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杭基礎の設計のなぜ? 解決フォーラム
「杭基礎の設計」のよくある質問3題

 はじめに
「杭基礎の設計」にこの一年間によくお寄せいただいたお問合せについて紹介いたします。いずれも昨年改訂された道路橋示方書の平成14年道路橋示方書からの変更箇所に関するものです。
 杭の支持力算定で周面摩擦力度を考慮していない部分がある
道路橋示方書IV下部構造編 平成24年3月(以下、H24道示)(P.383〜394)「12.4.1 1本の杭の軸方向許容押込み支持力」の支持力度の考え方が少し変わりました。正確には、杭先端部分の極限支持力度として載荷試験結果で得られたものには、杭先端から杭径程度(支持層への根入れ部分)の周面摩擦力度を含んだものであるという考えを反映させるようになったというべきものです。

図1の左図が従来の周面摩擦力度と杭先端極限支持力度の関係を、右図がH24道示改訂後の周面摩擦力度と杭先端極限支持力度の関係です。赤色部が周面摩擦力として計算する範囲を、青色部が杭先端の極限支持力度として計算する範囲を示しています。

杭の周面摩擦力度は考慮する範囲が小さくなったため、杭の支持力度はその分小さくなります。一方、杭先端の極限支持力度は想定している範囲は広くなっていますが、元々、この範囲の極限支持力度として用いていましたので、極限支持力度が増えるわけではありません。結局、周面摩擦力が減った分だけ支持力は小さくなることになります。計算書には、杭先端から杭径部分で層分けを行ない、「−」で表示しています。

なお、控除する範囲は[計算条件]-[設計条件]-[支持力・引抜き]画面の「押込支持力の周面摩擦力の控除範囲」で「1・D」と「入力」から選択でき、「入力」を選択した場合は控除範囲を設定できるようにしております。控除範囲を0とすることで従来の考え方で支持力を算定することもできます。

■図1 杭の支持力
 液状化の判定を行う地表面に対する標準貫入試験の位置は何のためか
当社の「道路橋示方書・同解説IV下部構造編(平成24年3月)H24道示では、液状化判定に用いる算定式で、標準貫入試験を行なった状態での有効上載圧στb’と完成時状態での有効上載圧στ’の2つの地盤状態の有効上載圧を用いています。

地層データは完成時地表面を入力しますので、元々同じ深度にあったστb’を求めるためには、完成時地表面の深さで算定したστ’を補正する必要があります。

盛土の場合はστ’から盛土厚BL分の上載圧を控除することで求めます。盛土の場合、盛土データが入力されていますので、盛土厚が分かればその範囲の上載圧を内部計算することができます。

切土の場合はστ’に掘削によって減少した上載圧を加算します。切り取った範囲の地層データはデータとして持たないため、地層データを用いず加算する上載圧を入力するようにしています。

従来ではこのような区分をしていませんでしたので、完成時の地層データのみで算定ができましたが、H24道示版では盛土と切土のいずれの場合も補正が必要となるため、盛土厚または上載圧データが必要となります。現在の入力方法が分かりにくい、標準貫入試験を行なった地表面をベースに入力するようにしてほしいというご要望もあり、今後入力方法の改善を検討する予定です。
 液状化の判定に用いる設計水平震度は何を参照しているのか
道路橋示方書V耐震設計編(平成14年3月)では、液状化判定に用いる水平震度として「(道路橋示方書V)6.4.3に規定するレベル2地震動の地盤面における設計水平震度」を用いるようになっておりましたが、H24道示では「表-8.2.1の値」を用いるように変わりました(P.135)。H24道示Vの表-8.2.1は、表.1のとおりとなります。

レベル1地震動 レベル2地震動
(タイプI)
レベル2地震動
(タイプII )
I種地盤 0.12 0.5 0.8
II種地盤 0.15 0.45 0.7
III種地盤 0.18 0.4 0.6
表1 液状化の判定に用いる地盤面の設計水平震度

■図2 完成時地表面の位置

     
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(Up&Coming '13 夏の号掲載)
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