杭基礎とは？長期許容支持力の算定式と液状化への対応（令第38条・告示第1113号）

杭基礎の長期許容支持力は、告示第1113号の式 Ra = (1/3)×（先端支持力 + 周面摩擦力）で算定します。

令第38条に基礎の設計原則が、告示（平成13年国土交通省告示第1113号）に杭の許容応力度算定が規定されています。

杭基礎は地盤の許容応力度が浅層で不足する場合に採用される基礎形式です。

杭の種類にはどんなものがあるのか

杭の長期許容支持力はどうやって算定するのか（告示第1113号）

杭の長期許容支持力Ra（kN）は、告示第1113号の式に基づいて算定します。

安全率は3（算定式の1/3）で、短期許容支持力は長期の2倍となります。

杭頭はどう処理しなければならないのか（令第38条）

杭頭はフーチング（杭頭フーチング）または基礎スラブに確実に定着させる必要があります。

液状化する地盤での杭の設計はどう変わるのか（令第38条・告示第1113号）

液状化が生じやすい地盤（砂質土で地下水位が高い場合）では、杭の設計に液状化の影響を考慮することが求められます（基礎の安全性に関する令第38条第1項の要求による）。

液状化判定は地盤調査の結果に基づき、技術的助言や日本建築学会「建築基礎構造設計指針」のFL法等に従って行い、液状化が生じる層の支持力を低減します。

なぜ杭の許容支持力に安全率3を使うのか

Ra = (1/3)×（先端支持力 + 周面摩擦力）という式の1/3は、安全率3の逆数です。

地盤は不均質で施工精度にもばらつきがあり、長期的な支持力の変動も考慮する必要があります。

この不確実性に対して3倍の余裕を見ることで、長期荷重に対する安全性を担保しています。

短期許容支持力は長期の2倍（安全率1.5相当）と定められています。

地震時・暴風時のような短期荷重は発生頻度が低く一時的なものであるため、長期よりも緩い安全率が適用されます。

支持杭と摩擦杭はどう使い分けるのか

支持杭は先端を硬い支持層に貫入させるため沈下に対して安定していますが、支持層が深い場合は施工コストが高くなります。

摩擦杭は支持層が非常に深い場合や軟弱地盤が厚く続く場合に採用されますが、周面摩擦力は地盤の状態によって変動します。

液状化が予想される地盤では摩擦杭の周面摩擦力が液状化層で無効化されます。

このため液状化の恐れがある地盤では、液状化層を貫通して支持層に到達する支持杭が基本となり、液状化層通過部の周面摩擦力は支持力計算から除外します。

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