全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO10】

DTH-SPT の試験的運用
川崎地質株式会社

1. はじめに〇竹内翔，三上啓太，井上 駿（2）落錘機構について

近年の洋上風力発電事業におけるボーリング調査は，

SPT ユニット内部のハンマー上部には，プッシュロッモノパイル式と呼ばれる杭基礎の風車建設に向けて行わドが接続されており，接続したワイヤーを引き上げるこれているものが多い．しかし今後は，より沖合での浮体とでハンマーを落下させることが可能である．ハンマー式洋上風車の導入が増加し，それに向け櫓上から 200m 以が落下し，アンビルを打撃することで，下部の SPT サン

深の地層を対象とする長尺の掘削となることが予想されプラー直下の地盤を打撃することができる．

る．調査で実施される標準貫入試験（(JIS A 12192013)Standard Penetration test，SPT）は，トッププッ

3. 試験方法

シュ型の自動落下装置を用いるため，孔壁との摩擦など

DTH-SPT の試験には，図-2に示す通り，エアーウィンの様々な要因により，打撃エネルギーが孔底到達前に減チ，コンプレッサーなど大きく5種類の機材を使用した．

衰している可能性がある．その結果，N 値の精度が低下

標準貫入試験を行う1サイクルの手順を，図-3に示す．

し，支持層や工学的基盤の評価に影響を及ぼす恐れがある 1）．

ワイヤー

今回は長尺のボーリング調査において，エネルギー減衰の問題を解決し得る，孔底打撃型のダウン・ザ・ホー

ワイヤークリップロープ
エアーウィンチ

・使用機材
1．DTH-SPT

ル SPT（DTH-SPT）を試験的に運用した結果について紹介

2．コンプレッサーする．

3．エアーウィンチ
DTH-SPT

2. DTH-SPT について

4．ワイヤークリップ
5．ボーリングマシン

図-1に示す通り，機器本体はロッドではなくワイヤー
図-2 作業イメージ図と主な使用機材を介して昇降させ，孔底で打撃を行うことができる．機器が持つ特徴とそのメカニズムについて下記の2項目で示す．

➀ ロータリー式ボーリングマシンによる掘進・オールケーシングでの掘進により孔壁を保護．

・ワイヤー
ハンマー・SPT ユニット
アンビル

・SPT サンプラー

プッシュロッドを引き抜きハンマーが半➁ DTH-SPT の孔口へのセット
・専用バンドを用いてプッシュロッド引き抜きの防止．
・クレーンでの孔口への誘導．
・クレーンのワイヤーとエアーウィンチのワイヤーを入れ替えプッシュロッドを引き抜き，孔口で打撃．
➂ DTH-SPT の孔底への降下・専用バンドの取り外し，孔底到達後にプッシュロッドを収納．
・貫入間隔の目印をワイヤーにつける．

自動落下

図-1 DTH-SPT の内部構造と落錘原理2)（1）内部構造➃ 試験実施・ボーリングマシンのロープをワイヤークリップでワイヤーに接続．
・プッシュロッドを引きあげて半自動落下．

DTH-SPT は，ワイヤーラインによって実施する試験である．機器本体の構造としては，SPT ユニット，SPT サン
プラーの大きく2つの部品から構成される．SPT ユニットにはハンマーが内蔵されており，内部は防水となってい➄ DTH-SPT の引き上げ・孔口まで巻き上げ後専用バンドを接続．
・プッシュロッドの収納後，サンプラー回収．

るため，ハンマーを気中で自由落下させることができる．

図-3 作業工程

下部の SPT サンプラーは，孔底地盤の N 値の測定と土質4. 結果試料採取の役割を担っている．

（1）SPＴと DTH-SPT の N 値比較結果

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
試験孔の特徴として機器類の破損や作業員の怪我のリスクが増加する．

は，表層にロームや有機④貫入量の確認について物を含む盛土が堆積し，エアーウィンチで DTH-SPT を孔底まで降下させた際，盛土以深は粘性土と砂質ワイヤーに印をつけ貫入量の確認を行ったが，この作業土の互層が続くような土についても毎試験ごとに行うため作業に時間を要する．

層が見られた（図-4）．

これらの結果を踏まえ，5節（2）では，作業効率の向今回 DTH-SPT により取上と，DTH-SPT 本体の改善点を列挙する．

得した N 値を，既存調査

5. まとめ孔の SPT により取得した N（1）N 値の考察

値と比較するため，式-1

今回の DTH-SPT による試験深度は，約13m までと浅層から N 値の増減の割合をでのデータ採取になったが，既存調査孔と近似的な傾向算出した．

を持つデータが得られた．
今後は DTH-SPT の改良と共に，2 孔の N 値を比較した
結果， DTH-SPT で取得

図-4 SPT と DTH-SPT

した N 値が SPT に比べ，の N 値深度分布

N 値を比較することで，より高精度な N 値を取得し，洋上風力発電事業における長尺のボーリング調査におい全体で約 16.5％高い傾て，1つの提案材料として活用できると考えられる．

向にあった．
RN＝（N2−N1）/（N2+N1）

運用実績を伸ばしデータ量を蓄積し，SPT と DTH-SPT の・・・式-1

ここで，RN：2 孔の N 値増減の割合
N1：SPT で採取した N 値の総計
N2：DTH-SPT で取得した N 値の総計

（2）運用上の問題点について実際に作業を行うことで運用上での問題点を把握し，（2）運用上の改善案
4 節（2）で記述した問題点の改善方法を提案する．
①SPT サンプラーのアダプターについて国内規格のものと同様ボールを内蔵した SPT サンプラーへの改良を行うなど，付属する細かい部品を，利便性を考慮したものに作り替えることで，部品の破損による大きく4つの点に着目した．

手間を排除する．

①SPT サンプラーのアダプターについて②専用バンドのピン差込口について

SPT サンプラーのアダプターにゴムバンドが付随して専用バンドのピン差込口の孔を拡張することで，プッおり，サンプラー内の試料落下を防止する，逆止弁としシュロッドを完全に押し込んだ状態でのピンによる固定ての役割を果たしている．試験実施時にこのゴムバンドを可能にする必要がある．

が破れる事態が度々発生した．こういった細かい機器ト③DTH-SPT の危険性

ラブルが，作業に時間を要する要因の1つである．
②専用バンドのピン差込口についてワイヤーではなくロッドを用いることで，ロッドを半回転させ孔底でプッシュロッドの昇降，固定を行い，孔専用バンドは，写真-1の通り，ピンでプッシュロッド口での打撃作業を無くすなど，ワイヤーライン以外でのの上部と SPT ユニットを固定するものだが，プッシュロ

DTH-SPT の運用方法も考えられる．このように危険作業ッドを数㎜引き抜いた状態でのみ差込口にピンが通過すを排除するために作業手順と使用機材を再検討する余地る構造になっているため，エアーウィンチでの細かな引がある．

き抜きの調整が必要である．

④貫入量の確認について

プッシュロッド引き抜き防止ピン貫入量の確認については，ワイヤーカウンター等を利用することで，簡易的に貫入量を確認できるようにする．
①～④で述べたように DTH-SPT 本体，周辺機器の改良を図ることで作業効率と安全性を確保し，今後の洋上風力発電事業におけるボーリング調査において，より沖合の長尺孔での実用化が可能と考えられる．

専用バンド

写真-1 DTH-SPT の専用バンド接続状況③DTH-SPT の危険性
DTH-SPT は，総重量約200㎏と重いため，運搬等作業工《引用・参考文献》
1） 一社）関東地質調査業協会：我が国における標準貫入試験の利用実態と留意点，pp1-11，2021
2）DTH-Down The Nordmeyer，（最終閲覧日 2024.5.28）

程ごとに時間を要し危険度も大きい．孔口への DTH-SPT

http://www.nordmeyer.nl/membersonly/SPT

セット時も，地上で打撃を行うため，仮設足場やその他

english.pdf

さまざまな機器にも負担を強いることとなる．そのため