全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE01】

不均質改良地盤のサンプリング事例
ハイテック株式会社

1. はじめに

〇辻井

響己，櫻井

皆生，谷口

拓海

上部，中部，下部で計3本のサンプリングを実施した．ボ

調査ボーリングで実施する乱れの少ない試料採取，いーリングは孔径φ86㎜で実施し，サンプリング箇所以外

わゆるサンプリングは，土木・建築構造物の設計・施工

はすべてノンコア削孔とした．図-2に調査の対象としたに必要不可欠な地盤定数を得るため室内土質試験（力学

盛土地盤の模式断面図を示す．

試験）に供する試料採取を目的として行われるものであ

サンプリング箇所

る1）．より正確な地盤定数を得るためには，いかに採取時

AA’
ボーリング地点の乱れを少なくすることが非常に重要になる．
本稿では，実際の地盤状況に合わせて採取方法を工夫

(m)
200

盛土天端
上部

し，不均質な盛土地盤のセメント改良土からサンプリングを行った結果，比較的良好な試料が得られたことから，

中部

190

サンプリング技術の事例として紹介する．

盛土

下部
180

原地盤

2. 調査概要と方法

第四系（粘性土・砂・砂礫）(1) 調査地の概要
調査地は標高140～200m 程度の丘陵地内に位置する大図-2 調査の対象とした盛土地盤の模式断面図

規模造成地で，調査地の地質は第四系更新統の未固結の粘性土・砂・砂礫層からなる．ボーリングは大規模造成

これらの試料を用いて改良体の品質を確認するための地の谷部を埋める盛土法面で実施した．盛土地盤は切土

室内土質試験（力学試験）として，一軸圧縮試験または地盤から掘削された土砂からなり，通常の締固めでは盛三軸圧縮試験が別途実施された．

土法面の安定性が不足していたため，セメント配合による地盤改良が実施された．

(3) サンプリングに際しての課題

調査は盛土法面の16箇所を対象とし，法面の勾配は

当該地点の盛土地盤は粘性土・砂・礫の混合物であり，

1:1.8～2.5，盛土高は5～20m 程度である．盛土地盤の改施工時にどうしても発生してしまうセメントの配合ムラ

良土のセメント添加量は，円弧すべりが発生しないこと

により改良地盤の強度がバラついていることが予想されを考慮した結果，浅層改良における最小添加量の50kg/㎥

た．

とされた．図-1に調査地点の模式平面図を示す．
Ｎ(4) サンプラーと今回用いた方法
A

盛土

ボーリング地点

地盤はその地質条件によって性質が異なるため，サンプラーも種々の地盤の性質に対応したものが数多く存在
する．表-1に地質調査におけるサンプリングで，一般的
盛
土

植生

示す．
表-1 サンプラーの種類と対応地盤1）

天

A’

原地盤

に使用されるサンプラーの種類と対応する地盤の関係を

地盤の種類
粘性土

端

道路

サンプラーの種類

植生

軟
孔径 質
構造
(mm)

中
く
ら
い

0
～
4

4
～
8

エキステン
単管
固定ピストン式 ションロッド式
シンウォール
サンプラー
水圧式
〃

砂質土
中
く 密
ら な
い
N値の目安
8 10 10 30
以 以 ～ 以上 下 30 上

硬
質

ゆ
る
い

86

◎ 〇

86

◎ ◎ 〇 〇

砂礫
ゆ
る
い

密
な

30
以
下

30
以
上

岩盤

軟
岩

中
硬
岩

硬
岩

〇

図-1 調査の対象とした盛土地盤の模式平面図(2) 調査方法・目的
ボーリングは盛土1箇所につき天端または法面上の中心付近にて鉛直方向に1孔ずつとし，1孔につき盛土部のロータリー式二重管サンプラー
二重管 116（デニソン）◎ 〇ロータリー式三重管サンプラー
三重管 116（トリプル）◎ ◎ 〇 ◎ ◎ロータリー式スリーブ内蔵
二重管サンプラー

〇 〇

二重管

66～
116

〇 〇

〇
◎ ◎ ◎

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
今回対象とした盛土地盤の材料と改良の不均質性を考ほど）黄褐色の軟質な部分も，改良が十分効いていて軟慮すると，固定ピストン式シンウォールサンプラーやロ岩相当（ハンマーの打撃で濁音，容易に割れる程度の硬ータリー式二重管サンプラー（デニソン）によるサンプ

さ）の灰色の比較的硬質な部分と同様に，乱れの少ない

リングは困難である．ロータリー式三重管サンプラー

試料として採取することができた（写真-2）．

（トリプル）は幅広い地盤に適用できるが，今回は改良により硬質化し，軟岩相当の部分が存在することが懸念さ

また，礫の多い箇所の一部では，礫と礫の間に数 cm 程
度の空洞部が存在することを確認した．

れたため，ロータリー式スリーブ内蔵二重管サンプラーを採用した．
また，今回のサンプリングにあたっては写真-1に示す通り，内管をポリカパイプ（ポリカーボネイト製パイプ）に変更した．ポリカパイプは，透明で耐衝撃性，耐熱・耐寒性等に優れる素材である．これにより，運搬時の振動による変形を防止でき，さらに試験室でコアの取り出
しも容易になり，サンプリング後の試料の乱れも防ぐことができた．
ポリカパイプ

写真-2 乱れの少ないサンプリング試料(3) 室内試験結果
写真-1 内管をポリカパイプに変更した二重管サンプラー

サンプリング試料を室内試験用に供して一軸圧縮試験
または三軸圧縮試験を実施した結果，大半の試料では盛3. 調査結果

土法面の安定性を確保できる必要な強度を満たしている(1) 採取作業における工夫

ことが確認された．一部，改良不足により強度を満たさ

前述のように盛土地盤は硬質な礫や軟質な粘性土やない部分については，追加の地盤改良が実施された．

流出しやすい砂が混在する不均質な組成であり，改良体の強度にもバラツキがあると考えられることから，硬質

4. まとめな礫を切れるビットを選定するとともに，軟質部を乱し盛土地盤は概して不均質で性質は場所ごとに大きく異たり，流出させたりすることのないように回転数，給圧，なることから，機械的に対応するのではなく，現場ごと循環水の送水量を慎重に見極めてサンプリングを行っに地盤材料の特徴を把握することが重要である．今回はた．

ロータリー式スリーブ内蔵二重管サンプラーを用いたこ

具体的には送水量はコアの流出を防ぐために極力少なくし，1.5ℓ～2.0ℓ/分とした．ビットはダイヤモンドビッとで室内試験に供することの可能な乱れの少ない試料を採取することができた．

ト（インプリグネイテッドビット）を使用し，ビット側

具体的には，①ダイヤモンドビッドを用いたこと，②面に穴あけ加工を施すことによって，コアに直接当たる

ビッド側面に小孔を設けたこと，③送水量を極力絞って水の量を低減し，掘削水によってコアの軟質部が流出す

工夫したこと，④掘削水にポリマー系増粘剤を添加したることを防いだ．また，孔壁保護およびコア採取率の向等を行った．また⑤ポリカパイプを用いることで採取試上を目的として掘削水にポリマー系増粘剤を添加した．

料運搬時と室内での試料取り出し時での乱れ防止を実現

増粘剤の濃度は高くしつつも送水を阻害しない程度の流した．

動体となるように調節し，この状態を保つように注意した．
なお，サンプリングを実施しないノンコア部では，送なお，経験上，送水量を絞り過ぎるとコア詰まりを起こし，試料を乱す原因となるため，送水量の調節が極めて重要であることを実感した．

水量は7ℓ/分程度とし，掘進速度を上げて工程の短縮に努めた．

《引用・参考文献》
1) 地盤調査の方法と解説（2013）：公益社団法人地盤工(2) サンプリング結果
前述のような様々な工夫を施したサンプリングの結果，改良が十分ではない（コアパックから出すと崩れる

学会,p.173-174（一部加筆）

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE02】

ボーリング熟練技術者判断の言語化による掘進技能向上の試み
株式会社相愛

〇須佐美

俊和，坂本

正幸，谷﨑

優也，カオ ダク トゥアン

1. 背景と目的
ボーリングマシンを用いた地質コア採取において，若手技術者の育成が喫緊の課題となっている．その要因の一つは，高品質な地質コアを採取するためには長期間の訓練が必要なことである．地質コア採取時，熟練技術者
は掘進条件の微細な変化を，目，指，音，計測器波形で捉え，目に見えない地質変化や孔内変化を推定し，掘進条件を感覚的に修正している．このように，高品質なコ
ア採取には，長期の訓練で得られる経験的技能が必要である．

図-2 操作ユニットのディスプレイ

若手技術者が熟練技術者の暗黙知から学び，掘進技能をより速く向上させるためには，掘進中の各掘進条件を(2) 数値化結果数値化するとともに，熟練技術者の標準的な掘進条件や，本システムを現場に適用し，掘進を実施した．取得し掘進条件変化時の判断を言語化することが有用であるとた掘進データのうち，砂岩割れ目の充填物でコア詰まり

考えた．本稿では，掘進条件の数値化と熟練技術者判断した際のデータを，図-3に示す．縦軸は掘進深度（28.80mの言語化の手法，
およびそれらの有用性について述べる．

～29.00m，1目盛り2cm），横軸は左から順に，送水量，送水圧，先端荷重，ビット回転数，掘進速度である．

2. 掘進条件の数値化
深度[m](1) 数値化方法
掘進条件の変化を数値で捉えるため，掘進条件数値化システム（以下，システム）を開発した1)．図-1にシステ
ムの構成を示す．本システムは，各種センサ，制御ユニ
ット，電源ユニット，操作ユニットから構成される．

送水量［L/min］

送水圧
［kPa］

先端荷重
[kN]

ビット回転数[rpm]

掘進速度[mm/min]

28.80
28.82
岩

砂
28.84 岩
28.86

①

28.88

圧力計
流量計

充
28.90 填
物
28.92

③

②

④

28.94

制御
ユニット

電源
ユニット

操作
ユニット

28.96

圧力計

28.98

回転計

29.00

割れ目の充填物

砂岩

28.80m

29.00m

図-3 コア詰まり時の掘進データ

変位計

このグラフから，砂岩割れ目に達した際，掘進速度が20mm/min から65mm/min に上昇し（図-3①），その後割れ
図-1 掘進条件数値化システムの構成

目の充填物（難透水性）がビット通水口（ウォーターウェイ）を塞いだため送水圧が20kPa から130kPa に上昇し各種センサは制御ユニットに接続され，制御ユニット（図-3②），同時に送水量が4L/min から0L/min に減少しが送水量，送水圧，先端荷重，回転数，掘進速度を取得た（図-3③）ことが読み取れる．結果的に掘進速度がほする．これらの掘進データを，技術者（機長）の手元にぼ0mm/min となり（図-3④），コア詰まりとなった．

設置された操作ユニットに無線で送信し，図-2に示す操

このように，コア詰まり直前には掘進条件の変化とい作ユニットのディスプレイに表示することで，数値に基う予兆が明確に発生していることが分かる．コア詰まりづく掘進を実現した．また，内蔵した IoT SIM によって回避のためには，掘進条件の変化から孔内の現象を理解

掘進データをクラウドに送信することで，掘進結果の迅し，適切な機械操作を即座に実施する必要がある．その速な振り返りを可能とした．さらに，電源にはモバイル

ため，掘進条件の数値化に加え，掘進条件変化時の判断

バッテリを採用し，小型化を実現した．

を言語化することが重要であると考えた．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
3. 熟練技術者判断の言語化

要因①ウォーターウェイ全箇所目詰まり
要因②ウォーターウェイ一部目詰まり(1) 言語化方法
言語化にあたって，70代の熟練技術者の協力を得た．
熟練技術者が有する暗黙知を言語化するためには，「条

Yes
(要因①)

送水圧が急激に上昇したか？

件・場面」×「行為・行動様式」×「理由」として記載することが有用である2)．まず，条件・場面に関しては，
ボーリングの掘進が①ビットの回転，②ビットへの荷重，

No
送水圧が上昇し続けているか？
Yes(要因②)③送水から成り立ち（図-4），これらの条件の一つでも不良であると高品質なコアを採取することができない 3)ことから，掘進条件変化時に着目した．行為・行動様式および理由に関しては，熟練技術者のボーリングマシンに
掘進条件数値化システムを取り付け，さらにヒアリングを行うことで，地質ごとの標準的な掘進条件，掘進条件

Noウォーターウェイの一部
が目詰まりしているが、送水圧が安定しているため、継続して掘進

送水圧が下がるまで、下記ステップを１つずつ実施する。
①ビット給圧を下げ、ビット回転を止め、ビットを1-2cm上昇させる。
理由：ビットと孔底の隙間を作り、目詰まり解消を狙う。
②1-2速でビット回転させる。
理由：遠心力で、目詰まり解消を狙う。
③ビットを孔底まで下降させ、①と②を2-3回繰り返す。
④解決しない場合、1速でビット回転させ，ビットを1-2cm上昇させ、送水量を徐々に上げる。
理由：送水圧の力で、目詰まり解消を狙う。

変化時の孔内現象，および掘進条件変化時の機械操作方
法とその操作の理由を言語化した．

送水圧が上昇したままか？

①回転

No

送水量を元に戻し、ロッドを回転させながら孔底まで下げ、再掘進

Yes③送水

コア採取優先のためコア回収

リフター
アダプタ

コア

図-5 送水圧上昇時の熟練技術者判断
掘進
速度

送水圧上昇に加え，送水量や掘進速度の変化に対する機械操作とその操作の理由をフローチャートに落とし込
むことで，熟練技術者が有する暗黙知の一部を言語化す

ウォーターウェイビット②ビット先端荷重ることができた．

4. まとめと今後の課題
図-4 ボーリング孔内模式図

地質ボーリングの現場に掘進条件数値化システムを導入することで，掘進条件を数値で把握し，狙いの掘進条(2) 言語化結果

件に調整し，掘進条件の変化を数値で捉えることが可能

言語化した熟練技術者判断のうち，送水圧上昇時の熟となった．さらに，掘進条件変化時の熟練技術者判断を

練技術者判断について詳細を述べる．送水圧上昇の主要言語化することで，孔内で発生している現象と機械操作

因は，図-4に示したウォーターウェイが粘性土で目詰ま方法の理解が大幅に促進された．

りすることである．この目詰まりという孔内現象を，送掘進条件の数値化と熟練技術者の判断の言語化を組み水圧上昇という掘進条件変化で捉えた際の熟練技術者判合わせることで，判断根拠が明確化され，若手技術者が断を，図-5のフローチャートにまとめた．

自信を持って掘進することができるようになり，若手技

送水圧が急激に上昇した場合，ウォーターウェイ全箇

術者の技能向上が図られた．

所が目詰まりしたと考えられる．一方，送水圧が徐々に

今後は，言語化の取り組みをさらに推し進めるととも上昇した場合は，一部が目詰まりしたと考えられる．送に，掘進条件変化時に適切な機械操作を促す仕組みの高水圧上昇後に安定する場合を除き，送水圧が下がるまで度化や，部分的な自動化などに取り組み，若手技術者の次の対処を行う．

掘進技能向上に寄与したい．

まず，ビット給圧を下げ，ビット回転を止め，ビットを1-2cm 上昇させ，ビットと孔底の間に隙間を作る．次《引用・参考文献》に，
1-2速でビットを回転させて遠心力を与える．
さらに，

1) 須佐美俊和，西村博幸，坂本正幸，谷﨑優也（2023）：

ビットを孔底まで下降させ，ビット上昇とビット回転をボーリング掘進条件数値化による掘進技能向上の試

2-3回繰り返す．それでも解決しない場合は，1速でビッ

み,全地連技術フォーラム2023論文集，論文 No. OP4.

ト回転させ，ビットを1-2cm 上昇させ，送水量を徐々に

2) 森和夫（2020）：実践 現場の能力管理 生産性が向上

上げて送水圧を高める．ヒアリングした熟練技術者は，
この一連の操作によって，送水圧上昇という掘進条件変化を対処している．

する人材育成マネジメント，p.86.
3) 全国地質調査業協会連合会編（2023）:ボーリングポ
ケットブック[第6版]，p.158.

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE03】

施工中のトンネルにおける先進ボーリング調査
株式会社エーティック

1. はじめに

〇清水

義博、港

高学

4）化学分析

山岳トンネルの施工では、地山条件の予知と把握が極ボーリングコアより分析試料を採取し、土壌汚染対めて重要である。設計時の地質等調査結果と施工時の状策法に準じた重金属等項目について分析を行い、トン況は必ずしも一致するとは限らない。また、トンネル掘ネル掘削発生土の処理検討のための資料を取得するこ

削作業における熟練工は不足しつつあり、経験的な危険
予知意識の薄れから安全性が低下する懸念がある。そのとを目的とする。
（2） 地山判定ため北海道内で施工される道路トンネルでは、原則とし地山判定は、日本道路協会および北海道開発局の地山て設計時調査に加え、施工中調査としトンネル切羽から分類の項目に基づき、前述の調査内容から主に以下の項の先進ボーリング調査がトンネル全線で行われている。

目により判定を行う 1）。

先進ボーリング調査では、ボーリングコアによるトン・岩種、岩質・水による影響

ネル切羽前方の地質状況を把握する。またボーリング孔

・不連続面の間隔、状態

・コアの状態、RQDを利用した原位置試験および採取コアの室内試験により・弾性波速度

物性値を把握する。この先進ボーリング調査結果より、

・粘着力

直近切羽前方の地質評価を行いトンネル施工が安全、確・ポアソン比実に行われている。

以上の項目の結果と、設計時のデータとを比較し総合

・亀裂係数

・内部摩擦角・準岩盤圧縮強度
・変形係数

・地山強度比併せてトンネル掘削による発生土の処理を検討するた的に地山判定を行い施工管理にフィードバックし、適正めに、採取したコアを用いて化学分析が行われている。

なトンネル支保パターンの選定、対策工等を決定する。

また、先進ボーリング孔は、地山の地下水に対する水抜きの効果もあり、施工時の突発的な湧水を防止し、施工上の安全性向上にも繋がっている。

（3） 調査頻度
各調査項目の調査実施の頻度を表-1 に示す。なお、頻度は、トンネル掘削延長に対するものである。
表-1 調査実施頻度・間隔

2. 先進ボーリング調査内容（1） 調査項目
1）ボーリングコア採取
ロータリー式ボーリングによるオールコア採取を行

項目
ボーリング

頻度・間隔
90～100m に 1 回

プレッシャーメータ試験 90～100m に 1 回、または地質毎
孔内 P 波検層90～100m に 1 回

い、岩質、断層破砕帯、褶曲構造、変質帯等の分布・

室内試験

90～100m に 1 回、または地質毎

性状の詳細の把握、ガスなどの性状把握、地山試験試

化学分析

10m 毎に 1 回料の採取を目的としている。
2）原位置試験
ボーリング孔を利用して、プレッシャーメータ試験、

化学分析の試料は、図-1 に示すように先進ボーリン
グコアから 10m を 1 区間として、2m 間隔で採取した 5

孔内 P 波速度検層を行い、原位置での地山の特性を把

試料を均等配合して 1 試料とする。分析結果による処理

握することを目的としている。プレッシャーメータ試

検討は、トンネル掘進長 10m 単位で判定する。

験では、取得した変形係数によるトンネル掘削時の変形特性を検討する。孔内 P 波検層では、当初の地山区分の再評価、緩み領域、地層の亀裂、変質の程度、岩盤としての強度を検討する。
3）室内試験
ボーリングコアより試験試料を採取し、室内試験を行い地山の特性を把握することを目的としている。
室内試験は、通常は一軸圧縮試験、超音波伝播速度
測定、単位体積重量試験、吸水率試験を行い、地質の
物理的・力学的特性を検討する。また、脆弱地山や膨張性が懸念される地質の場合には、三軸圧縮試験、浸水崩壊度試験、X 線回折試験、陽イオン交換容量（CEC）
試験を実施する。

図-1 化学分析の試料採取

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
3. 調査時施工サイクル（3） ボーリング架台

先進ボーリング調査は、施工中のトンネル切羽から行

ボーリング架台は、先進ボーリング専用のものを製作うため、切羽でのトンネル工事作業を休止して行われる。

し作業効率を向上させている。架台制作の工夫点は以下

通例的に切羽での調査期間は、2日間ないしは3日間が標の通りである。

準となっている。現地作業は、通常のトンネル掘削工事

・ボーリングロッド脱着回数の減少：ボーリング架台の作業と同様に昼夜の2交代制で行われる。

全長を 6m 以上とし、ロッドの脱着を 6m（3.0m ロッド

1回あたりの調査深度は、不良地質、多量湧水等の問題

×2 本）毎に実施がない場合には前項の調査頻度から100m が目安となる。

・架台のユニット化：ボーリング架台を 2 つまたは 3 つ

表-2に調査1回あたりの標準的な施工サイクルを示す。

にユニット化し、設置時間の短縮、安全性を向上

表-2 先進ボーリング調査施工サイクル
日数

時間

作業内容

1日目 昼

7:00～11:00（4時間）

資機材搬入・掘削準備

11：00～16：00（6時間）

掘削作業

1日目 夜

19:00～6:00（10時間）

掘削作業

2日目 昼

7:00～18:00（10時間）

掘削作業

2日目 夜

19:00～6:00（10時間）

掘削作業

3日目 昼

7:00～11:00（4時間）

掘削作業

3日目 昼

11:00～15::00（3時間）

検尺・試験

15：00～18：00（3時間）

資機材撤去・搬出4. 調査時の作業効率向上

・反力確保：架台自体をボーリング掘削の反力としてアンカー等の設置を省略し、掘削作業の時間を多く確保
写真-2 に架台の使用状況を示す。
ボーリングマシン

架台（2 ユニットの組合せ）

先進ボーリング調査は、制限のある時間内に所定深度
写真-2 ボーリング架台の掘削が必要となる。そのため、調査時には以下の事項（4）その他

により作業効率を向上している。

原位置試験の孔内 P 波速度検層は、自社制作の受振器（1） 原動機の変更
ボーリングマシンは、市販のものを使用しているが、（写真-3）を塩ビ管に接続して連続的に孔内に挿入し、動力をエンジンから電気式モーターに換装している。ま不安定な孔壁への対応、塩ビ管と受振機を同時に引き抜たプーリーの変更を行い高回転、高出力での掘削を可能

きながらの測定により測定時間の短縮を図っている。

としている。スピンドル回転数は、インバーター（写真-1）により制御し、回転数を通常の倍程度までに上げ、掘進率を上げている。

写真-3 孔内 P 波検層受振機
以上の対応により、掘削時間の確保及び作業効率の向上により時間当たり 3～4m の掘削ができ、短期間で調査インバーター

深度 100m の調査を可能としている。

5. まとめ
先進ボーリング調査は工事施工中の調査となるため、
写真-1 回転数制御のためのインバーター追加（2） 掘削ツールス
掘削ツールスには、市販品の他、以下の特注品や改良品を使用し、作業量の向上を図っている。
・掘削ビット：調査対象トンネルの地質に併せた特注品

短期間調査の工夫や作業の安全性の向上が重要である。
また、建設業界における働き方改革への適応も重要な課題である。
そのため、今後もさらなる工夫、改善を行い進化していければと考えている。

・リーマー：切粉（スライム）の排出を向上させるために通常より外径を大きくした改良品
・ダブルコアチューブ：掘削1サイクル当たりの掘削長を長くするためのチューブ長さ3m 程度の特注品《引用・参考文献》
1) 北海道開発局道路設計要領 第4集 トンネル（2024）：
北海道開発局

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE04】

高品質ボーリングにおけるコア採取と付随する
ボアホールスキャナー観測の精度向上に対する一事例
大日本ダイヤコンサルタント株式会社〇清水宏剛，濱本拓志，池端雄太，北尾秀夫，二階堂学，佐伯健太郎

1. はじめに地すべり地質調査において，地すべり土塊中の層理面
やすべり面の構造・方向性，岩盤中の脆弱部の構造・方ーリングオペレーターは回収したコアを所定の長さに切断しコア箱収納する．この際，コア切断時にコア長の過不足がないように整理する必要がある．

向性の把握は，地すべりの機構改正や構造物の設計・施掘削後のボアホールスキャナー観測の実施にあたって工を行う際に重要な基礎データとなってくる．近年ではは，掘削に使用した増粘泥水等を清水に置き換え，孔内

地すべり土塊の地盤性状や岩盤中の脆弱部の状態を精度に浮遊するスライム（掘削ズリ等）の濁り除去が必要不よく確認するために，増粘泥水や気泡を循環流体にした可欠である．孔壁の状況によるが，孔内洗浄用ブラシを高品質ボーリングを行うケースが多くみられ，付随して用いて孔壁を洗浄すること鮮明な画像を取得できる場合

ボアホールスキャナー観測を行い，空洞の有無や脆弱部が多い．孔壁にマッドケーキが付着している場合は，孔の方向について精度良く解析する事例が広がっている．

壁に細粒分を引き延ばし孔壁画像が不明瞭になる可能性

一般に，高品質ボーリングとは断層破砕帯，地すべりがあるため，注意が必要である．また，礫層や空隙を伴土塊，亀裂密集部，硬軟混在部等の通常ボーリングではう地すべり土塊等については，孔壁洗浄時に孔壁が崩壊

採取率が低下する地層に対して，コアの乱れや軟質部やする恐れがあるので，慎重に行う必要がある．

細粒分の流出を抑制することにより，自然な状態に限りなく近く採取率 100%のボーリングコアを採取するものである．

(2) ボアホールスキャナー測定技術者
ボアホールスキャナー測定技術者は孔壁洗浄後に，孔高品質ボーリングでは，掘削中（掘削技術，流量管理，

壁画像を測定する．測定の際に孔内水位があり，孔壁洗増粘泥水等）の要素，掘削後の要素（コア運搬，洗浄，浄直後だと細粒分が舞っていることがあるため，ある程

保管等）の二つが重要な要素であり，弊社では「高品質度の時間放置した方が良い．もしくは，孔壁画像を測定

ボーリング技能認定制度」の立上げや「高品質ボーリン

中に孔内洗浄用ホースを挿入し，清水を循環することにグ業務対応マニュアル」作成により，品質の向上を行っ

より，細粒分の排除が上手く行えるケースがある．脆弱てきた．

な孔壁，ゆるみが著しい岩盤，砂礫，地すべり土塊等に上記に示した高品質ボーリングコアのデータを補完すおけるボアホールスキャナー観測の際は，ボアホールカ

る原位置試験として行われるボアホールスキャナー観測

メラ自体のジャーミング等が考慮されるため慎重に行うとは，掘削後の孔壁をカメラで 360 度撮影することによ必要がある．ジャーミング対策としては，孔内にケーシ

り，原位置の割れ目や挟在層，層理面等の走向・傾斜のングを挿入している場合は，ケーシングを徐々に抜管しデータを取得することができるものである．高品質ボーながらの測定や孔径にあった透明管（写真-1：ただし，

リングにより乱れの少ないコアを採取しても，ゆるみ岩

地下水位以深であることが条件）を挿入した上での測定盤や空隙・開口割れ目を含む岩盤では，コア採取が困難

もしくは，測定範囲より上部をセメンチングしてからのになるケースが発生する．このような場合は，ボアホー

撮影が有効であると考えられる．

ルスキャナー観測結果と対比して総合的に判定することが有効である．本講演では，高品質ボーリングコア採取における重要な点とボアホールスキャナー画像の精度向上に向けた実践と事例について報告する．

(3) 地質技術者
地質技術者はボアホールスキャナー測定後にコア写真のデータとボアホールスキャナーのデータを対比して整合確認する必要がある．ごく稀なケースではあるが，2. 担当技術者の役割分担について

ボーリングコアをコア箱へ入れ間違えをチェックできる(1) ボーリングオペレーター効果もある．対比の際には，実際のコア長，コア状況と掘削において，孔径が大きくなると採取されるコアの比較した際に大差ないことを確認してから，解析を行う

品質も向上する傾向があり，一般的はφ86㎜以上を選定必要がある．異常が見受けられた場合は，試錐日報を確することが多い．また，ツールスはビニールスリブを収認すると同時にボーリングオペレーターに掘削時の状況納できるダブルコアチューブを使用することが最低条件を確認する必要がある．なお，データ解析については，

となる.

1)2)

その他に，地山状況に適した循環流体（増粘泥

水や気泡）や特殊加工ビットを用いる．コア採取後にボ

本論では割愛する．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟

写真-1 透明管（φ76mm ポリカーボネート製）について

3. 高品質ボーリングコアの採取およびボアホールス
キャナー観測の例(1) 地すべり土塊における事例
写真-2は，地すべり土塊中のコア写真と孔壁展開画像を対比したものである．写真-2に示す様な空隙を多く伴う区間が連続する場合は，ボアホールスキャナー観測の測定自体が困難な場合がある．この事例は写真-2の様な【高品質コア写真】

空洞を伴う区間が20m 程度連続しておりボアホールスキ【ボアホールスキャナー展開画像】

写真-2 地すべり土塊中のコアと孔壁展開画像

ャナー観測の孔壁展開画像とコアを対比することによりコアの信頼性を高めることができた．また，この事例は，先に述べた透明管を用いて測定したものであり，ジャー
ミングすることなく測定することができた．透明管を用いた測定の際の留意事項として，下記に留意した．
・透明管の選定（管種，孔径，肉厚）
・地下水位の有無
・ネジ部の測定
なお，この事例で用いたものは，ポリカーボネートパイ
プ，外径76mm，肉厚2mm，長さ3m である．この他に透明塩ビ管も候補として考えたが，若干透明度が落ちるため選定しなかった．透明管を用いるにあたり，地下水位が無いと乱反射して測定することができなくなるため，注意が必要であった．また，ネジ部（透明感の繋ぎ目）の測
定の際には，10cm 程度透明感の位置をずらしてから撮影する必要があった．
(2) 泥岩中の脆弱部における事例
写真-3は，脆弱部における孔壁洗浄前後の孔壁展開画像を対比したものである．孔壁洗浄後の孔壁展開画像の【ブラシ洗浄前】【ブラシ洗浄後】

写真-3 脆弱部における孔壁洗浄前後の孔壁展開画像

方が割れ目の走向・傾斜や孔壁状況が明瞭である．この事例は，先に述べた孔内洗浄用ブラシを用いて孔壁を洗《引用・参考文献》

浄したものである．
この事例で孔壁を洗浄したブラシは，

1)濱本

拓志,伊藤

靖雄,山口

奨之(2020)：高品質ボ

幅3cm 程度の硬めなワイヤーブラシを用いてロッドを若ーリングコア採取に向けてのコアの取扱の一事例

干回転させながら3回程度上下させながら洗浄したもの(その２).日本応用地質学会令和2年度研究発表会講である．孔壁洗浄後は，洗浄用ホースを孔内に挿入し清演論文集,p46-47.

水を流し込みスライム等が排除されてから測定を実施した．

2) 山 口

奨之,濱本

拓志,北尾

秀夫,田中

昭好

(2021)：高品質ボーリングコアの取扱い事例.全地連「技術フォーラム2021」大阪,004.

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE05】

ラムサウンディング試験における地下水位測定器具の開発
㈱セイコー

○齊田

敏道，後藤

敏之，田中

1． はじめに

英明，中谷

覚，村嶋

光明，黒田

憲介，原口

洋平

３． 水位測定管の仕様

ラムサウンディング試験は，他の原位置試験と比較し水位測定管については，施工性と開口率の 2 つの側面て貫入力が大きい試験であることからボーリングの補間から比較した仕様に基づいて表-1 に示す測定管を作成

調査として需要が多くなっている．また，盛土規制法のした．

制定に伴い，既存の盛土調査時にボーリングに代わる調査方法として期待され，その中でも地下水位を把握する

表-1 水位測定管仕様ことが重要事項となる．そこで，ラムサウンディング試

項目

験時に地下水位を容易に計測できる器具を開発中である．

開口部

丸穴 径 5 ㎜

縦スリット 幅 2 ㎜

配置

5 ㎝千鳥

4 ㎝千鳥

接続

ソケット

ねじ切り

管種

SGP15A，1.35kg/m

SGP20A，2.35kg/m

11.7 ㎜

8.9 ㎜

測定器具は，保孔管を兼ねた有孔の SGP 管を用いて作成し，地下水位以深まで設置した後，地下水の回復を待って水位を測定するものである．

施工性優先

孔壁との開き２． 測定方法
ラムサウンディングによる掘削孔径は，45 ㎜である．
よって，掘削径に入る SGP 管に地下水位観測用として穴をあけ，水位測定管に地下水を引き込んで地下水位をSGP 管の中で測定する．

開口率優先

図-2 には 2 種類の水位測定管の写真と図-3 には水位測定管の構造図を示した．
SGP15A

SGP20A

水位測定は，裸孔で測定する方が正確に水位を測定す
開口部の違いることは出来るが，土質によっては孔壁が崩壊し測定不能となるリスクがあるため，水位測定管を設置することで継続した測定を行うことが可能となる．
水位測定管の設置は，深度が浅い場合は人力で設置が可能であるが，深度が深い場合は昇降機を利用しながら設置する．

接続部の違い

図-1 にラムサウンディング機材と水位測定管および昇降機を示す．
なお，掘削深度まで入らない場合は，打撃にて挿入す

図-2 2 種類の水位測定管ることも可能である．

図-3 水位測定管の構造図

４． 試験施工の結果
図-1 試験機材一式
地下水位の観測は，小型の触診式水位計を水位測定管内に挿入し，水位測定管内の地下水位を直接測定するものである．観測後の抜管においては，測定深度が浅い場
合は人力で抜管し，測定深度が深い場合は設置時同様に昇降機を使用し抜管を行う．

試験施工は，当社の敷地において実施しており，水位観測井設置時に確認した土質分布・地下水位の情報は，以下のとおりである．
深度 0.0m～2.0m；盛土（砂質土）
深度 2.0m～4.0m；砂礫
深度 4.0m～6.0m；粘土混じり砂
地下水位；GL-1.77m

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
水位測定管は，図-4 に示すような形で設置を行い，既の流入がなく 0.2m 程度であった．この違いについては，

存の水位観測井から上流側に 1m 離し，2 孔の間隔は 0.5m

開口部の形状の違いと考えられ，縦スリットタイプが作とした（図-5）．水位測定管の深度は 6m とし，盛土およ

業上有利と推測される．

び砂礫層に分布している地下水位を観測できるものとしている．

SGP20A

SGP15A
図-4 水位測定管の設置状況

図-7 水位測定結果図
水位観測井

SGP15A

表-2 水位測定結果表
項目

初期

1 時間

2 時間

3 時間

24 時間

SGP15A

57

23

20

19

17

SGP20A

42

12

10

9

5

←上流側

SGP20A
図-5 水位測定管の配置状況

基準水位との水位差（㎝）

５． 今後の開発に向けての課題
試験結果を総合的に判断すると，水位測定管としてはSGP20A の方が作業効率，水位計測精度が良い結果となったことを鑑みて今後の課題を整理した．
① 打ち込み等を行った場合の安全性を確認するために，一定の打撃でどの程度の耐久性があるか検証する．
② 計測の精度に関しては，現状 24 時間後の計測では 5㎝まで回復しているが，1 時間後の計測は 12 ㎝までしか回復出来ていないので精度を高めるために開口率のアップを検討していきたい．その際に問題とな

触診式水位計図-6 水位測定状況

るのが耐久性の低下になるので①と併行しながら検証する．

水位測定管設置後に，図-6 に示すような方法で水位を測定し，水位の回復傾向を把握した．なお，既存の水位《参考文献》

観測井には自記水位計を設置し，10 分ごとに水位データ

1) 改定版 現場技術者のための地質調査技術マニュアルを取得した．
今回の試験では，観測井の水位と一致するまでにどのくらいの時間を要するかの比較検証を行った．
水位の観測結果を図－7 に示す．水位測定管の違いによる水位測定結果の差については，表-2 に示すように，
1 時間後は 11 ㎝，2 時間後は 10 ㎝，3 時間後は 10 ㎝，
24 時間後は 12 ㎝の差が生じている．
測定結果から判断すると,少なくとも安定するまでの計測時間としては，2 時間以上が望ましい．
抜管後の水位管の状況として，SGP15A は 1.5m ほど管内に土砂の流入があった．一方 SGP20A はほとんど土砂（平成27年11月），（一社）関東地質調査業協会.
2) 地盤調査-基本と手引き-（令和4年6月），（社）地盤工学会.

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE06】

地盤材料の違いによる変形係数 E と N 値の関係
明治コンサルタント(株)〇西尾 和也，三又 凛太郎，八重樫 剛志

1. はじめに変形係数 E は、杭基礎の設計や開削工事等における周の結果からそれぞれを5%未満、5%以上15%未満、15%以上

辺地盤の挙動を予測する場合など、設計時に必要となる度分析を未実施のデータがあることから、表-2のデータ場合が多い。

総数は表-1のものより3個少ない。

の含有率で分けて地盤材料毎に整理した（表-2参照）。粒

一般に E を求める方法として、
孔内載荷試験での測定、

表-1 対象データ（地盤材料別）
粘性土

砂質土

礫質土

計 122

57

44

21

最小値

1

1

11

最大値

100

375

188

供試体の一軸または三軸圧縮試験から求める、標準貫入
データ数試験の N 値から推定するなどが挙げられる。この内、孔内載荷試験から得られる E と標準貫入試験の N 値には、

N値

図-1 に示すように E=670N 0.986（kN/m2）の相関が認めら

平均値

11

38

61

れており、地盤材料に関わらず E=400～1,000N（kN/m2）
、

最小値

1,413

349

4,102

最大値

112,700

186,000

107,209

平均値

21,954

31,86040,103

変形係数
E (kN/m2)

平均的には E=700N（kN/m2）という関係が近似的に成立している 1)。
（以下、変形係数 E の単位は（kN/m2）とし表記を省略する）。
本報告では、孔内載荷試験から得られた E と標準貫入

表-2 対象データ（各地盤材料の粒度別）
Cc ：粗粒分含有率
粘性土
砂質土
礫質土
Fc ：細粒分含有率
5%≦ Cc5%≦ Fc5%≦ Fc-：データなし Cc ＜5% ＜15% 15%≦ Cc Fc ＜5% ＜15% 15%≦ Fc Fc ＜5% ＜15% 15%≦ Fc
データ数 計 119
12
18
27
1
15
25
0
14
7

試験の N 値の関係を、地盤材料の違いに着目して考察し
た。

N値

最小値

1

1

1

13

9

1

-

11

29

最大値

100

43

52

13

136

150

-

188

100

平均値

15

9

11

13

40

24

-

66

51

最小値

1,413

4,284

1,670

17,469

349

866

-

4,102

12,836

94,62055,037

17,469100,146

104,451-

107,20950,53824,22521,921

17,46933,807

24,140-41,52937,252

変形係数
最大値 112,700
E (kN/m2)
平均値 18,621（1） 地盤材料別の分析結果
全データを粘性土、砂質土、礫質土に分けて分析した
結果を図-2に示す。
粘性土では、多くのデータが E=1,000N を超えており、
2,000～6,000N の範囲内(平均 E=2,720N)に分布する。
砂質土では、多くのデータが E=400～2,000N の範囲内
(平均 E=1,211N)に分布する。
礫質土では、多くのデータが E=400～1,000N の範囲内
(平均 E=753N)に分布する。
1000000

図-1 孔内載荷試験から得た変形係数 E と N 値の関係 1)
100000

本報告の対象データを得るのに実施した孔内載荷試験は JGS 1531「地盤の指標値を求めるためのプレッシャー
メータ試験方法」に準拠し、試験機は1室型等分布荷重方式を使用した。また、標準貫入試験は JIS A 1219に準拠

変形係数E（kN/m2）

2. 試験方法

10000

粘性土

し実施した。

砂質土

1000

礫質土
E=1000N

3. 対象データおよび分析結果

E=700N

対象データについて表-1に示す。データは地盤材料によって分けて整理した。また、各データの粗粒分含有率

E=400N

100
1

10

100

Cc（coarse fraction content から、便宜上 Cc とした）、

N 値

細粒分含有率 Fc による影響を分析するため、粒度分析

図-2 変形係数 E と N 値の関係（地盤材料別）

1000

全地連「技術フォーラム 2024」新潟（2） 各地盤材料の粒度別分析結果

おける粒度の違いによるばらつきの差は小さい。

粘性土では Cc を、砂質土、礫質土では Fc をそれぞれ5%未満、5%以上15%未満、15%以上の含有率で分けて分析③ 礫質土の変形係数 E と細粒分含有率 Fc の関係した結果を図-3に示す。また、各データのばらつきの大

礫質土のデータで Fc＜5%のものは得られなかった。

きさを比較するため、変形係数 E と N の関係について、

5%＜Fc≦15%のものでは、E=147～1,914N を示し、多く標準偏差σ、変動係数 CV について整理した（表-3参照）。

が E=400～1000N の範囲内に分布する。
15%≦Fc のものでは、E=321～1,400N を示し、多くが1000000

E=400～1,000N の範囲内に分布する。
変動係数 CV は、0.51～0.68であり、5%＜Fc≦15%のものが0.68を示し、礫質土の15%≦Fc のものや、砂質土及変形係数E（kN/m2）

100000

び粘性土と比較すると、ばらつきが大きい。

４. 考察
10000

（1） 地盤材料別分析結果の考察

粘性土(Cc＜5%)
粘性土(5%≦Cc＜15%)
粘性土(15%≦Cc)
砂質土(Fc＜5%)
砂質土(5%≦Fc＜15%)
砂質土(15%≦Fc)
礫質土(5%≦Fc＜15%)
礫質土(15%≦Fc)
E=1000N
E=700N
E=400N

1000

地盤材料の違いのみで分析した場合、粘性土については概ね E=2,000～6,000N の範囲内(平均 E=2,720N)で分布
す る 傾向 にあ っ た。 砂質 土に つ いて は概 ね E=400 ～2,000N(平均 E=1,211N)の範囲内に分布する傾向にあった。礫質土については概ね E=400～1,000N の範囲内(平均 E=753N)に分布する傾向にあった。

100
1

10

100

1000

N 値

図-3 変形係数 E と N 値の関係（各地盤材料の粒度別）

以上のことから、変形係数 E を N 値から推定する場合、
礫質土、砂質土、粘性土の順で精度が悪くなり、一般的な関係式(E=700N)と比べると、礫質土は同程度であるが、

表-3 各地盤材料の粒度別の変形係数 E と N 値の関係
Cc ：粗粒分含有率
粘性土
砂質土
礫質土
Fc ：細粒分含有率
5%≦ Cc5%≦ Fc5%≦ Fc
Cc
＜5%
15%≦
Cc
Fc
＜5%
15%≦
Fc
Fc
＜5%
15%≦ Fc-：データなし
＜15%
＜15%
＜15%
データ数
計117
12
18
27
1 14(※2) 24(※2)
0
14
7
変形係数
最小値
579
1,088
167
1,344
316
161
147
321
2
E (kN/m )
最大値
3,578
8,764
7,018
1,344
2,118
3,469
1,914
1,400
と N 値の
平均値
1,786
3,612
2,540
1,344
962
1,351
724
812
関係式に
おける係 標準偏差 σ 1,033
1,980
1,505
470
794
492
418
数Ａ
0.58
0.55
0.59
0.49
0.59
0.68
0.51
(※1) 変動係数 CV2(※1)変形係数 E =A*N （kN/m )(※2)係数Aが100未満は特異値と判断し棄却して統計処理をした① 粘性土の変形係数 E と N 値の関係
粘性土のデータで Cc＜5%のものでは、E=579～3,578Nを示し、E=1,000N を超えるものが多い。
5%＜Cc≦15%のものでは、E=1,088～8,764N を示し、多くが E=2,000～6,000N の範囲内に分布する。

砂質土は2倍程度、粘性土は4倍程度、孔内載荷試験結果の方が高い値を示している。
（2） 各地盤材料の粒度別分析結果の考察
地盤材料に加えて粒度も考慮し分析した場合、どの地盤材料でも Cc、Fc によって E のばらつきの範囲に差が認められた。砂質土では5%＜Fc≦15%のものが、礫質土では15%≦Fc のものが比較的ばらつきが小さい。
また、細粒分が多くなるほど、また、地盤材料の平均的な粒径が小さくなるほど変形係数 E と N 値の関係の係
数 A が大きくなる傾向が見られ(粘性土の Cc＜5%、砂質土の Fc＜5%は除く)、粒度別に細分しても(1)に示した大局的な傾向(礫質土、砂質土、粘性土の順に係数 A が大きくなる)と同様の傾向であった。

15%≦Cc のものでは、E=167～7,018N を示し、多くがE=2000～4000N の範囲内に分布する。
変動係数 CV は、0.55～0.59であり、粘性土のデータに

５. 今後の課題
本報告では各地盤材料でそれぞれ相関が認められたもおける粒度の違いによるばらつきの差は小さい。

のの、データ総数は122と多くはなく、地盤材料ごとのデ② 砂質土の変形係数 E と細粒分含有率 Fc の関係

ータ数に差があるものとなった。粘性土のデータ数は相

砂質土のデータで Fc＜5%のものは1個のみのため分析

対的には多いが、変形係数 E が一般的な関係式によるもできず、5%≦Fc のものと比較しても特筆すべき点は認めのよりも孔内載荷試験結果によるものの方が4倍程度高られなかった。

い値となっており、その妥当性を検証するためにも、よ

5%＜Fc≦15%のものでは、E=316～2,118N を示し、多くり多くのデータを収集し、再検討する必要がある。

が E=400～1,000N の範囲内に分布する。
15%≦Fc のものでは、E=161～3,449N を示し、多くがE=700～2,000N の範囲内に分布する。
変動係数 CV は、0.49～0.59であり、砂質土のデータに《引用・参考文献》
1) 地盤調査の方法と解説（2013）：公益社団法人地盤工学会,p.687

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE07】

地下水の流向流速測定において、ボアホールカメラと食紅を用いて測定した事例
大日本ダイヤコンサルタント株式会社

1. はじめに

〇今村

陽太，遠藤

理, 藤永

優

簡易流向流速測定器の仕様器具を表-1、簡易流向流速

地下水観測井内において、流向流速を測定する際、一測定器を写真-1、概略図を図-2に示す。

般的には熱量法地下水流向流速計を用いる。しかし、熱表-1 使用器具一覧

量法地下水流向流速計には「測定深度 60m 以内・ストレ使用器具一覧

ーナ開孔率が 10％以上 1）」といった条件がある。今回の測定対象箇所はストレーナ開孔率が 10％未満であった。

ボアホールカメラ
コンパス

そこで、食紅とコンパスを主体とした簡易な流向流速測

食紅

サンコー製 ケーブル長 40m 3)
半径 2.0 ㎝のもの-

定器具を孔内に挿入し、食紅の拡散する方向をボアホー

カプセル

水に溶けるもの

備考

ルカメラで撮影することで流向流速を測定した。その結果についてまとめ、報告する。
固定用つまみ2. 一般的な孔内流向流速測定の概要

ボアホールカメラ（1）熱量法地下水流向流速計の概要
孔内流向流速測定の測定方法は、一般的に熱量法地下

コンパス・食紅

水流向流速計を用いて測定することが主流である。熱量
法地下水流向流速計の概要を図-1に示す。

おもり

測定原理は、測定器の中央にあるヒーターが暖められ、地下水の流れにより上流側は温度センサーが冷やされる。同時に下流の温度センサーは温度が上昇するため、

写真-1 簡易流向流速測定器

図-2 先端概略図

温度差の傾向により流向と流速を測定する方法である。
（2）測定方法
簡易流向流速測定器のコンパスを対象深度のストレー
ナ開口部分に設置する。カプセルが溶け、食紅が拡散し始めた時間と、食紅がコンパスの外縁に到着した時間を記録する。半径2.0㎝のコンパスを使用しているため、食紅の拡散時間を計測することによって、流速を求め［センサー部の状況][温度分布例 (左から右)]図-1 流向・流速計測定原理

2)る。また、流向については、コンパスの方位を読むことにより地下水の流れの方向を確認する。

（2）測定条件
熱量法地下水流向流速計には、測定にあたって以下の条件がある。

(3) 測定時の工夫点
流向流速測定を行う際、事前にグルンドフォスを使用

・測定深度60m 以内

し、観測孔内の地下水（対象深度付近）を循環させ、よ・ストレーナ開孔率が10％以上

り鮮明に食紅の拡散状況を観察できるように試みた。

今回の測定対象箇所はストレーナ開孔率が10％未満でまた、簡易流向流速測定器について、ボアホールカメあった。したがって、熱量法地下水流向流速計以外の手ラが調査孔の中心になるようにボアホールカメラにつま法で、流向・流速を計測する。

みを取り付け、孔の中心で測定するようにした。
（写真1、写真-2参照）

3.

簡易な流向流速測定器具について（1）簡易流向流速測定器の概要
井戸の孔内の映像をリアルタイムで確認できるボアホ
ールカメラを用意する。それに、中心に水に溶けるカプ
セルが固定できるように加工したコンパスを取り付ける。カプセルの中に食紅を注入し、ボアホールカメラを
井戸孔内の対象深度まで下ろし、カプセルが水に溶けだし、食紅が拡散する状況をカメラで確認する。

写真-2 つまみ取付無し

写真-3 つまみ取付あり

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
４. 測定結果

測定結果について、流速は概ね0.02㎜/秒～0.05㎜/秒

今回の調査では、中層部を対象に14孔、深層部を対象に4孔の計18孔で観測を行った。

の値となった。また、中層部と深層部において流速に大きな変化等はないことがわかった。

今回観測を行ったうちの1孔について、観測状況、食紅拡散状況を写真-4、写真-5に示す。

また、今回調査した18孔の内の2孔においては、孔内の浮遊物等によって食紅の拡散状況が確認できず、結果を得ることができなかった。
（状況写真を写真-6に示す。
）

食紅拡散開始0分

写真-6 測定不可地点 観測状況

写真-4 観測状況

浮遊物等で、食紅の拡散状況が確認できなかった原因
は、簡易流向流速測定器に、ボアホールカメラが調査孔の中心になるようにつまみを取り付けたことによって、つまみが孔壁に付着していた、ごみ等を削りながら対象深度まで下ろしたため、剥がれた付着物がコンパスの上に堆積したためと考えられる。
食紅拡散 11 分 55 秒

対策として、観測作業をする前に、事前に井戸の孔壁等を洗浄し、付着物を取ったのちに観測することが必要

写真-5 食紅拡散後状況
簡易流向流速測定器を対象深度（16.0m）に設置してから、約8分後に食紅が拡散し始めた。拡散し始めは、じわじわと全体的に広がり、拡散開始から5分ほど経過したころから、次第に NNW 方向に拡散し始め、拡散開始
から11分55秒経過した時に、コンパスの外縁まで、食紅である。

５. まとめストレーナ開孔率が10％未満の地下水観測孔において、食紅とコンパスを主体とした簡易な流向流速測定器
具を孔内に挿入し、食紅の拡散する方向をボアホールカ
メラで撮影することで地下水の流向流速を測定した。結果として、食紅の拡散状況を観察することによって、大が到着した。
結果として、拡散速度は20㎜/715秒≒0.03㎜/秒となり、流向は NNW 方向であった。
以下に、今回観測で得られた結果の一覧表を示す。

まかな流向と流速を把握することができた。
しかし、井戸の孔壁についた付着物や、浮遊物の影響で、食紅の拡散状況が見えず、流向流速を測定できない箇所があった。
食紅の拡散状況を正確に把握するために、

表-2 測定結果 一覧

測定前に井戸内（孔壁）を洗浄し、井戸の中がきれいになった状態で観測する必要がある。
《引用・参考文献》
1) ，2) NPG 日本物理探査株式会社

地質調査手法 熱量法地下水流向流速測定（最終閲覧日2024.5.20）
https://www.nbuturi.co.jp/technology/geology/gw
ater/current/heat.html
3)

サンコー株式会社配管用内視鏡スコープ
premier40M

商品概要（最終閲覧日2024.5.20）

https://www.data.thanko.jp/download/catalog/CA
RPSCA_catalog.pdf

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【FE08】

杭の根入れ深度調査
日本物理探鑛株式会社

〇木村

優太、大垣

泰宏

1. はじめに
近年、地中構造物（本設杭、仮設杭、残置杭、躯体構造物）の下端深度調査に関する需要が高まっている。主な調査対象物は鋼矢板、H 鋼、各種杭、ボックスカルバートなどである。本稿はこのうちフーチング撤去後の既設杭（PC 系杭）を対象とした磁気検層と速度検層についてとりあげ、その事例と作業を行う上での留意点について述べるものである。

2. 調査手法
杭の根入れ深度調査方法は磁気検層と速度検層である。これらの調査方法について表-1に示す。
表-1 杭の根入れ深度調査手法
手法

求めるもの

実質計測時間磁気検層

磁場の強さや変化率

20分

速度検層

杭体と地盤の弾性波速度変化点

30分

図-2 速度検層結果模式図(3) 実際の作業手順
現場における作業状況を下記に示す（図-3参照）。

(1) 磁気検層
磁気検層は調査対象物が磁性体であることに着目し、その磁場の強さや変化率を測定して杭下端の根入れ深度を求める手法である。図-1は磁気検層で取得されるモデル波形である。杭の根入れ深度を求めるときは、まず磁気ピークを読①

杭頭付近の状況把握
フーチング撤去時に、杭位置、杭天端深さ、杭径、水位、鉄筋有無、などを入念に確認する。
②

調査孔の準備
状況確認後、
杭頭直近に保孔管をセットして埋め戻す。

保孔管直下のガラなどは丁寧に取り除いておく。

み取って磁極③深度とする。一削孔～調査孔設置
保孔管を引き抜き、ボーリングマシンを用いて所定深般的に磁極深度まで削孔する。
塩ビパイプを立て込んで調査孔とする。

度は杭の下端④深度に合致し磁気検層測定磁気検層を行って、杭の根入れ深度を求める。

ないから、その⑤

磁極深度に実速度検層準備
杭天端を露出させ、研磨具等を用いて整形する。受振験等で求めた器挿入、トリガスイッチの確認、湧水対策、計測孔内の値か推定値を

水位回復を済ませて、計測環境が整うのを待つ。

深度方向に加⑥

算して根入れ

速度検層測定～片づけ受振器をセットして杭打撃時の走時を観測する。計測

深度とする。
図-1 磁気検層波形記録の模式図

後孔内を閉塞して作業終了とする。

(2) 速度検層
速度検層は、杭体と地盤の弾性波速度差に着目して杭の根入れ深度を求める手法である。
調査は、杭の近傍に設置した調査孔内に受振器(12連)をセットし、杭頭を打撃して行う。受振した時間を走時曲線上にプロットし、その速度勾配変化点を求めればよい（図-2参照）。

図-3 測定状況

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
3. 結果事例

4. 調査における留意点

図-4、図-5は磁気検層と速度検層の実際に得られた結果の一例である。杭下端部の磁気反応（測定機器からの本調査手法における留意点を下記に示す。
①

磁気検層

深度10.5m 付近）が明瞭に認められ、走時曲線の折れ点

磁気検層は磁性体を対象に取り扱う調査手法である。

深度（深度10m～11m 付近）と一致することがわかる。

磁化している対象物に対しては非常に有利な調査手法と言えるが、一部の無筋杭や柱状地盤改良杭のような非磁化杭には適用できない。また、配筋密度が小さい、もし
くは細い芯材を使用しているような杭体では明瞭な磁気反応が求められないことが多い。よって、杭の信号強度を増すために調査孔は杭の直近に設ける。
②

速度検層
弾性波を扱う業務は信号以外のノイズをいかに排除するかが重要といえる。現場によっては重機等が停止する
お昼の休憩時に作業時間帯を合わせるなどの工夫が必要である。
図-4 磁気検層結果図例（PC 杭）

杭の頭出し時にも留意が必要である。フーチング撤去
時に杭自体を損傷させてしまうと起振時の振動が明瞭に

磁気検層は速度検層に先行して実施するため、根入れ
深度は予想可能である。速度検層では多チャンネル受振

伝わらないことがある。よって可能な限りその場に臨場しておきたい。

器を使用しているから、その予測した深度付近に複数の杭頭が地下水位より低い時は、杭頭が水没するため起チャンネルをセットすれば、観測モニター画面上で折れ振作業に苦労する。排水のため水中ポンプを用いざるを点が確認できる。そして、杭の支持層となりうるような得ないが、打撃時には一度停止させなくてはならない。

砂～砂礫層の出現深度は掘削時に把握できている。

作業床も悪条件となることが多く、事前確認と準備が必

つまり、速度検層の時点では、「磁気検層結果の確認」
、

要となる。

という作業となる。このように、3つの情報に裏付けられ磁気検層の結果と異なる可能性があることを予測してた報告を行うこととなるから、精度は確実性を増す。

おく必要がある。有筋杭と無筋杭の継ぎ杭である。既往
柱状図、地盤図、設計当時の資料なども考慮してデータ整理を行う必要がある。

5. まとめPC 系杭の根入れ深度調査事例として磁気検層と速度検層を取り上げ、結果ならびに留意点について述べた。
磁気検層と速度検層を併用し、両者の結果を確認すれば、結果の品質と信頼性は増す。
現場作業は情報収集と状況把握が重要である。
杭頭の状態、杭頭の深さ、地下水、杭種、測定環境、掘削時に得られる土層情報。
これらの情報を整理して正しい結果を導けるように工夫をすることが技術者としての責務であると考える。
最後に。安全作業が行えるように作業床の整備を行う
ことも忘れてはならない。筆者は、杭頭確認後の埋め戻し時にセメントを持ち込み、鍬とスコップを用いて簡単な表層改良を行うようにしている。削孔時にボーリング
マシンが傾くようなことがあってはならないからである。現場状況を把握し、安全に最大限の配慮をする。良図-5 速度検層波形記録

好な調査結果を得るためには、安全作業は欠かせないことを明記して、本稿の結びとする。