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T  沈 下 計

⑥

O T I  

= 二 了 口 加 速 度 計 (m)  ム 非接触式変位計

図‑4.2.5 P3， P<4杭測…

Eの 一 て ご 一

中=1.2 

打L

p 

p 

軟 岩

34.0 

P6‑‑‑P7杭 概 要 図‑4 . 2  6 

表 ‑4 . 2 . 1  測 定 機 器

用 途 名 称 型 式 仕 協

載 荷 ジ ャ ッ キ 油 圧 分 縦 型 山 詩 型 作 所 主1 容 量 6S0tf 3台 使 用 静

N  ポ ン プ 電 動 油 圧 型 山 誌 創 作 所 主1 容 量 6S0tfX 3述 的

荷 重 測 定 圧 力 計 P W H型 東 京 制 器 研 究 所 製 容 量 700 kgf/cm' 

事支

H  指 示 器 TD‑1L  東 京 測 器 研 究 所 製 容 盈 2000‑‑‑4000x10‑

・

荷

変 位 量 測 定 変 位 計 SDP‑I00  東京担1)器 研 究 所 製 測 定 範 囲 0‑‑‑100IIlIII 

試

ひ ず み 測 定 ひ ず み 計 FCA‑2‑1L  東 京 測 器 研 究 所 製 ゲー ジ 長 2mm 抵 抗 値 120Q  験

N  ひ ず み 測 定 器 TDS‑301  東 京 測 器 研 究 所 製 容 量 : t40000x10‑

・

結 線 ス イ ッ チ ボ ッ ク ス ASW‑324B  東京担1)器 研 究 所 製 測 定 点 数 32点

変 位 量 測 定 変 位 計 VC‑I0Csp  新 川 電 気 製 測 定 範 囲 0‑‑‑10000μm

衝 加 速 度 測 定 抗 頭 加 速 度 計 AR‑SOOE  東 京 測 器 研 究 所 製 容 量50 0 G 

撃 "  支 柱 加 速 度 計 AS‑SC  共 和 電 業 製 容 量5G 

試 ひ ず み 測 定 動 ひ ず み 計 DPM‑30SB  共 和 電 業 製 1 0 c h  験 データ 記 録 デ ー タ レ コ ー タ ー R‑71  T E A C裂 7 c h 

"  電 磁 オ シ ロ 横 河 電 気 製 1 8 c h 

モ ニ タ ー オ シ ロ ス コ ー フ NATIO;¥:¥L製

‑49  ‑

表 ‑ 1{.2.2 術 核 試 験 ケ ス

活 下 抗番号 P.  P. 

高 さ ク ッ ション 材 木 木 ゴム 木 木 ミt; ゴム 木 ゴム 木 ゴL (C 11)  本 文 中Z己号 P.W  P.W  P.R  r I~' P.w  P，w  P，R  P.w  P.R  P，w P，R 

1 0 

。

2 0 

。

3 0 

。

4 0 

。

5 0 

。。 。。。。 。 。

6 0 

。

7 0 

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7 5 

。。。 。 。

8 0 

。

9 0 

。

100 

。。。 。。 。 。。。。

110 

。

120 

。

125 

。。。 。。。。

1 3 0 

。

140 

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150 

。。 。。。 。 。。。

160 

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17 0  

。

1 7 5 

。。。 。。。

180 

。 。

190 

。

20 0  

。。。。。。。。。。 。

2 1 0  

。

2 20 

。。。 。

22 5  

。。。。。。。

23 0  

。。。

2 4 0  

。。 。

250 

。。。。。 。

26 0  

。。

270 

。 。 。

275 

。 。。

280 

。。

290 

。 。 。

300 

。。。。

310 

。 。 。

3 2 0 

。 。 。

3 25 

。。

3 50 

。。

3 7 5 

。。

t 1

  0 0 

。 。

4 2 5 

。。

4 5 0  

。 。

4 . 3  jWI的 ね 荷 試 験 結 果

P 1"""'̲ P .杭について行った静的載荷試験より得られた、静的 ~4~ 性係数、 軸力

分 布 、 支 持 機 構 、 地 盤 パ ネ 定 数 に つ い て 以 下 に 述 べ る 。

4 . 3 . 1  静 的 弾 性 係 数

静 的 救 荷 試 験 に よ り 得 ら れ た 結 果 を 整 理 す る た め に は 抗 体 の 仰 性 係 数 を あ ら か じ め 知 っ て お く 必 要 が あ る 。 Pl、 P2杭 に つ い て は 図 ‑4.  2.  3に 示 す よ う に 杭 頭から測点、 3 ま で が 二 重 ケ ー シ ン グ に よ り フ リ ク シ ョ ン カ ッ ト が 施 さ れ て い る 。 し た が っ て 、 こ の 区 間 に は 摩 擦 力 が 生 じ な い た め 、 測 点 1...̲測点 3で 測 定 さ れ た ひ ず み の 平 均 値 を 用 い て 載 荷 荷 重 と の 関 係 に よ り 弾 性 係 数 を 求 め る こ と が で き る 。 ま た 、 P3、 P. 杭 に つ い て は 杭 頭 で 得 ら れ た ひ ず み よ り 静 的 弾 性 係 数 を 求 め る こ と と し た 。 図 ‑4.  3.  1に 測 定 さ れ た ひ ず み εと 載 荷 荷重 Psを 用 い て フ ッ ク の 法 則 よ り 計 算 さ れ る 静 的 弾 性 係 数

E

^s p ; を 示 す 。 た だ し 今 回 対 象 と し た 杭 が

R C

杭 で あ る た め 、 こ こ で 求 め た

E

s pは 鉄 筋 と コ ン ク リ ー トの等 価 神 性 係 数 と な っ て い る 。 そ こ で コ ン ク リ ー ト 部 の 面 積 Acと 鉄 筋 部 の 面 積 Asが そ れ ぞ れ 明 ら か な の で コ ン ク リ ー ト の 静 的 弾 性 係 数

E

s cを 次 式 に よ り 求 め た。

E . r   =  ApE sp

プ ^EssAs

S C  ‑

‑

A 

nc 

^(4.3.1) 

こ こ で 、 鉄 筋 の 静 的 弾 性 係 数 Es sは2.1X10⁶kgjcm²とし ている。 (4.3.1)式 よ り 計 算 さ れ る Es cを 図 ‑4.  3.  2'こ 示 す 。 い ず れ の 杭 に お い て も 杭 の 断面 積 に 対 し 鉄 筋 の 断 面 積 が 小 さ い た め 、 E s cとES pは 大 き く 異 な っ た 値 と な らず、 E s pは E

s cの約1.2‑‑‑‑1.3倍 程 度 で あ る こ と が わ か る 。 図 ‑4.  3.  1、 図 ‑4. 3.  2より Es p 

E ^s cは い ず れ も 荷 重 の 増 加 に よ り 減 少 す る 傾 向 を 示 し て お り 、 材 料 の 非 線 形 性 が 多 少 見 ら れ る 。 ま た 、 P1、 P2とP3、 P. は い ず れ の 図 に お い て も そ れ ぞ れ

4︐aA 

r︑d

同 じ 傾 向 を 示 し て い る が 、 図 ‑4.  3.  1に お い て P1、 P2...  P.は 間 程 度 の 悩 で あ る も の の 図 ‑4.  3. 2で は P1、 P2杭 の 鉄 筋 量 が P3、 P.杭の約 3倍程 度 で あ る た め 相 対 的lこP1、 P2杭 の Escが 低 下 し て い る 。

(x 1 OG t 

f  j 

nt ²) 

説 話 制 十

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A  A  A  ロ5

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200  400 

載 荷 荷 重

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図 ‑4 . 3 . 1  静 的 等 価 弾 性 係 数

(xl0

6 t f j 1 n2 ) 

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話 伝 説

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註

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200  400  600  800 

載 荷 荷 重

( t f )  

図‑4 . 3 . 2  静 的 コ ン ク リ ー ト 弾 性 係 数

内︽d

r︑d

4 . 3 . 2  支 持 機 椛

杭 が 荷 重 を 受 け た 場合 に、 そ の 荷重 を い か な る 状 態 で 支 持 し て い る か と い う 支 持 機 構 に つ い て は 、 一般 的 に 戟 荷 時 の 杭 の 軸 力 分 布 図 か ら 検 討 さ れ る 。 ま た 、 杭 体 の 摩 擦 応 力 分 布 や 、 周 面 支 持 力 と 先 端 支 持 力 の 関 係 がlリ]ら か に な れ ば、 よ

り 支 持 機 構 が 明 ら か に な る と 考 え ら れ る 。 今 回 対 象 と し た 杭 に つ い て も、 あら か じ め 支 持 機 構 を 解 明 し て お く こ と が 、 動 的 試 験 よ り 求 め た支 持 力 の 精!立を検 討 す る 上 で 必 要 で あ り 、 以 下 に そ の 結 果 を 述 べ る 。

杭 体 に 生 じ る 軸 力 を 測 定 す る た め に 、 図 ‑4.  2.  3お よ び 図 ‑4.  2.  5に 示 す 各 測 点 、 に お い て ひ ず み を 測 定 し た 。 杭 体 ひ ず み に つ い て は 、 各 測 点 に 鉄 筋 計 を

1 / 4

円 周 ご と に 4個 配 置 し 、 こ の 4個 の 平 均 を も っ て 偏 心 荷 重 に よ る 影 響 を 除 き 、 各 測 点 の ひ ず み と み な し た 。 図 ‑4.  3.  3は 杭 体 に 生 じ た 各 荷重 レ ベ ル で の 軸 力 の 分 布を、 P1..........  P 4杭 に つ い て そ れ ぞ れ 示 し た も の で あ る 。 こ の 図 よ り 、 い ず れ の 杭 に つ い て も 下 方 の 測 点 ほ ど 軸 力 は 小 さ い こ と が わ か る 。 こ れ は 杭 周 面 に 生 じ る 摩 擦 力 の た め に 杭 の 軸 力 が し だ い に 減 少 す る こ と に よ る も の で あ り 、 い ず れ の 杭 に つ い て も 摩 擦 杭 と し て 機 能 し て い る こ と が 確 認 で き る。 た だ し 、 P1杭 の 660 t f載 荷 時 に は 、 先 端 に お け る 軸 力 が 急 激 に 増 加 し て い る 。 こ れ は 杭 周 回 の 摩 擦 力 が 切 れ つ つ あ り 、 そ の 分 杭 先 端 に お け る 支 持 力 の 分 担 が 大 き く な っ て い る

も の と 考 え ら れ る 。 こ の 軸 力 の 減 少 を 考 察 す る た め に 、 杭 の 上 部 、 中 央 部 、 先 端 部 で の 各 測 点 の 軸 力 を 杭 頭 軸 力 に 対 す る 百 分 率 で 表 し た も の が 図 ‑4. 3. 4で あ

る 。 図 よ り 軸 力 は 杭 上 方 の 測 点 、 で は 荷 重 の 増 加 に よ ら ず ほ ぼ一定 で あ り 、 下 万 の 測 点 で は 分 担 率 は 大 き く な っ て お り 特 に P1、 P2杭 に こ の 傾 向 が 強 し¹。 こ れ は 杭 周 面 の 地 盤 が 上 方 か ら 降 伏 状 態 と な る い わ ゆ る 進 行 性 破 壊 の 状 態 に あ り 相 対 的 に 下 部 で 受 け 持 つ 軸 力 の 割 合 が 大 き く な る た め で あ る と 考 え ら れ る。 ま た、 P4杭 で は粘 土 層 を 支 持 層 と し て い る こ と か ら 、 荷主の 増 加 に よ り 先 端 面 が 沈 下 し 、 軸 力 比 は 小 さ く な っ て い る 。

前向1で 求 め た 杭 の 等 価

5

単 位 係 数 ESI'と飢11点 I(と1¥i 1 !u]のひずみの走より測 点 間 の 平 均 周 面 摩 擦 力 F^k. k + 1を 次 式 に よ り 求 め る こ と が で き る 。

F k

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k + l  

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)Ap

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︐︐a︑

ま た 最 下 端 ゲ ー ジ に お け る ひ ず み を 杭 先 端 ひ ず み ε uに 近 い {faと し て 、 先 端 支f、I

力

F

bを 次 式 に よ り 求 め る こ と が で き る 。

F b   =  Esp

ξ

bAp 

_n︐ n︿υ nu屯 ^{︑ ︑} lJ

q 

︐︐e︑

各 荷 重 に 対 す る 各 測 点 間 の 周 面 摩 擦 力 Fk.  k + Iを各 測 点 問 の 周 面 積 で 除 し 、 各 荷 重 に お け る 単 位 面 積 当 た り の 摩 擦 応 力 分 布 図 を求 め る と 図 ‑4.  3.  5と な る 。 こ れ ら の 図 よ り 摩 擦 応 力 は 荷 重 の 増 加 に よ り 大 き く な る が 、 P1杭では測点、 3‑‑‑4  および測点、 6.....̲，  7が そ れ ぞ れ 荷 重240tと420tを 境 に し て 増 加 が 止 ま る。 ま た、 P 2杭の測点、 4.....̲，  5、 P 3杭の測点、 4.....̲，  5も 同 様 の 傾 向 を 示 す こ と か ら 、 周 面摩 擦 応 力 は 杭 全 長 に わ た り 一 様 に 生 じ る の で は な く 、 荷重お よ び 杭 周 辺 地 盤 の 地 質 に よ り 大 き く 影 響 さ れ る こ と が わ か る 。

一 方 、 今 回 対 象 と し た 摩 擦 杭 の 周 面 摩 擦 支 持 力 と 先 端 支 持 力 の 関 係 を 凋 べ る た め に 、 図 ‑4. 3.  6に 載 荷 荷 重 に 対 す る 先 端 お よ び 周 面支 持 力 を 示 す 。 ま た 各 何 重 に 対 す る 杭 先 端 の 分 担 率 を 図 ‑4.  3.  7に 示 す 。 こ れ ら よ り 、 P1杭で は 戟 荷 偽 重600t以 上 で 周 面 支 持 力 が 低 下 し 、 先 端 支 持 力 が 著 し く 増 加する。 したがって、

p， 杭 で は こ の 荷 重 付 近 で 周 面 地 盤 の 降 伏 が あ っ た と 推 定 さ れ る 。 そ こ で 肉 3.5の 摩 擦 応 力 を 見 て み る と 、 600t以 上 で は摩 擦 応 力 が 減 少 し て い る こと が わ か る 。 こ の こ と か ら も 地 盤 の 降 伏 が 確 認 さ れ る 。 一方、 P 2 ‑‑...  P 杭 で は 先 端 分 担 率 は 増 え て い る が 測 定 し た 範 囲 で は 漸 増 し て お り 、 い ま だ 降 伏 に は 卒 つ て な い と 考 え ら れ る 。 ま た 、 図 ‑4.  3.  7より P₁、 P2杭 に 比 べ P3、 P 杭 の 先 端 荷重 分 担 率 は 小 さ く 、 こ れ ら の 杭 が 大 き な 摩 擦 抵 抗 を 有 す る こ と が わ か る。 こ れ は P

3、 P4杭 の 設 置 地 盤 で は 砂 機 層 が 多 く 分 布 し 、 そ の た め 杭表 面 に お い て 凹 凸 が

r︑dr︑υ

形 成 さ れ 摩 擦 抵 抗 が 大 き く な っ て い る た め だ と 考 え ら れ る 。 こ こ で 、 p..杭では 載 荷 荷 重 の 増 加 に よ り 、 一 時 先 端 支 持 力 が 減 少 す る 傾 向 を 示 し て い る が 、 こ れ は 杭 先 端 が 粘 土 層 に あ る た め 当 初 の 杭 先 捕 と 地 盤 と の な じ み が完 全 で は な く 、 あ る 程 度 荷 重 が 作 用 す る こ と に よ り 杭 体 が 沈 下 し 、 そ の 後 先 端支 持 力 が 発 現 し た た め と 考 え ら れ る。

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ドキュメント内 場所打ち杭の動的挙動と支持力推定に関する研究 (ページ 52-62)