高耐震性を有する直接基礎建物を可能とする既存杭を活用した複合地盤の開発

利用现有桩开发复合地基，可实现高抗震性的直接基础建筑物

基本信息

批准号：
20H02306
负责人：
柏尚稔
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

都市の再生の機運が高まっている中において、建物の建替えを計画する際には既存杭の処理が大きな問題となる。しかし、既存杭を有用物として捉えて再利用することができれば、環境負荷の問題に対して多大な貢献が可能となる。さらに、既存杭を含む敷地地盤に対する適切な補強により地盤の支持力を高めて、新築建物の基礎形式を直接基礎として設計できれば、浮き上がり挙動など建物の損傷低減に繋がる現象を利用して、極大地震に対してレジリエントな建物の設計機構を実現することも可能と考えられる。本研究課題では、既存杭と地盤の両方が安定的な支持力を発揮できる複合地盤の設計法を示すとともに、複合地盤上の建物の巨大地震に対するレジリエンスの評価手法を提案することを目的としている。今年度の成果は次の通りである。・せん断土槽と遠心載荷装置を用いて、埋め込みを有する直接基礎建物の振動台実験を実施した。模型地盤としては砂質土を用い、直接基礎、地中杭あり直接基礎、杭基礎の実験を実施した。・実験では、既存杭の有無が建物の地震応答に及ぼす影響は小さく、杭頭絶縁基礎を適用した建物の地震応答は直接基礎のそれと同等である一方、杭頭絶縁基礎建物の弾性変形成分は杭基礎建物のそれより小さくなることが分かった。・杭頭絶縁基礎建物の地震応答が大きくなると、深部での地中の杭の軸力は杭頭部よりも大きく変動するため、杭頭だけでなく、杭周面摩擦抵抗が建物に対する杭頭絶縁基礎の支持性能に寄与する可能性が示唆されることを示した。

随着城市更新势头的增强，现有桩的处理成为规划建筑物重建时的一个主要问题。然而，如果现有的桩能够被视为有用并重复利用，那么将有可能为解决环境负担问题做出重大贡献。此外，如果可以通过对场地地面（包括现有桩）进行适当加固来增加地面承载力，并且如果可以将新建筑物的基础类型直接设计为基础，则可以利用以下现象：减少对建筑物的损坏，例如隆起行为，以防止极端地震引起的地震，还可以实现具有弹性的建筑设计机制。本研究项目的目的是论证现有桩和地面都能发挥稳定承载力的复合地基设计方法，并提出一种评估复合土上建筑物抗大地震能力的方法。今年的结果如下。 - 利用剪力土箱和离心加载装置，对直建的嵌入式结构建筑进行了振动台实验。以砂土为模型地基，分别进行了直接基础、地下桩直接基础和桩基试验。・实验表明，既有桩的有无对建筑物的地震反应影响较小，承台隔热基础建筑物的地震反应与直接基础相当，而建筑物的弹性变形分量桩承台保温基础建筑物被发现比桩基础建筑物小。・桩头保温基础当建筑物的地震反应增大时，地下桩深度的轴力波动比桩头大，因此不仅桩头，而且桩周面对桩头的摩擦阻力也会增加结果表明，这可能有助于绝缘地基的支撑性能。