ゼロから学ぶ土木施工管理

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杭の支持力と打止め管理とは?

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編集部

杭は、先っぽだけで支える?横の摩擦でも支える?答えは両方です。先端支持力と周面摩擦力で支え、どちらが主かで支持杭と摩擦杭に分かれます。ここが問われます。

この記事の要点

杭は、先端支持力周面摩擦力で支え、支持杭と摩擦杭に分かれます。

打撃工法は動的支持力算定式で支持力を推定します。打止め管理と過去問での問われ方も押さえます。

杭がどれだけの重さを支えられるかを支持力といいます。支え方の違いと、施工中に支持層へ届いたかを確かめる打止め管理が、試験でよく問われます。

杭は先端支持力と周面摩擦力で支え、先端支持力が主の支持杭と、周面摩擦力が主の摩擦杭に分かれます。

杭の支持力

杭の支持力は、杭の先端が硬い地盤に伝える先端支持力と、杭の側面と土との間にはたらく周面摩擦力の合計です。先端支持力が主のものを支持杭、周面摩擦力が主のものを摩擦杭といいます。

杭の支持力(先端支持力・周面摩擦力)の模式図 軟弱層 支持層 周面摩擦力 先端支持力
杭の支持力の模式図(寸法は実物どおりではありません)。先端支持力と周面摩擦力で杭を支えます。

打止め管理と支持層の確認

施工中は、杭が支持層に届いたかを確かめる打止め管理を行います。確認の方法は、杭の入れ方によって異なります。打止め管理は既製杭の施工で特に重要です。

打撃工法・バイブロハンマ工法

打撃工法やバイブロハンマ工法では、試験杭の施工時に、支持層での貫入量やリバウンド量(打撃工法)、電流値や貫入速度(バイブロハンマ工法)などから、動的支持力算定式を用いて支持力を推定し、打止め位置を決めます。

埋込み杭(中掘り・プレボーリング)

中掘り根固め工法やプレボーリング根固め工法では、掘削速度を一定に保ち、オーガ駆動用電動機の電流値の変化と、地盤調査のデータや掘削深度の関係を照らし合わせて、支持層を確認します。

混同しやすい用語

支持杭 と 摩擦杭

どちらも杭基礎ですが、主に何で支えるかが違います。支持杭は、杭の先端を硬い支持層まで届かせて、先端支持力で支えます。摩擦杭は、硬い支持層が深い場合などに、杭の側面の周面摩擦力を主にして支えます。先端で支えるのが支持杭、側面の摩擦で支えるのが摩擦杭、と整理できます。

試験での問われ方

打止め管理は、工法ごとの支持層の確認方法が正誤判定で問われます。

平成24年度(No.12)では、打撃工法・プレボーリング根固め工法・中掘り根固め工法・バイブロハンマ工法が出題されました。

中掘り根固め工法で、オーガモータの電流値のデータから「直接、地盤強度やN値を算出する」とする記述は誤りです。電流値から直接は算出できず、電流値の変化と地盤調査データや掘削深度を照らし合わせて支持層を確認します。

理解度チェック

問題:杭の支持力は、杭の先端支持力と、側面の周面摩擦力の合計である。

〇か×か。

答え:

杭は先端支持力と周面摩擦力で支えます。先端が主なら支持杭、周面摩擦が主なら摩擦杭です。

問題:打撃工法では、支持層での貫入量やリバウンド量などから、動的支持力算定式で支持力を推定する。

〇か×か。

答え:

打撃工法では貫入量・リバウンド量などから動的支持力算定式で支持力を推定し、打止め位置を決めます。

問題:中掘り根固め工法では、オーガモータの電流値から直接、地盤強度やN値を算出して支持層を確認する。

〇か×か。

答え:×

電流値から直接は算出できません。電流値の変化と地盤調査データなどを照らし合わせて確認します。

まとめ

杭は、先端支持力と周面摩擦力で支え、支持杭と摩擦杭に分かれます。

打撃工法は動的支持力算定式、埋込み杭はオーガ電流値と地盤調査データの照合で支持層を確認するのが要点です。

電流値から直接N値を算出するとした誤りが、過去問でよく問われます。

参考資料

  • 日本道路協会「道路橋示方書(下部構造編)」
  • 国土交通省「杭基礎」関連資料

※ 支持力・打止め管理は標準的な内容です。基準の改定や現場条件で変わるため、最新の資料で確認してください。

ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

この記事を書いた人

ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

土木施工管理技士試験で過去に問われた用語・数値・施工手順を、官公庁の仕様書や日本道路協会の便覧に照らして整理しています。

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