2 技術変遷（設計・施工）

2.1

1955 年（昭和 30 年）頃まで、国内の基礎杭は松杭を主体

本章では、戦後から現在に至るまでの鋼管杭・鋼管矢板・鋼矢板の技術変遷についてスポットをあて、世の中の動き、それに伴う製品仕様の変化やJIS、施工法の変遷などの全般的なことは「共通」に、各分野における主な動きについては「道路」
「鉄道」
「港湾」
「河川」
「建築」として分野ごとに分け、設計及び施工の両面から年代ごとに整理しました。
これまで最前線でご活躍してきた関係各所の皆様への敬意を表すと共に、これから各分野での活躍を期待する皆様への技術伝承を願い作成しました。至らぬ箇所もあるかもしれませんが、今後も、鋼
管杭・鋼管矢板・鋼矢板が様々な分野の国土強靭化に寄与していけるよう、本技術変遷がその一助となれば幸甚です。

2.1 ～1970 年（昭和 45 年）

時代背景

第二次世界大戦1950とする木杭が主流であり、数多くの構造物を支えてきた。

鋼管は、地すべり抑止杭として現在でも多く使用されて木杭の歴史は古く、神奈川県茅ケ崎市にある「旧相模川橋いる。初めて地すべり抑止杭に鋼管を使用した場所は、松脚」が日本最古の木杭であると言われており、1198 年（建之山町（現在の新潟県十日町市）である。1962 年（昭和 37

久 9 年）の鎌倉時代に橋の基礎として打設されている。一年）に発生した松之山大地すべりの対策工事として、1963

方、現在では、道路・鉄道・港湾・河川・建築など、数多

年（昭和 38 年）頃に施工されている 6）。地すべり抑止杭がくの分野において鋼杭が使用され、インフラの形成、国土

使用され始めた当時は、せん断抵抗力を杭で増加させるこ

強靭化などに貢献している。我が国で構造物の基礎としとで、地すべりを安定化させる『せん断杭』が採用されてて、あるいは主構造物の一部として鋼杭が本格的に使われいた。しかしながら、『せん断杭』では設計として不十分なだしたのは、約 70 年前である 1）。

場合も見受けられたため、各研究者によって挙動試験・理国内最初の鋼杭は、1870 年（明治 3 年）に完成した大阪

論解析、曲げモーメントを考慮した設計法などの研究が進の高麗橋の橋梁基礎に使用された先端にスクリューを有しめられた。この研究結果は、地すべり抑止杭設計に関するた鉄製杭（スクリューパイル、イギリスから輸入）と言わ技術図書として、「地すべり鋼管杭設計要領（1990 年）」へれている 2）。その後、安治川鉄橋（1873 年（明治 6 年））や武まとめられ、その後、高強度鋼管や機械式継手などの新技

庫川鉄橋（1874 年（明治 7 年））など、スクリューパイルを術の開発など、鋼管杭設計を取り巻く様々な環境変化の中用いた橋梁や桟橋が建設されている。1889 年（明治 22 年）

で 2003 年（平成 15 年）に改訂されている 7）。

（写真 2.1.1）が使用されていることは、ご存知の方もいる
1955

1960

1965

1970

高度経済成長期★ 道路橋下部構造設計指針
道
 路橋下部構造設計指針
くい基礎の設計編（1964）＜道路＞★ 鋼道路橋設計示方書（1956）＜道路＞★ 同指針 くい基礎の施工編（1968）＜鉄道＞★ 土構造物の設計施工＜鉄道＞
土構造物の設計施工（1968）
指針（案）

各種基準、

★ 建造物設計
建造物設計標準解説

示方書類（基礎構造物及び抗土圧構造物）（1974）★ 取りまとめ取 りまとめ（1950）★ 港湾工事設計要覧
港
 湾工事設計要覧（1959）＜建築＞★ 建築基礎構造設計規準・＜建築＞
建 築基礎構造設計規準・同解説（1952）★ 港湾構造物設計基準
港湾構造物設計基準（1967）★ 改定
改 定（1960）＜ディーゼルハンマ＞ ★ 国内輸入（1951）（1954）＜アースオーガ＞ ★ 空圧式開発
国産化（1967）★ 電動式開発（1956）★ 二軸同軸式開発（1968）＜三点支持機＞ ★ 懸垂式（1961）

施工方法（3）鋼管杭の施工方法 - 打撃工法 -だろう。しかしながら、前述の通り、戦前までの杭基礎は、鋼管杭の施工方法は、木杭と同様、主に打撃工法による

木材を杭材料として最も多く使用していた。そのような中、ものであった。明治以前では、人力の打撃による杭の打込

戦後の 1954 年（昭和 29 年）に運輸省第二港湾建設局（現 国みなどが一般的であり、重錘をウインチ等で持ち上げて自土交通省東北地方整備局）が塩釜港桟橋において、鋼管を由落下させるドロップハンマ（モンケン）が用いられてい基礎杭として使用したことが契機となり、経済・産業の発た（写真 2.1.2）2），3）。明治中期以降、蒸気エンジンを動力と展に伴って都市開発や社会資本整備が急速に進行した高度

したドロップハンマが導入、明治末の 1910 年代には単胴ス

経済成長期に、港湾構造物をはじめ、道路橋基礎や建築物

チームハンマが使用され、1922 年（大正 12 年）には復胴ス

3）

チームハンマが輸入されている。スチームハンマが国産化の基礎として鋼管杭が大量に用いられることになった 。
4）

これは、木材の枯渇や資源の保護 などが背景にあるが、されたのは、昭和初期の 1929 年（昭和 4 年）からである 2）。

当時、軍事用に使用されてきた貴重な鉄材が市場に流通す

スチームハンマ（写真 2.1.3）は、打撃動力源として蒸気まるようになってきたことに加え、地震国である我が国におたは圧縮空気を用いるため、ドロップハンマのような自由

いて、軟弱地盤が多い臨海部を主体とした都市形成のニー★ 国産化（1954）

施工機械、（2）地すべり抑止杭への鋼管の適用から建設された横浜港山下大桟橋にもスクリューパイル

戦後復興期＜港湾＞★ 港湾工事設計示方＜港湾＞
港
 湾工事設計示方
要覧（1944）

起因しているものと考えられる。

（1）木杭から鋼杭への転換

請に応えるべく、関係各所の皆様のたゆまぬ努力と試行錯誤の繰り返しにより実現しているものです。

1945

投下資本の利用効率向上の面から特に歓迎されたこと 5）に

1．共通

現在の鋼管杭・鋼管矢板・鋼矢板の製品仕様、設計基準類、施工方法等の技術は、その時代の要

1940〜1970 年（昭和 45 年）

ズ（大型重量構造物の建設、耐震構造の確保）に対して、木杭に比べ剛性が高い上に、水平抵抗力や支持力も大きく、長尺施工にも適した鋼管杭の特長が適合したこと、一般の★ 三点支持式（1963）＜バイブロハンマ＞ ★ 国内輸入 - 電動式 -（1960） ★ 国産化（1967）★ 国産化 - 油圧式 -（1970）

公共工事以外にも、産業施設の急速な設備拡張において、★ 鋼杭利用の本格化（1954） ★ 鋼管矢板基礎の開発（1961）★ 大型溶鉱炉に初採用（1967）

鋼材★ 橋梁基礎に初採用（1969）★ ラルゼン式（型）鋼矢板（1960）★ U 形鋼矢板改良型（1963）★ 鋼管（1961）独立★ 鋼管ぐい（1963）

JIS 制定（鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板）★ 新道路法（1952）★ 昭和南海地震（1946）

世の中の動き（1971））★ 改正（1971（鋼管矢板）★ 鋼矢板（1967）
・★ 新河川法新 河川法★ 騒音規制法（1968）★ 公害防止条例
公 害防止条例★ 新潟地震（1964）- 東京都 -（1970）★ カラーテレビ開始（1960）★ 十勝沖地震（1968）（1964）＜名神高速道路＞ ★ 全線開通（1965）＜東名高速道路＞ ★ 開通
＜東海道新幹線＞★ 着工（1959）＜東海道新幹線＞★ 開業（1964）（1969）＜山陽新幹線＞ ★ 着工（1967）

12

２章 │ 技術変遷（設計・施工）★ 鋼管杭協会発足
鋼管杭協会発足（1971）★ 日本列島日本列島改造論（1972）

写真 2.1.1

横浜港山下大桟橋のスクリューパイル

写真 2.1.2 ドロップハンマ 15）★ 開業（1972）

13

2.1

〜1970 年（昭和 45 年）

落下による施工に比べ、施工速度が早く、打撃力の調整が騒音が発生すると共に、排気される際に油煙が含まれるとるようにした弾性体基礎である（図 2.1.3）。鋼管矢板基礎（昭和 36 年）から開発が開始され、1967 年（昭和 42 年）に可能といった特長を有していた。戦後、更に施工能力が高いった課題があった。そのような中、1960 年代（昭和 35 年のアイデアは、旧 西ドイツのパイネ社が 1930 年（昭和 5 年）

大型高炉基礎として、1969 年（昭和 44 年）には、橋梁基礎

いディーゼルハンマ（写真 2.1.4）の開発により、これが打〜昭和 44 年頃）から社会問題化した公害に対して国民意識にパイネパイルと称した Box Pile を用いて橋梁基礎やドルとして石狩河口橋に初採用されている 9）（図 2.1.4，図 2.1.5，

撃工法の主流となっていった。ディーゼルハンマは、1938が高まり、1968 年（昭和 43 年）には騒音規制法が施行されフィン等を築造したことが発端である。本基礎は、1961 年

写真 2.1.6）。その年には当時の鉄鋼メーカー5 社が建設省

年（昭和 13 年）にドイツの DELMAG 社が開発し、1951 年ている。このため、杭打ち工事においても、騒音を抑える（現 国土交通省）より研究補助金を受け、「矢板式基礎の剛（昭和 26 年）に国内に輸入されている。その後、1954 年（昭施工方法の開発が進んでいった。そこで、開発されたのが性と構造特性に関する研究」を実施し、その成果は 1970 年

和 29 年）に国産化され 1960 年（昭和 35 年）以降、国産機がディーゼルハンマを防音カバーで覆う『防音カバー工法』（昭和 45 年）から発足した建設省、大学等の学識経験者お次々と開発されている 。ディーゼルハンマでは、打撃動力（写真 2.1.5，図 2.1.2）である。これにより、杭打設時に生じよび鉄鋼メーカーの関係者からなる矢板式基礎研究委員会

源として重油を用いるが、図 2.1.1 のように、ハンマ全体がる騒音の低減の他、油煙の飛散も低減することとなった。

で「矢板式基礎の設計と施工指針（1972 年）」としてまとめ4）

られている。この指針については、「2.2 節 2. 道路分野（2）」ディーゼルエンジンのシリンダとなっており、ラムと呼ばれる重錘の落下によって吸い込んだ重油を圧縮・爆発させ（4）鋼管矢板基礎の開発を参照されたい。

る。その爆発力とシリンダを介したラム重量で杭頭を打撃

1960 年代（昭和 35 年～昭和 44 年頃）には、鋼管杭だけでする。ラムはその反力でシリンダ内を上昇した後、再度落はなく、鋼管矢板を用いた鋼管矢板基礎の開発が開始され下する。このサイクルを繰り返すことで杭を一定間隔で打ている。鋼管矢板基礎は、鋼管矢板を現場で良質な支持層

矢板とは、断面の両側に嵌合継手が設けられた板状の杭撃していく。一方で、ディーゼルハンマの施工は、大きなに円形、小判形、矩形の閉鎖形状に組み合わせて設置し、の呼称であり、予め設置しておくことにより、掘削や盛土継手管内をモルタルで充てんして、その頭部を頂版によりによってできる土壁が崩れないよう押さえる為の材料で剛結合することで、所定の水平抵抗、鉛直支持力が得られある。当初は基礎杭同様に松材を用いた木製が主流で、語（5）鋼矢板源は矢羽根型に切削された木板に由来しており、歴史は古
くローマ時代に遡る。切削部分が無い矩形の板の場合も土壁を形成することができるが、地盤には不陸があるため、
図 2.1.3

局所的な荷重が作用することがある。このとき矩形の板は仮締切り兼用方式の鋼管矢板基礎模式図

それぞれが別々の挙動となり、一枚だけが大きく変位したり、板同士の離隔が広がってしまったりするおそれがある。これに後の嵌合継手となる切削部分を設けることで、設置時は材料単体がコンパクトで扱い易く、設置後は壁と

写真 2.1.3 スチームハンマ 15）

図 2.1.1 ディーゼルハンマの作動原理 8）

図 2.1.4

写真 2.1.4 ディーゼルハンマ 16）

14

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.1.5

防音カバー17）

図 2.1.2

防音カバー（平面図）17）



鋼管矢板基礎 10)

写真 2.1.6

図 2.1.5

石狩河口橋

側面図 12）

鋼管矢板基礎全景 11）（橋梁年鑑：日本橋梁建設協会 から引用）

15

2.1

〜1970 年（昭和 45 年）

して一体的な挙動となるため、上記のような不慮の作用にじめ、U 形鋼矢板の断面拡充や有効幅 500mm への広幅化

を熱間圧延鋼矢板に変更）、1988 年、2000 年、2006 年、2012

設計方法、許容値などが初めて規定され、現行仕様書に近対しても比較的安定性が高く、安全に土工を推進することの他、Z 形鋼矢板の開発など多種多様な断面改良や新たな年、2021 年）にわたり改正され、現在に至っている。2000 年

い体裁が整えられた 19）。その後、1939 年（昭和 14 年）に、ができた。このような材料の信頼性を高める工夫が、土木継手の開発が為され、1967 年（昭和 42 年）には川崎製鉄（平成 12 年）には、改正と同時に、破断事故を防止する溶接

現在の道路橋示方書の原点ともいえる「鋼道路橋設計示方では古くから浸透していた。

（現 JFE スチール）、1969 年（昭和 44 年）には日本鋼管（現性の優れた鋼矢板規格として、JIS A 5523（溶接用熱間圧書案」が策定され、国内の国道、地方道で建設される鋼道

木矢板は、断面強度や耐久性の面のみならず、切削部分

JFE スチール）、1977 年（昭和 52 年）には住友金属工業（現延鋼矢板）が制定されている。以降、3 回（2006 年、2012 年、路橋の設計が明瞭な同一方針を基に統一されることになっの加工に時間を要したり、継手部の密閉性が不足したりす

日本製鉄）などの新規メーカーが参入するなど、活況に

2021 年）にわたり改正され、現在に至っている。なお、2006

た。1952 年（昭和 27 年）には新道路法が施行され、道路橋

る点で難点が多く、小規模の掘削工事の土留めに使用され伴って需要も拡大していった。

年（平成 18 年）には、有効幅 900mm で、かん合継手が壁体の所管が内務省から建設省（現 国土交通省）に移行すると最外縁に位置する「ハット形鋼矢板 900」が JIS A 5523 およ

ともに、1956 年（昭和 31 年）に「鋼道路橋設計示方書」（図（6）設計基準類の整備、日本工業規格の制定・規定

び JIS A 5528 に追記されている 15）。ハット形の詳細につい2.1.7）が策定された。

ることが主流となっていった。1930 年代〜1940 年代（昭和5 年～昭和 24 年頃）には、建設工事の大規模化に伴い高剛基礎を含む道路橋の下部構造の技術基準としては、はじては、「2.6 節 5. 河川分野（3）」で後述する。

性の土留め壁が必要とされるようになり、鉄筋コンクリー

前述の通り、高度経済成長期に、鋼管杭・鋼矢板及び鋼トを用いた矢板工法が小型岸壁や河川護岸用として多く用

管矢板の活躍の場が拡大し始めており、技術の進歩やユー

また、鋼管矢板に関する規格は、1967 年（昭和 42 年）にめに 1964 年（昭和 39 年）に「道路橋下部構造設計指針 くい

いられた。鉄筋コンクリート矢板においても、継手部は木ザーの要望、メーカーの製造面の取組等を反映する形で、JIS A 5528（熱間圧延鋼矢板）の一部として規定されてお基礎の設計編（日本道路協会）」（図 2.1.8）が制定され、木矢板と同様に密閉性を確保し難いため、水の流出入がある

各分野の設計基準類が整備され、日本工業規格（現 日本産

り、1983 年（昭和 58 年）に JIS A 5530（鋼管矢板）として独

杭、既製コンクリート杭、場所打ちコンクリート杭に並び、場所などでは吸出しが発生しやすく適さなかったほか、施業規格、以下 JIS と称す）が新規制定されている。設計基準

立している （「2.3 節 1. 共通」にて詳述）。以降、6 回（1988

鋼ぐい（H 形鋼ぐい、鋼管ぐい）の設計が示された 19）。当時、工にも大型の機械が必要であるなどの不便性もあった。鋼類の詳細は、後述の各分野において触れているので、そち

年、1994 年、2004 年、2010 年、2015 年、2019 年 ）に わ た り

地震大国である日本において、鋼ぐいの『剛性が高い、横矢板は、これらのような木矢板や鉄筋コンクリート矢板のらを参照されたい。

改正され、現在に至っている。

抵抗が大きい、大きな支持力を発揮できる、長尺の施工にいくつかの短所を補う「高強度，加工性，急速施工，継手の1）設計基準類の整備

密閉性」などの特長を有する材料として登場した。

14）

以上のように、戦後から1970 年（昭和 45 年）頃までは、海適する』などの特性が評価されていたためである。

道路分野においては、1939 年（昭和 14 年）に、現在の「道外からの技術導入と戦後の復興の相乗効果により、構造物「道路橋下部構造設計指針 くい基礎の設計編（日本道路

現在のように、矢板専用の形鋼として鋼矢板が製作され

路橋示方書・同解説」の原点ともいえる「鋼道路橋設計仕の基礎として、木杭から鋼杭（鋼管杭基礎、鋼管矢板基礎）協会）」では、鉛直荷重・水平荷重に対する荷重分担、支持るようになったのは、1900 年（明治 33 年）前後であり、欧米様書案」が日本道路協会により策定されており、1964 年（昭へ、土留め壁として、木矢板から鋼矢板へ移行し様々な分野

地盤の選定、杭の許容支持力、許容変位量、杭仕様・配置の製鉄会社により様々な断面形状が誕生している。その後、

和 39 年）に基礎を含む道路橋の下部構造の技術基準としての設計基準類が整備され始めたり、JIS が制定されたりするの設計などが規定されている。鋼ぐいの構造細目に関して

1910 年（明治 43 年）にラカワナ式（型）（後に国産化する U「道路橋下部構造設計指針など、鋼管杭・鋼矢板及び鋼管矢板が一般的な基礎材料とは、鋼ぐいの板厚の考え方や腐食に関する項目、くい先端

形鋼矢板）、1912 年（大正元年）にテル・ルージュ式（型）、

年（昭和 43 年）に「道路橋下部構造設計指針

して認知され、本格的に使用し始めた時期であると言える。

仕様、継手構造等の現在の道路橋示方書のもととなる基礎

1923 年（大正 12 年）にラルゼン式（型）の製造が開始され、施工編」が制定されている。

この時点で現行の鋼矢板断面に近いものが出揃った。

くい基礎の設計編」が、1968
くい基礎の

鉄道分野においては、1964 年（昭和 39 年）に開業した東1923 年（大正 12 年）、国内では関東大震災が発生し、大海道新幹線の建設工事にて問題となった路盤噴泥や盛土きな被害が出た。その災害に対する迅速な復旧（特に港湾沈下等に対する工事経験を基にして、1967 年（昭和 42 年）

や河川分野）のため、世界各国から大量の鋼矢板が輸入さに「土構造物の設計・施工指針（案）」が日本国有鉄道（現れた。この出来事が、鋼矢板工法における画期とされていJR）により制定されている。

12）

的事項が記載された 21）。
1968 年（昭和 43 年）には、「道路橋下部構造設計指針 く

2．道路分野い基礎の施工編（日本道路協会）」が制定された。これは当時（1）道路橋の技術基準類

急速に普及量が増えていた鉄筋コンクリートぐい、PCぐい、

日本の道路分野（道路橋）の最初の技術的基準は、1886

鋼ぐいを中心にした施工指針である。指針では、杭打ち計画

年（明治 19 年）の内務省訓令により定められた「国県道の（設備やハンマーの選定）、打ち込み時に生じるくいの傾斜・る 。国内での鋼矢板の生産は 1931 年（昭和 6 年）に官営

港湾分野においては、1950 年（昭和 25 年）に施設の計画・築造標準」に始まる。1923 年（大正 12 年）に関東大震災がずれ、打ち止め、支持力を確認するくい打ち公式の Hiley 式、（八幡）製鐵所が有効幅 400mm のラカワナ式（型）（図 2.1.6

設計に関わる事項が「港湾工事設計示方便覧」として港湾発生したことで、構造物に対する基準類整備の必要性が高

打ち込み記録、現場継手の施工、くい頭の仕上げなど、現在（a））の継手をもつ U 形鋼矢板を製造したのが始まりであ協会（現 日本港湾協会）により取りまとめられている。

まり、1926 年（昭和元年）に内務省により「道路構造に関の鋼管杭施工にも繋がる規定が初めて示された 22）。

る。戦時中は鋼材軍需の急増により、一時的に鋼矢板の製建築分野においては、諸外国の基準をもとに 1952 年（昭造はほとんど行われなくなったが、戦後復興による港湾整

和 27 年）に発行された「建築基礎構造設計規準」が、1960

備の推進により鋼矢板は再注目された。当時、国内唯一の年（昭和 35 年）には日本独自の研究成果等を盛り込み、「建メーカーであった八幡製鐵（現 日本製鉄）は、運輸省の指築基礎構造設計規準・同解説」として改定 1 版が日本建築導を受けながら鋼矢板の新断面の開発に着手し、その後学会により発刊されている。

1960 年（昭和 35 年）にはラルゼン式（型）（図 2.1.6（b））の

2）鋼管杭・鋼矢板及び鋼管矢板の JIS の制定・規定継手をもつ鋼矢板の製造が開始され、さらには 1963 年（昭和 38 年）には U 型鋼矢板の改良型も加わった。

する細則案」が定められた。道路橋の等級や、橋の構造や1970 年以前に、鋼管杭・鋼矢板及び鋼管矢板に関する規格が制定されている。

鋼矢板は 1960 年代〜1970 年代（昭和 35 年〜昭和 54 年頃）

鋼 管 杭 に 関 す る 規 格 は、1961 年（ 昭 和 36 年 ）に JIS Gに技術開発の一つのピークを迎え、これらの他にも、後述

3444（一般構造用炭素鋼鋼管）の一部として『鋼管ぐい』がする 1967 年（昭和 42 年）の JIS A 5528（鋼矢板）制定をは規定されており、1963 年（昭和 38 年）に JIS A 5525（鋼管ぐい）として独立している 14）。以降、8 回（1971 年、1983 年、1988 年、1994 年、2004 年、2009 年、2014 年、2019 年 ）に わ
たり改正され、現在に至っている。
鋼矢板に関する規格は、1967 年（昭和 42 年）に JIS A 5528

（a）ラカワナ式（型）
図 2.1.6

16

２章 │ 技術変遷（設計・施工）（b）ラルゼン式（型）U 型鋼矢板（鋼矢板）として制定され、化学成分・機械的性質及び形
状・寸法等について規定された。以降、6 回（1983 年：名称

図 2.1.7 1
 956 年
（昭和 31年）発行の「鋼道路橋設計示方書」（画像提供：土木学会附属土木図書館）

図 2.1.8

1964 年
（昭和 39 年）発行の「道路橋下部構造設計指針 くい基礎の設計編」と1968 年（昭和 43 年）発行の「道路橋下部構造設計指針 くい基礎の施工編」

17

2.1

（2）多柱基礎工法と鋼管矢板基礎の登場〜1970 年（昭和 45 年）

して使われることもあり、橋梁基礎における省力化、急速鋼管杭は、先に述べた特性を生かして橋梁基礎杭として施工に貢献する工法として、海中での大型構造物の建設普及していったが、本州四国連絡橋や湾岸道路の建設計画（関西新空港連絡橋、本州四国連絡橋をはじめとする瀬戸が進み、海峡や湾岸に建設される橋梁が増え、厚い軟弱地

内海の主要な橋梁、東京横断道路の橋梁等日本を代表する盤や岩盤および大水深の場所では大型化した基礎構造を安橋梁工事）の実現に大きく寄与していくことになる 26）。

全かつ迅速に築造できる工法が求められていた。
（3）高速道路の建設

この頃開発された新形式の基礎工法が多柱基礎工法である。多柱基礎工法は、従来のケーソン基礎の代用として開発

昭和 30 年代に急成長を遂げた日本経済は昭和 40 年代にされ、固定した支持枠上で大口径削孔を行い、その中に鋼管入り高度経済成長第二期に突入した。モータリゼーション

を建込み、鋼管周辺グラウトおよび中詰めコンクリート打設が進展し、貨客輸送も急激に増加したため、そのための道

後、鋼管を頂版で連結することにより、塔柱からの大きな集路整備に関わる法律として 1957 年（昭和 32 年）に「国土開中荷重を分散させることのできる鋼管杭基礎である。仮締め

発縦貫自動車道建設法」と「高速自動車国道法」が策定、そ切りなどの水中工事が不要なため、優れた経済性と工事のの後、個別に定められていた高速道路の建設に関する法

安全性が特長である。この多柱基礎工法については、1962 年

律が整備統合され、1966 年（昭和 41 年）には「国土開発幹（昭和 37 年）には琵琶湖大橋基礎で打ち込み工法によるφ線自動車道建設法」が制定された。その中には高速道路の1500mm の大径鋼管が、1978 年（昭和 53 年）には本州四国連予定路線 7,600km が記載されており（図 2.1.11）、同時期に絡橋の大島大橋基礎でφ3500mm の超大径鋼管が採用され次々と閣議決定された道路整備計画でも、昭和 60 年ごろまた（図 2.1.9，図 2.1.10）

でに高速道路 32 路線 7,600km によって全国ネットワーク

23）
〜25）

。

図 2.1.11

昭和 41 年までに規定された高速道路の予定路線 7,600km 30）を形成するための計画が示されている 28）〜30）。

また同時期には、「2.1 節 1. 共通（4）」で述べた鋼管矢板基礎が開発されている。鋼管矢板基礎は、道路橋基礎とし1956 年（昭和 31 年）には日本道路公団（現 NEXCO 三社）て石狩河口橋基礎で初めて採用されて以来、1971 年（昭和が発足され、1957 年（昭和 32 年）の名神高速道路の施行命

46 年）に南港連絡橋のアプローチ橋（阪神高速道路公団）

令以降、公団により初めての高速道路の建設が進められるの基礎で仮締切り兼用方式が採用され、それ以降の鋼管矢ことになった。その後 1966 年（昭和 41 年）の東北自動車道、板基礎では主に仮締切り兼用方式が採用されている（図中央自動車道、北陸自動車道、中国自動車道、九州自動車

2.1.3） 。ほかにも鋼管矢板は本設の土留めの機能も期待

道（縦貫 5 道）1,017km の施行命令を受け、新しい高速道路26）

写真 2.1.9

東海道新幹線 1964 年（昭和 39 年）10月1日開業

網の建設が全国的に展開することになった。

図 2.1.9

大島大橋

側面図 23）

道路分野に関わる基礎工技術の開発や施工機械の発展

和 34 年）に着手され、多くの反発もあった中、1964 年（昭和 39 年）に無事開通し、日本の大動脈として、同年に開催

高速道路の橋梁基礎では「3. 鉄道分野（2）」で述べるベノト

された東京オリンピックでの旅客・貨物需要に貢献した（写工法が広範囲に使用され、その他にも地形・地質条件に合真 2.1.9）。また、東海道新幹線建設に続き、同時期には山

わせたさまざまな種類の鋼管杭基礎が施工されている 30）。

陽新幹線、東北・北陸新幹線の建設も進められた。

（1）高度経済成長期での鉄道の建設（b）平面図18２章 │ 技術変遷（設計・施工）

多柱基礎 23）

鉄道構造物の基礎として最初に使用されていたのは、橋梁区間における橋脚基礎に用いられた木杭である。1871 年（明治 3 年）に完成した新橋－横浜間の六郷川橋梁に用いら分離し、公共企業体として日本国有鉄道（現 JR）を設立しれて以後、数多くの鉄道橋基礎に木杭が用いられた 32）。一た。日本国有鉄道発足後、鉄道は基幹的輸送機関として物方、鋼杭は明治初期に大阪－京都間の鉄道橋基礎として先流の発展に大きな役割を果たしてきたが、1950 年代頃から端にスクリューのついた杭として、パイルベント形式で用始まった高度経済成長期において、モータリゼーションがいられたという記録がある 33）。

質輸送（貨物）構造に対して更に大きな影響を与えた。

大島大橋（2）鉄道構造物の基礎と杭基礎の多様化

1949 年（昭和 24 年）、政府は運輸省から国有鉄道事業を急速に進展し、それまでの鉄道中心の人的輸送（旅客）・物

図 2.1.10

世界初の高速鉄道である東海道新幹線の建設は 1959 年（昭は、そのような高速道路の歴史に大きく関連している。名神

3．鉄道分野（a）断面図（写真：時事）そもそも日本国内の平野部は軟弱地盤が厚く堆積する地域が多いため、基礎形式の中でも RC 杭、PC・PHC 杭をは

そのような社会情勢の中、鉄道ネットワークの強化を目じめとした杭基礎が用いられてきた。日本国有鉄道は、RC

指し、日本国有鉄道は 1957 年（昭和 32 年）に第一次五カ年

杭の場所打ち工法として、1954 年（昭和 29 年）にフランス

計画を、1961 年（昭和 36 年）に第二次五カ年計画を掲げた。

のベノト社からオールケーシング工法（当時のベノト工法）

第二次五カ年計画のひとつでもある、東京―大阪間を繋ぐ（図 2.1.12）を、1962 年（昭和 37 年）に西ドイツのザルツギッ

19

2.1

計体系が整備され始めた。

4．港湾分野

基礎に関する設計指針が附属としてではなく独立したも（1）港湾分野における鋼材の活用のとして出されたのは、1968 年（昭和 43 年）に日本鉄道施設協会より発刊された「土構造物の設計施工指針（案）」（図

鋼材を最初に用いた港湾構造物は、1876 年（明治 9 年）

2.1.13）である。これは 1962 年（昭和 37 年）〜1967 年（昭に工部省鉄道寮が神戸港内に輸入スクリューパイルを脚和 42 年）に日本国有鉄道より委託された研究委員会の成果とする鉄製桟橋を建設した記録がある 39）。その後、スクに基づいたもので、東海道新幹線の実工事での経験が盛り

リューパイルを用いた桟橋が、横浜・名古屋・大阪・敦賀

込まれて制定された。東海道新幹線の現場は軟弱地盤が多に造られ、このうち最も有名なのが 1889 年（明治 22 年）かく、路盤噴泥や盛土沈下といった地盤や土構造物の問題がら 1894 年（明治 27 年）に建設された横浜港山下大桟橋であ発生し、国鉄部内で基礎向け指針制定の重要性が強く認識る 39），40）（写真 2.1.1，図 2.1.14）。

されたことが背景にあったと考えられる 35），38）。

図 2.1.12 ベノト工法（場所打ち杭）36）〜1970 年（昭和 45 年）

大正末期には関東大震災の復旧のために鋼矢板が輸入さ

なお、「土構造物の設計施工指針（案）」には、杭先端の極れた。港湾において、当初は鋼材の腐食が懸念され仮設工限支持力が Terzaghi 式を修正した算定式で、杭周面の摩擦に用いられたが、施工が容易であること、工期が短いこと

力は砂質土と粘性土に分けて算出されている。また、水平から本設構造物としても用いられるようになった。最初の荷重に関しては、林・Chang の式による計算方法が示され、鋼矢板式係船岸は、1926 年（大正 15 年）大阪尻無川の水深38）

現代の杭基礎設計にも繋がる指針案となっている 。

－ 2.4m 物揚場と言われる 43）。昭和に入ると鋼矢板の輸入量も増えた。一方で、1929 年（昭和 4 年）に鋼矢板の試作がター社からリバース工法を輸入した。一方、1960 年（昭和

官営（八幡）製鐵所で行われ、1931 年（昭和 6 年）には生産

35 年）にはアメリカのカルウェルド社からアースドリル工が開始、初めて 2,500ton の鋼矢板を販売して以降、輸入は法を輸入するも、当時のベントナイト安定液の品質には課ほとんどなくなった 44）。また、1931 年（昭和 6 年）宮古港の題があり、あまり用いられなかった 34）。

－ 3 m 物揚場（護岸）工事においては、「八幡製鐵所製 A 型

本年代での鉄道分野における杭工法の選定では、支持層

Ⅳ製鋼矢板長十三米八及十二米二のもの十七枚を打込み」が 15m 以浅の場合は RC 杭の打込み杭工法を使用、支持層との記録が残っており 45）、これが国産鋼矢板が最初に利用が深い場合には RC 杭の場所打ち杭工法を使用するというされた工事であると言われている 46）。他に昭和初期に鋼矢目安を設定していた。鉄道建設当初は支持杭が主体であっ

板式係船岸が造られた主な港湾は大阪、名古屋、伏木、函たが、構造物の不同沈下量を抑制した摩擦杭や、中間砂層館、留萌などである。しかしながら、腐食の問題があったたに杭先端を止めた不完全支持杭の考え方も取り入れるよう

め、当時は主要な施設よりもむしろ地方港湾の小型係船岸でになった。一方、長大な河川橋梁の基礎にはケーソン基礎

写真 2.1.10

東海道新幹線多く使われていた。一部、大阪、名古屋では－9 m の大型岸

柳沢高架橋基礎杭 34）が用いられていた。

壁においても使用された。

戦後となる 1955 年（昭和 30 年）頃からは、支持層が深戦後は、1950 年（昭和 25 年）に勃発した朝鮮戦争の特需や、い場合の杭基礎に鋼管杭が用いられるようになる。1959

れる』37）。以降の年代では、このような鋼管杭の利点が活

年（昭和 34 年）には、東海道新幹線の柳沢高架橋建設におかされ採用された新幹線基礎やその他鉄道の基礎について

いて、愛鷹山麓の谷間（幅は約 500m）の軟弱な腐食土層かも述べていく。

図 2.1.13

土構造物の設計施工指針（案） 日本国有鉄道建設局編

その後日本経済が高度経済成長期に入ったことにより、社会らなる沖積地盤に高架橋が設置された。上記の通り、本年代では主に RC 杭が基礎杭として使用されていたが、本高架橋の基礎杭には鋼管杭（φ 508mm、板厚 9mm、最大杭

鉄道構造物の基礎に関する基準・規定・指針的なものの長 43m）が使用され、線路直角方向と線路方向に約 10 度

はじまりは明確でないが、古いものとしては 1914 年（大正傾けた斜杭が打ち込み杭工法により施工されている（写真3 年）に鉄道省達 684 号として公示された「鉄筋コンクリー

34）
，
35）

2.1.10）ト橋梁設計心得」があり、基礎の支圧力の標準、杭の支持杭が用いられている。

力公式（クイ打ち公式）が書かれている。その後は、橋梁関。同じく江尾橋梁にも長さ 58m の長尺な鋼管

後に発行される鋼管杭協会広報誌「明日を築く No.13」では、日本国有鉄道構造物設計事務所でのインタビューを基

20（3）鉄道分野での設計と基準類係、特にコンクリート構造物関係の規定類の中で、地盤や杭の許容支持力について記載されてきた 34）。

に、鉄道分野における鋼管杭の見解について、次のように1949 年（昭和 24 年）日本国有鉄道発足後の鉄道構造物の述べられている。
『鋼管ぐいについて、その優れた強靭性に

設計・施工に関しては、日本国有鉄道構造設計事務所（基より、地盤変位に対する追従性が高いので、地震振動、あ礎・土構造ユニット）が技術開発を進め、基礎についても

るいは盛土などによる地盤の変化が予測される軟弱地盤に知見を集積していった。一方、当時は基礎構造物に関わるおける基礎ぐいとして有利であり、中間層に対する打貫能土質力学や地盤調査法、基礎工学の研究が進んでいなかっ

力、傾斜した支持層への貫入能力、切断・継足しが可能とたため、鉄道構造物の基礎に関する設計標準は整備されていう利点などから地盤条件の複雑な場合にも便利に用いらおらず、1950 年代（昭和 25 年～昭和 34 年頃）から徐々に設２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.1.14

横浜大桟橋断面図 42）

21

2.1

資本の充実を目指して、1962 年（昭和 37 年）5 月に「第一次合理的な設計法が確立された 50）。

〜1970 年（昭和 45 年）

版）」が重宝されたと考えられる。
「港湾工事設計示方要覧」

42 年）8 月に川崎製鉄（現 JFE スチール）がマリナースチー

港湾整備五ヶ年計画」が閣議決定された。各地では大型港湾

1960 年代（昭和 35 年～昭和 44 年頃）から始まった高度経は 1940 年（昭和 15 年）から日本港湾協会に設けられた研究

ルの技術を導入して市販を開始した。1965 年（昭和 40 年）

建設が相次ぎ、急速施工のための技術開発が進められた。

済成長期と相まって、急増する港湾貨物に対応するために部で青年技術者達が取りまとめたもので、戦争中の 1944 年

10 月に東京晴海ふ頭で 500ton のマリナースチールが初め

この時期から鋼管杭が港湾構造物に用いられるように港湾施設の整備が急務となり、鋼杭桟橋工法の活用により（昭和 19 年）に一部が僅少印刷領布されていた。その体裁はて利用されたが、期待された効果が常には得られず、腐食なったが、1954 年（昭和 29 年）塩釜港の米軍 LST 桟橋に大型の係船岸が各地で造られるようになった。その代表が「繋船岸設計示方書」「浚渫埋立計画及び施工手順」およびは鋼種よりも腐食環境に大きく影響されることから、使用

おいて、日本で初めて鋼管杭が用いられ 47）（図 2.1.15）、そ横浜港山下埠頭と神戸港摩耶埠頭であり、両埠頭における「防波堤設計示方書」の三本立てであり、施設の構造形式ご

実績はあまり伸びなかった。各社マリナースチールを市販

鋼構造物の成功により、その後全国各地に鋼構造物が大量の後は桟橋基礎杭などに多く用いられた。
直線鋼矢板を用いたセル式係船岸が最初に使われたのはに建設されるようになった。

1959 年（昭和 34 年）に完成した塩釜港貞山 1 号岸壁であり、セル式係船岸はその後戸畑（鉱石岸壁）、名古屋（六号地岸53）とに設計の基本的な考え方が示されていた 。1959 年（昭和 34 年）には、第二次世界大戦をはさんで急速に発展した
最新の海岸工学や土質力学の知見を取り入れ、「港湾工事（2）港湾分野に関する基準類する一方で、自社での耐海水性鋼の開発に努めていた 55）。

設計示方要覧」から大きく進歩した「港湾工事設計要覧（日5．河川分野で取りまとめられたのは 1950 年（昭和 25 年）の「港湾工事材に関しては JIS によることが規定されたほか、鋼材の防（1）我が国における鋼矢板利用技術の草分け
〜信濃川大河津自在堰応急工事での大規模な鋼矢板採用〜

また、直線鋼矢板の代わりに鋼板で円筒形を造り、それ

設計示方要覧（日本港湾協会）」が最初であり、それ以前の食の規定が充実された 54）。1962 年（昭和 37 年）に港湾空港「1. 共通」に記述のように、鋼矢板の国内販売が開始されを現場に据え付ける鋼板セル工法が考案され、1957 年（昭港湾に関する書物は廣井勇博士の「築港（前・後）（1898 年：

研究所が設立され、港湾局、港湾建設局、港湾技術研究所

たのは 1931 年（昭和 6 年）からである。それ以前に鋼矢板

初版、改訂数版）」（図 2.1.16）や鈴木雅次博士の「港工学の 100 名近い執筆者が各自の専門分野について執筆し、2 年が国内公共工事で大きく取り上げられたのが、1927 年（昭1966 年（昭和 41 年）には、鋼管杭の多断面利用に対する（1932 年：初版）」（図 2.1.17）、また日本港湾協会が発足し以上の審議を経て、1967 年（昭和 42 年）に約 990 頁もの「港和 2 年）に川底の洗掘によって突如陥没した信濃川大河津

力学的な特性の解明が実施され、桟橋等における鋼管杭のて間もない時期に編纂された「構造物設計集（1930 年：初湾構造物設計基準」が作成された。戦後の急速な大規模港

自在堰の応急工事（陥没により堰が機能しなくなったため

湾建設には、この「港湾構造物設計基準（日本港湾協会：に信濃川上流からの大部分の水が分水路に流入した）にお1967 年）」による設計手法の標準化が大きく貢献している。

いてである。この応急工事では、ランサム式（型）、ラルゼ

本基準は、運輸省港湾局（現 国土交通省港湾局）が技術基

ン式（型）、テル・ルージュ式（型）（図 2.1.18）の鋼矢板約

準的な性格を与えたものであり、それまで運輸省直轄技術

4,000ton が採用され、陥没した自在堰に代わる可動堰の建者集団が持っていたノウハウを公開したことで、わが国全設と、川底の洗掘対策（床止め・床固め）が実施された。本体の設計技術水準が大幅に向上した（表 2.1.1）。

工事における低価格・短工期での対応は鋼矢板以外では難壁）、直江津（西埠頭）、青森（浜町埠頭）、横浜（出田町石炭埠頭）など各地で建設された。

49）

和 32 年）神戸港の波除堤に用いられた 。

港湾分野の施設の計画・設計に関わる事項が基準類の形

本港湾協会）」が刊行された。荷重の設定の充実に加え、鋼しかったと言われており、河川近傍の構造物、とりわけ堰（3）防食と腐食の問題

堤・水門・橋脚などの水中工作物の被災時における応急工

港湾分野において、鋼管杭の大きな問題は腐食である。
電気防食が港湾鋼構造物に初めて適用されたのは、1953 年

事での適応性が評価され、採用実績を伸ばしていった（写真 2.1.11）。

（昭和 28 年）に尼崎港防潮堤の水門扉にマグネシウム合金

また 1935 年（昭和 10 年）には、鋼矢板ユーザーの意見を陽極を用いた流電陽極方式である。1960 年代に電気防食技取り纏めた技術資料として、上述の信濃川大津川自在堰応術は採用されたものの、当時は維持管理の認識が十分でな

急工事の指揮を執った技術者の 1 人である宮本武之輔の手く、適切な電気防食が施されていなかった。塗装では油性で「鋼矢板工法」（図 2.1.19）が執筆され、鋼矢板の利用技

塗料による防食と 1960 年代（昭和 35 年～昭和 44 年頃）に術はより使い勝手の良いものとなっていった。

タールエポキシ樹脂塗料が開発され、海水中より上部の環
図 2.1.15

塩釜港 LST 桟橋

境で適用されるようになった。1951 年（昭和 26 年）に US

48）

スチール社が飛沫帯の防食性に優れた耐海水性鋼としてマ
リナースチールを開発し、1964 年（昭和 39 年）から販売を開始した。日本では 1965 年（昭和 40 年）6 月に富士製鐵（現日本製鉄）、8 月に八幡製鐵（現 日本製鉄）、1967 年（昭和表 2.1.1

1970 年代以前の港湾の技術基準類等の変遷

1898 年（明治 31年） 築港（前・後）

廣井勇1930 年（昭和 5 年） 構造物設計集

日本港湾協会

1932 年（昭和 7 年） 港工学

鈴木雅次

技術基準
のない時代

1944 年（昭和 19 年） 港湾工事設計示方要覧 日本港湾協会
1959 年（昭和 34 年） 港湾工事設計要覧
図 2.1.16 『築港』廣井勇著 51）（画像提供：土木学会附属土木図書館）

22２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.1.17 『港工学』鈴木雅次著 52）（画像提供：土木学会附属土木図書館）

日本港湾協会

1967 年（昭和 42 年） 港湾鋼構造物設計基準 港湾空港研究所

参考と
すべき指針
図 2.1.18 当時の広告

23

2.1

（2）建築基礎構造設計規準・同解説の発刊〜1970 年（昭和 45 年）

線から 30m 離れた地点で 85 ホーン（東京都では 75 ホーン）1952 年（昭和 27 年）、「建築基礎構造設計規準・同解説」

以上の音量が計測される場合に規制の対象となるが、このが発刊された。発行された当時は太平洋戦争の敗戦後の本規制は禁止を意味するものではなく、規制対象となる事態

格的な復興を始めるタイミングであり、基礎構造に関するが発生した場合に、状況に応じて、遮音板の取付け、夜間設計規準のニーズはあったが、専門の研究者も少なく、地や土日祝日の作業の禁止、時間制限の勧告があるだけで盤の科学的調査や、地質力学の普及も微々たるものであっあった。しかし、公害防止工法を採用し、施工期間の延長、た。そのため、主に諸外国の規準をもとに、そこへ日本の遮音板の取付けを行えば、2〜3 倍のコストアップとなって慣習や経験とさらに若干の研究の結果を加えた形の規準がしまうことから、1969 年（昭和 44 年）ころからは騒音回避

初版として発刊された 63），64）。

のために場所打ち杭工法の採用が増え、打込み杭工法の採1954 年（昭和 29 年）から高度経済成長期に入り、建設工用は減少していった。

事の急激な増加とともに、基礎構造や根切り工事の合理的
写真 2.1.11

宮本武之輔氏と陥没した信濃川大河津自在堰（写真提供：信濃川大河津資料館）
56）（2）河川法図 2.1.19 「鋼矢板工法／岩波全書
（昭和 10 年）」57）

木杭で支えられていた。

な設計に対する要望が増加した。また、建築分野の研究者

4）新潟地震の発生も急速に増加したことにより、日本独自の研究も蓄積さ

新潟地震は、1964 年（昭和 39 年）6 月16 日新潟県の粟島南れ、地盤調査技術も発展したため、1960 年（昭和 35 年）に方沖約 40km を震源として発生した地震であり、地震の規模「建築基礎構造設計規準・同解説（改定第 1 版）」が発刊さは M7.5（Mw7.6）と巨大地震には分類されなかったものの、河川法は、堤防・ダム・河川水調整・河川敷活用・水質

戦後の混乱期を経て、1950 年（昭和 25 年）に勃発した朝れた。この改定第 1 版では、急速に進歩した土質調査法に

長周期地震動で損傷したタンク配管から流出したガソリン

維持・自然保護等、総合的な河川行政を定めた法律で 1897

鮮戦争を契機に、日本国内の復興は活発化した。鉄骨造、基づく、土質力学・基礎構造理論を取り入れ、基礎構造施が爆発・炎上し、拡大した火災は 12 日間に渡って燃え続年（明治 30 年）に制定された森林法・砂防法と合わせ『治鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋コンクリート造の建物も工の合理化に対する要望に応えようとした。

けるなど、日本の歴史上最大級の石油コンビナート災害と水三法』と呼ばれた。河川法のもつ目的には 3 つの大きな

増え、規模も次第に大きくなったことから、より支持力の柱がある。まず 1896 年（明治 29 年）に、それまでの河川

大きな杭が必要となった。
「1. 共通」にも記載したように、整備が氾濫を前提とし要所のみ守る方式であったことに1953 年（昭和 28 年）に塩釜港で鋼管杭が採用されたこと、

1970 年（昭和 45 年）までの建築分野では、主に打込み杭された。建物の上部構造にはほとんど被害がない状態で沈対し、洪水被害を軽減させる「治水」が掲げられた。次に1954 年（昭和 29 年）にディーゼルハンマが国産化されたこ工法が採用されていた。打込み杭工法の長所として、施工

下・傾斜しており、写真 2.1.13 に示すように信濃川左岸で1906 年（昭和 39 年）に生活・農業・工業・発電用水としてとにより、鋼管杭の施工が盛んになった。材料の信頼性に速度が速く経済的であること、杭の貫入量やリバウンド量

は県営アパート 3 棟が大きく傾斜（住民は傾斜する建物のベ

河川を流れる水自体を活用する「利水」が加えられ、1997

加えて、施工速度、長さの変更に対する適応性、継手に対などから支持層への到達や先端の地盤抵抗が確認できるこ

ランダから地面へ着地して避難できるほどにゆっくり傾斜

年（平成 9 年）には良好な河川環境の整備・保全および地する信頼性と自由性、大量入手の容易性、先端・頭部等補と、施工時に土を排出しないことが挙げられるが、一方で、したという）、また、県営アパートに近い新潟明訓高校の校

域の風土・文化を活かした川づくりを求める「環境」が加

強工作の自由性と容易性の利点が、その急激な普及の要因

騒音や振動の発生が避けられないという大きな短所があ

庭では、地震による地割れの他、液状化による噴砂・湧水もえられた。現在では、現行の河川法のもと、この「治水・利であった 62）。

る。そのため、年を追うごとに打込み杭工法の採用率は減確認された（写真 2.1.14）65）。新潟空港でも同様の現象が確少していった。

認され、撮影された映像が「地震当時の映像」としてニュー

水・環境」が三位一体となった体系的な制度整備および河川行政の推進が行われている。

なった。この新潟地震では、死者数は少なかったものの、河（3）騒音規制法と公害防止条例の施行

打込み杭工法の衰退の要因に 1968 年（昭和 43 年）に公6．建築分野（1）木杭から鋼杭への転換

川近傍の住宅地や工業地帯等で液状化現象が相次いで観測ス報道された。カラーテレビの普及に伴い、これまで専門家布された騒音規制法と、1970 年（昭和 45 年）に東京都で公にしか知られていなかった液状化という現象が一般の人々布された公害防止条例が挙げられる。騒音規制法が公布さまで広く認知され、液状化現象に対する本格的な研究が始れたことにより、都市部での打込み杭工法が禁止されたとまった。なお、その後に、当時の国鉄新潟支社近くにあっ思いがちであるが、実際は異なる。騒音規制法で敷地境界た鉄筋コンクリート造３階建ての建物やその他の建物においても解体時の掘り起こしによって、新潟地震時の液状化

既に「1. 共通」などでも前述した通り、建築分野におい58）に伴う側方流動によりコンクリート杭がせん断破壊を起こても木杭は古くから使用されている 。有名な建築物で紹介すると、1907 年（明治 40 年）～1914 年（大正 3 年）に建設された東京駅においても松杭が利用されていた（図 2.1.20，
写真 2.1.12）59）〜61）。
明治末期〜関東大震災までは、鉄筋コンクリート造構造物も増え、松杭以上の耐久性と支持力が要求されたことで、コンプレッソル杭、ペデスタル杭等の場所打ちコンク
リート杭が導入された。関東大震災後の復興の動きの中では、震災による延焼被害が大きかったことを受けて、鉄筋
コンクリート造や、鉄骨鉄筋コンクリート造、地下室のある建物等の需要が増え、それに対応する基礎工法の開発が行われた。日比谷の第一生命本社ビルはニューマチック
ウォールケーソンを用いて地下構造が構築されている 59）。
しかしながら、戦前当時の建築物は現在の建築物から比べると建物規模が小さいこともあり、圧倒的に多くの建物が24

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.1.20 東京停車場建築工事報告 60），61）（画像提供：土木学会附属土木図書館）

写真 2.1.12 旧丸ビル基礎工事写真 58）（写真提供：三菱地所）

写真 2.1.13 液状化により傾いた県営川岸町アパート 65）（写真提供：関東学院大学 工学総合研究所 若松 加寿江 氏 / 竹内 寛 氏 撮影）

25

2.1

〜1970 年（昭和 45 年）

38）社団法人土木学会：鋼構造委員会，土木鋼構造物の設計法に関する調査委員会報告書，「5. 設計方法の変遷と今後の動向」，2008 年 6 月

写真 2.1.14 新潟明訓高校の校庭で発生した噴砂・湧水 65）（写真提供：関東学院大学 工学総合研究所 若松 加寿江 氏 / 竹内 寛 氏 撮影）

写真 2.1.15 新潟市内の被災建物にて引き抜かれたRC 杭 66）（写真提供：東北学院大学 名誉教授 吉田 望 氏）

していたことが確認されている（写真 2.1.15）66）。このよう1974 年（昭和 49 年）発刊の「建築基礎構造設計規準・同解説」

な研究の成果が、後に「2.2 節 6. 建築分野（1）」に後述するに、液状化項目の追加として反映されることとなった。

【参考文献】共通1 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：鋼管杭 その設計と施工，2009 年 4 月
2 ）五十畑弘：鉄製杭基礎とスクリューパイルに関する歴史的調査，土木学会論文集 No.744/ Ⅳ -61 P139-150，2003 年 10 月
3 ）山下久男 他：わが国における鋼管杭設計・施工技術の発展と今後の展開，土木学会論文集 F Vol.66 No.3，2010 年 7 月
4 ）青柳隼夫：基礎工事用機械の技術変遷と課題，基礎工，Vol.36 No.3，株式会社総合土木研究所，2008 年 3 月
5 ）鋼管杭協会：鋼管ぐい －その設計と施工－，昭和 49 年 2 月
6 ）新潟県 HP，https://www.pref.niigata.lg.jp/uploaded/attachment/100034.pdf
7 ）柴﨑宜之 他：地すべり抑止杭の設計・施工技術，基礎工，Vol.41 No.2，株式会社総合土木研究所，2013 年 2 月
8 ）産業調査会：土木工法辞典 改訂Ⅴ，2001 年 2 月
9 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：鋼管矢板基礎 －その設計と施工－，2002 年 12 月
10）新山惇，高橋陽一，青木正夫，三浦智：橋梁形式の撰選定について－石狩河口橋－，寒地土木研究所，昭和 45 年度（C-7），昭和 45 年度技術研究発表会，
1971 年 12 月11）高橋陽一，新山惇，三浦智：石狩河口橋基礎工の設計と施工－特に主径間部基礎工について－，寒地土木研究所，昭和 44 年度（C-12），昭和 44 年度技術
研究発表会，1970 年 12 月 12）社団法人日本橋梁建設協会：橋梁年鑑 昭和 54 年度版（昭和 47 年 - 昭和 52 年度完工），1979 年 5 月
13）石黒健工学博士 他：鋼矢板工法（上），1982 年 6 月
14）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：鋼管杭・鋼管矢板標準製作仕様書，第 7 版，2019 年 7 月
15）鋼管杭協会：鋼矢板標準製品仕様書 改訂 3 版，2006 年 5 月
16）株式会社技研製作所：世界杭打ち機博物館，https://www.giken.com/ja/mission/scientific_verification/the_musium_of_pile_drivers/
17）鋼管杭協会：明日を築く No.7，昭和 48 年 11 月
18）鋼管杭協会：明日を築く No.16，昭和 50 年 12 月

港湾分野39）神戸市：神戸開港 100 年史（建設編），1970 年 4 月40）鈴木雅次：港工学，昭和 7 年 10 月41）鋼管杭協会：明日を築く No.41，昭和 57 年 7 月
42）運輸省第二港湾建設局・よこはま調査設計事務所：管内港湾構造物集覧，1976 年 12 月
43）松並仁茂：埋立護岸の形式による土木材料の変遷，土木学会誌，1978 年
44）石黒健，白石基雄，海輪博之：鋼矢板工法（上），山海堂，昭和 57 年 6 月
45）宮古港修築工事概要，内務省先代土木出張所，1938 年
46）鋼管杭の防食法に関する研究グループ：海洋鋼構造物の防食技術，2010 年 3 月
47）鋼管杭協会：明日を築く No.9，昭和 49 年 3 月
48）社団法人日本港湾協会：繋船岸集覧，昭和 38 年 11 月49）阿部正美：港湾鋼構造物の防食技術の変遷，材料と環境 60 巻 1 号，公益社団法人腐食防食学会，2011 年 1 月50）御巫清泰：水平力を受ける多段面鋼管杭の変位および曲げモーメントの計算法について，港湾技術資料，No.24，運輸省港湾技術研究所，1966 年 4 月51）公益社団法人土木学会：土木学会図書館アーカイブ，http://library.jsce.or.jp/Image_DB/s_book/jsce100/htm/013.htm
52）公益社団法人土木学会：土木学会図書館アーカイブ，http://library.jsce.or.jp/Image_DB/s_book/jsce100/htm/039.htm
53）合田良実：港湾の技術基準の改訂の変遷，「港湾」第 83 巻 08 号，公益社団法人日本港湾協会，2006 年 8 月
54）横田弘：港湾鋼構造物の設計，コンクリート工学 Vol.51 No.1，公益社団法人日本ンコンクリート工学会，2013 年
55）紺野和義：海水腐食とマリナースチール，川崎製鉄技報 Vol.1，No.1，川崎製鉄株式会社，1969 年 4 月
河川分野56）信濃川大河津資料館：信濃川大河津資料館パンフレット，http://www.hrr.mlit.go.jp/shinano/ohkouzu/common/pdf/pf2019.pdf
57）宮本武之輔：鋼矢板工法，岩波全書 第 62，昭和 10 年 6 月
建築分野58）三菱地所株式会社（社史編纂室）：丸の内百年のあゆみ 三菱地所社史 上巻，下巻，資料・年表・索引，1993 年59）一般社団法人東京都地質調査業協会：技術ノート No.6 建築基礎工法の変遷 その地質との関係，平成元年年 8 月
60）金井 彦三郎：東京停車場建築工事報告，土木学会誌 第 1 巻 第 1 号 ，大正 2 年 2 月
61）金井 彦三郎：東京停車場建築工事報告（続き），土木学会誌 第 1 巻 第 2 号，大正 2 年 4 月
62）箕曲在信：建築基礎工法の移り変わり，土と基礎 22（8），社団法人地盤工学会，1974 年 8 月
63）一般社団法人日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2019 年 11 月
64）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.48 No.2，2020 年 2 月号
65）公益社団法人日本地震工学会，関東学院大学 若松研究室：1964 年新潟地震直後に撮影された写真に基づく液状化被害の状況，2014 年 6 月
66）中村 晋，吉田 望，小林 恒一：1964 年新潟地震で被害を受けた建物の杭の引抜き調査，日本建築学会大会講演梗概集（九州），1898 年 10 月
（写真 2.1.15 については、吉田 望 氏よりご提供の原版を論文写真に一致させて掲載）

道路分野
19）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.25 No.1，1997 年 1 月20）公益社団法人土木学会附属土木図書館 デジタルアーカイブス 基準類，http://library.jsce.or.jp/Image_DB/spec/road/pdf/srb1956/srb1956.html
鋼道路橋設計示方書 / 鋼道路橋製作示方書 解説，1956 年 5 月
21）社団法人日本道路協会：道路橋下部構造設計指針 くい基礎の設計編，昭和 39 年 3 月
22）社団法人日本道路協会：道路橋下部構造設計指針 くい基礎の施工編，昭和 43 年 10 月
23）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.1 No.5，1973 年 10 月24）柴田徹：橋梁基礎の変遷（高速道路 特別論文），https://hanshin-exp.co.jp/company/skill/data/paper/file/013/paper02.pdf25）吉田 巌：明石海峡大橋の基礎 - 調査と計画 -，土木学会論文集 第 418 号Ⅲ -13 招待論文，1990 年 6 月
26）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.21 No.11，1993 年 11 月
27）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.20 No.9，1992 年 9 月
28）国土交通省：高規格幹線道路網計画の変遷，https://www.mlit.go.jp/road/ir/ir-council/hw_arikata/chu_matome2/01.pdf
29）高速道路調査会：第 3 章 高速道路網 7600km 計画，https://www.express-highway.or.jp/info/document/50th_history_b3.pdf
30）国土交通省：これまでのネットワークの経緯と検証，https://www.mlit.go.jp/road/ir/ir-council/hw_arikata/pdf9/3.pdf
31）東日本高速道路株式会社：高速道路五十年史 第 2 章 高速道路の黎明期 - 名神・東名の時代，2016 年 2 月
鉄道分野32）日本国有鉄道：鉄道技術発達史第 2 巻，1959 年 1 月
33）社団法人土質工学会：土と基礎、23（1），1975 年 1 月34）株式会社建設図書：橋梁と基礎，第 52 巻 第 8 号，2018 年 8 月35）公益財団法人鉄道総合技術研究所：鉄道技術 来し方行く末 第 88 回 鉄道構造物の基礎の変遷，RRR -Railway Research Review-，Vol.76，No.9，2019 年
9月36）株式会社朝倉書店：基礎工学ハンドブック，1964 年（初版発行）
37）鋼管杭協会：明日を築く No.13，昭和 50 年 3 月

26

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

27

2.2

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）

2.2 1971年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）
1970

1975
高度経済成長期

時代背景

第 1 次オイルショック

＜道路＞

＜鉄道＞

1980
第 2 次オイルショック★ 矢板式基礎の設計と施工指針（1972）

各種基準、★ 建造物設計標準解説（基礎構造物及び抗土圧（1974）構造物）★ 鋼管矢板井筒の設計施工指針（案）（1981）★ 耐震設計指針（案）

示方書類（1979）＜港湾＞★ 港湾の施設の技術上の基準・同解説（1979）＜建築＞★ 建築基礎構造設計規準・
同解説 改定第 2 版（1974）

施工機械、＜油圧ハンマ＞ ★ 英国／BSP 社開発（1975）

施工方法＜圧入機＞ ★ 圧入引抜機開発（1975）（a） NH-150B14）注＜鋼矢板＞★ 改正（1971）（2）中掘り杭工法の開発★ 改正（1983）

板、鋼矢板）★ 振動規制法（1976）

中掘り杭工法は、三点式杭打ち機（写真 2.2.2）を用いて、★ 改正（1983）

鋼矢板（鋼管矢板）★ 港湾法改正（1973）★ 宮城県沖地震（1978）

1 つであるセメントミルク噴出撹拌方式は、中掘り杭工法

式、②最終打撃方式、③コンクリート打設方式）。その中のの主流であり、杭先端が所定深度に到達した後、オーガ先
端部からセメントミルクを噴出して杭先端根固め球根を築造するものである。1970 年以降において、この方式は複数★ 開業（1982）の工法が開発されている 3）が、現在、施工法、施工管理手法★ 一部開業（1982） ★ 開業

★ 着工（1971）

写真 2.2.2 中掘り杭打機 21）深度まで沈設させる工法であり、杭先端部の処理方法によ★ 建築基準法改正（1981）＜東北新幹線（上野－盛岡間）＞＜上越新幹線（上野―新潟間）＞を掘削しながら杭先端部の土砂を排土し、鋼管杭を所定
り 3 つの方法に大別される（①セメントミルク噴出撹拌方★ 日本列島改造論（1972）★ 着工（1971）

鋼管杭の中空部にオーガスクリュを挿入、これにより地盤★ 鋼管矢板
制定（1983）★ 鋼管杭協会発足（1971）

世の中の動き（b） S-28015）

写真 2.2.1 油圧ハンマ
注：現在、日本車両製造では、油圧ハンマの生産を行っていない。

★ JASPPジョイント（1976～）＜鋼管ぐい＞（鋼管杭、鋼管矢＜河川＞ ★ 河川事業関係例規集／
腐食代の考慮（1979）★ SL 杭（1976～）

鋼材

JIS 制定★ 道路橋示方書・同解説Ⅳ下部
構造編（1980）★ 道路橋下部構造設計指針
くい基礎の設計編一部改訂（1976）（1985）が確立されていると一般に認知される工法としては、5 つの工法がある（TAIP 工法、TN 工法、TBS 工法、FB9 工法、KING 工法）。各工法の概要については、参考文献 4 を参照
されたい。

杭を打撃する。任意にラム落下高さをコントロールできるた

1．共通

め、打撃力を調整できるという特徴がある。しかしながら、（1）打撃工法から低騒音・低振動工法への転換

前述の通り、1968 年（昭和 43 年）に施行された騒音規制法とまた、埋込み杭工法と並行して、バイブロハンマによる鋼管杭は前述の通り、1954 年（昭和 29 年）の塩釜港桟橋

ともに、1976 年（昭和 51 年）には振動規制法が施行され、防振動工法（バイブロハンマ工法）や油圧による圧入工法のを契機に本格的に使用され始め、年間の鋼重量は、右肩上

音カバー工法による都市部での打撃施工は、実質困難な状施工機械の開発も進められた 2）。

がりに増加し続け、1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55

況となった。そのため、当時、同程度の使用割合であった土バイブロハンマは、1934 年（昭和 11 年）にソ連のバルカ

年）の 10 年間は、概ね 100 万 ton／年以上となっていた 。

木と建築の比率は、徐々に土木の比率が高い傾向となってン博士の指導により開発され、第 2 次世界大戦後の建設工

打撃工法では、一般に用いられてきたディーゼルハンマ

いき、市街地においては、低騒音・低振動工法が求められる事に用いられるようになった 5）と言われている。バイブロに替わり、油圧ハンマ（写真 2.2.1）が採用され始めている。

ようになるとともに、建設発生土が環境面に及ぼす影響を

ハンマ工法の打込みおよび引抜きの原理は、図 2.2.1 を参抵抗力（Rv）を上回る杭重量（Wp）とバイブロハンマの重1）28（3）バイブロハンマ工法と圧入工法の開発

図 2.2.1 バイブロハンマの施工原理図 5）ディーゼルハンマに比べ、低騒音で油煙の飛散が無い油圧懸念し、低排土工法が求められるようになってきた 。そこ

照されたい。一般に、土に振動を加えると土を構成する土量（W）で杭を貫入させる。バイブロハンマには、電動式（写ハンマは、1975 年（昭和 50 年）にイギリスの BPS 社により開で、杭施工会社と鋼管杭メーカーが協力し、施工時の騒音と粒子間の結合が一時的に低下する。バイブロハンマによる

真 2.2.3（a））と油圧式（写真 2.2.3（b））があり、土留め壁

発され、その後、日本に導入されている。油圧ハンマは、油振動を低減させる施工方法として、埋込み杭工法（中掘り杭

杭の打込みは、この現象を利用するものであり、杭の周面として用いる鋼矢板を沈設させる目的で、1960 年（昭和 35

圧により持ち上げたラムを自由落下または加速落下させて工法、プレボーリング杭工法）の開発が進められた 2）。

摩擦をバイブロハンマによる振動で緩めながら杭先端動的年）にバイブロハンマ先進国であったソ連から一挙に 50 台２章 │ 技術変遷（設計・施工）

1）

29

2.2

図 2.2.2

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）

圧入工法の施工原理 18）（画像提供：国際圧入学会）（a）電動式 16）
表 2.2.1
分野
道路

鉄道

港湾

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

新規制定

道路橋示方書・同解説

新規制定

矢板式基礎の設計と施工指針

1972 年

新規制定

構造物設計標準解説（基礎構造物及び抗土圧構造物）

1974 年

新規制定

耐震設計指針（案）1979 年

新規制定

港湾施設の技術上の基準・同解説

1979 年

河川事業関係例規集／腐食代の考慮

1979 年

討など、現在の製品仕様の礎となる活動に注力していた。

建築基礎構造設計規準・同解説

1974 年

1）軟弱地盤における負の周面摩擦力への対応（SL 杭）8）河川（b） 油圧式 17）

建築

基準書

改定

Ⅳ下部構造編1980 年

明日を築く No.17）

鋼管ぐい－その設計と施工－ 20）

は、「鋼管ぐい－その設計と施工－」（図 2.2.4）を 1974 年（昭和 49 年）に刊行するとともに、SL 杭の製品仕様書などの技術資料の取りまとめ、腐食に対する防食杭の開発（「4. 港湾分野（4）」）、JASPP ジョイントを含む附属品の標準仕様検う軟弱地盤や埋立地への進出など、社会的要請に対応しの電動式バイブロハンマが輸入されている。これを機に、やユーザーの要望などを反映しつつ整備されてきていたて、軟弱層を貫いて深い支持層へ達する鋼管杭の施工例

バイブロハンマ開発の大きな流れが始まった 2），6）。1970 年

が、高度経済成長期以降においては、基準類の体系化、法が増加していた。一般的に、軟弱な地盤や埋立地では、地（昭和 45 年）には油圧式が、1967 年（昭和 42 年）〜1973 年（昭改正、蓄積された新たな知見の反映などにより、新規制定

盤沈下が発生しやすく、それに伴い負の周面摩擦力（ネガ和 48 年）には電動式が国産化されている。バイブロハンマ

や改訂（改定）がなされている。詳細は、各分野を参照いた

ティブフリクション）が発生する。このネガティブフリク

は、その後も改良が重ねられ、1988 年（昭和 63 年）に油圧だきたいが、表 2.2.1 に新規制定および改訂（改定）されたションによる構造物の被害例が次第に明らかになり、報式可変超高周波型、1996 年（平成 8 年）に電動式可変超高主な設計基準類を示す。

告されてきたことを受け、日本建築学会では「建築基礎構
造設計規準・同解説」の改定、日本道路協会では「道路橋

周波型が開発されており、現在も鋼管矢板基礎の建込み時等に多用されている。また、バイブロハンマ工法では、施図 2.2.4

この頃は、構造物の大規模化や多様化、用地取得難に伴

写真 2.2.3 バイブロハンマ（5）鋼管杭協会の設立と主な活動

下部構造設計指針・くい基礎の設計編」の改訂にあたっ

工時の騒音・振動を低減させる方法として、杭にジェット1971 年（昭和 46 年）、鋼管杭・鋼矢板技術協会（Japaneseて、ネガティブフリクションに関する見直しが行われてい配管を施し、杭先端部の複数のノズルよりジェット水を噴Technical Association for Steel Pipe Piles and Sheet

る。当時、ネガティブフリクション対策工法としては、①出して杭を打設するウォータージェット併用バイブロハン

Piles：略称 JASPP）の前身である鋼管杭協会（Japanese

杭体を強くする方法、②群杭による方法が採られていた

マ工法（JV 工法）を用いる場合もある。

写真 2.2.4

SL 杭 19）

Association for Steel Pipe Piles：略称 JASPP）が設立さが、③二重管とする方法や④ SL 杭（写真 2.2.4）などの新当時としてはまだ新しい製品であったため、施工実績の積圧入工法は、主に鋼矢板壁や鋼管矢板壁を構築する際にれた。今もなお発刊している当協会の機関誌である「明日たな工法も用いられるようになっていた。SL 杭とは鋼管

み重ねにより明らかにしていかなければならない問題点も用いられる低振動・低騒音工法である。図 2.2.2 のように、を築く」の記念すべき第 1 号（図 2.2.3） において、当時のの表面にすべり層として特殊なアスファルト（Slip Layer

残されていたが、その段階でまとめ得る範囲で、1977 年（昭すでに地中に打設された数本の鋼管杭（鋼管矢板，鋼矢板）会長である島村哲夫氏は、以下のように設立趣旨を述べてcompound）を塗布した杭であり、すべり層材料は、長期間

和 52 年）12 月に「SL ぐい製品仕様書、付属資料 SL ぐい取を把持し、その引抜き抵抗力を反力として次の鋼管杭（鋼いる。

にわたり作用する荷重には粘性体のように挙動し、短時間扱い書」を刊行している。

管矢板，鋼矢板）を油圧による静荷重で地中に押し込んで『現在は、まさに激動の時代です。絶え間なく変容を続けに作用する荷重に対しては弾性体のように挙動する性質

2）附属品の標準化 9）（引き抜いて）いく。振動規制法が施行された 1976 年（昭る社会環境に即応しながら、複雑化し、高度化する経済界（粘弾性特性）を備えている。このような特徴により、群杭1964 年（昭和 39 年）の新潟地震において、鋼管杭基礎で

和 51 年）とほぼ同時期の 1975 年（昭和 50 年）に鋼矢板向けの進展に伴って昨今の実際需要面では「地震対策」「騒音対による対策方法（前述の対策工法②）よりも安価に実施すある昭和大橋で落橋事故が発生した。地震による飽和砂質の圧入機が実用化されており、その後の 1990 年（平成 2 年）策」等、需要界からの技術的要請も高度化し、一方では海ることができる。SL 杭については、すでに欧州地域で多く地盤の液状化現象と側方流動が発生したことが事故の原

前後には鋼管杭向けの圧入機が実用化されている。

洋開発その他新規需要分野の開拓の必要性が痛感されておの施工実績を持っており、国内においても一般的に使用さ因であることは知られているが、地盤の側方流動により鋼ります。これら時代の要請に応えるため、
（中略）
「鋼管杭

れる傾向が見受けられるようになっていた。そこで、鋼管

管杭の溶接継手の破損も生じていた。当時、鋼管杭の溶接協会」を結成しました。』

杭協会では、1976 年（昭和 51 年）9 月から、その製品の製造・継手は手溶接で行われており、強度不足を起こしやすいと品質・取り扱いなどについての標準的な仕様を作成した。

いう欠点と共に、大径化に伴う溶接時間の長時間化の解消（4）各分野における設計基準類の改訂（改定）および新規制定

前述の通り、各分野における設計基準類は、技術の進歩

30

図 2.2.3

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

7）

この言葉の通り、時代の要請に応えるべく、鋼管杭協会で

31

2.2

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）を望む声が強くなった。各鋼管杭メーカーは、鋼管杭の半ところで、鋼管ぐいの JIS 規格は、1971 年（昭和 46 年）に丸蓋（写真 2.2.6）
・十字リブ（写真 2.2.7）
・丸蓋十字（写真

自動溶接継手の開発を進めたが、継手構造、溶接方法が各

1 回目の改正が行われているが、その時点では、現在のよ2.2.8）
・吊金具（写真 2.2.9）について、用語の統一、形状、社で異なっていた（図 2.2.5）。そのため、技術者（設計者）

うに吊金具や補強バンド等の附属品については規定されて寸法の標準化を主内容とした「鋼管ぐい付属品の標準化（そが開先仕様を指定すると、杭の購入先を指定してしまった

おらず、設計および施工者が個別に設計するなど、過去のの 1）」を 1975 年（昭和 50 年）にまとめている（表 2.2.2）。

り、別々の会社の杭を継杭できないなどユーザー側にとっ実績を基にその形状や寸法を定めていた。そのため、需要

その後、複数回にわたり検討を行った後、1983 年（昭和 58て使用上不便であったりすることが課題となっていた。そ家側からは、利便性を図るため、標準化が望まれていた。

年）の改正時に附属品に関する解説が JIS に記載されたが、こで、これまでの各種継手の強度や溶接の施工性について

さらに、当時の日本鋼構造協会、鋼ぐい小委員会においてそれまでの期間、この標準化を参考として設計・施工が行研究するため、1971 年（昭和 46 年）〜1972 年（昭和 47 年）も当協会に対し、この問題の検討を行うよう要請があっ

われ、利便性向上に大きく寄与した。

に日本鋼構造協会にて溶接施工試験、継手の強度試験、全たことから、素案の検討を行い、補強バンド（写真 2.2.5）
・

1971年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和55 年）を振り返ると、

断面引張り試験などが行われ、標準案として採用すべき候

この年代は、社会からのニーズに応えるべく、様々な低騒音・補として、2 種類の継手が提案された（図 2.2.6） 。その後、

低振動工法が開発され始めた時期であり、社会環境に応じた当協会がその研究を発展させ、1976 年（昭和 51 年）に 2 種

施工方法の開発への着手、あるいは実用化がなされ、現在の11）

施工方法の礎を築きはじめた時代であると言える。なお、打類の継手の長所を採り入れた鋼管杭協会半自動溶接現場
継手（JASPP ジョイント）を標準化することとなった（図2.2.7）（a）丸棒あり

撃工法は、都市部での施工は困難となったものの、発生残土11）も少なく、支持層への到達判断および支持層への根入れ長な

11）
，
12）
，
13）

。

どの施工管理を直接行える信頼性の高い工法であることか
ら、現在もなお、騒音や振動の制約が比較的緩い山岳部や港湾分野等では多用されている。

写真 2.2.5

補強バンド（b）一部変更（丸棒無し）12）

写真 2.2.6
図 2.2.5

各社で市販されていた継手形状

丸蓋 22）

写真 2.2.8

丸蓋十字

20）

（c）現在のJASPPジョイント 13）
図 2.2.6 日本鋼構造協会で提案された溶接継手 11）32

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.2.7 JASPPジョイント（出典：道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編，平成 29 年 11月，日本道路協会）

写真 2.2.7

十字リブ 23）

写真 2.2.9 吊金具

33

2.2

表 2.2.2
付属品名

概要図

0．共通

1．補強バンド

2．丸蓋1975 年（昭和 50 年）当時の「鋼管ぐい付属品の標準化（その1）」の内容 9）を引用編集
説明

内容（抜粋）

解説（1）材質• 材料調達が容易な SS41 または相当品• SS41（現 SS400）または相当品とする。
とした。
（2）溶接材料• 付属品の引張り強さ以上を有する JIS 規格品
または同等品とする。
（3）溶接部の検査• 目視検査• 使用上支障のない品質を保証するため◇く い先端が、障害物などによ （1）寸法
1）厚さ（t）
り有害な損傷をうけるおそれ• 9mmがある場合に、くい先端に長2）長さ（ℓ）
さ 200mm 又 は 300mm の 曲• φ 609.6 以下は、200mm
げ鋼板を管外面に取り付ける
φ 609.6 超えは、300mm
もの（2）取付方法• 取付位置（ℓ0）は 18mm
• 溶接はすみ肉溶接によるものとし、脚長（a）
は 6mm 以上
（3）寸法許容差
1）厚さ：＋規定せず、－ 12.5％2）長さ：＋規定せず、－ 5mm3）取付位置：＋ 0mm、－ 9mm◇荷 重 を く い に 伝 達 す る た め （1）寸法
1）厚さ（t）に、円形の鋼板をくい頭に現• 12mm、22mm、32mm とする。
場加工（現場溶接）により取2）径（d）
り付けるもの•（D-T）とする
ただし、D は管外径、T は管厚（2）寸法許容差
1）厚さ：12mm の場合：± 1.1mm
22mm の場合：± 1.3mm
32mm の場合：± 1.4mm

3．十字リブ5．吊金具（参考）

34

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

b

リートの一体性、剛性・振動性状の把握および地震応答解

台・橋脚の設計編」、「直接基礎の設計編」、「くい基礎の施

析法を検証するための載荷振動実験のテーマが研究され工編」、「ケーソン基礎の設計編」、「場所打ちぐいの設計施た。それら研究成果が取りまとめられ、1972 年（昭和 47 年）• 過去の実績より

工編」、「ケーソン基礎の施工編」と計 8 編に分冊されていに「矢板式基礎の設計と施工指針」が鋼管矢板基礎最初の• 過去の経験よりたが、1980 年（昭和 55 年）にそれらが整理・統合され、「道指針として制定された（図 2.2.9）26）。ここでいう矢板式基

路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編」（図 2.2.8）となり、「橋、礎は、H 形鋼矢板または鋼管矢板の集合により形成される• 溶接作業性から補強バンドの２倍とした。
• 過去の実験結果から、補強バンドの厚さの 0.7 倍とした。

高架の道路等の技術基準」として建設省より通達された。

鋼製井筒のことをいう。

｢道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編（1980 年）
」では、
「道

しかし、
「矢板式基礎の設計と施工指針」は、橋・高架の• JIS G 3444 および JIS A 5525 の鋼管を使用する場合があるので、左記の通りとし、長さについてはガス切断の精度を考慮し、左記の通りとしている。

路橋下部構造設計指針」発刊以後の調査研究の成果が踏ま道路等の技術基準としての道路橋示方書の中で体系づけらえられ、杭の載荷試験データをもとに、くい基礎の鉛直支れたものではなかったこと、他形式の基礎、特にケーソン

持力の算定方法が改められた。鋼ぐいの構造細目に関して

基礎や杭基礎の設計法との整合を図る必要があったこと、は最小板厚を 9mm 以上とすること、施工時に杭に生じる指針制定後の技術進歩を反映させる必要があったこと、な応力に対しては全断面を有効とすることが規定された。既

どの理由から見直され、1984 年（昭和 59 年）に「鋼管矢板製ぐい基礎の施工方法に関しては、打込み杭工法（ディー

基礎設計指針・同解説（日本道路協会）」が発刊された。こゼルハンマ、ドロップハンマ、バイブロハンマなど）と、中の指針では、主に鋼管矢板基礎の設計が規定され、井筒型

掘り杭工法（詳しくは「1. 共通（2）」を参照）が記載されて鋼管矢板基礎を原則とすること、過去の実績に基づき仮締いる。また、「1. 共通（5）」で述べた JASPP ジョイントも鋼切兼用方式に重点をおくこと、施工に関しては打撃工法に

管ぐいの現場溶接継手として掲載されている 。

よる打ち込みを原則とすることなどが述べられている 27）。

一方、｢道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編（1980 年）」

なお後々、この指針の内容が ｢道路橋示方書・同解説 Ⅳ下• 過去の実績より左記の通り設計に自由度を持たせるため、外径との関連規定
せずとして合冊された時点では各基礎形式の設計法の整合が部構造編（1990 年）」に採り入れられ、鋼管矢板基礎が初め取れていなかったため、1990 年（平成 2 年）の改訂では、設て記載されることになり、鋼管矢板基礎は杭基礎などの他• 丸蓋と同様

計法の整合を取り、地盤定数の設定や基礎の安定を照査すの基礎形式との一連の設計体系の中に位置づけられること

る許容変位量の考え方が統一された 25）。1990 年（平成 2 年）になった。

• 丸蓋と同様• 長さについてはガス切断の精度を考慮• 管の外径公差と十字リブの厚さを考慮• 過去の実績から十字リブの板厚の 0.7倍とし、 最大脚長を 12mm とした。

• 丸蓋の厚さ及び径は、2．丸蓋の（１）
寸法に準じ、十字リブの厚さ及び長さ
は 3．十字リブの（１）寸法に準じる。

の改訂については「2.3 節 2. 道路分野（3）」で述べる。
（3）高速道路整備計画と高速道路橋の基礎（2）鋼管矢板基礎の発展

1972 年（昭和 47 年）に刊行された「日本列島改造論（田鋼管矢板基礎は、道路橋基礎を中心に採用が増加し、技中角栄著，日刊工業新聞社）」には、日本列島を高速道路・術基準の整備が必要とされていた。
「2.1 節 1. 共通（4）」で新幹線・本州四国連絡橋などの高速網で結び、地方の工業

述べた 1969 年（昭和 44 年）「矢板式基礎の剛性と構造特性化を促進して、地方の過疎と都市の過密・公害の問題を同時に解決するなどの持論が述べられた 28）。日本列島改造論で取り上げられた本州四国連絡橋は同年 9 月に基本計画が指示されている。一方、1973 年（昭和 48 年）には第一次オ• 管内径より小さいことが必要なので、
左記の通り

イルショックが発生し、日本では急激な物価の上昇に伴って、公定歩合の引き上げや企業の設備投資は抑制され、日• 丸蓋の厚さ及び径は、2．丸蓋の（２）寸法許容差に順次、十字リブの厚さ及び長さは、3．十字リブの（２）寸法許容差に準じる。

本の高度経済成長期が終焉を迎えたことにより、当時話題となった日本列島改造論の完全なる実現には至らなかった。しかし、日本列島改造論をきっかけに新幹線や高速道路による交通網整備が促進されたことで、旅行客の往来が• ガス切断の精度を考慮

進み、全国の観光産業は各段に発達した。

• 過去の実績から板厚の 0.7 倍を標準として最大値を 12mm とした。

そのように世の中が進む中、1970 年代には全国をネット
ワークとする高速道路網建設計画の一部である北陸自動車◇現 場でくいを吊り込むとき、 （1）寸法形状• 下表のとおり
ワイヤー掛けをするために取り付けるものa

研究委員会に引き継がれた。この委員会では、矢板の打込

22）（2）寸法許容差
1）丸蓋十字の厚さ12mm の場合：± 1.1mm
22mm の場合：± 1.3mm
32mm の場合：± 1.4mm
2）丸蓋の径± 3mm
3）十字の長さ＋規定せず、－ 5mm4）十字の幅＋ 0mm、－ 5mm（3）溶接脚長（a）及び（b）• 12mm の場合：8mm
22mm の場合：12mm
32mm の場合：12mm

最大吊荷重（1）道路橋示方書の誕生

年 一部改訂）」に始まり、「調査および設計一般編」、「橋• JIS G 3193（熱間圧延鋼材および鋼帯の形状、寸法、重量およびその許容差）の板幅 4,000mm 以上に対する許容差を採用• ガス切断の精度と現場加工性を考慮◇丸 蓋と同じ用途で、あらかじ ※丸蓋と十字リブの板厚は同厚とする。
め、丸蓋と十字リブとを工場 （1）寸法
1）丸蓋十字の厚さ（t）で溶接したもの• 12mm、22mm、32mm とする。
2）丸蓋の径（d）•（D-T）とする
ただし、D は管外径、T は管厚3）十字の長さ（ℓ）• 200mm、300mm とする
4）十字の幅•（D － 2T）－ 10mm とする。

4．丸蓋十字のであるが、1970 年（昭和 45 年）に発足した矢板式基礎
み精度の調査、土中における遮水効果、矢板と充填コンク• 現場での溶接作業性を考慮

2）径：± 3mmに関する研究」は、鉄鋼メーカー５社により実施されたも

2．道路分野「道路橋下部構造設計指針」は「くい基礎の設計編（1976• 過 去の実績、設計上の問題を考慮し、22mmの他、12mmおよび 32mmを追加◇丸蓋を補強するために、予め、 （1）寸法
1）厚さ（t）
工場で十字状に加工したもの
12mm、22mm、32mm とする。
をくい頭に現場加工（現場溶2）長さ（ℓ）接）により取り付けるもの
200mm、300mm とする。
3）幅（W）（D － 2T）とする。
（2）寸法許容差
1）厚さ：12mm の場合：± 1.1mm
22mm の場合：± 1.3mm
32mm の場合：± 1.4mm
2）長さ：＋規定せず、－ 5mm3）幅 ：（－ 0.005W － 2）＋ 0mm、－ 5mm（3）溶接脚長（a）
12mm の場合：8mm
22mm の場合：12mm
32mm の場合：12mm

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）（単位：mm）

c

d

e

t

φ

t’

10 以下

200 150 90

30

30

22

65

15

10〜20

300 250 150 50

50

22

80

15

• 吊金具にかかる荷重が一定ではない為、吊金具の寸法は特に規定せず、過去の実績より参考値を示すにとどめた。

道の建設工事が進められていた。北陸自動車道工事区域で図 2.2.8

1980 年（昭和 55 年）発行の 図 2.2.9 1972 年（昭和 47 年）に鋼管「道路橋示方書・同解説Ⅳ
矢板基礎最初の指針として制下部構造」
定された「矢板式基礎の設計と施工指針」

は、全域にわたり、地表から数十 m の深さに支持層がある
軟弱地盤であるため、施工性・経済性に優れた鋼管杭が橋梁基礎などで大量に使用されている 29）。

35

2.2

3．鉄道分野（1）鉄道構造物の設計標準と耐震設計の推進

日本国有鉄道の「建造物設計標準」の整備により、1974

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）れた。ネガティブフリクションの長期観察や、ネガティブ

なお、1973 年（昭和 48 年）には、全国新幹線鉄道整備法

フリクションが作用している杭に対する長期・短期の繰りに基づく整備計画により、整備新幹線 5 路線として、北海

返し載荷試験が実施され、ネガティブフリクションの性状

道新幹線（青森－札幌間）、東北新幹線（盛岡－青森間）、北とネガティブフリクション低減工法が提案された。

陸新幹線（東京－金沢－大阪間）、九州新幹線（博多－鹿児1970 年代（昭和 45 年～昭和 54 年頃）の高度経済成長に島間）、九州新幹線（福岡－長崎間）が示され、これら整備伴い、鋼管杭が大量に利用され始めた。軟弱地盤に適した

新幹線の基礎にも鋼管矢板基礎は導入されていく。

工法・材料特性と品質・施工のフレキシブル性等採用の理

4．港湾分野（1）高度経済成長期と港湾施設の建設

年（昭和 49 年）に「建造物設計標準（基礎構造物および抗その後、ネガティブフリクション低減杭（SL 杭）について

土圧構造物）」が制定され、基礎分野も構造物設計上の重要は、1971 年（昭和 46 年）日本鋼管（現 JFE スチール）での保な部門と位置付けられた。杭先端の極限支持力は N 値を用

護層付きSL 杭（写真 2.2.10）の開発を皮切りに、「1. 共通（5）」由は多岐にわたるが、最大の理由は工期短縮である。港湾

いた Meyerhof 式の修正式になったが、杭周面の摩擦力はで述べられた鋼管杭協会での標準仕様設定に繋がっている。

整備が追い付かず、港の船混みが社会問題になる中、急速「土構造物の設計施工指針（案）（日本鉄道施設協会：1968年）」から続く考え方とほとんど変わらなかった。この「建造物設計標準（基礎構造物および杭土圧構造物）」は、現在に港湾施設の建設が進んでいた。
（3）新幹線鉄道網の整備と鋼管矢板基礎の導入

1966 年（昭和 41 年）、アメリカのトマソン社が日本に向け1971 年（昭和 46 年）に建設が始まった東北・上越新幹て初のコンテナ船を就航させるとのニュースに対応するべの「鉄道構造物設計指針（基礎構造物および杭土圧構造物）」

線の基礎工事では、施工環境に制約があり人力掘削となる

く 1967 年（昭和 42 年）に京浜外貿埠頭公団が名乗りを上げ、の基となり、基礎の支持力や発生応力の算定方法や調査・

ニューマチックケーソンに代わる大型基礎として、省力化、

東京港・横浜港に世界的スケールのコンテナバース建設が急速施工の観点で優位な鋼管矢板基礎の開発が進められた。

始まり、大井埠頭においては 60m もの鋼管杭を打設し工期

一方、1978 年（昭和 53 年）に発生した宮城県沖地震で、建1976 年（昭和 51 年）には、東北新幹線の小野地区高架橋

37）
短縮に貢献、一大コンテナ埠頭となった（写真 2.2.11）。

30）

設計計画について示されている 。

この

設中の新幹線構造物に大きな被害が生じ、その経験を踏まで鋼管矢板基礎が導入された （図 2.2.10）。鋼管矢板基当時わが国最大の港湾整備プロジェクトであった大阪港

えて 1979 年（昭和 54 年）には、「耐震設計指針（案）（日本鉄礎の施工場所の地盤は、表層 8〜9m に軟弱な沖積層が分

南港（1971 年（昭和 46 年）〜1975 年（昭和 50 年））におい

道施設協会）」が制定された。
「耐震設計指針（案）」では、上布し、以深には粘性土層、腐食土層が続いていた。この地ても、埠頭の岸壁や護岸、その控え杭等で膨大な量の鋼管部構造だけでなく基礎も含めた構造物全体の耐震設計基準

盤にて、鋼管矢板基礎では初となる実物を適用した水平杭・鋼管矢板が使用された（図 2.2.11，写真 2.2.12）38）。

が示され、1979 年（昭和 54 年）に制定された修正震度法を載荷試験が行われた。鋼管矢板基礎の形状は、φ 800mm、

また、1967 年（昭和 42 年）の京葉シーバース（図 2.2.12）採用した。新潟地震での砂地盤の液状化被害の経験も踏ま

t12mm、杭長 L=16.0m の鋼管矢板を 28 本円形に打設し、井をはじめとして、国内において大型シーバース（沖合荷役え、本指針の軟弱地盤の杭基礎の設計には地震時の地盤変

筒外径は 10.14m であった。

施設）の建設が進んだ。厳しい気象・海象下での大規模土位の影響（応答変位法）が初めて採り入れられ、地盤の液状化判定が導入された 31）。
（2）負の周面摩擦力（ネガティブフリクション）対策

鉄道分野においては、1952 年（昭和 27 年）から行われた大阪駅沈下対策調査で、支持杭区間の沈下原因として、地盤沈

34）

試験では、30m 離れた P2 橋脚と P3 橋脚を互いに PC 鋼

木工事を急速に施工し、省力化、高度の施工管理・施工精

棒で引き合い、最大約 7,000kN の水平力が載荷された。現度、労働環境の改善および建設公害の防止を遂行するため

状では採用されなくなったが、地盤のひずみ依存性に基づに急ピッチで施工技術の開発が進められた。海外技術のく水平方向地盤反力係数を用いた「継手のせん断ずれを考導入により大型くい打ち船・くい打ちハンマの大型・高慮した仮想井筒ばりによる解析法」にて求めた解析値は、性能化が図られ、経済的かつ合理的に遂行するための施35）

載荷試験の実測値とほぼ一致する結果となった 。

下に伴い杭にネガティブフリクションが作用したものとして

また、首都高速道路でも同時期に同様の水平載荷試験を考察がおこなわれており、同時期に行なわれた有楽町駅付近

実施している。これらの試験を踏まえ、河川橋梁では、仮の高架橋沈下調査でも同様の現象が確認されている。

締切り部と本体部の鋼管矢板とを兼用できる場合が多かっ1956 年（昭和 31 年）〜1961 年（昭和 36 年）に行われた
大阪環状線の高架橋基礎の建設では、地盤沈下激甚地区に

こ の図 2.2.10 小野地区鋼管矢板基礎水平載荷試験図 35）（出典：鋼管矢板基礎設計施工便覧，平成 9 年 12月，日本道路協会）

工技術が現れた。出光興産北海道製油所シーバース（写真2.2.13）、新日本製鐵大分製鉄所けい船桟橋（図 2.2.13）、たため、徐々にではあるが、鋼管矢板基礎の適用事例が増加することとなった 36）。

30m 以上の支持杭を使用するために、設計には杭に作用す
るネガティブフリクションの値が必要になった。そこで、
日本国有鉄道 大阪工事局によって弁天町付近で試験杭を用いた当時としては大掛かりなネガティブフリクション測定試験が約 1 年にわたり行われ、試験での測定値に基づいて高架橋基礎杭の設計が実施された 32）。

写真 2.2.11 大井コンテナバース鋼管杭 37）

また、「2.1 節 3. 鉄道分野（1）」で紹介した 1960 年（昭和35 年）〜1964 年（昭和 39 年）の東海道新幹線の建設では、濃尾平野などの地盤沈下地帯で、短い中間支持杭基礎が採用されている区間が多い。ここには、支持杭基礎として大きなネガティブフリクションが作用することを避けるた
め、沈下・不同沈下に対する検討対策を行ったという背景がある 32）。
1970 年（昭和 45 年）〜1973 年（昭和 48 年）にかけて、日
本国有鉄道 武蔵野線の大自動化ヤードにて、ネガティブ
フリクションおよびその対策について大規模な実験が行わ

36

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.2.10 ネガティブフリクション低減杭（保護層付きSL 杭）33）

写真 2.2.12

大阪港南港の鋼管杭・鋼管矢板 38）

図 2.2.11

大阪港概要図 38）

37

2.2

IHI 知多ドッグ艤装用けい船施設（写真 2.2.14）、日石喜入崗岩質だったこと等により設計・施工に困難を極めた末原油基地 50 万 W シーバース（写真 2.2.15）、等の大型シーの完工であった。これにより那覇新港は、那覇水域全体を40）バースに鋼管杭が採用されている 。
1972 年（昭和 47 年）にようやく我が国に返還された沖縄

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）

港湾化したかつてない大規模な商港となり、観光客の集う
フェリー港として発展した（図 2.2.14）43）。

においても、その港湾設備は限界に達しようとしており、しかしながらそうした港湾整備の増加にブレーキをかけ1975 年（昭和 50 年）から 1976 年（昭和 51 年）にかけて行わたのが 1973 年（昭和 48 年）10 月の第一次オイルショックなれた沖縄国際海洋博覧会に対応すべく那覇新港の建設・石らびに 1979 年（昭和 54 年）の第二次オイルショックであり、垣港の改修が決定、岸壁や桟橋用基礎に全面的に鋼管杭が1974 年度（昭和 49 年度）のピーク時貨物取扱量にまで回復利用されたが、地盤変化や土質の不均一、風化の激しい花したのは 1988 年度（昭和 63 年度）であった。このことが、港湾整備においての量的拡大から質的向上への変化を促したと言える 42）。
図 2.2.14（2）公害問題と対策

那覇新港計画平面図・断面図 43）

1960 年代から 1970 年代（昭和 35 年～昭和 54 年頃）にかけて、日本四大公害病（水俣病、新潟水俣病、イタイイタ
イ病、四日市ぜんそく）をはじめとする深刻な公害問題も
図 2.2.12

京葉シーバース 39）（画像提供：土木学会附属土木図書館）

表面化し始めた。公害問題に対応するため、1972 年（昭和47 年）には運輸省港湾局内に公害対策室が設置され、港湾

写真 2.2.16

水銀汚泥封じ込め埋立地の鋼矢板セル

技術研究所内にも海洋水理部が新設された。水俣病の水銀封じ込め護岸材料として鋼矢板セルが利用され（写真

図 2.2.15 中央防波堤外側地区廃棄物処分場護岸標準断面図 46）2.2.16）、1956 年（昭和 31 年）の公式発覚から約 32 年後の1988 年（昭和 63 年）に、封じ込めと水銀汚泥の除去が完了
図 2.2.13

新日鐵大分製鉄所けい船施設断面図 40）

したものの、その被害者数は数千人にも及び、高度経済成
長期の負の遺産と言える 44）。
また東京一極集中化と過密化が進み、ごみ処理に対応するために 1971 年（昭和 46 年）11 月に都で「東京都ゴミ対策専門委員会」が発足、中央防波堤外側地区（図 2.2.15）および羽田沖地区の廃棄物処分場を決定した。地盤が軟弱で支持層まで深いこと、水質環境保全を考慮した早急な建設が

写真 2.2.13 出 光興産北海道製油所シーバース（万能型海洋工事作業船 SEP KAJIMA）40）

図 2.2.16

JASPP-P 型継手必要となり、外周護岸には JASPP-P 型継手（図 2.2.16）を利用した二重式鋼管矢板護岸が採用され、1979 年（昭和 54

和 54 年）に「港湾の施設の技術上の基準・同解説（日本港年）に第三期工事までを完了した（写真 2.2.17）45～47）。

湾協会）」が刊行された。これは港湾における当時の技術の集大成と言え、その後約 10 年毎に見直し、改正されること（3）港湾分野に関する基準類

1973 年（昭和 48 年）の「港湾法」の改正に際して、港湾

写真 2.2.14

38

IHI 知多ドッグ艤装ドルフィン（杭頭連結鉄骨支保工）40）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.2.15 日石喜入原油基地 50 万 Wシーバース 41）となる。上記の技術基準の位置づけについては、表 2.2.3 に現在のわが国の技術基準類の全体構成を示す。

法第 56 条の 2 に「港湾の施設の技術上を定める省令」に関1974 年（昭和 49 年）8 月、日本港湾協会内に、運輸省港湾する条項が追加され、港湾の施設は運輸省令で定める技術局、運輸省港湾技術研究所および鋼管杭協会のメンバーを上の基準に適合するように、建設、改良、維持しなければ中心とする鋼製護岸研究委員会を発足し、種々の形式の鋼

ならないことが追加された。これは大規模かつ多様な港湾

製護岸を比較検討、ジャケット式鋼製護岸の開発に取り組

インフラを急速かつ大量に整備するに当たって施設の安全

み、1977 年（昭和 52 年）「ジャケット式鋼製護岸設計指針

性の確保の重要性が高まってきたことや、港湾区域内の工（案）」を発刊 49）、続いて 1978 年（昭和 53 年）「ジャケット式

事や公有水面埋め立てなどの許可に当たっての明確な判断

鋼製護岸設計施工指針（案）」が刊行された。

基準が必要であったことによる。これを受けて 1979 年（昭

39

2.2

（4）防食技術1971 年（昭和 46 年）の鋼管杭協会設立当初より協会内にの整備に取り組んでいる 50）。図 2.2.17 に現在の防食法の分

いは耐海水性鋼が開発されたが、その防食性の十分な評価

被覆防食では亜鉛粉末を含有したジンクリッチペイント類について示した上で以後の技術変遷について述べる。

がなされていなかった。そのため、1965 年（昭和 40 年）かが開発され、タールエポキシ樹脂塗料の下塗り塗料としてら 1974 年（昭和 49 年）にかけて日本港湾協会、運輸省港湾適用された。1970 年（昭和 45 年）頃に塩化ゴム系塗料、続技術研究所及び各鉄鋼メーカーで共同研究を実施し、新潟

いて 1972 年（昭和 47 年）頃にウレタン塗料が開発された。

1960 年代頃より各鉄鋼メーカーにおいて耐候性鋼ある「防食委員会」を設け、各種防食法の調査研究・規格・基準

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）

港・京浜港それぞれの陸上・海上試験場において各箇所約

一方で、タールエポキシ塗装のタールには、発がん性が疑100 本の H 形鋼を打ち込み、長期暴露試験を行った（写真

われるベンツビレンを含む場合が多いことから、2009 年

2.2.18, 写真 2.2.19）「防食・補修マニュアル」においては除外されている 58）。

51）
，
52）

。しかしながら前述したように、腐食は鋼種よりも腐食環境に大きく影響されること 52）などか
ら、実用化には至らなかった。

電気防食については、1970 年代（昭和 45 年～昭和 54 年頃）まではほとんど外部電源方式（図 2.2.18）で行われて1973 年（昭和 48 年）から、建設省総合技術開発プロジェ
クト「海洋構造物の耐久性向上技術の開発」が開始され、その一環として「構造材料の防食技術の開発」に取り組み、
建設省土木研究所、鋼管杭協会、国土技術研究センターとの共同研究を開始した。1974 年（昭和 49 年）から 1986 年（昭和 61 年）まで東京湾千葉沖で鋼管杭の防食暴露試験を（写真 2.2.20）、1975 年（昭和 50 年）から 1997 年（平成 9 年）ま写真 2.2.17 いずれも「明日を築く」の表紙に採用された中央防波堤の施工写真
表 2.2.3 わが国における港湾技術基準類の全体構成
計画
法律

港湾法
第三条の二（基本方針）
第三条の三（港湾計画）

政令
省令

遵守事項

港湾計画の基本的な事項に関する基準を定める省令

告示

港湾の開発、利用及び保全ならびに
開発保全航路の開発に関する基本方針

通達（付属書等）にも記載するが、阿字ヶ浦という海域の厳しい曝露環境に施工

よって腐食は促進され、また当時 22 年間もの曝露の実施が維持

港湾法
第五十六条の二の二第一項（技術基準対象施設は、技術基準に適合するように、建設、改良、維
持しなければならない）

初めてであったこともあり、その結果は各種防食工法の耐用年数へ反映されることとなる 54）～57）。
写真 2.2.20

港湾計画書作成ガイドライン

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

千葉沖における防食鋼管杭曝露状況 53）

港湾の施設の技術上の基準を定める省令
第八〜第五十三条（各技術基準対象施設に必要とされる性能を規定）
第二条（設計）第三条（施工）第四条（維持）港湾の施設の技術上の基準の細目を定める告示

技術基準対象施設の施工に関す 技術基準対象施設の維持に関しる基準を定める告示
必要な事項を定める告示

港湾の基準の技術上の基準の解釈等について

港湾工事共通仕様書の改訂について・港湾の施設の技術上の基準・
同解説
港湾工事共通仕様書
・コンクリート標準示方書
等

図 2.2.1740を用いて防食暴露試験を行った（写真 2.2.21）53）。1990 年代

48）

港湾法施工令港湾法施工令第一条の四（港湾計画に定めるべき内容） 第十九条（技術基準対象施設「港湾の建設」を規定）

〔解説〕

参考資料

設計

で外洋環境の茨城県阿字ヶ浦海岸で漂砂観測桟橋の鋼管杭45）～47）各種腐食対策法 50）

等

港湾の施設の維持管理技術マ
ニュアル

等
写真 2.2.18

写真 2.2.19

新潟港における試験材配置状況 52）（資料提供：港湾空港技術研究所）

京浜港における試験材配置状況 52）（資料提供：港湾空港技術研究所）

写真 2.2.21

阿字ヶ浦沖における防食鋼管杭曝露状況 53）

図 2.2.18

外部電源方式の概念図

41

2.2

とに加え、施工現場周辺の住民からの苦情が増加したため、1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）

棟）にも採用された 60）。

都市部での打込み杭工法の採用は大幅に減少した。そこで始まったのが、低振動・低騒音工法の開発である。当初は、建築基準法において一般工法に位置付けられる「セメント

当時、構造物の大規模化や多様化、用地難に伴って、臨ミルク工法による埋込み杭」工法（プレボーリング杭工法）

海部や埋立地等の軟弱地盤地域への進出という社会的要を基本としていたが、根固め部の形状や築造方法に独自の請に呼応して、厚い軟弱層を貫いて支持層まで到達させる

工夫を凝らしたことにより、一般工法（セメントミルク工

ような鋼管杭の施工例が増加していた。このような地域で法）に比較して支持力性能が向上することとなった。

は、概して地盤沈下が発生するが、それに伴って基礎杭に

この他に、杭メーカーは、新たな工法として「中掘り杭工法」を施工会社と共同で開発し、「試験工事」という名目の下、都度、打設した杭の支持力を確認しながら、市場に

写真 2.2.22 アルミニウム合金陽極例 58）

投入していった。

図 2.2.20

河川事業関係例規集（発行：公益社団法人日本河川協会）

2.2.19）が主流となった。

ネガティブフリクションには、杭体の強度を増す方法（杭材の高強度化や厚肉化）や群杭を用いてネガティブフ

両工法とも建築基準法には規定されない工法であった

リクション自体を低減する方法などで対応してきたが、構が、第 38 条第 2 項の規定に従い、支持力性能や施工管理方

造物支持の安全性、工期、工費などの面から、新たなネガ法が確認され、認証を受けた工法のみが「建設大臣認定工ティブフリクション対策工法として二重管式杭や SL 杭が法」として定着することとなった。

採用されるようになった。

「プレボーリング杭工法」や「中掘り杭工法」は、総称し二重管式杭とは、図 2.2.21 に示すように、ネガティブフて「埋込み杭工法」と呼ばれるが、掘削土が排出されるこ

リクションのみを負担する「外管」と上部構造物を直接支持する「内管」からなる二重管を用いる方式である。外管デメリットはあるが、低振動・低騒音という大きなメリッと内管は連結されていないため、外管に作用するネガティ

として、経年変化に対応した計画的かつ合理的な設計・維トがあり、社会のニーズとマッチしていたため、打込み杭

ブフリクションの殆どは支持杭である内管には伝達されな持管理が可能とされ、永久構造物としても河川分野での適工法に代わる工法として、採用を伸ばしていった。

いため、結果としてネガティブフリクションは低減される

6．建築分野2.2.22）が開発され、維持管理の容易な流電陽極方式（図な影響が確認された。

と、打込み杭工法に比べて施工日数が長くなることなどの

流電陽極方式の概念図

いたが、それ以降、高性能のアルミニウム合金陽極（写真

作用したネガティブフリクションにより、構造物には様々

錆の進行（腐食速度）が予測し得るものであることを前提

用が拡大していった。
図 2.2.19（3）ネガティブフリクション対策（1）建築基礎構造設計規準・同解説の改定

1974 年（昭和 49 年）、「建築基礎構造設計規準・同解説（日本建築学会）」の改定第 2 版が発刊される。

また、「騒音規制法」が公布・施行されたことにより、打ことになる 61）。

込み杭工法の採用は減少したが、それでも打込み杭工法に

SL 杭の詳細については、「1. 共通（5）」で前述した通り

は埋込み杭工法にはない施工の速さ、低コストといった長であり、二重管式と比較すると安価に製造が可能であるた所があったため、施工方法に関する研究・開発は継続され

め、大阪市南港住宅や神戸ポートアイランド市街地住宅なた。その成果の一つとして、JASPP 型防音カバーが挙げら

ど多くの実績がある 62）。

れる（写真 2.2.23）。この防音カバーは、ハンマだけでなく、杭や杭打機のリーダマスト全体を覆った構造を有してお（4）エネルギー施設における鋼管杭1979 年（昭和 54 年）に刊行された「港湾の施設の技術上の地盤調査技術の普及、建築敷地の軟弱地盤地域への進り、国鉄 武蔵野線の吉川駅前に位置する日本住宅公団 吉

高度経済成長に伴い、エネルギー施設の建設が急増した。

基準・同解説」に新設鋼構造物に対する海水中の防食法と出、地業および根切り工事の大型化、新しい杭基礎工法の川共保団地（現 吉川駅前団地：RC8 階建 3 棟，RC5 階建 2

特に火力発電所については、大容量の発電設備が短い期間して電気防食の適用が示された一方で、この当時の主な防開発などを背景に改定第 2 版は発刊された。

食法は依然として腐食しろによる方法が主流であった。

「2.1 節 6. 建築分野（4）」でも述べたように 1964 年（昭和39 年）に発生した新潟地震での液状化被害は基礎関係者の5．河川分野（1）鋼矢板の基本的な利用技術に関する公的認知

想像を上回るもので、これを契機に液状化について数多くの研究が為され、この改定第 2 版で初めて液状化について記載されることとなった。

河川管理および河川改修事業（直轄・補助）の工事計画・

また、当時は臨海工業地帯の発展や埋立て地の有効活用

実施に必要な関係法令・通知等（現 国土交通省水管理・といった社会ニーズにより地盤沈下の起こる軟弱地盤地域

国土保全局関連）を編集した図書として、「河川事業関係において、地中深くまで長い杭を打設し、その上に上部構造

例規集（日本河川協会）」（図 2.2.20）が出版されている。公を建設する基礎構造が多く採用されていた。これに伴い、杭共事業である河川護岸の整備に用いられる鋼矢板は、このに発生する負の周面摩擦力（ネガティブフリクション）によ「河川事業関係例規集」に記載の内容に従って選定される。

る被害が多数発生したことから、改定第 2 版では杭に作用

1979 年（昭和 54 年）に適用された事務連絡には、感潮区

するネガティブフリクションに対する検討が追記された 59）。

間等での腐食対策として一定以上の型式を選定することや、それ以外にも河床洗掘・硬質地盤・長尺矢板・治水上の重要度・鋼矢板の市場性等を鑑みた型式の選定、また腐食代を考慮した構造計算に関して指示があった。
このような公的認知により、鋼材は、適用環境における42

２章 │ 技術変遷（設計・施工）（2）騒音規制法・振動規制法と杭の施工法

1980 年（昭和 55 年）までの建築分野では打込み杭工法が主流であったが、1968 年（昭和 43 年）に「騒音規制法」が、1976 年（昭和 51 年）に「振動規制法」が公布・施行されたこ

写真 2.2.23

JASPP 型防音カバー60）

図 2.2.212 重管式杭 61）

43

2.2

で建設できることから、需要の急増にも対応しやすく、かが採用された最たる要因は、発電所の建設場所が郊外であつ、需要地帯の近くに建設すれば送電による電力ロスがな

り、「振動規制法」や「騒音規制法」にとらわれずに施工が可

いこと、技術向上により燃料消費量が改善されたことから、能であったこと、施工性に優れかつ安価な打込み杭工法をその建設が急増した。火力発電所に鋼管杭が採用される選択できたことである。この川崎火力発電所（写真 2.2.23，

きっかけになったのは 1961 年（昭和 36 年）に建設された東鋼管杭使用量：30,000ton）を呼び水に、同様の理由（住宅地

京電力川崎火力発電所である。建設予定地は軟弱地盤であから離れている、短い工期、低コスト等）から、五井火力発り、支持層は地下 60 ｍであった。当時 60m という長尺杭を電所 1〜6 号（鋼管杭使用量：21,600ton）、姉ケ崎火力発電所

施工するのは技術的にも困難であったが、1958 年（昭和 33

1〜4 号（鋼管杭使用量：22,000ton）、鹿島火力発電所 1〜6年）頃から鋼管杭の採用を目指して繰り返し行ってきた杭号（写真 2.2.25，鋼管杭使用量：27,500ton）など続々と火力打ち試験や載荷試験などの実績を足掛かりとして、川崎火発電所に鋼管杭が採用されるようになった 63）。

力発電所の建設に鋼管杭が採用されるに至った 63）。鋼管杭写真 2.2.24

東京電力川崎火力発電所 鋼管杭打設状況 63）
写真 2.2.25

東京電力鹿島火力発電所 第 4 期工事状況 63）【参考文献】共通 1 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：鋼管杭 －その設計と施工－，平成 21 年 4 月
2 ）山下久男 他：わが国における鋼管杭設計・施工技術の発展と今後の展開，土木学会論文集 F Vol.66 No.3，公益財団法人土木学会，2010 年 7 月
3 ）鋼管杭協会：明日を築く No.49，昭和 60 年 10 月
4 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ① 鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎の中掘り杭工法（セメントミルク噴出撹拌方式）
施工管理要領 ＜標準版＞［Edition 3.0］，令和 3 年年 3 月
5 ）バイブロハンマ工法技術研究会：バイブロハンマ設計施工便覧，平成 27 年 10 月
6 ）青柳隼夫：基礎工事用機械の技術変遷と課題，基礎工，2008 年 3 月
7 ）鋼管杭協会：明日を築く No.1，昭和 47 年 3 月
8 ）鋼管杭協会：明日を築く No.26，昭和 53 年 7 月
9 ）鋼管杭協会，明日を築く No.17，昭和 51 年 1 月
10）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.20 No.9，1992 年 9 月，P1-1211）鋼管杭協会：鋼管ぐい －その設計と施工－ 改訂 3 版，昭和 53 年 7 月
12）鋼管杭協会：鋼管ぐい －その設計と施工－ 改訂 4 版，昭和 55 年 5 月
13）公益社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編，平成 29 年 11 月
14）日本車両製造株式会社：日車油圧パイルハンマ NH-B シリーズ カタログ15）株式会社ティー・シージャパン：海洋土木事業，油圧ハンマー，http://tc-japan.co.jp/data_04/16）調和工業株式会社：電動式可変モーメント型バイブロハンマ ZERO VR，ZERO MR シリーズ カタログ17）調和工業株式会社：油圧式可変超高周波型バイブロハンマ ZERO SR-45 シリーズ カタログ
18）国際圧入学会：圧入工法設計・施工指針 -2015 年版 -，平成 27 年 6 月
19）鋼管杭協会：明日を築く No.46，昭和 59 年 3 月
20）鋼管杭協会：鋼管ぐい - その設計と施工 -（初版），昭和 49 年 2 月
21）鋼管杭施工管理士検定試験委員会：関連情報・参考図書，http://www.sppshiken.com/ ？ page_id ＝ 1222）鋼管杭協会：明日を築く No.6，昭和 48 年 7 月
23）鋼管杭協会：明日を築く No.31，昭和 54 年 11 月

1971 年（昭和 46 年）〜1980 年（昭和 55 年）28）田中角栄：日本列島改造論，日刊工業新聞社，1972 年 6 月
29）鋼管杭協会，：明日を築く No.32，昭和 55 年 1 月
鉄道分野 
30）公益社団法人土木学会：土木鋼構造物の設計法に関する調査委員会報告書，「5. 設計方法の変遷と今後の動向」，鋼構造委員会，平成 20 年 6 月31）公益社団法人地盤工学会：地盤工学会誌，Vol.68，No.10，Ser.No.753，2020 年 10 月
32）社団法人土質工学会：土と基礎，23（1），1975 年 1 月33）JFE スチール株式会社：SL パイル・NF パイル，https://www.jfe-steel.co.jp/products/katakou/catalog/d1j-531.pdf
34）大植 他：小野地区鋼管矢板井筒の現場試験報告，構造物設計資料，No.58，社団法人日本鉄道施設協会，1979 年
35）公益社団法人日本道路協会：鋼管矢板基礎設計施工便覧，平成 9 年 12 月
36）株式会社建設図書：橋梁と基礎，第 52 巻 第 8 号，2018 年 8 月
港湾分野 
37）鋼管杭協会：明日を築く No.1，昭和 46 年 3 月
38）鋼管杭協会：明日を築く No.6，昭和 48 年 7 月
39）大矢輝雄：京葉シーバース工事，土木学会誌第 54 巻 1 号，社団法人土木学会，1969 年 1 月40）湯田坂益利：鋼管杭の施工技術〈大型けい船施設建設工事における〉，基礎工 Vol.1，No.5，株式会社総合土木研究所，1973 年 10 月41）鋼管杭協会：明日を築く No.3，昭和 47 年 9 月42）合田良実：みなとの百年 1900 年代の港湾技術の変遷，港湾 76 巻 12 号，日本港湾協会，1999 年 12 月
43）鋼管杭協会：明日を築く No.8，昭和 49 年 2 月
44）中島重旗：水俣湾における環境復旧事業の経過，環境技術 Vol.31，No.11，環境技術学会，2002 年 11 月45）鋼管杭協会：明日を築く No.15，昭和 50 年 9 月46）鋼管杭協会：明日を築く No.16，昭和 50 年 12 月47）鋼管杭協会：明日を築く No.17，昭和 51 年 3 月
48）宮田正史，浦部信一，中野敏彦，松本英雄，原田卓三：港湾分野における技術基準類の国際化・国際展開－技術基準を取り巻く現状を俯瞰して－，土木技術 第 68 巻第 4 号，理工図書株式会社，平成 25 年 4 月
49）鋼管杭協会：明日を築く No.23，昭和 52 年 10 月50）鋼管杭協会：防食ハンドブック，1998 年51）善一章，阿部正美：港湾環境における鋼材の腐食・防食試験，港湾技術研究所報告 No.241，運輸省港湾技術研究所，1976 年 9 月52）善一章，阿部正美：港湾環境における耐食鋼の耐食性調査，港湾技術研究所報告 Vol.14，No.3，運輸省港湾技術研究所，1975 年 9 月
53）鋼管杭協会：防食鋼管杭の開発とその海洋暴露試験報告書 千葉沖・阿字ヶ浦沖，1992 年
54）建設省土木研究所：土木研究所資料 第 821 号 東京湾における暴露試験，1973 年
55）建設省土木研究所：土木研究所資料 第 1235 号 構造材料の防食技術の開発に関する研究報告書，昭和 51 年
56）建設省土木研究所：土木研究所資料 第 1245 号 東京湾における鋼管杭の腐食防食試験，昭和 52 年 3 月
57）建設省土木研究所：土木研究所資料 第 3687 号 外洋に 20 年間暴露した防食鋼管杭の耐食性試験報告書 - 阿字ヶ浦海岸における鋼管杭の暴露試験，
平成 12 年 1 月58）財団法人沿岸技術研究センター：港湾鋼構造物 防食・補修マニュアル（2009 年版），平成 21 年 11 月
建築分野 
59）一般社団法人日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2019 年 11 月
60）鋼管杭協会：明日を築く No.22，昭和 52 年 7 月
61）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.3 No.2，1975 年 2 月
62）鋼管杭協会：明日を築く No.27，昭和 53 年 9 月
63）鋼管杭協会：明日を築く No.2，昭和 47 年 6 月

道路分野 
24）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，昭和 55 年 2 月
25）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.45 No.11，2017 年 11 月26）矢板式基礎研究委員会：矢板式基礎の設計と施工指針，昭和 47 年 1 月
27）社団法人日本道路協会：鋼管矢板基礎設計指針・同解説，昭和 59 年 2 月

44

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

45

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

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）

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。

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
2 ）公益社団法人地盤工学会：入門シリーズ 36 わかりやすい構造物基礎，2009 年 5 月
3 ）田中宏征 他：鋼管杭の技術の変遷と最近の技術開発動向，新日鐵住金技報 第 403 号，新日鐵住金株式会社，2015 年 12 月
4 ）鋼管杭協会：明日を築く No.37，昭和 56 年 4 月
5 ）鋼管杭協会：明日を築く No.49，昭和 60 年 10 月
6 ）鋼管杭協会：明日を築く No.61，1993 年 12 月
7 ）防食・補修工法研究会：技術情報，塗装・有機被覆工法，重防食被覆工法，https://www.bouhoken.com/info/info01/heavy.htm
道路分野8 ）鋼管杭協会：明日を築く No.56，1990 年 1 月
9 ）公益法人東京観光財団，GO TOKYO 東京の観光公式サイト，https://www.gotokyo.org/photo/ja/index ？ pageNo ＝ 710）鋼管杭協会：明日を築く No.55，鋼管杭協会，昭和 63 年 12 月
11）東日本高速道路株式会社：NEXCO 東日本フォトギャラリー，https://www.e-nexco.co.jp/pressroom/image_gallery/library/aqua_index.html
12）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.21 No.1，1993 年 1 月
13）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.21 No.11，1993 年 11 月
14）鋼管杭協会：明日を築く No.59 ，1992 年 3 月
15）樅山好幸，本間政幸，片山猛，丸山隆：東京湾横断道路大口径鋼管杭鉛直載荷試験，土質工学会，土と基礎 40（2），1992 年 2 月，口絵写真
16）株式会社総合土木研究所：基礎工，No.47 No.8，2019 年 8 月
17）樅山好幸，本間政幸，片山猛，丸山隆：東京湾横断道路大口径鋼管杭鉛直載荷試験，土と基礎，報文 -2190，1991 年 11 月
18）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.20 No.9，1992 年 9 月
19）鋼管杭協会：明日を築く No.65，1998 年 3 月
20）大植英亮，宗澤勝郎：小野地区鋼管矢板井筒の現場載荷試験報告，構造物設計資料，No.58，1979 年 6 月
21）株式会社総合土木研究所，基礎工，Vol.12 No.12，1984 年 12 月
22）鋼管杭協会：明日を築く No.61，1993 年 12 月
23）鋼管杭協会：明日を築く No.43 ，昭和 57 年 9 月
24）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 2 年 2 月
鉄道分野
25）株式会社建設図書：橋梁と基礎，第 52 巻 第 8 号，2018 年 8 月
26）国土交通省鉄道局：国鉄改革について，https://www.mlit.go.jp/tetudo/kaikaku/01.pdf27）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.26 No.2，1998 年 2 月28）公益社団法人土木学会：土木鋼構造物の設計法に関する調査委員会報告書，5. 設計方法の変遷と今後の動向」，鋼構造委員会，2008 年
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/
31）阿部正美：港湾鋼構造物の防食技術の変遷，材料と環境 第 60 巻 1 号，2011 年 1 月32）財団法人沿岸技術研究センター：港湾鋼構造物 防食・補修マニュアル（2009 年版），平成 21 年 11 月
33）鋼管杭の防食法に関する研究グループ：海洋鋼構造物の防食技術，技報堂出版，2010 年 3 月
34）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
35）鋼管杭協会：明日を築く No.52，昭和 62 年 4 月
36）鋼管杭協会：明日を築く No.57，1990 年 7 月
河川分野37）鴻池一季：鋼矢板壁体の断面剛性に関する実験的研究，土木学会論文集，第 373 号／VI-5，1986 年 9 月
建築分野
38）一般社団法人日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2019 年 11 月
39）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.17 No.5，1989 年 5 月号
40）鋼管杭協会：明日を築く No.39，昭和 57 年 1 月

59

2.4

2.4 1991年（平成 3 年）〜2000 年（平成12 年）
1990

時代背景

★ 道路橋示方書・同解説
Ⅳ下部構造編改訂（1996）★ 杭基礎設計便覧改訂（1992）★ 杭基礎施工便覧刊行（1992）

各種基準、★ 鋼管矢板基礎
設計施工便覧（1997）＜鉄道＞★ 鉄道構造物等設計標準・同解説（1997）（基礎構造物・抗土圧構造物）

示方書類★ 鉄道構造物等設計標準・（1999）
同解説（耐震設計）＜港湾＞★ 港湾の施設の技術上の基準・同解説 一部改訂（1994）

＜河川＞
＜建築＞

「2.2 節 1. 共通」にて前述の通り、中掘り杭工法やバイブ地盤を活用してソイルセメント柱を築造することから発生

ロハンマ工法は、社会ニーズに応えるべく開発された施工

する排土量の低減を図ることが可能 1），2）であり、固化後に方法であった。一方で、中掘り杭工法は、市街地における路盤材料に流用できるなどの利点もある。また、外面の突打撃工法の課題を解消した低騒音・低振動工法であった起（リブ）によりソイルセメント柱との付着を高めて一体が、支持力は打撃工法よりも小さく、排土の発生等の課題化するため、ソイルセメント柱径で支持力を評価できる。

が残った。また、バイブロハンマ工法についても、打撃工

そのため、中掘り杭工法に比べ、大きな先端および周面抵法に比べ、騒音および振動はやや抑えられたものの、特に、抗力が期待できる。鋼管杭の沈設方式には、同時沈設方式

振動については課題が残っていた。騒音や振動を低減させと後沈設方式があり、沈設方式の採択は、杭工事会社のこる JV 工法については、ジェット水の噴出による支持力へれまでの施工実績や保有機械によって決定されるのが実態の影響が懸念された。そのため、次第に、より支持力を確である。鋼管ソイルセメント杭工法は、1990 年（平成 2 年）

保でき、排土が抑えられる施工方法へのニーズが高まったに建築物基礎で初採用されている 3）。

河川事業関係例規集で開発されたのが、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工

建築基礎構造設計指針

法、高支持力埋込み杭工法といった支持力性能に優れた高支持力杭工法である。高支持力杭工法は、優れた支持力性
能を基に、基礎構造として打設する杭の本数を減じることによって、杭工事そのもののコストを削減しようとするも＜アースオーガ＞★ 低空頭対応（1997）

施工方法

沈設して一体化させる合成杭工法である（写真 2.4.1）。現ことで、新たな工法開発に注力していくことになる。そこ★ 改訂（1999）★ 鋼管ソイルセメント杭工法実用化（1991 頃～）

施工機械、

セメント柱内に、外面突起（リブ）付き鋼管（図 2.4.2）を（1）高支持力杭工法の開発（鋼管ソイルセメント杭）

2000

バブル景気

＜道路＞

セメントミルクを注入して、混合撹拌して造成したソイル

1．共通

1995

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）のである。なお、回転杭工法と高支持力埋込み杭工法につ＜バイブロハンマ＞★ 電動式可変高周波型（1996）

いては、2000 年代（平成 12 年～平成 21 年頃）に実用化され鋼材＜鋼管ソイルセメント杭＞★ ガンテツパイル（1990）※

JIS 制定★ 鋼矢板の広幅化開発着手（1996）★ つばさ杭（2001）（2004）

図 2.4.2★ 改正（2000）

外面突起（リブ）付き鋼管 8）★ 鋼矢板（溶接用）制定（2000）＜鋼管矢板＞★ 改正★ 改正（1994）（2004）★ 阪神・淡路大地震（1995）★ 関西国際空港開港（1994）★ 建築基準法改正（1998）★ 改正河川法（1997）★ 東京港横断道路開通（1997）＜東北新幹線（盛岡－八戸間）＞★ 中部国際空港
連絡道路着工（2000）★ 東京ビッグサイト（1996）★ 着工（1991）

世の中の動きを応用し、原地盤中に掘削撹拌ヘッド先端より所定配合の★ 改正★ 改正（1994）＜熱間圧延鋼矢板＞（鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板）

鋼管ソイルセメント杭工法（図 2.4.1）は、地盤改良技術★ エコパイル（2000）★ HYSC 杭（1991）＜鋼管ぐい＞てきていることから、「2.5 節 1. 共通（1）」にて詳述する。

＜回転杭＞※＜北陸新幹線（高崎－長野間）＞★ 開業（2002）＜東北新幹線（八戸―新青森間）＞
★ 着工
★ 着工
（1997）（1998）＜北陸新幹線（長野―金沢間）＞★ 着工（1998）＜九州新幹線（新八代―鹿児島中央間）＞★ 着工（1991）★ 開業（2004）＜九州新幹線（博多―新八代間）＞★ 着工（1998）※：公的認証の取得年を示す。

図 2.4.160

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

鋼管ソイルセメント杭の概要図 7）

写真 2.4.1

鋼管ソイルセメント杭工法

杭打ち機９）

61

2.4

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）（2）鋼矢板の型式の集約・開発

1970 年（昭和 45 年）までに生み出された多種多様な断面形状の鋼矢板は、その後多くの適用機会を経て競争力の評価がなされ、2000 年（平成 12 年）までの間には製造に関する合理化などの観点から約半数が淘汰・集約された。それらに変わって開発されたのが有効幅 600 幅の広幅鋼矢板（2w，3w，4w）である。公共工事における人手不足に着目し、施工時間の短縮を実現するため、1996 年（平成 8 年）頃
より鋼矢板の広幅化が集中的に取り組まれ、既に翌年 1997

図 2.4.3

年（平成 9 年）には、施工性に優れ高性能である新たな鋼矢鋼管矢板基礎増設工法

板として実機化させるに至った。また、1983 年（昭和 58 年）の日本海中部地震や 1993 年（平成 5 年）の釧路沖地震の際

写真 2.4.2に、前規格により製造された鋼矢板が流電陽極の取付け部

兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）の被災状況 10）（写真提供：神戸新聞社）

から破断した事故を契機として、2000 年（平成 12 年）に溶接性に優れた鋼矢板の規格である JIS A 5523（溶接用熱間圧延鋼矢板）が制定された。

表 2.4.1

各分野における設計基準類の限界状態設計法・部分係数設計法への移行時期 4）を引用編集
設計基準類（3）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）の発生と各分野の基準類の大幅改訂（改定）
－限界状態設計法及び部分係数設計への移行－

1995 年（平成 7 年）1 月 17 日午前 5 時 46 分に発生した兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）は、近畿圏の広域（兵庫

図 2.4.4

移行時期

鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構造物）

1997 年（平成 9 年）

建築基礎構造設計指針

2001 年（平成 13 年）

2．道路分野港湾の施設の技術上の基準・同解説

2007 年（平成 19 年）（1）杭基礎設計・施工便覧の発行

道路橋示方書・同解説

2017 年（平成 29 年）

Ⅳ下部構造編1992 年（平成 4 年）には、「杭基礎設計便覧（日本道路協

県を中心に大阪府や京都府など）に甚大な被害をもたらし、会）」が改訂され、「杭基礎施工便覧（日本道路協会）」が新後に「阪神・淡路大震災」と呼称されるようになった。当時では最大級の地震であり、震源に近い神戸市市街地の被桟橋などの港湾施設や阪神地域に点在する道路橋基礎、神害は、東洋最大の港であった近代都市での災害として、日戸ポートアイランドおよび六甲アイランドにおける鋼管杭本だけでなく世界中に衝撃を与えた（写真 2.4.2）。マグニを採用した建築構造物などであった。調査の結果、鋼管杭・チュード 7.3 の活断層型の地震であり、日本国内で都市部

鋼管矢板の状態は、周辺地盤の沈下や上部工の被災状況にを直撃した地震としては、1944 年（昭和 19 年）の昭和東南

関わらずほぼ健全であり、地震による損傷は確認されな海地震以来のことであった。この兵庫県南部地震（阪神・かった。鋼の有する優れた靭性が発揮された結果であり、淡路大震災）は、道路、鉄道、港湾、河川、建築等の様々な耐震性能の高さが確認されている。

分野に対し、大きな衝撃を与え、その後の設計基準等に影響を及ぼした。詳細については後述の各分野にて触れてい（４）鋼管矢板基礎増設によるケーソン基礎の耐震補強の開発

11），
12）

写真 2.4.3 北海道平取町での橋脚補強工事 13）2003 年 8月台風 10 号と同年 9月十勝沖地震により基礎部が先掘され傾斜した橋脚補強工事で既設ケーソン基礎を補強する鋼管矢板圧入施工の事例

たに発刊された。
「杭基礎設計便覧」の改訂では、1990 年（平成 2 年）の「道路橋示方書・同解説（日本道路協会）」改訂や JIS 改正に伴う記述変更、施工実績・調査研究結果の取り入れなどが行わ

業スペースでの施工が可能である。
c）補強後の平面基礎形状が、増し杭工法に比較して小さくできる。

れ、水平方向地盤反力係数および杭の軸方向バネ定数の推定法、下部構造から決まる許容変位量の意義と背景、杭の極
限支持力の定義、およびその推定精度を考慮した安全率のd）鋼管矢板基礎としての鉛直支持力を期待しない場合には、


補正係数の意義、フーチングの剛性判定法や杭とフーチング

鋼管矢板の打設に圧入工法、振動工法等も採用できる。

の結合法、薄層に支持された杭や水平変位量の制限を特に

特に b）は、大水深、軟弱地盤に建設された河川橋梁に対設けない杭基礎の設計などの新しい知見が記載された。

るので、参照されたい。また、従来の許容応力度法による

兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）後、より災害に強設計の実績が蓄積される中で生じた課題への対応として、

く信頼性の高い橋梁整備のため、既設橋梁の耐震補強が施工手順は、①〜⑤に示す通りである（図 2.4.4 参照）。

思想を基に杭基礎の施工技術を実務的に解説したものとし

上部構造物の分野を中心に合理的な設計法として限界状態

進められてきた。基礎部分については、地震後の被災調査①既設基礎の周囲に、仮締切り兼用の鋼管矢板を順次打て発刊され、示方書の規定の解説や既存工法の説明のほか設計法及び部分係数設計法の開発が進められたのがこの時や復旧作業が困難であるため、大きな損傷や過大な変形を設・閉合し、②仮締切り内を既設基礎フーチング下面までに、施工計画に関してや、施工管理の具体的な内容、施工期であり、1990 年代以降に基礎の設計基準類も上部構造物生じさせてはならない。このような背景から、河川橋梁の掘削する。続いて、③鋼管矢板と既設フーチングとを鉄筋上のトラブル事例とその対策等について記述された。

4）とともに移行が進められた 。各分野での基礎の設計基準

ケーソン基礎に対する補強工法の一つとして研究・開発さ等により結合し、④鋼管矢板と既設フーチングとを一体化

類の限界状態設計法及び部分係数設計法への移行時期は表れたのが、鋼管矢板基礎増設工法である。

するためのコンクリートを打設する。最後に、⑤仮締切り

本工法は図 2.4.3 に示すように、既設ケーソン基礎の周

2.4.1 を参照されたい。

する補強工法として有効である。

部の鋼管矢板を切断撤去して終了する。

また、「杭基礎施工便覧」は「道路橋示方書・同解説」の（2）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）と道路橋示方書改訂

1994 年（平成 6 年）には、「道路構造令」の改正に伴う設

なお、建築分野については、この兵庫県南部地震（阪神・囲に鋼管矢板を打設し、仮締切りと併用した上で、頂版を仮締切りを兼用できる利点を活かして、兵庫県南部地震計の強化や、車両の大型化で問題となる耐久性の向上を

淡路大震災）を契機として、耐震性能の向上、建設コスト打設して既設ケーソン基礎と一体化させる工法である。こ（阪神・淡路大震災）以降、本工法の適用例は増加傾向にあ図るための活荷重関連規定の見直しなどを目指して「道路の低減を図る新たな非剛結の杭頭結合構造が開発され、特のような構造とすることで、水平および鉛直方向の抵抗力る。補強の対象とする基礎形式としては、河川橋梁のケー

橋示方書・同解説」が部分改訂された 14）。ところが、翌年や剛性を増加させ、基礎の水平変位、回転を抑制する効果

ソン基礎が多く、主な補強理由は地震等による損傷の補の 1995 年（平成 7 年）に兵庫県南部地震（阪神・淡路大震がある。更に、次のような特長も備えている。

修、橋梁拡幅、河床の洗掘などに伴う水平支持力不足対策

災）が発生し、写真 2.4.4、写真 2.4.5 のように多数の橋梁でa）桁下施工で作業空間に制約を受ける場合でも、短尺鋼管である。

大きな被害が発生したことをきっかけに、レベル 2 地震に5）定工法として実用化されている 。
鋼管杭協会では、鋼材倶楽部（現 日本鉄鋼連盟）と共に
6）

被災状況の合同調査を行っている 。調査の中心は、鋼管
杭・鋼管矢板が採用されている構造物であり、大阪湾の淀川から神戸港に至る阪神間の沿岸地域にある護岸、岸壁、62

鋼管矢板基礎増設工法の施工手順

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

矢板を連続して打設可能である。
b）仮締切り兼用鋼管矢板基礎形式とすることで、狭い作対する基礎設計モデルの検討が本格化し、建設省（現 国土交通省）から関係機関に通知された「兵庫県南部地震によ

63

2.4

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

り被災した道路橋の復旧に係る仕様」及びそれまでの調査

ら内部土短辺長の範囲の摩擦力も考慮、基礎前面の水平方

第 2 東名・名神高速道路の建設は 1993 年（平成 5 年）の施工

る伊勢湾岸道路も含め、鋼管杭・鋼管矢板の総量は約10 万研究結果を踏まえて、1996 年（平成 8 年）には「道路橋示方

向地盤反力係数の割り増し係数の変更（0.2 → 1.0）なども実命令後に着工された。伊勢湾岸の港湾地域から木曽川、揖

ton にものぼる。港湾地域ながら工場近隣地帯に接していた

斐川の河口部近辺は埋立造成地が多く、極めて軟弱な地盤

一部区間では、低騒音・低振動である鋼管ソイルセメント
杭工法が採用された 18），19）。

書・同解説」の全面改訂が実施された。全面改訂では、橋施されている

17）
，
18）

。

梁基礎に関して、従来の許容応力度に基づく震度法によるところで、兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）では、臨が連続していたため、鋼管杭・鋼管矢板基礎が多用され、設計法に加えて、耐震設計（地震時保有水平耐力法による海埋立地に位置する橋梁群でも大きな被害が発生してい現在第 2 東名・名神伊勢高速道路の一部として機能してい安定設計）が導入され、基礎形式毎に具体的な安定計算モる。例えば、西宮大橋では上部工に 5 径間連続箱桁、下部工

デルや設計定数の設定方法、照査の詳細について規定されには鋼管矢板基礎（根入れ深さ水面下 50m）が採用されてた。加えて、液状化時における杭支持力の推定法の明確化、いたが、地震により、橋梁上部工が西側に 1m ずれるとと杭とフーチングの結合部における中詰めコンクリートの範

もに、橋脚の一部で破断やひび割れが発生するなどの被害

囲、鋼管杭の一般的な腐食代の変更（2mm → 1mm）等につが発生した（写真 2.4.6，写真 2.4.7）。鋼管矢板基礎の健全

いて示された

17）
，
18）

。

1997 年（平成 9 年）に下部工が着工された沖縄県の古宇利性を確認するために、継手部の外観調査や、傾斜などの変また、鋼管矢板を用いた仮締切りの設計や構造細目など

形計測、腐食調査、浸透探傷調査等が実施された。その結「鋼管矢板基礎設計指針・同解説（1984 年）」で規定されてい果、どの調査でも震災による変状や損傷はなく、経年的なた事項が道路橋示方書に取り入れられ、記載内容が充実する

腐食減肉も少なかったため、鋼管矢板基礎が十分に健全でことになったのも本改訂においてであった。鋼管矢板基礎のあると判定された。震災で被害を受けたその他の橋梁のう施工方法として打込み工法に加えて中掘り工法を追記、地盤

ち 8 件の鋼管杭基礎も掘削後、目視調査されたが、被害はから決まる鋼管矢板の極限支持力として鋼管矢板先端の支確認されなかった。これらの調査結果からも鋼管杭・鋼管

持力と井筒部外周面の摩擦力に加え、隔壁、中打ち単独杭の矢板基礎が優れた耐震性能を有することが分かる 16）。

図 2.4.5

古宇利大橋側面図 21）

先端支持力および井筒部内周面については鋼管矢板基礎か（3）大型橋梁プロジェクトと鋼管杭・鋼管矢板基礎

本年代でも大型橋梁プロジェクトが数多く実施されている。後に日本の大動脈となる「スーパーハイウェイ」として

図 2.4.6

写真 2.4.4

兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）での阪神高速神戸線の高架橋の倒壊（神戸市東灘区深江地区）23）
写真 2.4.6

写真 2.4.5

64

古宇利大橋橋脚標準断面図 21）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）での阪神高速神戸線の高架橋の倒壊（神戸市東灘区深江地区）23）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

西宮大橋

P3 橋脚頂版コンクリートひび割れ調査の様子 24）

写真 2.4.7

西宮大橋

P3 継手部調査 24）

写真 2.4.8

古宇利大橋の鋼管矢板基礎と鋼管杭基礎 20）

65

2.4

大橋は延長 2020m、橋脚数 24 基の長大橋であり、橋脚のう1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

1995 年（平成 7 年）に着工された北海道の美原大橋では、

ち航路部 6 基に鋼管矢板基礎、それ以外の標準部に鋼管杭当時国内最大級の約 61m × 35m（φ 1200mm

計 219 本）の基礎が採用されている（図 2.4.5，図 2.4.6，写真 2.4.8）。この超大型鋼管矢板基礎が採用された（図 2.4.8，図 2.4.9）。鋼工事では沖縄ならではの特異な地層で摩擦力に着目した独自設計（簡易杭頭設計）が行われ、注目された。当時、石灰砂礫層では摩擦力は期待できないという通念があり、琉球石灰岩層といわれる沖縄特有の地盤を支持層とする場合、
杭先端支持力のみでは十分な支持力が得られないため、基盤層の深度近くまで、つまり100m 近くの長尺杭を打設するという施工法が考えられていた。しかし、各種載荷試験（打込み杭工法と補助工法である中掘り杭工法の併用施工）の

図 2.4.9

結果、琉球石灰岩層では想定より大きな周面摩擦力を得ら

美原大橋基礎図 23）

れることが実証されたため、琉球石灰岩層を支持層として杭長を短くするとともに、本工事においては経済的で合理的な設計法が確立された

管矢板基礎が採用された要因は、大きな鉛直支持力、水平

20）
，
21）

。

らず、地震に対する強靭な性質が示された。

支持力を確保できることに加え、出水時の対策や水質汚濁

兵庫県南部地震を契機に、レベル 2 地震動に対応した耐ところで、この年代では、橋梁建設技術の高度化に伴い、への心配がなく環境面でケーソン基礎よりも有利とされた震設計標準として、1999 年（平成 11 年）に「鉄道構造物等

極めて大型の鋼管矢板基礎が採用されるケースが増えてことであった。鋼管矢板基礎の大型化に伴い、鋼管矢板径

設計標準・同解説（耐震設計）」（図 2.4.11）が発刊された。

いた。例えば、1996 年（平成 8 年）に着工された大阪ウォー

も大きくなり、同時に施工機械も従来から様変わりした。

本設計標準は、レベル 1 及びレベル 2 地震動に対して、重要

ター・フロントの夢舞大橋（仮称：夢洲～舞洲連絡橋）は

美原大橋の鋼管矢板基礎施工時には、国内最大級ハンマ（最度に応じた 3 段階の耐震性能（耐震性能Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ）を初

当時世界初といわれた旋回式浮体方式の橋梁であり、浮体

大打撃エネルギー24tf・m）と外国製ハンマ（最大打撃エネ

めて規定した性能照査基準となっている。また、部材や地橋の係留によって波力が加わることで大きな水平力が作用

ルギー20.9tf・m）の施工試験が行われ、外国製ハンマの方

盤抵抗の非線形特性を評価し、動的解析およびこれを基にする反力壁の足元に、仮締切兼用方式の大型鋼管矢板基礎

がハンマ効率とエネルギー伝達に優れるという結果が報告作成した降伏震度スペクトル法を採り入れるなど、これまされたため、工期・経済性の面から外国製ハンマでの施工

でにない斬新な基準となった。レベル 2 地震動による液状が導入された 21），23）。

化や地盤変位などに対処するため、機械式継手による大径が採用された（φ 1200mm × L60m

夢洲側、舞洲側合わ

せて 310 本、約 12,500ton）（図 2.4.7）22），23）。

図 2.4.7

夢洲・舞洲連絡橋

杭打ち船による鋼管矢板打設風景 23）

2000 年（平成 12 年）に着工された中部国際空港の空港島と対岸部を結ぶ道絡橋および鉄道連絡橋基礎にも、全 15 橋

鉄筋とフープ筋を多くした場所打ち杭、鋼管杭、SC 杭など変形性能の優れた杭の採用を促進させた 27）。

24）

脚で総量 29,000ton の鋼管矢板が使われている 。
（2）新幹線基礎での鋼管杭工法の多様化

鉄道分野
（１）
「鉄道構造物等設計標準・同解説」の制定と兵庫県南部
  地震

打込み杭工法は、1989 年着工の北陸新幹線（高崎－長野間）以降、騒音・振動が課題と考えられたため採用されていなかったが、1998 年（平成 10 年）着工の東北新幹線の建設では、これらが課題とならない施工環境下においては適1997 年（平成 9 年）には、「建造物設計標準改訂版（基礎構用可能と判断されたため、SC 杭・鋼管杭の打込み杭工法

造物）
」を基に、
「鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構造が採用された。他にも RC 杭の場所打ち杭工法、深礎杭な物・坑土圧構造物）」（図 2.4.10）が発刊された。この設計標
準では、限界状態設計法が初めて導入され、以前から導入されていた上部構造物の設計と整合が図られた。また、杭基礎として中掘り根固め杭や鋼管矢板基礎等も新たに記載された。2000 年（平成 12 年）には、「鉄道構造物等設計標準・同解説」の SI 単位版が発行されている 25）。なお、本設計標
準は、2012 年（平成 24 年）1 月の大改訂に至るまで 10 年以
上、鉄道分野の基礎構造物の技術基準として用いられることになる。
1995 年（平成 7 年）1 月に発生した兵庫県南部地震では、
阪神間の鉄道網を形成する 23 路線が被災し、鉄道構造物にも多大な被害を及ぼした。山陽新幹線では落橋や橋台橋脚
及び高架橋の柱が損傷し、在来線においても同様の被害が発生した 26）。また、各地で地盤の陥落が確認された。一方、
図 2.4.8

66

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

美原大橋側面図

23）

鉄道分野での鋼管杭・鋼管矢板基礎の被害は確認されてお図 2.4.10 鉄 道構造物等設計標準・同解説（基礎構造物・坑土圧構
造物）
1997年（平成9年）版

図 2.4.11 鉄 道構造物等設計標準・同解説（耐震設計）1999 年（平成11年）版

67

2.4

新旧橋梁概要図

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

鋼管矢板基礎一般図
図 2.4.12 常磐線荒川橋梁改良工事 29）

写真 2.4.9

御茶ノ水駅付近耐震補強工事 31）

どの杭基礎やケーソン基礎も採用されている。
1995 年（平成 7 年）には、秋田新幹線 盛岡アプローチ高
架橋において、排土量が少なく、場所打ち杭工法より支持力が大きい鋼管ソイルセメント杭が初採用され、1998 年（平成 10 年）に建設が始まった九州新幹線（博多－新矢代間）
や北陸新幹線（長野・金沢間）でも、鋼管ソイルセメント杭工法をはじめとして、回転杭工法、鋼管矢板基礎などが採用されている。例えば、日本海側の被圧地下水環境下では

図 2.4.14

鋼管ソイルセメント杭工法や回転杭工法が、地下水が飲料

鋼矢板締切りによる盛土耐震補強工法 31）

水利用される環境下では回転杭工法が用いられるなど、当時、鉄道分野でも鋼管杭の特長を活かし、様々な鋼管杭工

10m 以上と厚く、残留沈下量が大きい（目安として300mm 以法が採用されていることが分かる。九州新幹線で採用され上）場合で、鋼矢板締切りに加えて、地盤改良などを併用する。

た回転杭に関しては、「2.5 節 3. 鉄道分野（2）」で紹介する。
（3）近接施工で評価される鋼管矢板基礎

写真 2.4.10
図2.4.13 荒川河口橋（一般国道 357号）の横断図

耐震補強工事後（高田馬場駅～目白駅間）31）30）（1）港湾施設と工法の開発

1979 年（平成 56 年）から数年にわたり渇水期期間に施工された日本国有鉄道 常磐線荒川橋梁改良工事（図 2.4.12）

事への適用性に関して示されている。

では、工事が常磐線と営団地下鉄千代田線の間に挟まれた
近接施工の現場で行われた。荒川橋梁は 1917 年（大正 6 年）

（4）鋼矢板締切りによる盛土の耐震補強に建設されて以来、付近の地盤沈下の影響により、橋脚・盛土の耐震補強では、国鉄末期に東海道新幹線の地震対

橋台の不同沈下が大きかったため、河川上流側に別線を新策として鋼矢板＋タイ材で盛土を締切る工法が採用され、設する対応がとられ、当時その基礎としてニューマチック

当時、鋼矢板は盛土法尻へ打設されていた。

末に完了）。その際の設計の考え方は、基本的には、次の①

1990 年代には、首都圏の増大する物流需要や、コンテナ〜③に示すように、より大きな地震（L2）に耐えられること化に代表される流通革新の進展に対応する国際貿易・国内を条件にしつつも、過大設計への配慮がなされている。
① PL 値※≧ 5 となる箇所で対策を実施する※液 状化可能性指数で、ある地点の液状化の可能性を総合的に判断するための指標であり、各地層の液状化に対する抵抗率（FL）
を深さ方向に重みを付けて足し合わせたものである。PL 値が小流通港湾として、横浜港の外資コンテナ量は増加、コンテナ船の大型化も相まって既設バースでの対応が困難となった。
今後も横浜港の国際貿易港としての維持を目指して、総合的な物流ターミナルの建設が急務となり（図 2.4.15）、南本牧埠頭の建設が進められた（写真 2.4.11）。建設に当たって

ケーソン基礎、ベノト工法、鋼管矢板基礎の 3 工法が候補

兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）発生後は、支持地盤に挙がった。本現場は軟弱地盤であるとともに、基礎周辺に厚い液状化層や沖積粘性土層・軟弱層が存在する盛土にの活線に配慮した近接・狭隘地施工、急速施工などが求め

ついては、斜面内崩壊対策も兼ねて高さ 6m 以上の盛土に対②液状化時の変形量を性能指標とするのではなく、盛土な遮水性が求められ、二重鋼管矢板構造が採用された 32）。

られたが、最終的に施工性・安全性などの面からも有効とし、法肩から高さ 3m 下がった箇所、すなわち盛土の中腹付が壊滅的に崩壊するような挙動は容認しないが、締切施工の早さや軟弱地盤への対応としてジャケット式の鋼判断され、仮締切兼用の鋼管矢板基礎が採用されたのであ

近に鋼矢板を打設するようになった。このとき、鋼矢板にはり対策後の鋼矢板およびタイ材が壊れない（降伏しな構造物が建設されるようになった。その代表的なものに東る 28,29）。

鉄筋コンクリートによる化粧壁が施されることが多い。

い）程度の地震時変形は容認する

京港大井埠頭コンテナ第 5 バースや羽田空港再拡張のため

1990 年（平成 2 年）に施工された荒川河口橋（一般国道

JR 東日本における盛土耐震補強工事では、主に斜面内

さいと液状化発生の可能性が小さく、大きいと液状化の危険性が高くなる。

③盛土のすべり対策も兼ねることから、可能な限り線路は周辺海域の環境条件に十分留意する必要から護岸の完璧の桟橋式滑走路がある。

357 号）（図 2.4.13）や 1997 年（平成 9 年）に施工された荒川崩壊を対象とした棒状補強材による補強に加えて、支持地

横断橋（放射 16 号）でも、高速道路や鉄道、地下鉄が約 5m

盤に液状化層が存在する場合の対策として、鋼矢板および

図 2.4.14 に鋼矢板締切りによる盛土耐震補強工法のイ

況下においても、貿易取り扱い貨物の総トン数、コンテナのところに近接していたため、近接施工に有効な鋼管矢板

タイ材による補強が実施される（写真 2.4.9，写真 2.4.10）。

メージを示す。
【液状化対策レベルⅡ】は、PL 値≧ 15（液状数に限っては増加を続けており、大井コンテナ埠頭をはじ

直下型地震の発生が懸念される首都圏においては、2012

化層厚 3〜8m）で液状化後の残留沈下量が大きくない場合

め、名古屋の鍋田ふ頭、大阪港、堺泉北港、神戸港でも耐基礎が採用された。

68

4．港湾分野に近い法肩付近に鋼矢板を打設する

バブル崩壊によって経済活動全般に暗い影が落ちた状

なお、2003 年（平成 15 年）に発刊された「近接工事設計

年度（平成 24 年度）より山手線、中央線など、9 線区 23 箇所であり、本工法の標準モデルに位置付けられている。

震強化岸壁の整備が行われ、九州では博多港、日本海中部

施工標準（東日本旅客鉄道）」では、鋼管矢板基礎の近接工（約 11km）で盛土耐震補強工事が実施されている（2016 年「液状化対策レベルⅢ」は、PL 値≧15で液状化層が 8〜では新潟港、東北では塩釜港、北関東では常陸那珂港、駿２章 │ 技術変遷（設計・施工）

69

2.4

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

写真 2.4.12 クボタ鉄管積出し桟橋（健全）35）

図 2.4.16

図 2.4.15

被害があった斜め桟橋の解析ケース 36）

横浜港の将来計画 32）ているのに対し、鋼管矢板岸壁はほとんど変形を生じておらず、また十分な防食対策を取り入れた構造物は防食の観写真 2.4.13

住吉浜町のサイロ岸壁（腐食により破断したと思われる鋼管杭）35）

点でも健全であった。鋼材の軽くて粘り強い基礎としての特性が活かされ、耐震性能の大きさを示したと言える 35）。
また第 2 次調査として、実際に著しい被害があった斜め組
杭式桟橋の解体撤去に伴い破壊メカニズムについて検証している（図 2.4.16）36）。
これらの調査から、鋼管杭基礎の粘り強さ、すなわち脆性的な破壊が生じずに構造物を安定して支える性能において優れていることが認識され、想定外の地震に対しても信頼性の高い構造であることが認識された。この結果が、以

図 2.4.17

後の基準類に影響を及ぼすこととなる。また同時に行われ防食工法の初期費用と耐久性 37）（画像提供：防食・補修工法研究会）

た杭の腐食量調査から、錆の進行は設計時の見込み量を下

写真 2.4.11 コンテナが並ぶ本牧埠頭 32）

回っていることが確認された。
構造物の防食を目的としてチタンを適用した我が国では初（3）防食工法

河湾では清水港と、それぞれ耐震強化岸壁による国際海上
コンテナターミナル港の整備が進んだ。また同様に内貿用

写真 2.4.14

東神戸フェリー埠頭（ケーソン護岸が崩壊した岸壁の全景）35）

ターミナルでも耐震強化岸壁の整備も進められていた 33）。
こういった係船岸の大型化に伴い、1993 年（平成 5 年）

この時期に防食カバー材として長期耐用を目的としたチ

するきっかけとなった。代表的な事例として、東京湾横断

タン材の適用、チタンクラッド鋼被覆および耐海水性ステ

道路の橋脚（水深 -2〜+3m の範囲）や夢舞大橋（可動式浮

ンレス鋼被覆の実用化がみられるようになった。チタンな体式橋）への適用がある。

1995 年（平成 7 年）1 月 17 日に発生した阪神・淡路大震

どによる耐食性金属被覆工法は、図 2.4.17 に示すように、

耐海水性ステンレス鋼被覆は大井埠頭の改良工事にジャ控え式）矢板壁の設計手法に関する解析が災によって、当時世界第 6 位であった神戸港の港湾関連施初期コストがかかるが長期の耐久性が期待でき、メンテナ

ケット式桟橋が採用され、その構造物の -1m より上の腐食

港湾空港研究所にてなされた 34）結果、ロウの方法を改良し設の機能が壊滅的な状況となった。鋼管杭協会としてそれ

ンスフリーであることが最たる特長である。チタン材の海対策として適用されたのをはじめ、羽田再拡張工事にも採た解析手法で断面剛性や地盤の特性を考慮できるとして、まで鋼管杭が納入された護岸・岸壁に関しては第 1 次調査

洋環境下での初めての適用は、波崎観測桟橋において鋼管用された。

後述する 1999 年改訂の「港湾の施設の技術上の基準・同解として 23 件の目視調査を実施（写真 2.4.12，写真 2.4.13，

杭の干満帯より上部の防食法としてペトロラタム被覆工法

鋼管杭協会において実際の施工現場の作業管理上のポ説」から設計手法として記載された。

写真 2.4.14）、ケーソンについては大きな水平変位が生じのカバー材に採用されたチタン薄板である。本事例は海洋

イントについてまとめた「重防食鋼管杭・重防食鋼管矢板には鋼管矢板のような高剛性矢板壁にも適用可能なタイロッド式（現70（2）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）

めての試みであり、その後のチタンを防食材料として適用

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

71

2.4

施工の手引き」を 1990 年（平成 2 年）10 月に発刊。同じく
1990 年（平成 2 年）に防食と補修を示した実務者向けの実用書として「港湾鋼構造物調査診断・防食・補修工法実務
ハンドブック」が防食補修工法協会より発刊された。

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

5．河川分野（1）河川堤防の液状化対策技術

1995 年（平成 7 年）に発生した兵庫県南部地震（阪神・1997 年（平成 9 年）には「港湾鋼構造物防食・補修マニュ

淡路大震災）では、堤防基礎地盤の液状化により淀川下流

アル」の改訂版が発刊、1975 年（昭和 50 年）から 1997 年（平の左岸で約 2km にわたって堤防が崩壊した（写真 2.4.15）。

成 9 年）まで実施された阿字ヶ浦海岸での曝露試験をはじ

過去の大きな地震でも液状化による構造物の被害（大規模めとし、別途実施された福山・宮古島・三河港・波崎観測

な変位発生、天端高の確保困難）が多数発生しており、構桟橋の暴露試験等、これまで取り組んできた腐食や防食技

造物の液状化対策が重要となることが再認識された。

術に関する調査・研究の成果としてその適用性評価が反映

盛土構造物の液状化による被害を防ぐには、盛土構造物された。1998 年（平成 10 年）には、鋼管杭協会において「防の基礎地盤をすべて液状化しないように地盤改良する方法

食ハンドブック」を発刊し、設計・施工・維持管理におけが確実だが、莫大なコストを要することに加え、既設の構る参考書としてまとめた。

造物の供用中あるいは機能を維持したまま対策を実施する

写真 2.4.16

平成 10 年 8月末豪雨による阿武隈川決壊時の被災状況 39）

ことは非常に困難であった。
（4）港湾分野における基準類

鋼矢板を用いた液状化対策は、液状化自体を抑制するこ1994 年（平成 6 年）に改訂された「港湾の施設の技術上とはできないが、液状化で発生した液状化層の側方流動をの基準・同解説」においては、鋼矢板セル式係船岸、車止め、直接抑えることで液状化の被害（重力式構造物の沈下、共臨港交通施設、1989 年（平成元年）の基準から対象となっ同溝・マンホール等の浮上）を軽減し、構造物の機能確保

たマリーナについてより詳細な記述がなされている。

に寄与することが可能である。このとき鋼矢板は、液状化

1999 年（平成 11 年）4 月に改訂された「港湾の施設の技

時の外力に対して鋼矢板断面に発生する応力度が所定の許術上の基準・同解説」では、性能設計の一部考え方の導入

容値以内であり、所要の根入れ長が確保されていれば、材や SI 単位系の採用があった他、鋼構造物の防食法として腐料としての健全性は確保される。また、既設の構造物を供

食しろによる方法を用いないこととし、平均干潮面以下に用しながら（機能を維持したまま）対策を施せることに大は電気防食を、平均干潮面以下 1m より上の部分には被覆きな利点があった。

図 2.4.18

鋼材を用いた工法（左：河川堤防等の液状化対策、右：地中構造物の液状化対策）

防食工法によって防食対策を行うことを示した。本改訂に日本では、上述の兵庫県南部地震のように、これまでのえるようになった。これにより現在の鋼矢板等の構造検討

おいては、直杭式桟橋の耐震設計法についても、鋼管杭の被災経験を活かすことで、河川堤防の耐震化に関する多くにおいて合理的な型式選定が可能となったことも、河川分

塑性変形を許容した設計体系を骨子とした大幅な改訂がの研究・施策が進められてきた。中でも液状化対策に関し

野における鋼材適用拡大においては大きな出来事であった。

行われた。これは 1995 年（平成 7 年）の兵庫県南部地震（阪て初めて策定された指針として、1997 年（平成 9 年）の「河当協会（鉄鋼メーカー各社）では、この鋼矢板による液神・淡路大震災）以降、運輸省港湾技術研究所と鋼管杭協

川堤防の液状化対策工法設計施工マニュアル（案）（土木研

状化対策工法を実用化・普及していくため、1999 年（平成33）

会の共同研究の成果である 。また港湾技術研究所と鋼管究所）」、1999 年（平成 11 年）の「液状化対策工法設計・施

11 年）、振動台実験、遠心模型実験、動的有効応力解析を実杭協会において、直杭式桟橋による耐震設計の普及を目的

工マニュアル（案）（土木研究所）」がある。これらに準じ、施し、その対策効果の確認および合理的な設計法を取り纏とし、設計プログラムである「N-PIER」を開発、講習会やL1 地震動を想定した液状化対策が着実に推進される中、鋼めた「鋼矢板を用いた液状化・耐震対策（盛土構造物）技材を用いた工法も多数採用されてきた（図 2.4.18）。

術資料」（図 2.4.19）を発刊した。

38）

プログラム配布等、その普及にも邁進した 。

一般的に液状化し易いとされる層は、地下水位が現地盤（2）施工補助工法適用時における鋼矢板の止水効果の評価

1998 年（平成 10 年）8 月 26 日〜31 日の豪雨では、阿武隈川の河川堤防において、堤防法尻付近からの漏水が多数発
図 2.4.19

 矢板を用いた液状化・耐震対策（盛土構
鋼造物）技術資料（平成 11 年）

生し、破堤・氾濫に至った（写真 2.4.16）。断続的な集中豪雨であったため水位の高い状態が 6 日間続き、その間豪雨による被害は拡大し、19 の市町村約 11,300 世帯に避難勧告

面から 10m 以内にありかつ現地地盤面から 20m 以内の深さ

写真 2.4.15

72

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

兵庫県南部地震による淀川左岸の被災状況が出されるという深刻な事態となった。

に存在する飽和土、細粒分含有率 FC が 35％以下の土層、又これを受けて建設省東北地方建設局福島工事事務所ではは FC が 35％を超えても塑性指数 Ip が 15 以下の土層、平均評価委員会を設置し、漏水対策工の検討を実施することと粒径 D50 が 10mm 以下でかつ 10％粒径 D10 が 1mm 以下であなった。基盤漏水の発生要因は、堤内地の地下水が被圧される土層とされていた。こういった従来の経験則に従った簡ることによっており、対策工としては堤防法尻部への鋼矢板

易的な液状化判定手法に加え、液状化判定の定量的な指標

打設による止水が最適であるとされたが、施工に際しては硬として FL 値（= 地盤の動的せん断強度比 / 地盤の設計地震

質な地盤条件が対象とされた点で技術的な課題があった。

動におけるせん断応力比）が導入され、地震時に液状化が当協会では委嘱を受けて評価委員会に参画し、バイブロ生じる可能性がある層に対し、定量的な液状化の判定を行

ハンマ単独施工とウォータージェット（以下、WJ）併用バイ

73

2.4

1991 年（平成 3 年）〜2000 年（平成 12 年）

ブロハンマ工法の施工性および止水性に関して確認試験に

その後、更に支持力性能に優れる先端拡大根固め杭工法や構造物（神戸市東部中央卸売市場事務所棟）であった。こ

辺の道路・駐車場では塗装用インターロッキングブロック

よる評価を実施した。WJ 併用でも止水効果に有意差が見ら回転杭工法が開発されたことにより、現在では、建築分野で

こでは、杭頭が露出しており、杭が若干傾斜しているようが剥がれたり、アスファルト塗装にクラックや不陸が生じれないことを実施工において確認したことで、鋼矢板の一の採用は限定的である。

に見られた（写真 2.4.20）が、上部構造についての損傷はているところがほとんどであった。ただし、神戸ポートア

確認できなかった。

イランドや六甲アイランドの内陸部など地盤改良が行われつの合理的な施工法の止水対策への適用性を確保した。
（3）兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）

6．建築分野（1）建築基準法の改正

また、基礎の損傷が見られない 36 件のうち、4 件についたところでは比較的沈下量も少なく、周辺道路の損傷も軽度であった。

1995 年（平成 7 年）に発生した兵庫県南部地震（阪神・淡ては鋼管杭が露出していたが、杭頭の座屈や変形などの損

路大震災）では人的被害はもちろん、構造物にも多くの被傷はなかった。なお、六甲アイランド臨海部の 2 件の構造

兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）では、倒壊した建41）

害を発生させたため、鋼管杭協会でも調査が行われた 。

物（倉庫棟）に基礎の損傷がなかったのは、神戸ポートア

物の下敷きになる等、多数の死傷者が出たものの、倒壊し1998 年（平成 10 年）に建築基準法の抜本的な改正が行わ

建築分野においては、神戸ポートアイランド、六甲アイ

イランドの倉庫に比べ、比較的内陸に位置していたためた建物（杭基礎も含めて）が、建築基準法上の耐震基準がれた。主な改正内容は 2 点あり、1 点目は確認申請と検査のランドおよび深江浜町・鳴尾浜町の鋼管杭を用いた 45 件

バースの損傷に伴う影響が少なかったと思われる。

制定される以前であったこと、新耐震基準で設計された杭民営化である。これまでは、特定行政庁の建築主事のみがの建築建造物（一部橋脚含む）について調査が行われた。

行うことができた建築確認検査業務を民間の指定確認検査
機関でも行えるようになった。この改正の背景には、建築確認検査業務については、地方公共団体の建築主事が実施

ンドのコンテナバースに隣接する臨海部の倉庫棟であり、してきたが、行政期間のみではこれを十分に遂行すること

バースの損傷に伴う地盤の側方流動の影響で杭基礎の頭部ができない（実施体制が確保できない）状況にあったため、が変位したものと思われる（写真 2.4.17，写真 2.4.18）。基

官民の役割分担を見直す（官側は「指定確認検査機関」を「認礎の損傷が見られる 9 件のうち、1 件は内陸部に位置する

当時調査した建築構造物の周辺では一様に液状化による基礎構造に大きな被害がなかったことから、建築基準法にその結果、基礎の損傷があったものは 45 件のうち、9 件で地盤沈下が確認された（写真 2.4.19）のと同時に、地震前か

おいては大地震に対する設計（いわゆる「二次設計」）の導20％である（表 2.4.2）このうち 8 件は神戸ポートアイラ

らある程度圧密沈下していた形跡があった。そのため、周入は、見送られることとなった。

定」し、建築確認検査業務は「指定確認検査機関」が行う）
ことによって建築確認手続きの合理化を図りたいという官側の意図があった。
2 点目は、構造強度、防火に関する構造や材料などの性能規定化である。これは、仕様規定を緩和し、建築設計の自由度を高めることによって、技術開発の促進や海外資
材・部品の円滑な導入、建築コストの低減などを図ろうとするものである。建築物に求められる要求性能を満たせ
ば、多様な材料、設備、構造方法などを用いてもよいこと

写真 2.4.17 ケーソン岸壁の前傾による、鋼管杭基礎と構造物の傾き 41）

として、市場の活性化を目指した。

写真 2.4.19 周辺地盤の沈下による階段のずれ 41）

その他、連担建築物設計制度の新設、日照規定の廃止や採光規定の緩和などの一般構造に関する改正も同時に行われた。
（2）鋼管ソイルセメント杭工法

当時、大都市部で活発化する都市開発に伴い、建設残土あるいは建設汚泥が大量に発生したことで、処理能力・処理場の不足、処理費用の高騰を引き起こし、大きな社会問題となった。こうしたことから、基礎工法においても、残土・汚泥の発生の少ない工法が求められていた 40）。それに加え、施工管理技術の向上が求められ、しかも熟練した作業者と

写真 2.4.18 フーチングの移動により陥没した床版 41）

現場管理者の不足の折から、システマチックに施工管理が

図 2.4.20

鋼管ソイルセメント杭工法の概要図行える工法が要求された。こうした社会的なニーズに応え

写真 2.4.20

るために開発されたのが鋼管ソイルセメント杭工法である（図 2.4.20）。鋼管ソイルセメント杭工法にはガンテツパイル
工法と HYSC 工法の 2 種類があるが、建設大臣認定を取得
しているのはガンテツパイル工法（2000 年 ) だけである。鋼
管ソイルセメント杭工法は「1. 共通（1）」で前述した通り、
従来の認定工法（中掘り根固め工法）に比較して先端支持力や周面摩擦力が大きく、低振動・低騒音での施工が可能であるため、都市部や被圧地下水のある場所での施工に採用された。一方で「2.5 節 ６. 建築分野（2）」でも後述するが、74

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

表 2.4.2

阪神淡路大震災の被害内訳

調査地区

立地条件

基礎の
損傷なし

基礎の
損傷あり

小計

神戸ポート
アイランド

内陸部

16

0

16

臨海部

0

8

8

六甲
アイランド

内陸部

16

0

16

臨海部

2

0

2

内陸部

2

1

3

深江浜町・
鳴尾浜

露出し傾斜した鋼管杭 41）

41）

計
24

18

3

【参考文献】共通1 ）一般財団法人国土技術研究センター：「HYSC 杭（鋼管ソイルセメント杭工法）」建設技術審査証明事業（一般土木工法）報告書，平成 24 年 2 月
2 ）一般財団法人国土技術研究センター：「ガンテツパイル（鋼管ソイルセメント杭工法）」建設技術審査証明事業（一般土木工法）報告書，平成 18 年 1 月
3 ）田中宏征 他：鋼管杭の技術の変遷と最近の技術開発動向，新日鐵住金技報 第 403 号，新日鐵住金株式会社，2015 年 12 月
4 ）公益社団法人地盤工学会：入門シリーズ 39 基礎の支持力と変形入門，2020 年 12 月
5 ）公益社団法人地盤工学会：入門シリーズ 36 わかりやすい構造物基礎，2009 年 5 月
6 ）鋼管杭協会：明日を築く No.62，1995 年 11 月
7 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ⑤ 鋼管ソイルセメント杭工法 施工管理要領［Edition 2.0］
，令和 3 年 3 月
8 ）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.41 No.2，2013 年 2 月

759 ）鋼管杭施工管理士検定試験委員会：関連情報・参考図書，http://www.sppshiken.com/ ？ page_id ＝ 1210）株式会社神戸新聞社：神戸新聞 NEXT，【特集】阪神・淡路大震災，https://www.kobe-np.co.jp/rentoku/sinsai/11）磯部公一，木村 亮，河野謙治，原田典佳：鋼管矢板井筒増設によるケーソン基礎の耐震補強効果－遠心模型実験－，土木学会，土木学会第 59 回年次学術講演会（平成 16 年 9 月），平成 16 年 9 月
12）磯部公一，木村 亮，槇野 健，吉澤幸仁，張 鋒：鋼管矢板井筒増設によるケーソン基礎の耐震補強効果－数値解析－，土木学会，土木学会第 59 回年次
学術講演会（平成 16 年 9 月），平成 16 年 9 月
13）一 般社団法人全国圧入協会：防災技術，防災 ･ 災害対策事例，橋梁，橋脚基礎の補強，https://atsunyu.gr.jp/general/bosaiGijyutsu/bosaiSaigaiTaisakuJirei
Kyoryo.html
道路分野14）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 6 年 2 月
15）建設省 近畿地方整備局：阪神・淡路大震災 ―近畿地方建設局の記録―，平成 8 年 3 月
16）鋼管杭協会：兵庫県南部地震 鋼管杭基礎調査報告書（第 2 次）
，平成 8 年 3 月
17）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 8 年 12 月
18）鋼管杭協会：明日を築く No.64 ，1996 年 12 月
19）株式会社 総合土木研究所：基礎工，Vol.28 No.12，2000 年 12 月
20）鋼管杭協会：明日を築く No.67，2000 年 3 月
21）鋼管杭協会：明日を築く No.73，2005 年 3 月
22）鋼管杭協会：明日を築く No.75，2007 年 3 月
23）鋼管杭協会：明日を築く No.65，1998 年 3 月
24）鋼管杭協会：明日を築く No.74，2006 年 3 月
鉄道分野 
25）公益財団法人鉄道総合研究所：鉄道構造物等標準・同解説 基礎構造物，国土交通省鉄道局監修，鉄道総合研究所編，2012 年 1 月
26）社団法人日本鉄道建設業協会：阪神・淡路大震災 鉄道の被災と復旧の記録，1996 年 3 月
27）公益財団法人地盤工学会：地盤工学会誌，Vol.68，No.10，Ser.No.753，2020 年 10 月
28）社団法人土質工学会：土と基礎，28（6），1980 年 6 月
29）鋼管杭協会：明日を築く―鋼管杭協会設立 10 周年記念誌―，1981 年 8 月
30）鋼管杭・鋼矢板技術協会：発行資料，技術資料，鋼管矢板 Q ＆ A，http://www.jaspp.com/koukanyaita/answer/answer_19.html
31）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.43 No.4，2015 年 4 月
港湾分野32）鋼管杭協会：明日を築く No.61，1993 年 12 月
33）鋼管杭協会：明日を築く No.66，1999 年 3 月
34）高橋邦夫，菊池喜昭，朝木裕次：タイロッド式矢板壁の力学特性の解析，港湾空港技術研究所資料 No.756，運輸省 港湾空港技術研究所，1993 年 6 月
35）社団法人鋼材倶楽部・鋼管杭協会：兵庫県南部地震 鋼管杭基礎調査報告書（第 1 次）改訂版，平成 7 年 3 月
36）鋼管杭協会：兵庫県南部地震 鋼管杭基礎調査報告書（第 2 次）
，平成 8 年 3 月
37）防食・補修工法研究会：https://www.bouhoken.com/
38）鋼管杭協会：明日を築く No.67，2000 年 3 月
河川分野39）国土交通省 東北地方整備局 福島河川国道事務所：災害状況写真集，http://www.thr.mlit.go.jp/fukushima//typhoon/photogallaly4.html
建築分野40）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.48 No.12，2020 年 12 月
41）社団法人鋼材倶楽部・鋼管杭協会：兵庫県南部地震 鋼管杭基礎調査報告書（第 1 次）改訂版，平成 7 年 3 月

76

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

2.5

2.5 2001年（平成13 年）〜2010 年（平成 22 年）
2000

2010

時代背景
＜道路＞

★ 道路橋示方書・同解説
Ⅳ下部構造編改訂★ 杭基礎設計便覧改訂（2007）★ 杭基礎施工便覧改訂（2007）

鋼管矢板基礎設計施工便覧＜鉄道＞★ 鉄道構造物等設計
標準・同解説（基礎各種基準、（2012）
構造物）

示方書類

＜河川＞

施工機械、

に示すように鋼管の先端にらせん状の羽根あるいは 2 枚の

（1）高支持力杭工法の開発（回転杭工法、高支持力埋込み杭工法）

鋼板を溶接した鋼管杭を回転させながら杭先端の羽根の「2.4 節 1. 共通」では、高支持力杭工法の一つである、鋼と閉端タイプの 2 種類がある。また、施工方法は、杭径により、2 つに分類される。鋼管径がφ 600mm 程度以下の小中

転杭工法、高支持力埋込み杭工法について触れていく。

径の場合は、三点式杭打ち機に装備した回転駆動装置で杭

1）回転杭工法

頭に回転力を与える杭頭回転方式（写真 2.5.1）で施工し、回転杭工法は、2000 年（平成 12 年）頃から実用化されて鋼管径がφ 600mm 程度以上の大径の場合は、全周回転機いる。回転杭工法は、鋼管ソイルセメント杭工法でも解決

で鋼管胴体部に回転力を与える胴体回転方式（写真 2.5.2）

されていなかった排土の発生が無く、低騒音・低振動を実で施工する。回転杭工法は、写真 2.5.3 のように斜杭への現した工法である。打撃工法の特徴と同様、杭体を通じて適用性も高く、その採用実績は増加しつつある。なお、回表 2.5.1 回転杭工法６）を引用編集★ 港湾の施設の技術上の基準・同解説 改訂（2007）

河川事業関係例規集

工法★ 建築基礎構造設計指針
改定（2001）タイプ★ 透水性鋼矢板工法（2003）

特徴

閉端タイプ

・管内に土砂を取り込みながら回転貫入ができることから、貫入抵抗を抑えられる。したがって、大径杭や硬い中間層がある地盤、礫径が大きな地盤に適している。

・主に小中径に用いる。
・被圧地下水下においても管内土の管理が不要である。
・建築分野では、管内の中空部を地中熱利用等として有効活用できる。

1 枚のらせん状

2 枚の半ドーナツ鋼板を V 字状に取り付け

2 枚の半円形鋼板を X 字状に取り付け

先端羽根＜機械式継手＞※★ ラクニカンジョイント（2002）（閉端タイプ）

開端タイプ

羽根形状

★ つばさ杭（2001）

鋼材（開端タイプ）・施工可能な最大礫径の目安は、杭径と礫の密度により異なるが、杭径の 1/4〜1/2 程度
である。

★ PFS 工法（2005）＜回転杭＞※★ エコパイル（2000）

つばさ杭

NS エコパイル工法★ 回転杭工法実用化（2000 頃～）

施工方法

推進力によって地中に貫入させる方法であり、開端タイプ

管ソイルセメント杭工法について触れたが、ここでは、回★ 鉄道構造物等設計
標準・同解説（耐震設計）改訂（2012）

＜港湾＞

＜建築＞

施工管理を行うことが可能である。回転杭工法は、表 2.5.1

1．共通

2005

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）★ ハイメカネジ（2011）★ カシーン（2004）＜鋼矢板＞★ 鋼矢板（有効幅 900mm）のハット形開発（2005）＜鋼管ぐい＞

JIS 制定（鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板）＜熱間圧延鋼矢板＞★ 改正（2000）＜溶接用熱間圧延鋼矢板＞★ 制定（2000）＜鋼管矢板＞

写真★ 改正（2004）★ 改正★ 改正（2008）★ 改正（2006）★ 改正（2012）★ 改正（2006）★ 改正（2012）★ 改正（2004）（2014）★ 改正★ 改正（2010）（2015）★ 一般社団法人
鋼管杭・鋼矢板技術協会設立（2009）★ 構造計算書偽造問題（2005）★ 東北地方太平洋沖地震（2011）（東日本大震災）★ 笹子トンネル事故（2012）★ 東京港臨海道路（東京ゲートブリッジ）

完成（2012）＜北海道新幹線（新青森－新函館北斗間）＞

世の中の動き＜東北新幹線（八戸―新青森間）＞★ 着工（2005）（2010）★ 開業（全通）＜北陸新幹線（長野―金沢間）＞＜九州新幹線（新八代―鹿児島中央間）＞＜中央新幹線（東京－大阪間）＞★ 着工★ 開業（2004）（2014）＜九州新幹線（武雄温泉―長崎間）＞＜九州新幹線（博多―新八代間）＞※：公的認証の取得年を示す。

78

２章 │ 技術変遷（設計・施工）★ 着工（2008）★ 開業（2011）

写真 2.5.1

杭頭回転方式の例８）

写真 2.5.2

胴体回転方式の例８）

79

2.5

表 2.5.2
項目

製品名

ラクニカンジョイント ®

形式

概要

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）

鋼管杭の機械式継手の例 2）を引用編集

カシーン ®
嵌合式

ハイメカネジ ®

ガチカムジョイント ®

ネジ式

ギア式

上下杭の端部に嵌合溝を持つ継手を工場で溶接取付けしておき、現地で継手を嵌合させた後、ボックス継手に収納している荷重伝達キーをピン継手の嵌合溝にセットボルトにより押込み、接合を完了する。

上下杭の端部に引掛り部を持つ
継手を工場で溶接取付けしておき、現 地 で 継 手 を 挿 入 し た 後、結合ボルトを鋼管外側より差し
込み、締め付けることで、雄継手を雌継手側に引き寄せ、引掛り部を噛み合わせることで接合を完了する。

上下杭の端部にネジ部を持つ継手を工場で溶接取付けしておき、現地で PIN 継手を取付けた
上杭を回転させ、継手を接合した後、逆回転防止ピンを鋼管外側より差し込むことで接合を完了する。

上下杭の端部にギア部を持つ継手を工場で溶接取付けしておき、現地で継手を挿入し、ピン継手を取り付けた上杭を回転させてギアを噛み合わせることで接合を完了する。

外径
板厚

外径
板厚

外径
板厚

外径
板厚

概要図
写真 2.5.3

斜杭の施工状況６）

適用範囲

転杭工法は、今日においても数多くの実績を有しており、2019 年度（令和元年度）には土木学会の田中賞（作品部門）

主要使用機械

を受賞している。

施工時間

2）高支持力埋込み杭工法

埋込み杭工法については、更なる支持力性能の向上を目開発されている。図 2.5.1 に示すような拡大および縮小可る。また、杭先端のみを拡大掘削するため、支持力あたりの掘削土量を抑制できる 1）という特長がある。支持力特性

トルクレンチ

接合〜品質管理

接合〜品質管理

10 分程度

15 分程度

回転バンド、六角レンチ

六角レンチ

接合〜品質管理

接合〜品質管理

10 分程度

品質管理

セットボルトの締込み深さが所
定深さ以上あることを限界ゲー
ジで確認

結合ボルト締付けトルクが既定値以上であることを確認

逆回転防止ピン頭部が鋼管外面と同一高さであることを目視確
認

回転抑止キーが嵌っていること
を目視確認

適用工法

打込み杭工法（打撃工法、バイ
ブロハンマ工法）、中掘り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工法

打込み杭工法（打撃工法、バイ
ブロハンマ工法）、中掘り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法

打込み杭工法（打撃工法、バイ
ブロハンマ工法）、中掘り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工法

打込み杭工法（打撃工法、バイ
ブロハンマ工法）、中掘り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法、回転杭工法（2020 年 9 月現在）

（４）鋼矢板の更なる広幅化

ら、詳細については「6. 建築分野（2）」を参照されたい。
図 2.5.1

先端掘削ヘッドの例 7）

高支持力杭工法が開発されたことにより、建物全体に使が増えてきたプレボーリング杭工法、鋼管ソイルセメント

2005 年（平成 17 年）には、公共工事の迅速化・コスト削減・杭工法及びバイブロハンマ工法について規定された他、中省力省人化に対応するため、更なる広幅化により、後述す

掘り杭工法、鋼管矢板基礎等の支持力推定式の見直しが行る有効幅 900 幅のハット形鋼矢板の製造を開始した。このわれている 4）。なお、「杭基礎設計便覧」、「杭基礎施工便覧」

用される杭本数が削減されたものの、杭 1 本が負担する地

機械式継手が出始めた。土木分野における機械式継手は、ハット形鋼矢板は、現在でも世界最大の有効幅を誇っていは、1992 年以来 14 年ぶりの改訂であったため、前述の「道震時の水平力は大きくなった。鋼管杭の耐力向上のために

表 2.5.2 のように、嵌合式、ネジ式、ギア式の 3 つに大別さる。また同年、当協会では、ハット形鋼矢板の技術につい

路橋示方書・同解説」の改訂内容の他、過去 2 回の改訂内

は、鋼管の大径化や厚肉化を行えばよいが、スパイラル鋼管

れる。予め杭の上下端部に工場で溶接により取り付けられて、国土交通省／新技術情報提供システム（NETIS）への容も盛り込んだ全面的な改訂を行っている。また、道路分の最大製管板厚は 25mm 程度であり、それを超えると厚板た継手部材を現地で自重等により接合させる構造であり、登録を申請し、2015 年（平成 27 年）には広く普及したとし

野同様、鉄道、港湾及び建築分野についても、従来の設計て “ 一般化・標準化技術 ” に認定されるに至っている。

法であった仕様設計から性能設計の概念を導入している。

を曲げ加工した鋼管（ベンディング鋼管）となり、コスト増

2）溶接による継手に比べ、以下のような特長を有する 。なとなる。以上から、増加する水平力に対抗するための対応策

お、建築分野における機械式継手については、「6. 建築分野にも着手している。高強度材料に関する詳細は、「6. 建築分（5）」を参照されたい。

野（4）」を参照されたい。

①気象条件（風、雨、気温等）の影響を受けにくく、施工時に「2.4 節 1. 共通」では、従来の許容応力度法から限界状態

特殊な技能者を必要としないため、品質が安定する。

設計法及び部分係数設計法への移行が進められていたこと（3）機械式継手の開発②施工時間短縮が可能である。

（5）設計基準類の改訂（改定） −性能設計概念の導入−を述べたが、2000 年代（平成 12 年～平成 21 年頃）には各分
3）③使用場所（可燃物近傍等）の制限が少ない。

野で性能設計の概念が導入されてきた 。道路分野におい当時の建設に携わった職人も徐々に現役を引退し、職人不④施工管理が容易である。

ては、性能規定型の技術基準を目指して、要求する事項と足や熟練工の減少などが顕在化してきていた。そのような⑤板厚の異なる鋼管を現場接合する箇所にも使用可能である。

それを満たす従来からの規定を併記する書式とすること

また、この頃は、高度経済成長期から 40 年以上が経過し、中、溶接に替わる鋼管杭および鋼管矢板の接合方法として

80

10 分程度①上下杭接合②ピン継手をギア幅長だけ回転③回転抑止キーの取付け（接合完了）が特に要求される建築分野で主に採用されていることか（2）高強度材料と杭頭デバイスの開発

400〜1,600mm
SKK400 t6〜30mm
SKK490 t6〜30mm①上下回転嵌合②逆回転防止ピン挿入（接合完了）

能な掘削ヘッドにより拡大根固め球根を築造し、杭先端部に取り付けた金物により鋼管と根固め球根を一体化させ六角レンチ、深さゲージ

318.5〜2,000mm
SKK400〜t9〜60mm
SKK490〜t9〜45mm①上下杭接合②結合ボルトの締付け③結合ボルトの締付けトルク確
認（接合完了）

端根固め球根を鋼管径の 1.25～2 倍まで拡大することにより、飛躍的に支持力性能を高めた高支持力埋込み杭工法が400〜1,600mm
SKK400 t9〜30mm
SKK490 t9〜30mm①上下杭接合②セットボルトの締込み③締込み深さ検査（接合完了）

施工手順

的に、従来の杭先端根固め球根の築造方法を改良し、杭先

400〜1,600mm
SKK400 t9〜30mm
SKK490 t9〜30mm

２章 │ 技術変遷（設計・施工）を基本として「道路橋示方書・同解説」が改訂され、採用

表 2.5.3

各分野における設計基準類の性能設計概念の導入時期３）を引用編集
設計基準類

建築基礎構造設計指針
道路橋示方書・同解説

移行時期
2001 年（平成 13 年）

Ⅳ下部構造編

2001 年（平成 13 年）

港湾の施設の技術上の基準・同解説

2007 年（平成 19 年）

鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構造物）

2012 年（平成 24 年）

81

2.5

（2）鋼管矢板基礎の高耐力継手

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）減に貢献している（図 2.5.3）13），14）。

表 2.5.3 に、各分野における設計基準類の性能設計概念の振動工法研究委員会を設置し、載荷試験による支持力評価

導入時期を示すが、各々の詳細は、各分野を参照されたい。

および施工管理手法の検討を進めたため、それら知見が示本年代を中心に、鋼管矢板基礎に関する技術開発が精力

そして、せん断耐力のさらなる向上と施工性の向上を方書に規定されるに至ったのである。一方、鋼管ソイルセ

的に進められ、主に鋼管矢板基礎の継手管のせん断耐力や図った継手として、継手管の径を大きくし、内面に縞突起（6）鋼管杭協会から一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会へ

メント杭工法やバイブロハンマ工法など新工法の規定を

施工性の向上が図られていた。軟弱地盤上の橋梁基礎は、を設け、更に鋼板で補強することにより、標準継手の 10 倍

鋼管杭協会は、2008 年（平成 20 年）に公益法人関連の改追加するにあたり、これまで蓄積された載荷試験に基づい

水平変位の制限により平面形状が大きくなる傾向にあるた程度のせん断耐力を持つ「ハイパーウェル SP」（写真 2.5.6）

正法が施行されたことを機に、2009 年（平成 21 年）4 月1日、て、各工法の支持力推定式が見直され、最大周面摩擦力度

め、これまでの標準継手のせん断耐力では合理的な設計がの高耐力継手が実用化され（2004 年 JFE スチール、清水建「一般社団法人

鋼管杭・鋼矢板技術協会」を設立し、鋼管を改訂前より大きく算定できることになった。また、水平困難となる課題があった。鋼管杭協会では 1994 年（平成 6

設、大林組）、徳島東環状大橋の基礎に採用されている。ま杭協会のこれまでの事業を引き継ぎ、改めてユーザーの立場

変位制限を緩和する杭基礎の設計に関する記述や杭とフー年）に、内部に縞状突起のある鋼管を鋼管矢板の継手管にた、2008 年（平成 20 年）には、継手管部に鋼管ではなく、に立って活動することを認識し、技術協会として再出発してチング結合部の設計等、より合理的で経済性の高い鋼管杭用いることで、せん断耐力の向上が図れるという知見を得

山形鋼とずれ止めの異形鉄筋の組合せ構造を用いること

基礎の設計が可能となる記述も盛り込まれた。全般的に性ており、2002 年（平成 14 年）から詳細な実験検討を実施し、で継手内の空間を大きくし、そこに高強度モルタルを充能規定型の設計法が導入されたことにより要求性能が明確

せん断耐力が通常の 5 倍程度となる縞鋼管高耐力継手を実填することによって、従来型の P-P 継手の 2.5 倍程度のせ

5）

いる 。

2．道路分野（1）道路橋示方書への鋼管ソイルセメント杭工法、バイブロハ
ンマ工法の記載

12）

化され、その要求性能を満足することを確認できれば、新用化した 。この継手は 2003 年（平成 15 年）に着工した東技術・新工法の採用が可能になったため、それらの開発が

京港臨海大橋（現 東京ゲートブリッジ））（図 2.5.2）のφ促進されることになった 9,10）。

1500mm の大型鋼管矢板基礎に用いられ、大幅なコスト縮ん断剛性と 10 倍程度のせん断耐力を実現した継手「Super

2007 年（平成 19 年）に行われた 14 年ぶりの「杭基礎設計

2002 年（平成 14 年）に、基準の性能規定化、耐久性の向便覧（日本道路協会）」の改訂では、1996 年（平成 8 年）の上に関する規定の強化などを主な内容として「道路橋示方

地震時保有水平耐力法の導入、2002 年（平成 14 年）の性能書・同解説（日本道路協会）」が改訂された。当時の施工実規定型設計の導入という２度の大きな「道路橋示方書・同績を踏まえ、既製杭工法（鋼管杭）としては、それまで記載

解説」の改訂に対応する内容となった。また、参考資料にされていた打込み杭工法（打撃工法）、中掘り杭工法に加えは回転杭工法と斜杭基礎の設計が掲載された。

て、鋼管ソイルセメント杭工法（写真 2.5.4）、バイブロハ「杭基礎施工便覧（日本道路協会）」も同年改訂され、現ンマ工法（写真 2.5.5）が追記された。また、鋼管矢板基礎

場継手の一つに、現場溶接に加え、継手施工時間の短縮やにおける施工方法として、打込み杭工法（打撃工法）、中掘

品質の安定性の確保、施工空間の制限化で施工可能などのり杭工法に加えて、バイブロハンマ工法が記載された。こ理由で当時採用が増えていた機械式継手が初めて記載されれは、鋼管杭協会が「道路橋示方書・同解説」改訂のために、た 11）。機械式継手の詳細は「1. 共通（3）」を参照されたい。

図 2.5.3

図 2.5.2

写真 2.5.4

82

鋼管ソイルセメント杭工法の施工風景 10）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.5.5 バイブロハンマ工法の施工風景 10）東京港臨海大橋（現 東京ゲートブリッジ）
で採用された縞鋼管高耐力継手 14）

東京港臨海大橋（現 東京ゲートブリッジ）の施工風景 14）

写真 2.5.6 ハイパーウェルSPの高耐力継手 17）

写真 2.5.7

Super Junction16）（写真提供：鹿島建設）

83

2.5

Junction」（写真 2.5.7）が開発された（鹿島建設、新日本製で採用されている 19）。また、四国旅客鉄道 JR 土讃線連続

不要で、低騒音・低振動・無排土で施工でき、杭先端の羽鐵）。この継手は羽田空港 D 滑走路建設外工事の埋立部と立体交差事業 高知駅高架橋基礎工事では、工事現場周辺

根の引抜き抵抗力や高いじん性が期待できる回転杭が採用

桟橋部の接続部の護岸兼用鋼管矢板基礎（φ 1600mm 約に家屋が密集・近接しており、騒音・振動に配慮する必要された。なお、採用に当たっては事前に鉛直交番載荷試験

650 本）に用いられている。同現場では、無溶接で接続可能があったことや、高知県内に産業廃棄物処分場がなく建設が実施された。その後、九州新幹線 熊本地区の狭隘・軟弱

4．港湾分野（1）鋼矢板・鋼管矢板の遮水壁としての性能

1998 年（平成 10 年）に改正された「一般廃棄物の最終処分

13）

な機械式継手も採用され、工期短縮にも貢献している 。

汚泥の少ない工法が求められたことから、鋼管ソイルセメ

地盤上の高架橋の杭基礎にも回転杭工法が採用された 。

場及び産業廃棄物の最終処分場に係る技術上の基準を定め「4. 港湾分野（2）」に詳述するが、羽田空港 D 滑走路建設外ント杭工法の低騒音・低振動・低排土量という特長が評価

そして、北陸新幹線 富山駅高架橋工事では、橋梁の主橋る命令」（総理府・厚生省令）や 2000 年（平成 12 年）に海面工事では、桟橋部に本杭として先行打設した大径鋼管杭基され採用に至った（写真 2.5.9）20）。

脚部には鋼管矢板基礎が使用されているが、高架橋部は地処分場を対象として発刊された「管理型廃棄物埋立護岸 設

層条件に応じて、回転杭工法と場所打ち杭が使い分けられ計・施工・管理マニュアル」（運輸省港湾局）では、廃棄物ている。工事地区周辺では、北アルプスからの地下水が豊処分場の外周仕切設備に対して非常に高い遮水性能が要求

回転杭工法に関しても様々な鉄道現場で採用されてい富に湧き出していたため、杭施工時に、地盤を掘削するとされている。また、2000 年（平成 12 年）に改正された「港湾る。九州新幹線 島田北高架橋はその一つであり、博多－新

被圧地下水が自噴してしまう課題があった。そこで、管内法」においても、「環境保全への配慮」が目的のひとつとし八代間の最南端に位置する液状化地盤上の高架橋である。

に土砂を取り込みながら施工できる回転杭を採用し、被圧て挙げられている。こうした中、鋼管杭協会では新たな遮水

支持層の深さは地表面から 30m の位置にあり、深さ 20m ま

地下水の水位 GL ＋ 2m 以上を基準に、取り込んだ土砂によ

壁の開発を進め、鋼矢板および鋼管矢板遮水壁に関する調でが地表から順に緩い砂質土層、砂混じりシルト層（液状り鋼管内を閉塞させ、被圧地下水を抑え込んだ。また、工査研究を実施し、鋼矢板継手には膨潤性遮水材の塗布（写化指数 PL が 20 以上）からなる。そこで、液状化地盤に対応

事地区は住宅密集地を含む市街地施工であったため、低騒

真 2.5.10）、鋼管矢板継手には漏洩防止ゴム板付き継手（写できる杭基礎の中から、使用する重機も少なくプラントも音・低振動で夜間施工にも対応可能な工法が求められてい真 2.5.11）を採用した。いずれも換算透水係数 10-6cm/s 以下

技術（工法）が普及拡大している。表 2.5.4 に示すように、たことや、他の鉄道営業線近接区域内で狭隘な作業スペーの性能を確保、環境保全にも対応することで、海を護るとい各社で開発された回転杭工法と鋼管ソイルセメント杭工法

スの中で施工でき、営業中の他線に配慮しながら最小限のう役割を担っている 25）。鋼矢板や鋼管矢板を用いた鋼製遮は、支持力や地盤抵抗特性などの設計法に対して、鉄道総工程で施工できることも工法が求められていた、回転杭工

水壁については、2003 年（平成 15 年）4 月より呉港阿賀地区

合技術研究所による評価が得られたことを契機に、その後、法が採用された理由であった（図 2.5.4）22）。

において港湾空港技術研究所と鋼管杭協会の共同研究によ礎（φ 1320.8～1600mm、1165 本 約 9 万 ton）に工場製作された全 198 基のジャケットを装着するジャケット式桟橋構造が採用され、本工事は後世に残る大プロジェクトとなっ
17）

ている 。

3．鉄道分野（1）鉄道分野での新技術の評価

本年代では、整備新幹線やその他民間鉄道で、当時の新（3）回転杭工法の普及拡大

21）

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）

鉄道分野においては、上記記載したような市街地施工、る実海域実験が実施された（写真 2.5.12）。その結果、鋼管矢低騒音・低振動、夜間施工、狭隘な作業スペース、空頭制限、板頭部への変形付与後も10-7cm/s 以下の換算透水係数であ

被圧地下水といった様々な施工制約がある中でも、回転杭ることを確認し、鋼製遮水壁の適用性を実証した 26）。鋼製遮鋼管ソイルセメント杭工法は、被圧地下水への対応が可工法はその施工を可能とする唯一無二の工法であることか

水壁の技術は、徳島県粟津港海面処分場や神戸沖処分場と能で大きな周面摩擦力が得られるという特長を活かし、被ら、上記のような大規模な建設工事に加え、全国的に大小いった各種処分場に適用されている 27）。

圧水圧が高く、良質な支持層が深い現場で多く採用された。

様々な在来線・私鉄を含めた鉄道工事において採用実績が鉄道分野で普及していった。
（2）鋼管ソイルセメント杭工法の普及拡大伸びていると言える。

鉄道総合技術研究所での評価後に、鉄道高架橋にて初めて大規模採用されたのが、名古屋臨海高速鉄道西名古屋港線（2004 年開業）である。市街地を走る全線の大部分が高架化となり、住宅地の隣接から低排土・低騒音・低振動など環境負荷の低減が求められたことで、全 15.2km のうち、

写真 2.5.8

名古屋臨海高速鉄道西名古屋港線での鋼管ソイルセメント杭施工と掘削撹拌ヘッド 18）

写真 2.5.9

JR 土讃線連続立体交差事業 高知駅高架橋基礎工事 鋼管ソイルセ
メント杭の建て込みの様子 20）

昭和橋～臨港地区境の約 4.8km にわたって鋼管ソイルセメ
ント杭工法の採用に至った。最大鋼管径 1500mm（ソイル
セメント径 1700mm）という、これまでになかった大径の鋼管が使用された（写真 2.5.8）18）。
鋼管ソイルセメント杭工法は、2008 年（平成 20 年）には
整備新幹線である北陸新幹線 糸魚川－富山間の上市川橋梁工事で、2009 年（平成 21 年）には同じく整備新幹線である北海道新幹線（新青森－新函館北斗間）大野川橋梁工事

表 2.5.4

鉄道総研から評価を受けた鋼管杭工法

杭施工方法
鋼管ソイルセメント杭
工法

回転杭工法

84

商品名
ガンテツパイル工法

評価年
1999 年（平成 11 年）

ハイエスシー（HYSC）工法 2001 年（平成 13 年）
NS エコパイル

2004 年（平成 16 年）

つばさ杭

2004 年（平成 16 年）

ジオウィング・パイル II

2008 年（平成 20 年）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.5.4

北陸新幹線 富山駅高架橋工事の回転杭工事の様子 22）

85

2.5

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）

技術研究センターにより開始された。この試験は、その後して桁下面にチタンカバープレートを配置し（写真 2.5.14）

毎年実施されている。

腐食環境改善を図ると共に、内部空間を除湿システムにより湿度管理することで結露による塗装の劣化を防止した。

（3）防食技術

また、干満・飛沫帯に位置するジャケットレグ部の鋼管に2000 年（平成 12 年）10 月より新日本製鐵・日本鋼管・川は、耐海水性ステンレス鋼ライニング（写真 2.5.15）を用い、

崎製鉄・住友金属工業の 4 社において広幅鋼矢板の重防食の製造体制が確立し、製造が開始された。また港湾空港技術研究所と鋼管杭協会による共同研究の成果として 2001
写真 2.5.5

鋼矢板膨潤性遮水材 23）

年（平成 13 年）3 月に港湾技術研究所より「重防食鋼矢板
における被覆材の接着耐久性に関する研究」が発刊され、
重防食鋼矢板の防食効果や耐久性についての評価がなされた 28）。2006 年（平成 18 年）、波崎観測桟橋および海洋技術
総合研究施設での 20 年間の研究成果に関する合同報告会
が東京と大阪で開催された。これを契機に、波崎観測桟橋
における研究成果は「鋼管杭の防食法に関する研究グルー
プ」により「海洋鋼構造物の防食技術」として出版された。
また 2009 年（平成 21 年）12 月には「港湾鋼構造物防食・補修マニュアル」が改訂、上記 20 年間の研究成果が、代表的な被覆防食法の実績として提示され、代表的な期待耐用年

図 2.5.6

高耐力継手「Super Junction」30）29）

数の根拠として反映された 。
写真 2.5.11

鋼管矢板漏洩防止ゴム板式継手 23）（4）羽田空港 D 滑走路

2007 年（平成 19 年）から着工された羽田空港 D 滑走路
は、多摩川河口域の通水性を確保する必要性から、埋立工規定化へ変更された。本基準では、岸壁の性能のひとつと法と桟橋工法を組み合わせた国内初の複合構造の海上空港

して変位量の制限の考え方を導入した。このため、直杭式として決定された（図 2.5.5）。埋立部と桟橋部の接続部に横桟橋に代わってジャケット式桟橋の適用が増加した。こおいては、海底面から約 35m もの埋立土圧に耐えうる構造

れは、ジャケット式桟橋では斜材を入れることによって、としてφ1600mm の護岸兼用鋼管矢板基礎が採用され、高水平力を杭軸方向力に換え、杭の軸方向耐力（押込み・引耐力継手である「Super Junction」（図 2.5.6）が利用された。

抜き抵抗力または圧縮・引張耐力）で抵抗する構造である「Super Junction」の内容については「2. 道路分野（2）」を参ため、水平変位も小さくなることが、その理由として挙げ照されたい。桟橋部には本杭として先行打設した鋼管杭基られる。また、いくつかの杭工法について、支持力推定式が礎（φ1320.8〜φ1600mm）に工場制作された全 198 基のジャ紹介されたが、打撃工法の閉塞率についてはデータが追加

ケットをかぶせるジャケット式桟橋構造が採用された（写されたものの、大径長尺杭に関しては実績データが非常に真 2.5.13）30）。桟橋部は 100 年の耐用を目指し、腐食対策と少ない状況であった。これは、港湾分野においては、設計

写真 2.5.13

上、杭の支持力よりも沈下量や変形量が重要視されたため桟橋部ジャケットの最終取り付け 32）であり、杭の根入れ長さが支持力では決まっていなかった
ことが理由である。加えて、海上での載荷試験の難しさも一つの理由となっていた。一方で、コンテナ船の大型化や
写真 2.5.12

実海域遮水性確認のための構造物外観 24）（資料提供：港湾空港技術研究所）（2）港湾分野における基準類

86

大型の耐震強化岸壁が建設されるようになり、杭の大断面化に伴って、支持力も必要とされるようになった。このため、大径長尺杭の支持力に関する研究が進められ 26）、載荷試験の実施数も増加することとなった 27）。

2007 年（平成 19 年）3 月「港湾の施設の技術上の基準を同年（平成 19 年）10 月には「港湾施設の維持管理計画作定める省令」が改正され、「港湾の施設（技術基準対象施設）

成の手引き」が港湾空港建設技術サービスセンターより発は供用期間にわたって要求性能を満足するよう維持管理計行された。維持管理計画等の作成例と作成にあたり留意す

画等に基づき適切に維持されるものとすること」が規定さる点等が明示されている。2008 年（平成 20 年）には、港湾れた。これに伴い、2007 年（平成 19 年）7 月「港湾の施設の構造物の維持管理技術者の養成と維持管理の重要性を高め

技術上の基準・同解説（日本港湾協会）」が改訂され、性能るため、「海洋・港湾構造物維持管理士」の認定試験が沿岸２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.5.5

羽田空港 D 滑走路 30）

写真 2.5.14 チタンカバープレートが採用された新滑走路桟橋部 31）

87

2.5

定的な範囲での施工による現況の堤防形状の維持が可能と然な水循環が確保できる鋼矢板として透水性鋼矢板が開発とによって、盛土直下の圧密沈下を鋼矢板で縁切りし、鋼

なる。

された。

矢板を挟んで盛土と反対側の変状を抑える機構となっていまた、当協会では、河川堤防におけるこれまで培ってき透水性鋼矢板工法は、透水層に位置する部位に予め透水る。とりわけ周辺の構造物の引込み沈下が懸念される現場

た対策工法の総集編として「鋼矢板を用いた河川堤防補強孔を設けた鋼矢板（透水性鋼矢板）を用いて鋼矢板壁を形

では、構造物と盛土とが近接していることが多いため、前技術 （JASPP 技術ライブラリ No.101、2001 年」（図 2.5.8）成する工法であり、透水孔による鋼矢板壁の開口率に応じ者の地盤改良の適用が困難となり、鋼矢板が採用に至るこを発刊。浸透対策（基盤漏水対策）、浸食対策（洗掘対策）、

た通過流量が浸透流解析等によって明らかとなっている。

とが多い傾向にある。その他、鋼矢板工法は、地中でセメ

34）

耐海水性ステンレス鋼ライニング

35）

当協会では「透水性鋼矢板技術資料 （JASPP 技術ライブ

ント等を使用しないため地下水汚染の恐れがないこと、地沈下対策、透水性鋼矢板、多自然・景観に配慮した鋼矢板

ラリ No.108、2003 年）」（図 2.5.9）を取り纏め、地下水環境

下水流の阻害が懸念される場合は先述の透水性鋼矢板の併護岸工法について、工法の概念、実証試験・解析、設計法、や生態系の保全に配慮が必要とされる護岸構造や沈下・液用が可能であること、狭隘地においても圧入機による低振施工実績等を取り纏めた。

状化対策構造でも鋼矢板の検討・採用を推進している。

動・低騒音な急速施工が可能であること等、周辺環境との越水対策、耐震対策（法肩補強 / 芯壁堤・法尻補強）、圧密

写真 2.5.15

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）

順応性も高い特長を有する。

32）（2）鋼矢板壁における透水性の確保

これまで縁切矢板工法（図 2.5.10 左）では、全て基盤層ま（3）縁切矢板工法の合理化～PFS 工法

海中部と土中部には流電陽極方式の電気防食工法が採用さ

止水性・遮水性に優れる鋼矢板は、従来からの河川整備

軟弱粘性土主体の地盤上に盛土等を構築または嵩増し

で鋼矢板を打設することで、鋼矢板がそれ以上沈下しない

れた 32）。ジャケット式構造物の防食対象面積だけでも 330の基本方針である「治水、利水」に効果を発揮する材料とを行う場合、上載荷重の増加に伴って軟弱粘性土層の圧密ことを担保していたが、圧密沈下が問題となる現場では軟して永久構造物や仮設構造物の様々な用途で用いられてき沈下が生じ、盛土周辺の地盤・構造物ごと引込み沈下（不弱粘性土層が厚く 40m 近くまで及ぶこともあり、長尺の鋼たが、その一方で、水循環が必要な条件下では井戸枯れや同沈下）させてしまうことが懸念される。この圧密沈下の矢板を打設することに関して、施工のために型式を増大さ

根腐れといった現象を引き起こす可能性があるという問題

対策工法としては、地盤改良等により盛土自体を沈下させせたり、実際の施工が難渋したり、結果として計画時よりもあった。そのため、既存の水循環や環境・生態系に配慮ない方法と、鋼矢板等により盛土と周辺の地盤・構造物とコストが増大したりすることが問題となる場合があった。

（1）鋼矢板芯壁堤による直接的な河川堤防の液状化対策技術する必要がある現場で適用する際は、一定程度の透水性をの間を遮断する方法があり、後者は盛土の上載荷重を増加

これらのコスト縮減および施工性改善のために、開発さ鋼管杭協会ではより直接的な堤防の補強方法として鋼矢確保することが必要とされていた。このような背景のもとさせる前に、盛土法尻付近に鋼矢板を予め打設しておくこ

れ た の が PFS 工 法（Partial Floating Sheet-Pile Method）

板芯壁堤（図 2.5.7）を開発し、「鋼矢板芯壁堤鋼矢板によで、1997 年（平成 9 年）に公布された改正「河川法」で新たである（図 2.5.10 右）。縁切矢板の支持力に余裕があること

る河川堤防補強工法 設計の手引き（案）（2002 年）」
「鋼矢に謳われた「河川環境の整備と保全」の趣旨に基づき、自に着目し、沈下抑制に必要な数だけ鋼矢板を着底させ（着233）万 m を超える大規模構造物であった 。

5．河川分野板芯壁堤 鋼矢板による河川堤防補強工法 技術資料（2002

底矢板）、他の鋼矢板は沈下を遮断するのに必要な長さで年）」（図 2.5.8）を発刊した。

打ち止める（フローティング矢板）形態をとっており、材

鋼矢板芯壁堤は、堤体内に打設した鋼矢板壁およびタイ

料費のみならず施工費の縮減も期待できる工法である。こ材で堤体内部を拘束し、堤体の安定性を保持することで、洪れらの知見を纏めるべく、2005 年（平成 17 年）に九州大学・

水時、地震時に天端高さを保ち、破堤を防止する機能を有九州共立大学・熊本大学・土木系設計コンサルタント 5 社する工法である。既存の鋼矢板を用いた河川堤防補強としを中心に、国土交通省九州地方整備局熊本河川国道事務所ては、堤防法尻への鋼矢板打設が一般的であるが、洪水時をオブザーバーに迎えながら PFS 工法研究会が発足され、の越水や洗掘、大規模地震時の基礎地盤の液状化等に対し鋼矢板を製造する鉄鋼メーカー3 社（新日本製鐵・住友金て、より直接的に堤防の機能を確保し得る工法として開発

属工業・JFE スチール）も参画し、マニュアル「PFS 工法された。洪水時・レベル 1 地震時・レベル 2 地震時・液状化（Partial Floating Sheet-Pile Method）部分フローティング

時等様々な作用条件に対応し、鋼矢板天端による確実な堤

鋼矢板工法 技術資料（2005 年）」を発刊している。

防高さの保持、重要箇所の崩壊防止（フェイルセーフ）、限

図 2.5.7

鋼矢板芯壁堤の基本構造イメージ（4）鋼矢板を使用した多自然型護岸の推進

1990 年（平成 2 年）に多自然型川づくりに関する国交省
図 2.5.9

図 2.5.8

88

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

鋼矢板芯壁堤および河川堤防補強の技術図書

透水性鋼矢板の技術図書

図 2.5.10の通達が出されて以降、鋼矢板護岸の長所を生かしつつ

縁切矢板工法（左：全着底方式、右：PFS 工法）

89

2.5

多自然型川づくりに応用できる河川改修工法が求められ、2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）（5）既設護岸の改修技術について

1993 年（平成 5 年）10 月より、当協会では土木研究所・土竣工からの供用年数が数十年経過した既設護岸では、老研センターらと共に「生態系に配慮した鋼矢板河川改修工

朽化問題が徐々に顕在化してきている。老朽化した鋼矢板法に関する共同研究」を実施した。鋼矢板を使用した多自護岸では、既設構造の効率的な活用を前提に合理的な補然型護岸（図 2.5.12）として、①植生鋼矢板護岸工法、②透修・補強によるライフサイクルコストの縮減を十分に検討

水性鋼矢板、③植栽フィン工法（図 2.5.11，写真 2.5.16）のした上で、必要に応じて更新の要否を判断していくことが技術確立を図った。更に当協会では、工法開発から採用に望まれるが、既存鋼矢板護岸を活用した補修・補強・更新

至った複数事例を数年間観察し、技術資料「鋼矢板を使用に係る判定方法・設計法等についてはこの年代まで明示さした多自然型護岸事例集（2005 年）（図 2.5.13）」として取れていなかった。計画的な改修に関して需要が増えたことり纏めた。

から、当協会では 2006 年（平成 18 年）に「鋼矢板・鋼管矢図 2.5.14 「鋼矢板・鋼管矢板を使用した護岸リニューアル事例集」
で紹介される老朽化護岸の改修事例／中島護岸（国土交通省霞ヶ浦河川事務所）

板を使用した護岸リニューアル事例集」にて事例を紹介（図に設計者の自主的な判断を促す改定となっている。

2.5.14）、2021 年（令和 3 年）には歴史・材料・構造・点検方法・

地盤支持力については、従来では、一義的に極限支持力

調査方法・評価方法・設計法・断面性能のデータベース・の 1/3 を長期許容支持力、2/3 を短期許容支持力としてい試設計までをより体系的に取り纏めた「（仮）鋼矢板護岸のたが、本改定からは基礎の沈下量を算出し、要求性能を満

補修・補強・更新マニュアル」を発刊予定としている。

たしていれば安全率に関係なく、許容支持力を設定できることとなった。また、併用基礎と施工管理が新たな章として追加されたが、その理由として、従来、異種基礎の併用

6．建築分野（1）建築基礎設計指針の改定
図 2.5.11

植栽フィン

図 2.5.13

鋼矢板を使用した多自然型護岸事例集は推奨されていなかったものの、実施例が増加したことに36）

加え、傾斜地や複雑な地層が多い日本国土の特徴を鑑み、

2001 年（平成 13 年）に「建築基礎構造設計指針」の第 2

一律禁止よりも検討項目を明確にする方が重要と判断した版が発刊された。このときの改定の背景には 1995 年（平成ことが掲げられている。

7 年）に発生した兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）がある。この地震後においては、従来とは比較にならないほど、

図 2.5.12

写真 2.5.16

90

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

多自然型鋼矢板護岸

植栽フィン工法（左：施工直後、右：施工後 3 年経過後）（2）高支持力埋込み杭工法（先端拡大根固め工法）の開発

多くの基礎の被害調査結果が公表された。新潟地震以来のオフィスビル、大規模生産施設、物流倉庫等、様々な建大規模な液状化現象の発生、液状化に伴う地盤の側方流動築物における大規模化、大空間化のニーズによって、架構の発生、地震力による杭頭部の破壊、あるいは地震時の地の無柱化・ロングスパン化が進み、1 柱当たりの荷重が増盤変形による杭中間部・下部の破壊など、基礎構造にも多加傾向にあった。1 柱 1 本での杭の経済設計を目指すため

くの被害が明らかになり、地盤あるいは基礎における大地に杭の高支持力化が必要とされ、また、この流れを加速し震時の設計法の必要性が認知された。本改定では、兵庫県

たのが、｢告示平 13 国交告第 1113 号｣ である。本告示にお南部地震（阪神・淡路大震災）での被害調査結果を踏まえ

いては、新規に開発された工法について、その鉛直載荷試

た研究成果、あるいは調査研究結果に基づいた新たな設計

験を基にして工法毎に先端支持力係数（α値）を定めるこの考え方が可能な限り反映された。また、構造設計の考えとが可能となった。本告示により、これまでの ｢建築基準

方も、仕様設計から性能設計へと方向性を変えた。

法第 38 条 2 項｣ に規定される国土交通大臣認定（いわゆる基礎構造の設計に際しても、要求性能を明確にし、それ「旧 38 条認定」）は廃止され、各社は高支持力埋込み杭工法を満足させるための考え方や根拠、検討方法を明示すれの開発に乗り出すこととなった。しかしながら、建築基準

ば、設計に対する信頼性の向上にもつながるという観点か法上では依然として、基礎の設計は一次設計（中地震時のら、本改定では基礎構造における限界状態として、終局限設計）のみで、二次設計（大地震時の設計）は義務付けられ界状態、損傷限界状態、使用限界状態が定義された。そのていなかったため、終局状態における性能が問題視される

うえで、基礎構造の種別ごとに各限界状態における要求性

ことはなかった。また、「低コスト」という強い市場ニーズ

能が設定され、具体的な検討項目、確認方法が明示された。

とも相まって、建築分野では支持力を重視した杭工法が発特に、基礎の設計においては、基礎の沈下に対する検討を達してきた。

実施することを原則とし、従来の指針での作用鉛直力と沈鋼管杭においては、これまでの中掘り杭工法（KING 工

下量の関係から地耐力を決めるという考え方を発展させ、法、TN 工法、TBS 工法）を改良する形で高支持力杭が各設計者が基礎や地盤の変形に対して十分な検討を行うこと社で開発された。2003 年（平成 15 年）に国土交通大臣認定

で、基礎の性能をより明確にすることが可能となるととも（いわゆる「図書省略認定」）を取得した Super KING 工法

91

2.5

表 2.5.5

鋼管杭の先端拡大根固め工法（高支持力杭工法）38）〜43）
国土交通大臣認定

工法名

認定番号

施工方法

取得会社

Super KING 工法

TACP-0082（砂）（TACP-0344）
JFE スチール
TACP-0083（礫）（TACP-0345）

IB（中掘り）
PB（プレボーリング）

TN-X 工法

TACP-0171（砂）TACP-0172（轢）

新日本製鐵
テノックス

同時埋設（中掘り）
後埋設（プレボーリング）

SGE 工法TACP-0200（砂）TACP-0201（轢）クボタ
住商鉄鋼販売プレボーリング

TBSR 工法

TACP-0231（砂）（TACP-0365） 住友金属工業
TACP-0232（礫）（TACP-0366） 高脇基礎工事（他）

同時埋設（中掘り）
後埋設（プレボーリング）

コン剛パイル工法

TACP-0582（砂）TACP-0583（礫）プレボーリング方式
中掘り方式

※（

2001 年（平成 13 年）～2010 年（平成 22 年）

JFE スチール
ジャパンパイル

図 2.5.18

TBSR 工法の先端仕様 42）

図 2.5.19 コン剛パイル工法の先端仕様 43））内の認定番号は、最新の認定番号

友金属工業）は 2011 年（平成 23 年）に、JFE-HT590P（JFE（5）機械式継手の開発（JFE スチール）をはじめとして、2005 年（平成 17 年）に

壌区域、あるいは「名水百選」等に代表される地下水保全

スチール）は 2012 年（平成 24 年）にそれぞれ「建築基準法「1. 共通（3）」で述べたような機械式継手については、建TN-X 工法（新日本製鐵・テノックス）、2006 年（平成 18 年）

地区において、多く採用されている。鋼管の先端に取り付

第 37 条 2 号」による国土交通大臣認定（いわゆる「材料認

築基礎分野でも開発されたが、本分野の鋼管杭においてはに TBSR 工法（住友金属工業・高脇基礎工事）、2006 年（平けた鋼製羽根により、大きな支持力と引抜抵抗力を発現す

定」）を取得している。また 2012 年（平成 24 年）の新日本製

未だに溶接継手が多いのが現状である。道路分野や鉄道分

成 18 年）に SGE 工法（クボタ・住商鉄鋼販売）が開発されることから、鉄塔基礎のように基礎杭に過大な引抜き力が鐵と住友金属工業の合併に伴い、NSPP520 と SMPP540 は野においては、夜間施工・狭隘地・空頭制限・火気厳禁等

た（表 2.5.5）。いずれも杭径に対して 1.25 倍〜約 2 倍の根作用するような塔状構造物にも適している。また、小径・

規格統一し、NSPP540 として 2013 年（平成 25 年）に大臣認の様々な周辺環境の制限により機械式継手の採用がある一固め径を築造する（図 2.5.15～図 2.5.19）ことで、10,000kN

中径杭においては、小型杭打機での施工が可能であり、都以上もの鉛直支持力を 1 本で支持できる工法である。更に

市部等の狭隘地や鉄道駅舎、既存建物の耐震補強などにも2019 年（平成 31 年）にはコン剛パイル工法（JFE スチール・

多く利用されている。

ジャパンパイル）も開発、大臣認定を取得している 37）〜42）。

37）

定（材料認定）を取得した 。
材料コストとの兼ね合いもあるが、大きな曲げモーメン

継手のメリットが、そのコストに見合わないため、溶接継トが生じる杭頭部や杭が長い場合の杭下部に高強度鋼管杭手が採用されるケースがほとんどである。一方で PHC 杭を用いれば、より経済的な設計が可能となる。

に関しては大半が無溶接継手を採用している中、鋼管杭に（4）高強度鋼管杭の開発（3）回転杭工法

ついても品質と価格のバランスの取れた機械式継手の開発が望まれている。

支持力性能が大幅に向上した先端拡大根固め工法や回転「1．共通」で述べた回転杭工法であるが、建築分野にお杭工法の出現により、杭本数の削減が可能になった一方で、いても、平成 12 年 5 月に NS エコパイル工法（大臣認定番

杭体（鋼管杭）の性能が従来通りであったことから、支持力

号：建設省東住指発 238 号）、平成 14 年 6 月に「閉端タイ

性能と杭体性能に「アンバランス」が生じた。この性能のアプ」のつばさ杭工法（大臣認定番号：TACP-0395）、平成

ンバランスは、設計において、過大な応力による杭断面の24 年 6 月に「開端タイプ」のつばさ杭工法（大臣認定番号：

肥大化（本数増や鋼管径・鋼管板厚の増加）など、設計者

TACP-0419）が、建設大臣または国土交通大臣の認定を取が意図しないコストの増加を招いた。より低コストの設計

44）（経済設計）を目指すために開発されたのが、高強度鋼管杭得している 。

方で、周辺環境に条件の少ない建築分野においては機械式

回転杭工法は、無排土・低騒音・低振動で施工できるこである。NSPP520（新日本製鐵）は 2007 年（平成 19 年）に、とから、都市部等の市街地、工場跡地や自然由来の汚染土

KHP550（クボタ）は 2010 年（平成 22 年）に、SMPP540（住【参考文献】共通 1 ）田中宏征 他：鋼管杭の技術の変遷と最近の技術開発動向 新日鐵住金技報 第 403 号，新日鐵住金株式会社，2015 年 12 月
2 ）公益社団法人日本道路協会：杭基礎施工便覧，令和 2 年 9 月
3 ）公益社団法人地盤工学会：入門シリーズ 39 基礎の支持力と変形入門，2020 年 12 月
4 ）社団法人日本道路協会道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 14 年 3 月
5 ）鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.77，2009 年 4 月
6 ）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ④ 回転杭工法 施工管理要領［Edition 2.0］
，令和 3 年 3 月
7 ）Super KING 工法技術協会：Super KING 工法 鋼管杭先端拡大根固め工法 土木編 カタログ8 ）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.41 No.2，2013 年 2 月
道路分野 
9 ）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 14 年 3 月
10）鋼管杭協会：明日を築く No.71，2002 年 10 月
11）社団法人日本道路協会：杭基礎施工便覧，平成 19 年 1 月12）縞鋼管耐力継手の政府鋼板せん断試験，JASPP Technical Report JTR2016-2，http://www.jaspp.com/shiryou/pdf/JTR2016-2.pdf13）株式会社 総合土木研究所：基礎工，Vol.38 No.12，2010 年 12 月
14）鋼管杭協会：明日を築く No.74，2005 年 10 月
15）恩田邦彦，横幕清，大久保浩弥，高耐力継手付き鋼管矢板を用いた新形式基礎「ハイパーウェル SP」の開発，JFE 技報 No.10 ，2005 年 12 月16）鹿島建設株式会社，新日本製鐵株式会社：「鋼管矢板基礎に用いる高剛性・高耐力継手を開発 -Super Junction-」，2008 年 2 月
https://www.kajima.co.jp/news/press/200802/15c1-j.htm17）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.77，2009 年 3 月

図 2.5.15

92

Super KING 工法の先端仕様 38）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.5.16

TN-X 工法の先端仕様 39）

図 2.5.17

SGE 工法の先端仕様 40）

鉄道分野 
18）鋼管杭協会：明日を築く No.71，2002 年 10 月
19）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.39 No.8，2011 年 8 月20）高 知県：くじらドームと連続立体交差事業について，高知広域都市計画 四国旅客鉄道土讃線 高知駅付近連続立体交差事業 事業誌，
https://www.pref.kochi.lg.jp/soshiki/171701/files/2011032300134/2011032300134_www_pref_kochi_lg_jp_uploaded_life_48587_129007_misc.pdf
21）公益財団法人鉄道総合技術研究所：新幹線の構造物技術，2011 年 3 月22）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.79，2011 年 3 月

93港湾分野 23）鋼管杭協会：明日を築く No.72，2004 年 3 月
24）渡部要一他：鋼製遮水壁の遮水性能と適用性に関する研究，港湾空港技術研究所資料 No.1142，国立研究開発法人港湾空港技術研究所，2006 年 9 月25）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会，「海面廃棄物処分場向け 鋼矢板・鋼管矢板遮水壁」
26）菊池喜昭，水谷崇亮，森川嘉之：載荷試験を活用した鋼管杭の設計・施工管理手法の体系化，港湾空港技術研究所資料 No.1202，
国立研究開発法人港湾空港技術研究所，2009 年 9 月27）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.84，2016 年 3 月
28）鋼管杭協会：明日を築く No.68，2001 年 3 月29）山路徹他：長期海洋暴露試験に基づく鋼管杭の防食法の耐久性評価法に関する研究（30 年経過時の報告），港湾空港研究所報告 No.1324，
国立研究開発法人 港湾空港技術研究所，2016 年 6 月30）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.77，2009 年 4 月31）新日本製鐵株式会社：「羽田空港新滑走路に新日鐵のチタン薄板が大量採用」平成 21 年 3 月，
https://www.nipponsteel.com/news/old_nsc/news/data/20090330103027_1.pdf32）株式会社総合土木研究所：基礎工 Vol.39，No.6，2011 年 6 月
33）鋼管杭の防食法に関する研究グループ：海洋鋼構造物の防食技術，海洋鋼構造物の防食技術，技報堂出版，2010 年 3 月
河川分野 
34）鋼管杭協会：鋼矢板を用いた河川堤防補強技術：JASPP 技術ライブラリ No.101，平成 13 年 1 月35）鋼管杭協会：透水性鋼矢板 技術資料：JASPP 技術ライブラリ No.108，平成 16 年 9 月
建築分野 
36）一般社団法人日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2019 年 11 月
37）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.41 No.2，2013 年 2 月38）Super KING 工法技術協会：Super KING 工法カタログ39）日本製鉄株式会社，株式会社テノックス：TN-X 工法カタログ40）SGE 工法協会：工法概要，http://sge-steel-geo-ecology.com/spec.html
41）株式会社高脇基礎工事：機械・工法開発，TBSR 工法（鋼管杭先端根固め工法），https://www.takawaki.co.jp/skill/42）日本ヒューム株式会社：TBSR 工法カタログ
43）JFE スチール株式会社：コン剛パイル ® 工法カタログ44）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ④ 回転杭工法 施工管理要領【Edition 2.0】
，令和 3 年 3 月

94

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

2.6

2.6 2011年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）
2010

2015

2020

時代背景
＜道路＞

★ 道路橋示方書・同解説
Ⅳ下部構造編改訂（2012）

鋼管矢板基礎設計施工便覧＜鉄道＞★ 杭基礎設計便覧改訂（2015）★ 改訂（2020）★ 杭基礎施工便覧改訂（2015）★ 改訂（2020）

支持層へ到達していない杭が 6 本、支持層への根入れが不て、震度 1 から 6 弱を観測するなど、如何に広範囲にわたる足している可能性が高い杭が 2 本あること、支持層への到地震であったのかが図 2.6.1 からわかる。この地震は、北ア達判断に資する施工データの偽造も確認され、業界に大きメリカプレートと太平洋プレートとの境界域（日本海溝付な衝撃を与えた（基礎ぐい工事問題）。これを受け、国土交

場所によっては波高が 10m 以上の津波が発生し、東北地方と関東地方の太平洋沿岸部に壊滅的な被害が発生している（東日本大震災）。これらの被害に対して、迅速な復旧・ている。被害状況については、各分野で詳述する。
熊本地震は、2016 年（平成 28 年）4 月 14 日に M6.5 の地震★ 港湾の施設の技術上の基準・同解説 改訂（2018）（ 前 震、図 2.6.2）が、4 月 16 日 に M7.3 の 地 震（ 図 2.6.3）が★ 河川事業関係例規集／
ハット形追記（2020）＜建築＞★ 建築基礎構造設計
指針改定（2019）

発生し、いずれも最大震度 7 を記録した。震度 6 弱を上回る
地震は計 7 回観測されている。本地震の特徴としては、内陸の活断層の活動によること、震源の近くでは強い揺れに何度も襲われた地区があること等が挙げられる 4）。

施工機械、
施工方法

（2）基礎ぐい工事に関する問題（横浜マンション問題）＜機械式継手＞★ ハイメカネジ／土木（2011）

鋼材＜鋼管ぐい＞

JIS 制定（鋼管杭、鋼管矢＜溶接用熱間圧延鋼矢板＞

た法律改正により、建築物の構造設計に対する信頼性は高まったものの、その後、約 10 年が経過した 2014 年（平成 26★ 改正（2019）★ 改正（2012）★ 改正（2021）★ 改正（2012）★ 改正（2021）＜鋼管矢板＞★ 改正（2015）★ 東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）（2011）

2005 年（平成 17 年）の構造計算書偽造事件を契機とし★ ガチカムジョイント（2016）★ 改正（2014）＜熱間圧延鋼矢板＞★ 笹子トンネル天井板落下事故（2012）★ 改正（2019）

図 2.6.2

熊本地震地震分布図（4月14日）10）

図 2.6.3

熊本地震地震分布図（4月16日）11）★ 熊本地震（2016）★ ゴム支承改ざん問題（2015）★ 東京港臨海大橋★ 横浜マンション問題（2016）（東京ゲートブリッジ）完成（2012）★ 東京五輪（2021）★ 豊洲市場（2018）＜九州新幹線（武雄温泉―長崎間）＞

世の中の動き測した 1）ほか、東日本を中心に北海道から九州地方にかけ

書 2）、2012 年（平成 24 年）12 月に 2 次報告書 3）を取りまとめ＜河川＞

板、鋼矢板）の分譲マンションにおいて確認された。様々な調査の結果、調査に取り組み、2011 年（平成 23 年）10 月に 1 次調査報告★ 鉄道構造物等設計
標準・同解説（耐震設計）改訂（2012）＜港湾＞年）に不適切な施工管理に起因する建物の傾斜が横浜市内

県、福島県、茨城県、栃木県の 4 県 37 市町村で震度 6 強を観復興を進めるため、鋼管杭・鋼矢板技術協会は独自に震災（2012）構造物）

示方書類

城県栗原市で観測された震度 7 という規模であった。宮城近）で断層破壊が起きたことにより発生した地震であり、★ 改訂（2017）★ 鉄道構造物等設計
標準・同解説（基礎各種基準、2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

＜北海道新幹線（新青森－新函館北斗間）＞★ 開業（2016）＜北陸新幹線（金沢―敦賀間）＞★ 着工（2012）＜北陸新幹線（長野―金沢間）＞＜九州新幹線（博多―新八代間）＞★ 開業（2011）★ 開業（2015）＜中央新幹線（東京－大阪間）＞★ 着工（2014）

1．共通（1）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）、熊本地震の発生

96

方太平洋沖地震が発生している。また、2016 年（平成 28 年）には、熊本地震が発生しており、熊本県と大分県を中心に大きな被害をもたらした。

2011 年（平成 23 年）、読者の記憶にも新しいと思われる

2011 年（平成 23 年）3 月 11 日に発生した東北地方太平洋

が、日本周辺における観測史上最大の地震であった東北地沖地震は、マグニチュード（以下、M）が 9.0、最大震度が宮２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.6.1

東北地方太平洋沖地震 地震分布図 9）

97

2.6

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

通省では、基礎ぐい工事問題に関する対策委員会を立ち上

港湾分野においては、近い将来に発生が危惧される南海

章鋼管杭施工管理士資格の創設と実施」を参照されたい。

の規定が、鋼管杭の継手として機械式継手が追記された。

げ、これら実態や要因等について検討した上で、再発防止

トラフ、首都直下等の巨大地震に対し、東北地方太平洋沖

現在、鋼管杭・鋼矢板技術協会では、上記のように「鋼また、鋼管杭の現場縦継ぎは「道路橋における鋼管杭現場策を「中間とりまとめ報告書 7）」として取りまとめるととも

地震や熊本地震等を教訓とした新たな知見や 2014 年（平成

管杭工法の施工管理要領の整備・標準化」の他、「鋼管杭の縦継ぎ溶接作業要領（鋼管杭・鋼矢板技術協会：2012 年）」に、「基礎ぐい工事の適正な施工を確保するために講ずべき

26 年）に発生した笹子トンネル天井板落下事故を契機とし新しい設計法の整備」や「補強・補修・更新ニーズへの対を参照して溶接するよう記載されるとともに、現場溶接部

措置 」として、施工体制、杭の支持層到達、施工記録に関た維持管理・点検業務の強化を踏まえて 2018 年（平成 30 年）

応」を主軸として活動している。各々の今後の活動により、の許容応力度を工場溶接と同じ値としてもよいことが明記する規定を告示として公布している。このように、施工に5 月に基準の改訂を行っている。

我が国の社会基盤発展に寄与していく所存である。

20）
，
21）
された（それまでは 90%）
。杭とフーチングの接合部に8）対する管理、品質管理のニーズは更に高まっていった。

建築分野においては、東北地方太平洋沖地震での直接的な地震被害や津波災害、地盤の液状化による建物の沈下・（3）設計基準類について

傾斜被害等を踏まえるとともに、基礎構造の性能を明らか

このような中、前述の地震などの被災事例を踏まえて、にして巨大地震に対してもより安全となるよう、18 年ぶり

各分野における設計基準が改訂（改定）されている。各分に「建築基礎構造設計指針（2019 年）」の改定が日本建築学

野の改訂（改定）内容については、後述を参照されたい。

会により行われている。

関しても大幅に見直しされ、従来方法 A（フーチングの中に

2．道路分野（1）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）と道路橋示方書の改訂

杭を一定長さだけ埋め込む方法）については実態として使用されていなかったことから表記が削除され、従来方法 B（フーチングへの杭の埋込み長を最小限に留め，主として鉄筋で補強することにより杭頭曲げモーメントに抵抗する方

2011 年（平成 23 年）に発生した東北地方太平洋沖地震（東法）に関しても、当時広く使用されていた杭外周に補強鉄筋

日本大震災）では、地震による被害のみならず、巨大津波を溶接する方法が削除され、中詰め補強鉄筋を用いた鉄筋発生により、東北地方から関東地方の太平洋沿岸にかけてかご方式に統一されるなど照査方法が大きく変更された 22）。

従来、鋼管杭・鋼矢板技術協会の主な活動は、材料、構造・広範囲かつ甚大な被害をもたらすことになった。｢1. 共通

2015 年（平成 27 年）には、「道路橋示方書・同解説（2012

示方書・同解説」の改訂がなされている 。下部構造につ工法面での規格・基準類の整備を主体とした活動であった（1）｣ で述べた鋼管杭・鋼矢板技術協会による被災した橋年）」の改訂内容を基に「杭基礎設計便覧」､「杭基礎施工便

いての主な改訂内容としては、東北地方太平洋沖地震でのが、前述の基礎ぐい工事に関する問題を背景に、各分野で梁基礎（鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎）の現地調査結果のうち、覧」が改訂されている。

被災事例を踏まえ、支承部、落橋防止構造等からの荷重にの構造物基礎分野における施工・品質管理の厳格化、信頼

道路橋の被害状況に着目すると、トラス桁橋の基礎に鋼管

これまで述べてきたように、「道路橋示方書・同解説」で対する橋脚及び橋台の設計に関する規定の充実や、橋台と性設計法への移行への順応のため、杭の性能・品質を左右斜杭が使われている新北上大橋（1976 年に竣工）は、津波

はその時々で得た技術的知見や社会的な情勢の変化等を踏

背面側の盛土等との間に位置する構造部分を橋台背面アプする「施工」に焦点を当て、施工技術や施工管理にかかわ直撃によりその上部工の一部（全長 556m のうち 155m）がまえて改訂が行われてきたが、2017 年（平成 29 年）には制ローチ部として新たに位置づけ、設計及び施工について規る様々な課題に対しても取り組んでいる。

流失したが、地震のみによる下部工への影響はほとんどな

定以来の大幅な改訂が行われた。着目すべき改訂点は、性定されたことが挙げられる。また、適用事例が増えてきて

1）JASPP 版施工管理要領の発刊

く、健全性を保っていたことが確認された。このように巨能照査型設計・信頼性設計の本格的な運用として、それま

道路分野においては、2012 年（平成 24 年）では、前回の改訂以降に蓄積された技術的知見を取り込むことおよび維持管理への配慮と品質確保の重要性の視点から「道路橋5）（4）鋼管杭・鋼矢板技術協会の主な活動

いた回転杭工法の設計及び施工について規定されたのもこ2015 年（平成 27 年）より鋼管杭施工業者をメンバーとし大津波により、上部工と下部工の一部が流失した橋梁（気での許容応力度設計法を基本とした照査体系に代わって限の改訂からである。2017 年（平成 29 年）では、多様な構造、た施工管理普及委員会を立ち上げ、これまでに蓄積した技

仙大橋、小泉大橋など）はあったものの、地震による杭基界状態設計法及び部分係数設計法を導入した点、そして設

新材料に対して的確な評価を行うための性能規定化の一層

術、知見、ノウハウを取りまとめ、専門家・学識経験者等

礎本体の損傷は軽微でほぼ健全であったことから、鋼管杭計供用期間 100 年を実現するための耐久性設計とその前提の推進、長寿命化の合理的な実現、熊本地震における被災を委員に迎えて設立した施工専門委員会にて審議を頂いた

基礎の優れた引抜き抵抗力や水平抵抗力、災害に対する強としての維持管理についての内容も盛り込まれた点であを踏まえた対応を主な内容として改訂されている 6）。

中掘り杭工法（図 2.6.4）、回転杭工法（図 2.6.5）、鋼管ソイ

靭さを示す結果となった 16）。

る。鋼管杭・鋼管矢板関連項目では、統計的データが少な

鉄道分野においては、道路分野と同様、東北地方太平洋

ルセメント杭工法（図 2.6.6）、打撃工法（図 2.6.7）の施工

沖地震での被災事例を踏まえつつ、性能照査型設計法の導管理要領を作成・発刊している。

入、地盤抵抗モデルと設計限界値の検討（見直し）を実施

2）鋼管杭施工管理士資格制度の創設

ところで、東北地方沿岸部に位置する高規格道路（三陸かったことなどの理由から、打込み杭工法からバイブロハ

縦貫自動車道、常磐自動車道、仙台東部道路）は、大津波のンマ工法の記載が削除された 23）。このことをきっかけに、影響を受けたが、高架・盛土区間であったため被災するこ2019 年（令和元年）に鋼管杭・鋼矢板技術協会では、打込している。また、鋼管ソイルセメント杭工法や回転杭工法

施工管理要領の作成・発刊に加え、鋼管杭工法のより広となく、救急救命活動や緊急物資輸送などに重要な役割をみ杭工法の設計・施工管理技術に関する特別研究委員会をが新たな工法として導入されるなどして、2012 年（平成 24

範で高度な能力を有する主任技術者または杭工事管理者な果たした。そこで、東日本大震災からの復興に向けたリー発足し、バイブロハンマ工法の支持力発現メカニズムの解年）、15 年ぶりに「鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構

どの施工管理者を育成するため、民間資格として「鋼管杭ディングプロジェクトとして、国土交通省が中心となっ明や、バイブロハンマの打ち止め管理手法の信頼性向上を造物）」として改訂されている。

施工管理士」資格を創設した。詳細については、後述の「４て、高規格道路を含む復興道路・復興支援道路の路線全長目的に活動を進めている。その成果が今後の基準類改訂に570km の整備を進めることになった。復興道路と位置付け

向けた基盤整備につながることを期待したい。

られた三陸沿岸道路（三陸縦貫自動車道、三陸北縦貫道路、
八戸・久慈自動車道）や、復興支援道路として位置付けられた宮古盛岡横断道路、東北横断自動車道釜石－花巻線、
東北中央自動車道の整備区間は、震災後加速的に整備が進められ 2021 年 7 月、全線開通を果たした（写真 2.6.1）17），18）。
これら整備事業でも地震に対して強靭な鋼管杭・鋼管矢板が多く採用されている。
2012 年（平成 24 年）の「道路橋示方書・同解説（日本道路協会）」の改訂では、東北地方太平洋沖地震（東日本大震
災）などの近年の地震による被災事例を踏まえて、地震動などの見直しや維持管理に関する内容の充実が図られた。
その他には、「杭基礎設計便覧（日本道路協会：2007 年）」、
図 2.6.4 中 掘り工法（セメントミルク
噴出撹拌方式）施工管理要
領＜標準版＞ 12）

98

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.6.5 回転杭工法

施工管理要領 13）

図 2.6.6

 管ソイルセメント杭工法施鋼工管理要領 14）

図 2.6.7

打撃工法

施工管理要領 15）「杭基礎施工便覧（日本道路協会：2007 年）」の改訂内容を取り込み、既製杭工法（鋼管杭）として回転杭や斜杭構造

写真 2.6.1

開通した気仙沼湾岸橋を通行する車両 19）

99

2.6

なお、2020 年（令和 2 年）には、「道路橋示方書・同解説（2007 年）」の改訂内容を基に「杭基礎設計便覧」､「杭基礎施工便覧」が改訂されている。
（2）道路施設の老朽化対策

3．鉄道分野（１）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）による鉄道構造
物基礎の状況

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

（３）性能規定化と「鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構造物）」の改訂

盤条件・施工環境に応じた基礎形式の選定方法が確立し、2001 年（平成13 年）に「鉄道に関する技術上の基準を定め

ところで、首都圏～中京圏～近畿圏（東京～名古屋～大る省令（国土交通省令第 151 号）」が制定された。この省令の阪）を結ぶ高速鉄道である東海道新幹線は、開業から 55 年

各種杭工法の特長が活かされ施工が行われている。

2011 年 3 月に発生した東北地方太平洋沖地震（東日本大震

中で、国土交通省が所管する鉄道分野の設計に関わる技術基以上が経過し、大規模改修工事を実施している一方で、将高度経済成長期に建設された道路橋をはじめとするイン災）の鉄道構造物における被災状況は、橋脚等の損傷が主体

準は仕様規定から性能規定へと改訂され、構造物の基本的要

来の経年劣化に伴う大幅な設備更新のリスクが懸念される

フラは、建設後 50 年以上が経過している。今後数十年でそで、基礎構造物に関しての被災報告はあがっていない。鋼管

求性能として「安全性」
、
「使用性」
、
「修復性」が示されることようになった。また地震大国である日本においては、今後の割合は加速度的に高くなるといわれており、老朽化する道

杭・鋼矢板技術協会に設置された震災対策チームによる現になった。

予測されている南海トラフ巨大地震といった大規模災害に路施設の維持管理の重要性が問われている。2016 年（平成地調査結果から、東北新幹線小野地区高架橋における鋼管

こ

の

25）

これら考えを採り入れ、2012 年（平成 24 年）に、
「鉄道構

より、日本の大動脈が断絶するリスクもある。そこで全国

28 年）に着工された首都高速道路の高速 1 号羽田線更新工

矢板基礎に変状が確認されていないとの報告がある 。こ

造物等設計基準（基礎構造物）」が大幅改訂され、性能照査

新幹線鉄道整備法に基づき、東海道新幹線の役割を代替す事（東品川桟橋・鮫洲埋立部）は大規模更新・修繕として計の報告からも分かるように、過去の被災状況を振り返り知見

型設計法が導入された。そのほかの主な改訂点として地盤る中央新幹線の整備計画が、2011 年（平成 23 年）に国土交画され、橋梁の架け替えや床版の取り換えによる更新が行わ等を設計基準等に取り込んだ成果が実構造物における被災抵抗モデルと限界値の検討、材料等の適用範囲の拡大、新通省により決定された（図 2.6.10）。高架橋、トンネルかられている。このような都市部の工事では、様々な鋼管杭・鋼影響なしという成果となっているものと考えられる。

工法基礎の導入等が記載された。新工法基礎としては、杭構成される施設の建設が進められ、2021 年（令和 3 年）7 月

基礎にプレボーリング根固め杭工法、回転杭工法、鋼管ソ

現在、東京（品川）から名古屋間の開業は 2027 年を予定しイルセメント杭工法等を、鋼管矢板基礎に中掘り根固め杭ている。新幹線で初となる超電導磁気浮上方式（超電導リ工法が追加されている。なお、（2）で述べた斜杭基礎に関ニア）の技術により、供用時には、時速 500km により東京

管矢板基礎工法が、低騒音・低振動や景観の配慮、狭隘な施工スペースなどの施工環境による厳しい要求をクリアして、工期短縮と安全性の確保に貢献している（写真 2.6.2）24）。今（２）鉄道分野における斜杭基礎

鉄道分野では、地震時の列車走行の安全性を確保するた

後は、このような大規模道路施設の維持管理を目的とした補めに、水平剛性が高い構造物とすることや、構造物境界での修・補強・更新工事が年々増加していくことが予想される。

不同変位を小さくすることが求められる。斜杭基礎を鉄道

それら構造物の基礎構造では、鋼管杭・鋼矢板・鋼管矢板

構造物へ適用することで、構造物の水平剛性が向上し、こをはじめとする多種多様な鋼材の活躍が望まれる。

れら課題を解決することが期待できる（図 2.6.8）。

する記述も大幅に見直されている

28）。

（４）整備新幹線延伸と中央新幹線整備

2021 年現在進められている整備新幹線建設は、図 2.6.9 に

過去には東海道新幹線の軟弱地盤区間の一部で水平抵抗示すように北海道新幹線（新函館北斗―札幌）、北陸新幹線を高めるために、斜杭として鋼管杭斜角 10～15 度が採用さ（金沢―新大阪）、九州新幹線西九州ルート（新鳥栖―長崎）

れた事例があったが、当時は打込み杭工法に限定されていの 3 路線であり、全線開業に向けた建設が急ピッチで進めらたため、騒音・振動を避けたいという近年のニーズに合致れている。これら直近の整備新幹線の建設にあたっては、地していなかった。
一方、近年回転杭工法や中掘り根固め杭工法で斜杭が適用可能とされたことから、現場地盤が非常に軟弱である北陸新幹線延伸工事で、鉄道分野において初めて回転杭を斜杭として採用し、地震時の水平力に抵抗でき、経済的な設計が実現した（写真 2.6.3）。また、東海環状自動車道（大野神戸 I C〜大垣西 I C）本線

ランプ橋でも回転杭（斜杭）が施工されている（写真 2.6.4） 。
27）

写真2.6.3 北陸新幹線延伸工事（金沢～敦賀間）小松木場潟高架橋の斜杭施工 26）

写真 2.6.2

100

高速 1 号羽田線更新工事（東品川桟橋・鮫洲埋立部）での低空頭圧入機での施工の様子 24）

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

図 2.6.8

鉄道構造物基礎の斜杭イメージ 26）

写真 2.6.4 東 海環状自動車道（大野神戸 I C〜大垣西 I C）
本線 ランプ橋の斜杭施工 27）

図 2.6.9

整備新幹線建設路線図 29）

図 2.6.10 中央新幹線ルートと南海トラフ巨大地震の想定震度の最大値の分布図 30）を参考にトレース

101

2.6

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）（品川）～名古屋間を約 40 分、2037 年にさらに延伸して東取り上げ、被災原因の究明に取り組んだ。その結果、当時

多いが、全塑性後の限界値（許容塑性率や限界ひずみ）まの技術変遷における鋼材の特長が活かされたのが、その後

京 - 大阪間を約 67 分で結ぶ計画となっている。当協会としの設計基準では発生した現象の再現が難しい面があることで考慮することで、鋼管杭・鋼管矢板・鋼矢板が「粘り強さ」の復興工事（図 2.6.12）である。復興地域においては想定ては、こういった分野においても、鋼管杭・鋼管矢板・鋼が明らかとなり、設計法の改善へ向けた取り組みの必要性を発揮できるポテンシャルを有していることを明らかにし

津波高さの増幅に伴い巨大防潮堤が建設されるようになっ矢板の持つ特長が認められ、活躍できることが望まれる。
（５）鉄道構造物の維持管理

32）を提言した。一方で、港湾分野の塑性化を考慮した設計（地た 。本取り組みが、後に記載する 2018 年（平成 30 年）のた。防潮堤基礎に鋼管杭が採用されたのは、津波の洗堀に

震応答解析やプッシュオーバー解析）では全塑性モーメン

港湾基準における鋼管杭の「粘り強さ」を活かした記述へも耐えられるよう裏法の傾斜を大きく取った防潮堤の構造

トを折れ曲がり点とするバイリニアモデルを用いることがと発展する。

とコンクリート被覆による大きな荷重を支える必要があっ（4）で述べたように、東海道新幹線を含め、多くの鉄道構

本震災を受け 2011 年（平成 23 年）に国土交通省より「港たためである。巨大防潮堤は、一部景観配慮型の防潮堤商

造物が高度経済成長期に整備されたものであり、全国にお湾における総合的な津波対策のあり方（中間とりまとめ）」

品等も生まれてはいるものの、海岸地域における海との断いて約 100,000 橋ある橋梁のうち約 50% が建設後 50 年以上が発表され、「粘り強い構造を目指す」旨が記載された。こ絶や景観問題が未だに解決されていない地域も多い。本震

経過している。今後においては、これまで建設された施設のれらにより、鋼材の特長である粘り強さの災害時優位性が災を含むこれまでの大災害を受けて、2013 年（平成 25 年）

維持・補修が大変重要である。鉄道構造物の維持管理基準

世間に着目されるようになったと言える。

に内閣官房に国土強靭化推進室が設置され、全国的な防災・

上記のような鋼材の優位性が認識されたこと、これまでについては、「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」（平

減災・国土強靭化に向けた取り組みが開始された。東南海・

成 13 年国土交通省令第 151 号）内の第 87 条に鉄道施設の保南海トラフ大地震等の大規模津波も想定される中、鋼管杭・全として「列車等が所定の速度で安全に運転することがで

鋼管矢板の特長を活かした防潮堤の施工が行われている。

きる状態に保持しなければならない」旨が規定されており、（2）港湾に関する基準類

その具体的な方法として、構造物の保全については、「鉄道
構造物等維持管理標準（平成 19 年 1 月）
」によることとされ1995 年（平成 7 年）の兵庫県南部地震（阪神・淡路大震災）ている。また、鉄道をはじめ、国・地方公共団体・その他民による神戸港係留施設の被害から始まった設計高度化移行

間企業等が管理するあらゆるインフラを対象に「インフラの流れにおいては、レベル 2 地震動に対する変形量照査（2長寿命化基本計画（平成 25 年 11 月）」が取りまとめられた。
鉄道事業においても、この基本計画に基づき、鉄道構造物

次元地震応答解析）による耐震設計体系が示された。この
写真 2.6.5

釜石湾口防波堤の被害

流れを受けて、2018 年（平成 30 年）に改訂された「港湾の31）の維持管理・更新を戦略的に進めている。
今後は、鉄道施設の新規建設に適用されてきた鋼管杭・
鋼管矢板・鋼矢板が、基礎構造物の維持・補修時にも採用されることを期待したい。

4．港湾分野（1）鋼管杭の「粘り強い」性能

2011 年（平成 23 年）に発生した東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）においては、青森県八戸市から茨城県に至る
太平洋沿岸の広範囲な地域における港湾施設の被害が甚大であった（写真 2.6.5，写真 2.6.6）。鋼管杭・鋼矢板技術

写真 2.6.8

協会として 1 次調査報告（2011 年 10 月）、2 次報告（2012 年
12 月）を実施した。港湾構造物に関しては、青森から宮城

写真 2.6.6

那珂湊漁港の被災状況 31）

大船渡市三陸町の防潮堤被害 31）

にかけては津波による被害が大きく、桟橋式岸壁の渡板、

写真 2.6.9

相馬港 1 号埠頭の被災状況 33）

写真 2.6.10

石巻漁港波除堤の被災状況 33）

床板の流失・矢板式岸壁のはらみ出しが見られた（写真
2.6.7）。福島〜茨城にかけては液状化による被害が大きく、相馬港、小名浜港、那珂湊漁港（写真 2.6.8）では矢板式岸壁が被災し、矢板のはらみ出し、控え式構造のタイ材の破断、背後地盤の沈下等が見られたが、総じて鋼構造物の被害は少なかった 31）。しかしながら一部鋼構造物においてこ
れまでにないような被災事例も確認されたことから、その被災例として①耐震強化岸壁「S 港 T 埠頭 2 号岸壁」でのはらみだし（図 2.6.11）、②控え組杭式鋼矢板岸壁の一部区間においてタイワイヤー破断と鋼矢板爪の離脱が見られた「相馬港 1 号埠頭岸壁」の一部倒壊（写真 2.6.9）、③カーテ
ンウォール式波除堤において鋼管杭の破断が発生した「石巻漁港波除堤」の鋼管杭の破断（写真 2.6.10）、の 3 事例を102

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

写真 2.6.7

久慈漁港の被災状況 31）

図 2.6.11

T 埠頭 2 号岸壁の被災概要 33）

103

2.6

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

（4）東京オリンピック・パラリンピック関連施設

1970 年代から埋め立てを行ってきた中央防波堤内側と外側との間に位置する「東西水路」と呼ばれる水路部分が、2020 東京オリンピック・パラリンピック競技大会（2021 年に開催）のボート・カヌー競技場として有効活用された（写真 2.6.11）。ボート・カヌー競技場は通常池や湖などの淡水面が利用されるが、本競技場は世界的にも珍しい海水面の利用が特徴となっている。一方で、潮位変動の課題を解決するために、確実な遮水性能が求められた。そこで「2.5
節 4. 港湾分野（1）」に記載した漏洩防止ゴム板付き継手を利用した鋼管矢板と遮水鋼矢板を組み合わせ、それらの間にモルタルを充填することで止水性能を強化した特殊鋼管
矢板が採用（写真 2.6.12，写真 2.6.13，写真 2.6.14）、入念な施工検討・精度確保に細心の注意が払われ、施工が完了した。使用される鋼管杭の重防食についても、周囲の景観に配慮した塗装色が採用された（写真 2.6.15）38）。鋼管杭・
鋼管矢板が海上での急速施工に対応し、優れた経済性を発揮、世界的イベントかつ大規模社会資本のひとつに、景観といった環境面でも貢献した事例である。

写真 2.6.13

写真 2.6.11

図 2.6.12

鋼管杭を用いた震災復旧・復興工事の実績 34）

施設の技術上の基準・同解説」では、前回（2006 年）改訂に

写真 2.6.14

鋼管矢板と遮水鋼矢板による締切構造 38）＊（3）防食技術

おける限界状態設計法がより簡略に適用できるような修正

1984 年度（昭和 59 年度）から実施されてきた波崎海洋研に加え、設計における「粘り強さ」の概念が導入、鋼管部材

究施設破砕帯観測用桟橋の暴露試験が、2014 年度（平成 26の粘り強さを考慮できる構成則の見直しが図られた。具体年度）に 30 年が経過し、その調査報告が実施され、ポリエ

的には、t/D の大きい（肉厚の厚い）鋼管杭においては耐力

チレン被覆工法の長期耐久性が確認されるとともに、鋼面低下が起こりにくく変形が進んでも耐力を保ち続ける効果まで達する疵部の影響が確認され、疵部に対する補修対策が構成則に反映されたのである 35），36）。一方で実際の構造設が維持管理上重要であることがわかった。本報告によって計において「粘り強さ」をどのように評価・具現化するか

劣化指標の適用可能性として体積固有抵抗を提案したが、については試行錯誤の状況であり、今後の設計技術の確立

その測定手法の確立については今後の課題とされた 37）。本に期待する。

報告を反映した「港湾構造物防食・補修マニュアル」の改

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

油圧ハンマによる鋼管矢板の打設状況 38）＊

海の森水上競技場 39）（写真提供：東京都）（画像提供：丸泰土木）

訂が現在進められている。

104

東側締切提

写真 2.6.12 バイブロハンマによる遮水鋼矢板の打設状況 38）＊

写真 2.6.15

現地にサンプルを持ちこみ行われた重防食のカラー検討 38）＊＊

105

2.6

能となる自立式構造の特殊堤の設置が認められる場合があ

5．河川分野る。とりわけ住宅地の多い都市河川などで、流下能力の確（1）河川護岸における要求性能の高度化および多様化

写真 2.6.16

東京国際クルーズターミナル 40）（写真提供：東京都港湾局）（5）クルーズ拠点の整備

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

保・高潮や津波遡上への対応・液状化による影響の考慮等

河川護岸の設計は、2020 年（令和 2 年）全国防災協会よも図りながら既設護岸の更新などを実施する場合は、このり発刊されている「災害復旧工事の設計要領」に準じて検特殊堤の形態が採用されることがあり、その省スペースで討されることが標準的であり、地震時も震度法を導入した

粘り強い特長を活かし、鋼矢板・鋼管矢板・鋼管杭 ※ が多静的な設計が可能となっている。さらに重要度の高い護岸く採用されている。

に対しては、2012 年（平成 24 年）国土交通省水管理・国土

その他、国（各地方整備局）や地方自治体が策定した河保全局治水課より発刊されている「河川構造物の耐震性能

川分野の設計基準としては、「国交省中部地整／河川構造照査指針・解説― Ⅲ．自立式構造の特殊堤編―」に準じ、物設計要領（H28 年 11 月）」、
「国交省北陸地整／設計要領

レベル 2 地震動や液状化も考慮した耐震性能の評価を行え（河川編 H25）（H28 年改訂版）」、「H27 河川構造物設計基準

るようになっている。河川堤防を設置する用地がすぐには［設計編］［計画編］東京都建設局」等があり、鋼矢板を用い確保が難しい現場においては、より省スペースに築堤が可た護岸等に関して詳細な記載がなされる。

近年訪日外国人の増加が著しく、世界のクルーズ人口も増加傾向にある中、世界的に船舶の大型化も進んできた。2017
年（平成 29 年）7 月、国際旅客船拠点形成港湾として、「横浜港、清水港、佐世保港、八代港、本部港、平良港」の 6 港を指定し、「訪日クルーズ旅客を 2020 年に 500 万人」の目標の実現に向けて既存岸壁の改良・延伸、クルーズ船の誘致を目

写真 2.6.17

東京国際クルーズターミナル 鋼管杭打設状況 42）

指す自治体とクルーズ船社との商談会の実施など、ハード・ソフト一体となったクルーズ船の受入環境の整備として、岸壁の整備や改修等に取り組んでいる。
また、2020 東京オリンピック・パラリンピック競技大会開催に向けてクルーズ客船を利用した旅行客の増加が見込まれる中、世界最大クルーズ客船の発着・寄港に対応するた
め 2020 年（令和 2 年）9 月、「東京国際クルーズターミナル」（写真 2.6.16）がオープンした。ターミナル基礎はφ2000mm（画像提供：成幸利根）の大口径鋼管杭 84 本、鋼製のジャケット4 基からなる全長

図 2.6.14 回転切削圧入機（左：株式会社技研製作所製 43）、右：成幸利根株式会社製 44））252m、幅 41m の桟橋構造であり、4 階建てターミナルビルの建築柱との一体化構造となっている（写真 2.6.17，図 2.6.13）。
国内で施工事例の少ない大口径杭であり、大きな支持力を得るため、杭先端内側には井桁の先端補強金物を取り付けて閉塞率向上を図っている 41），42）。
（6）ICT 技術活用

図 2.6.13 ターミナル施設および鋼管杭と一体化した建築柱 42）

しており、建設後 50 年以上の施設が 2034 年（令和 16 年）に2016 年（平成 28 年）より、建設現場の生産性向上を目的

は 60％となる。政府として 2013 年（平成 25 年）11 月に「イに、港湾分野において ICT 活用のための基準類の検討を行

ンフラ長寿命化基本計画」を策定し、港湾局として今後のう「ICT 導入検討委員会」が国土交通省内に発足し、新た港湾施設の維持管理などの課題に対する対応方針を 2014

な取り組みが進んでいる。鋼管杭・鋼矢板技術協会として

年（平成 26 年）5 月に策定した。また「港湾の施設の点検診

は 2019 年（令和元年）より、施工管理の質的向上の一環と断ガイドライン」が同年 7 月に発行され、点検の実施要領

して「打込み杭特別研究委員会」を設立し、打撃工法の打がまとめられた。

ち止め管理手法の高度化と信頼性向上を目的に、施工管理

船舶の大型化による増深、耐震性能の向上、老朽化への対データの自動かつ連続的な計測可能な新たな打ち止め管理策などで既設の係留施設の改良が必要な事例が増加して手法の構築に取り組み活動中である。本手法が今後の鋼管いる。2018 年（平成 30 年）に改訂された「港湾の施設の技

杭における支持力性能の信頼性、ひいては鋼管杭を用いる術上の基準・同解説」では既存施設の改良設計に関する記

構造物の信頼性向上の一助となることを期待する。

載が追加されたが、具体的な設計法の明記には至っていな
い。現在当協会において既設港湾施設の更新設計の具体的（7）維持管理高度経済成長期に集中的に整備した施設の老朽化が進行106

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

な解析・設計手法を取りまとめており、今後の更新設計に役立てて頂ければ幸いである。

図 2.6.15鋼材を用いた河川堤防の液状化対策工法 技術資料

図 2.6.16

本設壁体用新世代鋼矢板 ハット形鋼矢板 900（パンフレット）※都市部の河川改修工事等では、既設護岸に近傍にビル・住宅等の構築物があることによる用地制約のみならず、振動・騒音等の影響や、近接施工・
空頭制限施工・既設構造（障害物）の打抜き施工等において技術的な課題があり、これに対応するために先端にビットを有する鋼管杭と特殊な圧入機（図 2.6.14）を用いた回転切削圧入工法の適用も進められている。

107

2.6

（2）河川堤防の液状化対策技術の再評価

2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

いる U 形に加えて、ハット形も含めて経済比較を行うなど

2011 年（平成 23 年）3 月 11 日に東北地方太平洋沖地震がして、適切な鋼矢板を選定し使用するものとする」旨、記載

発生し、河川堤防も多大な被害を受けたが、レベル 1 地震がなされた。また、応力計算をする場合の鋼矢板護岸の断動相当の対策がなされた区間では未対策区間のような大規

面二次モーメントに関する継手効率について、U 形鋼矢板

模な変状は確認されなかった。このことにより、これまでの最大 0.8（頭部固定・根入十分の場合）に対し、ハット形実施されてきたレベル 1 地震動相当の対策が、レベル 2 地

鋼矢板が常に 1.0 をとれることについても事務連絡があり、震動にも効果があり、耐震性向上に寄与することが証明さ

各地方整備局から管内の都道府県経由で管内市町村に対しれた。このことを踏まえ、レベル 2 地震動に対する河川堤ても同様に周知された旨、記載がなされた。

防の液状化対策の効率的な設計法整備を目的に、（国研）土木研究所主導の下、液状化に関する有識者らによる「河川
堤防の液状化対策の設計手法検討委員会」が設置され、当協会も参画し、共同で検討を進めてきた。

6．建築分野写真 2.6.18（1）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）

ここでは、先述した既存マニュアル（「河川堤防の液状化

2011 年（平成 23 年）に発生した東北地方太平洋沖地震（東対策工法設計施工マニュアル（案）（土木研究所：1997 年）」、

日本大震災）については「1. 共通」で前述したが、当協会に「液状化対策工法設計・施工マニュアル（案）（土木研究所：

おいても、建築基礎技術委員会にて基礎を含む建築物の被1999 年）」）を踏襲し、河川堤防の液状化対策の設計をレベ

災状況を調査している。各地で観測された震度に対比して、

ル 1 地震動に対して行うこととしながらも、堤防本来の機地震による被害（建物の倒壊等）が少なかった一方で、地震能である治水安全性がレベル 2 地震動に対しても確保でき後に襲来した大津波は、東北地方から関東地方を中心に、多るよう、堤体の許容沈下量に基づいた照査方法の確立にくの地域で建物の流出・転倒・移動・崩壊・傾斜、漂流物のついて議論してきた。この取り組みの成果として、2016 年

衝突も含めた外壁や開口部の破壊・内外装材の破壊・流出等、（平成 28 年）3 月に「河川堤防の液状化対策の手引き」が、甚大な被害をもたらした。特に宮城県牡鹿郡女川町において次いで 2017 年（平成 29 年）8 月には、
「河川堤防の液状化

は、既製コンクリート杭を使用した RC 造・S 造建物が転倒・対策の手引き < 設計計算例 >」が土木研究所資料として発流出するという被災事例も確認された（写真 2.6.18）45），46）。

刊された。これらは耐震性能を満足しないと判定された河また、茨城県・千葉県・埼玉県では広範囲にわたって液川堤防で液状化対策を実施する場合に適用される。ここに状化が発生し、戸建住宅や直接基礎の建物に不同沈下や傾は、基礎地盤の液状化対策として、鋼材を用いた工法、締斜等、甚大な被害が発生した一方で、支持地盤まで基礎杭を固め工法、固結工法が記載されている。

打設した建物については、被害の発生は確認されなかった。

当協会ではさらに、上記の手引きおよび設計計算例の中で、北海道・東北・東関東地区では建物 453 件（うち東北地鋼材を用いた液状化対策工法についての記載と設計計算例

方 31 件）に鋼管杭が使用されていたが、全建物について地の補充、実務的なQ＆A 等を取り纏め「鋼材を用いた河川堤

震および液状化による構造躯体の被災事例は確認されな防の液状化対策工法 技術資料」（図2.6.15）を発刊している。

かった。当協会では、津波により被災した宮城県石巻市内

写真 2.6.19

宮城県牡鹿郡女川町の被災建物 45），46）

宮城県石巻市内の被災建物（遊戯施設）45）

写真 2.6.20

宮城県石巻市内の被災建物（飼料工場）45）の鋼管杭基礎建物の①遊戯施設（写真 2.6.19）、②飼料工場（3）継手のずれが生じないハット形鋼矢板壁に関する公的認知（写真 2.6.20）、③原料サイロ（写真 2.6.21）を対象として現

当協会では 2004 年（平成 16 年）に「新世代鋼矢板 ハット

地調査したが、建物の損傷は外壁部の一部のみであり、周形鋼矢板 900」（図 2.6.16）を発刊し、公共事業におけるコス

辺の直接基礎の建物で発生した洗掘による沈下のような被ト縮減に寄与するものとして、ハット形鋼矢板のメリット

害は発生していなかった 45）。
写真 2.6.19（施工性・構造信頼性・経済性）を発信し続けてきた。
施工実績が増えるにつれ、国の積算基準である「国土交通108宮城県石巻市内の被災建物（原料サイロ）45）（2）熊本地震

省 土木工事積算基準」、「国土交通省 土木工事標準積算基準

2016 年（平成 28 年）に発生した熊本地震においては、震書」や、物価誌である「建設物価（建設物価調査会）」、「積算

度 7 を観測した益城町や南阿蘇といった地域で建物被害が（3）防災拠点等となる建築物に係る機能継続ガイドライン

写真 2.6.22

熊本地震で被災した庁舎建物 48）（写真提供：熊本県益城町）

継続ガイドライン」が策定された。災害防災拠点等の対象

2011 年（平成 23 年）の東北地方太平洋沖地震（東日本大とされる建築物としては、庁舎、避難所、病院などが想定さ資料（建設物価調査会）」にも標準的な単価（積算の根拠）が確認された。上部構造の被害がほとんどないにもかかわら震災）と、2016 年（平成 28 年）の熊本地震の発生などをはれているが、対象外の一般の共同住宅やオフィス等であっ明示されたことにより、標準的な施工条件においては従来型のず、使用されていた既製コンクリート杭が破損したことにじめ、これまでの大地震においては、倒壊・崩壊には至らても、被災後に継続使用できれば、避難所等の負担を減ら

鋼矢板（U 形鋼矢板・広幅鋼矢板）に比べハット形鋼矢板のより傾斜が発生し、機能停止となった建物があった（写真ないまでも、構造物の部分的な損傷、非構造部材の落下等

し、災害に強い地域の形成に大きく貢献できる。ガイドラ方が合理的な設計が可能であることが広く浸透してきている。

2.6.22）47），
48）。この建物は、防災拠点となるべき重要構造物

により、地震後の機能継続が困難となった事例が多く見ら

インでは、杭基礎に対する具体的な要求性能を「大地震時河川事業関係例規集では、これまでの申し合せ事項には ”

であったが、その機能が果たさなかったことが社会的に問れた。そのため、大地震に防災拠点等になる建築物（庁舎、における建築物の機能継続に支障となる損傷、沈下、傾斜ハット形鋼矢板 ” に関する記載はなされていなかったが、題視された。東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）と同避難所、病院など）については、大地震時の安全性確保にを生じさせないこと」、「地盤の変形によって杭体に作用す2020 年度（令和 2 年度）版に初めて「護岸用鋼矢板も含めた

様に、災害時に防災活動の拠点となる施設、あるいは避難

加え、地震後も機能を継続できるように、より高い性能がる力の影響も考慮する」と定義したことにより、「建築基準

鋼矢板を使用する工事の設計に当たっては、安全性、現場場所となる施設が、地震により機能不全に陥ったことが、求められるようになった。そこで、2017 年（平成 29 年）に

法」上は高層評定や免震評定などの個別評定案件のみにし条件及び鋼矢板の市場性を考慮した上で、従来通知されてその後の「機能継続ガイドライン」発刊の契機となった。

国土交通省によって「防災拠点等となる建築物に係る機能か適用されなかった「二次設計」や「地盤変位を考慮した

２章 │ 技術変遷（設計・施工）

109

2.6

設計（応答変位法による設計）」が、対象構造物に対して実の検証では、各限界状態における応力（圧縮・引張・曲げ等）

質的に義務化される流れとなった。また、杭部材に対してに対して、各部位が十分に安全であることを確認する。ただは「杭の損傷が発生、進展しても上部構造物に対する支持

し、安全限界状態における鋼材の材料強度は、より現実に性能を喪失しにくい部材を採用」と定義されたことで、脆近い損傷メカニズムを設計に反映させるため、鋼管杭の材

性的な破壊を起こすコンクリート杭よりも、鋼管杭のよう

料降伏点の分布やひずみ硬化による応力上昇を考慮して Fな靭性に優れた杭の使用を暗に示唆したとも受け取れる。

値（基準強度）の 1.1 倍としている。
「建築基礎構造設計指針」
における杭体性能（主に耐力と変形性能）を以下に記す。

（4）建築基礎構造設計指針の改定

49）

2019 年（令和元年）に「建築基礎構造設計指針（日本建1）杭体

圧縮応力・引張応力および軸力作用下での曲げ応力に対築学会）」の第 3 版が発刊された。2001 年（平成 13 年）に発して、各部位の構造安全性を検証する。

刊された第 2 版では基礎構造に性能設計の考え方が採り入①耐力れられ、使用限界、損傷限界、終局限界状態が定義され、そ管内にコンクリートが打設されていない杭体中間部・下れに対応する要求性能が設定されたが、安全性の検証に用部では、鋼管の局部座屈を考慮した耐力とする。更に、いる荷重・耐力係数法における安全係数（耐力係数、荷重

液状化発生の可能性がある地盤においては、圧縮耐力に係数）や限界値について具体的に言及されていなかった。

ついてのみ曲げ座屈による耐力低下も考慮する。管内にまた、上部構造では大地震に対する設計が必須となっておずれ止めを取り付け、コンクリートを打設した杭体頭部り、二次設計の道筋が示されていたが、基礎構造についてについては、鋼管の耐力と管内ずれ止め部コンクリート

は、建物重要度、継続使用の必要性を考慮した二次設計のの支圧耐力の足合せ耐力とする。

道筋は示されていなかった。さらに、第 2 版の発行から 10②変形性能（終局状態のみ）

年以上が経過し、その間に発生した地震被害や新たに得ら

杭体中間部・下部については基準化径厚比と軸力比から、れた教訓・知見、対策技術等に加え、施工管理の不備によ

杭体頭部については鋼管の基準化径厚比と軸力比、充填る基礎の不具合への対応策等、基礎構造と地盤に関する

コンクリートの換算中詰め長比から、変形性能（限界回

様々な学術・技術の発展を指針に反映させる必要があった。
これらの背景により、2019 年（令和元年）に「建築基礎構
造設計指針」の第 3 版が発刊された。

転角）を算定する。
2）杭頭接合部

軸力作用下での曲げ応力に対してのみ、構造安全性を検上部構造に合わせて基礎構造に対してレベル2 荷重時の設証する。

計を行うことを基本方針としてその道筋を示し、建物の重要度①耐力を考慮した基礎構造の性能グレートを設定した。これにより、

鋼管径× 1.25 ＋ 100㎜を直径とする仮想鉄筋コンクリー「地震荷重（地盤変位による荷重を含む）」ならびに「地震荷重ト円柱として、軸力を考慮して算定した曲げ耐力とする。

に対する設計」に係わる事項については大幅な改定となった。

②変形性能（終局状態のみ）

また、これまで明確に記載されていなかった常時からレベ同様に、鋼管径× 1.25 ＋ 100㎜を直径とする仮想鉄筋コル 2 荷重時に対する安全性の検証方法、検証に用いる荷重・

ンクリート円柱にて、引張側の最外縁鉄筋が材料強度に耐力係数法の耐力係数と限界値あるいは設計用限界値が各達した時の回転角を降伏回転角として算定し、その 15 倍

章本文と解説に明示された。しかしながら、荷重係数・耐力を変形性能（限界回転角）とする。

係数の両方を個別に提示することができなかったことから、暫定的に荷重係数を1.0として耐力係数のみが設定された。

（6）建築分野における今後の鋼管杭について

また、レベル 2 荷重時に対応する性能グレードは、当初 S、A、建築分野における基礎構造については、「建築基準法」上

B、Cの 4 段階が検討されていたが、最終的に検証法が示されでは一部の建物を除き、義務化されているのは未だ一次設たのは SとAとなり、それ以外のグレードについては今後の計のみである。しかしながら、「想定外」の大地震を 3 度も学術・技術の向上を待つこととなった。

経験した現状を踏まえると、今後は大地震を想定した設計

付録 1に鋼管杭の保有性能が明記されたことも改定の大き（レベル 2 荷重に対する設計：いわゆる二次設計）体系と具なポイントである。これは、鋼管杭・鋼管矢板技術協会が東

体的手法が早期に構築されることが望まれる。
（4），
（5）に

北大学とともに実施した杭体性能に関する実験結果を基に、述べたように、当協会では日本建築学会や日本鋼構造協会

杭体の耐力と変形性能の算定方法としてまとめた研究成果（JSSC）での活動・取り組みを通じて鋼管杭の特性の解明である。この保有性能については下記で述べる。

と把握、それを活かした設計手法を提案してきた。今後も継続してこれらに取り組むことにより鋼管杭の信頼性を更（5）鋼管杭の保有性能について

50）

鋼管杭の保有性能は、各限界状態において、使用限界性能、損傷限界性能、終局限界性能に分類される。構造安全性

110

２章 │ 技術変遷（設計・施工）に向上させ、大地震が発生した際においても鋼管杭が上部構造を安全に支持することで、人々の生命・身体・財産の2011 年（平成 23 年）〜2020 年（令和 2 年）

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5 ）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 24 年 3 月
6 ）公益社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 29 年 11 月
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11）国土交通省 気象庁，各種データ・資料，顕著な地震の観測・解析データ，平成 28 年（2016 年）熊本地震，震度分布図，平成 28 年 4 月 16 日 01 時 25 分の熊本県熊本地方の地震，https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/2016_04_14_kumamoto/shindo_bunpu2.pdf12）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ① 鋼管杭基礎・鋼管矢板基礎の中掘り杭工法（セメントミルク噴出撹拌方式）
施工管理要領 ＜標準版＞［Edition 3.0］
，令和 3 年 3 月
13）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ④ 回転杭工法 施工管理要領［Edition 2.0］
，令和 3 年 3 月14）一 般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ⑤ 鋼管ソイルセメント杭工法 施工管理要領［Edition 2.0］
，令和 3 年 3 月
15）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：JASPP Technical Library －施工－ ⑥ 鋼管杭の打撃工法 施工管理要領［Edition 1.0］
，2019 年 7 月
道路分野16）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.80，2012 年 3 月
17）宮城県：災害に強いまちづくり宮城モデルの構築〜東日本大震災からの創造的復興〜，https://www.pref.miyagi.jp/uploaded/attachment/637808.pdf
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19）株式会社時事通信社：時事通信ニュース，復興道路、宮城県内が完成，https://sp.m.jiji.com/article/show/2523745
20）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅰ共通編 Ⅳ下部構造編，平成 24 年 3 月21）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：鋼管杭・鋼矢板基礎の設計と施工「道路橋示方書・同解説 Ⅳ下部構造編（平成 24 年）」鋼管杭・鋼管矢板に係る改定のポイント，平成 24 年 8 月
22）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.41 No.2，2013 年 2 月23）公益社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅳ 下部構造編，平成 29 年 11 月24）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.88，2020 年 3 月
鉄道分野
25）一般社団法人 鋼管杭・鋼矢板技術協会：東日本大震災 1 次調査報告書，平成 23 年 10 月26）日鉄エンジニアリング株式会社：お知らせ，https://www.eng.nipponsteel.com/news/2017/20171218.html
27）公益社団法人土木学会：土木学会賞 田中賞受賞一覧，https://www.jsce.or.jp/prize/prize_list/7_tanakasakuhin.shtml
28）公益財団法人鉄道総合技術研究所：鉄道構造物等設計標準・同解説（基礎構造物），国土交通省鉄道局監修，鉄道総合研究所編，2012 年 2 月
29）独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構：鉄道建設，鉄道建設関係予算，整備新幹線建設路線図，
https://www.jrtt.go.jp/construction/R2jigyougaiyou_v2.pdf
30）東海旅客鉄道株式会社（JR 東海）： 超電導リニアによる中央新幹線計画，https://company.jr-central.co.jp/company/linear-chuo-shinkansen/plan.html
港湾分野31）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：東日本大震災 1 次調査報告書，平成 23 年 10 月32）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：東日本大震災 2 次報告書〔地震、津波を受けた基礎構造物の分析〕，平成 24 年 12 月
33）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.81，2012 年 3 月
34）丸泰土木株式会社：施工実績，16. 震災復旧・復興工事，https://marutaidoboku.co.jp/works/16.html
35）大矢陽介，塩崎禎郎，小濱英司，川端雄一郎：耐震性能照査における鋼管部材のモデル化法の提案，港湾空港技術研究所報告，第 56 巻第 2 号，2017 年
36）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：明日を築く No.88，2020 年 3 月
37）鋼管杭の防食法に関する研究グループ：鋼管杭の防食法に関する研究 2014 年度（平成 26 年度）調査報告書，2015 年
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建築分野45）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：東日本大震災 1 次調査報告書，平成 23 年 10 月46）一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会：東日本大震災 2 次報告書〔地震、津波を受けた基礎構造物の分析〕，平成 24 年 12 月47）金子治，成田修英：2016 年熊本地震での杭基礎の被害とその要因に関する解析，日本建築学会構造系論文集，82 巻 737 号，2017 年 7 月48）熊本県益城町：平成 28 年熊本地震 益城町震災記録誌，令和 2 年 4 月49）一般社団法人日本建築学会：建築基礎構造設計指針，2019 年 11 月
50）株式会社総合土木研究所：基礎工，Vol.48 No.2，2020 年 2 月

保護に貢献できれば幸いである。

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