20292

日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007年 8 月

埋込み節杭の杭頭荷重－沈下量関係の推定方法
正会員
同埋込み杭

鉛直荷重

沈下量

載荷試験

先端抵抗

摩擦抵抗１．序
筆者らは、杭の荷重－沈下量関係を簡便に精度よく推定することを目的として、杭の先端抵抗－先端沈下量関○小椋
韓仁志*
英敏***

同 伊藤 淳志**
同 田中佑二郎****均 N 値との関係を求めた。砂質土の場合の関係を図 1 と図 2 に示す。また、土質別の回帰直線式を表 2 に示す。

係と周面摩擦抵抗－沈下量関係を適切な関数で与え、杭３. P0－S0 関係の推定
文献 2)の先端抵抗 qp－先端沈下量 Sp 曲線の先端平均 Nの縮み量を考慮して変位の適合条件式を解く方法 (荷重伝値との回帰式および本報前節の fi－Si 曲線の N 値との回帰では埋込み節杭式を採用して、荷重伝達法 4)によって全載荷試験データにのデータを対象にした推定方法を提案したが、この検討ついて杭頭の荷重 P0－沈下量 S0 関係を計算した。計算結では杭径として節部径を採用していた。しかし、杭周固果の一例を実測値と合わせて図 3 に示す。同図に示した達法) を用いた検討を行ってきた。文献1)

定材の強度や剛性を考えると、杭本体の径よりも掘削径300の径で評価するのは不合理になった。
そこで、文献 1)のデータに新しいデータを加え、掘削径によって再検討した。その結果は文献 2)で先端抵抗－先端3)

沈下量関係について、文献 で周面摩擦抵抗－沈下量関係

32003

拡大掘削を行う工法のものもあり、この点からも杭本体1/af（×10 kN/m ）で評価する方が適切であろう。また、新しいデータには100について報告した。本報では、文献 3)の検討を改めて吟味0し直した結果と、再検討結果による杭頭沈下量の推定値

01020と載荷試験による実測値とを比較した結果を報告する。

405060

初期接線勾配 1/af－N 値関係(砂質土)図1２. 周面摩擦抵抗－沈下量関係
本報で解析の対象とした載荷試験数は、節杭を用いた 430
Ｎ値

1000種類の埋込み工法による 117 件である。杭径は表 1 に示

各杭のひずみゲージ区間の摩擦応力 fi は、軸力差を掘削径の円筒面積で除して算出している。土質別のデータ数を2

周面摩擦抵抗と沈下量との関係を検討するに当たり、

1/bf（kN/m ）800

す 5 種類であり、杭長は 4～43m である。

600400

表 1 に示す。杭は節杭が大半であるが、節杭と継いだス200

トレート杭のデータも含まれている。ただし、両者には、0有意な差は認められなかった。

010

図2漸近値 1/bf－N 値関係(砂質土)表 1 の全区間の fi と沈下量 Si との関係を Kondner 型の双曲線で近似し 3)、初期接線勾配および漸近値と区間の平表1

周面摩擦抵抗のデータ数

表2

節部径ー軸部径(mm)φ440-300

掘削径(mm)
500～620

7080

27177

φ500-400

550～6801029916217

φ600-450

630～800

6765

9141

φ650-500

680～800

59652126

φ800-600

850～1050

5207303

311

54668

合計

砂質土

粘性土

腐植土

30
N値

405060周面摩擦抵抗－沈下量関係の回帰直線式

定数計

201/af(kN/m3)
1/bf(kN/m2)

土質
砂質土
粘性土
腐植土
砂質土
粘性土
腐植土

標準偏差
(σ)
10900+1580N
29600
15000+1750N
22400
7070+345N
7450
67.1+7.03N
76.5
50.1+4.40N
31.6
14.8+6.05N16.4
回帰直線

相関係数
（R）
0.400
0.307
0.118
0.584
0.499
0.686

Estimation of Load-Settlement Relations of Board Nodular Piles
OGURA Hitoshi, ITO Atsushi, HAN Hidetoshi and TANAKA Yujiro―583―

250

極限荷重
2000

200

St
Sc

mm+σ

データ数 n=1263
平均値
m=0.145
標準偏差 σ=0.332

150

1500

個数

杭頭荷重Po (kN)

m-σ
2500

短期荷重

1001000

長期荷重

50500

実測値
解析値

0.1D

0-20020

図34060
杭頭沈下量 So (mm)80

-1.5-1-0.5

1000ln(St/Sc)

0.5

11.5

211.5

211.5

2(a) 全データ

P0－S0 関係の推定例

m-σ200ように、実測沈下量 St と同一荷重の解析による沈下量 Scとの比 St/Sc を全てのデータについて求め、その値を自然150mm+σ

データ数 n=946
平均値
m=0.167
標準偏差 σ=0.328

自然対数としたのは、St/Sc では St>Sc の場合の値が 1 以上個数対数 ln(St/Sc)とした場合のヒストグラムを図 4(a)に示す。
100となるのに対し、St<Sc の場合は 0～1 の狭い範囲の値となり、後者のデータを軽く扱うことになって不合理な結果50となるためである。ln(St/Sc)の値が 0 に近いほど解析値が実測値に近いと言えるが、全データの平均値 m は 0.145、0-2標準偏差σは 0.332 となった。同図にはこれらのデータを-1.5-1-0.50ln(St/Sc)

0.5(b) 短期正規分布とした場合の曲線を描いておいた。
ここで、S0 が掘削径 D の 10％の時の P0 を極限荷重とし、m-σ100

その 2/3 を短期荷重、1/3 を長期荷重と考え、P0=0 からそれらの荷重までの実測データについて、上記と同様のヒ80

mm+σデータ数 n=468
平均値
m=0.108
標準偏差 σ=0.315

ストグラムを図 4(b)および(c)にそれぞれ示した。図 4(c)の
これは、データ数 468 個の 35％の 164 個が実測値が解析

60
個数長期荷重までの範囲では、m=0.108、σ=0.315 となった。

40値の 0.9 倍から 1.1 倍（ln(St/Sc)が－0.105 から 0.095）の範囲に、88％の 413 個が実測値が解析値の 0.5 倍から 1.5 倍20（ln(St/Sc)が－0.693 から 0.405）の範囲に含まれることを0意味しており、推定精度はきわめてよいことが分かる。

-2以上より本推定手法は、理論式の簡便性と、地盤定数ると、十分に満足できる精度の推定法といえる。
本研究を行うにあたりご協力いただいた関西大学卒業研究生の辻本浩樹氏に謝意を表する。
[参考文献]
1) 二見智子, 小椋仁志：埋込み節杭のデータによる摩擦杭の荷重～沈下量関係推定法の提案, 第 44 回地盤工学シンポジウム, pp.127～132, 1999.11-1-0.50ln(St/Sc)

0.5(c) 長期
図 4 ln(St/Sc)のヒストグラム

としては N 値のみを用いて求めたものであることを考え

[謝辞]

-1.5

会大会学術講演梗概集, 2007.83) 伊藤淳志, 小椋仁志, 二見智子：埋込み節杭の摩擦応力－沈下量関係の近似曲線について, 日本建築学会大会学術講演梗概集, B-1, pp.543～544, 2004.84) 伊藤淳志, 山肩邦男：差分方程式に基づく単杭の鉛直荷
重－沈下量関係の理論解析法およびその砂地盤への適用,
日本建築学会構造系論文集, No.505, pp.77～84, 1998.3

2) 韓英敏, 伊藤淳志, 小椋仁志, 田中佑二郎：埋込み節杭の先端抵抗－先端沈下量関係曲線について, 日本建築学*ジャパンパイル(株)・工博**関西大学 准教授・工博***関西大学大学院****ジャパンパイル(株)JAPAN PILE CORPORATION, Dr. Eng.
Assoc. Prof., Kansai Univ., Dr. Eng.
Graduate School, Kansai Univ.
JAPAN PILE CORPORATION―584―