JP3886705B2

JP3886705B2 - 二重羽根式杭を使用した載荷試験方法およびその装置

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Publication number: JP3886705B2
Application number: JP2000236512A
Authority: JP
Inventors: 英一郎佐伯; 章小松; 仁大木; 収二村崎
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP2002047677A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭等の地下構造物を支持する地下地盤の支持力（杭の支持力）および杭の引き抜き抵抗力を簡便、迅速に測定する二重羽根式杭を使用した載荷試験方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、杭の載荷試験には、地下地盤の支持力（換言すると杭の支持力）を測定する杭の押し込み試験と、杭の引き抜き抵抗力を測定する引き抜き試験との２種類がある。
従来は、杭の押し込み試験をすることにより、地盤支持力（換言すると杭の支持力）を測定するのが、一般的であった。このような杭に載荷することによる杭の支持力についての載荷装置としては、例えば図１６に示すように、測定対象の杭（試験杭）３０の周囲に２本あるいは４本の鋼管杭または場所打ち杭あるいは回転杭等の反力杭３１を打設すると共に、試験杭３０の上方において反力杭３１に支持された主梁３２ａおよびこれに係合する副梁３２ｂを備えた反力桁装置３２を構築すると共に、前記試験杭３０と主梁３２ａとの間に加圧用ジャッキ３３を配設し、前記ジャッキ３３により試験杭３０に押圧力を作用させ、その反力を副梁３２ｂに間接的に係合すると共に前記反力杭３１に係合する引張り材３４を介して前記複数の反力杭３１により受けるようにした載荷装置が知られている。
【０００３】
前記従来の載荷装置の場合は、反力杭３１の施工が必要になると共に、反力桁装置３２の施工が必要になるので、載荷試験にかかる時間およびコストが非常に大きく、また重量物を多数取り扱う作業になるため、かなり煩雑な作業となっている。また敷地の規模の大小に関わらず載荷試験に要する規模は同様であるため、小規模な物件では、費用・時間的に大きな負担となるばかりか、狭い場所では、試験実施に困難を来たすことになる等の問題点がある。
【０００４】
また本出願人の出願にかかる特開平９−１４５５７２号公報には、「地盤支持力の測定方法および装置」が開示されている。この装置の場合は、図１４および図１５に示すように、基本的に押し込み試験装置である。通常、このように鋼製外管１の先端部に螺旋状の羽根４０を設けると、羽根効果で引き抜き反力が大きい利点があり、また内管４１は押し込み方向に沈下するように作動させる。この従来例の場合は、外管１と内管４０を上下および回転方向に拘束し、オーガーによる同時埋設する方法および装置であり、回転方向の拘束は内管４１・外管１の内外面に取り付けられた回転止め（図示を省略した）により、内管４１の先端押し込み支持力を、外管１を反力体として測定する方法および装置であり、外管１は先端羽根の土圧と外管１の周面摩擦力で、充分な反力が確保されるように構成されている。
【０００５】
前記装置による場合には、▲１▼狭隘な場所でも試験可能である。▲２▼回転圧入なので無騒音で内管と外管を同時に施工でき、所定の深さでの地盤支持力の試験値を得られる。外管１の回転により沈降でき、同一個所で深さを変えて試験できる。▲３▼試験の時間と費用を節約することができる。▲４▼試験後、外管１・内管４１を一体で引き抜けるという利点があるが、前記のような構成の試験装置では、引き抜き試験をすることができないので、別途引き抜き試験用の装置と併用する必要がある。またこの構造形式の螺旋状の羽根付き鋼製外管１の場合には、外管１の外周側面に螺旋状の羽根が固定されている形式であるので、その螺旋状の羽根の下側に、下位レベルの螺旋状の羽根を重合することができない。
【０００６】
また特許第２７１０００８号「載荷試験用羽根付き鋼管杭」には、図１１〜１３に示すように、らせん翼４２を設けた加圧杭４３を押圧し、押し込み支持力を直接的に把握するようにし、反力杭４４には、らせん翼４５を複数突設し、ジャッキ４８により加圧杭４３を下方に摺動するように構成し、前記各加圧杭４３と反力杭４４を逆回転することにより、これらを回収、再利用でき、一般の基礎杭における地盤強度や支持力の測定にも利用できるようにした螺旋翼付き鋼管杭に関する技術が開示されている。
【０００７】
この従来技術の場合には、螺旋翼４２，４５付き鋼管杭を使用して、無排土で埋設する方法であり、押し込み支持力の管理を、回転トルクでできる一方、推定できる支持力は絶対的な値ではなく、相対的な評価、確認方法である。
【０００８】
また、この従来技術の場合には、基礎杭（加圧杭４３）の羽根４２と、反力杭４４の螺旋羽根４５との両方の羽根４２，４５を支持層に貫入する形式でないので、羽根付き杭における羽根を支持層に貫入した時の引き抜き支持力を測定することができない。また反力を杭４４上部の摩擦力と多段羽根４５に期待している。押圧部の沈下量の測定が直接測定できないため、載荷試験の精度が悪くなるという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、試験杭と反力杭における各らせん翼を支持層内に配置した状態で、押し込み試験および引き抜き試験を行なうことができ、支持層内における支持力および引き抜き抵抗を測定することができる二重羽根式杭を使用した載荷試験方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を有利に解決するために、本発明の請求項１に記載の二重羽根式杭を使用した載荷試験方法においては、外管の先端部近傍の外周に沿って螺旋状に羽根が設けられている杭内部に、前記杭の内径と同等の直径を有し、先端部近傍の外周に沿って螺旋状に羽根が設けられたシリンダーを、その先端部が前記外管から突出するように配置し、前記外管の螺旋状の羽根と前記シリンダーの螺旋状の羽根とを重合させて、前記シリンダーが前記杭に対して回転及び上方向の移動を拘束された状態とし、前記シリンダーを前記杭と共に地盤に回転圧入させることにより、前記各羽根を支持層内に貫入させ、その後前記杭と前記シリンダーとをジャッキにより相対的に上下方向に離反させるようにして杭の押し込み又は引き抜き試験を行なうことを特徴とする。
【００１２】
また請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記外管と前記シリンダーとの間に、ジャッキが直接又は鋼管を介して設置されていることを特徴とする。
【００１３】
また請求項３に記載の二重羽根式杭を使用した載荷試験装置においては、外管の先端部近傍の外周に沿って羽根を有する杭内部に、先端部近傍の外周に沿って羽根が設けられたシリンダーがその先端部が前記外管から突出すると共に、前記外管に対して相対的に上下方向に移動可能に配置され、かつ前記シリンダーと前記外管との間には前記シリンダーを下方向に押圧するジャッキ機構が直接又は鋼管等を介して設置されており、前記外管の羽根の下面に前記シリンダーの羽根が重合可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また請求項４に記載の発明においては、請求項３に記載の発明において、前記外管と前記シリンダーとの間に回り止め手段が付与されていることを特徴とする。
【００１６】
また請求項５に記載の発明においては、請求項４に記載の発明において、前記回り止め手段は、前記外管の羽根と前記シリンダーの羽根とのいずれか一方に設けた凹部と他方に設けた凸部との凹凸係合か、又は上下方向のガイドを兼ねる凹凸係合かのいずれか一方もしくは両方であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の二重羽根載荷試験装置の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図５は本発明に係る二重羽根載荷試験装置の一実施形態を示すものであって、図１は一部縦断正面図であり、図２は縦断正面図であり、図３は正面図であり、図４はシリンダーを示す図であり、図５は外管先端部を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、鋼管製外管１の先端面が螺旋状にほぼ１ピッチ切り欠かれると共に、その先端面に、ほぼ１ピッチ弱の螺旋状の羽根２が溶接等により固定されて回転圧入杭３が構成され、前記螺旋状の羽根２の下面には、縦軸を中心とする円形の軌跡上に等角度間隔をおいて複数（図示の場合は４つ）の円形の凹部４が設けられ、かつ前記螺旋状の羽根２の基部側上面と前記外管１の外周面には、等角度間隔を置いて複数（図示の場合は２つ）の横断面ほぼ半筒状の鋼製ガイド部材５が当接されて溶接により固定され、前記鋼製ガイド部材５の内面と鋼製外管１の外周面とに囲まれた縦方向の柱状のガイド溝６に接続するように、螺旋状の羽根２に透孔が設けられている。前記鋼製ガイド部材５の上部が閉塞されて前記ガイド溝６の上部は閉塞されている。
【００１９】
前記鋼製外管１の先端部から上方に離れた位置における内周面には、反力伝達用のフランジ７が配置されてその外周部分が溶接等により前記外管１に固定され、前記フランジ７の下面には、前記外管１よりも小径の押引きジャッキ８におけるケーシング９の底部が当接されて、押引きジャッキ８におけるピストン杆１２に直結する鋼製沈下棒２６を前記フランジ７の透孔に挿通されると共に前記ケーシング９の雌ねじ孔１０に螺合されたボルト１１により、前記ケーシング９は前記フランジ７に固定されている。
【００２０】
前記押引きジャッキ８における中空ピストン杆１２の先端雄ねじ部１３には、下フランジ１６を有する下フランジ付き筒状雌ねじ部材１４における筒状雌ねじ部１５が螺合されて固定され、前記下フランジ１６の透孔に挿通されると共に前記中空ピストン杆１２の先端面（下端面）に開口する雌ねじ孔に螺合固定された一つまたは複数の回り止め用ボルト１７により、前記下フランジ付き筒状雌ねじ部材１４は中空ピストン杆１２に回転不能に固定されている。
【００２１】
前記下フランジ付き筒状雌ねじ部材１４の下面には、中実円柱状（または一部中空円柱状）のシリンダー１８の上部１９が当接されて、前記下フランジ１６における等角度間隔を置いて設けられた透孔に挿通されると共にシリンダ上部１９の雌ねじ孔に螺合された固定用ボルト２０により、前記円柱状のシリンダー１８は、前記下フランジ付き筒状雌ねじ部材１４に固定されている。前記中実円柱状の外径は、杭３における外管１の内径よりも小さいが、ほぼ等しい程度に摺動可能に設定されている。
【００２２】
前記円柱状のシリンダー１８は、前記ジャッキ８の伸縮動作により、鋼製外管１の先端部内側に上下摺動可能に嵌合されており、前記シリンダー１８の筒状の先端面に、鋼板からなるほぼ１ピッチ弱の螺旋状の羽根２１の幅方向（半径方向）中間部が当接されて溶接等により固定され、前記螺旋状の羽根２１は螺旋状の羽根２に平行に、かつ同ピッチの螺旋状鋼板が使用されている。したがって、シリンダー１８を上昇させて螺旋状の羽根２の下面に螺旋状の羽根２１の上面がほぼ重合できるように構成されている。
【００２３】
前記螺旋状の羽根２１の上面には、縦軸を中心とする円形の軌跡上に等角度間隔をおいて複数（図示の場合は４つ）の柱状の凸部２２が前記各凹部４にそれぞれ対向するように設けられ、かつ前記凸部２２は前記凹部４内に収納可能な高さに設定されている。また前記螺旋状の羽根２１の基部側上面には、等角度間隔を置いて複数（図示の場合は２つ）の横断面ほぼ半円状の柱状の鋼製ガイド杆２３が前記ガイド溝６に摺動可能に縦向きに配置されて、鋼製ガイド杆２３の基端部が溶接により前記螺旋状の羽根２１に固定され、前記鋼製ガイド杆２３の上部は前記ガイド溝６に常時摺動可能に嵌設されている。
【００２４】
前記押引きジャッキ８における中空ピストン杆１２の先端部内側上面に開口する雌ねじ孔２４には、先端部に雄ねじ部２５を有する沈下量計測用の鋼製沈下棒２６の先端部（下端部）が螺合固定され、前記鋼製沈下棒２６の上端部は、図９に示すように、鋼製外管１と共に上方に延長するように継ぎ足されて地上まで延長するように配設されている。この場合に、鋼製外管１の上部に適宜の長さ（例えば６ｍ毎）の鋼製外管１を構成するための鋼管からなる継ぎ杭が順次継ぎ足され、また前記継ぎ杭の上端部および下端部には、座屈拘束材（図示を省略した）が装着されて、前記鋼製沈下棒２６の座屈および前記押引きジャッキ８に接続する油圧配管３５が前記座屈拘束材に保持されて、これらの座屈が防止される。前記フランジ７には、配管挿通用透孔３６が設けられて、前記押引きジャッキ８に接続する油圧配管３５が挿通されている。
【００２５】
前記螺旋状の羽根２の下面に、螺旋状の羽根２１が重合された状態では、前記凸部２２と凹部４が嵌合されて、螺旋状の羽根２，２１と共に相対的に鋼製外管１と円柱状のシリンダー１８との回動が防止されて、シリンダー１８の相対的な縦軸を中心とした回り止めが図られている。したがって、鋼製外管１を全旋回式のオールケーシング掘削機（図示を省略）により把持または係合した状態で、前記鋼製外管１を回転圧入すると、シリンダー１８およびこれに取り付けられている螺旋状の羽根２１も螺旋状の羽根２と共に回転圧入することができる。また図９に示すように、鋼製外管１の上部に着脱可能な回動用係合部４６を装着し、その回動用係合部４６をオーガー（図示を省略）における回動駆動装置におけるチャックにより係合または把持した状態で圧入施工することもできる。
【００２６】
前記実施形態の羽根２，２１を備えた二重羽根式杭を使用した載荷試験装置を使用して、載荷試験を行なう場合には、図８および図９示すように、螺旋状の羽根２に螺旋状の羽根２２を重合させた状態で、鋼製外管１を全旋回式のオールケーシング掘削機（図示を省略）またはアースオーガー施工機におけるチャックにより把持した状態で地盤に回転圧入して、前記各螺旋状の羽根２，２１を支持層（支持地盤）Ａ内に充分貫入させる。この場合、前記螺旋状の羽根２，２１は密着した状態で、回転圧入する時に、螺旋状の羽根２，２１のピッチ程度の圧入速度に設定しておくと、地盤および支持層Ａを比較的乱すことなく、鋼製外管１および螺旋状の羽根２，２１を支持層Ａ内の所定の位置まで回転圧入させることができ、しかも地盤が比較的乱されていない状態での、本来の螺旋状の羽根を有する杭の押し込み試験および引き抜き試験を行なうことができる。
【００２７】
図８ａに示すように、各螺旋状の羽根２，２１を支持層Ａ内に貫入させた後、鋼製外管１の回転を停止して、図８ｂに示すように、押引きジャッキ8を伸長させて、シリンダー１８およびこれに固定されている螺旋状の羽根２１を下方支持地盤を加圧するように押圧する。この時の反力は、鋼製外管１の外周面に作用する摩擦力Ｂと、鋼製外管１の螺旋状の羽根２を上方に引き抜くように作用する引き抜き支持力に抵抗する螺旋状の羽根２上面の土圧とになる。したがってこのようにジャッキ８の伸長により、シリンダー１８の螺旋状の羽根２１を下方地盤に押し付けて、シリンダー１８および羽根２１の押し込み支持力を計測することができ、また鋼製外管１の螺旋状の羽根２によるアンカー効果による引き抜き支持力を測定することができる。
【００２８】
また前記鋼製外管１および鋼製沈下棒２６の地上部における杭頭付近の地盤上には、図９または図１０に示すように、支持部材を介して不動梁３６を設置して、これに設置された各変位計３７により、鋼製外管１および鋼製沈下棒２６の変位を計測することにより各羽根２，２１の変位がわかる。前述のように前記押引きジャッキ８における可動中空ピストン１２の先端の沈下量（ピストンの出具合）が精密に計測できるように、可動中空ピストン１２と鋼製沈下棒２６を直結すると、鋼製沈下棒２６の沈下量すなわちシリンダー１８における螺旋状の羽根２１の先端沈下量を地上で直接計測できるようになっている利点がある。
【００２９】
前記の場合、例えば、下記の寸法諸元の載荷試験用杭（シリンダー１８側）の引き抜き支持力を下記の式により求めることができる。
［載荷試験専用杭の寸法諸元］
杭径（Ｄ_P）３１８．５ｍｍ、羽根径（２．０Ｄ_W）、油圧ジャッキ［１９．６ｋＮ（２００ｔｆに相当）］、ジャッキストロ−グ最大２００ｍｍとした場合に、螺旋状の羽根２１および内側円筒部下面が先端支持地盤３９を押すことにより、鋼製外管１側の螺旋状の羽根２は上向きの反力を得て、前記のように螺旋状の羽根２のアンカー効果による引き抜き支持力（ジャッキ８による値）を測定し、下記の式によって、杭径および羽根径の補正を行い、外管１の内側の対象となる杭（すなわち、シリンダー１８の外径をもつような先端部に螺旋状の羽根を有する回転圧入杭に相当する。以下、単に対象杭とも言う）の引き抜き支持力_tＲ_uを推定することができる。
_tＲ_u＝_tＳ_w×（Ｄ_w／６３７）²＋Ｓ_f×（Ｄ_p／３１８）
ここに、
_tＲ_u：対象杭（シリンダー１８側）の極限引き抜き支持力（ｋＮ）
_tＳ_w：載荷試験専用杭（鋼製外管１）の引き抜き先端支持力（ｋＮ）
Ｄ_w：対象杭（シリンダー１８側）の羽根径（ｍｍ）
Ｓ_f：載荷試験専用杭（鋼製外管１）の摩擦支持力（ｋＮ）
Ｄ_p：対象杭（シリンダー１８側の円筒部径）の杭径（ｍｍ）
【００３０】
なお、前記鋼製外管１先端部の内側円筒部およびシリンダー１８の内側外周面等には、腐食（錆）が進まないように、鋼管内側または外側に例えば亜鉛メッキ層からなるメッキ加工がされている。また前記のようにメッキ加工を設けることにより、シリンダー（先端部）１８がなめらかに動くことにも寄与している。反面、通常の鋼管のままでは、摩擦係数が高く、耐力にこの摩擦係数が含まれることになる。またメンテナンスしやすいように、シリンダー１８の上部１９をボルト２０による着脱可能に止める構造とされている。
【００３１】
さらに前記押引きジャッキ８からなる油圧ジャッキ８の表面には、防水処理を施されており、鋼製外管１内に侵入する水（泥水）に対応することができるように構成されている。また油圧配管３５、鋼製沈下棒２６の上下方向に直列に隣り合う油圧配管３５相互および鋼製沈下棒２６相互の接続には、これらの端部に雄型または雌型の簡易着脱機構を装着させておくと、連結作業を伴う施工を容易にすることができる。
【００３２】
前記のように、油圧配管３５及び鋼製沈下棒２６は、建て込む深度が大きくなるにつれて座屈しやすくなるため、座屈拘束材を継ぎ杭（鋼製外管１を構成する鋼製外管の意）の上下に装着するようにしておくと、油圧配管３５と鋼製沈下棒２６の継ぎ杭が一体となり、建て込みと同時に全て吊り込むことができる。
【００３３】
なお鋼製外管１を構成する継ぎ杭の接合部は、適宜の使用に耐えるように、ボルト止めとすると共に、前記のボルトにより、施工時のトルクにもたえることができるように構成するようにするとよい。
【００３４】
また油圧配管３５および鋼製沈下棒２６については、侵入する水（泥水）に対して防食処理を施すとよい。さらに油圧ユニット（図示を省略）は地上に設置してあり、適宜油圧配管３５と管路により接続されている。
【００３５】
前記実施形態の場合には、シリンダー１８の上部に押引きジャッキ８を固定し、鋼製外管１の内部に押引きジャッキ８を内臓する形式にしているが、試験荷重（載荷荷重または引き抜き荷重）が大きい場合には、地上部に試験杭施工後に、図１０に示すように、シリンダー１８の上部に下部内管２７ｂを着脱可能に固定すると共にこれと同径の継ぎ内管２７ａを順次接続して鋼製内管２７を構成し、前記鋼製内管２７の上端部の蓋材上に押引きジャッキ8等のジャッキ８を載置すると共に、鋼製外管１に固定された鋼棒２８およびこれに螺合されたナットにより支持された反力受梁２９に前記ジャッキ８を間接的に係合させることにより、載荷試験を行なうようにしてもよい。なお、このような鋼製外管１の内側に継ぎ管２７を配設するようにする場合には、回動用係合部４６を鋼製外管１の上部ばかりでなく、継ぎ管２７の上部にも設けるようにして、鋼製外管１と共に継ぎ管２７を回転させ、これらを同時にも回転圧入施工することができる。
【００３６】
前記実施形態の場合には、螺旋状の羽根２の下面に設けた凹部４と螺旋状の羽根２１の上面に設けた凸部２２の係合により、鋼製外管１とシリンダー１８との相対的な回り止め機能を図ると共に、鋼製ガイド杆２３とガイド溝６の摺動可能な係合により、鋼製外管１に対するシリンダー１８の相対的な上下摺動機能を可能ようにしているが、図６および図７に示すように、前記凸部２１および凹部４を省略する代わりに、前記鋼製ガイド杆２３を螺旋状の羽根２１に多数等角度間隔を置いて設けると共に、前記螺旋状の羽根２に鋼管状ガイド部材５を使用したガイド溝６を等角度間隔を置いて多数設けるようにしても、前記の各螺旋状の羽根２，２１を含む鋼製外管１とシリンダー１８との相対的な回り止め機能および鋼製外管１に対するシリンダー１８の相対的な上下摺動機能を図ることができる。
【００３７】
本発明を実施する場合、鋼製外管１の羽根２とシリンダー１８の羽根２１との羽根に設けた凹部・凸部相互の係合による回り止めに代えて、適宜従来のような鋼製外管１とシリンダー１８との係合による相対的な回り止め手段を採用するようにしてもよい。なお、外管部にも先端沈下を測定する沈下棒を取り付け、沈下量を計測できるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３の発明によると、二重羽根式杭を使用して、各外管の羽根とシリンダーの羽根との両方の羽根を支持層内に貫入するようにしたので、外管の羽根とシリンダーの羽根の簡単な構造の二重の羽根式杭を使用して羽根杭の支持層内での押し込み・引き抜き載荷試験が可能である。
また羽根付き外管で、支持層のアンカーとそれ以浅の杭周面摩擦を加えた引き抜き支持力を測定することができる。さらにまた、羽根付きシリンダーで支持層の押し込み支持力が測定できる。また、沈下棒をジャッキにおける中空ピストンと直結した場合には、精密にシリンダー先端部の沈下量を測定できる。
【００３９】
また請求項２のように、外管の羽根とシリンダーの羽根を重合した場合には、羽根の摩擦抵抗を少なくしながら、しかも地盤を比較的乱すことなく、二重羽根を支持地盤に回転圧入することができるので、比較的正確な羽根付き杭の押し込みまたは引き抜き載荷試験をすることができる。
【００４０】
さらに請求項３のように外管とシリンダーの間に直接または鋼管等を介して間接的にジャッキを設置した場合には、容易に羽根付き外管に対して羽根付きシリンダーを上下方向に移動させて押し込みまたは引き抜きの載荷試験をすることができる。
【００４１】
請求項４の発明によると、外管の先端部近傍の外周に沿って羽根を有する杭内に、シリンダーが配置され、かつ前記シリンダーの先端部が前記外管から突出するように配置され、かつそのシリンダーの先端部近傍の外周に沿って羽根が設けられ、前記シリンダーが外管に対し相対的に上下方向に移動可能に配設され、かつ前記シリンダーと外管との間に、前記シリンダーを下方向に押圧するジャッキ機構が直接または間接的に介在されているので、簡単な構成の二重羽根式杭の載荷試験装置とすることができる。また外管とシリンダーとの間に直接または間接的にジャッキ機構を介在させるだけで、容易にシリンダーに取り付けられている羽根と外管に取り付けられている羽根とを離反させるように作動させることができる。
【００４２】
請求項５の発明によると、外管の羽根の下面にシリンダーの羽根が重合可能に構成されているので、載荷装置をコンパクトにすることができ、また各羽根を支持地盤に圧入回転するときには、羽根を重合させた状態で圧入回転抵抗を少なくすると共に、各羽根に作用する曲げモーメントを少なくすることができる。
【００４３】
請求項６の発明によると、前記外管と前記シリンダーとの間に回り止め手段が付与されているので、外管に対してシリンダーを固定した状態で、外管を施工装置により回転圧入させると共にシリンダーを回転圧入することができる。
【００４４】
請求項７の発明によると、前記回り止め手段は、外管の羽根とシリンダーの羽根とのいずれか一方に設けた凹部と他方に設けた凸部との凹凸係合か、または上下方向のガイドを兼ねる凹凸係合かのいずれかであるので、簡単な構造の係合手段により回転に対して、外管とシリンダーを一体化させて回転させることができ、上下方向のガイドを兼ねる凹凸係合とした場合には、上下方向に相対的に離反させる場合のガイド部材としても兼用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る二重羽根式載荷試験装置の一部を示す一部縦断正面図である。
【図２】図１の縦断正面図である。
【図３】図１の正面図である。
【図４】螺旋状の羽根付きのシリンダーを示すものであって、（ａ）は縦断正面図であり、（ｂ）は横断平面図であり、（ｃ）は螺旋状の羽根と凸部との関係を示す一部縦断正面図である。
【図５】（ａ）は螺旋状の羽根付きの鋼製外管の先端部を示す一部縦断正面図であり、（ｂ）はその一部横断平面図であり、（ｃ）は螺旋状の羽根と凹部との関係を示す（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】他の実施形態の螺旋状の羽根付き鋼製外管を示す縦断正面図であり、（ｂ）はその横断平面図である。
【図７】他の実施形態の螺旋状の羽根付きシリンダーを示す縦断正面図であり、（ｂ）はその横断平面図である。
【図８】螺旋状の羽根付き鋼製外管および螺旋状の羽根付きシリンダーを支持層内に圧入回転させた状態を示す一部切欠正面図であり、（ｂ）はセンターホールジャッキを伸長させて載荷試験を行なっている状態を示す一部切欠正面図である。
【図９】螺旋状の羽根付き鋼製外管および螺旋状の羽根付きシリンダーを支持層内に圧入回転させた状態の装置全体および計測装置の配設状態を示す説明図である。
【図１０】地上において載荷用ジャッキを配設して、載荷試験を行なう場合の螺旋状の羽根付き鋼製外管および螺旋状の羽根付きシリンダーを支持層内に圧入回転させた状態の装置全体および計測装置の配設状態を示す説明図である。
【図１１】従来の押し込み形式の載荷試験用羽根付き鋼管杭を使用して載荷試験を行なっている状態を示す一部縦断正面図である。
【図１２】図１１に示す装置におけるジャッキ短縮時の状態を示す要部拡大縦断正面図である。
【図１３】図１１に示す装置におけるジャッキ伸長時の状態を示す要部拡大縦断正面図である。
【図１４】他の従来の押し込み形式の載荷試験用羽根付き鋼管杭を使用して載荷試験を行なう例を示す一部縦断正面図である。
【図１５】図１４に示す載荷試験装置にジャッキを装着した状態を示す一部縦断正面図である。
【図１６】反力杭を設置して、押し込み試験をする場合の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１鋼管製外管
２螺旋状の羽根
３回転圧入杭
４円形の凹部
５半筒状の鋼製ガイド部材
６ガイド溝
７環状内向きフランジ
８押引きジャッキ
９ケーシング
１０雌ねじ孔
１１ボルト
１２中空ピストン杆
１３先端雄ねじ部
１４下フランジ付き筒状雌ねじ部材
１５筒状雌ねじ部
１６下フランジ
１７回り止め用ボルト
１８シリンダー
１９シリンダー上部
２０固定用ボルト
２１螺旋状の羽根
２２凸部
２３鋼製ガイド杆
２４中空ピストン杆の雌ねじ孔
２５雄ねじ部
２６鋼製沈下棒
２７鋼製内管
２７ａ継ぎ内管
２７ｂ下部内管
２８鋼棒
２９反力受梁
３０試験杭
３１反力杭
３２反力桁装置
３２ａ主梁
３２ｂ副梁
３３ジャッキ
３４載荷用の梁
３５油圧配管
３６不動梁
３７変位計
３９先端支持地盤
４０羽根
４１内管
４２らせん翼
４３加圧杭
４４反力杭
４５螺旋羽根
４６回動用係合部

Claims

外管の先端部近傍の外周に沿って螺旋状に羽根が設けられている杭内部に、前記杭の内径と同等の直径を有し、先端部近傍の外周に沿って螺旋状に羽根が設けられたシリンダーを、その先端部が前記外管から突出するように配置し、前記外管の螺旋状の羽根と前記シリンダーの螺旋状の羽根とを重合させて、前記シリンダーが前記杭に対して回転及び上方向の移動を拘束された状態とし、前記シリンダーを前記杭と共に地盤に回転圧入させることにより、前記各羽根を支持層内に貫入させ、その後前記杭と前記シリンダーとをジャッキにより相対的に上下方向に離反させるようにして杭の押し込み又は引き抜き試験を行なうことを特徴とする二重羽根式杭を使用した載荷試験方法。
前記外管と前記シリンダーとの間に、ジャッキが直接又は鋼管を介して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の二重羽根式杭を使用した載荷試験方法。
外管の先端部近傍の外周に沿って羽根を有する杭内部に、先端部近傍の外周に沿って羽根が設けられたシリンダーがその先端部が前記外管から突出すると共に、前記外管に対して相対的に上下方向に移動可能に配置され、かつ前記シリンダーと前記外管との間には前記シリンダーを下方向に押圧するジャッキ機構が直接又は鋼管等を介して設置されており、前記外管の羽根の下面に前記シリンダーの羽根が重合可能に構成されていることを特徴とする二重羽根式杭の載荷試験装置。
前記外管と前記シリンダーとの間に回り止め手段が付与されていることを特徴とする請求項３に記載の二重羽根式杭の載荷試験装置。
前記回り止め手段は、前記外管の羽根と前記シリンダーの羽根とのいずれか一方に設けた凹部と他方に設けた凸部との凹凸係合か、又は上下方向のガイドを兼ねる凹凸係合かのいずれか一方もしくは両方であることを特徴とする請求項４に記載の二重羽根式杭の載荷試験装置。