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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

既往の水平載荷試験結果に基づく単杭の水平地盤反力係数（その 2：初期剛性および最大地盤反力）

単杭
モデル化

静的水平抵抗力
初期剛性

正会員
同

○吉川
鈴木

那穂*1
康嗣*3

同

阿部

幸夫*5

同
同

小林 恒一*2
金井 重夫*4
岸下 崇裕*6

水平載荷試験
最大地盤反力１. はじめに(その１)では実大水平載荷試験による単杭の地盤反力 p–

るが，小径は大径よりも大きい傾向にある．これに対し，

地表面変位量 y 関係を図 1 のように双曲線でよくモデル化あり，相関係数は 0.79 である．大径はデータが少ないこできることを報告した．(その 2)では図 1 に示す初期剛性とあり相関を評価することは難しいが，小径と比較しても

kh1，最大地盤反力 pmax，基準変位量δy について，杭頭部付

有意差は見られなかった．

近の地盤の強度および杭径との関係を検討した結果を報告する．使用したデータや双曲線へのモデル化については，

４. 双曲線モデルから求まる基準変位量δy
双曲線モデルから求まる基準変位量 δy と杭径 B の関係

同名論文その 1 を参照されたい．

を図 8 に示す．小径は大径に比べてばらつきが大きくなっ

２. 双曲線モデルの初期剛性 kh1
1) 載荷試験の地表面変位量 10mm 時の剛性 kh10 の比較ているが，全体的には大径の方が小径よりも大きい傾向が

図 7 の粘性土では小径の pmax と qu 値の間には正の相関がある．小径･大径共に杭頭部の土質の違いによる有意差は各載荷試験結果から求めた双曲線モデルの初期剛性 kh1

見られなかった．δy と杭径比の関係をみると，小径ではと，載荷試験の水平変位量 10mm の時の剛性 kh10 の比較を

1%~4%の間，大径では 2%~3%の間に分布していることが

図 2 に示す．杭頭部付近砂質土地盤と粘性土地盤ともに両分かる．全体の平均は 2.8%であった．

者の相関は良く，相関係数は砂質土地盤で 0.93，粘性土地
盤で 0.86 である．両土質ともに kh1 は kh10 に比べて大きく，

５. おわりに実地盤における水平載荷試験結果から，静的に水平力が両者の比 kh1/kh10 の平均値は 1.49 となった．

作用する単杭の地盤反力 p–地表面変位量 y 関係を双曲線

2) 初期剛性 kh1 と杭頭部付近の N 値，qu 値の関係にモデル化して検討した結果以下のことが分かった．

各試験の初期剛性 kh1 と，杭頭部付近の N 値，qu 値の比較を行った．砂質土地盤の kh1–N 値関係を図 3 に，粘性土①双曲線の初期剛性 kh1 と，試験時の水平変位量 10mmの時の kh10 を比較すると，両者の相関性は良い．

地盤の kh1–N 値関係を図 4 に，kh1–qu 値関係を図 5 に示す．

②砂質地盤の N 値と kh1 には正の相関が認められたが，図 4 には粘性土の qu 値が無く対象外としたデータも参考

N 値と pmax の間には明瞭な相関が認められなかった．また，値として×，+でプロットしている．図 3(砂質土)をみると， kh1 と pmax 共に小径の方が大径よりも大きい傾向が見られN 値と kh1 の間には正の相関があり，小径(B< 700mm)の kh1

た．

の方が大径(B≥ 700 mm)の kh1 より大きい傾向が認められる．

③粘性土地盤の qu 値と小径の kh1 および pmax には正の相図 4(粘性土)ではデータのばらつきが大きく N 値と kh1 の関が認められた．大径はデータ数が少ないため，両者共に間には明瞭な相関性は見られず，特に N 値が低い部分は相関を評価することが出来なかった．また，kh1 と pmax 共

ばらつきが大きくなっている．これに対して，qu で整理しに大径・小径による有意差は見られなかった．

た図 5 をみると，小径の qu 値と kh1 の間には正の相関が認④粘性土地盤における kh1 と N 値は N 値が小さい範囲でめられる．しかし，大径についてはデータが少ないこともは特にばらつきが大きく，粘性土の kh1 を求める際には Nあり，相関を評価することは難しいと考えられる．

値からではなく一軸・三軸圧縮試験結果等を用いたほうが３. 最大地盤反力 pmax と杭頭部付近の N 値，qu 値の関係
双曲線モデルの最大地盤反力 pmax と，杭頭部付近の Nより適切な評価が出来ると考えられる．
⑤双曲線モデルから求めた基準変位量δy と杭径との間に値，qu 値を比較する．なお，pmax は試験から得られた最大は土質によらず正の相関があり，杭径比でみると小径は地盤反力とは完全に一致しないものの対応が見られるので， 1%~4%の間，大径は 2%~3%の間に分布しており，平均値モデル化の観点から検討を行った．砂質土地盤の pmax–N
は 2.8%であった．

値関係を図 6 に，粘性土地盤の pmax–qu 値関係を図 7 に示す．図 6 の砂質土では pmax と N 値の相関係数は 0.21 であ今後は更なるデータの収集をして，設計式の確立に向けて検討を行う予定である．

Coefficient of horizontal subgrade reaction of single piles based on horizontal loading tests in the past
(Part2. Initial stiffness and maximum subgrade reaction of hyperbolic model)
YOSHIKAWA Nao, KOBAYASHI Koichi, SUZUKI Yasutsugu,KANAI Shigeo, ABE Yukio and KISHISHITA Takahiro

―565―

600

60

y=1.49x

kh1 (MN/m 3 )地盤反力p(kN/m2)

p max

40

400
プロット：試験値
線 ：双曲線20200●:砂 質 土 B:700mm未満○:砂 質土 B:700mm以上▲:粘 性 土 B:700mm未満△:粘 性 土 B:700mm以上

kh1

0
δy

0

20

40
60
80
地表面変位量y(mm)

図１
60

10

図２

40

100

40
30
20

30

40

kh1 と kh10 との比較
▲ B:700mm未満

×,▲ B:700mm未満○ B:700mm以上△ B:700mm以上+, △ B:700mm以上(×,+はq u値のないデータ)

30

80
60
40

20
10

10

20

0

0
5

図３

10

N値

0

0

15

kh1–N 値関係(砂質土)

1200

図４

N値

10

kh1–N 値関係(粘性土)△ B:700mm以上

400
p max(kN/m 2 )

600
400

300
200

200

100

0

0
10

15

pmax–N 値関係(砂質土)100

kh1–qu 値関係(粘性土)
B×0.04

B×0.0330

B×0.0225
20
15

B×0.0110●:砂質土 B:700mm未満○:砂質土 B:700mm以上▲:粘性土 B:700mm未満△:粘性土 B:700mm以上

0
0

100

0

pmax–qu 値関係(粘性土)

図８

25

図７

謝辞
本報告は日本建築学会基礎構造運営委員会「地盤と基礎構造物の相互作用小委員会 杭の静的水平抵抗 WG」の活動成果の報告である．関係者に記して感謝いたします．また，本研究を実施するにあたり，(独)土木研究所*1 ジャパンパイル(株)*2 (独)原子力安全基盤機構・博士(工学)*3 鹿島建設(株)・博士(工学)*4 千代田工営(株)・博士(工学)*5 鋼管杭・鋼矢板技術協会*6 (株)フジタ・博士(工学)5075q u 値(kN/m2 )

5

N値

図６

25

35

800

5

図５

▲ B:700mm未満○ B:700mm以上

0

0

15

500

● B:700mm未満

1000

5

基準変位δy (mm)0p max(kN/m 2 )20
kh10 (MN/m 3 )

120

kh1 (MN/m 3)

kh1 (MN/m 3 )双曲線モデルの例● B:700mm未満

50

0

100

kh1 (MN/m 3)

0

50
75
q u 値(kN/m2 )

500

1000
杭径B(mm)1500

基準変位 δy と杭径 B の関係

寒地土木研究所冨澤幸一氏，(株)フジタの小林勝已氏，
JFE テクノリサーチ(株)の高野公寿氏，ジャパンパイル(株)の本間裕介氏に，文献収集や分析方法についてなど
多大なご協力をいただいた．記して感謝いたします．

Japan Pile Corporation
Japan Nuclear Energy Safety Organization
Kajima Corporation
Chiyoda Geotech Co., Ltd.
Japanese Technical Association for Steel Pipe Piles and Sheet Piles
Fujita Corporation―566―