【報 告】 UDC ：624
．
154 ：624、
155 ：624．
042．
7：620．
1 日本 建 築 学 会 構 造系 論 文 報 告 集 第 390 号・
昭 和 63 年 8月拡 底 場
所
打
ち
杭
の
耐
震
設 計
上
の
問
題 点
と
補 強 方 法
の
検 討
一
拡 底場 所打
ち杭 頭部
の鋼 管
を用
い た耐
震
補強 （
その1
）
一
岡
村
本
間
野
久
長
松
岡
佐
高
員 員 員 員 員 会 会 会 会 会 正 正 正 正 正弘
弘
公
明
＊道
＊＊、
隆
＊＊ ＊’
仁
＊ ＊ ＊ ＊寿
＊ ＊＊＊ ＊1．
は じ めに低 騒音低 振 動 工 法によ る くい基 礎と し て場 所打 ち 鉄 筋 コ ンク リ
ー
トぐいが多 用さ れ て お り．．
特に良 好な経済性 の点よ り拡 底 場 所 打ち鉄 筋コ ンク リー
ト ぐい （拡 底 場 所 打ち ぐいと略称する）が近 年 急 増 して い る。
建築用 くい 基 礎の耐 震
一
次設 計は， 「地 震 力に対す る 建築物の 基 礎の設 計 指 針」（指 針 と 略 称 する）1〕に基づ い て行わ れ ている。
拡 底 場 所打ち ぐい の軸 部 （くい頭 部と 拡底部を除 く一
般 部 ） 直径は 長期 荷 重で決 定さ れ るこ と が多い。
地 震 力に対する検討に おい て，
地 下 室等の あ る 場 合， 基 礎ス ラ ブ根 入れ効 果に よ りく い の設 計 水 平力 は 低減さ れ るが，
こ の低減の小さい場 合 （基 礎スラブ 根入 れ 効 果に よる く い設計水平力低 減の 小さい場 合と略称す る）， 軸 部 直径 をくい頭 部直径と して地 震 力に対す る検 討を行う と， 第2章で述 べ る よ う に ， 断面 耐 力が不 足し，◇
図一
1 拡底 場所 打ちぐ い の くい頭部 零 日本 鋼 管 （株 ）鉄 鋼 研 究 所 土 木 研 究 室 長・
工博 ＊ ＊ 日 本鋼 管（株 ）鉄 鋼 研 究 所 建 築 研究 室 長・
工修 纏 寧 日本 鋼 管（株 ）鉄 鋼 研 究 所 土木 研 究室 主任 部 員・
工修 ＊ ＊ ＊i 日本鋼管 （株 ）鉄 鋼研 究 所 建 築 研究室 主任部 員 ＊＊＃ ＊ 日本 鋼 管（株 歐 鋼 研究 所 土木 研 究室 部 員・
工 修 （昭和62年12月 5日原 稿 受理 ｝ 図一1
に示す よ うにくい頭 部 を拡 径 する事が必 要ζな る 事が し ばしば生じ る。
すな わち， 拡 頭に伴い，
工事量の 増 大が生じ て く る。
二次設計は 現時 点で は くい基 礎に義 務 付 けら れて いな い が，
その必要性は論を待た な い。
軸 力，
曲げモー
メ ン トお よびせ ん断 力の作 用する鉄 筋コ ン クリー
ト部 材に お い て，
じ ん性の ある破 壊 を生 じ さ せ る た め に は せ ん断破 壊を曲げ破 壊よ り先行さ せ ない こ と が 必要で あ る。
坂 本 等2｝ は拡 底 し ない普 通 場 所 打 ち鉄 筋コ ンク リー
トぐい に おい て， くい頭 部で せ ん断 破 壊が曲げ破壊に先行す る可 能性のある事 を 示し て い るが，
第2章で述べ る よ うに，
拡 底 場 所 打 ちぐい に おい て も 同 様の可 能 性を有して い る。
本報告 （その 1＞の各 章で は
，
次の事 項につ い て述べ る。
第2
章において，
上 述の拡 底 場 所 打ち ぐいの一
次設 計，
二次 設 計 上の問 題 点の指 摘を行う。 第3
章で は，
こ の問題点の解決 法と し て く い頭 部の鋼 管コ ン ク リー
ト化 を検 討し， さ らに鋼 管コ ン ク リー
トの 耐力上昇等の点よ り，
鋼 管とゴンクリー
ト間に高い付 着 強 度を持た せ る事 力塑 ま しい事にっ い て述べ る。
第 4 章では，
高い付 着 強 度が鋼 管コ ン ク リー
ト耐 力 を上昇さ せ る事を実 験によ り 示す。
第5
章で は以 上の結 果に基づい て，
くい頭部の耐 震 補 強と して，
鋼 管とコ ンクリー
ト間に高い付着強 度 を 持たせ る事を特 徴と し た，
鋼 管コ ン ク リー
トが適してい る と結 論して い る。 次 報 告 （そ の2
）で は， 実 際の基 礎 ぐい 補 強 法と し て使 用 可 能で あ る事 を 確 認する ため，
施 工実 験お よ び実大 くい体の耐 力実 験を行い，
こ れ につ い て述べ る。
な お
，
こ こで の耐 震 設 計は，
上部構造の水平慣性 力が 静 的に く い頭 部に作 用 す るい わ ゆる静 的 設 計を意 味して い る。
くい と地 盤と上部 構造 を 連 成 さ せ た動 的 解 析を 行っ た場 合，
上記の静的設計で は評 価で き な い断 面力が 生 じ る 場合が あ るが3〕，
動 的 解 析に基づ く断 面力評 価は一 ll4 一
N値 0 20 30 40 趾 1
．
「
層
・
｝．
齟
；・
細 砂 E。・
35 ！c瓰2健
；
，／，・ 10国 20皿 30団 40m．
・
1 粘 上翻
さ
…i
て！ ∫：昌
シ綿
ご．
”．
・
払・
∴鯉
籥
護
図一
2 地 盤 条 件 表一
1 くい材の定 数 （単 位：kg ／ cm2 ） 鋼管（SKK4D コンクリー
ト 鉄筋（SD30 ） 基準値 F ヤンク率 ト；s 設 計基 準強 度 r1C ヤ ング 率 Ec ヤ ング率 Fs 2．
4002．
LXLO62602．
4XlO52，
1×106 表一2
くい材の許 容 応 力度 鋼管 （SKK41 ） コン ク リー
ト 鰤 引張 り・
圧 縮・
曲げ せ ん断 圧縮 せ ん断 引張り・
圧縮・
せ ん断補強 麟 1600924655，
72000 繍 240013851308，
553000 （単位 ：kg ／cm2 ） まだ確 立 さ れた方 法が な く， ここ では ふ れない もの とす る。
Z
拡底場 所打ち ぐい の耐 震 設計上の問 題 点 2．
1 設 計条 件お よ び長 期荷重に対す る設 計一
般的な 地 盤中の くい の設 計例を用い て，
問 題 点の指 摘 を 行う。
例題 に用いる地 盤 条件 を図一
2に示す。
上部 砂 層のN
値，
変形 係 数 E。， 内部摩擦角φ および単位 体 積 重量 γ， 下 部の粘 土，
細砂， シル ト質砂 層の 平 均N
値 を 図 中に示す。 くい先 端 支 持 層はGL −
42．
2m 以 深の 砂 礫 層で あ る。
負の摩 擦 力の生じ る お そ れ は ない もの と する。
フー
チン グ 下 端は GL−
3，
7m
で あ り，
くい頭 部 は固 定とする。
くい 材の定 数と許 容 応 力 度を表一
1，
2に 示す。
地 上14階
，
高さ42m，
地下 2階，
フー
チング下 端ま で の深さ9m
の 鉄 骨 鉄 筋コ ンク リー
ト建 築 物 を想 定し， 長 期 荷 重 として，
くい頭に作 用する軸 方 向荷重 を 977 t ， 地震 時の短 期 荷 重と して軸 方向 荷重 を 1614tお よ び340 t， 水平力Q
。を140t
と す る。 軸 方 向 荷 重の増減は，
建 物の ロ ッキングによる増 減 を示 す。
地 震 時の荷 重 算 定に おい て は，
1階での地 震 層せん 断 力 係 数 を振 動 特 性 係 数 を 考 慮に入れ，
0．
2よ り や や小さ な値と し， 地下部分の 水 平 震 度 を0．
1， 基 礎ス ラブ根入 れ効果を考慮に 入 れ た 水 平 力 分 担 率 を0．
75としてい る。
長 期 荷 重に対する設 計は次の と お り で あ る。
拡 底場 所 打 ち ぐい の鉛 直 支 持 力は，N
値が50
以上の良質な支持 層の 場 合，一
般に拡 底 面 積に 250 t／m2 を乗じ た値と す る事が多い。
こ れ に従い，
長 期 軸 方 向 荷 重に対 し拡 底 部 の直 径 を2，
4m とす る。
軸 部の 直径は，
コ ン ク リー
トの長 期 許 容圧 縮 応 力 度に 軸部 断 面 積を乗じ た値が，
長 期 軸 方 向 荷 重 以 上と な る よ うに決め ら れる。
こ れ に よ り軸 部の 直径はL4m
と な る。 2．
2一
次 設 計 上の問 題 点 短 期 荷 重に対す る設 計に おい て， 基 礎ス ラブ根入 れ効 果に よる くい 設 計 水 平 力 低 減の小さい場 合，
くい頭部 直 径は せ ん断 耐 力によ り決 定さ れ る事が多い。
本 例題にお いて， 軸 部 直径 をくい頭部直径と し て， くい頭 部に お け る せん断 応 力度の検 討 を行う と，
次の と お りで あ る。
指 針］）よ り，
xQIA ≦fs
…・
…・
・
…・
…・
一 …………・
……・
（1 ） こ こ に x ：せん 断 応 力 度の分 布 係 数で 4／3
Q
：設 計用せん断 力でQ
。×1．
5，A
：くい の 断 面 積，fs
：コ ン クリー
トの許 容せ ん断応 力度 xQIA を 求め る と1＆2kg／cm2 と な り，
許 容 応 力 度 8．
55kg
／cm2 を 大幅に上 回っ てい る 。 水 平 力140
tを支 持する くい頭 部 直径B
を （1 ）式に基づ い て求め ると，
B ＝
2．
1m と な る。
な お，
上部 構造の鉄筋コ ン ク リー
ト 柱 と 同様，帯 筋の使用に よ る せ ん断補強が考え ら れ る が，
柱 径と比べ て くい 頭 径が格 段に大きい た め，
鉄筋コン ク リー
ト構 造 計 算 規 準・
同解説Slで示 さ れ る帯筋 比 Pw の 下 限 値0，
002以 上の帯 筋 を用い よ う と す る と密な配 筋と なり，
実 際に は効 果 的に使 用す る事が 困難な場合が多い。 く い頭に発 生する モー
メ ン トM
。 を 指 針の方 法 1）で求 めると次の とお り である。
単 位 系はkg，
cm であ る。 臨＝
O．
8E 。B
−
3／4，
β＝
（紘D
／4EI
）】／‘…・
（2） M。＝
Q
。／2β＝
673×IOskgcm
＝673
tm EI は くい の曲 げ 剛 性で あ る。
くい頭 部の鉄 筋量 は軸 力 が340t の時で 定ま り，
鉄 筋 比 ρ，＝
O．
8％ とな り35−
D 32 を 配筋す る。設計結 果を図
一3
（a）に示 す。 軸 部 直径 1．
4m に対し， くい 頭 部 直 径は2．
lm
と な り，
くい 頭 部の面 積 比 は 2．
25倍と増 大してい る。
基 礎ス ラブ根入 れ効果に よる くい設 計 水 平 力の低 減が少な く な る程， この面積比は大 き な 値 と なる。
以 上 より，
基 礎ス ラブ根入れ効果に よるN8 宀 oP
■
9．
『 の o【
箭 暫 些 210 12 圏嚊
の
8，
3 §幽一
9 口 召 ド〜
且400 簾 薄切
窩 亠一
咀 oo一
一
回
專 9 自 め 嬰 1300 亠 8■
1寸
訃 “ 目 ハ 凸 口鑛
8蝉．
肩剛
m四
畠鬮
冂
門
8．
9 ⊃一
9，
囹 § 亠H ト q9 ⊃
脈
“ 入 紹〒 人 140 冂 コ羅
昌 寸 N、，位＿ ）
回
（a）鉄筋コ ンク リー
トくい頭 部 〔b）鋼 管コンク リー
ト く い 頭部 図一
3 拡 底 場 所 打ち ぐい の設計 ・ →Q
図一
4 Broms の破 壊 機 構 水 平 力 低 減の小さい場 合，
くい頭部 を鉄 筋コ ン ク リー
ト で一
次 設計する時の 問題点は，
拡頭が 必要とな る事がし ば し ば生 じ， これに伴い， 掘 削 工事量，
コ ン ク リー
ト量 が増 大す る と共に， 近 年 益々処理 が 困難で高 価に なっ て いる排 土 量が増える事で ある。
2．
3 ：．
r一
次 設 計上の問 題 点 終 局 状 態に あ る くい頭 部におい て，
せ ん断 破 壊が曲げ 破 壊に先 行する可能 性につ い て検 討す る。
検 討 方法と し て，
文 献5）の基 礎 構 造の章で示さ れ る方 法 を用い る。
検 討 方 法の根 拠に つ い て は，
文 献 5）を参照 さ れ たい。
最 初に せ ん断破 壊は起こ らず 曲げ破 壊を する と仮 定し一
一一
116 一
〔
日 尸）
亠 ハ XI 申 毎 租 2500 200015001000500 D EC B A 000−
1000 0 1000 2000 3000 40 引張り ←一一
軸力 （t ）一一一
→ レ 圧 縮 図一
5 終 局状態の曲げモー
メ ン トと軸 力．
k「
一
〇
〇 丿 01’
b°
ク 鵯 ノ BO、
OO コ o o oO Oレ
e
O．
85Fc陷
当
コ ン ク リー
ト 〔a〕鉄 筋コ ンクリー
ト o・
e”
．
q．
−
6．
」
’
fi 」 コ’
1 Oy 鉄 筋 0．
85Fc σy尸
自
ヨ
σy コ ン ク リー
ト 鋼 管 （b）鋼 管コ ンク リー
ト 図一
6 完全 剛 塑性体 て， Broms の方 法 6〕に より極 限 水平力 を求め る。
こ の方 法 を適 用する場 合，
地 中 部の最 大 曲 げモー
メ ン トが降 伏 曲 げ玉一
メン トに達亨
るまで， く い頭 部 曲 げモー
メ ン ト が降 伏 曲 げモー
メ ソ トの値 を維 持 する事 が 必 要である が，
こ こ で は十 分な じ ん性 を持つ もの と仮 定し，
くい頭 部で の降 伏 曲げモー
メ ン トの値の維 持は な さ れ て い るも のとする。
図一
4に示 す よ うに くい頭の 固定され た くい に極 限 水 平 力Qu
が作 用し，
崩 壊 状 態にある場 合 を考え る。
くい頭 部と地 中の 2点に曲げ降伏ヒ ンジ ができてお り，Qu
は次式で与え ら れる。 Kp＝
（1十sin φ）／（1−
sin φ）…・
………
（3
）Qu
／Kp」B3γ＝
2．
38（My／KhB ・ γ）t ／ 3 こ こに，
Mv は くい の 降 伏 曲げモー
メ ン トを示して い る。 降伏曲げモー
メン トMy
は軸力N
の関 数で あ り，
次 の よ うに求 め る。
図一
5は終 局耐 力 状 態の曲げモー
メン ト と軸 力の イン タ ラ ク シ ョ ン カー
ブで ある。
A 点は長 期 荷 重の状 態 を 示 す。一
次 設 計 時の水 平 力140t に対し，
地 盤 反 力 係 数の み一
次 設 計 時の値の 1／3とし て，Chang
の方 法1）に より くい 頭 部の 曲 げモー
メ ン トを 求 める。
こ の曲 げモー
メ ン トと一
次 設 計 時の軸 力 を図中に B，
C 点 で示す。 線 AB，
AC を延 長して，
インタ ラ ク ショ ンカー
ブと交わる点D ，E
を求め， この点の曲 げモー
メ ン トを團
〈P
○
図一
7 せん断 強 度の計算 Broms 法で用いる降 伏曲 げモー
メ ン トMy とする。
な お， こ こ でのインタ ラ ク ショ ンカー
ブは大 略の傾 向 をつ か む 目的か ら，
文献 5 ）と方法を変え，
図一
6（a）に示すよ うに鉄 筋 お よ びコ ン ク リー
トは 完 全剛塑性 体とし， 鉄 筋 の降 伏 強 度はσ” ＝・
3000
kg
／cm2，
コ ンク リー
トの それ は 圧 縮強 度F
。＝260kg
／cm2 に O．
85 を乗 じ た 値 221kg
／cmZ と する。
低 減 係 数0．
85
は，
鉄骨鉄筋コ ン ク リー
ト構 造 計算規準・
同解説 （1987
改定）7 ；（SRC 規 準と略 称す る）で，
コンク リー
ト部の終局軸カー
曲げ耐 力を剛 塑 性 体と して求め る時に用い る値であ る。 D，E
点の曲げ モー
メン ト は各々2030
tm，
970 tm で あり， こ の 値 をMy
と し，
（3 ）式より極 限 水 平 力Q
。 を 求める と次の値と な る。
D 点においてQu
＝800
t・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（4 ）E
点におい てQu
＝490
t く い頭 部の せ ん断 強 度の計 算は次の と おり であ る。
図一7
に示す ように円 形 断 面を等 断 面 積の正 方 形 断 面に置 き換え， 主筋と帯筋の断 面 積を等 し く，
かつ一
辺の主 筋 量 を 全 主 筋 量の 1／4と な る よ うに置き換える。 次い で 正方形 断 面に対し，
次 式の いずれ かで せ ん断 強 度Q
。u を評 価す る。Qsu
＝fiQeu 十 〇」σ ob ，t−・
…
t−・
・
・
・
・
・
…
t−・
・
・
・
・
・
・
・
…
（5）Qsu
＝ ＝（0．
9十 ao ／250） BQsu・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（6） こ こに sQsu ＝IO
．
OS3p ：’
2s（Fc−
←180）／（M ／Qd
十 〇．
12）十2
．
7偏
ib
／ Pt：引張り鉄筋比 （％）M
／Q
：曲 げモー
メ ン トと せ ん断力の比 （cm ）d
：有 効せい （cm ），
Pw ：せ ん断 補 強 筋 比 （無 次 元〉 σ。rv ：せ ん断 補 強 筋の降伏点強度 （kg
／cm2 ）b
：柱 幅 （cm ），
j
：応 力 集 中 間 距ew
・
・
7d ／8（cm ） ao；N
／b2
（kg
／cm2 ），
N
：軸 力 （kg
）D ，E
点の軸 力 をN
と し，
Broms
法で求め た M ／Q
を 用い， せん断補強筋の降伏点強 度を3000kg
／cm2 とする と，
D，
E 点に対 応す る せ ん断 強 度は （5
）ま た は （6） 式よ り次の値と なる。
D 点のせ ん断強 度Q
。u＝
605 t ま た は475 t （7 ）E
点の せん断強 度Q
。u＝
495 t また は 440 t 以 上，
曲げ破 壊す る と し た時の極 限 水 平 力Qu
および せ ん断 強 度Q
。
u を 求 め た。
（4）式 お よ び （7）式 を 比較 する と，
地震 時に軸 力が 減 少す る AE 方 向では せ ん 断 破 壊は曲げ破 壊と同時に ま た は先行して起こ り，
軸 力の 増 大する AD 方 向で は せ ん断 破 壊が曲げ破 壊よ り か な り先 行し て発 生 する結 果 と なっ て い る。 せ ん断 強 度の評 価式は主と し て上 部 構 造の鉄 筋コン ク リー
ト柱 を対 象に し た もので あ り， 柱と比べ 格 段に大 径の場 所 打ちぐ い に 適 用で き る かどう か は今 後 検 討 すべ き問 題で ある が，
せ ん 断 破 壊の可 能 性 を 否 定で きない結 果と なっ て いる。
す な わ ち， 二次 設 計に お け る問題 点は， 脆 性な せ ん断破 壊 が 曲 げ破 壊よ り先 行して生じる可 能 性のある事であ る。3．
くい頭 部の鋼 管コン ク リー
ト化の検 討 第 2章で述べ た一
次 設 計お よ び二 次設 計上の 問題点を 解 決する方 法とし て，
くい頭 部を拡 頭 鉄 筋コ ンク リー
ト とする代わり に，
軸 部と ほ と ん ど同径の鋼 管を用い，
鋼 管コ ン クリー
ト と する場 合を考え る。 本 章で は，
最 初に 鋼 管コ ン ク リー
ト化に対 する一
次 設 計，
二次 設 計の 検 討 を行 うe 次い で，
鋼 管コ ンク リー
トに し た場 合の鋼 管と コ ン ク リー
ト間の付 着 強 度の必要 性につ い て検 討する。
最 後に， 高い付 着 強 度の確 保に適 した鋼 管につ い て述べ る。
3．
1一
次 設 計および二次 設 計につ い て の検 討一
次 設 計につ い て の検 討は，
くい体 耐 力 評 価をSRC 規 準7）に基づ き，
第 2章で用いた設計例に対 し行 う。
図一
3 （b
）に示す よ うに， 鋼管の 直径 を1．
3m ， 板 厚 を17mm
（錆 代1mm を含む）， 材 質 をSKK
41 とする。 鋼 管 直 径が鉄 筋コ ン ク リー
ト軸 部 より10cm 小さ な値 と なっ てい る の は， 次報告 （その 2）で述べ る施 工 法の 関係か ら で あ る。
鋼材の定 数お よび 短期許容応 力 度 を表一
1，
2に示す。
（2
）式と同様に くい 頭モー
メ ン トM
。を求め る と，Mo ＝
Q
／2
β＝493
tm…・
・
……・
……t…………
（8
） 鋼 管コ ン ク リー
ト断 面は軸 力が 1614t の時の設 計で 決定され る。
鋼 管内部の コ ン ク リー
トが 1614t を支持 す る時， コ ンク リー
トの 支 持で き る曲 げモー
メン トcM をSRC
規準T〕に 基づ き求め ると4 tm で ある。
鋼 管の 支 持で きる純 曲げモー
メ ン ト。M
。は 419tm で あ り， 次 式 が成 立つ。
Mo
＜cM 十sMeO ．
K ．・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
…
（9） 鋼管コ ン ク リー
トの せん断耐力の検討に関しては， 鋼 管 の みの 許 容せ ん断 力 。QA
は447
tであり， 作用 水平力Q
。； 140t に対し十 分 大き な値 となっ てい る。
一
次 設 計の結果 を図一
3（b
）に示す。
くい頭 部 を鉄 筋 コ ン クリー
トに した （a）図に比べ，
小 型の くい頭 部 となっ ており，
建 築 材 料と しては比 較 的 高 価な鋼 管を使 用す る もの の，
掘 削 量，
コ ンク リー
ト量，
排 土 量 が 大 幅に少な く なっ て いる様子を 見る事がで きる。
二 次 設 計にお け る利 点は次の と お り で あ る。
鋼 管コ ン ク リー
トの せ ん断 破 壊は第 4章の せ ん断 耐 力 実 験に お い て も見ら れ る よ うに，
鉄 筋 コ ン ク リー
トの場合と異なり脆性破 壊を し ない。 この た め
，
鉄筋コ ンク リー
トの場合 の よ う に せ ん断破 壊が曲げ破 壊に先行す る場 合を 避 け る 必要が な く7〕 ， せ ん 断破壊， 曲げ 破 壊の いずれに対 して も， じ ん性に富んだ構造体と見る事ができ る。
以 上におい て，
くい頭 部 を鋼 管コ ン ク リー
ト化す る事 に よ り， 鉄 筋 コ ン ク リー
トと す る 場 合の一
次 設計， 二次 設 計上の問 題 点が解決さ れ る事を示 し た。
次節3．
2
に お い て は，
主 とし て鋼 管コ ン クリー
トの性 能 をよ り向 上さ せる事 を目的と して， 鋼 管とコ ン ク リー
ト間の付 着 強 度 の必 要 性につ いて検 討す る。
3．
2 付 着 強 度の必 要 性 円形 断 面の鋼 管コ ンク リー
ト柱につ いて， 鋼 管とコ ン ク リー
トの間の付着 強度を必要と す る主張S♪の ほ か ， 必 要と し ない 主 張9，・
1°）が1985
年頃よ り出始めて い る。
富 井 等9）は，
鋼 管 を帯筋 と 同様の せ ん 断補強材と し ， 付 着 強度は 必要と し ない立 場 を取っ ている。
佐藤等1°， は， 鋼 管とコ ン クリー
トの 間の付着を積極的に切り，
鋼 管 を 円 周 方向の引 張 り材と する ことに よ り， 高圧縮強度の コ ン ク リー
ト部材と し よ う と し てい る。
こ こ では，
次の理 由か ら付 着 強 度 を積 極 的に確 保 する 立場 を 取 る事と する。
次報 告 （その2
）で述べ る施工法の関係か ら， 鋼 管 内 にはベ ン トナ イ ト安定液や泥水が長 時 間 満た さ れ，
鋼 管 内 面が汚れ た状 態で コ ンク リー
トが打 設さ れ る場 合 が ある。 （こ の 状態での コ ン ク リー
ト打設を 「鋼 管 内 面が汚れ た状 態で のコ ンクリー
ト打 設 」と略 述 する） 鋼 管とコ ンクリー
トが一
体と なっ た曲げ剛性を確保 す る た めに，
鋼 管 内面の汚れ る悪施工条 件 下におい て も，
確 実でかつ 高い付 着 強 度を確 保す ること が望ま しい。 後 述の部 材せ ん断 耐 力実 験，
曲げ耐 力 実 験お よ び次報 告 （その 2）で述べ る実 大ぐい実 験に おい て，
付 着が 不 十 分な ま た は付 着が ほ と ん ど ない と み な さ れ る供 試 体の方が，
終 局 耐 力が低い。 し た がっ て，
理由 で述 べた と同様に，
悪 施工条 件 下におい て も，
確 実で高い 付 着 強 度 を確 保 すること が望ま しい。 図一
8に示す ように上部の鋼 管コ ンク リー
トと下 部の 鉄 筋コ ン ク リー
トの接 合は，
その 2で述べ る 施 工 法の 関 係か ら，
鉄 筋と鋼 管の間に コ ン ク リー
トを介し た重、
r一
o’
．
φ’
，
，
鹽
，
ρ
．．
，
M
二’
ρ9
，
．
’
∴・
∴・
’
「
o ！：』
16
”，
∵．
：．
！ o ド，
．
，
幽
，，
♂
層
∫
’
’
ρ1
、鑄
よ
．
「
，
測
1
∫
ヂ・
．
・
き
’
・
σ．
∵．
∵ ∵’
『
6．
鹽
．
．
鹽
P■
．
，
，
o’
’
昌
’
・
’
．
’
・
∫o．
’．
・
．．
，
■
．
2「
』
鑢 コ ンク リL
±
戸
堕
コ ン ク リー
ト 図一
8 鋼 管コ ンク リー
ト部と鉄 筋コ ン クリー
ト部の継 手一 ll8一
囲一
9 内 面 リ ブ付 鋼 管 写 真一
1 内 面リブ付鋼 管と平鋼 管 ね継 手に す る 必要が あ る。
こ の場合，
鋼 管内面とコ ン ク リー
トの間に付着 強度の確保が 必要と な る。 拡 底 場所打ち ぐい におい ては，
地 盤耐力に対し普通コ ン ク リー
トの強 度はつ り合い の と れ た強 度で あり，
佐 藤 等1ωが対 象と して いる高 強 度のコ ンク リー
トの必 要 性は一
般に は生じない。 3．
3 内面リブ 付 鋼 管 以上の よ う に，
鋼 管とコ ンク リー
ト間の付 着強度を積 極的に確 保す る た め，
図一9
お よび写真一
1に示す よ う に，
内 面に スパ イ ラル状リ ブのつ い た鋼 管を 用い る。
高 い付 着 強 度 を，
鋼 管 とコ ン ク リー
トの 間の機 械 的なひっ かかり で期 待 するもの であ る。 こ の鋼 管の製 造は，
最 初，
図一
10に示す よ うに リブのつ い た鋼板を 圧延する。
次 い で，
こ の鋼 板を用いて 内面に リブが く る よ うにスパ イ ラル 造管す る。
リブの 高さ， 間隔は2．5mm
以 上，40
mm で ある。
異 形 鉄 筋とコ ンク リー
トの付 着．
性 状は突 起 の 形 状に大き く依 存する事が 知 られて い るが川，
こ の リ ブ形 状 を用．
いる と， 結果的に は次で述べる付 着 実験に お い て，
鋼 管 内 面が汚れた状 態におい ても，
高い強 度と良イ
｝
・ 勘 向 40mm リブ上
〔a）リブ付 圧延鋼 帑 2．
5mm以 ヒ （b）スパ イ ラ ル造管 コ イル 図一
10 内面リ ブ付鋼 管の製 造 好な じ ん性の付着性 能が得ら れ る事が確認さ れて いる。 な お， 岸 田等 ］z｝・
13） は， 平鋼 板 を用い たス パ イ ラル鋼管 内にコ ン ク リー
トを打 設した の み で， 溶接ビー
ド等の 凹 凸によ り大き な付 着 強 度 を 得る事 を 報 告し てい る。
こ こ で の実 験で は鋼 管 内 面はベ ン トナ イト安 定 液等で汚 さ れ る事な く，
清 浄な状 態で コ ン ク リー
ト打設 が行わ れ てい る。
（こ の状 態での コ ン ク リー
ト打 設を 「鋼 管 内面の清 浄な状 態での コ ン クリー
ト打 設」と 略 述す る）本報告で 内 面 リブ付 鋼 管 を用いる事は， 鋼 管 内 面が清 浄で な く汚 れ た状 態の悪 施工条件下に おいて も， 高い付着 強 度を確 保し， 鋼 管 とコ ン クリー
トの一
体挙動 を保証 す る事を目 標と してい る。
4．
付 着 強 度 実 験 と鋼管コ ン ク リー
トの部材性能 実験前章で
，
鋼 管 内 面が汚れ る悪 施工条 件下 に おい ても，
鋼 管 とコ ン ク リー
トの 間に高い付 着 強度を確保す る事 が， 望ま しい と主 張し た が，
こ の章で はその根 拠と な る 実験を説明す る。 な お，
こ の実 験は開 発の方向を確認 す る 予 備 実 験の性 格の もの であり， 耐 力 上昇 等を設計式に 取り入 れ る た め に は．
今 後さ らに実 験デー
タの蓄 積 が必 要である。
4．
1 付 着 強 度 実 験 供 試 体は，
図一
11に示す よ う に直径 40cm．
高さ31 cm の鋼 管 内に，
下 部にす き間 lcm がで きる よ うに コ ンク リー
トを打設 して作 成す る。
付 着 強 度 実験 と して，
囓 9 マ ← 鴇 隈 ム ー 瓜 へ N ロ IOO £く
e°ご
6。 麌 40 尊 貫 20 し 00 D 9鉛
直 荷
重 ↓昌 ‘昌 昌 ↓↓ ↓ 昌 ↓↓ ↓↓ ↓↓↓ 霧幽
一
一
幽
一
§
内 面リ ブ孟
o β： スバ イ塞
議
9
図一11
付 着強 度 実 験 単位．
： o° 0＝
20°
o 内面 リ ブ 付 鋼．
30°
30°
o」
ノ鋼 管 0．
5 1 2 3 コ ン ク リー
ト頭 部 すべ り量 図一
12 付着挙動 表一
3 付 着 強 度一
覧表 4 （mm ） （単位：kg／cm2 ｝ 5 コ別一
ト強 度 Fじ＝
18Dkg ／cm 230370 鋼管 内面 縮 清浄 ペ ンけ 仆 安定液 に接触 泥水に接 触 清浄 清浄 驪 9．
713．
7 11．
0 β二 〇°
79．
877．
2 92．
6＊ β＝
10°
80．
0＊ 77，
873．
681．
8＊ 90．
5＊ リ ブ 付 鋼 管 β≡
20°
76．
380，
1 87．
7＊ β；
30°
80．
9＊ 79，
378，
1＊ 81．
5＊ 89．
5＊ β＝
40°
79．
7＊ 82．
0＊ 86．
O＊ コ ンク リー
ト上部を 圧縮す る押し ぬ き実 験を行う。鋼管 内面が汚さ れ た場 合の付 着 実 験 結 果の例と し て
，
ベ ントナイト安 定 液を鋼 管 内に 6時 間 満た し た ま ま放 置 し，
その後コ ン ク リー
トを打 設し た場 合の実験結果を 図一
12にPtす。
図 中の平 均 付 着 応 力 度は，
鉛 直 荷 重 をコ ン ク リー
トの外 周面積で割っ た値で ある。
リブが水 平 線 となす角 度 β （スパ イラル傾 斜 角と 略 称 す る）を0°
か ら 40°
に変 化させ た結 果の他， 平鋼管の結 果も示 して いる。 コ ンク リー
トの 目標 圧 縮 強 度は 180kg
／cm2 で あ る が，
実験 実施 時と同じ材 令の 3コ ン ク リー
ト試 験 体の平均圧縮 強 度 （コ ン ク リ
ー
ト圧縮 試 験 強 度 と略 称）は 172kg
／cmZ で あ・
っ た。
付 着 強 度は 70kg
／cmZ以 上の値で あ り，
平 鋼 管の約 10倍 大 きな値 となっ てい ると 共に，
大 き な コ ンクリー
ト頭 部すべ り量の領 域まで じん性に富ん だ付 着 性 能 を保 持し てい る事 を示し てい る。
コ ン クリー
トの 目標 強 度 180kg／cm2 の場 合に おい て，
ベ ン トナイト安 定 液の ほか，
泥水 を 鋼 管 内に満た して放 置し た場合お よび鋼管 内面の清浄な場合の付 着旗
度 を表一3
に示す。
＊のつ いた値は2
実 験結果の平均 値，
つ い てい ない値は1実 験結果の 値であ る。
参 考 値と して， コ ンク リー
トの 目標強 度が230
kg
／cm1 ，370
kg
／cm2 で， 鋼管 内面が清 浄な場合の付 着強 度 も同 表に示す。
なお， 目標強 度180kg
／cmz ， 230kg
／cm2 ， 370kg
／cm 窓に 対す るコンク リー
ト圧縮試験 強度は， 各々172− 183kg
／cmZ， 232kg ／cln2，
351一
‘
376kg
／cm2 で あっ た。
付 着 強 度はス パ イラ ル傾 斜 角 βや鋼 管 内 面の 汚 れ に 大 き く は 影 響 さ れて い ないが，
コ ンク リー
ト強度の増加に対し て は や や 上昇の傾 向を示し て い る。 いずれの場合におい て も，
付 着 強 度は 70kg ／cm2 以上の大き さ を示して いる。
ま た，
平 鋼 管の場 合の 付 着 強 度は，
リ ブ付鋼 管の そ れ の約 1／10−
1／5である。
4，
2 鋼 管コ ン ク リー
トの部 材せん断 耐 力実 験 載 荷 実 験 装 置の概 要と供 試 体を図一
13，
14に示す。
供 試 体と載 荷 補 助は り は支 点A ，B ，
C
で支持さ れ，
D
点EI
図一
1ヨ せ ん断 耐 力 実 験 装 置 鋼管 40 D 800 4 00 亀 A广「
．
ゴ
⊥
と
・
凵 ・ loo l’ノ
〒
遡 AL 図一
14 （単 位 ：mm ） A−
A 矢 視 （単 位：mm ） せ ん断 耐 力実 験 供 試 体 表一
4 鋼 材 の 引 張 り試 験 結果 鋼 板の種類 鵬 （mm ） 鰊 （kg ／mm2 ） 引 張 り強 さ （kg ／皿［m2 ） 伸び （％ ） リア付 鋼板 巴．
98．
3629．
4 46．
522．
3 平 板 肥，
98．
5029．
7 46．
424．
1一一
「
120 一
200G）
150 ユOOR 50璽
0 20 40 50 80 載 荷 点の た わみ 量 δ （mm ） 図一
15 せ ん断力と載荷点た わ み量 100 写 真一
2 供 試 体の ひび割れ状 況 で下 方に オイル ジャ ッ キに より載 荷さ れ る。A
点とD
点で ロー
ドセ ル に より支 点 反 力が測 定さ れ， 供試体に作 用す る断 面 力が計 算さ れ る。
鋼 管は直 径400mm，
板 厚 9mm の平 鋼 管お よ び内面リ ブ付 鋼 管の 2種 類で あり，
供試体を各々FSM
，ESM
とす る。
内 面 リブ付 鋼 管の ス パイ ラル傾 斜 角は 28°
で ある。
鋼 管 内 面は清 浄な状態 で コ ン ク リー
トを打 設 し た。
鋼 材の引張り試 験 結 果 を 表一
4に示す。
コ ン ク リー
ト圧 縮試 験 強 度は 376kg／cm ！ で あ る。
供 試 体に作用 するせ ん断 力と載 荷 点の た わ み量の関 係 を 図一
15に示す。
参 考 値とし て，
次 式によ る 鋼管のみの 降 伏せ ん 断 力sQy を 図 中に示 す。 平 鋼 管および内 面 リブ付 鋼 管 共に降 伏 応 力度は ほと ん ど同
一
の値で あり，
一
つ の値で示して いる。
。Qy
＝
（。σノv醒）・
（。A
／21…一 ……・
…………・
・
（10 ） s σy，
sA ：鋼 管の降 伏 応 力 度，
断 面 積 平 鋼 管お よ び内 面 リブ 付 鋼 管を 用い た供試体 FSM，
ESM は，
共に 良 好な じ ん性を示して い る が， 最 大 耐 力 は155t
に対しZOs
tで あ り，
内 面 リブ 付 鋼 管 を用 い た 場 合大幅な耐力 上昇の あ る事を 示 して い る。
シ ヤー
スパ ン比はLO 〜
1．
25 の間を変動し た。 両供試 体の実験 終 了 後の コ ン ク リー
トの ひび割れ状況 を 写真一2
に示す。
FSM 供 試 体で はひ び 割 れ が 集 中 し，
かつ ひび 割 れ 幅 が 大きい の に対し，ESM
供試体で は ひび割れ が分散し，
かつ ひび割れ幅も小さい状況を 見る事が で き る。
4．
3 鋼 管 コ ン ク リー
トの部材 曲げ 耐 力実験 載 荷 実 験 装 置の概 要と供 試体を図一
16，
17に示す。
図 に見 ら れ る よ うに，
スパン 2m で両 端 共ロー
ラー
支 承 と し，
中 央に荷 重をか けて い る。
供 試 体に は外 径400 mm ， 板 厚9mm の鋼 管 を用い， 内 部に コ ン ク リー
トを 打 設し てい る。
内面 リ ブ付 鋼 管，
平 鋼 管に用い た鋼 材は ±P 1．
ll．
1 ロー
ドセ ル 供 試 体一
．
「
．
i．
一
． ．
一
1−．
鬮
．
．
一
．
．
一．
一
一
．
一
一
一
．
一
一．
1000 1000 150 鬥 （単位 ：mm ） 図一
16 曲げ 耐 力 実 験 装置 ・累
コ
A 440 冖 ＋ 」A餡
ヨ
A−
A矢視 B−
B矢視 （載 荷 点補強部） （支 点 補強 部 ） 図一
1フ 曲げ耐力実 験 供 試 体血
←IB
（単位：mm ） せ ん断耐力実験で用いたもの と 同じ である。 内 面 リブ付 鋼 管の ス パ イラル傾 斜角 βは28度で ある。 コ ン クリー
ト圧縮 試 験 強 度は372kg
／cm2 で ある。
一
方 向載 荷し た時の荷重と中央部の変位の関 係 を図一
18に示す。 供試体は，
内面リブ付鋼 管，
平鋼 管の各々 に，
鋼 管内面が 清 浄 な 状 態で コ ン ク リー
トを打 設し たもの （記 号EM
，FM
）お よび平鋼 管で内 面に薄く グリー
ス を塗 布し た後 打 設 し たもの （記 号FGM
）の 3体であ る。 グリー
ス の平均 厚は 0．
35mm であり，
グ リー
ス の塗 布 は， 施一
T ．
時に おい てベ ン トナイト安 定 液 等で鋼 管 内 面が 汚さ れ た場合の，
付 着に対する条 件の最 も悪い状 態 を想 定 し た もの で あ る。
参考 値と して， 図一
6（b
＞に示す完 全剛 塑性体と し， 鋼管とコ ンクリー
トが 共に平 面保 持の 挙動を す る と して，
求め た理 論 耐 力 s，P
。 を示す。 な お，
理 論 耐 力 を 求 める時の コ ン ク リー
ト強 度の低 減 係 数は，
SRC
規 準7｝ に基づ き0．85
と し た。
最 大 耐 力ば 3体 と も 理論耐 力 を 上 回っ てい るが， 最 大 耐 力，
剛 性 共に内 面 リ ブ付 鋼管 を 用い たEM
供 試 体が優れ て い る。
供 試 体 材 200璽
2150
100 磁 迴 50 旦逗 FM巳
00 scPu 図一
18 趣 20 40 60 80 100 中 央 部 変 位δ （mm ） 単 調 載荷 試験に お け る荷重と中 央部変位 ’断
磨
OE21S Bo 40 碁 章
絶
岑 駆 篇 叙 昏 斎一
翌
SL 00 9−
Sw ミぜ 賦 SE 老＼
＆、
’
，
WFGM s 塁’
−
f
旧
一
す一一 一
一一一
「 2 材端で の コ ンク リー
ト抜 け 出量 S〔mm 〕 図一
19 供 試体 端 部のコ ンク リー
ト抜 け 出 し 量端における
，
鋼 管か らの コ ンク リー
ト抜け出し量 を 図一
19に示 す。
平 鋼 管 を用い た 2体FM ，
FGM
で は明瞭な 抜け出し が生じて い るの に対 し，
内 面 リブ付 鋼 管 を用い た供試体EM
では ほ と ん ど抜 け 出し が生 じて い ない様 子 を 見 る事ができ る。
荷重
P
（
t
）國
150
cp
‘
50
0
一
〇−
2
0
−
5
中央部変位
一
δ（mm蝿
P一
100・
一
丶一一
一
こ一
150
ユー
一
．
一
一
『
10001000璽
荷重
P
（t
）
國
scPu
150
0
一4
一
4
中央部変位
δ（mm ）l
P一
50
100
・
一
1
「
丶一
一
一
立．
一
一
一
〆 1000 1000 図一
20 繰り 返 し載荷 試 験に お け る荷 重と中 央 部 変 位豆
ヱ
豊
〇三
。fgA
） o［
画
解析による 終局 耐力 時中立軸位置 解 析に よ る 弾 酌 時中立軸位置 δ＝
4．
07 m8．
1612 ．
20．
6 δ＝24．
5 mm16．
一 122．
一
O O．
5 1．
0 ユ．
5 2．
0 2，
5 3．
0 ひずみ ε（％ ） 図一
21 鋼管の軸 方 向ひずみ分 布 荷重 を 上下 両 方 向に作 用さ せ繰り返 し載 荷し た時の，
荷 重と中 央 部 変 位の 関 係を図一
20に示 す。 供 試 体は，
内面リブ付鋼管の内面が清浄な状態ま た は内面に グ リー
ス を 塗 布 し た状 態で コ ン ク リー
トを打 設し た もの で，
各々 を記 号EC ，
EGC
で 示す。 参考 値と して前 述の理 論 終 局 耐 力 s。Pu
を同 図 に示す。
いずれ も 理論 耐力 よ り 大き な終 局 耐 力で あると共に，
良 好なエ ネルギー
吸収能 力を示し てい る。 グ リー
スを塗布してい る にもか か わ ら ず， 最大耐力はEGC
供試体の方が や や大き く なっ て い る。
この理 由は不 明で あるが，
両 供 試 体の変 形 挙 動には 大き な差はな く， 内面リ ブ付 鋼管を用い た場合， グ リー
スを塗 布し て も耐 力の劣 化は ない もの と み な す事が で き る。
グリー
ス塗 布のEGC
供試体におい て， 供試体 中央部 で測 定し た鋼 管の軸 方 向ひずみ分 布 を 図一21
に示す。
図 中の δは中 央 部 変 位 を 意 味し て お り， 各 値は 繰 り 返 し載 荷の各荷重ピー
ク時の変位で あ る。
図中の 「解析に よる弾 性 時 中 立 軸 位 置」は， 鋼 管， コ ン ク リー
ト共に一
体と な り平面 保 持 をす る と して， コ ン ク リー
トの引張 り 抵 抗 を 無視し， 鋼管， コ ンク リー
ト共に弾 性と し た時の 計 算 中 立 軸 位 置である。
また 「解 析に よる終 局 耐 力 時 中 立 軸 位置」は図一
6に示す剛 塑 性 体と し て求めた中 立 軸 位 置である。
ひずみ計 測に よ る中 立 軸 位 置は， 変位の小 さい時は弾 性 時， 十 分 大 きい 時は終 局 耐 力 時の解析 値と ほ ぼ一
致 し て い る。
こ の事の み で鋼 管コ ン ク リー
トに お い て，
平 面 保 持が成り立っ て い るとは結 論できな いが，
その可 能 性 を示 唆 するものと考え られ る。 4，
4 実 験か ら の結 論 実 験か らの結 論は次のとお りで ある。 内 面 リブ付 鋼 管を用い た場 合の付 着 強 度は，
0°
〜
40e の範 囲の ス パ イラ ル傾 斜 角 βや鋼 管 内 面の汚れ の有 無に 大 きく は影 響 さ れず，
コ ン ク リー
ト強 度 180 kg／cm2 以上の場 合，
付 着 強 度は70kg
／cm2 以上で あ る。 鋼管とコ ンク リー
ト間のすべ りが大き な領域にお いて も付 着 応 力 度の 低 下は な く良好な じ ん性を持っ て い る。一
方，
平 鋼 管を用いた場合， 付 着強度は小さ く， 内 面リブ付 鋼 管の場 合の約 1／10〜
1／5程 度であ る。
鋼管 内面の清浄な状態で コ ン ク リー
トを打 設 し た場 合， 内面リブ 付 鋼 管 を 用い た供 試体の せん断 耐 力は， 平 鋼 管 を用い た供 試 体に比べ大 幅に上昇す る。
鋼 管 内 面が現 場 施工時の よ うにベ ン トナイト安 定 液 等で汚さ れ た場 合につ い ては，
実験を行っ て いないが，
内面リ ブ 付 鋼 管の付 着 強 度実験 に おいて，
ベ ン トナ イ ト安 定 液 等で汚 し た 場 合 と 汚 さ ない場合で付 着 強 度に大き な 差の な い事が示さ れ て お り，
ベ ン トナ イ ト安 定 液等で 汚 さ れ た場 合に おいて も せ ん 断耐力につ いては同 じ結 論が得ら れ る事が推 測さ れる。 内 面リブ付鋼管を 用い た 場 合，
鋼 管内面に グリー
ス を塗 布して も
，
塗 布し ない もの に比べ曲 げ耐 力の低 下は な い。
し たがっ て現 場 施工時にベ ン トナ イ ト安 定 液 等 で内面 が 汚 されて も，
曲 げ耐 力の低 下はない もの と考 え られ る。
す な わ ち，鋼 管とコ ン ク リー
トは一
体と な っ て挙 動す るもの と考え ら れ る。
鋼 管 内 面にグリー
スを 塗 布 しない平 鋼 管 を用いた供 試 体は，
リブ付 鋼 管の そ れ よ り曲 げ耐 力が低い。
またグ リー
ス を塗 布し た平 鋼 管を用い た供 試 体で は， さ ら に曲げ耐 力が低 下し て い る。 平 鋼 管の場 合，
供 試 体 端 部におけるコ ン クリー
ト の鋼 管か らの抜け出し量が大き く，
耐 力 低 下は鋼 管と コ ン クリー
トの一
体 挙 動の欠 如が原 因と推 定さ れる。
5．
おわ りに 本 報 告 （そ の 1）で は，
拡 底 場 所 打ちぐ い の耐 震 設 計 上の問 題 点と して，
次の 二点を指 摘した。 基 礎ス ラブ根 入れ効 果に よる くい設 計 水 平 力 低 減が小 さ い場 合，
く い頭 部を鉄 筋コ ン クリー
トとし て一
次 設 計す る時，
軸 部 直径を そのま ま くい頭 部 直径と すると， せ ん断 耐 力が不 足し，
くい頭 部 を拡 径 する必 要 がし ば しば生じ る。
こ の場 合，
掘 削工事 量，
コ ン ク リー
ト量 の増 大に加えて，
近 年益々処理 が困 難で高 価と なっ て い る排 土 量が増え る。 鉄 筋コ ン ク リー
ト部 材が良 好な じ ん性を持つ た めに は，
曲げ破 壊が脆 性な せ ん断 破 壊より先 行し て生 じ る 事が 必要であ る。 上記の一
次設 計を行っ た くい頭 部に おい て，
終局耐力 時に せ ん断 破 壊が曲げ破 壊に先 行 し て生 じ，
脆 性な破 壊と な る可 能 性が あ る。 こ の問 題 点の解 決 法と して，
くい頭 部 を鋼 管コン ク リー
ト化す る事を検討し，
次の結 論を得た。 鉄筋コ ンク リー
ト軸 部 直 径とほ ぼ同じ直径の鋼 管コ ン ク リー
トと す る と，一
次 設 計は可 能であり，
二次 設 計 に おい て も じ ん性のあ る構 造 体と な る。 すな わち，
鉄 筋 コ ンク リー
トで設計す る 場合の 問題 点 を解 決し て い る。
鋼管とコ ンク リー
トが一
体と なっ て挙 動する事が望ま し く，
内 面 にスパ イ ラル状の リ ブ を設け た鋼 管を使 用 す る。
この場合，
リブとコ ンク リー
トの間の機 械 的な ひ っ か か り に よ り，
鋼管内面の汚 れる悪施工条 件 下に おい て も，
鋼 管とコ ン ク リー
トの 間の 高い付 着 強 度を 確 保す る事が で き る。
曲 げお よびせ ん断 耐 力 実 験を行っ た結果，
上 記の 内面 リ ブ付 鋼 管を 用い た供試体が，
通 常の 平 鋼 管を用い た 供試体よ り高い耐 力を示し た。 す な わ ち，
積 極 的に付 着 強 度 を高める事は構 造 耐 力上，
有 利と な る。
以上の検 討 結 果より，
くい頭 部の耐震補強と して，
内 面 リブ付 鋼 管 を用い て鋼 管コ ン クリー
ト化す る事が，
適 し てい ると判 断 さ れる。
次 報 告 （その 2）では，
こ の耐 震 補 強 法の実 用 化に必 要な施 工 実 験，
実 大ぐ い の耐 力実 験につ い て述べ る。
謝 辞 本 報 告につ い て，
日本 大 学 建 築 学 教 室 榎 並 教 授，
関 西 大学建築学教 室 山肩 教 授， 早 稲田大 学 理工学 研 究 所 古藤 田 教 授の ご指 導 をいた だ きました。
深 く感 謝 致します。
参 考 文 献 1｝ 建 設 省 建 築 技 術 審 査 委 員 会，
建 築 基 礎 検 討 小 委 員 会 ；地 震 力に対 する建 築 物の基 礎の設 計 指 針，
日 本 建築センター
発行，
昭和59．
9．
2） 坂本成 弘，
小 谷 俊 介，
青 山 博 之 ：場 所 打ち杭の水平耐 力 に つ い て，
日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演梗 概 集 （北 海 道 ），
B 構造 1，
pp．
ユ233−
1234，
昭和 61．
8，
3＞ 例えば，
杉村 義 弘，
長 岡弘 明 ：動 的解析か ら み た杭の地 震 時 安 全 性， 明日を 築 く， 鋼 管 杭 協 会 発 行， No．
50， PP．
6〜
11，
昭 和61．
4＞ 日本建築 学会：鉄筋コ ンク リー
ト構 造 計 算 規 準・
同 解 説，
pp．
194−
226，
1982．
5） 日本 建 築 学 会 1建 築 耐 震 設 計に おける保 有 耐 力 と 変 形 性 有旨，
pp．
1〜
38，
1981．
6） 日本 建 築 学 会 1建築基 礎構造 設計規準・
同解説，
pp．
260−
269，
1974．
7） 日本建築 学 会 ：鉄骨鉄筋コ ンク リー
ト構 造 計 算 規 準・
同 解説，
pp．
29−
35，
157−
179，
1987．
8） 例え ば，
佐 伯 彰一，
金 井 道 夫 ：コ ン ク リー
トを充 填し た 橋脚，
道路，
pp．
15〜
19，
1982．
12．
9）富井政 英ほ か 3名 ；鉄筋コ ン ク リー
ト短柱のせ ん断破壊 を鋼 管 補 強により防止する設 計 法に関する実 験 的 研 究 （そ の 1一
その 2），
日本建築 学 会 大 会 学 術 講 演梗 概 集 （東 海 〉，
C構 造 皿，
pp．
413−
416，
昭 和 60，
8，
〔その 5），
同梗 概 集 （北 海 道 ），
C構 造ll，
pp、
533−
534，
昭 和6L8．
10）佐藤孝 典ほ か 19名 ：アンボン ド型 充 填 鋼 管コ ンクリー
ト 構造に関す る研究 （その 1一
その 4），
日本建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 〔北 海 道 ），
C構 造ll，
pp．
1417〜
1424，
昭 和61．
8，
（そ の 5一
そ の 9），
同梗 概 集 （近 畿 〕，
C構 造ll，
pp．
1297〜
1306，
昭和62．
10．
11） 例えば，角 徹三 ；コ ンク リー
トと鋼 材の協 カー
コ ンク リー
トと鋼 材の付 着一，
コ ンクリー
ト工 学，
Vo藍．
17， No．
7， pp．
56〜
59，
1979．
7．
12） 高 野 昭 信，
岸田英 明 ：鋼 管 杭の内部に打設 し たコ ン ク リー
トの押し抜き実 験，
第16 回 土 質工学 研 究 発 表 会 講 演 集，
pp．
1033−
1036，
昭 和56．
13＞ M
．
Uesugi and H．
Kishida；Behaviollr of concrete’
plugsin steel pipes
，
第17回土質工学 研 究 発 表 会 講 演 集，
SYNOPSIS
UDC:624.154:624.155;624.e42.7:6ZO.1
PROBLEMS
ON
SEISMIC
DESIGN
OF
CAST-IN-PLACE
REINFORCED
CONCRETE
PILES
WITH
ENLARGED
PILE
POINT
AND
THEIR
SOLUTIONS
-Earthquake
resisting cast-in-placeconcretepiles
using steelpipes
at theirheads
(Part
･1)7
byDr. HIROAKI NAGAOKA, H]ROMICHI MIVI]SUMURA,TAKASHI OKAMOTO, HITOSHI SAKUMA and
SHI TAKANO, StructuralResearchDepartrnent, seaTch Cente;,Nippon Kokan K.K, , Members of A.I.J.
Itis reported in
Part
1that cast-in-place reinforced concrete piles with enlarged pilepointhave
two problems inseismicdesign,
The
first
is
enlargement of pileheads
accompanyingincrease
of constructions,The
secondis
the possibilityof
brittle
shearingfailure
occuringbefore
bending
failure.
In
order to solve the problems, small scale model testsare carried out and thefellowing
results are obtained.(!)The
head of pilesshouldbe
reinforcedby
steel pipes,i.e:,theheadi
shouldbe
concretefilled
steel pipes,so thatenlargernent of pilehead
andbrittle
failuTe
canbe
avoided.eUsage
dfsteel pipeswith ribs on innersurface are recommended to gainhigh
bond
strengthbetween
concrete and steel pipesso thatbearing
eapacity ishigher
than thatusing ordinary steel pipeswithflat
innersurface, Inthefollowing
report,Part
2,
constructlon testsandbearing
capacity testsof pilesof actual size arerepor-ted,
