(57)【要約】【課題】ＰＨＣ杭やＳＣ杭などのように端部（頂部）に鋼製の端板を備えた地中に設置された既製コンクリート杭の状態を正確に非破壊検査できる新規な非破壊検査方法および非破壊検査システムの提供。【解決手段】端板220に貫通孔221を穿孔すると共に、その端板220または杭本体220に反射波を検出するセンサー20を設けた後、貫通孔221に棒状の検査用金属部材30を挿入してその先端を杭本体210に当接した状態でその頂部を叩いて杭本体220に直接弾性波を入力し、その反射波を検出して解析する。これにより、端板220と杭本体210境界の影響もなく、目的に遭った周波数の弾性波を入力できるため、反射波の合成現象が抑制されて各反射波を精度良く分離検出できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に設置された既製コンクリート杭の杭本体端部に鋼製の端板を備えたコンクリート杭を非破壊検査する方法であって、
前記端板に貫通孔を穿孔すると共に、前記端板または前記杭本体に反射波を検出するセンサーを設けた後、
前記貫通孔に棒状の検査用金属部材を挿入してその先端を前記杭本体に当接した状態でその検査用金属部材の頂部を打撃し、前記杭本体に直接弾性波を入力し、その反射波を前記センサーで検出して解析することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非破壊検査方法において、
前記杭本体に直接入力する弾性波として、前記杭本体の杭径あるいは杭径より短い波長の弾性波を用いると共に、前記センサーで検出された反射波を前記杭本体の先端からの反射波と根固め部先端からの反射波に分離してそれぞれの長さを検出することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の非破壊検査方法において、
前記杭本体に直接入力する弾性波として、前記杭本体の杭径あるいは杭径より短い波長の弾性波を用いると共に、
前記センサーで検出された反射波を前記杭本体の先端からの反射波と根固め部先端からの反射波に分離し、前記根固め部先端からの反射波を解析して前記根固め部の強度を推定することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非破壊検査方法において、
前記コンクリート杭が、ＲＣ杭（鉄筋コンクリート杭）、ＰＣ杭（プレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストコンクリート杭）、ＰＲＣ杭（高強度プレスト鉄筋コンクリート杭）、ＳＣ杭（外殻鋼管付コンクリート杭）のいずれかであることを特徴とする既設コンクリート杭の非破壊検査方法。
【請求項５】
地中に設置されると共に、既製コンクリート杭の杭本体端部に鋼製の端板を備えたコンクリート杭を非破壊検査するシステムであって、
前記端板に貫通孔を穿孔する穿孔機と、前記端板または前記杭本体の反射波を検出するセンサーと、前記貫通孔に挿入されて前記杭本体に直接弾性波を入力する棒状の検査用金属部材と、前記センサーで検出された反射波を解析する解析機とを有することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込み工法で地中に設置された既製コンクリート杭の設置状態と健全な状態であるか否かを非破壊で検査する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に構造物支持の既製コンクリート杭を設置する工法の１つとして埋め込み工法と称されている工法がある。この工法は、地中に杭を挿入するための孔を掘削し、この孔に予め工場などで製造された既成コンクリート杭を埋設する工法である。埋設した杭は杭先端の根固め用のセメントミルクと杭周固定用のソイルセメントでその先端および周囲を固めて地中に固定するものである。
【０００３】
今日、このような工法で施工された既製コンクリート杭の施工管理として設計のとおり施工されているか、設置状態の確認と健全性について調査の必要性を検討されている。また、構造物建て替えに伴う構造物解体後の既存杭の再利用が検討されているが、再利用に際しては、それが再利用可能であるかどうかの健全性を予めしっかりと調査する必要がある。杭の健全性を調べる従来方法としては、例えば以下の特許文献１乃至５などに示すような非破壊検査が一般的である。この非破壊検査は、例えば杭の端部に設置した加速度センサーの近傍をプラスチックハンマーで打撃し、コンクリート内を伝播する弾性波の反射波を加速度センサーで検出し、これをパソコンで解析することで杭の健全性を非破壊状態で判断する手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２２７３４号公報
【特許文献２】特開２００７−１７００２８号公報
【特許文献３】特開２００８−１８５４２６号公報
【特許文献４】特開平９−２０３７２７号公報
【特許文献５】特開平５−１７９６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような埋め込み工法で設置された既製コンクリート杭に対して上記のような弾性波を利用した非破壊検査を行った場合、杭の先端と根固め部の先端の反射を精度良く分離観測できないため、正確な評価が困難である。
【０００６】
また、ＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）では杭の端板を打撃すると弾性波は外殻の鋼管部分を伝播してしまうため、コンクリート部分の健全性を評価することが困難である。さらに、ＳＣ杭のように杭本体の端部に鋼製の端板を有する既存のコンクリート杭の場合は、解体時や新設時に重機の影響などにより、その端板との境界面に隙間が発生している場合などがあるため、所望の周波数の弾性波を杭本体に正確に入力するのが困難である。
さらに、ＳＣ杭とＰＨＣ杭等の杭の継手では、鉄とコンクリートの剛性が大きく異なり、剛性の変化点である継手部分から大きな反射が生じ、この反射波が解析上大きな障害となっている。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、地中に設置された既製コンクリート杭の状態を正確に検査できる新規な非破壊検査方法および非破壊検査システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、埋め込み工法で設置された既製コンクリート杭の先端と根固め部の先端の反射を精度良く分離観測できない原因を探ったところ、次のような原因があることが分かった。従来の測定方法は、コンクリート製の杭本体の端部に設けられた端板をハンマーで打撃してその衝撃による弾性波をその端板に入力し、これを杭本体に伝播してクラックやその先端から戻ってくる反射波をセンサーで検出するため、端板から杭本体に入力される弾性波は杭の鋼製の端板とコンクリート杭の本体との接着状態（境界面の状態）などの影響を受け易い。また、入力する弾性波の波長（高周波または低周波）によっても検出精度が大きく異なってくる。また、上杭がＳＣ杭の場合、入力した弾性波は外殻の鋼管部分を伝播し、接続した下杭であるＰＨＣ杭のコンクリートに伝播する経路をたどることがわかっている。
【０００９】
すなわち、例えば杭本体に発生したクラック等の検出を目的とする場合には、弾性波は高周波の方が精度良く検出できるが、高周波はノイズが生じ易く、波動の減衰も大きいため、杭本体の先端からの反射波が検出でき難いことから、杭の長さや根固め部の深度などを測定する場合には不向きである。一方、周波数が低い場合は、波長が長いため、細かいクラックなどの検出には不向きであるが、ノイズは少なく、波動の減衰は小さいため、杭の長さや根固め部の深度などを測定する場合には適している。そして、高周波の弾性波を入力するためには金属製で剛性の高いハンマーを用い、反対に低周波の弾性波を入力するためには、プラスチック製の剛性の低いハンマーを用いている。
【００１０】
そのため、杭の長さや根固め部の深度などの測定を目的とする場合には、波動の減衰やノイズの少ない低周波を用いることが望ましいが、波長が長いと、杭の先端からの反射波と根固め部の先端からの反射波が合成された反射波形になってしまい、各部を精度良く分離測定できないことが分かった。このことから、杭の長さと根固め部の深度を精度良く測定する場合には、波長の短い高周波を用いる必要があるが、前記のように波長が短すぎるとノイズや波動の減衰の影響により、杭本体の先端からの反射波が検出でき難くなってしまう。更にＳＣ杭とＰＨＣ杭等の杭の継手では、鉄とコンクリートの剛性が大きく異なり、剛性の変化点である継手部分から大きな反射が生じ、この反射波が解析上大きな障害となっている。
【００１１】
これらの現象に鑑み、本発明者が鋭意研究・検討を行ったところ、減衰が少なく、かつ杭の先端からの反射波と根固め部の先端からの反射波が合成されない周波数帯の弾性波の発生方法を解明し、これを測定に用いることで、杭の先端からの反射波と根固め部の先端からの反射波を精度良く検出でき、ＳＣ杭とＰＨＣ杭との接続部の反射も生じなくなり、同時にクラック等の欠陥も検出できるとの発想に至った。
【００１２】
しかしながら、前記のように杭本体の端部に鋼製の端板を有する既存のコンクリート杭の場合は、解体時の重機の影響などにより、また、新設杭の場合は杭設置用の重機の影響により、その端板との境界面に隙間が発生している場合などがあるため、所望の周波数の弾性波を杭本体に正確に入力するのが困難である。
【００１３】
そこで、上記課題を解決するために第１の発明は、埋め込み工法で施工された既製コンクリート杭を非破壊で検査する方法であって、既製コンクリート杭の杭本体の頭部に備えた鋼製の端板に貫通孔を穿孔すると共に、前記端板または前記杭本体に反射波を検出するセンサーを設けた後、前記貫通孔に棒状の検査用金属部材を挿入して、その先端を前記杭本体であるコンクリート部に当接した状態でその検査用金属部材の頂部を打撃することにより、前記杭本体に直接弾性波が入力可能となり、その反射波を前記センサーで検出して解析することを特徴とする既製コンクリート杭の非破壊検査方法である。
【００１４】
このような方法によれば、端板と杭本体の境界の影響もなく、目的に合った周波数の弾性波を杭本体であるコンクリート部分に直接入力できる。これにより、杭頭部に鋼製の端板を備えた既成既製コンクリート杭であってもその杭本体の先端からの反射と根固め部の先端からの反射の合成現象が抑制されて各反射波をセンサーで精度良く分離検出できるため、杭本体の長さや根固め部の深さなども精度良く検出できる。また、ＳＣ杭とＰＨＣ杭等の杭の継手では、コンクリートからコンクリートへ弾性波が伝播するため、その接続部での反射波も生じなくなり、解析上の障害となることがない。
【００１５】
第２の発明は第１の発明において、前記杭本体に直接入力する弾性波として、前記杭本体の先端とその先端に位置する根固め部先端との距離よりも短い波長の弾性波を用いると共に、前記センサーで検出された反射波を前記杭本体の先端からの反射波と根固め部先端からの反射波に分離してそれぞれの長さを検出することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査方法である。
【００１６】
このように杭本体に直接入力する弾性波として、前記杭本体の先端とその先端に位置する根固め部先端との距離よりもやや短い波長の弾性波を用いることによって、杭の先端からの反射波と根固め部の先端からの反射波が合成される現象を回避できる。これによって、杭本体の先端からの反射波と根固め部の先端からの反射波を精度良く分離検出できるため、杭本体の長さや根固め部の深さを精度良く測定できる。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明において、前記杭本体に直接入力する弾性波として、前記杭本体の先端とその先端に位置する根固め部先端との距離よりも短い波長の弾性波を用いると共に、前記センサーで検出された反射波を前記杭本体の先端からの反射波と根固め部先端からの反射波に分離し、前記根固め部先端からの反射波を解析して前記根固め部の強度を推定することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査方法である。
【００１８】
第１の発明により、杭本体の先端からの反射と根固め部の先端からの反射を精度良く分離検出できるため、本発明では杭本体と根固め部の先端からの反射波に着目し、これを周波数解析することで、杭の根固め部の長さが確認でき、根固め部の現状の弾性波速度の推定が可能となるため、弾性波速度から根固め部のセメントミルクの強度を推定することができる。
【００１９】
第４の発明は、第１〜第３の発明において、前記既製コンクリート杭が、ＲＣ杭（鉄筋コンクリート杭）、ＰＣ杭（プレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストコンクリート杭）、ＰＲＣ杭（高強度プレスト鉄筋コンクリート杭）、ＳＣ杭（外殻鋼管付コンクリート杭）のいずれかであることを特徴とする既製コンクリート杭の非破壊検査方法である。このように従来方法では杭本体の先端からの反射検出が困難であった埋め込み工法で施工された既製コンクリート杭について杭本体の長さと根固め部の深さが精度良く分離検出できる。
【００２０】
地中に設置されると共に、既製コンクリート杭の杭本体の端部に鋼製の端板を備えた既製コンクリート杭を非破壊検査するシステムであって、前記端板に貫通孔を穿孔する穿孔機と、前記端板または前記杭本体の反射波を検出するセンサーと、前記貫通孔に挿入されて前記杭本体に直接弾性波を入力する棒状の検査用金属部材と、前記センサーで検出された反射波を解析する解析機とを有することを特徴とする地中に設置された既製コンクリート杭の非破壊検査システムである。このような構成の非破壊検査システムを用いることにより、埋め込み工法で施工された既製コンクリート杭に対して第１乃至第４の発明のような非破壊検査を容易に実施できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、端板と杭本体端部の境界の影響もなく、打撃用のハンマーを使い分けることにより目的に適った周波数の弾性波を杭本体であるコンクリート部に入力できる。これにより、埋め込み工法で施工された既製コンクリート杭であってもその杭本体の先端からの反射と根固め部の先端からの反射の合成現象が抑制されて、各反射波をセンサーで精度良く分離検出できるため、杭本体の長さや根固め部の深さなども精度良く検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る地中に設置された既製コンクリート杭２００の非破壊検査システム１００の実施の一形態を示す説明図である。
【図２】地中に設置された既製コンクリート杭２００の構成を示す概念図である。
【図３】地中に設置された既製コンクリート杭２００の端板２２０付近を示す部分拡大断面図である。
【図４】地中に設置された既製コンクリート杭２００に弾性波を入力し、その反射波の反射状況および杭設置直後の測定波形の一例を示す説明図である。
【図５】地中に設置された既製コンクリート杭２００の１つであるＳＣ杭にその上端から弾性波を入力した場合の反射波の測定波形の例を示す説明図である。
【図６】地中に設置された既製コンクリート杭２００の１つであるＰＨＣ杭にその上端から弾性波を入力した場合の反射波の測定波形の例を示す説明図である。
【図７】コンクリートを伝播する弾性波速度と圧縮強度との関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明に係る既製コンクリート杭２００がＰＨＣ杭で、その端板２２０に予め複数のＰＣ鋼棒通し穴２２２が形成されている場合の測定例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る非破壊検査システム１００の実施の一形態を示したものである。図示するようにこの非破壊検査システム１００は、穿孔機１０と、センサー（加速度計）２０と、検査用金属部材３０と、測定システム４０とから主に構成されており、地中に設置された既製コンクリート杭２００を非破壊検査するものである。
【００２４】
まず、便宜上この既製コンクリート杭２００について説明する。この既製コンクリート杭２００は、前述したような埋め込み工法によって施工され、構造物の基礎（フーチング）を支えるものとして地中に設置されている。この既製コンクリート杭２００は、図１に示すように内部中空のコンクリート製の杭本体２１０の端部にドーナツ円板状の鋼製の端板２２０を備えると共に、その杭本体２１０の外側を鋼管２３０で覆ったＳＣ杭（外殻鋼管付コンクリート杭）から構成されている。
【００２５】
そして、図２に示すように予め垂直に掘削された掘削孔Ｈ内にこのＳＣ杭にＰＨＣ杭を順次接続して挿入し、その先端（下端）が根固め用のセメントミルクＳＭによって強固な支持層側に固定されると共に、その周囲が杭周固定用のソイルセメントＳＳによって固められた状態で地中に設置されている。
【００２６】
この既製コンクリート杭２００は、通常サイズとしては外径３００〜１２００ｍｍ程度、長さ５〜１５ｍ程度であり、予め工場などで製造されたものを現場に搬送して用いるため、設置する深さが数十ｍにも及ぶ場合には、図４に示すように複数本の杭を順に繋ぎ合わせて用いられる。また、図示するように埋設された杭の先端（下端）側には、根固め用のセメントミルクＳＭからなる根固め部Ｈ１が形成されている。そして、この根固め部Ｈ１の下端は、掘削孔Ｈ内の下端（底）に相当し、既製コンクリート杭２００の先端（下端）は、Ｈ１の下端よりも杭径の１〜1.5倍程度高い位置で、この根固め部Ｈ１に支持された構造となっている。すなわち既製コンクリート杭２００の先端（下端）と根固め部Ｈ１の下端との距離は、杭径の１倍〜１．５倍程度となっており、例えば杭径が１２００ｍｍであるとすると、その距離は１２００〜１８００ｍｍとなっている。
【００２７】
本発明に係る非破壊検査システム１００は、前述したように穿孔機１０と、センサー（加速度計）２０と、検査用金属部材３０と、測定システム４０とからなる。穿孔機１０は例えば工事現場で使用可能な電気ドリルであり、コンクリート杭２００端部の鋼製の端板２２０に例えば孔径２０ｍｍ程度の貫通孔２２１を穿孔するものである。センサー２０は、後に詳述するがコンクリート杭２００の杭本体２１０からの反射波を検出して測定システム４０に出力するものである。
【００２８】
検査用金属部材３０は、少なくとも端板２２０の板厚（数十ｍｍ）よりも長いボルトや鋼棒などの金属棒から構成されており、貫通孔２２１に挿入されて杭本体２１０に直接弾性波を入力するためのものである。測定システム４０は、例えばＩＴ試験器４１やパソコン４２、プリンタ４３などの各種情報処理機器から構成されており、センサー２０からの信号をデジタル値として記録し、波形図としてビジュアル表示し、計測した波形はパソコンに転送し、適宜その結果を解析すると共に適宜紙媒体に対してプリントアウト可能となっている。
【００２９】
次に、このような構成をした本発明に係る非破壊検査システム１００を用い、地中に設置された既製コンクリート杭２００の非破壊検査方法の一実施例を説明する。図３に示すように地中に設置された既製コンクリート杭２００の端部（頂部）を露出させたならば（同図（Ａ））、穿孔機１０を用いてその端部に設けられた鋼製の端板２２０に例えば穴径２０ｍｍ程度の貫通孔２２１を穿孔する（同図（Ｂ））。この穿孔作業は少なくともコンクリート製の杭本体２１０が露出した状態となればよいが、引き続きコンクリートドリルを用いて図示するようにさらにその境界面よりも数十ｍｍ程度深く掘り下げても良い。
【００３０】
次に、同図（Ｃ）に示すようにこの貫通孔２２１内に、例えば長さが１００ｍｍ程度の棒状の検査用金属部材３０を差し込んでその先端が直接既製コンクリート杭の杭本体２１０に当接した状態にする。また、これと前後して図１に示すように鋼製の端板２２０上にセンサー２０を設置して反射波を検出可能な状態にすると共に、測定システム４０に電源を入れて解析可能な状態にしておく。
【００３１】
そして、このような準備が整ったならば、貫通孔２２１から突出している検査用金属部材３０の頂部を剛性の高いハンマー５０、例えば金属製のハンマーで叩いてその打撃による弾性波を直接コンクリート製の杭本体２１０側に入力する。杭本体２１０に入力された弾性波は、後述するように杭の接続部や先端の他にクラックなどの欠陥部で反射し、反射波となって端板２２０側に戻ってくる。従って、これを端板２２０上に設けたセンサー２０で検出すると共に測定システム４０で解析することで地中に設置された既製コンクリート杭２００の健全性や深度、構成などを高精度で非破壊検査することができる。
【００３２】
ここで、検査用金属部材３０から入力する弾性波の周波数は杭本体２１０の外径よりもやや短い波長の周波数を入力する。前記のように波長が長く低周波の波動は杭先端と根固め先端の反射を分離検出できないため、杭本体２１０の外径より短い波長の弾性波になるよう測定波形を観察しながら入力する。入力する弾性波の波長の大きさ（周波数）は、打撃するハンマーの種類（剛性や質量）を適宜変えることで容易に調整できる。
【００３３】
図４は、杭設置直後に鋼製の端坂２２０を打撃して検出された反射波の解析結果の一例を示したものである。この例では、コンクリート杭２００は上杭と下杭との間に３本の中杭（中１、中２、中３）を有する５本のコンクリート杭からなり、その全長は約６０ｍとなっている。図示するように上杭に直接入力された弾性波は杭の先端に向かって伝播していくが、その弾性波は杭設置直後に測定しているため各杭の継手の反射が明瞭で杭先端の反射も確認できる。
【００３４】
従って、この反射波を検出し、解析して得られた測定波形図の状態をみることでコンクリート杭２００の杭長が分かると共に、その反射波を解析することで杭の健全性や杭の長さも検出することができる。この例では各杭の接続部ごとに反射波が発生し、明瞭な先端反射が確認できる。
【００３５】
次に、図５はこの根固め杭の上杭がＳＣ杭の場合の測定波形図を示したものであり、（Ａ）が従来のように鋼製の端板２２０をプラスチックのハンマーで直接打撃した場合の測定波形を、（Ｂ）が剛性の高いハンマーを用いた本発明方法による測定波形をそれぞれ示したものである。図示するように端板２２０をプラスチックのハンマーで直接打撃した場合の測定波形（Ａ）では、SC杭の継手で下向きの継手の明瞭な反射があり、根固め部Ｈ１先端からの反射波（２）は検出できたものの、杭先端からの反射波（１）は検出できなかったため、杭の根固め長を判定することはできない。
【００３６】
これは前述したように、杭の端板２２０を金属製のハンマーで打撃した場合はノイズと波動の減衰の影響で杭の先端を示す反射も確認することはできないが、プラスチックのハンマーで打撃した反射波（A）は打撃による周波数が低く、波長が長くなり、杭本体２１０先端からの反射波と根固め部Ｈ１先端からの反射波が合成されてしまったためである。
【００３７】
これに対し、本発明方法による測定波形（Ｂ）では、根固め部Ｈ１先端からの反射波（２）はもちろん、杭先端の反射波（１）も明確に分離検出できたため、根固め部Ｈ１先端の深度のみならず、杭先端の深度も正確に求めることが可能となる。また、SC杭の継手反射も生じていない。これは、剛性の高いハンマーの打撃による弾性波が既製コンクリート杭の杭本体２１０に入力されて適度な周波数の波動が伝播し、杭本体２１０先端からの反射と根固め部Ｈ１先端からの反射を分離計測できたためである。なお、この現象は、図６に示すようにＰＨＣ杭（高強度プレストコンクリート杭）などのような他のコンクリート杭の場合も同じである。
【００３８】
さらに、この杭本体２１０先端の深度と根固め部Ｈ１先端の深度との差から根固め部Ｈ１の状態、すなわち根固め部Ｈ１を構成するセメントミルクの弾性波速度を推定することが可能である。施工された資料から杭長、根固め長が判明している場合、施工資料と計測結果から根固め部Ｈ１の弾性波速度が推定できる。
【００３９】
図７は、コンクリートを伝播する弾性波速度とコンクリートの圧縮強度との関係を示したものである。縦軸は圧縮強度：ＦＣ（Ｎ−ｍｍ２）、横軸は弾性波速度：Ｖｐ（ｍ／ｓｅｃ）を示している。この図のように、コンクリートの圧縮強度ＦＣとこれを伝播する弾性波速度Ｖｐは比例関係にあることから、根固め部Ｈ１の弾性波速度を推定することでその根固め部のセメントミルクの圧縮強度ＦＣを求めることができる。
【００４０】
このように本発明は、鋼製の端板２２０に貫通孔２１１を穿孔し、この貫通孔を介して検査用金属部材３０から直接コンクリート製の杭本体２１０に弾性波を入力するようにしたため、端板２２０と杭本体２１０の境界の影響もなく、適切な周波数の波動が入力可能となった。これにより、鋼製の端板２２０を備えた既製コンクリート杭２００であってもその杭本体２１０先端からの反射と根固め部Ｈ１先端からの反射がセンサー２０で精度良く分離検出できるため、杭の長さや根固め部Ｈ１の深さなども精度良く推定できる。また、ＳＣ杭とＰＨＣ杭等の杭の継手では、コンクリートからコンクリートへ弾性波が伝播するため、その接続部での反射波も生じなくなり、解析上の障害となることがない。
【００４１】
これにより、新設の杭の場合には、既製コンクリート杭の施工管理として設計のとおり施工されているか、設置状態の確認と健全性について調査を正確に行うことができる。また、再利用が検討されている既存の杭に対しては、それが再利用可能であるかどうかの健全性を予めしっかりと調査することができる。
【００４２】
さらに、既存の杭の場合にはその頭部を、重機などを用いて露出させた際に、その頂部の端板２２０が外れてしまうことがある。この場合には、直接杭本体２１０に弾性波を入力可能となるが、通常その表面は凸凹に荒れているため、その状態でハンマーなどを用いて弾性波を入力しても再現性のある測定は難しい。このような場合には、前記のようにコンクリートドリルなどによってその頂部の凸凹面に孔を穿孔し、この孔に本発明に係る検査用金属部材３０を挿入して同様にハンマーで衝撃を与えるようにすれば、常に一定した波動を杭本体２１０に入力することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態ではＳＣ杭の例を用いて説明したが、本発明方法は、端部に鋼製の端板２２０を備えた他のすべての既製コンクリート杭、例えばＰＣ杭（プレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストコンクリート杭）、ＰＲＣ杭（高強度プレスト鉄筋コンクリート杭）などの非破壊検査に適用できる。また、図８に示すように端板２２０に予め複数のＰＣ鋼棒通し穴２２２が形成されている場合には、このＰＣ鋼棒通し穴２２２をそのまま利用あるいは適宜加工して利用することも可能である。また、端板２２０は鋼材以外のその他の金属または他の材質の場合も同様である。また、センサー２０は、端板２２０上に取り付けても良いが、さらにこの端板２２０にセンサー取付け用の孔を穿孔し、コンクリート製の杭本体２２０に直接取り付けるようにしても良い。
【００４４】
さらに既製コンクリート杭２００の組み合わせパターンとしては、ＳＣ杭＋ＰＨＣ杭の組み合わせが最も多く、ＰＨＣ杭だけからなるものもあるが、いずれの組み合わせについても本発明を適用できる。なお、ＳＣ杭は上杭として用いられており、その長さは５〜６ｍ程度のものが多い。
【符号の説明】
【００４５】
１００…既設コンクリート杭の非破壊検査システム
２００…既設コンクリート杭
２１０…杭本体
２２０…端板
２２１…貫通孔
２２２…ＰＣ鋼棒通し穴
２３０…鋼管
１０…穿孔機
２０…センサー（加速度計）
３０…検査用金属部材
４０…測定システム
４１…ＩＴ試験器
４２…解析用パソコン
４３…プリンタ
５０…ハンマー
Ｈ…掘削孔
Ｈ１…根固め部
Ｆ…フーチング
ＳＳ…ソイルセメント
ＳＭ…セメントミルク
【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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【図８】
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