平成29年度 一級建築士 構造 No.20を解説、杭基礎に関する誤りを見抜くポイント

平成29年度 一級建築士試験 学科Ⅳ（構造）No.20は、杭基礎に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

杭の先端抵抗と周面摩擦抵抗の発揮の順序、液状化時の水平地盤反力係数、地下室の浮力と引抜き、杭先端のN値の扱いが問われます。決め手は、鉛直荷重に対して先端抵抗と周面摩擦抵抗のどちらが先に発揮されるかです。

引っかけの核心は、杭の沈下とともに「先端抵抗が先行して発揮され、沈下が増加すると周面摩擦抵抗が発揮される」としているところです。順序は逆で、まず周面摩擦抵抗が発揮され、沈下が増すと先端抵抗が発揮されます。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解：選択肢1（これが最も不適当な記述）

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各選択肢の正誤

選択肢1は、先端抵抗が先行して発揮されるとした点が誤りで、まず周面摩擦抵抗が発揮され、沈下が増すと先端抵抗が発揮されます。

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選択肢1のポイント

杭は、鉛直荷重を「杭先端で地盤を押す先端抵抗」と「杭の側面と地盤の摩擦による周面摩擦抵抗」で支えます。この2つは、同時に最大になるのではなく、発揮されるまでに必要な沈下量が違います。

周面摩擦抵抗は、杭がわずかに（数mm程度）沈下すれば発揮されます。一方、先端抵抗は、杭先端が地盤を大きく押し込む必要があるため、より大きな沈下量で発揮されます。したがって、荷重が加わって沈下が始まると、まず周面摩擦抵抗が先に働き、沈下が増えると先端抵抗が効いてきます。

選択肢1は、先端抵抗が先に発揮されるとしていますが、発揮の順序が逆で誤りです。「小さい沈下で周面摩擦、大きい沈下で先端抵抗」と押さえます。

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覚え方

• 杭の鉛直抵抗は、沈下が小さい段階で周面摩擦抵抗、沈下が増すと先端抵抗が発揮される
• 液状化のおそれ→水平地盤反力係数を低減して水平抵抗を検討
• 地下水位の高い敷地の地下室は、浮力による杭の引抜き抵抗力を検討
• 杭先端のN値は先端付近の平均、60超は60とする

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理解度チェック

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