基礎杭は施工および使用過程で縮頸が発生しやすく、上部構造に安全上のリスクをもたらす。基礎板付き縮頸単杭の水平支持特性を明確にすることは、設計および杭基礎の補強・修復に対して指針となる。融解石英砂と屈折率が同じ間隙液を用いて透明砂土を作製し、基礎板付き完全杭と縮頸杭の透明土モデルに対し載荷試験を実施し、縮頸が水平極限支持力に及ぼす影響を検討した。その後、Mat-PIV増分プログラムを用いて載荷前後の土粒子斑点場を解析し、杭周囲土の変形規則性を得た。さらに三次元有限要素数値解析と組み合わせて、縮頸が基礎板付き単杭の水平支持特性を変化させる原因を明らかにした。結果は縮頸が杭体に沿った水平荷重の伝達能力を弱め、杭体上部の変形および杭側土反力を増大させることを示した。縮頸位置が杭頂に近いほど、または縮頸の寸法が大きいほど、基礎杭の水平極限支持力損失が深刻である。杭体の曲げは載荷側の基礎板に斜め下方への変位を生じさせ、土壌に垂直圧力をかけることで浅層土壌の強度を向上させ、摩擦力により杭変形を拘束し、杭の支持性能を強化する。

基礎杭;基礎板単杭;縮頸杭;杭-土壌相互作用;透明土