(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＷＳ試験で削孔した孔を利用し、
その孔に挿入した２芯線からなる絶縁ケーブルの端面側の電極部と、周面側の電極部との電気抵抗の変化を検出して水位の変化を測定し、
時間当たりの水位の変化率をグラフ化し、
グラフ化に際して、中空ロッドに地下水が浸入してくる浸入スタート時と、実際の測定スタート時との間の数分の変化率を双曲線モデルによって推定し、
この地下水の浸入スタート時の推定値から、一定の境界値を境にして、粘性土と砂質土との相違を判定することを特徴とする、
土質判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土質を判定する方法であり、特に戸建住宅のような簡易な建物の基礎の土質を判定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スエーデン式サウンディング試験（以下ＳＷＳ試験）は、先行技術文献を揚げるまでもなく広く採用されている地盤支持力を判定する方法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このＳＷＳ試験は、直接土を採取するものではないから、土質の判定を行う場合にはロッドを回転させる際の感覚や、その際発生する音に頼ることになり、客観性に欠けて測定者によって判定が大きくバラつくという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明の土質判定方法は、ＳＷＳ試験で削孔した孔を利用し、その孔に挿入した２芯線からなる絶縁ケーブルの端面側の電極部と、周面側の電極部との電気抵抗の変化を検出して水位の変化を測定し、時間当たりの水位の変化率をグラフ化し、グラフ化に際して、中空ロッドに地下水が浸入してくる浸入スタート時と、実際の測定スタート時との間の数分の変化率を双曲線モデルによって推定し、この地下水の浸入スタート時の推定値から、一定の境界値を境にして、粘性土と砂質土との相違を判定することを特徴とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の土質判定方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞  簡易な試験ながら、従来の調査方法に比べ非常に安価で短期間に粘性土と砂質土の相違を判定することができる。
＜２＞  時間当たりの水位の変化率をグラフ化し、一定の数値を基準に土質を判定する方法であるから、技術者の経験や主観に頼ることがなく、客観的で適切な判定を行うことができる。
＜３＞  簡易に土質を判定することができるので、過剰な地盤補強や、反対に不同沈下するリスクを回避することができる。
＜４＞  ＳＷＳ試験で削孔した孔を利用するので、調査費用が安価であり、簡易な戸建ての工事の事前調査として採用しても、発注者の負担が少ない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の土質判定方法に利用する中空ロッド説明図。
【図２】測定用ケーブルの説明図。
【図３】地下水位の測定方法の説明図。
【図４】すでに地質が分かっている測定地点の説明図。
【図５】砂質土の場合の水位の変化を示す説明図。
【図６】粘性土の場合の水位の変化を示す説明図。
【図７】砂質土の場合の時間当たり水位の変化率の説明図。
【図８】粘性土の場合の時間当たり水位の変化率の説明図
【図９】ｔ＝０における（ｄｈ／ｄｔ）を求める説明図。
【図１０】ＳＷＳ試験の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下図面を参照にしながら本発明の土質判定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００８】
＜１＞ＳＷＳ試験
まず公知であるがＳＷＳ試験方法について説明する。
このサウンディング試験は、図１０に示すように、下端に掘進スクリュー部材（通称：スクリューポイント）２１を装着した鉄製またはステンレス鋼製の中実ロッド２を地盤Ｇに垂直に突き立て、このロッド２の上部にクランプ２２及びハンドル２３を取り付けた装置を使用する。
試験に際しては、まずクランプ２２上に複数枚の円盤状の錘２４（10kgが２枚と25kgが３枚で計95ｋｇ、載荷用クランプの重さ５kgとの合計で100 kg）を順次載せてロッド２の沈み込みを観察して記録する。
そして、全部の錘２４を載せた段階でロッド１の沈み込みがない場合、ハンドル２３による回転で掘進させ、ロッド２表面の２５ｃｍ刻みの目盛り２ａにより、当該ロッド２が２５ｃｍ沈み込むのに要した回転回数を記録してゆく。
なお、ロッド２は最長１ｍであるため、継ぎ足しながら所定深度（通常は地下１０ｍ）まで掘進させる。
また、掘進スクリュー部材２１の基端側はロッド２よりも径大になっている。図中の２５は掘進位置の地表に載置した底板である。
【０００９】
＜２＞中空ロッド（図１）
前記のＳＷＳ試験で使用した中実ロッドを地上へ抜き出す。
その抜出孔に中空ロッド１を挿入する。
この中空ロッド１は、長さ方向所定間隔置きに内外を透通する横穴１１を開口した鋼管である。
すなわちこの中空ロッド１は、その長さ方向に沿って一定間隔ｄ置きに径方向に貫通する横穴１１を備え、これら横穴１１で中空部１０内と外部とが透通している。
この横穴１１は上下位置で順次交互に９０°向きが変わるように開口しており、これによって中空ロッド１の周方向で強度の偏りを生じないように設定してある。
中空ロッド１の先端に掘進スクリュー部材１２を装着する。
間隔ｄは通常２５ｃｍに設定するが、掘進スクリュー部材１２の先端から最下位の横穴１１までの距離も間隔ｄと等しく構成する。
【００１０】
＜３＞中空ロッドの挿入
上記したように、ＳＷＳ試験で使用した中実ロッドを地上へ抜き出し、その抜出孔に中空ロッド１を挿入する。
中空ロッド１を、抜出孔へ挿入する手段は、例えばＳＷＳ試験機を用いて行うことができる。
すなわちＳＷＳ試験機で中空ロッドを回転させて地盤の所定深さまで垂直に貫入させる。
【００１１】
＜４＞絶縁ケーブル（図２）
上記の工程で貫入させた中空ロッド１内に、絶縁ケーブル３Ｂを挿入する。
この絶縁ケーブル３Ｂは、電気抵抗の変化を検出する機能を備える計測器に接続した２芯線からなる円柱状のケーブルである。
すなわちこの絶縁ケーブル３Ｂでは、絶縁層３６中に埋入した２本の芯線３２，３３のうち、一方の芯線３２がケーブル先端面から突出して電極部３２ａを構成すると共に、ケーブル周面側での絶縁層３６の切欠３６ａにより、芯線３３の一部を露呈させて電極部３３ａを構成している。
このように両電極部３２ａ，３３ａがケーブルの端面側と周面側とに離間することにより、中空ロッド１内への挿入時に水滴等の付着で両電極部３２ａ，３３ａ間が導通するのを防止できる。
この絶縁ケーブル３Ｂの中空ロッド１に対する挿入長さＬは、周面側の電極部３３ａが基準Ｏとなる。
【００１２】
＜５＞電気抵抗の変化（図３）
この絶縁ケーブルを図示のように地盤Ｇの帯水層ＷＺまで貫入した中空ロッド１の中空部１０内に挿入する。
その場合に、電気抵抗の変化を検出する機能を備える計測器４Ａに接続した各々１芯線からなる一対の計測用絶縁ケーブル３Ａ，３Ａ’の内、一方の絶縁ケーブル３Ａ’の先端を中空ロッド１の地上部分に電気接続し、先端側に電極部３１を有する他方の絶縁ケーブル３Ａを該中空ロッド１の中空部１０に上方から挿入してゆく。
そして、この絶縁ケーブル３Ａの電極部３１ａが中空ロッド１内の水面ＷＦに達すると、水Ｗの導電性によって該電極部３１ａと電極を構成する中空ロッド１との間の電気抵抗が減少するから、この電気抵抗の変化が計測器４Ａにて検出されて表示される。
従って、この電気抵抗の変化が検出されたときの絶縁ケーブル３Ａの挿入長さから、地下水位ＷＬを正確に判定できる。
すなわち、地下水位ＷＬは、前記挿入長さより、中空ロッド１の地表面ＧＬからの突出高さを差し引いた値である。
なおここで説明したＳＷＳ試験の引き抜き孔を利用する水位の検出方法は、すでに特許４９７０４１６号として特許されている。
【００１３】
＜６＞試験対象
国内２０地点で試験を行った。（図４）
各地点での地下水の水位付近での土質は、別途にボーリング調査、掘削調査、観測井戸など行って粘性土か砂質土化の違いがすでに分かっている。
このように、他の手段ですでに判定がなされている土質と、本発明の方法による判定が一致しているか否かを検討したので以下に説明する。
【００１４】
＜７＞水位の変化に着目
上記の水位の決定方法を採用した場合に、中空ロッド内へ浸入する地下水の水位は、すぐには自然水位に到達することがなく、徐々に水位が上昇し、一定時間後に安定することが明らかとなった。
この水位の変化を上記の方法で検知した結果は図５，６に示す通りである。
すなわち、すでに判別している粘性土と、砂質土での水位の上昇経過を比較してみると、測定開始時には前者は自然水位との差が大きく（図５）、後者はそれと比較して差が小さい（図６）。
スタート時にはこのような水位差があるのに、自然水位に達成するまでの時間には、一部の例外を除いて、２０分〜３０分程度であって、あまり差を見いだすことができない。
ということは、粘性土と砂質土において、前者の水位の変化率は大きく、後者の変化率は小さい、ということになる。
なお図では経過時間「０」と測定値との間に差がある。
これは、横穴１１を開口した中空ロッド１を挿入したときから地下水のロッド内への浸入は始まっており、しかし絶縁ケーブル３Ａ、３Ａ‘を挿入して水位の測定を開始できるまで数分の時間を要するためである。
【００１５】
＜８＞水位の変化率
発明者は前記した、粘性土と砂質土において、前者の水位の変化率は大きく、後者の変化率は小さい、という点に着目した。
そして、この時間当たりの水位変化率（ｄｈ／ｄｔ）をグラフ化した。
ここにｈ＝水位。ｔ＝時間。
このグラフ化はエクセルなど市販されているソフトによって簡単に行うことができる。
すると図７、８に示すように、実際に現地で判断した結果と比較して、砂質土と粘性土とにおいて、その変化率の差を明確に読み取ることができた。
なお前記したように中空ロッドに地下水が浸入してくる浸入スタート時と、実際の測定スタート時との間の数分の変化は実際上測定できないが、図９に示す双曲線モデルによって（ｄｈ／ｄｔ）を推定した。
【００１６】
＜９＞判定
図７、８の実施例の場合には（ｄｈ／ｄｔ）＝４当たりを境界として、粘性土と砂質土とが大きく分かれている。
すなわち砂質土ということが分かっている地盤での水位の変化率は４よりも小さく（図７）、それに対して粘性土ということが分かっている地盤での水位の変化率は４よりも大きい（図８）ことを示している。
この結果から、土質が未知の地盤において、ＳＷＳ試験の引き抜き孔を利用して水位の変化を測定し、その水位上昇の変化率が４以下であればその地盤は砂質土、４以上であればその地盤は粘性土、と判断することができることが分かった。
しかしこの「４」という値は２０件のサンプルに基ずくものであり、常に一定値であるとは言えないが、少なくともある明確な境界値が存在することが明らかとなった。
以上の通り、地質の相違を数値で判断することができるから、従来のようにＳＷＳ試験においてその回転の感触や音で判断する場合と比較して客観性があり、技術者の勘や経験に頼らずに、かつ短時間で判断することができるという効果を達成できる。
【符号の説明】
【００１７】
１  中空ロッド
１０  中空部
１１  横穴
１２  堀進スクリュー部材
３Ａ、３Ａ’、３Ｂ  絶縁ケーブル
4Ａ  計測器
【要約】      （修正有）【課題】スエーデン式サウンディング試験（ＳＷＳ試験）における土質判定のバラツキを無くした土質判定方法を提供する。【解決手段】ＳＷＳ試験で削孔した孔を利用する。その孔に挿入した２芯線からなる絶縁ケーブル３Ｂの端面側の電極部３２ａと、周面側の電極部３３ａとの電気抵抗の変化を検出して水位の変化を測定する。その結果の時間当たりの水位の変化率をグラフ化する。その図から一定の境界値を境にして、粘性土と砂質土との相違を判定する。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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