JP4054900B2 - 継ぎ杭の支持力算定方法 - Google Patents
継ぎ杭の支持力算定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4054900B2 JP4054900B2 JP2002375590A JP2002375590A JP4054900B2 JP 4054900 B2 JP4054900 B2 JP 4054900B2 JP 2002375590 A JP2002375590 A JP 2002375590A JP 2002375590 A JP2002375590 A JP 2002375590A JP 4054900 B2 JP4054900 B2 JP 4054900B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- force
- joint
- bearing capacity
- ready
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継ぎ杭の支持力算定方法に関する。
【０００２】
本発明は、支持力が比較的小さい、あるいは軟弱な施工地盤において、既製杭の継ぎ杭を構成する下杭の支持力が既知の評定試験等による公認の算定式により算定でき、継ぎ杭を構成する上杭の周面摩擦力による支持力に関して、下杭のような既知の公認の算定式が利用できない構成の杭基礎の場合に、特に有効である。また、通常の既製杭の周面摩擦力の評価試験においても勿論利用できる。
【０００３】
【従来の技術】
(1) 一般に、既製杭を杭穴内に埋設して構築する基礎杭では、既製杭の先端が支持地盤に達し、支持地盤（基礎杭の下端）で発揮される先端支持力と、支持地盤から地上までの周面摩擦力を加味して、その杭基礎の全体で発揮できる支持力を算定していた。
【０００４】
この場合、いわゆる認定工法では、特定構造の既製杭を使用して適用を受けた認定に際して支持力算定式が認められている。従って、認定工法では、この算定式を用いて、既製杭の杭径、杭長、地盤特性（Ｎ値等）を入力することにより、容易にその既製杭を使用した場合の支持力が算出できた。
【０００５】
また、認定を受けていない場合であっても、過去の施工現場における載荷試験の結果を利用して、地盤特性等を補正することにより、容易に支持力を算定できる場合もあった。
【０００６】
それ以外の場合には、基礎杭を構築する現場毎に載荷試験を行い、支持力を確認しなければならなかった。また、設計により算出した支持力の妥当性を実際に確認する為に載荷試験を行う場合もあった（非特許文献１）。
【０００７】
(2) しかし、載荷試験では、試験対象の既製杭を地盤に埋設し、その試験対象の既製杭の周囲に反力手段として他の既製杭を埋設し、試験対象の既製杭上に加圧手段（一般に油圧式ジャッキ）を設置し、各既製杭及び加圧手段を鉄骨梁で連結して各既製杭等に測定装置（荷重計、変位計、歪み計等）を取り付けて、試験装置を組み立てなければならなかった（非特許文献１）。更に、試験対象の既製杭１本に対して、最低でも計画最大荷重の１２０％程度に耐えうる反力手段を用意している（非特許文献１）。
【０００８】
(3) また、杭穴の底に膨張手段を設置して、試験対象である既製杭を埋設することにより、既製杭の支持力を周面摩擦力と先端支持力とに分離する発明も提案されていた（特許文献１）。この発明では、地上から膨張手段の上部又は下部に加圧流体を伝達して、加圧流体の伝達に応じて、表面摩擦力又は先端支持力を測定する方法であった。また、試験対象の既製杭の下端に、支持具を介在させて、軸方向に作動するジャッキを取り付けて、載荷試験をする方法も提案されていた（特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】
特公平６−５８２７０号
【００１０】
【特許文献２】
特開平９−６１２６６号
【００１１】
【非特許文献１】
社団法人土質工学会，「現場技術者のための土と基礎シリーズ１杭基礎の調査・設計から施工まで」，平成５年５月２５日，ｐ．３７１−３８３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
(1) 継ぎ杭の全体に対して、載荷試験をする場合には、実大杭の施工を行い（実際に施工される構造・大きさの継ぎ杭の施工を行い）、荷重の大きさにもよるが、鉛直載荷試験装置の組み立て・試験技術者なども投入されるため、一般的には載荷重１トン当たり１万円前後の費用がかかり、試験荷重としての計画最大荷重は設計支持力の３倍かけることが普通であり、杭径や杭長及び地盤によって変化はするが、通常杭の長期許容支持力は３０ｔ〜２００ｔ程度が多く、載荷荷重をこの３倍掛けることを考えれば、載荷試験にはいかに膨大な費用がかかることがわかる。工事の規模がある程度大きくないと、載荷試験を実施することも難しいのが現状である。
【００１３】
更に、荷重の大きさに応じて、載荷試験装置の規模も大きくなり、組み立て解体・試験などに貴重な現場工期を消費することになり、工事全体の工期の遅れを来す問題点もあった。
【００１４】
(2) また、支持力を、周面摩擦力と先端支持力とに分離できれば、上杭のみを載荷試験して、上杭の周面摩擦力のみを測定することにより、継ぎ杭全体の支持力も算定できるはずであるが、前記従来の特許文献１の方法では、大規模な装置を要し、現実的には実施することは困難であった。
【００１５】
また、後者の特許文献２の方法では、浮力による高止まり等を防止する目的でなされており、表面摩擦力と先端支持力とを分離するための工夫については記載はなく、現実に分離することはできなかった。
【００１６】
即ち、特許文献２の図４にあるように、上部杭の外側面部のソイルセメント１２が下杭まで連続して充填され固化層となっており、上下杭の周面支持力が分離できない問題点がある。また、上下杭間のジャッキ部にソイルセメント１２が付着あるいは充填されているので、ジャッキでの測定値にソイルセメント１２の圧縮強度が付加されており上杭自身の周辺摩擦力による正確な支持力が求め難いものとなっていた。
【００１７】
何れの発明でも、セメントミルクなどが充填された場合には、膨張手段やジャッキの周りのセメントミルクが固化するので、現実には実施が難しい。
【００１８】
(3) とりわけ、下杭を周面に突起を有するいわゆる節杭とし、上杭をストレート状の杭を採用した継ぎ杭の場合、上杭によって発揮される周面摩擦力を計算上無視した場合には、不経済となる。
【００１９】
即ち、上杭の耐震性能を上げるためには、上杭として、外側に鋼管を巻いたコンクリート杭がどうしても必要な場合がある。この場合、鋼管の外側に更に同等の節を形成することは困難であり、また節杭では、構造上このような耐震性能を持つことができないからである。
【００２０】
よって、上杭としてこのような耐震性能の高い杭を使用する場合には、地震時における水平力を杭１本当たり大きくとることができ、逆に言えば、長期鉛直荷重はこれに比例して大きくなる。従って、このような杭の構成では、高い鉛直支持力が必要となって、上杭の摩擦力はもちろん、これでも不足する場合は、下杭を延長する等の方策を考える必要があった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、試験対象の既製杭の下端に反力吸収手段を取り付けて載荷試験を行うことができるようにしたので、前記問題点を解決した。
【００２２】
即ち、この発明は、
(1) 下杭と上杭とを連結してなる継ぎ杭を埋設する杭構造に適用する支持力の算定方法であって、
(2) 前記杭構造は、水硬性充填物が満たされた杭穴内に、前記継ぎ杭を埋設し、前記継ぎ杭の外周面と杭穴壁との間に水硬性充填物の固化層を介在させて構成し、
(3) 前記下杭の発揮する支持力を既存の計算式から算出し、前記上杭の発揮する支持力を、前記杭構造の構築現場又は同様な地盤強度を有する地盤で、前記上杭のみの載荷試験を行い、前記上杭の周面摩擦力のみを計測算出する。
(4) 算出した周面摩擦力及び先端支持力による下杭の支持力と、前記載荷試験での上杭の周面摩擦力による支持力とを合わせて、前記継ぎ杭の杭構造全体の支持力を算出することを特徴とした継ぎ杭の支持力算定方法。
【００２３】
また、前記において、上杭のみの載荷試験は、該上杭の下面に高い圧縮性を有する材料からなる反力吸収手段を取り付け固定し、前記上杭を、水硬性充填物が満たされた杭穴内に埋設して行うことを特徴とする継ぎ杭の支持力算定方法。
【００２４】
また、前記において、載荷試験での既製杭の予想沈下距離Ｌ１とする場合、
反力吸収手段は、杭穴底と既製杭の下面との間に、距離Ｌ１以上の空間を確保することができるような、高い圧縮性を有する材料とすることを特徴とした既製杭の周面摩擦力の算定方法である。更に、中空部を有する既製杭の下面を、該既製杭を杭穴内の中央に納めるガイド付きの底板で塞いだ既製杭を使用し、前記杭穴内に充填した水硬性充填物が既製杭の中空部に入らないように、前記既製杭を埋設し、かつ、反力吸収手段が、前記杭穴内の底部の泥土蓄積層より上方に位置できるように、前記既製杭を埋設する既製杭の周面摩擦力の算定方法である。
【００２５】
前記における反力吸収手段は、試験対象の既製杭の下面側にセメントミルク等の充填物が浸入せず、かつ試験対象の既製杭の下端が地盤と接続されないようにして、既製杭に反力が生じないようにするための手段である。例えば、可能な限り高い圧縮性を有し、不透水性を有する材料であり、可能な限り比重が小さく、かつ安価に使用できることが望ましく、例えば、発泡スチロールのブロックや、柔軟な袋に流動性を有する材料（液体、発泡スチロール粒等の細粒状の樹脂材料等）を詰めた物を使用することができる。
【００２６】
また、既製杭の下面に簡単に取り付けることができ、かつ既製杭を埋設中に外れないことも必要である。尚、取付は既製杭の下端板に固定できる底板等を介して行うことが望ましい。
【００２７】
また、前記における水硬性充填物とは、いわゆる杭周固定液又は根固め液のような、セメント等の水硬性材料を基材としたセメントミルクやソイルセメントであり、既製杭の外面と杭穴壁との間に充填される材料である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
(1) 既製杭１の下面に、ほぼ同一外径の円柱状の発泡スチロール２０を固定する。この場合、既製杭１の下端板に底板２１を溶接又はボルト等により固定して杭中空部を閉塞し、底板２の下面に発泡スチロール２０を固着することが望ましい。地盤に、試験対象のコンクリート製の既製杭１を埋設する（図１（ｂ））。この際、実際に使用する工法と同一の工法で、埋設することが望ましい。ここでは、杭穴１２を掘削し、杭周固定液を充填してあるので、既製杭１の外周面及び発泡スチロール２０の外面は固化した杭周固定液層１４が形成されている。
【００２９】
この場合、杭穴１２を予め穿設するか否かは任意であり、杭穴１２を穿設しない場合には、押し込み、回転押し込み、軽打による場合等任意であり、また、これらを併用することもできる。但し、発泡スチロール１０が変形しない方策を採る必要がある。
【００３０】
(2) 既製杭１に対して、通常と同様に、杭の載荷試験を行う。この場合、引抜荷重に対しては、既製杭１の外周面４での摩擦で抵抗するので、発揮される周面摩擦力の大きさのみを測定できる。
【００３１】
(3) また、鉛直荷重に対して、既製杭１の外周面４での摩擦で抵抗する。また、既製杭は下方に押し込まれ、距離Ｌ１程度沈下した場合であっても、発泡スチロール２０の変形により、杭穴底１３からの反力を吸収できる（図１（ｃ））。従って、既製杭１の下端面で発揮される下端支持力を無視できる。
【００３２】
尚、既製杭の降下量Ｌ１の寸法としては、載荷試験での測定範囲である数ｍｍ〜数十ｍｍ程度、または、杭軸部外径の最大寸法の１０％程度が考えられる。よって、これ以上の沈下を、変形で許容できる寸法の発泡スチロール２０を採用する。
【００３３】
(4) よって、その地盤で既製杭の外周面が発揮する周面摩擦力のみを測定できる。
【００３４】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００３５】
［１］適用する継ぎ杭１０
【００３６】
(1) 上杭１と下杭６とを接合して一体の継ぎ杭１０として使用する場合に適用する（図１（ａ））。下杭６として、軸部（外径Ｄ）７で、節（環状のリブ）８、８を有するコンクリート製の既製杭を使用する。上杭１として、軸部の外径Ｄのストレート状のコンクリート製の既製杭を使用する。
【００３７】
この場合、上杭１と下杭６を何れも節部８、８を有する継ぎ杭１０の場合に（図３（ａ））、所定強度（Ｎ値等で特定）の地盤に埋設した構造の基礎杭では、通常、予め載荷試験がなされており、継ぎ杭１０の長さに応じた支持力算定式が用意されている。
【００３８】
(2) この場合、下杭６を節杭、上杭１をストレート杭とした場合については、載荷試験が成されていないので、本来的には、継ぎ杭１０の状態（図１（ａ））で載荷試験を行い支持力を確認する必要があった。継ぎ杭１０の状態での載荷試験をしない場合には、従来では、下杭６の長さのみで算出した周面摩擦力及び先端支持力で、この継ぎ杭１０の全体の支持力を算定して、上杭１により発揮される不確かな周面摩擦力を無視する取扱いとしていた。
【００３９】
下杭６の節８、８の外径Ｄに応じて掘削された杭穴１２に、継ぎ杭１０を埋設した場合には、杭穴１２の側壁と上杭１の外面とが一定距離（少なくとも節８の高さ分以上である５〜１０ｃｍ程度）があるが、通常、杭穴１２内に杭周固定液等の充填材を介在させるので、上杭１の周面摩擦力は無視できない値となる。従って、上杭１の周面摩擦力を積極的に利用することが望ましい。
【００４０】
［２］載荷試験装置３５及び試験方法
【００４１】
(1) 試験対象の上杭１の埋設予定位置の周囲に、所定間隔を空けて基準杭１９、１９を埋設して、その上部を地面から露出させておく。また、上杭１の埋設予定位置の一側に２本ずつ反力杭１８Ａ、１８Ｂ、他側に夫々２本づつ反力杭１８Ｃ、１８Ｄを埋設する。反力杭１８Ａ〜１８Ｄは、１本の上杭１が負担すべき支持力（鉛直荷重）に対して２〜３倍の支持力を発揮できるようなものを使用する。
【００４２】
尚、埋設予定位置は、継ぎ杭１０の構築現場内の同様な地盤強度の位置が望ましいが、同様な地盤強度を有する地盤であれば、継ぎ杭１０の構築現場以外でも可能である。
【００４３】
(2) また、支持力の影響を極力減らす為に、先端上杭１の下面３に、底板２１を固定して上杭１の中空部５を塞ぐ。更に、底板２１の下面に、上杭１の外径Ｄと同一の外径Ｄを有する略円柱形の発泡スチロール２０の上面を密着固定して、試験杭とする。上杭１の長さに対応した杭穴１２を掘削すると共に杭周固定液を充填し、杭穴１２内に上杭１を沈設する。この際、上杭１の上端部を所定長さだけ地面から突出させておく。また、上杭１の下面３は、底板２１と発泡スチロール２０により塞がれて、上杭１の中空部５に杭周固定液が入り込むことはない。また、発泡スチロール２０は上杭１と同径であるので、上杭１の下面３にも杭周固定液が入り込むこともなく、発泡スチロール２０に杭周固定液が浸透することもない。
【００４４】
従って、杭周固定液が固化したならば、発泡スチロール２０は、高圧縮性を維持した状態で、外側面（外周）側及び下面側に固化した杭周固定液層に囲まれた状態となる。
【００４５】
また、前記における略円柱状の発泡スチロール２０の高さＬは、発泡スチロールの圧縮性にもよるが、例えば、２０倍程度の体積に発泡した発泡スチロール２０の場合（上下方向に「高さＬ／２０」まで、圧縮可能）、２分の１以内程度まで圧縮される範囲で使用することが望ましい。従って、最大の鉛直荷重を付加した場合に、予想される上杭１の沈下距離をＬ１とした場合、Ｌ＝２×Ｌ１、程度とする。
【００４６】
また、前記において、杭周固定液を充填した杭穴１２の底１３に、杭周固定液と分離した泥土が堆積する場合がある。従って、泥土の堆積を考慮して、発泡スチロール２０の下面と杭穴１２の底１３との間は距離Ｌ３（Ｌ３＝５０〜１００ｃｍ程度）空けることがのぞましい（図１（ａ）（ｂ））。これにより、堆積した泥土は発泡スチロール２０の下方に留まり、上杭１の外周面４に泥土が至ることがなく、少なくとも上杭１の外周面４は杭周固定液層で満たされるので、正確な周面摩擦力の測定ができる。この場合、発泡スチロール２０の外周は、泥土の層又は杭周固定液層のいずれがあっても測定に支障がない。
【００４７】
(3) 続いて、上杭１の上面２に台座２２、ジャッキ２３、台座２４を順に載せる。また、一側の反力杭１８Ａ、１８Ｂの上面に取付治具２５、２５を夫々固定し、両反力杭１８Ａ、１８Ｂの取付治具２５、２５間に取付梁２６を架設固定する。他側の反力杭１８Ｃ、１８Ｄでも同様に取付治具２５、２５、取付梁２６を固定する。
【００４８】
続いて、上杭１の上方の台座２４上に、主梁２７の中心の下面を載せ、主梁２７の一端部２８を反力梁１８Ａ、１８Ｂ間に、他端部２９を反力梁１８Ｃ、１８Ｄ間に位置させ、主梁２７の下面と各取付梁２６、２６とを固定する。
【００４９】
続いて、主梁２７の両端部２８、２９上に、各取付梁２６、２６と並行に、副梁３０を夫々載置し、各副梁３０の上面で、反力杭１８Ａ〜１８Ｄの直上の位置に、固定材３１、３１を夫々載置する。各固定材３１と取付治具２５との間に引張材（ワイヤ）３２の両端部を固定して、反力杭１８Ａ〜１８Ｄ、取付用治具２５、取付梁２６、主梁２７、副梁３０、固定材３１、引張材３２を一体に固定する。ここで、引張材３２は、副梁３０及び取付梁２６の両側に配置される。
【００５０】
基準梁１９と上杭１との間に変位計３３を取付、その他必要な取得データに応じて、荷重計、ひずみ計等の計測機器を所定位置に取り付ける。
【００５１】
以上のようにして、載荷試験装置３５を構成する（図２（ａ）（ｂ）、図１（ｂ））。
【００５２】
(4) 続いて、通常の試験方法に従って、ジャッキ２３で上杭１に荷重して、結果を計測する。ここでの試験荷重は、継ぎ杭１０の全体の支持力（上杭１の周面摩擦支持力＋下杭６の周面摩擦支持力＋下杭６の先端支持力）に比して、２分の１〜３分の１程度で十分可能である。なぜなら上杭１の周面摩擦支持力は、単純に杭長に比例し、かつ地盤は、一般に堆積年代により地表に近いほど軟弱なため、杭長の比よりかなり小さいと考えられるからである。
【００５３】
この場合、上杭１に下方に向けた荷重をした際に、上杭１は外周面４のみで杭周固定液層１４を介して杭穴１２に埋設されており、上杭１が下方に移動した場合であっても、発泡スチロール２０が変形する（図１（ｂ）（ｃ））。従って、上杭１の下面３に、固化した杭周固定液層１４から反力を受けることがない。また、上杭１に引抜力を作用させた場合には、上杭１は外周面４のみで杭周固定液層１４を介して地盤に埋設されているので、引抜力に対する支持力は周面摩擦力のみによるものである。また、この際、発泡スチロール２０の外周面は杭周固定液層に付着するが、発泡スチロール２０は独立気泡の集合体であるので、発泡スチロールの変形作用に影響を与えない。
【００５４】
従って、載荷試験で、得られた上杭１による支持力は、上杭１の周面摩擦力による支持力となる。
【００５５】
(5) 前記における主梁２７、取付治具２５、取付梁２６、副梁３０、固定材３１、引張材３２等の構成は、ジャッキ２３による荷重を上杭１及び反力杭１８Ａ〜１８Ｄに、有効に伝達できれば、その構成は任意であり、従来の載荷試験装置で使用される他の構成を採用することもできる（図示していない）。
【００５６】
また、前記実施例において、反力杭１８Ａ〜Ｄの全部又は一部は、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０を使用することもできる（図示していない）。
【００５７】
この場合、上杭１が負担すべき周面摩擦力は、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０が負担する先端支持力を含む支持力の２分の１以下であるので、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０を反力杭として使用した場合であっても、継ぎ杭１０に悪影響が生じることはないので、無駄なく現場施工及び載荷試験ができる。
【００５８】
また、前記において、反力手段として、反力杭１８Ａ〜１８Ｄを使用したが、グランドアンカー等従来の載荷試験装置に使用される構成であれば、他の構成とすることもできる（図示していない）。
【００５９】
また、前記実施例において、底板２１は上杭１と略同径の円形としたが、形状は任意である。
【００６０】
また、前記実施例において、杭穴１２は、節８を有する下杭６の最大外径に応じた径で掘削されるので、上杭１の外径に比して杭穴１２が大径で、上杭１の外周面４と杭穴１２の側壁とに大きな隙間が生じている場合には、上杭１を杭穴１２の中心に配置する為にガイドを設けることが望ましい。
【００６１】
例えば、底板２１の外周に、等間隔放射状に、略半円径のガイド突起３７、３７を一体に形成することもできる（図４）。この際、発泡スチロール２０の平面形状も、ガイド突起３７付きの底板２１に一致させる（図４（ｂ）（ｃ））。また、ガイド突起３７の先端は杭穴１２の内壁に突き刺さらず、滑り易い緩やかな形状（上記の半円形等）が望ましい。また、ガイド突起３７の放射方向の突出長さは、杭穴１２の径に応じた長さとすることが作業上から望ましい。
【００６２】
また、前記実施例において、底板２１を使用したが、上杭（既製杭）１の中空部を閉塞して、発泡スチロール２０を上杭１に安定して固定することができれば、底板２１を不要とすることもできる。例えば、発泡スチロール２０の上面側を所定厚さだけ硬化処理して（圧縮性を除去して）、該部を底板２１の代わりとすることもできる（図示していない）。
【００６３】
［３］継ぎ杭１０の支持力の算定
【００６４】
(1) 継ぎ杭１０の発揮する支持力の内、
ａ．上杭１が発揮する周面摩擦力による支持力を載荷試験から計測して算出する。
ｂ．長さＬ２の下杭６が発揮される周面摩擦力及び先端支持力を（図３（ａ））、地盤情報、下杭の口径等の情報を入力して、既存の認定式から算出する。
このａ．ｂ．の値を合計すれば、この上杭１と下杭６を接合した継ぎ杭１０を杭周固定液が充填された杭穴１２内に埋設して構成した基礎杭１６の発揮する支持力を算定できる。
【００６５】
(2) また、上杭、中杭、下杭、を接合してなる継ぎ杭の場合には、中杭が上杭と同一構造の場合には、中杭を上杭と同じに、中杭及び上杭の全体を上杭として、上記ａの載荷試験の対象として取り扱う。また、中杭が下杭と同一構造の場合には、中杭及び下杭の全体を下杭として、上記ｂの認定式による対象として取り扱う。更に、中杭が上杭・下杭の何れとも異なる構造であれば、中杭のみを別途載荷試験を行い、中杭の発揮する周面摩擦力を計測算出する（図示していない）。従って、３本以上の既製杭を接合した継ぎ杭であっても本発明を適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
(1) 既製杭の下面に反力吸収手段を固定してなる既製杭を使用した、この発明の載荷試験装置によれば、既製杭の下面で生じる反力を無視できる程度に処理でき、既製杭の周面摩擦力のみを、通常の載荷試験と同様の手順で、極めて容易に測定できる。また、反力吸収手段として、地盤強度との関係から既製杭の沈下量を充分に吸収できる圧縮性を有する材料を選定すれば、先端支持力を無視し正確な周面摩擦力による支持力を計測算出できる。また、求められる測定精度を、使用する反力吸収手段の選定により、容易に調整できる。
【００６７】
(2) 従って、上杭のみの載荷試験により計測算出した上杭の周面摩擦力と、下杭の認定計算式から計算した下杭の支持力（下杭の周面摩擦力、先端支持力）から継ぎ杭の支持力を容易に算定できる効果がある。
【００６８】
即ち、通常の継ぎ杭全体を載荷試験する場合に比して、試験荷重が２分の１〜３分の１程度となり小規模で簡便な載荷試験装置とできる。また、試験用の既製杭も上杭のみであり、所要資材が半分程度で杭穴掘削・造成も同様に削減できる。従って、試験準備期間および試験期間共に大幅に短縮でき、勿論、経済的である。よって、構築現場での工期に与える影響を少なくして、構築現場での載荷試験を行うことができる。
【００６９】
(3) また、試験杭の下面に底板を取り付ける等して、試験杭の中空部にセメントミルク等の水硬性充填物が入らないようにして試験杭を沈下させた場合には、先端支持力の影響を極力軽減でき、精度の高い周面摩擦力を測定できる。
【００７０】
(4) とりわけ、継ぎ杭における下層も地盤が悪く下杭の支持力だけでは不足であり、上杭の周面摩擦力による支持力が、継ぎ杭全体の支持力に対して比率が高く無視できない時に特に有効であり、適切な強度の継ぎ杭を設計採用することができる。また、このような比較的支持力の小さい地盤の場合には、周面摩擦力による支持力絶対値が小さいため試験用の基礎杭の造成が容易となり経済的である。
【００７１】
(5) また、試験荷重が継ぎ杭の支持力の２分の１〜３分の１程度となるので、現場で実際に埋設した継ぎ杭を、支障無く、反力手段（反力杭）として兼用して使用することができる効果がある。従って、時間的、人的及び費用的に、効率的な載荷試験及び現場施工ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の実施例を適用する継ぎ杭の正面図、（ｂ）は載荷試験で、反力吸収手段を取り付けて埋設した状態（加重前）の上杭の正面図、（ｃ）は同じく載荷試験による加重で沈下した状態の上杭の正面図である。
【図２】この発明の載荷試験装置で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】この発明の下杭の支持力算定の基となる認定された基礎杭の正面図である。
【図４】（ａ）はこの発明の他の反力吸収手段及び底板の実施例の平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は同じく底面図である。
【符号の説明】
１ 上杭
２ 上杭の上面
３ 上杭の下面
４ 上杭の外周面
５ 上杭の中空部
６ 下杭
７ 下杭の軸部
８ 下杭の節
１０ 継ぎ杭
１２ 杭穴
１３ 杭穴の底
１４ 杭周固定液層
１６ 基礎杭
１７ 地面
１８Ａ〜Ｄ 反力杭
１９ 基準杭
２０ 発泡スチロール（反力吸収手段）
２１ 底板
２２、２４ 台座
２３ ジャッキ
２５ 取付治具
２７ 主梁
３０ 副梁
３２ 引張材
３３ 変位計
３５ 載荷試験装置
３７ ガイド突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、継ぎ杭の支持力算定方法に関する。
【０００２】
本発明は、支持力が比較的小さい、あるいは軟弱な施工地盤において、既製杭の継ぎ杭を構成する下杭の支持力が既知の評定試験等による公認の算定式により算定でき、継ぎ杭を構成する上杭の周面摩擦力による支持力に関して、下杭のような既知の公認の算定式が利用できない構成の杭基礎の場合に、特に有効である。また、通常の既製杭の周面摩擦力の評価試験においても勿論利用できる。
【０００３】
【従来の技術】
(1) 一般に、既製杭を杭穴内に埋設して構築する基礎杭では、既製杭の先端が支持地盤に達し、支持地盤（基礎杭の下端）で発揮される先端支持力と、支持地盤から地上までの周面摩擦力を加味して、その杭基礎の全体で発揮できる支持力を算定していた。
【０００４】
この場合、いわゆる認定工法では、特定構造の既製杭を使用して適用を受けた認定に際して支持力算定式が認められている。従って、認定工法では、この算定式を用いて、既製杭の杭径、杭長、地盤特性（Ｎ値等）を入力することにより、容易にその既製杭を使用した場合の支持力が算出できた。
【０００５】
また、認定を受けていない場合であっても、過去の施工現場における載荷試験の結果を利用して、地盤特性等を補正することにより、容易に支持力を算定できる場合もあった。
【０００６】
それ以外の場合には、基礎杭を構築する現場毎に載荷試験を行い、支持力を確認しなければならなかった。また、設計により算出した支持力の妥当性を実際に確認する為に載荷試験を行う場合もあった（非特許文献１）。
【０００７】
(2) しかし、載荷試験では、試験対象の既製杭を地盤に埋設し、その試験対象の既製杭の周囲に反力手段として他の既製杭を埋設し、試験対象の既製杭上に加圧手段（一般に油圧式ジャッキ）を設置し、各既製杭及び加圧手段を鉄骨梁で連結して各既製杭等に測定装置（荷重計、変位計、歪み計等）を取り付けて、試験装置を組み立てなければならなかった（非特許文献１）。更に、試験対象の既製杭１本に対して、最低でも計画最大荷重の１２０％程度に耐えうる反力手段を用意している（非特許文献１）。
【０００８】
(3) また、杭穴の底に膨張手段を設置して、試験対象である既製杭を埋設することにより、既製杭の支持力を周面摩擦力と先端支持力とに分離する発明も提案されていた（特許文献１）。この発明では、地上から膨張手段の上部又は下部に加圧流体を伝達して、加圧流体の伝達に応じて、表面摩擦力又は先端支持力を測定する方法であった。また、試験対象の既製杭の下端に、支持具を介在させて、軸方向に作動するジャッキを取り付けて、載荷試験をする方法も提案されていた（特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】
特公平６−５８２７０号
【００１０】
【特許文献２】
特開平９−６１２６６号
【００１１】
【非特許文献１】
社団法人土質工学会，「現場技術者のための土と基礎シリーズ１杭基礎の調査・設計から施工まで」，平成５年５月２５日，ｐ．３７１−３８３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
(1) 継ぎ杭の全体に対して、載荷試験をする場合には、実大杭の施工を行い（実際に施工される構造・大きさの継ぎ杭の施工を行い）、荷重の大きさにもよるが、鉛直載荷試験装置の組み立て・試験技術者なども投入されるため、一般的には載荷重１トン当たり１万円前後の費用がかかり、試験荷重としての計画最大荷重は設計支持力の３倍かけることが普通であり、杭径や杭長及び地盤によって変化はするが、通常杭の長期許容支持力は３０ｔ〜２００ｔ程度が多く、載荷荷重をこの３倍掛けることを考えれば、載荷試験にはいかに膨大な費用がかかることがわかる。工事の規模がある程度大きくないと、載荷試験を実施することも難しいのが現状である。
【００１３】
更に、荷重の大きさに応じて、載荷試験装置の規模も大きくなり、組み立て解体・試験などに貴重な現場工期を消費することになり、工事全体の工期の遅れを来す問題点もあった。
【００１４】
(2) また、支持力を、周面摩擦力と先端支持力とに分離できれば、上杭のみを載荷試験して、上杭の周面摩擦力のみを測定することにより、継ぎ杭全体の支持力も算定できるはずであるが、前記従来の特許文献１の方法では、大規模な装置を要し、現実的には実施することは困難であった。
【００１５】
また、後者の特許文献２の方法では、浮力による高止まり等を防止する目的でなされており、表面摩擦力と先端支持力とを分離するための工夫については記載はなく、現実に分離することはできなかった。
【００１６】
即ち、特許文献２の図４にあるように、上部杭の外側面部のソイルセメント１２が下杭まで連続して充填され固化層となっており、上下杭の周面支持力が分離できない問題点がある。また、上下杭間のジャッキ部にソイルセメント１２が付着あるいは充填されているので、ジャッキでの測定値にソイルセメント１２の圧縮強度が付加されており上杭自身の周辺摩擦力による正確な支持力が求め難いものとなっていた。
【００１７】
何れの発明でも、セメントミルクなどが充填された場合には、膨張手段やジャッキの周りのセメントミルクが固化するので、現実には実施が難しい。
【００１８】
(3) とりわけ、下杭を周面に突起を有するいわゆる節杭とし、上杭をストレート状の杭を採用した継ぎ杭の場合、上杭によって発揮される周面摩擦力を計算上無視した場合には、不経済となる。
【００１９】
即ち、上杭の耐震性能を上げるためには、上杭として、外側に鋼管を巻いたコンクリート杭がどうしても必要な場合がある。この場合、鋼管の外側に更に同等の節を形成することは困難であり、また節杭では、構造上このような耐震性能を持つことができないからである。
【００２０】
よって、上杭としてこのような耐震性能の高い杭を使用する場合には、地震時における水平力を杭１本当たり大きくとることができ、逆に言えば、長期鉛直荷重はこれに比例して大きくなる。従って、このような杭の構成では、高い鉛直支持力が必要となって、上杭の摩擦力はもちろん、これでも不足する場合は、下杭を延長する等の方策を考える必要があった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、試験対象の既製杭の下端に反力吸収手段を取り付けて載荷試験を行うことができるようにしたので、前記問題点を解決した。
【００２２】
即ち、この発明は、
(1) 下杭と上杭とを連結してなる継ぎ杭を埋設する杭構造に適用する支持力の算定方法であって、
(2) 前記杭構造は、水硬性充填物が満たされた杭穴内に、前記継ぎ杭を埋設し、前記継ぎ杭の外周面と杭穴壁との間に水硬性充填物の固化層を介在させて構成し、
(3) 前記下杭の発揮する支持力を既存の計算式から算出し、前記上杭の発揮する支持力を、前記杭構造の構築現場又は同様な地盤強度を有する地盤で、前記上杭のみの載荷試験を行い、前記上杭の周面摩擦力のみを計測算出する。
(4) 算出した周面摩擦力及び先端支持力による下杭の支持力と、前記載荷試験での上杭の周面摩擦力による支持力とを合わせて、前記継ぎ杭の杭構造全体の支持力を算出することを特徴とした継ぎ杭の支持力算定方法。
【００２３】
また、前記において、上杭のみの載荷試験は、該上杭の下面に高い圧縮性を有する材料からなる反力吸収手段を取り付け固定し、前記上杭を、水硬性充填物が満たされた杭穴内に埋設して行うことを特徴とする継ぎ杭の支持力算定方法。
【００２４】
また、前記において、載荷試験での既製杭の予想沈下距離Ｌ１とする場合、
反力吸収手段は、杭穴底と既製杭の下面との間に、距離Ｌ１以上の空間を確保することができるような、高い圧縮性を有する材料とすることを特徴とした既製杭の周面摩擦力の算定方法である。更に、中空部を有する既製杭の下面を、該既製杭を杭穴内の中央に納めるガイド付きの底板で塞いだ既製杭を使用し、前記杭穴内に充填した水硬性充填物が既製杭の中空部に入らないように、前記既製杭を埋設し、かつ、反力吸収手段が、前記杭穴内の底部の泥土蓄積層より上方に位置できるように、前記既製杭を埋設する既製杭の周面摩擦力の算定方法である。
【００２５】
前記における反力吸収手段は、試験対象の既製杭の下面側にセメントミルク等の充填物が浸入せず、かつ試験対象の既製杭の下端が地盤と接続されないようにして、既製杭に反力が生じないようにするための手段である。例えば、可能な限り高い圧縮性を有し、不透水性を有する材料であり、可能な限り比重が小さく、かつ安価に使用できることが望ましく、例えば、発泡スチロールのブロックや、柔軟な袋に流動性を有する材料（液体、発泡スチロール粒等の細粒状の樹脂材料等）を詰めた物を使用することができる。
【００２６】
また、既製杭の下面に簡単に取り付けることができ、かつ既製杭を埋設中に外れないことも必要である。尚、取付は既製杭の下端板に固定できる底板等を介して行うことが望ましい。
【００２７】
また、前記における水硬性充填物とは、いわゆる杭周固定液又は根固め液のような、セメント等の水硬性材料を基材としたセメントミルクやソイルセメントであり、既製杭の外面と杭穴壁との間に充填される材料である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
(1) 既製杭１の下面に、ほぼ同一外径の円柱状の発泡スチロール２０を固定する。この場合、既製杭１の下端板に底板２１を溶接又はボルト等により固定して杭中空部を閉塞し、底板２の下面に発泡スチロール２０を固着することが望ましい。地盤に、試験対象のコンクリート製の既製杭１を埋設する（図１（ｂ））。この際、実際に使用する工法と同一の工法で、埋設することが望ましい。ここでは、杭穴１２を掘削し、杭周固定液を充填してあるので、既製杭１の外周面及び発泡スチロール２０の外面は固化した杭周固定液層１４が形成されている。
【００２９】
この場合、杭穴１２を予め穿設するか否かは任意であり、杭穴１２を穿設しない場合には、押し込み、回転押し込み、軽打による場合等任意であり、また、これらを併用することもできる。但し、発泡スチロール１０が変形しない方策を採る必要がある。
【００３０】
(2) 既製杭１に対して、通常と同様に、杭の載荷試験を行う。この場合、引抜荷重に対しては、既製杭１の外周面４での摩擦で抵抗するので、発揮される周面摩擦力の大きさのみを測定できる。
【００３１】
(3) また、鉛直荷重に対して、既製杭１の外周面４での摩擦で抵抗する。また、既製杭は下方に押し込まれ、距離Ｌ１程度沈下した場合であっても、発泡スチロール２０の変形により、杭穴底１３からの反力を吸収できる（図１（ｃ））。従って、既製杭１の下端面で発揮される下端支持力を無視できる。
【００３２】
尚、既製杭の降下量Ｌ１の寸法としては、載荷試験での測定範囲である数ｍｍ〜数十ｍｍ程度、または、杭軸部外径の最大寸法の１０％程度が考えられる。よって、これ以上の沈下を、変形で許容できる寸法の発泡スチロール２０を採用する。
【００３３】
(4) よって、その地盤で既製杭の外周面が発揮する周面摩擦力のみを測定できる。
【００３４】
【実施例１】
図面に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００３５】
［１］適用する継ぎ杭１０
【００３６】
(1) 上杭１と下杭６とを接合して一体の継ぎ杭１０として使用する場合に適用する（図１（ａ））。下杭６として、軸部（外径Ｄ）７で、節（環状のリブ）８、８を有するコンクリート製の既製杭を使用する。上杭１として、軸部の外径Ｄのストレート状のコンクリート製の既製杭を使用する。
【００３７】
この場合、上杭１と下杭６を何れも節部８、８を有する継ぎ杭１０の場合に（図３（ａ））、所定強度（Ｎ値等で特定）の地盤に埋設した構造の基礎杭では、通常、予め載荷試験がなされており、継ぎ杭１０の長さに応じた支持力算定式が用意されている。
【００３８】
(2) この場合、下杭６を節杭、上杭１をストレート杭とした場合については、載荷試験が成されていないので、本来的には、継ぎ杭１０の状態（図１（ａ））で載荷試験を行い支持力を確認する必要があった。継ぎ杭１０の状態での載荷試験をしない場合には、従来では、下杭６の長さのみで算出した周面摩擦力及び先端支持力で、この継ぎ杭１０の全体の支持力を算定して、上杭１により発揮される不確かな周面摩擦力を無視する取扱いとしていた。
【００３９】
下杭６の節８、８の外径Ｄに応じて掘削された杭穴１２に、継ぎ杭１０を埋設した場合には、杭穴１２の側壁と上杭１の外面とが一定距離（少なくとも節８の高さ分以上である５〜１０ｃｍ程度）があるが、通常、杭穴１２内に杭周固定液等の充填材を介在させるので、上杭１の周面摩擦力は無視できない値となる。従って、上杭１の周面摩擦力を積極的に利用することが望ましい。
【００４０】
［２］載荷試験装置３５及び試験方法
【００４１】
(1) 試験対象の上杭１の埋設予定位置の周囲に、所定間隔を空けて基準杭１９、１９を埋設して、その上部を地面から露出させておく。また、上杭１の埋設予定位置の一側に２本ずつ反力杭１８Ａ、１８Ｂ、他側に夫々２本づつ反力杭１８Ｃ、１８Ｄを埋設する。反力杭１８Ａ〜１８Ｄは、１本の上杭１が負担すべき支持力（鉛直荷重）に対して２〜３倍の支持力を発揮できるようなものを使用する。
【００４２】
尚、埋設予定位置は、継ぎ杭１０の構築現場内の同様な地盤強度の位置が望ましいが、同様な地盤強度を有する地盤であれば、継ぎ杭１０の構築現場以外でも可能である。
【００４３】
(2) また、支持力の影響を極力減らす為に、先端上杭１の下面３に、底板２１を固定して上杭１の中空部５を塞ぐ。更に、底板２１の下面に、上杭１の外径Ｄと同一の外径Ｄを有する略円柱形の発泡スチロール２０の上面を密着固定して、試験杭とする。上杭１の長さに対応した杭穴１２を掘削すると共に杭周固定液を充填し、杭穴１２内に上杭１を沈設する。この際、上杭１の上端部を所定長さだけ地面から突出させておく。また、上杭１の下面３は、底板２１と発泡スチロール２０により塞がれて、上杭１の中空部５に杭周固定液が入り込むことはない。また、発泡スチロール２０は上杭１と同径であるので、上杭１の下面３にも杭周固定液が入り込むこともなく、発泡スチロール２０に杭周固定液が浸透することもない。
【００４４】
従って、杭周固定液が固化したならば、発泡スチロール２０は、高圧縮性を維持した状態で、外側面（外周）側及び下面側に固化した杭周固定液層に囲まれた状態となる。
【００４５】
また、前記における略円柱状の発泡スチロール２０の高さＬは、発泡スチロールの圧縮性にもよるが、例えば、２０倍程度の体積に発泡した発泡スチロール２０の場合（上下方向に「高さＬ／２０」まで、圧縮可能）、２分の１以内程度まで圧縮される範囲で使用することが望ましい。従って、最大の鉛直荷重を付加した場合に、予想される上杭１の沈下距離をＬ１とした場合、Ｌ＝２×Ｌ１、程度とする。
【００４６】
また、前記において、杭周固定液を充填した杭穴１２の底１３に、杭周固定液と分離した泥土が堆積する場合がある。従って、泥土の堆積を考慮して、発泡スチロール２０の下面と杭穴１２の底１３との間は距離Ｌ３（Ｌ３＝５０〜１００ｃｍ程度）空けることがのぞましい（図１（ａ）（ｂ））。これにより、堆積した泥土は発泡スチロール２０の下方に留まり、上杭１の外周面４に泥土が至ることがなく、少なくとも上杭１の外周面４は杭周固定液層で満たされるので、正確な周面摩擦力の測定ができる。この場合、発泡スチロール２０の外周は、泥土の層又は杭周固定液層のいずれがあっても測定に支障がない。
【００４７】
(3) 続いて、上杭１の上面２に台座２２、ジャッキ２３、台座２４を順に載せる。また、一側の反力杭１８Ａ、１８Ｂの上面に取付治具２５、２５を夫々固定し、両反力杭１８Ａ、１８Ｂの取付治具２５、２５間に取付梁２６を架設固定する。他側の反力杭１８Ｃ、１８Ｄでも同様に取付治具２５、２５、取付梁２６を固定する。
【００４８】
続いて、上杭１の上方の台座２４上に、主梁２７の中心の下面を載せ、主梁２７の一端部２８を反力梁１８Ａ、１８Ｂ間に、他端部２９を反力梁１８Ｃ、１８Ｄ間に位置させ、主梁２７の下面と各取付梁２６、２６とを固定する。
【００４９】
続いて、主梁２７の両端部２８、２９上に、各取付梁２６、２６と並行に、副梁３０を夫々載置し、各副梁３０の上面で、反力杭１８Ａ〜１８Ｄの直上の位置に、固定材３１、３１を夫々載置する。各固定材３１と取付治具２５との間に引張材（ワイヤ）３２の両端部を固定して、反力杭１８Ａ〜１８Ｄ、取付用治具２５、取付梁２６、主梁２７、副梁３０、固定材３１、引張材３２を一体に固定する。ここで、引張材３２は、副梁３０及び取付梁２６の両側に配置される。
【００５０】
基準梁１９と上杭１との間に変位計３３を取付、その他必要な取得データに応じて、荷重計、ひずみ計等の計測機器を所定位置に取り付ける。
【００５１】
以上のようにして、載荷試験装置３５を構成する（図２（ａ）（ｂ）、図１（ｂ））。
【００５２】
(4) 続いて、通常の試験方法に従って、ジャッキ２３で上杭１に荷重して、結果を計測する。ここでの試験荷重は、継ぎ杭１０の全体の支持力（上杭１の周面摩擦支持力＋下杭６の周面摩擦支持力＋下杭６の先端支持力）に比して、２分の１〜３分の１程度で十分可能である。なぜなら上杭１の周面摩擦支持力は、単純に杭長に比例し、かつ地盤は、一般に堆積年代により地表に近いほど軟弱なため、杭長の比よりかなり小さいと考えられるからである。
【００５３】
この場合、上杭１に下方に向けた荷重をした際に、上杭１は外周面４のみで杭周固定液層１４を介して杭穴１２に埋設されており、上杭１が下方に移動した場合であっても、発泡スチロール２０が変形する（図１（ｂ）（ｃ））。従って、上杭１の下面３に、固化した杭周固定液層１４から反力を受けることがない。また、上杭１に引抜力を作用させた場合には、上杭１は外周面４のみで杭周固定液層１４を介して地盤に埋設されているので、引抜力に対する支持力は周面摩擦力のみによるものである。また、この際、発泡スチロール２０の外周面は杭周固定液層に付着するが、発泡スチロール２０は独立気泡の集合体であるので、発泡スチロールの変形作用に影響を与えない。
【００５４】
従って、載荷試験で、得られた上杭１による支持力は、上杭１の周面摩擦力による支持力となる。
【００５５】
(5) 前記における主梁２７、取付治具２５、取付梁２６、副梁３０、固定材３１、引張材３２等の構成は、ジャッキ２３による荷重を上杭１及び反力杭１８Ａ〜１８Ｄに、有効に伝達できれば、その構成は任意であり、従来の載荷試験装置で使用される他の構成を採用することもできる（図示していない）。
【００５６】
また、前記実施例において、反力杭１８Ａ〜Ｄの全部又は一部は、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０を使用することもできる（図示していない）。
【００５７】
この場合、上杭１が負担すべき周面摩擦力は、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０が負担する先端支持力を含む支持力の２分の１以下であるので、構築現場で実際に埋設された継ぎ杭１０を反力杭として使用した場合であっても、継ぎ杭１０に悪影響が生じることはないので、無駄なく現場施工及び載荷試験ができる。
【００５８】
また、前記において、反力手段として、反力杭１８Ａ〜１８Ｄを使用したが、グランドアンカー等従来の載荷試験装置に使用される構成であれば、他の構成とすることもできる（図示していない）。
【００５９】
また、前記実施例において、底板２１は上杭１と略同径の円形としたが、形状は任意である。
【００６０】
また、前記実施例において、杭穴１２は、節８を有する下杭６の最大外径に応じた径で掘削されるので、上杭１の外径に比して杭穴１２が大径で、上杭１の外周面４と杭穴１２の側壁とに大きな隙間が生じている場合には、上杭１を杭穴１２の中心に配置する為にガイドを設けることが望ましい。
【００６１】
例えば、底板２１の外周に、等間隔放射状に、略半円径のガイド突起３７、３７を一体に形成することもできる（図４）。この際、発泡スチロール２０の平面形状も、ガイド突起３７付きの底板２１に一致させる（図４（ｂ）（ｃ））。また、ガイド突起３７の先端は杭穴１２の内壁に突き刺さらず、滑り易い緩やかな形状（上記の半円形等）が望ましい。また、ガイド突起３７の放射方向の突出長さは、杭穴１２の径に応じた長さとすることが作業上から望ましい。
【００６２】
また、前記実施例において、底板２１を使用したが、上杭（既製杭）１の中空部を閉塞して、発泡スチロール２０を上杭１に安定して固定することができれば、底板２１を不要とすることもできる。例えば、発泡スチロール２０の上面側を所定厚さだけ硬化処理して（圧縮性を除去して）、該部を底板２１の代わりとすることもできる（図示していない）。
【００６３】
［３］継ぎ杭１０の支持力の算定
【００６４】
(1) 継ぎ杭１０の発揮する支持力の内、
ａ．上杭１が発揮する周面摩擦力による支持力を載荷試験から計測して算出する。
ｂ．長さＬ２の下杭６が発揮される周面摩擦力及び先端支持力を（図３（ａ））、地盤情報、下杭の口径等の情報を入力して、既存の認定式から算出する。
このａ．ｂ．の値を合計すれば、この上杭１と下杭６を接合した継ぎ杭１０を杭周固定液が充填された杭穴１２内に埋設して構成した基礎杭１６の発揮する支持力を算定できる。
【００６５】
(2) また、上杭、中杭、下杭、を接合してなる継ぎ杭の場合には、中杭が上杭と同一構造の場合には、中杭を上杭と同じに、中杭及び上杭の全体を上杭として、上記ａの載荷試験の対象として取り扱う。また、中杭が下杭と同一構造の場合には、中杭及び下杭の全体を下杭として、上記ｂの認定式による対象として取り扱う。更に、中杭が上杭・下杭の何れとも異なる構造であれば、中杭のみを別途載荷試験を行い、中杭の発揮する周面摩擦力を計測算出する（図示していない）。従って、３本以上の既製杭を接合した継ぎ杭であっても本発明を適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
(1) 既製杭の下面に反力吸収手段を固定してなる既製杭を使用した、この発明の載荷試験装置によれば、既製杭の下面で生じる反力を無視できる程度に処理でき、既製杭の周面摩擦力のみを、通常の載荷試験と同様の手順で、極めて容易に測定できる。また、反力吸収手段として、地盤強度との関係から既製杭の沈下量を充分に吸収できる圧縮性を有する材料を選定すれば、先端支持力を無視し正確な周面摩擦力による支持力を計測算出できる。また、求められる測定精度を、使用する反力吸収手段の選定により、容易に調整できる。
【００６７】
(2) 従って、上杭のみの載荷試験により計測算出した上杭の周面摩擦力と、下杭の認定計算式から計算した下杭の支持力（下杭の周面摩擦力、先端支持力）から継ぎ杭の支持力を容易に算定できる効果がある。
【００６８】
即ち、通常の継ぎ杭全体を載荷試験する場合に比して、試験荷重が２分の１〜３分の１程度となり小規模で簡便な載荷試験装置とできる。また、試験用の既製杭も上杭のみであり、所要資材が半分程度で杭穴掘削・造成も同様に削減できる。従って、試験準備期間および試験期間共に大幅に短縮でき、勿論、経済的である。よって、構築現場での工期に与える影響を少なくして、構築現場での載荷試験を行うことができる。
【００６９】
(3) また、試験杭の下面に底板を取り付ける等して、試験杭の中空部にセメントミルク等の水硬性充填物が入らないようにして試験杭を沈下させた場合には、先端支持力の影響を極力軽減でき、精度の高い周面摩擦力を測定できる。
【００７０】
(4) とりわけ、継ぎ杭における下層も地盤が悪く下杭の支持力だけでは不足であり、上杭の周面摩擦力による支持力が、継ぎ杭全体の支持力に対して比率が高く無視できない時に特に有効であり、適切な強度の継ぎ杭を設計採用することができる。また、このような比較的支持力の小さい地盤の場合には、周面摩擦力による支持力絶対値が小さいため試験用の基礎杭の造成が容易となり経済的である。
【００７１】
(5) また、試験荷重が継ぎ杭の支持力の２分の１〜３分の１程度となるので、現場で実際に埋設した継ぎ杭を、支障無く、反力手段（反力杭）として兼用して使用することができる効果がある。従って、時間的、人的及び費用的に、効率的な載荷試験及び現場施工ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の実施例を適用する継ぎ杭の正面図、（ｂ）は載荷試験で、反力吸収手段を取り付けて埋設した状態（加重前）の上杭の正面図、（ｃ）は同じく載荷試験による加重で沈下した状態の上杭の正面図である。
【図２】この発明の載荷試験装置で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】この発明の下杭の支持力算定の基となる認定された基礎杭の正面図である。
【図４】（ａ）はこの発明の他の反力吸収手段及び底板の実施例の平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は同じく底面図である。
【符号の説明】
１ 上杭
２ 上杭の上面
３ 上杭の下面
４ 上杭の外周面
５ 上杭の中空部
６ 下杭
７ 下杭の軸部
８ 下杭の節
１０ 継ぎ杭
１２ 杭穴
１３ 杭穴の底
１４ 杭周固定液層
１６ 基礎杭
１７ 地面
１８Ａ〜Ｄ 反力杭
１９ 基準杭
２０ 発泡スチロール（反力吸収手段）
２１ 底板
２２、２４ 台座
２３ ジャッキ
２５ 取付治具
２７ 主梁
３０ 副梁
３２ 引張材
３３ 変位計
３５ 載荷試験装置
３７ ガイド突起
Claims (2)
- (1) 下杭と上杭とを連結してなる継ぎ杭を埋設する杭構造に適用する支持力の算定方法であって、
(2) 前記杭構造は、水硬性充填物が満たされた杭穴内に、前記継ぎ杭を埋設し、前記継ぎ杭の外周面と杭穴壁との間に水硬性充填物の固化層を介在させて構成し、
(3) 前記下杭の発揮する支持力を既存の計算式から算出し、前記上杭の発揮する支持力を、前記杭構造の構築現場又は同様な地盤強度を有する地盤で、前記上杭のみの載荷試験を行い、前記上杭の周面摩擦力のみを計測算出する。
(4) 算出した周面摩擦力及び先端支持力による下杭の支持力と、前記載荷試験での上杭の周面摩擦力による支持力とを合わせて、前記継ぎ杭の杭構造全体の支持力を算出することを特徴とした継ぎ杭の支持力算定方法。 - 上杭のみの載荷試験は、該上杭の下面に高い圧縮性を有する材料からなる反力吸収手段を取り付け固定し、前記上杭を、水硬性充填物が満たされた杭穴内に埋設して行うことを特徴とする請求項１記載の継ぎ杭の支持力算定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002375590A JP4054900B2 (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 継ぎ杭の支持力算定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002375590A JP4054900B2 (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 継ぎ杭の支持力算定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004204569A JP2004204569A (ja) | 2004-07-22 |
| JP4054900B2 true JP4054900B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=32813269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002375590A Expired - Fee Related JP4054900B2 (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | 継ぎ杭の支持力算定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4054900B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5125778B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2013-01-23 | 株式会社大林組 | 杭の押込抵抗力の試験方法、押込載荷試験杭 |
| JP2012184596A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Taisei Corp | 杭の載荷試験方法 |
| CN102966126B (zh) * | 2012-11-27 | 2015-09-02 | 国家电网公司 | 输电线路杆塔基础上拔静载荷试验方法 |
| CN107806117B (zh) * | 2017-12-06 | 2024-01-26 | 广州建设工程质量安全检测中心有限公司 | 桩基模型试验中侧向土压力的实现装置及实现方法 |
| JP7465098B2 (ja) | 2020-02-06 | 2024-04-10 | 株式会社長谷工コーポレーション | 流動化処理土の付着強度評価方法 |
| CN112229440B (zh) * | 2020-09-04 | 2022-06-17 | 中铁大桥局集团有限公司 | 一种预制梁场自感应监控系统及方法 |
| CN112095686B (zh) * | 2020-10-22 | 2022-06-10 | 南通市海洋水建工程有限公司 | 一种大吨位桩基试验加载装置 |
-
2002
- 2002-12-25 JP JP2002375590A patent/JP4054900B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004204569A (ja) | 2004-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2011117172A (ja) | 場所打ち杭の先端支持力確認方法 | |
| US4614110A (en) | Device for testing the load-bearing capacity of concrete-filled earthen shafts | |
| Bica et al. | Instrumentation and axial load testing of displacement piles | |
| US7909541B1 (en) | Apparatus and method for improved grout containment in post-grouting applications | |
| US9091778B2 (en) | Earthquake monitoring device and installation method thereof | |
| CN205636706U (zh) | 原位土压力测试装置 | |
| JP2016079599A (ja) | 崩落防止パイプ及び載荷試験方法 | |
| JP4054900B2 (ja) | 継ぎ杭の支持力算定方法 | |
| KR100480297B1 (ko) | 선단력 측정기와, 지반에 타설된 콘크리트 말뚝의지지하중 측정장치 및 측정방법 | |
| CN111021440A (zh) | Cpt一体化的土工封装散体桩室内模型试验装置及方法 | |
| JP2015135045A (ja) | 長尺物の設置安定化法および長尺物の設置方法 | |
| JP6737608B2 (ja) | 地盤評価システム、加速度センサ付き既製杭 | |
| CA3150000C (en) | Top loaded bidirectional testing system and method of using the same | |
| JP3413374B2 (ja) | 場所打杭先端載荷試験装置 | |
| GB2346917A (en) | Piling system with continuous load measurement | |
| KR102511531B1 (ko) | 변위계를 이용한 기존말뚝의 정재하 시험방법 | |
| JP3359197B2 (ja) | 既製杭の載荷試験方法及びそれに用いる支持具 | |
| Nie et al. | An improved instrumentation method for PHC piles | |
| JP2018062738A (ja) | 動的荷重試験装置、及びこれを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法 | |
| CN106245689A (zh) | 一种混合材料支撑桩轴力的监测方法 | |
| CN112392077A (zh) | 三轴深层搅拌桩内插管桩中安装测斜管的方法 | |
| KR20130000681A (ko) | 층별 지중 침하 계측 장치 및 방법 | |
| JPH01116424A (ja) | 杭の載荷試験方法及び装置 | |
| KR101855016B1 (ko) | 말뚝 내 하중 측정 장치 | |
| CN212896511U (zh) | 地下连续墙承载能力的检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070810 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071016 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071122 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4054900 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |