第 53 回地盤工学研究発表会
2018 年 7 月0645

E - 04 （高松）
杭の押込み試験における連続載荷方式に関する諸検討（載荷速度や脈動の影響）

杭 載荷試験 連続載荷方式

ジャパンパイル
同同同1)

式が規定された 。この載荷方式は極限抵抗を確実に測定できる，試験時間を短縮できるなど多くの長所がある。反面，載荷速度や油圧の脈動により抵抗が変化するおそれも指摘されている。筆者らは，長さ 15m の PHC 杭を用いた押込み試験によって，これらの影響を検討した。本報では，その結果を報告する。

杭頭荷重 P0 (kN）

1. はじめに2002 年に改訂された杭の鉛直載荷試験基準で，連続載荷方２．試験地盤，試験杭

8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
10000

杭頭荷重 P0 (kN）

最初から連続載荷方式により 5 サイクル載荷。

杭長は 15 ｍ(節杭 9m＋120180240300360

図２ 杭頭荷重 P0～経過時間 t 関係

試験 B：試験の途中で載荷速度や油圧ホースの長さを変えて，とも同じ仕様の PHC 杭で，60経過時間 t (min)それ以降は連続載荷方式により 1 サイクル載荷。

る。試験杭は，試験 A，B怜奈
仁志慎平吾郎試験B

試験 A：降伏荷重過ぎまで段階載荷方式で 3 サイクル載荷し，まで盛土とロームで，以深はＮ値が漸増するシラスとなってい

宮坂
小椋
小梅
小松

試験A

0

今回，以下の 2 種類の押込み試験を行った。

試験場所は鹿児島県霧島市で，地盤は図１のように GL-6m○正 会 員
国際会員
正会員
同PHC 杭 6m) ， 節 部 径 は

8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

試験A
試験B

0600mm である。プレボー

20406080100120140

杭頭変位量 S0 (mm)

リング拡大根固め工法(拡図３ 杭頭荷重 P0～杭頭変位量 S0 関係

大掘削径 800mm)で施工後，試験 A は 36 日後に，試験く異なる区間の P0～S0 関係の比較図を図４，５に示す。図４

B は 316 日後に載荷していは試験 A と B の第 4 サイクルの区間，図５は試験 B の第 1～4る。なお，この試験では文サイクルでの比較図で，いずれも比較のため各区間の開始時点献 2)に示す段階載荷方式での荷重と変位量を 0 としている。これらの図から，載荷速度との比較も行っている。

（増荷速度，変位速度）が大きく変わっても，杭が押し込まれ３．試験結果る時の抵抗（荷重）にはあまり差がないことがわかる。このこ

図２に試験 A，B の杭頭荷重 P0～時間 t 関係を，図とから，載荷速度がたとえ 2 倍になっても，得られる荷重には図１ 試験地盤大きな差は生じないものといえよう。したがって，今回の試験

３に P0～杭頭変位量 S0 関係を示す。試験時間は，段階載荷方で行った範囲では，連続載荷方式でも，得られる荷重に関して式を含む試験 A が 320 分に対し，試験 B は 100 分で終了しは載荷速度をあまり問題にする必要はないものと判断される。ている。第 2 限界抵抗力は試験 A が 7160kN，試験 B が7480kN とほぼ同じ値となっており，再現性はいいものと判断

表１ 増荷速度と変位速度される。試験 B の方が 4～5％大きいのは，養生期間が試験 Aよりも大幅に長いことも一因と考えられる。

サイクル

４．載荷速度の影響

１２３
履歴
４
新規
５

連続載荷方式で大きな問題になる載荷速度を変えて，得られる荷重を比較した。試験 A と B の各サイクルでの載荷速度（段階載荷方式時では増荷時の速度）と変位速度をまとめたのが表１である。この表で，荷重レベルがほぼ同じで載荷速度が大き
Some Study on the Continuous Loading Methodin Static Axial Compressive Load Test of Single Pile
(the Effect of Loading Speed and Hydraulic Pulse)

増荷速度 (kN/min)
試験 A
試験 B
437
596
1272
701
906
347913357－－2254－

変位速度 (mm/min)
試験 A
試験 B
0.80
0.78
2.22
1.14
1.94
0.96
2.11
0.70
10.0
19.4
13.8
－

MIYASAKA Reina, OGURA Hitoshi,
KOUME Shimpei and KOMATSU Goro
（Japan Pile Corporation）

1287

7000

6000

6000

5000

杭頭荷重 P0 (kN）

杭頭荷重 P0 (kN）

8000

5000
4000
3000

試験A（第４サイクル）

2000

試験B（第４サイクル）

1000

第1～3ｻｲｸﾙ：ﾎﾟﾝﾌﾟPo

第４ｻｲｸﾙ：ﾎﾟﾝﾌﾟPo

第1～3ｻｲｸﾙ：ｼﾞｬｯｷPo

第4ｻｲｸﾙ：ｼﾞｬｯｷPo

4000
3000
20001000

00102030405060700

杭頭変位量 S0 (mm)024

図４ 連続載荷方式での P0～S0 関係の比較

81012141618

図６ 試験 B：第 1～4 ｻｲｸﾙ(履歴)：ｼﾞｬｯｷ P0 とﾎﾟﾝﾌﾟ P0 の比較

5000
4000

10000

3000

8000

杭頭荷重 P0 (kN）

杭頭荷重 P0 (kN）6

杭頭変位量 S0 (mm)

第１サイクル

2000

第２サイクル
第３サイクル1000

第４サイクル(履歴荷重)

24

6810
杭頭変位量 S0 (mm)12

第５ｻｲｸﾙ：ﾎﾟﾝﾌﾟPo

第４ｻｲｸﾙ：ｼﾞｬｯｷPo

第５ｻｲｸﾙ：ｼﾞｬｯｷPo

6000
4000
2000

00

第４ｻｲｸﾙ：ﾎﾟﾝﾌﾟPo

1400

図５ 試験 B：各サイクルでの P0～S0 関係の比較

20406080

杭頭変位量 S0 (mm)100120

図７ 試験 B：第 4,5 ｻｲｸﾙ：ｼﾞｬｯｷ P0 とﾎﾟﾝﾌﾟ P0 の比較

５．油圧の脈動の影響
静的載荷試験で油圧ジャッキにポンプから送油する際には脈動が生じる。このため送油時には油圧が安定しないのが一般的であり，油圧計により測定される杭頭荷重もギザギザになる。

を測定したことによる。
これらの図から，以下のことが分かる。

特にポンプ付近で測定すると，脈動の影響を大きく受ける。段①図６でポンプ P0 にはギザギザが見られており脈動が影響し階載荷方式では，所定の荷重を保持した状態で荷重等を測定すているが，ジャッキ P0 にはほとんど見られない。これは，るため，脈動の影響を受けることは少ない（ただし，荷重が極油圧がホースを伝わる間に安定するためと考えられる。

限値に近づいて変位が大きくなると影響が大きい）。一方，ポ②P0 が増加や減少している区間の図６では 2 つの P0 には大きンプから送油し続けた状態で測定する連続載荷方式の場合は，な差は見られないが，P0 がほぼ一定になる図７では大きく脈動の影響を大きく受けることになる。

異なってくる。50m ホースの第 4 サイクルではポンプ P0 はまた，ジャッキにポンプから送油する時，油圧によるホー実際に杭に作用している P0（ジャッキ P0）より 1550kN 程スの膨張や油とホース内面との摩擦のため，実際に杭に載荷さ度，30m ホースの第 5 サイクルでも 490kN 程度大きい値にれている荷重は，ポンプ付近で測定された荷重よりも小さくななっている。なお，別の現場で行った 10m のホースを使っる。これも荷重保持時には生じない現象のため，ここでは脈動た試験でも，230～280kN 大きくなっていた。
③送油を止めるとポンプ P0 はジャッキ P0 とほぼ同じ値になる。の影響の一部と考える。

ジャッキ P0 も少し減少するが，その減少幅は小さい。

そこで，連続載荷方式での脈動の影響を検討するため，試験 B では油圧計を正規のジャッキ付近の他にポンプ付近にも以上より，連続載荷方式では，P0 を測定するための油圧計取り付けた。また，油圧ホースの長さを 30m と 50m の 2 種類はジャッキに取りつけるべきである。もし，ジャッキの近傍に使用して比較した。第 1～第 3，第 5 サイクルでは長さ 10m(内付けられない場合は，送油を一時止めてから P0 を測定するな

径 φ9.5mm)と 20m(φ12.7mm)の 2 本を継いだ 30m の，第 4 サどの配慮が必要となる。

イクルではこれに 20m(φ6.3mm)を継いだ 50m の油圧ホースを６．おわりに本報では，連続載荷方式で押込み試験を行う際の載荷速度使用した。いずれも，高圧用(70MPa)のホースである。
ジャッキとポンプに取りつけた 2 つの油圧計による P0（以と脈動の影響について検討した。載荷速度が得られる荷重に与下，ジャッキ P0，ポンプ P0）を S0 との関係で示したのが図６

える影響は小さいこと，P0 を測定するための油圧計はジャッと図７である。図６は試験 B の第 1～3 サイクル(30m ホース)キに取りつける必要があることが確認された。
参考文献 1)地盤工学会基準：杭の鉛直載荷試験方法・同解説，と第 4 サイクル (50m ホース)の履歴荷重の区間で，図７は第 4サイクル(50m ホース)と第 5 サイクル(30m ホース)である。図７では 4 ヵ所で P0 が減少しているが，これは送油を止めて P01288

2002.52) 小梅慎平・小椋仁志・宮坂怜奈・小松吾郎：杭の押込み試験における連続載荷方式に関する諸検討（段階載荷方式との比較），第 53 回地盤工学研究発表会(高松), 2018