ケンマパイル

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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※2N 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=Dw2π/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
厚さ t1
(mm)
材質
101.6 4.2
以上
STK400
 
STK490
 
HU590
 
SEAH590
 
SKK400
 
SKK490
4.2
以上
STK490 250 12 SM490A 10≤N≤25*1 10≤N≤25 5≤N≤25*1 5≤N≤25
300 10≤N≤25*1 10≤N≤25 5≤N≤25*1 5≤N≤25
114.3 4.5
以上
6.0
以上
STK490 300 12 SM490A 10≤N≤30*1 10≤N≤30 5≤N≤30*1 5≤N≤30
350 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
STK490 350 16 SM490A 10≤N≤50 10≤N≤40*2 5≤N≤50 5≤N≤40*2
400 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
STK490 400 25 SM490A 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
9.3
以上
450 30
190.7 5.3
以上
8.2
以上
STK490 450 25 SM490A
500 30
216.3 5.8
以上
10.3
以上
STK490 500 25 SM490A
550 30
12.7
以上
600 36
267.4 5.8
以上
12.7
以上
STK490 600 30 SM490A
650 36
15.1
以上
700 40
800 50 SM520C
318.5 6.0
以上
12.7
以上
STK490 650 36 SM490A
14.3
以上
700 40
17.4
以上
750 40
800 40
355.6 6.4
以上
12.7
以上
STK490 750 40 SM490A
16.0
以上
800 40
19.0
以上
850 40
900 45 SM520C
406.4 6.4
以上
12.7
以上
STK490 850 40 SM490A
16.0
以上
900 45 SM520C
19.0
以上
950 45
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 15 21 21 29 29 38 38 48 48 59 59 71 85
6 12 18 18 24 24 31 31 40 40 49 49 59 71
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   74 101 101 132 132 167 167 206 206 249 297
22 54   78 106 106 138 138 175 175 216 216 261 311
23 56   81 111 111 144 144 183 183 226 226 273 325
24 59   85 115 115 151 151 191 191 236 236 285 339
25 61   88 120 120 157 157 199 199 245 245 297 353
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         168 220 220 278 278 343 343 415 495
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) 0.0000 0.0000 0.3848 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 5 000 000 96 126 83 96 110 126 110 126 142 159 142 159 177 196
6 000 000 115 151 100 115 133 151 133 151 170 191 170 191 213 236
7 000 000 135 176 116 135 155 176 155 176 199 233 199 223 248 275
8 000 000 154 201 133 154 177 201 177 201 227 254 227 254 284 314
9 000 000 173 226 149 173 199 225 199 226 255 286 255 286 319 353
10 000 000 192 251 166 192 221 251 221 251 284 318 284 318 354 393
11 000 000 212 276 183 212 243 276 243 276 312 350 312 350 390 432
12 000 000 231 302 199 231 265 302 265 302 340 382 340 382 425 471
13 000 000 250 327 216 250 287 327 287 327 369 414 369 414 461 511
14 000 000 269 352 232 269 309 352 209 352 397 445 397 445 496 550
15 000 000 289 377 249 289 331 377 231 377 426 477 426 477 532 589
16 000 000 308 402 265 308 353 402 253 402 454 509 454 509 567 628
17 000 000 327 427 282 327 376 427 376 427 482 541 482 541 602 668
18 000 000 346 452 299 346 398 452 398 452 511 573 511 573 638 707
19 000 000 366 478 315 366 420 478 320 478 539 604 539 604 673 746
20 000 000 385 503 332 385 442 503 442 503 567 636 567 636 709 785
21 000 000 404 528 348 404 464 528 464 528 596 668 596 668 744 825
22 000 000 423 553 365 423 486 553 486 553 624 700 624 700 780 864
23 000 000 443 578 382 443 508 578 508 578 653 732 653 732 815 903
24 000 000 462 603 398 462 530 603 530 603 681 763 681 763 851 942
25 000 000 481 628 415 481 552 628 552 628 709 795 709 795 886 982
26 000 000 500 653 431 500 574 653 574 653 738 827 738 827 921 1021
27 000 000 520 679 448 520 596 679 596 679 766 859 765 859 957 1060
28 000 000 539 704 465 539 619 704 619 704 794 891 794 891 992 1100
29 000 000 558 729 481 558 641 729 641 729 823 922 823 922 1028 1139
30 000 000 577 754 498 577 663 754 663 754 851 954 851 954 1063 1178
31 000 000 597 779 514 597 685 779 685 779 880 986 880 986 1099 1217
32 000 000 616 804 531 616 707 804 707 804 908 1018 908 1018 1134 1257
33 000 000 635 829 548 635 729 829 729 829 936 1050 936 1050 1170 1296
34 000 000 654 855 564 654 751 855 751 855 965 1081 965 1081 1205 1335
35 000 000 673 880 581 673 773 880 773 880 993 1113 993 1113 1240 1374
36 000 000 693 905 597 693 795 905 795 905 1021 1145 1021 1145 1276 1414
37 000 000 712 930 614 712 817 930 817 930 1050 1177 1050 1177 1311 1453
38 000 000 731 955 630 731 839 955 839 955 1078 1209 1078 1209 1347 1492
39 000 000 750 980 647 750 861 980 851 980 1107 1241 1107 1241 1382 1532
40 000 000 770 1005 664 770 884 1005 884 1005 1135 1272 1135 1272 1418 1571
41 000 000 789 1030 680 789 906 1030 906 1030 1163 1304 1163 1304 1453 1610
42 000 000 808 1056 697 808 928 1056 928 1056 1192 1336 1192 1336 1489 1649
43 000 000 827 1081 713 827 950 1081 950 1081 1220 1368 1220 1368 1524 1689
44 000 000 847 1106 730 847 972 1106 972 1106 1248 1400 1248 1400 1559 1728
45 000 000 866 1131 747 866 994 1131 994 1131 1277 1431 1277 1431 1595 1767
46 000 000 885 1156 763 885 1016 1156 1016 1156 1305 1463 1305 1463 1630 1806
47 000 000 904 1181 780 904 1038 1181 1038 1181 1334 1495 1334 1495 1666 1846
48 000 000 924 1206 796 924 1060 1206 1060 1206 1362 1527 1362 1527 1701 1885
49 000 000 943 1232 813 943 1082 1232 1082 1232 1390 1559 1390 1559 1737 1924
50 000 000 962 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

杭軸径
D
(mm)
杭軸厚
t
(mm)
ねじり
断面係数
Zt
(cm3)
許容せん断応力度 許容ねじり強さ
短期
sfs
(N/mm2)
短期
sT
(kN・m)
STK400 STK490
101.6 4.2 64 F/√3 8.7 12.0
114.3 4.5 82 11.1 15.4
6.0 105 14.2 19.7
139.8 4.5 125 17.0 23.5
6.6 176 23.8 32.9
165.2 5.0 196 26.5 36.7
6.0 230 31.2 43.2
7.1 267 36.2 50.1
9.3 336 45.3 62.1
190.7 5.3 278 37.7 52.2
6.0 312 42.3 58.5
7.0 358 48.5 67.1
8.2 411 55.6 76.2
216.3 5.8 393 53.3 73.7
6.0 405 55.0 76.0
8.2 537 72.8 100.8
10.3 655 88.8 122.9
12.7 781 105.9 146.5
267.4 5.8 610 82.7 114.4
6.0 630 85.4 118.1
6.6 688 93.3 129.0
8.0 821 111.3 154.0
9.3 940 127.5 176.4
12.7 1235 167.5 231.7
15.1 1429 193.8 268.1
318.5 6.0 903 122.5 169.5
6.9 1030 139.7 193.2
7.9 1168 158.5 219.2
8.0 1182 160.3 221.7
9.0 1317 178.6 247.1
10.3 1489 201.9 279.3
16.0 2190 297.1 411.0
355.6 6.4 1204 163.3 225.9
7.9 1468 199.1 275.3
9.0 1656 224.7 310.8
9.5 1741 236.2 326.6
11.1 2007 272.2 376.5
12.0 2153 292.1 403.9
12.7 2265 307.3 424.9
15.1 2638 357.9 495.0
16.0 2774 376.4 520.5
406.4 6.4 1584 214.8 297.1
7.9 1933 262.2 362.7
9.0 2184 296.3 409.8
9.5 2297 311.6 431.0
12.0 2848 386.4 534.4
12.7 2999 406.8 562.6
16.0 3686 500.0 691.6
19.0 4280 580.6 803.0


 
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