技術ノート ● ● ●ＳＨ型貫入試験（表層構造調査用簡易貫入試験）

図-1 SH型貫入試験機概要
データロガー
読み取りガイドリング
引抜きヘッド2kg重錘3kg重錘
ノッキングヘッド

綱木 亮介
つなき りょうすけ（一財）砂防・地すべり技術センター
斜面保全部 部長

目盛り付ガイドポール

藤川 富夫
ふじかわ とみお

表土層調査技術研究会 副会長

貫入ロッド

貫入コーン
支持プレート１．はじめに近年、地震や台風などの自然災害の規模が大型化しつつあります。一方、我が国は、国土の大半が山地及び台地で構成され、土地利用の範囲が山麓部分や河川近くにまで拡大せざるを得ない状況で、毎年発生する台風や豪雨に伴う土砂災害や水害により、多大な被害をうける環境下にあります。
本年6月に国交省水管理・国土保全局から「河川砂防技術基準（調査編）」の改訂版が公開されました。

写真-1 着脱式重錘 従来型（5Kg）を３Kgと２Kgに分割
下部を長くした指掛け持ち上げ式に改良して指つめを防止その中に斜面の崩壊の位置、規模や表層部の弱層を調査する方法として表層構造調査用の簡易貫入試験とい防学会賞「砂防技術賞」を受賞しました。

う目新しいサウンディング手法が紹介されています。
これに該当するのが本稿で紹介するSH型貫入試験で２．試験方法と試験機についてす。「SH型貫入試験」は、従来の調査方法では困難でSH型貫入試験は、打撃用重錘は3kgと2kgに分解であった地盤の表層部とくに上層の軟らかい地層状況をきるタイプのため、Ｎ値10以下の軟弱層を詳細に把握詳細に調査し、斜面などの土層状況を立体的に把握すすることが可能となりました。貫入コーンを最初軟らるために開発された技術です。この試験法の特長は①

かい土層を3kgの打撃力で貫入させ、硬くなってきた2kgと3kgに分離することが可能な5kgの重錘を50cmら2kgを追加して5kgの打撃力で貫入させることで、の高さから自由落下させることと、②1打撃ごとの先表層部の微細な構造を把握します。

端コーン貫入量を小型のデータロガーに自動記録する

2つの重錘が完全に一体化しないと5kgのエネルギことで、一打撃毎の貫入抵抗Nd/drop値をパソコンでーがコーンに伝わらないため、この2つの重睡は嵌合算出する方法によって、精度の大幅な向上と人為的ミ合体方式となっています。試験機は貫入部であるロッスを排除していることにあります。その適用範囲は、

ドと打撃用重睡、それを支持するガイドポール、およ

急傾斜地の斜面調査から堤防の変状部調査、地中空洞び貫入量を自動記録するデータロガーから構成されて調査など多分野に広がりつつあります。

います 図- 1 。試験深度は5ｍ程度までとしています。

福井市で開催された砂防学会において、平成19年度砂18 sabo vol.113 Jan.2013

試験する位置を決めたら、貫入ロッドを鉛直に立て、

図-2 SH型貫入試験の方法

図-3 試験結果のグラフ例
液晶画面表示例

貫入量（D）

打撃深（T）

0
打撃数（C）

010

Nd/drop20304050

Pt番号

深度（cm）

100

1打撃あたり貫入量4㎜未満（3.9㎜以下）の状態が10回程度続いたら、打撃を続けずに測定を一時 停止して重錘を追加します。
2Kg重錐

200

300

3Kg重錐400
表-1 データロガー仕様

写真-2 データロガー

写真-3 専用ソフトによる自動図化

表-2 ＳＨ型貫入試験の特長

測定方法

3kgと、5kgの重錘（2kgの重錘を追加）を50cmの高さから落下させ、１打撃ごとの貫入量を自動記録しNd/drop値を求める。

取扱い

3kgの重錘を使用し、軽量で調査の肉体的負担が少ない。
また指つめの防止対策を講じており安全に調査することが可能である。

記録方法

データロガーにより１打撃ごとの貫入量を0.1mmの精度で自動記録できる。
人為的ミスがなく正確で客観的なデータが得られる。

Ｎ値換算

１打撃ごとにN値に換算することが可能である。
Ｎ値10以下で最小Nd/drop値：Ｎ値＝１：１

データロガーを上部にセットした後3kg重錘を50cm持動記録できるデータロガーによって、人的なエラーをち上げ自由落下させて先端コーンを貫入させていきま排除すると共に高精度な読み取りで作業効率の向上がす。このときデータロガーは1打撃毎の貫入量を自動的はかられています 写真- 2 、 表- 1 。に記録します 図- 2 。また、従来の簡易貫入試験機で起また測定ノイズ等を自動で補正できるグラフソフト

きやすかった指つめ事故を防止するためにSH型貫入試を開発し 写真- 3 、資料整理の大幅な省力化がはかられ、験機の重錘部には把持部があり安全性も高められてい従来の簡易動的コーン貫入試験に較べてトータルコスます 写真-1 。1打撃毎のデータを0.1ｍｍの高精度で自トが低減できます。 表- 2 に以上のようなSH型貫入試

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図-4 3kg打撃と5kg打撃の関係

図-5 標準貫入試験（Ｎ値）とNd/drop値の比較例
N値

No.3-C3
Nd/dropNo.7-C3
Nd/drop

Nd/drop
0.5Nd’/drop

験の特長を整理しました。
現地試験の結果はパソコンにデータロガーを接続することで1打撃毎の連続グラフとして図化されます。
このグラフを見ることで、軟弱部や礫の存在状況が詳細に判別することが可能です 図- 3 。

No.2-C3
Nd/drop

Nd/drop
0.5Nd’/drop

Nd/drop
0.5Nd’/dropに換算して一本の連続グラフとして図化しますが線の色を変えて3kgと5kgの違いが分るようになっています。
従来型の簡易動的コーン貫入試験では、急傾斜地で実施した調査から地層の種類と硬軟に関わらず、Nd=（1～3）Nの関係がほぼ適用できることが示されて３．試験結果の整理とＮ値との相関います。SH型貫入試験の場合には、標準貫入試験併

1打撃ごとの貫入深さから貫入抵抗Nd/drop値は以用のボーリング調査結果と対比した結果、表層のNd/下のように算出されます。なお試験開始時に自重沈下

drop<10の柔らかな土層では、Nd/drop値が最小とながあった場合にはその分の貫入深さで補正されます。

る深度での貫入抵抗値（：（Nd/drop）minと表現）は、

１）Nd/drop値（Nd/drop）min≒Nの関係がほぼ成立することがわか

Nd/drop値とは、質量5kgのハンマーを500±10mmっています 図- 5 。ただし確認・精査するためには、調の高さから自由落下させ、コーンを100mm貫入させ査地において標準貫入試験を行った箇所の直近でSHるのに要する打撃回数です。この試験では次式を用い貫入試験を行い対比することが推奨されます。て1打撃ごとにNd/drop値を求めています。
２）Nd'/drop値

４．ソイルコアサンプラーによる試料採取

Nd'/drop値とは、質量3kgのハンマーを500±10mmSH型貫入試験の特徴の一つとして、試験箇所の地の高さから自由落下させ、コーンを100mm貫入させ中の土を直接目視確認するために、ソイルコアサンプ

るのに要する打撃回数です。この試験では次式を用いラーが準備されています。土試料採取は、Nd/drop値て1打撃ごとにNd’/drop値を求めています。と土層状況の関係を把握する上で有効です。特に設計

３）Nd/drop値とNd’/drop値の関係を行う際、粘性土か砂質土かを判断する根拠となる

Nd/dropとNd’/dropとの関係は次式が示されています 図-4 。
グラフとして出力する場合は、Nd’/dropをNd/drop

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ため、代表的な試験箇所で、Nd/drop<10までの区間（または深さ2mまで）、SHソイルコアサンプラーによる試料採取を推奨しています。サンプラーによる試の研究を含めて整理・検討した結果、急傾斜地崩壊では地質によらず、すべり面のNd/drop値は10程度であり、Nd/drop値が20以上の層は崩れずに斜面上に残っていると報告しています。また、土層をNd/drop値によってⅠ層～Ⅳ層の4層に区分し、どの土層境界で崩壊が発生したかを判定する方法を示しました。これにより、Nd/drop値の深度方向の分布状況による表層崩写真-4 ソイルコアサンプラーによる試料採取

壊すべり面の推定を行うことが出来ます 図- 6 。また表層崩壊が予想される場所でSH型貫入試験を実施することで、崩壊土層厚を的確に把握して合理的な待ち受けよう壁の設計が可能となります。

図-6 土層断面図とすべり面の推定

他にも、花崗岩地帯の道路法面での崩壊対策工事において、崩壊法面と残存法面で面的なSH型貫入試験を行い、Nd≦10の地層が崩壊したというデータが得られています。
その対策として、Nd≦10の地層が分布する法面、即ち、対策工が必要不可欠な範囲に対してのみ、鉄筋挿入工＋吹付法枠工を計画し、施工が行われました。
２）その他の適用分野
SH貫入試験の特長を活かすことで、河川堤防内の空洞や弱部の存在や広がりなどの変状調査をすることが可能です。また、道路の陥没箇所の原因調査にも使用されています。その他昨年3月11日に発生した東北地方大地震の時には浦安の液状化した地域で試験を行い、深度5mまでの範囲で地震後も変わらずに強度が低いことから再液状化の可能性等が把握できました。

料採取の方法は、SH型貫入試験での貫入コーンをφおわりに20mm、L=250mmのSHソイルコアサンプラーに付け

これまで標準貫入試験などでは分らなかった表層部替え、3kgハンマーで打撃し、20cmごとに土層のサンのN値や状況がより正確に分るようになり、急傾斜地プルを採取します。地山と採取試料の縁切りはノッキの調査や自然斜面の対策設計がより効率的に進めるこ

ングブロックの穴へ引き抜き棒を差し込み回転させるとができます。調査孔が径25mmと小さいことで堤体ことで行います。サンプル採取状況を標尺と並べる形に影響を与えることなく堤防内の変状調査もできます

で写真撮影した後、土質や色調等を確認して土層図にので、現場での活用を期待します。

し、各土層を代表するサンプルを標本瓶に収納します
写真-4 。

５．適用分野１）表層崩壊すべり面の推定
国土技術政策総合研究所の小山内らは、6地区のがけ崩れ発生斜面での70点に及ぶSH貫入試験で崩壊地内外の貫入抵抗値（Nd/drop）を測定し、結果を既存

参考引用文献★
「簡易貫入試験を用いた崩壊の恐れのある層厚推定に関する研究（小山内ら）」
国土技術政策総合研究所資料第261号★
」
平成「斜面の表層構造調査用の簡易貫入試験機について（吉松ら）
14年度砂防学会研究発表会概要集「ＳＨ型貫入試験による自然斜面調査★
（吉村ら）」平成24年度砂防学会研究発表会概要集

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