(57)【要約】【課題】押込み反力を得る際の手間を省き、試験を簡易に行う。【解決手段】杭の押し込み試験装置１ａを、試験杭６０の沈下量をグラフ表示する記録装置７６と、試験杭６０を打設できる重機７と、重機７で回転埋設した掘削用オーガ８０と、試験杭６０の上方に掛け渡した梁体５０とを備え、試験杭６０の上方に押圧力を作用させるための加圧用ジャッキ６４を杭頭台座８５を介して配設し、加圧用ジャッキ６４を梁体５０の下側に固定して構成する。梁体５０の一端を試験杭６０を重機７に固定し、梁体５０の他端を掘削用オーガ８０に固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁体を測定対象となる試験杭の上方に渡して固定し、試験杭と梁体との間に加圧用ジャッキを配設し、前記加圧用ジャッキにより試験杭に押圧力を下向きに作用させ、その試験杭の沈下量を測定する杭の押込み試験方法であって、
前記試験杭を打設できる重機で試験杭から所定距離の位置に固定杭を埋設し、
梁体の一端を前記重機に固定し、
梁体の他端を前記固定杭に固定したことを特徴とする杭の押込み試験方法。
【請求項２】
梁体の一端を、重機に跨がせるとともに、前記重機の本体部底面に固定したことを特徴とする請求項１に記載の杭の押込み試験方法。
【請求項３】
梁体における試験杭の押圧位置を、固定杭の固定位置寄りに設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の杭の押込み試験方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の重機に固定される梁体下段部と、該梁体下段部から段差部を介して、試験杭および固定杭の上方に渡される梁体上段部とを備えたことを特徴とする杭の押込み試験用梁体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、戸建て住宅や鉄筋コンクリート造等の建物の施工地盤に埋設した支持杭の支持力等を確認するための杭の押込み試験方法及びその試験装置に使用される梁体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、杭の押込み試験方法として、試験杭の周囲４箇所に反力杭を打ち込んで試験杭の上方に梁を渡し、試験杭と梁との間にジャッキを配置することによって押込み反力を得る試験方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５７−１００２１０号公報（第２−３頁、第１−２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、支持杭を打設するための重機とは別に、反力杭を打設等するための重機を用意したり、平衡を取るために反力杭を少なくとも試験杭の両側の２箇所に埋設しなければならず、それら埋設作業に手間が掛かっていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、上記従来の問題点を解消し、押込み反力を得る際の作業の手間を省き、簡易に行うことができる杭の押込み試験方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明による杭の押込み試験方法は、梁体を測定対象となる試験杭の上方に渡して固定し、試験杭と梁体との間に加圧用ジャッキを配設し、前記加圧用ジャッキにより試験杭に押圧力を下向きに作用させ、その試験杭の沈下量を測定する杭の押込み試験方法であって、前記試験杭を打設できる重機で試験杭から所定距離の位置に固定杭を埋設し、梁体の一端を前記重機に固定し、梁体の他端を固定杭に固定したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明による杭の押込み試験方法は、梁体の一端を、重機に跨がせるとともに、前記重機の本体部底面に固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明による杭の押込み試験方法は、梁体における試験杭の押圧位置を、固定杭の固定位置寄りに設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明による杭の押込み試験用梁体は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の重機に固定される梁体下段部と、該梁体下段部から段差部を介して、試験杭および固定杭の上方に渡される梁体上段部とを備えて構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明に係る杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置の一実施形態を示す。本発明は、ＪＧＳ１８１１（地盤工学会基準）に規定された杭の押込み試験に使用されるものである。
【００１１】
本杭の押込み試験装置１ａは、試験杭６０への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭の沈下量を入力する入力部を備えると共にこれらを記録し加えて試験杭６０への載荷荷重ごとに荷重付与時間経過後の試験杭６０の沈下量をグラフ表示する記録装置７６と、試験杭６０を打設できる重機７と、重機７で回転埋設した固定杭としての掘削用オーガ８０と、試験杭６０の上方に掛け渡した梁体５０とを備え、試験杭６０の上方に押圧力を作用させるための加圧用ジャッキ６４を杭頭台座８５を介して配設し、その加圧用ジャッキ６４を梁体５０の下側に固定して構成されている。
【００１２】
重機７には、モータの回転駆動によって鋼管等からなる支持杭を回転埋設する自走式の杭打ち機が使用されている。柱状フレーム３は、大径の長尺鋼管によって柱状に形成されてなり、水平に整地された地盤５５に対して垂直をなすように、この重機７の本体部８に立設されている。柱状フレーム３の側面には、昇降部５の昇降用レール３ａが設けられている。昇降用レール３ａには、昇降部５として、重機７の装備するウィンチによって昇降自在に形成された支持杭の回転埋設用のモータ６が、駆動軸６ａを下方に向けて設けられている。モータ６としては、正逆回転可能な電動モータが使用される。
【００１３】
掘削用オーガ８０は、重機７のモータ６によって試験杭６０から距離Ｌ１の位置に所要深さＨ１まで回転埋設されている。試験杭６０としては、建物敷地に重機７によって支持層５６まで回転埋設された複数の支持杭のうち、押込み試験の適用条件を最適に満たす支持杭が選択される。尚、支持杭には、鋼管の先端に螺旋翼を設けてなるＳＭＤ（「スーパーミニドリル」、以下同様）杭が使用されている。
【００１４】
梁体５０は、例えば長尺のＨ鋼材により形成され、一方端がピン接合等の接続部材を介して掘削用オーガ８０の杭頭に接続され、試験杭６０の上方を通り、重機７と試験杭６０との間の地盤５５上に設置された梁体台座５１の支持により略水平に調整され、他方端が重機７の底面８ａに当接するように横設されている。また、加圧用ジャッキ６４には、最大３０トンの加圧能力を備えた油圧ジャッキが使用され、ワゴン車に積載できる程度の大きさで小型に形成されている。また加圧用ジャッキ６４には、載荷荷重量を電気信号に変換して出力する機能を備えたジャッキ駆動用のジャッキポンプ６８が接続されている。
【００１５】
杭頭台座８５は、試験杭６０と加圧用ジャッキ６４との間に配置される台座部８５ａと、ゲージ７４を配置するための受台部８５ｂとから構成されている。台座部８５ａは、円形状の厚鋼板の全周に壁体を立設したキャップ形状に形成されている。受台部８５ｂは断面Ｌ字の鋼材からなり、その一方平面と台座部８５ａの上面とが同一面上となるように台座部８５ａの壁体から突設されている。
【００１６】
ゲージ７４は、円柱形のゲージ本体７４ａと、ゲージ本体７４ａから軸線を一致させて突設した小径の可動棒７４ｂとからなり、ゲージ本体７４ａの軸線が試験杭６０の埋設方向に一致すると共に、可動棒７４ｂが受台部８５ｂに当接するように、地面上に配置したゲージ基台８７に調整アーム８８を介して固定されている。またゲージ７４は、ゲージ本体７４ａに対する可動棒７４ｂの伸縮量、すなわち杭頭台座８５の移動量から試験杭６０の沈下量を電気信号に変換して出力可能に形成されている。
【００１７】
ジャッキポンプ６８から電気信号に変換して出力された載荷荷重データ、荷重時間データ、並びに、ゲージ７４から出力された試験杭６０の沈下量データは、記録装置７６に入力され記録される。
【００１８】
次に、上記構成の装置１ａによって行われる杭の押込み試験方法を、その手順と共に説明する。
（１）重機７によって支持杭を埋設する。そして埋設完了後、測定対象となる支持杭を試験杭６０として選択する。同一の重機７によって、試験杭６０から距離Ｌ１の位置に、固定杭としての掘削用オーガ８０を所要深さＨ１まで埋設する（図１）。
（２）さらに重機７の昇降部５によって吊り上げた梁体５０を、試験杭６０と掘削用オーガ８０との上方に降下させ、一端を掘削用オーガ８０の杭頭に例えばピン接合により接続して固定し、他端と試験杭６０との間を梁体台座５１で支持する（図２）。
【００１９】
（３）梁体５０の他端を重機７で跨がせるとともに、梁体台座５１によって支持高さを調整し、試験杭６０から距離Ｌ２の位置で、梁体５０を重機７の底面８ａに当接して固定する。この時、距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも長く、梁体５０における試験杭６０の押圧位置は、掘削用オーガ８０寄りに設けられている。
（４）加圧用ジャッキ６４を試験杭６０の杭頭上部に杭頭台座８５を介して配設し、梁体５０の下側平面部に加圧用ジャッキ６４の上端を当接させる。
（５）試験杭６０の沈下と共に移動する杭頭台座８５の移動量を測定するためのゲージ７４を受台部８５ｂに設置する（図３）。
【００２０】
（６）加圧用ジャッキ６４をジャッキポンプ６８によって作動させ、埋設した掘削用オーガ８０の引き抜き反力からなる押圧力を、試験杭６０に鉛直下向きに作用させる。
（７）試験杭６０への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭６０の沈下量を記録装置７６に夫々入力して記録し、試験杭６０への載荷荷重ごとに、荷重付与時間経過時の試験杭６０の沈下量を表示部によってグラフ表示する。この装置１ａの試験結果から、例えば、沈下量が試験杭６０の呼び径の１％以下の場合を合格とする判定基準に基づき、支持杭の支持力を確認したり、荷重−変位関係や極限支持力を求めることができる。尚、記録装置７６にプリンタ装置を接続し、載荷荷重、荷重付与時間及び沈下量を印刷出力しても良い。
【００２１】
従って、この実施形態の杭の押込み試験方法によれば、てこの原理、すなわち、図４に示すように、試験杭６０の固定位置を梁体５０の支点とする場合に、（試験杭６０からの距離Ｌ１）×（掘削用オーガ８０の引き抜き反力Ｆ１）と（試験杭６０からの距離Ｌ２）×（重機７の自重による荷重Ｆ２）とが等しくなることを利用して、重機７の自重が足りない場合であっても、その荷重Ｆ２よりも大きい押圧力Ｆを試験杭６０に作用させることができる。よって、従来では試験杭６０の両側に少なくとも２本の反力杭を埋設する手間が必要であったことに比較して、掘削用オーガ８０を１本埋設する手間で所望の押圧力Ｆを得ることが可能となり、埋設作業の手間を省くことができる。
【００２２】
また、距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも長くなるように、梁体５０における試験杭６０の押圧位置を、掘削用オーガ８０の固定位置寄りに設けたので、重機７からの荷重が十分に得られない場合であっても、掘削用オーガ８０の大きな引き抜き反力に対して平衡を保つことができ、小型の重機でも大きな押圧力を試験杭６０に加えることができる。
【００２３】
ここで、梁体５０に対する試験杭６０の押圧位置を調整することによって、（掘削用オーガが引き抜かれる直前の引き抜き反力Ｆ１ｍａｘ）＋（重機の自重による荷重Ｆ２）の最大押圧力Ｆｍａｘを試験杭６０に作用させることが可能である。
【００２４】
また、支持杭を打設できる重機７を用いて、固定杭である掘削用オーガ８０を回転埋設するだけでなく、昇降部５を用いて梁体５０を吊り上げて所定の位置に配置させることができる。よって、杭の押込み試験における一連の異なる手順に必要な作業を１台の重機７で行うことができ、複数の重機を用いることなく施工コストを減らすとともに、簡易に試験を行うことができる。
【００２５】
図５〜図７は、本発明に係る梁体５２の一実施形態を示すと共に、これを使用してなる杭の押込み試験装置１ｂを示す側面図である。本装置１ｂは、図１の装置１ａにおいて、梁体５０と本発明に係る梁体５２とを置き換え、梁体台座５１を省いて構成されている。梁体５２は、重機７の本体底面８ａに固定される梁体下段部５２ａと、梁体下段部５２ａから段差部５２ｂを介して、試験杭６０及び掘削用オーガ８０の上方に渡される梁体上段部５２ｃとから構成されている。段差部５２ｂでは、梁体下段部５２ａの端部上面と梁体上段部５２ｃの端部下面とが溶接等の接着手段によって接続されている。
【００２６】
上記構成の梁体５２を使用した装置１ｂによって行われる杭の押込み試験方法を、その手順と共に説明する。尚、梁体５２に関連する手順以外は、装置１ａのものと同様であるので省略する。
（１）試験杭６０と掘削用オーガ８０とを距離Ｌ１の間隔をおいて重機７により埋設する（図５、途中手順省略）。
（２）梁体５２を、重機の昇降部５によって吊り上げ、試験杭６０と掘削用オーガ８０との上方に梁体上段部５２ｃを渡すように配置する。そして、梁体上段部５２ｃの外端部を掘削用オーガ８０の杭頭にピン接合により接続して固定し、梁体下段部５２ａを地面に載置する（図６）。
【００２７】
（３）梁体下段部５２ａを重機７で跨がせた後、梁体５２を再び昇降部５によって吊り上げ、試験杭６０から距離Ｌ２の位置で、梁体下段部５２ａを重機７の本体部底面８ａに押し当て固定する（図７）。
（４）埋設した掘削用オーガ８０の引き抜き反力からなる押圧力を、試験杭６０に鉛直下向きに作用させる（途中手順省略）。
（５）試験杭６０への載荷荷重、荷重付与時間及び試験杭６０の沈下量を記録装置７６に夫々入力して記録し、試験杭６０への載荷荷重ごとに、荷重付与時間経過時の試験杭６０の沈下量を表示部によってグラフ表示する。
【００２８】
従って、この梁体５２によれば、梁体下段部５２ａに段差部５２ｂを設けて梁体上段部５２ｃを試験杭６０と掘削用オーガ８０との上方に渡すように形成したので、重機７の本体部底面８ａの高さが低い場合であっても、梁高さ分の車高を少なくとも確保できれば、試験手順に関係のない他の作業を加えることなく実施することができる。したがって、梁体５０を使用した場合よりも、さらに重機７の選択範囲が広がり、より簡易に杭の押込み試験を行うことができる。
【００２９】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成や手順を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）固定杭としての掘削用オーガ８０は、軟弱地盤等のために１本当たりの引き抜き反力が十分に得られない場合等、１本に限らず、２本等の複数本設けても良い。
（２）梁体５０，５２における試験杭６０の固定位置は、固定杭としての掘削用オーガ８０の固定位置寄りに設けるだけでなく、重機７の固定位置寄りに設けることもできる。例えば、これは軟弱地盤等のために固定杭の支持力が弱く引き抜き反力を期待できない場合に有効である。
【００３０】
（３）試験杭６０の杭頭には、杭頭台座８５に限らず、鋼製のバンドと、バンドの４箇所から放射状に突設された受け台とから構成される杭バンドを構成し、バンドのボルト接合によって杭バンドを締着しても良い。この場合、ゲージ７４は受け台に設置される。
（４）接続部材は、ピン接合に限らず、掘削用オーガの杭頭に設けた環状体に梁体を挿入するものでも良い
（５）モータ６は、電動モータに限らず、油圧モータ等でも良い。
（６）試験杭６０としての支持杭は、ＳＭＤ杭に限らず、他の羽付き杭や、ＲＣ杭等の既製杭等でも良い。
（７）固定杭は、掘削用オーガ８０に限らず、十分な引き抜き反力を得られる杭であれば良く、支持杭として使用したＳＭＤ杭等で代用しても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、梁体によるてこの原理を利用して自重の小さな重機で大きな押圧力を試験杭に加えることが可能となる。よって、従来のような試験杭の周囲に複数の反力杭及び梁を設ける等の埋設作業の手間を省いて、簡易に杭の押込み試験を行うことができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、固定杭の引き抜き反力を押圧力とすることができ、より大きな押圧力を試験杭に作用させることができる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、重機からの荷重が十分に得られない場合であっても、固定杭の大きな引き抜き反力に対して平衡を保つことができ、小型の重機で大きな押圧力を試験杭に加えることができる。
【００３４】
請求項４の発明によれば、重機の本体部底面の高さが低い場合であっても、梁高さ分の車高を少なくとも確保できれば、試験手順に関係のない他の作業を加えることなく実施することができる。したがって、より簡易に杭の押込み試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す、杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置による工程説明図である。
【図２】図１の装置による別の工程説明図である。
【図３】図１の装置による別の工程説明図である。
【図４】梁体の固定位置における作用説明図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す、杭の押込み試験方法を使用してなる杭の押込み試験装置による工程説明図である。
【図６】図５の装置による別の工程説明図である。
【図７】図５の装置による別の工程説明図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ・・杭の押込み試験装置、３・・柱状フレーム、５・・昇降部、６・・モータ、６ａ・・駆動軸、７・・重機、５０，５２・・梁体、５２ａ・・梁体下段部、５２ｂ・・段差部、５２ｃ・・梁体上段部、５５・・地盤、６０・・試験杭、６４・・加圧用ジャッキ、６８・・ジャッキポンプ、７４・・ゲージ、７６・・記録装置、８０・・固定杭としての掘削用オーガ、８５・・杭頭台座、８５ａ・・台座部、８５ｂ・・受台部。
【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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