JPS62202129A - 杭の載荷試験方法及びその装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、杭の載荷試験を行うための方法及びその装置
に関する発明である。

［背景技術］ 地上構造物を支える基礎杭の支持力性能は、構造物の相
築前に実際地盤に試験杭を打設し、これに実載荷方式、
反力杭方式等に上り載荷試験を行い、支持力を調査する
のが通常であるが、いずれの方式によっても多大の費用
、期日を要するという問題があった。第１２図には従来
における反力杭方式による載荷試験方法を示している。

第１２図において５０は試験杭、５１は反力杭、５２は
反力梁、反力桁よりなる反力装置、５３は油圧ジヤツキ
のような加力装置であって、加力装置５３を作動させて
試験杭５０を下方に押し込み、不動梁５５に取り付けた
ダイヤルゲージ等の沈下量測定装置５４により試験杭５
０の沈下量を測定することで載荷試験を行っていた。し
かして、この従来の反力杭による載荷試験方式において
は、特に試験杭が大口径杭、長尺杭である場合、また杭
先端の地盤が硬い地盤である場合等、杭支持力が太き（
なり、したがって杭に載荷する試験荷重も太きくなり、
この結果、 ■、試験荷重に見合う多くの反力杭を要する。

■０反力杭の打設施工にかなりの工期、工費を要する。

■、試験杭、反力軌間に架構する載荷果等反力装置が大
ががりとなり、費用を要する。

■、杭の支持力性能（載荷試験結果）を得るまでに、か
なりの日数を要し、本施工着工に影響を与える。

■、杭頭部より加力する上記載荷試験結果では、杭の支
持性能のうち杭の周面支持力と杭の先端支持力の分担が
正確に知り得ない（載荷試験の結果、杭の支持力が不足
する場合対策にこまる）。

等の諸欠点があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて発明したものであって、そ
の目的とするところは、大ががりな反力装置や、大終な
実物荷重が必要でな（、試験工期を短縮させ、さらに杭
支持力性能を杭先端支持力、杭周面支持力と各々別個に
知り得ることができ、杭の経済的な設計がです、試験結
果により支持力が不足する場合対処しやすく、さらに場
所打ち杭の載荷試験もできる杭の載荷試験方法及びその
装置を提供するにある。

［発明の開示］ 本発明の杭の載荷試験方式及びその装置は、外管１内に
下部が外管１から下方に突出するように内管２を移動可
動に入れて構成した載荷管３を地盤４中に挿入し、載荷
装置５により外管１に上方への押し上げ力をかけると同
時に該押し上げ力の反力を内管２に押し下げ力としてか
け、外管１の上方への押し上げ移動量及び内管２の地盤
４中への押し込み移動量を調べることを特徴とする杭の
載荷試験方法を第１番目の発明とし、併せて地盤４に形
成した掘孔９に外￥！１内に下部が外管１から下方に突
出するように内管２を移動可動に入れ且つ外管１の下部
に大径部６を設けて構成した載荷管３を挿入し、外管１
の大径部６の上方において外管１の外周部の掘孔９内空
隙にコンクリート７を打設し、コンクリート７硬化後に
載荷装置５により外管１に上方への押し上げ力をかける
と同時に該押し上げ力の反力を内管２に押し下げ力とし
でかけ、外管１の上方への押し上げ移動量及び内管２の
地盤４中への押し込み移動量を調べることを特徴とする
杭の載荷試験方法を第２番目の発明とし、併せて外管１
内に移動可能に内管２を挿入し、この内管２の下部を外
管１と同径として大径下部８を構成し、この大径下部８
を外管１の下端部から下方に突出させ、外管１に上方へ
の押し上げ力をかけると同時に該押し上げ力の反力を内
管２に押し下げ力としてかけるための載荷装置５を設け
て成ることを特徴とする杭の載荷試験装置を第３番目の
発明とし、併せて外管１内に移動可能に内管２を挿入し
、外管１の下部を大径部６とし、内管２の下部を外管１
の下部の大径部６と略同径として大径下部８を構成し、
この大径下部８を外管１の下端部から下方に突出させ、
外管１に上方への押し上げ力をかけると同時に該押し上
げ力の反力を内管２に押し下げ力としてかけるための載
荷装置５を設けて成ることを特徴とする特許載荷試験装
置を第４番目の発明とするものである。

すなわち本発明の第１番目の発明乃至第４番目の発明に
あっては、いずれも外管１内に下部が外管１から下方に
突出するように内管２を移動可動に入れて構成した載荷
管３を用い、載荷装置５により外管１に上方への押し上
げ力をかけると同時に該押し上げ力の反力を内管２に押
し下げ力としてかけるようにしたものであるから、装置
の構成が簡単になって、試験工期の短縮をはかることが
でき、しかも内管２の押し込み移動量及び外管１の押し
上げ移動量を調べることで、杭の先端支持力と杭の周面
支持力とを別個に知ることができるようになったもので
ある。これに加えて、第２番目の発明にあっては、外管
１の大径部６の上方において外管１の外周部の掘孔９内
空隙にコンクリート７を打設し、コンクリート７硬化後
に載荷装置５により外管１に上方への押し上げ力をかけ
ると同時に該押し上げ力の反力を内管２に押し下げ力と
してかけるので、場所打ち杭の載荷試験ができるよう１
こなったものであり、さらに、第３番目の発明にあって
は、内管２の下部を外管１と同径として大径下部８を構
成し、この大径下部８を外管１の下端部から下方に突出
させたので、既製杭の載荷試験ができる簡単な構成のＶ
Ｃ置を提供できたものであり、さらにまた、第４番目の
発明にあっては、外管１の下部を大径部６とし、内Ｉｒ
！２の下部を外管１の下部の大径部６と略同径として大
径下部８を構成し、この大径下部８を外管１の下端部か
ら下方に突出させたので、場所打ち杭の載荷試験ができ
る簡単な構成の装置を提供できたものである。

以下第１番目の発明及Ｃ／第３番目の発明を第１図乃至
第５図の図面に基づいて説明する。外管１内に内管２を
挿入して載荷管３が構成しである。

ここで内管２は脱着自在な内管仮保持装置１０により保
持してあり、図面の実施例では外管１に保持部１１を設
けるとともに内管２に被保持部１２を設けて内管保持装
置１０が構成してあり、保持部１１と被保持部１２とを
ボルト１３等により着脱自在に取り付けである。これは
載荷管３を杭打ちする際に内管２の先端部が抜は出すの
を防止するために内管２を外管１に仮保°持するのであ
る。

そして載荷管３を地盤４に挿入した後に載荷試験をする
際にはボルト１３等を外して内管２を外管１に対して移
動自在な状態とするものである。内管２は図面の実施例
では上部体２ａと下部体２ｂとに分割してあり、上部体
２ａの下端部と下部体２ｂの上端部は継手１４を介して
シアーピン１５により接続しである。外管１の下部内周
面には周方向に複数個の補強リプ１６が突設してあり、
さらに補強リプ１６の下部において環状体１７が突設し
である。下部体２ｂの下部には連結用補強リプ部１８、
連結用環状部１９を介して大径下部８が固定しである。

この大径下部８は外管１の径と同径となっている。大径
下部８の上端部または外管１の下端部にはスライド用の
〃イドリング２０の端部が固着してあり、大径下部８ま
たは外管１のうちスライド用のがイドリング２０を固定
していない方の端部がスライド用ガイドリング２０に重
複して移動するようになっている。外管１の上端部には
載荷装ｆｉ５が溶接やボルトなどの取り付は手段により
取り付けられる。この載荷装置５には油圧ジヤツキ２１
が設けてあって、油圧ジヤツキ２１により外管１に上方
への押し上げ力をかけ、同時に該押し上げ力の反力が内
管２にかかるようにしである。内管保持装置１０で内管
２を外管１に保持した状態では外管１の下端面部２２が
内管２の大径下部８の上端面部２３に当接し、また環状
体１７が内管２の段部２４に当接していて、外管１に内
管２を挿入して構成した載荷管３を地盤４に打撃力によ
り圧入するにあたり、打撃力を外管１から大径下部８に
伝達するようになっている。

内管２の連結用環状部１９と外管１の環状体１７との間
には空所２５が設けてあり、この空所２５に開口するよ
うに注入パイプ２６が取咲付けである。注入パイプ２６
は外管１と内管２との間の空隙に配置してもよく、ある
いは内Ｗ２の内側に配置してもよい６本発明においては
外管１の上方への押し上げ移動量を調べる装置及び内管
２の地盤４中への押し込み移動量を調べる装置が取り付
けられる。この装置としでは例えば地上に不動梁２７を
形成し、外管１の押し上げ量測定用のダイヤルケージの
ような変位計２８を不動梁２７に取り付け、ダイヤルケ
ージの測定子２９を外管１に突設した当て部３０に当て
、外管１の押し上げ量を測定するようになっている。ま
た図面の実施例では内管２に先端沈下計測ロッド３１が
設けてあり、この先端沈下計測ロッド３１の下端は内管
２の下部に固着しである。また先端沈下計測ロッド３１
はカバー６０内に入れてあり、土砂等により先端沈下計
測ロッド３１が影響されないようにしである。この先端
沈下計測ロッド３１からは側方に突出体３２が突設して
あり、この突出体３２が外管１に設けた縦長孔３３を嵌
挿してあって、突出体３２の外管１から突出した部分に
内管２の押し込み量測定用のダイヤルケージのような変
位計３４の測定子３５を当て、内管２の先端部の沈下量
を測定するようになっている。添付図面においで符号の
４９は油圧ホースを示している。

しかして、上記のような装置を用いて杭の載荷試験をす
るにあたっては、まず、載荷装置５を外管１に取り付け
ない状態で、外筒１内に内＃Ｊ２を挿入して槽成した載
荷管３を地盤４内に挿入する（この場合載荷装置５を外
管１に取り付けないでおく）。載荷管３を地盤４内に挿
入するには、打撃力を加えて地盤４内に圧入する方法や
あるいは内ｖ２内にスクリューオー〃を入れて載荷管３
の先端の地盤４を掘削しながら無振動で載荷管３を地盤
４に挿入する方法が採用できる。載荷管３を地盤４の所
定の深さまで挿入したのち、内管保持装置１０による外
管１への内管２の保持を解除し、さらに外管１の上部に
載荷装置５を爆接やボルトなどの取り付は手段により取
り付け、載荷装置５により外管１に上方への押し上げ力
をかけると同時に該押し上げ力の反力を内管２に押し下
げ力としてかけるものである。すると外管１は上方に押
し上げられ、内管２は下方へ押し下げられて内管２の先
端が沈下する。そして変位計２８．３５により外管１の
上方への移動量及び内管２の先端部の下方への移動量を
それぞれ別個に計測するものである。ここで、外管１の
上方への移動量を測定することで杭周面支持力が判り、
一方内管２の先端部の下方への移動量（すなわち内管２
下部の沈下量）を測定することで、杭先端支持力が判る
こととなる。

上記のようにして杭載荷試験をすると外管１の下端面部
２２と内管２の大径下部８の上端面部２３との開は離れ
ていくが、施工後にこのギャップ部分に注入パイプ２６
からモルタル等の固化物を注入すると載荷試験の終わっ
た後の載荷管３を本杭として利用できる。上記のように
モルタル等の固化物を充填するのに変えて、外Ｗ１を下
方に圧入して外管１の下端面部２２を大径下部８の上端
面部２３に当接するようにして本杭としてもよい。

このとき環状体１７も内管２の段部２４に当接する。こ
の場合には注入パイプ２６は必ずしも必要ではない。上
記第１図の図面に示す実施例においては、大径下部８の
下端は開口させているが、大径ｒ部８の下端を蓋でｖ１
１塞する場合もある。載荷試験終了後には載荷装置５は
外管１から取り外して、最使用すものである。また載荷
試験終了後には内管２の上部体２ａを上に引っ張ると、
上部体２ａと下部体２ちとを接続しているシアーピン１
５が切断し、上部体２ａのみ回収できるものである。

ここで、上記実施例では上部体２ａと下部体２ｂとをシ
アーピン１５で接続した例を示したが、第５図のように
上部体２ａの下端部乃至下部体２ｂの上端部のいずれか
に嵌合部３６を設けるとともに他方に被嵌合部３７を設
け、嵌合部３６に連結ピン３８を設けるとともに被嵌合
部３７にＬ状の連結ＷＩｔ３９を設けて連結ピン３８を
連結溝３９に回転により着脱するように連結し、上部体
２ａを回転することで、上部体２ａのみを引き上げるこ
とがでさるようにしてもよい。また上記以外の連結手段
により上部体２ａと下部体２ｂとを着脱自在に連結して
もよい。なお上方に引き上げて回収しない場合には内管
２を上部体２ａと下部体２ｂとに分割する必要はないも
のである。

次に、ｆＪｓ２Ｚ目の発明及び第４番目の発明について
第６図乃至第１０図基づいて説明する。外管１の下部に
は大径部６が設けてある。一方向管２の下部を外管１の
下部の大径部６と略同径として大径下部８が構成してあ
り、この大径下部８を外管１の下端部から下方に突出さ
せである。大径下部８の下端部は先端載荷板４０により
閉塞しである。大径部６のスライド部４１と大径下部８
のスライド部４２とはスライド自在に嵌め合わせであり
、このスライド部４１とスライド部４２との嵌め合わせ
部分にはパツキン４３が介在してあって、スライド部分
に土砂やセメント液等が侵入しないようにしている。大
径部６の上部のリング板４４及び先端載荷板４０の外周
部にはそれぞれパツキン材４５が設けてある。内管２に
はパイプ４６が配設してあり、パイプ４６の下端部は先
端載荷板４０の下面に開口している。またカバー６０内
に入れた先端沈下計測ロッド３１の下端は先端載荷板４
０に固着しである。しかして、ｆ！Ｓ６図に示す載荷管
３は、まず第１０図（ａ）に示すようにアースドリル、
ハンマーグラブ等の掘孔８！４７で載荷管３を挿入する
ための掘孔９を所定の位置まで掘孔する。ついで、第１
０図（ｂ）のように載荷管３を掘孔９の孔底まで沈設す
る。次に外管１の大径部６の上方において外管１の外周
部の掘孔９内空隙にトレミー管等でコンクリート７を打
設する。

この場合パツキン材４５によりコンクリート７、土砂等
が大径下部８側に侵入するのを防止している。次にコン
クリート７硬化後に外管１の上端部に載荷装置５を取り
付け、載荷装置５により外管１に上方への押し上げ力を
かけると同時に該押し上げ力の反力を内管２に押し下げ
力としてかけ、外管１の上方への押し上げ移動量及び内
管２の先端部の地盤４中への押し込み移動量を変位計２
８．３５とで調べるのである。しかしてこの方法によれ
ば、外管１の上方への移動量を測定することで場所打ち
コンクリート杭の杭周面支持力が判り、一方向管２の下
方への移動量（すなわち内管２下部の沈下量）を測定す
ることで、場所打ちコンクリート杭の杭先端支持力が判
ることとなる。ここで外管１の下部の大径ｇ６の上方の
空隙にコンクリート７が形成されるので、コンクリート
７と外管１との付着力及び大径部６を介してコンクリー
ト７に上向きの力がかかり、この結果場所打ち杭となる
コンクリート７の周面抵抗が計測できるのである。

ところで、第６図に示す載荷管３を掘孔９に挿入する際
、パツキン材４５が掘孔９の内壁に接するようにして挿
入するものであり、このためパイプ４６の先端の先端載
荷板４０の下面に開口した部分から掘孔時の泥水を外部
に排出しながら載荷管５を挿入していくものであり、挿
入後にはこのパイプ４６を利用してモルタルを圧送して
先端載荷板４０の下方の根固めをするようにしてもよい
。

また、上記本発明の方法において、場所打ち拡底杭の載
荷試験をする場合には、あらかじめ掘孔９の底を拡底し
てコンクリート７打ちをして拡底部４８を形成し、その
後に掘孔９に載荷管３を挿入し、外管１の大径部６の上
方において外管１の外周部の掘孔９内空隙にトレミー管
等でコンクリート７を打設し、コンクリート７硬化後に
外管１の上端部に載荷装置５を取り付け、載荷装置５に
より外管１に上方への押し上げ力をかけると同時に該押
し上げ力の反力を内管２に押し下げ力としてかけ、外管
１の上方への押し上げ移動量及び内管２の地盤４中への
押し込み移動量を変位計２８．３５とで調べるのである
（第１１図参照）。

なお、上記各場所打ち杭の場合も試験終了後に内管２の
上部体２ａのみを引き上げて回収するようにし、さらに
試験終了後、載荷Ｗ３を本杭として利用する場合、大径
部６のスライド部４１の下端部と大径下部８の下部の先
端載荷板４０とが離れて隙間ができるが、この隙間に注
入パイプ２６を利用してモルタル等の固化物を充填して
本杭とするのである。

なお、上記各場合打ち杭の試験をするに当たり、外管１
の大径部６の上方において外管１．の外周部の掘孔９内
空隙に鉄筋能を入れると共に該空隙にトレミー管等でコ
ンクリート７を打設し、コンクリート７硬化後に載荷装
置５により外管１に上方への押し上げ力をかけると同時
に該押し上げ力の反力を内管２に押し下げ力としてかけ
て外管１及び内管２の下端部の移動量を測定するように
してもよいものである。この場合には鉄筋能を入れた場
所打ち杭の載荷試験ができることとなり、また試験終了
後には鉄筋能を入れた本杭とすることができるものであ
る。なお上記各実施例のように内管２を上部体２ａと下
部体２ｂとに分割しておくと、地盤４等の条件により種
々のタイプの下部体２ｂを選択できるものである。

［発明の効果］ 本発明にあっては、叙述のように本発明のｗ＆１番目の
発明乃至第４番目の発明にあっては、いずれも外管内に
下部が外管から下方に突出するように内管を移動可動に
入れて構成した載荷管を用い、載荷装置により外管に上
方への押し上げ力をかけると同時に該押し上げ力の反力
を内管に押し下げ力としてかけるようにしたものである
から、従来の反力杭方式におけ志ような反力杭、大掛か
りな反力装置、反力梁を要することなく、また従来の実
戦背方式に比べても大きな実物荷重を必要としないもの
であって、装置の構成が簡単になって、試験工期の短縮
をはかることができ、試験杭打設後上り載荷試験結果を
得るまでの期日を大巾に短縮でき、上部構造物の構築等
施工が早く工費の節減となるものである。しかも内管の
押し込み移動量及び外管の押し上げ移！ｌ１ｌＪ量を調
べることで、杭の先端支持力と杭の周面支持力とを別個
に知ることができ、杭の経済的な設計ができ、試験結果
によって支持力が不足する場合に対処しやすいものであ
る。これに加えて、ｔｔ％２番目の発明にあっては、外
管の大径部の上方において外管の外周部の掘孔内空隙に
コンクリートを打設し、コンクリート硬化後に載荷装置
により外管に上方への押し上げ力をかけると同時に該押
し上げ力の反力を内管に押し下げ力としてかけるので、
場所打ち杭の載荷試験ができるようになったものであり
、さらに、第３番目の発明にあっては、内管の下部を外
管と同径として大径下部を構成し、この大径下部を外管
の下端部から下方に突出させたので、既製杭の載荷試験
ができる簡単な構成の装置を提供できたものであり、さ
らにまた、第４番目の発明にあっては、外管の下部を大
径部とし、内管の下部を外管の下部の大径部と略同径と
して大径下部を構成し、この大径下部を外管の下端部か
ら下方に突出させたので、場所打ち杭の載荷試験ができ
る簡単な構成の装置とすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の断面図、第２図は第
１図Ｃ−Ｃ線の断面図、第３図は第１図Ｃ−Ｃ線の断面
図、第４図は第１図Ｃ−Ｃ線の断面図、第５図は上部体
と下部体との接続を示す他の実施例の正面図、第６図は
本発明の他の装置の断面図、第７図は第６図Ｄ−Ｄ線の
断面図、第８図は第６図Ｅ−Ｅ線の断面図、第９図は第
６図Ｆ−Ｆ線の断面図、第１０図（ａ）（ｂ）（ｃ）は
同上の載荷管の地盤への挿入順序を示す説明図、第１１
図は場所打ち拡底杭の場合の実施例の断面図、第１２図
は従来例の断面図であって、１は外管、２は内管、３は
載荷管、４は地盤、５は載荷装置、６は大径部、７はコ
ンクリート、８は大径下部、９は掘孔である。 第７図 第９図 第１０図 （ａ） 第１０図 （ｂ） 第１０図 （Ｃ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外管内に下部が外管から下方に突出するように内
   管を移動可動に入れて構成した載荷管を地盤中に挿入し
   、載荷装置により外管に上方への押し上げ力をかけると
   同時に該押し上げ力の反力を内管に押し下げ力としてか
   け、外管の上方への押し上げ移動量及び内管の地盤中へ
   の押し込み移動量を調べることを特徴とする杭の載荷試
   験方法。
2. （２）地盤に形成した掘孔に外管内に下部が外管から下
   方に突出するように内管を移動可動に入れ且つ外管の下
   部に大径部を設けて構成した載荷管を挿入し、外管の大
   径部の上方において外管の外周部の掘孔内空隙にコンク
   リートを打設し、コンクリート硬化後に載荷装置により
   外管に上方への押し上げ力をかけると同時に該押し上げ
   力の反力を内管に押し下げ力としてかけ、外管の上方へ
   の押し上げ移動量及び内管の地盤中への押し込み移動量
   を調べることを特徴とする杭の載荷試験方法。
3. （３）外管内に移動可能に内管を挿入し、この内管の下
   部を外管と同径として大径下部を構成し、この大径下部
   を外管の下端部から下方に突出させ、外管に上方への押
   し上げ力をかけると同時に該押し上げ力の反力を内管に
   押し下げ力としてかけるための載荷装置を設けて成るこ
   とを特徴とする杭の載荷試験装置。
4. （４）外管内に移動可能に内管を挿入し、外管の下部を
   大径部とし、内管の下部を外管の下部の大径部と略同径
   として大径下部を構成し、この大径下部を外管の下端部
   から下方に突出させ、外管に上方への押し上げ力をかけ
   ると同時に該押し上げ力の反力を内管に押し下げ力とし
   てかけるための載荷装置を設けて成ることを特徴とする
   杭の載荷試験装置。