(57)【要約】  【課題】重錘落下方式のような大がかりな装置を必要とせず、また騒音や地盤振動の発生もほとんどなく、加えてクッション材も使用しなくともよい、杭の急速載荷試験用載荷具を提供する。  【解決手段】杭頭に載置することにより杭の急速載荷試験を実施するための載荷具１であって、内部に小孔３を介して互いに連通する上室４及び下室５が区画形成されたケース２を有し、上室４の下面及び下室５の上面は、それぞれ外周側から小孔３に向かって下降傾斜する環状傾斜面６及び外周側から小孔３に向かって上昇傾斜する環状傾斜面７となっており、ケース１の内部には上室４から小孔３を通って下室５に順次落下する多数の錘球８などからなる錘体が収容されていることを特徴とする。ケース２には小孔３を開閉するためのスライド自在なシャッター１０が設けられている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭頭に載置することにより杭の急速載荷試験を実施するための載荷具であって、
内部に小孔を介して互いに連通する上室及び下室が区画形成されたケースを有し、
前記ケースの内部には前記上室から前記小孔を通って前記下室に順次落下する錘体が収容されていることを特徴とする杭の急速載荷試験用載荷具。
【請求項２】
前記上室の下面及び前記下室の上面は、それぞれ外周側から前記小孔に向かって下降傾斜する環状傾斜面及び外周側から前記小孔に向かって上昇傾斜する環状傾斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の急速載荷試験用載荷具。
【請求項３】
前記ケースには前記小孔を開閉するためのスライド自在なシャッターが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の杭の急速載荷試験用載荷具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、杭の急速載荷試験用載荷具に関し、さらに詳細には、動的載荷試験ではあるが、載荷時間が長くなることにより静的載荷試験に近い結果が得られる載荷具構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭の載荷試験は静的載荷試験と動的載荷試験に分類される。前者の静的載荷試験は加力装置や反力装置などの載荷架構が大がかりなものとなり、試験の準備・実施に長期間を要するだけでなく、組み立て・解体にも多大な費用がかかる。このようなことから、近年、動的載荷試験が注目されている。
【０００３】
この動的載荷試験は急速載荷試験と衝撃載荷試験とに分類され、このうち前者の急速載荷試験は後者の衝撃載荷試験よりも載荷時間が長く（下式で表される相対載荷時間Ｔr が後者ではＴr ＜ 5であるのに対し前者では 5≦Ｔr ＜500）、静的載荷試験に近い結果が得られ、また波動理論による複雑な解析も必要としない。急速載荷試験を実施するための方式はいくつかあるが、その１つとして、軟クッション重錘落下方式が知られている。これは、杭頭に発泡スチロールなどのクッション材を設置し、このクッション材に向けて重錘を落下させる方式である。
Ｔr ＝ｔL・２Ｌ／ｃ
但し、ｔL：載荷時間、Ｌ：杭長、ｃ：縦波の伝播速度
【０００４】
このような軟クッション重錘落下方式による急速載荷試験において、載荷時間を長期化し、静的載荷試験の結果により一層近づけることができる方法を本出願人は先に提案した（特許文献１参照）。この既提案の技術は、杭頭に落下させるハンマ（重錘）として複数に分割された分割ハンマを用い、これら分割ハンマを一定時間間隔で杭頭に順次落下させる方法である。
【０００５】
しかし、既提案の技術は、ハンマを分割して落下させるという概念そのものは斬新であって極めて優れたものであるが、実際に実施するにあたり難点もある。すなわち、重錘落下方式による急速載荷試験全般について言えることであるが、重錘を落下させるための比較的大がかりな装置が必要である。また、重錘を落下させることから、騒音や地盤の振動も発生する。
【特許文献１】特開平１０−１５３５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、重錘落下方式のような大がかりな装置を必要とせず、また騒音や地盤振動の発生もほとんどなく、加えてクッション材も使用しなくともよい、杭の急速載荷試験用載荷具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、杭頭に載置することにより杭の急速載荷試験を実施するための載荷具であって、
内部に小孔を介して互いに連通する上室及び下室が区画形成されたケースを有し、
前記ケースの内部には前記上室から前記小孔を通って前記下室に順次落下する錘体が収容されていることを特徴とする杭の急速載荷試験用載荷具にある。
【０００８】
より具体的には、前記上室の下面及び前記下室の上面は、それぞれ外周側から前記小孔に向かって下降傾斜する環状傾斜面及び外周側から前記小孔に向かって上昇傾斜する環状傾斜面となっている。また、前記ケースには前記小孔を開閉するためのスライド自在なシャッターが設けられている。
【０００９】
載荷具は錘体が上室に収容された状態で杭頭に載置される。錘体は小孔を通って、あたかも砂時計のように、下室に順次落下する。この錘体の落下により杭頭に衝撃が与えられ、この衝撃は錘体が全て下室に落下するまで継続する。これにより、載荷時間が長期化し、静的載荷試験の結果に近づく。
【００１０】
錘体としては、例えば金属や砂利、砂などからなる粒状物や紛状物、油などの液体、あるいはこれらの混合物を用いることができる。粒状物や紛状物を使用する場合、粒径は同じものを揃えてもよいし、異なったものを混在させてもよい。粒径が異なったものを混在させることにより、粒径が小さなものから落下してこれがクッションの役目をなし、発生音を小さくすることができる。
【００１１】
錘体に粒状物を用いる場合、流動性の点から形状は球形であることが望ましいが、小孔を通って落下可能な大きさであれば、球形以外の形状、例えば立方体、直方体、錐体などの各種形状とすることもできる。また、錘体に粒状物や紛状物を用いる場合、液体と混合するとよく、これにより発生音が小さくなり、載荷時間も長くなる。特に紛状物や粒状物を鋼製のものとした場合、油を混合すると、さび止めにもなる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の載荷具によれば、あたかも砂時計のように、錘体を上室から下室に落下させ、杭頭に衝撃を与えることができる。したがって、重錘落下方式のような大がかりな装置を必要とせず、また騒音や地盤振動の発生もほとんどない。しかも、錘体及び小孔の大きさを調整することにより、載荷時間を任意に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の実施形態を示す鉛直方向断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。載荷具１はケース２を有し、このケース２は内部に小孔３を介して互いに連通する上室４及び下室５が区画形成されている。そして、上室４の下面は外周側から小孔３に向かって下降傾斜する環状傾斜面６となっている。また、下室５の上面は外周側から小孔３に向かって上昇傾斜する環状傾斜面７となっている。
【００１４】
ケース２の内部には多数の粒状物である錘球８が収容されている。この錘球８は鋼材などの金属で作られ、所要の質量を有し、また小孔３を閉塞することなく連続的に通過できる程度の直径を有している。すなわち、錘球８は上室４側から、あたかも砂時計のように、小孔３を通って順次下室５に落下するようになっている。
【００１５】
ケース２には小孔３を横切る方向に溝９が形成され、この溝９にシャッター１０がスライド自在に設けられている。シャッター１０は小孔３を横切って閉鎖する位置にあるとき、錘球８の落下を阻止するようになっている。
【００１６】
図３に示すように、シャッター１０にも小孔３ａを設け、シャッター１０の引く位置を変えることにより、小孔３，３ａどうしの重なり部分の大きさ、すなわち錘球８が落下できる通過穴の大きさを調整するようにしてもよい。
【００１７】
図４に示すように、急速載荷試験時において、載荷具１は杭１１の頭部（杭頭）１２に載置される。そして、図１に示したシャッター１０をスライドさせて小孔３を開放すると、錘球８が上室４から小孔３を通って下室５に順次落下する。この錘球８の落下により杭頭１２に衝撃が与えられ、この衝撃は錘球８が全て下室５に落下するまで継続する。これにより、載荷時間が長期化し、静的載荷試験の結果に近づけることができる。
【００１８】
なお、試験終了後はシャッター１０によって小孔３を閉鎖した状態でケース２を反転させると、それまでの上室４が下室に、下室５が上室となり、そのまま別の杭の杭頭に載置して試験することができる。
【００１９】
この発明では載荷具１自体の構造が載荷時間を長くするものであるので、従来、載荷時間の延長のために用いられているクッション材は基本的に必要がない。載荷時間延長という目的ではなく、衝撃波を滑らかにするため及び衝撃時の音を小さくするためにクッション材を用いるようにしてもよい。
【００２０】
この目的のために、図５に示されるように、オイルダンパー１３を杭頭１２と載荷具１との間に介在させるとよい。オイルダンパー１３は錘球８の衝撃によりピストン１３ａが変位し、このときシリンダ１３ｂ内のオイルが図示しないオリフィスを通って移動することにより、衝撃波を滑らかにするためのクッション材として機能する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態を示す鉛直方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】別の実施形態を示す図である。
【図４】急速載荷試験の実施状態を示す図である。
【図５】別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      載荷具
２      ケース
３      小孔
４      上室
５      下室
６      環状傾斜面
７      環状傾斜面
８      錘球
９      溝
１０      シャッター
１１      杭
１２      杭頭
１３      オイルダンパー
１３ａ    ピストン
１３ｂ    シリンダ
【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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