深基坑掘削のアンローリングによって引き起こされる土体の反発は、事前に埋設されたエンジニアリングパイルなどの垂直部材に顕著な引張応力を生じさせ、重篤な場合には部材の破断および構造の不安定を引き起こす。従来のGeddes応力解のアンローリング状態における制約に対し、まず数値解析に基づき、アンローリング状態における杭側抵抗の分布規則を明らかにし、中立点の位置を特定し、Geddesの付加応力理論を修正および拡張した。次に土体の小ひずみ剛性特性を考慮し、層別総和法の考え方と組み合わせて杭と土の相互作用を考慮した土体の反発簡易アルゴリズムを構築した。さらに三次元有限要素数値アルゴリズムを用いて、単杭および群杭条件下で簡易アルゴリズムの有効性を比較検証し、群杭効果が計算精度に及ぼす影響を分析した。結果は、提案した簡易アルゴリズムによる計算結果が数値解よりやや大きく、安全余裕を有することを示している。単杭および群杭条件下での計算誤差はそれぞれ約10％および23％であり、誤差の主な原因は杭側抵抗および端抵抗の簡略化にある。北京都市副中心交通ハブ工事のV-D基坑実測データを用いて検証したところ、簡易アルゴリズムの計算結果は数値解より約32％大きいものの、全体的な傾向は工学的実測モデルと良く一致し、本手法が類似の深基坑工事における工学的な引抜き杭設計および反発予測に参考となることを示している。

アンローリング;エンジニアリングパイル;付加応力;三次元有限要素;小ひずみ剛性;単杭-群杭解析