ケンマパイル

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)

--- 記号の説明 ---

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。N を求める個々のN値については、N<5 のときは N=0、N>60 のときは N=60 とする。なお、くい先端以深の地盤においては、「Ⅱ.工法の概要、(3)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 とし、Ns<5 のときは Ns=0、Ns>30 のときは Ns=30 とする。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 とし、qu<40 のときは qu=0、qu>200 のときは qu=200 とする。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)。
 
 
※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:2001 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。
 
 

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)] [粘土質]
径 D
(mm)
厚さ t
(mm)
翼部が取り付けられる部分の厚さ t1(mm) 径 Dw
(mm)
厚さ t2
(mm)
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
4.2
以上
250 12 10≤N≤25*1 10≤N≤25*1 5≤N≤25*1 5≤N≤25*1
300 12 10≤N≤20*1 10≤N≤20*1 5≤N≤20*1 5≤N≤20*1
114.3 4.5
以上
6.0
以上
300 12 10≤N≤30*1 10≤N≤25*2 5≤N≤30*1 5≤N≤25*2
350 12 10≤N≤25*1 10≤N≤19*2 5≤N≤25*1 5≤N≤19*2
139.8 4.5
以上
6.0
以上
350 16 10≤N≤50 10≤N≤35*2 5≤N≤50 5≤N≤35*2
400 16 10≤N≤35*1 10≤N≤25*2 5≤N≤35*1 5≤N≤25*2
165.2 5.0
以上
7.1
以上
400 25 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
9.3
以上
450 30 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
190.7 5.3
以上
8.2
以上
450 25 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
500 25 10≤N≤50 10≤N≤35*2 5≤N≤50 5≤N≤35*2
216.3 5.8
以上
10.3
以上
500 25 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
550 32 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
12.7
以上
600 36 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
267.4 5.8
以上
12.7
以上
600 30 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤50
650 36 10≤N≤50 10≤N≤50 5≤N≤50 5≤N≤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。
●すべてのくい仕様において、N<10 のときは N=0 として地盤の許容支持力の計算を行い、Nが上表に示す上限値を超えるときは上限値を用いて地盤の許容支持力の計算を行う。なお、沖縄県では、N<10 のときは本工法を適用しない。
●沖縄県においては、Nの上限値を 10 とする。
 
 

地盤から決まる杭の長期許容支持力 Ra(KN)

は、粘土質地盤のみとする。
軸部径
(mm)
101.6 114.3 139.8 165.2 190.7 216.3 267.4
翼部径
(mm)
250 300 300 350 350 400 400 450 450 500 500 550 600 600 650
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 0.2826 0.33166
N値 5 12 18 18 24 24 31 31 40 40 49 49 59 71 71 83
6 15 21 21 29 29 38 38 48 48 59 59 71 85 85 99
7 17 25 25 34 34 44 44 56 56 69 69 83 99 99 116
8 20 28 28 38 38 50 50 64 64 79 79 95 113 113 133
9 22 32 32 43 43 57 57 72 72 88 88 107 127 127 149
10 25 35 35 48 48 63 63 79 79 98 98 119 141 141 166
11 27 39 39 53 53 69 69 87 87 108 108 131 155 155 182
12 29 42 42 58 58 75 75 95 95 118 118 142 170 170 199
13 32 46 46 63 63 82 82 103 103 128 128 154 184 184 216
14 34 49 49 67 67 88 88 111 111 137 137 166 198 198 232
15 37 53 53 72 72 94 94 119 119 147 147 178 212 212 249
16 39 57 57 77 77 100 100 127 127 157 157 190 226 226 265
17 42 60 60 82 82 107 107 135 135 167 167 202 240 240 282
18 44 64 64 87 87 113 113 143 143 177 177 214 254 254 298
19 47 67 67 91 91 119 119 151 151 186 186 226 268 268 315
20 49 71 71 96 96 126 126 159 159 196 196 237 283 283 332
21 51   74 101 101 132 132 167 167 206 206 249 297 297 348
22 54   78 106 106 138 138 175 175 216 216 261 311 311 365
23 56   81 111 111 144 144 183 183 226 226 273 325 325 381
24 59   85 115 115 151 151 191 191 236 236 285 339 339 398
25 61   88 120 120 157 157 199 199 245 245 297 353 353 415
26     92   125 163 163 207 207 255 255 309 367 367 431
27     95   130 170 170 215 215 265 265 321 382 382 448
28     99   135 176 176 223 223 275 275 332 396 396 464
29     102   139 182 182 230 230 284 284 344 410 410 481
30     106   144 188 188 238 238 294 294 356 424 424 497
31         149 195 195 246 246 304 304 368 438 438 514
32         154 201 201 254 254 314 314 380 452 452 531
33         159 207 207 262 262 324 324 392 466 466 547
34         163 214 214 270 270 334 334 404 480 480 564
35         168 220 220 278 278 343 343 416 495 495 580
36         173   226 286 286 353 353 427 509 509 597
37         178   232 294 294 363 363 439 523 523 614
38         183   239 302 302 373 373 451 537 537 630
39         187   245 310 310 383 383 463 551 551 647
40         192   251 318 318 393 393 475 565 565 663
41         197   257 326 326 402 402 487 579 579 680
42         202   264 334 334 412 412 499 593 593 696
43         207   270 342 342 422 422 511 608 608 713
44         211   276 350 350 432 432 522 622 622 730
45         216   283 358 358 442 442 534 636 636 746
46         221   289 366 366 451 451 546 650 650 763
47         226   295 374 374 461 461 558 664 664 779
48         231   301 382 382 471 471 570 678 678 796
49         236   308 389 389 481 481 582 692 692 813
50         240   314 397 397 491 491 594 707 707 829
●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
(mm)
杭軸厚
(mm)
STK400 STK490
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
5.7 220 10.6 304 14.2
114.3 4.5 179 11.1 248 15.4
6.0 264 14.2 365 19.7
139.8 4.5 215 17.0 297 23.5
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
190.7 5.3 356 37.7 492 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 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


 
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