JPH0243845B2

JPH0243845B2 - Tsuchinogenbamitsudosokuteihohooyobisonosochi

Info

Publication number: JPH0243845B2
Application number: JP11052484A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Myamoto
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1990-10-01
Anticipated expiration: 2004-05-30
Also published as: JPS60253617A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、土木・建築工事現場において、鉛直
ないし急傾斜壁面の土の湿潤密度および乾燥密度
を測定する土の現場密度測定方法およびその実施
のための装置に関するものである。従来の技術地盤の工学的性質、すなわち強度や変形特性な
どは地盤の密度によつて大きく支配されるため、
土木・建築工事においては、土の現場密度が頻繁
に測定されている。従来、この土の現場密度は、
一般に次の過程により測定される。 (1) 原位置の地盤から取出した土の湿潤質量を測
ること。 (2) 土を取出して地盤に形成された試験孔の体積
を測ること。 (3) 湿潤質量測定後、土の含水量を測ること。この３つの測定過程のうち、(1)および(3)の過程
における測定誤差は一般に小さく、土の現場密度
の測定精度は、主として(2)の過程の体積測定の精
度によつて左右される。このため、通常、土の現
場密度測定法は、体積測定の方法、装置によつて
種々分けられているが、砂地盤に対して適用でき
る方法としては、グラーブやコアカツタを用いる
方法、砂置換法、水置換法等がある。発明が解決しようとする問題点上記砂置換法あるいは水置換法では、水平な地
盤面で測定することが前提とされていて、鉛直な
壁面では測定することができないので、鉛直な壁
面の密度を測定するためには、鉛直な壁面を掘削
して水平な地盤面に成形することが必要となる。
また、グラーブやコアカツタを用いる方法の場合
でも、鉛直な壁面における密度測定の機会が多い
締つた砂地盤（洪水層や第三紀層等）に対して
は、試験体を成形しながらグラーブやコアカツタ
を押込む操作が必要となる。この場合にも作業性
を向上させるため、鉛直な壁面を掘削して同様に
水平な地盤面に成形した後に密度を測定すること
になる。なお、土の現場密度測定方法としては、ラジオ
アイソトープを利用する方法もあるが、測定器が
非常に重いため、鉛直な壁面についてこの方法を
直接使用することは事実上困難である。したがつて、従来の上記方法により、砂地盤の
鉛直な壁面における土の現場密度を測定する場合
には、一般に次のような問題が生ずる。 (1) 広い面積（50cm四方程度）にわたつて壁面
（切羽）を掘削するため、壁面の自立性（安定
性）に与える影響が大きい。 (2) 測定に多くの労力と時間（熟練者で約20分以
上）がかかる。 (3) グラーブやコアカツターの押込みに際して試
験体を削つて成形するが、この時削りすぎては
いけないし削り方が足りないとうまく押込めな
い。また、押込みもうまく行わないと、途中で試
験体が折れたりひび割れたりして誤差が大きく
なる。以上のように慎重な配慮（根気）と熟練（土に
応じた手加減）が必要とされる等高度の技術が必
要である。ところで、前記水置換法のうち、ゴム風船（ラ
バーバルーン）による方法とワシントン．デンソ
メータによる方法（厳密にはこの方法もラバーバ
ルーン法の１つである）は、水圧を載荷してラバ
ーバルーンを膨張させることにより、試験孔の体
積を測定するものであるから、ラバーバルーン法
（特にワシントン．デンソメータによる方法）は、
原理的には鉛直な地盤に対しても適用可能であ
る。しかし、従来のこの方法は、水平な地盤面で
測定することを前提としているため、鉛直な地盤
面に対してそのまま適用することはできない。そこで、本発明は、鉛直ないし急傾斜壁面にお
ける土の密度をラバーバルーン法の原理によつて
測定する方法およびその実施のための装置であつ
て、下記のような特徴をもつものを提供すること
を目的とする。 (1) 壁面（切羽）の安定性等に及ぼす影響を小さ
くするため、測定に要する（掘削する）面積が
小さくてすむこと。 (2) 狭い坑内や足場の悪い場所でも使用できるこ
と。 (3) 迅速に測定できること。 (4) 特別な技能を必要とせず、誰でも使用できる
こと。問題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するため、その技術
的手段として次のように構成した。 (1) 鉛直ないし急傾斜壁面の測定個所に、円形孔
を有するベースプレートを密着固定して、この
ベースプレートの円形孔を通して壁面に試験孔
を掘削し、上記試験孔の体積をラバーバルーン
を用いて測定すると共に、測定された試験孔の
体積および試験孔を掘削して採取された土の質
量からその土の湿潤密度を、さらに上記採取さ
れた土の湿潤密度および含水比からその土の乾
燥密度を求めることを特徴とする土の現場密度
測定方法。 (2) 試験孔の体積を測定するラバーバルーンとピ
ストンシリンダーとを可撓性チユーブで接続し
てなる測定器と、円形孔を有し、かつ鉛直ない
し急傾斜壁面の測定個所に固定されるベースプ
レートと、試験孔を掘削した土を採取するため
の上記ベースプレートに着脱自在の試料受と、
ラバーバルーンを加圧密着させて上記測定器の
較正係数または初期値を決定するエクステンシ
ヨンカラーおよび底板とで構成したことを特徴
とする土の現場密度測定装置。作用鉛直ないし急傾斜壁面の土の現場密度を測定す
るにあたつては、まず、測定器の較正係数と、体
積指示目盛の初期値を測定する。この較正係数と
初期値は容積の異なる複数のエクステンシヨンカ
ラーと底板とを用いて、各容積におけるラバーバ
ルーンの最大膨張時の体積指示値によつて算出さ
れる。次いで、前項(1)の方法の手順により、鉛直
ないし急傾斜面に試験孔を掘削し、測定器のラバ
ーバルーンを用いてその体積を測定する。また、
試験孔の掘削によつて取出された土の質量と試験
孔の体積から土の湿潤密度を計算し、さらに、土
の湿潤密度と含水比から土の乾燥密度を計算す
る。前項(2)の装置において、ベースプレートは、鉛
直ないし急傾斜壁面に試験孔を掘削する際に、そ
の測定個所に密着固定するが、ベースプレートに
は掘削すべき試験孔と同径の円形孔があけられて
いるので、この円形孔を通して試験孔を掘削する
ことにより、所要の容積の試験孔を周辺の土を崩
したり乱すことなく掘削することができる。ま
た、ベースプレートには試料受が着脱自在となつ
ているので、この試料受をベースプレートに装着
して試験孔を掘削すれば、掘出される土を散逸さ
せることなく完全に採取することができる。実施例次に本発明の一実施例を図面について説明す
る。本発明に係る装置は、測定器１と（第１図およ
び第２図）、測定に際して必要な付属品として、
ベースプレート２と（第３図および第４図）、試
料受３と（第５図）、測定器１の較正係数および
初期値を決定するためのエクステンシヨンカラー
４と（第６図および第７図）、底板５と（第８図）
で構成されている。上記測定器１は、ピストンシ
リンダー６とラバーバルーン７とをナイロン製チ
ユーブ８によつて接続してなるものである。以
下、各部の構成について詳細に説明する。 (1) 測定器１のピストンシリンダー６ピストンシリンダー６は、金属製の剛な円筒
容器のシリンダー６ａ内をピストン６ｂが移動
するようになつている。また、シリンダー６ａ
の先端には空気抜孔６ｃと送水孔６ｄとが設け
られている。シリンダー６ａ内に水を満たして
ピストン６ｂを動かすと、ピストン６ｂの移動
量に比例して水が送出孔６ｄから出入りする。
そして、ピストン６ｂの移動量は、ピストン軸
に刻まれた体積指示目盛６ｅの読み値から求め
られるが、体積指示目盛６ｅはバーニア６ｂに
よつて細かく（0.065cm²まで）読みとれるよう
になつている。なお、ピストン軸６ｅや送水口
６ｃに荷重計や水圧計を取付けることにより、
ピストンに加わる荷重や水圧を測定することも
可能である。 (2) ラバーバルーン７ラバーバルーン７は、ドラム状の剛な基部７
ａとゴム膜よりなる膨縮部７ｂとで構成されて
いる。上記基部７ａには空気抜孔７ｃと給水孔
７ｄが設けられている。そして、上記給水孔７
ｄはシリンダー６ａの送水口６ｄにナイロン製
チユーブ８によつて接続されていて、ピストン
６ｂの移動に伴う水の移動によつてラバーバル
ーン７が膨張、収縮するようになつている。７
ｅは係止フツク部であつて、係止フツク部７ｅ
は基部７ａに突設されている。 (3) ベースプレート２ベースプレート２は、金属製の板で構成さ
れ、その中央部には、掘削すべき試験孔と同径
の円形孔２ａがあけられている。またベースプ
レート２の四隅部には、それを鉛直ないし急傾
斜壁面に固定するための釘穴２ｂがあけられて
おり、さらに、ラバーバルーン７の係止フツク
７ｅの係止ピン２ｃおよび試料受フツク２ｄが
設けられている。 (4) 試料受３試料受３は、ベースプレート２に着脱自在に
装着されるものであつて、ベースプレート２の
円形孔２ａを通して掘削した土をもれなく、か
つ迅速に採取するための容器である。試料受３
はアクリル樹脂製である。 (5) エクステンシヨンカラー４と底板５エクステンシヨンカラー４と底板５は、一定
容積の容器を構成するためのものであつて、測
定器１の較正係数および体積指示目盛の初期値
決定に用いられる。このエクステンシヨンカラ
ー４と底板５は容積の異なるものが複数個備え
られる。なお、エクステンシヨンカラー４は、
その内部にラバーバルーン７の膨縮部７ｂが密
着しやすいように、先端内面が傾斜面（45゜）
に形成されている。底板５には放射状に空気抜
孔５ａがあけられている。次に叙上の如く構成された装置を用いた土の現
場密度の測定方法について説明する。この測定方
法は、大別して較正係数の決定と現場密度の測定
の２つの手順からなるものである。 (1) 較正係数の決定較正係数の決定は、第９図に示すように、エ
クステンシヨンカラー４と底板５とによつて容
積V₁（cm³）の容器を組立て、それにラバーバル
ーン７をセツトする。そして、ピストンシリン
ダー６のピストン６ｂを押して圧力を加え、ラ
バーバルーン７が最も膨張したときの体積指示
目盛６ｅの指示値r₁（cm）を読む。また、同様
に容積V₂（cm³）のものについての体積指示目盛
r₂（cm）を読む。測定器１の較正係数をＫとす
れば、較正係数Ｋは次式で求められる。Ｋ＝V₂−V₁／r₂−r₁（cm²） (2) 鉛直ないし急傾斜壁面の土の現場密度の測定鉛直ないし急傾斜壁面における土の現場密度
の測定は、以下の手順で行われる。 (A) エクステンシヨンカラー４と底板５とによ
つて容積V₀（cm³）の容器を組立て、これにラ
バーバルーン７をセツトし、前記較正係数決
定時と同じ手順で体積指示目盛６ｅの初期値
r₀（cm）を求める（第９図参照）。 (B) 壁面の試験個所の約15cm四方を、直ナイフ
等を用いて平滑に仕上げる。 (C) 上記平滑に仕上げた壁面の部分に、ベース
プレート２を密着させ、その四隅の釘穴２ｂ
に釘９を打込み、ベースプレート２を壁面に
固定する（第１０図）。 (D) ベースプレート２に試料受３を装着し、ベ
ースプレート２の円形孔２ａを通して試験孔
１０を掘削する（第１１図）。この掘削にあ
たつては、試験孔１０の周辺の土を乱さない
ように注意し、かつラバーバルーン７が密着
しやすいように試験孔１０の内面を滑らかに
仕上げる。なお、試験孔１０の容積は、初期
値r₀を求めるのに用いたエクステンシヨンカ
ラー４の容積V₀に近くなるようにすると較
正係数決定時の誤差による測定誤差は少なく
なる。 (E) 試験孔１０を掘削して得られた土は、一旦
試料受３に受けた後、含水比が変化しないよ
うに、速かにポリエチレン袋等に密封して保
管する。 (F) ベースプレート２の係止ピン２ｃにラバー
バルーン７の係止フツク７ｅを係止し、ベー
スプレート２の所定位置にラバーバルーン７
をセツトする（第１２図）。 (G) ラバーバルーン７が浮上がらないように手
で押えながら、ピストン６ｂを押して圧力を
加え、ラバーバルーン７を試験孔１０内で膨
張させ、体積指示目盛６ｅが変化しなくなつ
たときの指示値r₃（cm）を読む。 (H) 試験孔１０から掘出した土の全質量ｍ（ｇ）
を測定する。質量を測定した後は土をよく混
合し、JIS−A1203に従つて含水比Ｗ（％）を
求める。なお、以上の測定結果はデータシートに記録
すれば間違いが生ぜず、かつ便利である。上記(A)ないし(H)の手順で求めた各データによ
り、土の現場密度は次のように計算される。Ｖ＝V₀＋Ｋ（r₃−r₀）−Ｃここに、Ｖは試験孔１０の体積（cm³）Ｃはベースプレート２の円形孔２ａの容積
（cm³） Pt＝ｍ／Ｖ（ｔ／cm³）ここに、Ptは土の湿潤密度 Pd＝Pt／Ｗ＋100×100（ｔ／cm³）ここに、Pdは土の乾燥密度また、上記の測定手順において、ベースプレー
トを壁面に固定した後、先端内面に傾斜面が無い
エクステンシヨンカラーをベースプレートに密着
させ、ラバーバルーンを膨張させた時の体積指示
目盛りの指示値を初期値r₀として求めることによ
り、試験孔の体積Ｖを次のように計算することも
可能である。Ｖ＝V₀＋Ｋ（r₃−r₀）この測定手順によれば、試験孔の体積の計算に
おいてベースプレートの円形孔の容積Ｃを補正す
る必要はなくなるが、壁面において初期値r₀を測
定するために、壁面に接近している時間がそれだ
け長くなる。したがつて、壁面が不安定な場合には、この測
定手順は安全上望ましいものではなく、前述の手
順によるのがよいと考えられる。以下は測定例である。第１表には内径60.0mm、奥行50.0mm（容積
140.13cm³）の剛な容器の体積を、本発明に係る装
置で測定した結果が示されている。測定は10回行
われたが、その測定値の平均は140.28cm³で、ノギ
スで測定した値140.13cm³とほぼ等しく、10回の測
定値の変動係数も0.24％とかなり小さい。このよ
うに、本発明に係る装置は、土の現場密度の測定
に十分な精度を有している。第２表には本発明による測定法（本測定法と記
す。）と、地盤を成形しながらコアカツターを押
込んで測定する方法（コアカツター法と称する。）
の作業性の比較例が示されている。なお、このコ
アカツター法は、既存の測定法のうちで最も比較
に適していると考えられるものである。測定に要する時間、面積および測定者に要求さ
れる技能の点では、本測定法がはるかに有利であ
る。必要な人数の点では、本測定法が不利にみえ
るが、２人が必要な時間はきわめて短時間（約１
分間）に過ぎないので、それほど問題にはならな
いと考えられる。

【表】

【表】発明の効果本発明は、前記の如く構成したので、次の如き
効果を奏する。 (1) 測定に要する壁面の掘削面積が小さくてすむ
ので、壁面の安定性をそこなうことがない。 (2) 狭い坑内や足場の悪い場所でも使用できる。 (3) 壁面を余計に掘削する手間が省けると共に、
測定時間が短縮できる。 (4) 特別な技能を要せず、誰でも使用できる。 (5) 測定器は、ラバーバルーンとピストンシリン
ダーが分離されているので、いかなる場所でも
支障なく使用でき、測定器も小型化できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は測定器の全体側面図、第２図は同上背面
図、第３図および第４図はベースプレートの正面
図および側面図、第５図は試料受の斜視図、第６
図および第７図はエクステンシヨンカラーの平面
図および正面図、第８図は底板の平面図、第９図
ないし第１２図は測定順序の説明図であつて、第
９図は較正係数および体積指示目盛の初期値を求
める状態を示す縦断面図、第１０図、第１１図お
よび第１２図は鉛直な壁面における土の現場密度
の測手手順を示す説明図である。１……測定器、２……ベースプレート、２ａ…
…その円形孔、２ｂ……釘穴、２ｃ……係止ピ
ン、２ｄ……試料受フツク、３……試料受、４…
…エクステンシヨンカラー、５……底板、６……
ピストンシリンダー、６ａ……シリンダー、６ｂ
……ピストン、６ｅ……体積指示目盛、７……ラ
バーバルーン、７ａ……基部、７ｂ……膨縮部、
８……ナイロン製チユーブ、１０……試験孔。

Claims

【特許請求の範囲】１鉛直ないし急傾斜壁面の測定個所に円形孔を
有するベースプレートを密着固定して、このベー
スプレートの円形孔を通して壁面に試験孔を掘削
し、上記試験孔の体積をラバーバルーンを用いて
測定すると共に、測定された試験孔の体積および
試験孔を掘削して採取された土の質量からその土
の湿潤密度を、さらに上記採取された土の湿潤密
度および含水比からその土の乾燥密度を求めるこ
とを特徴とする土の現場密度測定方法。２試験孔の体積を測定するラバーバルーンとピ
ストンシリンダーとを可撓性チユーブで接続して
なる測定器と、試験孔と同径の円形孔を有し、か
つ鉛直ないし急傾斜壁面の測定個所に固定される
ベースプレートと、試験孔を掘削した土を採取す
るための上記ベースプレートに着脱自在の試料受
と、ラバーバルーンを加圧密着させて上記測定器
の較正係数または初期値を決定するエクステンシ
ヨンカラーおよび底板とで構成したことを特徴と
する土の現場密度測定装置。