JPH10122986A - 構造物の基礎地盤支持力測定装置及び測定方法 - Google Patents

構造物の基礎地盤支持力測定装置及び測定方法

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JPH10122986A
JPH10122986A JP8293138A JP29313896A JPH10122986A JP H10122986 A JPH10122986 A JP H10122986A JP 8293138 A JP8293138 A JP 8293138A JP 29313896 A JP29313896 A JP 29313896A JP H10122986 A JPH10122986 A JP H10122986A
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この出願発明は、一点で荷重と沈下量を測定
するだけで、高度な試験技術を利用しなくても、地盤支
持力の判断を正確に行えるとともに、試験費コストの低
減を図り、誰でも手軽に短時間でどのような現場におい
ても、支持力を求めて地盤を評価できる測定装置及び測
定方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 この出願発明は、一端に荷重受台(7)
を、他端に載荷板(5)を有する荷重軸(4)と、荷重
受台(7)を荷重する荷重器(2)と、荷重計とからな
る荷重載荷装置、及び基準変位測定器からなる基礎地盤
支持力測定装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 この出願発明は、土木、建
築分野の擁壁などの構造物の基礎地盤支持力を測定する
装置及びその方法に関するものであり、詳しくは荷重計
付ジャッキによる載荷重の測定及び、載荷重による沈下
量の測定を行う装置からなる基礎地盤支持力測定装置及
びそれらの装置を利用した基礎地盤支持力測定方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】 従来、基礎地盤支持力を把握する場合
には、地盤の平板載荷試験(地盤工学会基準JGS−1
521:地盤調査法p345)や各種サウディング試験
(標準貫入試験:JIS A1219、スウェーデン式
サウディング:JIS A1221など、地盤調査法第
6編p189〜参照)などにより、直接もしくは間接的
に求めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 従来用いられている
基礎地盤支持力の測定装置あるいは測定方法は、試験を
実施するには高度な専門技術が必要なため、一般の人が
簡単に行うことが困難であり、また、地盤の平板載荷試
験は、7〜8点測定しなければならず、非常に手間がか
かるという問題があった。
【0004】さらに、試験費が高額であり日数もかかる
ため、大規模で重要度の高い構造物のための測定におい
ては、調査費や工程の関係上実施が可能であるが、小規
模や重要度の低い構造物のための測定では実施されてい
ないのが現状である。
【0005】実施しない場合の地盤の支持力判断は、現
場代理人や監督者などが既存の資料や経験的判断に基づ
いて行われている。したがって、この判断において地盤
支持力を過大に評価すると支持力不足となり構造物が変
形したり倒壊するなどの事故の原因になる恐れも生ずる
という問題があった。
【0006】この出願発明は、従来の技術の有するこの
ような問題を解決するものであり、この出願発明の測定
装置あるいは測定方法によって一点で荷重と沈下量を測
定するだけで、高度な試験技術を利用しなくても、地盤
支持力の判断を正確に行えるとともに、試験費コストの
低減を図り、誰でも手軽に短時間でどのような現場にお
いても、支持力を求めて地盤を評価できる測定装置及び
測定方法を提供することを目的とする。
【0007】このような目的を達成するために、この出
願発明者は、試験方法の簡易化と支持力を算出するため
のデータ処理の簡素化を研究し、その結果、荷重(tf
/m2)と沈下量(mm)を計測して計算により支持力
を求めることができるように新しい装置と試験方法の開
発に成功した。
【0008】
【課題を解決するための手段】 この出願発明は、一端
に荷重受台(7)を、他端に載荷板(5)を有する荷重
軸(4)と、荷重受台(7)を荷重する荷重器(2)
と、荷重計とからなる荷重載荷装置、及び基準変位測定
器からなる基礎地盤支持力測定装置及び測定方法に関す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】 この出願発明の基礎地盤支持力
測定装置は、荷重載荷装置と基準変位測定器とから構成
されており、基準変位測定器は、目盛板(6)を付けた
荷重軸(4)と目盛板(6)に沿って上下移動できる置
針(1)と、基準変位保持装置からなることが好まし
い。
【0010】荷重載荷装置は、一端に荷重受台(7)
を、他端に載荷板(5)を有する荷重軸(4)と、荷重
受台(7)を荷重する荷重器(2)からなることが好ま
しい。荷重受台(7)及び載荷板(5)は、安定性があ
ればよいが、円板状であることがとくに好ましい。
【0011】荷重載荷装置は、荷重を行いその荷重量を
測定できるものであればよいが、荷重計付ジャッキであ
ることが操作の上からとくに好ましい。
【0012】置針は、安定して基準の変位量を測定でき
るものであればよいが、荷重軸(4)に沿って上下移動
できる中空円板状の内部に固定するためのネジ(1
0)、バネ(11)、ボールベアリング(12)からな
ることが正確に変位量を測定する上でとくに好ましい。
【0013】基準変位保持装置は、安定して基準の変位
量を測定できるものであればよいが、置針(1)を自由
移動させるための梁受台(8A、8B)と基準梁(3
A、3B)で構成されていることが好ましい。
【0014】基準梁は、置針を正確に保持することを考
慮すると、2本の梁であることが好ましく、また、コス
トその他の面からもとくに好ましい。
【0015】荷重載荷装置は、荷重量を測定できるもの
であればよいが、荷重計付ジャッキを用いることにより
バックホウやトラックからの荷重測定を行うこができる
のでとくに好ましい。
【0016】基準変位測定器(13)は、荷重受台
(7)と荷重軸(4)、置針(1)、目盛板(6)、載
荷板(5)及び基準梁(3A、3B)、梁受台(8A、
8B)から構成されていることが取り扱いあるいはコス
トの面からとくに好ましく、この測定器により荷重に伴
う地盤の沈下量の測定を行うことができる。
【0017】ところで、従来の地盤の平板載荷試験の方
法は、荷重を7〜8段階に分け各荷重段階においての沈
下量を求めて、荷重と沈下量との関係を図に表して地盤
の破壊状況から地盤支持力を求めている。
【0018】したがって、この試験を色々な地盤におい
て数多く実施したところ、同じ荷重でも大きな支持力を
有する地盤においては沈下量が少なく、小さい支持力を
有する地盤においては大きな沈下量となる傾向が見受け
られる。そこで、ある沈下量を得た時の載荷重の大きさ
と、その時の地盤支持力との関係を求めたところ、明確
な相関があることが明らかになった。図5は地盤の平板
載荷試験による各沈下時における載荷重と地盤支持力の
関係を示すものである。各沈下時における載荷重と支持
力との関係を表にまとめたものが表1である。
【0019】
【表1】 沈下量と荷重の関係式一覧表 沈下量 関係式 寄与率R2 相関係数r 2mm沈下時 y=0.09・x 0.864 0.930 4 〃 y=0.51・x 0.939 0.969 6 〃 y=0.38・x 0.954 0.977 8 〃 y=0.38・x 0.970 0.985 10 〃 y=0.31・x 0.985 0.992 y:支持力 x:荷重
【0020】この関係式の傾きを、支持力係数Nとし
て、沈下量との関係を求めたものが図6である。この結
果、相関係数=0.99と極めて相関の高い式1が得ら
れた。
【0021】
【式1】 支持力係数(N)=1.34×(沈下量)-0.67
【0022】したがって、地盤支持力(tf/m2)は
荷重(tf/m2)と沈下量(mm)との関数として表
すことができる。
【0023】
【式2】支持力(tf/m2)=1.34×(沈下量)
-0.67×(荷重)
【0024】この結果、ある地盤上で任意の荷重(既
知)を載荷し、その時の沈下量を測定することにより、
式2により計算で支持力が求められる。
【0025】
【実施例】以下、この出願発明を具体的に図面によって
説明する。図1は、この出願発明装置の荷重をかけよう
とした状態での側面図、図2は、この出願発明装置の平
面図、図3は、置針の断面図、図4は、置針の平面図、
図5は、地盤の平板載荷試験による各沈下量における荷
重と支持力の関係(一部)を示す図、図6は、支持力係
数と沈下量の関係を示す図、図7は、この出願発明によ
る支持力と平板載荷試験の支持力との関係を示す図であ
る。
【0026】実施例図1〜4において、荷重器(荷重計
付ジャッキ)2は、既製品の秤量10tf、感量100
kgのオイルジャッキを用いた。沈下量測定部は、基準
梁3と置針1を除いて剛性を保つために鉄製とした。基
準梁3と置針1は荷重が作用しないので軽量とするため
にアルミを用い、剛性を保つために、基準梁3は、3c
m×2cm、長さ1.5mの中空箱型とし、置針1は、
13mmの厚さの中空円板で径10cmとした。
【0027】載荷板5、荷重軸4、荷重受台7は5〜6
tfの荷重がかかるため、載荷板5は、径30cm厚さ
2.5cm、荷重軸4は径5cm高さ20cm、荷重受
台7は、径15cm厚さ2cmとした。
【0028】置針1は、荷重軸4に沿って自由に上下移
動でき、しかも、止まった位置に留まっていられるよ
う、図3、4に示すようにネジ10、バネ11、ボール
ベアリング12を配置し、荷重軸4に3本の溝を設け、
この溝にベアリングが移動する構造とした。
【0029】梁受台8は、アルミ製箱形階段状として基
準梁3に合わせて溝が切られた構造とした。
【0030】この装置を使用し、以下のようにして沈下
量の測定方法を行う。無載荷状態での置針による目盛板
の数値を初期値として読み、荷重を載荷すると地盤に接
している載荷板が沈下する。荷重軸も同様に下がるが、
置針は基準梁、梁受台に支えられ、荷重軸の目盛板に沿
って上方に移動することになり、軸荷重を除去しても置
針は、ネジ、バネとボールベアリングによって荷重軸に
圧接されているので、その場に留まることになる。これ
により置針による目盛板の数値を読み、先の初期値を差
引くことにより地盤が載荷重により沈下した量を計測す
ることができる。
【0031】この置針方式を採用することにより、地盤
に荷重を載荷して沈下させた後、荷重を除去しても復元
(地盤の弾性変形)しないので、載荷重による真の沈下
量を測定することが可能となった。この出願発明の装置
により、現地の地盤で荷重と沈下量を測定し、その結果
から計算により支持力を算出した。さらに、同じ地盤上
で地盤の平板載荷試験(JGS−1521)を実施して
支持力を求め、先のこの出願発明のそれと比較したもの
が図7である。この結果、地盤の平板載荷試験結果の支
持力より平均で5%程度低く計測されているが、ほぼ同
等の結果を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】この出願発明により、従来とは異なり一
点を測定するだけで、基礎地盤支持力を測定することが
可能となり、低コストで短時間(約30分間)に測定す
ることができ、さらに特別の技術を必要とせずに誰でも
手軽に実施できるので、小規模な工事あるいは重要度の
低い工事においても、基礎地盤の支持力に見合った構造
物を構築することができ、支持力不足による擁壁の事故
を防ぐことができる。また、置針は、荷重除去後も真の
沈下量を保持しているので、荷重載荷中に覗き込む必要
がなく便利でなおかつ安全である。さらに、基準変位保
持装置は基準梁に必要以上の力がかからず、変形するこ
となく置針の上下移動を助けることができるので、更に
正確に基準変位量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この出願発明装置の荷重をかけようとした状
態での側面図
【図2】 この出願発明装置の平面図
【図3】 置針の断面図
【図4】 置針の平面図
【図5】 地盤の平板載荷試験による各沈下量における
荷重と支持力の関係を示す図
【図6】 支持力係数と沈下量の関係を示す図
【図7】 この出願発明による支持力と平板載荷試験の
支持力との関係を示す図
【符号の説明】
1 置針 2 荷重器 3A 基準梁 3B 基準梁 4 荷重軸 5 載荷板 6 目盛板 7 荷重受台 8A 梁受台 8B 梁受台 9 球座 10 ネジ 11 バネ 12 ボールベアリング 13 基礎地盤支持力測定装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に荷重受台(7)を、他端に載荷板
    (5)を有する荷重軸(4)と、荷重受台(7)を荷重
    する荷重器(2)と、荷重計とからなる荷重載荷装置、
    及び基準変位測定器からなることを特徴とする基礎地盤
    支持力測定装置(13)。
  2. 【請求項2】 基準変位測定器が、目盛板(6)を付け
    た荷重軸(4)と目盛板(6)に沿って上下移動できる
    置針(1)と、基準変位保持装置からなることを特徴と
    する請求項1に記載の基礎地盤支持力測定装置(1
    3)。
  3. 【請求項3】 荷重受台(7)及び載荷板(5)が円板
    状であることを特徴とする請求項1または2に記載の基
    礎地盤支持力測定装置(13)。
  4. 【請求項4】 荷重器(2)が荷重計付ジャッキである
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基礎
    地盤支持力測定装置(13)。
  5. 【請求項5】 置針が、荷重軸(4)に沿って上下移動
    できる中空円板状の内部に固定するためのネジ(1
    0)、バネ(11)、ボールベアリング(12)からな
    ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基
    礎地盤支持力測定装置(13)。
  6. 【請求項6】 基準変位保持装置が、置針(1)を自由
    移動させるための梁受台(8A、8B)と基準梁(3
    A、3B)からなることを特徴とする請求項1〜5のい
    ずれかに記載の基礎地盤支持力測定装置(13)。
  7. 【請求項7】 荷重及びその荷重による基準変位を、一
    点を測定することにより基礎地盤支持力を測定する方
    法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜6に記載の基礎地盤支持力測
    定装置(13)を使用することを特徴とする請求項7に
    記載の基礎地盤支持力の測定方法。
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