JPS6358231A - 杭の鉛直載荷試験方法 - 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〕 この発明は鋼管杭、遠心力成形コンクリート抗等中空断
面を有する基礎杭の支持力を測定する杭の鉛直載荷試験
方法に関するものである。

Ｃ従来技術と発明の解決しようとする問題点〕基礎杭の
支持力を測定する試験方法としては第５図に示すように
試験杭ａの周辺に打設した反力抗すに連結された反力桁
Ｃと試験杭ａの頭部間に油圧ジヤツキｄを介在させて試
験杭ａを押込む方法や、第６図に示すように試験杭ａの
杭頭部に直接コンクリートブロックｅ、その他鋼片を乗
せて載荷する方法が実施されている。

しかしこれらは試験を行なうためのスペースを相当広く
必要とし、また装置も大損りなため試験費用が高いとい
う問題がある。

さらに杭の設計に必要な杭の先端支持力と周面摩擦力を
歪ゲージの貼付けなしに分離することは困難である。

この発明は前記従来の問題点を解消すべ（試験スペース
がきわめて小さく、また試験費用も少なく、しかも杭の
先端支持力と周面摩擦力を別々に確認しうる方法を開発
したものである。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は地盤の土中内に打込み等によって埋設された
鋼管杭のような杭の中空部に押圧杆を挿入し、杭の上部
にアンカーされた反力を行を設け、押圧杆の頂部と反力
桁との間にジヤツキを設け、このジヤツキを操作するこ
とにより、杭先端部の地盤または抗内土を反力として押
圧杆および反力桁を介して杭頭部に引抜力を作用させ、
前記ジヤツキによる荷重と杭および押圧杆の変位を測定
することにより杭の先端支持力と杭の周面摩擦力を測定
する抗の鉛直載荷試験方法である。以下その詳細を図面
に示す実施例に基づいて説明する。

〔実施例〕

第１図において地盤となる土中内に埋設された鋼管杭等
中空断面をなす既製の抗Ａの中空部に押圧杆１を挿入し
、押圧杆１の下端には荷重受は板２を設け、この抗Ａの
上部側壁に連結したアンカー棒３によってアンカーされ
た反力桁４を設け、押圧杆１の頂部と反力桁４との間に
ジヤツキ５を設ける。

抗Ａの上部側方にはダイヤルケージ等からなる変位計６
を設け、また押圧杆１の上部側方にも変位計７を設けて
おく。

なお杭Ａの先端部に浸入する土砂は抗Ａの先端部におい
て閉塞状態となるが浸入した土砂の上部の軟弱な部分を
除去するか、あるいは圧密してから測定する。また抗Ａ
の外周面摩擦力のみを測定したい場合は第３図に示すよ
うに抗Ａ内の土砂を底ざらえするか、あるいは第４図に
示すように抗Ａの先端に取り外し容易なキャップ状の荷
重受は板２を設ける。　または抗Ａの内にすべり層材を
塗布しておいて土砂が杭Ａの先端部において閉塞状態と
ならないようにしておく。

そこでジヤツキ５を操作することにより押圧杆１を押し
下げ、また反力桁４を介して抗Ａに引抜力を作用させ、
抗Ａの変位を変位計６により、また押圧杆ｌの変位を変
位計７により測定する。そしてそれぞれの荷重と変位の
関係より杭の先端における地盤の支持力と杭の外周面摩
擦力の両方を同時に確認できる。

〔作用効果〕

従来一般に実施されている鉛直載荷物試験方法では、開
端抗においては第７図（ａ）のように荷重Ｐ　Ｉ　、杭
の内周面摩擦力Ｑ、杭の外周面摩擦力Ｓ、および杭の先
端支持力Ｑｐの関係は、Ｐ＋　＝Ｑ＋　　＋Ｓ＋　＋Ｑ
ｐ　　・・・・・・　（１）であり、閉端杭においては
第７図（ｂ）のようにＰＩ　＝Ｓｌ　＋Ｑ、　　・・・
・・・　（２）であり、そのままでは杭の先端支持力と
内、外周面摩擦力を分離できない。

ところでこの発明の方法によると第２図（ａ）に示すよ
うに、抗に作用する荷重Ｐ２、杭の内周面）♀振力Ｑ２
および杭の外周面摩擦力Ｓ２の関係は、 Ｐｚ　　（上）　＝　Ｑ２　＋　Ｓ　ｚ　　・・・・・
・　（３）となる。杭は引き抜かれるのでＱｐ＝０とな
る。

また杭の内部に作用する力の関係は第２図（ｂ）に示す
ように、 Ｐｇ　　Ｃ下）　＝ＱＺ　＋Ｑ３　　・・・・・・　（
４）となる。この場合、Ｑ、は杭の先端における地盤の
支持力である。

第３図、第４図または抗Ａの内面にすべり層材を塗布し
ておいて土砂が抗Ａの先端部において閉塞状態とならな
いようにしておくと、Ｑ２＝Ｏとなり（３）式および（
４）式は Ｐｚ＝Ｓｚ　　・・・・・・　（５） Ｐｇ　＝Ｑ３　　・・・・・・　（６）となる。

載荷試験においてＰｚの値を増加していくと、Ｐｚが８
２の最大値に達すると抗は引き抜かれ、ＰｚがＱ３の最
大値に達すると押圧杆が地盤に貫入する。この試験方法
はＳ２またはＱ３のいずれかの最大値を確認することが
できる。、Ｓ２は第７図（ａ）、　（ｂ）のＳＩとベク
トルの向きは反対方向であるが、その値は等しいので、
この試験方法により杭の設計に必要な外周面摩擦力と先
端地盤の支持力のいずれかの最大値を求めることができ
、その時に他の一つは最大値に達していないことになる
。閉端抗の設計支持力は（２）式〇Ｐ１を安全率（Ｆ）
で除した値であり、ＰｔはＳｌまたはＱ３のいずれか小
さな方の最大値を確認できるから、Ｐ、に対してＰ２゛
はＦ≧２を保証することができる。

第７図（ａｌのように開端杭の場合には、杭の内部に土
が浸入するので、杭の内周面摩擦力Ｑ。

の形容を検討する必要がある。第２図（ａ）および（ｂ
）のように考えると、力の釣り合いは（３）式および（
４）式で表される。杭が引き抜かれる場合には、Ｐ２　
（上）　＝　Ｓ　ｚ　ｍａｘ　＋　Ｑｌ　ｍａｘ　＝−
（７１Ｐ２　（下）　＝　Ｑ、　ｗａｘ　＋　Ｑｚ　　
　−”・・（８）力の釣り合い条件から Ｐｚ（上＞＝ｐｚＣ下）゛ であり、（７）式と（８）式の差を求めるとＳ、　ｍａ
Ｘ　＝Ｑ３ となる。

押圧杆が地盤に貫入する場合には、 ｐ、（上）　＝Ｓｚ　＋Ｑｚ　ｍａｘ　　＝　　（９）
ｐ、（下）　＝　Ｑｚ　ｍａｘ　＋　Ｑｚ　ｍａｘ　”
・・αωであり、（９）弐と００式の差を求めるとＳ２
＝Ｑｚｍａｘ となる。

いずれの場合においてもＱｌは最大値に達するが、Ｓ２
およびＱｚは最大値かまたはそれよりも小さな値である
。

第２図（ａ）と第７図（ａｌを比べるに、Ｓ、とＳＺ＋
Ｑ１とＱｌはベクトルの方向は反対であるが、Ｓ、とＳ
ｔＯ値は等しく、Ｑ、とＱｌの値もほぼ等しいので、こ
の試験方法により杭の設計に必要なＳ、の最大値または
それ以下の値とＱ。

の最大値を求めることができる。砂質土の場合、Ｑ、と
Ｑｌの値は、厳密には等しくないが、この点は土質力学
のアーチ理論による計算で推定が可能であり、実用的に
はほぼ等しいと考えて問題はない。

開端抗は閉端抗と異なり、第７図（ａ）に示す力のうち
、Ｑ、の最大値、ＳＩの最大値またはそれ以下の値をこ
の試験方法で求めることが可能であり、杭は引き抜かれ
る状態にあるからＱｐ＝Ｏである。開端抗ではＱｐＯ値
を別に求めることが必要であるが、鋼管杭のような薄肉
のパイプの杭ではＱｐＯ値はＳｌとＱｌの値の和に比べ
ると非常に小さい。ＱｐＯ値を安全側の誤差と考えると
、この試験方法により（１）式に示す開端抗の支持力Ｐ
、の値を求めることが可能である。開端抗の試験結果は
閉端抗（第３図、第４図等）と異なり、安全率（Ｆ）≧
２を保証していないので、設計においては安全率を別に
考慮することが必要である。

以上の通り、この発明は閉端抗においては比較的小さな
荷重によって設計上必要な杭の先端支持力と周面摩擦力
を別々に容易に確認することができかつ安全率２以上の
値を確保した設計が可能となる。しかも装置も従来例に
比較して小型化され、スペースを必要とせず、安価に試
験することができる。また開端抗においても、従来例に
比較して装置が小型化され、スペースかを必要とせず、
安価に試験をすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施状態の概要を示した縦断面図、
第２図はその作用説明図、第３図。 第４図は杭の先端部の他の実施例を示した縦断面図、第
５図、第６図は従来例の概要を示した縦断面図、第７図
はその作用説明図である。 Ａ・・・・・・杭、１・・・・・・押圧杆、２・・・・
・・荷重受は板、３・・・・・・アンカー棒、４・・・
・・・反力桁、５・・・・・・ジヤツキ、６．７・・・
・・・変位計。 ９ｊ４１図 第２　ｆｆ１（ｂ）　　　第３図　　第４図第５図　　
　　　第６図 Ｐｌ　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 土中内に埋設された杭の中空部に押圧杆を挿入し、杭の
   上部にアンカーされた反力桁を設け、押圧杆の頂部と反
   力桁との間にジャッキを設け、このジャッキを操作する
   ことにより、杭先端部の地盤または杭内土を反力として
   押圧杆および反力桁を介して杭頭部に引抜力を作用させ
   、前記ジャッキによる荷重と杭および押圧杆の変位を測
   定することにより杭の先端支持力と杭の周面摩擦力を測
   定することを特徴とする杭の鉛直載荷試験方法。