JPH10266178A - 土質の推定方法、及び地耐力の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】貫入試験機の貫入部の位置変化から土質を推定
する土質の推定方法と、その土質に対応した地耐力を容
易に且つ正確に測定する地耐力の測定方法を提供するこ
とである。 【解決手段】打ち込みによって地中に貫入する貫入部を
有する貫入試験機を使用し、打ち込み後の前記貫入部の
位置が安定するまで間の、貫入部の位置変化を振動波形
として記録し、前記振動波形の減衰特性から土質を推定
することを特徴とする土質の推定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば住宅建築工
事前に実施する土質又は地耐力の測定を簡易に行うため
の土質の推定方法、及び地耐力の測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅建築工事等において、その住宅が安
全に建築されるようにするため、事前に地耐力の測定が
行われる。この調査は、土質の硬軟や締め固まり程度を
知り、住宅等の土台の設定等を行うものである。ここ
で、土質とは砂質土、中間土、粘性土等の土の物理的な
性質であり、地耐力にかかわる性質を言う。従来からの
地耐力を測定する方法として、特公平２ー５８４０４号
公報には、自動貫入試験機による地耐力の測定方法が開
示されている。この地耐力の測定方法は、前記自動貫入
試験機における貫入部の貫入量から地耐力を測定する方
法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の地耐
力の測定方法は具体的には二つの方法があり、第一の方
法としては、土質を調査することなく自動貫入試験機に
おける貫入部の貫入量のみから、地耐力を測定し、経験
的に安全側の値をその測定地点における地耐力とする方
法がある。第二の方法としては、予め採土サンプラー等
で土を採取し土質を調査した後に、前記土質と貫入部の
貫入量とから地耐力を測定する方法がある。しかし、た
とえ貫入量が同じであっても土質により地耐力にばらつ
きがあるので、上述した第一の方法においては、地耐力
の小さい土質で推定し、安全側の値をその測定地点にお
ける地耐力としている。よって、この値に基づいて住宅
の土台等の設計を行うと過剰品質になる虞がある。また
第二の方法では、正確な地耐力が求められるが、容易に
測定する好ましい方法がないためにさらに土を採取し土
質を調査する必要がある。よって、作業に工数と時間が
かかってしまう。

【０００４】本発明は上記従来の問題を解消しようとす
るものであり、その目的とするところは、貫入試験機の
貫入部の位置変化から土質を推定する土質の推定方法
と、その土質に対応した地耐力を容易に且つ正確に測定
する地耐力の測定方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の土質の推定方法は、打ち込みによって
地中に貫入する貫入部を有する貫入試験機を使用し、打
ち込み後の前記貫入部の位置が安定するまで間の、貫入
部の位置変化を振動波形として記録し、前記振動波形の
減衰特性から土質を推定する方法である。

【０００６】ここで、貫入試験機は地中に貫入する貫入
部を有しており、前記貫入部を略鉛直方向に、複数回打
ち込みできるものである。打ち込みとしては、重りの自
由落下によるものや、油圧シリンダー等を用いて強制的
に貫入部に力を加えるものなど様々な方法がある。貫入
部は最初、ある位置に停止しているが、貫入部を打ち込
むと、土質によっては振動しながらある位置で停止し、
安定する。この振動は土質によって違いがあり、振動の
特徴、即ち減衰特性を抽出することで土質を推定するこ
とができる。減衰特性を抽出するためには例えば、振動
の谷や山等の差を調べればよい。ただし、減衰振動しな
い場合は除く。このようにして減衰特性を抽出し、予め
調査した比較のためのデータと比較することなどにより
土質を推定することができる。貫入量とは、はじめのあ
る位置から安定した位置への変位量である。

【０００７】また、請求項２記載の土質の推定方法は、
請求項１記載の土質の推定方法であって、前記振動波形
の谷部における位置と、前記振動波形の山部における位
置と、安定後の位置の３つのうち、いずれか２つの差を
算出することにより土質を推定する方法である。

【０００８】ここで、減衰振動の特徴を抽出するために
は上述したようないずれか２つの差を調べればよい。谷
部における位置と、山部における位置と、安定後の位置
の３つのうち、いずれか２つの差には、例えば、振動中
における谷部の最深位置と安定した位置の差や、隣り合
う山部と谷部の変位量や、ある山部から安定した位置の
変位量や、ある谷部から安定した位置の変位量等があ
る。ただし、減衰振動しない場合は除く。貫入量とは、
はじめのある位置から安定した位置への変位量である。

【０００９】また請求項３記載の地耐力測定方法は、土
質の種類毎に貫入部の打ち込み回数と貫入量の比から地
耐力を算出する算出式を予め設定しておき、請求項１又
は２記載の土質の推定方法にて推定した土質の種類に対
応する地耐力の算出式を選択し、前記貫入部の打ち込み
回数と貫入量の比を選択した前記算出式に代入して地耐
力を算出する方法である。

【００１０】ここで、地耐力を算出する算出式は、予め
土質の種類毎に設定されている。そして前記いずれか２
つの差が得られると、それに基づき測定地点の土質が求
められ、そしてその土質に対応する算出式が一つ選択さ
れる。そして前記貫入部の打ち込み回数と貫入量の比
を、選択した算出式に代入することで地耐力は求められ
る。貫入部の打ち込み回数と貫入量の比の算出は、１回
の打ち込み毎に比を求めても、複数回の打ち込み毎に比
を求めても構わない。

【００１１】

【作用】請求項１記載の土質の推定方法によれば、貫入
部の打ち込み後、前記貫入部の位置が安定するまでの
間、貫入部が当接して貫入するところの地層の弾性や粘
性等によって、前記貫入部の反発が見えるため、貫入部
の位置変化を振動波形として記録し、この振動波形の減
衰特性から土質の推定が行われる。

【００１２】請求項２記載の土質の推定方法によれば、
貫入部の打ち込み後、前記貫入部の位置が安定するまで
の間、貫入部が当接して貫入するところの地層の弾性や
粘性等によって、前記貫入部の反発が見えるため、貫入
部の位置変化を振動波形として記録し、前記振動波形の
谷部における位置と、前記振動波形の山部における位置
と、安定後の位置の３つのうち、いずれか２つの差を算
出することにより土質の推定が行われる。

【００１３】請求項３記載の地耐力の測定方法によれ
ば、土質の種類毎に地耐力の算出式を予め設定してお
き、請求項１記載の土質の推定方法にて推定した土質の
種類に対応する地耐力の算出式を選択できるので、貫入
部の打ち込み回数と貫入量の比を、選択した前記算出式
に代入し、算出することで地耐力の測定が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕以下、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。ここで、図１は本発明の地耐力測定方法に用い
る貫入試験機を横から見た側面図である。図２は本発明
の地耐力測定方法に用いる貫入試験機を前から見た正面
図である。

【００１５】まず、土質の推定、及び地耐力の測定に用
いた貫入試験機について説明する。図において、貫入試
験機は貫入部、打ち込み装置及び信号処理装置からな
る。貫入部はロッド１とロッド先端部に装填されるやや
径の太いコーン２とからなる。ロッド１は、スプロケッ
ト３とこのスプロケット３に巻き付けられたチェーン４
とこのチェーン４を一定間隔で開放する装置からなる駆
動装置とが設けられた打ち込み装置で地中に打ち込まれ
る。検知装置はエンコーダ１５であり、ロッド１の貫入
量及び所定区間の変位量は、ロッド１に接触して設けら
れたホイル５からなる回転部の回転量を角度検出型のエ
ンコーダ１５で読み取ることで、測定される。駆動装置
には、例えばモータ等の動力機構があり、それによりス
プロケット３を駆動させて、チェーン４に連結された打
ち込み装置を作動させてロッド１を地中に貫入させる。

【００１６】打ち込み装置は支柱７、ガイドロッド８、
ハンマー９、ノッキングヘッド１０から構成される。支
柱７の下部には打ち込み装置を支えるための支持台１１
が設けられている。また、支柱７には外方向に張出すよ
うに案内腕１２、１３が固接されている。下部案内腕１
２には先端にコーンが装填されたロッド１が垂直に挿通
保持されるとともに上部案内腕１３には下端にノッキン
グヘッドを固設したガイドロッドが挿通保持されてお
り、前記ロッド１の上方にノッキングヘッド１０は装着
されている。このノッキングヘッド１０上には上下動自
在のハンマー９が嵌装されており、前記ハンマー９はチ
ェーン４の動きに応じて上下動可能なようにチェーン４
に取り付けられている。ロッド１の貫入部付近には、回
転部のホイル５がガイドロール１４との間でロッド１を
挟み込むようにして当接されている。

【００１７】また、演算装置には、コンピュータとディ
スプレイから構成される、例えば実施例に用いたノート
パソコン６がある。ノートパソコン６は検知装置である
エンコーダ１５からの電気信号をノートパソコン６に接
続したカウンターボードにより受け取る。この場合、回
転量に応じて出力されるパルス数をカウントすることで
貫入量、及び貫入部が安定するまでの振動を計測するこ
とができる。打ち込みの検出方法は、エンコーダ１５か
らの電気信号発生後、所定の時間応答がなければ一回打
ち込んだとみなすことで検出している。その他では、ロ
ッド１に加速度センサ等を設置し、落下の衝撃を感知す
る方法や、回転部をモニターしておき、そのトリガーを
利用する方法がある。またノートパソコン６には土質に
対応した、地耐力を算出する算出式がデータベース化し
て保存されている。

【００１８】以下にかかる動作について説明する。まず
貫入試験機の検知装置から得られた貫入部の位置変化に
より、まず谷部における位置と山部における位置と安定
後の位置の３つのうち、いずれか２つの差を算出する。
本実施例では２つの差を、貫入部が安定後の位置へ変位
するとき振動波形における谷部の最深位置と、安定後の
位置の差としている。地耐力の算出を行う算出式を上述
したデータベースから選択する。算出式は、この差が３
ｍｍ未満のときと３ｍｍ以上のときの２種類のものを用
意しておき、データベース化している。また、土質につ
いても算出式と同様にデータベース化しており、３ｍｍ
未満のときは粘性土とし、３ｍｍ以上のときは腐植土と
している。これにより土質を推定することができる。

【００１９】次に、計測した貫入量と打ち込み回数とか
ら地耐力を判定するＮｓ値を計算する。なお、Ｎｓ値と
は貫入部を１００ｃｍ打ち込むのに要する打ち込み回数
を言い、次式で与えられる。 Ｎｓ値＝（１００／貫入量）×打ち込み回数 ただし、１００ｃｍ打ち込むというのは、貫入部におけ
る地層と同一の地層が均一に１００ｃｍあると仮定した
ものであって、必ずしも均一の地層が１００ｃｍ以上あ
るものとしているわけではない。実施例では1 回の打ち
込み毎に自動的にＮｓ値を求めているので、Ｎｓ値は
（１００／1 回の貫入量）で求められる。さらに、この
Ｎｓ値を予め選択されている算出式に代入することによ
って、地耐力が求められる。例えば地耐力が３ｔｆ／ｍ
² のとき、ＮＳ値は土質が粘性土であるときは３０，腐
植土であるときは１５０である。この地耐力の算出結果
はノートパソコン６のディスプレイ上にグラフで表示さ
れる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１又は２記載の土質の推定方法に
よれば、土の採取を行うことなく、貫入試験機の貫入部
の位置変化から、容易に且つ正確に土質を推定すること
ができる。

【００２１】請求項３記載の地耐力の測定方法によれ
ば、予め設定された算出式から地耐力が求まるので、容
易に且つ正確に地耐力を測定することができる。よっ
て、調査費用が安価になるとともに、例えば住宅の基礎
や地盤改良の設計が正確且つ適正なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地耐力測定方法に用いる貫入試験機を
横から見た側面図である。

【図２】本発明の地耐力測定方法に用いる貫入試験機を
前から見た前面図である。

【図３】本発明の地耐力の測定方法による測定結果の一
例を示すグラフである。

【図４】貫入試験機の貫入部の位置変化の一例を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ ロッド（貫入部） ２ コーン（貫入部） ３ スプロケット ４ チェーン ５ ホイル ６ ノートパソコン ７ 支柱 ８ ガイドロッド ９ ハンマー １０ ノッキングヘッド １１ 支持台 １２ 下部案内腕 １３ 上部案内腕 １４ ガイドロール １５ エンコーダ １６ 貫入部の谷部における位置 １７ 貫入部の山部における位置 １８ 貫入部の安定後の位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】打ち込みによって地中に貫入する貫入部を
   有する貫入試験機を使用し、 打ち込み後の前記貫入部の位置が安定するまで間の、貫
   入部の位置変化を振動波形として記録し、 前記振動波形の減衰特性から土質を推定することを特徴
   とする土質の推定方法。
2. 【請求項２】 前記振動波形の谷部における位置と、 前記振動波形の山部における位置と、 安定後の位置の３つのうち、いずれか２つの差を算出す
   ることにより土質を推定することを特徴とする請求項１
   記載の土質の推定方法。
3. 【請求項３】土質の種類毎に貫入部の打ち込み回数と貫
   入量の比から地耐力を算出する算出式を予め設定してお
   き、請求項１又は２記載の土質の推定方法にて推定した
   土質の種類に対応する地耐力の算出式を選択し、前記貫
   入部の打ち込み回数と貫入量の比を選択した前記算出式
   に代入して地耐力を算出することを特徴とする地耐力の
   測定方法。