JPH10219678A - 杭構造 - Google Patents
杭構造Info
- Publication number
- JPH10219678A JPH10219678A JP2303097A JP2303097A JPH10219678A JP H10219678 A JPH10219678 A JP H10219678A JP 2303097 A JP2303097 A JP 2303097A JP 2303097 A JP2303097 A JP 2303097A JP H10219678 A JPH10219678 A JP H10219678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- ground
- diameter
- damaged
- small
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
- Foundations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地震等による地盤の液状化に伴う側方流動が
発生しても、被害を受けることなく杭としての機能を維
持することのできる杭構造を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 杭材のヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの
比（Ｅ／ｓ）を小さくしたり、杭１の直径Ｄを小さくす
ることによって、杭１の曲げによる縁応力が、杭１を形
成する材料の許容応力を下回るよう設定して、杭１が、
地震等による地盤の側方流動に追従して変位する構成と
した。
発生しても、被害を受けることなく杭としての機能を維
持することのできる杭構造を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 杭材のヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの
比（Ｅ／ｓ）を小さくしたり、杭１の直径Ｄを小さくす
ることによって、杭１の曲げによる縁応力が、杭１を形
成する材料の許容応力を下回るよう設定して、杭１が、
地震等による地盤の側方流動に追従して変位する構成と
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビル等の各
種構造物を例えば軟弱地盤に構築する場合等に、その基
礎として用いて好適な杭構造に関するものである。
種構造物を例えば軟弱地盤に構築する場合等に、その基
礎として用いて好適な杭構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、例えば軟弱地盤等に構築
するビル等の各種構造物の基礎の一種として、杭を用い
たものがある。
するビル等の各種構造物の基礎の一種として、杭を用い
たものがある。
【０００３】従来より、このような杭には既製杭と場所
打ち杭とがあるが、いずれの場合においても、杭頭部を
フーチング等で構造物の下部に剛結合させ、杭の先端部
（下端部）を地中の硬質支持層にまで到達させている。
打ち杭とがあるが、いずれの場合においても、杭頭部を
フーチング等で構造物の下部に剛結合させ、杭の先端部
（下端部）を地中の硬質支持層にまで到達させている。
【０００４】ところで、平成７年（１９９５年）の兵庫
県南部地震では、建物や橋梁等の構造物の、上記従来の
杭構造を採用した杭が大きな被害を受けて損傷した。損
傷は、この杭で支持する上部構造物の慣性力が原因とな
って生じる杭頭におけるものだけでなく、杭中間部でも
生じており、その原因が今回の兵庫県南部地震で初めて
明らかにされた。
県南部地震では、建物や橋梁等の構造物の、上記従来の
杭構造を採用した杭が大きな被害を受けて損傷した。損
傷は、この杭で支持する上部構造物の慣性力が原因とな
って生じる杭頭におけるものだけでなく、杭中間部でも
生じており、その原因が今回の兵庫県南部地震で初めて
明らかにされた。
【０００５】杭中間部の損傷は、地盤の液状化に伴う側
方流動（水平変位）により、杭が強制的に変形したこと
が原因となっていた。すなわち、地盤の側方流動が発生
した場合、杭には当然のことながら断面方向のせん断力
が作用するが、特に、杭の先端部は硬質支持層に根入れ
してその拘束状態が半固定又は固定に近くなっているた
め、その上方で硬質支持層から軟弱層に変わり地盤の剛
性が急変する部分では、杭に大きな断面方向のせん断力
が集中して作用する。また、杭頭における拘束状態が固
定に近いほど、外力により杭に作用する曲げモーメント
が大きくなる。このようにして杭中間部に作用するせん
断力や曲げモーメントによって、変形が生じ、損傷を受
けていたのである。
方流動（水平変位）により、杭が強制的に変形したこと
が原因となっていた。すなわち、地盤の側方流動が発生
した場合、杭には当然のことながら断面方向のせん断力
が作用するが、特に、杭の先端部は硬質支持層に根入れ
してその拘束状態が半固定又は固定に近くなっているた
め、その上方で硬質支持層から軟弱層に変わり地盤の剛
性が急変する部分では、杭に大きな断面方向のせん断力
が集中して作用する。また、杭頭における拘束状態が固
定に近いほど、外力により杭に作用する曲げモーメント
が大きくなる。このようにして杭中間部に作用するせん
断力や曲げモーメントによって、変形が生じ、損傷を受
けていたのである。
【０００６】このような杭中間部における被害は、特に
護岸付近の構造物で顕著に認められており、護岸付近の
沖積砂層で液状化が生じ、これに伴った大きな側方流動
に引きずられて杭が変形したと判断されている。
護岸付近の構造物で顕著に認められており、護岸付近の
沖積砂層で液状化が生じ、これに伴った大きな側方流動
に引きずられて杭が変形したと判断されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の杭構造には、以下のような問題が存在す
る。従来の杭構造においては、上記のような側方流動に
よる被害を回避するには、杭の径を大きくしたり高い硬
度の材料を用いるなどして、杭の剛性を高めるしかない
のが現状である。しかしながら、震度７といった強大な
地震によっても被害を受けないような杭にするには、コ
ストが大幅に上昇するだけでなく、大量の材料が必要と
なることから、有限な資源を前提とすると非現実的なも
のでもあり、従来の杭構造の技術では十分な杭変位抑制
効果を得ることが困難であるのが現状である。
たような従来の杭構造には、以下のような問題が存在す
る。従来の杭構造においては、上記のような側方流動に
よる被害を回避するには、杭の径を大きくしたり高い硬
度の材料を用いるなどして、杭の剛性を高めるしかない
のが現状である。しかしながら、震度７といった強大な
地震によっても被害を受けないような杭にするには、コ
ストが大幅に上昇するだけでなく、大量の材料が必要と
なることから、有限な資源を前提とすると非現実的なも
のでもあり、従来の杭構造の技術では十分な杭変位抑制
効果を得ることが困難であるのが現状である。
【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、地震等による地盤の液状化に伴う側方流動
が発生しても、被害を受けることなく杭としての機能を
維持することのできる杭構造を提供することを課題とす
る。
れたもので、地震等による地盤の液状化に伴う側方流動
が発生しても、被害を受けることなく杭としての機能を
維持することのできる杭構造を提供することを課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
構造物を支持するため地盤中に構築される杭が、地震等
による地盤の側方流動に追従して変位する構成とされて
いることを特徴としている。
構造物を支持するため地盤中に構築される杭が、地震等
による地盤の側方流動に追従して変位する構成とされて
いることを特徴としている。
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の杭
構造において、前記杭の曲げによる縁応力が、杭を形成
する材料の許容応力を下回るよう設定されていることを
特徴としている。
構造において、前記杭の曲げによる縁応力が、杭を形成
する材料の許容応力を下回るよう設定されていることを
特徴としている。
【００１１】請求項３に係る発明は、請求項２記載の杭
構造において、前記縁応力が前記許容応力度を下回るよ
う、前記杭の径が小さく設定されていることを特徴とし
ている。
構造において、前記縁応力が前記許容応力度を下回るよ
う、前記杭の径が小さく設定されていることを特徴とし
ている。
【００１２】請求項４に係る発明は、請求項２または３
記載の杭構造において、前記縁応力が前記許容応力度を
下回るよう、前記杭のヤング率と杭材の強度との比が小
さく設定されていることを特徴としている。
記載の杭構造において、前記縁応力が前記許容応力度を
下回るよう、前記杭のヤング率と杭材の強度との比が小
さく設定されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る杭構造の実施
の形態の例を、図１ないし図３を参照して説明する。
の形態の例を、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１４】図１に示すように、本発明に係る杭構造の
実施の形態として説明する杭１の設置形態には、大きく
分けて３種類のものがある。まず、図１（ａ）に示すよ
うに、杭１Ａの頭部を建物の底面や基礎梁Ｂ等に剛結
し、下端部を、強固な硬質支持層Ｇ１に十分に根入れ
し、頭部，下端部とも回転拘束したもの。図１（ｂ）ま
たは（ｃ）に示すように、杭１Ｂの頭部または下端部の
いずれか一方にヒンジＪ等を設けてピン支承とし、他方
のみを回転拘束したもの。図１（ｄ）に示すように、杭
１Ｃの頭部、下端部ともにヒンジＪ等を設けてピン支承
とし、それぞれの回転拘束をフリーとしたもの。
実施の形態として説明する杭１の設置形態には、大きく
分けて３種類のものがある。まず、図１（ａ）に示すよ
うに、杭１Ａの頭部を建物の底面や基礎梁Ｂ等に剛結
し、下端部を、強固な硬質支持層Ｇ１に十分に根入れ
し、頭部，下端部とも回転拘束したもの。図１（ｂ）ま
たは（ｃ）に示すように、杭１Ｂの頭部または下端部の
いずれか一方にヒンジＪ等を設けてピン支承とし、他方
のみを回転拘束したもの。図１（ｄ）に示すように、杭
１Ｃの頭部、下端部ともにヒンジＪ等を設けてピン支承
とし、それぞれの回転拘束をフリーとしたもの。
【００１５】上記のような各形態の杭１において、地盤
の液状化層Ｇ２の側方流動によって杭１に作用する縁応
力σmaxが、杭材の許容応力を越えない限り、杭１が変
形はしても損傷することはない。
の液状化層Ｇ２の側方流動によって杭１に作用する縁応
力σmaxが、杭材の許容応力を越えない限り、杭１が変
形はしても損傷することはない。
【００１６】このような３種に大別される杭１におい
て、 液状化層Ｇ２の地盤反力係数を”０”、 軸力を無視、 とすると、液状化層Ｇ２の側方流動によって杭１に作用
する応力は、杭１の特性（材質や形状等）、側方変位
量、杭１の上下端の拘束条件によって決まる。
て、 液状化層Ｇ２の地盤反力係数を”０”、 軸力を無視、 とすると、液状化層Ｇ２の側方流動によって杭１に作用
する応力は、杭１の特性（材質や形状等）、側方変位
量、杭１の上下端の拘束条件によって決まる。
【００１７】これについて検討してみると、まず、地盤
中の液状化層Ｇ２に側方変位が発生した場合の杭１の安
全率Ｆは、次式で表される。 １／Ｆ ＝ σmax／ｓ ＝ α・Ｄδ／Ｌ2・（Ｅ／ｓ） ……（式１） ここで、σmax ；曲げによる最大縁応力、 ｓ ；杭材の強度、 Ｅ ；杭材のヤング係数、 Ｆ ；安全率、 Ｄ ；杭１の直径、 Ｌ ；流動層中の杭１の長さ、 α ；材端の回転拘束状態を示す係数（図１参照）。
中の液状化層Ｇ２に側方変位が発生した場合の杭１の安
全率Ｆは、次式で表される。 １／Ｆ ＝ σmax／ｓ ＝ α・Ｄδ／Ｌ2・（Ｅ／ｓ） ……（式１） ここで、σmax ；曲げによる最大縁応力、 ｓ ；杭材の強度、 Ｅ ；杭材のヤング係数、 Ｆ ；安全率、 Ｄ ；杭１の直径、 Ｌ ；流動層中の杭１の長さ、 α ；材端の回転拘束状態を示す係数（図１参照）。
【００１８】上記の（式１）において、δ／Ｌ2を一定
とすると、安全率Ｆは、１／｛Ｄ・（Ｅ／ｓ）｝に比例
する、という関係が導き出される。
とすると、安全率Ｆは、１／｛Ｄ・（Ｅ／ｓ）｝に比例
する、という関係が導き出される。
【００１９】この関係から、変形量が一定であれば、安
全率Ｆは、杭材のヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）、および杭１の直径Ｄに反比例することがわ
かる。すなわち、（イ）杭材のヤング係数Ｅと杭材の強
度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さいもの、（ロ）杭１の直径
Ｄが小さいもの、ほど安全率Ｆが高く、地盤変位に追従
して変形はしても損傷しないことが可能となっている。
全率Ｆは、杭材のヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）、および杭１の直径Ｄに反比例することがわ
かる。すなわち、（イ）杭材のヤング係数Ｅと杭材の強
度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さいもの、（ロ）杭１の直径
Ｄが小さいもの、ほど安全率Ｆが高く、地盤変位に追従
して変形はしても損傷しないことが可能となっている。
【００２０】このような、地盤変位に追従できる前記条
件（イ）または（ロ）のいずれか一方または双方を満た
すものとしては、例えば以下のようなものがある。 ａ）小口径の鋼管杭、 ｂ）小口径のコンクリート杭、 ｃ）アルミニウム合金，木，ＦＲＰ（繊維強化樹脂）等
の、鉄鋼やコンクリ ートに比較して、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる杭、 ｄ）上記と同様、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる小口径の杭。
件（イ）または（ロ）のいずれか一方または双方を満た
すものとしては、例えば以下のようなものがある。 ａ）小口径の鋼管杭、 ｂ）小口径のコンクリート杭、 ｃ）アルミニウム合金，木，ＦＲＰ（繊維強化樹脂）等
の、鉄鋼やコンクリ ートに比較して、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる杭、 ｄ）上記と同様、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる小口径の杭。
【００２１】杭１を上記ａ）〜ｄ）のいずれかとするこ
とにより、地震発生時に地盤の側方変位が生じた場合に
も、杭１は側方変位に追従して変形して損傷しないよう
になる。
とにより、地震発生時に地盤の側方変位が生じた場合に
も、杭１は側方変位に追従して変形して損傷しないよう
になる。
【００２２】ところで、上記ａ）〜ｄ）のうち、杭１の
口径を小さくすると、荷重による座屈が心配されるが、
この点について検討を行う。Ｅｕｌｅｒの理論式による
と、座屈荷重Ｐcrと圧縮応力σcrは、回転拘束および水
平変位を自由とした場合、 Ｐcr ＝ （π2・ＥＩ）／（Ｌ2） ……（式２） σcr ＝ Ｐcr／Ａ ＝ （π2・Ｅ）／（Ｌ／ｒ）2 ……（式３） となる。なお、 Ａ；断面積、 Ｉ；断面二次モーメント。
口径を小さくすると、荷重による座屈が心配されるが、
この点について検討を行う。Ｅｕｌｅｒの理論式による
と、座屈荷重Ｐcrと圧縮応力σcrは、回転拘束および水
平変位を自由とした場合、 Ｐcr ＝ （π2・ＥＩ）／（Ｌ2） ……（式２） σcr ＝ Ｐcr／Ａ ＝ （π2・Ｅ）／（Ｌ／ｒ）2 ……（式３） となる。なお、 Ａ；断面積、 Ｉ；断面二次モーメント。
【００２３】さらに、前記σcrは、λ／Λ＜１の場合、
塑性座屈となるため鋼構造設計基準式である下式とな
る。 σcr ＝ ｛１−０．４（λ／Λ）2｝・σｙ ……（式４） ここで、σｙ＝２４００kg／cm2とすると、 Λ ＝ （π2Ｅ／０．６σｙ）1/2 、 λ ＝ Ｌ／ｒ、 Ｌ；座屈長、 ｒ；杭１の断面二次半径。
塑性座屈となるため鋼構造設計基準式である下式とな
る。 σcr ＝ ｛１−０．４（λ／Λ）2｝・σｙ ……（式４） ここで、σｙ＝２４００kg／cm2とすると、 Λ ＝ （π2Ｅ／０．６σｙ）1/2 、 λ ＝ Ｌ／ｒ、 Ｌ；座屈長、 ｒ；杭１の断面二次半径。
【００２４】上記の（式２）ないし（式４）に基づい
て、図２に示すような、従来より用いられている鋼管杭
と、地盤変位に追従できる前記ａ）の小口径の鋼管杭に
ついて、座屈に対する安全性を検討してみる。ここで
は、例えば、通常用いられている鋼管杭の直径を６０ｃ
ｍ、これに対して前記ａ）の小口径の鋼管杭の直径を３
０ｃｍとして検討を行う。ここでの検討は、液状化した
地盤の側方拘束が０になると仮定し、座屈長Ｌを、５
ｍ，１０ｍ，１５ｍの三種類とした場合の座屈荷重Ｐcr
（式２参照）を求め、杭許容支持力と比較する。
て、図２に示すような、従来より用いられている鋼管杭
と、地盤変位に追従できる前記ａ）の小口径の鋼管杭に
ついて、座屈に対する安全性を検討してみる。ここで
は、例えば、通常用いられている鋼管杭の直径を６０ｃ
ｍ、これに対して前記ａ）の小口径の鋼管杭の直径を３
０ｃｍとして検討を行う。ここでの検討は、液状化した
地盤の側方拘束が０になると仮定し、座屈長Ｌを、５
ｍ，１０ｍ，１５ｍの三種類とした場合の座屈荷重Ｐcr
（式２参照）を求め、杭許容支持力と比較する。
【００２５】（従来の鋼管杭；直径６０ｃｍ）従来の鋼
管杭を、 直径Ｄ＝６０ｃｍ、 肉厚ｔ＝０．９ｃｍ、 断面積Ａ＝１６７．１ｃｍ2（腐食代を１ｍｍとすると
１５０ｃｍ2）、 断面２次モーメントＩ＝７３０×１０2ｃｍ4（腐食代１
ｍｍとすると５９０×１０2ｃｍ4）、 とすると、λ／Λ＜１であるためσcrは（式４）とな
り、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcrは、 Ｌ＝５ｍ ；Ｐcr＝３９７ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３５７ｔ／本）、λ＝２１、 Ｌ＝１０ｍ；Ｐcr＝３８７ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３４８ｔ／本）、λ＝４７、 Ｌ＝１５ｍ；Ｐcr＝３７２ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３３４ｔ／本）、λ＝７１、 となる。杭の場合、座屈荷重Ｐcrを比較する軸力は杭の
長期許容支持力であるが、これは先端支持力と周面摩擦
抵抗とで決まる。液状化層の周面摩擦を考慮しなけれ
ば、図２における直径６０ｃｍの鋼管杭の先端極限支持
力は３３４ｔ／本であり、許容支持力は１１３ｔ／本と
なるため、許容支持力程度の荷重に対しては充分な安全
性を有している。
管杭を、 直径Ｄ＝６０ｃｍ、 肉厚ｔ＝０．９ｃｍ、 断面積Ａ＝１６７．１ｃｍ2（腐食代を１ｍｍとすると
１５０ｃｍ2）、 断面２次モーメントＩ＝７３０×１０2ｃｍ4（腐食代１
ｍｍとすると５９０×１０2ｃｍ4）、 とすると、λ／Λ＜１であるためσcrは（式４）とな
り、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcrは、 Ｌ＝５ｍ ；Ｐcr＝３９７ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３５７ｔ／本）、λ＝２１、 Ｌ＝１０ｍ；Ｐcr＝３８７ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３４８ｔ／本）、λ＝４７、 Ｌ＝１５ｍ；Ｐcr＝３７２ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
３３４ｔ／本）、λ＝７１、 となる。杭の場合、座屈荷重Ｐcrを比較する軸力は杭の
長期許容支持力であるが、これは先端支持力と周面摩擦
抵抗とで決まる。液状化層の周面摩擦を考慮しなけれ
ば、図２における直径６０ｃｍの鋼管杭の先端極限支持
力は３３４ｔ／本であり、許容支持力は１１３ｔ／本と
なるため、許容支持力程度の荷重に対しては充分な安全
性を有している。
【００２６】（小口径の鋼管杭；直径３０ｃｍ）前記
ａ）の小口径の鋼管杭を、 直径Ｄ＝３０ｃｍ、 肉厚ｔ＝０．９ｃｍ、 断面積Ａ＝６４．３ｃｍ2（腐食代を１ｍｍとすると５
４．９ｃｍ2）、 断面２次モーメントＩ＝９１３０ｃｍ4（腐食代１ｍｍ
とすると８０８０ｃｍ4）、 とすると、Ｌ＝５ｍ，１０ｍでは、λ／Λ＜１であるた
めσcrは（式４）となり、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcr
は、 Ｌ＝５ｍ ；Ｐcr＝１４４ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
１２２ｔ／本）、λ＝４８、 Ｌ＝１０ｍ；Ｐcr＝１１５ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
９９ｔ／本）、λ＝９５、 また、Ｌ＝１５ｍでは、λ／Λ≧１であるためσcrは
（式３）となり、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcrは、 Ｌ＝１５ｍ；Ｐcr＝８４ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、７
４ｔ／本）、λ＝１４２、 となる。直径３０ｃｍの杭の許容支持力は約３０ｔ／本
であり、座屈長Ｌ＝１５ｍまでは許容支持力程度の荷重
に対して安全である。また、実際には、液状化時におい
ても地盤の水平抵抗は０とはならないため、座屈に対す
る安全性はこの検討結果よりさらに大きい。
ａ）の小口径の鋼管杭を、 直径Ｄ＝３０ｃｍ、 肉厚ｔ＝０．９ｃｍ、 断面積Ａ＝６４．３ｃｍ2（腐食代を１ｍｍとすると５
４．９ｃｍ2）、 断面２次モーメントＩ＝９１３０ｃｍ4（腐食代１ｍｍ
とすると８０８０ｃｍ4）、 とすると、Ｌ＝５ｍ，１０ｍでは、λ／Λ＜１であるた
めσcrは（式４）となり、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcr
は、 Ｌ＝５ｍ ；Ｐcr＝１４４ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
１２２ｔ／本）、λ＝４８、 Ｌ＝１０ｍ；Ｐcr＝１１５ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、
９９ｔ／本）、λ＝９５、 また、Ｌ＝１５ｍでは、λ／Λ≧１であるためσcrは
（式３）となり、この鋼管杭の座屈荷重Ｐcrは、 Ｌ＝１５ｍ；Ｐcr＝８４ｔ／本（腐食代１ｍｍでは、７
４ｔ／本）、λ＝１４２、 となる。直径３０ｃｍの杭の許容支持力は約３０ｔ／本
であり、座屈長Ｌ＝１５ｍまでは許容支持力程度の荷重
に対して安全である。また、実際には、液状化時におい
ても地盤の水平抵抗は０とはならないため、座屈に対す
る安全性はこの検討結果よりさらに大きい。
【００２７】このように、前記ａ）の小口径の鋼管杭に
おいても、通常の鋼管杭と同様、杭供用時の座屈荷重に
対して安全であることがわかる。
おいても、通常の鋼管杭と同様、杭供用時の座屈荷重に
対して安全であることがわかる。
【００２８】上述したようにして、前記条件（イ）また
は（ロ）のいずれか一方または双方を満たすことによっ
て、安全率Ｆが高くなり、これによって、杭１が降伏し
て損傷に至るまでの水平変位の許容量が、従来の杭構造
に比較して大きくなる。これにより、地震等によって地
盤Ｇの液状化に伴う側方流動が発生した場合にも、杭１
は地盤の変位に追従して変形し、損傷することなく、鉛
直荷重に対してはその支持機能を十分に発揮して、杭と
しての機能を保持することができる。さらに、このよう
にして、杭１を、地盤Ｇの側方流動に伴う変位を許容で
きる構造としておくことによって、従来のようにせん断
力や曲げモーメントに耐え得るために杭強度の向上を図
ることなく、地震による杭１の破損等の被害を被るのを
防止することができ、杭１を経済的なものとすることが
できる。
は（ロ）のいずれか一方または双方を満たすことによっ
て、安全率Ｆが高くなり、これによって、杭１が降伏し
て損傷に至るまでの水平変位の許容量が、従来の杭構造
に比較して大きくなる。これにより、地震等によって地
盤Ｇの液状化に伴う側方流動が発生した場合にも、杭１
は地盤の変位に追従して変形し、損傷することなく、鉛
直荷重に対してはその支持機能を十分に発揮して、杭と
しての機能を保持することができる。さらに、このよう
にして、杭１を、地盤Ｇの側方流動に伴う変位を許容で
きる構造としておくことによって、従来のようにせん断
力や曲げモーメントに耐え得るために杭強度の向上を図
ることなく、地震による杭１の破損等の被害を被るのを
防止することができ、杭１を経済的なものとすることが
できる。
【００２９】なお、上記実施の形態において、前記条件
（イ）または（ロ）の条件を満たすものとして、上記
ａ）の小口径の鋼管杭を挙げたが、これ以外にも、前記
した、 ｂ）小口径のコンクリート杭、 ｃ）アルミニウム合金，木，ＦＲＰ（繊維強化樹脂）等
の、鉄鋼やコンクリートに比較して、ヤング係数Ｅと杭
材の強度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる杭、 ｄ）上記と同様、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる小口径の杭、 においても、上記と同様の効果を得ることができる。
（イ）または（ロ）の条件を満たすものとして、上記
ａ）の小口径の鋼管杭を挙げたが、これ以外にも、前記
した、 ｂ）小口径のコンクリート杭、 ｃ）アルミニウム合金，木，ＦＲＰ（繊維強化樹脂）等
の、鉄鋼やコンクリートに比較して、ヤング係数Ｅと杭
材の強度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる杭、 ｄ）上記と同様、ヤング係数Ｅと杭材の強度ｓとの比
（Ｅ／ｓ）が小さい材料からなる小口径の杭、 においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３０】特に、上記ｃ）およびｄ）のヤング係数Ｅ
と杭材の強度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さい材料材料とし
ては、上記以外にも、例えば図３に示すような性質を有
するＣＲＣ（Compact Reinforced Composite:コンパク
ト強化複合材、ミクロシリカ（Ｓｉ−Ｏ2）を２０容積
％に、か焼ボーキサイト−Ａｌ2Ｏ3と、スチールファイ
バを９容積％とを添加したもの）を用いてもよい。この
ようなＣＲＣを用いることによって、同じ径であれば、
従来の鋼管杭に比較して、２倍の変形追従性を発揮する
ことができる。
と杭材の強度ｓとの比（Ｅ／ｓ）が小さい材料材料とし
ては、上記以外にも、例えば図３に示すような性質を有
するＣＲＣ（Compact Reinforced Composite:コンパク
ト強化複合材、ミクロシリカ（Ｓｉ−Ｏ2）を２０容積
％に、か焼ボーキサイト−Ａｌ2Ｏ3と、スチールファイ
バを９容積％とを添加したもの）を用いてもよい。この
ようなＣＲＣを用いることによって、同じ径であれば、
従来の鋼管杭に比較して、２倍の変形追従性を発揮する
ことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る杭
構造によれば、構造物を支持するため地盤中に構築され
る杭が、地震等による地盤の側方流動に追従して変位す
る構成となっている。また、請求項２に係る杭構造によ
れば、杭の曲げによる縁応力が、杭を形成する材料の許
容応力を下回るよう設定された構成となっている。そし
て、請求項３に係る杭構造によれば、縁応力が許容応力
度を下回るよう、杭の径が小さく設定された構成となっ
ている。さらに、請求項４に係る杭構造によれば、縁応
力が許容応力度を下回るよう、杭のヤング率と杭材の強
度との比が小さく設定された構成となっている。このよ
うな杭構造により、地震等によって地盤の液状化に伴う
側方流動が発生した場合にも、杭は地盤の変位に追従し
て変形して損傷することなく、鉛直荷重に対してその支
持機能を十分に発揮して、杭としての機能を保持するこ
とができる。
構造によれば、構造物を支持するため地盤中に構築され
る杭が、地震等による地盤の側方流動に追従して変位す
る構成となっている。また、請求項２に係る杭構造によ
れば、杭の曲げによる縁応力が、杭を形成する材料の許
容応力を下回るよう設定された構成となっている。そし
て、請求項３に係る杭構造によれば、縁応力が許容応力
度を下回るよう、杭の径が小さく設定された構成となっ
ている。さらに、請求項４に係る杭構造によれば、縁応
力が許容応力度を下回るよう、杭のヤング率と杭材の強
度との比が小さく設定された構成となっている。このよ
うな杭構造により、地震等によって地盤の液状化に伴う
側方流動が発生した場合にも、杭は地盤の変位に追従し
て変形して損傷することなく、鉛直荷重に対してその支
持機能を十分に発揮して、杭としての機能を保持するこ
とができる。
【図１】 本発明に係る杭構造を適用する杭端部の拘束
形態の例を示す図である。
形態の例を示す図である。
【図２】 本発明に係る杭構造を適用した杭と、従来の
杭とで、座屈に対する安全性を検討するための条件を示
す図である。
杭とで、座屈に対する安全性を検討するための条件を示
す図である。
【図３】 前記杭構造として用いる材料の性状を示す図
である。
である。
１ 杭
Claims (4)
- 【請求項１】 構造物を支持するため地盤中に構築され
る杭が、地震等による地盤の側方流動に追従して変位す
る構成とされていることを特徴とする杭構造。 - 【請求項２】 請求項１記載の杭構造において、前記杭
の曲げによる縁応力が、杭を形成する材料の許容応力を
下回るよう設定されていることを特徴とする杭構造。 - 【請求項３】 請求項２記載の杭構造において、前記縁
応力が前記許容応力度を下回るよう、前記杭の径が小さ
く設定されていることを特徴とする杭構造。 - 【請求項４】 請求項２または３記載の杭構造におい
て、前記縁応力が前記許容応力度を下回るよう、前記杭
のヤング率と杭材の強度との比が小さく設定されている
ことを特徴とする杭構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303097A JPH10219678A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 杭構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303097A JPH10219678A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 杭構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219678A true JPH10219678A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=12099085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2303097A Pending JPH10219678A (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 杭構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219678A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012144951A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Jfe Steel Corp | 鋼管杭式桟橋 |
-
1997
- 1997-02-05 JP JP2303097A patent/JPH10219678A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012144951A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Jfe Steel Corp | 鋼管杭式桟橋 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2010048039A (ja) | プレストレスト鉄筋コンクリート杭 | |
| JP4230533B1 (ja) | 構造体の接合構造及びそれに使用されるせん断力伝達用定着部材 | |
| JP4658684B2 (ja) | 拡径部の傾斜面に作用する支圧力とせん断力とを用いた節付杭の引抜抵抗力の計算方法、押込抵抗力の計算方法、節付杭の設計方法、節付杭 | |
| JP6021993B1 (ja) | 支柱下端部とコンクリート杭との剛結構造体 | |
| JP5407266B2 (ja) | 摩擦杭 | |
| JPH10219678A (ja) | 杭構造 | |
| JP3882633B2 (ja) | 鋼管ダンパー及びこれを用いたロッキング基礎構造 | |
| JP2006257710A (ja) | 場所打ちコンクリート杭と基礎との接合構造 | |
| JP3748525B2 (ja) | 橋梁耐震補強構造 | |
| JP2005139670A (ja) | アーチ橋 | |
| JP4038821B2 (ja) | 道路拡張構造 | |
| JPS62268421A (ja) | 頭部二重管杭 | |
| JP2004162259A (ja) | 構造物基礎の支持構造 | |
| JP3735813B2 (ja) | 耐震杭群構造物 | |
| Song et al. | Limit state analysis of fixed-head concrete piles under lateral loads | |
| JP4452603B2 (ja) | 杭式桟橋の補強方法、補強構造、及び杭式桟橋 | |
| JP2006241918A (ja) | 座屈安定性に優れた積層ゴム支承 | |
| JP4595545B2 (ja) | フーチングと杭の結合構造 | |
| JP2008069514A (ja) | 杭頭結合構造 | |
| JP3952447B2 (ja) | 土留構造及び土留工法 | |
| JPH10237863A (ja) | 杭構造 | |
| JPS62268424A (ja) | ア−スアンカ−兼用地中杭 | |
| JP2005307594A (ja) | 構造物の基礎構造 | |
| JPH1181341A (ja) | 耐震杭工法 | |
| KR102091816B1 (ko) | 무리 말뚝 기초 시공 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050106 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |