基本設計

地盤から決まる許容鉛直支持力の算出式

(1)長期に生ずる力に対する地盤の許容支持力(KN)

Ra = 1/3{α・N・Ap + (β・Ns・Ls + γ・qu・Lc)・ψ}　・・・・・　(1)

(2)短期に生ずる力に対する地盤の許容支持力(KN)

Ra = 2/3{α・N・Ap + (β・Ns・Ls + γ・qu・Lc)・ψ}　・・・・・　(2)

　ここで、(1),(2)において、

α：

基礎ぐいの先端付近の地盤(地震時に液状化するおそれのある地盤^※１を除く)におけるくい先端支持力係数 (α=150)

β：

基礎ぐいの周囲の地盤(地震時に液状化するおそれのある地盤^※１を除く)のうち砂質地盤におけるくい周面摩擦力係数(β=1.0。ただし、プレボーリングを行った場合は、β=0 とする。)

γ：

基礎ぐいの周囲の地盤(地震時に液状化するおそれのある地盤^※１を除く)のうち粘土質地盤におけるくい周面摩擦力係数(γ=0.2。ただし、プレボーリングを行った場合は、γ＝0 とする。)

N：

基礎ぐいの先端付近の平均N値(くい軸本体下端から下方へ1Dw、上方へ1Dw の範囲の標準貫入試験による打撃回数(N)の平均値)。
ただし、Nは下表『認定寸法及びN値の適用範囲』に示す範囲とする^※２。N を求める個々のN値については、N<3 のときは N＝0、N>75 のときは N＝75 とする。なお、くい先端以深の地盤においては、「工法の概要、◆施工における確認事項、1)地盤調査」の内容に留意する。

Dw：

基礎ぐい翼部径(m)

Ap：

基礎ぐいの先端の有効面積(m²) Ap=Dw²・π/4

Ns：

基礎ぐいの周囲の地盤のうち砂質地盤の標準貫入試験による打撃回数の平均値(回)。ただし、5≤Ns≤30 とする^※３。Nsの算定に用いる個々のN値については、N<5 の場合は N=0、N>50 の場合は N=50 とする。

Ls：

基礎ぐいの周囲の地盤のうち砂質地盤に接する有効長さの合計(m)。

qu：

基礎ぐいの周囲の地盤のうち粘土質地盤の一軸圧縮強度の平均値(kN/m²)。
ただし、40≤qu≤200 とする^※４。
quの算定に用いる個々のqu(kN/m²)については、qu<40 のときは qu=0、qu>250 のときは qu=250 とする。

Lc：

基礎ぐいの周囲の地盤のうち粘土質地盤に接する有効長さの合計(m)。

ψ：

基礎ぐい軸径の周長(m) 　ψ = D・π　 (D：基礎ぐい軸径)。

※１ここでの「地震時に液状化するおそれのある地盤」とは、建築基礎構造設計指針(日本建築学会：2019 改定)に示されている液状化の発生の可能性の判定に用いる指標値(Fl値)により、液状化発生の可能性があると判断される土層(Fl値が1以下となる場合)及びその上方にある土層をいう。

※２すべてのくい仕様において、Nが下限値に満たない場合はN＝0として地盤の許容支持力の計算を行い、Nが上限値を超える場合は上限値を用いて地盤の許容支持力の計算を行う。

※３すべてのくい仕様において、Nsが下限値に満たない場合はNs＝0として地盤の許容支持力の計算を行い、Nsが上限値を超える場合は上限値を用いて地盤の許容支持力の計算を行う。

※４すべてのくい仕様において、quが下限値に満たない場合はqu＝0として地盤の許容支持力の計算を行い、quが上限値を超える場合は上限値を用いて地盤の許容支持力の計算を行う。

認定寸法及びN値の適用範囲

くい軸本体					翼部			Nの適用範囲[砂質(礫質)]		Nの適用範囲[粘土質]
径 D (mm)	厚さ t (mm)	材質	翼部が取り付けられる部分		径 Dw (mm)	厚さ t₂ (mm)	材質	長期許容支持力	短期許容支持力	長期許容支持力	短期許容支持力
径 D (mm)	厚さ t (mm)	材質	厚さ t₁ (mm)	材質	径 Dw (mm)	厚さ t₂ (mm)	材質	長期許容支持力	短期許容支持力	長期許容支持力	短期許容支持力
101.6	4.2 以上	STK400 STK490 HU590 SEAH590 SKK400 SKK490	4.2 以上	STK 490	250	12	SM 490A	10≤N≤25*¹	10≤N≤25	5≤N≤25*¹	5≤N≤25
101.6	4.2 以上		4.2 以上	STK 490	300	12	SM 490A	10≤N≤25*¹	10≤N≤25	5≤N≤25*¹	5≤N≤25
114.3	4.5 以上		6.0 以上	STK 490	300	12	SM 490A	10≤N≤30*¹	10≤N≤30	5≤N≤30*¹	5≤N≤30
114.3	4.5 以上		6.0 以上	STK 490	350	12	SM 490A	10≤N≤24*¹	10≤N≤18*²	5≤N≤24*¹	5≤N≤18*²
139.8	4.5 以上		6.0 以上	STK 490	350	16	SM 490A	10≤N≤50	10≤N≤40*²	5≤N≤50	5≤N≤40*²
139.8	4.5 以上		6.0 以上	STK 490	400	16	SM 490A	10≤N≤35*¹	10≤N≤27*²	5≤N≤35*¹	5≤N≤27*²
165.2	5.0 以上		7.1 以上	STK 490	400	25	SM 490A	10≤N≤50	10≤N≤50	5≤N≤50	5≤N≤50
165.2	5.0 以上		9.3 以上	STK 490	450	30	SM 490A
190.7	5.3 以上		8.2 以上	STK 490	450	25	SM 490A
190.7	5.3 以上		8.2 以上	STK 490	500	30	SM 490A
216.3	5.8 以上		10.3 以上	STK 490	500	25	SM 490A
			10.3 以上		550	30
			12.7 以上		600	36
267.4	5.8 以上		12.7 以上	STK 490	600	30	SM 490A
			12.7 以上		650	36
			15.1 以上		700	40
					800	40
					800	50	SM 520C
318.5	6.0 以上		12.7 以上	STK 490	650	36	SM 490A
			14.3 以上		700	40
			17.4 以上		750	40
			17.4 以上		800	40
355.6	6.4 以上		12.7 以上	STK 490	750	40	SM 490A
			16.0 以上		800	40
			19.0 以上		850	40
					900	40
					900	45	SM 520C
406.4	6.4 以上		12.7 以上	STK 490	850	40	SM 490A
			16.0 以上		900	45	SM 520C
			19.0 以上		950	45
			19.0 以上		1000	50

●Nの上限値は、載荷試験の実績及びくい先端部に生じる応力が許容応力度以下となるように設定している。
*1 は、くい先端部に生じる応力が許容応力度以下となるNの上限値が載荷試験の実績より規定される N=50 に満たないケースである。
*2 は、地盤の許容支持力の長期・短期の安全率と鋼材の長期・短期の安全率との違いにより、短期荷重時におけるNの上限値が長期荷重時より小さいケースである。
●沖縄県においては、Nの下限値を 10 とする。

地盤から決まる杭の長期許容支持力 Ra(KN)

● 軸径部：101.6mm, 114.3mm, 139.8mm, 165.2mm, 190.7mm , 216.3mm

は、粘土質地盤のみとする。

軸部径(mm)		101.6		114.3		139.8		165.2		190.7		216.3
翼部径(mm)		250	300	300	350	350	400	400	450	450	500	500	550	600
有効面積(m²)		0.04906	0.07065	0.07065	0.09616	0.09616	0.1256	0.1256	0.15896	0.15896	0.19625	0.19625	0.23746	0.2826
N値	5	12	18	18	24	24	31	31	40	40	49	49	59	71
	6	15	21	21	29	29	38	38	48	48	59	59	71	85
	7	17	25	25	34	34	44	44	56	56	69	69	83	99
	8	20	28	28	38	38	50	50	64	64	79	79	95	113
	9	22	32	32	43	43	57	57	72	72	88	88	107	127
	10	25	35	35	48	48	63	63	79	79	98	98	119	141
	11	27	39	39	53	53	69	69	87	87	108	108	131	155
	12	29	42	42	58	58	75	75	95	95	118	118	142	170
	13	32	46	46	63	63	82	82	103	103	128	128	154	184
	14	34	49	49	67	67	88	88	111	111	137	137	166	198
	15	37	53	53	72	72	94	94	119	119	147	147	178	212
	16	39	57	57	77	77	100	100	127	127	157	157	190	226
	17	42	60	60	82	82	107	107	135	135	167	167	202	240
	18	44	64	64	87	87	113	113	143	143	177	177	214	254
	19	47	67	67	91	91	119	119	151	151	186	186	226	268
	20	49	71	71	96	96	126	126	159	159	196	196	237	283
	21	51	74	74	101	101	132	132	167	167	206	206	249	297
	22	54	78	78	106	106	138	138	175	175	216	216	261	311
	23	56	81	81	111	111	144	144	183	183	226	226	273	325
	24	59	85	85	115	115	151	151	191	191	236	236	285	339
	25	61	88	88		120	157	157	199	199	245	245	297	353
	26			92		125	163	163	207	207	255	255	309	367
	27			95		130	170	170	215	215	265	265	321	382
	28			99		135	176	176	223	223	275	275	332	396
	29			102		139	182	182	230	230	284	284	344	410
	30			106		144	188	188	238	238	294	294	356	424
	31					149	195	195	246	246	304	304	368	438
	32					154	201	201	254	254	314	314	380	452
	33					159	207	207	262	262	324	324	392	466
	34					163	214	214	270	270	334	334	404	480
	35					168	220	220	278	278	343	343	416	495
	36					173		226	286	286	353	353	427	509
	37					178		232	294	294	363	363	439	523
	38					183		239	302	302	373	373	451	537
	39					187		245	310	310	383	383	463	551
	40					192		251	318	318	393	393	475	565
	41					197		257	326	326	402	402	487	579
	42					202		264	334	334	412	412	499	593
	43					207		270	342	342	422	422	511	608
	44					211		276	350	350	432	432	522	622
	45					216		283	358	358	442	442	534	636
	46					221		289	366	366	451	451	546	650
	47					226		295	374	374	461	461	558	664
	48					231		301	382	382	471	471	570	678
	49					236		308	389	389	481	481	582	692
	50					240		314	397	397	491	491	594	707

●沖縄県においては、Nの上限値を 10 とする。

● 軸径部：267.4mm, 318.5mm, 355.6mm, 406.4mm

は、粘土質地盤のみとする。

軸部径(mm)		267.4				318.5				355.6				406.4
翼部径(mm)		600	650	700	800	650	700	750	800	750	800	850	900	850	900	950	1000
有効面積(m²)		0.2826	0.33166	0.3840	0.5027	0.3318	0.3848	0.4418	0.5027	0.4418	0.5027	0.5675	0.6362	0.5675	0.6362	0.7088	0.7854
N値	5	71	83	96	126	83	96	110	126	110	126	142	159	142	159	177	196
	6	85	99	115	151	100	115	133	151	133	151	170	191	170	191	213	236
	7	99	116	135	176	116	135	155	176	155	176	199	223	199	223	248	275
	8	113	133	154	201	133	154	177	201	177	201	227	254	227	254	284	314
	9	127	149	173	226	149	173	199	226	199	226	255	286	255	286	319	353
	10	141	166	192	251	166	192	221	251	221	251	284	318	284	318	354	393
	11	155	182	212	276	183	212	243	276	243	276	312	350	312	350	390	432
	12	170	199	231	302	199	231	265	302	265	302	340	382	340	382	425	471
	13	184	216	250	327	216	250	287	327	287	327	369	414	369	414	461	511
	14	198	232	269	352	232	269	309	352	209	352	397	445	397	445	496	550
	15	212	249	289	377	249	289	331	377	331	377	426	477	426	477	532	589
	16	226	265	308	402	265	308	353	402	353	402	454	509	454	509	567	628
	17	240	282	327	427	282	327	376	427	376	427	482	541	482	541	602	668
	18	254	298	346	452	299	346	398	452	398	452	511	573	511	573	638	707
	19	268	315	366	478	315	366	420	478	420	478	539	604	539	604	673	746
	20	283	332	385	503	332	385	442	503	442	503	567	636	567	636	709	785
	21	297	348	404	528	348	404	464	528	464	528	596	668	596	668	744	825
	22	311	365	423	553	365	423	486	553	486	553	624	700	624	700	780	864
	23	325	381	443	578	382	443	508	578	508	578	653	732	653	732	815	903
	24	339	398	462	603	398	462	530	603	530	603	681	763	681	763	851	942
	25	353	415	481	628	415	481	552	628	552	628	709	795	709	795	886	982
	26	367	431	500	653	431	500	574	653	574	653	738	827	738	827	921	1021
	27	382	448	520	679	448	520	596	679	596	679	766	859	766	859	957	1060
	28	396	464	539	704	465	539	619	704	619	704	794	891	794	891	992	1100
	29	410	481	558	729	481	558	641	729	641	729	823	922	823	922	1028	1139
	30	424	497	577	754	498	577	663	754	663	754	851	954	851	954	1063	1178
	31	438	514	597	779	514	597	685	779	685	779	880	986	880	986	1099	1217
	32	452	531	616	804	531	616	707	804	707	804	908	1018	908	1018	1134	1257
	33	466	547	635	829	548	635	729	829	729	829	936	1050	936	1050	1170	1296
	34	480	564	654	855	564	654	751	855	751	855	965	1081	965	1081	1205	1335
	35	495	580	673	880	581	673	773	880	773	880	993	1113	993	1113	1240	1374
	36	509	597	693	905	597	693	795	905	795	905	1021	1145	1021	1145	1276	1414
	37	523	614	712	930	614	712	817	930	817	930	1050	1177	1050	1177	1311	1453
	38	537	630	731	955	630	731	839	955	839	955	1078	1209	1078	1209	1347	1492
	39	551	647	750	980	647	750	861	980	861	980	1107	1241	1107	1241	1382	1532
	40	565	663	770	1005	664	770	884	1005	884	1005	1135	1272	1135	1272	1418	1571
	41	579	680	789	1030	680	789	906	1030	906	1030	1163	1304	1163	1304	1453	1610
	42	593	696	808	1056	697	808	928	1056	928	1056	1192	1336	1192	1336	1489	1649
	43	608	713	827	1081	713	827	950	1081	950	1081	1220	1368	1220	1368	1524	1689
	44	622	730	847	1106	730	847	972	1106	972	1106	1248	1400	1248	1400	1559	1728
	45	636	746	866	1131	747	866	994	1131	994	1131	1277	1431	1277	1431	1595	1767
	46	650	763	885	1156	763	885	1016	1156	1016	1156	1305	1463	1305	1463	1630	1806
	47	664	779	904	1181	780	904	1038	1181	1038	1181	1334	1495	1334	1495	1666	1846
	48	678	796	924	1206	796	924	1060	1206	1060	1206	1362	1527	1362	1527	1701	1885
	49	692	813	943	1232	813	943	1082	1232	1082	1232	1390	1559	1390	1559	1737	1924
	50	707	829	962	1257	830	962	1104	1257	1104	1257	1419	1590	1419	1590	1772	1963

●沖縄県においては、Nの上限値を 10 とする。

材料から決まる許容鉛直支持力の算出式

短期(鉛直)許容支持力 = 1.5 × 長期(鉛直)許容支持力

Ra = F" / 1.5 × Ae × (1 - a1 - a2)

--- 記号の説明 ---

Ra：

杭材料から決まる長期許容支持力(KN)

F"：

設計基準強度(N/mm²) 　 F"=(0.8+2.5te/r)F かつ F"≤235[325]

F：

杭材料の許容基準強度(235N/mm²)[325N/mm²] []内はSTK490

te：

腐食しろ(外面 1mm)を除いた杭厚(mm)

r：

杭の半径(mm)

Ae：

腐食しろを除いた杭の断面積(mm²)

a1：

継手による低減率(0.05/１ヶ所)

a2：

細長比による低減率(L/D>100 の場合、(L/D-100)/100) L：杭長(m)、D：杭軸径(m)
※ a1 及び a2 は必要に応じて考慮する。

材料から決まる長期鉛直許容支持力と短期ねじり強さ

		STK400		STK490
杭軸径 (mm)	杭軸厚 (mm)	長期鉛直支持力 (KN)	短期ねじり強さ (KN・m)	長期鉛直支持力 (KN)	短期ねじり強さ (KN・m)
101.6	4.2	145	8.2	202	11.3
101.6	5.7	220	10.6	304	14.2
114.3	4.5	179	11.1	248	15.4
114.3	6.0	264	14.2	365	19.7
139.8	4.5	215	17.0	297	23.5
139.8	6.6	364	23.8	504	32.9
165.2	5.0	289	26.5	400	36.7
	6.0	370	31.2	512	43.2
	7.1	466	36.2	644	50.1
	9.3	632	45.6	874	63.1
190.7	5.3	356	37.3	492	52.2
	6.0	357	42.3	493	58.5
	7.0	517	48.5	716	67.1
	8.2	636	55.6	879	76.2
216.3	4.5	320	42.1	443	58.3
	5.8	451	53.3	624	73.7
	6.0	472	55.0	653	76.0
	8.2	710	72.8	983	100.8
	10.3	938	88.8	1,297	122.9
	12.7	1,167	105.9	1,614	146.5
267.4	5.8	548	82.7	758	114.4
	6.0	572	85.4	792	118.1
	6.6	648	93.3	897	129.0
	8.0	830	111.3	1,147	154.0
	9.3	1,005	127.5	1,389	176.4
	12.7	1,461	167.5	2,020	231.7
318.5	6.0	674	122.6	931.9	169.5
	9.0	1,124	178.7	1,555	247.1
	9.5	1,203	187.7	1,664	259.6
	10.3	1,332	202.0	1,841	279.4
	12.7	1,729	243.4	2,391	336.7
	14.3	1,985	270.0	2,745	373.3
	16.0	-	297.1	3,078	411.0
355.6	6.4	811	163.4	1,121	226.0
	7.9	1,056	199.1	1,461	275.4
	9.5	1,328	236.2	1,836	326.7
	11.1	1,609	272.3	2,225	376.5
	12.7	1,899	307.3	2,626	425.0
	15.1	2,352	358.0	3,253	495.1
	16.0	2,500	376.4	3,457	520.6
406.4	6.4	919	214.9	1,271	297.1
	7.9	1,195	262.3	1,652	362.7
	9.5	1,498	311.7	2,072	431.0
	12.7	2,135	406.8	2,952	562.7
	16.0	2,875	500.1	3,976	691.6
	19.0	3,423	580.7	4,734	803.1

多くの経験から学び、最終たどり着いた杭。それが・・・KENMAPILE(ケンマパイル) 弊社新開発のケンマパイルをラインナップに加え、鋼管杭基礎工事を通して社会に貢献し明日を創る会社、一輝株式会社