JPH01169332A - 杭の載荷試験方法及び装置 - Google Patents

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て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ｌｏ
ｔ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
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、近年は杭径が太くなり、設計支持力が大きく
、載荷重が大となるため、杭の載荷試験装置か大がかり
となり、試験コストか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、支持層を確認するたけで、
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かあった。

又、米国特許第４６１４１１０号にはジヤツキを用いた
ものか提案されているか、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て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杭中空部を閉じているので、
杭中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、外管の周面摩
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か、
杭先端の支持力か外管の周面摩擦力より大きい場合には
杭先端の支持力まて載荷て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があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑みて提案されたもので１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が可
能で、先端が開放されている埋込み杭や打込み杭へ適用
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、上下杭を互いに
軸方向に相対移動し得るように接続してなる中空の杭を
所定深度に沈設し、その下部に中詰めコンクリートを打
設した後、その杭内に、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の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
林を介して着脱自在に固定された受圧板に当接せしめた
状態て、送圧管を介して両ジヤツキに圧力を加えて、ジ
ヤツキの押圧面及び杭頭の変位を個別に測定し、その変
位量と両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、上下杭を
互いに軸方向に相対移動し得るように接続してなる中空
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、上杭の側面に、外方に突出可能な摩
擦力増加用突起か設けられ、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　用コ 本発明によれば、上上杭よりなる中空の杭を所定深度に
沈設し、その下部に中詰めコンクリートを打設した後、
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、送圧管を介して両ジヤツキに圧力を加え
ると、ジヤツキによる載荷重は、上杭においては上杭と
周辺±との周面摩擦力により支持され、上杭においては
杭先端地盤の支持力と、上杭と周辺上との周面摩擦力に
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、杭の支持力が評価されるこ
とになる。

この時、上杭の周面摩擦力か極限に達した場合には、摩
擦力増加用突起を上杭の側面より外方に突出させて、上
杭の周面摩擦力を増大させ、上杭の周面摩擦力と支持力
の和が極限に達するまて、載荷させればよい。又、載荷
試験を終了した後、受圧板等を取外して後、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実施例を示す杭の載荷試験装はの断
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は上杭ＩＡと上杭ＩＢをスライド部１ｃを介して
互いに軸方向に相対移動し得るように接続してなる中空
の杭て、所定深度に沈設され、スライド部ＩＣにはパツ
キン２が介装されている。

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、底面を押圧面とする押込み用のジヤツキ４
か、シリンダー５を介して取付けられ、シリンター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、シリンダー７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か螺着されている。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
載置された受圧板で、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ｌ
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ｍ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
棒て、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か取付け
られている。なお、２２は排圧管て、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か
設けられている。

次に、２４は上杭ＩＡの側壁に設けられた加圧室２５内
に収容されて、上杭ＩＡ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は上杭ＩＡの側壁内に設
けられた垂直穴て、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て
、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は上杭ＩＡの上部に設けられた水平なフ
ランジ３４に当接して、上杭ＩＡ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の押圧面及び杭頭の変位
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。

なお、図中３５は、外方に突出させた摩擦力増加用突起
２４を固定するためのロックビンである。又、図中３６
は根固めコンクリートで、３７は杭１の下部に打設され
た中詰めコンクリートである。

上記のように構成された本実施例の装置を用いて杭の載
荷試験を行うには、上下部ＩＡ、ＩＢよりなる中空の杭
１を図示のように所定深度に沈設し、その下部に中詰め
コンクリート３７を打設する。次に、その杭ｌ内に、下
端に押込み用のジヤツキ４を有すると共に、上端に載荷
用のジヤツキ６を有する送圧管３を挿入して、押込み用
のジヤツキ４を中詰めコンクリート３７に着座させ、中
詰めコンクリート３７を固化させる。次に、杭ｌ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との関係から
、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、上杭ＩＡに作用する周面摩擦力か
、押込み用のジヤツキに作用する地盤の支持力＋下部Ｉ
Ｂの周面摩擦力に先行して極限に達した場合には、ポン
プ２８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を上杭ＩＡの側面より外方に一突出せしめ
、ロックピン３５で位置を固定して周面摩擦力を増大さ
せた状態で、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、載荷用のジヤツキ６を回収して、その
後続１の中にコンクリートを打設すればよい。

次に、第５図は本発明の他の実施例を示す杭の載荷試験
装置の杭の下端部の断面図である。

第５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をシリンター５を介して取付ける代りに、送
圧管３の下端に押込み用のジヤツキ４′を直接取付けて
、押込み用のジヤツキ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１の下部に打設された中詰めコンクリート３７を
介して、地盤の支持力＋下部ＩＢの周面摩擦力を受ける
ようにしだものて、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がシリンダー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
用のジヤツキ４′の底面の押圧面と、載荷用のジヤツキ
６の上面の受圧面間は相対変位し、第１図〜第４図に示
す実施例と同様に載荷試験を行うことかてきる。

なお、本実施例においては、押込み用のジヤツキ４′の
底面の押圧面と中詰めコンクリート３７の表面との間に
、馴染みを良くするため平滑剤３８を介装している。

次に、第６図は本発明の他の実施例を示す、杭の摩擦力
増加機構部の断面図で、第７図はそれによって摩擦力を
増加させた状態を示す断面図、又、第８図は第７図にお
ける矢視Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

図中３９は杭ｌの側壁に所定間隔をおいて垂直に複数本
設けられた凹溝で、各凹溝３９の両側面には、案内溝４
０か設けられている。４１は各凹溝３９に対応して杭１
の側壁内に垂直に設けられた送圧管で、その下端部には
ピストン４２がシール４３を介して水密に挿入されてい
る。４４ａ。

４４ｂは、ヒンジ４５ｃを形成する翼板で、翼板４４ａ
の基端部は、ヒンジ４５ａを介して案内溝４０にスライ
ド自在に係合されると共に、ピストン４２の下端に枢支
されている。

又、翼板４４ｂの基端部は、ヒンジ４５ｂを介して案内
溝４０の下端に枢支されている。

従って、第６図に示すように、摩擦力増加用突起を形成
する翼板４４ａ、４４ｂを突出させる前の状態から、送
圧管４１に圧力を加えてピストン４２を押し下げれば、
第７図及び第８図に示すように翼板４４ａ、４４ｂを突
出させて、摩擦力を増加させることができる。この時、
押し下げられたピストン４２は、ロックピン４６により
ロックされるようになっているため、翼板４４ａ、４４
ｂの突出状態は、その状態で固定されることになる。但
し、翼板４４ａ、４４ｂに働く摩擦力は送圧管４１内の
圧力とロックピン４６のせん断力で抵抗され、翼板４４
ａ、４４ｂの取付位置数は、増加させる摩擦力の大きさ
によって任意に変えることができる。

但し、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく
、上下部ＬＡ、ＩＢを互いに軸方向に相対移動させるス
ライド部ＩＣの構造や、両ジヤツキ４及び６の構造や加
圧方法、ジヤツキの押圧面の変位の測定手段、摩擦力増
加用突起の機構等は、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、上下部
よりなる中空の杭を所定深度に沈設し、その下部に中詰
めコンクリートを打設した後、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、上杭においては上杭と周辺上との周面摩擦力に
より支持され、下部においては杭先端地盤の支持力と下
部と周辺上との周面摩擦力により支持されるので、ジヤ
ツ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てき、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ができる。

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かでき、それを再利用できる
ので、きわめて経済的である。又、両シャ・ンキは共通
の送圧管を介して、同一の圧力水により加圧されるので
、加圧手段か簡単となり、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、上杭の周面摩擦を
増大させることができると共に、場合によっては押込み
用のジヤツキを送圧管と一体的に移動し得るように取付
けることも可能である。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実施例を示す杭の載荷試験装置の断
面図、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５図は本
発明の他の実施例を示す杭の載荷試験装置の杭の下端部
の断面図、第６図は、本発明の他の実施例を示す、杭の
摩擦力増加機構部の断面図で、第７図はそれによって摩
擦力を増加させた状態を示す断面図、第８図は第７図に
おける矢視Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図、第９図は
従来の杭の載荷試験装置の側面図、第１０図はその平面
図である。 １・・・杭、ＩＡ・・・上杭、ＩＢ・・・上杭、ＩＣ・
・・スライド部、２・・・パツキン、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・・・シリンター、
８・・・パツキン、９・・・内リング、１０・・・外リ
ング、１１・・・引抜き棒、１２・・・受圧板、１３・
・・ナツト、１４・・・鋼線又は＃４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、２１
・・・圧力計、２２・・・排圧管、２３・・・バルブ、
２４・・・摩擦力増加用突起、２５・・・加圧室、２６
・・・連通穴、２７・・・垂直穴、２８・・・ポンプ、
２９・・・供給管、３０・・・調圧弁、３１・・・タイ
ヤルゲーシ、３２・・・アーム、３３・・・タイヤルゲ
ージ、３４・・・フランジ、３５・・・ロックピン、３
６・・・根固めコクリート、３７・・・中詰めコンクリ
ート、３８・・・平滑剤、３９・・・凹溝、４０・・・
案内溝、４１・・・送圧管、４２・・・ピストン、４３
・・・シール、４４ａ　、　４４　ｂ・−翼板、４５　
ａ　、　４５　ｂ　、　４５　ｃ　・・・ヒンジ、４６
・・・ロウクピン １０１・・・反力杭、１０２・・・連結梁、１０３・・
・ジヤツキ、１０４・・・試験用の杭。 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下杭を互いに軸方向に相対移動し得るように接
   続してなる中空の杭を所定深度に沈設し、その下部に中
   詰めコンクリートを打設した後、その杭内に、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、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. （２）上下杭を互いに軸方向に相対移動し得るように接
   続してなる中空の杭と、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、両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. （３）上杭の側面に、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. （４）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。