土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)

Ⅲ‑383

PBD 打設機の油圧抵抗を用いた地盤強度推定法の検討（その 2）～強度推定式の適用性
錦城護謨株式会社

正会員

前田建設工業株式会社

正会員

1. はじめに
著者らは，プラスチックボードドレーン（PBD）工法を施工する際に記録する油圧抵抗（オシロデータ）と，静的コーン貫入試験から得られるコーン貫入抵抗の相関性に着目し，油圧抵抗から地盤強度（コーン貫入抵抗）を求める推定式を提案している．本研究では，実際の油圧抵抗から推定した地盤強度とコーン貫入試験結果と比較することで，推定式の適用性・有用性の検討を行った．

○ 白神 新一郎 川鍋 修
野村 忠明
平田 昌史
清水 英樹
福田 淳

WWFM

FM

FK = FM + W

2. ケーシング打設実験による補正係数の評価
著者らが提案する地盤強度の推定式 1) は，油圧抵抗 PM とコーン貫入抵抗 qC を用いて以下のように表される．
FK = AK ⋅ α ⋅ q C + 0.05 ⋅ β ⋅ q C ⋅ AKS(1)

FK = FM − W

FSFK = FC + FS

FK = FSFS
ケーシング

ケーシングFC
この推定式を用いるためには，補正係数 α ， β が必要である
が，これらの係数は貫入速度や先端形状，摩擦係数の違いや【ケーシング押込み時】【ケーシング引抜き時】
地盤のリモールド等のさまざまな影響を考慮しているため，
図-1 ケーシング押込み・引抜き時の力の釣合い理論的あるいは解析的に値を定めることは困難である．そこ
で，ケーシング打設（押込み・引抜き）実験結果を基に，補表-1 実施した押込み・引抜き実験の一覧
正係数の検討を試みた．図-1 は，ケーシング押込み時・引抜 コーン貫入 試験 貫入速度 V〔m/s〕 コーン貫入 試験 貫入速度 V〔m/s〕
No.
No.
試験 No.
押込み時 引抜き時 試験 No.
押込み時 引抜き時
き時の力の釣合いを示した模式図であるが，ケーシングを引
T1-A-01
1.00.8T2-A-01
1.01.0T1-A-02
1.00.8T2-A-02
1.01.0
抜く際には先端抵抗力が作用しないため，補正係数 α ， β を
T1-A-03
1.00.8T2-A-03
1.01.0T1-B-01
0.5
0.5
T2-B-01
0.90.9
個別に検討することが可能となる．
T1-B-020.5
0.5
T2-B-020.90.9
T1-B-030.5
0.5
T2-B-030.90.9表-1 は，実施したケーシングの押込み・引抜き試験の一覧
CPT-01
CPT-02
T1-C-01
0.3
0.4
T2-C-01
0.6
0.6
T1-C-020.3
0.4
T2-C-020.60.6である．試験ヤード内の 2 箇所で実施したコーン貫入試験のT1-C-03
0.30.4T2-C-030.60.6
周囲 12 箇所で，ケーシングの貫入速度を変えた押込み・引抜
T1-D-01
0.20.3
T2-D-01
0.80.8
T1-D-020.20.3
T2-D-020.80.8
き試験を実施している．図-2 および図-3 は，CPT-02 付近で実T1-D-03
0.20.3
T2-D-03
0.80.8施した打設試験の油圧抵抗 PM とコーン貫入試験結果 qC の深引抜き時の油圧抵抗 ,P （MPa）
押込み時の油圧抵抗 ,P （MPa）度分布である．試験ヤードの地盤は，比較的硬い層（砂層）0246810 120246810 12が地表から G.L.-5m 付近にかけて分布しているが，式(1)に示44CPT-02
CPT-02した推定式が軟弱層を対象とした式であるため，ここでは66: T2-A-01: T2-A-02
G.L.-5m 付近に分布する硬い層（砂層）の油圧抵抗は割愛した．
: T2-A-03
88: T2-B-01: T2-B-02(1) 先端抵抗力に作用する補正係数αの検討: T2-B-03: T2-C-01
1010
ケーシングの先端抵抗力 FC は，図-1 に示したケーシング押: T2-C-02: T2-C-03: T2-D-01
12込み時の油圧抵抗 PM 押 と引抜き時の油圧抵抗 PM 引 を用いて， 12: T2-D-02M)(2)と表される．
図-4 は，縦軸を油圧抵抗 PM から算定したケーシングの先端抵抗力 FC ，横軸をコーン貫入抵抗 q C から求めたケーシングの先端抵抗力（ q C × AK ）として，試験結果を整理した図である．両者の間にはほぼ比例関係が成り立ち，補正係数 α は 1.0と求められる．

: T2-D-03

14

深度 (m)(FC = μ ⋅ PM 押 − PM 引 + 2W

深度 (m)

M

1416161818202022222424

図-2: T2-A-01: T2-A-02: T2-A-03: T2-B-01: T2-B-02: T2-B-03: T2-C-01: T2-C-02: T2-C-03: T2-D-01: T2-D-02: T2-D-03

ケーシング打設実験の油圧抵抗

キーワード 軟弱地盤，プラスチックボードドレーン，コーン貫入抵抗
連絡先 〒179-8914 東京都練馬区旭町 1-39-16 前田建設工業㈱技術研究所 Tel 03-3977-2453 Fax 03-3977-2251‑765‑

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貫入抵抗 ,qc （MPa）
1.0

1.5

2.0

2.55

深度 (m)

1015

200.030

0.025

α = 1.00.020

0.015：CPT-01：CPT-020.010【PDC-200】
2μ = 0.0032 〔1/m 〕
W = 0.0157 〔MN〕
AK = 0.0217 〔m2〕

0.005

0.000
0.000

250.030

0.035

3.0

CPT-02

ケーシングに作用する周面摩擦力 ，FS (MN)

0.5

ケーシングに作用する先端抵抗力 ，FC (MN)

0.000.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.025

0.020

β=0.060.015：CPT-01：CPT-020.010【PDC-200】
2μ = 0.0032 〔1/m 〕
W = 0.0157 〔MN〕
DK = 0.535 〔m〕

0.005

0.000
0.00.040

0.10.2補正係数αの検討結果

図-50.5(3)と表される．
図-5 は，縦軸を油圧抵抗 PM から算定したケーシングの周面摩擦抵抗力 FS ，横軸をコーン貫入抵抗 qC の平均値から算定した周面摩擦抵抗力（ 0.05 × q C × AKS ）として，試験結果を整理した図である．若干バラツキはあるもの，両者の間にはほぼ比例関係が成り立ち，補正係数 β は概ね 0.06 と求められる．なお,補正係数 β は対象地盤の地質の違いの影響を受けるため，実際の地盤状況に合った補正係数 β を使用することが必要である．

3. 実現場におけるコーン貫入抵抗の推定
貫入力推定式の実現場での適用性・汎用性を検討するため，PBD 工法を採用している複数の現場に対して，式(1)を用いたコーン貫入抵抗の算定を試みた．表-2 に検討対象とした現場のPBD 打設機の仕様一覧を示す．なお，補正係数 α の値には 1.0を用い，補正係数 β の値については現場毎にフィッティングを実施している．
図-6 は，表-2 に示した代表的な現場 01 と現場 02 の油圧抵抗と，コーン貫入抵抗の比較である．油圧抵抗から推定したコーン貫入抵抗は，事前調査として実施したコーン貫入試験結果とほぼ一致しており，他の現場においても同様の結果が得られた．
この結果より，貫入力推定式の実現場に対する適用性・有用性が確認できる．
4. まとめ本研究では，PBD 工法の施工管理で記録する油圧抵抗（オシロデータ）から，コーン貫入抵抗を求める推定式の適用性を検討した．推定式から求めたコーン貫入抵抗と実際のコーン貫入試験結果は高い精度で一致しており，提案する推定式の有効性・適用性が確認できた．

表-2 検討対象現場と打設機仕様一覧

現場-01
現場-02
現場-03
現場-04
現場-05
現場-06現場-07

油圧抵抗 ,PM （MPa）
051015

β1.0

0.06
0.03
0.06
0.03
0.07
0.06
0.05

2468100

現場-01

現場-01

CPT-02

CPT-02551010151520202525303035：コーン貫入試験：推定値【PDC-300】2
μ = 0.0050 〔1/m 〕
W = 0.0157〔MN〕
α = 1.0
β = 0.0635

油圧抵抗 ,PM （MPa）
0510152025

貫入抵抗 ,qc （MPa）
030

0510150

現場-02

現場-02

CPT-01

CPT-015510101515：コーン貫入試験：推定値

20202525

図-6‑766‑α

貫入抵抗 ,qc （MPa）
0200【参考文献】
1) 平田昌史, 白神新一郎, 清水英樹, 福田淳, 川鍋修, 野村忠明 :PBD 打設機の油圧抵抗を用いた地盤強度推定法の検討（その 1）～強度推定式の誘導, 第 66 回土木学会年次学術講演会（投稿中）, 2011.

補正係数

PBD打設機ケーシング
重量変換係数
型番μW〔MN〕
PCD-300 0.0050
0.0168
PDF-300 0.0050
0.0141
PDF-300 0.0050
0.0063
PDF-200 0.0032
0.0075
PDF-200 0.0032
0.0088
PDC-300 0.0050
0.0098
PCD-300 0.0050
0.0098

深度 (m)(2) 周面摩擦抵抗力に作用する補正係数βの検討
ケーシングの周面摩擦抵抗力 FS は，図-1 の模式図に示すように引抜き時の油圧抵抗 PM 引 を用いて，
FS = μ ⋅ PM 引 − W

0.4

補正係数βの検討結果

深度 (m)

図-4

深度 (m)

コーン貫入試験結果（CPT-02）

深度 (m)

図-3

0.3

0.05×qC×AKS （MN)

qC×AK (MN)

【PDF-300】2
μ = 0.0050 〔1/m 〕
W = 0.0141〔MN〕
α = 1.0
β = 0.03

油圧抵抗とコーン貫入抵抗の比較

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