令和5年度 一級建築士 構造 No.20を解説、杭基礎の引抜き・負の摩擦力・群杭に関する誤りを見抜くポイント

令和5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。

この問題では、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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この問題で問われていること

1. 圧密沈下地盤での負の周面摩擦力（ネガティブフリクション）と杭軸力
2. 杭の極限鉛直支持力の算定（先端支持力＋周面摩擦力）
3. 引抜き耐力の算定に圧縮時の周面摩擦力をそのまま使えるか
4. 杭間隔が狭い群杭での1本当たり鉛直支持力

※ 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。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解：選択肢3（これが最も不適当な記述）

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杭の引抜き耐力の算定に関する記述が誤りなんです。引抜き力に対する許容耐力を算定する際の周面摩擦力は、圧縮時の周面摩擦力と同一の値をそのまま使うことはできません。引抜き時は圧縮時より周面摩擦力が小さくなるので、そのまま使えるとした選択肢3が最も不適当ということです。

各選択肢の正誤

選択肢3の「引抜き耐力の算定に圧縮時の周面摩擦力をそのまま用いることができる」という記述が誤りで、正しくは引抜き時の周面摩擦力は圧縮時より小さく、別途検討が必要です。

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引抜き時の周面摩擦力はなぜ圧縮時より小さいのか

圧縮荷重が作用するとき、杭は地盤に向かって押し込まれるため、杭周囲の地盤がしっかりと杭を締め付けます。このとき周面摩擦力は最大限発揮されます。

引抜き荷重のとき、杭は地盤から引き抜かれる方向に動こうとします。これにより杭周囲の地盤が緩む方向に働くため、摩擦力が小さくなりやすいわけです。特に鋼管杭などの滑らかな表面の杭では、この差が大きくなる傾向があります。

ザックリ言えば、押すときと引くときで摩擦の発揮のしかたが違うということです。

正しい肢を整理すると、圧密沈下地盤では負の周面摩擦力が杭の軸力を増やし（選択肢1）、極限鉛直支持力は先端支持力と周面摩擦力の合計で算定し（選択肢2）、杭間隔が狭い群杭は群杭効果で1本当たり支持力が低下することがある（選択肢4）、という流れです。

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覚え方

• 引抜き時の摩擦 ≦ 圧縮時の摩擦（圧縮時の周面摩擦力をそのまま引抜きに使うのは誤り＝低減が必要）
• 負の摩擦力は下向きで軸力増／支持力＝先端＋周面／群杭は1本当たり低下しうる

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一問一答

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