JP2004257192A

JP2004257192A - 地盤強度の測定装置

Info

Publication number: JP2004257192A
Application number: JP2003051686A
Authority: JP
Inventors: Narifumi Fujiwara; 藤原斉郁; Yukio Shiba; 志波由紀夫; Shunsuke Kawai; 川井俊介
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】地盤強度の測定に多くの時間を要しない、地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】移動車輌７０に取り付け可能なフレーム１０と、地盤に貫入される貫入ピストン３０と、前記貫入ピストン３０を地中へ貫入させる載荷手段４０と、前記貫入ピストン３０に負荷した荷重量を測定する荷重計５０と、前記貫入ピストン３０の地盤への貫入量を検出する変位計６０と、からなり、前記貫入ピストン３０、前記載荷手段４０、前記荷重計５０および変位計６０を前記フレーム１０に配置して一体に構成し、前記貫入ピストン３０を深さに応じて貫入可能に構成したことを特徴とする、地盤強度の測定装置１０である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤強度の測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築工事では、地盤の構成状況や強度データを得るために、さまざまな地盤調査法による調査を行う。
その一つに貫入試験があり、この試験では貫入ロッドを地盤に貫入させて地盤調査を行う。中でも路床土支持力比試験として、主に道路の路床、路盤地盤の支持力を確認するために考えられた貫入試験の一種として、ＣＢＲ試験がある。
これは、道路の基層として代表的な切込み砕石による地盤に対して、直径５ｃｍのピストンを貫入させたときの所定貫入深さに対する荷重を基準とし、試験対象となる地盤の所定貫入深さに対する荷重が、何％であるかを求める試験方法である。この示された割合（％）をＣＢＲ値といい、路床および路盤の強度・支持力特性の指標として使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の地盤強度の測定装置にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞このような試験を行う場合、測定装置を任意の測定箇所に配置した後、測定時にかかる反力により測定装置が浮き上がるのを防止するため、測定装置の上部へ重機などを位置させて固定し、浮き上がりを防止しつつ測定を行っていた。
そのため、この測定には時間がかかり、不経済であった。
＜ロ＞またひとつの現場において、数カ所で測定を行う場合、一台の測定装置を各測定箇所に移動、設置、固定して測定を行うが、ただでさえ一箇所で測定時間がかかる上、多数の作業員が必要となる本測定方法にあっては、さらに作業効率は悪くなり、また施工コストも非常に高くつく。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、地盤強度の測定に極力時間がかからない、経済的な地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
また、多くの人手を要しない地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
さらに、測定が効率良く行え、計測コストも低廉で済む地盤強度の測定装置を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の地盤強度の測定装置は、移動車輌に取り付け可能なフレームと、地盤に貫入される貫入ピストンと、前記貫入ピストンを地中へ貫入させる載荷手段と、前記貫入ピストンに負荷した荷重量を測定する荷重計と、前記貫入ピストンの地盤への貫入量を検出する変位計と、からなり、前記貫入ピストン、前記載荷手段、前記荷重計および変位計を前記フレームに配置して一体に構成し、前記貫入ピストンを貫入深さに応じて貫入可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞全体の構成
本発明の地盤強度の測定装置１０は、図１に示すように、移動車輌７０に取り付け可能なフレーム２０と、地盤に貫入される貫入ピストン３０と、貫入ピストン３０を地中へ貫入させる載荷手段４０と、貫入ピストン３０に負荷した荷重量を測定する荷重計５０と、貫入ピストン３０の地盤への貫入量を検出する変位計６０と、からなり、貫入ピストン３０、載荷手段４０、荷重計５０および変位計６０をフレーム２０内に配置して、一体に構成する。
フレーム２０と各部材３０、４０、５０、６０とは一体に構成してあれば、たとえばそれぞれ脱着可能にしてもよい。かかる場合、各部材３０、４０、５０、６０の交換、点検などが容易となる。
貫入ピストン３０は上下方向に配設され、載荷手段４０によって下方へ押し出し可能に構成する。
【０００８】
ここで、移動車輌７０とは被調査地盤上を自由に走行でき、測定装置１０を搭載可能な車輌である。移動車輌７０には、たとえばバックホウ７０ａなどのショベル系掘削機、ブレドーザーなどの運搬系車輌等が利用できる。また、測定装置１０を搭載可能な専用車輌７０ｂを準備してもよい。
なお、各構成部材３０、４０、５０、６０は、必ずしもフレーム２０の内部に収納されている必要はなく、たとえば変位計６０、荷重計５０をフレーム２０の外側に配設してもよい。
また、各構成部材３０、４０、５０、６０に代替し、公知のＣＢＲ試験装置をフレーム２０に取り付けて、本測定装置１０としてもよい。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。
【０００９】
＜ロ＞フレーム（図１）
フレーム２０は、後述する貫入ピストン３０、載荷手段４０、荷重計５０および変位計６０などをフレーム２０自体に配設して、各構成部材３０、４０、５０、６０を一体に構成するものである。
フレーム２０の形状は、特に限定されないが、たとえば棒体でボックス状に構築した枠体の壁面に板材を配置して構成し、壁面に各部材３０、４０、５０、６０を配置してもよい。かかる場合、フレーム２０の内部から貫入ピストン３０が、フレーム２０から突出可能なように底板には孔２２を設ける。またこの底板には、貫入ピストン３０の地盤への貫入量の起点として、鍔部２３を設ける。
フレーム２０は、少なくとも各構成部材３０、４０、５０、６０を配設でき、また移動に耐え得る強固な構造とする。
【００１０】
フレーム２０には、任意の移動車輌７０に取り付け可能な接続部２１、２１を設ける。接続部２１は、フレーム２０の何れの面に配設しても良いが、フレーム２０の上面に設ければ、移動車輌７０を上部に位置させるだけで簡単に取り合うことができ、移動車輌７０の自重を反力の抵抗として用いることができる。
接続部２１は、測定装置１０を吊り下げ可能な構造で、地盤から受ける反力を移動車輌７０に伝播し得る構造であれば、特に制約は受けない。接続部２１には、たとえば孔を穿設した厚鋼板などが利用できる。
なお、フレーム２０は上記形状に限定されない。
【００１１】
＜ハ＞貫入ピストン（図１）
貫入ピストン３０は、フレーム２０より突出して、地盤に貫入される部材あって、たとえば円柱形状に構成する。
貫入ピストン３０の下部周辺には、荷重板３１が配置される。
【００１２】
＜ニ＞載荷手段（図１）
載荷手段４０は、貫入ピストン３０に荷重を加えて、貫入ピストン３０を地盤に貫入させる装置である。
載荷手段４０には、たとえば油圧式ジャッキなどが使用できる。この場合、油圧式ジャッキの伸張部の先端に貫入ピストン３０を配置すれば、ジャッキの伸張によって貫入ピストン３０に荷重が加わり、貫入ピストン３０は移動する。
【００１３】
＜ホ＞荷重計（図１）
荷重計５０は、載荷手段４０が貫入ピストン３０に負荷する荷重を測定する測定器であって、公知の測定計が使用できる。
荷重計５０は、たとえば測定部と読取り部とから構成して、測定部で検出された値を、信号としてフレーム２０の外部に配置した読取り部へと送信し、外部で読み取れる形態としてもよい。
【００１４】
＜ヘ＞変位計（図１）
変位計６０は、貫入ピストン３０が地盤へ貫入した沈下量を測定する測定器である。
変位計も荷重計５０と同様、測定部と読み取り部とを別々に構成しても良い。
なお、変位計６０は上記形態に限定されず、貫入ピストン３０の地盤への貫入量が測定できるものであれば、形態は特に問わない。
【００１５】
【実施例１】
つぎに、測定装置１０の使用方法について、図２を参照しながら説明する。
【００１６】
＜イ＞準備
測定装置１０は、図１のように各構成部材３０、４０、５０、６０をあらかじめ一体に組みたてて施工現場に搬入する。
測定装置１０をバックホウ７０ａに取り付ける。取り付けは、バックホウ７０ａのバケットを取り外し、アーム７１先端と測定装置１０の上部に配置した接続部２１、２１とを接続して行う。
【００１７】
＜ロ＞測定装置の設置
アーム７１を屈折させて測定装置１０を持ち上げ、バックホウ７０ａを走行し、測定装置１０を運搬する。
被調査部分に到達したら走行を停止して、測定装置１０をゆっくりと地盤面に載置する。このとき、地盤の調査部分の直径３０ｃｍ辺りは平らに均す。
その後、荷重板３１を地盤面に置き、測定装置１０の載荷手段４０をゆっくりと伸張して、貫入ピストン３０を測定地面に当接させる。
なお、アーム７１は測定装置１０に取り付けたままの状態で、以後の試験も行う。
【００１８】
＜ハ＞試験の実施
貫入ピストン３０を試験面に当接させた後、測定面に充分に当接させるよう、たとえば０．０５（ＫＮ）以下の荷重を加える。
この時の荷重計５０および変位計６０の値を読み取り、初期値とする。
【００１９】
次に、載荷手段４０を伸張して地盤に荷重を加えてゆき、貫入ピストン３０を１ｍｍ／ｓの速さで貫入させる。
貫入量０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、４．０、５．０、７．５、１０．０、１２．５（ｍｍ）時の荷重計５０の測定値を読み取り、記録する。
但し、貫入量が１２．５ｍｍに達する前に荷重計５０の読み値が最大に達した時は、その時の貫入量と荷重計５０の読みを記録する。
【００２０】
貫入ピストン３０を地盤に貫入すると、測定装置１０には貫入ピストン３０を介して反力が及ぶ。測定装置１０はこの反力によって、浮き上がろうとするが、装置１０の上部にはアーム７１が配されており、移動が拘束されているため、貫入ピストン３０の貫入深さに応じた荷重を負荷することができ、また反力に対しても充分に抵抗し得る。
ここで、貫入ピストン３０の貫入動作、変位計６０の読み取り、荷重計５０の読み取りなど一連の動作を、一箇所で集中管理し、該動作を信号で以って自動化すれば、さらに測定はスムーズに行える。
【００２１】
＜ニ＞移動および測定
測定が終わった後、貫入ピストン３０をフレーム２０内に引き戻し、測定装置１０を他の場所へ移動する。
測定装置１０はアーム７１を介して持ち上げ、バックホウ７０ａを走行して移動させる。
バックホウ７０ａの場合、ブーム・アームなどを屈折リンク式の油圧で操作できるので、測定装置１０の持ち上げ、設置を簡単に行うことができ、また、旋回も移動も独立して容易にできるため、狭い所の測定にも最適である。
【００２２】
他の測定地点へ測定装置１０を運搬した後、上記と同様にして再度測定を行う。
貫入測定の終了後、ピストンの貫入部付近の試料を採取して、含水比を求める。
そして、試験した地盤の所定貫入深さに対する荷重が、基準値の何％であるかを求める。
なお、上記の試験方法はＣＢＲ値を求める一例であって、必要に応じて貫入深さと荷重との関係から地盤の強さを評価することができる。
【００２３】
【実施例２】
以上は、バックホウ７０ａのアーム７１先端部に測定装置１０を取り付け、地盤の強度測定を行う形態であるが、測定装置１０は移動車輌７０の下部に取り付けてもよい。
たとえば、移動車輌７０の走行手段が、履板を左右に配置する履帯式である場合、両履板の間の車輌底面に取り付けても良い（図３）。この場合、移動車輌７０の走行に支障がないように、測定装置１０と地盤面との間には、一定の空隙を設けて配置する。しかし、測定装置１０は測定時に地盤面に当接させる必要がある。そこで、測定装置１０をジャッキ７３などの伸縮自在な部材を介して移動車輌７０に懸架することにより、その伸縮によって測定装置１０を簡単に地盤へ設置できる。
【００２４】
【実施例３】
また、移動車輌１０には重機を用いるのみならず、駆動手段を備えた専用車輌７０ｂを準備してもよい（図４）。専用車輌７０ｂは、測定時における反力に対して抵抗可能に構成し、貫入ピストン３０の貫入深さに応じて荷重を負荷できるようにする。
移動車輌７０ｂには、たとえば４本の車輪７１、７１・・と、各車輪７１から略垂直に立ち上げた立上部７２ａと、各立上部７２ａ、７２ａ・・の先端部を水平に連結した水平部７２ｂとからなる懸架フレーム７２とから構成できる。
水平部７２ｂの高さは、測定装置１０の高さより少し高めに設定し、水平部７２ｂに測定装置１０を懸架して走行可能に構成する（図４（ａ））。このとき、水平部７２ｂへの取り付けは、ジャッキ７３、７３を介して取り合う。これによって、測定装置１０はジャッキ７３、７３を伸張するだけで、簡単に地盤へ当接させることができる（図４（ｂ））。
なお、移動車輌１０の走行手段は、手動でも、遠隔操作による自動走行であっても、はたまた別車輌による牽引走行であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の地盤強度の測定装置は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、移動車輌に取り付け可能なフレームと、先端に荷重板を取り付けた貫入ピストンと、貫入ピストンを貫入させる載荷手段と、載荷重量を測定する荷重計と、貫入ピストンの貫入量と検出する変位計とからなり、各構成部材をフレームに配置して、一体化した測定装置である。
このため、測定装置は移動車輌に容易に取り付けることができ、貫入ピストンの所要の深さに応じて荷重を負荷することができる。その結果、測定までの準備が簡単になり、時間の短縮を図ることができる。
＜ロ＞測定装置の移動、設置など、全て移動車輌で以って行えるため、人手が少なくてすみ、経済的である。
＜ハ＞また、測定にかかる時間が短いから、地盤の締固め等の施工と並行して測定を行っても施工工程に影響を及ぼすことはない。このため、施工と並行して測定を行うことで、無駄に多くの回数、締め固めを行う必要はなくなり、施工の合理化へと繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地盤強度の測定装置の実施例の説明図。
【図２】地盤強度の測定装置の実施例１の説明図。
【図３】地盤強度の測定装置の実施例２の説明図。
【図４】地盤強度の測定装置の実施例３の説明図。
【符号の説明】
１０・・測定装置
２０・・フレーム
２１・・接続部
２２・・孔
２３・・鍔部
３０・・貫入ピストン
３１・・荷重板
４０・・載荷手段
５０・・荷重計
６０・・変位計
７０・・移動車輌

Claims

移動車輌に取り付け可能なフレームと、
地盤に貫入される貫入ピストンと、
前記貫入ピストンを地中へ貫入させる載荷手段と、
前記貫入ピストンに負荷した荷重量を測定する荷重計と、
前記貫入ピストンの地盤への貫入量を検出する変位計と、からなり、
前記貫入ピストン、前記載荷手段、前記荷重計および変位計を前記フレームに配置して一体に構成し、
前記貫入ピストンを貫入深さに応じて貫入可能に構成したことを特徴とする、
地盤強度の測定装置。