JP2005146692A

JP2005146692A - 耐力評価方法

Info

Publication number: JP2005146692A
Application number: JP2003386788A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 竹史松本; Hiroshi Yamamoto; 博山本; Toshimoto Maeno; 敏元前野; Yasuaki Hirakawa; 恭章平川; Koji Fukumoto; 晃治福本; Tsukasa Fujimoto; 司藤本
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】評価対象土への制約が少なく、原位置での地耐力を迅速に評価できるようにする。
【解決手段】原位置における地耐力評価方法において、原位置において評価対象土を採取して、そのサンプルの含水比ｗと湿潤単位体積重量γ_tとを求め、含水比ｗと湿潤単位体積重量γ_tとから内部摩擦角φを推定し、推定した内部摩擦角φから地耐力を求め、必要地耐力と比較して評価する。
【選択図】図８

Description

本発明は、建築物の基礎地業に当たり原地盤での地耐力を求めて評価する地耐力評価方法に関する。

建築物の基礎地業は、例えば、根切り部の底盤を締め固める等の手法で、所定の地耐力が得られる状態にして、その上に基礎を形成する作業として進められるが、近年においては、地球規模での二酸化炭素発生量の抑制や、資源有効利用の見地から、建築物の取り壊しによって発生するコンクリートガラ等を埋め戻し土として再使用することが考えられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、参照）。
しかし、これらの場合、コンクリートガラの粒度や締め固め具合によって地耐力が急変し易い状況であるのが現状で、現場においては、より迅速な地耐力評価が実現することが望まれている。勿論、通常の地盤を対象とした場合であっても、地耐力の迅速な評価の実現は、強く望まれている。
従来、建築物の基礎地盤の地耐力を求めて評価する方法としては、その代表的なものとしては、平板載荷試験によって行う方法、サンプリングによる室内強度試験から推定して行う方法が挙げられる。
前記平板載荷試験は、原地盤上に載荷装置を設置して、その載荷装置の載荷板から地盤に荷重を作用させながら、その際の荷重と沈下量とを測定し、それらの関係から地耐力を求めるものである。
前記室内強度試験に関しては、土質資料のサンプリングを原地盤によって実施し、そのサンプルを、圧縮試験装置を備えた試験場で例えば三軸圧縮試験等の強度試験を行い、その結果から地耐力を求めるものである。

特公平５−３４４５５号公報（図１）特開平７−１１９１６７号公報（図１）特開平１１−１９３６４１号公報（図２）特開平１１−３５０７４６号公報（図１）特開平９−７８６０５号公報（請求項２）

上述した従来の地耐力評価方法の内、平板載荷試験による方法の場合、載荷装置の設置撤去作業が大掛かりとなり、迅速な対応が困難となる問題点がある。更には、予定した地耐力が確保されない場合には、地盤の補強を行って再び、装置の設置撤去を行う必要があり、更に、時間がかかるといった問題点がある。
そして、手間と時間がかかることから、コスト高になり易い問題点がある。

また、室内強度試験による方法の場合、現地でのサンプリング装置の設置撤去を行う必要があることに加えて、試験場へのサンプルの移動が必要であるから、やはり、迅速な対応が困難である問題点がある。更には、評価対象土が砂質土やレキ質土で、試料形状を維持したサンプリングが困難な場合には対応できない。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、評価対象土への制約が少なく、原位置での地耐力を迅速に評価することができる地耐力評価方法を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、原位置における地耐力評価方法において、原位置において評価対象土を採取して、そのサンプルの含水比と湿潤単位体積重量とを求め、含水比と湿潤単位体積重量とから内部摩擦角を推定し、推定した内部摩擦角から地耐力を求め、必要地耐力と比較して評価するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、現実的な作業は、評価対象土の採取と、そのサンプルの含水比と湿潤単位体積重量とを求める作業と、それらから内部摩擦角を推定するだけの手間で、簡単に地耐力を算出することが可能となり、極めて、簡単に且つ短時間に地耐力の評価を行うことが可能となる。
因みに、前記含水比を求める手法の一例を示すと、評価対象土を採取し、例えば、電子レンジにより乾燥させ、乾燥前後の重量を量ることで、現場においても簡単に迅速に求めることができる。
一方、前記湿潤単位体積重量を求める手法の一例を示すと、例えば、転圧された原位置地盤で砂置換法による土の密度試験を実施することで現場においても簡単に迅速に求めることができる。
また、サンプリングに関しては、サンプル形状を保持する必要がないから、粘性土以外にも、砂質土やレキ質土でも実施することが可能で、評価対象土への制約が少ない。
そして、地耐力を効率よく、且つ、大掛かりな装置を用いることなく簡単に求めることができるから、建物基礎構築のための建設コストを低減することが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、求めた地耐力が、必要地耐力に達していない場合に、原位置での締め固めを行った後、再度、地耐力を請求項１に記載の方法で求めて、必要地耐力と比較して評価するところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、締め固めによって地耐力を増加させることができ、必要地耐力を確保して所定の品質の建物地業を実現し易い。

本発明の第３の特徴構成は、評価対象土は、コンクリートガラを含んでいるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、コンクリートガラを基礎地盤に有効に利用することでコストダウンを図ることができる他、資源の再利用によって地球規模での二酸化炭素発生量の抑制を図ることが可能となる。
そして、従来では地耐力の変化がつかみ難いとされていたコンクリートガラによる基礎地盤であっても、地耐力の評価を迅速に実施できるようになり、より的確な評価のもとに、基礎地盤へのコンクリートガラ単独の使用も可能となる。即ち、従来においては、原地盤の地耐力の評価に手間がかかることから、各種確認試験を実施するにしてもその頻度には限界があり、全体的な地耐力のバラツキを補うために、コンクリートガラと一緒にモルタルやコンクリートを充填して固め、場合によっては、必要以上の強化を図っていたが、本発明によれば、コンクリートガラを単独で用いたにしても、手軽に地耐力の評価を行って、必要最小限の強化によって必要地耐力を確保することが可能となる。その結果、より低コストで、効率よく建物地業を実施することが可能となる。

本発明の第４の特徴構成は、前記含水比は、採取した評価対象土の重量と、乾燥させた後の評価対象土の重量とから求めるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の
作用効果を叶えることができるのに加えて、簡単な道具を使用して、迅速、且つ、正確に結果を求めることができることから、実用性を向上させることができる。

本発明の第５の特徴構成は、前記湿潤単位体積重量は、砂置換法による現場密度試験によって求めるところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、本発明の第１〜４の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、簡単な道具を使用して、迅速、且つ、正確に結果を求めることができることから、実用性を向上させることができる。

本発明の第６の特徴構成は、前記地耐力ｑは、数１によって求めるところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、本発明の第１〜５の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、より精度良く地耐力を求めて評価することができる。このことは、実験によって確認されている。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の耐力評価方法の一実施形態を実施する対象の建物地下部分を示すものである。
この建物Ｔは、改修工事の実施に伴って発生するコンクリートガラＫを、旧地下構造部Ｔ０の内空部に埋め立て（図１（イ）参照）、その埋め立て部を新建物Ｔ１の基礎地盤Ｇとして使用する（図１（ロ）参照）形態で建設される。
そして、前記コンクリートガラＫを埋め戻した状態での基礎地盤Ｇの地耐力を、以下の方法によって求めて、新建物Ｔ１が必要とする必要地耐力を満たしているかの評価を行うものである。

［１］予め、必要地耐力ｑａを求めておく。
［２］基礎地盤Ｇ表面から、評価対象土１を採取する。尚、土の採取は、新建物Ｔ１の基礎形態を考慮して、評価の必要となる基礎地盤Ｇでの平面位置を設定し、それら複数箇所で行うのが好ましい。
［３］採取した評価対象土１の含水比ｗと湿潤単位体積重量γ_tとを求める。
尚、含水比は、採取した評価対象土１の重量と、乾燥させた後の評価対象土１の重量とから求まる。そして、湿潤単位体積重量γ_tは、砂置換法による現場密度試験によって求まる。
［４］前記［３］の結果から、数２の式（Ｃａｑｕｏｔ＆Ｋｅｒｉｓｅｌの式）によって内部摩擦角φを求める。

［５］前記［４］の結果から、数３の式（Ｔｅｒｚａｇｈｉの式）によって地耐力ｑを求める。

以上のように、サンプリング試料の含水比ｗと湿潤単位体積重量γ_tとを求めて、現場で簡単に且つ迅速に地耐力ｑを算出して、必要地耐力ｑａと比較して評価することができる。

尚、当該耐力評価方法によって算出した地耐力の妥当性を、平板載荷試験を実施して確認したので、その内容を以下の実施例に示す。

試験装置を図２、図３に示す。
載荷板１０は、直径３００ｍｍとし、反力フレーム１１とジャッキ１２により載荷板１０に鉛直荷重を与えた。試験体１３は、コンクリート板１４上の四ヶ所に、コンクリートガラＫからなる評価対象土１をそれぞれ盛り上げると共に締め固めて形成した。各試験体１３は、図４に示すような特性を備えている。また、評価対象土１の粒径分布は、図５に示すとおりである。
そして、平板載荷試験によって得られた荷重−沈下曲線は、図６に示すとおりである。また、平板載荷試験によって求められた地耐力、及び、その地耐力を前記（Ｔｅｒｚａｇｈｉの式）に代入して求めた内部摩擦角は、図７に示すとおりである。
一方、先の実施形態で説明した方法によって含水比と湿潤体積重量とを基にして前記（Ｃａｑｕｏｔ＆Ｋｅｒｉｓｅｌの式）で求めた内部摩擦角は、図８に示すとおりである。
図７と図８との内部摩擦角を比較すると、各試験体についてほぼ同様の値となっていることから、当該耐力評価方法によって地耐力を評価することができると判断される。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉前記含水比を求める方法は、先の実施形態で説明した採取評価対象土の重量と、乾燥させた後の評価対象土の重量とから求める方法に限らず、公知の他の手法を使用して求めるものであってもよい。
〈２〉前記湿潤単位体積重量を求める方法は、先の実施形態で説明した砂置換法による現場密度試験によって求める方法に限らず、公知の他の手法を使用して求めるものであってもよい。
〈３〉評価対象土は、先の実施形態で説明したコンクリートガラで構成されたものに限るものではなく、例えば、一般土であったり、砕石、または、それらの内の二つ以上の組み合わせで構成されたものであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。

建物の改修状況を示す説明図試験装置を示す平面図試験装置を示す側面図試験体の諸数値評価対象土の粒径分布を示す図荷重沈下曲線を示す図平板載荷試験によって求められた諸数値発明方法によって求められた諸数値

符号の説明

１評価対象土
Ｂ基礎の幅
ｃ土の粘着力
Ｋコンクリートガラ
Ｎ_c、Ｎ_r、Ｎ_q 内部摩擦角によって決まる支持力係数
ｐ_o 上載荷重
ｑ地耐力
ｑａ必要地耐力
ｗ含水比
φ 内部摩擦角
γ 土の単位体積重量
γ_t 湿潤単位体積重量

Claims

原位置における地耐力評価方法であって、
原位置において評価対象土を採取して、そのサンプルの含水比と湿潤単位体積重量とを求め、含水比と湿潤単位体積重量とから内部摩擦角を推定し、推定した内部摩擦角から地耐力を求め、必要地耐力と比較して評価する耐力評価方法。
求めた地耐力が、必要地耐力に達していない場合に、原位置での締め固めを行った後、再度、地耐力を請求項１に記載の方法で求めて、必要地耐力と比較して評価する耐力評価方法。
評価対象土は、コンクリートガラを含んでいる請求項１又は２に記載の耐力評価方法。
前記含水比は、採取した評価対象土の重量と、乾燥させた後の評価対象土の重量とから求める請求項１〜３の何れか一項に記載の耐力評価方法。
前記湿潤単位体積重量は、砂置換法による現場密度試験によって求める請求項１〜４の何れか一項に記載の耐力評価方法。
前記地耐力ｑは、数１によって求める請求項１〜５の何れか一項に記載の耐力評価方法。