鋼管杭工法を検討していても、「地盤調査を受けた結果、実はこの工法が使えないと言われたらどうしよう」「ボーリング調査とSWS試験、どちらを受ければいいのか分からない」と、調査の前段階で不安を感じる方は少なくないのではないでしょうか。
本記事では、地盤調査で何が分かるのか、ボーリング調査とSWS試験の違い、そして調査結果から鋼管杭工法の適用可否をどう判断すればよいのかを整理して解説します。
鋼管杭工法は、地中の支持層まで杭を到達させて建物の荷重を伝える基礎工法です。そのため、工法を採用できるかどうかは、設計者の判断だけでなく、現地の地盤条件そのものに左右されます。地盤調査は、この判断の土台となる以下のような情報を明らかにするために行われます。
これらの情報が明らかになって初めて、どの工法が、どの杭径・本数で成立するかを検討できるようになります。地盤調査は「受けるかどうか」ではなく、「どの調査方法で、どこまで正確に地盤を把握するか」が重要になります。
戸建住宅から中規模建築物まで、鋼管杭工法の検討で用いられる代表的な地盤調査方法が、ボーリング調査(標準貫入試験)とSWS試験(スクリューウエイト貫入試験、旧称:スウェーデン式サウンディング試験)の2つです。両者はいずれも、国の告示が認める地盤の許容応力度の算出方法に含まれています※1。
ボーリング調査は、地中に試験孔を掘削しながら土質のサンプルを採取し、標準貫入試験によってN値(地盤の硬さを示す指標)を測定する方法です。土質を直接確認できるため、玉石層・岩盤の有無や層構成を精度高く把握できる点が特徴です。前述の技術指針でも、杭基礎ではN値による方法(標準貫入試験)が望ましいとされています※1。一方で、SWS試験と比べて費用・工期がかかる傾向があります。
SWS試験は、鉄の棒に荷重とねじれを加えながら地盤に貫入させ、その沈み方から地盤の強さを推定する簡易な調査方法です。小型の機材で済み、ボーリング調査より手軽に実施できることから戸建住宅で広く使われています。一方で、土質そのものを直接確認できないため、玉石や岩盤を「硬い地盤」としか判別できず、支持層を見誤るリスクがあります。前述の技術指針でも、SWS試験は精度の限界が深さ10m程度とされ、一定の数値を超える条件では適用が難しいとされています※1。
SWS試験とボーリング調査(標準貫入試験)の比較に関しては、ある技術開発報告書※2で「ボーリング調査は土質を確実に判定できるが、SWS試験より調査費用がかかる」という趣旨の指摘がなされています。同報告書はこの点を踏まえ、SWS試験では土質が判別しづらいために、本来は良質な地盤でも杭基礎を選んでしまう「過剰設計」が起こりうると述べています。費用差の具体的な倍率については報告書内に算定根拠が示されておらず、あくまで同報告書の執筆者による説明である点に留意が必要です。
したがって、SWS試験の結果だけで「鋼管杭工法が必要」「不要」と判断するのではなく、敷地条件や調査結果に応じてボーリング調査を併用するかどうかを検討するという視点が重要です。
地盤調査の結果が出たら、以下のような観点で鋼管杭工法の適用可否を確認していきます。
調査で確認した支持層の深さ・硬さに対して、検討している工法の杭が到達できるかを確認します。途中に岩盤・玉石層・転石が混在する場合、回転貫入が困難になるケースがあるため注意が必要です。工法ごとの対応地盤・注意点については、以下のページもあわせてご確認ください。
地下水位が高く、緩い砂質地盤が広がっている場合は、液状化リスクも併せて検討する必要があります。液状化が想定される地盤での工法選定のポイントは、以下のページで詳しく解説しています。
支持層の深さ・硬さが明らかになることで、必要な杭径・杭本数の検討が可能になります。調査結果と設計内容の整合性については、以下のページもご参照ください。
なお、鋼管杭工法ごとに定められている対応地盤・施工条件の詳細は工法によって異なります。地盤調査の結果と、検討している工法の技術資料・認定内容を照らし合わせて確認することをおすすめします。
地盤調査は、鋼管杭工法の適用可否を判断する出発点です。ボーリング調査とSWS試験にはそれぞれ得意・不得意があり、どちらか一方だけで判断するのはリスクがあります。調査結果の内容を踏まえ、支持層への到達可否や液状化リスクを確認したうえで、自分の土地に適した工法を選定してください。
鋼管杭工法の支持力や施工性は、工法によって大きく異なります。杭径や無排土対応の有無が、密集地での近隣沈下リスクや残土処分費の差に直結するため、工法選びが現場コストの分岐点です。
当メディアでは、建物規模・現場条件が異なる3工法を比較。自社の案件条件に合う工法を見つける参考にしてください。
鋼管杭と一口に言っても、戸建ての狭小地と超高荷重の大型施設とでは、求められる性能が全く異なります。ここでは、「建物の規模」と「立地条件」にフォーカスし、現場の課題をクリアするおすすめの工法を3つ厳選しました。
| 杭径レンジ | φ101.1〜457.2mm |
|---|---|
| 最大支持力 | 2,521kN(φ457.2mm) |
最大HU590の高強度鋼を採用※、鋳物一体成型の翼で溶接部の破断リスクを防ぎ大翼化。大翼の高い支持力で杭径を最大2サイズダウンでき、重機制約に縛られず密集地でも施工が可能です。
大きな翼の高い引抜き抵抗力により、浅い支持層でも十分な支持力を確保。深くまで杭を打ち込む必要がなく、回転貫入による無排土施工のため、近隣地盤への影響を抑えられます。
| 杭径レンジ | φ89.1〜165.2mm |
|---|---|
| 最大支持力 | 約217kN(φ165.2mm) |
φ89.1mmからの細径5サイズ展開で、戸建て等の地盤条件に合った杭を選定可能。先端支持・摩擦支持を地盤により使い分けることで、必要以上に杭を深くせず、杭長・コストを抑えます。
セメント不使用の回転貫入方式のため、将来の解体時には逆回転で撤去でき、産廃のない更地に復元可能。
施工も2t建柱車1台で完結し、狭い前面道路の現場にも対応します。
| 杭径レンジ | φ600〜1,200mm |
|---|---|
| 最大支持力 | 17,900kN(φ1,200mm) |
掘削液を使わない中掘り工法で、φ1,400mmの大口径鋼管杭を深度70mまで施工可能。支持層が深く他工法では届かない敷地でも、大型施設の重荷重を支える基礎を構築できます。
杭先端に最大φ2,400mmの根固め球根を築造し、先端支持力17,900kNを確保。高靭性鋼管が大地震時にも粘り強く変形するため、審査の厳しい重要施設のBCP要件にも対応します。