JP6804739B2 - Estimating method of strength characteristics of soil cement, estimation device, quality control method of rooted part during pile construction, quality control device - Google Patents
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Description
本発明は、ソイルセメントの強度特性の推定方法、推定装置、杭施工時における根固め部の品質管理方法、品質管理装置に関するものである。 The present invention relates to a method for estimating the strength characteristics of soil cement, an estimation device, a quality control method for a solidified portion at the time of pile construction, and a quality control device.
従来、地盤改良工事や杭工事などにおいて、セメント系材料と原位置土とを混合したソイルセメントが広く用いられている。例えば杭工法の一つに、既製杭の先端に高強度のソイルセメントからなる拡大した根固め部を築造して、高い支持力を得るようにした埋込み杭工法がある。 Conventionally, soil cement, which is a mixture of cement-based material and in-situ soil, has been widely used in ground improvement work and pile work. For example, one of the pile construction methods is an embedded pile construction method in which an enlarged root compaction made of high-strength soil cement is constructed at the tip of a ready-made pile to obtain high bearing capacity.
この工法では、根固め部の固結後のソイルセメントが構造設計上必要とされる強度を満足している必要がある。その強度確認は、通常、本杭とは別孔で施工試験を行って根固め部の未固結試料をボーリング等によって採取し、28日材齢で圧縮試験を行って強度を確認する方法や、3日ないし7日材齢で圧縮試験を行って28日材齢の強度を推定する方法などにより行われている。 In this construction method, the soil cement after consolidation of the root consolidation portion must satisfy the strength required for structural design. The strength is usually confirmed by conducting a construction test in a hole separate from the main pile, collecting an unconsolidated sample of the root consolidation part by boring, etc., and conducting a compression test at the age of 28 days to confirm the strength. The compression test is performed at a material age of 3 to 7 days to estimate the strength of the material age at 28 days.
一方、ソイルセメントからなる改良地盤の強度の推定方法に関して、本特許出願人は例えば特許文献1〜3に示すような方法を既に提案している。特許文献1の方法は、あらかじめ室内試験によってソイルセメントの水分量と強度との相関関係を求めておき、その後、改良地盤から採取した試料の水分量を算出し、算出した水分量に対応する強度を上記相関関係から推定するものである。
On the other hand, regarding a method for estimating the strength of improved soil made of soil cement, the applicant for this patent has already proposed a method as shown in
特許文献2の方法は、一軸圧縮強さquとせん断波速度Vsの関係曲線(以下、qu〜Vs曲線という。)が改良対象土質に応じて一義的に決まることを利用したものである。より具体的には、あらかじめ室内試験によってqu〜Vs曲線を求めておき、その後、原位置試験によって改良地盤のせん断波速度Vsを測定し、この測定値に対応する一軸圧縮強さquを測定時点の強度としてqu〜Vs曲線から推定するものである。
The method of
特許文献3の方法は、上記のqu〜Vs曲線が、改良土の乾燥密度によって決定できることを利用したものである。より具体的には、あらかじめ室内試験によって乾燥密度区分ごとのqu〜Vs曲線を求めておき、その後、改良地盤の乾燥密度とせん断波速度Vsを測定し、測定した乾燥密度に対応するqu〜Vs曲線を用いてせん断波速度Vsから一軸圧縮強さquを推定するものである。
The method of
しかしながら、上記の従来のソイルセメントの強度の推定方法は、強度確認ができるのは通常28日後であり、強度発現まで長い期間を要するという問題や、未固結試料の採取場所が本杭のものではないといった問題がある。 However, in the above-mentioned conventional method for estimating the strength of soil cement, the strength can usually be confirmed after 28 days, and there is a problem that it takes a long time to develop the strength, and the place where the unconsolidated sample is collected is the main pile. There is a problem that it is not.
本杭の未固結試料を杭の建込み直前に採取し、その時点で発現強度を推定できれば、リアルタイムに施工の可否判断が可能となり、信頼性の高い施工管理が可能となる。このような背景から、ソイルセメントの未固結試料から固結後の発現強度を早期に推定できる方法が望まれていた。 If the unconsolidated sample of this pile is collected immediately before the pile is built and the developed strength can be estimated at that time, it is possible to judge whether or not the construction is possible in real time, and highly reliable construction management is possible. Against this background, a method has been desired that can estimate the expression strength after consolidation from an unconsolidated sample of soil cement at an early stage.
これに対し本発明者は、ソイルセメントの弾性波速度(せん断波速度Vs、疎密波速度Vp)が、対象とする土質、添加するセメント量、および水量と密接な関係にあると考えて、未固結試料から発現強度を早期に推定する方法に関して鋭意研究を行った。この結果、ソイルセメントの未固結試料の配合から将来の発現強度を早期に推定できる以下の本発明に至った。 On the other hand, the present inventor considers that the elastic wave velocity (shear wave velocity V s , consolidation wave velocity V p ) of soil cement is closely related to the target soil quality, the amount of cement to be added, and the amount of water. , We conducted diligent research on the method of estimating the expression intensity from unconsolidated samples at an early stage. As a result, the following invention has been reached, in which the future developmental strength can be estimated at an early stage from the formulation of an unconsolidated sample of soil cement.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ソイルセメントの配合から将来の発現強度を早期に推定することのできるソイルセメントの強度特性の推定方法、推定装置、杭施工時における根固め部の品質管理方法、品質管理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a method for estimating the strength characteristics of soil cement, which can estimate the future development strength from the composition of soil cement at an early stage, an estimation device, and consolidation at the time of pile construction. The purpose is to provide quality control methods and quality control equipment for departments.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法は、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する方法であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体を作製し、所定の材齢における供試体の弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求めるステップと、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the method for estimating the strength characteristics of a soil cement according to the present invention is a method for estimating the strength characteristics of a soil cement according to a predetermined age of a soil cement obtained by mixing a soil material, a soil material and water. A method for estimating strength characteristics, in which a soil-based material, a soil material, and water are mixed to prepare a sample of soil cement in which the mass ratio of cement and water is a predetermined value, and at a predetermined age. The step of finding the correlation between the elastic wave velocity of the specimen and the mass ratio, the step of measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unsolidified soil cement to be estimated, and the measured mass. It is characterized by including a step of obtaining an elastic wave velocity corresponding to the ratio from the correlation and a step of estimating the strength characteristics of soil cement at a predetermined age based on the determined elastic wave velocity.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法は、上述した発明において、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求めるステップと、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとをさらに備えることを特徴とする。 In addition, the method for estimating the strength characteristics of other soil cements according to the present invention is the step of obtaining the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material based on the above-mentioned correlation, and the obtained elasticity. It is characterized by further including a step of estimating the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age based on the relationship between the wave velocity and the material age.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法は、上述した発明において、粒度分布が異なる土質材料ごとに前記供試体を作製し、前記相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求めるステップとをさらに備えることを特徴とする。 Further, in the method for estimating the strength characteristics of other soil cements according to the present invention, in the above-mentioned invention, the step of preparing the specimen for each soil material having a different particle size distribution and obtaining the correlation, and the step of obtaining the correlation and the estimation target have not yet been performed. The step of selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the sample of the consolidated soil cement and the step of obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation are performed. It is characterized by further preparation.
また、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定装置は、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する装置であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して作製され、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体について、所定の材齢における弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求める手段と、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とを備えることを特徴とする。 Further, the device for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention is a device for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material, and water at a predetermined age, and is based on cement. Correlation between the elastic wave velocity at a predetermined age and the mass ratio of a soil cement specimen prepared by mixing a material, a soil material, and water and having a mass ratio of cement and water having a predetermined value. A means for measuring the mass ratio of cement and water contained in a sample of unsolidified soil cement to be estimated, and a means for obtaining an elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the above correlation. It is characterized by providing a means for estimating the strength characteristics of soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置は、上述した発明において、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求める手段と、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とをさらに備えることを特徴とする。 Further, another device for estimating the strength characteristics of the soil cement according to the present invention is a means for obtaining the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material based on the above-mentioned correlation, and the obtained elasticity. It is further provided with a means for estimating the strength characteristics of soil cement at an arbitrary material age based on the relationship between the wave velocity and the material age.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置は、上述した発明において、粒度分布が異なる土質材料ごとに作製した前記供試体について前記相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求める手段とをさらに備えることを特徴とする。 Further, the device for estimating the strength characteristics of other soil cements according to the present invention is the means for obtaining the correlation between the specimens prepared for each soil material having a different particle size distribution and the consolidation of the estimation target in the above-mentioned invention. Further, a means for selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the soil cement sample in a consolidated state and a means for obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation. It is characterized by being prepared.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理方法は、上述したソイルセメントの強度特性の推定方法を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理するステップを備えることを特徴とする。 Further, the quality control method of the root compaction portion during pile construction according to the present invention is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned method for estimating the strength characteristics of soil cement, and the soil cement of the root compaction portion during pile construction. It is characterized by having a step of controlling the quality of the soil.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理装置は、上述したソイルセメントの強度特性の推定装置を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理する手段を備えることを特徴とする。 Further, the quality control device for the root compaction portion during pile construction according to the present invention is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned soil cement strength characteristic estimation device, and the soil cement for the root compaction portion during pile construction. It is characterized by providing a means for controlling the quality of the soil.
本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する方法であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体を作製し、所定の材齢における供試体の弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求めるステップと、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとを備えるので、例えばソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができるという効果を奏する。 According to the method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, it is a method for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material, and water at a predetermined age, and is based on cement. The material, soil material, and water are mixed to prepare a specimen of soil cement in which the mass ratio of cement and water is a predetermined value, and the elastic wave velocity of the specimen at a predetermined age and the mass ratio From the above correlation, the step of finding the correlation between the above, the step of measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and the step of measuring the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio. Since it includes a step to obtain and a step to estimate the strength characteristics of the soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity, for example, it is predetermined from the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample of the soil cement. It has the effect that the strength characteristics of soil cement at the age of the material (for example, 3 days, 7 days, 28 days) can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求めるステップと、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとをさらに備えるので、任意の材齢でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができるという効果を奏する。 Further, according to another method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, a step of obtaining a relationship between an elastic wave velocity of a specimen and a material age based on the correlation, and a obtained elastic wave velocity. Since it further includes a step of estimating the strength characteristics of soil cement at any age based on the relationship with the age, the effect that the strength characteristics of soil cement at any age can be estimated at an early stage. Play.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、粒度分布が異なる土質材料ごとに前記供試体を作製し、前記相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求めるステップとをさらに備えるので、ソイルセメントに含まれる土質材料に適した相関関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができるという効果を奏する。 Further, according to another method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, the step of preparing the specimen for each soil material having a different particle size distribution and obtaining the correlation and the unconsolidated state of the estimation target. Since the step of selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the soil cement sample and the step of obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation are further provided. , It is effective that the strength characteristics of the soil cement can be estimated accurately and early by using the correlation suitable for the soil material contained in the soil cement.
また、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する装置であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して作製され、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体について、所定の材齢における弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求める手段と、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とを備えるので、例えばソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができるという効果を奏する。 Further, according to the equipment for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, it is an apparatus for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material and water at a predetermined age. For a soil cement specimen produced by mixing a cement-based material, a soil material, and water and having a mass ratio of cement and water having a predetermined value, the elastic wave velocity at a predetermined age and the mass ratio The means for obtaining the correlation, the means for measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio are obtained from the above correlation. Since the means and the means for estimating the strength characteristics of the soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity are provided, for example, a predetermined value is obtained from the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample of the soil cement. It has the effect that the strength characteristics of soil cement at the age of the material (for example, 3 days, 7 days, 28 days) can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求める手段と、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とをさらに備えるので、任意の材齢でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができるという効果を奏する。 Further, according to another device for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, a means for obtaining a relationship between an elastic wave velocity of a specimen and a material age based on the above correlation, and a obtained elastic wave velocity. Since it is further provided with a means for estimating the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age based on the relationship with the material age, the effect that the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age can be estimated at an early stage. Play.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、粒度分布が異なる土質材料ごとに作製した前記供試体について前記相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求める手段とをさらに備えるので、ソイルセメントに含まれる土質材料に適した相関関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができるという効果を奏する。 Further, according to another soil cement strength property estimation device according to the present invention, there is a means for obtaining the correlation between the specimens prepared for each soil material having a different particle size distribution and an unconsolidated state of the estimation target. Since the means for selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the soil cement sample and the means for obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation are further provided. By using the correlation suitable for the soil material contained in the soil cement, the strength characteristics of the soil cement can be estimated accurately and at an early stage.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理方法によれば、上述したソイルセメントの強度特性の推定方法を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理するステップを備えるので、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期に根固め部のソイルセメントの強度特性を推定することで、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができるという効果を奏する。 Further, according to the quality control method of the root compaction portion at the time of pile construction according to the present invention, the root compaction portion at the time of pile construction is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned method for estimating the strength characteristics of soil cement. Since it is equipped with a step to control the quality of soil cement, it is easy to judge the pass / fail of the construction quality of the solidified part by estimating the strength characteristics of the soil cement of the rooted part at an early stage from the collection of the unconsolidated sample of the soil cement. Moreover, it has the effect of being able to be implemented at an early stage.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理装置によれば、上述したソイルセメントの強度特性の推定装置を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理する手段を備えるので、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期に根固め部のソイルセメントの強度特性を推定することで、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができるという効果を奏する。 Further, according to the quality control device for the root compaction portion during pile construction according to the present invention, the root compaction portion during pile construction is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned soil cement strength characteristic estimation device. Since it is equipped with a means to control the quality of soil cement, it is easy to judge the pass / fail of the construction quality of the root consolidation part by estimating the strength characteristics of the soil cement in the root consolidation part at an early stage from the collection of unconsolidated samples of soil cement. Moreover, it has the effect of being able to be implemented at an early stage.
以下に、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法、推定装置、杭施工時における根固め部の品質管理方法、品質管理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a method for estimating the strength characteristics of the soil cement according to the present invention, an estimation device, a quality control method for a solidified portion at the time of pile construction, and an embodiment of the quality control device will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
(ソイルセメントの強度特性の推定方法)
まず、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法の実施の形態について説明する。
(Estimation method of strength characteristics of soil cement)
First, an embodiment of a method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention will be described.
図1に示すように、本実施の形態に係るソイルセメントの強度特性の推定方法は、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する方法であって、ステップS1〜S4の工程からなる。 As shown in FIG. 1, the method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present embodiment estimates the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material, and water at a predetermined age. The method comprises the steps S1 to S4.
ステップS1は、セメント系材料と土質材料と水とを混合して、所定のセメント水比C/W(質量比)でソイルセメントの供試体を作製し、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)における供試体の弾性波速度Vと、C/Wとの相関関係(V〜C/W関係)をあらかじめ取得するものである。ここで、弾性波速度Vは、せん断波速度Vsまたは疎密波速度Vpであり、Cはソイルセメント1m3に含まれるセメント量(kg/m3)、Wはソイルセメント1m3に含まれる水分量(kg/m3)である。供試体に使用する土質材料は、推定対象の改良土の土質材料と同じものか、または粒度分布が近い土質材料であることが好ましい。なお、相関関係を取得する材齢は、材齢3日、7日、28日以外の材齢であってもよい。
In step S1, a cement-based material, a soil material, and water are mixed to prepare a sample of soil cement at a predetermined cement water ratio C / W (mass ratio), and a predetermined material age (for example,
ステップS2は、推定対象の改良土などからソイルセメントの未固結試料を採取し、この試料のC/Wを測定するものである。ここで、C/Wを測定する際の試料中の水分量Wの算出には、例えば赤外線水分計や電子レンジを用いて水分を逸散させる方法を使用することができる。また、セメント量Cの算出には、例えば水分量Wを測定した後の試料を所定量の塩酸に溶解させて水酸化ナトリウムで滴定を行う方法や、酸に溶解させた際の溶解熱の算出により求める方法を使用することができる。こうして算出した水分量Wとセメント量CとからC/Wを求めることができる。 In step S2, an unconsolidated sample of soil cement is collected from the improved soil to be estimated, and the C / W of this sample is measured. Here, in order to calculate the amount of water W in the sample when measuring C / W, for example, a method of diverging water using an infrared moisture meter or a microwave oven can be used. Further, for the calculation of the cement amount C, for example, a method of dissolving the sample after measuring the water content W in a predetermined amount of hydrochloric acid and titrating with sodium hydroxide, or calculating the heat of solution when dissolved in an acid. Can be used as determined by. C / W can be obtained from the water content W and the cement content C calculated in this way.
ステップS3は、ステップS2で測定したC/Wに対応する弾性波速度Vを上記の相関関係(V〜C/W関係)から推定するものである。 In step S3, the elastic wave velocity V corresponding to the C / W measured in step S2 is estimated from the above correlation (V to C / W relationship).
ステップS4は、ステップS3で求めた弾性波速度Vに基づいて、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)におけるソイルセメントの強度特性を推定するものである。ここで、ソイルセメントの弾性波速度Vと一軸圧縮強さquは一義的な関係にあることが知られている。したがって、この関係を利用して、推定したVに対応する一軸圧縮強さquを求めることにより、ソイルセメントの強度を推定することができる。 In step S4, the strength characteristics of the soil cement at a predetermined material age (for example, 3 days, 7 days, 28 days) are estimated based on the elastic wave velocity V obtained in step S3. Here, it is known that the elastic wave velocity V of soil cement and the uniaxial compressive strength q u have a unique relationship. Therefore, the strength of the soil cement can be estimated by using this relationship to obtain the uniaxial compressive strength q u corresponding to the estimated V.
このようにすることで、ソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 By doing so, the strength characteristics of the soil cement at a predetermined material age (for example, 3 days, 7 days, 28 days) can be quickly determined from the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample of the soil cement. Can be estimated.
また、上記の推定方法を利用して、例えば材齢3日、7日、28日以外の任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定することも可能である。この場合、あらかじめ上記の相関関係(V〜C/W関係)に基づいて、供試体の弾性波速度Vと材齢(材齢3日、7日、28日)との関係をあらかじめ求めておく。このようにすれば、この関係に基づいて、材齢3日、7日、28日以外の任意の材齢(例えば材齢20日など)におけるソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。
It is also possible to estimate the strength characteristics of soil cement at any age other than, for example, 3, 7, and 28 days, using the above estimation method. In this case, the relationship between the elastic wave velocity V of the specimen and the material age (
また、粒度分布が異なる土質材料ごとに供試体を作製し、各供試体ごとに上記の相関関係をあらかじめ求めておいてもよい。この場合、推定対象のソイルセメントの未固結試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて上記の相関関係(V〜C/W関係)を選定する。そして、未固結試料から測定したC/Wに対応する弾性波速度Vを、選定した相関関係(V〜C/W関係)から推定する。このようにすれば、ソイルセメントに含まれる土質材料に適した相関関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができる。 Further, a specimen may be prepared for each soil material having a different particle size distribution, and the above correlation may be obtained in advance for each specimen. In this case, the above correlation (V to C / W relationship) is selected based on the particle size distribution of the soil material contained in the unconsolidated sample of the soil cement to be estimated. Then, the elastic wave velocity V corresponding to the C / W measured from the unconsolidated sample is estimated from the selected correlation (V to C / W relationship). In this way, the strength characteristics of the soil cement can be estimated accurately and early by using the correlation suitable for the soil material contained in the soil cement.
(実施例)
次に、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法の実施例について説明する。以下では、弾性波速度Vとしてせん断波速度Vsを用いて強度特性を推定する方法と、疎密波速度Vpを用いて強度特性を推定する方法とに分けて説明するものとし、さらに、任意の材齢における強度特性の推定方法についても説明する。なお、せん断波速度Vsおよび疎密波速度Vpは、ソイルセメントによる改良土の地盤特性(ヤング率、せん断弾性係数)を把握する際にも用いられる。
(Example)
Next, an example of the method for estimating the strength characteristics of the soil cement according to the present invention will be described. In the following, the method of estimating the intensity characteristic using the shear wave velocity V s as the elastic wave velocity V and the method of estimating the intensity characteristic using the sparse wave velocity V p will be described separately, and further, optionally. The method of estimating the strength characteristics of the material at the age of the material will also be described. The shear wave velocity V s and the sparse and dense wave velocity V p are also used when grasping the ground characteristics (Young's modulus, shear elastic modulus) of the improved soil by soil cement.
[せん断波速度を用いた推定方法]
まず、せん断波速度を用いて強度特性を推定する方法の実施例について説明する。
[Estimation method using shear wave velocity]
First, an example of a method of estimating the strength characteristics using the shear wave velocity will be described.
本実施例では、粒度分布が異なる4種類の土質材料(砂、土丹、粘土、礫)について、それぞれセメント水比C/Wが異なる配合でソイルセメントの供試体を作製し、この供試体を用いてせん断波速度Vsとセメント水比C/Wの相関関係を調べた。なお、各C/Wにおいて、土質材料の配合量は質量比で10%、25%、40%の3ケースとした。 In this example, for four types of soil materials (sand, clay, clay, and gravel) with different particle size distributions, soil cement specimens are prepared with different cement water ratio C / W, and the specimens are used. The correlation between the shear wave velocity V s and the cement water ratio C / W was investigated using. In each C / W, the blending amount of the soil material was set to 3 cases of 10%, 25%, and 40% by mass ratio.
図2に、使用した土質材料の粒度分布を示す。図3(1)〜(4)に、この室内試験で得られたソイルセメントのVs〜C/W関係を、土質材料ごとに示す。図3の各図では、材齢3日、7日、28日における供試体のせん断波速度Vsの測定値を、供試体作製時のC/Wに応じてプロットしている。各材齢のプロットに対しては、原点を通る形で以下のような近似式を設定することができる。 FIG. 2 shows the particle size distribution of the soil material used. FIGS. 3 (1) to 3 (4) show the V s to C / W relationship of the soil cement obtained in this laboratory test for each soil material. In each figure of FIG. 3, the measured values of the shear wave velocity V s of the specimen at the ages of 3, 7, and 28 days are plotted according to the C / W at the time of preparing the specimen. For the plot of each material age, the following approximation formula can be set so as to pass through the origin.
ここに、a,b,cはフィッティングパラメータである。図3(1)〜(4)には上記の(1)式で近似した結果を実線で併記した。図4に、(1)式での近似に用いた係数a,b,cの一覧表を示す。 Here, a, b, and c are fitting parameters. In FIGS. 3 (1) to 3 (4), the results approximated by the above equation (1) are shown by solid lines. FIG. 4 shows a list of coefficients a, b, and c used for the approximation in Eq. (1).
図3および図4に示すように、係数cを一定とし、係数a,bを変化させることで、(1)式によっていずれのソイルセメントのVs〜C/W関係も表現することができる。すなわち、ソイルセメントにおける未固結試料のC/Wから、任意の配合(ただし、本実施例ではC/W≦2.5に限る)に対して、砂、土丹、粘土、礫を用いたソイルセメントの材齢3日、7日、28日でのVsが推定可能となる。 As shown in FIGS. 3 and 4, by keeping the coefficients c constant and changing the coefficients a and b, the V s to C / W relationship of any soil cement can be expressed by the equation (1). That is, sand, earthenware, clay, and gravel were used from the C / W of the unconsolidated sample in the soil cement for an arbitrary composition (however, in this example, C / W ≦ 2.5). an age of 3 days of soil cement, 7 days, V s of the 28 days it is possible to estimate.
例えば、土質材料として砂を用いたソイルセメント(C/W=1.5)の材齢28日におけるせん断波速度Vsは、図3(1)のVs〜C/W関係から1500m/s程度と読み取れる。 For example, the shear wave velocity V s of soil cement (C / W = 1.5) using sand as a soil material at the age of 28 days is 1500 m / s from the relationship of V s to C / W in FIG. 3 (1). It can be read as a degree.
上述したように、ソイルセメントのせん断波速度Vsと一軸圧縮強さquは一義的な関係にあることが知られている。そこで、この関係を利用して、読み取ったVsに対応する一軸圧縮強さquを求めることにより、ソイルセメントの強度を推定する。こうすることで、ソイルセメントの未固結試料のC/Wから、材齢28日の強度を推定することができる。 As described above, it is known that the shear wave velocity V s of soil cement and the uniaxial compressive strength q u have a unique relationship. Therefore, using this relationship, the strength of soil cement is estimated by obtaining the uniaxial compressive strength q u corresponding to the read V s . By doing so, the strength at 28 days of age can be estimated from the C / W of the unconsolidated sample of soil cement.
したがって、本実施例によれば、ソイルセメントにおける未固結試料のC/Wから、砂、土丹、粘土、礫を用いたソイルセメントの材齢3日、7日、28日での強度を早期に推定することができる。 Therefore, according to this example, the strength of the soil cement using sand, earthenware, clay, and gravel at the ages of 3, 7, and 28 days is determined from the C / W of the unconsolidated sample in the soil cement. It can be estimated early.
なお、本実施例では、施工現場で簡易に推定できるように、図2に示すような粒度分布の土質材料(砂、土丹、粘土、礫)のいずれかを使用したソイルセメントの場合を例にとり説明した。施工現場においては、施工前の土質調査により取得した改良対象の土質材料の粒度分布が、砂、土丹、粘土、礫のいずれに近いかを図2を用いて判定した後、判定した土質材料に対応するVs〜C/W関係を図3から選択してVsを推定すればよい。土質材料の粒度分布が近ければ、同様の相関関係が成り立つと推察されるため、Vsの概略値を把握することができる。 In this embodiment, a case of soil cement using any of the soil materials (sand, clay, clay, gravel) having a particle size distribution as shown in FIG. 2 is used as an example so that it can be easily estimated at the construction site. I explained to him. At the construction site, after determining whether the particle size distribution of the soil material to be improved obtained by the soil survey before construction is closer to sand, clay, clay, or gravel using FIG. 2, the determined soil material The V s to C / W relationship corresponding to is selected from FIG. 3 and V s may be estimated. If the particle size distributions of the soil materials are close, it is presumed that the same correlation holds, so the approximate value of V s can be grasped.
[疎密波速度を用いた推定方法]
次に、疎密波速度を用いて強度特性を推定する方法の実施例について説明する。
[Estimation method using sparse wave velocity]
Next, an example of a method of estimating the intensity characteristic using the sparse and dense wave velocity will be described.
本実施例では、上記の「せん断波速度を用いた推定方法」と同様にして、図2に示すような粒度分布が異なる4種類の土質材料(砂、土丹、粘土、礫)について、それぞれセメント水比C/Wが異なる配合でソイルセメントの供試体を作製し、この供試体を用いて疎密波速度Vpとセメント水比C/Wの相関関係を調べた。なお、各C/Wにおいて、土質材料の配合量は質量比で10%、25%、40%の3ケースとした。 In this embodiment, in the same manner as the above-mentioned "estimation method using shear wave velocity", four types of soil materials (sand, clay, clay, gravel) having different particle size distributions as shown in FIG. Specimens of soil cement were prepared with different formulations of cement water ratio C / W, and the correlation between the sparse and dense wave velocity V p and the cement water ratio C / W was investigated using this specimen. In each C / W, the blending amount of the soil material was set to 3 cases of 10%, 25%, and 40% by mass ratio.
図5(1)〜(4)に、この室内試験で得られたソイルセメントのVp〜C/W関係を、土質材料ごとに示す。図5の各図では、材齢3日、7日、28日における供試体の疎密速度Vpの測定値を、供試体作製時のC/Wに応じてプロットしている。各材齢のプロットに対しては、原点を通る形で以下のような近似式を設定することができる。 FIGS. 5 (1) to 5 (4) show the V p to C / W relationship of the soil cement obtained in this laboratory test for each soil material. In each figure of FIG. 5, the measured values of the sparse density velocity V p of the specimen at the ages of 3, 7, and 28 days are plotted according to the C / W at the time of preparing the specimen. For the plot of each material age, the following approximation formula can be set so as to pass through the origin.
ここに、a,b,cはフィッティングパラメータである。図5(1)〜(4)には上記の(2)式で近似した結果を実線で併記した。図6に、(2)式での近似に用いた係数a,b,cの一覧表を示す。 Here, a, b, and c are fitting parameters. In FIGS. 5 (1) to 5 (4), the results approximated by the above equation (2) are shown by solid lines. FIG. 6 shows a list of coefficients a, b, and c used for the approximation in Eq. (2).
図5および図6に示すように、係数cを一定とし、係数a,bを変化させることで、(2)式によっていずれのソイルセメントのVp〜C/W関係も表現することができる。すなわち、ソイルセメントにおける未固結試料のC/Wから、任意の配合(ただし、本実施例ではC/W≦2.5に限る)に対して、砂、土丹、粘土、礫を用いたソイルセメントの材齢3日、7日、28日でのVpが推定可能となる。 As shown in FIGS. 5 and 6, by keeping the coefficients c constant and changing the coefficients a and b, the V p to C / W relationship of any soil cement can be expressed by the equation (2). That is, sand, earthenware, clay, and gravel were used from the C / W of the unconsolidated sample in the soil cement for an arbitrary composition (however, in this example, C / W ≦ 2.5). V p can be estimated at the ages of 3, 7, and 28 days for soil cement.
例えば、土質材料として砂を用いたソイルセメント(C/W=1.5)の材齢28日における疎密波速度Vpは、図5(1)のVp〜C/W関係から2700m/s程度と読み取れる。 For example, the sparse wave velocity V p of soil cement (C / W = 1.5) using sand as a soil material at the age of 28 days is 2700 m / s from the relationship of V p to C / W in FIG. 5 (1). It can be read as a degree.
ソイルセメントの疎密波速度Vpと一軸圧縮強さquは一義的な関係にあることが知られている。そこで、この関係を利用して、読み取ったVpに対応する一軸圧縮強さquを求めることにより、ソイルセメントの強度を推定する。こうすることで、ソイルセメントの未固結試料のC/Wから、材齢28日の強度を推定することができる。 It is known that the sparse wave velocity V p of soil cement and the uniaxial compressive strength q u have a unique relationship. Therefore, using this relationship, the strength of the soil cement is estimated by obtaining the uniaxial compressive strength q u corresponding to the read V p . By doing so, the strength at 28 days of age can be estimated from the C / W of the unconsolidated sample of soil cement.
したがって、本実施例によれば、ソイルセメントにおける未固結試料のC/Wから、砂、土丹、粘土、礫を用いたソイルセメントの材齢3日、7日、28日での強度を早期に推定することができる。 Therefore, according to this example, the strength of the soil cement using sand, earthenware, clay, and gravel at the ages of 3, 7, and 28 days is determined from the C / W of the unconsolidated sample in the soil cement. It can be estimated early.
なお、本実施例では、施工現場で簡易に推定できるように、図2に示すような粒度分布の土質材料(砂、土丹、粘土、礫)のいずれかを使用したソイルセメントの場合を例にとり説明した。施工現場においては、施工前の土質調査により取得した改良対象の土質材料の粒度分布が、砂、土丹、粘土、礫のいずれに近いかを図2を用いて判定した後、判定した土質材料に対応するVp〜C/W関係を図5から選択してVpを推定すればよい。土質材料の粒度分布が近ければ、同様の相関関係が成り立つと推察されるため、Vpの概略値を把握することができる。 In this embodiment, a case of soil cement using any of the soil materials (sand, clay, clay, gravel) having a particle size distribution as shown in FIG. 2 is used as an example so that it can be easily estimated at the construction site. I explained to him. At the construction site, after determining whether the particle size distribution of the soil material to be improved obtained by the soil survey before construction is closer to sand, clay, clay, or gravel using FIG. 2, the determined soil material The V p to C / W relationship corresponding to is selected from FIG. 5 and V p may be estimated. If the particle size distributions of the soil materials are close, it is presumed that the same correlation holds, so the approximate value of V p can be grasped.
[任意の材齢における推定方法]
次に、任意の材齢における推定方法について説明する。なお、以下の説明では、上記の「せん断波速度を用いた推定方法」を利用して任意の材齢における強度を推定する場合を例にとり説明するが、本発明はこれに限るものではなく、上記の「疎密波速度を用いた推定方法」を利用して任意の材齢における強度を推定してもよい。
[Estimation method at any age]
Next, an estimation method at an arbitrary age will be described. In the following description, the case of estimating the strength at an arbitrary material age by using the above-mentioned "estimation method using shear wave velocity" will be described as an example, but the present invention is not limited to this. The intensity at any age may be estimated by using the above-mentioned "estimation method using sparse wave velocity".
上記の「せん断波速度を用いた推定方法」では、ソイルセメントにおける未固結試料のセメント水比C/Wとせん断波速度Vsの関係を用いて、ソイルセメントの任意の配合におけるせん断波速度Vsを推定する近似式として上記の(1)式を設定した。しかしながら、この(1)式は材齢3日、7日、28日の供試体を対象とした室内試験結果を用いて定式化されたものであるため、任意の材齢におけるせん断波速度Vsを推定することはできない。 In the above-mentioned "estimation method using shear wave velocity", the relationship between the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample in soil cement and the shear wave velocity V s is used, and the shear wave velocity in an arbitrary composition of soil cement is used. The above equation (1) was set as an approximate equation for estimating V s . However, since this equation (1) is formulated using the results of laboratory tests on specimens of 3 days, 7 days, and 28 days of age, the shear wave velocity V s at any age. Cannot be estimated.
そこで、以下に説明するように、ソイルセメントにおける未固結試料のせん断波速度Vsと材齢の関係から、ソイルセメントの任意の材齢における発現強度を推定する。 Therefore, as described below, the developmental strength of soil cement at an arbitrary material age is estimated from the relationship between the shear wave velocity V s of the unconsolidated sample in soil cement and the material age.
本実施例では、図2に示した土質材料のうち砂と粘土に対してソイルセメントの供試体を作製し、Vsと材齢の相関関係を調べた。図7に、室内試験で得られたソイルセメントのVs〜材齢関係を示す。プロットは、材齢3日、7日、28日のVsを表している。 In this example, a sample of soil cement was prepared for sand and clay among the soil materials shown in FIG. 2, and the correlation between V s and age was investigated. FIG. 7 shows the relationship between V s and age of soil cement obtained in a laboratory test. The plot, age of 3 days, 7 days, represents the V s of the 28 days.
以下、材齢3日のVsをVs,3dと表記し、材齢28日のVsをVs,d28と表記するものとする。図8は、任意の材齢における、Vs,d28からVs,3dの増分に対するVsの増加率を示している。 Hereinafter, the notation V s of age of 3 days V s, 3d and the V s of age of 28 days shall be denoted as V s, d28. FIG. 8 shows the rate of increase of V s with respect to the increment of V s , d 28 to V s, 3 d at any age.
ソイルセメントの任意の材齢における発現Vsは、例えば以下の手順で推定することができる。
(1)改良の対象とする土質材料を用いてソイルセメントの供試体を作製し、Vs〜C/W関係を求める。
(2)試験結果に基づき、例えば材齢3日と材齢28日に対する近似式(1)のフィッティングパラメータa,b,cを求める。
(3)原位置でソイルセメントの未固結試料を採取し、C/Wを求める。
(4)近似式(1)を用いて、材齢3日と材齢28日のVsを求める。
(5)図8の相関関係を用いて、任意の材齢におけるVsを求める。
The expression V s of soil cement at any age can be estimated, for example, by the following procedure.
(1) A sample of soil cement is prepared using the soil material to be improved, and the V s to C / W relationship is obtained.
(2) Based on the test results, for example, the fitting parameters a, b, and c of the approximate formula (1) for the material age of 3 days and the material age of 28 days are obtained.
(3) Collect an unconsolidated sample of soil cement at the in-situ position and determine the C / W.
(4) Using the approximate formula (1), V s of 3 days old and 28 days old is obtained.
(5) Using the correlation shown in FIG. 8, V s at an arbitrary age is obtained.
この推定方法の一例として、砂を用いたソイルセメント(C/W=1.25)の材齢20日における発現Vsを推定する場合を例にとり説明する。まず、ソイルセメントの材齢3日、28日におけるせん断波速度Vsは、図7(1)からVs,3d=660m/s、Vs,d28=1400m/sとなる。 As an example of this estimation method, a case of estimating the expression V s of soil cement (C / W = 1.25) using sand at the age of 20 days will be described as an example. First, the shear wave velocities V s at the age of 3 days and 28 days of the soil cement are V s, 3d = 660 m / s and V s, d28 = 1400 m / s from FIG. 7 (1).
次に、Vs,d28からVs,3dの増分740m/sに対して、図8(1)から、材齢20日(480時間)で80%程度のVsの発現が読み取れる。したがって、材齢20日におけるせん断波速度Vsは、Vs,3d+(740×0.8)=660+592=1252となるので、1250m/s程度と推定できる。 Next, with respect to an increment of 740 m / s from V s, d 28 to V s, 3 d , the expression of about 80% of V s can be read from FIG. 8 (1) at the age of 20 days (480 hours). Therefore, the shear wave velocity V s at the age of 20 days is V s, 3d + (740 × 0.8) = 660 + 592 = 1252, and can be estimated to be about 1250 m / s.
上述したように、ソイルセメントのせん断波速度Vsと一軸圧縮強さquは一義的な関係にあることが知られている。そこで、この関係を利用して、推定したVsに対応する一軸圧縮強さquを求めることにより、ソイルセメントの強度を推定する。こうすることで、ソイルセメントの未固結試料のC/Wおよび材齢3日と材齢28日のVsから、材齢20日の強度を推定することができる。 As described above, it is known that the shear wave velocity V s of soil cement and the uniaxial compressive strength q u have a unique relationship. Therefore, using this relationship, the strength of soil cement is estimated by obtaining the uniaxial compressive strength q u corresponding to the estimated V s . In this way, the C / W and age of 3 days and age of 28 days of V s of unconsolidated samples soil cement, it is possible to estimate the strength at the age of 20 days.
なお、上記の実施例では、砂を用いたソイルセメントと、粘土を用いたソイルセメントの場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、土丹を用いたソイルセメントや礫を用いたソイルセメントの場合であってもよい。また、材齢3日と材齢28日のVsから、任意の材齢の強度を推定する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、別の異なる材齢のVsから、任意の材齢の強度を推定してもよい。 In the above embodiment, the case of soil cement using sand and soil cement using clay has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and soil cement and gravel using clay are not limited to this. It may be the case of soil cement using. Also, the V s of 3 days and age of 28 days an age has been described taking as an example the case of estimating the intensity of any wood age, of the present invention is not limited to this, another different wood age V The strength of any material age may be estimated from s .
(ソイルセメントの強度特性の推定装置)
次に、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定装置の実施の形態について説明する。
(Estimator of strength characteristics of soil cement)
Next, an embodiment of an apparatus for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention will be described.
本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定装置は、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する装置であって、ソイルセメントの供試体について、所定の材齢における弾性波速度V(せん断波速度Vsまたは疎密波速度Vp)と、C/Wとの相関関係(V〜C/W関係)を求める手段と、推定対象のソイルセメントの未固結試料のC/Wを測定する手段と、測定したC/Wに対応する弾性波速度VをV〜C/W関係から求める手段と、求めた弾性波速度Vに基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とを備える。 The device for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention is a device for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material, and water at a predetermined age, and is used for providing soil cement. For the specimen, a means for obtaining the correlation (V to C / W relationship) between the elastic wave velocity V (shear wave velocity V s or the sparse wave velocity V p ) and C / W at a predetermined age, and an estimation target. Based on the means for measuring the C / W of the unsolidified sample of soil cement, the means for obtaining the elastic wave velocity V corresponding to the measured C / W from the V to C / W relationship, and the obtained elastic wave velocity V. , A means for estimating the strength characteristics of soil cement at a predetermined age.
ここで、上記の各手段は、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法の各ステップに対応するものであるから、以下の説明では上記の推定方法において説明した内容と重複する内容については説明を省略する。 Here, since each of the above means corresponds to each step of the method for estimating the strength characteristics of the soil cement according to the present invention, in the following description, the contents overlapping with the contents described in the above estimation method will be described. The explanation is omitted.
上記の未固結試料のC/Wを測定する手段としては、例えばセメント量Cや水分量Wを上記の方法で測定・算出する各種測定機器により構成することができる。 As a means for measuring the C / W of the unconsolidated sample, for example, various measuring devices for measuring and calculating the cement amount C and the water content W by the above method can be used.
上記のV〜C/W関係を求める手段、C/Wに対応する弾性波速度VをV〜C/W関係から求める手段、ソイルセメントの強度特性を推定する手段としては、例えば供試体の配合より得られるC/W、供試体から測定した弾性波速度V、未固結試料から測定したC/W、qu〜V(Vsなど)曲線、材齢などに関する情報が格納されたデータベースまたはメモリと、このデータベースまたはメモリに格納された上記情報を読み出して、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する演算処理部を有するコンピュータとにより構成することができる。 As a means for obtaining the above V to C / W relationship, a means for obtaining an elastic wave velocity V corresponding to C / W from the V to C / W relationship, and a means for estimating the strength characteristics of soil cement, for example, a compounding of a sample is used. more resulting C / W, acoustic wave velocity V, measured from the specimen, unconsolidated measured C / W from sintered sample (such as V s) q u ~V curve, database information about the stored such an age or It can be configured by a memory and a computer having an arithmetic processing unit that reads out the above information stored in the database or the memory and estimates the strength characteristics of the soil cement at a predetermined age.
このように構成したソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、上記の推定方法と同様に、ソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 According to the device for estimating the strength characteristics of the soil cement configured in this way, a predetermined material age (for example, material age 3) is obtained from the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample of the soil cement in the same manner as in the above estimation method. The strength characteristics of soil cement at (7th, 7th, 28th) can be estimated at an early stage.
なお、上記の実施の形態において、V〜C/W関係に基づいて、供試体の弾性波速度Vと材齢との関係を求める手段と、求めた弾性波速度Vと材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とをさらに備えてもよい。これにより、任意の材齢でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 In the above embodiment, the means for obtaining the relationship between the elastic wave velocity V and the material age of the specimen based on the V to C / W relationship and the relationship between the obtained elastic wave velocity V and the material age are obtained. Based on this, a means for estimating the strength characteristics of the soil cement at any age may be further provided. As a result, the strength characteristics of soil cement at any age can be estimated at an early stage.
上記の実施の形態において、粒度分布が異なる土質材料ごとに作製した供試体についてV〜C/W関係を求める手段と、未固結試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいてV〜C/W関係を選定する手段と、測定したC/Wに対応する弾性波速度Vを、選定したV〜C/W関係から求める手段とをさらに備えてもよい。これにより、ソイルセメントに含まれる土質材料に適したV〜C/W関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができる。 In the above embodiment, the means for obtaining the V to C / W relationship for the specimens prepared for each soil material having a different particle size distribution and the V to C / W based on the particle size distribution of the soil material contained in the unconsolidated sample. A means for selecting the W relationship and a means for obtaining the elastic wave velocity V corresponding to the measured C / W from the selected V to C / W relationship may be further provided. Thereby, the strength characteristics of the soil cement can be estimated accurately and early by using the V to C / W relationship suitable for the soil material contained in the soil cement.
(杭施工時における根固め部の品質管理方法)
次に、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理方法の実施の形態について、高い支持力を得るようにした高支持力埋込み杭工法に適用する場合を例にとり説明する。
(Quality control method for root consolidation during pile construction)
Next, an embodiment of a quality control method for a rooted portion at the time of pile construction according to the present invention will be described by taking as an example a case where it is applied to a high bearing capacity embedded pile construction method for obtaining a high bearing capacity.
まず、根固め部の施工方法について概略説明する。図9に示すように、杭施工時において支持地盤1まで杭穴2を掘削するとともに、杭穴2内に既製杭3を設置する。地上のプラントで適切に配合したセメントミルクを既製杭3の先端の拡径した杭穴4に注入しつつ撹拌混合することで、既製杭3の先端に高強度のソイルセメントからなる拡大した根固め部5を築造する。ソイルセメントは原位置土とセメント系材料と水とからなる。このソイルセメントの施工品質は、上記の推定方法を利用して適切に品質管理される。
First, the construction method of the root consolidation portion will be outlined. As shown in FIG. 9, a
より具体的には、図10に示すように、まず、原位置土を採取して(ステップS11)、粒度試験を行い(ステップS12)、原位置土の粒度分布を得る。なお、施工前に実施された地盤調査報告書に記載の粒度分布を利用してもよい。この場合には、上記ステップS11、S12を省略することができる。得られた原位置土の粒度分布から、図2を利用して土質材料の大まかな系統分けを行っておく。 More specifically, as shown in FIG. 10, first, in-situ soil is collected (step S11) and a particle size test is performed (step S12) to obtain a particle size distribution of the in-situ soil. The particle size distribution described in the ground survey report conducted before construction may be used. In this case, steps S11 and S12 can be omitted. Based on the particle size distribution of the obtained in-situ soil, the soil materials are roughly systematized using FIG.
次に、本杭の根固め部のソイルセメントの未固結試料を採取し(ステップS13)、この試料のセメント水比C/Wを測定する(ステップS14)。 Next, an unconsolidated sample of soil cement at the root consolidation portion of the main pile is collected (step S13), and the cement water ratio C / W of this sample is measured (step S14).
次に、系統分けした土質材料に対応するVs〜C/W関係(またはVp〜C/W関係)を選定する(ステップS15)。続いて、選定したVs〜C/W関係を用いて、測定したC/Wに対応する所定の材齢でのVsを推定する。さらに、任意の材齢での発現Vsを推定する(ステップS16)。推定したVsから、この材齢における本杭の根固め部のソイルセメントの強度を推定する。 Next, the V s to C / W relationship (or V p to C / W relationship) corresponding to the systematized soil material is selected (step S15). Subsequently, using the selected V s to C / W relationship, V s at a predetermined material age corresponding to the measured C / W is estimated. Furthermore, the expression V s at an arbitrary age is estimated (step S16). From the estimated V s , the strength of the soil cement at the root consolidation part of the main pile at this age is estimated.
このようにすれば、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期(例えば1時間以内)に根固め部のソイルセメントの将来の発現強度を推定して、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができる。特に簡易な方法であることから、杭施工者が容易に実施することが可能である。 In this way, the future development strength of the soil cement in the root consolidation part is estimated early (for example, within 1 hour) from the collection of the unconsolidated sample of the soil cement, and the pass / fail judgment of the construction quality of the root consolidation part is made. It can be carried out easily and early. Since it is a particularly simple method, it can be easily carried out by a pile builder.
(杭施工時における根固め部の品質管理装置)
次に、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理装置の実施の形態について説明する。
(Quality control device for root consolidation during pile construction)
Next, an embodiment of a quality control device for a root compaction portion at the time of pile construction according to the present invention will be described.
本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理装置は、上述したソイルセメントの強度特性の推定装置を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理する手段を備える。 The quality control device for the soil cement at the time of pile construction according to the present invention is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned device for estimating the strength characteristics of soil cement, and the quality of the soil cement at the time of pile construction. Provide means to manage.
上記のソイルセメントの品質を管理する手段としては、例えば供試体の配合より得られるC/W、供試体から測定した弾性波速度V、未固結試料から測定したC/W、qu〜V(Vsなど)曲線、材齢、設計基準強度などに関する情報が格納されたデータベースまたはメモリと、このデータベースまたはメモリに格納された上記情報を読み出して、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定し、推定した強度特性に基づいて根固め部の施工品質の合否を判定する演算処理部を有するコンピュータとにより構成することができる。 As means for controlling the quality of the above soil cement, for example, C / W obtained from the formulation of the specimen, elastic wave velocity V measured from the specimen, C / W measured from the unsolidified sample, q u to V. (V s etc.) curve, the age, and the database or memory that contains information about such design strength, reads the information stored in the database or memory, the strength properties of the soil cement at a given age of It can be configured by a computer having an arithmetic processing unit that estimates and determines the pass / fail of the construction quality of the solidified portion based on the estimated strength characteristics.
このように構成した杭施工時における根固め部の品質管理装置によれば、上記の品質管理方法と同様に、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期に根固め部のソイルセメントの強度特性を推定することで、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができる。 According to the quality control device for the consolidation part at the time of pile construction configured in this way, the strength characteristics of the soil cement in the consolidation part are early from the collection of the unconsolidated sample of the soil cement, as in the above quality control method. By estimating, it is possible to easily and quickly determine whether or not the construction quality of the consolidation portion is acceptable.
以上説明したように、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する方法であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体を作製し、所定の材齢における供試体の弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求めるステップと、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとを備えるので、例えばソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 As described above, according to the method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, a method for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material, and water at a predetermined age. Therefore, a soil-based material, a soil material, and water are mixed to prepare a soil cement specimen in which the mass ratio of cement and water is a predetermined value, and the elastic wave velocity of the specimen at a predetermined age. And the step of finding the correlation with the mass ratio, the step of measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and the elastic wave corresponding to the measured mass ratio. Since it includes a step of obtaining the velocity from the correlation and a step of estimating the strength characteristics of the soil cement at a predetermined age based on the determined elastic wave velocity, for example, the cement water ratio of the unconsolidated sample of the soil cement. From the C / W, the strength characteristics of soil cement at a predetermined age (for example, 3 days, 7 days, 28 days) can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求めるステップと、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとをさらに備えるので、任意の材齢でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 Further, according to the method for estimating the strength characteristics of other soil cements according to the present invention, the step of obtaining the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material based on the correlation, and the obtained elastic wave velocity. Since the step of estimating the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age is further provided based on the relationship with the material age, the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定方法によれば、粒度分布が異なる土質材料ごとに前記供試体を作製し、前記相関関係を求めるステップと、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定するステップと、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求めるステップとをさらに備えるので、ソイルセメントに含まれる土質材料に適した相関関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができる。 Further, according to another method for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, the step of preparing the specimen for each soil material having a different particle size distribution and obtaining the correlation and the unconsolidated state of the estimation target. Since the step of selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the soil cement sample and the step of obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation are further provided. , The strength characteristics of soil cement can be estimated accurately and early by using the correlation suitable for the soil material contained in soil cement.
また、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、セメント系材料と土質材料と水とを混合してなるソイルセメントの所定の材齢における強度特性を推定する装置であって、セメント系材料と土質材料と水とを混合して作製され、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体について、所定の材齢における弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求める手段と、求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とを備えるので、例えばソイルセメントの未固結試料のセメント水比C/Wから、所定の材齢(例えば材齢3日、7日、28日)でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 Further, according to the equipment for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, it is an apparatus for estimating the strength characteristics of soil cement obtained by mixing a cement-based material, a soil material and water at a predetermined age. For a soil cement specimen produced by mixing a cement-based material, a soil material, and water and having a mass ratio of cement and water having a predetermined value, the elastic wave velocity at a predetermined age and the mass ratio The means for obtaining the correlation, the means for measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio are obtained from the above correlation. Since the means and the means for estimating the strength characteristics of the soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity are provided, for example, a predetermined value is obtained from the cement water ratio C / W of the unconsolidated sample of the soil cement. The strength characteristics of soil cement at the age of the material (for example, 3 days, 7 days, 28 days) can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、前記相関関係に基づいて、供試体の弾性波速度と材齢との関係を求める手段と、求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とをさらに備えるので、任意の材齢でのソイルセメントの強度特性を早期に推定することができる。 Further, according to another device for estimating the strength characteristics of soil cement according to the present invention, a means for obtaining the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material based on the correlation, and the obtained elastic wave velocity. Since the means for estimating the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age is further provided based on the relationship with the material age, the strength characteristics of the soil cement at an arbitrary material age can be estimated at an early stage.
また、本発明に係る他のソイルセメントの強度特性の推定装置によれば、粒度分布が異なる土質材料ごとに作製した前記供試体について前記相関関係を求める手段と、推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定する手段と、測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求める手段とをさらに備えるので、ソイルセメントに含まれる土質材料に適した相関関係を用いて、ソイルセメントの強度特性を精度よく早期に推定することができる。 Further, according to another soil cement strength property estimation device according to the present invention, there is a means for obtaining the correlation between the specimens prepared for each soil material having a different particle size distribution and an unconsolidated state of the estimation target. Since the means for selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the soil cement sample and the means for obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation are further provided. The strength characteristics of the soil cement can be estimated accurately and early by using the correlation suitable for the soil material contained in the soil cement.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理方法によれば、上述したソイルセメントの強度特性の推定方法を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理するステップを備えるので、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期に根固め部のソイルセメントの強度特性を推定することで、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができる。 Further, according to the quality control method of the root compaction portion at the time of pile construction according to the present invention, the root compaction portion at the time of pile construction is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned method for estimating the strength characteristics of soil cement. Since it is equipped with a step to control the quality of soil cement, it is easy to judge the pass / fail of the construction quality of the solidified part by estimating the strength characteristics of the soil cement of the rooted part at an early stage from the collection of the unconsolidated sample of the soil cement. And it can be implemented early.
また、本発明に係る杭施工時における根固め部の品質管理装置によれば、上述したソイルセメントの強度特性の推定装置を用いて推定した強度特性に基づいて、杭施工時における根固め部のソイルセメントの品質を管理する手段を備えるので、ソイルセメントの未固結試料の採取から早期に根固め部のソイルセメントの強度特性を推定することで、根固め部の施工品質の合否判定を簡易かつ早期に実施することができる。 Further, according to the quality control device for the root compaction portion during pile construction according to the present invention, the root compaction portion during pile construction is based on the strength characteristics estimated by using the above-mentioned soil cement strength characteristic estimation device. Since it is equipped with a means to control the quality of soil cement, it is easy to judge the pass / fail of the construction quality of the root consolidation part by estimating the strength characteristics of the soil cement in the root consolidation part at an early stage from the collection of unconsolidated samples of soil cement. And it can be implemented early.
以上のように、本発明に係るソイルセメントの強度特性の推定方法、推定装置、杭施工時における根固め部の品質管理方法、品質管理装置は、地盤改良工事や杭工事などにおいて使用されるソイルセメントの発現強度を判定するのに有用であり、特に、未固結の段階で早期に判定するのに適している。 As described above, the method for estimating the strength characteristics of soil cement, the estimation device, the quality control method for the consolidation portion at the time of pile construction, and the quality control device according to the present invention are soils used in ground improvement work and pile work. It is useful for determining the developmental strength of cement, and is particularly suitable for determining early in the unconsolidated stage.
1 支持地盤
2,4 杭穴
3 既製杭
5 根固め部
1 Supporting
Claims (8)
セメント系材料と土質材料と水とを混合して、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体を作製し、所定の材齢における供試体の弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求めるステップと、
推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定するステップと、
測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求めるステップと、
求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとを備えることを特徴とするソイルセメントの強度特性の推定方法。 A method for estimating the strength characteristics of soil cement, which is a mixture of cement-based material, soil material, and water, at a predetermined age.
A cement-based material, a soil material, and water are mixed to prepare a specimen of soil cement in which the mass ratio of cement and water is a predetermined value, and the elastic wave velocity of the specimen at a predetermined age and the mass thereof. Steps to find the correlation with the ratio and
The step of measuring the mass ratio of cement and water contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and
The step of obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the above correlation, and
A method for estimating the strength characteristics of soil cement, which comprises a step of estimating the strength characteristics of soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity.
求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のソイルセメントの強度特性の推定方法。 Based on the above correlation, the step of finding the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material, and
The strength characteristic of the soil cement according to claim 1, further comprising a step of estimating the strength characteristic of the soil cement at an arbitrary material age based on the relationship between the obtained elastic wave velocity and the material age. Estimating method.
推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定するステップと、
測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求めるステップとをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のソイルセメントの強度特性の推定方法。 The step of preparing the specimen for each soil material having a different particle size distribution and obtaining the correlation, and
The step of selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and
The method for estimating the strength characteristics of soil cement according to claim 1 or 2, further comprising a step of obtaining an elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation.
セメント系材料と土質材料と水とを混合して作製され、セメントと水の質量比が所定の値であるソイルセメントの供試体について、所定の材齢における弾性波速度と、前記質量比との相関関係を求める手段と、
推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれるセメントと水の質量比を測定する手段と、
測定した質量比に対応する弾性波速度を前記相関関係から求める手段と、
求めた弾性波速度に基づいて、所定の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とを備えることを特徴とするソイルセメントの強度特性の推定装置。 A device that estimates the strength characteristics of soil cement, which is a mixture of cement-based materials, soil materials, and water, at a predetermined age.
For a sample of soil cement, which is produced by mixing cement-based material, soil material, and water and has a mass ratio of cement and water of a predetermined value, the elastic wave velocity at a predetermined age and the mass ratio Means for finding correlation and
A means for measuring the mass ratio of cement and water contained in a sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and
A means for obtaining the elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the above correlation, and
An apparatus for estimating the strength characteristics of soil cement, which comprises means for estimating the strength characteristics of soil cement at a predetermined age based on the obtained elastic wave velocity.
求めた弾性波速度と材齢との関係に基づいて、任意の材齢におけるソイルセメントの強度特性を推定する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のソイルセメントの強度特性の推定装置。 A means for obtaining the relationship between the elastic wave velocity of the specimen and the age of the material based on the above correlation,
The strength characteristic of the soil cement according to claim 4, further comprising a means for estimating the strength characteristic of the soil cement at an arbitrary material age based on the relationship between the obtained elastic wave velocity and the material age. Estimator.
推定対象の未固結状態のソイルセメントの試料に含まれる土質材料の粒度分布に基づいて前記相関関係を選定する手段と、
測定した質量比に対応する弾性波速度を、選定した前記相関関係から求める手段とをさらに備えることを特徴とする請求項4または5に記載のソイルセメントの強度特性の推定装置。 A means for obtaining the correlation of the specimens prepared for each soil material having a different particle size distribution, and
A means for selecting the correlation based on the particle size distribution of the soil material contained in the sample of unconsolidated soil cement to be estimated, and
The device for estimating the strength characteristics of soil cement according to claim 4 or 5, further comprising means for obtaining an elastic wave velocity corresponding to the measured mass ratio from the selected correlation.
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