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直接基礎の支持力係数と、内部摩擦角の関係

支持力係数は、直接基礎の地耐力を計算するうえで大切な値です。支持力係数は内部摩擦角の大きさに関係しています。今回は支持力係数の計算方法と、支持力係数と内部摩擦角の関係について説明します。

支持力係数とは?

支持力係数とは、直接基礎の地耐力の計算に関係する値です。直接基礎の地耐力は、下式で計算します。


今回説明したい記号は、

です。なお、地耐力の詳細な説明は下記の記事が参考になります。

地耐力の算定

各記号は、Ncは直接基礎の粘着力に関係する係数、Nrは地盤の自重に関係する係数、Nqは基礎の根入れによる押さえ効果に関係する係数、です。

支持力係数の計算方法

実は、支持力係数は各研究者によって提案する式が違うわけですが、今回は「建築基礎構造設計指針」に明記してある式を紹介します。

です。ご覧の通り、全ての係数で内部摩擦角φが関係します。

支持力係数と内部摩擦角の関係

支持力係数と内部摩擦角の関係を下表に示します(参考は建築基礎構造設計指針です)。

φ Nc Nq Nr
5.1 1.0 0
6.5 1.6 0.1
10° 8.3 2.5 0.4
15° 11.0 3.9 1.1
20° 14.8 6.4 2.9
25° 20.7 10.7 6.8
28° 25.8 14.7 11.2
30° 30.1 18.4 15.7
32° 35.5 23.2 22.0
34° 42.2 29.4 31.1
36° 50.6 37.8 44.4
38° 61.4 48.9 64.1
40°以上 75.3 64.2 93.7

このように、内部摩擦角が大きいほど支持力係数が大きくなります。粘土の場合は、内部摩擦角が0°で、Nr=0になるので、地耐力を過大評価しないよう注意しましょう。

まとめ

今回は、支持力係数について説明しました。土の分野は、まだまだ分からないことが多く、支持力係数を求める式でも、国内外の研究者で値にバラつきがあります。その分、基礎には余裕をある程度見ておきたいですね。内部摩擦角や支持力係数の取り方に注意しましょう。


内部摩擦角や直接基礎の地耐力については下記の記事が参考になります。

N値、内部摩擦角とは?ざっくり地盤の特性を知る5つのTIPs

地耐力の算定

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