「杭の載荷試験」には、３つの試験があります。具体的に詳しく解説していきます！
杭の載荷試験とは？
建設現場における「杭の載荷試験」は、支持地盤まで打ち込まれた杭が、設計通りの荷重を安全に支えられるかを確認するための重要な試験です。この試験により、地盤と杭の相互作用を検証し、設計の妥当性を確認することができます。
スクリュー杭の性能評価には、以下の3種類の載荷試験が用いられます
| 試験名 | 荷重方向 | 主な確認事項 |
| 押込み試験 | 下向き | 地盤の支持力、沈下挙動 |
| 引抜き試験 | 上向き | 杭の引抜き抵抗力 |
| 水平載荷試験 | 横方向 | 水平変位・剛性・安定性 |
押込み試験
試験の目的
- 杭が地盤に支持される性能（圧縮耐力）を確認
- 杭に設計荷重を加えた際の沈下量（変位）を計測
- 地盤支持力が設計値を満たしているか評価
試験方法
- 杭頭部に油圧ジャッキを設置し、反力装置により地盤へ鉛直方向の荷重を加える
- ロードセルで荷重を計測
- 変位計で沈下量（変位）をミリ単位で測定
荷重ステップ例
設計荷重Pに対して以下のような段階的加力：
0.25kN → 0.50kN → 0.75kN→ 1.00kN → 1.25kN → 1.50kN
評価指標
- 荷重–沈下曲線を作成し、設計荷重時の沈下量が許容沈下量（例：10mm以下）であるかを確認
- 降伏点が現れるか、または漸増的な沈下で安定しているかを評価
- 支持層に達していることを確認（大きな沈下がなく、剛性が高い場合）
引抜き試験（鉛直引張）
試験の目的
- 杭が引き抜かれる力にどれだけ抵抗できるかを評価
- 風荷重や地震時などで杭が浮き上がる力への耐性を確認
試験方法
- 杭に上向きの引張荷重を油圧ジャッキで加える
- 上部に反力ビームまたは固定アンカーを設置し、ジャッキで引き上げる構成
- 荷重・変位はそれぞれロードセルと変位計で計測
荷重ステップ例
同様に設計引抜荷重kNに対して： 0.25kN → 0.50kN → 0.75kN → 1.00kN→ 1.25kN
評価指標
- 引抜荷重に対する杭頭の変位量（引張方向）
- 許容引抜き荷重を超える荷重に対して、杭が破壊的に抜けないかを確認
- 地盤の皮膜摩擦力・拡底部の支持力の有効性を検証
- 引抜き試験では、反力装置が大きな荷重を支えるため、周囲への安全対策が重要
- 実際の設計では、「最低〇kNの引抜き耐力を確認」といった基準を設けることが多い
水平載荷試験（横方向荷重）
試験の目的
- 太陽光発電設備において、架台や杭は風圧力や地震動によって水平方向の力を受けます。
- 水平載荷試験では、杭の横方向の変形量（変位）と地盤との抵抗力を測定することで、倒壊や過剰変形のリスクを事前に評価できます。
- 特に傾斜地や軟弱地盤での施工において重要です。
試験方法
- 杭の頭部または中間部に油圧ジャッキを横向きに設置し、地表に設置した反力装置や反力杭と連結して水平方向に加力
- ロードセルで水平荷重を測定
- 変位計で杭の横方向の変位をミリ単位で記録
- 水平加力は連続的または段階的に実施
荷重ステップ例
設計水平荷重Pに対して以下のような段階的加力を行います： 0.25kN→ 0.50kN → 0.75kN → 1.00kN → 1.25kN → 必要に応じて1.5kNまで
評価指標
- 荷重–変位曲線（水平荷重と水平変位の関係）を作成し、以下を評価：
•水平荷重時の杭頭変位量（許容変位：例として10mm以下）
•剛性の低下や急激な変位増大が見られるか＝安全限界の指標 - 必要に応じて、設計風圧力・地震荷重との照合に利用
- 水平方向の試験は、反力確保のための構造計画が重要（反力杭または重機による固定など）
- 荷重点の高さや杭長さによりモーメント（曲げ）の影響が出るため、試験位置の調整が必要
- 複数方向（例：東西・南北）の加力を行うことで、より実態に即した評価が可能
杭の載荷試験が重要な理由
スクリュー杭は、太陽光発電所の基礎としての役割を果たす非常に重要な部材です。
しかし、杭の性能は設計図だけでは完全に評価できません。その理由は以下の通りです。
1. 地盤は現場ごとに異なる
・地盤の硬さ・締まり具合・土質層構成などは、同じ敷地内でもばらつきがあります。
・ボーリング調査だけでは把握しきれない「局所的な弱点」も存在します。
・載荷試験を通して、その場所の杭＋地盤の組み合わせで本当に耐力が出るのかを確認することができます。
2. 実荷重に対する挙動を「見える化」できる
・杭に実際の荷重を加えたときに、どれくらい沈下・変位するかは試験でしかわかりません。
・設計荷重に対して余裕があるか／変形が許容内かを数値で評価できます。
・荷重–変位曲線を見ることで、地盤の反力や杭の剛性も推定できます。
3. 過剰設計や施工不良の防止
・載荷試験を行えば、必要以上に杭を長くしたり太くする必要があるかどうかが判断できます。
・不具合があれば、早期に是正でき、トラブルの未然防止につながります。
4. 第三者への説明責任・品質証明
・発注者・監督官庁・金融機関などに対して、「この杭は信頼できる」というエビデンスを示すことができます。
・太陽光発電設備では、固定資産評価・ファイナンス審査などの際にも試験結果が活用されます。
5. 長期安定性の確保
・特に自然エネルギー設備は20年以上の長寿命を前提として設計されるため、基礎の信頼性は最優先事項です。
・載荷試験によって、風・地震・経年沈下に対する安全性を確認し、長期的な安心を得ることができます。
結論
「地盤 × 杭 × 現場条件」の適合性を直接確認できる唯一の方法が、載荷試験です。
設計通りの性能を「現場で」「実物で」確認することが、安全で経済的な構造物づくりの第一歩です。当社では、自社施工による押込み・引抜き・水平の各種載荷試験に対応しており、設計者・施工者・事業者の皆様に最適なサポートを提供いたします。
＊業務時間外は、直接担当者に繋がります。
