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日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2005年 9 月

パイルド・ラフト基礎に節杭を適用した建物の挙動（その 2：建物の挙動と沈下解析との比較）
正会員
正会員
正会員
沈下解析

佑二郎*1
雅夫*2
仁志*1

杭

１．はじめに同名論文 1)では，沖積地盤上に計画された建物基礎に，Y4 ⑦

節杭を沈下低減杭として用いたパイルド･ラフト基礎建物

中央の概要と，挙動計測結果について紹介した。

Y2A

本報告では，挙動計測値と設計時に行った沈下解析と２．解析条件
解析には，地盤と上部構造との変形を適合させた実用Ｂ棟

X2X3

X4沈下解析法 2)3)を用いた。地盤の非線形性を考慮するため，

軸 力（kN）‑400 ‑200 02000

荷重増分解析を行っており，増分ステップは 20 としている。砂層は即時沈下，粘性土層は圧密沈下のみを考慮するものとした。本解析法で得られる圧密沈下量は，圧密基礎梁
底版分割線

杭天端距離（ｍ）求めることとした。解析に用いる地盤定数や e-logp 関係１)は前報 に示したため，これは土質試験結果などから設定

X6X7Y1単位[m]解析モデル
軸 力（ kN）‑400 ‑200 02000400

400

22−経過時間係数と荷重ステップと対応づけることにより

Y2X5

層別沈下計
土圧計
間隙水圧計

図-1完了時の値であるため，圧密途上の沈下量は，圧密沈下

Y3⑥X1

柱荷重作用位置
基礎節点
杭位置の比較検討結果について紹介する。

Y4④⑤Ａ棟杭天端距離（ｍ）

パイルド・ラフト基礎○田中
松尾
小椋468468したものである。砂質地盤の初期弾性係数は，平均 N 値
1010から 2.8N(MN/m2)と安全側に設定している。

杭④解析モデルを図-1 に示す。A 棟の基礎底版は，基礎梁杭⑤1212に囲まれている部分を 4 分割に，B 棟は A 棟に合わせて実測 基 礎梁打設 後

解 析 基礎梁 打設後分割した。杭は，摩擦負担長がほぼ同じになるように 6実測 床 打設後

解 析 床打設 後分割とした。杭と地盤との摩擦は，摩擦抵抗〜変位量関実測 竣 工時

解 析 竣工時

実測 竣 工後3ヶ 月

解 析 竣工後 3ヵ月

実測 竣 工後6ヶ 月

解 析 竣工後 6ヵ月

4)係を双曲線にモデル化し，文献 で提案した式を用いて N値から求めた。ただし，杭周表面の摩擦抵抗〜すべり変図-2位量関係が剛塑性に近くなる 5)ことから，初期接線勾配は軸力分布の推移比較

N 値から求めた値の 100 倍としている。また，節杭の周面摩擦力の作用面は節部径を径とする円筒面とし，杭の基礎 梁 打 設後竣工時
竣 工 後3ヶ月

100%

骨造であることから，架構剛性は基礎梁と底版のみを考慮した。
建物荷重は，1 階床以下の荷重を負担面積に応じて底版節点に，1 階柱以上の荷重は，柱位置に集中荷重として与えた。底版の荷重分担率を求めるための底版の負担荷重は，実測値は土圧計の平均値から水圧を引いた値とし，底版の荷重分担率(有効応力)圧縮剛性は軸部の値とした。上部構造が剛性の小さい鉄解析値は，建物荷重から杭頭軸力の集計を引いた値とした。

80%

竣 工後 6ヶ 月

竣 工 後 2年
60%
40%

20%

実測値

200400日数

6008001000

図-3 底版の荷重分担率の比較

Behavior of Buildings Supported by Piled Raft Foundation Using Nodular Piles(Part 2:Comparison between Behavior of Building and Settlement Analysis )―687―

解 析値0%
0３．実測値と解析値の比較結果
解析値と実測値を比較した結果を図-2〜5 に示す。解析値の傾向と実測値との比較結果とを整理すると，以下の竣 工後 1年

TANAKA Yujiro, MATSUO Masao,
OGURA Hitoshi通りである。
1)図-2 の杭体の軸力分布は，杭頭から杭先端にかけて竣‑20% 0%

沈 下量 の割 合(%)
20% 40% 60% 80% 100%0

工後も増加する傾向にある。建物中央部の杭⑤では，若干ではあるが杭の上部で負の摩擦力が作用している。

5

杭頭部において，時間経過とともに軸力が増加することや杭上部で負の摩擦力が発生することなど全体的な10‑215

杭頭部および杭先端部での負の軸力に解析値は対応し深度(GL‑m)ていない。杭頭部の負の軸力は杭の芯ずれに伴う偏心モーメントや，不同沈下に伴い発生する基礎梁の節点曲げモーメントが影響しているものと考えられる。ま2025

た，杭先端での負の軸力は杭先端以深の地盤沈下の影
30

響によるものと考えられる。これらの現象については計測手法や解析における評価方法を含めて今後の課題35である。
2)図-3 に示す底版の荷重分担率は，施工段階から竣工時40までに約 80%から 60%に急激に減少し，その後はなだの分担率を正当に評価できていないと考えられることから，分担率の数値は比較できないが，建物荷重が底竣 工時

実測

竣 工後 3ヶ 月

実測

竣 工後 6ヶ 月

実測

竣 工後 1年

実測

竣 工後 2年

解析

基 礎梁 打設 後

解析

竣 工時

解析

竣 工後 3ヶ 月

解析

竣 工後 6ヶ 月

解析

竣 工後 1年解析

竣 工後 2年

総0沈 10下 20量 30[mm] 40

版から杭に移行する傾向については対応している。

Y43)図-4 より，解析値および実測値とも各層の沈下量の割中央合は，竣工後 2 年までほぼ一定である。

実測

図-4 各層の占める沈下量の割合らかに減少して最終的には 40%前後の値になっている。
土圧の計測点数が少なく，実測値の分担率は建物全体

20 40 60 80 10% % % 0%
実測0% 0%基% 礎梁
打設 後傾向は概ね対応している。しかし，実測値に見られる

Y2A

床コン打設後Y4Y3Ａ棟
Ｂ棟

X1X2X3竣工時

X4X5Y2竣工後2年4)図-5 の建物の終局沈下量分布は Y2A 通で，12〜36ｍｍ
解析値
Y1m
X6X7竣工時で分布し，X6 通で最大値を示す。実測値と比較すると
0
その傾向は一致しているが，沈下量は実測値に比べて， 総沈 10
解析値
下 20
終局時1.5〜2.0 倍程度大きい値となっている。竣工時の沈下量量 30は，実測値とほぼ一致していることから，解析値と実 [mm] 40図-5 建物沈下量分布の比較
測値とでは，圧密特性に差が生じているものと考えられる。
４．おわりに
５．参考文献
本報告では，沖積地盤上の建物基礎に，節杭を沈下低1)パイルド・ラフト基礎に節杭を適用した建物の挙動(そ減杭として用いたパイルド・ラフト基礎建物の挙動計測の 1：建物・地盤の概要と計測結果)，2005.9と解析値の比較検討結果を紹介した。なお，計測値は全法・解析条件を見直し，実測値と解析値の比較検討を行

2)松尾雅夫，山肩邦男：パイルド･ラフト基礎建物の実用不同沈下解析法について，第 30 回土質工学研究発表会，
pp. 1595-1598，1995.7
3)松尾雅夫，山肩邦男：地盤の変形を考慮した杭基礎のう予定である。

鉛直荷重時実用解法，日本建築学会構造系論文集，第 477

５．謝辞
本計測を承認いただいた日本貨物鉄道(株)，計測に協号，pp.67-76，1995.11

力いただいた(株)淺沼組の関係各位に謝意を表します。

沈下

また，解析や計測計画について貴重な助言をいただいた

ム，Ⅲ-7，

日本建築学会近畿支部摩擦杭設計技術研究委員会(委員5) 加藤・小椋・山肩・伊藤：中型単純せん断試験を用い長：永井興史郎摂南大学教授)の諸氏に，深く感謝いたした砂〜鋼板間の摩擦試験，第 25 回土質工学研究発表会，ます。

1990.2*1 ジャパンパイル(株)*2 安井建築設計事務所*1 JAPAN PILE CORPORATION*2 Structural Design dept. Yasui Architects & Engineers , Incて設計の想定の範囲内であり，建物に障害は全く発生していない。今後も引き続き計測を行うとともに，解析構造部

4) 二見・小椋：埋込み節杭のデータから摩擦杭の荷重〜―688―

量関係推定法の提案，第 44 回地盤工学シンポジウ
pp.127-132，1999.11