(57)【要約】【課題】計測データの信頼性と試験作業の効率化の両立を可能とする。【解決手段】地盤改良体の長穴に侵入可能な本体部１０と、測定箇所に貫入試験を実施可能な試験手段２０と、を少なくとも有する測定装置Ａを用いる。まず、固化前の地盤改良体Ｘに差込部材Ｂを配置し、地盤改良体Ｘの固化後に差込部材Ｂを引き抜いて、引き抜かれた空間からなる長穴Ｙに測定装置Ａを走行させて、所定の測定箇所での貫入試験を行う作業を、全ての測定箇所での作業が完了するまで繰り返す。【選択図】図２
2018159237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良体に形成した長穴の周壁を測定箇所とする、測定装置であって、
前記長穴に侵入可能な、本体部と、
前記本体部に設け、前記測定箇所で貫入試験を実施可能な、試験手段と、
を少なくとも有することを特徴とする、
地盤改良体用の測定装置。
【請求項２】
地盤改良体の品質評価のために地盤改良体の強度を評価する試験方法であって、
（Ａ）地盤改良体内に長穴を形成する工程、
（Ｂ）前記長穴内に請求項１に記載の測定装置を侵入させて、前記長穴の周壁を測定箇所として、貫入試験を行う工程、
を少なくとも含むことを特徴とする、
地盤改良体の評価試験方法。
【請求項３】
前記工程（Ａ）が、
（Ａ１）固化前の地盤改良体に、差込部材を配置しておく工程、
（Ａ２）地盤改良体の固化後に前記差込部材を引き抜いて、引き抜かれた空間を前記長穴とする工程、
を少なくとも含んでなることを特徴とする、
請求項２に記載の地盤改良体の評価試験方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ１）において用いる差込部材を筒状とし、
前記工程（Ａ２）において差込部材を引き抜く際に、差込部材の内部に存する固化後の地盤改良体を、別途試験体として回収することを特徴とする、
請求項３に記載の地盤改良体の評価試験方法。
【請求項５】
前記測定装置を、前記長穴内を走行可能に構成してあることを特徴とする、
請求項２乃至４の何れか１項に記載の地盤改良体の評価試験方法。
【請求項６】
前記測定装置を、測定箇所で得た計測データを、外部の情報処理装置に送信可能に構成してあることを特徴とする、
請求項２乃至５の何れか１項に記載の地盤改良体の評価試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体の品質評価のために、地盤改良体の強度測定に用いる測定装置および評価試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を改良するために地盤内に構築する地盤改良体の評価試験の方法として、下記方法が知られている。
（１）方法１
土砂と固化材を混合したスラリー状の状態でサンプルを採取し、モールドに詰めたものを室内で養生して固化させ、所定の材齢で強度試験を行う方法。
（２）方法２（特許文献１）
原位置で固化した改良体から、所定の材齢にあわせてボーリングにより試験体を採取し、強度試験を行う方法。
（３）方法３
原位置にてボーリング孔を準備し、その内部で載荷試験を行う方法。
【０００３】
上記の方法１では、地盤改良作業中の簡単な作業で試験体（供試体）を採取できる点で、作業性の面で好適である。
また、方法２，３では、実際に形成した地盤改良体の切り出しあるいは原位置で測定を行うことができる点が好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した各従来方法では、以下の問題があった。
（１）固化前に取り出した試験体の取扱いによって生じる問題
方法１では、試験体の採取後に行われる車両運搬や配管圧送、地盤改良体の形成作業等の影響が加味されないため、養生温度や上載圧など現実の固化過程の再現性が万全でなく、地盤改良体の原位置で達成される強度との間で乖離が生じる場合がある。
（２）ボーリング作業によって生じる問題
方法２、３では、ボーリングによる試験体の作成作業に手間と費用がかかることや、ボーリング作業時に試験体や削孔穴に損傷が生じてしまうことで圧縮強度が過小に得られる懸念が生じる。
（３）作業の効率性に関する問題
従来方法３では、特殊な載荷装置・技術者が必要となり効率性に劣る。
【０００６】
このように、従来の方法では、計測データの信頼性と試験作業の効率化について、高い水準での両立ができていないという実情があった。
よって、本願発明は、計測データの信頼性と試験作業の効率化の両立が可能な手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、地盤改良体に形成した長穴の周壁を測定箇所とする、測定装置であって、前記長穴に侵入可能な、本体部と、前記本体部に設け、前記測定箇所で貫入試験を実施可能な、試験手段と、を少なくとも有することを特徴とする。
また、本願の第２発明は、地盤改良体の品質評価のために地盤改良体の強度を評価する試験方法であって、（Ａ）地盤改良体内に長穴を形成する工程、（Ｂ）前記長穴内に前記第１発明に記載の測定装置を侵入させて、前記長穴の周壁を測定箇所として、貫入試験を行う工程、を少なくとも含むことを特徴とする、地盤改良体の評価試験方法を提供する。
また、本願の第３発明は、前記第２発明において、前記工程（Ａ）が、（Ａ１）固化前の地盤改良体に、差込部材を配置しておく工程、（Ａ２）地盤改良体の固化後に前記差込部材を引き抜いて、引き抜かれた空間を前記長穴とする工程、を少なくとも含んでなることを特徴とする。
また、本願の第４発明は、前記第３発明において、前記工程（Ａ１）において用いる差込部材を筒状とし、前記工程（Ａ２）において差込部材を引き抜く際に、差込部材の内部に存する固化後の地盤改良体を、別途試験体として回収することを特徴とする。
また、本願の第５発明は、前記第２乃至第４発明のうち何れかの発明において、前記測定装置を、前記長穴内を走行可能に構成してあることを特徴とする。
また、本願の第６発明は、前記第２乃至第５発明のうち何れかの発明において、前記測定装置を、測定箇所で得た計測データを、外部の情報処理装置に送信可能に構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
（１）計測データの信頼性が高い。
実際に形成した地盤改良体を測定対象とするため、計測データから得られる計測データの信頼性が高い。
また、通常のボーリング作業では鋼管が孔壁と接触したまま回転するなどして試験体や削孔穴が損傷しやすいのに対し、本発明では、ボーリング作業が不要であるから、これらの損傷が発生しないため、評価結果の精度に優れる。
（２）測定作業の自動化・半自動化が可能となる。
測定装置を長穴の走行作業と測定作業を自動または半自動で行うように構成すれば、一人の技術者が複数の測定装置を用いて同時並行での品質確認作業にあたることが可能となり、省力化・省人化に寄与する。
（３）品質確認をその場で迅速に行うことができる。
貫入試験によって得られる貫入抵抗値からの一軸圧縮強度への変換は、簡易な計算で行われることから、品質確認をその場で迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る測定装置の全体構成を示す概略図。
【図２】実施例２に係る地盤改良体の評価試験方法の手順を示す概略図。
【図３】実施例３に係る地盤改良体の評価試験方法の手順を示す概略図。
【図４】実施例４に係る測定装置の変形例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る各実施例について説明する。
説明の便宜上、まず本発明に係る地盤改良体の評価試験方法に用いる測定装置の概要から説明する。
【実施例１】
【００１１】
＜１＞全体構成
図１は、本実施例に係る測定装置の全体構成を示す概略図である。
本発明に係る測定装置Ａは、本体部１０と、試験手段２０とを少なくとも含み、必要に応じて通信手段３０を含めることができる。
本体部１０は、周囲に長穴Ｙに接する四箇所の車輪１１を備え、長穴Ｙ内を上下に移動することができ、前記車輪１１でもって長穴Ｙの任意の計測箇所に本体部１０を移動させたあと、ロッド２１を用いて貫入試験を行い、通信手段３０を使用して、長穴Ｙの外に備えた受信機（図示せず）に貫入試験の結果を送信して、受信機につながる記憶装置（図示せず）に結果を保存する。
以下、各手段の詳細について説明する。
【００１２】
＜２＞本体部
本体部１０は、測定装置の基部にあたる部材であり、試験手段２０、通信手段３０などを設け、長穴Ｙに侵入可能な程度の大きさを有する、箱型の装置である。
【００１３】
＜２．１＞移動機構
本実施例では、測定装置Ａの本体の周囲に、長穴Ｙの周壁Ｙ１と接触するように設けた四箇所の車輪１１を設ける。
車輪１１は本体部１０に設けたモーター等の駆動機構によって長穴Ｙ内を自走可能とし、所定の深度にて停止することができる。
【００１４】
＜２．２＞自立機構
本実施例では長穴Ｙが上下方向に形成されているため、測定装置Ａが重力によって長穴Ｙ内を落下しないよう、車輪１１を周壁Ｙ１側にサスペンション等（図示せず）で所定の力で押しつけて、長穴Ｙ内で突っ張った状態を維持することで自立可能としている。
この車輪１１をモーターなどの駆動機構で回転させることにより、長穴Ｙ内を自由に走行可能としている。
試験時には別に車輪１１とは異なる手段で、本体部と孔壁とを固定し装置の落下を防ぎ、本体部を固定することで安定した計測結果を得られる。
【００１５】
＜３＞試験手段
試験手段２０は、測定箇所で貫入試験を実施するための手段である。
従来の貫入試験装置には、室内載荷試験装置で貫入する方式、市販のハンディサイズの装置を用いて反力を人力として貫入する方式などがあるが、これらの装置を本発明に係る試験手段２０として本体部１０に搭載することができる。
本実施例に係る試験手段２０は、測定箇所Ｚに向かって貫入するように延伸可能なロッド２１と、ロッド２１の貫入による抵抗値をロードセルで読み込み記録または通信する装置を備えており、このロッド２１の貫入による貫入抵抗や貫入量を計測可能としている。
【００１６】
＜３．１＞貫入抵抗と一軸圧縮強さとの相関性
前記した貫入抵抗は、一般的な品質指標となる一軸圧縮強さには相関性があることが知られており、試験法としても基準化された信頼性の高い方法である。
【００１７】
＜３．２＞計測データの取扱い
試験手段２０で計測したデータは、測定箇所毎に記憶しておき、全ての測定作業が完了し、長穴Ｙから測定装置Ａを取り出したあとに全ての計測データを取り出してもよいし、後述する通信手段３０でもって外部の情報処理装置に、適宜計測データを送信するように構成してもよい。
【００１８】
＜４＞通信手段
通信手段３０は、外部の情報処理装置と通信を行うための手段である。
通信手段３０による通信内容としては、外部から測定装置Ａを遠隔操作するための通信や、前記試験手段２０で得られた計測データを外部の情報処理装置に送信するための通信、などがある。
通信手段３０には、公知の有線通信・無線通信から適宜選択すればよい。
【実施例２】
【００１９】
次に、図２を参照しながら、本発明の実施例２に係る評価試験方法について説明する。
【００２０】
＜１＞手順の概要
本実施例に係る評価試験方法では、前記した実施例１に係る測定装置Ａと差込部材Ｂとを用い、差込部材Ｂによって地盤改良体Ｘに形成した略鉛直方向を長手方向とした長穴Ｙの周壁Ｙ１を測定箇所Ｚとして、測定装置Ａでもって水平貫入試験を実施するものである。
以下、各手順の詳細について説明する。
【００２１】
＜２＞差込部材の挿入（図２（ａ））
まず、地盤内に形成した固化前の地盤改良体Ｘに、差込部材Ｂを挿入する。
差込部材Ｂの頭部は、地上に露出した状態としておくと、事後の取り出しがより容易となる点で好ましい。
【００２２】
＜２．１＞差込部材の概要
差込部材Ｂは、長尺状の棒材を用いることができる。
差込部材Ｂの断面形状は、矩形、円形、その他の多角形など、特段限定しない。
本実施例では、差込部材Ｂに断面形状が円形の中実の棒材を用いている。
【００２３】
＜２．２＞外周への潤滑剤の塗布
差込部材Ｂの外周には、潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。
この潤滑剤が、固化前の地盤改良体Ｘと差込部材Ｂとの摩擦抵抗を低減する機能を発揮する。
潤滑剤としては、潤滑油、グリース、シリコンオイル、コンクリート型枠剥離剤や軟化剤等である。
【００２４】
＜３＞差込部材の取り出し（図２（ｂ））
地盤改良体Ｘに対する所定の養生期間が経過した後は、固化した地盤改良体Ｘから、差込部材Ｂを引きあげて取り出しを行う。
差込部材Ｂを抜き出した部分は、長穴Ｙとなって開口部を設けた開放空間となる。
【００２５】
＜４＞調査の開始（図２（ｃ）（ｄ））
長穴Ｙの開口部から、本発明に係る測定装置Ａを侵入させて、長穴Ｙ内の最深部の測定箇所Ｚ１まで測定装置Ａを走行させる（図２（ｃ））。
このとき、測定装置Ａは長穴Ｙ内を突っ張る姿勢で移動するため、長穴Ｙに落下することは無い。
本実施例では、まず長穴Ｙの最深部まで測定装置Ａを移動させ、該最深部から上方に適宜間隔を設けて設定してある測定箇所Ｚ２・・・Ｚｎに対し、順次測定と測定装置Ａの移動を繰り返しながら、各測定箇所での水平貫入試験の測定値を記録していく（図２（ｄ））。
【００２６】
＜５＞まとめ
このように、本発明に係る評価試験方法によれば、長穴内を走行可能な測定装置を用いることで、原位置での測定作業を、測定箇所を変えながら実施することで、試験作業の効率化が可能となる。
また、実際に形成した地盤改良体を測定対象とすることから、地盤改良体の内部をボーリングによって傷つける事も無いため、計測データの信頼性も高い。
よって、計測データの信頼性の向上と試験作業の効率化との両立が可能となる。
近年、地盤に関わる設計検討では確率論的評価が導入され、地盤改良強度に関しても統計的処理に足る量のデータを取得することが望ましいとされているところ、本発明に係る測定装置によれば、多くの測定箇所から計測データを効率よく取得することができるため、上記の要望にも応えることができる。
【実施例３】
【００２７】
本発明では、差込部材Ｂを筒状に構成し、固化後の地盤改良体Ｘから差込部材Ｂを引き抜く際に、差込部材Ｂの内部に存する固化後の地盤改良体Ｘを、室内試験用の試験体Ｘ１として回収することもできる。
図３を参照しながら、本発明の実施例３に係る評価試験方法について説明する。
【００２８】
＜１＞差込部材の構成
本実施例では、差込部材Ｂを筒状に構成し、固化前の地盤改良体Ｘが差込部材Ｂの内部に流入するよう構成する。
この内部に流入した固化後の地盤改良体Ｘを、室内試験用の試験体Ｘ１として回収する。
【００２９】
＜２＞摩擦低減構造
また、差込部材Ｂの内周面には、固化前の地盤改良体Ｘとの摩擦を低減可能な構造を設けておくことが好ましい。
これは、固化前の地盤改良体Ｘと差込部材Ｂとの間に生じる摩擦を低減することで、差込部材Ｂの挿入時に、内部の地盤改良体Ｘが奥に押し込まれずに所定深度を保った状態とするためである。
当該構成とすれば、差込部材Ｂの内外での地盤改良体Ｘの密度に差が生じないため、試験体Ｘ１として適切な状態を維持した地盤改良体を回収することができる。
【００３０】
この摩擦低減構造には、以下の態様が考えられる。
（態様１）差込部材Ｂの内周面に、潤滑剤の塗布面を設ける態様。
（態様２）差込部材Ｂの内周面に開口を設けるなどして内周面の面積をできる限り低減する態様
（態様３）差込部材Ｂの内周側の材質を、摩擦係数の低い材質で製作する態様。
【００３１】
＜３＞差込部材の先端閉塞機構
さらに、差込部材Ｂには、差込部材Ｂの取りだし時に、内部の地盤改良体Ｘが抜け落ちないように、差込部材Ｂの先端を閉塞可能な蓋体４０を設けておいてもよい。
これは、差込部材Ｂの内周面に設けた摩擦低減構造が、かえって差込部材Ｂの引き抜き時に、内部の地盤改良体を取り残してしまう恐れがあるためである。
本実施例では、差込部材Ｂの先端にヒンジ連結され、差込部材Ｂの側壁に収容した状態から当該先端を閉塞するように移動可能な蓋体４０を設けてある。
【００３２】
＜４＞まとめ
このように、本実施例に係る評価試験方法によれば、実施例１に記載した原位置での計測データに加えて、差込部材の内部から取り出した試験体の室内試験による計測データを評価対象とすることで、より信頼性の高い評価試験を実施することができる。
【実施例４】
【００３３】
本発明に係る測定装置において、本体部はさらに以下の移動態様を採用してもよい。
図４に、本体部の変形例を示す。
【００３４】
（１）吊り下げ式（図４（ａ）（ｂ））
本発明に係る測定装置Ａとは別に牽引装置を設けておき、該牽引装置に測定装置Ａを接続して長穴Ｙ内への吊り下げを行う方法である。
この場合、本体部１０の側面には、必要に応じて長穴Ｙ内の周壁Ｙ１と接触して、測定装置Ａを位置決めするとともに、貫入試験の実施時に、周壁Ｙ１から反力を得ることが可能に構成する必要がある。
位置決め構造の例としては、に示すように、本体部の側面に膨張自在なパッカー１２を設ける方法（図４（ａ））や、本体部１０の側面に、長穴Ｙの径方向に伸縮可能な脚部１３を設ける方法（図４（ｂ））がある。
【００３５】
（２）伸縮式（図４（ｃ））
本体部そのものを伸縮させることで周壁Ｙ１内を移動する方法である。
伸縮式の例としては、本体部１０そのものを進行方向に分離（本体部１０ａ，１０ｂ）し、各本体部１０ａ，１０ｂの側面に、長穴Ｙの径方向に伸縮可能な脚部１３を設けておき、一方の本体部１０ａの脚部で周壁Ｙ１間を突っ張りつつ、他方の本体部の脚部を離した状態で該本体部を伸ばすことで、測定装置Ａを周壁Ｙ１上で尺取りするように移動させることができる。
【実施例５】
【００３６】
前記した実施例１〜４に係る発明は、測定対象を地盤改良体Ｘとしていたが、本発明は、自然地盤を評価対象としても良い。
まず、自然地盤に適用する場合は、ボーリングにより長穴Ｙを形成する。
ボーリングの種類は、コアボーリング、ノンコアボーリングどちらでも構わない。
長穴Ｙが自立しない軟弱地盤の場合には、ベントナイトなどの泥水で孔壁を保持しながら計測する方法が考えられる。
その場合、本発明に係る測定装置Ａは、防水仕様にする必要がある。
また、泥水内での作業に支障が生じないよう、本体部１０の容積をできるかぎり少なくしたり、本体部１０に錘を内蔵したりするなど、装置全体の浮力が少なくなる構造を採用すると良好である。
【００３７】
また、自然地盤の硬度幅は広いため、貫入抵抗値を計測するロッド２１の太さを変更可能に構成し、適したロッド２１によって貫入試験を実施できるよう構成する。
このとき、本体部１０に複数本のロッド２１を設けておき、その中から適したロッド２１を選択可能に構成するか、或いはロッド２１を交換可能な態様とする方法がある。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ    測定装置
１０  本体部
１１  車輪
１２  パッカー
１３  脚部
２０  試験手段
２１  ロッド
３０  通信手段
Ｂ    差込部材
Ｘ    地盤改良体
Ｘ１  試験体
Ｙ    長穴
Ｙ１  周壁
Ｚ    測定箇所
【図１】
2018159237.tif 000003
【図２】
2018159237.tif 000004
【図３】
2018159237.tif 000005
【図４】
2018159237.tif 000006