TAC建築士講師室ブログ

TAC建築士講座の講師・スタッフのブログです。

圧密沈下

井澤ですいざわ

■問題1
軟弱地盤の下部に良質な支持層のある敷地において、支持層に達する支持杭を採用する場合には負の摩擦力を考慮し、軟弱地盤中の摩擦杭を採用する場合には負の摩擦力を考慮しなくてもよい。(一級構造:平成21No.21
■問題2
圧密沈下のおそれのある軟弱地盤において、軟弱地盤中の摩擦杭に杭と地盤の相対変位が生じない場合には、負の摩擦力を考慮しなくてもよい。(一級構造:平成23No.21

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■解答
 問題1、2ともに正。
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負の摩擦力(ネガティブフリクション)
とは、「軟弱地盤等において、杭の周囲の地盤が沈下することにより、杭の周面に下向きに作用する摩擦力」のことです。

なぜ「負」「ネガティブ」と言うかというと、
通常働く杭の周面摩擦力と逆向きに働くからです。

■通常働く杭の周面摩擦力
通常は、杭には建築物から下向きの鉛直荷重が働きますので、「杭が地盤に対して沈下」しようとします。すると、摩擦力によって、杭は地盤から「上向きの摩擦力」を受けます。特に摩擦杭では、その「上向きの摩擦力」だけで建築物を支えています。

■負の摩擦力
一方、「負の摩擦力」とは、支持杭において、支持層の上にある軟弱地盤が圧密沈下して、「地盤が杭に対して沈下」するときに生じます。
次図は「圧密層」と書いてある地層が圧密沈下した状態です。
negative friction

地盤が杭に対して沈下」すると、摩擦力によって、杭は地盤から「下向きの摩擦力」を受けるのです。これが「負の摩擦力」です。
支持杭の先端部(下部)が支持層に支えられたまま、周囲の地盤から「負の摩擦力」を受けると、杭に過大な圧縮力が働き、杭が破壊されることもあります。

この「負の摩擦力」は、「
地盤が杭に対して沈下」したときに生じますので、杭と地盤の相対変位(ズレ)が生じない場合は、「負の摩擦力」は生じません。

―――――ポイント:負の摩擦力―――――
■支持杭
支持杭において、支持層の上にある軟弱地盤が圧密沈下すると、負の摩擦力が生じる
↑支持杭が沈下しないのに地盤だけが沈下すると、負の摩擦力が生じる。
■摩擦杭
摩擦杭では、負の摩擦力が生じにくい
↑摩擦杭と地盤が一緒に沈下すると、負の摩擦力は生じない。
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※摩擦杭には、「負」ではない、通常の摩擦力は大いに働いています。というより、その通常の「上向きの摩擦力」だけで建築物を支えています。

井澤ですいざわ

■問題1
地盤の液状化は、地表面から約20m以内の深さの沖積層で地下水位以下の緩い細砂層に生じやすい。(一級構造:平成21No.22
■問題2
地盤の沈下には即時沈下と圧密沈下があり、圧密沈下は、砂質地盤が長時間かかって圧縮され、間隙が減少することにより生じる。(一級構造:平成22No.22
■問題3
支持力係数による算定式により、砂質地盤の許容応力度を求める場合、内部摩擦角が小さいほど許容応力度は大きくなる。(一級構造:平成25No.22

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■解答
 問題1 正。
 問題2 誤。設問中、「砂質地盤」は「粘性土地盤」の誤り。
 問題3 誤。砂質地盤は、内部摩擦角が大きいほど支持力が大きく、許容応力度も大きい。
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ポイント:砂質土と粘性土の特徴
 

 

主な被害

沈下

支持力

砂質土

液状化

短期間の即時沈下
沈下量は小さい

内部摩擦角が大きいほど支持力大

粘性土

圧密沈下

長期間の圧密沈下
沈下量は大きい。

粘着力が大きいほど支持力大


内部摩擦角
とは、砂の土粒子間の摩擦とかみ合わせによる抵抗を表し、乾燥した砂が崩れて傾斜するときの角度、言い換えれば、自然にとりうる砂山の最大角度とほぼ等しい。したがって、内部摩擦角が大きいほど支持力が大きい
internal friction angle

問題1の「
沖積層」については、語呂合わせも含めてNo.223(洪積層・沖積層)を見て確認しておいてください。

http://kentikushi-blog.tac-school.co.jp/archives/44733118.html


 

井澤ですいざわ

今回が今年の一級建築士学科本試験前の最後の書込みになります。

■問題1
非常に軟らかい粘土の圧密係数を求めるため、ベーン試験を行った。
(一級施工:平成13No.5)
■問題2
砂質土のせん断強さの調査は、圧密試験により行った。
(一級施工:平成11No.5)

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■解答
問題1 誤。圧密係数を求めるのは圧密試験です。
    ベーン試験は、粘性土の「せん断強さ」の調査に用いられます。
問題2 誤。砂質土のせん断強さの調査には、主に標準貫入試験が採用されます。


前回の
No.225が土の「せん断強さ」についてでしたので、今回は土の「圧縮性」について確認します。

――――【ポイント】粘性土の調査――――――
■せん断強さの調査
 ベーン試験、機械式コーン貫入試験、一軸圧縮試験、三軸圧縮試験(No.225参照)
■圧縮性の調査
 圧密試験
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圧縮性で問題となるのは、特に粘性土の「圧密沈下」です。
圧密沈下、圧密試験について、次のポイントも大事です。

―――――【ポイント】圧密沈下・圧密試験―――――
・粘性土では圧密沈下が問題となりやすい ←砂質土では液状化が問題となりやすい
・粘性土の沈下は圧密沈下 ←砂質土の沈下は即時沈下
・圧密は、長時間かかって土中の間隙の水が絞り出される現象
 ←土粒子自体が圧縮されるのではない
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さあ、いよいよ日曜日は
一級建築士学科本試験です。
今までの皆さんの努力が報われますよう、皆さんの合格を心から祈っています。

祈合格!

7月30日(木)18302100 渋谷校にて
一級建築士「学科試験解答解説会+設計製図当年度課題説明会」を行います。
ご都合のつく方はぜひお越しください。
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そこでお会いしましょう!

私は学科コースに引き続き、渋谷校の一級建築士設計製図コースを担当いたします!

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