地中の杭の抵抗力

質問

tanukijiruと申します。

今、縦横25ｃｍ・深さ30cmの穴を掘り、コンクリートを打って、そこに50ｃｍの杭を打ち込みます。
杭の頭を10ｃｍ程コンクリートから露出させて、そこにロープをかけて引っ張ります。
地面から25度の角度で引っ張った場合、引き抜き力(抵抗力?)の計算方法ってあるのでしょうか？

勉強不足なもので申し訳ありませんが、どなたかご教授をお願いできますでしょうか？

回答No.1

masa2211

式は存在しますが、データ不足です。

地面から25度の角度で引っ張った場合の、鉛直力と水平力の分離方法は知っているものとします。
（その辺りから説明するのはシンドイので。）

鉛直に抜けるほう：コンクリート重量＋くい重量＋主動土圧×tanφ＋粘着力×コンクリート表面積（側面積のみ）
　　　　　　　　　より、鉛直方向の引っ張り力が大きければ抜ける。
水平に抜けるほう：受動土圧＋（コンクリート重量＋くい重量）×tanφ＋粘着力×コンクリート表面積（底面積のみ）
　　　　　　　　　より、水平方向の引っ張り力が大きければ抜ける。

φと粘着力：土の状態により変わる定数。
　面倒なら、砂の場合、φ＝３０度　　Ｃ＝０
　　　　　　粘土の場合、　φ＝０　　Ｃ＝２０～５０ＫＮ／ｍ2
　ただし、ローラー、タンパ、タコなどの土木建築用の機械で十分に締め固めた場合であり、そうでない場合はもっと小さい。

主動土圧、受動土圧の計算式は、ｗｅｂを検索してください。（三角関数を多様するので、ここに書けません。）
あと、この計算は抵抗力の計算です。ここまでは耐えられる、ということの計算であり、ここで抜けるという計算ではありません。これ以上持ってしまう可能性があります。

ただ、与えられた条件では土中の深さが浅いため、抵抗力の計算なら、主動土圧ゼロ　受動土圧ゼロとすることをすすめます。
これって、杭＋コンクリートが全部地上にある場合と同じですが．．．．

お礼

おお、早いご教授ありがとうございます。
何となくは理解できました(すみません、知識不足なもので)。

>主動土圧ゼロ　受動土圧ゼロとすることをすすめます。

そうなると
鉛直：コンクリート重量＋くい重量＋粘着力×コンクリート表面積（側面積のみ）
水平：（コンクリート重量＋くい重量）×tanφ＋粘着力×コンクリート表面積（底面積のみ）
という計算式で算出される数値を考えればよいという解釈でよろしいのでしょうか？

基本的に舗装面や、学校の校庭など土木建築用の機械で十分に締め固めた場合で想定しています。
ちなみに25度の角度で、285kgで引っ張るとした場合の試算をしております。

もうすこし、お付き合いいただけるようでしたらご教授ください。