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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2012 年 9 月

改良型簡易接合法を採用した杭頭接合部のせん断耐力に関する研究

既製コンクリート杭杭基礎

１．はじめに筆者らは，既製コンクリート杭の杭頭半剛接合法である改良型簡易接合法を提案し，杭頭接合部の構造性能に関する研究を行っている 1），2）他。本報では，パイルキャップの寸法や基礎梁の有無が杭頭接合部のせん断耐力に与える影響について実験的に検討した結果を報告する。
２．実験概要2.1 試験体と実験ケース
図 1 に改良型簡易接合法の概要を示す。杭頭部に定着鉄筋等を用いずに杭頭を基礎コンクリートに 50 〜 100mm 根入れし，根入れ部にテーパー状の空隙を設けるものである。表１に実験ケースの一覧を示す。図 2 に試験体の形状と寸法の一例を示す。試験体は，1/2 スケールとし，へりあき寸法，基礎梁の有無，杭頭リング筋の有無等をパラメータに 1 0 体作製した。パイル表１㪥㫆㪅 ⹜㛎૕ฬ㪈㪈㫅㪉㪉㫅㪊㪊㫅㪋㪈㪹㪌㪉㪹㪍㪊㪹㪎 㪉㪹㪄㪼㫊㪏 㪉㪹㪄㪼㫌㪐㪉䌲㪈㪇 㪉䌲䌷᧮ၮ␆᪞෻ജࠬ࠲ࡉ

加力方法の概要q㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩 ࡂࡦ࠴ၮ␆᪞ၮ␆᪞ࠬ࠲ࡉ‫ޣ‬஥㕙࿑‫ޤ‬Ǿ ၮ␆᪞ࠬ࠲ࡉ㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩ၮ␆᪞Ǿࡂࡦ࠴ࠬ࠲ࡉࠬ࠲ࡉ‫ޣ‬ᐔ㕙࿑‫ޤ‬‫ޣ‬ᐔ㕙࿑‫ޤ‬

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図３

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図２䊥䊮䉫╭䊥䊮䉫╭෻ജࡈࡠࠕ࡯ၮ␆᪞㪄᧮㗡ធวㇱࡄࠗ࡞ࠠࡖ࠶ࡊǾ㨪㪄㪄㪄෻ജࠕࠢ࠴ࡘࠛ࡯࠲ࠬ࠲ࡉ㪄㪄㪄‫ࠎߖޣ‬ᢿജಽᏓ‫ޤ‬㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩㪄㪄㪄㪄㪄㪄㪏㪇㪇 ή㪏㪇㪇 ή㪏㪇㪇 ή㪏㪇㪇 Ꮐฝ㪏㪇㪇 ਄ਅ㪄㪄㪄㪄⃿ᐳ᧮㗡ធวㇱၮ␆᪞ၮ␆᪞㨪ࠬ࠲ࡉ㪄㪄㪄㪉㪌㪇㪉㪌㪇㪉㪌㪇㪉㪌㪇㪉㪌㪇㪄㪄Q‫ޣ‬஥㕙࿑‫ޤ‬㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩Ǿၮ␆᪞㪇㪅㪌㪇㪇㪅㪎㪌㪈㪅㪇㪇㪇㪅㪌㪇㪇㪅㪎㪌㪈㪅㪇㪇㪇㪅㪎㪌㪇㪅㪎㪌㪇㪅㪎㪌㪇㪅㪎㪌ࡇࡦ᧮‫ޣ‬஥㕙࿑‫ޤ‬㪈㪌㪇㪉㪉㪌㪊㪇㪇㪈㪌㪇㪉㪉㪌㪊㪇㪇㪉㪉㪌㪉㪉㪌㪉㪉㪌㪉㪉㪌Pࠬ࠲ࡉၮ␆᪞ၮ␆᪞ 㩔㩩㨼㩣㩁㨶㨹㩖㩩Ǿ㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㪊㪇㪇㋦⋥෻ജࡈ࡟࡯ࡓ

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実験ケース一覧R

キャップと基礎梁の配筋は，最ࡄࠗ࡞ࠠࡖ࠶ࡊ小鉄筋量を想定した。試験体に
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用いたコンクリート強度は，平㨪mm
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3 は，基礎梁が無いパイルᝥߡ㩄㩧㩂㩢㨺㩎㧔ⷺᐲ㧩㧕キャップ単体のせん断耐力を把握するものである。No.4〜6は，基礎梁がパイルキャップのせんᣢ⵾ࠦࡦࠢ࡝࡯࠻᧮
断耐力に与える影響を把握する
図１ 改良型簡易接合法の概要ための試験体である。N o . 7 と㨪

同 堀井良浩 *同 井上慶一郎 **ၮ␆᪞᧮ᓘ 䈻䉍䈅䈐 䈻䉍䈅䈐Ყ䍨䍽䍐䍷䍕䍊䍍䍪䍽㪛䋨㫄㫄䋩 㪟䋨㫄㫄䋩㪟㪆㪛᏷䋨㫄㫄䋩 䈞䈇䋨㫄㫄䋩 ஍ᔃ⵬ᒝ╭

杭頭半剛接合パイルキャップ 

杭頭接合部
ＰＨＣ杭○青島一樹 * *小林治男 **
安達俊夫 * * *正会員
同同

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試験体の形状と寸法

Study on Shear Capacity of Improved Simplified Connection System at
Precast Concrete Pile Head― 541 ―AOSHIMA Kazuki, HORII Yoshihiro,KOBAYASHI Haruo,INOUE Keiichiroand ADACHI ToshioEŽ͘ϯ㪈㪌㪇EŽ͘Ϯ㪈㪇㪇EŽ͘ϭ㪌㪇Ṗ䉍0Q

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図４ N o . １〜３のQ ‑ δ関係
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図８㪈㪇㪈㪌᧮㗡᳓ᐔᄌ૏ 㱐䋨㫄㫄䋩No.4のQ ‑δ関係

大成建設㈱ 技術センター
大成建設㈱ 設計本部
日本大学理工学部 教授・工博㪉㪇Ⴧട₸
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［参考文献］
１） 青島一樹，島田博志，小室 努：改良型簡易接合法を採用した既製コンク
リート杭杭頭部の力学性状 , 日本建築学会構造系論文集 第 6 0 7 号，pp.125‑132，2006.9２） 青島一樹，堀井良浩，小林治男，安達俊夫：改良型簡易接合法を採用した既製コンクリート杭杭頭部の高軸力下における構造性能,日本建築学会構造系論文集 第 635 号，pp.1271‑1278，2010.7，㪈㪇㪇Ṗ䉍㪥㫆㪅㪈㪇䈵䈶ഀ䉏⎕უ㪉㪇㪇㪈㪌㪇㪁䊥䊮䉫╭㒠ફ䈞䈝㪈㪇㪇㪌㪇Ṗ䉍㪇㪌㪈㪇㪈㪌᧮㗡᳓ᐔᄌ૏ 㱐䋨㫄㫄䋩㪇㪉㪇

N o . 9 （シングル配筋）のQ ‑ δ関係㪌㪈㪇㪈㪌᧮㗡᳓ᐔᄌ૏ 㱐䋨㫄㫄䋩㪉㪇

図６ N o . 1 0 （ダブル配筋）のQ ‑ δ関係㪊㪌㪇ၮ␆᪞䈱᛼䈋ലᨐ 㪈㪅㪍୚㪉㪌㪇᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩

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図５㪥㫆㪅㪈㩷ၮ␆᪞䈭䈚㪥㫆㪅㪋㩷ၮ␆᪞䈅䉍

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必要になると考え㪇㪇㪅㪋㪇㪅㪍㪇㪅㪏㪈㪅㪇㪈㪅㪉られる。一方，No.7
䈻䉍䈅䈐Ყ䋨㪟㪆㪛䋩と No.8 は，No.2 に
図７ せん断耐力とへりあき比の関係比較して 1 . 4 0 〜1.46 倍の耐力増加がみられ，偏心の影響は比較的少ない。
４ . まとめ
基礎梁とリング筋補強によるパイルキャップのせん断耐力向上効果を実験的に把握した。

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実験結果一覧ߖࠎᢿ⠴ജ㪇㪇᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩߳ࠅ޽߈Ყ᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩㪉㪇㪇******⹜㛎૕㪉㪌㪇䂦 䈵䈶ഀ䉏㬍 ⎕უ᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩᧮㗡䈞䉖ᢿജ 㪨䋨㫂㪥䋩㪉㪌㪇表２䈞䉖ᢿ⠴ജ 㪨㫌䋨㫂㪥䋩

No.8 は，基礎梁芯と杭芯が偏心しているケース，および基礎梁にハンチを設けたケースである。No.9 と No.10 は，杭頭部にリング筋補強（SD345‑D19‑ φ 525mm,No.9 はシングル筋，No.10 はダブル筋）を行ったケースである。
2.2 加力方法と計測項目
図 3 に加力装置の概要を示す。加力は，１次不静定型の荷重制御による一方向多サイクル漸増載荷方式により実施した。主な計測は，加力点と反力点の荷重，水平変位，杭頭接合部の水平変位，リング筋と基礎梁主筋のひずみ，及びひび割れ発生状況である。
３．実験結果
表 2 に実験結果の一覧を示す。図 4 に No.1 〜 3 の杭頭のせん断力〜水平変位関係（Q ‑ δ関係）を示す。いずれも初期段階で 2 〜 4mm の滑りが発生した後，剛塑性的な挙動を示し，初期ひび割れの発生直後に破壊に至っている。
図 5 と図 6 にリング筋補強を行った N o . 9 と N o . 1 0 の Q ‑δ関係を示す。シングル配筋とした No.9 は，ひび割れ発生後も耐力が増加し，リング筋が降伏した後に破壊に至った。一方，ダブル配筋とした No.10 は，リング筋が降伏することなく，ひび割れ発生後に破壊に至った。リング筋による補強効果は，No.2 と比較して，No.9 が 1.49 倍，No.10が 1 . 5 1 倍となり，配筋量による差異はみられなかった。
図 7 にせん断耐力とへりあき比（H/D：杭径に対するへりあき寸法の比率）を示す。同図には，コーン状の破壊面を想定したせん断耐力の計算値 1） を併記した。同図から計算値が実験値と良く対応していることが分かる。図 8 〜図 10に基礎梁付きの N o . 4 〜 6 の Q ‑ δ関係を示す。同図から基礎梁が無い場合に比較してパイルキャップのせん断耐力が，1.2 〜 1.6 倍に増加していることが分かる。ただし，H/D=0.5 の場合は，H/D=0.75 と 1.0 に比較して，耐力の㪉㪇㪇㪈㪌㪇㪈㪇㪇㪥㫆㪅㪉㩷ၮ␆᪞䈭䈚㪥㫆㪅㪌㩷ၮ␆᪞䈅䉍㪌㪇㪇㪇㪌

図９㪈㪇㪈㪌᧮㗡᳓ᐔᄌ૏ 㱐䋨㫄㫄䋩No.5のQ ‑δ関係******― 542 ―㪉㪇ၮ␆᪞䈱᛼䈋ലᨐ 㪈㪅㪊㪊୚㪊㪇㪇㪉㪌㪇㪉㪇㪇㪈㪌㪇㪈㪇㪇㪥㫆㪅㪊㩷ၮ␆᪞䈭䈚㪥㫆㪅㪍㩷ၮ␆᪞䈅䉍㪌㪇㪇㪇㪉

図10㪋㪍㪏᧮㗡᳓ᐔᄌ૏ 㱐䋨㫄㫄䋩㪈㪇

No.6のQ‑δ関係

Technology Center,Taisei Corporation
Design Division,Taisei Corporation
Prof.College of Science & Technology,Nihon Univ,Dr.Eng