(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂杭造成用中空管の先端部にシリンダにより上下動する砂突き固め拡径装置を装備し、中空管内部より砂を強制的に排出拡径すると共に砂杭の締め固めを行い、その過程においてシリンダの下降時の平均押圧力（Ｗｐ），中空管の先端深度（Ｄｅｐ），中空管内の砂面高さ（Ａｓｌ），中空管内空気圧（Ｃｓ）及びキャリブレーション時（初期時）のシリンダ押圧力（Ｗｐ０）を検出し、偏回帰係数（α，β，γ，δ）ならびに定数項（Ｃ）を過去の施工データから統計的に求め、次の相関式
Ｎ＝α・（Ｗｐ−Ｗｐ０）＋β・Ｄｅｐ＋γ・Ｃｓ＋δ・Ａｓｌ＋Ｃ
から砂杭造成中の砂杭強度（Ｎ値）をリアルタイムに検出し、これに基づいて砂杭を造成して行くことを特徴とする砂杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂杭を造成する場合に、各深度における砂杭強度をリアルタイムに評価検出しながら砂杭を造成して行く方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟弱地盤の改良工事においては、改良区域内の複数地点における土質調査の結果に基づいて平均的な設計用原地盤強度を設計し、これに対して想定される上部構造物の重量や形状等に見合う地盤強度目標値を割り出し、この目標強度が得られるように造成杭の径とその施工ピッチを決定している。
【０００３】
また、地盤改良施工後の強度確認も、施工前と同様に改良区域内の複数地点に標準貫入試験を実施し、その値で改良区域全体の強度評価を行っており、その結果、改良区域全体の地盤強度が点でしか評価されないという問題があった。
【０００４】
また、従来の技術の中には、上下動する砂締め固め装置の押し圧力によって周囲地盤の強度を検出する方法も提案されているが、この方法は直接砂杭強度を検出するものでないので、砂排出や拡径に関係する中空管内のエアー圧力，中空管内砂面高さ、ならびに砂杭強度に関係する中空管先端深度のデータ等が含まれておらず、得られる砂杭の強度も信頼性に欠ける等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来工法の問題を解決し、砂杭造成中の各深度における砂杭強度をリアルタイムに検出評価して、常に設計仕様を満足する高品質の砂杭を造成することができる砂杭の造成方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく前記の課題について鋭意検討の結果、砂杭造成用中空管の先端部に装備した砂突き固め拡径装置を上下動させて砂杭を造成して行く際、その時の押圧力及びその他の関連データを取得・解析することによりリアルタイムに砂杭の強度を測定できるとの知見を得て本発明に到達したのである。
【０００７】
即ち、本発明の砂杭の造成方法は、砂杭造成用中空管の先端部にシリンダにより上下動する突き固め拡径装置を装備し、中空管内部より砂を強制的に排出拡径すると共に砂杭の締め固めを行い、その過程において上下動する突き固め拡径装置の下降時の平均押し圧力，中空管先端の深度，中空管内の砂面高さならびに中空管内の圧縮空気圧力を検出し、これらと砂杭強度との関係を過去のデータと比較することにより統計的に砂杭強度を評価測定し、これに基づいて砂杭を造成して行くことを特徴とする砂杭造成方法である。
【０００８】
更に詳しくは、本発明は、上記砂突き固め拡径装置により排出砂の拡径と締め固めを行う際に、上記砂突き固め拡径装置の下降時の平均押圧力（Ｗｐ），中空管の先端深度（Ｄｅｐ），中空管内の砂面高さ（Ａｓｌ），中空管内空気圧（Ｃｓ）及びキャリブレーション時（初期時）のシリンダ押圧力（Ｗｐ０）を検出し、偏回帰係数（α，β，γ，δ）ならびに定数項（Ｃ）を過去の施工データから統計的に求め、次の相関式
【０００９】
Ｎ＝α・（Ｗｐ−Ｗｐ０）＋β・Ｄｅｐ＋γ・Ｃｓ＋δ・Ａｓｌ＋Ｃ
【００１０】
から砂杭造成中の砂杭強度（Ｎ値）をリアルタイムに検出し、これに基づいて砂杭を造成して行く砂杭の造成方法である。以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る突き固め拡径装置の説明図、図２は本発明工法の模式的説明図、図３は本発明工法の施工フローの一例を示す工程図である。
【００１２】
図中１は砂杭造成用中空管で、該中空管１の下端部には下向きシリンダ３のロッド４下端に取付けられた突き固め翼２を有する砂突き固め拡径装置が装備されており、中空管１内に投入された砂を強制的に軟弱地盤中へ排出し拡径すると共に排出した砂の締め固めを行い、砂杭を造成して行く。
【００１３】
その際に、上下往復動する突き固め翼２の下降時の平均押圧力（Ｗｐ）及び深度（Ｄｅｐ），中空管内の砂面高（Ａｓｌ），中空管内の空気圧（Ｃｓ）を測定記録，解析することにより、砂杭造成中にその深度における砂杭の強度（Ｎ）を測定する（図２参照）。
【００１４】
造杭強度を求める相関式は次式（１）の多変量解析の形で計算し、偏回帰係数と定数項は過去の施工データから統計的に求めることができる。
Ｎ＝α・（Ｗｐ−Ｗｐ０）＋β・Ｄｅｐ＋γ・Ｃｓ＋δ・Ａｓｌ＋Ｃ・・（１）
【００１５】
Ｎ：Ｎ値（標準貫入試験値＝砂杭強度）
Ｗｐ：シリンダ押圧力（Ｋｇ／ｃｍ２）
Ｗｐ０：キャリブレーション時の押圧力（初期値の押圧力）（Ｋｇ／ｃｍ２）
Ｄｅｐ：深度（ｍ）
Ｃｓ：中空管内の空気圧（Ｋｇ／ｃｍ２）
Ａｓｌ：中空管内の砂面高さ（ｍ）
α，β，γ，δ：偏回帰係数
Ｃ：定数項
【００１６】
上記相関式（１）中の偏回帰係数（α，β，γ，δ）及び定数項（Ｃ）は、各工事で得られたデータをパラメータとしてコンピュータに入力することによりリアルタイムにその深度毎の砂杭強度を検出測定することができる。
【００１７】
本発明の方法は、次の手順に従って実施される。
（１）砂杭造成用中空管１を海面５まで吊り上げ、砂及び中空管１内の加圧のない無負荷状態での水圧シリンダ押圧力を測定する。その値を押圧力の初期値（Ｗｐ０）として、コンピューターに入力する。
【００１８】
（２）今まで集積された過去の施工実績から統計的処理によって導いた各パラメータの偏回帰係数（α，β，γ，δ）及び定数項（Ｃ）をコンピュータに入力する。ただし、偏回帰係数及び定数項は工事開始前に試験施工を行って当該現場の数値を求めてもよい。また、上記（１）〜（２）は工事開始前もしくはその日の打設開始前に１回入力するだけでよい。
【００１９】
（３）下端部に振動突き固め拡径装置，上端部に起振機を搭載した砂杭造成用中空管１をワイヤにより吊り下げ、起振機を作動させながら軟弱地盤７の所定位置に所定の深度まで打設する。
【００２０】
（４）中空管１内に砂を投入充填し、中空管１を引き抜きながら振動突き固め拡径装置を上下動させて、強制的に中空管１内の砂を原地盤中に排出する。
【００２１】
（５）その時の突き固め拡径装置のシリンダ押圧力（Ｗｐ），該中空管１先端の深度（Ｄｅｐ），中空管１内の空気圧（Ｃｓ），中空管１内の砂面高さ（Ａｓｌ）を測定し、コンピュータで演算の上、ディスプレイに砂杭強度（Ｎ値）を表示する（図３参照）。
【００２２】
（６）砂杭強度（Ｎ値）が仕様を満足しないときは警報が鳴ってオペレータに知らせ、中空管１を打ち戻して、造杭を再び行う。このように砂杭強度（Ｎ値）を確認しながら造杭を続行する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成され、次のような効果がある。
（イ）砂杭造成中に砂杭強度の測定が可能となり、常に仕様を満足する高品質の砂杭を造成することができる。
【００２４】
（ロ）また、各杭、各深度毎の砂杭強度の測定ができるので、従来のチェックボーリングでは点としての評価しかできなかった改良地盤が三次元的に評価できる。
【００２５】
（ハ）本発明法によれば、材料砂の排出状況等の信号をコンピュータが判断して中空管の引き抜き速度や中空管深度を自動制御する自動造杭システムや設計砂量を自動的に供給する自動砂供給システム及び施工データ自動処理システムと連動させることができ、このためオペレーターの技量に頼らずに均一な品質の砂杭の造成が可能であり、かつ造成中に砂杭の強度の評価が可能であるため、出来型や品質に対し高い施工管理能力を有する。
【００２６】
（ニ）造杭強度がリアルタイムかつ打設砂杭の全数において測定できるため、チェックボーリングの本数が減少し、そのためチェックボーリングに費やしていた日数を減ずることができ、工期の短縮および工費削減につながる。
【００２７】
（ホ）造成中に砂杭強度を確認して行くので、使用材料の割増率を減少させることができ、経済的となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る砂突き固め拡径装置の説明図である。
【図２】本発明の施工の模式的説明図である。
【図３】本発明に係る工法の施工フローの一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１−中空管
２−突き固め翼
３−シリンダ
４−ロッド
５−海面
６−工事基準面
７−軟弱地盤面
Ｗｐ−シリンダ押圧力
Ａｓｌ−中空管内砂面高さ
Ｄｅｐ−中空管先端の深度
Ｃｓ−中空管内空気圧
ＣＰＵ−コンピュータ
ＣＲＴ−ディスプレー
【図１】
0003893572.tif 000002
【図２】
0003893572.tif 000003
【図３】
0003893572.tif 000004