JPH01169012A

JPH01169012A - 杭の載荷試験方法及び装置

Info

Publication number: JPH01169012A
Application number: JP32716987A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Arai; 邦彦新井; Toyoichi Fujioka; 藤岡　豊一
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1989-07-04
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551800B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、反力杭や連結梁等を用いることなく、試験杭
のみで支持力を評価することができる。杭の載荷試験方
法及びその装置に関するものである。

［従来の技術］一般に、杭の載荷試験方法及びその装置は、第９図及び
第１０図に示すように、４点に沈設した反力杭１０１の
上端を、図示のように連結梁１０２でＨ状に連結し、中
央の連結梁１０２の中心部下方に、ジヤツキ１０３を介
して試験用の杭１０４を設置して、そのジヤツキ１０３
に圧力を加えて、試験用の杭１０４の上端と反力杭１０
１の上端の変位を測定し、その変位量と、ジヤツキ１０
３の圧力と面積から算出した杭１０４に作用している荷
重から、杭１０４の支持力を評価するようになっていた
。

［発明か解決しようとする問題点］ところが、近年は杭径か太くなり、設計支持力が大きく
、載荷重が大となるため、杭の載荷試験装置が大かかり
となり、試験コストが高くなるという欠点があった。

又、埋込み杭や場所打ち杭では、土質柱状図と杭打設機
械の電流値との比較により、支持層を確認するだけで、
載荷試験を行うケースが少なく。

十分な設計支持力が得られているかどうか確認されてい
ない欠点があった。

又、米国特許第４６１４１１０号にはジヤツキを用いた
ものが提案されているが、この方式は杭先端支持力と周
面摩擦力のどちらか小さい方までしか載荷できない上、
杭先端を閉じた（先端閉塞の）杭には利用できるが、杭
先端の載荷用のジヤツキが抗生空部を閉じているので、
抗生空部をオーガが通る中掘り工法や杭先端を開放して
設置する杭には適用できないという問題点があった。

又、特開昭６１−２５０２１９号公報には、杭の外側に
杭との摩擦が生じないようにした外管を地盤内に沈設し
、この外管と地盤を固定液等で固定して、外管の局面摩
擦力を反力とすると共に、外管に引張部材を取付け、杭
頭との間に載荷用のジヤツキを介装して杭頭を下方に載
荷し、杭の先端支持力を直接測定するようにしたものが
提案されているが、この方式は、杭先端の支持力を外管
の周面摩擦力の範囲内で推定できるメリットはあるが、
杭先端の支持力が外管の周面摩擦力より大きい場合には
杭先端の支持力まで載荷できないこと及び、杭の周面摩
擦力は測定できないという欠点かあった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みて提案されたものて、反
力杭や連結梁を用いることなく、杭の周面摩擦力を測定
することができ、試験用の杭のみで簡単に支持力を評価
することができると共に、載荷用のジヤツキの回収か可
能で、先端か閉塞されている杭でも、開放されている杭
へも適用し得る、杭の載荷試験方法及びその装置を提供
せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記問題点を解決するために、所定深度に沈設
された中空の杭内に、下端に底面を押圧面とする押込み
用のジヤツキを有すると共に、上端に上面を受圧面とす
る着脱自在な載荷用ジヤツキを有する送圧管を挿入し、
その載荷用のジヤツキの上面を、杭の上端に引抜き棒を
介して着脱自在に固定された受圧板に当接せしめた状態
で、送圧管を介して両ジヤツキに圧力を加えて、ジヤツ
キの押圧面と枕頭の変位を個別に測定し、各々の変位量
とジヤツキの圧力と面積から算出した杭に作用している
荷重から、杭の支持力を評価するようにしたもので、上
記杭の載荷試験方法を実施するために、中空の杭と、そ
の杭の上端に引抜き棒を介して着脱自在に固定された受
圧板と、その杭内に挿入される送圧管と、送圧管の下端
に取付けられた底面を抑圧面とする押込み用のジヤツキ
と、送圧管の上端に取付けられて、受圧板と当接する、
上面を受圧面とする着脱自在な載荷用のジヤツキと、送
圧管を介して両ジヤツキに圧力を加える加圧手段と、ジ
ヤツキの押圧面及び杭頭の変位を個別に測定する変位測
定手段を設けて、杭の載荷試験装置を構成し、望ましく
は、杭の側面に、外方に突出可能な摩擦力増加用突起が
設けられ、先端閉塞杭の場合には、杭の先端に先端閉塞
板を取付け、先端開放杭の場合にはそのまま、あるいは
杭の先端に、半開放の先端シューな取付けるようにし、
場合によっては、押込み用のジヤツキか送圧管と一体的
に移動し得るように取付けられていることを特徴とする
ものである。

［作　用］本発明によれば、中空の杭を所定深度に沈設し、その杭
内に下端に押込み用のジヤツキを有すると共に、上端に
載荷用のジヤツキを有する送圧管を挿入し、載荷用のジ
ヤツキの受圧面を杭の上端に固定された受圧板に当接さ
せて、送圧管を介し、両ジヤツキに圧力を加えると、ジ
ヤツキによる載荷重は、杭の周面においては周辺上との
周面摩擦力により支持され、杭の下端においては、先端
地盤の支持力により支持されることになる。

従って、ジヤツキの押圧面と枕頭の変位を個別に測定し
、各々の変位量とジヤツキの圧力と面積から算出した杭
に作用している荷重から、杭の支持力が評価されること
になる。

この時、杭の周面摩擦力が極限に達した場合には、摩擦
力増加用突起を杭の側面より外方に突出させて、周面摩
擦力を増大させ、杭の下端が極限支持力に達するまで載
荷させればよい。

又、先端閉塞杭か先端開放杭により、杭の先端にそれぞ
れ先端閉塞板か先端シュー等が取付けられることになる
。又、載荷試験が終了した場合には、受圧板等を取外し
た後、少なくとも載荷用のジヤツキは回収され、再利用
されることになる。

［実施例］以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の１実施例を示す、杭の先端を閉塞して
打設する杭の載荷試験装置の断面図で、第２図はその平
面図、第３図はその杭の地上部の断面図、又第４図はそ
の杭の下端部の断面図である。

図中１は所定深度に沈設された中空の杭で、その下端に
は先端支持力を受ける先端閉塞板２がシール２ａを介し
て取付けられている。３はその中空の杭１内に挿入され
た送圧管で、送圧管３の下端には、底面を抑圧面とする
押込み用のジヤツキ４が、シリンダー５を介して取付け
られ、シリンダー５は送圧管３の下端に螺着され、着脱
自在に固定されている。又、送圧管３の上端には、上面
を受圧面とする載荷用のジヤツキ６が、シリンターフを
介して取付けられ、シリンダー７は送圧管３の上端に螺
着され、着脱自在に固定されている。

なお、８は押込み用のジヤツキ４とシリンダー５、及び
載荷用のジヤツキ６とシリンダー７との摺動部を水密に
保つためのパツキンである。

次に、９は杭ｌの上端に溶接により固定された内リンク
で、その外周には外リング１０が螺着されている。１１
はその外リング１０の上端に円周方向に等間隔をおいて
垂直に４ケ所螺着して立設された引抜き棒である。１２
は引抜き棒１１に挿通されて、載荷用のジヤツキ６上に
載置された受圧板て、受圧板１２の上面より突出する引
抜き棒１１の、上端ねし部に螺着されたナツト１３を締
付けることにより、載荷用のジヤツキ６の上面は、杭１
の上端に引抜き棒１１を介して着脱自在に固定された受
圧板１２に当接されるようになっている。

次に、１４は鋼線又は鋼棒で、その下端は押込み用のジ
ヤツキ４の中空部内底に固着されている。１５はフック
棒で、受圧板１２の中央部に設けられた穴１６を介して
、載荷用のジヤツキ６の受圧面の中央を貫通して螺着さ
れ、その下端には鋼線又は鋼棒１４の上端が係止されて
いる。なお、１７はフック棒１５が載荷用のジヤツキ６
を貫通する部分に設けられた水密用のパツキンである。

次に、１８は加圧用のポンプで、ポンプ１８により加圧
された圧力水は、供給管１９を介して載荷用のジヤツキ
６内に供給され、送圧管３を介して押込み用のジヤツキ
４内にも供給されるようになっており、供給管１９の途
中には、供給される圧力水の圧力を調節するための調圧
弁２０と、圧力水の圧力を表示する圧力計２１が取付け
られている。なお、２２は排圧管で、その一端は載荷用
のジヤツキ６内に接続され、その途中にはバルブ２３が
設けられている。

次に、２４は杭１の側壁に設けられた加圧室２５内に収
容されて、杭１の側面より外方に突出可能な、摩擦力増
加用突起で、各加圧室２５は連通穴２６を介して相互に
連通されている。２７は杭ｌの側壁内に設けられた垂直
穴で、その下端は加圧室２５と連通されている。２８は
加圧室２５内に圧力水を供給するためのポンプで、供給
管２９を介して垂直穴２７の上端と接続されており、供
給管２９の途中には調圧弁３０が設けられている。

次に、３１はフック棒１５に設けられた水平なアーム３
２に当接して、フック棒１５の変位を測定するダイヤル
ゲージで、３３は杭１の上部に設けられた水平なフラン
ジ３４に当接して、杭１の変位を測定するダイヤルゲー
ジである。

従って、押込み用のジヤツキ４の抑圧面及び枕頭の変位
は、ダイヤルゲージ３１及び３３の変位量より個別に求
められることになる。

上記のように構成された本実施例の装置を用いて、杭先
端を閉塞して打設する杭の載荷試験を行うには、杭１の
先端に先端閉塞板２を取付けて、杭１を所定深度に沈設
する。次に、下端に押込み用ジヤツキ４を有し、上端に
載荷用のジヤツキ６を有する送圧管３を、沈設された杭
１内に挿入する。次に、杭１の上端部に引抜き棒１１を
立設して、受圧板１２を載荷用のジヤツキ６の上面に載
置し、ナツト１３を締付けて固定する。

次に、バルブ２３を開にしてポンプ１８を駆動し、圧力
水を供給する。圧力水が排圧管２９から排出され、送圧
管３や押込み用ジヤツキ４．載荷用のジヤツキ６内等に
あった空気か完全にパージされたのを確認した後、バル
ブ２３を閉にして加圧を開始し、載荷試験を行う。杭１
の支持力は、圧力計２１の指示圧、すなわち、ジヤツキ
４の圧力と断面積を乗じて算出される荷重と、ダイヤル
ゲージ３１及び３３により測定される変位の関係から、
従来と同様にして評価されることになる。

但し、載荷試験時に、杭ｌに作用する周面摩擦力が、先
端閉塞板２を介して押込み用のジヤツキ４に作用する地
盤の支持力に先行して極限に達した場合には、ポンプ２
８により加圧室２５に圧力水を供給して、摩擦力増加用
突起２４を杭１の側面より外方に突出せしめ、周面摩擦
力を増大させた状態で、杭先端地盤が極限荷重に達する
まで載荷試験を行えばよい。

なお、載荷試験を終えたならば、杭１の上端部より受圧
板１２を取外し、送圧管３と押込み用のジヤツキを引き
上げて、杭１の中にコンクリートを打設すればよい。

なお、第４図（Ａ）は先端閉塞板の１実施例を示す断面
図である。

杭１先端の閉塞板２は杭１先端の根固めの状態や杭１の
打設方法に応じて形状を変えることかできる。第４図（
Ａ）は、その１実施例である。例えば埋込み杭先端の根
固め部を先端閉塞板２の上下で縁切りするため、プラス
チック、金属板等よりなる縁切り材２ｂを取付具２ｃを
介して取り付ける。縁切り材２ｂの長さは、杭１と周辺
地盤間にある根固めのセメントミルクの厚さに応じて変
えることができる。

次に、第５図及び第６図は、本発明の他実施例を示す、
杭の先端を開放して打設する杭の載荷試験装置の、それ
ぞれ異なる方式による杭の下端部の断面図である。

第５図に示す実施例は、杭先端を開放して打設する杭１
の中空部には、土砂が入って来るので、この土砂をポー
リングにより掘削除去した後、底部に平滑剤３５を敷き
、その次に送圧管３を杭１内に挿入して、第１図〜第４
図に示す実施例と同様に、載荷試験を行うようにしたも
ので、送圧管３の下端にある押込み用のジヤツキ４部分
の構造は、第４図に示すものと同様であるため、同一部
材には同一符号を付し、各部の説明は省略する。

又、第６図に示す実施例は、送圧管３の下端に、押込み
用のジヤツキ４をシリンダー５を介して取付ける代りに
、送圧管３の下端に押込み用ジヤツキ４′を直接取付け
て、押込み用ジヤツキ４′か送圧管３と一体的に移動し
得るようにし、送圧管３と共に押込み用のジヤツキ４′
が、杭ｌの底部に敷かれた平滑剤３５を介して、地盤の
支持力を受けるようにしたもので、送圧管３の上端には
、第３図に示すように、載荷用のジヤツキ６かシリンダ
ー８を介して取付けられているため、送圧管３内を加圧
すると、押込み用ジヤツキ４′の底面の押圧面か下方に
変位し、第５図に示す実施例と同様に、載荷試験を行う
ことができる。

次に、第７図は本発明のさらに他の実施例を示す、杭径
か大きい場合の、杭先端を開放して打設する杭の載荷試
験装置の杭の下端部の断面図である。

本実施例で示すように、杭ｌの打設によって、杭１の先
端部より侵入した土砂３６をポーリング等により掘削除
去する際、杭先端地盤が撹乱される恐れがある。従って
、この場合には、杭ｌの下端に図示のような先端シュー
３７をシール３７ａを介して取付けて、その先端シュー
３７の天井周面３８より少し下までポーリング等て掘削
除去した後その天井周面３８て、押込み用のジヤツキ４
の底面の押圧面を受けさせて載荷すれば杭先端部の撹乱
を最少限に押えて載荷試験を行うことかできる。なお、
本実施例における送圧管３の下部の構造は、第５図に示
すものと同様であるため、同一部材には同一符号を付し
、重複した説明は省略する。

但し、第５図、第６図、第７図に示す実施例のものにお
いても、第１図に示すように、杭ｌの側面に、外方に突
出する摩擦力増加用突起２４を設けてもよい。

次に第８図は本発明のさらに他の実施例を示す補強した
杭の載荷試験装置の断面図で、図中第１区に示す部材と
同一部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する
。

杭材の強度が引抜き力より小さい場合には、杭頭に引抜
きを作用させると杭材か破損される恐れがあるので、杭
頭から杭先端まて、鉄筋等の補強材３９を入れて、これ
に引抜き力を与えるようにすればよい。但し、図中４０
は杭ｌの下端に取付けた端板を示す。

なお、本装置による載荷試験の要領は、第１図に示すも
のと同じであるため、説明は省略する。

又、本発明は上記各実施例に限定されるものでなく、両
ジヤツキ４及び６の構造や、加圧方法、両ジヤツキの抑
圧面の変位の測定手段等は、任意に設計変更可能である
。

［発明の効果］以上具体的に説明したように、本発明によれば、杭を所
定深度に沈設し、その杭内に、下端に押込み用ジヤツキ
を有すると共に、上端に載荷用のジヤツキを有する送圧
管を挿入し、載荷用のジヤツキの受圧面を、杭の上端に
着脱自在に固定された受圧板に当接させて、送圧管を介
し、両ジヤツキに圧力を加えると、ジヤツキによる載荷
重は、杭の周面においては周辺上との周面摩擦により支
持され、杭の下端においては先端地盤の支持力により支
持されるので、押圧面及び杭頭の変位を個別に測定し、
各々の変位量と、ジヤツキの圧力と面積から算出した杭
に作用している荷重から、杭の支持力を評価することが
でき、従来のように反力杭や連結梁を用いる必要はなく
、試験用の杭のみで簡単に支持力を評価することかでき
る。

又、載荷用のジヤツキは、送圧管の上端に着脱自在に取
付けられているため、載荷試験終了後、受圧板を取外せ
ば、ジヤツキを回収することができそれを再利用できる
ので、きわめて経済的である。

又、両ジヤツキは共通の送圧管を介して、同一の圧力水
により加圧されるので、加圧手段が簡単となり、構造が
コンパクトになる。又、摩擦力増加用突起を突出させれ
ば杭の周面摩擦を増大させることができると共に、杭の
先端に先端閉塞板や先端シューな着脱するだけで、先端
閉塞杭や先端開放杭に適用することができ、場合によっ
ては押込み用のジヤツキな送圧管と一体的に移動し得る
ように取付けることも可能で、適用範囲がきわめて広い
。等多くの利点を有し、実用上きわめて有効な、杭の載
荷試験方法及びその装置を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す、杭の先端を閉塞して
打設する杭の載荷試験装置の断面図で、第２図はその平
面図、第３図はその杭の地上部の断面図、第４図はその
杭の下端部の断面図、第４図（Ａ）は先端閉塞位置の１
実施例を示す断面図、第５図及び第６図は、他の実施例
を示す、杭の先端を開放して打設する杭の載荷試験装置
の、それぞれ異なる方式による杭の下端部の断面図、第
７図は本発明のさらに他の実施例を示す、杭先端を開放
して打設する杭の載荷試験装置の、杭の下端部の断面図
、第８図は本発明のさらに他の実施例を示す補強した杭
の載荷試験装置の断面図、第９図は従来の杭の載荷試験
装置の側面図で、第１Ｏ図はその平面図である。１・・・杭、２・・・先端閉塞板、２ａ・・・シール、
２ｂ・・・縁切り材、２Ｃ・・・取付具、３・・・送圧
管、４゜４′・・・押込み用のジヤツキ、５・・・シリ
ンダー、６・・・載荷用のジヤツキ、７・・・シリンダ
ー、８・・・パツキン、９・・・内リング、１０・・・
外リング、１１・・・引抜き棒、１２・・・受圧板、１
３・・・ナツト、１４・・・鋼線又は鋼棒、１５・・・
フック棒、１６・・・穴、１７・・・パツキン、１８・
・・ポンプ、１９・・・供給管、２０・・・調圧弁、２
１・・・圧力計、２２・・・排圧管、２３・・・バルブ
、２４・・・摩擦力増加用突起、２５・・・加圧室、２
６−・・連通穴、２７・・・垂直穴、２８・・・ポンプ
、２９−・・供給管、３０・・・調圧弁、３１・・・ダ
イヤルゲージ、３２・・・アーム、３３・・・ダイヤル
ゲージ、３４−・・フランジ、３５・・・平滑剤、３６
・・・土砂、３７・・・先端シュー、３７ａ・・・シー
ル、３８・・・天井周面、３９・・・補強材、４０・・
・端板、１０１・・・反力杭、１０２・・・連結梁、１
０３・・・ジヤツキ、１０４・・・試験用の杭。第４図　　　　　第５図第４図（Ａ）第６図　　　　　第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定深度に沈設された中空の杭内に、下端に底面
を押圧面とする押込み用のジャッキを有すると共に、上
端に上面を受圧面とする着脱自在な載荷用のジャッキを
有する送圧管を挿入し、その載荷用のジャッキの上面を
、杭の上端に引抜き棒を介して着脱自在に固定された受
圧板に当接せしめた状態で、送圧管を介して両ジャッキ
に圧力を加えて、ジャッキの押圧面及び杭頭の変位を個
別に測定し、各々の変位量とジャッキの圧力と面積から
算出した杭に作用している荷重から、杭の支持力を評価
することを特徴とする、杭の載荷試験方法。
（２）中空の杭と、その杭の上端に引抜き棒を介して着
脱自在に固定された受圧板と、その杭内に挿入される送
圧管と、送圧管の下端に取付けられた、底面を押圧面と
する押込み用のジャッキと、送圧管の上端に取付けられ
て、受圧板と当接する、上面を受圧面とする着脱自在な
載荷用のジャッキと、送圧管を介し両ジャッキに圧力を
加える加圧手段と、ジャッキの押圧面及び杭頭の変位を
個別に測定する変位測定手段を有することを特徴とする
、杭の載荷試験装置。
（３）杭の側面に、外方に突出可能な摩擦力増加用突起
が設けられていることを特徴とする、第２項記載の杭の
載荷試験装置。
（４）杭の先端に先端閉塞板が取付けられていることを
特徴とする、第２項記載の杭の載荷試験装置。
（５）杭の先端に半開放の先端シューが設けられている
ことを特徴とする、第２項記載の杭の載荷試験装置。
（６）押込み用のジャッキが、送圧管と一体的に移動し
得るように取付けられていることを特徴とする、第２項
記載の杭の載荷試験装置。