2.25

図3 拡径比毎の相対密度と杭表面状態の違いによる比較

Pull up resistance of various belled piles,Part2:Experimental

FUJIE Yuta , HASHIDATE Kenji

results and consideration of design method

TOBITA Tetsuo , OOHASHI Tatsuya

1333

JAPAN PILE Co.
Kansai University新井ら5)はλの算出を拡径角を用いて評価している。

関性は確認できた。このことより、佐野らの手法によDr=90%ありの結果を拡径角とλの関係で比較した結果り本試験結果の評価を行うこととした。

を図7に示す。また、図7に新井らの結果と合わせて比10000

較した。この結果、本試験結果は新井らの評価式が下Dr=60%-2.0倍径 摩擦あり限値となっており、新井らの式により本試験結果を評

Dr=90%-2.0倍径 摩擦なし

8000

拡径部負担荷重(kN)
遠心載荷試験結果

Dr=60%-2.0倍径 摩擦なし

価できるものと考えられる。

Dr=90%-2.0倍径 摩擦あり

206000164000λ128

λ＝(5.9e0.051θ-2.8)･ζ
（12°＜θ≦21.1°）

2000
4

λ＝(4/9θ+8/3)･ζ
（3°≦θ≦12°）00.0

2000.04000.06000.08000.0010000.002468

拡径部負担荷重(kN)
佐野ら式の計算値

10121416182022

拡径角θ（°）
遠心載荷試験のDr=90％摩擦あり

図4 遠心載荷試験結果と佐野らの計算値との比較

新井らの試験結果

新井らの式

図7 拡径角とλの関係
摩擦法による拡径部の負担荷重度は、拡径部の傾斜積により除して算出した。また、負担荷重度とN値の関

４．まとめ
今回、遠心載荷試験を実施し、拡底杭の引抜き特性係を評価するため、本土槽内の平均N値をMeyerhof式について検討した。今回の検討結果と今後の検討内容により算出した。負担荷重とN値との関係を図5に示す。

を以下に述べる。

拡径比が大きくなると極限負担荷重は増加傾向にあり、

1)拡径比が大きくなると杭先端部の負担荷重も大きく

拡径比が1.5〜2.0までは極限負担荷重度は10程度を示なる傾向がみられた。

した。これは、試験によるバラつきの影響によるもの

2)拡径比毎の相対密度と杭表面状態の違いを軸力で比と考えられる。

較した結果、Dr=60%なし、90%なし、60%あり、90%部上端の荷重から杭先端部の荷重を差引き、拡径側面

極限負担荷重度q（kN/m2)

1400.0ありの順に大きな値を示した。ただし、拡径比が小さDr=90%-1.25倍（摩擦あり）
Dr=90%-1.50倍（摩擦あり）
Dr=90%-1.75倍（摩擦あり）
Dr=90%-2.00倍（摩擦あり）
Dr=90%-2.25倍（摩擦あり）
Dr=60%-1.25倍（摩擦あり）
Dr=60%-1.50倍（摩擦あり）
Dr=60%-1.75倍（摩擦あり）
Dr=60%-2.00倍（摩擦あり）
Dr=60%-2.25倍（摩擦あり）

1200.01000.0800.0

い場合（1.0、1.25）は60%なしと90%なしに大きな違いは見られなかった。

q = 16.1N（2.25倍）

3)Dr=90%ありの結果を拡径角とλの関係で比較した結果、新井らの評価式により本試験結果を評価できるも600.0

q = 10.1N（1.5倍）
q = 9.6N(1.75倍）

400.0

q = 9.4N（2.0倍）

4)今後は実大載荷試験を実施し、実大載荷試験結果と200.0

q = 4.8N（1.25倍）

今回提案した評価式を比較し、設計式として妥当かどのと考えられた。

うかを検討する予定である。

0.00102030

N値

405060

図5 N値と極限負担荷重の関係（摩擦あり）【参考文献】
1)飛田ら：拡底杭の引抜き特性に関する遠心載荷試験―

さらに、極限負担荷重度をN値で除して係数λを算出

その1：遠心力載荷模型実験概要,地盤工学研究発表会,pp.1177-1178,2017.7

結果と同様となった。

2)藤江ら：拡底杭の引抜き特性に関する遠心載荷試験―

λした。λと拡径比の関係を図6に示す。本結果は図5の

その2：実験結果,地盤工学研究発表会,pp.1179-

18.00
16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.001180,2017.7

λ = 8.8D2/D1 - 5.43)佐野ら：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）,日本建築学会大会学術講演梗概
集,pp.417-418,2014.95)新井ら：場所打ち拡底杭の引抜き耐力の評価,基礎

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

工,pp.68-72,2015.8

2.50

拡径比D2/D1

図6 拡径比とλの関係（90%あり）

1334