1. 基礎構造の概要
基礎は、上部構造からの荷重を地盤に伝え、構造物の安定性を確保する重要な構造要素です。基礎の選定は、地盤条件、載荷状況、経済性などを综合的に検討して決めます。
2. 直接基礎（浅い基礎）
直接基礎は、地盤上に直接設置する基礎形式で、べた基礎、布基礎、独立基礎などがあります。
2.1 支持力度の算定
qa = (1/3)(c・Nc・sc・dc + q・Nq・sq・dq + 0.5γB・Nγ・sγ・dγ)
ここに、qa: 支持力度、c: 粘着力、q: 上載荷重、γ: 土の単位体積重量、B: 基礎幅
2.2 沈下量の算定
S = Σ (Δσi・ΔHi・mi・vi)
Δσi: 層별追加応力 | ΔHi: 層厚 | mi・vi: 圧密パラメータ
Δσi: 層별追加応力 | ΔHi: 層厚 | mi・vi: 圧密パラメータ
3. 杭基礎
杭基礎は、支持層が深い場合に使用され、杭那头地基の 支持力と杭身の摩擦力で上載荷重を支えます。
3.1 杭の支持力
支持力公式:
Ra = Rp + Rf = qp・Ap + Σ (fs・As)
Rp: 先端支持力 | Rf: 周面摩擦力
Ra = Rp + Rf = qp・Ap + Σ (fs・As)
Rp: 先端支持力 | Rf: 周面摩擦力
3.2 杭種と適用
| 杭種 | 施工方法 | 適用条件 |
|---|---|---|
| 鋼管杭 | 打込み・回転 | 軟弱地盤〜硬質地盤 |
| RC杭 | 打込み | 中硬地盤 |
| PHC杭 | 打込み | 住宅基礎 |
| 場所打ち杭 | ボーリング | 狭い現場、音揺れ対策 |
4. 地盤調査
基礎設計には地盤調査が不可欠です。主要な調査方法:
- 標準貫入試験 (SPT): N値の測定
- ボーリング調査: 地層確認、サンプル採取
- 平板載荷試験: 支持力度の直接測定
- 孔内載荷試験: 深度方向の変形特性
5. 設計手順
- 地盤調査結果の整理と支持層の確認
- 上部構造からの荷重算定
- 基礎形式の選定
- 支持力度と沈下量の照査
- 構造詳細設計（配筋、杭配置など）
6. まとめ
基礎設計は、構造物全体の安定性を左右する最も重要な設計要素の一つです。地盤特性を正確に把握し、適切な基礎形式を選定することで、安全で経済的な構造物を実現できます。