2019年11月13日

構造の経済設計「杭の設計。場所打ちコンクリート杭の経済設計について考えてみる。」

 次は経済的な杭の設計方法について、考えてみます。前回、説明しました通り、構造体の中で最もコストに影響を与える部分です。そして、価格、単価の把握が一番難しい工種です。しかし、やりようによっては一番、設計により、コストの差が出る部分です。そして、大きくコストダウンをしようと思ったら、杭に手を付けないと出来ません。




 まず、どの工法の杭にするかです。場所打ちコンクリート杭、PHC杭、鋼管杭。それぞれに様々な施工方法、杭種があります。鋼管巻き、拡底、拡頭、節付き、拡大根固め。そして、メーカーによって、杭の形状や支持力式も違ったりします。
 
 はっきり言って、どの工法がどの杭の組み合わせが一番経済的となるか、判断するのは困難です。

 杭工事の知識に長けた人でも、杭施工会社の都合によって、大きくコストが変わってしまいます。見積り金額(グロス)から、ネット金額として、30%程度、数千万円の値引きは当たり前、そして、更に値引き交渉も可能です。かと言うと再検討を行い、杭数量を絞ったにもかかわらず、金額は値引き額で調整され、たいして変わらないと言う事もあります。
 基本的に杭工事の金額は、数量の積み重ねで決定されるのではなく、“施工に何日かかるから、いくら”との考えで決定されているのだと思います。

 やはり、ここも複数工法、複数メーカーの比較検討が必要です。そんなに難しくありません。軸力、水平力を数社に送り、検討、見積り依頼をするだけです。尚、「駆け引きするのは面倒なので、相見積もり一発でメーカーを決めます」と伝えましょう。

 このように価格の把握が難しい杭工事ですが、基本は数量を減らす事です。ここでは、場所打ちコンクリート杭の経済設計について、考えてみます。




 まず、場所打ちコンクリート杭の見積りを見てみましょう。これは私が今年、関わった3物件の見積を項目が比較しやすいようにまとめたものです。尚、通常、鉄筋・コンクリートの材料はゼネコンが提供するので、材料単価は杭施工業者が参考で入れたものです。また、これはグロス金額であり、ネット金額として、30%程度引かれたものが提示されています。実際の発注は更に値引きを行う事になります。

場所打ちコンクリート杭の見積り例

 杭の金額は何で決定してるかを把握するために各項目の比率の平均を以下に示します。
杭単価比.png

 これを見ると一番高いのは材料費で38%を占めています。次は残土、泥水処分費の16.4%です。これらの数量の単位は、㎥:杭の体積であり、合わせて、54.4%になります。
その次は機械・資材損料、労務費となり、合わせて、27.9%です。単位は施工日数です。掘削数量(=杭の体積)が増えると施工日数も増える事になります。

 どのような事かと言うと場所打ちコンクリート杭の金額に支配的にはるのは杭の体積であると言う事です。7割がたは体積です。

 杭本数が10%増え、杭の体積が10%減った場合を考えます。仮に機械資材・損料、労務費が杭の総長さに比例するとしても杭の体積が減れば、コストは下がる事になるのです。
また、材料費(コンクリート、鉄筋)の価格は明確です。杭施工会社の思惑で金額の上下はできません。

 これを理解すれば、経済的な場所打ちコンクリート杭を設計するには、どうすれば良いかは明確です。とにかく、杭の体積を減らす事です。そのためには以下を行います。

●拡頭、拡底を使用し、軸部の断面積を絞る。
 いまどき、拡頭、拡底による施工費はたいして、変わりません。とにかく、体積を少なくすることです。

●材料強度(コンクリート、鉄筋)を上げ、断面積を絞る。
 コンクリート強度を1ランク上げても、単価は1,000円/㎥、比率にして、1%程度です。施工費、残土・汚水処理費のコスト減の方が大きくなります。 

●評定工法を指定する。コンクリート強度は泥水中ではなく、空隙中とする。
 いまどき、場所打ちコンクリート杭は全て、評定工法です。評定工法を指定する事によるコスト増はありません。コンクリート強度を有利に出来るので杭体積を減らす事が出来ます。

 次に杭径、杭断面積A、杭周長ψ、断面係数Z、周長及び断面係数の断面積に対する比率の一覧を示します。
杭断面性能.png

 例えば、1400φと1000φ×2本、1700φと1200φ×2本は、ほぼ同じ断面積です。断面積が同等なので先端支持力、コストが同等であると仮定します。周長、断面係数はどうかと言うと、周長は2本とした方が多くなり、断面係数は2本よりも同じ面積の1本の方が大きくなります。つまり、引抜力が支配的な場合は2本打ちとした場合の方が有利になるという事です。ただし、水平力に対しては弱くなってしまうので注意が必要です。

 補足ですが、杭径を小さくすれば、小さな機械で施工が出来るので機械損料が安くなるとのメリットもあります。但し、これは杭施工業者の都合に左右されます。施工機械が現場で動いていても、会社に置いておいても、その会社としては損料が変わりません。杭、土工事の価格はこのような思惑で決まっているのです。


≪まとめ≫
●杭工法は複数工法の見積りを比較し、決定する。
●場所打ちコンクリート杭の経済設計をするには、とにかく体積を少なくする。
●引抜力が支配的な場合は2本打ちを検討する。



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posted by 建築構造設計べんりねっと at 07:16| Comment(0) | TrackBack(0) | 経済設計手法
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