(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工区域内の代表地点を選定し、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、杭またはサンドコンパクションパイル打設前のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) を得、ＣＰＴ実施後、代表的地点を囲むように試験杭または試験用サンドコンパクションパイルを複数本打設し、次いで杭またはサンドコンパクションパイル間中央部や杭またはサンドコンパクションパイル近傍などの複数点でＣＰＴを実施し、杭またはサンドコンパクションパイル打設後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1) を得た後、杭またはサンドコンパクションパイル打設前後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) および（ｑT −σVO）(1) と杭またはサンドコンパクションパイル打設前および打設後それぞれの静止土圧係数Ｋo(0)とＫo(1)との関係式：
【数１】
0003952138.tif 000011
から、杭またはサンドコンパクションパイル打設後の砂質地盤の静止土圧係数を算定する杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法。
【請求項２】
施工区域内の代表的地点を選定し、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、サンドコンパクションパイル打設前のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) を得ると同時に、同一地点で不攪乱試料を採取し、全不攪乱試料に対して再圧縮法による一面せん断試験ＤＳＴを実施し、サンドコンパクションパイル打設前の非排水せん断強度Ｓu(B)を求め、Ｓu(B)と（ｑT −σVO）(0)の相関関係を求めた後、代表的不攪乱試料により正規圧密状態でのＤＳＴを実施し、正規圧密状態のせん断強度増加率（Ｓun(DST)／σ'V）を求め、次に代表的地点を囲むように試験サンドコンパクションパイルを複数本打設し、圧密終了後、ＣＰＴを複数点で実施し、サンドコンパクションパイル打設後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1)を得、Ｓu(B)と（ｑT −σVO）(0)の相関関係を、サンドコンパクションパイル打設後の非排水せん断強度Ｓu(D)と（ｑT −σVO）(1)の関係に適用してＳu(D)を求めた後、サンドコンパクションパイル打設前および打設後それぞれの静止土圧係数Ｋo(0)およびＫo(1)とＳu(D)およびＳun(DST)／σ'V との関係式：
【数２】
0003952138.tif 000012
から、サンドコンパクションパイル打設後の粘土地盤の静止土圧係数を算定するサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法。
【請求項３】
サンドコンパクションパイル打設後に算定した請求項２記載の静止土圧係数を、サンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数として評価するサンドコンパクションパイル打設地盤のサンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数の評価方法。
【請求項４】
複数のサンドコンパクションパイルと粘土の境界付近で電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、得られた複数のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1) の平均値を求め、請求項２または３記載の方法に従って得られる静止土圧係数を、サンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数として評価するサンドコンパクションパイル打設地盤のサンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭またはサンドコンパクションパイルを地盤に打設することにより得られる地盤の強度の上昇を設計時に反映させ、コストダウンに寄与させるために行なう杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤中に杭またはサンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）を打設すれば、その地盤の静止土圧係数（Ｋo ）が増加し、地盤の強度が上昇することが一般に広く知られているが、このような利点が設計時に取り入れられていないのが現状である。
【０００３】
即ち、地盤の静止土圧係数（Ｋo ）が増加すると、地盤のせん断強度は増加することになり、このＫo が増加することによる砂、粘土のせん断強度増加比を、ＳＣＰが打設された複合地盤の置換え率（ａS ）、即ち複合地盤のうちＳＣＰの占める面積ａS を例にとり図７の２つの線図に示している。
【０００４】
図７において、砂からなるサンドコンパクションパイルＳＣＰにおいて、静止土圧係数Ｋo ＝１．０およびａS ＝０．４のせん断強度は、Ｋo ＝０．４およびａS ＝０．７のせん断強度にほぼ等しく、また正規圧密粘土において、静止土圧係数Ｋo ＝１．０のせん断強度は、Ｋo ＝０．５のせん断強度の約１．５倍に達する。
【０００５】
即ち、静止土圧係数Ｋo の増加を適切に評価することにより、置換え率ａS は０．７から０．４まで低減できる可能性があるにも拘らず、現在のところ、Ｋo 増加の適切な評価方法と、設計への簡便な適用方法は現在のところ未だ確立されていない。
【０００６】
このような静止土圧係数の増加を適切に評価して設計に適切に適用すれば、当然関連工事のコストダウンに寄与できることに着目して本発明の静止土圧係数の評価方法に到達した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、杭やサンドコンパクションパイルを打設することによる地盤の静止土圧係数の増加を適切に評価し、その静止土圧係数を適切に、かつ簡便に設計に適用させるため、電気式静的コーン貫入試験（ＣＰＴ）と一面せん断試験（ＤＳＴ）とを組合わせた静止土圧係数増加の評価を行ないうる杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、施工区域内の代表地点を選定し、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、杭またはサンドコンパクションパイル打設前のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) を得、ＣＰＴ実施後、代表的地点を囲むように試験杭または試験用サンドコンパクションパイルを複数本打設し、次いで杭またはサンドコンパクションパイル間中央部や杭またはサンドコンパクションパイル近傍などの複数点でＣＰＴを実施し、杭またはサンドコンパクションパイル打設後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1) を得た後、杭またはサンドコンパクションパイル打設前後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) および（ｑT −σVO）(1) と杭またはサンドコンパクションパイル打設前および打設後それぞれの静止土圧係数Ｋo(1)との関係式：
【０００９】
【数３】
0003952138.tif 000002
【００１０】
から、杭またはサンドコンパクションパイル打設後の砂質地盤の静止土圧係数を算定する杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法からなる。
【００１１】
また本発明は、施工区域内の代表的地点を選定し、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、サンドコンパクションパイル打設前のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(0) を得ると同時に、同一地点で不攪乱試料を採取し、全不攪乱試料に対して再圧縮法による一面せん断試験ＤＳＴを実施し、サンドコンパクションパイル打設前の非排水せん断強度Ｓu(B)を求め、Ｓu(B)と（ｑT −σVO）(0) の相関関係を求めた後、代表的不攪乱試料により正規圧密状態でのＤＳＴを実施し、正規圧密状態のせん断強度増加率（Ｓun(DST) ／σ' V ）を求め、次に代表的地点を囲むように試験サンドコンパクションパイルを複数本打設し、圧密終了後、ＣＰＴを複数点で実施し、サンドコンパクションパイル打設後のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1) を得、Ｓu(B)と（ｑT −σVO）(0) の相関関係を、サンドコンパクションパイル打設後の非排水せん断強度Ｓu(D)と（ｑT −σVO）(1) の関係に適用してＳu(D)を求めた後、サンドコンパクションパイル打設前および打設後それぞれの静止土圧係数Ｋo(0)およびＫo(1)とＳu(D)およびＳun(DST) ／σ' V との関係式：
【００１２】
【数４】
0003952138.tif 000003
【００１３】
から、サンドコンパクションパイル打設後の粘土地盤の静止土圧係数を算定するサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法からなり、さらに本発明は、上記したサンドコンパクションパイル打設後に算定した静止土圧係数を、サンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数として評価するサンドコンパクションパイル打設地盤のサンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数の評価方法からなり、また本発明は、複数のサンドコンパクションパイルと粘土の境界付近で電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴを実施して、得られた複数のコーン先端抵抗（ｑT −σVO）(1) の平均値を求め、前記本発明の方法に従って得られる静止土圧係数を、サンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数として評価するサンドコンパクションパイル打設地盤のサンドコンパクションパイル自体の静止土圧係数の評価方法からなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法を適用した実施の形態につき説明するが、以下の説明において使用する用語とその記号および簡単な説明を下記の表に纏めている。
【００１５】
【表１】
0003952138.tif 000004
【００１６】
そこで、本発明の一実施形態における杭またはＳＣＰ打設による砂地盤の静止土圧係数Ｋo 増加の評価方法につき杭またはＳＣＰが打設された砂地盤を対象に、Ｋo 増加を求めるための調査と評価方法の手順を以下の１項から５項のフローに沿って説明する。
【００１７】
１．施工区域全域でＣＰＴを実施し、（ｑT −σVO）(0) 、地盤構成を把握する。ただし、事前に充分な土質調査が行われて、施工区域全域の代表的地点が選定できる場合は不要である。
【００１８】
２．上記の調査から代表的地点を選定し（必要に応じて複数点）、ＣＰＴを実施する。この際、ＣＰＴは１地点につき２回以上行なうことが好ましく、このＣＰＴの実施の状態は図１に示す通りである。この試験より、杭１またはＳＣＰ打設前の（ｑT −σVO）(0) が得られる。
【００１９】
３．ＣＰＴ実施後、代表的地点を囲むように試験杭あるいは試験ＳＣＰを複数本打設する。なお、図１に示すこの実施形態では杭１を４本打設した正方形配置の場合であるが、三角形配置で３本打設する場合や、多角形配置で５本以上打設する場合もあり得る。
【００２０】
４．次いで、杭１まはＳＣＰ間中央部や杭１またはＳＣＰ近傍などの複数点でＣＰＴを実施する。本試験より（ｑT −σVO）(1) が得られる。なお、（ｑT −σVO）(0) と（ｑT −σVO）(1) の測定例を図２に示している。
【００２１】
５．（ｑT −σVO）(0) と（ｑT −σVO）(1) から式（１）により、Ｋo(1)を算定する。ただし一般的にはＫo(0)＝０．４とすることが多い。
【００２２】
【数５】
0003952138.tif 000005
【００２３】
実務上、φ増加をＫo 増加に含め、式（２）のように単純化してもよい。
【００２４】
【数６】
0003952138.tif 000006
【００２５】
なお、シルト質砂や粘土質砂のように、排水速度の遅い地盤では、ＪＧＳ１４３５−１９９５「電気式静的コーン貫入試験方法」に示されている標準的貫入速度（１〜２cm/s）にとらわれず、貫入中の過剰間隙水圧が０となるような速度でＣＰＴを実施する。
【００２６】
上記の実施形態における評価方法のフローチャートを図３に示しており、またこの評価で得られた杭打設後のＫo(1)の具体的使用例として、次式による杭の周面摩擦力の算定が挙げられる。
【００２７】
τ＝σ' VO tanφ(1) Ｋo (1) 
次に、本発明の他の実施形態におけるＳＣＰ打設による粘土地盤の静止土圧係数Ｋo 増加の評価方法につき、ＳＣＰが打設された粘土を対象に、Ｋo 増加を求めるための調査と評価方法の手順を以下の１項から６項のフローに沿って説明する。
【００２８】
１．施工区域全域でＣＰＴを実施し、（ｑT −σVO）(0) 、地盤構成を把握する。ただし、事前に充分な土質調査が行われて、施工区域全域の代表的地点が設定できる場合は不要である。
【００２９】
２．上記の調査から代表的地点を選定し（必要に応じて複数点）、ＣＰＴを実施する。この試験よりＳＣＰ２打設前の（ｑT −σVO）(0) が得られる。
【００３０】
３．上記２項と同時に同一地点で不攪乱試料を採取し、全不攪乱試料に対して再圧縮法によるＤＳＴを実施し、Ｓu(B)を求める。次いで、式（３）に示す（ｑT −σVO）(0) とＳu(B)の相関関係を求める。
【００３１】
【数７】
0003952138.tif 000007
【００３２】
なお、再圧縮法とは、試料を原位置の有効土被り圧で圧密した後に試験を行う方法である。２ヶ所の粘土から得られた（ｑT −σVO）(0) とＳu(B)の関係を図４に示す。両者のあいだには図に示したような良い相関関係が通常認められる。
【００３３】
４．代表的な不攪乱試料により正規圧密状態でのＤＳＴを実施し、（Ｓun(DST)／σ’V）を求める。
【００３４】
５．代表的地点を囲むように試験ＳＣＰ２を打設する。なお、図５に示すごとく、この実施形態では４本打設した場合を示しているが、三角形配置で３本打設する場合や、多角形配置で５本以上打設する場合もあり得る。打設による圧密が終了した後、複数点でＣＰＴを図５のように実施する。本試験より、（ｑT −σVO）(1) が得られる。平均（ｑT −σVO）(1) と式（３）で得られたｋを用いて式（４）によりＳu(D)を求める。
【００３５】
【数８】
0003952138.tif 000008
【００３６】
６．Ｓu(D)を用い、式（５）よりＫo(1)を算定する。ただし、Ｋo(0)＝０．５とすることが多い。
【００３７】
【数９】
0003952138.tif 000009
【００３８】
上記の実施形態における評価方法のフローチャートを図６に示しており、この評価方法で得られたＫo(1)の具体的使用例として、次式によるＳＣＰ打設後の地盤に盛土を行う際の粘土地盤のせん断力の算定が挙げられる。
【００３９】
【数１０】
0003952138.tif 000010
【００４０】
さらに、サンドコンパクションパイルＳＣＰ自体の静止土圧係数Ｋo の評価方法につき説明すると、サンドコンパクションパイルＳＣＰと粘土から構成される複合地盤では、ＳＣＰ自体のＫo 評価も重要となる。ＳＣＰ打設により発揮される水平応力は、図５に示すようにＳＣＰ中心で高く、粘土地盤に向けて低下する。ここでは、下記の２通りの方法を、ＳＣＰ自体のＫo 評価法として示す。どちらを採用するかは設計者の判断となる。
【００４１】
Ａ）式（５）から得られる粘土のＫo(1)をＳＣＰ自体のＫo と見なす。
【００４２】
Ｂ）ＳＣＰと粘土の境界付近（図５のNo.1' 〜No.4' ）でＣＰＴを実施する。平均（ｑT −σVO）(1) を求め、式（４）および式（５）から得られるＫo(1)をＳＣＰ自体のＫo とする。
【００４３】
以上の通り、本発明の杭まはたサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法においては、実際の現場の地盤に試験的に杭１またはサンドコンパクションパイルＳＣＰ２を打設する前の状態をある決められた試験方法で試験した後、杭１またはサンドコンパクションパイルＳＣＰ２を打設後の状態も同じような試験方法で試験し、これら打設前と打設後との結果から、静止土圧係数Ｋo(0)とＫo(1)とを評価しようとするものであり、図３に示す実施形態のように砂地盤のＫo 増加の評価を行なう場合には、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴだけの試験を行って評価をする一方、図６に示す実施形態のように粘土地盤のＫo 増加の評価を行なう場合には、電気式静的コーン貫入試験ＣＰＴと一面せん断試験ＤＳＴの２つの試験を行なって評価をすることを特徴としたものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の杭またはサンドコンパクションパイル打設地盤の静止土圧係数の評価方法によれば、杭やサンドコンパクションパイルを打設することによる地盤の静止土圧係数を適切に評価して、設計に適切、かつ簡便に適用することができ、関連する工事のコストダウンをはかることができ、工事の経済性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により杭またはＳＣＰ打設による砂地盤のＫo 増加の評価を行なう一実施形態における４本の杭の打設前及び打設後のＣＰＴ試験実施位置説明図である。
【図２】図１の実施形態における杭打込み前と後のＣＰＴによる先端抵抗力を示す線図である。
【図３】図１の実施形態における評価方法のフローチャートである。
【図４】本発明の方法によりＳＣＰ打設による粘土地盤のＫo 増加の評価を行なう他の実施形態における２ヶ所の粘土から得られたＣＰＴによる先端抵抗力（ｑT −σVO）(0) と非排水せん断強度Ｓun(DST) の関係線図である。
【図５】本発明の方法によりＳＣＰ打設による粘土地盤のＫo 増加の評価を行う一実施形態における４本のＳＣＰの打設前及び打設後のＣＰＴ試験実施位置の説明図である。
【図６】図５の実施形態における評価方法のフローチャートである。
【図７】地盤のＫo が増加することによる砂、粘土のせん断強度増加比を、ＳＣＰが打設された複合地盤の置換え率で示す線図である。
【符号の説明】
１    杭
２    ＳＣＰ
【図１】
0003952138.tif 000013
【図２】
0003952138.tif 000014
【図３】
0003952138.tif 000015
【図４】
0003952138.tif 000016
【図５】
0003952138.tif 000017
【図６】
0003952138.tif 000018
【図７】
0003952138.tif 000019