JP7406408B2 - Pile strength estimation method - Google Patents

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Description

本発明は、杭強度推定方法に関する。 The present invention relates to a method for estimating pile strength.

下記特許文献1には、杭穴に根固め液を注入し、根固め液と泥水が混ざったソイルセメントを未固結の状態で採集する杭穴充填物の採集方法が記載されている。 Patent Document 1 listed below describes a method for collecting pile hole filling material, in which soil cement is injected into a pile hole and soil cement mixed with the soil cement is collected in an unconsolidated state.

特開2010-59619号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-59619

上記特許文献1における杭穴充填物の採集方法では、杭穴充填物を地上に引き上げて固結させた後、圧縮強度試験を行って、根固め部の強度を確認している。このような方法では、地上に引き上げた杭穴充填物が固結するまでの養生期間、杭の構築工事を進めることが難しい。 In the method for collecting pile hole fillers in Patent Document 1, after the pile hole fillers are pulled up to the ground and solidified, a compressive strength test is conducted to confirm the strength of the foot protection part. With this method, it is difficult to proceed with the pile construction work during the curing period until the pile hole filler that has been brought up to the ground solidifies.

本発明は、上記事実を考慮して、ソイルセメントが未固結の状態で強度を推定できる杭強度推定方法を提供することを目的とする。 The present invention takes the above facts into consideration and aims to provide a method for estimating pile strength that can estimate the strength of soil cement in an unconsolidated state.

請求項1の杭強度推定方法は、杭孔へセメントミルクを注入する工程と、前記杭孔から前記セメントミルクと土とが混合されたソイルセメントの未固結試料を採集する工程と、前記未固結試料のカルシウム含有量を蛍光X線分析計により測定する工程と、前記蛍光X線分析計による測定値と、複数の試料から導出されたカルシウム含有量とソイルセメントの圧縮強度との相関関係データから、前記未固結試料が固結した時の圧縮強度を推定する工程と、を備えている。 The method for estimating pile strength according to claim 1 includes the steps of: injecting cement milk into a pile hole; collecting an unconsolidated sample of soil cement in which the cement milk and soil are mixed from the pile hole; A step of measuring the calcium content of a consolidated sample using a fluorescent X-ray analyzer, a correlation between the measured value by the fluorescent X-ray analyzer, the calcium content derived from a plurality of samples, and the compressive strength of soil cement. and a step of estimating compressive strength when the unconsolidated sample is consolidated from the data.

請求項1の杭強度推定方法では、杭孔から採集したソイルセメントの未固結試料のカルシウム含有量が蛍光X線分析計により測定される。一方で、複数の試料から導出されたカルシウム含有量と圧縮強度との相関関係データから、未固結試料が固結した時の圧縮強度を推定できる。すなわち、ソイルセメントが未固結の状態で圧縮強度を推定できる。 In the pile strength estimation method of claim 1, the calcium content of an unconsolidated sample of soil cement collected from a pile hole is measured using a fluorescent X-ray analyzer. On the other hand, the compressive strength when an unconsolidated sample is consolidated can be estimated from correlation data between calcium content and compressive strength derived from a plurality of samples. In other words, the compressive strength of the soil cement can be estimated in an unconsolidated state.

請求項2の杭強度推定方法は、請求項1に記載の杭強度推定方法において、前記杭孔が形成される地盤の土試料を採取してカルシウム含有量を測定し、かつ、セメント試料のカルシウム含有量を測定して、前記土試料と前記セメント試料との混合比率に応じた、混合試料のカルシウム含有量の理論値を算出し、前記混合比率を変えた複数の前記混合試料を形成して一軸圧縮強度を測定し、前記相関関係データとして、前記理論値と前記一軸圧縮強度との関係を導出するThe method for estimating pile strength according to claim 2 is the method for estimating pile strength according to claim 1, in which a soil sample is collected from the ground where the pile hole is formed and the calcium content is measured, and the calcium content of the cement sample is measured. measuring the content, calculating a theoretical value of the calcium content of the mixed sample according to the mixing ratio of the soil sample and the cement sample, and forming a plurality of the mixed samples with different mixing ratios. The unconfined compressive strength is measured, and the relationship between the theoretical value and the unconfined compressive strength is derived as the correlation data .

請求項2の杭強度推定方法では、杭孔が形成される敷地から採集された土とセメントミルクを用いた試料から、カルシウム含有量及び強度の相関関係が導出される。このため、他の敷地から採集された土を用いる場合と比較して、精度よくソイルセメントの強度を推定できる。 In the pile strength estimation method of claim 2, a correlation between calcium content and strength is derived from a sample using soil and cement milk collected from a site where a pile hole is formed. Therefore, the strength of soil cement can be estimated more accurately than when soil collected from other sites is used.

請求項3の杭強度推定方法は、請求項1又は請求項2に記載の杭強度推定方法において、前記未固結試料のカルシウム含有量を測定し、前記混合比率及び前記理論値から、測定値と前記理論値とを対応付けた近似線を作成し、前記近似線を用いて前記測定値を前記理論値へ補正して前記圧縮強度を推定するIn the pile strength estimation method according to claim 3, in the pile strength estimation method according to claim 1 or 2, the calcium content of the unconsolidated sample is measured, and the measured value is determined from the mixing ratio and the theoretical value. An approximation line is created that associates the value with the theoretical value, and the compressive strength is estimated by correcting the measured value to the theoretical value using the approximation line .

セメント粒子は土粒子よりも一般的に比重が大きいため、土(土粒子の集合体)とセメント(セメント粒子の集合体)ミルクとを混合した未固結試料においては、未固結試料の下側におけるセメントの割合は、上側と比較して大きくなる。このような場合において、未固結試料の下側から蛍光X線を照射して未固結試料のカルシウム含有量を測定すると、実際の含有量より大きく測定される。
請求項3の杭強度推定方法では、土とセメントミルクとの混合割合に対応したカルシウム含有量の理論値を算出しておく。そして、蛍光X線分析計によって得られた測定値を、この理論値に基づいて補正する。これにより、試料が未固結の場合でも、ソイルセメントの強度を精度よく推定できる。
Cement particles generally have a higher specific gravity than soil particles, so in an unconsolidated sample that is a mixture of soil (aggregate of soil particles) and cement (aggregate of cement particles) milk, the lower part of the unconsolidated sample is The proportion of cement on the sides is greater compared to the upper side. In such a case, when the calcium content of the unconsolidated sample is measured by irradiating fluorescent X-rays from below the unconsolidated sample, the measured calcium content is larger than the actual content.
In the pile strength estimation method of claim 3, a theoretical value of calcium content corresponding to the mixing ratio of soil and cement milk is calculated in advance. Then, the measured value obtained by the fluorescent X-ray spectrometer is corrected based on this theoretical value. This makes it possible to accurately estimate the strength of soil cement even when the sample is unconsolidated.

本発明の杭強度推定方法によると、ソイルセメントが未固結の状態で強度を推定できる。 According to the pile strength estimation method of the present invention, the strength can be estimated in an unconsolidated state of soil cement.

(A)は本発明の杭強度推定方法が適用される既製杭を埋設する杭孔を形成している状態を示す立断面図であり、(B)は杭孔に根固め部を形成している状態を示す立断面図であり、(C)は杭孔から掘削ロッドを引き上げている状態を示す立断面図であり、(D)は杭孔に既製杭を挿入した状態を示す立断面図である。(A) is an elevational sectional view showing a state in which a pile hole is formed in which a ready-made pile is buried, to which the pile strength estimation method of the present invention is applied, and (B) is a vertical sectional view showing a state in which a foot protection part is formed in the pile hole. (C) is an elevational sectional view showing the state in which the drilling rod is being pulled up from the pile hole, and (D) is an elevational sectional view showing the state in which the ready-made pile is inserted into the pile hole. It is. 事前調査によって導出されたソイルセメントのカルシウム含有量と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the calcium content of soil cement and the unconfined compressive strength derived from a preliminary investigation. 杭孔から採集したソイルセメントの未固結試料の蛍光X線測定時を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the time of fluorescent X-ray measurement of an unconsolidated sample of soil cement collected from a pile hole. (A)は未固結試料におけるカルシウム含有量の測定値と理論値との対応関係をプロットしたグラフであり、(B)は(A)から導出した、未固結試料におけるカルシウム含有量の測定値と理論値との対応関係を近似線で描いたグラフである。(A) is a graph plotting the correspondence between the measured value and the theoretical value of the calcium content in the unconsolidated sample, and (B) is the measurement of the calcium content in the unconsolidated sample derived from (A). This is a graph depicting the correspondence between values and theoretical values using approximate lines.

以下、本発明の実施形態に係る杭強度推定方法について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。本明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, a pile strength estimation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Components indicated using the same reference numerals in each drawing mean the same components. Unless otherwise specified in this specification, each component is not limited to one, and a plurality of components may exist. Furthermore, descriptions of overlapping structures and symbols in each drawing may be omitted. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate changes, such as omitting the configuration or replacing it with a different configuration, within the scope of the purpose of the present invention.

<杭の施工方法>
本発明の実施形態に係る杭強度推定方法の説明に先立ち、本発明によって強度を推定する杭の施工方法の概略について説明する。
<Pile construction method>
Prior to explaining the pile strength estimation method according to the embodiment of the present invention, the outline of the pile construction method for estimating the strength according to the present invention will be explained.

図1(A)~(D)には、既製杭10を埋込み工法で地盤Gへ埋設する方法の一例が示されている。図1(D)に示す既製杭10は、コンクリート製の杭であり、工場などにおいて予め成型された後、施工現場へ搬入される。 FIGS. 1A to 1D show an example of a method for embedding ready-made piles 10 in the ground G using the embedding method. The ready-made pile 10 shown in FIG. 1(D) is a concrete pile, and is molded in advance in a factory or the like and then transported to a construction site.

既製杭10を地盤Gへ埋設するためには、まず、図1(A)に示すように、掘削ロッド20を用いて掘削液を注入しながら地盤Gを掘削し、杭孔GHを形成する。本実施形態においては既製杭10を先端支持杭とするために、杭孔GHの先端は支持層GAに到達させる。 In order to bury the ready-made pile 10 in the ground G, first, as shown in FIG. 1(A), the ground G is excavated using a drilling rod 20 while injecting a drilling fluid to form a pile hole GH. In this embodiment, in order to use the ready-made pile 10 as a tip support pile, the tip of the pile hole GH is made to reach the support layer GA.

次に図1(B)に示すように、掘削ロッド20から杭孔GHの先端(底)へセメントミルクを注入する。このセメントミルクを攪拌することで地盤G中の土と混合させ、根固め部を形成するソイルセメント12を構築する。なお、セメントミルクは、セメント及び水を混錬して、又は、セメント、水及び各種添加剤を混錬して形成される。また、ソイルセメントとは、セメントミルクと土との混錬体である。本明細書においては、「地盤G」を形成する鉱物、有機物、気体、液体及び生物等の混合物を「土」と称す。 Next, as shown in FIG. 1(B), cement milk is injected from the drilling rod 20 into the tip (bottom) of the pile hole GH. By stirring this cement milk, it is mixed with the soil in the ground G to construct soil cement 12 that forms a foot hardening section. Note that cement milk is formed by kneading cement and water, or by kneading cement, water, and various additives. Moreover, soil cement is a mixture of cement milk and soil. In this specification, the mixture of minerals, organic substances, gases, liquids, living organisms, etc. that forms the "ground G" is referred to as "soil."

杭孔GHの先端には、杭孔GHの直径が拡径され、かつ、ソイルセメント12が充填された部分である根固め球根12Aを形成することが好適である。なお、根固め球根12Aを形成する場合、掘削ロッド20における掘削ヘッドを、拡径できる公知の構造とする。そして当該掘削ヘッドを所定の深度にて拡径することで、根固め球根12Aが形成される。 It is preferable that the diameter of the pile hole GH is expanded and a hardening bulb 12A, which is a portion filled with soil cement 12, is formed at the tip of the pile hole GH. In addition, when forming the hardening bulb 12A, the excavation head of the excavation rod 20 has a known structure that can be expanded in diameter. Then, by expanding the diameter of the excavation head at a predetermined depth, the root hardening bulb 12A is formed.

次に図1(C)に示すように、掘削ロッド20を引き抜きながら、ソイルセメント12の上方にセメントミルクを注入及び攪拌する。これにより杭周固定液としてのソイルセメント14を形成する。ソイルセメント14は、ソイルセメント12と比較して、単位体積当たりのセメント量が少ない貧調合のセメントミルクを用いて形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 1(C), cement milk is injected and stirred above the soil cement 12 while pulling out the drilling rod 20. This forms soil cement 14 as a pile circumference fixing fluid. Soil cement 14 may be formed using poorly blended cement milk that has a smaller amount of cement per unit volume than soil cement 12.

次に図1(D)に示すように、杭孔GHへ既製杭10を挿入する。このとき、既製杭10の先端を、杭孔GHの先端の根固め球根12Aへ陥入する。これにより、既製杭10が地盤Gへ埋設される。 Next, as shown in FIG. 1(D), the ready-made pile 10 is inserted into the pile hole GH. At this time, the tip of the ready-made pile 10 is invaginated into the root hardening bulb 12A at the tip of the pile hole GH. Thereby, the ready-made pile 10 is buried in the ground G.

<杭強度推定方法>
本発明の実施形態に係る杭強度推定方法は、既製杭10そのものの強度ではなく、既製杭10の根固め部であるソイルセメント12の固結後の強度を推定する方法である。
<Pile strength estimation method>
The pile strength estimation method according to the embodiment of the present invention is a method of estimating the strength of the soil cement 12, which is the hardening part of the ready-made pile 10, after solidification, rather than the strength of the ready-made pile 10 itself.

ソイルセメント12の固結後の強度を推定する理由は、既製杭10の支持力がソイルセメント12の強度に影響を受けるからである。具体的には、ソイルセメント12は、既製杭10の先端部分と支持層GAとを一体化し、既製杭10に作用する押し込み力に抵抗する。このため、既製杭10の支持力を評価する際には、既製杭10そのものの強度だけではなく、ソイルセメント12の強度を推定することが好適である。 The reason for estimating the strength of the soil cement 12 after solidification is that the bearing capacity of the ready-made pile 10 is affected by the strength of the soil cement 12. Specifically, the soil cement 12 integrates the tip portion of the ready-made pile 10 and the support layer GA, and resists the pushing force acting on the ready-made pile 10. Therefore, when evaluating the bearing capacity of the ready-made pile 10, it is preferable to estimate not only the strength of the ready-made pile 10 itself but also the strength of the soil cement 12.

また、ソイルセメント12の固結後の強度を「推定」するとは、ソイルセメント12の「固結前」において固結後の強度を評価することである。これにより、ソイルセメント12の固結後の強度を「測定」する場合と比較して、時間を短縮できる。 Moreover, "estimate" the strength of the soil cement 12 after consolidation means to evaluate the strength of the soil cement 12 after consolidation "before consolidation." Thereby, the time can be shortened compared to "measuring" the strength of the soil cement 12 after solidification.

(事前調査-試料採取)
ソイルセメント12の強度を推定するためには、事前調査を実施する。事前調査の一例としては、まず、杭孔GHの形成に先立って、地盤Gから複数の試料を採集する。試料の採集は、地盤調査のためのボーリング試験と併せて実行することが好適である。この試料とは、支持層GAを形成する土である(以下、「土試料」と称す場合がある)。
(Preliminary investigation - sample collection)
In order to estimate the strength of the soil cement 12, a preliminary investigation is conducted. As an example of the preliminary investigation, first, a plurality of samples are collected from the ground G prior to forming the pile hole GH. Preferably, sample collection is performed in conjunction with a boring test for soil investigation. This sample is soil that forms the support layer GA (hereinafter sometimes referred to as "soil sample").

(事前調査-カルシウム含有量の測定)
次に、蛍光X線分析計を用いて、採集した複数の土試料におけるカルシウム含有量を測定する。カルシウム含有量は、一例として、試料の単位体積当たりの全重量に占めるカルシウムの重量(質量パーセント濃度:[wt%])で示される。ここで、土試料のカルシウム含有量をWs[%]と表記するものとする。
(Preliminary investigation - measurement of calcium content)
Next, the calcium content in the plurality of collected soil samples is measured using a fluorescent X-ray analyzer. The calcium content is shown, for example, by the weight of calcium (mass percent concentration: [wt%]) in the total weight per unit volume of the sample. Here, the calcium content of the soil sample is expressed as Ws [%].

また、蛍光X線分析計を用いて、ソイルセメント12を形成するセメントミルク(土と混合されていない状態のセメントミルク)におけるカルシウム含有量を測定する(以下、測定対象とするセメントミルクを「セメント試料」と称す場合がある)。ここで、セメント試料のカルシウム含有量をWc[%]と表記するものとする。 In addition, using a fluorescent X-ray analyzer, the calcium content in the cement milk (cement milk that is not mixed with soil) that forms the soil cement 12 is measured (hereinafter, the cement milk to be measured is referred to as "cement milk"). (sometimes referred to as "sample"). Here, the calcium content of the cement sample is expressed as Wc [%].

(事前調査-カルシウム含有量の算出)
セメント試料のカルシウム含有量Wc[%]と、土試料のカルシウム含有量Ws[%]と、をそれぞれ測定することにより、セメントミルクと土とを混合して形成されるソイルセメントのカルシウム含有量が算出される。
(Preliminary investigation - Calculation of calcium content)
By measuring the calcium content Wc [%] of the cement sample and the calcium content Ws [%] of the soil sample, the calcium content of soil cement formed by mixing cement milk and soil can be determined. Calculated.

例えばソイルセメントにおけるセメントミルクと土との混合割合を{α:(1-α)}とした場合、このソイルセメントにおけるカルシウム含有量は、
W(α)={αWc+(1-α)Ws}・・・(1-1)式
として算出される。
For example, if the mixing ratio of cement milk and soil in soil cement is {α:(1-α)}, the calcium content in this soil cement is:
W(α)={αWc+(1-α)Ws}...Calculated as equation (1-1).

(事前調査-一軸圧縮強度試験)
次に、セメントミルクと土とを所定の割合で混合し、ソイルセメントを形成する。ソイルセメントは、セメントミルクと土との配合比率を変えたものを、複数形成する。これらのソイルセメントが固結した後、一軸圧縮強度試験を行って、一軸圧縮強度を測定する(以下、測定対象とする固結したソイルセメントを「混合試料」と称す場合がある)。
(Preliminary investigation - unconfined compressive strength test)
Next, cement milk and soil are mixed in a predetermined ratio to form soil cement. Soil cement is made by forming multiple types of cement milk and soil with different mixing ratios. After these soil cements are solidified, an unconfined compressive strength test is conducted to measure the unconfined compressive strength (hereinafter, the solidified soil cement to be measured may be referred to as a "mixed sample").

ここで、それぞれの混合試料におけるカルシウム含有量は、(1-1)式によって算出されている。これにより、図2に示すように、混合試料のカルシウム含有量W[%]と、一軸圧縮強度qu[kN/m2]と、の関係が導出される。すなわち、地盤Gにおけるソイルセメントのカルシウム含有量と、一軸圧縮強度と、の関係が導出される。この一軸圧縮強度quは、ソイルセメントが固結した時の強度である。また、ソイルセメントのカルシウム含有量W[%]と、一軸圧縮強度qu[kN/m2]と、の関係は、例えば近似直線Cxで表される。 Here, the calcium content in each mixed sample is calculated by equation (1-1). Thereby, as shown in FIG. 2, the relationship between the calcium content W [%] and the unconfined compressive strength qu [kN/m 2 ] of the mixed sample is derived. That is, the relationship between the calcium content of soil cement in the ground G and the unconfined compressive strength is derived. This unconfined compressive strength qu is the strength when soil cement is solidified. Further, the relationship between the calcium content W [%] of soil cement and the unconfined compressive strength qu [kN/m 2 ] is expressed, for example, by an approximate straight line Cx.

なお、本実施形態においては、事前調査として「杭孔GHを形成する地盤G」から採集した土試料のカルシウム含有量を測定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば杭孔GHを形成する地盤G「以外」の地盤から採取した土試料のカルシウム含有量を測定し、この測定値から、地盤Gにおけるソイルセメントのカルシウム含有量と、一軸圧縮強度と、の関係を推測してもよい。 In addition, in this embodiment, the calcium content of the soil sample collected from "the ground G forming the pile hole GH" is measured as a preliminary investigation, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the calcium content of a soil sample taken from the ground ``other than'' ground G that forms the pile hole GH is measured, and from this measured value, the relationship between the calcium content of soil cement in ground G and the unconfined compressive strength is determined. may be inferred.

但しこの場合、様々な地盤において土試料を採集し、それぞれの土試料のカルシウム含有量を測定する。また、各種土質とカルシウム含有量との相関関係を定量的に分析する。さらに、これらの測定結果及び分析結果を蓄積する。蓄積されたデータから得られる統計的な知見を用いて、地盤G「以外」の地盤から採取した土試料のカルシウム含有量から、地盤Gにおけるソイルセメントのカルシウム含有量と、一軸圧縮強度と、の関係を推測することができる。 However, in this case, soil samples are collected from various locations and the calcium content of each soil sample is measured. We will also quantitatively analyze the correlation between various soil types and calcium content. Furthermore, these measurement results and analysis results are accumulated. Using the statistical knowledge obtained from the accumulated data, we calculated the relationship between the calcium content of soil cement in ground G and the unconfined compressive strength based on the calcium content of soil samples collected from ground ``other than ground G''. relationships can be inferred.

(未固結試料の採集)
事前調査の後、本工事段階で、ソイルセメント12の強度を推定する。ソイルセメント12の強度を推定するためには、図1(B)に示す杭孔GHから、ソイルセメント12の未固結試料12S(図3参照)を採集する。なお、未固結試料12Sを採集する杭孔GHは、本設杭を埋設する杭孔としてもよいし、試験杭を埋設するための杭孔としてもよい。
(Collection of unconsolidated samples)
After preliminary investigation, the strength of soil cement 12 will be estimated at the main construction stage. In order to estimate the strength of the soil cement 12, an unconsolidated sample 12S (see FIG. 3) of the soil cement 12 is collected from the pile hole GH shown in FIG. 1(B). Note that the pile hole GH for collecting the unconsolidated sample 12S may be a pile hole in which a permanent pile is buried, or a pile hole in which a test pile is buried.

採集した未固結試料12Sには、セメントミルクと支持層GAの土とが、所定の割合で混合されている。この割合は、杭孔GHの杭径、掘削深さ、杭孔GHに注入する掘削液の量、セメントミルクの量等に依存するが、施工者は予めこの割合を把握しているものとする。例えば未固結試料12Sにおけるセメントミルクと土との混合割合を{α:(1-α)}とすると、この未固結試料12Sにおけるカルシウム含有量の「理論値」は、(1-1)式を用いて、
W(α)={αWc+(1-α)Ws}・・・(1-2)式
と算出される。
The collected unconsolidated sample 12S contains cement milk and the soil of the support layer GA mixed in a predetermined ratio. This ratio depends on the pile diameter of the pile hole GH, the excavation depth, the amount of drilling fluid injected into the pile hole GH, the amount of cement milk, etc., but the constructor shall know this ratio in advance. . For example, if the mixing ratio of cement milk and soil in the unconsolidated sample 12S is {α 1 :(1−α 1 )}, the “theoretical value” of the calcium content in the unconsolidated sample 12S is (1− 1) Using the formula,
W(α 1 )={α 1 Wc+(1−α 1 )Ws} (1-2) is calculated.

(カルシウム含有量の測定)
未固結試料12Sのカルシウム含有量は、蛍光X線分析計を用いて測定される。このとき、一例として、図3に矢印Lxを用いて示すように、未固結試料12Sの下方からX線を照射する。
(Measurement of calcium content)
The calcium content of the unconsolidated sample 12S is measured using an X-ray fluorescence spectrometer. At this time, as an example, as shown by arrow Lx in FIG. 3, X-rays are irradiated from below the unconsolidated sample 12S.

ここで、図3に示すように、未固結試料12Sは成分の分布が一様ではない。具体的には、セメント粒子は土粒子よりも一般的に比重が大きいため、土とセメントミルクとを混合した未固結試料においては、未固結試料の下側におけるセメントの割合は、上側と比較して大きくなる傾向がある。このため、未固結試料12Sにおいては、下方のセメント濃度が高く、上方のセメント濃度が低い。 Here, as shown in FIG. 3, the distribution of components in the unconsolidated sample 12S is not uniform. Specifically, cement particles generally have a higher specific gravity than soil particles, so in an unconsolidated sample that is a mixture of soil and cement milk, the proportion of cement on the lower side of the unconsolidated sample is higher than that on the upper side. They tend to be larger in comparison. Therefore, in the unconsolidated sample 12S, the lower cement concentration is high and the upper cement concentration is low.

このため、例えば未固結試料12Sの下側の表面においては、セメントミルクと土との混合割合が、本来の混合割合と異なる。具体的には、未固結試料12Sの下側の表面においては、セメントの混合割合が実際より大きく測定される。 Therefore, for example, on the lower surface of the unconsolidated sample 12S, the mixing ratio of cement milk and soil is different from the original mixing ratio. Specifically, on the lower surface of the unconsolidated sample 12S, the mixing ratio of cement is measured to be larger than the actual ratio.

この誤差を含んだセメントミルクと土との混合割合を{α:(1-α)}(セメントの混合割合が実際より大きく測定されるため、α>α1)とすると、この未固結試料12Sにおけるカルシウム含有量の「測定値」は、(1-1)式を用いて、
W(α)={αWc+(1-α)Ws}・・・(1-3)式
と測定される。
If the mixing ratio of cement milk and soil including this error is {α 2 :(1-α 2 )} (α 21 because the mixing ratio of cement is measured to be larger than the actual value), then this unbalanced The "measured value" of the calcium content in the solidified sample 12S is calculated using the formula (1-1),
W(α 2 )={α 2 Wc+(1−α 2 )Ws} (1-3).

セメントミルクのカルシウム含有量Wc[%]は、一般的に、土のカルシウム含有量Ws[%]より大きい(Wc>Ws)。かつ、未固結試料12Sにおける誤差を含んだセメントミルクの混合割合αは、実際のセメントミルクの混合割合αより大きい。このため、未固結試料12Sにおけるカルシウム含有量の「測定値」W(α)は、「理論値」W(α)より大きい。 The calcium content Wc [%] of cement milk is generally larger than the calcium content Ws [%] of soil (Wc>Ws). In addition, the mixing ratio α 2 of the cement milk including the error in the unconsolidated sample 12S is larger than the actual mixing ratio α 1 of the cement milk. Therefore, the "measured value" W (α 2 ) of the calcium content in the unconsolidated sample 12S is larger than the “theoretical value” W (α 1 ).

(カルシウム含有量の補正)
ここで、未固結試料12Sにおける実際のセメントミルクの混合割合αと、セメントミルクのカルシウム含有量Wc[%]と、土のカルシウム含有量Ws[%]と、は事前に把握されている。このため、(1-2)式を用いて、未固結試料12Sにおけるカルシウム含有量の「理論値」W(α)を計算することができる。
(Correction of calcium content)
Here, the actual mixing ratio α 1 of cement milk in the unconsolidated sample 12S, the calcium content Wc [%] of the cement milk, and the calcium content Ws [%] of the soil are known in advance. . Therefore, the "theoretical value" W(α 1 ) of the calcium content in the unconsolidated sample 12S can be calculated using equation (1-2).

これにより、算出されたカルシウム含有量の「理論値」W(α)と、蛍光X線分析計によって測定されたカルシウム含有量の「測定値」W(α)と、を、関連付けて捉えることができる。 As a result, the "theoretical value" W (α 1 ) of the calculated calcium content and the "measured value" W (α 2 ) of the calcium content measured by the X-ray fluorescence spectrometer are understood in association with each other. be able to.

すなわち、図4(A)に示すように、未固結試料12Sにおけるカルシウム含有量の「測定値」W(α)と「理論値」W(α)との関係をグラフ上にプロットすることにより、図4(B)に示すように、「測定値」W(α)と「理論値」W(α)とを対応付けた近似線(近似関数Wx)を作成することができる。 That is, as shown in FIG. 4(A), the relationship between the "measured value" W (α 2 ) and the "theoretical value" W (α 1 ) of the calcium content in the unconsolidated sample 12S is plotted on a graph. By doing so, as shown in FIG. 4(B), it is possible to create an approximate line (approximate function Wx) that associates the "measured value" W (α 2 ) with the "theoretical value" W (α 1 ). .

この近似関数Wxを用いることにより、蛍光X線分析計によって測定されたカルシウム含有量の「測定値」W1を、「理論値」W2に基づいて補正することができる。 By using this approximation function Wx, the "measured value" W1 of the calcium content measured by the X-ray fluorescence spectrometer can be corrected based on the "theoretical value" W2.

(圧縮強度の推定)
次に、事前調査によって得られた地盤Gにおけるソイルセメントのカルシウム含有量と、一軸圧縮強度と、の関係から、未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度を推定する。具体的には、図4(B)の近似線を用いて補正された「理論値」W2を、図2に示すカルシウム含有量とする。これにより、未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度が、推定強度C2として推定される。
(Estimation of compressive strength)
Next, the unconsolidated compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated is estimated from the relationship between the calcium content of the soil cement in the ground G obtained by the preliminary investigation and the unconfined compressive strength. Specifically, the "theoretical value" W2 corrected using the approximation line in FIG. 4(B) is taken as the calcium content shown in FIG. 2. Thereby, the unconfined compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated is estimated as the estimated strength C2.

<作用及び効果>
本発明の実施形態に係る杭強度推定方法では、図1(B)に示す杭孔GHから採集したソイルセメント12の未固結試料12S(図3参照)のカルシウム含有量が、蛍光X線分析計により測定される。一方で、複数の試料から導出されたカルシウム含有量と一軸圧縮強度との相関関係データ(図2参照)から、未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度を推定できる。すなわち、ソイルセメント12が未固結の状態で、一軸圧縮強度を推定できる。
<Action and effect>
In the pile strength estimation method according to the embodiment of the present invention, the calcium content of the unconsolidated sample 12S (see FIG. 3) of the soil cement 12 collected from the pile hole GH shown in FIG. 1(B) is determined by fluorescent X-ray analysis. measured by a meter. On the other hand, the unconsolidated compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated can be estimated from the correlation data between the calcium content and the unconfined compressive strength derived from a plurality of samples (see FIG. 2). That is, the unconfined compressive strength can be estimated while the soil cement 12 is in an unconsolidated state.

これに対して、未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度を「推定しない」場合、ソイルセメント12が固結した後で一軸圧縮強度試験を行い、一軸圧縮強度を測定する必要がある。この場合、ソイルセメント12が固結するまでの時間、根固め部における強度の確認ができないため、次工程に進むことが難しい。このため工期が長くなる。また、工期が長くなることを避けるためには、ソイルセメント12を形成するセメント量を設計量より多くして、強度を高めに維持して根固め部を形成する方法を講じる。 On the other hand, if the unconsolidated compressive strength of the unconsolidated sample 12S is not estimated, it is necessary to conduct an unconfined compressive strength test after the soil cement 12 has consolidated and measure the unconfined compressive strength. be. In this case, it is difficult to proceed to the next step because it is not possible to confirm the strength of the foot hardening portion until the soil cement 12 hardens. This will lengthen the construction period. In addition, in order to avoid prolonging the construction period, a method is adopted in which the amount of cement used to form the soil cement 12 is larger than the designed amount, and the strength is maintained at a high level to form the foot protection section.

また、本発明の実施形態に係る杭強度推定方法では、杭孔GHが形成される敷地から採集された土を用いた試料から、図2に示すカルシウム含有量及び一軸圧縮強度の相関関係が導出される。このため、他の敷地から採集された土を用いる場合と比較して、精度よくソイルセメント12の強度を推定できる。 Furthermore, in the pile strength estimation method according to the embodiment of the present invention, the correlation between calcium content and unconfined compressive strength shown in Figure 2 is derived from a sample using soil collected from the site where the pile hole GH is formed. be done. Therefore, the strength of the soil cement 12 can be estimated with higher accuracy than when soil collected from other sites is used.

また、本発明の実施形態に係る杭強度推定方法では、(1-2)式に示された計算式を用いて、土(支持層GAにおける土)とセメントミルクとの混合割合に対応したカルシウム含有量の理論値を算出しておく。そして、蛍光X線分析計によって得られた測定値を、この理論値に基づいて補正する(図4(B))。これにより、試料(未固結試料12S)が未固結の場合であっても、ソイルセメントの強度を精度よく推定できる。 In addition, in the pile strength estimation method according to the embodiment of the present invention, using the calculation formula shown in equation (1-2), calcium Calculate the theoretical value of the content. Then, the measured value obtained by the fluorescent X-ray spectrometer is corrected based on this theoretical value (FIG. 4(B)). Thereby, even if the sample (unconsolidated sample 12S) is unconsolidated, the strength of soil cement can be estimated with high accuracy.

<その他の実施形態>
本実施形態においては、蛍光X線分析計によって測定されたカルシウム含有量の「測定値」W1を「理論値」W2に補正しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば未固結試料12Sにおいてセメントが一様に分布している場合、「測定値」W1を補正しなくてもよい。または、「測定値」W1と「理論値」W2との乖離が少ない場合も、「測定値」W1を補正しなくてもよい。すなわち、図2に示すカルシウム含有量として「測定値」W1を用いて未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度を推定してもよい。
<Other embodiments>
In this embodiment, the "measured value" W1 of calcium content measured by a fluorescent X-ray analyzer is corrected to the "theoretical value" W2, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, if cement is uniformly distributed in the unconsolidated sample 12S, it is not necessary to correct the "measured value" W1. Alternatively, even if the deviation between the "measured value" W1 and the "theoretical value" W2 is small, it is not necessary to correct the "measured value" W1. That is, the uniaxial compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated may be estimated using the "measured value" W1 as the calcium content shown in FIG. 2.

また、本実施形態においては、事前調査によって混合試料の一軸圧縮強度試験を行い、未固結試料12Sが固結した時の一軸圧縮強度を推定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば一軸圧縮強度試験に代えて三軸圧縮強度試験を行い、未固結試料12Sが固結した時の三軸圧縮強度を推定してもよい。 In addition, in this embodiment, the unconfined compressive strength test of the mixed sample is conducted through a preliminary investigation, and the unconsolidated compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated is estimated. Not exclusively. For example, instead of the uniaxial compressive strength test, a triaxial compressive strength test may be performed to estimate the triaxial compressive strength when the unconsolidated sample 12S is consolidated.

また、本実施形態においては、根固め部を形成するソイルセメント12の強度を推定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば上記の方法によって、根固め部以外の部分におけるソイルセメント14の強度を推定してもよい。 Further, in this embodiment, the strength of the soil cement 12 forming the foot hardening portion is estimated, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the strength of the soil cement 14 in a portion other than the foot protection portion may be estimated using the method described above.

さらに、本発明の実施形態は、既製杭の強度推定に用いているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば地盤改良のための改良杭の強度推定に用いてもよい。この場合においても、改良杭の先端部以外のソイルセメントの強度推定に用いることができる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。 Furthermore, although the embodiment of the present invention is used to estimate the strength of ready-made piles, the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, it may be used to estimate the strength of improved piles for ground improvement. Even in this case, it can be used to estimate the strength of soil cement other than the tip of the improved pile. Thus, the present invention can be implemented in various ways.

12 ソイルセメント
12S 未固結試料
GH 杭孔
12 Soil cement 12S unconsolidated sample GH pile hole

Claims (3)

杭孔へセメントミルクを注入する工程と、
前記杭孔から前記セメントミルクと土とが混合されたソイルセメントの未固結試料を採集する工程と、
前記未固結試料のカルシウム含有量を蛍光X線分析計により測定する工程と、
前記蛍光X線分析計による測定値と、複数の試料から導出されたカルシウム含有量とソイルセメントの圧縮強度との相関関係データから、前記未固結試料が固結した時の圧縮強度を推定する工程と、
を備えた杭強度推定方法。
A process of injecting cement milk into the pile hole,
collecting an unconsolidated sample of soil cement mixed with the cement milk and soil from the pile hole;
Measuring the calcium content of the unconsolidated sample with an X-ray fluorescence analyzer;
The compressive strength when the unconsolidated sample is consolidated is estimated from the measured value by the fluorescent X-ray analyzer and the correlation data between the calcium content and the compressive strength of soil cement derived from a plurality of samples. process and
A pile strength estimation method with
前記杭孔が形成される地盤の土試料を採取してカルシウム含有量を測定し、かつ、セメント試料のカルシウム含有量を測定して、前記土試料と前記セメント試料との混合比率に応じた、混合試料のカルシウム含有量の理論値を算出し、
前記混合比率を変えた複数の前記混合試料を形成して一軸圧縮強度を測定し、
前記相関関係データとして、前記理論値と前記一軸圧縮強度との関係を導出する、
請求項1に記載の杭強度推定方法。
Collecting a soil sample from the ground where the pile hole is formed and measuring the calcium content, and measuring the calcium content of the cement sample, according to the mixing ratio of the soil sample and the cement sample. Calculate the theoretical value of calcium content of the mixed sample,
forming a plurality of mixed samples with different mixing ratios and measuring unconfined compressive strength;
Deriving a relationship between the theoretical value and the uniaxial compressive strength as the correlation data;
The pile strength estimation method according to claim 1.
前記未固結試料のカルシウム含有量を測定し、
前記混合比率及び前記理論値から、測定値と前記理論値とを対応付けた近似線を作成し、
前記近似線を用いて前記測定値を前記理論値へ補正して前記圧縮強度を推定する、
請求項2に記載の杭強度推定方法。
measuring the calcium content of the unconsolidated sample;
From the mixing ratio and the theoretical value, create an approximation line that associates the measured value with the theoretical value,
correcting the measured value to the theoretical value using the approximate line to estimate the compressive strength;
The pile strength estimation method according to claim 2.
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