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圧力球根とは？1分でわかる意味、杭、基礎、平板載荷試験との関係

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圧力球根とは、地盤に作用する荷重により、応力が作用する範囲をいいます。

圧力球根は、大きさの等しい圧力を結んで得られる曲線ですが、見た目が球根のようなので、「圧力球根」です。

今回は、圧力球根の意味、基礎と平板載荷試験との関係について説明します。

※地盤ついては下記が参考になります。

地盤とは？1分でわかる意味、地盤調査、地盤沈下、ｎ値、軟弱地盤、支持層

圧力球根とは？

圧力球根とは、地盤に作用する荷重により、応力が作用する範囲を言います。下図を見てください。これが圧力球根です。

圧力球根は、地盤に発生する応力の等しい点を結んでできる曲線です。

発生する鉛直応力は、荷重点から離れるにしたがって（地盤の深度が深くなるほど）、小さくなります。

※鉛直応力ついては下記が参考になります。

垂直応力とは？1分でわかる意味、公式、計算、単位、垂直応力度との違い

荷重の範囲をBとしたとき、圧力球根は深さ1.5B～2.0B以内が沈下や支持力に大きな影響を及ぼす範囲です。

下図をみてください。圧力球根と応力増加分の関係を示しました。

上図のように、荷重点から離れるほど応力は小さくなります。

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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基礎と圧力球根

基礎の大きさをBとしたとき地盤に沈下や支持力の影響を及ぼす範囲は、1.5～2.0Bでした。

よって、荷重の作用する範囲が大きいほど圧力球根も大きくなります。

直接基礎とするとき、表層は良好な地盤だったとしても、基礎の大きさによっては、軟弱地盤に圧力球根が影響する可能性もあります。

一様に良好な地盤でないとき、基礎の大きさには十分注意しましょう。

杭の圧力球根

杭の先端にも圧力球根が生じています。直接基礎と同様に、応力が影響する範囲を考慮します。

例えば、N値の高い砂層や砂礫層の下に、圧密沈下を起こす粘土層がある場合、沈下や支持力の影響が無いか確認をします。

※N値ついては下記が参考になります。

n値とは？1分でわかる意味、目安、求め方、地盤、n値40や50の地耐力

圧力球根と平板載荷試験の関係

直接基礎の支持力度（地耐力）を測定するとき、平板載荷試験が行われます。

平板載荷試験では、所定の大きさの載荷版から荷重を作用させ支持力度を測定します。

ただ、圧力球根の原理により、載荷版幅の1.5倍の範囲しか調査できません。

※平板載荷試験については下記が参考になります。

平板載荷試験の結果と地耐力の算定式の違い

まとめ

今回は圧力球根について説明しました。圧力球根とは、地盤に作用する荷重により、応力が作用する範囲です。

構造設計では、圧力球根をあえて計算することはありませんが、その考え方が平板載荷試験などに活かされています。

また基礎による圧力が作用する範囲と、荷重幅の関係も併せて覚えておきましょう。下記も参考にしてください。

平板載荷試験の読み方は？1分でわかる読み方、必要性、地耐力との関係

平板載荷試験の結果と地耐力の算定式の違い

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• 名前　ハナダユキヒロ/MITUME lab代表.
• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に向けて


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