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超小型動的平板載荷試験装置を用いた土の締固め管理方法について(株 ) コ サ カ 技 研〇佐藤陽

西 村 産 業 (株 )西村盛男

西 村 産 業 (株 )

向井秋男

極檀邦夫

i TEC S 技 術 協 会

正会員

正会員

1.はじめに土工工事における土の締固め管理は、砂置換法による土の密度試験や平板載荷試験による地盤反力係数の測定で行っているが、両者は測定時間や少数の試験個数の点から、土の締固めの品質等を高めるためには問題がある。そこで、試験盛土を造成し、地盤反力係数(K30)をリアルタイムで測定できる超小型動的平板載荷試験装置を用いて、高品質の土の締固め管理の可能性を確認することにした。本文では、転圧回数を 1 回から 8 回まで増加させた地盤反力係数(K30)の面的な分布、および K30 平均値と密度試験の関係について報告する。
12m

2.試験盛土の諸元および測定方法
試験盛土の概略を図-1 に、試験盛土に使用した山砂の物理的性質を表-1 に示す。

55＠14=70点

密度試験

3＠7=21点

0.3ｍの大きさで、地盤反力係数(K30)の測定は盛土端部の緩みの影響を避け、盛土中央の幅

232112342.0m×長さ 6.5m の範囲を 0.5m ピッチ(1 転圧5673.0m の範囲を 0.5m ピッチ(1 転圧 3 点)で砂置換法およびコアカッターによる土の密度試験を行った。
なお、地盤反力係数(K30)および締固め度合いは、1t ローラー、3t ローラーの 2 種類の施工機械について、転圧回数 1,2,3,4,5,6,8 回の各段階で測定を行った。表-2 に今回の試験の検討ケースを示す。
3.測定装置
超小型動的平板載荷試験装置は、インピーダンス法 1)の理論を地盤に適用した装置で、加速度計を内蔵した約 5.5kg の重錘と、H220×W115
×D50(mm)の解析処理本体からなり、15cm 程度の任意の高さから重錘を落下させて測定する。なお、1 点の計測時間は約 3 秒である。

89 10 11 12 13 14 123456

表-1 物理試験結果一覧
0.0礫分(%)
97.3
粒 砂分(%)
シルト分(%)
2.7
度
試 粘土分(%)－
験
均等係数Uc2.36
0.88
曲率係数Uc’2.627
土粒子の密度 ρs g/cm3
自然含水比 ω %17.9A-a
試験方法
締最適含水比 ωopt %17.9
固最大乾燥密度ρs g/cm3 1.597

測定風景を写真-1 に示す。
表-2

転圧回数
1231tローラー
43ｔローラー
568

試験ケース一覧

K30の測定
70点
70点
70点
70点
70点
70点
70点

砂置換法/コアカッター法
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点
密度3点につきK30測定27点

写真-1 測定風景
キーワード 土の締固め管理、超小型動的平板載荷試験装置、インピーダンス法、地盤反力係数(K30)

連絡先

17

図-1 試験盛土模式図70 点)で測定し、密度試験は幅 2.0m×長さ施工重機

344m

試験盛土は幅 4.0m×長さ 12m×撒出し厚地盤反力係数測定〒039-1103 青森県八戸市大字長苗代字上碇田 56 番地 2 ㈱コサカ技研

TEL0178-27-3444

24.測定結果と考察

2.00
2.035 303540
測定結果の一例として、1t ローラーで転圧した場合の 1.50 平均 K30=3345
1.550
地盤反力係数 K30 の分布を図-2～4 に示す。
451.0030 351.040
分布図の K30 値は転圧回数の増加に伴い、K30min=20 (青300.500.535色)から K30max=65 (赤色)に変化する傾向を現している。
300.0000 0.50
0.5 1.00
1.0 1.50
1.5 2.00
2.0 2.50
2.5 3.00
3.0 3.50
3.5 4.00
4.0 4.50
4.5 5.00
5.0 5.50
5.5 6.00
6.0 6.50
6.5
これは、転圧回数の増加に比例して土が締固まるため、 0.00
図-2 1t ローラー 転圧 1 回 K30 分布図
徐々に K30 の値が増加することを示している。
2.00
2.03040
同様に K30 の平均値は，転圧回数の増加に伴い、大き 1.50 平均 K30=4340
1.55050くなる傾向が認められた。
ただし、分布図に示すように、
501.0060
1.065
中央部は値が大きく、端部は中央部に比べ値が小さくな
500.500.550
り、不均質な施工結果となっている。
400.0000.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50
超小型動的平板載荷試験装置は地盤反力係数 K30 をリ
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
図-3 1t ローラー 転圧 3 回 K30 分布図
アルタイムで測定できるので，締固め不足の端部を追加 2.00
2.040
平均 K30=4640
転圧して、平面的に均質な施工が可能となる。手直しの 1.5050
1.550
少ない施工、高品質の締固め管理が可能となると考えら 1.00601.0555550れる。
500.500.5504040
土工工事の締固め管理は、最大乾燥密度ρd max の 0.00
4000.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
90%～95%程度の締固め度で管理するため、今回の試験
図-4 1t ローラー 転圧 6 回 K30 分布図
盛土の乾燥密度ρd と K30 の関係を図-5～6 に示した。
1.65

この結果から、転圧 1 回でρd max の 90%を満たし、転圧回数の増加に伴い、乾燥密度ρd と K30 値も増加する傾と仮定すると、現場における地盤反力係数 K30 を管理することによって、間接的に密度の管理ができると考えられる。
5.まとめ

1.60

1.55

1.50る傾向が認められた。ただし、K30 値の分布は中央部10面的には不均質であった。

1.65を現場で測定すると間接的な密度管理が可能となる。
以上の結果から、超小型動的平板載荷試験装置を用い

1)境友昭 極檀邦夫；重錘落下による地盤反力係数の測定、■：転圧1回 ■：転圧5回▲：転圧2回 ▲：転圧6回◆：転圧3回 ◆：転圧8回●：転圧4回

1.6050ρd max3

乾燥密度ρd(g/cm )参考文献

203040
地盤反力係数K30(MN/m3)

図-5 乾燥密度～地盤反力係数関係(コアカッター法)②乾燥密度ρd と K30 を直線比例関係と仮定すると、K30高品質の締固め管理が可能であることが確認できた。

ρd 90％

1.40の値が大きく、端部は中央部に比べ値が小さくなり、度の管理を行うことによって、手直しが少なく、また、

y = 0.004 x + 1.42
R = 0.666

1.45①転圧回数の増加に伴い、乾燥密度ρd と K30 値も増加すて、現場における面的な締固め管理、および間接的に密ρd max3

乾燥密度ρd(g/cm )向が認められた。乾燥密度ρd と K30 とが直線関係にある■：転圧1回 ■：転圧5回▲：転圧2回 ▲：転圧6回◆：転圧3回 ◆：転圧8回●：転圧4回1.55
1.50
y = 0.003 x + 1.4
2
R = 0.637

ρd 90％

1.45

第 41 回地盤工学研究発表会論文集、2006、PP.975～9762)阿部；FWD による鉄道盛土の締固め管理への適用について、土木学会第 51 回年次学術講演会、1996、PP.40～41

1.4010203040
地盤反力係数K30(MN/m3)

図-6 乾燥密度～地盤反力係数関係(砂置換法)

50