(57)【要約】【課題】地盤強度の測定に多くの時間を要しない、地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】弾性体４０に連結したロッド３０を地盤に押し付けて、ロッド３０の移動量から地盤硬さを測定する地盤強度の測定装置１０であって、前記弾性体４０、前記ロッド３０および前記ロッド３０の移動量を検出する変位計５０をフレーム２０に配置して一体に構成し、前記フレーム２０は、移動車輌６０に取り付け可能に構成することを特徴とした、地盤強度の測定装置１０である。【選択図】        図１
2004257193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体に連結したロッドを地盤に押し付けて、ロッドの移動量から地盤硬さを測定する地盤強度の測定装置であって、
前記弾性体、前記ロッドおよび前記ロッドの移動量を検出する変位計をフレームに配置して一体に構成し、
前記フレームは、移動車輌に取り付け可能に構成することを特徴とする、
地盤強度の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤強度の測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築工事では、地盤の構成状況や強度データを得るために、さまざまな地盤調査法による調査を行う。
その一つに土壌硬度計を用いて、地盤硬さを求める方法がある。
土壌硬度計は、たとえば硬度計本体内に設けられたばねの一端に、押針の一端を連結し、硬度計本体の底面から押針の他端が突出した形状であり、硬度計本体の外側には、押針の移動量を示すゲージが設けられている。
この押針を地盤に押し付けて、押針の移動量から地盤硬さを求め、あらかじめ試験によって求められた貫入量−地盤強度の関係等から評価を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の地盤強度の測定装置にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞このような試験を行う場合、押針を押し付けるためには反力が必要となり、従来の測定装置では、特に反力を得るための装置は配置されていなかったため、堅固な地盤に対しては測定が不可能であった。
＜ロ＞また、仮に測定装置に、堅固な地盤で測定を行うための反力装置を設けた場合には、ひとつの現場において数カ所で測定を行う場合、一箇所あたりの測定時間がかかり、多数の作業員が必要となるため、作業効率が悪くなり、施工コストも非常に高くつく。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、地盤強度の測定に極力時間がかからない、経済的な地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
また、測定を行うのに多くの人手を要しない地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
さらに、測定が効率良く行え、計測コストも低廉で済む地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の地盤強度の測定装置は、弾性体に連結したロッドを地盤に押し付けて、ロッドの移動量から地盤硬さを測定する地盤強度の測定装置であって、前記弾性体、前記ロッドおよび前記ロッドの移動量を検出する変位計をフレームに配置して一体に構成し、前記フレームは、移動車輌に取り付け可能に構成するものである。
ここで、ロッドの移動量とは、ロッドが地盤から押し返される変位量をいう。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞全体の構成
本発明の地盤強度の測定装置１０は、ロッド３０を地盤に押し付けて、ロッド３０の移動量から地盤硬さを測定する装置であって、図１に示すように、移動車輌に取り付け可能に構成したフレーム２０と、地盤に押し当てられるロッド３０と、ロッド３０に連結してその移動量に対して荷重を負荷する弾性体４０と、ロッド３０の移動量を測定する変位計５０とを具備し、ロッド３０、弾性体４０および変位計５０をフレーム２０内に配置して、一体に構成したものである。
フレーム２０と各部材３０、４０、５０とは一体に構成されてあれば、フレーム２０から各部材３０、４０、５０を脱着可能に構成してもよく、かかる場合、各部材３０、４０、５０の交換、点検などが容易となる。
【０００８】
ロッド３０は上下方向に配設して、その一端をフレーム底面（加圧面２１）から突出し、他方非突出部分に弾性体４０を連結して配置する。
変位計５０は、たとえばロッド３０から一定の距離をおいたロッド３０の軸上に配置して、針金等を介してロッド３０に連結する。
【０００９】
ここで、移動車輌６０とは被調査地盤上を自由に走行でき、測定装置１０を搭載可能な車輌である。移動車輌６０には、たとえばバックホウ６０ａなどのショベル系掘削機、ブルドーザーなどの運搬系車輌等が利用できる。また、測定装置１０を搭載可能な専用車輌６０ｂを準備してもよい。
なお、変位計５０は、必ずしもフレーム２０の内部に収納されている必要はなく、フレーム２０の外側に配設してあってもよい。
また、各構成部材３０、４０、５０に代替し、公知の硬度計をフレーム２０に取り付けて、本測定装置１０としてもよい。
【００１０】
本測定装置１０のロッド３０は、弾性体４０の力で地盤に食いこんで変形を与える一方、加圧面に対し上方に動き、弾性体４０の力と地盤の弾性による力がバランスして、地盤硬さを求めるものであるから、弾性体４０の押圧力は重要である。そこで、測定における信頼性を高めるために、弾性体４０がロッド３０に及ぼす押圧力を測定する荷重計７０を備えるのが好ましい。これによって、荷重計７０で得られた値と、変位計５０で得られた値とにより、ロッド３０の上昇量に対する押圧力が測定装置１０の規定値に適合しているかどうかを検討することにより、測定装置１０のロッド３０の上昇量に対して生じるばね力の検定を行うことができる。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。
【００１１】
＜ロ＞フレーム（図１）
フレーム２０は、後述するロッド３０、弾性体４０、変位計５０などをフレーム２０自体に配設して、各構成部材３０、４０、５０を一体にするものである。
フレーム２０の形状は、特に限定されないが、たとえば棒体でボックス状に構築した枠体の壁面に、板材を配置して構成し、壁面に各部材３０、４０、５０を配置してもよい。かかる場合、ロッド３０が突出する孔２２を、加圧面２１に設ける。この加圧面２１は、平状に形成する。
フレーム２０は、少なくとも各構成部材３０、４０、５０を配設でき、また移動に耐え得る強固な構造とする。
【００１２】
フレーム２０には、任意の移動車輌６０に取り付け可能な接続部２１を設ける。接続部２１は、フレーム２０の何れの面に配設しても良いが、フレーム２０の上面に設ければ、移動車輌６０を上部に位置させるだけで簡単に取り合うことができ、移動車輌６０の自重を反力の抵抗として用いることができる。
接続部２１の形態は、測定装置１０を吊り下げ可能な構造で、地盤から受ける反力を移動車輌６０に伝播し得る構造であれば、特に制約は受けない。接続部２１には、たとえば孔を穿設した厚鋼板などが利用できる。
なお、フレーム２０は上記形状に限定されない。
【００１３】
＜ハ＞ロッド（図１）
ロッド３０はフレーム２０より一端を突出して、地盤に押当てられる部材あって、たとえば円柱形状に構成する。
ロッド３０の径、先端形状等は任意に選択でき、たとえば先端形状は、円筒形、円錐台形、円錐形、半球形など選択できる。
【００１４】
＜ニ＞弾性体（図１）
弾性体４０は、ロッド３０の移動量に応じて荷重を負荷するものである。
弾性体４０には、たとえばスプリング、ゴムなどが使用でき、形態としては弓型形状を呈する二個の弾性部４１、４１を、中央部に空間ができるように併せて配置し、一体をなしたものが使用できる。かかる形態では、両弾性部４１、４１の最も離間した箇所にそれぞれ孔を設け、この孔へロッド３０を挿通して弾性部４１と固定する。
弾性体４０は測定装置１０に固定されており、ロッド３０の変位と共に移動することはない。
【００１５】
＜ホ＞変位計（図１）
変位計５０は、ロッド３０がフレーム２０の内側へ移動した移動量を測る測定器であり、公知の測定計が使用できる。この変位計５０としては、たとえばダイヤルゲージ、ひずみゲージ式変位計、差動トランス型変位計、ポテンショメータなどが挙げられ、特にポテンショメータが好ましい。
変位計５０は、たとえば測定部と読取り部とから構成し、測定部で検出した値を信号に変換して、フレーム外部に位置させた読取り部で読み取ってもよい。
なお、変位計５０は上記形態に限定されず、ロッド３０の移動量を測定できるものであれば、形態は特に問わない。
【００１６】
【実施例１】
つぎに、本実施の形態における測定装置の使用方法を、図を参照しながら説明する。
【００１７】
＜イ＞準備
地盤強度を測定する準備作業として、対象地盤の試験を実施する。
この試験において、管理の基準となる管理値を設定する。
たとえば、加圧面２１から突出するロッド３０の突出量から、変位計５０で測定されたロッド３０の移動量を差し引き、その残りの値をロッド３０の地盤への貫入量として求め、試験結果として測定された地盤強度と貫入量の関係を図３に示すようなグラフ上にプロットし、地盤強度と貫入量の関係を表す曲線を作成する。
そして、必要とする地盤強度に対応する貫入量を管理値として決定しておく。
【００１８】
測定装置１０は、図１のように各構成部材３０、４０、５０をあらかじめ一体に組みたてて施工現場に搬入する。
測定装置１０をバックホウ６０ａに取り付ける。取り付けは、バックホウ６０ａのバケットを取り外して、アーム６１先端と測定装置１０の上部に配置した接続部２１とを接続して行う。
【００１９】
＜ロ＞測定装置の設置
つぎに、アーム６１を屈折させて測定装置１０を持ち上げ、バックホウ６０ａを走行し、測定装置１０を運搬する。このときの測定装置１０は、ロッド３０が加圧面２１から最大に突出した状態で、変位計５０の値はゼロ値を示している。
被調査部分に到達したら走行を停止して、測定装置１０をゆっくりと地盤面に載置する。
【００２０】
＜ハ＞試験の実施
この測定装置１０による地盤強度の測定は、加圧面２１を地盤に押し付けることによって行われる。
測定装置１０の加圧面２１を地盤に押し付けると、加圧面２１から突出しているロッド３０は、地盤によって上方、すなわち測定装置１０内部へ押し上げられる。そして、ロッド３０が押し上げられると同時に、ロッド３０に連結している弾性体４０が収縮する。つまり、地盤がロッド３０を押し上げた量に比例してばね力が発生するので、ロッド３０はこの弾性体４０の力により下方に押し返される。この地盤が押し上げる力と弾性体４０が押し返す力とが釣り合った位置で、変位計５０の値は停止する。このロッド３０の位置は、変位計５０によって示され、すなわちこの変位計５０が示す数値が地盤硬さとなる。
【００２１】
つまり、本測定装置１０では、地盤がロッド３０を押し上げた量に比例してばね力が発生するので、このときの弾性体４０のばね力と、あらかじめ試験を実施した時のばね力とを比して、適性なばね力がでているかを確認する必要がある。そこで、このような信頼性が確保できる場合を除いて、荷重計７０をセットするのが好ましい。
【００２２】
ロッド３０を地盤に押し当てると、測定装置１０にはロッド３０を介して反力が及ぶ。測定装置１０はこの反力の大きさによっては浮き上がろうとするが、測定装置１０の上部にはアーム６１が配され、測定装置１０の移動は拘束されているため、反力に対して充分抵抗でき、信頼性の高い測定を行うことができる。
ここで、変位計５０が一定の数値を示し、その変位量を読み取るなど一連の測定動作を、一箇所で集中管理し、該動作を信号で以って自動化すれば、さらに測定はスムーズに行える。
なお、測定中は測定装置１０をアーム６１に取り付けたままの状態とする。
【００２３】
＜ニ＞移動
測定が終わった後、アーム６１を屈曲させて測定装置１０を持ち上げ、バックホウ６０ａを走行して移動する。
測定装置１０を持ち上げれば、ロッド３０は連結している弾性体４０によって元の突出状態へ戻る。
バックホウ６０ａの場合、ブーム・アームなどを屈折リンク式の油圧で操作できるので、測定装置１０の持ち上げ、設置を簡単に行うことができ、また、旋回も移動も独立して容易にできるため、狭い所の測定にも最適である。
【００２４】
＜ホ＞評価
得られた変位量から地盤への貫入量を計算し、図３のデータに当て嵌めて地盤強度の評価を行う。
貫入量が基準の目標管理値に達していれば、地盤は所要の強度に達しているので、他の測定地点へ装置を移動して、上記と同様にして測定を行う。
一方、貫入量が目標の管理値に達していなければ、強度が不充分であるから、必要な地盤硬さが得られるまで、任意の転圧作業等を繰り返し行う。
【００２５】
以上、本測定装置１０による地盤強度の測定には多くの時間を必要としない。そのため、地盤強度を高める締め固め等の施工と並行して測定を行っても、施工作業に悪影響を及ぼすことはなく、このため無駄に多くの回数、締め固めを行う必要はなくなり、施工の合理化へと繋がる。
なお、上記の試験方法は一例であって、必要に応じてロッド３０の形態を設定すると良い。
【００２６】
【実施例２】
以上は、バックホウ６０ａのアーム６１先端部に測定装置１０を取り付けて、地盤の強度測定を行う形態であるが、測定装置１０は移動車輌６０の下部に取り付けてもよい。
たとえば、移動車輌６０の走行手段が、履板を左右に配置する履帯式である場合、両履板の間の車輌６０底面に取り付けても良い（図４）。
この場合、移動車輌６０の走行に支障がないように、測定装置１０からロッド３０先端が突出する高さを考慮して、地盤面との間に一定の空隙を設ける。
しかし、測定装置１０は測定時に地盤面に当接させる必要がある。そこで、測定装置１０をジャッキ６２などの伸縮自在な部材を介して移動車輌６０に懸架することにより、ジャッキ６２の伸縮で簡単に測定装置１０を地盤へ設置できる。
【００２７】
【実施例３】
また、移動車輌６０は重機に限定されず、駆動手段または牽引手段を備えた専用車輌６０ｂを準備してもよい（図５）。
専用車輌６０ｂは、たとえば４本の車輪６３、６３・・と、各車輪６３を結ぶシャーシー６４と、シャーシー６４の上面に配置して、上方に向けて伸縮可能なジャッキ６５、６５とから構成する。
かかる形態では、測定装置１０の側部に外側へ向けて突出する突出部を設け、この突出部を車輌６０ｂのジャッキ６５、６５先端部に配置して、測定装置１０を懸架させる。
ジャッキ６５、６５は伸縮作用によって、測定装置１０を測定時には適した高さ（図５（ｂ））および走行時には支障のない高さ（図５（ａ））へ移動できるように設定する。
測定箇所の変更は、ジャッキ６５を伸張して測定装置１０を上昇させ、車輌１０ｂを走行させて行う。
本形態では、フレーム２０の突出部が、移動車輌６０ｂに取り付け可能な部分となる。
なお、移動車輌６０ｂの走行手段は、手動でも、遠隔操作による自動走行であっても、はたまた他の車輌による牽引であってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の地盤強度の測定装置は、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。
＜イ＞本発明は、地盤に押し当てられるロッドと、ロッドに連結しロッドの移動量に応じて荷重を負荷する弾性体と、ロッドの移動量を測定する変位計とを、移動車輌に取り付け可能に構成したフレームへ配置して、一体に構成するものである。
このため、測定装置は移動車輌へ容易に取り付けることができ、これによって測定までの準備を簡単に行うことができ、時間の短縮を図ることができる。
＜ロ＞測定装置の移動、設置などの準備を、移動車輌で以って行えるため、人手が少なくてすむ。そのため、計測コストは安くなり、ひいては施工コストも低廉で済む。
＜ハ＞また、測定にかかる時間が短いから、地盤の締固め等の施工と並行して測定を行っても施工工程に影響を及ぼすことはない。このため、施工と並行して測定を行うことで、無駄に多くの回数、締め固めを行う必要はなくなり、施工の合理化へと繋がる。
＜ニ＞また、測定方法も非常に簡単であるため、特別な知識やノウハウは要せず、殊に人的作業と異なり、測定によるバラツキも少なくなるため、データへの信頼性は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤強度の測定装置の実施例の説明図。
【図２】地盤強度の測定装置の実施例１の説明図。
【図３】地盤の貫入量と地盤強度との関係を示したグラフの一例。
【図４】地盤強度の測定装置の実施例３の説明図。
【図５】地盤強度の測定装置の実施例３の説明図。
【符号の説明】
１０・・測定装置
２０・・フレーム
２１・・接続部
３０・・ロッド
４０・・弾性体
４１・・弾性部
５０・・変位計
６０・・移動車輌
７０・・荷重計
【図１】
2004257193.tif 000003
【図２】
2004257193.tif 000004
【図３】
2004257193.tif 000005
【図４】
2004257193.tif 000006
【図５】
2004257193.tif 000007