JP4399570B2 - 基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置 - Google Patents
基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山岳地帯に架設築造される送電線用鉄塔等の鉄塔を支持する鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物または構造物用深礎基礎あるいは地盤に築造される鉄筋コンクリート製杭基礎等の基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、現在の鉄塔用の基礎構造物の設計では、鉄塔に作用する風荷重を水平力，引揚力，圧縮力に分解して基礎構造物に作用させ、それぞれの荷重に対する地盤支持力の安全性を確かめることで、基礎構造物の形状を決定している。深礎基礎構造物の形状については、設計実績によると、基礎形状の決定要因の4割程度が水平支持力評価である。
【０００３】
したがって、中硬岩等の支持岩盤または支持地盤に築造された鉄筋コンクリート製深礎基礎等の基礎構造物の水平支持力を正確に測定することが重要になる。また、通常の建屋基礎等の鉄筋コンクリート製基礎構造物等の基礎構造物の水平方向の支持力を測定することは、基礎構造物の強度を知る上で、非常に重要になるとともに、これを基礎として構築される建屋全体の地震時の耐力を評価できるので、重要になる。
【０００４】
従来、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１あるいは深礎基礎構造物試験体１ａ等の基礎構造物１の水平支持力を測定する場合には、図１１に示すように、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１に間隔をおいて鉄筋コンクリート製の反力支承用壁体２を築造し、前記反力支承用壁体２に反力をとるようにして、水平状態で配置された伸縮液圧式水平力用ジャッキ３の可動ピストン３ａの先端部のピン結合部（図示を省略した）で、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１を水平方向に押圧するようにして、深礎基礎構造物試験体１ａ等の基礎構造物１の水平支持力を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、伸縮式液圧式水平力用ジャッキ３を伸長していくと、基礎構造物１が次第に回転するように傾斜するようになり、水平力用ジャッキ３の基礎構造物１側の作用点（面）が上位のレベルに徐々に変位するようになる。また前記基礎構造物１側の傾斜に伴い、水平力用ジャッキ３の先端側が水平状態から上方に徐々に変位するようになるため、水平力用ジャッキ３が上向き反力を受けるように上ずるようになり、深礎基礎構造物１には、押圧当初の水平力Ｈが、基礎構造物１の縦壁面に作用する直角な分力Ｈ１と、基礎構造物１にほぼ下向きに作用する下向き力Ｖ１とに分力されて、基礎構造物１に水平力のみを作用させることが難しくなるという問題がある。また基礎構造物１が傾斜回転すると、前記作用点が上方に変位するようになり、前記水平力用ジャッキ３を支持している反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用するようになる。またこのような水平支持力の載荷においては、押圧する水平力Ｈが大荷重になるため、基礎構造物１側の傾斜角が発生すると下向き力Ｖ１が相当大きくなると共に、作用点（面）の移動量も岩盤または地盤からのレベルが高くなると大きくなる。
【０００６】
本発明は、前記従来の装置の問題点を解決せんとしたものであり、水平力用ジャッキを有効に利用でき、基礎構造物に水平力のみを作用させることができる基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の従来の問題点を有利に解決するために、本発明の請求項１の基礎構造物の水平力載荷装置においては、深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷装置において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜により、前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を打ち消すように作用するジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられていることを特徴とする。このようにすると、反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用することはない。
【０００８】
また請求項２の基礎構造物の水平力載荷装置においては、請求項１に記載の発明において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２側に反力をとるようにして支持させ、かつ前記ジャッキ４５は、前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合するように縦向きに配設されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに請求項３の発明においては、請求項１に記載の基礎構造物の水平力載荷装置において、複数の縦向きジャッキ４５の下側に配置された押圧梁材を介して、複数の水平力用ジャッキ３の可動部が押圧されるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項４の基礎構造物の水平力載荷方法においては、深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにする水平力載荷方法において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合する縦向きジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられ、前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜角に伴う前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を、前記縦向きジャッキ４５の伸長により下向き力を作用させて打ち消しながら前記基礎構造物１側に水平力を作用させるようにしたことを特徴とする。このようにすると、反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用することはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次にこの発明を図示の一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の一実施形態の水平力載荷装置を示すものであって、岩盤（または地盤）７に横断面円形の縦孔８が設けられその縦孔８に、下部を埋め込むように横断面円形で円柱状の下部柱状体が構築されると共に、岩盤または地盤上において前記下部柱状体に一体に横断面矩形または円形の加圧受け面１ｂを備えた上部部分を備えた鉄筋コンクリート製深礎基礎１ａ等の基礎構造物１が構築され、これに間隔をおいて前記加圧受け面１ｂに平行な支承縦壁面２ａを有する反力支承用壁体２が岩盤（または地盤）７上に構築され、前記反力支承用壁体２の平坦な上面には、センターホールジャッキ６が前記反力支承用壁体２の上面に開口するように間隔をおいて設けられた複数の貫通縦孔９に同軸上に載置され、岩盤（または地盤）７に反力をとるようにアンカー材１０が設けられると共に、そのアンカー材１０の上部は前記貫通縦孔９とセンターホールジャッキ６に挿通され、かつ前記アンカー材１０の上端部には、ナット等の係合部材１１が前記センターホールジャッキ６の可動ピストン６ｂに係合され、センターホ−ルジャッキ６が伸長されて前記アンカー材１０が緊張された状態で、前記反力支承用壁体２は岩盤（または地盤）７に固定されている。
【００１２】
前記反力支承用壁体２における基礎構造物１に対向する平坦な前面側の縦壁面２ａには、面板からなる縦鋼板２２がアンカーボルト６ａにより固定され、その縦鋼板２２の前面側には、左右方向に等間隔をおいてＨ形鋼からなる複数（図示の場合は６台）のジャッキ受け台１１が同レベルに配置されてその基端部が溶接により固定され、前記各ジャッキ受け台１１の水平な上部フランジの上面には、それぞれ油圧ジャッキ等の液圧ジャッキからなる水平力用ジャッキ３が前後方向に水平状態で載置されている。
【００１３】
図５（Ａ）に示すように、各ジャッキ受け台１１の下部には、前後方向に間隔をおいて左右方向に延長するように、かつジャッキ受け台１１の左右両端部から突出するようにＨ形鋼からなる支承部材１２が当接された状態で配置され、かつ前記各支承部材１２の各突出端部１２ａに、帯鋼板を屈曲して円弧状上部部分１３ａおよび上端縦部分１４を一体に連設して、前記上端縦部分１４にボルト挿通用横孔１５を設けると共に帯鋼板の下部の巾方向両縁部にＵ字状鉄筋１６ａの上部腕片を溶接により固着して構成した開口部１６ｂを有する係合部１６を備えた一対の取付金具１７における前記係合部１６がそれぞれ挿通されて係合され、その状態で前記各水平力用ジャッキ３の左右両側に取付金具１７が配置され、かつ取付金具１７における帯鋼板の円弧状上部部分１３が当接され、そして対向する上端縦部分１４間にこれらのボルト挿通用横孔１５に挿通された取付用ボルト１８およびこれに螺合されたナット１９により、前記水平力用ジャッキ３は、前記取付金具１７により強固に前記各ジャッキ受け台１１に固定されている。
【００１４】
なお、図２に示すように、前記ジャッキ受け台１１の上面には、水平力用ジャッキ３の左右両側下部に当接するように、前後方向に延長するサイドブロック２０が溶接等により固定されて、前記水平力用ジャッキ３の左右方向の移動が防止されている。また前記各水平力用ジャッキ３のシリンダ２１の後面と、縦鋼板２２の前面との間には、これらに当接するように鋼製反力伝達ブロック２３が介在されている。
【００１５】
左右両端部の各ジャッキ受け台１１の中間部には、前後方向に延長するＨ形鋼からなる支持部材２４が前方に突出するように配置されて、その支持部材２４の基端部が溶接により各ジャッキ受け台１１に固定され、前記各支持部材２４の上部に渡って、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる支承部材２５が溶接により、前記支持部材２４に固定されている。
【００１６】
図６（Ｂ）に示すように、前記水平力用ジャッキ３におけるピストン杆２６の先端部には、半球状凸面２７が設けられ、かつ前記半球状凸面２７に係合する半球状受け面２８を備えた加圧部材２９が装着されている。
【００１７】
図１に示すように、前記鉄筋コンクリート製基礎構造物１の上面には、左右方向に延長するように配置された複数のＨ形鋼からなる横枠材３０が前後方向に間隔をおいて平行に配設され、前記各横枠材３０の下フランジ３１には、左右方向に間隔を置いて透孔が設けられ、その各透孔には、予め前記基礎構造物１に埋め込み固定された鋼製アンカー部材３２の上部が挿通され、その鋼製アンカー部材３２に螺合されたナット３３により緊締されて、横枠材３０が鉄筋コンクリート製基礎構造物１に固定されている。
【００１８】
前記各横枠材３０の上面に渡って、前後方向に延長するＨ形鋼からなる片持ち式の反力支持梁３４が左右方向に間隔を置いて平行に載置されると共に、前記各横枠材３０の上部フランジに設けた透孔と、前記反力支持梁３４の透孔とにわたって挿通されたボルト３５およびこれに螺合されたナット３６により一体に固定され、前記各反力支持梁３４の後端部が基礎構造物１の後面から突出するように配置され、その後端部下面に渡って、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる反力受け梁３７の上面が当接されて、前記反力支持梁３４の下部フランジに設けた透孔と反力受け梁３７の上部フランジに設けた透孔とにわたって挿通されたボルト３８およびこれに螺合されたナット３９により一体に固定され、前記反力受け梁３７の背面側には、上部フランジと下部フランジに渡って縦鋼板４０が溶接により固定され、その縦鋼板４０に、前記反力支承用壁体２の前面に対向する前記基礎構造物１の後面に当接するように配置された矩形状の加圧力受け用縦鋼板（受け圧板）４１の上部が溶接により固定され、かつ前記反力受け梁３７は前記水平力用ジャッキ３に間隔をおいて上位のレベルに配置されている。前記加圧力受け用縦鋼板４１は基礎構造物１（１ａ）に固定されたアンカーボルトおよびこれに螺合されたボルトにより固定されている。
【００１９】
前記反力受け梁３７の下方において、これに間隔をおいて対向するように、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる押圧梁材４２が配置され、前記押圧梁材４２の下面に左右方向に間隔をおいて保持部材４３が配置されて、その上端部が押圧梁材４２に溶接により固定され、かつ保持部材４３は、水平力用ジャッキ３の可動ピストン２６の先端側の加圧部材２９を囲むように載置されている。これにより、水平力用ジャッキ３の先端部と押圧梁材４２が係合されている。前記押圧梁材４２の後面側の左右両端側の縦スチフナ４２ａには、鋼棒からなる上下方向に延長する鋼製杆体５０の下部が溶接により固定され、前記鋼製杆体５０の中間部および上部は、前記反力支持梁３４の後端上部に固定された筒状ガイド金具４４および前記反力受け梁３７の後端下部に固定された筒状ガイド金具４４に摺動自在に挿通されている。したがって前記押圧梁材４２は前記一対の筒状ガイド金具４４によりガイドされながら前記反力受け梁３７と平行に移動されるように構成されている。なお、前記押圧梁材４２は前記加圧力受け用縦鋼板４１の後面に溶接により固定された帯状鋼板からなる支承部材６２の後面に上下方向に摺動可能当接されている。
【００２０】
前記押圧梁材４２と前記反力受け梁３７との間に、左右方向に間隔をおいて、押圧梁材４２を下向きに加圧する液圧ジャッキからなる加圧ジャッキ４５が縦向きに配置され、前記加圧ジャッキ４５のシリンダ４６の下部は、前記押圧梁材４２の上面に等角度間隔をおいて配置されて溶接により固定された位置固定用係止部材４７内に配置されるように載置されて位置固定され、また前記加圧ジャッキ４５のピストン杆４８の上端部は、前記反力受け梁３７の下面に介在固定された鋼製受け圧ブロック４９を介して前記反力受け梁３７に固定されている。
【００２１】
図６に示すように、前記各保持部材４３は、水平力用ジャッキ３の先端上部（加圧部材２９の上部）に載置される上部縦板５１と、水平力用ジャッキ３の先端下部（加圧部材２９の下部）に係合される下部縦板５２と、これらに直角に当接されて溶接により固着された左右両側の側板５３を備えた枠形のフレーム５４に、前記側板５３の内側において、間隔をおいて平行に配置されると共に前記水平力用ジャッキ３の先端部（加圧部材２９）の左右両側部に係合され、かつ前記各上部および下部縦板５１，５２に上部および下部が溶接により固定される縦向き配置の両側面板５５が設けられて構成されている。前記各保持部材４３における前記各上部および下部縦板５１，５２と、内側配置の両側面板５５に当接された一枚の矩形状の焼き入れ鋼板からなる硬質加圧板５６の後面側縁部が、前記保持部材４３部に溶接により固着され、かつ前記保持部材４３および硬質加圧板５６の上部が溶接等により、前記押圧梁材４２における下部フランジ５７下面に溶接により固定されている。
【００２２】
前記硬質加圧板５６の前面側には、図１および図７に示すように、鋼製円柱状のローラーベアリング４等の低摩擦係数のころがり又はすべり支承部材５が介在され、前記支承部材５の前面側に、焼き入れ鋼板からなる硬質受け圧板５８が配置され、前記硬質受け圧板５８の前面側（基礎構造物側）が加圧力受け用縦鋼板４１の後面（反力壁体側）に当接するように配設されている。なお、前記支承部材５は押圧梁材４２または保持部材４３に針金等に条体による吊り下げ保持手段（図示を省略した）または適宜の支持手段により支持されている。
【００２３】
図７は前記低摩擦係数のころがり又はすべり支承部材５の部分を取り出して示すものであって、前記支承部材５は、間隔をおいて平行に配置された上部および下部の横枠材５９およびこれらの両側端部に各縦枠材６０を溶接等により一体に固着して構成した矩形状枠形フレーム６１が同一垂直面に複数並列配置され、かつ隣り合う縦枠材６０が溶接により固定され、前記各枠形フレーム６１に、間隔を置いて対向する各縦枠材６０の間に左右方向に間隔をおいて、上下方向に間隔をおいて平行に多数の中実円柱状の高炭素軸受け鋼（ＳＵＪ２）からなるローラーベアリング等の鋼製ローラー４が横長に配置され、前記各ローラー４の円弧状上面側および円弧状下面側は、ローラー支承用上部支承部材６４の下面側およびローラー支承用下部支承部材６５の上面側に近接または当接するように配置され、かつ前記縦枠材６０に溶接またはボルトなどにより固定された前記各ローラー支承用上部支承部材６４およびローラー支承用下部支承部材６５により回転可能に配設されている。
【００２４】
前記各ローラー支承用上部支承部材６４は、前記各ローラー６３の円弧状上面側に近接または当接するような断面円弧状の支承用下面６６を備えており、また前記各ローラー支承用下部支承部材６５は、前記各ローラーの円弧状下面側に近接または当接するような断面円弧状の支承上面６７を備えており、かつ前記上部横枠材５９と縦枠材６０と各ローラー支承用上部支承部材６４およびローラー支承用下部支承部材６５前後方向の寸法は、ローラー４の直径寸法よりも小さく設定され、かつローラー４の前後方向の寸法から突出しないように配置されている。したがって、前記各硬質加圧板５６と硬質受け圧板５８との間に配置される、ころがり又はすべり支承部材５におけるローラー４は、常時これらの硬質板５６，５８に当接されている状態に配設されている。また前記ローラ４を使用しているので、硬質加圧板５６から硬質受け圧板５８に、これらのローラ４との接触面に直角に加圧力を伝達することができる。
【００２５】
図９は本発明の基礎構造物の水平力載荷装置を使用して、鉄筋コンクリート製深礎用基礎構造物１ａからなる試験体に水平力を載荷している時の応力状態を示し、図１０は前記試験体に水平力を載荷している時の移動状況を示す説明図であって、図９に示すように、水平力用ジャッキ３を伸長して、鉄筋コンクリート製基礎構造物１を水平に押圧していくと、基礎構造物１が傾斜するようになるので、水平力用ジャッキ３が発生作用する水平力Ｈが、基礎構造物１にそのまま水平に作用しなくなり、基礎構造物１の作用面（後面）に直角な力Ｈ１と、基礎構造物１の後面に平行な上向き力Ｖ１に分力され、また水平力用ジャッキ３の先端部が基礎構造物１の傾斜に沿って上向きに上昇移動するように付勢されるため、水平力用ジャッキ３が上滑りするようになる。したがって水平力用ジャッキ３の水平力Ｈを十分作用させることができない。
【００２６】
そのため、基礎構造物１の傾斜による水平力用ジャッキ３の傾斜した状態に沿った上向き力Ｖ１に相当する力を、図９に示すように、基礎構造物１側に反力をとるように配設された縦向きジャッキ４５によりこれを打ち消すように下向きに傾斜した状態に沿った下向き力Ｖを加圧することにより、前記上向き力Ｖ１は、常時前記縦向きジャッキ４５に作用しなくなり、また前記基礎構造物１側においては、これに反力をとるようにしているので、基礎構造物１の作用面（後面）に直角な力Ｈ１と、前記上向き力Ｖ１とが合成されて、水平力用ジャッキ３の発生作用する水平力Ｈと等しい力Ｈが水平に基礎構造物１に作用するようになるので、水平力用ジャッキ３の水平力を常時、基礎構造物１に作用することができる。
【００２７】
さらに図１０に基づいて説明すると、図９および図１０に図示の場合は、岩盤下の柱状体部分の上下方向の寸法が７ｍ、柱状体部分の直径が２ｍ、岩盤上の平面矩形状の上側部分の突出寸法が２ｍの平面矩形状の基礎構造物１に対して、５ＭＮの水平押圧力を備えている水平力用ジャッキ３を６台使用し、岩盤上１ｍのレベルを水平力作用中心として、多数の高炭素軸受け鋼のローラー（直径１０ｍｍ、巾８０ｍｍ）４を備えた支承部材５の上下方向の作用面寸法が５００ｍｍで、移動しろを下側に１００ｍｍ余裕をもたせて多数のローラー４からなる支承部材５の上下方向のローラ伝達作用可能な寸法を６００ｍｍとし、６台の水平力用ジャッキ３により、基礎構造物試験体１ａに水平力を作用させた。その結果最大水平力Ｈが（ｍａｘ３０ＭＮ）、基礎構造物試験体１ａ（１）の最大傾斜角θが（ｍａｘ３．３°）、傾斜した状態の基礎構造物１ａの加圧面に直角な加圧力Ｈ１が（ｍａｘ２９．９７ＭＮ）で、ジャッキ４５の傾斜した状態の加圧力の最大が（ｍａｘ１．３ＭＮ）で、６台の水平力用ジャッキ３の先端部で受ける合計最大上向き力Ｖが（ｍａｘ１．３ＭＮ）を測定した。
【００２８】
また前記の場合で、水平力用ジャッキ３により、基礎構造物１を水平に押圧していくと、岩盤等に築造された基礎構造物１は、例えば点Ｏを中心として、時計方向（右回り）に回転するようになり、これにより基礎構造物１の地盤レベルから１ｍの距離にある水平力用ジャッキ３による基礎構造物試験体１ａ側の作用中心点の上昇する距離（δ）は、最大水平力作用時には、前記点Ｏを中心として、基礎構造物試験体１ａがθ＝３．３°回転し、距離（δ）＝１７ｃｍとなる。またしたがって前記基礎構造物１の傾斜角を常時傾斜計により常時測定すると共に、水平力Ｈを演算処理して、常時、前記上向き力を打ち消すように、前記縦向きジャッキ４５に油圧ポンプ（図示を省略した）から圧油を供給して、前記ピストン杆４８を徐々に伸長するようにし、前記の状態では、押圧梁材４２および保持部材４３を１７ｃｍ下向きに移動させるようにする。
【００２９】
また前記の作用中心点の上昇量１７ｃｍに伴い、前記ころがり又はすべり支承部材５は、一種の動滑車のようになるので、８．５ｃｍだけ上昇するようになり、基礎構造物１側に配設されて固定されている硬質受け圧板５８を、少なくともこの移動距離だけ長い移動代をころがり又はすべり支承部材５の下位置レベルに有する硬質受け圧板５８としておく必要があり、またころがり又はすべり支承部材５も、水平力用ジャッキ３の作用面下に同様に移動代を設けておく必要がある。
【００３０】
図８は、本発明の水平力載荷装置における水平力用ジャッキが作動した状態を示すものである。
【００３１】
前記実施形態においては、縦向きジャッキ４５により、保持部材４３および押圧梁材を介して水平力用ジャッキ３の先端部を押圧するようにしているが、本発明を実施する場合、縦向きジャッキ４５の先端部を水平力用ジャッキ３の先端部に係合するようにしてもよい。
【００３２】
前記実施形態においては、平面矩形の基礎構造物１を示したが、前記基礎構造物１としては、平面円形またはその他の形状であってもよい。また本発明を実施する場合、ころがり又はすべり支承部材部材としては、多数の鋼球からなるころがり支承部材としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるので次のような効果を有している。
１）請求項１の発明によれば、基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷装置において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラー４等のすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜により前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を打ち消すように作用する縦向きジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられているので、水平力用ジャッキの先端部が基礎構造物の傾斜に伴い上向きに分力が作用するようになっても、水平力用ジャッキの先端部が上向きに移動することなく、しかも基礎構造物の傾斜による基礎構造物に作用する下向きの力を、前記縦向きジャッキ４５により打ち消しながら、基礎構造物に水平力のみを作用させるようにすることができ、しかも構造が簡単であるので、水平力載荷装置を安価に製作することができる。また既存の従来の水平力載荷装置も容易に本発明の水平力載荷装置に変更することができる。さらに特に本発明の場合は、水平力支承用ジャッキ３と基礎構造物１との間にローラー４等のすべり支承部材５が介在されているので、従来のように反力支承用壁体２の荷重が基礎構造物１に下向きに作用することがない。
【００３４】
２）また請求項２のように、水平力用ジャッキ３を反力支承用壁体２側に反力をとるようにして支持させ、かつ前記縦向きジャッキ４５は水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合するように配設するという簡単な構成により、基礎構造物１に水平力用ジャッキによる水平力のみを作用させるようにすることができ、また基礎構造物に作用する下向きの力を打ち消すことができる。さらに請求項３のように、複数の縦向きジャッキ４５の下側に配置された押圧梁材を介して複数の水平力用ジャッキ３の可動部が押圧されるように構成すると、前記実施形態のように、水平力用ジャッキ３毎に縦向きジャッキ４５を配設することなく、縦向きジャッキ４５の下側に多数の水平力用ジャッキ３を配設するようにすることができる。
【００３５】
３）また本発明の請求項４の方法によれば、 深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基
礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷方法において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等の低摩擦係数の支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合する縦向きジャッキ４５が前記基礎構造物１側に設けられ、前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜角に伴う前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を、前記縦向きジャッキ４５の伸長により下向き力を作用させて打ち消しながら前記基礎構造物１側に水平力を作用させるようにしたので、簡単な方法により、水平力用ジャッキの先端部が基礎構造物の傾斜に伴い上向きに分力が作用するようになっても、水平力用ジャッキの先端部が上向きに移動することなく、しかも基礎構造物の傾斜による基礎構造物に作用する下向きの力を、前記縦向きジャッキ４５により打ち消しながら、基礎構造物に水平力のみを作用させるようにすることができる。さらに特に本発明の場合は、水平力支承用ジャッキ３と基礎構造物１との間にローラー４等のすべり支承部材５が介在されているので、従来のように反力支承用壁体２の荷重が基礎構造物１に下向きに作用することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎構造物の水平力載荷装置を反力壁体と基礎構造物間に配設した状態を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ腺断面図である。
【図５】（Ａ）は水平力用ジャッキの固定部分を示す縦断正面図であり、（Ｂ）は一方の取り付け金具を示す正面図であり、（Ｃ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）は水平力用ジャッキの可動ピストン先端側の係合部分を示す一部縦断背面図であり、（Ｂ）は一部縦断正面図である。
【図７】（Ａ）はローラベアリングからなるころがり又はすべり支承部材のユニットを示す正面図であり、（Ｂ）は一部縦断正面図である。
【図８】水平力用ジャッキを伸長して基礎構造物を押圧し、基礎構造物が傾斜した状態を示す側面図である。
【図９】本発明の装置を使用して深礎基礎用構造物試験体からなる基礎構造物に水平力を作用させた場合の載荷装置応力状態を説明するための概略側面図である。
【図１０】本発明の装置を使用して深礎基礎用の試験体からなる基礎構造物に水平力を作用させた場合の載荷装置移動状況を説明するための概略側面図であり、（Ａ）は移動前の状態を示し、（Ｂ）は移動後の状態を示す。
【図１１】従来の水平力載荷装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１ 基礎構造物
１ａ 深礎基礎構造物試験体
２ 反力支承用壁体
３ 水平力用ジャッキ
３ａ 可動ピストン
４ ローラーベアリング
５ ころがり又はすべり支承部材
６ センターホールジャッキ
６ａ アンカーボルト
６ｂ 可動ピストン
７ 岩盤（または地盤）
８ 縦孔
９ 貫通縦孔
１０ アンカー材
１１ ジャッキ受け台
１２ 支承部材
１２ａ 突出端部
１３ 円弧状上部部分
１４ 上端縦部分
１５ ボルト挿通用横孔
１６ 係合部
１６ａ Ｕ字状鉄筋
１６ｂ 開口部
１７ 取付金具
１８ 取付用ボルト
１９ ナット
２０ サイドブロック
２１ シリンダ
２２ 縦鋼板
２３ 鋼製反力伝達ブロック
２４ 支持部材
２５ 支承部材
２６ ピストン杆
２７ 半球状凸面
２８ 半球状受け面
２９ 加圧部材（半球状受け面付き球座）
３０ 横枠材
３１ 下フランジ
３２ 鋼製アンカー部材
３３ ナット
３４ 反力支持梁
３５ 反力受け梁
３６ ナット
３７ 反力受け梁
３８ ボルト
３９ ナット
４０ 縦鋼板
４１ 加圧力受け用縦鋼板（受け圧板）
４２ 押圧梁材
４２ 縦スチフナ
４３ 保持部材
４４ 筒状ガイド金具
４５ 加圧ジャッキ（縦向きジャッキ）
４６ シリンダ
４７ 位置固定用係止部材
４８ ピストン杆
４９ 鋼製受け圧ブロック
５０ 鋼製杆体
５１ 上部縦板
５２ 下部縦板
５３ 側板
５４ フレーム
５５ 側面板
５６ 硬質加圧板
５７ 下部フランジ
５８ 硬質受け圧板
５９ 横枠材
６０ 縦枠材
６２ 支承部材
６１ 矩形状枠形フレーム
６４ ローラー支承用上部支承部材
６５ ローラー支承用下部支承部材
６６ 断面円弧状の支承用下面
６７ 断面円弧状の支承上面
【発明の属する技術分野】
本発明は、山岳地帯に架設築造される送電線用鉄塔等の鉄塔を支持する鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物または構造物用深礎基礎あるいは地盤に築造される鉄筋コンクリート製杭基礎等の基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、現在の鉄塔用の基礎構造物の設計では、鉄塔に作用する風荷重を水平力，引揚力，圧縮力に分解して基礎構造物に作用させ、それぞれの荷重に対する地盤支持力の安全性を確かめることで、基礎構造物の形状を決定している。深礎基礎構造物の形状については、設計実績によると、基礎形状の決定要因の4割程度が水平支持力評価である。
【０００３】
したがって、中硬岩等の支持岩盤または支持地盤に築造された鉄筋コンクリート製深礎基礎等の基礎構造物の水平支持力を正確に測定することが重要になる。また、通常の建屋基礎等の鉄筋コンクリート製基礎構造物等の基礎構造物の水平方向の支持力を測定することは、基礎構造物の強度を知る上で、非常に重要になるとともに、これを基礎として構築される建屋全体の地震時の耐力を評価できるので、重要になる。
【０００４】
従来、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１あるいは深礎基礎構造物試験体１ａ等の基礎構造物１の水平支持力を測定する場合には、図１１に示すように、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１に間隔をおいて鉄筋コンクリート製の反力支承用壁体２を築造し、前記反力支承用壁体２に反力をとるようにして、水平状態で配置された伸縮液圧式水平力用ジャッキ３の可動ピストン３ａの先端部のピン結合部（図示を省略した）で、鉄筋コンクリート製深礎基礎構造物１を水平方向に押圧するようにして、深礎基礎構造物試験体１ａ等の基礎構造物１の水平支持力を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、伸縮式液圧式水平力用ジャッキ３を伸長していくと、基礎構造物１が次第に回転するように傾斜するようになり、水平力用ジャッキ３の基礎構造物１側の作用点（面）が上位のレベルに徐々に変位するようになる。また前記基礎構造物１側の傾斜に伴い、水平力用ジャッキ３の先端側が水平状態から上方に徐々に変位するようになるため、水平力用ジャッキ３が上向き反力を受けるように上ずるようになり、深礎基礎構造物１には、押圧当初の水平力Ｈが、基礎構造物１の縦壁面に作用する直角な分力Ｈ１と、基礎構造物１にほぼ下向きに作用する下向き力Ｖ１とに分力されて、基礎構造物１に水平力のみを作用させることが難しくなるという問題がある。また基礎構造物１が傾斜回転すると、前記作用点が上方に変位するようになり、前記水平力用ジャッキ３を支持している反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用するようになる。またこのような水平支持力の載荷においては、押圧する水平力Ｈが大荷重になるため、基礎構造物１側の傾斜角が発生すると下向き力Ｖ１が相当大きくなると共に、作用点（面）の移動量も岩盤または地盤からのレベルが高くなると大きくなる。
【０００６】
本発明は、前記従来の装置の問題点を解決せんとしたものであり、水平力用ジャッキを有効に利用でき、基礎構造物に水平力のみを作用させることができる基礎構造物の水平力載荷方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の従来の問題点を有利に解決するために、本発明の請求項１の基礎構造物の水平力載荷装置においては、深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷装置において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜により、前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を打ち消すように作用するジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられていることを特徴とする。このようにすると、反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用することはない。
【０００８】
また請求項２の基礎構造物の水平力載荷装置においては、請求項１に記載の発明において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２側に反力をとるようにして支持させ、かつ前記ジャッキ４５は、前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合するように縦向きに配設されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに請求項３の発明においては、請求項１に記載の基礎構造物の水平力載荷装置において、複数の縦向きジャッキ４５の下側に配置された押圧梁材を介して、複数の水平力用ジャッキ３の可動部が押圧されるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項４の基礎構造物の水平力載荷方法においては、深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにする水平力載荷方法において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合する縦向きジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられ、前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜角に伴う前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を、前記縦向きジャッキ４５の伸長により下向き力を作用させて打ち消しながら前記基礎構造物１側に水平力を作用させるようにしたことを特徴とする。このようにすると、反力支承用壁体２の荷重（重量）が基礎構造物１に反作用として下向き力が作用することはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次にこの発明を図示の一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の一実施形態の水平力載荷装置を示すものであって、岩盤（または地盤）７に横断面円形の縦孔８が設けられその縦孔８に、下部を埋め込むように横断面円形で円柱状の下部柱状体が構築されると共に、岩盤または地盤上において前記下部柱状体に一体に横断面矩形または円形の加圧受け面１ｂを備えた上部部分を備えた鉄筋コンクリート製深礎基礎１ａ等の基礎構造物１が構築され、これに間隔をおいて前記加圧受け面１ｂに平行な支承縦壁面２ａを有する反力支承用壁体２が岩盤（または地盤）７上に構築され、前記反力支承用壁体２の平坦な上面には、センターホールジャッキ６が前記反力支承用壁体２の上面に開口するように間隔をおいて設けられた複数の貫通縦孔９に同軸上に載置され、岩盤（または地盤）７に反力をとるようにアンカー材１０が設けられると共に、そのアンカー材１０の上部は前記貫通縦孔９とセンターホールジャッキ６に挿通され、かつ前記アンカー材１０の上端部には、ナット等の係合部材１１が前記センターホールジャッキ６の可動ピストン６ｂに係合され、センターホ−ルジャッキ６が伸長されて前記アンカー材１０が緊張された状態で、前記反力支承用壁体２は岩盤（または地盤）７に固定されている。
【００１２】
前記反力支承用壁体２における基礎構造物１に対向する平坦な前面側の縦壁面２ａには、面板からなる縦鋼板２２がアンカーボルト６ａにより固定され、その縦鋼板２２の前面側には、左右方向に等間隔をおいてＨ形鋼からなる複数（図示の場合は６台）のジャッキ受け台１１が同レベルに配置されてその基端部が溶接により固定され、前記各ジャッキ受け台１１の水平な上部フランジの上面には、それぞれ油圧ジャッキ等の液圧ジャッキからなる水平力用ジャッキ３が前後方向に水平状態で載置されている。
【００１３】
図５（Ａ）に示すように、各ジャッキ受け台１１の下部には、前後方向に間隔をおいて左右方向に延長するように、かつジャッキ受け台１１の左右両端部から突出するようにＨ形鋼からなる支承部材１２が当接された状態で配置され、かつ前記各支承部材１２の各突出端部１２ａに、帯鋼板を屈曲して円弧状上部部分１３ａおよび上端縦部分１４を一体に連設して、前記上端縦部分１４にボルト挿通用横孔１５を設けると共に帯鋼板の下部の巾方向両縁部にＵ字状鉄筋１６ａの上部腕片を溶接により固着して構成した開口部１６ｂを有する係合部１６を備えた一対の取付金具１７における前記係合部１６がそれぞれ挿通されて係合され、その状態で前記各水平力用ジャッキ３の左右両側に取付金具１７が配置され、かつ取付金具１７における帯鋼板の円弧状上部部分１３が当接され、そして対向する上端縦部分１４間にこれらのボルト挿通用横孔１５に挿通された取付用ボルト１８およびこれに螺合されたナット１９により、前記水平力用ジャッキ３は、前記取付金具１７により強固に前記各ジャッキ受け台１１に固定されている。
【００１４】
なお、図２に示すように、前記ジャッキ受け台１１の上面には、水平力用ジャッキ３の左右両側下部に当接するように、前後方向に延長するサイドブロック２０が溶接等により固定されて、前記水平力用ジャッキ３の左右方向の移動が防止されている。また前記各水平力用ジャッキ３のシリンダ２１の後面と、縦鋼板２２の前面との間には、これらに当接するように鋼製反力伝達ブロック２３が介在されている。
【００１５】
左右両端部の各ジャッキ受け台１１の中間部には、前後方向に延長するＨ形鋼からなる支持部材２４が前方に突出するように配置されて、その支持部材２４の基端部が溶接により各ジャッキ受け台１１に固定され、前記各支持部材２４の上部に渡って、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる支承部材２５が溶接により、前記支持部材２４に固定されている。
【００１６】
図６（Ｂ）に示すように、前記水平力用ジャッキ３におけるピストン杆２６の先端部には、半球状凸面２７が設けられ、かつ前記半球状凸面２７に係合する半球状受け面２８を備えた加圧部材２９が装着されている。
【００１７】
図１に示すように、前記鉄筋コンクリート製基礎構造物１の上面には、左右方向に延長するように配置された複数のＨ形鋼からなる横枠材３０が前後方向に間隔をおいて平行に配設され、前記各横枠材３０の下フランジ３１には、左右方向に間隔を置いて透孔が設けられ、その各透孔には、予め前記基礎構造物１に埋め込み固定された鋼製アンカー部材３２の上部が挿通され、その鋼製アンカー部材３２に螺合されたナット３３により緊締されて、横枠材３０が鉄筋コンクリート製基礎構造物１に固定されている。
【００１８】
前記各横枠材３０の上面に渡って、前後方向に延長するＨ形鋼からなる片持ち式の反力支持梁３４が左右方向に間隔を置いて平行に載置されると共に、前記各横枠材３０の上部フランジに設けた透孔と、前記反力支持梁３４の透孔とにわたって挿通されたボルト３５およびこれに螺合されたナット３６により一体に固定され、前記各反力支持梁３４の後端部が基礎構造物１の後面から突出するように配置され、その後端部下面に渡って、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる反力受け梁３７の上面が当接されて、前記反力支持梁３４の下部フランジに設けた透孔と反力受け梁３７の上部フランジに設けた透孔とにわたって挿通されたボルト３８およびこれに螺合されたナット３９により一体に固定され、前記反力受け梁３７の背面側には、上部フランジと下部フランジに渡って縦鋼板４０が溶接により固定され、その縦鋼板４０に、前記反力支承用壁体２の前面に対向する前記基礎構造物１の後面に当接するように配置された矩形状の加圧力受け用縦鋼板（受け圧板）４１の上部が溶接により固定され、かつ前記反力受け梁３７は前記水平力用ジャッキ３に間隔をおいて上位のレベルに配置されている。前記加圧力受け用縦鋼板４１は基礎構造物１（１ａ）に固定されたアンカーボルトおよびこれに螺合されたボルトにより固定されている。
【００１９】
前記反力受け梁３７の下方において、これに間隔をおいて対向するように、左右方向に延長するようにＨ形鋼からなる押圧梁材４２が配置され、前記押圧梁材４２の下面に左右方向に間隔をおいて保持部材４３が配置されて、その上端部が押圧梁材４２に溶接により固定され、かつ保持部材４３は、水平力用ジャッキ３の可動ピストン２６の先端側の加圧部材２９を囲むように載置されている。これにより、水平力用ジャッキ３の先端部と押圧梁材４２が係合されている。前記押圧梁材４２の後面側の左右両端側の縦スチフナ４２ａには、鋼棒からなる上下方向に延長する鋼製杆体５０の下部が溶接により固定され、前記鋼製杆体５０の中間部および上部は、前記反力支持梁３４の後端上部に固定された筒状ガイド金具４４および前記反力受け梁３７の後端下部に固定された筒状ガイド金具４４に摺動自在に挿通されている。したがって前記押圧梁材４２は前記一対の筒状ガイド金具４４によりガイドされながら前記反力受け梁３７と平行に移動されるように構成されている。なお、前記押圧梁材４２は前記加圧力受け用縦鋼板４１の後面に溶接により固定された帯状鋼板からなる支承部材６２の後面に上下方向に摺動可能当接されている。
【００２０】
前記押圧梁材４２と前記反力受け梁３７との間に、左右方向に間隔をおいて、押圧梁材４２を下向きに加圧する液圧ジャッキからなる加圧ジャッキ４５が縦向きに配置され、前記加圧ジャッキ４５のシリンダ４６の下部は、前記押圧梁材４２の上面に等角度間隔をおいて配置されて溶接により固定された位置固定用係止部材４７内に配置されるように載置されて位置固定され、また前記加圧ジャッキ４５のピストン杆４８の上端部は、前記反力受け梁３７の下面に介在固定された鋼製受け圧ブロック４９を介して前記反力受け梁３７に固定されている。
【００２１】
図６に示すように、前記各保持部材４３は、水平力用ジャッキ３の先端上部（加圧部材２９の上部）に載置される上部縦板５１と、水平力用ジャッキ３の先端下部（加圧部材２９の下部）に係合される下部縦板５２と、これらに直角に当接されて溶接により固着された左右両側の側板５３を備えた枠形のフレーム５４に、前記側板５３の内側において、間隔をおいて平行に配置されると共に前記水平力用ジャッキ３の先端部（加圧部材２９）の左右両側部に係合され、かつ前記各上部および下部縦板５１，５２に上部および下部が溶接により固定される縦向き配置の両側面板５５が設けられて構成されている。前記各保持部材４３における前記各上部および下部縦板５１，５２と、内側配置の両側面板５５に当接された一枚の矩形状の焼き入れ鋼板からなる硬質加圧板５６の後面側縁部が、前記保持部材４３部に溶接により固着され、かつ前記保持部材４３および硬質加圧板５６の上部が溶接等により、前記押圧梁材４２における下部フランジ５７下面に溶接により固定されている。
【００２２】
前記硬質加圧板５６の前面側には、図１および図７に示すように、鋼製円柱状のローラーベアリング４等の低摩擦係数のころがり又はすべり支承部材５が介在され、前記支承部材５の前面側に、焼き入れ鋼板からなる硬質受け圧板５８が配置され、前記硬質受け圧板５８の前面側（基礎構造物側）が加圧力受け用縦鋼板４１の後面（反力壁体側）に当接するように配設されている。なお、前記支承部材５は押圧梁材４２または保持部材４３に針金等に条体による吊り下げ保持手段（図示を省略した）または適宜の支持手段により支持されている。
【００２３】
図７は前記低摩擦係数のころがり又はすべり支承部材５の部分を取り出して示すものであって、前記支承部材５は、間隔をおいて平行に配置された上部および下部の横枠材５９およびこれらの両側端部に各縦枠材６０を溶接等により一体に固着して構成した矩形状枠形フレーム６１が同一垂直面に複数並列配置され、かつ隣り合う縦枠材６０が溶接により固定され、前記各枠形フレーム６１に、間隔を置いて対向する各縦枠材６０の間に左右方向に間隔をおいて、上下方向に間隔をおいて平行に多数の中実円柱状の高炭素軸受け鋼（ＳＵＪ２）からなるローラーベアリング等の鋼製ローラー４が横長に配置され、前記各ローラー４の円弧状上面側および円弧状下面側は、ローラー支承用上部支承部材６４の下面側およびローラー支承用下部支承部材６５の上面側に近接または当接するように配置され、かつ前記縦枠材６０に溶接またはボルトなどにより固定された前記各ローラー支承用上部支承部材６４およびローラー支承用下部支承部材６５により回転可能に配設されている。
【００２４】
前記各ローラー支承用上部支承部材６４は、前記各ローラー６３の円弧状上面側に近接または当接するような断面円弧状の支承用下面６６を備えており、また前記各ローラー支承用下部支承部材６５は、前記各ローラーの円弧状下面側に近接または当接するような断面円弧状の支承上面６７を備えており、かつ前記上部横枠材５９と縦枠材６０と各ローラー支承用上部支承部材６４およびローラー支承用下部支承部材６５前後方向の寸法は、ローラー４の直径寸法よりも小さく設定され、かつローラー４の前後方向の寸法から突出しないように配置されている。したがって、前記各硬質加圧板５６と硬質受け圧板５８との間に配置される、ころがり又はすべり支承部材５におけるローラー４は、常時これらの硬質板５６，５８に当接されている状態に配設されている。また前記ローラ４を使用しているので、硬質加圧板５６から硬質受け圧板５８に、これらのローラ４との接触面に直角に加圧力を伝達することができる。
【００２５】
図９は本発明の基礎構造物の水平力載荷装置を使用して、鉄筋コンクリート製深礎用基礎構造物１ａからなる試験体に水平力を載荷している時の応力状態を示し、図１０は前記試験体に水平力を載荷している時の移動状況を示す説明図であって、図９に示すように、水平力用ジャッキ３を伸長して、鉄筋コンクリート製基礎構造物１を水平に押圧していくと、基礎構造物１が傾斜するようになるので、水平力用ジャッキ３が発生作用する水平力Ｈが、基礎構造物１にそのまま水平に作用しなくなり、基礎構造物１の作用面（後面）に直角な力Ｈ１と、基礎構造物１の後面に平行な上向き力Ｖ１に分力され、また水平力用ジャッキ３の先端部が基礎構造物１の傾斜に沿って上向きに上昇移動するように付勢されるため、水平力用ジャッキ３が上滑りするようになる。したがって水平力用ジャッキ３の水平力Ｈを十分作用させることができない。
【００２６】
そのため、基礎構造物１の傾斜による水平力用ジャッキ３の傾斜した状態に沿った上向き力Ｖ１に相当する力を、図９に示すように、基礎構造物１側に反力をとるように配設された縦向きジャッキ４５によりこれを打ち消すように下向きに傾斜した状態に沿った下向き力Ｖを加圧することにより、前記上向き力Ｖ１は、常時前記縦向きジャッキ４５に作用しなくなり、また前記基礎構造物１側においては、これに反力をとるようにしているので、基礎構造物１の作用面（後面）に直角な力Ｈ１と、前記上向き力Ｖ１とが合成されて、水平力用ジャッキ３の発生作用する水平力Ｈと等しい力Ｈが水平に基礎構造物１に作用するようになるので、水平力用ジャッキ３の水平力を常時、基礎構造物１に作用することができる。
【００２７】
さらに図１０に基づいて説明すると、図９および図１０に図示の場合は、岩盤下の柱状体部分の上下方向の寸法が７ｍ、柱状体部分の直径が２ｍ、岩盤上の平面矩形状の上側部分の突出寸法が２ｍの平面矩形状の基礎構造物１に対して、５ＭＮの水平押圧力を備えている水平力用ジャッキ３を６台使用し、岩盤上１ｍのレベルを水平力作用中心として、多数の高炭素軸受け鋼のローラー（直径１０ｍｍ、巾８０ｍｍ）４を備えた支承部材５の上下方向の作用面寸法が５００ｍｍで、移動しろを下側に１００ｍｍ余裕をもたせて多数のローラー４からなる支承部材５の上下方向のローラ伝達作用可能な寸法を６００ｍｍとし、６台の水平力用ジャッキ３により、基礎構造物試験体１ａに水平力を作用させた。その結果最大水平力Ｈが（ｍａｘ３０ＭＮ）、基礎構造物試験体１ａ（１）の最大傾斜角θが（ｍａｘ３．３°）、傾斜した状態の基礎構造物１ａの加圧面に直角な加圧力Ｈ１が（ｍａｘ２９．９７ＭＮ）で、ジャッキ４５の傾斜した状態の加圧力の最大が（ｍａｘ１．３ＭＮ）で、６台の水平力用ジャッキ３の先端部で受ける合計最大上向き力Ｖが（ｍａｘ１．３ＭＮ）を測定した。
【００２８】
また前記の場合で、水平力用ジャッキ３により、基礎構造物１を水平に押圧していくと、岩盤等に築造された基礎構造物１は、例えば点Ｏを中心として、時計方向（右回り）に回転するようになり、これにより基礎構造物１の地盤レベルから１ｍの距離にある水平力用ジャッキ３による基礎構造物試験体１ａ側の作用中心点の上昇する距離（δ）は、最大水平力作用時には、前記点Ｏを中心として、基礎構造物試験体１ａがθ＝３．３°回転し、距離（δ）＝１７ｃｍとなる。またしたがって前記基礎構造物１の傾斜角を常時傾斜計により常時測定すると共に、水平力Ｈを演算処理して、常時、前記上向き力を打ち消すように、前記縦向きジャッキ４５に油圧ポンプ（図示を省略した）から圧油を供給して、前記ピストン杆４８を徐々に伸長するようにし、前記の状態では、押圧梁材４２および保持部材４３を１７ｃｍ下向きに移動させるようにする。
【００２９】
また前記の作用中心点の上昇量１７ｃｍに伴い、前記ころがり又はすべり支承部材５は、一種の動滑車のようになるので、８．５ｃｍだけ上昇するようになり、基礎構造物１側に配設されて固定されている硬質受け圧板５８を、少なくともこの移動距離だけ長い移動代をころがり又はすべり支承部材５の下位置レベルに有する硬質受け圧板５８としておく必要があり、またころがり又はすべり支承部材５も、水平力用ジャッキ３の作用面下に同様に移動代を設けておく必要がある。
【００３０】
図８は、本発明の水平力載荷装置における水平力用ジャッキが作動した状態を示すものである。
【００３１】
前記実施形態においては、縦向きジャッキ４５により、保持部材４３および押圧梁材を介して水平力用ジャッキ３の先端部を押圧するようにしているが、本発明を実施する場合、縦向きジャッキ４５の先端部を水平力用ジャッキ３の先端部に係合するようにしてもよい。
【００３２】
前記実施形態においては、平面矩形の基礎構造物１を示したが、前記基礎構造物１としては、平面円形またはその他の形状であってもよい。また本発明を実施する場合、ころがり又はすべり支承部材部材としては、多数の鋼球からなるころがり支承部材としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるので次のような効果を有している。
１）請求項１の発明によれば、基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷装置において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラー４等のすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜により前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を打ち消すように作用する縦向きジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられているので、水平力用ジャッキの先端部が基礎構造物の傾斜に伴い上向きに分力が作用するようになっても、水平力用ジャッキの先端部が上向きに移動することなく、しかも基礎構造物の傾斜による基礎構造物に作用する下向きの力を、前記縦向きジャッキ４５により打ち消しながら、基礎構造物に水平力のみを作用させるようにすることができ、しかも構造が簡単であるので、水平力載荷装置を安価に製作することができる。また既存の従来の水平力載荷装置も容易に本発明の水平力載荷装置に変更することができる。さらに特に本発明の場合は、水平力支承用ジャッキ３と基礎構造物１との間にローラー４等のすべり支承部材５が介在されているので、従来のように反力支承用壁体２の荷重が基礎構造物１に下向きに作用することがない。
【００３４】
２）また請求項２のように、水平力用ジャッキ３を反力支承用壁体２側に反力をとるようにして支持させ、かつ前記縦向きジャッキ４５は水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合するように配設するという簡単な構成により、基礎構造物１に水平力用ジャッキによる水平力のみを作用させるようにすることができ、また基礎構造物に作用する下向きの力を打ち消すことができる。さらに請求項３のように、複数の縦向きジャッキ４５の下側に配置された押圧梁材を介して複数の水平力用ジャッキ３の可動部が押圧されるように構成すると、前記実施形態のように、水平力用ジャッキ３毎に縦向きジャッキ４５を配設することなく、縦向きジャッキ４５の下側に多数の水平力用ジャッキ３を配設するようにすることができる。
【００３５】
３）また本発明の請求項４の方法によれば、 深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基
礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷方法において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等の低摩擦係数の支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合する縦向きジャッキ４５が前記基礎構造物１側に設けられ、前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜角に伴う前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を、前記縦向きジャッキ４５の伸長により下向き力を作用させて打ち消しながら前記基礎構造物１側に水平力を作用させるようにしたので、簡単な方法により、水平力用ジャッキの先端部が基礎構造物の傾斜に伴い上向きに分力が作用するようになっても、水平力用ジャッキの先端部が上向きに移動することなく、しかも基礎構造物の傾斜による基礎構造物に作用する下向きの力を、前記縦向きジャッキ４５により打ち消しながら、基礎構造物に水平力のみを作用させるようにすることができる。さらに特に本発明の場合は、水平力支承用ジャッキ３と基礎構造物１との間にローラー４等のすべり支承部材５が介在されているので、従来のように反力支承用壁体２の荷重が基礎構造物１に下向きに作用することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎構造物の水平力載荷装置を反力壁体と基礎構造物間に配設した状態を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ腺断面図である。
【図５】（Ａ）は水平力用ジャッキの固定部分を示す縦断正面図であり、（Ｂ）は一方の取り付け金具を示す正面図であり、（Ｃ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）は水平力用ジャッキの可動ピストン先端側の係合部分を示す一部縦断背面図であり、（Ｂ）は一部縦断正面図である。
【図７】（Ａ）はローラベアリングからなるころがり又はすべり支承部材のユニットを示す正面図であり、（Ｂ）は一部縦断正面図である。
【図８】水平力用ジャッキを伸長して基礎構造物を押圧し、基礎構造物が傾斜した状態を示す側面図である。
【図９】本発明の装置を使用して深礎基礎用構造物試験体からなる基礎構造物に水平力を作用させた場合の載荷装置応力状態を説明するための概略側面図である。
【図１０】本発明の装置を使用して深礎基礎用の試験体からなる基礎構造物に水平力を作用させた場合の載荷装置移動状況を説明するための概略側面図であり、（Ａ）は移動前の状態を示し、（Ｂ）は移動後の状態を示す。
【図１１】従来の水平力載荷装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１ 基礎構造物
１ａ 深礎基礎構造物試験体
２ 反力支承用壁体
３ 水平力用ジャッキ
３ａ 可動ピストン
４ ローラーベアリング
５ ころがり又はすべり支承部材
６ センターホールジャッキ
６ａ アンカーボルト
６ｂ 可動ピストン
７ 岩盤（または地盤）
８ 縦孔
９ 貫通縦孔
１０ アンカー材
１１ ジャッキ受け台
１２ 支承部材
１２ａ 突出端部
１３ 円弧状上部部分
１４ 上端縦部分
１５ ボルト挿通用横孔
１６ 係合部
１６ａ Ｕ字状鉄筋
１６ｂ 開口部
１７ 取付金具
１８ 取付用ボルト
１９ ナット
２０ サイドブロック
２１ シリンダ
２２ 縦鋼板
２３ 鋼製反力伝達ブロック
２４ 支持部材
２５ 支承部材
２６ ピストン杆
２７ 半球状凸面
２８ 半球状受け面
２９ 加圧部材（半球状受け面付き球座）
３０ 横枠材
３１ 下フランジ
３２ 鋼製アンカー部材
３３ ナット
３４ 反力支持梁
３５ 反力受け梁
３６ ナット
３７ 反力受け梁
３８ ボルト
３９ ナット
４０ 縦鋼板
４１ 加圧力受け用縦鋼板（受け圧板）
４２ 押圧梁材
４２ 縦スチフナ
４３ 保持部材
４４ 筒状ガイド金具
４５ 加圧ジャッキ（縦向きジャッキ）
４６ シリンダ
４７ 位置固定用係止部材
４８ ピストン杆
４９ 鋼製受け圧ブロック
５０ 鋼製杆体
５１ 上部縦板
５２ 下部縦板
５３ 側板
５４ フレーム
５５ 側面板
５６ 硬質加圧板
５７ 下部フランジ
５８ 硬質受け圧板
５９ 横枠材
６０ 縦枠材
６２ 支承部材
６１ 矩形状枠形フレーム
６４ ローラー支承用上部支承部材
６５ ローラー支承用下部支承部材
６６ 断面円弧状の支承用下面
６７ 断面円弧状の支承上面
Claims (4)
- 深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにした水平力載荷装置において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、複数のローラー４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の押圧による前記基礎構造物１の傾斜により前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を打ち消すように下向き力を作用するジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられていることを特徴とする基礎構造物の水平力載荷装置。
- 前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２側に反力をとるようにして支持させ、かつ前記下向き力を作用するジャッキ４５は、前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合するように縦向きに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の水平力載荷装置。
- 複数の縦向きジャッキ４５の下側に配置された押圧梁材を介して複数の水平力用ジャッキ３の可動部が押圧されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎構造物の水平力載荷装置。
- 深礎基礎構造物試験体１ａまたは深礎基礎等の基礎構造物１と、これに間隔をおいて築造された反力支承用壁体２との間に、水平力用ジャッキ３を配置して、前記水平力用ジャッキ３の伸長により前記基礎構造物１を水平に押圧するように基礎構造物１に水平力を作用させるようにする水平力載荷方法において、前記水平力用ジャッキ３を前記反力支承用壁体２に反力をとるように水平状態で配設され、かつ前記水平力用ジャッキ３と前記基礎構造物１との間に、ローラーベアリング４等のころがり又はすべり支承部材５が介在され、かつ前記水平力用ジャッキ３の可動部に直接または間接的に係合する縦向きジャッキ４５が、前記基礎構造物１側に反力をとるように設けられ、前記水平力用ジャッキ３の伸長による前記基礎構造物１の傾斜角に伴う前記水平力用ジャッキ３に作用する上向き力を、前記縦向きジャッキ４５の伸長により下向き力を作用させて打ち消しながら前記基礎構造物１側に水平力を作用させるようにしたことを特徴とする基礎構造物の水平力載荷方法。
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