JPH0434649B2 - - Google Patents

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
造物の構築前に実際地盤に試験杭を打設し、これ
に実載荷方式、反力杭方式等により載荷試験を行
い、支持力を調査するのが通常であるが、いずれ
の方式によつても多大の費用、期日を要するとい
う問題があつた。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つて、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５０の沈下量を測定する
ことで載荷試験を行つていた。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、杭支持力が大
きくなり、したがつて杭に載荷する試験荷重も大
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。

反力杭の打設施工にかなりの工期、工費を要
する。

試験杭、反力杭間に架構する載荷梁等反力装
置が大がかりとなり、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加試験方式では、
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）。

等の諸欠点があつた。

〔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
つて、その目的とするところは、大がかりな反力
装置や、大きな実物荷重が必要でなく、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き、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に押し上げ力としてかけ、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
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杭の載荷
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
明にあつては、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を移動可能に入
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に押し上げ力としてか
けるようにしたものであるから、装置の構成が簡
単になつて、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
うになつたものである。これに加えて、第２番目
の発明にあつては、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に押し上げ力
としてかけるので、場所打ち杭の載荷試験ができ
るようになつたものであり、さらに、第３番目の
発明にあつては、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番目の発明にあつ
ては、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番目の発明及び第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が構成してある。
ここで内管２は着脱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
脱自在に取り付けてある。これは載荷管３を杭打
ちする際に内管２の先端部が抜け出すのを防止す
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
により接続してある。外管１の下部内周面には周
方向に複数個の補強リブ１６が突設してあり、さ
らに補強リブ１６の下部において環状体１７が突
設してある。下部体２ｂの下部には連結用補強リ
ブ部１８、連結用環状部１９を介して大径下部８
が固定してある。この大径下部８は外管１の径と
同径となつている。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ガイドリング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ガイドリング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つている。外管１の上
端部には載荷装置５が熔接やボルトなどの取り付
け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が設けてあつて、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
ようにしてある。内管仮保持装置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つ
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が取り
付けてある。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、あるいは内管２の
内側に配置してもよい。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。この装置としては例えば地上に
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２
７に取り付け、ダイヤルゲージの測定子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つている。また図面の
実施例では内管２に先端沈下計測ロツド３１が設
けてあり、この先端沈下計測ロツド３１の下端は
内管２の下部に固着してある。また先端沈下計測
ロツド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ツド３１が影響されないよ
うにしてある。この先端沈下計測ロツド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を嵌挿してあつ
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つている。添付図面
において符号の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
試験をするにあたつては、まず、載荷装置５を外
管１に取り付けない状態で、外管１内に内管２を
挿入して構成した載荷管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
内管２内にスクリユーオーガを入れて載荷管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を熔接やボ
ルトなどの取り付け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２８，３
５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とすると外管１の
下端面部２２と内管２の大径下部８の上端面部２
３との間は離れていくが、施工後にこのギヤツプ
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つた後の載荷管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、外管１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、大径下部８の下端を蓋で閉塞する場合もあ
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、再使用するものである。また載荷試
験終了後には内管２の上部体２ａを上に引つ張る
と、、上部体２ａと下部体２ｂとを接続している
シアーピン１５を切断し、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３
６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状の連結溝３９を設けて連結ピン３
８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き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、第２番目の発明及び第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てある。大径下
部８の下端部は先端載荷板４０により閉塞してあ
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てあ
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が介在してあつ
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４
６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ツド３１の下端は先端
載荷板４０に固着してある。しかして、第６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機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１０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、一方内管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の下部の大径部６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に押し上げ力とし
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２
８、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、載荷管３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内空隙に鉄筋篭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を打説し、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。この場合には鉄筋篭を入
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篭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〕

本発明にあつては、叙述のように本発明の第１
番目の発明乃至第４番目の発明にあつては、いず
れも外管内に下部が外管から下方に突出するよう
に内管を移動可能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るような反力杭、大掛か
りな反力装置、反力梁を要することなく、また従
来の実載荷方式に比べても大きな実物荷重を必要
としないものであつて、装置の構成が簡単になつ
て、試験工期の短縮をはかることができ、試験杭
打設後よ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、杭の経済的な設計ができ、試験
結果によつ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、第２番目の発明に
あつては、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つたものであり、
さらに、第３番目の発明にあつては、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
明にあつては、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Ａ−Ａ線の断面図、第３図は第１図
Ｂ−Ｂ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１
２図は従来例の断面図であつて、 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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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 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 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。