2.3

持力度が小さく、施工時に直接支持力を確認できない、施2.3 1981年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）
1980

時代背景

工時に発生する掘削土砂の処分が必要になるなどの課題が1985

第 2 次オイルショック★ 杭基礎設計便覧刊行（1986）＜鉄道＞★ 建造物設計標準・同解説（1986）（基礎構造物・抗土圧構造物）

各種基準、★ 鋼管矢板井筒の設計施工指針（1981）

示方書類

＜河川＞
＜建築＞

★ 国産化（1983）＜アースオーガ＞ ★ 油圧式開発（1985）★ 中掘り杭工法実用化（1985～）＜バイブロハンマ＞★ 油圧式可変高周波型（1988）＜バイブロハンマ＞＜重防食塗装＞

鋼材★ ポリエチレン被覆鋼管杭の初採用（1984）★ 重防食鋼管杭の大量利用（1989）★ 鋼管杭の附属品の JIS 掲載（1983）＜鋼管ぐい＞

JIS 制定（鋼管杭、鋼管矢★ 改正（1983）＜鋼矢板＞< 熱間圧延鋼矢板 >★ 改正（1983）

板、鋼矢板）★ 改正★ 改正（1988）（1994）★ 改正（1988）★ 改正（1983）★ 改正
改訂（1988）★ 鋼管矢板制定（1983）★ 建築基準法改正（1981）（1994）★ 東京港連絡橋★ 東京港連絡橋（レインボーブリッジ）（レインボーブリッジ）

着工（1987）★ 開業（1982）★ 瀬戸大橋開通（1988）＜上越新幹線（上野―新潟間）＞★ 一部開業（1982）

開通（1993）★ 関西国際空港着工（1987）＜東北新幹線（上野－盛岡間）＞

年に重防食鋼管杭（ポリエチレン被覆）を製品化、メーカー

れは、鋼管矢板の年間需要量が 20 万 ton に達したことに加各社で若干異なっていた製品仕様を共通化した「重防食鋼え、鋼矢板の JIS において、次の点で異なることが挙げら

矢板製品仕様書」、「重防食鋼管杭・鋼管矢板の製品仕様書」★ 関西国際空港開港（1994）を 1988 年（昭和 63 年）に作成し、発行している。なお、1984
年（昭和 59 年）に 10 年計画で策定され、研究が開始した「鋼管杭の防食法に関する研究」（波崎暴露試験）は、35 年が経②用途（鋼矢板：護岸や締切り、鋼管矢板：構造物基礎）過した現在もなお、防食性の観察調査を継続している。

③継手の機能2）杭頭結合方法と設計法の提案

特に②については、1967 年（昭和 42 年）の制定当時のま

この時期、鋼管杭協会は建設省土木研究所（現 土木研

まの規格に基づいた製品（規格に合致した製品）であって究所）と共に杭頭結合部模型の載荷実験を実施して、杭頭も、設計や施工から求められる品質・性能を満たしていな

結合部の耐力に関する支配的要因を明確にし、現在の仕様

い等、不都合を生じる場合が多く、その内容を充実させての基となる杭頭処理方法について検討をしており 5）、1986

改正する必要があったこと、鋼矢板と共通に取り扱うには

年（昭和 61 年）に発刊された「杭基礎設計便覧」には、結合

前述の諸点より無理があったことなどから、独立の規格と方法と設計法が計算例と共に紹介されている 6）。当時、道して分離することとしたようである。かくして、鋼材の検査

路橋における設計基準書であった「道路橋示方書・同解説

通則および引張試験片など関連規格の改正に伴う調整を中Ⅳ 下部構造編（1980 年）」では、杭頭結合方法として、2 つ心に見直しを行い、鋼矢板の JIS を改正することとなった。

の方法が例示されていた。1 つは、フーチング内に杭径程

また、1991 年（平成 3 年）から鉄鋼 JIS が SI 単位に移行す

度埋め込む方法（方法 A）であり、もう 1 つは杭をフーチンることから、鋼管杭・鋼管矢板・鋼矢板の JIS も 1988 年（昭グ内に 100mm だけ埋め込み補強する方法（方法 B）である。

和 63 年）の改正時にその内容が明文化され、1999 年（平成

しかし、これらの結合方法については、以下に代表される

11 年）に完全移行して現在に至っている。

ようないくつかの問題点が指摘されていた。

なお、鋼管ぐい（JIS A 5525）については、この改正前ま号の明記（いずれも 1971 年（昭和 46 年））、化学成分・降伏★ 東京港横断道路着工（1989）

世の中の動きされた鋼構造物の腐食問題が顕在化したことを受け、1983

でに、高強度の材質（現在の 490N/mm2）の追加や品質記★ 消費税開始（1989）の初版を発刊している。

独立し、JIS A 5530（鋼管矢板）として制定されている。こを溶接取付け）★ 港湾の施設の技術上の基準・同解説 改訂（1989）

施工方法

準製作仕様書」を作成している 1）。1984 年 1 月には「鋼管矢1983 年（昭和 58 年）に JIS A 5528（熱間圧延鋼矢板）から①製 造方法（鋼矢板：熱間圧延、鋼管矢板：鋼管に継手★ 建築基礎構造設計指針制定（1988）＜油圧ハンマ＞ ★ BSP 社製を改良・実用化（1981）

新規制定を受けて、1983 年 10 月に「鋼管杭・鋼管矢板の標また、1960〜1970 年代（昭和 35 年～昭和 54 年頃）に建設れている 。

耐震設計指針（案）解説★ 河川事業関係例規集／
継手効率の指示（1981）

鋼管杭協会では、鋼管杭の JIS 改正および鋼管矢板の JIS「2.1 節 1. 共通（6）」に記載の通り、鋼管矢板の規格は、

4）★ 改訂（1987）＜港湾＞

1）各種技術資料の発刊

板基礎」（図 2.3.1）を、同年 7 月には、
「鋼矢板」
（図 2.3.2）（2）鋼管矢板の JIS 制定とJIS の SI 単位系への移行★ 改訂（1990）★ 鋼管矢板基礎
設計指針・同解説（1984）

ものの、低騒音・低振動が求められていた都市部での鋼管杭の施工を可能としたためと考えられる。

バブル景気

＜道路＞
★ 道路橋示方書・同解説
Ⅳ下部構造編（1980）

施工機械、

ある

1990

2,3）

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）

①いずれの結合方法でも蓋板を用いていたが、その効果が不明②方法 B の場合、施工環境が悪い現場で鉄筋を鋼管に溶点・引張強さ他についての明文化や呼称の変更及び附属接して十分な強度が得られるか。また、本来溶接用鋼材品の標準化（いずれも 1983 年（昭和 58 年））などの改正がではない鉄筋を溶接して、その強度は保証できるのか行われてきている。表 2.3.1 にここまでの鋼管ぐい（JIS A③方法 A、方法 B に替わる簡便な方法はないか

5525）の規格の変遷の一部を抜粋して掲載する。

★ 国鉄分割民営化（1987）★ 開業（1985）＜北陸新幹線（高崎－長野間）＞★ 着工（1989）（3）各分野における設計基準類の改訂（改定）および新規制定

各分野において、設計基準の更なる充実化、社会環境やニーズへの対応、新たな知見を盛り込んだ改訂（改定）がなされている。詳細は、各分野を参照いただきたいが、表

1．共通（1）大型プロジェクトの計画、着工

46

されたい。このような大型プロジェクトに支えられる形で、2.3.2 に改訂（改定）された主な設計基準類を示す。

一時期では 60 万 ton／年台に落ち込んだ鋼管需要量も 1990
年頃には 90 万 ton／年程度の需要量まで回復している 1）。

（4）鋼管杭協会の主な活動

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）は、和号が昭1970 年代より開発が進められていた中掘り杭工法（詳細1995 年（平成 7 年）、鋼管杭協会では、規約改訂を行い、和から平成に替わった時期であり、ウォーターフロント開は、「2.2 節 1. 共通（2）」および「2.3 節 6. 建築分野（3）」を参

これまで鋼管杭協会とは独立して活動を行っていた鋼矢板

発、東京湾横断道路、関西国際空港、湾岸道路等の大型プ照）は、徐々に都市部での施工において主流となっていた。

技術研究委員会を鋼矢板技術部門として組織化した。それ

ロジェクトが計画、着工されていた時代であった。各々の

これは、鋼管杭の内部に挿入したオーガスクリュ等によりにより、当協会の活動は今日まで、鋼管杭・鋼管矢板のみ

大型プロジェクトの詳細については、後述の各分野を参照

地盤を掘削しながら施工を行うため、打撃工法に比べて支ならず、鋼矢板の技術進歩に貢献していくこととなる。

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.3.1 ポチエチレン被覆による重防食鋼管杭（黒色部位が被覆材）7）（写真提供：防食・補修工法研究会）

47

2.3

表 2.3.1

表１

鋼管ぐい（JIS A 5525）の規格変遷（1988 年まで）

鋼管ぐい（JIS A 5525）

年

表 2.3.2
分野

一般構造用炭素鋼鋼管（JIS G 3444）

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）
各分野における設計基準類の改訂（改定）および新規制定
区別

設計基準

新規制定

杭基礎設計便覧

1986 年

新規制定

杭基礎施工便覧

1992 年

改訂

道路橋示方書・同解説
Ⅳ下部構造編

1990 年

改訂

建造物設計標準・同解説（基礎構
造物・抗土圧構造物）

1986 年

新規制定
・改訂

鋼管矢板井筒の設計施工指針

1981 年

港湾改訂

港湾施設の技術上の基準・同解説

1988 年

建築

改定
建築基礎構造設計指針（新規制定）◇この時点では、STK41を鋼管ぐいとして使用
1種
2種
3種
4種

1961
（S36）

道路

STK34
STK41
STK51
STK50

※STK41：引張強さ41kg/mm

1963
（S38）

【制定】
◇単管の化学成分、降伏点、引張強さ他は、
JIS G 3444に規定する2種による
2種

STK41

2

鉄道

参考規格

1種類

1965
（S40）

参考規格

◇分析の試験方法に新たなJIS（科学の進歩に伴う追加条項）を追加◇種類の変更及び引張試験片の供試材の取り方変更

1966
（S41）

参考規格

1種
2種
3種
4種

STK30
STK41
STK51
STK50

図 2.3.1

技術資料「鋼管矢板基礎」（1984 年初版表紙）

表 2.3.3

設計の基本

2種類

◇5種の追加及び板厚寸法の種類の増加
1974
（S49）

参考規格

1977
（S52）

参考規格

1種
2種
3種
4種
5種

方法 B

①くいとフーチングの結合条件は、固定として杭頭反力を計算し、杭頭部に作用する押込み力ないしは引抜き力、水平力およびモーメントの全てに対して抵抗できるようにする（下記の抵抗要素図を参照）②押込み力ないしは引抜き力に対しては、杭周面とフーチングコンクリートのせん断抵抗あるいは杭頭部におけるフーチングコンクリートの支圧抵抗により支持させる。
③水平力に対しては、埋め込まれた杭の前面におけるフーチングコンクリートの支圧抵抗により支持させる。
④曲げモーメントに対しては、方法 A の場合は、埋め込まれた杭の前後面におけるフーチングコンクリートの支圧抵抗により、方法 B の場合は結合用の鉄筋を含む仮想鉄筋コンクリートの曲げ抵抗により支持させる。なお、フーチングは、杭頭に作用する軸方向力に対して十分な強度が必要である。

STK30
STK41
STK51
STK50
STK55
2

◇強度についてSI単位（N/mm ）を併記
◇種類区分を廃止し、種類の記号だけとする。
STK30
STK41
STK51
STK50
STK55

参考規格

1982
（S57）

杭頭結合方法５）より引用編集

方法 A

【改正①】
◇種類にJIS G 3444に規定する4種を追加◇規格の記号を下記とする
STK41-K
STK50-K

技術資料「鋼矢板」（1989 年改訂 4 版表紙）

4種類

◇試験片：1片／1,200mm→1片／1,250mm

1971
（S46）

図 2.3.2

1988 年

抵抗要素

5種類◇小径の100mm以下について、引張試験片の供試材の取り方について変更
1片／2,500mm→1片／5,000mm◇単管の化学成分、降伏点、引張強さ他について、
JIS A 5525の中で明文化及び呼称の変更
1983
（S58）

STK41-K
STK50-K

→

SKK41
SKK50

◇ 附属品の標準化

構造細目◇1991年（H3年）からSI単位系への移行を明文化

1988
（S63）

SKK41
SKK50

→

SKK400SKK490

2種類

2※SKK400：引張強さ400N/mm

48

２章 │ 技術変遷（設計・施工）◇1991年（H3年）からSI単位系への移行を明文化
STK30
STK41
STK51
STK50
STK55

→

STK290
STK400
STK500
STK490
STK540※STK400：引張強さ400N/mm2

5種類

杭の埋込長

・杭径以上

・100mm49

2.3

これらに対し、鉛直載荷試験、水平載荷試験、鋼管中詰

地盤の性質（軟弱地盤との互層や離岸と沖合での深度差）

めコンクリートの押し抜き試験を行い、その結果の成案をや海上での施工性などを考慮し、鋼管杭基礎 約 48,000ton

表 2.3.3 のように取りまとめている。

が採用された。離岸での杭打ちでは、周辺地域への騒音

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）や振動に配慮して、｢2.1 節 1. 共通分野（3）」で紹介された
JASPP 型防音カバーと油圧ハンマが使用され、空港島に近2．道路分野い沖合での杭打ちでは、大きな打撃力を持つディーゼルハ

（1）道路分野の大プロジェクトと鋼管杭、鋼管矢板基礎

ンマが使用されている 10）。

本年代では本州四国連絡橋にはじまり、後々世紀の大プ

1989 年（平成元年）に起工式を迎えた東京湾アクアライ

ロジェクトと称される長大橋が相次いで建設され、それらン（東京湾横断道路）（写真 2.3.5）は、川崎〜木更津間の全基礎を大径鋼管杭や鋼管矢板基礎が支えた。

長 15.1km を繋ぐ海底トンネルと長大橋で構成されており、1987年（昭和62年）に着工された、レインボーブリッジ（東京

浮島取付け部、川崎人工島、木更津人工島、橋梁などの護湾連絡橋）の基礎では、水深の深い海上での施工性に優れ、工岸、鋼製ジャケット用杭、仮受け杭、橋梁基礎などで、φ期短縮できる鋼管矢板基礎（φ1000-1200mm 約29,000ton）が本

800〜2000mm など大径の鋼管杭、鋼管矢板 約 124,500ton

8）
設・仮締切工兼用で採用された（写真2.3.2，
写真2.3.3，
図2.3.3）。

が、木更津人工島橋梁接続部では大量の鋼矢板セルが採同じく 1987 年（昭和 62 年）には、関西国際空港工事が着

12）
，
13）
用 さ れ て い る（ 写 真 2.3.6）。当 時 は、大 径 の 鋼 管 杭工されている（写真 2.3.4）。大阪湾の南東部、泉州沖 5kmを採用するにあたって支持力機構に不明確な点が多いこの海上、水深 20m の海域を埋め立てて人工島をつくり、そと、また載荷試験の事例も少ないことから、φ 1600mm（2の上に空港を建設し、同時に海上空港と陸上を繋ぐ連絡橋本）とφ 2000mm の載荷試験を実施している（写真 2.3.7）。

写真 2.3.5

東京湾アクアライン

左：海ほたる PA 全景、右：木更津側からの遠景）11）を建設する大規模工事である。トラス橋として世界最長（3,750m）となる鉄道と道路を併用した連絡橋基礎の海底

写真 2.3.6

写真 2.3.2 レインボーブリッジ（写真提供：NEXCO 東日本）
9）

写真 2.3.4

関西国際空港連絡橋基礎杭の打設風景 10）

東京港横断道路 木更津人工島橋梁接続部の鋼矢板セル 14）

写真 2.3.7

東京港湾横断道路での載荷試験 15）

φ 2000mm、根入れ長 30.6m の試験杭では最大荷重 3,600tf

管 矢 板 基 礎（18.6m×7.4m、φ1000mm L46.7m、34 本 ）（写（35,280kN）を載荷し、極限支持力 3,300tf（32,340kN）を確

真 2.3.9）の水平載荷試験の地盤条件は、表層が埋土層、GL-認、その他試験結果と合わせて、大径開端鋼管杭の先端閉40.7mまでが軟弱な粘性土を主体とした沖積層とやや緩い粘塞効果が従来算定法よりも小さいことが判明した。それら

性土からなる洪積層で、それ以深の砂礫層が支持層であった。

結果を基に支持力算定式に対する定量的評価が行われた。

この試験で最大荷重 2,200tf（21,560kN）、水平変位 35.0mmを

その後、2000 年（平成 12 年）以降の東京湾沿岸のプロジェ

確認し、非常に大型な載荷試験となった（図2.3.4）16），21）。

クトでも、大径鋼管杭の静的押し込み試験のほか、動的な

これらの載荷試験結果は、当時の鋼管矢板基礎設計指針

衝撃載荷試験や急速載荷試験が実施され、大径鋼管杭の先の設計法の基になっただけでなく、兵庫県南部地震以降の端支持力確保に関する検討が実施されている 16），17）。

鋼管矢板継手管のずれせん断、地盤の極限水平抵抗や極限

また、川崎側の換気立坑設置工事の基礎では、水中での国内最大級油圧ハンマによる打撃工法での杭打ちが行われた

せん断抵抗なども考慮したレベル 2 地震動に対応した非線形設計法確立にも貢献している。

14），18），19）。
（3）道路橋示方書の改訂と杭基礎設計便覧の刊行（2）鋼管矢板基礎の水平載荷試験

1986 年（昭和 61 年）には、「道路橋示方書・同解説 Ⅳ下

基礎の設計・施工において、現位置地盤での基礎の支持力

部構造編（日本道路協会）」を補完するものとして「杭基礎特性を確認するには載荷試験が必要となる。鋼管矢板基礎な設計便覧（日本道路協会）」（図 2.3.5）が刊行され、下部構ど新しい基礎工法では、設計法を確立するために、実大の水造の各基礎形式のうち最も施工実績の多い杭基礎につい平載荷試験が実施されてきた。鋼管矢板基礎の水平載荷試て、示方書の背景や設計の基本的な考え方、新しい研究成験で、載荷方向に比較的大きく変形させた試験例は少なく、果などが紹介された。

この1978 年（昭和53 年）東北新幹線 小野地区高架橋 20）と1983 年

また、「道路橋示方書・同解説」も関連基準等との整合（昭和58 年）首都高速道路 首都高速中央環状線 葛飾江戸川

性を図り、発刊後 10 年間の研究成果を反映するため、「道線（以下、KE 線）高架橋（写真 2.3.8） の現場で水平載荷試

路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編」として 1990 年（平成 2験が実施された。小野地区高架橋の載荷試験については「2.2年）に改訂された。当時、施工技術の向上に伴い、基礎の規

節 3. 鉄道分野（3）」で述べている。KE 線高架橋の小判形鋼模が大型化し、基礎形式も多様化していたため、各種基礎21）

写真 2.3.350

東京湾連絡橋基礎２章 │ 技術変遷（設計・施工）

鋼管矢板打設現場写真 8）

図 2.3.3

東京湾連絡橋断面図 8）

51

2.3

写真 2.3.8

写真 2.3.10

首都高速道路 首都高速中央環状線 葛飾江戸川線 22）※日本鉄道建設公団

図 2.3.5

1986 年（昭和 61 年）に刊行された杭基礎設計便覧（日本道路協会）→→

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）

京都市地下鉄 烏丸線建設工事 パイプルーフ工法 29）

鉄道建設・運輸施設整備支援機構（JRTT）

図 2.3.6

国鉄改革の概要 26）

替え工事の補助工法として本工法を利用することが多い。
1981 年（昭和 56 年）に施工完了した京都市地下鉄 烏丸

地盤反力係数の算定式やフーチングの剛体判定式などが統が、詳細は本指針によるとされた。なお、本指針での知見は、線建設工事では、近接する構造物の基礎にかすめる部分が合された。杭頭結合法は、一般に剛結合とヒンジ結合とさ1997 年（平成 9 年）に「鉄道構造物等設計標準（基礎構造物）」あったため、大規模なアンダーピニング工法が採用されれていたが、橋梁基礎においては原則剛結合として設計すに組み込まれている。また、プレボーリング杭工法に関してた。その中の一部パイプルーフ工法（水平鋼管矢板工法）

るよう見直された。そして、鋼管矢板基礎の設計・施工には、1985 年（昭和 60 年）に日本鉄道建設公団がソイルセメに鋼管矢板φ 812.8mm が適用された（写真 2.3.10）。継手を関しても新たに規定され、構造形式としては実績を考慮しントミルク杭工法の載荷試験データを収集して支持力評価

利用しながら自由度の高い壁体を作ることのできる鋼管矢て、全ての鋼管矢板基礎を支持層まで打ち込んだ井筒型とを行い、その検討に基づき、いくつかの鉄道線区の高架橋の板の特性が活かされた現場であり、本現場のアンダーピニ

27）

杭基礎にプレボーリング抗工法を採用している 。

工は原則として、打込み杭工法によるものとすること（建「2.1 節 1. 共通（4）」で述べた鋼管矢板基礎は時代の流れ

込み精度を高めるためにバイブロハンマにより建込む）なとともに大型化し、井筒の断面形状も多様化している。各

どが明記された。ただし、鋼管矢板基礎の設計の詳細及び分野の機関では実験等も進められ、鉄道分野では 1981 年

構造細目などは日本道路協会の「鋼管矢板基礎設計指針・（昭和 56 年）に日本国有鉄道がそれら知見をまとめて「鋼同解説」によるものとされ、基本的な事項についてのみ規

管矢板井筒の設計施工指針（案）」を作成し、1987 年（昭和1980 年代には、1960〜1970 年代にかけて建設された鋼24）62 年）には鉄道総合技術研究所が改訂版として「鋼管矢板構造物の腐食の問題がにわかに顕在化した。例えば 1983 年

定された位置付けであった 。

28）

井筒の設計施工指針（案）」を作成した 。
写真 2.3.9

首都高速道路 KE 線高架橋の小判形鋼管矢板基礎打設状況 23）

ング工法は昭和 56 年度土木学会賞を受賞している 29）。

することや、許容支持力と許容変位量について、そして施

3．鉄道分野（1）日本国有鉄道の分割民営化と整備新幹線建設

4．港湾分野（1）鋼管杭の腐食問題と防食工法の開発（昭和 58 年）に横浜港山下埠頭桟橋の鋼管杭が、大きな腐ところで、1986 年（昭和 61 年）には、「建造物設計標準」

食（集中腐食）を受けコンクリート上部工の陥没が起こっが改訂され、当時発刊されていた「耐震設計指針（案）」なた。これにより 1984 年（昭和 59 年）から当時の運輸省港湾

どとの整合が図られ、各基礎の地盤反力係数や、各種基局を主体とした全国的な鋼構造物の腐食調査を開始した。

公共企業体として発足された日本国有鉄道であったが、礎（直接基礎・ケーソン基礎・杭基礎）の支持力などが見また 1980 年代は現在適用されている各種被覆防食工法

1987 年（昭和 62 年）に分割民営化が行われた（図 2.3.6）。

直された。杭基礎の支持力の算定は、杭先端変位が杭径の開発の時代と言える。例えばセメントモルタル /FRP カ

分割民営化を経るも、整備新幹線の建設は日本鉄道建設公10％沈下した時の支持力を基準支持力とし、載荷試験事例

バー工法（図 2.3.7，写真 2.3.11）、ペトロラタム被覆工法（図団（現 鉄道建設・運輸施設整備支援機構：JRTT）を事業

から周面摩擦と先端抵抗を分離し、沈下量との関係を分析

2.3.8，写真 2.3.12）、水中硬化型被覆工法（写真 2.3.13）な主体として行われることとなった。整備新幹線の建設自体して各々に安全係数を乗じて算定する許容支持力算定式がどである。またいわゆる重防食と呼ばれるポリエチレン被は、徐々に内陸での建設へ移行し、建設現場の地盤も強固採用され、設計の精度が大幅に向上した。また、水平荷重

覆（図 2.3.9，図 2.3.10，写真 2.3.1）、ポリウレタン被覆（図なものとなったため、その基礎は直接基礎や場所打ち杭、に対しては、鉛直バネによる基礎の回転変位を考慮した変2.3.11，図 2.3.12）が開発された。ポリエチレン被覆鋼管杭位法が導入された。

を港湾施設に初めて適用したのは 1984 年（昭和 59 年）の久

25）

深礎杭が主体となっていった 。

里浜 2 号桟橋の隅角部である。塗装系（写真 2.3.14）では超（2）各施工方法と鉄道分野における技術指針の変遷

厚膜型エポキシ樹脂塗料（写真 2.3.15）および耐候性に優

本年代には、埋込み杭工法の設計・施工に関する設計基

既設構造物の下に鉄道や道路などの構造物を新たに建設れたフッ素樹脂塗料がみられるようになった。さらに、電準の整備が進められた。1981 年（昭和 56 年）には、日本国有

する場合、既設構造物へ影響を与えないように、地中に設

気分解により生成される石灰質物質を鋼材表面へ析出さ鉄道が中掘り杭工法に関する指針「既製杭の中掘り先端根置した柱と仮受け構造物等により既設構造物を支えるアン

せ、その被膜を防食層とする電気防食を応用した電着工法

固め工法設計指針（案）」を制定し、1990 年（平成 2 年）には、

ダーピニング工法が用いられることがある。地下鉄などのも開発された（図 2.3.13，写真 2.3.16）。この工法は、その定表が登場している。また、それら各種基礎の設計法の連鉄道総合技術研究所が修正を加えた。当時鉄道分野の中掘鉄道構造物工事では、既設インフラを供用しながら工事を後 1999 年（平成 11 年）に本州四国連絡橋の基礎橋脚外板の続性を図るために、各種基礎の設計に共通する項目である

り杭工法の施工は土木工事標準示方書によるとされていた行うことが多く、近年に至ってもトンネル建設や基礎杭盛

防食と補修に適用された。

図 2.3.4

首都高速道路 KE 線高架橋の小判型鋼管矢板基礎の水平載荷試験概要図 21）の設計法の適用範囲に関する解説が充実され、基礎形式選52（3）地下鉄工事での鋼管矢板を用いたアンダーピニング工法

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

53

2.3



1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）

図 2.3.7 モルタル被覆工法の仕組み図 30）（画像提供：防食・補修工法研究会）

図 2.3.11 ポリウレタン被覆鋼管矢板・鋼矢板の仕組み

写真 2.3.14

塗装工法 30）（写真提供：防食・補修工法研究会）

図 2.3.12 ポリウレタン被覆工法の製造例（鋼管矢板）
写真 2.3.11 モルタル被覆工法の岸壁への適用例（写真提供：防食・補修工法研究会）
30）

図 2.3.8 ペトロラタム被覆工法 鋼管杭の例 30）（画像提供：防食・補修工法研究会）
写真 2.3.15

写真 2.3.12 ペトロラタム被覆工法 鋼管杭桟橋への適用例 30）（写真提供：防食・補修工法研究会）

写真 2.3.13超厚膜型被覆工法の例（関西国際空港連絡橋）30）（写真提供：防食・補修工法研究会）

水中硬化型被覆工法（パテタイプの鋼矢板への施工例）30）（写真提供：防食・補修工法研究会）
図 2.3.13

電着被覆工法の模式図 30）（画像提供：防食・補修工法研究会）

図 2.3.10 ポリエチレン被覆鋼管杭の製造法の例

図 2.3.9 ポリエチレン被覆鋼管杭の仕組み

54

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.3.16 電着被覆工法の施工 30）（写真提供：防食・補修工法研究会）

55

2.3

1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）

各種開発された防食工法の防食効果や耐久性を検証する

鋼管杭協会としては、「1. 共通」にも前出の通り、重防食

いわゆるウォーターフロント開発は一種のムーブメントを目的のために、1984 年（昭和 59 年）に運輸省港湾技術研究所の正しい認識と普及を図るため、1988 年（昭和 63 年）に「重巻き起こし、さまざまなアイデアによる構想が次々に実現

ル式およびケーソン式の 4 つの構造形式に小分類された。
1980 年（昭和 55 年）頃には港湾空間に対する社会的要請（現 港湾空港技術研究所）、沿岸開発技術研究センター（現

防食鋼矢板製品仕様書」「重防食鋼管杭・鋼管矢板製品仕様

された時代であった。その中心である港湾設備の拡充に関の高質化及び多様化・技術的知見の蓄積への対応が求めら

沿岸技術研究センター）、鋼管杭協会（現 鋼管杭・鋼矢板技書」を発行し、仕様を標準化した。

心が高まった。

れ、基準改訂の必要が出てきた。そこで 1988 年（昭和 63 年）

術協会）の 3 者によって茨城県波崎に位置する波崎海洋研究1988 年（昭和 63 年）には運輸省港湾局の指導の下、鉄鋼・例えば九州の玄関口である門司港は終戦と共に貿易が縮10 月、運輸省令の解釈と運用が適切に行われるための運輸

施設砕波帯観測用桟橋（以下、観測桟橋と呼ぶ）を利用して建設・防食専業等 32 社により「防食・補修工法研究会」が小し、当時、港として低迷していた。そこで 1989 年（平成元

省港湾局長通達が改定され、1989 年（平成元年）2 月には、

「鋼管杭の防食法に関する研究」と題して共同研究が開始さ設立され、港湾及び漁港の鋼構造物の調査診断および防食・年）の開港 100 周年に向けて北九州市が約 100 億円を投じて改定された港湾局長通達を本文とし、その解釈や解説を付れた（写真 2.3.17，写真 2.3.18，図 2.3.14，図 2.3.15） 。

補修技術の普及と新技術の研究・開発を行うこととなる。

近代的貿易港に再生させようという計画のもと、港湾規模

け加えたものが日本港湾協会より「港湾の施設の技術上の沿岸開発技術研究センターからは 1986 年（昭和 61 年）にの拡充と船舶の大型化に対応するための大規模埋め立て工基準・同解説（改訂版）」として発刊された。
「港湾の施設の「港湾鋼構造物防食マニュアル、港湾鋼構造物補修マニュア事を実施。この桟橋基礎として重防食被覆鋼管杭が大量に技術上の基準・同解説（改訂版）」は上下 2 冊、総計 968 頁とル」として、これまでの港湾・海洋鋼構造物の防食に関す利用され、干満帯に 5〜10mm のポリエチレン被覆が施されなっている。それまでの杭の載荷試験結果が蓄積されたこるまとまった資料が発刊され、また永久構造物には防食をた（写真 2.3.1）とから、本改訂によって砂地盤に打ち込まれた杭基礎の支施すことが義務付けられた 33）。1988 年（昭和 63 年）に発行

ばれるにふさわしい規模を持つ港湾に生まれ変わった。

31）

された「港湾の施設の技術上の基準・同解説（日本港湾協会）」には平均干潮面直下付近の集中腐食が取り上げられ、34）。これによってわが国有数の貿易港と呼1980 年代は、ウォーターフロントの基礎構造物に大径の鋼管杭が利用されるようになった。

海水中および海底土中部の防食法として既設鋼構造物に対しても補修工法として電気防食（流電陽極方式）の適用と、干満帯以上には被覆材による防食が示された。

（3）エネルギー施設開発

5．河川分野（1）鋼矢板壁の継手のずれに関する公的認知

当時エネルギー総需要量の90％近くを輸入に依存していU 形鋼矢板の持つ特徴として、鋼矢板 1 枚毎の断面中立

た我が国にとって、電力用エネルギー源の確保とその安定供軸が鋼矢板壁の断面中立軸上には存在していないというこ

給は重要な課題であった。高度経済成長期を経て、国民の生とがある。この特徴により、鋼矢板壁が荷重を受けて撓む飽和状態に陥った都市部の機能回復のための再開発プロ

活レベルは飛躍的に向上し、電力も必然的に急激な需要増とときには、嵌合継手がずれる可能性が常にあり、このときジェクトが各地で活発化した。中でも臨海地域の再開発、なった。特に過度な人口集中がおきた大都市とその近郊、同の断面性能の残存率を継手効率と呼ぶ。U 形鋼矢板の継手（2）港湾再開発と廃棄物処分場の建設

写真 2.3.17

持力算定式の先端支持力係数が約 3/4 に引き下げられた 36）。

波崎海洋研究施設の航空写真 33）

地域に進出したコンビナート等の工場施設の膨大化がその原効率については、これまで室内試験や理論解析などによる因の一つである。火力発電所の早急な建設、クリーンエネル

知見が得られてきたが、永久構造物としての適用機会の増

ギーの導入であるLNG 施設については「６. 建築分野（4）」に加に際して、嵌合継手内（隙間）への土砂の目詰まり効果て触れるが、いずれも建設位置は燃料輸送に適している必要や、笠コン（コーピング工）設置による鋼矢板壁の頭部拘があることから港湾地域に集中し、基礎の鋼管杭に加えて付束効果等により、継手効率を仮設構造より多くとれる可能帯の桟橋施設等にも鋼管杭が多く利用された（写真 2.3.19）。

性が示唆されていた。そこで 1980 年（昭和 55 年）、鉄鋼メー
カー4 社（川崎製鐵、新日本製鐵、住友金属工業、日本鋼管）（4）港湾分野における基準類により、当協会の前身の 1 つでもある鋼矢板技術研究委員

1980 年（昭和 55 年）の「港湾の施設の技術上の基準・同解会が発足され、永久構造物としての鋼矢板壁を対象とした説（日本港湾協会）」では、1979 年（昭和 54 年）の基準・同解

確性試験が実施された（図 2.3.16）。ここでは、実際に鋼矢説に加え、超大型石油タンカー用施設と海上貯油基地施設

板を地中に打設した際の挙動の分析から、頭部拘束時の U

も基準の対象となり、固定式係留施設の設計手順および浮標形鋼矢板の継手効率は、断面二次モーメントに関しては 80式係留施設の設計手順についての記述がなされている。固
定式係留施設においては、ドルフィンタイプと桟橋タイプ、更にドルフィンタイプの中には杭式、ジャケット式、鋼製セ
写真 2.3.18

波崎観測桟橋の概要 33）

図 2.3.15

図 2.3.14

56

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

波崎観測桟橋の全体図 33）

波崎観測桟橋鋼管杭の概要 33）

写真 2.3.19

福島県相馬港 35）

図 2.3.16

U 形鋼矢板の継手効率に関する試験報告書（昭和 55 年 3月，鋼矢板技術研究委員会）

57

2.3

〜90%、断面係数に関しては 100% 程度であることが推定さ

築物の基礎構造設計に関する事項に分割され、それぞれがれた。継手効率に関しては、この他にも更にさまざまな研① 1985 年（昭和 60 年）の「建築基礎設計のための地盤調査

究39）がなされ、より合理的な設計が可能であることが示唆されてきた。
河川事業関係例規集における、1982 年（昭和 57 年）から発1981 年（昭和 56 年）〜1990 年（平成 2 年）

計画指針」、② 1988 年（昭和 63 年）の「小規模建築物基礎設計の手引き」、③ 1988 年（昭和 63 年）の「建築基礎構造設計指針」として、日本建築学会より発行された。

出された事務連絡には、U 形鋼矢板の断面検討時および根基礎の設計に関する事項として、旧規準では「基礎は良入長検討時における継手効率に関して指示がなされた。鋼質な地盤に支持させることを原則とする」ことが規定され

矢板壁頭部にずれ止めを施す（かつ十分な根入を確保する）ていたが、この規定が設計者の固定観念となり合理性を欠前提で最大 0.8とすることができる（最大 80%まで断面性能く設計が定着してしまったことを受け、本指針では「基礎を見込むことができる）
ものであることが示されるに至った。

の支持地盤としては、基礎を含め建築物を構造耐力上安全に支持し得る地盤を選定する」よう変更された。これによ6．建築分野り、一義的な基盤層選定ではなく、設計者の判断による合写真 2.3.20

理的な設計が可能となった。

LNGタンク部の鋼管杭 40）

写真 2.3.21

LNGバーズ部の鋼管杭 40）（1）建築基準法の改正 38）

1968 年（昭和 43 年）に発生した十勝沖地震と 1978 年（昭（3）中掘り根固め工法の実用化

和 53 年）に発生した宮城県沖地震をきっかけに、1981 年「2.2 節 6. 建築分野（2）」でも取り上げた埋込み杭工法（昭和 56 年）に建築基準法が第 7 次改正され、これにより定であるが、特に中掘り根固め工法の開発が始まったのは、められた耐震基準は新耐震基準と呼ばれている。また、新1976 年（昭和 51 年）12 月に施行された振動規制法を契機

耐震基準が定められる前の建築物に対する耐震基準は、旧としてである。建設大臣認定を取得し、実用化されたのは耐震基準と呼ばれるようになった。

1985 年（昭和 60 年）頃であるが、その後は、市街地施工のなお、耐震基準とは、建築物が、通常考えられる地震荷重主流となっていった。建築分野において建設大臣の認定をに対して、健全であるよう設計するための規定であり、そ取得した工法としては、TAIP 工法（武智工務所：現 ジャの目的は建築物の内部やその周囲にいる人が、建築物の損

パンパイル）、TN 工法（新日本製鐵：現 日本製鉄，テノッ

傷や倒壊により被害を受けないようにすることである。耐クス）、K-LSV 工法（久保田鉄工：現 クボタ）などがあり、震基準では、宮城県沖地震と同等の震度 5 程度の中規模地

いずれの工法も 1985 年（昭和 60 年）に認定を取得した 39）。

震に対しては建築物が損傷を受けず、震度 6 または 7 の大規模地震が発生しても倒壊しない耐震性能を有することが定（4）新たなエネルギー「液化天然ガス（LNG）」の普及に向けてめられ、基礎構造物に対しては、これまでのような鉛直支

中 東 石 油資 源 へ の 極 端な依 存 が 明白となったオイル

持力でけでなく、水平抵抗力が求められることとなった。

ショック以後、新たな油田開発や石油備蓄体制の強化に加この２つの異なる規模の地震に対する設計は、それぞれえ、非石油エネルギーの活用が模索され、省エネルギー技「一次設計」、「二次設計」と呼ばれていたが、上部構造物で術の研究開発が進めれれた。石油に代わるエネルギーの一は構造安全性の具体的な検証方法が示されていたものの、つとして注目されたのが、比較的環境にも優しい LNG であ

基礎構造物では「一次設計」の検証方法が示されているのる。当時、電力会社とガス会社などを筆頭に海外からの導みであった。

入が盛んに行われ、各地に受入基地が建設された。その中の 1 つに日本海 LNG 新潟受入基地がある。日本海 LNG 新潟（2）建築基礎構造設計規準・同解説から建築基礎構造設計指針へ

58

受入基地は 1983 年（昭和 58 年）操業開始を目途に、1980 年（昭和 55 年）7 月に着工した。建設に先立ち行われた地質調1988 年（昭和 63 年）に「建築基礎構造設計規準・同解説」

査では、建設計画地が埋立地であることもあり、タンク基礎の改定版となる「建築基礎構造設計指針」が第 1 版として、周辺は、地表から深度 15m 付近までが軟弱層となっていた。

日本建築学会より発刊された。従来の規準が、建築基準法

この軟弱層は、より大きな水平方向支持力を得るためにサや行政諸基準と密接に関係していたため、その結果としてンドコンパクションによる地盤改良が行なわれ、基礎には

学術・技術の発展が直接的に建築行政に反映されていたが、信頼性も高く、鉛直支持力にも優れる鋼管杭が採用された技術の進歩に伴って、学術的な取り扱いと行政的な取り扱（約 3600 本、18,500ton）。また、タンク基礎以外にも、防波堤

いを区別する必要が生じた。従来の規準には、学術的な内に約 1700 本（6,000ton）、バースに約 330 本（4,200ton）の鋼

容と行政としての規定的内容が混在していたため、「指針」

管杭が使用された（写真 2.3.20，写真 2.3.21）。
「2.2 節 6. 建と名称を変更することで、学術的内容を中心とした構成に

築分野 (4)」でも述べたが、鋼管杭が採用された主な要因は、変更された。

LNG 基地の建設場所が郊外であり、「振動規制法」や「騒音旧規準における内容は、①地盤調査の計画に関する事規制法」にとらわれずに施工が可能であったこと、施工性項、②小規模建築の基礎構造設計に関する事項、③一般建に優れかつ安価な打込み杭工法を選択できたことである。

２章 │ 技術変遷（設計・施工）【参考文献】共通 1 ）鋼管杭協会：鋼管杭協会設立 20 周年記念誌 1971〜1991 そして未来へ，1991 年 10 月
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29）鋼管杭協会：鋼管杭協会設立 20 周年記念誌 1971〜1991 そして未来へ，1991 年 10 月
港湾分野30）防食・補修工法研究会：https://www.bouhoken.com/
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建築分野
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40）鋼管杭協会：明日を築く No.39，昭和 57 年 1 月

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