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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2021 年 9 月

地盤材料の最大径が根固め供試体の圧縮強度に及ぼす影響
根固め
圧縮強度

地盤改良
品質管理

寸法効果
未固結供試体正会員 〇山田 宗範*
同久世 直哉*

1．はじめに従来，杭の根固め部の品質を確保するための方法とし

3．試験方法
試験は，｢JIS A 1108:2018 コンクリートの圧縮強度試験ては，施工手順や時間・工程などの施工管理による基づ方法｣に準じて行い，供試体の圧縮強度(qu)を把握した。

く方法が主流であったが，近年になって，品質を直接的に確認することへの要求の高まりや，根固め部の築造に4．試験結果及び考察
圧縮強度 qu(N/mm2)は，(1)式により算定した。N に対すおいて地盤と根固め液を混合撹拌する施工法が増加してる各配合における qu の平均値の比(以下，圧縮強度比：rqu)いることにより，根固め液の注入直後に根固め部から採を(2)式より算出した。既往研究 4)における根固め液に地盤取した未固結状態の試料を用いた供試体の強度確認等が材料を混合した実験結果と併せた試験結果一覧を表 3，rqu行われている。と地盤材料の混合割合の関係を図 1 に示す。

また，改良地盤の関係指針 1)においては，杭の根固め部を地盤改良体と同等の状態であるものと見なした上で地𝑞𝑞𝑢𝑢 =盤改良の品質管理手法を適用する場合の考え方が示されているが，礫などの地盤材料が混入した根固め部の基本的な力学特性について未解明となっている事項がある。

𝑑𝑑 2𝜋𝜋 � �2𝑟𝑟𝑞𝑞𝑞𝑞 =そこで，本報告では，根固め液に礫を混合した供試体を作製し，地盤材料の最大径および混合割合が供試体の圧𝑃𝑃(1)𝑞𝑞𝑢𝑢𝑞𝑞𝑛𝑛(2)

P：試験最大荷重(N)

縮強度に及ぼす影響を把握した結果を示す。

d：供試体の直径(mm)2．試験体（配合条件）
試験体は，根固め液，｢泥水｣，地盤材料を用いて，室qn：基本配合 N における圧縮強度(N/mm2)

内配合により作製した供試体である。根固め液は，普通ポルトランドセメントを使用し，水セメント比(W/C)を表160%とした。｢泥水｣は，砂（珪砂 6 号）
，粘土（木節粘土），基本配合（N の配合（根固め液＋泥水））

水の体積比を 36：17：47 として混練したものである。地

見かけの盤材料は礫（最大粒径を 5mm あるいは 13mm に調整したW/C(%)

水WCSCL79599763286135

供試体径 D(mm)d/D(%)

砕石）とした。
配合は，根固め液に対して｢泥水｣を体積比で 30%混ぜ単位量(kg/m3)

たもの（試験体記号：N）を基本配合（表 1 参照）とした。

表2

この配合は，既往の文献 2)等における根固め部への泥水の混入割合を考慮し，その圧縮強度が文献 3)に示されている

セメント

粘性土

供試体一覧

混合した地盤材料記号

砂質土種類

最大径 d(mm)0.4-S※

砂

0.2500.4

本配合の供試体および基本配合に体積比 20%および 40%の4-G

礫

51254

割合で地盤材料（礫）を混合した供試体を，プラモール

10-G

礫

5501013-G

礫131001320-G※

礫

1050

未固結供試体の圧縮強度の平均値と変動係数より算定される 90%信頼性区間の下限値相当の値である 20N/mm2 程度となるものとして試験練りの結果により設定した。基ド（φ50mm，φ100mm およびφ125mm）を用いて作製した。それぞれの配合毎の供試体数（n 数）はいずれも 6 体とした。養生方法は封かん養生，試験材齢は 28 日とした。

20※既往研究 から引用4)

供試体一覧を表 2 に示す。
Influence of ground material on compressive strength of groutedpile base― 505 ―YAMADA Munenori, KUZE Naoya

表3

試験結果一覧

地盤材料の混合割合が 20%および 40%のときにおける圧圧縮強度
平均値
qu(N/mm2)

標準偏差σ(N/mm2)

縮強度比(rqu)と供試体径に対する地盤材料の最大径の比

記号

供試体径D(mm)

地盤材料混合割合(%)

N(0.4-S)

50－

22.6

1.56

N(4-G)

125－

19.0

1.14

N(10-G)

50－

20.3

2.35

N(13-G)

100－

20.8

1.63

50

1022.72.43

大きさに応じて異なる傾向を示した。d/D が 10%以下では，

502024.5

1.68

5030

24.91.44

混合割合に依らず基本配合 N と同程度(rqu が 1.0~1.1)の圧

504024.01.57

1252019.41.33d/D の増大に伴い rqu は小さくなる傾向を示した。さらに，

1254020.70.49混入割合が増加するほどその傾向は顕著であった。

502021.91.23

d/D が大きい場合に rqu が低下した理由としては，①地盤

504022.11.80

材料の分布が偏り（均一でなく）セメントペーストとの1002022.6

1.631004018.60.82

界面のひび割れが局部的な破壊をもたらす場合があるこ

501022.0

2.18502017.7

3.04

じるクラックが大きく（多く）なっていること，の 2 点が503019.22.01推察される。

504018.42.20※10.4-S4-G
10-G
13-G20-G※1※2(d/D)の関係を図 2 に示す。
供試体径(D)に対し混合した地盤材料の最大径(d)が圧縮強度に及ぼす影響を整理するにあたり，供試体径に対する地盤材料の最大径の比(d/D)に着目した。
圧縮強度比(rqu)と地盤材料の混合割合の関係は，d/D の縮強度であった。しかし，d/D が 10%よりも大きくなると，，②地盤材料とセメントペースト界面に生と（図 3 参照）

コンクリート材料分野においても，d/D が大きい場合にrqu(N/mm2)※1 既往研究 4)から引用※2 基本配合 N の結果は 0.4-S と共通

1.2
1.00.80.6
0.4
0.20.0

め部の品質評価についても，コンクリートと同様に評価できることを示唆した。一方で，根固め部においては，

0102030
地盤材料の混合割合

図1400.4-S

コンクリートと比較して粘土塊のように軟弱な地盤材料4-Gや，砂礫のように径の大きな地盤材料の混入が考えられ10-Gる。未固結供試体により品質評価を行う際には，d/D に応13-G

じて地盤材料が供試体の圧縮強度に及ぼす影響を考慮す20-Gる必要があると考えられる。
5．まとめ
地盤材料の最大径が供試体の圧縮強度に及ぼす影響にrqu と地盤材料の混合割合の関係

ついて，d/D が大きい場合に圧縮強度が低下する傾向を確

1.2
1.00.80.60.40.20.0

認した。本報告の試験範囲においては ，d/D が 10%よりrqu(N/mm2)

rqu(N/mm2)

1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.20.00

圧縮強度が低下する傾向を示す既往の報告 5)がある。根固510 15 20d/D(%)

も大きくなると圧縮強度が低下した。今後は，根固め部の品質評価方法の確立を目的に，供試体の寸法および混合した地盤材料が供試体の圧縮強度に及ぼす影響について検討する必要があると考える。
0510 15 20d/D(%)

【参考文献】

図 2 rqu と d/D の関係（左：混合割合 20%，右：40%）

1)日本建築センター，ベターリビング：2018 年版建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針，2018 年 11 月
2)安川真知子，藤永直樹，川崎恵：高支持力埋込杭の根固め部強度確認試験結果及び考察，日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道)，pp509-510，2013 年 8 月
3)建築基礎構造設計指針：日本建築学会，2019 年
4)久世直哉，井上波彦，平山勇治，横山雅樹，二木幹夫，山形雄太：杭の根固め部の品
質に混入土が及ぼす影響，日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)，pp451-452，2020年9月5)谷川恭雄，山田和夫：コンクリートの圧縮強度の寸法効果について，日本建築学会論文報告集，vol.262，pp13-21，昭和 52 年 12 月

図3

d/D の影響イメージ図* 一般財団法人 ベターリビングつくば建築試験研究センター.

*Tsukuba Building Research and Testing Laboratory, Center for Better Living― 506 ―