特許 7447654 節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/48 20060101AFI20240305BHJP

   E02D 5/34 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

E02D5/48

E02D5/34 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020072198

(22)【出願日】2020-04-14

(65)【公開番号】P2021169704

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2023-03-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 直子

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３４８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７４２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２１０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２２２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２２２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ５／４８

Ｅ０２Ｄ ５／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部と、該軸部に設けた節部とを備える節付き杭における前記節部の引抜き抵抗力を、地盤に発生する節部から地表面に達する円筒状の破壊面のせん断抵抗力、及び前記破壊面と前記軸部との間の土塊重量に基づいて算定する、節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法であって、
前記破壊面における前記せん断抵抗力を算出する対象範囲を、前記節部と隣接する節部区間と、前記軸部に隣接する軸部区間に区分し、
前記節部区間のせん断抵抗力を算出する際に用いる土圧係数を、前記軸部区間のせん断抵抗力を算出する際に用いる土圧係数より割増することを特徴とする節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、場所打ちコンクリート造の節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、建物の大型化及び高層化に対応する基礎杭として、杭長の長大化を抑えつつ高い鉛直支持力を確保することの可能な節付き杭を採用する場合が多い。節付き杭には、鉛直支持力を増大させるため、軸部の下端部に拡底部を有するとともに、軸部の中間部に１つもしくは複数の節部が設けられている。

【0003】

節付き杭に設けられた節部は、鉛直支持力だけでなく引抜き抵抗力を負担可能であるが、その根入れ長によって負担できる引抜き抵抗力が異なる。具体的には、節付き杭に所定の引抜き力が作用されると、節部の根入れ長が浅い場合には、節部が地盤中で引抜き力に抵抗するものの、地盤中に節部から地表面に達する破壊面が発生し、引抜き抵抗力を失う。

【0004】

一方、節部の根入れ長が十分確保されている場合、もしくは節部全体が硬質な中間層や支持層等に埋設されている場合には、節部が地盤中で引抜き力に抵抗し続け、長期にわたって引抜き抵抗力を負担する。

【0005】

例えば、特許文献１では、軸部に拡径部を形成してなる多段階拡径杭について、拡径部の根入れ長が十分深い場合を想定し、引抜き抵抗力の算定方法が開示されている。ここでは、引抜き抵抗力を、拡径部及び軸部の周面摩擦力と杭の自重とを足し合わせて算定している。

【0006】

そして、拡径部の周面摩擦力を算定するにあたっては、まず、拡径部径を直径とし、有効高さ（拡径部の支圧効果が及ぶ範囲）を拡径部径の２倍に設定した鉛直円筒すべり面を規定する。次に、このすべり面上に発揮されるせん断抵抗力を周面摩擦力として算定することとし、鉛直円筒すべり面の面積に地盤から求まる極限周面摩擦力度を掛け合わせている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００２－２１０７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１では上記のとおり、鉛直円筒すべり面の有効高さが、地盤中で収まる程度に拡径部の根入れが十分深い場合に適用可能な方法である。しかし、拡径部の根入れが十分でなく有効高さが地盤内に収まらない場合には、拡径部の引抜き抵抗力を算定することができない。

【0009】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、場所打ちコンクリート造の節付き杭に引抜き力が作用した際、節部の根入れが浅く、節部から地表面に円筒面状の破壊面が地盤中に発生する場合にも、節部の引抜き抵抗力を算定することの可能な、節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

かかる目的を達成するため、本発明の節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法は、軸部と、該軸部に設けた節部とを備える節付き杭における前記節部の引抜き抵抗力を、地盤に発生する節部から地表面に達する円筒状の破壊面のせん断抵抗力、及び前記破壊面と前記軸部との間の土塊重量に基づいて算定する、節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法であって、前記破壊面における前記せん断抵抗力を算出する対象範囲を、前記節部と隣接する節部区間と、前記軸部に隣接する軸部区間に区分し、前記節部区間のせん断抵抗力を算出する際に用いる土圧係数を、前記軸部区間のせん断抵抗力を算出する際に用いる土圧係数より割増することを特徴とする。

【0011】

本発明の節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法によれば、節付き杭の引抜き時に、節部から地表面に達する円筒形状の破壊面が地盤に発生するような根入れ長の浅い節部について、その引抜き抵抗力を高い精度で算定できる。したがって、従来では引抜き抵抗力を設計に考慮していなかった根入れ長の浅い節部の引抜き抵抗力を、節部の鉛直支持力と同様に設計に反映することが可能となる。

【0012】

また、節部を節付き杭に作用する引抜き力に抵抗することを目的として設ける際、要求される引抜き抵抗力の大きさに応じた根入れ長を推定することもできる。これにより、節部の根入れ長を適切な深度に設定でき、安全性と経済性を兼ね備えた合理的な節付き杭の設計を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、節付き杭に引抜き力が作用した際、節部の根入れ長が浅く、節部から地表面に円筒面状の破壊面が地盤中に発生する場合にも、節部の引抜き抵抗力を高い精度で算定でき、合理的な設計を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態における節付き杭の概略を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における節部の詳細を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態における節部の根入れ長と地中応力の影響範囲を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における模型杭を用いた引抜き実験の様子を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態における模型杭の引抜き実験より得た杭頭変位と節部の上向き円錐台部に作用する土圧の関係を示すグラフである。

【図6】本発明の実施の形態における節付き杭の引抜き時に発生する破壊面を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態における引抜き抵抗力の算定にあたり、せん断抵抗力を算定する際の区分を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態における模型杭の引抜き実験より得た杭頭変位と節部上下の軸力差（節部の抵抗力）の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明は、場所打ちコンクリート造の節付き杭について、節部の引抜き抵抗力を、地盤に発生する節部から地表面に達する円筒状の破壊面のせん断抵抗力、及び前記破壊面と前記軸部との間の土塊重量に基づいて算定する方法である。以下に、図１～図８を参照しつつ、その詳細を説明する。

【0016】

図１で示すように、建物を支持する節付き杭１は、支持層Ｇ３に到達する杭長を有し、軸部２と、軸部２の下端に設けられる拡底部３と、軸部２の中間部に設けられる節部４とを備える。

【0017】

節部４は、図２で示すように、軸部２より径の大きい円筒部４１と、円筒部４１の上側に位置する上向き円錐台部４２と、円筒部４１の下側に位置する下向き円錐台部４３とを組み合わせた形状を有している。

【0018】

このような形状の節部４は、下向き円錐台部４３が、図１で示すように砂礫層等の中間層Ｇ２に設けられており、節付き杭１に押込み力が作用された場合には、拡底部３と節部４とでこれに抵抗できる。一方、節付き杭１に引抜き力が作用された場合には、節部４の上向き円錐台部４２が地盤中でどのように埋設されているかにより、その態様が異なる。

【0019】

例えば図１で示すように、節部４の上向き円錐台部４２が表層Ｇ１に設けられている状態において、節部４の根入れ長Ｈが十分確保された場合、節部４近傍の地盤に破壊が生じることなく常時、節部４は地盤中で引抜き力に抵抗する。

【0020】

節部４の根入れ長Ｈが十分確保された場合とは、図３（ａ）で示すように、節付き杭１に引抜き力が作用されて上向き円錐台部４２が地盤を押圧した際に、地中応力の影響範囲Ａが地盤内に収まる場合をいう。なお、地中応力の影響範囲Ａとは、上向き円錐台部４２が地盤を押圧した際の支圧効果が及ぶ範囲を指す。

【0021】

一方、節部４の根入れ長Ｈが十分でない、つまり図３（ｂ）で示すような、地中応力の影響範囲Ａが地盤内に収まらない場合には、節部４は地盤中で引抜き力に抵抗するものの、やがて地盤に地表面に達する破壊が発生し抵抗する力は失われていく。つまり、根入れ長Ｈが十分でない節部４であっても、地盤に破壊が発生するまでの期間は、引抜き抵抗力を負担する。

【0022】

このような根入れ長Ｈが十分でない節部４が負担する引抜き抵抗力を算定するにあたり、節部４の周辺地盤にどのような破壊面が生じるのかを明らかにし、破壊面の形状に適した方法で引抜き抵抗力を算定することとした。

【0023】

≪模型杭を用いた引抜き実験≫
実験は、図４（ａ）～（ｃ）で示すように、半割の模型杭１’を使って遠心力模型実験を実施し、引抜き時の節部４’の抵抗機構を確認した。地盤材料には乾燥した豊浦砂を採用し、容器内で所定の相対密度の模型地盤Ｇ’を作成した。

【0024】

一方、模型杭１’の寸法は、図２を参照し、軸部径Ｄ０＝４８ｍｍ、節部径Ｄ＝６８ｍｍ、節部突出幅Ｄｎ＝１０ｍｍ、上部傾斜角θｎ＝２０°とした。また、模型杭１’には、節部４’に土圧計ＥＧを設置し、節部４’の上下に位置する軸部２’に歪ゲージＳＧを設置するとともに、杭頭部に変位計ＤＧを設置している。

【0025】

上記の模型杭１’は、図４（ａ）～（ｃ）で示すような３通り（Ｃａｓｅ１～Ｃａｓｅ３）の根入れ長Ｈで模型地盤Ｇ’に貫入した。Ｃａｓｅ１は、根入れ長Ｈ＝２０Ｄｎに設定され、節部４の根入れ長Ｈが十分な場合に相当する（比較例）。一方、Ｃａｓｅ２及びＣａｓｅ３は、節部４の根入れ長Ｈが浅い場合に相当し、Ｃａｓｅ２は、根入れ長Ｈ＝１２Ｄｎに設定され、Ｃａｓｅ３は、根入れ長Ｈ＝６Ｄｎに設定されている。

【0026】

このような構成の模型杭１’に引抜き力を作用させたところ、変位計ＤＧと土圧計ＥＧの計測結果から、図５で示すような、杭頭変位と節部４’の上向き円錐台部４２に作用する土圧の関係を得た。また、図６（ａ）～（ｃ）は、これらＣａｓｅ１～Ｃａｓｅ３について、模型杭１’の周辺地盤における変位を画像解析によりコンターで表したものである。

【0027】

図６（ａ）の節部４’を十分に根入れしたＣａｓｅ１をみると、地表面に到達する破壊面が生じていない様子がわかる。図５をみても、Ｃａｓｅ１では、杭頭変位が増大するにしたがって土圧も上昇しており、節部４近傍の模型地盤Ｇ’が破壊することなく、節部４に押圧されている様子がわかる。

【0028】

図６（ｂ）のＣａｓｅ１より節部４’の根入れが浅いＣａｓｅ２をみると、節部４近傍の模型地盤Ｇ’中に、円筒状の破壊土塊が形成されるような破壊面Ｆｓが生じている様子がわかる。また、図５を見ると、Ｃａｓｅ２では、杭頭変位が約３ｍｍを超えると節部４’が、円筒状の破壊面Ｆｓに０．１Ｍｐａ前後の範囲で押圧される状態と、破壊面Ｆｓに沿って滑る状態とを繰り返しているものと想定できる。

【0029】

図６（ｃ）の最も根入れが浅いＣａｓｅ３をみると、節部４’近傍の模型地盤Ｇ’中に、コーン状の破壊土塊が形成されるような破壊面Ｆｓが生じている様子がわかる。また、図５を見ると、Ｃａｓｅ２と同様に節部４’が、破壊面Ｆｓに押圧される状態と、破壊面Ｆｓに沿って滑る状態とを繰り返している。しかし、その土圧は約０～０．０５Ｍｐａの範囲となっており、ごく小さい様子がわかる。

【0030】

上記の模型杭１’を用いた引抜き実験からわかるように、節付き杭１に設けた節部４は根入れ長Ｈが浅い場合に、地盤中に発生する破壊面Ｆｓがコーン状をなす場合と、円筒面状をなす場合があることがわかる。そして、図６（ｃ）で示すような、破壊面Ｆｓがコーン状をなすコーン破壊は一般に広く知られており、引抜き抵抗力の算定方法もすでに様々な検討がなされている。

【0031】

そこで、節付き杭１に引抜き力が作用した際に、破壊面Ｆｓが円筒面状をなす場合について、節部４の引抜き抵抗力の算定方法を、図７を参照しつつ以下に説明する。

【0032】

≪引抜き抵抗力の算定方法≫
図７で示すように、節付き杭１の引抜き時において、節部４周辺の地盤に円筒面状の破壊面Ｆｓが生じる（以降、円筒面Ｆｓという）場合の節部抵抗力Ｆｒは、以下の（１）式で算定できる。

【0033】

Ｆｒ＝Ｗｇ＋Ｒｆ・・・・・・・・・・（１）
Ｗｇ：節部直上の円筒形の土塊重量(ｋＮ)
Ｒｆ：円筒面Ｆｓのせん断抵抗力(ｋＮ)

【0034】

ここで、節部直上の円筒形の土塊重量Ｗｇは、円筒面Ｆｓと軸部２で囲まれた土塊Ｖｎの重量であり、以下の（２）式で算定できる。

【0035】

Ｗｇ＝Ｖｎ×ρ・・・・・・・・・・・（２）
Ｖｎ：面積ABCDを360度回転した体積(ｍ³)
ρ ：土の単位体積重量(ｋＮ/ｍ³)

【0036】

また、円筒面Ｆｓのせん断抵抗力Ｒｆは、円筒面Ｆｓの面積と土のせん断強さに基づいて、以下の（３）式で算定できる。このとき、節部４から地表面に達する円筒面Ｆｓの全高（根入れ長Ｈ）を対象としてせん断抵抗力Ｒｆを算定してもよい。しかし、本実施の形態では、円筒形状の破壊面Ｆｒにおいてせん断抵抗力Ｒｆを考慮する対象範囲ＨＡを、節部４における円筒部４１の下端から節部突出幅Ｄｎに基づいて規定する高さに設定する点に１つ目の特徴がある。

【0037】

上記のせん断抵抗力Ｒｆを考慮する対象範囲ＨＡは、実験の結果に基づき地盤の性状に応じて、節部突出幅Ｄｎの倍数に相当する大きさと設定することとした。例えば、地盤が砂質土の場合は、対象範囲ＨＡを節部突出幅Ｄｎの６倍にすると良い。

【0038】

また、この対象範囲ＨＡを、節部４に隣接する節部区間Ｈ₂と、節部４の上部にある軸部２と隣接する軸部区間Ｈ₁とに区分して、各区間ごとにせん断抵抗力を算定し、その和を節部４のせん断抵抗力Ｒｆとする点に２つ目の特徴がある。

【0039】

Ｒｆ＝（Ｆ１×Ａｆ１）＋（Ｆ２×Ａｆ２）・・・・・・・・・（３）
Ａｆ１：円筒面Ｆｓにおける軸部区間Ｈ₁の面積(ｍ²)
Ａｆ２：円筒面Ｆｓにおける節部区間Ｈ₂の面積(ｍ²)
Ｆ１ ：軸部区間Ｈ₁の地盤のせん断強さ(ｋＮ/ｍ²)
Ｆ２ ：節部区間Ｈ₂の地盤のせん断強さ(ｋＮ/ｍ²)

【0040】

軸部区間Ｈ₁の地盤のせん断強さＦ１及び節部区間Ｈ₂の地盤のせん断強さＦ２は、以下の（４）式及び（５）式で算定できる。このとき、節部区間Ｈ₂の地盤のせん断強さＦ２には、割増係数αｆを採用している点に３つ目の特徴がある。

【0041】

割増係数αｆは、節付き杭１の引抜き時に、節部４に隣接する節部区間Ｈ₂の地盤が上向き円錐台部４２に押しつけられることを考慮したものである。具体的には、節部区間Ｈ₂の土圧係数を軸部区間Ｈ₁の土圧係数（静止土圧係数Ｋ₀）に割増係数αｆを掛け合わせて節部区間Ｈ₂の土圧係数を割増することで、節部４による支圧効果を地盤のせん断強さＦ２に反映させたものである。

【0042】

Ｆ１＝Ｃ＋Ｋ₀×σv1’×ｔａｎφ ・・・・・・・（４）
Ｆ２＝Ｃ＋Ｋ₀×αf×σv2’×ｔａｎφ ・・・・・（５）
Ｃ ：土の粘着力(ｋＮ/ｍ²)
Ｋ₀：静止土圧係数
σv１’：軸部区間Ｈ₁の平均有効上載圧（ｋＮ/ｍ²)
φ ：土のせん断抵抗角（内部摩擦角）（°）
σv２’：節部区間Ｈ₂の平均有効上載圧（ｋＮ/ｍ²)
αｆ ：割増係数

【0043】

割増係数αｆを設定するにあたっては、節部４が静止状態にあるときの土圧係数（静止土圧係数）と引抜き時の土圧係数（受働土圧係数）とに基づき、Ｋ₀×αfが両係数の間の値をとることとし、好ましくは両係数の平均値を利用すると良い。例えば、地盤が砂質土の場合にはせん断抵抗角（内部摩擦角）φ’を４０°とすると、静止土圧係数Ｋ₀は０．３５、受働土圧係数Ｋ_p＝４．６となるから、これらの平均からＫ₀×αfとなる割増係数αｆ＝７．１を採用する。

【0044】

なお、静止土圧係数Ｋ₀は公知のヤーキーの式（Ｋ₀=１－sinφ’）を、また、受働土圧係数Ｋ_pは公知のランキン土圧の式（Ｋ_p=tan2(４５°＋φ’/２)）を用いて算定している。また、割増係数αｆは地盤条件によって異なる。したがって、地盤に対応したせん断抵抗角（内部摩擦角）φ’を採用して静止土圧係数Ｋ₀及び受働土圧係数Ｋ_pを算定し、これらの結果から最適な割増係数αｆを設定すればよい。

【0045】

また、軸部区間Ｈ₁の平均有効上載圧σv１’及び節部区間Ｈ₂の平均有効上載圧σv２’は、以下の（６）式及び（７）式で算定できる。
σv１’＝ρ×（Ｈ０＋Ｈ₁/２）・・・・・・・・・・・・・・（６）
σv２’＝ρ×（Ｈ０＋Ｈ₁＋Ｈ₁/２）・・・・・・・・・・・（７）
Ｈ０：根入れ長Ｈと対象範囲ＨＡとの差（ｍ)

【0046】

≪引抜き抵抗力の算定式の検証≫
上述する節部４の引抜き抵抗力Ｆｒの算定式について、割増係数αｆの妥当性を上述した模型実験で用いた模型杭１’及び模型地盤Ｇ’を利用して検証した。

【0047】

検証は、まず、図４（ｂ）で円筒形状の破壊面Ｆｒが発生する図４（ｂ）のＣａｓｅ２に基づいて、模型杭１’の節部に４’について引抜き抵抗力Ｆｒを上記の（１）式に従って算定した。引抜き抵抗力Ｆｒを算定するにあたり、節部区間Ｈ₂の地盤のせん断強さＦ２を次の２パターンで算定した。

【0048】

１パターンめは、節部区間Ｈ₂の土圧係数として、軸部区間Ｈ₁の土圧係数（静止土圧系Ｋ₀）に割増係数αｆを掛けた係数を採用する。このとき、割増係数αｆ＝７．４に設定した。２パターンめは、節部区間Ｈ₂の土圧係数として、軸部区間Ｈ₁の土圧係数と同様の係数を採用する。

【0049】

その結果、引抜き抵抗力Ｆｒは、割増係数αｆを採用した場合に０．７２ｋＮ、割増係数αｆを採用しない場合に０．２７ｋＮと算定された。なお、地盤定数は、土のせん断強さ（粘着力）Ｃ＝９．１４(ｋＮ/ｍ²)、土のせん断抵抗角φ＝４０．９(°)、土の単位体積重量ρ＝１５．８(ｋＮ/ｍ³)とした。

【0050】

その一方で、上記の模型杭１’に引抜き力を作用させる模型実験を図４（ａ）～（ｃ）のＣａｓｅ１～Ｃａｓｅ３について実施した際に取得したひずみゲージＳＧの計測結果から、図８で示すような、杭頭変位と節部４上下の軸力差（節部４の抵抗力）の関係を得た。図８を見ると、円筒形状の破壊面Ｆｒが発生するＣａｓｅ２では、節部抵抗力がおおよそ０．７ｋＮ前後を推移し、コーン状の破壊面Ｆｒが発生するＣａｓｅ３では、節部抵抗力がおおよそ０．３ｋＮ前後を推移する様子がわかる。

【0051】

そこで、図８に、上記の（１）式に従って引抜き抵抗力Ｆｒを算定した結果を当てはめると、割増係数αｆを採用せずに算定した引抜き抵抗力Ｆｒ＝０．２７ｋＮは、Ｃａｓｅ３の実験結果に近似しており、円筒形状の破壊面Ｆｒが発生する節部３の引抜き抵抗力Ｆｒを評価できているとは言えない。一方、割増係数αｆを採用して算定した引抜き抵抗力Ｆｒ＝０．７２ｋＮは、Ｃａｓｅ２の実験結果とほぼ合致しており、節部３の引抜き抵抗力Ｆｒを精度よく評価している。

【0052】

上記の模型杭１’を実大換算するべく、その寸法を、軸部径Ｄ０＝２．４ｍ、節部径Ｄ＝３．４ｍ、節部突出幅Ｄｎ＝０．５ｍ、上部傾斜角θｎ＝２０°、根入れ長Ｈ＝６ｍとした。この条件において引抜き抵抗力Ｆｒを算定すると、割増係数αｆを採用した場合で３６０９ｋＮ、採用しない場合で１３２７ｋＮとなり、割増係数αｆを採用しない場合、約２３００ｋＮもの誤差で過小評価となることがわかる。

【0053】

上記のとおり、節部４の引抜き抵抗力Ｆｒは、円筒形状の破壊面Ｆｒにおいてせん断抵抗力Ｒｆを考慮する対象範囲ＨＡを節部４から節部突出幅Ｄｎに基づいて規定する高さに設定するとともに、設定した対象範囲ＨＡを、節部４と隣接する節部区間Ｈ₂と軸部２に隣接する軸部区間Ｈ₁とに区分する。さらに、この各区分ごとでせん断抵抗力Ｒｆを算定するにあたり、節部４と隣接する節部区間Ｈ₂について、土圧係数として軸部区間Ｈ₁の土圧係数に割増割増係数αｆを掛け合わせたものを採用する。

【0054】

これにより、節付き杭１の引抜き時に、節部４から地表面に達する円筒形状の破壊面Ｆｒが地盤に発生するような節部４について、その引抜き抵抗力を高い精度で算定できる。したがって、従来では引抜き抵抗力を設計に考慮していなかった根入れ長Ｈの浅い節部４の引抜き抵抗力Ｆｒを、節部４の鉛直支持力と同様に設計に反映することが可能となる。

【0055】

また、節部４を節付き杭１に作用する引抜き力に抵抗することを目的として設ける際、要求される引抜き抵抗力Ｆｒに応じた根入れ長Ｈを、上記の（１）式を利用して推定することができる。これにより、節部４の根入れ長Ｈを適切な深度に設定でき、安全性と経済性を兼ね備え合理的な節付き杭の設計を行うことが可能となる。

【0056】

なお、本発明の節付き杭の節部における引抜き抵抗力の算定方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【0057】

本実施の形態では、節部４について、円筒部４１と上向き円錐台部４２と下向き円錐台部４３とを組みあわせた形状のものを採用した。しかし、これに限定されるものではなく、いずれの形状の節部であっても採用することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ 節付き杭
２ 軸部
３ 拡底部
４ 節部
４１ 円筒部
４２ 上向き円錐台部
４３ 下向き円錐台部
Ｇ１ 表層
Ｇ２ 中間層
Ｇ３ 支持層
ＨＡ 対象範囲
Ｈ₁ 軸部区間
Ｈ₂ 節部区間
１’ 模型杭
２’ 軸部
４’ 節部
Ｇ’ 模型地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】