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日本建築学会大会学術講演梗概集（中国） 2008年 9 月

節杭を用いたプレボーリング拡大根固め工法の根固め部に関する模型実験（その 2：荷重～沈下量関係、周面摩擦力）

埋込み杭
根固め部

節杭
荷重沈下量関係

正会員
同○中野永井恵太*1
雅 *2

同石川一真*1

本報では、同名論文（その１）で述べた実験概要を受

B-3-2
B-6
B-8
B-1050

けて、荷重～沈下量関係を中心にその実験結果を示し、合わせて根固め部の周面摩擦力について検討した結果に付けた実験に対応している。
２. 荷重～沈下量関係
図-１は、A シリーズの実験で得られた杭頭荷重 Po－杭40
杭頭荷重Ｐo (kN)ついて述べる。なお、本報中の A シリーズ、B シリーズ
は、（その１）の表-２で実験 No.にそれぞれ記号 A、B をたあとほぼ一定値になり、その後増加している。A シリ

20005

常に緩い地盤ができていた。このため、載荷初期には先限に達した後、先端面の支持力が増加していったものと解釈される。結果的にではあるが、周面摩擦抵抗と先端面の抵抗とをある程度分離できたことになる。

101520

杭頭沈下量Ｓo (mm)端面の抵抗はほとんど発揮されておらず、周面摩擦による抵抗が主体となっていたと考えられ、周面摩擦力が極B-3-3B-7B-9B-1130ーズでは実験装置の関係から、杭先端面直下に隙間や非杭頭荷重Ｐo （ｋＮ）

淳志*3仁志*410

頭沈下量 So 関係である。Po は載荷初期に一旦大きくなっA-1
A-3-1A-5

伊藤小椋

模型実験
周面摩擦力

１. はじめに

40

同同図-２

Ｂシリーズ実験のＰo－Ｓo 関係については（その３）で考察を加える。同じ条件での実験で B-3-2 と B-3-3 を比べると、根固め部のひび割れ発生前はほぼ同様の挙動を示している。これより本実験の再現性は良好であることが確認できる。
３．載荷中の加圧板と底面土圧の変化

A-2
A-4

図-３は、A シリーズ実験における上載圧を与える加圧板の沈下量を、So との関係で示したものである。載荷後、30杭が沈下するにつれて加圧板も沈下している。
図-４は、A シリーズの実験で得られた載荷中の土槽20底面土圧の変化を、So との関係で示したものである。
10A-1
A-3-1
A-5005101520

杭頭沈下量So (mm)

図-１ Ａシリーズ実験のＰo－Ｓo 関係
図-２は、B シリーズの実験で得られた Po－So 関係である。実験装置の改良により、周面摩擦抵抗に加えて、載荷初期から先端面の抵抗も発揮されている。載荷途中

加圧板の沈下量 (mm)987650510
杭頭沈下量So (mm)に荷重が下がっているところがあるが、これは根固め部にひび割れが発生したことによるものと思われる。これ

A-2A-4

図-３15

加圧板沈下量－Ｓo 関係

Model Tests on Enlarged Base of Pre-boring and Grouting Method with Nodular Pile
(Part2. Load － Settlement Curve，Frictional Resistance)
NAKANO Keita，ITO Atsushi，NAGAI Masaru， OGURA Hitoshi and ISHIKAWA Kazuma

―593―

100
杭頭荷重Ｐo (ｋＮ)

土槽底面の平均土圧 (kN/m2)

A-2
A-4800700

510
杭頭沈下量So (mm)

図-４15

B-8

B-9

B-10

B-11

1.0

10.0

杭頭沈下量Ｓo (mm)図-６

荷中に土圧が急増している所があるが、これは上載圧を

４. 根固め部の周面摩擦力の検討
A シリーズの実験では、２節で述べたように載荷初期は周面摩擦抵抗が主体になっている。図-１の So＝0～2mm の範囲を拡大したものが図-５である。So=1～2mm

極限周面摩擦力Pfu(KN)

シリーズの実験でも土圧は同様な挙動をしており、A，Bシリーズは同じ条件で載荷ができたものと判断される。

限周面摩擦力 Pfu とすることができよう。これと比較するの間に折れ点が見られるが、0.3～10mm の間では折れ点が見られない。このことから、精度には問題があるが、最初の折れ点での Po の値を B シリーズの実験の Pfu とした。図-７は、各試験の Pfu を左目盛に、Pfu を根固め部の周面積で除した極限周面摩擦応力度 fu を右目盛りに描いたものである。この図から、次のことが分かる。
① 根固め部のない試験 A-1 は Pfu、fu とも他の試験より
A-2A-41050084006300

4200

210000

実験No.

ため、B シリーズの実験では Pfu として第一限界抵抗力を係を描いたのが図-６である。この図では So=0.1～0.3mm

極限周面摩擦力(Bシリーズ)
極限周面摩擦応力度 (Bシリーズ)

A1A2A31A4A5B3-2
B3-3B6B7B8B9B10B11間の荷重の増加が少ないことから、So=2mm 時の P を極採用することとし、So＜10mm の範囲の logPo～logSo 関

Ａシリーズ実験の logＰo－logＳo 関係

極限摩擦力(Aシリーズ)
周面摩擦応力度(Aシリーズ)

一定値に保つため油圧ジャッキを操作したことによる。B

杭頭荷重Ｐo (kN)

B-70.1

杭の沈下に伴い、土槽底面での土圧も増加している。載8B-6120

土槽底面の土圧－Ｓo 関係

A-1
A-3-1A-5B-3-3

10600
0B-3-2

極限周面摩擦力度 fu(KN/m2)

A-1A-3-1
A-5900

図-７各実験のＰfu と fu の比較小さい。これは、周面積が小さいことと、鋼材の摩擦係数が根固め材よりも小さいことによる。

② 根固め径の大きい試験 A-4 の Pfu が他の A シリーズの試験に比べて2kN 近く大きいが、これは周面積が大きいためで fu にすると他の試験と同じ値になる。

③ Pfu の算定方法が異なるため、A シリーズと B シリーズでは Pfu と fu の値は少し異なっており、後者の方が少し大きくなっている。
④ 根固め径の小さい試験 B-6 や B-7 は Pfu が小さく、根固め長の長い B-8 や B-9 は Pfu が大きい。B-8 と B-9 の fuは基本形の B-3 より少し小さいものの、B-6 と B-7 の fuはほぼ同じ値になっており、Pfu はおおむね表面積に比例するといえよう。

6⑤根固め強度の小さい A-5 や B-10 のτu は、それぞれのシリーズ内で他の試験とほぼ同じ値になっており、強度は影響しないといえる。

4⑥上載圧が基本値の 2/3 の B-11 は fu が小さくなっているが、10%程2度の減少にとどまっている。
５. おわりに

00.0

0.5

1.0

1.5

2.0

杭頭沈下量 So (mm)

図-５ Ａシリーズ実験のＰo－Ｓo 関係の拡大図*1*2*3*4

ジャパンパイル(株)関西大学大学院
関西大学 准教授・工博
ジャパンパイル(株)・工博

本報では、(その１)で概要を述べた実験の結果を示し、根固め部の周面摩擦力は周面積に比例していること、根固め強度には影響されないこと等を示した。
JAPAN PILE CORPORATION
Graduate School, Kansai Univ.
Assoc. Prof., Kansai Univ., Dr. Eng.
JAPAN PILE CORPORATION, Dr. Eng.

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