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群杭とは？1分でわかる意味、単杭との違い、読み方、支持力の低減

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群杭とは1つの基礎に対して複数本の杭を打設したときの、群となる杭をいいます。

今回は群杭の意味、単杭との違い、読み方、支持力の計算法や、支持力の低減について説明します。

また、群杭と沈下の関係も説明しますね。杭の種類、単杭の意味は下記が参考になります。

杭の種類はどのくらい？設計者が教える杭の種類と各杭の特徴、施工方法

単杭とは？1分でわかる意味、読み方、メリット、群杭との違い

群杭とは？

群杭とは、下図のような杭です。右側が単杭です。

１つの基礎に対して、群れでまとまる杭が群杭です。単杭は1つの基礎に対して、1本の杭をいいます。単杭は下記が参考になります。

単杭とは？1分でわかる意味、読み方、メリット、群杭との違い

群杭は何となく強そうですが、実は全くの逆です。

例えば、単杭5本分の支持力と群杭5本（5本の杭群）の支持力を比較すると、群杭の方が、支持力が小さいです。

最近は杭の支持力が向上したこと、設計が簡単なことから、単杭が増えました。

それでも支持力が必要な杭では、単杭では足りないので群杭とします。このとき、群杭効果を考慮して支持力を決定します。

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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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群杭の読み方

群杭は「ぐんぐい」と読みます。但し、「ぐんくい」でも間違いではありません。※建築物の構造関係技術基準解説書では「ぐんぐい」です。

群杭と単杭の違い

群杭と単杭の違いを下記に示しました。

• 群杭　⇒１つの基礎に対して複数本打設した杭。支持力の低減、沈下の影響に注意。
• 単杭　⇒１つの基礎に対して、1本打設した杭。

設計での扱いやすさや、フーチングを小さくできることから、単杭が増えています。※単杭は下記が参考になります。

単杭とは？1分でわかる意味、読み方、メリット、群杭との違い

群杭の支持力と低減

群杭の支持力は低減が必要ですが、「低減しなくて良い場合」があります。それが

・支持層が砂地盤

であるときです。研究結果より、砂地盤では群杭の方が単杭より大きな支持力となるからです。逆に支持力の低減が必要な地盤は、

・支持層が粘土質地盤のとき

です。後述する支持力の低減は、粘土質地盤を前提に説明しています。

群杭の支持力は、2つの破壊形式に応じて計算し小さい方を採用します。下記が破壊形式です。

• ・貫入破壊　　　⇒1つ1つの杭が、単杭として破壊すること
• ・ブロック破壊　⇒杭群が1つのまとまりとして破壊すること

貫入破壊は、単杭と同じなので下式より支持力が計算できます。

Rgu＝n×Ru

Rguは群杭としての支持力、nは杭本数、Ruは単杭としての支持力です。単杭については下記が参考になります。

単杭とは？1分でわかる意味、読み方、メリット、群杭との違い

よって、貫入破壊の支持力はあえて計算する必要は無いです。後述するブロック破壊の支持力の方が、小さい値になるからです。

ブロック破壊の支持力は下式で算定します。

Rgu＝φ×L×s＋Ag×qub

Rguは群杭の支持力、φは群杭の外側を結んでできる周長、Lは群杭の長さ、sは群杭外側の地盤のせん断強度、Agは群杭によるブロックの面積、qubはブロック部分の先端支持力度です。

上図より、群杭の周長とブロック部分の面積は

φ＝B×2+L×2

Ag＝B×L

です。

さて、群杭の支持力Rguと、群杭と同本数の単杭の支持力n×Ruを下式より比較します。

η＝Rgu／（n×Ru）

ηを群杭効果または群杭効率といいます。ηは1.0以下になり、杭径や杭の中心間距離、杭の本数に応じて変わります。

群杭と沈下の影響

群杭は、単杭に比べて圧力球根の範囲が大きくなります。※圧力球根については下記の記事が参考になります。

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

単杭に比べて荷重の影響する範囲が広がるため、沈下や支持層下の軟弱地盤の影響に注意が必要です。

まとめ

今回は群杭について説明しました。群杭の意味、ポイントが理解頂けたと思います。

群杭と聞くと、何となく強そうですが全くの逆です。群杭の支持力を計算すると、同じ本数の単杭より小さな支持力になります。

複数本の杭を打設するときは、群杭の効果を考慮したいですね。

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単杭とは？1分でわかる意味、読み方、メリット、群杭との違い

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