JPH0610342A - 場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐい - Google Patents
場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいInfo
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- JPH0610342A JPH0610342A JP9792191A JP9792191A JPH0610342A JP H0610342 A JPH0610342 A JP H0610342A JP 9792191 A JP9792191 A JP 9792191A JP 9792191 A JP9792191 A JP 9792191A JP H0610342 A JPH0610342 A JP H0610342A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 長期許容支持力が特定の関係式
から求められる場所打ち鉄筋コンクリートぐいの長さを
少なくとも５．５ｍ以上としてくい軸部の先端部を拡大
する。拡大部の高さを軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜
部の垂直高さは軸半径の３．９倍前後、拡底部半径は軸
半径の１．７８倍前後にそれぞれ規制する。拡大傾斜部
の断面急変部分の傾斜角を１１°２６´〜１１°３０´
の範囲に制限する。 【効果】 断面急変部分における応力集中が低減し、く
いを破壊させることなく載荷荷重を円滑、かつ経済的に
地盤に伝え得る。
少なくとも５．５ｍ以上としてくい軸部の先端部を拡大
する。拡大部の高さを軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜
部の垂直高さは軸半径の３．９倍前後、拡底部半径は軸
半径の１．７８倍前後にそれぞれ規制する。拡大傾斜部
の断面急変部分の傾斜角を１１°２６´〜１１°３０´
の範囲に制限する。 【効果】 断面急変部分における応力集中が低減し、く
いを破壊させることなく載荷荷重を円滑、かつ経済的に
地盤に伝え得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はくい底部を拡大してく
い先端支持力を増強させた場所打ち鉄筋コンクリート拡
底ぐいに関するものである。
い先端支持力を増強させた場所打ち鉄筋コンクリート拡
底ぐいに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】実公昭３５−２７５４８号公報、特公昭
３９−１１７４６号公報、特公昭４６−１３３４３号公
報、特公昭５０−１８２８２号公報の刊行物には、拡底
ぐいの拡大部の形状が記載されている。
３９−１１７４６号公報、特公昭４６−１３３４３号公
報、特公昭５０−１８２８２号公報の刊行物には、拡底
ぐいの拡大部の形状が記載されている。
【０００３】しかし、それらの拡大部の形状によって、
どの程度の支持力が増し、またせん断力に対応し得るか
は何も記載されていない。
どの程度の支持力が増し、またせん断力に対応し得るか
は何も記載されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】場所打ち鉄筋コンクリ
ートぐいの鉛直支持力については、日本建築学会基礎構
造設計基準で、次のように定められている。
ートぐいの鉛直支持力については、日本建築学会基礎構
造設計基準で、次のように定められている。
【０００５】
【数２】
【０００６】この支持力の関係式から明らかなように、
拡底くいにおける先端支持力は、先端底面積に比例する
とされ、くい支持力を増すためにはくい底部の断面を拡
大して先端底面積を増大させればよいとされている。
拡底くいにおける先端支持力は、先端底面積に比例する
とされ、くい支持力を増すためにはくい底部の断面を拡
大して先端底面積を増大させればよいとされている。
【０００７】しかしながら、くい孔の底面を拡大掘削し
て、先端底面積を増大させる場合には、側面地盤の崩壊
防止の目的から、拡大部の側面勾配を鉛直面に対して３
０°以下に制限している。
て、先端底面積を増大させる場合には、側面地盤の崩壊
防止の目的から、拡大部の側面勾配を鉛直面に対して３
０°以下に制限している。
【０００８】また底部を拡大した場合には、先端の接地
圧によって、各大部分にくいの鉛直面に沿ったせん断力
が働くので、せん断応力の検討を充分になす必要がある
とされている。
圧によって、各大部分にくいの鉛直面に沿ったせん断力
が働くので、せん断応力の検討を充分になす必要がある
とされている。
【０００９】したがって、拡底くいの拡大部に働くせん
断応力度は、くいの軸径に対する拡大部の割合が同じで
あても、拡大部分の高さや傾斜角度によって異なり、く
いの長さと軸径に対して、いかなる状態の拡大部形状が
よいのかは未だ明らかにされていない。
断応力度は、くいの軸径に対する拡大部の割合が同じで
あても、拡大部分の高さや傾斜角度によって異なり、く
いの長さと軸径に対して、いかなる状態の拡大部形状が
よいのかは未だ明らかにされていない。
【００１０】そのような点から、上記刊行物記載の拡底
部の形状について強いて云うならば、それらは上記建築
基礎構造設計基準に定められた範囲で、側面勾配３０°
に近い断面形状をなしているというだけであり、またく
いのせん断応力を考慮して、そのような角度となしたと
いうよりも、基盤に形成される孔の上部壁の崩壊を防止
する目的で、拡底部をそのように形成したものと云え、
その記載の程度では拡底ぐいの課題の解決には至らぬも
である。
部の形状について強いて云うならば、それらは上記建築
基礎構造設計基準に定められた範囲で、側面勾配３０°
に近い断面形状をなしているというだけであり、またく
いのせん断応力を考慮して、そのような角度となしたと
いうよりも、基盤に形成される孔の上部壁の崩壊を防止
する目的で、拡底部をそのように形成したものと云え、
その記載の程度では拡底ぐいの課題の解決には至らぬも
である。
【００１１】本発明者等の研究により知り得たことは、
荷重を加えたときの拡大部の破壊は、断面急変部分から
生じ、拡大部の側部勾配の大小もさることながら、むし
ろ断面急変部分の急変によって生ずる応力の大きさによ
ること、さらに最も合理的かつ経済的形状は、拡大底径
並びに側部勾配はコンクリート強度と地盤耐力とで決め
られる定数をもって軸径に比例するということである。
荷重を加えたときの拡大部の破壊は、断面急変部分から
生じ、拡大部の側部勾配の大小もさることながら、むし
ろ断面急変部分の急変によって生ずる応力の大きさによ
ること、さらに最も合理的かつ経済的形状は、拡大底径
並びに側部勾配はコンクリート強度と地盤耐力とで決め
られる定数をもって軸径に比例するということである。
【００１２】本発明者等は、上記従来のくい拡底部と近
似した形状をも含めて、種々の形状のモデルを作成し、
それ等のモデルについて各部の応力計算して状態を推定
すると共に、実際に各モデルに対して載荷荷重を加えて
破壊実験を行った。
似した形状をも含めて、種々の形状のモデルを作成し、
それ等のモデルについて各部の応力計算して状態を推定
すると共に、実際に各モデルに対して載荷荷重を加えて
破壊実験を行った。
【００１３】その結果、傾斜角の小さいほど、最大荷重
が大きくなっており、各モデルの破壊性状から、断面急
変部分の応力集中による影響の大きいことが確認され
た。
が大きくなっており、各モデルの破壊性状から、断面急
変部分の応力集中による影響の大きいことが確認され
た。
【００１４】この破壊性状から、コンクリートの破壊
は、底面を水平に形成した場合であっても、また球面状
に形成した場合であっても、断面急変部分から発生した
ひびわれより始まることが明らかとなった。
は、底面を水平に形成した場合であっても、また球面状
に形成した場合であっても、断面急変部分から発生した
ひびわれより始まることが明らかとなった。
【００１５】また拡大部の断面急変部の傾斜角を大きく
したものは、拡大しないものに較べて、最大荷重が低下
すること（これは断面急変部の応力集中による影響と見
られる）、断面急変部分の傾斜角を極力小さくすること
によって、急変部の応力集中を低減させることができる
ことなどが判明した。さらにまた、深さとコンクリート
圧縮強度との関係から、くいのコンクリート圧縮強度に
対する安全率は、くいの深さが５．５ｍ以上であれば特
に問題がないことも判明した。
したものは、拡大しないものに較べて、最大荷重が低下
すること（これは断面急変部の応力集中による影響と見
られる）、断面急変部分の傾斜角を極力小さくすること
によって、急変部の応力集中を低減させることができる
ことなどが判明した。さらにまた、深さとコンクリート
圧縮強度との関係から、くいのコンクリート圧縮強度に
対する安全率は、くいの深さが５．５ｍ以上であれば特
に問題がないことも判明した。
【００１６】したがって、この発明の目的は、安全率が
確保された長さのくいで、そのくいの軸半径から割出さ
れた大きさの拡大部と、断面急変部分における応力集中
を低減し得る側部勾配を備えたくい底部によって、くい
を破壊させることなく、載荷荷重を円滑かつ経済的に地
盤に伝え得る場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいを提供
することにある。
確保された長さのくいで、そのくいの軸半径から割出さ
れた大きさの拡大部と、断面急変部分における応力集中
を低減し得る側部勾配を備えたくい底部によって、くい
を破壊させることなく、載荷荷重を円滑かつ経済的に地
盤に伝え得る場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいを提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の特徴は、長期許容支持力（Ｒａ）が
の特徴は、長期許容支持力（Ｒａ）が
【００１８】
【数３】
【００１９】なる関係式から求められる場所打ち鉄筋コ
ンクリートぐいにおいて、くいの長さは少なくとも５．
５ｍ以上としてくい先端部を拡大し、その拡大部の高さ
を軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜部の垂直高さは軸半
径の３．９倍前後、拡底部半径は軸半径の１．７８倍前
後にそれぞれ規制するとともに、拡大傾斜部の断面急変
部分の傾斜角を１１°２６´〜１１°３０´の範囲に制
限してなることにある。
ンクリートぐいにおいて、くいの長さは少なくとも５．
５ｍ以上としてくい先端部を拡大し、その拡大部の高さ
を軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜部の垂直高さは軸半
径の３．９倍前後、拡底部半径は軸半径の１．７８倍前
後にそれぞれ規制するとともに、拡大傾斜部の断面急変
部分の傾斜角を１１°２６´〜１１°３０´の範囲に制
限してなることにある。
【００２０】
【作 用】場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいについて
の現状認識は、 ｏ一般的な指示地盤の許容支持力度 ２５０ｔ／ｍ2 →２５kg／cm2 ，（Ｐo ） ｏくいのコンクリート許容圧縮応力度 設計基準強度／安全係数 ，（σc ）８０kg／cm2 ｏくい深度によるコンクリート圧縮応力度の増強式 σc ′＝σc ＋３Ｄ （但しＤはくい深度をメートルで表示したものである） というのが一般的である。
の現状認識は、 ｏ一般的な指示地盤の許容支持力度 ２５０ｔ／ｍ2 →２５kg／cm2 ，（Ｐo ） ｏくいのコンクリート許容圧縮応力度 設計基準強度／安全係数 ，（σc ）８０kg／cm2 ｏくい深度によるコンクリート圧縮応力度の増強式 σc ′＝σc ＋３Ｄ （但しＤはくい深度をメートルで表示したものである） というのが一般的である。
【００２１】そこで、図２から拡底ぐいの各部を ｏ載荷荷重（Ｐ） ｏくい軸半径（ｒ） ｏ拡大底半径（Ｒ） ｏ拡大傾斜高さ（Ｌ）
【００２２】としたときに載荷荷重（Ｐ）をくい材コン
クリート強度と地盤耐力を合わせて整合させながら伝達
するには、断面急変分の応力集中を別途考慮すれば、
クリート強度と地盤耐力を合わせて整合させながら伝達
するには、断面急変分の応力集中を別途考慮すれば、
【００２３】Ｐ＝πｒ2 σc ＝πＲ2 Ｐo
【００２４】
【数４】
【００２５】となるので、くい先端の拡大底半径（Ｒ）
は、コンクリート圧縮応力度（σc ）と地盤支持力度
（Ｐo ）とで決められる定数
は、コンクリート圧縮応力度（σc ）と地盤支持力度
（Ｐo ）とで決められる定数
【００２６】
【数５】
【００２７】を以って軸半径（ｒ）に比例するので、く
いの先端の拡大部の高さを軸半径の略４．１倍に、拡大
傾斜部の垂直高さは軸半径の略３．８倍に、拡底部半径
は軸半径の略１．７７倍にそれぞれ制限するとともに、
拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角を１１°２６´〜１
１°３０´の範囲に制限して構成する限りでは、断面急
変部の局部応力が軽減されて、ひび割れが生じ難くな
る。
いの先端の拡大部の高さを軸半径の略４．１倍に、拡大
傾斜部の垂直高さは軸半径の略３．８倍に、拡底部半径
は軸半径の略１．７７倍にそれぞれ制限するとともに、
拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角を１１°２６´〜１
１°３０´の範囲に制限して構成する限りでは、断面急
変部の局部応力が軽減されて、ひび割れが生じ難くな
る。
【００２８】
【実施例】図１は、この発明の場所打ち鉄筋コンクリー
ト拡底ぐいを示すもので、くいは５．５ｍ以上の長さか
らなる。このくいの先端底面は、先端部周囲に形成した
拡大部２によって、軸径ｒより著しく拡大形成されてい
る。
ト拡底ぐいを示すもので、くいは５．５ｍ以上の長さか
らなる。このくいの先端底面は、先端部周囲に形成した
拡大部２によって、軸径ｒより著しく拡大形成されてい
る。
【００２９】この拡底部２は軸半径ｒを基準として構成
されており、そこに記載した数値は各部の高さ及び半径
の設定値の１例を示すものである。
されており、そこに記載した数値は各部の高さ及び半径
の設定値の１例を示すものである。
【００３０】また断面急変部分の傾斜角θは、その部分
の応力集中を低減するのに好ましい角度の１例を示した
ものである。
の応力集中を低減するのに好ましい角度の１例を示した
ものである。
【００３１】そこで、この発明と、従来形状に近く傾斜
角度が異なる拡底部を有する２種のくいとの比較によっ
て、同一コンクリート（強度、ヤング係数、ポアソン
比）のもとに、複数の要素と節点において発生する各応
力（垂直、水平ねじれ等）の分布状態を検討するため
に、図３に比較例１，２と、この発明のものとをそれぞ
れモデルＩ，II及びIII として示した。
角度が異なる拡底部を有する２種のくいとの比較によっ
て、同一コンクリート（強度、ヤング係数、ポアソン
比）のもとに、複数の要素と節点において発生する各応
力（垂直、水平ねじれ等）の分布状態を検討するため
に、図３に比較例１，２と、この発明のものとをそれぞ
れモデルＩ，II及びIII として示した。
【００３２】またそれらモデルは、くい先端部２の形状
こそ異なれ、くい軸部１は同一半径ｒに、拡底部２の拡
大率は面積比で３．２０と等しく、またコンクリート設
計基準強度（Ｆｃ＝３２０kg／cm2 ）、くいの長期許容
支持力度（２５０ｔ／m2）などの条件も同じくして形成
してある。
こそ異なれ、くい軸部１は同一半径ｒに、拡底部２の拡
大率は面積比で３．２０と等しく、またコンクリート設
計基準強度（Ｆｃ＝３２０kg／cm2 ）、くいの長期許容
支持力度（２５０ｔ／m2）などの条件も同じくして形成
してある。
【００３３】なお、図面中の数字は角度及び寸法（mm）
を示している。また長期許容支持力は前記日本建築学会
基礎構造設計基準による支持力の関係式により求め、短
期許容支持力は長期許容支持力の２倍としている。
を示している。また長期許容支持力は前記日本建築学会
基礎構造設計基準による支持力の関係式により求め、短
期許容支持力は長期許容支持力の２倍としている。
【００３４】上記各モデルの弾性応力解析にあたって、
地盤支持力のくい底面への作用は、球底面に垂直に作用
するものと、くい中心軸と平行に底面へ作用するものと
の２種を想定し、計算方法は、軸対象回転体の有限要素
によって弾性応力分布を計算し、せん断応力を多軸応力
面から評価することによってくい耐力の安全性を検討し
た。
地盤支持力のくい底面への作用は、球底面に垂直に作用
するものと、くい中心軸と平行に底面へ作用するものと
の２種を想定し、計算方法は、軸対象回転体の有限要素
によって弾性応力分布を計算し、せん断応力を多軸応力
面から評価することによってくい耐力の安全性を検討し
た。
【００３５】図５及び図６は軸対称解析のための要素分
割を示すものであり、また図７及び図８はモデル−Ｉと
モデル−III の主応力図で、図において棒線は圧縮応
力、矢印の棒線は引張応力を示し、それぞれの強度の大
きさを長さで示している。
割を示すものであり、また図７及び図８はモデル−Ｉと
モデル−III の主応力図で、図において棒線は圧縮応
力、矢印の棒線は引張応力を示し、それぞれの強度の大
きさを長さで示している。
【００３６】また図９はモデル−Ｉ，III の断面急変
部、即ち図３及び図５におけるＡ−Ａ部分のせん断応力
分布図であり、図１０はモデル−IIのＡ−Ａ部分のせん
断応力分布図である。
部、即ち図３及び図５におけるＡ−Ａ部分のせん断応力
分布図であり、図１０はモデル−IIのＡ−Ａ部分のせん
断応力分布図である。
【００３７】この図９及び図１０にて明らかなように、
荷重２５０ｔ／ｍ2 を加えた際の底面に垂直に支持力が
作用する場合の計算結果から、断面急変による各モデル
における最大せん断応力度は、
荷重２５０ｔ／ｍ2 を加えた際の底面に垂直に支持力が
作用する場合の計算結果から、断面急変による各モデル
における最大せん断応力度は、
【００３８】モデル−Ｉ 約２８kg ／cm2 （図
９、要素番号２５参照） モデル−II 約３８．８kg／cm2 （図１０、要素番
号２５参照） モデル−III 約１９．０kg／cm2 （図９、要素番号
７参照） となる。
９、要素番号２５参照） モデル−II 約３８．８kg／cm2 （図１０、要素番
号２５参照） モデル−III 約１９．０kg／cm2 （図９、要素番号
７参照） となる。
【００３９】各モデルは建築学会ＲＣ構造設計基準によ
る設計許容値６．１５kg／cm2 、パンチングシャー９．
２３kg／cm2 を局部的に超過している。しかし引張主応
力度は高々１kg／cm2 以下であるから、引張応力による
亀裂（分離破壊）は生じないものと考えられる。
る設計許容値６．１５kg／cm2 、パンチングシャー９．
２３kg／cm2 を局部的に超過している。しかし引張主応
力度は高々１kg／cm2 以下であるから、引張応力による
亀裂（分離破壊）は生じないものと考えられる。
【００４０】また上記せん断応力が許容値を超過する点
に問題が残るが、せん断による辷り破壊の観点からこれ
らのくいの「安全性」を、１軸応力（垂直応力）とみな
した場合について検討すると、従来公知の数値の中で最
も低いコンクリートせん断強度の実験値（「コンクリー
トのせん断強度」伊東茂富著参照）と比較しても下廻っ
ており、下記表のごとき安全性面での倍率結果が得られ
た。
に問題が残るが、せん断による辷り破壊の観点からこれ
らのくいの「安全性」を、１軸応力（垂直応力）とみな
した場合について検討すると、従来公知の数値の中で最
も低いコンクリートせん断強度の実験値（「コンクリー
トのせん断強度」伊東茂富著参照）と比較しても下廻っ
ており、下記表のごとき安全性面での倍率結果が得られ
た。
【００４１】 せん断応力度／ 安 全 性 設 計 強 度 モデル−Ｉ ２８／３２０ ＝０．０９ １．５〜３．５ 〃 −II ３８．８／３２０＝０．１２ １．２〜２．６ 〃 −III １９／３２０ ＝０．０６ ２．３〜５．３
【００４２】このせん断応力比から１軸応力状態では傾
斜角が大きい順に安全性が不利となることが判明した。
斜角が大きい順に安全性が不利となることが判明した。
【００４３】この状態は、図１３において左側にくい形
状を示し、これに対応させてせん断応力の分布状態を示
すことで理解し易くしている。
状を示し、これに対応させてせん断応力の分布状態を示
すことで理解し易くしている。
【００４４】また２軸応力（水平応力）とみなした場合
には、先に述べた断面急変部分の主応力分布から、各モ
デルの最大せん断応力の生ずる要素における主応力とコ
ンクリート圧縮強度関係は図１１、図１２のようにな
る。
には、先に述べた断面急変部分の主応力分布から、各モ
デルの最大せん断応力の生ずる要素における主応力とコ
ンクリート圧縮強度関係は図１１、図１２のようにな
る。
【００４５】即ち、図１１はモデル−Ｉ，III の断面急
変部（図４及び図６Ａ−Ａ部）の主応力分布を示し、図
１２はモデル−IIの断面急変部（図５Ａ−Ａ部）の主応
力分布を示すものであって、この分布図から、
変部（図４及び図６Ａ−Ａ部）の主応力分布を示し、図
１２はモデル−IIの断面急変部（図５Ａ−Ａ部）の主応
力分布を示すものであって、この分布図から、
【００４６】 モデル−Ｉ 主応力 σ1 ＝ ３．０kg/cm2 σc ＝３２０kg/c σ1 / σc ＝０．００９ 主応力 σ2 ＝１０８．０kg/cm2 σ2 ／σc ＝０．３３８
【００４７】 モデル−II 主応力 σ1 ＝ ２．４kg/cm2 σc ＝３２０kg/c σ1 ／σc ＝０．００７ 主応力 σ2 ＝１１２．４kg/cm2 σ2 ／σc ＝０．３５２
【００４８】 モデル−III 主応力 σ1 ＝ １．１kg/cm2 σc ＝３２０kg/c σ1 ／σc ＝０．００３ 主応力 σ2 ＝ ９６．７kg/cm2 σ2 ／σc ＝０．３０２
【００４９】 σ1 ；主応力度（１軸応力） kg／cm2 σ2 ；主応力度（２軸応力） kg／cm2 σc ；コンクリート許容圧縮強度 kg／cm2
【００５０】ここでσ1 ，σ2 の２軸応力成分を考慮し
てＫｕｐｔｅｒ等の２軸応力破壊基準（ＡＣＩ ｏｆ
Ｊｏｕｒｎａｌ，１９６９．ｐ．６５７）を適用する
と、図１４の破壊基準図に示すように、いずれのモデル
も２軸応力（水平応力）と考えた場合は、破壊安全圏内
にあり、モデル−III が一番小さくなっており、そして
安全率は３倍強と認められた。
てＫｕｐｔｅｒ等の２軸応力破壊基準（ＡＣＩ ｏｆ
Ｊｏｕｒｎａｌ，１９６９．ｐ．６５７）を適用する
と、図１４の破壊基準図に示すように、いずれのモデル
も２軸応力（水平応力）と考えた場合は、破壊安全圏内
にあり、モデル−III が一番小さくなっており、そして
安全率は３倍強と認められた。
【００５１】また特に記述しないが、くい中心軸と平行
に底面へ作用するものを考慮しての計算結果でも、断面
急変部分のせん断力及び垂直応力は、先に述べた底面に
対して垂直に支持力が作用するものとして計算した場合
と大差は見られなかった。
に底面へ作用するものを考慮しての計算結果でも、断面
急変部分のせん断力及び垂直応力は、先に述べた底面に
対して垂直に支持力が作用するものとして計算した場合
と大差は見られなかった。
【００５２】その結果、計算で仮定したようなくい底面
の反力分布が妥当とみなせるならば、それぞれの形状に
対する検討結果により、くい耐力は約３倍期待でき、特
に傾斜角の小さいモデル−III はくい耐力が他のモデル
−Ｉ，IIよりもかなり大きくなっている。
の反力分布が妥当とみなせるならば、それぞれの形状に
対する検討結果により、くい耐力は約３倍期待でき、特
に傾斜角の小さいモデル−III はくい耐力が他のモデル
−Ｉ，IIよりもかなり大きくなっている。
【００５３】さらにまた場所打ちコンクリートぐいの許
容応力度は、安全率ν＝４として決められることが多
い。いまモデル−III において、主応力がコンクリート
許容圧縮強度σc に対して、安全率ν≧４となる条件は
次のものである。
容応力度は、安全率ν＝４として決められることが多
い。いまモデル−III において、主応力がコンクリート
許容圧縮強度σc に対して、安全率ν≧４となる条件は
次のものである。
【００５４】即ち図１４の軸応力の破壊基準図より、σ
1 ／σc の影響は小さいことから、σ2 ／σc の関係か
らν＝４の場合のσc を求めると、σ2 ＝９６．７kg／
cm2であるから、
1 ／σc の影響は小さいことから、σ2 ／σc の関係か
らν＝４の場合のσc を求めると、σ2 ＝９６．７kg／
cm2であるから、
【００５５】 σc ＝４×σ2 ＝４×９６．７＝３８６．８kg／cm2
【００５６】となる。この値は図１５に示す「深さとコ
ンクリート圧縮強度の関係」より、くいの深さＤ＝５．
５ｍ以上ではくいの圧縮強度が増大されて満足されるこ
とから、コンクリート設計基準強度Ｆｃ＝３２０kg／cm
2 ならば、地盤支持力度２５０ｔ／ｍ2 相当荷重に対し
て、結果的に安全率ν＝４を確保できる。
ンクリート圧縮強度の関係」より、くいの深さＤ＝５．
５ｍ以上ではくいの圧縮強度が増大されて満足されるこ
とから、コンクリート設計基準強度Ｆｃ＝３２０kg／cm
2 ならば、地盤支持力度２５０ｔ／ｍ2 相当荷重に対し
て、結果的に安全率ν＝４を確保できる。
【００５７】上記の計算結果を確かめるべく各モデルに
て実験を行ったところ、図１６に示すようにモデルＩ，
IIは実際に破壊した。
て実験を行ったところ、図１６に示すようにモデルＩ，
IIは実際に破壊した。
【００５８】それに対しモデルIII では、断面急変部の
破壊は認められず、計算結果の正しいことが確認でき
た。このようなことからも、高さが軸半径の４．１倍以
上、拡大傾斜部の垂直高さが軸半径の３．９倍前後、拡
底部半径が軸半径の１．７８倍前後にそれぞれ規制さ
れ、かつ拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角が１１°２
６´〜１１°３０´の範囲に制限して構成した拡大部で
あれば、強度的に充分であることが裏付けられた。
破壊は認められず、計算結果の正しいことが確認でき
た。このようなことからも、高さが軸半径の４．１倍以
上、拡大傾斜部の垂直高さが軸半径の３．９倍前後、拡
底部半径が軸半径の１．７８倍前後にそれぞれ規制さ
れ、かつ拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角が１１°２
６´〜１１°３０´の範囲に制限して構成した拡大部で
あれば、強度的に充分であることが裏付けられた。
【００５９】また拡大部からくい軸部１の一部にまで合
成あるいは天然の繊維を混入した繊維補強コンクリート
をもって、拡底部を構成した場合には、繊維によりコン
クリートのせん断抵抗及び引張強度が増加し、断面急変
部の局部応力による破壊が軽減され、ひびわれの発生は
さらに減少する。
成あるいは天然の繊維を混入した繊維補強コンクリート
をもって、拡底部を構成した場合には、繊維によりコン
クリートのせん断抵抗及び引張強度が増加し、断面急変
部の局部応力による破壊が軽減され、ひびわれの発生は
さらに減少する。
【００６０】さらに一般的に、拡底ぐいは、非拡底ぐい
に比べくい軸力に対し、材料の長期強度一杯に使ってい
る場合が多く、同じ支持力で比較すれば、非拡底ぐいよ
りも軸部径が小さいので軸部の抵抗モーメントは小さく
なる。
に比べくい軸力に対し、材料の長期強度一杯に使ってい
る場合が多く、同じ支持力で比較すれば、非拡底ぐいよ
りも軸部径が小さいので軸部の抵抗モーメントは小さく
なる。
【００６１】またくいの耐震設計においては、過去の解
析及び実績からみて、地震時のくいのせん断及び曲げ応
力は、地盤の硬軟、くい長の大小、及びくい先端の支持
状態などにかかわらず、くい頭部で最大値を示し、くい
頭部分より以深の部分では非常に小さいことが判ってい
る。
析及び実績からみて、地震時のくいのせん断及び曲げ応
力は、地盤の硬軟、くい長の大小、及びくい先端の支持
状態などにかかわらず、くい頭部で最大値を示し、くい
頭部分より以深の部分では非常に小さいことが判ってい
る。
【００６２】そこでくい頭部を補強する必要があるが、
その補強は鋼管や鋼板などの鋼材或はくい頭部の拡大を
もって行うことができ、それら補強によって耐震性も向
上させることができる。
その補強は鋼管や鋼板などの鋼材或はくい頭部の拡大を
もって行うことができ、それら補強によって耐震性も向
上させることができる。
【００６３】
【発明の効果】この発明は上述のごとくにおい、くいの
長さを少なくとも５．５ｍ以上としてくい先端部を拡大
した場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいの拡大部を、高
さ軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜部の垂直高さ軸半径
の３．９倍前後、拡底部半径は軸半径の１．７８倍前後
にそれぞれ規制し、拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角
を１１°２６´〜１１°３０´の範囲に制限して、地盤
許容耐力、コンクリート許容強度及び安全率に関して最
も合理的な拡底ぐいに構成したことから、くい先端面積
を増して先端支持力を増加させたにもかかわらず、くい
先端部の断面急変部への応力集中が低減し、くいを破壊
させることなく上部構造の荷重を円滑かつ有効に支持地
盤に伝えるとともに、鉛値及び水平力によりくいに発生
する曲げ、せん断、圧縮、引張等の応力に抵抗し、上部
構造に有害な障害を与えることがないなどの特長を有す
る。
長さを少なくとも５．５ｍ以上としてくい先端部を拡大
した場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐいの拡大部を、高
さ軸半径の４．１倍以上、拡大傾斜部の垂直高さ軸半径
の３．９倍前後、拡底部半径は軸半径の１．７８倍前後
にそれぞれ規制し、拡大傾斜部の断面急変部分の傾斜角
を１１°２６´〜１１°３０´の範囲に制限して、地盤
許容耐力、コンクリート許容強度及び安全率に関して最
も合理的な拡底ぐいに構成したことから、くい先端面積
を増して先端支持力を増加させたにもかかわらず、くい
先端部の断面急変部への応力集中が低減し、くいを破壊
させることなく上部構造の荷重を円滑かつ有効に支持地
盤に伝えるとともに、鉛値及び水平力によりくいに発生
する曲げ、せん断、圧縮、引張等の応力に抵抗し、上部
構造に有害な障害を与えることがないなどの特長を有す
る。
【図１】この発明による鉄筋コンクリート拡底ぐいの拡
底部の説明図である。
底部の説明図である。
【図２】拡底くいにおける載積荷重についての説明図で
ある。
ある。
【図３】Ｉ，II，III はくい先端底部の拡大形状を示す
モデル図である。
モデル図である。
【図４】モデル−Ｉ，II，III の有限要素分割図であ
る。
る。
【図５】モデル−Ｉ，II，III の有限要素分割図であ
る。
る。
【図６】モデル−Ｉ，II，III の有限要素分割図であ
る。
る。
【図７】モデル−Ｉ，III の主応力図である。
【図８】モデル−Ｉ，III の主応力図である。
【図９】モデル−Ｉ，III の断面急変部のせん断応力分
布図である。
布図である。
【図１０】モデル−IIの断面急変部のせん断応力分布図
である。
である。
【図１１】モデル−Ｉ，III の断面急変部の主応力分布
図である。
図である。
【図１２】モデル−IIの断面急変部の主応力分布図であ
る。
る。
【図１３】モデル−Ｉ，III の垂直断面せん断応力分布
図である。
図である。
【図１４】２軸応力の破壊基準図である。
【図１５】深さとコンクリート圧縮強度の関係図であ
る。
る。
【図１６】実験による各モデルの破壊状態図である。
１ くい軸部 ２ 拡底部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正明 東京都板橋区高島平２−33−４−1001 (72)発明者 三雲 正夫 東京都世田谷区成城７−８−７ (72)発明者 川井 喜大 東京都板橋区蓮沼町38−５−201 (72)発明者 山県 幸嗣 東京都世田谷区砧２−16−４−406 (72)発明者 坂本 和義 東京都世田谷区砧２−16−６−301 (72)発明者 松田 滋 神奈川県中郡二宮町百合丘３−24−４ (72)発明者 笠間 四郎 神奈川県大和市下鶴間4268 (72)発明者 井上 嘉信 東京都世田谷区砧２−16−５−102 (72)発明者 清水 勇 東京都日野市多摩平１−５−６ (72)発明者 大塚 義之 東京都田無市向台町４−21−50−402 (72)発明者 保坂 陽之助 埼玉県越谷市大沢1008
Claims (1)
- 【請求項１】 長期許容支持力（Ｒａ）が 【数１】 なる関係式から求められる場所打ち鉄筋コンクリート拡
底ぐいにおいて、くいの長さは少なくとも５．５ｍ以上
としてくい先端部を拡大し、その拡大部の高さを軸半径
の４．１倍以上、拡大傾斜部の垂直高さは軸半径の３．
９倍前後、拡底部半径は軸半径の１．７８倍前後にそれ
ぞれ規制するとともに、拡大傾斜部の断面急変部分の傾
斜角を１１°２６´〜１１°３０´の範囲に制限してな
ることを特徴とする場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐ
い。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097921A JPH0774499B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐい |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097921A JPH0774499B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐい |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5636076A Division JPS52139210A (en) | 1976-05-17 | 1976-05-17 | Casttin place reinforced concrete pile with extended bottom |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610342A true JPH0610342A (ja) | 1994-01-18 |
| JPH0774499B2 JPH0774499B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=14205161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097921A Expired - Lifetime JPH0774499B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 場所打ち鉄筋コンクリート拡底ぐい |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774499B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018282A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-02-26 |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP3097921A patent/JPH0774499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018282A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-02-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774499B2 (ja) | 1995-08-09 |
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