(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転貫入ビットにより地盤を削孔する第１の工程と、所定の深度毎の削孔データを収集する第２の工程と、前記削孔データを地盤強度推定式に代入して前記所定の深度毎の一軸圧縮強度を求め、前記所定の深度毎の地盤強度を推定する第３の工程とを備え、前記第２の工程においては前記所定の深度毎に与えられる取得タイミングに基づいてｍｍ単位の深度毎の削孔データを収集することを特徴とする地盤強度推定方法。
【請求項２】
前記第３の工程には、前記地盤強度推定式として、
ｑｕ  ＝α・｛（ビット荷重・削孔時間）／ビット断面積｝＋β・｛（回転トルク・回転数）／（削孔速度・ビット断面積）｝＋ｃ
［但し、ｑｕ  は一軸圧縮強度、α，β，ｃは係数である。削孔速度（ｍ／ｈ）＝｛３６００・データ収集深度間隔（ｍｍ）｝／（１０００・削孔時間）である。ビット荷重（ｋｇ）＝ε・ビット断面積・（推進力・保持力）＋ドリフター重量＋ロッド重量である。］
を用いる第４の工程が含まれることを特徴とする請求項１に記載の地盤強度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転貫入ビットにより得られた所定の深度毎の削孔データから地盤強度を推定する地盤強度推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地盤強度を測定する方法として、たとえばコアサンプリングによる一軸圧縮強度試験がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のコアサンプリングにより地盤強度を推定する方法では、連続的な深さ方向の地盤強度を推定するために、複数の深度毎のサンプリング採取が必要となることから、作業が極めて煩雑となるといった不具合がある。
【０００４】
また、コアサンプリングによる場合、所定の深度毎のサンプリングが困難であるため、得られるデータが離散的なものとなり、連続的な強度データを得ることができないという不具合もある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な作業で地盤強度の推定を容易に行うことができる地盤強度推定方法を提供することができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の地盤強度推定方法は、回転貫入ビットにより地盤を削孔する第１の工程と、所定の深度毎の削孔データを収集する第２の工程と、前記削孔データを地盤強度推定式に代入して前記所定の深度毎の一軸圧縮強度を求め、前記所定の深度毎の地盤強度を推定する第３の工程とを備え、前記第２の工程においては前記所定の深度毎に与えられる取得タイミングに基づいてｍｍ単位の深度毎の削孔データを収集することを特徴とする。
また、第３の工程には、地盤強度推定式として、ｑｕ ＝α・｛（ビット荷重・削孔時間）／ビット断面積｝＋β・｛（回転トルク・回転数）／（削孔速度・ビット断面積）｝＋ｃ［但し、ｑｕ は一軸圧縮強度、α，β，ｃは係数である。削孔速度（ｍ／ｈ）＝｛３６００・データ収集深度間隔（ｍｍ）｝／（１０００・削孔時間）である。ビット荷重（ｋｇ）＝ε・ビット断面積・（推進力・保持力）＋ドリフター重量＋ロッド重量である。］を用いる第４の工程が含まれるようにすることができる。
本発明に係る地盤強度推定方法においては、回転貫入ビットにより地盤を削孔し、ｍｍ単位の深度毎の削孔データを収集した後、削孔データを地盤強度推定式に代入してｍｍ単位の深度毎の一軸圧縮強度を求め、ｍｍ単位の深度毎の地盤強度を推定するようにする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明の地盤強度推定方法の一実施の形態に係る地盤強度推定システムを示す図、図２は、図１の削孔機の詳細を示す図、図３は、図１の削孔データ収集装置の内部構成を示すブロック図、図４は、図３の削孔データ収集装置によって収集される削孔データの詳細を示す図、図５は、図１のデータベース構築装置を説明するための図、図６は、図１の土層性状推定装置を説明するための図、図７は、図１の地盤強度推定システムによる地盤強度推定方法を説明するためのフローチャートである。
【０００９】
図１に示す地盤強度推定システムは、データ収集装置１００、データベース構築装置２００及び土層性状推定装置３００を備えている。
【００１０】
データ収集装置１００は、削孔機１１０、送水ポンプ１２０、各種センサー１３０、削孔データ収集装置１４０及びメモリカード１５０を備えている。
【００１１】
削孔機１１０は、図２に示すように、機体１１１上に削孔データ収集装置１４０を搭載している。削孔データ収集装置１４０によって収集された削孔データは、メモリカード１５０に記録された後、データベース構築装置２００に受渡されるようになっている。この削孔データ収集装置１４０についての詳細は、後述する。
【００１２】
また、機体１１１には、圧力センサー（２〜４）１３０ｃ〜１３０ｅを搭載している。これら圧力センサー（２〜４）１３０ｃ〜１３０ｅの詳細については、後述する。
【００１３】
機体１１１の前方には、ドリフター１１２によって上下動されるロッド１１３が垂下されている。また、ドリフター１１２には、回転数センサー１３０ｆが搭載されている。この回転数センサー１３０ｆについての詳細は、後述する。
【００１４】
ロッド１１３の先端には、ビット１１４が取付けられている。また、ロッド１１３は、ガイドセル１１５によってガイドされる。ロッド１１３の後端には、ワイヤーロープ１１６が連結されている。
【００１５】
ガイドセル１１５の上部には、深度センサー１３０ａが搭載されている。この深度センサー１３０ａについての詳細は、後述する。
【００１６】
削孔機１１０に対して近接配置される送水ポンプ１２０には、圧力センサー（１）１３０ｂが搭載されている。この圧力センサー（１）１３０ｂの詳細についても後述する。
【００１７】
削孔データ収集装置１４０には、図３に示すように、各種センサー１３０である深度センサー１３０ａ、圧力センサー（１〜４）１３０ｂ〜１３０ｅ及び回転数センサー１３０ｆからの検出値が取込まれるようになっている。
【００１８】
削孔データ収集装置１４０は、パルスカウンタ１４１，１４７、タイマ１４２及びＡ／Ｄコンバータ１４３〜１４６を備えている。
【００１９】
パルスカウンタ１４１は、検出値（データ）の取得タイミングを与えるものである。取得タイミングは、たとえば５ｍｍ等、ｍｍ単位の深度間隔で与えられる。これにより、例えば５ｍｍの深度毎の削孔データが得られる。
【００２０】
ここで、削孔データには、たとえば図４に示すように、削孔深度（ｍ）、送水圧（ＭＰａ）、回転トルク（ＭＰａ）、推進力（ＭＰａ）、保持力（ＭＰａ）、回転数（歯数）、削孔時間（ｓ）が含まれている。
【００２１】
削孔深度（ｍ）は、データ収集時の孔口よりの削孔深度である。送水圧（ＭＰａ）は、削孔掘屑を地上に排出するための送水ラインの圧力である。回転トルク（ＭＰａ）は、ビット１１４を回転させるための油圧機構の駆動圧である。
推進力（ＭＰａ）は、ビット１１４を推し進めるための油圧機構の駆動圧である。保持力（ＭＰａ）は、ビット推進機構の背圧である。回転数（歯数）は、単位深度当りのビット回転機構の駆動ギヤ歯数である。削孔時間（ｓ）は、単位深度当りの削孔所要時間である。
【００２２】
すなわち、図３において、深度センサー１３０ａからの検出値から削孔深度（ｍ）が得られる。圧力センサー（１）１３０ｂからの検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１４３によりデジタル信号に変換されることで、送水圧（ＭＰａ）のデータとされる。圧力センサー（２）１３０ｃからの検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１４４によりデジタル信号に変換されることで、回転トルク（ＭＰａ）のデータとされる。
【００２３】
圧力センサー（３）１３０ｄからの検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１４５によりデジタル信号に変換されることで、推進力（ＭＰａ）のデータとされる。圧力センサー（４）１３０ｅからの検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１４６によりデジタル信号に変換されることで、保持力（ＭＰａ）のデータとされる。
【００２４】
回転数センサー１３０ｆからの検出値は、パルスカウンタ１４７によりカウントされることで、回転数（歯数）のデータとされる。また、タイマ１４２からの時間によって削孔時間（ｓ）が得られる。そして、これらの削孔データは、上記のメモリカード１５０に記録される。
【００２５】
次に、図５により図１のデータベース構築装置２００について説明する。
【００２６】
データベース構築装置２００は、上記のメモリカード１５０に記録されている削孔データをデータベース化するものである。データベース化に際しては、調査現場（１〜ｎ）毎に分類される。これにより、削孔データベース２０１が構築される。この削孔データベース２０１の構築に際しては、データ検索・編集部２０２によって行われる。よって、構築後は、データ検索・編集部２０２による検索が容易に行われる。
【００２７】
次に、図６により図１の土層性状推定装置３００について説明する。
【００２８】
土層性状推定装置３００は、上記の削孔データベース２０１に基づいて地盤の強度を推定するものである。
【００２９】
すなわち、土層性状推定装置３００は、削孔データベース２０１に記憶されている削孔データを、削孔データ群３０１に展開する。次に、強度換算部３０２により、削孔データ群３０１のそれぞれの削孔データより一軸圧縮強度の換算を行う。
【００３０】
ここで、一軸圧縮強度の換算を行うに際しては、次のような地盤強度推定式▲１▼が用いられる。
【００３１】
ｑｕ  ＝α・｛（ビット荷重・削孔時間）／ビット断面積｝＋β・｛（回転トルク・回転数）／（削孔速度・ビット断面積）｝＋ｃ      ・・・▲１▼
【００３２】
但し、ｑｕ  は一軸圧縮強度、α（＝１．７〜２．２），β（＝０．０２〜０．０２４），ｃ（＝０．２７〜０．３２）は係数である。また、削孔速度（ｍ／ｈ）＝｛３６００・データ収集深度間隔（ｍｍ）｝／（１０００・削孔時間）である。ビット荷重（ｋｇ）＝ε・ビット断面積・（推進力・保持力）＋ドリフター重量＋ロッド重量である。
【００３３】
地盤強度推定式▲１▼によって得られた各調査現場（１〜ｎ）毎の一軸圧縮強度は、レポート３０３として出力される。
【００３４】
次に、以上のような構成の地盤強度推定システムによる地盤強度推定方法について説明する。
【００３５】
まず、図７に示すように、調査削孔を行う（ステップ７０１）。続いて、削孔データの記録を行う（ステップ７０２）。ここでは、上述したように、削孔データ収集装置１４０に取込まれる各種センサー１３０である深度センサー１３０ａ、圧力センサー（１〜４）１３０ｂ〜１３０ｅ及び回転数センサー１３０ｆからの検出値が取込まれる。これらの検出値は、データ化され削孔データとされる。
【００３６】
また、削孔データとしては、上述したように、削孔深度（ｍ）、送水圧（ＭＰａ）、回転トルク（ＭＰａ）、推進力（ＭＰａ）、保持力（ＭＰａ）、回転数（歯数）、削孔時間（ｓ）が含まれる。これらの削孔データは、上記のメモリカード１５０に記録される。
【００３７】
次に、データベース構築装置２００により、メモリカード１５０に記録されている削孔データがデータベース化される（ステップ７０３）。データベース化に際しては、上述したように、調査現場（１〜ｎ）毎に分類される。これにより、削孔データベース２０１が構築される。この削孔データベース２０１の構築に際しては、上述したように、データ検索・編集部２０２によって行われる。よって、構築後は、データ検索・編集部２０２による検索が容易に行われる。
【００３８】
次に、土層性状推定装置３００により、データベース化された削孔データから一軸圧縮強度の換算が行われる（ステップ７０４）。
【００３９】
一軸圧縮強度の換算を行うに際しては、上述した地盤強度推定式▲１▼が用いられる。そして、地盤強度推定式▲１▼によって得られた各調査現場（１〜ｎ）毎の一軸圧縮強度は、レポート３０３として出力される（ステップ７０５）。
【００４０】
このように、本実施の形態では、削孔機１１０によるビット１１４により地盤を削孔し、たとえば５ｍｍ等、ｍｍ単位の深度毎の削孔データを収集した後、削孔データを地盤強度推定式（１）に代入してｍｍ単位の深度毎の一軸圧縮強度を求め、ｍｍ単位の深度毎の地盤強度を推定するようにしたので、従来のような複数の深度毎のサンプリング採取が不要となる。
【００４１】
また、従来のように、各深度毎の削孔データを得るために時系列でデータ収集を行い、さらに各深度毎にデータ変換を行う必要もなくなる。
【００４２】
さらには、従来のように、所定の深度毎のサンプリングが不要となり、連続的な削孔データを得ることができる。その結果、本実施の形態では、簡単な作業で地盤強度の推定を容易に行うことができる。
【００４３】
また、土層性状推定装置３００により、データベース化された削孔データから一軸圧縮強度の換算を行う手順等を、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスク等の記録媒体に記録しておくことで、他の土層性状推定装置３００であっても、同様の地盤強度を推定することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の如く本発明に係る地盤強度推定方法及びその手順を記録した記録媒体によれば、回転貫入サウンディングによるビットにより地盤を削孔し、ｍｍ単位の深度毎の削孔データを収集した後、削孔データを地盤強度推定式に代入してｍｍ単位の深度毎の一軸圧縮強度を求め、ｍｍ単位の深度毎の地盤強度を推定するようにしたので、簡単な作業で地盤強度の推定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤強度推定方法の一実施の形態に係る地盤強度推定システムを示す図である。
【図２】図１の削孔機の詳細を示す図である。
【図３】図１の削孔データ収集装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３の削孔データ収集装置によって収集される削孔データの詳細を示す図である。
【図５】図１のデータベース構築装置を説明するための図である。
【図６】図１の土層性状推定装置を説明するための図である。
【図７】図１の地盤強度推定システムによる地盤強度推定方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００  データ収集装置
１１０  削孔機
１１１  機体
１１２  ドリフター
１１３  ロッド
１１４  ビット
１１５  ガイドセル
１１６  ワイヤーロープ
１２０  送水ポンプ
１３０  各種センサー
１３０ａ  深度センサー
１３０ｂ〜１３０ｅ  圧力センサー（１〜４）
１３０ｆ  回転数センサー
１４０  削孔データ収集装置
１４１，１４７  パルスカウンタ
１４２  タイマ
１４３〜１４６  Ａ／Ｄコンバータ
１５０  メモリカード
２００  データベース構築装置
２０１  削孔データベース
２０２  データ検索・編集部
３００  土層性状推定装置
３０１  削孔データ群
３０２  強度換算部
３０３  レポート
【図１】
0003660578.tif 000002
【図２】
0003660578.tif 000003
【図３】
0003660578.tif 000004
【図４】
0003660578.tif 000005
【図５】
0003660578.tif 000006
【図６】
0003660578.tif 000007
【図７】
0003660578.tif 000008