(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の内管、前記内管の外側に重ねられている無底の外管、及び前記外管の下端内側に固定されて前記内管との間に介在している円筒形状のスペーサーを有している二重管を、回転させながら地盤に突き入れる一体圧密工程と、
前記一体圧密工程で地盤に突き入れられた前記二重管を地中に維持したまま、Ｎ値を求めるために前記内管を上方から打撃する打撃工程と、
前記打撃工程によって前記内管が前記外管と比較して地盤の深部に到達した後に、前記外管を回転させながら地盤に突き入れて、前記内管と略同じ地盤の深部に到達させる外管圧密工程と、を備えていることを特徴とする
貫入試験方法。
【請求項２】
前記スペーサーは、前記外管圧密工程において、前記内管に付着している土砂を剥ぎ取る機能を有していることを特徴とする
請求項１に記載の貫入試験方法。
【請求項３】
有底の内管、前記内管の外側に重ねられている無底の外管、及び前記外管の下端内側に固定されて前記内管との間に介在している円筒形状のスペーサーを有している二重管を備え、
前記二重管は、回転させられながら地盤に突き入れられ、地中に維持されたまま、Ｎ値を求めるために前記内管が上方から打撃されるものであり、
前記外管は、上方から打撃された前記内管が該外管と比較して地盤の深部に到達した後に、回転させられながら地盤に突き入れられ、前記内管と略同じ地盤の深部に到達させられるものであることを特徴とする
貫入試験装置。
【請求項４】
前記スペーサーは、上方から打撃された前記内管が前記外管と比較して地盤の深部に到達した後に、前記外管が回転させられながら地盤に突き入れられる際に、前記内管に付着している土砂を剥ぎ取る機能を有していることを特徴とする
請求項３に記載の貫入試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の強度を求める貫入試験方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び非特許文献１に示されるように、地盤の強度を求める標準貫入試験では、地盤の穴に、ガイドロッドの下端に連結させたサンプラー（鋼製管）を立ててから、ガイドロッドに固定したアンビル（ノッキングブロック）に、６３．５±０．５ｋｇのハンマー（ドライブハンマー）を７６０±１０ｍｍの高さから落下させて、サンプラーを打ち込む。この標準貫入試験では、サンプラーを３００ｍｍ打ち込むのに必要な打撃回数を、地盤の強度を示すＮ値として求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９７３４９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】日本工業標準調査会、［online］、ホーム＞データベース検索＞ＪＩＳ規格詳細画面＞ＪＩＳ  Ａ  １２１９：２０１３、［平成２８年６月３０日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=2150668）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような標準貫入試験では、地盤を掘削してから、その穴にサンプラーを立てる必要があり、工数が多く作業の負担が大きい。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、作業の負担を軽減する貫入試験方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、有底の内管、前記内管の外側に重ねられている無底の外管、及び前記外管の下端内側に固定されて前記内管との間に介在している円筒形状のスペーサーを有している二重管を、回転させながら地盤に突き入れる一体圧密工程と、前記一体圧密工程で地盤に突き入れられた前記二重管を地中に維持したまま、Ｎ値を求めるために前記内管を上方から打撃する打撃工程と、前記打撃工程によって前記内管が前記外管と比較して地盤の深部に到達した後に、前記外管を回転させながら地盤に突き入れて、前記内管と略同じ地盤の深部に到達させる外管圧密工程と、を備えていることを特徴とする貫入試験方法である。
【０００８】
本発明によれば、一体圧密工程で地盤に突き入れられた二重管を地中に維持したまま打撃工程を行い、Ｎ値を求めることができるので、工数が多くなることを防ぐことができる。すなわち、作業の負担を軽減することができる。
【００１０】
そして、内管と外管との間に円筒形状のスペーサーが介在していることによって、一体圧密工程では二重管内への土砂の流入を防ぐことができると共に、打撃工程では内管の円滑な動きを実現することができる。
【００１２】
また、外管圧密工程の後に、再び打撃工程を行うことができる。あるいは、外管圧密工程の後に、再び、一体圧密工程を経てから打撃工程を行うことができる。
【００１３】
（２）本発明はまた、前記スペーサーは、前記外管圧密工程において、前記内管に付着している土砂を剥ぎ取る機能を有していることを特徴とする上記（１）に記載の貫入試験方法である。
【００１４】
上記発明によれば、スペーサーが、内管に付着している土砂を剥ぎ取ることで、外的要因を減らした状態で内管を打撃できるので、精度良くＮ値を求めることができる。
【００１５】
（３）本発明はまた、有底の内管、前記内管の外側に重ねられている無底の外管、及び前記外管の下端内側に固定されて前記内管との間に介在している円筒形状のスペーサーを有している二重管を備え、前記二重管は、回転させられながら地盤に突き入れられ、地中に維持されたまま、Ｎ値を求めるために前記内管が上方から打撃されるものであり、前記外管は、上方から打撃された前記内管が該外管と比較して地盤の深部に到達した後に、回転させられながら地盤に突き入れられ、前記内管と略同じ深部に到達させられるものであることを特徴とする貫入試験装置である。
【００１６】
上記発明によれば、地盤に突き入れられた二重管を地中に維持したまま内管を打撃し、Ｎ値を求めることができるので、工数が多くなることを防ぐことができる。すなわち、作業の負担を軽減することができる。
【００１８】
さらに、内管と外管との間に円筒形状のスペーサーが介在していることによって、二重管が地盤に突き入れられた際に、二重管内への土砂の流入を防ぐことができると共に、内管が打撃された際に、内管の円滑な動きを実現することができる。
【００２０】
また、外管が内管と略同じ深部に到達した後に、再び内管を打撃し、Ｎ値を求めることができる。あるいは、外管が内管と略同じ深部に到達した後に、再び、二重管を回転させながら地盤に突き入れてから内管を打撃し、Ｎ値を求めることができる。
【００２１】
（４）本発明はまた、前記スペーサーは、上方から打撃された前記内管が前記外管と比較して地盤の深部に到達した後に、前記外管が回転させられながら地盤に突き入れられる際に、前記内管に付着している土砂を剥ぎ取る機能を有していることを特徴とする上記（３）に記載の貫入試験装置である。
【００２２】
上記発明によれば、スペーサーが内管に付着している土砂を剥ぎ取ることで、外的要因を減らした状態で内管を打撃できるので、精度良くＮ値を求めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の上記（１）及び（２）に記載の貫入試験方法、並びに上記（３）及び（４）に記載の貫入試験装置によれば、工数を減らすことができる。すなわち、作業の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の貫入試験方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の貫入試験方法の流れを説明する概略図であり、（Ａ）は一体圧密工程の開始時の状態を示し、（Ｂ）は一体圧密工程の終了時の状態を示し、（Ｃ）は打撃工程の開始時の状態を示し、（Ｄ）は打撃工程の終了時の状態を示す。
【図３】本発明の貫入試験方法の流れの図２の続きを説明する概略図であり、（Ａ）は外管圧密工程の開始時の状態を示し、（Ｂ）は外管圧密工程の終了時の状態を示し、（Ｃ）は打撃工程の開始時の状態を示し、（Ｄ）は打撃工程の終了時の状態を示す。
【図４】本発明の貫入試験方法の別の流れを説明する概略図であり、（Ａ）は一体圧密工程の開始時の状態を示し、（Ｂ）は一体圧密工程の終了時の状態を示し、（Ｃ）は打撃工程の開始時の状態を示し、（Ｄ）は打撃工程の終了時の状態を示す。
【図５】本発明の貫入試験方法の別の流れの図４の続きを説明する概略図であり、（Ａ）は外管圧密工程の開始時の状態を示し、（Ｂ）は外管圧密工程の終了時であって且つ一体圧密工程の開始時の状態を示し、（Ｃ）は一体圧密工程の終了時の状態を示し、（Ｄ）は打撃工程の開始時の状態を示し、（Ｅ）は打撃工程の終了時の状態を示す。
【図６】外管及びスペーサーの分解断面図である。
【図７】外管及びスペーサーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る貫入試験方法について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図１〜図５を用いて、貫入試験装置１による貫入試験方法について説明する。図１は、貫入試験方法の流れを示すフローチャートである。
【００２７】
図２は、貫入試験方法の流れを説明する概略図である。図２（Ａ）は、一体圧密工程Ｓ１００の開始時の状態を示す。図２（Ｂ）は、一体圧密工程Ｓ１００の終了時の状態を示す。図２（Ｃ）は、打撃工程Ｓ２００の開始時の状態を示す。図２（Ｄ）は、打撃工程Ｓ２００の終了時の状態を示す。図３は、貫入試験方法の流れの図２の続きを説明する概略図である。図３（Ａ）は、外管圧密工程Ｓ３００の開始時の状態を示す。図３（Ｂ）は、外管圧密工程Ｓ３００の終了時の状態を示す。図３（Ｃ）は、打撃工程Ｓ２００の開始時の状態を示す。図３（Ｄ）は、打撃工程Ｓ２００の終了時の状態を示す。
【００２８】
図４は、貫入試験方法の別の流れを説明する概略図である。図４（Ａ）は、一体圧密工程Ｓ１００の開始時の状態を示す。図４（Ｂ）は、一体圧密工程Ｓ１００の終了時の状態を示す。図４（Ｃ）は、打撃工程Ｓ２００の開始時の状態を示す。図４（Ｄ）は、打撃工程Ｓ２００の終了時の状態を示す。図５は、貫入試験方法の別の流れの図４の続きを説明する概略図である。図５（Ａ）は、外管圧密工程Ｓ３００の開始時の状態を示す。図５（Ｂ）は、外管圧密工程Ｓ３００の終了時であって且つ一体圧密工程Ｓ１００の開始時の状態を示す。図５（Ｃ）は、一体圧密工程Ｓ１００の終了時の状態を示す。図５（Ｄ）は、打撃工程Ｓ２００の開始時の状態を示す。図５（Ｅ）は、打撃工程Ｓ２００の終了時の状態を示す。
【００２９】
図１〜図５に示すように、貫入試験装置１による貫入試験方法では、一体圧密工程Ｓ１００を経ることで地盤の穴に二重管１０を立ててから、打撃工程Ｓ２００において打撃装置３０で内管１１を打ち込み、内管１１を３００ｍｍ打ち込むのに必要な打撃回数を、地盤の強度を示すＮ値として求める。
【００３０】
貫入試験を続ける場合、外管圧密工程Ｓ３００を経ることで、外管１２を内管１１と略同じ地盤の深部に到達させてから、打撃工程Ｓ２００を行う。あるいは、外管圧密工程Ｓ３００を経ることで、外管１２を内管１１と略同じ地盤の深部に到達させてから、再び、一体圧密工程Ｓ１００を経てから打撃工程Ｓ２００を行う。
【００３１】
ここで、貫入試験方法の詳細な説明に先立ち、貫入試験装置１について説明する。図２〜図５に示すように、貫入試験装置１は、二重管１０と、圧入式の杭打ち機２０と、打撃装置３０等を備えている。
【００３２】
二重管１０は、圧入式の杭打ち機２０によって回転させられながら地盤に突き入れられ、地中に維持されたまま、Ｎ値を求めるために、打撃装置３０によって内管１１が上方から打撃される。具体的に、二重管１０は、有底の内管１１と、この内管１１の外側に重ねられている無底の外管１２と、この外管１２の下端内側に固定されて内管１１との間に介在している円筒形状のスペーサー１３等を有している。
【００３３】
内管１１は、圧入式の杭打ち機２０によって、外管１２と一体となって回転させられながら地盤に突き入れられ、地中に維持されたまま、Ｎ値を求めるために、打撃装置３０によって上方から打撃される。内管１１の外径は、嵌合するスペーサー１３に対してスライド移動可能な径であり、例えば５１ｍｍである。
【００３４】
外管１２は、圧入式の杭打ち機２０によって、内管１１と一体となって回転させられながら地盤に突き入れられ、地中に維持されたまま、内管１１の打撃の際に、周囲の土砂が崩れてくることを防止する。この外管１２は、上方から打撃された内管１１が当該外管１２と比較して地盤の深部に到達した後に、回転させられながら地盤に突き入れられ、内管１１と略同じ地盤の深部に到達させられるものである。外管１２の内径は、スペーサー１３が嵌合可能な径であり、例えば８０ｍｍである。
【００３５】
スペーサー１３は、ウレタン樹脂（ポリウレタン）等の樹脂からなる。このスペーサー１３は、上方から打撃された内管１１が外管１２と比較して地盤の深部に到達した後に、外管１２が回転させられながら地盤に突き入れられる際に、内管１１に付着している土砂を剥ぎ取る機能を有している。スペーサー１３の外径は、外管１２が嵌合可能な径であり、例えば８０ｍｍである。スペーサー１３の内径は、嵌合する内管１１がスライド移動可能な径であり、例えば５１ｍｍである。スペーサー１３の長さ（すなわち、内管１１のスライド移動の方向の長さ）は、二重管１０内への土砂の流入を防ぐ観点から、３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であることが好ましく、４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることがより好ましく、５０ｍｍであることが最も好ましい。
【００３６】
ここで、図６及び図７を用いて、外管１２の下端内側にスペーサー１３が固定されている構造を説明する。図６は、外管１２及びスペーサー１３の分解断面図である。図７は、外管１２及びスペーサー１３の断面図である。
【００３７】
図６及び図７に示すように、外管１２は、外管本体１４と、外管本体１４の下端に固定される先端キャップ１５と、を備えている。外管本体１４の下端外側には、雄ネジ１６が形成されている。先端キャップ１５の内側には、雌ネジ１７が形成されている。外管本体１４と先端キャップ１５は、雄ネジ１６と雌ネジ１７が螺合することで、互いに固定される。先端キャップ１５の下端内側には、スペーサー１３の脱落を防止する突起１８が形成されている。スペーサー１３は、外管本体１４と先端キャップ１５が互いに固定される際に、先端キャップ１５の内側に嵌合して下端が突起１８に引っ掛かると共に、その上端が外管本体１４の下端に当接することで、外管１２の下端内側に固定されるものである。
【００３８】
図１〜図５に戻って、貫入試験方法について説明する。
【００３９】
図１〜図３に示すように、一体圧密工程Ｓ１００では、圧入式の杭打ち機２０によって、Ｎ値の計測を実施する深さまで、二重管１０を回転させながら地盤に突き入れる（図２（Ａ）→図２（Ｂ）参照）。これにより、地盤に穴が形成されると共に、地盤の穴に二重管１０が立てられる。
【００４０】
打撃工程Ｓ２００では、一体圧密工程Ｓ１００で地盤に突き入れられた二重管１０を地中に維持したまま、Ｎ値を求めるために、打撃装置３０によって内管１１を上方から打撃する（図２（Ｃ）→図２（Ｄ）参照）。
【００４１】
なお、打撃装置３０は、内管１１の上端に連結されるガイドロッド３１と、ガイドロッド３１の途中に固定されているノッキングブロック３２と、ノッキングブロック３２の上方においてガイドロッド３１に沿ってスライド移動するドライブハンマー３３等を備えている。
【００４２】
貫入試験を続ける場合、打撃工程Ｓ２００によって内管１１が外管１２と比較して地盤の深部に到達した後に、外管圧密工程Ｓ３００では、圧入式の杭打ち機２０によって、Ｎ値の計測を実施する深さまで、外管１２を回転させながら地盤に突き入れて、内管１１と略同じ地盤の深部に到達させる（図３（Ａ）→図３（Ｂ）参照）。
【００４３】
その後、再び、打撃工程Ｓ２００を行う（図３（Ｃ）→図３（Ｄ）参照）。
【００４４】
あるいは、別の貫入試験方法では、図１、図４及び図５に示すように、一体圧密工程Ｓ１００（図４（Ａ）→図４（Ｂ）参照）及び打撃工程Ｓ２００（図４（Ｃ）→図４（Ｄ）参照）を行う。
【００４５】
貫入試験を続ける場合、外管圧密工程Ｓ３００を行う（図５（Ａ）→図５（Ｂ）参照）。その後、再び、一体圧密工程Ｓ１００（図５（Ｂ）→図５（Ｃ）参照）及び打撃工程（図５（Ｄ）→図５（Ｅ）参照）を行う。
【００４６】
このように、貫入試験装置１による貫入試験方法によれば、一体圧密工程Ｓ１００で地盤に突き入れられた二重管１０を地中に維持したまま打撃工程Ｓ２００を行い、Ｎ値を求めることができるので、工数が多くなることを防ぐことができる。すなわち、作業の負担を軽減することができる。
【００４７】
そして、内管１１と外管１２との間に円筒形状のスペーサー１３が介在していることによって、一体圧密工程Ｓ１００では二重管１０内への土砂の流入を防ぐことができると共に、打撃工程Ｓ２００では内管１１の円滑な動きを実現することができる。
【００４８】
また、外管圧密工程Ｓ３００によって外管１２が内管１１と略同じ深部に到達した後に、再び打撃工程Ｓ２００で内管１１を打撃し、Ｎ値を求めることができる。あるいは、外管圧密工程Ｓ３００によって外管１２が内管１１と略同じ深部に到達した後に、再び、一体圧密工程Ｓ１００によって二重管１０を回転させながら地盤に突き入れてから、打撃工程Ｓ２００で内管１１を打撃し、Ｎ値を求めることができる。
【００４９】
さらに、外管圧密工程Ｓ３００において、スペーサー１３が内管１１に付着している土砂を剥ぎ取ることで、打撃工程Ｓ２００において、外的要因を減らした状態で内管１１を打撃できるので、精度良くＮ値を求めることができる。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、各構成の位置、大きさ、長さ、数量、形状、材質、時間、タイミングなどは適宜変更できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  貫入試験装置
１０  二重管
１１  内管
１２  外管
１３  スペーサー
１４  外管本体
１５  先端キャップ
１６  雄ネジ
１７  雌ネジ
１８  突起
２０  圧入式の杭打ち機
３０  打撃装置
３１  ガイドロッド
３２  ノッキングブロック
３３  ドライブハンマー
Ｓ１００  一体圧密工程
Ｓ２００  打撃工程
Ｓ３００  外管圧密工程
【要約】
【課題】作業の負担を軽減する。
【解決手段】貫入試験装置１による貫入試験方法は、一体圧密工程Ｓ１００と打撃工程Ｓ２００とを備えている。一体圧密工程Ｓ１００では、有底の内管１１、及び内管１１の外側に重ねられている無底の外管１２を有している二重管１０を、回転させながら地盤に突き入れる。打撃工程Ｓ２００では、一体圧密工程Ｓ１００で地盤に突き入れられた二重管１０を地中に維持したまま、Ｎ値を求めるために内管１１を上方から打撃する。二重管１０は、外管１２の下端内側に固定されて内管１１との間に介在している円筒形状のスペーサー１３を有している。
【選択図】図１【図１】
0006037539.tif 000002
【図２】
0006037539.tif 000003
【図３】
0006037539.tif 000004
【図４】
0006037539.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006037539.tif 000007
【図７】
0006037539.tif 000008