JP5239042B2 - Compact loading test apparatus and test method therefor - Google Patents

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Description

本発明は小型載荷試験装置及びその試験方法に係り、より詳しくは、重錘により試験杭に急速載荷又は衝撃載荷して地盤の強度を測定する小型載荷試験装置及びその試験方法に関する。   The present invention relates to a small load test apparatus and a test method thereof, and more particularly to a small load test apparatus and a test method for measuring the strength of a ground by rapid loading or impact loading on a test pile with a weight.
土木構造物、建築物の基礎は、地盤が直接構造物の荷重を支えきれない場合、地中に杭を打ち込んで杭先端部分の支持力や、杭周面の摩擦力によって構造物の荷重を支えるようにしている。この際使用する主な杭には、大型構造物用の鋼管杭やコンクリート杭、水路の基礎、住宅の基礎などの小規模構造物用の木製杭がある。
杭の設計は、砂地盤、粘度地盤などの地盤構成、土の強度を示す指数であるN値、土の物理的、力学的な性質を調べる土質試験、などの事前の地盤調査情報を基に行なわれる。
For civil engineering structures and building foundations, if the ground cannot directly support the load of the structure, the pile will be driven into the ground and the load on the structure will be affected by the supporting force of the tip of the pile and the frictional force of the peripheral surface of the pile. I try to support it. The main piles used here are steel pipe piles and concrete piles for large structures, wooden piles for small structures such as waterway foundations and residential foundations.
Pile design is based on prior ground survey information, such as soil composition such as sand ground and viscous ground, N value, which is an index indicating the strength of the soil, and soil tests that examine the physical and mechanical properties of the soil. Done.
重要度の高い橋などの構造物や杭が支持する力が大きい場合は、施工時に設計の妥当性を確認する目的で杭の載荷試験が行なわれる。杭の載荷試験は、建物自体の荷重相当を、杭に実際に載荷して、その時の杭の沈下量を測定し、地盤が杭を支えうるかどうかを調べるものである。
木製杭の場合は、対象構造物の重要度が相対的に低いこと、必要な支持力が小さいことから、殆どの場合、重要構造物の場合に行なわれるような試験は実施されない。
杭の載荷試験は、一定の深さまで杭を打ち込んだ後に行なわれる。杭に力を加えると杭は沈下するが、地盤が杭を支えられる範囲では、沈下は少ないものの、限界を超えると大きく沈下する。
When a structure such as a bridge with high importance or the force supported by a pile is large, a pile loading test is performed for the purpose of confirming the validity of the design during construction. The pile loading test is to check whether the ground can support the pile by actually loading the pile equivalent to the load of the building itself and measuring the amount of settlement of the pile at that time.
In the case of wooden piles, since the importance of the target structure is relatively low and the necessary supporting force is small, in most cases, the test as performed in the case of the important structure is not performed.
The pile loading test is performed after driving the pile to a certain depth. When force is applied to the pile, the pile will sink, but in the range where the ground can support the pile, the settlement will be small, but if it exceeds the limit, it will sink significantly.
杭の載荷試験は、杭に対して何等かの方法で荷重や衝撃荷重を作用させて杭の沈下量を測定するものである。杭の載荷試験には、押込み試験法、先端載荷試験法、引抜き試験法、鉛直交番載荷試験法、急速載荷試験法、衝撃載荷試験法などの6種類がある。
この内、急速載荷試験法は、杭頭に動的な荷重を作用させる試験であり、大規模な反力装置を必要とせず、測定時間が数秒と短いと言うメリットがあるが、結果の整理がやや高度な技術を必要とする。
衝撃載荷試験法は、急速載荷試験法と同様、杭頭に動的な荷重を作用させる試験であるが、急速載荷試験法よりさらに測定時間が短く、急速載荷試験よりもさらに高度な解析技術を要する。
The pile loading test is to measure the amount of settlement of a pile by applying a load or impact load to the pile by some method. There are six types of pile loading tests, such as indentation testing, tip loading testing, pull-out testing, lead orthogonal number loading testing, rapid loading testing, and impact loading testing.
Among them, the rapid loading test method is a test in which a dynamic load is applied to the pile head and does not require a large-scale reaction force device and has the merit that the measurement time is as short as a few seconds. It requires somewhat advanced technology.
The impact loading test method, like the rapid loading test method, is a test in which a dynamic load is applied to the pile head, but the measurement time is shorter than the rapid loading test method, and a more advanced analysis technique than the rapid loading test method is required. Cost.
従来は、大規模な反力装置を設置し,杭を静的に押込む杭の鉛直載荷試験が一般的であった。この試験方法は,大規模な反力装置の準備に1〜10日間を要し、試験時間は少なくとも最低1日を要する。そのため,短時間で簡便に支持力を算定できる試験装置の開発が望まれ、急速載荷試験,衝撃載荷試験装置などの開発が進められてきた。   Conventionally, a vertical loading test of a pile in which a large-scale reaction device is installed and the pile is pushed statically is common. In this test method, it takes 1 to 10 days to prepare a large-scale reaction device, and the test time requires at least one day. Therefore, the development of a test device that can easily calculate the bearing capacity in a short time is desired, and the development of a rapid load test, an impact load test device, and the like has been promoted.
これらの方法は,試験が非常に短時間で終了するという長所を有するが、比較的大型な杭(大きな支持力を必要とする杭)を対象とした試験装置であるために装置が大型となり、狭い作業空間では試験を実施できない、高圧ガスや化学反応による燃焼圧力による動力源,重量物などによる反力を取り扱うために、安全上の問題が多々存在する、杭に載荷する荷重載荷時間によっては,杭体の材質が制限される場合がある、杭の施工方法が制限される場合がある、等の問題があった。   These methods have the advantage that the test can be completed in a very short time, but because the test equipment is intended for relatively large piles (pile that requires a large bearing capacity), the equipment becomes large. There are many safety problems to handle the reaction force due to the power source, heavy load, etc. due to combustion pressure due to high pressure gas or chemical reaction, which cannot be tested in a narrow work space, depending on the load loading time to load on the pile , The material of the pile body may be restricted, and there are problems such as the construction method of the pile may be restricted.
また、小型載荷試験としては、実用新案登録第3111906号公報に開示されたものがある。この考案は、地面から反力を得ることで本体の小型化を可能とした小型載荷試験装置であり、圧入治具を地盤に圧入する際の押し込み反力を地盤に貫入したアンカーから得る方式であるため、アンカーを地盤に固定することに多大の労力を要するほか、アンカーの固定が困難な軟弱地盤への適用が困難な問題を有している。   As a small load test, there is one disclosed in Utility Model Registration No. 3111906. This device is a compact loading test device that allows the main body to be miniaturized by obtaining reaction force from the ground, and is a method of obtaining the indentation reaction force when press-fitting a press-fitting jig into the ground from an anchor penetrating the ground For this reason, it takes a lot of labor to fix the anchor to the ground, and also has a problem that it is difficult to apply to the soft ground where it is difficult to fix the anchor.
実用新案登録第3111906号公報Utility Model Registration No. 3111906
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安全かつ軽量小型化が可能な急速載荷試験装置及び衝撃載荷試験装置とその試験方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rapid loading test apparatus, an impact loading test apparatus, and a testing method thereof that can be made safe and lightweight and downsized.
本発明は、頂部に荷重を受ける試験杭と、前記試験杭の変位を測定する基準となる複数個の基準杭と、加重用の重錘と、前記加重用の重錘を支持するフレームと、本体部がロッドを下方にして前記重錐下部に装着され、前記本体部に流体圧を供給することによりロッド先端から荷重検出器を介して前記試験杭に荷重を加える加重用流体圧シリンダーと、前記複数個の基準杭に装着され変位検出器が取り付けられる基準梁と、前記試験杭の変位及び載荷荷重を測定するための計測装置と、を含んで構成されることを特徴とする。   The present invention is a test pile that receives a load at the top, a plurality of reference piles that serve as a reference for measuring the displacement of the test pile, a weight for weighting, and a frame that supports the weight for weighting, A body part is mounted on the lower part of the heavy cone with the rod facing downward, and a fluid pressure cylinder for loading that applies a load from the tip of the rod to the test pile via a load detector by supplying fluid pressure to the body part, A reference beam mounted on the plurality of reference piles to which a displacement detector is attached, and a measuring device for measuring the displacement and load load of the test pile are characterized.
また、本発明は、頂部に落錐荷重を受ける試験杭と、
前記試験杭の変位を測定する基準となる複数個の基準杭と、
落錐用の重錘と、
前記落錐用の重錘を支持するフレームと、
前記フレームに取り付けられた滑車を経由して前記落錐用の重錘を保持し、試験時には前記落錐用の重錘を落下させて衝撃荷重の減衰力調整用流体圧シリンダーおよび荷重検出器を介して前記試験杭に衝撃荷重を加えるウインチと、
複数個の基準杭に装着された変位梁に取り付けられた変位検出器と
前記複数個の基準杭に装着され変位検出器が取り付けられる基準梁と、
前記試験杭の変位及び載荷荷重を測定するための計測装置と、
を含んで構成されることを特徴とする。
In addition, the present invention is a test pile that receives a falling load at the top,
A plurality of reference piles serving as a reference for measuring the displacement of the test pile;
A falling weight,
A frame for supporting the falling weight,
The falling weight is held via a pulley attached to the frame, and a falling pressure adjusting fluid pressure cylinder and a load detector are dropped by dropping the falling weight when testing. A winch for applying an impact load to the test pile via,
A displacement detector attached to a displacement beam attached to a plurality of reference piles; a reference beam attached to the plurality of reference piles and attached to a displacement detector;
A measuring device for measuring the displacement and loading load of the test pile ;
It is characterized by including.
前記試験杭および前記基準杭は木製であり、前記加重用流体圧シリンダー又は前記減衰力調整用流体圧シリンダーは、空気シリンダーであり、前記基準梁は、前記試験杭の上方を経由して複数の前記基準杭を連結し、前記試験杭対応位置には複数個の変位検出器が装着されていることを特徴とする。 The test pile and the reference pile are made of wood, the load fluid pressure cylinder or the damping force adjustment fluid pressure cylinder is an air cylinder, and the reference beam passes through the test pile via a plurality of pieces. The reference pile is connected, and a plurality of displacement detectors are mounted at the test pile corresponding positions.
また、本発明は、頂部に荷重を受ける試験杭を測定対象地盤に一定深さまで沈下させるセット段階と、
加重用流体圧シリンダーロッドの先端を前記試験杭の頂部に当接させる段階と、
前記加重用流体圧シリンダーに圧縮空気を導入することによりフレームに支持された加重用の重錘の重量を前記試験杭の頂部にかけて前記試験杭に変位を与える段階と、
前記複数個の基準杭に装着された基準梁に取り付けられた変位検出器により前記試験杭の変位を測定する段階と、
からなることを特徴とする。
Further, the present invention is a set stage in which a test pile that receives a load at the top is submerged to a certain depth in the measurement target ground;
Abutting the tip of the fluid pressure cylinder rod for loading against the top of the test pile;
Applying a weight of a weight for weight supported by a frame to the top of the test pile by introducing compressed air into the fluid pressure cylinder for loading, and displacing the test pile;
Measuring the displacement of the test pile with a displacement detector attached to a reference beam attached to the plurality of reference piles;
It is characterized by comprising.
また、本発明は、頂部に衝撃荷重を受ける試験杭を測定対象地盤に一定深さまで沈下させるセット段階と、
落錐用の重錘を支持するフレームに取り付けられた滑車を経由したワイヤーをウインチにより巻き上げて前記落錐用の重錘を基準高さに保持する段階と、
前記ウインチに巻き取った前記ワイヤーを開放して前記落錐用の重錘を衝撃荷重の減衰力調整用流体圧シリンダーロッド上に落下させる段階と、
前記減衰力調整用流体圧シリンダーおよび荷重検出器を介して前記試験杭に加えられた衝撃荷重による前記試験杭の変位を変位検出器により測定する段階と、
からなることを特徴とする。
In addition, the present invention is a set stage in which the test pile that receives the impact load at the top is submerged to the measurement target ground to a certain depth,
A step of winding a wire via a pulley attached to a frame that supports a falling weight for weight by a winch to hold the falling weight at a reference height;
Releasing the wire wound around the winch and dropping the falling weight onto a fluid pressure cylinder rod for adjusting a damping force of an impact load;
Measuring a displacement of the test pile by an impact load applied to the test pile through the damping force adjusting fluid pressure cylinder and a load detector;
It is characterized by comprising.
本発明による本試験装置は,動力源に高圧ガス未満の圧縮空気と人力により運搬可能な反力発生装置を用いたため小型,軽量で機動性に優れ、試験装置が小型であるため,作業空間が少なく小規模な構造物の場合には非常に有効である。
また、装置重量が軽いため,不良地盤上でも試験が可能であり、高圧ガス未満の空気圧を使用することで,メンテナンスが容易となり,安全性も高く,作業性も優れている。
また、本発明による本試験装置は,圧縮空気容量,反力体を増量させると,載荷可能な荷重を向上することができ、この両者の組み合わせにより,細かい載荷荷重,載荷時間が設定できるほか、載荷時間,設置時間を大幅に短縮できるため,従来の静的鉛直載荷試験と比して,工期・工費を短縮することができる。
The test apparatus according to the present invention uses a reaction force generator that can be transported by compressed air less than high-pressure gas and human power as the power source, so it is compact, lightweight and excellent in mobility, and because the test apparatus is small, the work space is small. This is very effective for small and small structures.
In addition, since the weight of the device is light, testing is possible even on poor ground, and maintenance is easy, safety is high, and workability is excellent by using air pressure less than high-pressure gas.
In addition, the test apparatus according to the present invention can improve the load that can be loaded by increasing the compressed air capacity and the reaction force body, and by combining these both, a fine loading load and loading time can be set. Since the loading time and installation time can be greatly shortened, the construction period and cost can be shortened compared with the conventional static vertical loading test.
本発明の実施例1を示す概略図である。It is the schematic which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2を示す概略図である。It is the schematic which shows Example 2 of this invention.
図1は、急速載荷試験装置の概略図である。
本発明による急速載荷試験装置1は、頂部に荷重を受ける木製の試験杭3と、試験杭3の変位を測定する基準となる2個の基準杭4と、加重用の重錘6と、加重用の重錘6を支持するフレーム7と、本体部がロッド9を下方にして重錐6の下部に装着され、本体部に空気圧を供給することによりロッド9の先端から荷重検出器10を介して試験杭3に荷重を加える加重用エアシリンダー8と、複数個の基準杭4に装着され変位検出器11が取り付けられる基準梁5と、試験杭3の変位及び載荷荷重を測定するための計測機器12と、を含んで構成される。
FIG. 1 is a schematic view of a rapid loading test apparatus.
The rapid loading test apparatus 1 according to the present invention includes a wooden test pile 3 that receives a load at the top, two reference piles 4 that serve as a reference for measuring the displacement of the test pile 3, a weight 6 for weighting, and a weight A frame 7 for supporting the weight 6 for use and a main body portion are mounted on the lower portion of the heavy cone 6 with the rod 9 facing downward, and air pressure is supplied to the main body portion from the tip of the rod 9 via the load detector 10. A load air cylinder 8 for applying a load to the test pile 3, a reference beam 5 attached to a plurality of reference piles 4 to which a displacement detector 11 is attached, and a measurement for measuring the displacement and loading load of the test pile 3 And the device 12.
また、本発明による衝撃載荷試験装置2は、頂部に落錐荷重を受ける木製の試験杭3と、試験杭3の変位を測定する基準となる2個の基準杭4と、落錐用の重錘6と、落錐用の重錘6を支持するフレーム7と、フレーム7に取り付けられた滑車13を経由して落錐用の重錘6を保持し、試験時には落錐用の重錘6を落下させて衝撃荷重の減衰力調整用エアシリンダー8および荷重検出器10を介して試験杭3に衝撃荷重を加えるウインチ15と、複数個の基準杭4に装着され変位検出器11が取り付けられる基準梁5と、杭の変位及び載荷荷重を測定するための計測機器12と、を含んで構成される。   In addition, the impact loading test apparatus 2 according to the present invention includes a wooden test pile 3 that receives a falling rock load at the top, two reference piles 4 that serve as a reference for measuring the displacement of the test pile 3, and a falling pile weight. The falling weight 6 is held via a weight 6, a frame 7 that supports the falling weight 6, and a pulley 13 attached to the frame 7. The winch 15 for applying an impact load to the test pile 3 via the air cylinder 8 for adjusting the damping force of the impact load and the load detector 10 and the displacement detector 11 attached to the plurality of reference piles 4 are attached. It comprises a reference beam 5 and a measuring device 12 for measuring the displacement and loading load of the pile.
基準梁5は、試験杭3の上方を経由して複数の基準杭4を連結し、試験杭3の対応位置には2個の変位検出器11が装着されている。
エアシリンダー8の加圧の動力源としては、コンプレッサー16からの圧縮空気を使用する。コンプレッサー16からの圧縮空気は、レギュレーターで調圧し,蓄圧タンク17に送られる。この蓄圧タンク17は,安定した圧力をエアシリンダー8に供給するためのものである。
重錘6は,1個あたり5,10,25kgの重量からなり,任意の重量を設定する事が可能である。圧縮空気の圧力調整と併せて,より細かい載荷荷重設定が可能となる.
重錘6はエアシリンダー8で上方へ持ち上げられるが,重錘6が傾斜すると重心が変化して所定の載荷荷重が確保できないため、重錘6の重心が変化しないように重錘ガイド装置19で支えるようにしている。
重錘6とエアシリンダー8は、チェーンブロックを介してフレーム7から吊り下げられている。フレーム7の設置方法により,不定型な作業空間や狭隘な作業空間での試験が可能になる。
The reference beam 5 connects a plurality of reference piles 4 via the upper side of the test pile 3, and two displacement detectors 11 are mounted at corresponding positions of the test pile 3.
Compressed air from the compressor 16 is used as a power source for pressurization of the air cylinder 8. The compressed air from the compressor 16 is regulated by a regulator and sent to the pressure accumulation tank 17. The accumulator tank 17 is for supplying a stable pressure to the air cylinder 8.
Each of the weights 6 has a weight of 5, 10, 25 kg, and an arbitrary weight can be set. Along with the pressure adjustment of the compressed air, it is possible to set a finer load load.
The weight 6 is lifted upward by the air cylinder 8. However, when the weight 6 is inclined, the center of gravity changes and a predetermined load cannot be secured. Therefore, the weight guide device 19 prevents the weight 6 from changing. I try to support it.
The weight 6 and the air cylinder 8 are suspended from the frame 7 via a chain block. The installation method of the frame 7 enables testing in an irregular work space or a narrow work space.
載荷試験においては,試験杭3に作用する荷重,試験杭3の変位(沈下)を精度良く測定する必要があり、安定した箇所に検出器を設置することが重要である。中でも変位検出器11は特に重要であり、基準梁5に設置される。この基準梁5を安定して固定させるための装置が基準梁固定装置18である。
この基準梁固定装置18は,試験杭3と同等の規格である基準杭4の杭頭に設置するものであり、杭頭に対して4方向からの締め付けにより安定して基準梁4を固定している。また,試験杭3上部に設置される荷重検出器10も,試験杭頭固定装置21に安定した状態で固定される.
In the loading test, it is necessary to accurately measure the load acting on the test pile 3 and the displacement (settlement) of the test pile 3, and it is important to install the detector at a stable location. Among them, the displacement detector 11 is particularly important and is installed on the reference beam 5. A device for stably fixing the reference beam 5 is a reference beam fixing device 18.
The reference beam fixing device 18 is installed on the pile head of the reference pile 4 which is the same standard as the test pile 3, and stably fixes the reference beam 4 by tightening from four directions to the pile head. ing. In addition, the load detector 10 installed on the top of the test pile 3 is also fixed to the test pile head fixing device 21 in a stable state.
図2は、衝撃載荷試験装置2の概略図である。
衝撃載荷試験装置2は、急速載荷試験装置1の配列の変更,一部備品の組み替えで切替えできる。
衝撃載荷試験装置2では、エアシリンダー8を反転して固定し、クッションシリンダー8として使用する。クッションシリンダー8内部には2方向から圧縮空気を送って任意の減衰力が設定できる。また,ストローク調整装置20により,任意の荷重載荷時間が調整可能となる。
重錘6は電動ウインチ15で上昇させ,自然落下させる。この時,落下方向が変化しないようにするため重錐ガイド装置19を設けている。
FIG. 2 is a schematic diagram of the impact loading test apparatus 2.
The impact loading test apparatus 2 can be switched by changing the arrangement of the rapid loading test apparatus 1 or rearranging some equipment.
In the impact loading test apparatus 2, the air cylinder 8 is reversed and fixed and used as the cushion cylinder 8. Arbitrary damping force can be set in the cushion cylinder 8 by sending compressed air from two directions. In addition, an arbitrary load loading time can be adjusted by the stroke adjusting device 20.
The weight 6 is raised by the electric winch 15 and is naturally dropped. At this time, a heavy cone guide device 19 is provided to prevent the drop direction from changing.
以下、急速載荷試験法及び衝撃載荷試験法について説明する。
図1に示す通り、急速載荷試験では、先ず、頂部に荷重を受ける試験杭3を測定対象地盤に一定深さまで打設する。試験杭3の変位を測定する基準となる2個の基準杭4は、予め所定の位置に打設しておく。
次に、加重用エアシリンダー8のロッド9の先端を試験杭3の頂部に当接させ、試験杭3を加圧する。加圧の動力源としては,コンプレッサー16からの圧縮空気をレギュレーターで調圧し,蓄圧タンク17に送る。この蓄圧タンク17は,安定した圧力をシリンダー8に供給するためのものである。
蓄圧タンク17に蓄圧された圧縮空気は,シリンダー8の手前の電磁弁で停止している。リレースイッチがONになるとシリンダー8に圧縮空気を送り出し、シリンダー8のピストンを突出させる。
手動切換弁では,速やかに圧縮空気を送ることができないので、迅速に圧縮空気を送るために電磁弁を用いる。急速載荷試験は,シリンダー8内にいかに速く圧縮空気を送るかがポイントとなる。圧縮空気の圧力の大きさと送り込まれるスピードにより,シリンダー8のピストンの突出速度が異なる。このシリンダー8のピストンの突出速度が速ければ速いほど,目的とする載荷荷重に対して準備する重錘6が少なくて済む。
Hereinafter, the rapid loading test method and the impact loading test method will be described.
As shown in FIG. 1, in the rapid loading test, first, a test pile 3 that receives a load at the top is placed on a measurement target ground to a certain depth. Two reference piles 4 serving as a reference for measuring the displacement of the test pile 3 are placed in advance at predetermined positions.
Next, the tip of the rod 9 of the load air cylinder 8 is brought into contact with the top of the test pile 3 to pressurize the test pile 3. As a power source for pressurization, the compressed air from the compressor 16 is regulated by a regulator and sent to the pressure accumulation tank 17. The accumulator tank 17 is for supplying a stable pressure to the cylinder 8.
The compressed air accumulated in the pressure accumulating tank 17 is stopped by an electromagnetic valve in front of the cylinder 8. When the relay switch is turned on, compressed air is sent to the cylinder 8 and the piston of the cylinder 8 is projected.
Since the manual switching valve cannot send compressed air quickly, an electromagnetic valve is used to send compressed air quickly. The quick loading test is based on how fast compressed air is sent into the cylinder 8. The protruding speed of the piston of the cylinder 8 differs depending on the pressure of the compressed air and the speed at which the compressed air is fed. The faster the projecting speed of the piston of the cylinder 8, the less the weight 6 to be prepared for the intended load.
シリンダー8のピストン突出が,重錘6を上方へ押し上げると同時に下方の試験杭3の杭頭に対して力がかかる。この力を載荷荷重として利用し、試験杭3に変位を与え、2個の基準杭4に装着された基準梁5に取り付けられた変位検出器11により試験杭3の変位を測定する。
シリンダー8のピストンが一定量突出した後,シリンダー8内部の圧縮空気を解放することが,試験の原理上必要となる。一定量の突出を検知するのがストローク検知器20であり、検出ストロークは,任意量に設定が可能である。検出器からの信号を再びリレースイッチに送り,電磁弁をOFFにしてシリンダー内の圧縮空気を解放する。
The piston protrusion of the cylinder 8 pushes the weight 6 upward, and at the same time, a force is applied to the pile head of the lower test pile 3. Using this force as a loaded load, the test pile 3 is displaced, and the displacement of the test pile 3 is measured by the displacement detector 11 attached to the reference beam 5 attached to the two reference piles 4.
After the piston of the cylinder 8 protrudes a certain amount, it is necessary on the principle of the test to release the compressed air inside the cylinder 8. The stroke detector 20 detects a certain amount of protrusion, and the detection stroke can be set to an arbitrary amount. The signal from the detector is sent to the relay switch again, and the solenoid valve is turned OFF to release the compressed air in the cylinder.
次に衝撃載荷試験法について説明する。
図2に示す通り、衝撃載荷試験でも頂部に荷重を受ける試験杭3を測定対象地盤に一定深さまで打設する。試験杭3の変位を測定する基準となる2個の基準杭4は、予め所定の位置に打設しておく。
次に、落錐用の重錘6を支持するフレーム7に取り付けられた滑車13を経由したワイヤ14を電動ウインチ15により巻き上げて落錐用の重錘6を基準高さに保持する。
衝撃載荷試験の場合は、エアシリンダー8を反転して固定し、内部には2方向から圧縮空気を送って任意の減衰力を設定できるクッションシリンダー8として使用する。ストローク検知器20により、任意の荷重載荷時間が調整可能である。
電動ウインチ15により巻き上げた落錐用の重錘6は、シリンダーのロッド9の上に落下させるが、落下方向が変化しないようにするため重錐ガイド装置19が設けられている。
計測機器12の設置方法は、急速載荷試験の場合と同様である。
Next, the impact loading test method will be described.
As shown in FIG. 2, a test pile 3 that receives a load at the top in an impact loading test is placed on the ground to be measured to a certain depth. Two reference piles 4 serving as a reference for measuring the displacement of the test pile 3 are placed in advance at predetermined positions.
Next, the wire 14 that passes through the pulley 13 attached to the frame 7 that supports the falling weight 6 is wound up by the electric winch 15 to hold the falling weight 6 at the reference height.
In the case of an impact loading test, the air cylinder 8 is inverted and fixed, and is used as a cushion cylinder 8 in which compressed air can be sent from two directions to set an arbitrary damping force. An arbitrary load loading time can be adjusted by the stroke detector 20.
The falling cone weight 6 wound up by the electric winch 15 is dropped on the rod 9 of the cylinder, but a heavy cone guide device 19 is provided to prevent the falling direction from changing.
The installation method of the measuring device 12 is the same as in the case of the rapid loading test.
本試験装置は,動力源に高圧ガス対象外の圧縮空気と人力により運搬可能な反力を用いた点で従来の試験方法と異なっており,小型,軽量のため機動性に優れている。
試験装置が小型であるため,作業空間が少なくて済み、構造物自体が小規模である場合には非常に有効である。また、装置重量が軽いため,不良地盤上でも試験が可能である。
高圧ガス対象外の空気圧を使用することで,メンテナンスが容易となり,安全性も高く,作業性にも優れている。
本試験装置では、圧縮空気容量,重錘6の組み合わせにより,細かい載荷荷重,載荷時間が設定できる。
試験結果の解析には一般的な急速載荷試験でも使用される除荷点法の適用が可能である。
通常の急速載荷試験と同様に,従来の静的載荷試験と比較して必要な重錘6が静的押し込み試験の5〜20%と小さくて済む。
This test device differs from the conventional test method in that it uses compressed air that is not subject to high-pressure gas and a reaction force that can be transported by human power as the power source.
Since the test equipment is small, it requires less work space and is very effective when the structure itself is small. In addition, since the weight of the device is light, it is possible to test even on poor ground.
By using air pressure that is not subject to high-pressure gas, maintenance is easy, safety is high, and workability is excellent.
In this test apparatus, a fine loading load and loading time can be set by a combination of the compressed air capacity and the weight 6.
For analysis of test results, it is possible to apply the unloading point method, which is also used in general rapid loading tests.
Similar to the normal rapid loading test, the necessary weight 6 can be as small as 5 to 20% of the static indentation test as compared with the conventional static loading test.
また、本試験装置では、載荷時間を長くした衝撃載荷試験への応用が可能となっている。具体的には,反力マスをシリンダーに落下させ,シリンダー内に蓄積した圧縮空気を介して,杭基礎に衝撃載荷させることで,通常の衝撃載荷試験よりも載荷時間を長くすることができるため,衝撃載荷試験で複雑な解析方法が必要となる動的作用の除去が容易になり,静的支持力特性の算定が可能となる。   In addition, this test apparatus can be applied to an impact loading test with a long loading time. Specifically, by dropping the reaction mass into the cylinder and impact-loading it on the pile foundation via the compressed air accumulated in the cylinder, the loading time can be made longer than the normal impact loading test. Therefore, it is easy to remove the dynamic action that requires a complicated analysis method in the impact loading test, and it is possible to calculate the static bearing capacity characteristics.
本試験装置は、載荷時間,設置時間を大幅に短縮することができるため,従来の静的鉛直載荷試験と比して,工期・工費を短縮することができる。
表1は、本試験装置と従来法との比較を示すものである。
表1に示す通り、従来の静的載荷試験では、装置・組立解体に2〜13日、試験計測時間に4時間以上を要していたが、本急速載荷試験装置によれば、装置・組立解体は約0.5日、試験計測時間も秒単位で終了する。
試験費用も従来法で20〜100万円以上要していたものが、僅か15万円程度で済むことになる。
Since this test apparatus can greatly shorten the loading time and installation time, it can shorten the construction period and cost compared with the conventional static vertical loading test.
Table 1 shows a comparison between this test apparatus and the conventional method.
As shown in Table 1, in the conventional static loading test, it took 2 to 13 days for the device / assembly disassembly and 4 hours or more for the test measurement time. Dismantling takes about 0.5 days and the test measurement time ends in seconds.
The cost of the test, which was 200,000 to 1,000,000 yen or more according to the conventional method, is only about 150,000 yen.
1 急速載荷試験装置
2 衝撃載荷試験装置
3 試験杭
4 基準杭
5 基準梁
6 重錘
7 フレーム
8 エアシリンダー、クッションシリンダー
9 ロッド
10 荷重検出器
11 変位検出器
12 計測機器
13 滑車
14 ワイヤ
15 電動ウインチ
16 コンプレッサー
17 蓄圧タンク
18 基準梁固定装置
19 重錘ガイド装置
20 ストローク検知器
21 試験杭頭固定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rapid loading test apparatus 2 Impact loading test apparatus 3 Test pile 4 Reference pile 5 Reference beam 6 Weight 7 Frame 8 Air cylinder, cushion cylinder 9 Rod 10 Load detector 11 Displacement detector 12 Measuring instrument 13 Pulley 14 Wire 15 Electric winch 16 Compressor 17 Accumulation tank 18 Reference beam fixing device 19 Weight guide device 20 Stroke detector 21 Test pile head fixing device

Claims (6)

  1. 頂部に荷重を受ける試験杭と、
    前記試験杭の変位を測定する基準となる複数個の基準杭と、
    加重用の重錘と、
    前記加重用の重錘を支持するフレームと、
    本体部がロッドを下方にして前記重錐下部に装着され、前記本体部に流体圧を供給することによりロッド先端から荷重検出器を介して前記試験杭に荷重を加える加重用流体圧シリンダーと、
    前記複数個の基準杭に装着され変位検出器が取り付けられる基準梁と、
    前記試験杭の変位及び載荷荷重を測定するための計測装置と、
    を含んで構成されることを特徴とする小型載荷試験装置。
    A test pile receiving a load at the top,
    A plurality of reference piles serving as a reference for measuring the displacement of the test pile;
    A weight for weighting;
    A frame for supporting the weight for weighting;
    A body part is mounted on the lower part of the heavy cone with the rod facing downward, and a fluid pressure cylinder for loading that applies a load from the tip of the rod to the test pile via a load detector by supplying fluid pressure to the body part,
    A reference beam mounted on the plurality of reference piles to which a displacement detector is attached;
    A measuring device for measuring the displacement and loading load of the test pile;
    A small load testing apparatus comprising:
  2. 頂部に落錐荷重を受ける試験杭と、
    前記試験杭の変位を測定する基準となる複数個の基準杭と、
    落錐用の重錘と、
    前記落錐用の重錘を支持するフレームと、
    前記フレームに取り付けられた滑車を経由して前記落錐用の重錘を保持し、試験時には前記落錐用の重錘を落下させて衝撃荷重の減衰力調整用流体圧シリンダーおよび荷重検出器を介して前記試験杭に衝撃荷重を加えるウインチと、
    複数個の基準杭に装着された変位梁に取り付けられた変位検出器と
    前記複数個の基準杭に装着され変位検出器が取り付けられる基準梁と、
    前記試験杭の変位及び載荷荷重を測定するための計測装置と、
    を含んで構成されることを特徴とする小型載荷試験装置。
    A test pile that receives a falling load on the top,
    A plurality of reference piles serving as a reference for measuring the displacement of the test pile;
    A falling weight,
    A frame for supporting the falling weight,
    The falling weight is held via a pulley attached to the frame, and a falling pressure adjusting fluid pressure cylinder and a load detector are dropped by dropping the falling weight when testing. A winch for applying an impact load to the test pile via,
    A displacement detector attached to a displacement beam attached to a plurality of reference piles; a reference beam attached to the plurality of reference piles to which a displacement detector is attached;
    A measuring device for measuring the displacement and loading load of the test pile ;
    A small load testing apparatus comprising:
  3. 前記試験杭および前記基準杭は木製であり、請求項1に記載の前記加重用流体圧シリンダー又は請求項2に記載の前記減衰力調整用流体圧シリンダーは、空気シリンダーであることを特徴とする請求項1または2に記載の小型
    載荷試験装置。
    The test pile and the reference pile are made of wood, and the fluid pressure cylinder for weighting according to claim 1 or the fluid pressure cylinder for adjusting damping force according to claim 2 is an air cylinder. The small load testing apparatus according to claim 1 or 2.
  4. 前記基準梁は、前記試験杭の上方を経由して複数の前記基準杭を連結し、前記試験杭対応位置には複数個の変位検出器が装着されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の小型載荷試験装置。 The said reference beam connects several said reference piles via the upper direction of the said test pile, The several displacement detector is mounted | worn with the said test pile corresponding position. 4. The small load test apparatus according to any one of 3 above.
  5. 頂部に荷重を受ける試験杭を測定対象地盤に一定深さまで沈下させるセット段階と、
    加重用流体圧シリンダーロッドの先端を前記試験杭の頂部に当接させる段階と、
    前記加重用流体圧シリンダーに圧縮空気を導入することによりフレームに支持された加重用の重錘の重量を前記試験杭の頂部にかけて前記試験杭に変位を与える段階と、
    前記複数個の基準杭に装着された基準梁に取り付けられた変位検出器により前記試験杭の変位を測定する段階と、
    からなることを特徴とする小型載荷試験方法。
    A set stage in which a test pile that receives a load at the top is submerged to a certain depth in the ground to be measured;
    Abutting the tip of the fluid pressure cylinder rod for loading against the top of the test pile;
    Applying a weight of a weight for weight supported by a frame to the top of the test pile by introducing compressed air into the fluid pressure cylinder for loading, and displacing the test pile;
    Measuring the displacement of the test pile with a displacement detector attached to a reference beam attached to the plurality of reference piles;
    A compact loading test method comprising:
  6. 頂部に衝撃荷重を受ける試験杭を測定対象地盤に一定深さまで沈下させるセット段階と、
    落錐用の重錘を支持するフレームに取り付けられた滑車を経由したワイヤーをウインチにより巻き上げて前記落錐用の重錘を基準高さに保持する段階と、
    前記ウインチに巻き取った前記ワイヤーを開放して前記落錐用の重錘を衝撃荷重の減衰力調整用流体圧シリンダーロッド上に落下させる段階と、
    前記減衰力調整用流体圧シリンダーおよび荷重検出器を介して前記試験杭に加えられた衝撃荷重による前記試験杭の変位を変位検出器により測定する段階と、
    からなることを特徴とする小型載荷試験方法。
    A set stage in which a test pile that receives an impact load at the top is submerged to a certain depth in the ground to be measured;
    A step of winding a wire via a pulley attached to a frame that supports a falling weight for weight by a winch to hold the falling weight at a reference height;
    Releasing the wire wound around the winch and dropping the falling weight onto a fluid pressure cylinder rod for adjusting a damping force of an impact load;
    Measuring a displacement of the test pile by an impact load applied to the test pile through the damping force adjusting fluid pressure cylinder and a load detector;
    A compact loading test method comprising:
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