JPH09196838A - 軟地盤用簡易強度判定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軟地盤の現場においても、軟地盤の強度の相違
を的確にかつ簡易に測定できる方法及び装置を提供す
る。 【構成】一定高さの位置から地表面にウエイトを落下さ
せて地盤の強度を測る測定法において、ウエイト支持体
に一定の高さで係止した、錐体より成るウエイトを落下
させて、当該ウエイトの錐体の先端部分が地盤に貫入し
た深さを測り、その得られた測定値を予め作成した当該
ウエイトの貫入深さの値と一軸圧縮強度との関係を表す
表又はグラフから当該地盤の強度を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軟地盤の強度を
判定する方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来管路工事等、道路の地表面を掘削し
て穴を掘り、この穴に管路等を埋設して埋め戻す工事に
おいては、一晩で約１０ｍほど掘って、配管し、埋め戻
し、仮舗装するいわゆる即日埋設が行われている。この
即日埋設では埋め戻しに用いる土は掘り起こした残土で
は強度が足らず、残土をそのまま埋め戻すことはできな
い。従ってこれらの掘りだした残土は、残土処理場に運
んで廃棄する等の処理を行っている。

【０００３】しかしながら最近首都圏における残土処理
場の減少とも相俟って、処理場の遠隔化はもとより処理
場を見つけることすら難しい状態と成ってきている。ま
た現在掘削部への埋め戻し用材料として使用されている
山砂、川砂などの採取に伴う自然破壊も大きな社会問題
としてクローズアップされてきている。また一方管路の
輻輳した部分では管まわりの間隙に土が入りにくく、締
め固めが難しいことから施工不良が道路の陥没等の原因
となるという問題も抱えている。またこれは従来の埋め
戻し材による施工方法に品質的な限界があることを示し
ており、道路陥没を起こさない埋め戻し工法の確立が望
まれている。そこで上記掘削残土に水、固化材等を加え
てスラリー化して埋め戻す、締め固め不要のスラリー状
埋め戻し材が開発されている。

【０００４】このスラリー状埋め戻し材は上記の工事に
おいて埋め戻した際すぐに固めなければならないが、そ
の際には埋め戻した地盤に一定基準の強度があるか否か
確認する必要がある。しかし従来の一軸強度試験装置で
は、工事現場に持ち込むことはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで工事現場に持ち
込むことができる簡易でかつ迅速に測定できるものが要
求されている。簡易な強度測定方法としては、地表面か
ら一定距離上方の位置から球体を落し、球体が減り込ん
でできた穴の直径（Ｄ値）を計る球体落下法がある。こ
れは簡易なものであるが軟地盤の場合、図１６のグラフ
に示す如く要求している軟地盤の強度のレベルでは強度
が変化しても球体の穴の直径の大きさがあまり変わら
ず、これでは精度の点で問題があり軟地盤では不向きで
ある。図１６の球体落下法は、球体重量４．０７ｋｇ
ｆ、球体の直径を９．０４ｃｍとし、球体を落下させる
落下高さを６０ｃｍとしたものである。

【０００６】そこでこの発明では上記の様な軟地盤の現
場においても、軟地盤の強度の相違も的確にかつ簡易に
測定できる方法及び装置を提供することを目的としたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１項の発明は、一
定高さの位置から地表面にウエイトを落下させて地盤の
強度を測る測定法において、ウエイト支持体に一定の高
さで係止した、錐体より成るウエイトを落下させて、当
該ウエイトの錐体の先端部分が地盤に貫入した深さを測
り、その得られた測定値を予め作成した当該ウエイトの
貫入深さの値と一軸圧縮強度との関係を表す表又はグラ
フから当該地盤の強度を判定する、軟地盤用簡易強度判
定方法とした。ここで錐体とは、円錐体や角錐体の形状
を言う。

【０００８】また請求項２項の発明は、脚部を有するウ
エイト支持体を設け、このウエイト支持体の上部には一
定高さでウエイトを係止するウエイト係止部を設け、上
記ウエイトを錐体から成る構成とした、軟地盤用簡易強
度判定装置とした。

【発明の実施の形態】

【０００９】次にこの発明の実施の形態例を図について
説明する。図１及び図２はこの発明の方法に使用する装
置の第１の実施の形態例を示すもので、「自由落下方
式」と呼ばれる。図１はスラリー埋め戻し材によって埋
め戻された地表面にこの発明の落下装置を設置したもの
で、装置上部に設けた、円錐型ウエイト１を係止するウ
エイト係止部２は、円盤状の天板２ａの上面に水準器２
ｂを設け、天板２ａの下面には円錐型ウエイト１を実際
に係止するマグネット部２ｃを設けており、上記天板２
ａを支持する２本の第１支柱２ｄより構成されている。

【００１０】さらにこの第１支柱２ｄは落下装置の上部
に設けた第１支持リング３及び中部に設けた第２支持リ
ング４を貫通してさらに下方に伸びている。また第１支
持リング３の下面の他の３箇所からは第２支持リング４
及び装置本体の下部に設けた第３支持リング５を貫通し
て地表面に設けられた底板リング６に到達する、３本の
第２支柱７が設けられている。これらの３本の第２支柱
７の間を円錐型ウエイト１が落下するようになってい
る。

【００１１】第３リング５の下方の３本の第２支柱７の
夫々の一側には円錐型ウエイト１が落下した際、この円
錐型ウエイト１の円錐部１ａが土中に貫入した深さを即
時に測定できる目盛７ａが記入されている。さらに第３
支持リング５の下面の他の３箇所にはこの落下装置の高
さを調整できる脚部８が３個設けられており、当該脚部
８の地面に接する夫々の先端部には円盤状で下面には突
起を有する脚部プレート８ａが設けられており、軟地盤
に食い込んで装置本体を支持するようになっている。

【００１２】次に上記円錐型ウエイト１は図３乃至図７
に示す如く、円錐部１ａと円柱部１ｂから成り、円柱部
１ｂは当該円柱部１ｂより一回り小さい円柱状の凹部１
ｃを有しており、この凹部１ｃの開口部にはウエイト蓋
１ｄが嵌入される。このウエイト蓋１ｄは円盤状をなし
その下面からネジ棒１ｅが垂下し、凹部１ｃの底面中央
部に穿ったネジ孔１ｆに螺着されている。

【００１３】円錐型ウエイト１にウエイト蓋１ｄを被せ
ても、円錐型ウエイト１の凹部１ｃの内部は空洞と成っ
ており、円錐型ウエイト１の重量が落下する地表面に対
して軽量過ぎる場合に、当該凹部１ｃ箇所に円柱状の補
助ウエイト１ｇを納めて円錐型ウエイト１を加重できる
ようになっている。

【００１４】次にこの装置を使ってこの発明の軟地盤用
簡易強度判定方法を説明する。まず図１に示す如く落下
高さ６０ｃｍのウエイト係止部２にマグネットにより約
２ｋｇの円錐型ウエイト１を係止する。また円錐部１ａ
の角度は６０度と成っている。そしてマグネット部２ｃ
のスイッチを押すとマグネットの係止が解除され円錐型
ウエイト１は落下する。円錐型ウエイト１はウエイト係
止部２から３本の第２支柱７の間を通過して地表面の底
板リング６のリング枠内の地表面に当該円錐型ウエイト
１の円錐部１ａの先端を貫入させて着地する。

【００１５】実際の強度の判定は、図１に示すように円
錐型ウエイト１の円錐部１ａの先端が地中に貫入した深
さをガイド部７に記した目盛７ａから読み取り、そこか
ら得られた測定値を図１６に表された数値にあてはめて
そこから導かれる一軸圧縮強度（ｋｇｆ/ｃｍ²）により
当該軟地盤の強度が判定される。

【００１６】例えば、円錐型ウエイト１の貫入量が５ｃ
ｍであったなら、この地盤の一軸圧縮強度は約０．５５
（ｋｇｆ/ｃｍ²）となる。また円錐型ウエイト１の貫入
量が３ｃｍであったなら、この地盤の一軸圧縮強度は約
１．３（ｋｇｆ/ｃｍ²）となる。このような方法で即時
に地盤の一軸圧縮強度が求められるものである。

【００１７】この図１６において示されている円錐体落
下法における数値については、予め横軸の一軸圧縮強度
の各目盛又は適宜の間隔の目盛に相当する擬似地盤をつ
くり、これに夫々上記円錐型ウエイト１を落下させて各
擬似地盤での落下深さを測っておき、一軸圧縮強度と落
下深さの関係をグラフ化する。これらの各擬似地盤は掘
削残土、水、固化材の配合を変えて作成し、その一部を
テストピースとして、一軸圧縮強度試験器にかけて各擬
似地盤の一軸圧縮強度を測定する。図１６の円錐体落下
法のグラフ図はこれらの数値を基にして作成されたもの
である。

【００１８】図８乃至図１１はこの発明の方法に使用す
る装置の第２の実施の形態例を示すもので、「ハンドル
引き上げ落下方式」と呼ばれる。第１実施の形態例のも
のとはウエイト及び落下装置において異なり、第２実施
の形態例では円錐型ウエイト９の上部にＴ字型のハンド
ル１０が一体に接続されており、このハンドル１０の幹
部１０ａは落下装置の最上部に設けたウエイト係止部１
１の真中に設けた孔を貫通しており、円錐型ウエイト９
はこの貫通孔を通じて上下に移動自在となっている。つ
まりハンドル１０を最上部まで引き上げた際には、円錐
型ウエイト９はウエイト係止部１１に係止され、それよ
り上方には移動できなくなっている。また上記貫通孔の
上面側近くには水準器１１ａを設けている。上記ウエイ
ト係止部１１ａの縁端部から３本の脚部１２が地面に向
かって伸びており、この脚部１２は中間部よりやや下の
位置で支持リング１３により支持されこの支持リング１
３の下辺りから地面に近ずくに従って外側に広がってお
り、脚部１２が地面と接する先端には円盤状の脚部プレ
ート１２ａが設けてある。上記ウエイト係止部１１の下
面の端縁部の対向する２箇所から柱状でかつ相対向する
側面に溝１４ａを有するガイド杆１４が２本地面に向か
って伸びている。これらは上記円錐型ウエイト９の落下
をガイドするものである。。上記ハンドル１０の幹部１
０ａの一側には目盛１０ｂが記入されている。

【００１９】次に図１２乃至第１４により円錐型ウエイ
ト９を説明する。この円錐型ウエイト９も円錐部９ａと
円柱部９ｂから成るが、円柱部９ａの外周面の相対向す
る２箇所に突起９ｃを設けており、この２つの突起は上
記２本のガイド杆１４に設けた溝１４ａに夫々摺動自在
に嵌入されている。さらにこの円錐型ウエイト９の円柱
部９ｂ側は開口された凹部９ｄが設けられており、円錐
型ウエイト９が軽量すぎる場合、図１５の補助ウエイト
９ｅをその細径部からこの凹部９ｄに貫入し、円錐型ウ
エイト９及び補助ウエイト９ｅの夫々に設けたネジ穴９
ｆ、９ｆ’の位置を合わせてこのネジ穴９ｆ、９ｆ’に
ボルト９ｇを嵌め入れて螺着して固定し円錐型ウエイト
９を加重する。

【００２０】次にこの装置を使ってこの発明の軟地盤用
簡易強度判定方法を説明する。まず円錐型ウエイト９の
円錐部の角度は３０度であり、重量は１．５ｋｇであ
る。また円錐型ウエイト９をセットする方法であるが、
この第２実施の形態例においては、使用者自身によって
円錐型ウエイト９に接続されたハンドル１０を最上位に
まで引き上げることにより、図８に示すようにウエイト
係止部１１に地表面から６０ｃｍの高さに係止されるも
のである。そして落下させる時もただハンドル１０を最
上位に引き上げた位置で手を離せばよく、円錐型ウエイ
ト９はガイド杆１４の溝１４ａに沿って摺動しながら落
下する。

【００２１】また上記の通り円錐型ウエイト９のハンド
ル部１０に設けた目盛１０ｂは、当該円錐型ウエイト９
の円錐部９ａの最先端部が地面に接する時ウエイト係止
部１１に位置する目盛をゼロとして目盛がつけられてお
り、ウエイト係止部１１よりどの位下に移動したかで貫
入した深さを測かる。このように円錐型ウエイト９が地
表面に貫入した深さを当該目盛１０ｂで測定し、得られ
た測定値を第１実施の形態例と同様に円錐型ウエイト９
固有のグラフ図（図示省略）にあてはめれば、極めて簡
単に一軸圧縮強度が得られる。

【００２２】なお第１及び第２実施形態例においては夫
々円錐型ウエイトを用いたが、錐体であれば良く例えば
角錐体でも良い。

【００２３】

【発明の効果】請求項１項の発明の方法によれば、軟地
盤の強度が微妙に異なるものであっても落下させるウエ
イトの先端が錐体なので、貫入する深さが相応して顕著
に異なり、それらの強度を的確に測定できるものであ
る。それ故軟地盤に適したものである。また操作もただ
ウエイトを落下させて得られた測定値を予め作成したグ
ラフ又は表にあてはめるだけなので、何人でも適切な軟
地盤の強度が迅速かつ正確に判定できるものである。従
ってこの方法は工事現場での一軸圧縮強度測定に適する
ものである。

【００２４】請求項２項の発明による装置によると、軟
地盤の軟度が微妙に異なるものであっても落下させるウ
エイトの先端が錐体なので、貫入する深さが相応して顕
著に異なり、それらの強度を的確に測定できる装置であ
る。それ故軟地盤に適したものである。また装置自体が
ウエイト及びウエイト係止部と脚部とから成るウエイト
支持体から構成した簡易なものであるので工事現場にも
容易に搬入、設置でき、操作もただウエイトを落下させ
るだけなので何人でも測定できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態例の正面説明図で
ある。

【図２】この発明の第１の実施の形態例の平面説明図で
ある。

【図３】この発明の第１の実施の形態例の円錐型ウエイ
トの正面断面図である。

【図４】この発明の第１の実施の形態例の円錐型ウエイ
トの平面説明図である。

【図５】この発明の第１の実施の形態例の円錐型ウエイ
トのウエイト蓋を外した状態の正面断面図である。

【図６】この発明の第１の実施の形態例の円錐型ウエイ
トのウエイト蓋の正面説明図である。

【図７】この発明の第１の実施の形態例の補助ウエイト
の正面説明図である。

【図８】この発明の第２の実施の形態例のウエイトをつ
り上げた状態の正面説明図である。

【図９】この発明の第２の実施の形態例の平面図であ
る。

【図１０】この発明の第２の実施の形態例のウエイトを
つり上げた状態の側面図である。

【図１１】この発明の第２の実施の形態例の円錐型ウエ
イトをガイド杆から取り外した状態での側面図である。

【図１２】この発明の第２の実施の形態例の円錐型ウエ
イトの正面説明図である。

【図１３】この発明の第２の実施の形態例の円錐型ウエ
イトのＴ字型ハンドルを取り外した状態の平面図であ
る。

【図１４】この発明の第２の実施の形態例の円錐型ウエ
イトのハンドル部のみの正面説明図である。

【図１５】この発明の第２の実施の形態例の円錐型ウエ
イトに補助ウエイトを嵌合してボルトで固定した正面説
明図である。

【図１６】従来の球体落下法と円錐体落下法において、
夫々の測定値と一軸圧縮強度の値との関係を表すグラフ
図である。

【符号の説明】

１、９ 円錐型ウエイト ２、１１ ウ
エイト係止部 ８、１２ 脚部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 秀人 東京都港区芝浦４丁目８番33号 株式会社 関電工内 (72)発明者 田中 秀一 東京都港区芝浦４丁目８番33号 株式会社 関電工内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定高さの位置から地表面にウエイトを
   落下させて地盤の強度を測る測定法において、ウエイト
   支持体に一定の高さで係止した、錐体より成るウエイト
   を落下させて、当該ウエイトの錐体の先端部分が地盤に
   貫入した深さを測り、その得られた測定値を予め作成し
   た当該ウエイトの貫入深さの値と一軸圧縮強度との関係
   を表す表又はグラフから当該地盤の強度を判定すること
   を特徴とする、軟地盤用簡易強度判定方法。
2. 【請求項２】 脚部を有するウエイト支持体を設け、こ
   のウエイト支持体の上部には一定高さでウエイトを係止
   するウエイト係止部を設け、上記ウエイトを錐体から成
   る構成としたことを特徴とする、軟地盤用簡易強度判定
   装置。