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テーパー杭を用いるパイルドラフト基礎の鉛直支持力機構を明らかにするため、主に模型実験を通してテーパー杭と直杭の鉛直支持力の比較検討した。粘性土地盤を模擬し、実験地盤を所定の質量割合の「出雲」ベントナイトと水をミキサーで攪拌して作製した。地盤材料のベーンせん断試験を実施し、得られたせん断強度と含水比、そして地盤作製時の室温との関係を定式化し、重回帰分析を行った結果、良い相関関係が示された。本実験は、二つの載荷土槽を用いて同じ条件の直杭とテーパー杭を同時載荷する方式で行った。模型杭は、長さ200mmで、直杭の直径dは20mm、テーパー杭の先端径は16mmである。ラフトのサイズは160mm×160mm×20mmである。杭の載荷は、2mm/minの等速変位制御で、杭先端が地表面に接する直前からラフト底面が地表面から20mm沈下するまで行った。実験種目は、単杭と2×2本群杭の杭間隔が2d、3dおよび4dの計4セットである。得られた知見:1)直杭の方がテーパー杭より杭先端底面積が大きいため、杭先端が地盤に貫入し始めたときの抵抗力は、前者の方が後者より大きい。しかし、貫入深さがある長さを超えると、両者の抵抗力は逆転し、その後の貫入に伴いその差が次第に大きくなる。2)杭周面抵抗力だけを取り上げてみると、もっと短い貫入深さからテーパー杭の方が直杭を上回っていくことになる。3)群杭1本あたりの杭周面抵抗力は、テーパー杭と直杭の両者とも、単杭の場合の周面抵抗力より小さくなる。4)群杭の杭間隔が大きくなるにつれて、テーパー杭の周面抵抗力が直杭のそれを超える貫入深さが浅くなり、その差は杭間隔3dで単杭とほぼ同じ値となる。5)ラフトが接地する直前における杭先端抵抗力の杭全体抵抗力に対する割合は、テーパー杭では約13%弱であるに対して、直杭では約23%に達している。6)ラフトが接地した時の基礎全体の抵抗値に対して、4本群杭の抵抗力は、テーパー杭の場合は43〜46%、直杭の場合は35〜40%を占める。纏めると、パイルドラフトの基礎形式として、テーパー杭が直杭よりも合理的な設計を可能にすることを示唆する結果を得た。
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