西松建設技報 Vot.22
硬質粘性土地盤 に打設 された鋼管 杭の鉛直載荷試験
小宮 喜一* 前 田 詔‑*
YoshikazuKomlya ShoichiMaeda 角田 隆弘** 豊 留 一郎 **
TakahiroTsunoda IchiroToyotom e
1.は じめに
バ ンパ コン川防潮水 門工事 において,硬質粘性土地盤 に打設 された鋼管杭の鉛直載荷試験 を行い,支持力 に関 する考察 を行 った.また,支持力不足の対策工検討 に必 要 となるデー タを収集するため,杭先端地盤の支持力確 認試験お よび,ひずみ計 を設置 した杭の載荷試験 を実施
した.各試験の情報 を基に対策杭の長 さを決定 した.
2. 鋼管杭の打設 に関す るデ ータ (1)鋼管杭の仕様
直径≠800,肉厚 t‑9mm,材質sKK400,長 さ10m許 容支持力Ra‑2200kN
(2)打設状況
油圧ハ ンマーにより打設する.打設中に管内土が杭頭 まで上昇する.杭頭 は座屈する杭 もあった.
(3)当該地盤条件
図‑ 1に土質柱状図を示す.粘性土が主体の地盤であ る.下部 に存在す る砂 質土層の被庄水位 はGL‑1mであ る.
3 暮鋼管杭の鉛直載荷試験および支持力不足の原因推定
鋼管杭 の鉛直載荷試験 を実施 した.計画荷重5500kN に対 し,2100kNの戟荷 で杭頭変位が急増 し所定の支持 力が確保で きないことが判明 した.原因 としては以下の 2点が考えられた.
(1) 杭先端閉塞効果
SRT‑NVALUE(blows/ft) 0 0 0 30 0 0
ヽ▲ SiltyClay ヽヽ
ヽ 1
ヽ i
′ ＼
i ′
､ ノ SiltySand
̲ノT
ヽ
ー …SiltyCl‑‑‑‑‑自ay2
′
‑ 5′
/ ヽ
/〜
､ ⊥
図‑1 両試験結果
抄録
SECT10N
図‑2 試験装置 状態 と考 えることがで きる.
開端杭 を打込む場合 には,杭先端閉塞効果が問題 とな (2)Ⅳ値の評価 る.一般 に≠600以上では閉塞効率が急激 に減少 し,先
端支持力が小 さくなる.打設中に管内土が杭頭 まで上昇 したことか ら,杭 肉厚部が粘性土地盤 を切削 したような
*土木設計部設計課
**タイ国 (営)バ ンパ コン (也)
標準貫入試験のハ ンマー落下方式 を日本で通常行 って いる自由落下ではな く,ASTMに準拠 してコーンプー リー2回巻 きで行 っていた.後者の方法 はエネルギー効 率が低 い傾向にあ り,岩崎1)は70‑80%としている. こ のため,許容支持力 を過大評価 している.現地で実施 し た両試験法の結果 を図‑ 1に示す.
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抄鐸
GaugeNo. Depth(m) GLl,GRl 5.4 GL2,GR2 6.4 GL3,GR3 8.3 GL4,GR4 9.3 GL5,GR5 ll.5 GLG,GR6 12.5 GL7,GR7 14.4 GL8,GR8 15.4 GL9,GR9 17.4
図‑ 3 ひずみ計設置位置
なお ,杭 打 設 時 はHiley公 式 に よ り管 理 して い たが , 同公式 はハ ンマ ーの種類 ,大 きさ,落下高 さ, また,玩 種 ,杭径 ,杭 長 に よ り実 際 とは異 なる結 果 になる場合 が あ る.
4
.対策エ
(1)杭 先端地盤 の支持 力確 認試験
杭 先端 の地盤支持 力度 を把揺 す るため,打 設 された鋼 管杭孔 内 を利用 して支持 力確 認試験 を実施 した.試験 装 置 を図‑ 2に示 す ･鋼 管杭≠800の孔 内 に長 さ10m,先 端 に≠750の プ レー ト (i‑50mm)を付 け た
PC
杭 (≠
600)を建 込 み ,杭 頭 に計 画 荷 重 を載荷 した. この結 果 はqL1‑2300kN/m2であ った.一方 ,道路橋 示万苦 に よれ ば杭 先 端 地盤 のN値‑30,支持 層 根 入 れ比5で はqd‑
300N‑300×30‑9000kN/m2となる.
(2)対 策杭 の載荷試験
鋼 管杭 の先 端 を≠750でバ ケ ッ ト掘 削 を行 い,場所打 ち杭 (対 策試験杭 ) を構築 した. この対 策杭 の支持 力機 構 を評価 す るため対 策杭 の コ ンク リー ト部 お よび鋼管部 に ひず み計 を設 置 した (図
‑3
参照).載荷 試験 の結 果 を図‑ 4に示す .同図 にお いて深度6.4m,8.3mの デー タ が非常 に小 さな値 を示 してい る. これ は鋼管 と内部 コ ン ク リー トの付 着 が深度6.4m,8.3m付 近 で完全 で は な く, 鋼 管 か らの軸力伝達 が少 な くな りひず みが小 さ くな って い る と考 え られ る.a)鋼管部分 に作 用す る周面摩擦 力
杭 頭荷重 と深度10mの軸力 の差11440kN44 が鋼 管部分 に作
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I西ヰ公建 設技 報 VoE22
MeasuredLoad(kN)
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33303880kN4440kN4990kN5290kN 図‑4 載荷試験結果用 す る周 面 摩擦 力 とな る.鋼 管杭 の み の載荷 試験 で は 2100kNで あ ったが , これ は杭 の外 面 と内面 で抵 抗 して い た と考 え ら讃1る.
b)粘性 土層 の摩擦 力度
2深 度 の軸 力 の差 か ら摩擦 力 度 を計 算 す る と下 部 の SiltyClayで は164kN/mコ,上部 のSiltyClayで は95kN/mコと
なる.
C)杭 先端支持 力 (杭頭 か ら18.7m下が り)
杭頭荷重 か ら鋼 管部 , コ ンク リー ト部 の摩擦 力 を差 引 くこ とに よ り先 端支持 力 は1660kNとなる.
なお,所定 の支持 力が得 ら讃1ない場 合 を想 定 し,杭 先 端 に注入 で きる装置 を鉄筋 か ごに取付 けた.
(3)場所打 ち杭 の最適長 さの決定
載荷 試験 か ら求 まったデー タを基 に各設計 荷重 に対 し て鋼 管下端部 の場所打 ち杭 の最適長 さを決定 した.
5. 留意点
･硬 質粘土層 に打 設 され た杭径 の大 きな鋼管杭 は先端支 持 力 の評価 に十分注意す る必 要があ る.
･海外工事 にお け るⅣ値 はその試験 法 を確認 す る必 要が あ る.
･Hiley公 式 を使 用 す る場 合 には, そ の適 用 範 囲 を確 認 す る こ とが重要で あ る.
参考文献
1)岩 11酎 自明 :標準 貫 入試験 の問題 点 と新 しい試 み, 也
質 と調査, 1987.2
