JPH1113047A - 埋込み杭の沈下量推定方法 - Google Patents
埋込み杭の沈下量推定方法Info
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- JPH1113047A JPH1113047A JP16588797A JP16588797A JPH1113047A JP H1113047 A JPH1113047 A JP H1113047A JP 16588797 A JP16588797 A JP 16588797A JP 16588797 A JP16588797 A JP 16588797A JP H1113047 A JPH1113047 A JP H1113047A
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Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実際の載荷試験結果を地質ごと、地盤の特
性、特にＮ値との関係でまとめ、それをもとに少ない本
数の実測値から荷重と沈下量の関係をまとめ、荷重伝達
法により埋込み杭の沈下量を合理的に推定できるように
する。 【解決手段】 埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆ
とその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと
先端の沈下量ｚb との関係について、双曲線の荷重伝達
関数を仮定する。鉛直載荷試験によって求めた埋込み杭
の任意の区間の周面抵抗応力ｆとその区間中央の沈下量
ｚf 、および先端抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚb の実測
値を統計処理することにより、荷重伝達関数の各係数を
当該区間または杭先端部のＮ値の関数として求める。埋
込み杭先端地盤のＮ値および埋込み杭の深さ方向の区間
ごとの地盤のＮ値をもとに、荷重伝達法により上載荷重
Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との関係を算出する。
性、特にＮ値との関係でまとめ、それをもとに少ない本
数の実測値から荷重と沈下量の関係をまとめ、荷重伝達
法により埋込み杭の沈下量を合理的に推定できるように
する。 【解決手段】 埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆ
とその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと
先端の沈下量ｚb との関係について、双曲線の荷重伝達
関数を仮定する。鉛直載荷試験によって求めた埋込み杭
の任意の区間の周面抵抗応力ｆとその区間中央の沈下量
ｚf 、および先端抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚb の実測
値を統計処理することにより、荷重伝達関数の各係数を
当該区間または杭先端部のＮ値の関数として求める。埋
込み杭先端地盤のＮ値および埋込み杭の深さ方向の区間
ごとの地盤のＮ値をもとに、荷重伝達法により上載荷重
Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との関係を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、地盤中に埋設さ
れた埋込み杭の沈下量推定方法に関するものである。
れた埋込み杭の沈下量推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】杭基礎の設計において、支持力だけでな
く、沈下についても検討することの重要性が増大してき
ている。すなわち、杭基礎の設計において、与えられた
地盤条件、荷重条件、杭仕様のもと、杭の荷重と沈下量
の関係を予測することは、杭の許容支持力を評価するこ
とや、設計荷重（常時荷重や地震時荷重）に対する杭の
沈下量を評価することにつながり、適切な杭基礎設計を
行う上で重要となる。
く、沈下についても検討することの重要性が増大してき
ている。すなわち、杭基礎の設計において、与えられた
地盤条件、荷重条件、杭仕様のもと、杭の荷重と沈下量
の関係を予測することは、杭の許容支持力を評価するこ
とや、設計荷重（常時荷重や地震時荷重）に対する杭の
沈下量を評価することにつながり、適切な杭基礎設計を
行う上で重要となる。
【０００３】杭基礎に設計荷重が作用するときの沈下量
を求める方法としては、以下のような方法がある。
を求める方法としては、以下のような方法がある。
【０００４】杭の載荷試験を実施し、荷重と沈下量の
関係を直接求める方法。
関係を直接求める方法。
【０００５】杭周辺の地盤を線形（直線）もしくは非
線形（曲線）のばねモデルに置き換え、荷重伝達法によ
り計算する方法。
線形（曲線）のばねモデルに置き換え、荷重伝達法によ
り計算する方法。
【０００６】有限要素法（ＦＥＭ）や、境界要素法
（ＢＥＭ）を用いて計算する方法。
（ＢＥＭ）を用いて計算する方法。
【０００７】これらのうち、は経験的な方法で、事前
に予測できない上、費用が嵩むことになる。の方法は
計算等が過度に複雑になり、また必ずしも実用的とは言
えない。
に予測できない上、費用が嵩むことになる。の方法は
計算等が過度に複雑になり、また必ずしも実用的とは言
えない。
【０００８】これに対し、本願発明で基本とする荷重伝
達法による沈下量の解析方法の概略手順は以下のように
なる（図２参照）。
達法による沈下量の解析方法の概略手順は以下のように
なる（図２参照）。
【０００９】杭を地盤に応じ幾つかの要素に分割す
る。
る。
【００１０】杭先端変位ｗb を仮定する。
【００１１】杭先端の地盤反力係数か荷重伝達関数
（荷重と沈下量の関係式）と、ｗb から先端抵抗を求め
る。
（荷重と沈下量の関係式）と、ｗb から先端抵抗を求め
る。
【００１２】要素ｎの中間点の変位を仮定し、側面の
抵抗力を地盤反力係数か荷重伝達関数で求める。
抵抗力を地盤反力係数か荷重伝達関数で求める。
【００１３】要素ｎ上面の抵抗力Ｑn が＋で求ま
る。
る。
【００１４】順次、上の要素に移る。
【００１５】杭頭荷重Ｑ1 と杭頭変位ｗ0 の関係が求
まる。
まる。
【００１６】他のｗb を仮定し、新たにＱ1 とｗ0 の
関係を求める。
関係を求める。
【００１７】以上により、数個のＱ1 、ｗ0 から荷重と
沈下量の関係を得ることができる。
沈下量の関係を得ることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上述の荷重伝達法によ
り杭の荷重と沈下量の関係を計算する場合、地盤に応じ
た地盤反力係数ｋ（線形の関係）か荷重伝達関数（非線
形）が必要となる。
り杭の荷重と沈下量の関係を計算する場合、地盤に応じ
た地盤反力係数ｋ（線形の関係）か荷重伝達関数（非線
形）が必要となる。
【００１９】しかし、先端、周面とも地盤に応じた伝達
関数を決めるのが難しく、種々の試みがなされている
が、従来、必ずしも実用的なものが得られていなかっ
た。
関数を決めるのが難しく、種々の試みがなされている
が、従来、必ずしも実用的なものが得られていなかっ
た。
【００２０】本願発明は上述のような課題の解決を図っ
たものであり、実際の載荷試験結果を地質ごと、地盤の
特性、特にＮ値との関係でまとめ、それをもとに最小限
の実測値から荷重と沈下量の関係をまとめ、荷重伝達法
により埋込み杭の沈下量を合理的に推定できるようにす
ることを目的としている。
たものであり、実際の載荷試験結果を地質ごと、地盤の
特性、特にＮ値との関係でまとめ、それをもとに最小限
の実測値から荷重と沈下量の関係をまとめ、荷重伝達法
により埋込み杭の沈下量を合理的に推定できるようにす
ることを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本願発明の埋込み杭の沈
下量推定方法は、荷重伝達法によって荷重と沈下量の関
係を求める場合において、荷重伝達関数として簡潔で適
用性の良いコンドナー（Kondner ）型の双曲線を用い、
その初期接線勾配および漸近値を与える係数を、実際の
載荷試験結果から地盤のＮ値の関数として求めておくこ
とで、精度面で実用性の高い沈下量の推定が可能である
ことを見出し、その知見に基づいて発明されたものであ
る。
下量推定方法は、荷重伝達法によって荷重と沈下量の関
係を求める場合において、荷重伝達関数として簡潔で適
用性の良いコンドナー（Kondner ）型の双曲線を用い、
その初期接線勾配および漸近値を与える係数を、実際の
載荷試験結果から地盤のＮ値の関数として求めておくこ
とで、精度面で実用性の高い沈下量の推定が可能である
ことを見出し、その知見に基づいて発明されたものであ
る。
【００２２】本願の請求項１に係る埋込み杭の沈下量推
定方法では、まず、埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応
力ｆとその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力
ｑと先端の沈下量ｚb との関係について、それぞれ下記
(1) 式および(2) 式の双曲線の荷重伝達関数 ｆ＝ｚf ／（ａf ＋ｂf ｚf ） …(1) ｑ＝ｚb ／（ａb ＋ｂb ｚb ） …(2) を仮定する。
定方法では、まず、埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応
力ｆとその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力
ｑと先端の沈下量ｚb との関係について、それぞれ下記
(1) 式および(2) 式の双曲線の荷重伝達関数 ｆ＝ｚf ／（ａf ＋ｂf ｚf ） …(1) ｑ＝ｚb ／（ａb ＋ｂb ｚb ） …(2) を仮定する。
【００２３】上記(1) 式および(2) 式は、非線形モデル
における上述のコンドナー型の双曲線を規定するもので
あり、１／ａf が周面抵抗に関する初期接線勾配、１／
ｂfが周面抵抗に関する漸近値、１／ａb が先端抵抗に
関する初期接線勾配、１／ｂb が先端抵抗に関する漸近
値を与えている。図３(a) は、この関係を一般的に表し
たものである。
における上述のコンドナー型の双曲線を規定するもので
あり、１／ａf が周面抵抗に関する初期接線勾配、１／
ｂfが周面抵抗に関する漸近値、１／ａb が先端抵抗に
関する初期接線勾配、１／ｂb が先端抵抗に関する漸近
値を与えている。図３(a) は、この関係を一般的に表し
たものである。
【００２４】一方、実際の鉛直載荷試験によって求めた
埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆとその区間中央
の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚ
b の実測値を統計処理することにより、前記(1) 式の係
数ａf 、ｂf を地質ごと、当該区間のＮ値の関数として
求め、さらに、前記(2) 式の係数ａb 、ｂb を地質ごと
埋込み杭先端地盤のＮ値の関数として求める。
埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆとその区間中央
の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚ
b の実測値を統計処理することにより、前記(1) 式の係
数ａf 、ｂf を地質ごと、当該区間のＮ値の関数として
求め、さらに、前記(2) 式の係数ａb 、ｂb を地質ごと
埋込み杭先端地盤のＮ値の関数として求める。
【００２５】具体的には、サンプルとなる実際の埋込み
杭（複数本）について、例えば杭ごと幾つかの断面（地
層の変り目等）にひずみ計を設置し、載荷試験時に杭頭
に段階的に荷重を加えることで、それぞれのひずみ計の
位置における各区間の周面抵抗応力ｆi 、先端抵抗応力
ｑや、これらに対応する沈下量ｚfi、ｚb を求める。
杭（複数本）について、例えば杭ごと幾つかの断面（地
層の変り目等）にひずみ計を設置し、載荷試験時に杭頭
に段階的に荷重を加えることで、それぞれのひずみ計の
位置における各区間の周面抵抗応力ｆi 、先端抵抗応力
ｑや、これらに対応する沈下量ｚfi、ｚb を求める。
【００２６】また、上述の図３(a) の関係を与える式、 ｆ＝ｚ／（ａ＋ｂｚ） は、 ｚ／ｆ＝ａ＋ｂｚ と変換することで、図３(b) に示すように切片がａ、傾
きがｂの直線に置き換えることができる。
きがｂの直線に置き換えることができる。
【００２７】従って、横軸および縦軸を図３(b) のよう
においたグラフ上に、各区間ごとｚfi、ｚfi／ｆi に対
応する点をプロットして行くことができ、例えば最小自
乗法などにより直線を求め、その切片と傾きから、その
逆数となるａfi、ｂfiを求めることができる。同様に杭
先端についてもｚb 、ｚb ／ｑに対応する点をプロット
して行くことができ、最小自乗法などにより直線を求
め、その切片と傾きから、その逆数となるａb 、ｂb を
求めることができる。
においたグラフ上に、各区間ごとｚfi、ｚfi／ｆi に対
応する点をプロットして行くことができ、例えば最小自
乗法などにより直線を求め、その切片と傾きから、その
逆数となるａfi、ｂfiを求めることができる。同様に杭
先端についてもｚb 、ｚb ／ｑに対応する点をプロット
して行くことができ、最小自乗法などにより直線を求
め、その切片と傾きから、その逆数となるａb 、ｂb を
求めることができる。
【００２８】また、地盤の各区間ごとのＮ値の平均（Ｎ
i ）および杭先端のＮ値（Ｎb ）を予め測定しておくこ
とで、これらの係数ａf 、ｂf 、ａb 、ｂb をＮ値の関
数として求めることができる。
i ）および杭先端のＮ値（Ｎb ）を予め測定しておくこ
とで、これらの係数ａf 、ｂf 、ａb 、ｂb をＮ値の関
数として求めることができる。
【００２９】このようにａf 、ｂf 、ａb 、ｂb がＮ値
の関数として求まると、沈下推定の対象となる埋込み杭
施工位置の埋込み杭先端地盤のＮ値（Ｎb ）および埋込
み杭の深さ方向の区間ごとの地盤のＮ値（Ｎi ）をもと
に、前記(1) 式および(2) 式の荷重伝達関数が具体的な
Ｎ値の関数となり、上載荷重Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との
関係を荷重伝達法により算出することができる。
の関数として求まると、沈下推定の対象となる埋込み杭
施工位置の埋込み杭先端地盤のＮ値（Ｎb ）および埋込
み杭の深さ方向の区間ごとの地盤のＮ値（Ｎi ）をもと
に、前記(1) 式および(2) 式の荷重伝達関数が具体的な
Ｎ値の関数となり、上載荷重Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との
関係を荷重伝達法により算出することができる。
【００３０】請求項２は、請求項１記載の埋込み杭の沈
下量推定方法において、前記(1) 式について、ピーク定
数Ｒを導入して、ｆ≦Ｒ／ｂf という上限値を設定した
ことを特徴とするものである。
下量推定方法において、前記(1) 式について、ピーク定
数Ｒを導入して、ｆ≦Ｒ／ｂf という上限値を設定した
ことを特徴とするものである。
【００３１】これは、実際の強度と双曲線の漸近値の比
が通常１．０より小さくなることから導入しているもの
で、ピーク定数Ｒの値としては、実測値等の検討結果に
より、例えば０．９、０．９５といった数値が選択され
る。
が通常１．０より小さくなることから導入しているもの
で、ピーク定数Ｒの値としては、実測値等の検討結果に
より、例えば０．９、０．９５といった数値が選択され
る。
【００３２】本願の請求項３に係る埋込み杭の沈下量推
定方法は、請求項１に係る発明において、基準沈下量を
１（cm）として、前記(1) 式および(2) 式にそれぞれｚ
f ＝１およびｚb ＝１を代入することにより、周面せん
断地盤反力係数ｋf および先端地盤反力係数ｋb につい
ての下記(3) 式および(4) 式 ｋf ＝１／（ａf ＋ｂf ） …(3) ｋb ＝１／（ａb ＋ｂb ） …(4) を求め、(3) 式および(4) 式を用いて上載荷重Ｐ0 と杭
頭沈下量ｓ0 との関係を荷重伝達法により求めるように
したものである。
定方法は、請求項１に係る発明において、基準沈下量を
１（cm）として、前記(1) 式および(2) 式にそれぞれｚ
f ＝１およびｚb ＝１を代入することにより、周面せん
断地盤反力係数ｋf および先端地盤反力係数ｋb につい
ての下記(3) 式および(4) 式 ｋf ＝１／（ａf ＋ｂf ） …(3) ｋb ＝１／（ａb ＋ｂb ） …(4) を求め、(3) 式および(4) 式を用いて上載荷重Ｐ0 と杭
頭沈下量ｓ0 との関係を荷重伝達法により求めるように
したものである。
【００３３】すなわち、沈下量が１cm程度までの範囲で
は、請求項１に係る発明のように、荷重伝達関数を用い
た非線形解析と、上記(3) 式および(4) 式を用いた線形
解析との差が小さく、この範囲では、実用上、特に問題
なく解析を行うことができる。ただし、沈下量が大きく
なる範囲については、請求項１に係る非線形解析による
方法が望ましい。
は、請求項１に係る発明のように、荷重伝達関数を用い
た非線形解析と、上記(3) 式および(4) 式を用いた線形
解析との差が小さく、この範囲では、実用上、特に問題
なく解析を行うことができる。ただし、沈下量が大きく
なる範囲については、請求項１に係る非線形解析による
方法が望ましい。
【００３４】請求項４は、埋込みが節杭である場合を限
定したものである。節杭の場合には軸部と節部とを交互
に有することなどから、一般に解析が非常に困難とな
る。これに対し、本願発明では、必要最小限の載荷試験
を行い、その実測値を利用することで、杭の種類、施工
方法、地質等に応じて、それぞれの埋込み杭の沈下量を
合理的に推定することができる。
定したものである。節杭の場合には軸部と節部とを交互
に有することなどから、一般に解析が非常に困難とな
る。これに対し、本願発明では、必要最小限の載荷試験
を行い、その実測値を利用することで、杭の種類、施工
方法、地質等に応じて、それぞれの埋込み杭の沈下量を
合理的に推定することができる。
【００３５】
【実施例】次に、本願発明の具体的な実施例について説
明する。
明する。
【００３６】この例では、鉛直載荷試験として、鉄筋コ
ンクリート製の節杭をセメントミルク工法で施工した場
合についてデータをまとめ、後述のようにして荷重伝達
関数をＮ値の関数として求めた。
ンクリート製の節杭をセメントミルク工法で施工した場
合についてデータをまとめ、後述のようにして荷重伝達
関数をＮ値の関数として求めた。
【００３７】節杭の杭径は、節部が５００mm、軸部が４
００mmのものと、節部が４４０mm、軸部が３００mmのも
のを用いた。杭長は６．０ｍ〜２４．０ｍ、平均１３．
３ｍだった。
００mmのものと、節部が４４０mm、軸部が３００mmのも
のを用いた。杭長は６．０ｍ〜２４．０ｍ、平均１３．
３ｍだった。
【００３８】ひずみ計のデータから（ｆ，ｚf ）、
（ｑ，ｚb ）を計算した。ここに、ｆ＝周面抵抗応力、
ｚf ＝区間中央の沈下量（ｆとｚf は１つの杭について
複数）、ｑ＝先端抵抗応力、ｚb ＝先端の沈下量であ
る。
（ｑ，ｚb ）を計算した。ここに、ｆ＝周面抵抗応力、
ｚf ＝区間中央の沈下量（ｆとｚf は１つの杭について
複数）、ｑ＝先端抵抗応力、ｚb ＝先端の沈下量であ
る。
【００３９】データ数は、表１の通りである。
【００４０】
【表１】
【００４１】非線形モデルとして、上述のコンドナー型
の双曲線に基づいた荷重伝達関数を用い、周面抵抗応力
ｆに関しては、ピーク定数Ｒを導入して上限値を設定す
る修正型の関数を仮定した。この場合のｆ−ｚf 、ｑ−
ｚb 関係は、次式で表される。
の双曲線に基づいた荷重伝達関数を用い、周面抵抗応力
ｆに関しては、ピーク定数Ｒを導入して上限値を設定す
る修正型の関数を仮定した。この場合のｆ−ｚf 、ｑ−
ｚb 関係は、次式で表される。
【００４２】 ｆ＝ｚf ／（ａf ＋ｂf ｚf ） （ｆ≦Ｒ／ｂf ） …(1) ｑ＝ｚb ／（ａb ＋ｂb ｚb ） …(2) また、線形解析に用いる周面せん断地盤反力係数ｋf と
先端地盤反力係数ｋbは、基準沈下量を１（cm）とする
と、(1) 、(2) 式から、次のようになる。
先端地盤反力係数ｋbは、基準沈下量を１（cm）とする
と、(1) 、(2) 式から、次のようになる。
【００４３】 ｋf ＝１／（ａf ＋ｂf ） …(3) ｋb ＝１／（ａb ＋ｂb ） …(4) 次に、定数を算定するため、（ｆ，ｚf ）のデータを
（ｚf ，ｚf ／ｆ）座標軸上にプロットする（図３(b)
参照）。この場合、ｚf の小さい範囲や大きい範囲での
点が、全体的な直線傾向からかなり離れる場合もあり、
そのような場合には、それらの点を除去する。
（ｚf ，ｚf ／ｆ）座標軸上にプロットする（図３(b)
参照）。この場合、ｚf の小さい範囲や大きい範囲での
点が、全体的な直線傾向からかなり離れる場合もあり、
そのような場合には、それらの点を除去する。
【００４４】最小自乗法で求めた回帰直線の切片と傾き
からａf とｂf を決め、またこれを(3) 式に代入するこ
とでｋf を決めることができる。
からａf とｂf を決め、またこれを(3) 式に代入するこ
とでｋf を決めることができる。
【００４５】（ｑ，ｚb ）のデータから同様に、ａb ，
ｂb ，ｋb を決めることができる。
ｂb ，ｋb を決めることができる。
【００４６】次に、これらの係数ａf ，ｂf ，ｋf ，ａ
b ，ｂb ，ｋb およびピーク定数Ｒを、各区間（あるい
は先端地盤）について、地盤種別と、その位置における
平均Ｎ値との関係（図４〜図１３参照）を求め、これら
の係数ａf ，ｂf ，ｋf ，ａb ，ｂb ，ｋb およびピー
ク定数ＲをＮ値の関数として決めた。
b ，ｂb ，ｋb およびピーク定数Ｒを、各区間（あるい
は先端地盤）について、地盤種別と、その位置における
平均Ｎ値との関係（図４〜図１３参照）を求め、これら
の係数ａf ，ｂf ，ｋf ，ａb ，ｂb ，ｋb およびピー
ク定数ＲをＮ値の関数として決めた。
【００４７】図４〜図１３において、丸の点は節部が５
００mm、軸部が４００mmの節杭のケース、三角の点は節
部が４４０mm、軸部が３００mmの節杭のケース、また黒
丸および黒三角は砂質土のケース、白丸と白三角は粘性
土のケースについて各係数とＮ値の関係をプロットした
ものである。
００mm、軸部が４００mmの節杭のケース、三角の点は節
部が４４０mm、軸部が３００mmの節杭のケース、また黒
丸および黒三角は砂質土のケース、白丸と白三角は粘性
土のケースについて各係数とＮ値の関係をプロットした
ものである。
【００４８】すなわち、図４は砂質土での周面抵抗応力
と沈下の関係における初期接線勾配（１／ａf ）と区間
平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図５は粘性土での周面抵
抗応力と沈下の関係における初期接線勾配（１／ａf ）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図６は砂質土での
周面抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂf）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図７は粘性土での
周面抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂf ）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図８は砂質土での
周面抵抗応力と沈下の関係におけるせん断地盤反力係数
ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図９は粘性土
での周面抵抗応力と沈下の関係におけるせん断地盤反力
係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１０は
ピーク定数Ｒと区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１
１は先端抵抗応力と沈下の関係における初期接線勾配
（１／ａb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１
２は先端抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂ
b ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１３は先端
抵抗応力と沈下の関係における先端地盤反力係数ｋbと
先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
と沈下の関係における初期接線勾配（１／ａf ）と区間
平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図５は粘性土での周面抵
抗応力と沈下の関係における初期接線勾配（１／ａf ）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図６は砂質土での
周面抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂf）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図７は粘性土での
周面抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂf ）
と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図８は砂質土での
周面抵抗応力と沈下の関係におけるせん断地盤反力係数
ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図９は粘性土
での周面抵抗応力と沈下の関係におけるせん断地盤反力
係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１０は
ピーク定数Ｒと区間平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１
１は先端抵抗応力と沈下の関係における初期接線勾配
（１／ａb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１
２は先端抵抗応力と沈下の関係における漸近値（１／ｂ
b ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフ、図１３は先端
抵抗応力と沈下の関係における先端地盤反力係数ｋbと
先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
【００４９】これらのグラフについてみると、各係数ａ
f ，ｂf ，ｋf ，Ｒ，ａb ，ｂb ，ｋb ，とＮ値がほぼ
直線の関係にあり、ここでは最小自乗法により各係数を
Ｎ値の関数の形で求めた。このことは、地盤種別、また
各位置での平均Ｎ値が分かれば、荷重伝達法により沈下
量の推定が可能であることを意味する。
f ，ｂf ，ｋf ，Ｒ，ａb ，ｂb ，ｋb ，とＮ値がほぼ
直線の関係にあり、ここでは最小自乗法により各係数を
Ｎ値の関数の形で求めた。このことは、地盤種別、また
各位置での平均Ｎ値が分かれば、荷重伝達法により沈下
量の推定が可能であることを意味する。
【００５０】これらの結果をまとめると、表２のように
なる。
なる。
【００５１】
【表２】
【００５２】以上により、埋込み杭の荷重と沈下量の関
係を荷重伝達法によってＮ値のみから計算することがで
きるが、上記各係数等を統計処理により求めているた
め、ばらつきを考慮する必要がある。
係を荷重伝達法によってＮ値のみから計算することがで
きるが、上記各係数等を統計処理により求めているた
め、ばらつきを考慮する必要がある。
【００５３】上記表２の数値を用いて、杭頭荷重と杭頭
沈下量を計算し、実測値と比較すると図１４のようにな
る。図１４中、白丸が実測値、直線が線形解析、十字マ
ークが非線形解析の結果である。また、図１５は横軸に
杭頭沈下量の実測値を、縦軸に杭頭沈下量の計算値をと
ってグラフに表したもので、ばらつきにより計算値が実
測値よりかなり小さくなる場合がある。
沈下量を計算し、実測値と比較すると図１４のようにな
る。図１４中、白丸が実測値、直線が線形解析、十字マ
ークが非線形解析の結果である。また、図１５は横軸に
杭頭沈下量の実測値を、縦軸に杭頭沈下量の計算値をと
ってグラフに表したもので、ばらつきにより計算値が実
測値よりかなり小さくなる場合がある。
【００５４】従って、これらを標準偏差σ等との関係で
修正し、全体的に安全側の計算値が得られるよう各係数
間の関係を調整して修正を行った。また、ピーク定数Ｒ
については、荷重−沈下関係への影響の度合い等を考慮
し、一律に０．９５を与えることとした。表３はその修
正結果を表したもので、図１６は修正算定式によって計
算し直した結果を示したものである。
修正し、全体的に安全側の計算値が得られるよう各係数
間の関係を調整して修正を行った。また、ピーク定数Ｒ
については、荷重−沈下関係への影響の度合い等を考慮
し、一律に０．９５を与えることとした。表３はその修
正結果を表したもので、図１６は修正算定式によって計
算し直した結果を示したものである。
【００５５】
【表３】
【００５６】図１は、上記表３の修正算定式を用いて、
特定のモデルに対し、杭頭荷重と杭頭沈下量の関係を求
めたものであり、図１(a) にモデルとなる節杭が埋込ま
れる地盤の条件を示し、表４にＮ値から求めた地盤各層
の係数ａf ，ｂf ，ａb ，ｂb の計算値、図１(b) に荷
重伝達法による解析結果を示している。
特定のモデルに対し、杭頭荷重と杭頭沈下量の関係を求
めたものであり、図１(a) にモデルとなる節杭が埋込ま
れる地盤の条件を示し、表４にＮ値から求めた地盤各層
の係数ａf ，ｂf ，ａb ，ｂb の計算値、図１(b) に荷
重伝達法による解析結果を示している。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【発明の効果】本願発明の埋込み杭の沈下量推定方法に
よれば、解析が困難な埋込み杭の沈下量について、必要
最小限の載荷試験を行い、その実測値を利用すること
で、杭の種類、施工方法、地盤条件等に関わらず、地盤
各位置の平均Ｎ値を与えることで、合理的に、簡単に、
かつ精度良く荷重−沈下関係を推定することができる。
よれば、解析が困難な埋込み杭の沈下量について、必要
最小限の載荷試験を行い、その実測値を利用すること
で、杭の種類、施工方法、地盤条件等に関わらず、地盤
各位置の平均Ｎ値を与えることで、合理的に、簡単に、
かつ精度良く荷重−沈下関係を推定することができる。
【図１】具体的な計算モデルに対し、杭頭荷重と杭頭沈
下量の関係を求めたものであり、(a) はモデルとなる節
杭が埋込まれる地盤の条件を示しす図、(b)は荷重伝達
法による解析結果としての杭頭荷重と杭頭沈下量の関係
を示すグラフである。
下量の関係を求めたものであり、(a) はモデルとなる節
杭が埋込まれる地盤の条件を示しす図、(b)は荷重伝達
法による解析結果としての杭頭荷重と杭頭沈下量の関係
を示すグラフである。
【図２】荷重伝達法による沈下量の解析方法の説明図で
ある。
ある。
【図３】(a) は本願で仮定した荷重伝達関数の概要図、
(b) は初期接線勾配と漸近値の求め方の説明図である。
(b) は初期接線勾配と漸近値の求め方の説明図である。
【図４】砂質土での周面抵抗応力−沈下関係における初
期接線勾配（１／ａf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグ
ラフである。
期接線勾配（１／ａf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグ
ラフである。
【図５】粘性土での周面抵抗応力−沈下関係における初
期接線勾配（１／ａf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグ
ラフである。
期接線勾配（１／ａf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグ
ラフである。
【図６】砂質土での周面抵抗応力−沈下関係における漸
近値（１／ｂf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフで
ある。
近値（１／ｂf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフで
ある。
【図７】粘性土での周面抵抗応力−沈下関係における漸
近値（１／ｂf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフで
ある。
近値（１／ｂf ）と区間平均Ｎ値の関係を示すグラフで
ある。
【図８】砂質土での周面抵抗応力−沈下関係におけるせ
ん断地盤反力係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラ
フである。
ん断地盤反力係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラ
フである。
【図９】粘性土での周面抵抗応力−沈下関係におけるせ
ん断地盤反力係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラ
フである。
ん断地盤反力係数ｋf と区間平均Ｎ値の関係を示すグラ
フである。
【図１０】ピーク定数Ｒと区間平均Ｎ値の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】先端抵抗応力−沈下関係における初期接線勾
配（１／ａb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフであ
る。
配（１／ａb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフであ
る。
【図１２】先端抵抗応力−沈下関係における漸近値（１
／ｂb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
／ｂb ）と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
【図１３】先端抵抗応力−沈下関係における先端地盤反
力係数ｋb と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
力係数ｋb と先端平均Ｎ値の関係を示すグラフである。
【図１４】表２を用いた数値解析結果と実測値と比較し
た荷重−沈下関係のグラフである。
た荷重−沈下関係のグラフである。
【図１５】横軸に杭頭沈下量の実測値を、縦軸に杭頭沈
下量の計算値をとったグラフである。
下量の計算値をとったグラフである。
【図１６】表４の修正算定式によって計算し直し、横軸
に杭頭沈下量の実測値を、縦軸に杭頭沈下量の計算値を
とったグラフである。
に杭頭沈下量の実測値を、縦軸に杭頭沈下量の計算値を
とったグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆ
とその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと
先端の沈下量ｚb との関係について、それぞれ下記(1)
式および(2) 式の双曲線の荷重伝達関数 ｆ＝ｚf ／（ａf ＋ｂf ｚf ） …(1) ｑ＝ｚb ／（ａb ＋ｂb ｚb ） …(2) を仮定し、 鉛直載荷試験によって求めた埋込み杭の任意の区間の周
面抵抗応力ｆとその区間中央の沈下量ｚf 、および先端
抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚb の実測値を統計処理する
ことにより、前記(1) 式の係数ａf 、ｂf を地質ごと当
該区間のＮ値の関数として求め、前記(2) 式の係数
ａb 、ｂb を地質ごと埋込み杭先端地盤のＮ値の関数と
して求め、 沈下推定の対象となる埋込み杭施工位置の埋込み杭先端
地盤のＮ値および埋込み杭の深さ方向の区間ごとの地盤
のＮ値をもとに、前記(1) 式および(2) 式の荷重伝達関
数を用いて上載荷重Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との関係を荷
重伝達法により算出することを特徴とする埋込み杭の沈
下量推定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の埋込み杭の沈下量推定方
法において、前記(1) 式について、ピーク定数Ｒを導入
して、ｆ≦Ｒ／ｂf という上限値を設定したことを特徴
とする埋込み杭の沈下量推定方法。 - 【請求項３】 埋込み杭の任意の区間の周面抵抗応力ｆ
とその区間中央の沈下量ｚf 、および先端抵抗応力ｑと
先端の沈下量ｚb との関係について、それぞれ下記(1)
式および(2) 式の双曲線の荷重伝達関数 ｆ＝ｚf ／（ａf ＋ｂf ｚf ） …(1) ｑ＝ｚb ／（ａb ＋ｂb ｚb ） …(2) を仮定し、 鉛直載荷試験によって求めた埋込み杭の任意の区間の周
面抵抗応力ｆとその区間中央の沈下量ｚf 、および先端
抵抗応力ｑと先端の沈下量ｚb の実測値を統計処理する
ことにより、前記(1) 式の係数ａf 、ｂf を地質ごと当
該区間のＮ値の関数として求め、前記(2) 式の係数
ａb 、ｂb を地質ごと埋込み杭先端地盤のＮ値の関数と
して求め、 基準沈下量を１（cm）として、前記(1) 式および(2) 式
にそれぞれｚf ＝１およびｚb ＝１を代入することによ
り、周面せん断地盤反力係数ｋf および先端地盤反力係
数ｋb についての下記(3) 式および(4) 式 ｋf ＝１／（ａf ＋ｂf ） …(3) ｋb ＝１／（ａb ＋ｂb ） …(4) を求め、沈下推定の対象となる埋込み杭施工位置の埋込
み杭先端地盤のＮ値および埋込み杭の深さ方向の区間ご
との地盤のＮ値をもとに、前記(3) 式および(4) 式を用
いて上載荷重Ｐ0 と杭頭沈下量ｓ0 との関係を荷重伝達
法により算出することを特徴とする埋込み杭の沈下量推
定方法。 - 【請求項４】 前記埋込みが節杭である請求項１、２ま
たは３記載の埋込みの沈下量推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588797A JPH1113047A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 埋込み杭の沈下量推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588797A JPH1113047A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 埋込み杭の沈下量推定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113047A true JPH1113047A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15820871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16588797A Withdrawn JPH1113047A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 埋込み杭の沈下量推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1113047A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082648A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-19 | Asahi Kasei Corp | ソイルセメント合成杭の支持力算定方法 |
| JP2006083637A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Geotop Corp | 杭の水平方向の地盤の剛性算出方法 |
| KR100653433B1 (ko) | 2005-12-21 | 2006-12-04 | 연세대학교 산학협력단 | 말뚝의 유한 차분 해석법 |
| JP2007139454A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | System Keisoku Kk | 杭の性能評価装置 |
| JP2007205140A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Sekisui House Ltd | 杭の設計支持力管理方法 |
| CN109214071A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-15 | 建研地基基础工程有限责任公司 | 一种基于基桩侧阻概化模式的桩基础沉降简易计算方法 |
| JP2020020181A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 大成建設株式会社 | 地盤の強度推定方法 |
| JP2022191690A (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-28 | 株式会社技研製作所 | 荷重変位関係推定方法および圧入施工システム |
| JP2024104137A (ja) * | 2023-01-23 | 2024-08-02 | 大成建設株式会社 | 先端抵抗評価方法 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16588797A patent/JPH1113047A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082648A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-19 | Asahi Kasei Corp | ソイルセメント合成杭の支持力算定方法 |
| JP2006083637A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Geotop Corp | 杭の水平方向の地盤の剛性算出方法 |
| JP2007139454A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | System Keisoku Kk | 杭の性能評価装置 |
| KR100653433B1 (ko) | 2005-12-21 | 2006-12-04 | 연세대학교 산학협력단 | 말뚝의 유한 차분 해석법 |
| JP2007205140A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Sekisui House Ltd | 杭の設計支持力管理方法 |
| JP2020020181A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 大成建設株式会社 | 地盤の強度推定方法 |
| CN109214071A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-15 | 建研地基基础工程有限责任公司 | 一种基于基桩侧阻概化模式的桩基础沉降简易计算方法 |
| CN109214071B (zh) * | 2018-08-23 | 2022-12-02 | 建研地基基础工程有限责任公司 | 一种基于基桩侧阻概化模式的桩基础沉降简易计算方法 |
| JP2022191690A (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-28 | 株式会社技研製作所 | 荷重変位関係推定方法および圧入施工システム |
| JP2024104137A (ja) * | 2023-01-23 | 2024-08-02 | 大成建設株式会社 | 先端抵抗評価方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |