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令和5年度 1級建築施工管理技士 No.7を解説、杭基礎と負の摩擦力

令和5年度 1級建築施工管理技士 第一次検定 No.7は、杭基礎に関する問題です。

この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

この問題で問われていること

  1. 負の摩擦力は支持杭と摩擦杭のどちらが大きいか
  2. 打込み杭と埋込み杭の中心間隔の違い
  3. 極限鉛直支持力の構成(先端支持力+周面摩擦力)
  4. 引抜き抵抗に自重を加えるときの浮力の扱い

※ 問題文そのものは建設業振興基金が公開している公式PDFで確認できます。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢1(これが誤っている記述)

周辺地盤の沈下で生じる負の摩擦力(ネガティブフリクション)は、先端が硬い層で踏ん張る支持杭のほうが大きくなります。選択肢1の「摩擦杭のほうが大きい」という記述が逆で誤りなわけです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 負の摩擦力は摩擦杭より支持杭のほうが大きい(逆に書かれている)
2 ○(正しい) 杭の中心間隔は打込み杭より埋込み杭のほうを小さくできる
3 ○(正しい) 極限鉛直支持力は極限先端支持力と極限周面摩擦力の和
4 ○(正しい) 引抜き抵抗に自重を加える場合、地下水位以下の浮力を考慮する

選択肢1は負の摩擦力が摩擦杭のほうが大きいとした部分が誤りで、正しくは支持杭のほうが大きくなります。

選択肢1のポイント(ここが誤り)

負の摩擦力(ネガティブフリクション)とは、杭の周辺地盤が沈下したときに、地盤が杭を下方向へ引きずり込もうとする力のことです。杭工事で押さえておきたい現象です。

支持杭は先端が硬い支持層で止まり、地盤が沈んでも杭は下がりません。そのため地盤とのズレが大きく、負の摩擦力を大きく受けます。摩擦杭は地盤の沈下に多少追従して一緒に下がるため、相対的に小さくなります。

問題文の「負の摩擦力は支持杭より摩擦杭のほうが大きい」は逆で誤りで、正しくは支持杭のほうが大きくなるということなんです。

覚え方

  • 支持杭=動かない=負の摩擦力が大きい/摩擦杭=一緒に沈む=小さい
  • 極限鉛直支持力=極限先端支持力+極限周面摩擦力
  • 引抜き抵抗に自重を加えるときは地下水位以下の浮力を差し引く

一問一答

Q.

周辺地盤の沈下で生じる負の摩擦力は、支持杭と摩擦杭のどちらが大きいか。

支持杭のほうが大きくなります。先端が支持層で止まり、沈む地盤とのズレが大きくなるためです。

Q.

杭の極限鉛直支持力は、何と何の和で表されるか。

極限先端支持力と極限周面摩擦力の和で表されます。先端と周面の両方で支持力を分担します。

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出典

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和5年度 1級建築施工管理技術検定 第一次検定 問題」
けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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