建築学生が学ぶ構造力学

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令和6年度 一級建築士 構造 No.21を解説、杭基礎の群杭とパイルドラフト基礎に関する誤りを見抜くポイント

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令和6年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.21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. 杭の長さ径比と許容圧縮力の低減
  2. 液状化のおそれがない地盤の極限鉛直支持力
  3. 群杭の水平抵抗(1本当たり)
  4. パイルド・ラフト基礎の沈下低減

※ 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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群杭の水平抵抗の記述が逆なんです。複数の杭が水平力を受ける場合(群杭)、杭同士が地盤を通じて影響し合うため、単杭と比べて群杭1本当たりの水平抵抗は小さくなります1本当たりが大きくなる、とするのは逆で、群杭効果で1本当たりは低減されるんです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 施工が確実に行える範囲で杭長を設定する場合、長さ径比による許容圧縮力の低減は不要
2 ○(正しい) 液状化のおそれがない地盤では極限先端支持力と極限周面抵抗力の和で極限鉛直支持力を算定できる
3 ×(誤り) 群杭では杭同士が地盤を介して影響し合うため、単杭と比べて1本当たりの水平抵抗は小さくなる
4 ○(正しい) パイルド・ラフト基礎は直接基礎と杭の複合により平均沈下量・不同沈下量の低減に効果がある

選択肢3の「群杭1本当たりの水平抵抗は大きくなる」という記述が誤りで、正しくは群杭1本当たりの水平抵抗は単杭より小さくなるです。

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選択肢3のポイント

杭が水平力を受けると、杭の周囲の地盤が変形します。群杭では複数の杭が近接しているため、それぞれの杭が変形させようとしている地盤が重なり合います

この重なりによって、1本の杭が利用できる地盤の抵抗が単杭の場合より小さくなります。例えば杭の間隔が杭径の3倍以下になると、「群杭効果」による低減が顕著になります。

一方、正しい肢を整理すると、施工が確実に行える範囲なら長さ径比による許容圧縮力の低減は不要で(選択肢1)、液状化のおそれがない地盤は極限先端支持力と極限周面抵抗力の和で極限鉛直支持力を算定でき(選択肢2)、パイルド・ラフト基礎は直接基礎と杭の複合で平均沈下量・不同沈下量を低減できる(選択肢4)、という流れです。

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覚え方

  • 群杭の水平抵抗 → 1本当たりは単杭より小さい(地盤を共有して低減)
  • 長さ径比の低減は施工確実なら不要/鉛直支持力=先端+周面/パイルドラフトは沈下低減

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一問一答

Q.

群杭が水平力を受ける場合、1本当たりの水平抵抗は単杭より大きくなるか小さくなるか。

小さくなります。杭同士が地盤を介して影響し合い、1本が使える地盤抵抗が単杭に比べて低減されるためです(群杭効果)。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和6年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV(構造)問題」
ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

建築士 過去問(構造)

プロフィール

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