日本建築学会大会学術講演梗概集（関東） 2011 年 8 月

20293

小規模建築物の地盤補強用極細径鋼管の支持力評価
その 2 載荷試験概要と座屈耐力確認用試験結果○石井祐子*1 真島正人*1 長尾俊昌*2
高田 徹*1 長坂光泰*1 小川侑子*1

正会員
同
小規模建物
鉛直載荷試験

地盤補強
座屈耐力

極細径鋼管
鉛直支持力
材質：JIS G3444－STK500（一般構造用炭素鋼鋼管）

１．はじめに小規模建築物向けの地盤補強として用いる極細径鋼管(3)の座屈耐力，鉛直支持力，周面摩擦抵抗を調査するため摩擦抵抗確認用は養生期間ゼロ及び 4 週間。

載荷試験方法

養生期間：座屈耐力確認用は養生期間ゼロ（施工直後），自沈層が厚く堆積した軟弱地盤で，長さ 7～18 m の鋼管載荷方法：油圧ジャッキによる 1 方向単調段階載荷。

を対象に 2 種類の鉛直載荷試験を実施した。

荷重保持時間：目標荷重到達後，座屈耐力確認用は 1本報その 2 では，載荷試験の概要と座屈耐力確認のた分，摩擦抵抗確認用は 15 分または 30 分。

めの鉛直載荷試験について報告する。

測定項目：杭頭荷重，杭頭沈下量，鋼管ひずみ（ただ２．試験概要(1) 試験地盤と極細径鋼管の条件

し，座屈耐力確認用は O 試験のみ）

表 1 に試験場所及び試験条件を，図 1 に土質柱状図と３．座屈耐力確認用の鉛直載荷試験結果
図 2，図 3 に各地盤における載荷荷重-鋼管頭部沈下量鋼管深度を示す。「O」は座屈試験用に改変した地盤で，の関係を，図 4 に試験 O の載荷荷重-鋼管中央部及び鋼管深さ 13 m 付近までロームが堆積した地盤に先端翼付鋼管のひずみより計算した軸力関係を示す。また，表 2 に試杭（翼径 400 mm）を 13 m まで貫入して撹乱した地盤。A， 験結果を一括して示す。
B，C はその 1 の調査地 A，B，C に対応している。
(1) 試験 O
既に述べたように，13 m 付近まで攪拌された地盤であ

表 1 試験場所と試験条件

B

神奈川県
横浜市港北区C

佐賀県杵島郡港北町

試験数

鋼 管 長 (m)

試験目的

るため，この深度までは圧入力や回転を加えなくても鋼214.5， 14.8

座屈耐力

管の自重で沈設できた。そのため，鋼管の周面抵抗を期

14
14
14

15.0
7.0, 12.0
18.0
7.0, 12.0
18.0
7.0, 12.0

座屈耐力
摩擦抵抗
座屈耐力
摩擦抵抗
座屈耐力
摩擦抵抗

待できるのは 13 m 以深のみである。図 2(a)によれば，最大荷重 Pmax = 32.0 kN であるが，P = 30 kN まで弾性領域であり，それ以降変位が急増している。図 4 によると，鋼管軸力は全荷重領域で載荷荷重とほぼ等しくなっている(2) 極細径鋼管の仕様

が，鋼管先端部（正確には先端より 30 cm 上方）は P = 30

寸法：直径 48.6 mm，厚さ 2.4 mm
OOＡWsw

1kNｍNsw

kN 付近で軸力が急増している。このことから，硬質層にN 値

Wsw(kN)

0 10 20 30 40 500.00.50Nsw

Nsw
1.00

100

466

砂10混じり砂質
シルト

91010127

シルト

14161618

1820202012131414141516

腐植土混じり

17

砂混り
粘土

18

礫混り

19

砂

20

91011121216161718

19

細砂

8

鋼管
101017186815164515

粘土

2613

14

100

1.00

3111213149Nsw

0.5

148鋼管

11120Wsw(kN)
0268シルト

シルト

砂混じり
シルトｍ78

鋼管

0 10 20 30 40 500.0478N 値

Ｃ5Z(m)

鋼管

6200

35シルト混じり
砂

100

1.00

244Nsw

0.51砂混じりシルト

3Wsw(kN)
022シルト

ｍ

瓦礫
砂
シルト

120 10 20 30 40 500.000

改良土
シルト質

N 値

Ｂ200Z(m)

A試験場所
神奈川県
相模原市
埼玉県
八潮市八条

OZ(m)

記号

18192020

図 1 土質柱状図と細径鋼管の貫入深度

Bearing Capacity of Slender Pipe for Ground Reinforcement
under the Small Building Foundation Part-2― 585 ―Y.Ishii, M.Masato, T.Nagao
T.Takata, M.Nagasaka, Y.Ogawa

200

載荷荷重（kN)

載荷荷重（kN)
0510152025300350Pmax=32.0ｋＮ
頭部沈下量（ｍｍ）

頭部沈下量（ｍｍ）

3040504050Pmax=40.0ｋＮ

146810121423456O‐1167載荷荷重（kN)

180510152025載荷荷重（kN）

830

001020300Pmax=27.7kN
51Pmax=40.8ｋＮ

210

頭部沈下量(ｍｍ）

頭部沈下量（ｍｍ）

200215202534567308O‐20101520102030400載荷荷重（kN)
5載荷荷重（kN)10

図 2 載荷荷重‐鋼管頭部沈下量関係（Ｏ）
0B

935253035

頭部沈下量(ｍｍ）

鋼管先端部

51015

Pmax=32.0ｋＮ

10鋼管軸力（ｋＮ）

10202345625C7

ジョイント部830

図 3 載荷荷重‐鋼管頭部沈下量関係（A, B, C ）35

表 2 載荷試験結果の一覧表

図 4 載荷荷重‐鋼管軸力関係（Ｏ-1）

貫入された鋼管の周面摩擦力がこの荷重付近で降伏し，載荷荷重の多くが先端付近まで伝達されたことが判る。
つまり，鋼管の最大耐力は座屈耐力によって決まらず，先端付近の地盤の支持性能によって決まっている。

Pmax(kN)

最大荷重時の状態

ｼﾞｮｲﾝﾄ部のひずみ引抜時の鋼管状態

No.1

32.0

鋼管先端地盤が極限状態

弾性領域

損傷なし

No.2

27.7

鋼管先端地盤が極限状態

－

損傷なし

40.0

載荷能力限界－未確認

記号O(2) 試験 A，B、C
図 3 によれば，いずれの試験も載荷過程では弾性的なA挙動を示し，除荷後の残留変形も少ない。載荷能力が限B

40.8

載荷能力限界－損傷なし

界に達し試験を終了したため，極限荷重を確認するに至C

32.0

載荷能力限界－損傷なしっていないが，少なくとも最大荷重時までの荷重-沈下量関係からは座屈現象は認められない。

地盤の鉛直支持性能が極限状態に達したり載荷能力が(3) 引抜き後の鋼管の状態限界に達したため，座屈耐力を確認するには至らなかっ

載荷試験後の鋼管を引抜き，損傷の有無を調査した。
引抜いた 4 本の鋼管いずれも損傷はなく，また，直線性たが，今回行った鉛直載荷試験の最大荷重時には座屈現象を生じていないことが確認できた。

も保持されており，健全な状態であった。
４．まとめ
L/D = 280 を超える長尺鋼管の地盤中における座屈耐力を確認するため施工直後に鉛直載荷試験を実施した。
*1：㈱設計室ソイル*2：大成建設㈱参考文献1） 高田徹他：各種地盤調査に基づく小規模建築物用地盤物性評価
その 1，2011 日本建築学会大会*1：Soil Design Inc.
*2：Taisei Corporation― 586 ―