2.2 地盤と基礎




項目 内容
地盤全般 砂質土の方が粘土よりも透水係数が大きい
自然含水比が液性限界よりも大きい土は液状化の可能性あり
液状化の際に噴砂現象を生じる事がある
粒径が比較的均一でゆるい飽和地盤では地震動により液状化が生じやすい
液状化は細粒土含有率(粒土分布)が低い、N値が小さい、地下水面が高い程起こりやすい
砂質土では液状化、粘土層では圧密沈下に注意
地表面から20cm程度以内の深さの沖積層で細粒土含有率が35%以下の場合は液状化の判定必要
含水率は細粒土含有率大きくなるほど増加する
密実な砂質土層における長期許容応力度は200kN/u
圧密沈下とは長期間にわたり土中の水分が搾り出されることにより生じる
粘土層は圧密沈下の検討必要、砂質土は検討不要
粘土層において地震などの短期応力による圧密沈下の検討は不要
過圧密された粘土層では地中応力が先行圧密応力以下ならば沈下量を無視できる
許容支持力は基礎荷重面の形状・大きさ・根入れ深さにより変化する
許容支持力の算定において根入れ深さ効果を考慮すると短期は長期の2倍にはならない(根入深:長期=短期)
許容支持力の算定は土の性質の内、単位体積重量、粘着力、内部摩擦角を用いる
許容支持力は、地盤の内部摩擦角、粘着力が大きいほど高い
許容支持力は深さ方向に地質が同じ地盤ならば深い地点の方が大きい
長期許容支持力度は極限支持力度の1/3、短期は長期の2倍
許容土耐力は許容支持力と許容沈下量を考慮
堅いローム層の長期許容応力度は100kN/uを採用可能
内部摩擦角:きれいな砂 > シルト、粘着力:硬質粘土 > シルト
耐力 : 洪積層 > 沖積層
地震時には地盤のせん断剛性は低下するが、減衰定数は増加する
地盤の極限鉛直支持力は、地盤のせん断破壊が生じることにより決定
砂質土において等しい荷重を加えた場合、基礎面積が大きいほど即時沈下量は大きい
地下水位以下の地盤の単位容積重量は水による浮力を差し引く
地盤調査 杭の水平耐力を検討する際に用いる変形係数はボーリング孔内水平積荷試験により推定可能
ボーリング調査時の試料採取は砂質土の方が粘土よりも困難
平板載荷試験より長期許容支持力を求める場合には最大荷重度×1/3
平板載荷試験での調査可能範囲は板幅の2倍程度の深さまで
平板載荷試験の長期許容支持力度を算定時、極限支持力の1/3、もしくは最大荷重度の1/3の何れか小さい方を採用
一軸圧縮試験:せん断強さ・鋭敏比・破裂状況、三軸圧縮試験:内部摩擦角、粘着力
圧密試験:粘性土の沈下特性
地盤周期の測定には、常時微動測定、せん断波速度測定等を行う
スウェーデン式サウンディング試験:荷重による貫入と回転貫入を併用した試験、地盤の静的貫入特性を調査
貫入試験でN値5の場合、砂質土では緩い地盤、粘性土では非常に固い
砂質土ではN値が大きいほど内部摩擦角は大きくなる
地盤改良 液状化対策:締め固め工法(サンドコンパクションパイル・バイブロフローテーション)、間隙水圧消散工法(グラベルドレーン)
圧密沈下対策:強制圧密脱水工法(サンドドレーン)
杭の水平耐力を検討する際に用いる変形係数はボーリング孔内水平積荷試験により推定可能
液状化の可能性がある場合は水平地盤反力係数を低減する
圧密未完了ののシルト層は負の摩擦力(ネガティブフリクション)の検討必要
負の摩擦力が生じると、杭先端部に加わる軸方向力は増加する
杭先端以深が地盤沈下を起こしている場合、負の摩擦力は働かない
途中に粘性土にはさまれる砂質土がある場合にも負の摩擦力は生じる
負の摩擦力が生じている場合には杭中間部が大きな軸力を受ける
負の摩擦力は地震などの短期荷重に関しては考慮しなくても良い
地盤の先行圧密応力以上に荷重が加えられる場合にはいかなる地盤においても負の摩擦力を考慮する
既製杭の許容圧縮力は杭の長さ径比に応じて低減する
既製杭の支持力においては、埋め込み工法(予め孔を掘る)の場合は打撃工法の場合よりも低く設定
既製コンクリート杭の溶接継ぎ手が十分な施工管理のもとに溶接される場合は継ぎ手の耐力低下を考慮しない
杭の沈下量は埋め込み杭の方が打ち込み杭よりも大きい
支持杭の支持力の算定においては、先端の支持力に杭周面の摩擦抵抗を加算して求める
現場打ちコンクリート杭において、孔底のスライムは先端の支持力を低下させる
泥水中で現場打ちコンクリートを打設する場合の長期許容圧縮応力は1/4.5、泥水なしで1/4とする
先端支持力:セメントミルク工法 > 現場打ちコンクリート杭
地下階を有する建築物でさえも全体の水平力の3割以上は杭に負担させる
基礎面下の地盤の破壊時に、すべり面の及ぶ範囲は基礎底面から幅の2倍程度に渡る
杭頭が固定の場合、水平地盤反力が大きいほど杭頭の曲げモーメントは小さい
群杭の場合、単杭とみなした場合の一本あたりの耐力の総和よりも耐力は低くなる
一本あたりの杭頭荷重が同じ場合の沈下量:群杭 > 単杭
杭頭の水平変位は杭の曲げ剛性が大きいほど小さくなる
杭頭の固定度が高いほど杭頭の水平変位は大きくなる
杭に水平耐力を負担させる場合には杭頭をピンとして計算
短杭の変位、曲げモーメントを求める場合、杭剛性、支持地盤の強さ、杭先の貫入深さを考慮
圧密沈下が生じやすい地盤において杭頭が露出する場合には突出部の水平耐力も考慮
アースドリル工法:現場打ちコンクリート杭、孔内に安定剤を注入すること
杭基礎の許容支持力は杭の支持力のみで、基礎スラブ底面の地盤の支持力は加算しない
鋼杭の腐食対策として、防錆塗装を行わず腐食分を予め見込んで杭の肉厚を増す方法もあり
水平地盤反力係数は杭幅が大きくなるほど小さい値となる
杭径が同じでも支持層が傾斜して杭長が異なる場合には各杭毎に負担する水平力は異なる
基礎 許容支持力度は基礎底面の形状により変化
許容支持力度は基礎の根入れ深さが深いほど大きくなる
独立基礎よりもべた基礎の方が圧密沈下に関する許容沈下量は大きい
基礎構造に対する地震時用設計外力算定時には基礎部の重量も考慮する
連続フーチング基礎の場合、地盤反力によって基礎ばりに生じる曲げモーメントの分布は上部構造のはりの逆になる
独立フーチング基礎の基礎スラブの構造強度の検討時には基礎スラブの自重は含めない
根切・山留 親杭横矢板工法:止水性が無く、常水面よりも浅い箇所の根切りに適する
ヒービング現象:軟弱な粘性地盤において根切り面が膨れ上がり、山留めの安定性を損なう現象
ボイリング現象:地下水位の高い砂質土地盤において水圧により砂粒子が湧き上がる現象
ディープウェル工法:井戸を設置しポンプで排水する工法、地下水位を低下させる作用あり
ウェルポイント工法:小さな井戸を多数設置し排水する工法、粗砂層からシルト質程度の地盤に適する
擁壁 土の内部摩擦角が大きいほど土圧は小さくなる
地下外壁に作用する土圧を算定する場合、静止土圧係数は0.5とする
地下水位が高いほど地下外壁に作用する圧力は高い
作用する土圧は背面土の内部摩擦角が大きくなるほど小さくなる
受働土圧 > 静止土圧 > 主働土圧
擁壁背面に排水層を設けると土圧、水圧の低減
極端に地盤条件が変化する箇所に長く続く擁壁は30m毎に伸縮継ぎ手が必要
地下外壁に作用する土圧=地表面荷重が無い場合の土圧+地表面の等分布荷重に静止土圧係数を乗じた値