地耐力の解説
地耐力とは、地盤が破壊したり過度に沈下したりせずにフーチングの下で支えられる圧力のことです。フーチングの寸法は、作用圧力が許容値を下回るように決めます。
終局値と許容値
終局支持力とは、土がせん断で破壊する圧力のことです。許容支持圧力は安全率(多くは約3)を適用し、さらに沈下の制限も考慮されます。軟らかい土では、設計はしばしば沈下によって決まります。
支持力は、土の強さ、基礎の幅と深さ、地下水によって決まります。同じ土でも、より深いまたは幅の広い基礎の下では、より高い圧力を支えられます。飽和した土は乾いた土より支える力が小さくなります。
基準で想定される値
IRC表R401.4.1では、想定される支持力値を示しています。粘土、砂質粘土、シルト質粘土、粘土質シルト、シルト、砂質シルトは1,500 psf、砂、シルト質砂、粘土質砂、シルト質礫、粘土質礫は2,000 psf、砂礫と礫は3,000 psf、堆積岩と片理の発達した岩石は4,000 psf、結晶質の基岩は12,000 psfです。IBCにも同様の表(表1806.2)があります。
これらの値は、建築担当官が受理する場合に使用できます。有機質土、軟弱な粘土、管理されていない盛土、膨張性の土には、調査が必要です。
フーチングの寸法の決め方
必要なフーチングの面積は、荷重を許容支持圧力で割った値に等しくなります。2,000 psf の地盤に 30,000 lb の柱荷重がかかる場合、15 ft² のフーチングが必要で、一辺は約 3 ft 10 in の正方形になります。地盤技術者は、最小のフーチング幅と深さ、凍結対策、沈下量の見積もりも勧告することがあります。
上記の見積もりは、フーチングとその上の土の重量を無視し、中心載荷を仮定しています。実際の設計では、これらに加えて偏心荷重、凍結深度、コンクリートのせん断と鉄筋の要件を考慮します。そのため、基礎は技術者が設計するのです。
よくある質問
技術者は支持力をどのように測定しますか?
標準貫入試験(SPT)、コーン貫入試験、室内試験、場合によっては平板載荷試験を含む、ボーリング調査を通じて実施され、地盤技術者が解釈します。
支持力は改善できますか?
はい。締固め、不良土の除去と入れ替え、または砕石パイルなどの地盤改良によって可能です。
土が破壊しないのに、沈下がなぜ問題になるのですか?
破壊が起きなくても、不同沈下は構造物にひび割れを生じさせることがあるため、許容値は沈下の制限を反映していることが多いです。
出典
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