地耐力試験装置および地耐力試験方法
【課題】 地盤の沈下量を正確に計測でき、しかも移動時に計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくし得る地耐力試験装置および地耐力試験方法を提供すること。
【解決手段】 移動体Ｄのブームｄの端部側に取り付け可能な中間筒体２に、内部から上部に向かって伸縮円柱１１を装着し、伸縮円柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を介して、ケーソンの天井スラブＢの下面に当接可能に配置するとともに、伸縮円柱１１に伸縮操作手段を設け、中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、この下部筒体２１に載荷重用の液圧ジャッキ２２を嵌挿し、この液圧ジャッキ２２の下部に、地耐力試験位置に設置可能に載荷板２６を取り付け、下部筒体２１と載荷板２６間に、載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を直接的に取り付けて構成した。
【解決手段】 移動体Ｄのブームｄの端部側に取り付け可能な中間筒体２に、内部から上部に向かって伸縮円柱１１を装着し、伸縮円柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を介して、ケーソンの天井スラブＢの下面に当接可能に配置するとともに、伸縮円柱１１に伸縮操作手段を設け、中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、この下部筒体２１に載荷重用の液圧ジャッキ２２を嵌挿し、この液圧ジャッキ２２の下部に、地耐力試験位置に設置可能に載荷板２６を取り付け、下部筒体２１と載荷板２６間に、載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を直接的に取り付けて構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソンの作業室の底部の地盤を掘削し、ケーソンを沈下させた後、ケーソンの支持地盤の地耐力を試験するための地耐力試験装置と、前記地耐力試験装置を使用して行う地耐力試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、地耐力試験装置の従来技術としては、特許第２７４７８９６号公報に記載の技術がある。
【０００３】
図１０は、前掲特許公報に記載の地耐力試験装置の一例を示す一部縦断正面図である。
【０００４】
この図１０に示す従来の地耐力試験装置４１は、支柱パイプ４２と、第１の取り付け台４４と、圧力センサ４７と、載荷重用の油圧ジャッキ５０と、載荷台５７と、第２の取り付け台５８と、計測棒５９および測長計６１と、作業室内の要所に設けられたカメラ（図示せず）と、地上等に設置された操作室内に配置されたコンピュータおよびモニタ（いずれも図示せず）等を備えて構成されている。
【０００５】
前記支柱パイプ４２の上端部には、パイプキャンバ４３が一体に取り付けられている。
【０００６】
第１の取り付け台４４は、前記支柱パイプ４２の下端部に固定されている。この第１の取り付け台４４は、上部フランジ４５と、下部フランジ４６と、側部ブラケット（図示せず）とを有している。
【０００７】
前記圧力センサ４７は、前記下部フランジ４６の下面に取り付けられている。
【０００８】
前記油圧ジャッキ５０は、圧力センサ４７の下部にフランジ４８，４９を介して取り付けられている。この油圧ジャッキ５０は、ピストン５１と、ピストンロッド５２とを備えている。また、この油圧ジャッキ５０は油圧ホース５３，５４を介して油圧ユニット（図示せず）に接続されている。
【０００９】
前記載荷台５７は、スプレッダ５５および取り付け板５６を介して、前記油圧ジャッキ５０のピストンロッド５２の下端部に取り付けられている。
【００１０】
前記第２の取り付け台５８は、前記取り付け板５６の上面に、円周方向に等間隔をおいて複数設けられており、それぞれ上方に延びている。
【００１１】
前記計測棒５９は、円周方向に等間隔をおいて配置され、かつ前記第２の取り付け台５８上に設置されている。
【００１２】
前記測長計６１は、前記計測棒５９に対応させて配置され、スタンド６０を介して前記第１の取り付け台４４の上部フランジ４５上に設置されている。各測長計６１の測定子６２は、当該計測棒５９の上面に接触している。
【００１３】
前記カメラは、測長計６１等の計測器の目盛りまたは諸部材の位置もしくは姿勢を撮影し、そのデータをコンピュータやモニタに送り込むようになっている。
【００１４】
前記コンピュータは、前記カメラから送り込まれた測長計６１による載荷台５７の沈下量の計測データと、そのときの載荷重とを記憶するとともに、載荷重と、沈下量の関係を演算し、これも記憶するようになっている。また、コンピュータは他のカメラから送り込まれる諸部材の位置や姿勢に関するデータを取り込み、当該部材の制御量を演算し、当該制御手段を介して当該部材を制御するようになっている。
【００１５】
前記モニタは、諸部材の位置や姿勢、載荷台５７の沈下量、載荷重と沈下量の関係等を表示するようになっている。
【００１６】
しかして、この地耐力試験装置４１を使用するに当たっては、掘削機に掘削バケットに代えて次のように取り付ける。
【００１７】
すなわち、地耐力試験装置４１の第１の取り付け台４４に設けられたブラケット（図示せず）を介して掘削機のジブとバケット操作用ジャッキ（図示せず）とに、地耐力試験装置４１を着脱自在に取り付ける。
【００１８】
そして、地耐力試験装置４１を、油圧ジャッキ５０を収縮させた状態で掘削機により試験位置に向かって運び、地盤Ｇ上に予め決められた地耐力試験位置Ｇ’上に載荷台５７を載置し、地耐力試験装置４１を略鉛直に立てる。ついで、油圧ジャッキ５０を伸長側に作動させ、支柱パイプ４２の上端部に取り付けられたパイプキャンバ４３をケーソンの天井スラブＢの下面に突き当て、地耐力試験装置４１を試験可能な状態にセットする。
【００１９】
かかる地耐力試験装置４１を使用状態にセットするときは、支柱パイプ４２に鉛直方向指示器（図示せず）を取り付け、この鉛直方向指示器をカメラで撮影し、このカメラで撮影した画像をコンピュータやモニタに送り込み、画像処理してモニタに表示し、その画像を見ながら地耐力試験装置４１を略鉛直に立てるようにしている。
【００２０】
続いて、油圧ジャッキ５０を伸長させ、天井スラブＢに反力を取って載荷台５７に荷重を掛け、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’に載荷台５７を押し込み、このときの載荷台５７の沈下量を、計測棒５９を介して測長計６１により計測する。そして、測長計６１の目盛りをカメラで読み取り、その計測データをコンピュータに送り込み、記憶するとともに、モニタに表示する。また、コンピュータでは載荷重（ｋＮ／ｍ３）と沈下量（ｍ）の関係を演算し、これも記憶する。
【００２１】
前述の試験操作を載荷台５７の沈下量が１５ｍｍに達するか、載荷重が現場で予想される最も大きい接地圧力の大きさ、または降伏点を超えるまで繰り返して行い、その試験結果をコンピュータにより載荷重−沈下量曲線にまとめ、記憶する。そして、コンピュータにより作成された載荷重−沈下量曲線から、ある沈下量の時の載荷重を求め、次の数１を用いて地盤係数Ｋｓ（ｋＮ／ｍ３）を算出する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
また、前掲特許公報には前記支柱パイプ４２を、アウタパイプとインナパイプとを組み合わせて二重パイプにより構成し、これらのパイプの内部に、パイプ長さ調節用の油圧ジャッキを装備した地耐力試験装置も記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、前掲特許公報に記載の地耐力試験装置４１は、次のような改善すべき課題があった。
【００２５】
（１）支柱パイプ４２とパイプキャンバ４３が一体化しているため、天井スラブＢが傾斜している場合、地耐力試験装置４１を略鉛直に設置することが困難であり、正確な計測結果を得ることができない。
（２）計測値は、沈下量と地耐力試験装置４１の歪量が確認されていないので、歪量の補正ができず、計測値が不正確である。
（３）支柱パイプ４２をアウタパイプとインナパイプとによる二重構造とし、油圧ジャッキにより伸縮させる型式のものでは、支柱パイプ４２を伸縮操作する油圧ジャッキに与える油圧や油量の変動により、支柱パイプ４２が伸縮する可能性があり、計測値の誤差が大きくなる可能性がある。
（４）地耐力試験装置４１の鉛直度を確認する際、鉛直方向指示器をカメラで映した画像を見ながら行うようにしているため、デジタル表示により鉛直度を確認できない。
（５）載荷台５７に取り付けられた第２の取り付け台５８上に計測棒５９を設置し、この計測棒５９に測長計６１を取り付け、載荷台５７の沈下量を計測するようにしているため、計測装置部分が大きくなり、地耐力試験装置４１の移動時に、前記計測装置部分が障害物等に衝突し、破損する危険性が大きい。
（６）ケーソンの掘削機に地耐力試験装置４１を装着および撤去する場合、高気圧作業となり、作業環境が劣悪であった。
（７）前述のごとく、高気圧作業が発生するため、特に大深度では作業時間が大幅に制限され、工期が長くなり、コスト高になる。
（８）従来では、圧力センサ４７に油圧ジャッキ５０や載荷台５７を固定接続しているために、圧力センサ４７を傷め、計測精度に支障をきたしていた。特に、セット時に傾斜した状態で移動する場合、圧力センサ４７に油圧ジャッキ５０などの荷重が作用し、曲げモーメントや偏荷重が加わるため、圧力センサ４７を損傷する恐れがある。
【００２６】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、地盤の沈下量を正確に計測でき、しかも移動時に計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくなし得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２７】
また、本発明の他の目的は地盤の沈下量をより一層正確に計測し得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は鉛直方向に、より一層正確かつ迅速に設置し得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２９】
さらに、本発明の他の目的は地盤の沈下量をより一層正確にかつ容易に計測し得る地耐力試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、請求項１の発明は、移動体Ｄに着脱自在な中間筒体２を設け、前記中間筒体２に伸縮自在な伸縮柱１１を設け、前記伸縮柱１１の頭部に、回転可能に天井スラブＢを押圧する当接具を設け、前記中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、前記下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２を嵌挿し、前記載荷重用ジャッキ２２の下部に、載荷板２６を取り付け、前記下部筒体２１に前記載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を取り付けたことを特徴とする地耐力試験装置である。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の地耐力試験装置において、前記下部筒体２１の上部に反力部２１ａを設け、前記載荷重用ジャッキ２２と前記反力部２１ａとの間に圧力センサ２５を設けたことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の地耐力試験装置において、前記伸縮柱１１の伸縮操作手段を、前記中間筒体２に取り付けられた上部外筒１０に形成された雌ねじ１２と、前記伸縮柱１１に設けられかつ前記雌ねじ１２に螺合された雄ねじ１３と、前記伸縮柱１１を正逆回転操作する駆動モータ１５とを備えて構成したことを特徴とする。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の地耐力試験装置において、前記中間筒体２に傾斜計２９を取り付け、この傾斜計２９をデジタル傾斜表示装置３５に接続するとともに、このデジタル傾斜表示装置３５を通じて地耐力試験装置全体の傾斜を矯正可能に構成したことを特徴とする。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の地耐力試験装置において、前記当接具は、前記伸縮柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を、前記天井スラブＢの下面に当接可能に配置する構造であることを特徴とする。
【００３５】
請求項６の発明は、移動体Ｄを用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、ケーソン作業室Ａの地耐力試験位置Ｇ’をバケットで整地し、前記整地位置に前記バケットで砂を敷き均し、前記移動体Ｄを下部ロックＥに移動し、前記下部ロックＥ内圧力を大気圧に調整し、前記移動体Ｄに地耐力試験装置を取り付け、前記下部ロックＥ内圧力を前記ケーソン作業室Ａ内圧力とほぼ同圧に調整し、前記移動体Ｄを前記地耐力試験位置Ｇ’に移動し、前記地耐力試験装置を前記地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に略鉛直に設置し、載荷重用ジャッキにより地盤Ｇに荷重を加えることにより、地盤Ｇの地耐力を測定することを特徴とする地耐力試験方法である。
【００３６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の地耐力試験方法において、前記地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置１を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の請求項１に記載の発明では、移動体Ｄに着脱自在な中間筒体２を設け、中間筒体２に伸縮自在な伸縮柱１１を設け、伸縮柱１１の頭部に、回転可能に天井スラブＢを押圧する当接具を設け、また、請求項５では、当接具は、伸縮柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を、天井スラブＢの下面に当接可能に取り付ける構造であるので、天井スラブＢの下面が多少傾斜していたり、凹凸面になっていた場合であっても、これらの不具合を当接具により吸収できるため、地耐力試験装置全体を略鉛直に設置でき、したがって地耐力試験装置が傾斜状に設置されることによる計測誤差が発生せず、地盤Ｇの沈下量を正確に計測し得る効果がある。
【００３８】
請求項１に記載の発明では、中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２を嵌挿し、載荷重用ジャッキ２２の下部に、載荷板２６を取り付け、下部筒体２１に載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を取り付けているので、この測長器２７を含む計測装置部分をコンパクトにまとめることができ、したがって移動時に計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくなし得る効果もある。また、測長器２７を下部筒体２１の外側に取り付け、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、地盤が傾斜しても測長器２７の計測針が載荷板２６から外れることがなく、確実な計測を行うことができる。
【００３９】
本発明の請求項２に記載の発明では、下部筒体２１の上部に反力部２１ａを設け、載荷重用ジャッキ２２と反力部２１ａとの間に圧力センサ２５を設けた。これにより、下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２と圧力センサ２５とを保持したため、両者の位置ずれが無く、載荷重用ジャッキ２２の荷重は下部筒体２１により保持でき、かつ、載荷重用ジャッキ２２の荷重を圧力センサ２５に伝えることができ、計測精度が向上し、圧力センサ２５の破損を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の請求項３に記載の発明では、伸縮柱１１の伸縮操作手段を、中間筒体２に取り付けられた上部筒体１０に形成された雌ねじ１２と、伸縮柱１１に設けられた雄ねじ１３とを螺合させ、かつ伸縮柱１１を正逆回転操作する駆動モータ１５を備えて構成しているので、支柱パイプを油圧ジャッキにより伸縮させる型式の従来技術では回避できなかった油圧や油量の変動による支柱パイプの伸縮によって生ずる計測値の誤差を解消でき、したがって地盤Ｇの沈下量をより一層正確に計測し得る効果がある。
【００４１】
また、本発明の請求項４に記載の発明では、中間筒体２に傾斜計２９を取り付け、この傾斜計２９をデジタル傾斜表示装置３５に接続し、このデジタル傾斜表示装置３５を監視しながら地耐力試験装置全体の傾斜を矯正するようにしているので、デジタル表示により鉛直度を確認でき、地耐力試験装置全体を鉛直方向に、より一層正確にかつ迅速に設置し得る効果がある。
【００４２】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、移動体Ｄを用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、ケーソン作業室Ａの地耐力試験位置Ｇ’をバケットで整地し、整地位置にバケットで砂を敷き均し、移動体Ｄを下部ロックＥに移動し、下部ロックＥ内圧力を大気圧に調整し、移動体Ｄに地耐力試験装置を取り付け、下部ロックＥ内圧力をケーソン作業室Ａ内圧力とほぼ同圧に調整し、移動体Ｄを地耐力試験位置Ｇ’に移動し、地耐力試験装置を地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に略鉛直に設置し、載荷重用ジャッキ２２により地盤Ｇに荷重を加えるようにしている。したがって、この請求項６に記載の発明によれば、移動体Ｄに対して地耐力試験装置１を装着および撤去する際の、高気圧下での作業を回避できるので、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放し得る効果を有する外、大深度での作業であっても、作業時間に制限を受けないので、工期を短縮し得る。
【００４３】
さらに、本発明の請求項７に記載の発明は、地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置１を用いたので、各請求項１〜５に記載した発明が達成することができる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１は本発明地耐力試験装置の一実施例を示す縦断側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線切断拡大断面図である。
【００４６】
これら図１および図２に示す実施例の地耐力試験装置１は、中間筒体２と、移動体Ｄに地耐力試験装置１を装着するためのブラケット７と、上部外筒１０と、伸縮円柱１１と、調整冠１８と、伸縮円柱１１と調整冠１８の接合構造と、伸縮円柱用の伸縮操作手段と、下部筒体２１と、載荷重用の液圧ジャッキ２２と、圧力センサ２５と、載荷板２６と、測長器２７と、傾斜計２９等を備えている。さらに、この地耐力試験装置１は、液圧ユニット３０と、操縦室３３と、この操縦室３３内に設置されたコンピュータ３４およびデジタル傾斜表示装置３５とを備えている。
【００４７】
移動体Ｄは、ケーソンの掘削機のブーム先端部に取り付けられたバケットをブラケットに交換するなどし、掘削機の一部を改良してなるものである。
【００４８】
前記中間筒体２には、上下方向に長いスリット３が形成されている。また、中間筒体２の内部には、上下方向に長い案内部材４が設けられている。また、中間筒体２には上板５が取り付けられている。さらに、中間筒体２の外周には円周方向に所要の間隔をおいて複数の補強板６が取り付けられている。
【００４９】
前記ブラケット７は、中間筒体２の一側部に設けられている。このブラケット７は、図１に示すように、取り付けピン８を介して移動体Ｄのブームｄの端部に取り付けられ、他の取り付けピン９を介して同移動体Ｄの起伏シリンダｅ１に嵌挿されたピストンロッドｅの端部に取り付けられており、この取り付け構造を介して、地耐力試験装置１が移動体Ｄに着脱自在に装着されている。
【００５０】
前記上部外筒１０は、中間筒体２の上板５上に一体に取り付けられている。この上部外筒１０の内部には、雌ねじ１２が形成されている。
【００５１】
前記伸縮円柱１１は、中間筒体２の内部から上部外筒１０の内部を経て上部に向かって装着されている。この伸縮円柱１１の外周には、前記雌ねじ１２に螺合する雄ねじ１３が設けられている。
【００５２】
前記中間筒体２の内部には、モータ取り付け台１４を介して伸縮円柱用の駆動モータ１５が設置されている。前記モータ取り付け台１４は、中間筒体２の内部において、上下方向に長く設けられた前記案内部材４に沿って、上下方向に平行に移動可能に配置されている。前記駆動モータ１５の回転軸１６には、伸縮円柱１１が回転軸１６と一体となって回転し得るように連結されている。また、駆動モータ１５は液圧配管１７ａ，１７ｂを介して液圧ユニット３０に接続されていて、正逆回転し得るようになっている。
【００５３】
前記上部外筒１０に形成された雌ねじ１２と、伸縮円柱１１に設けられた雄ねじ１３と、案内部材４に沿ってモータ取り付け台１４を上下方向に移動させる手段と、正逆回転する駆動モータ１５とにより、伸縮円柱１１を上下方向に伸縮させる伸縮操作手段を構成している。
【００５４】
前記調整冠１８は、伸縮円柱１１と分離している。また、調整冠１８は伸縮円柱１１から落下しないように、ワイヤやチェーン（いずれも図示せず）により取り付けられている。
【００５５】
前記伸縮円柱１１の上端部には、凸円弧の凸部１９が設けられている。一方、前記調整冠１８の下面には、凹円弧の凹部２０が形成されている。これら凸部１９と凹部２０とは、伸縮円柱１１と調整冠１８の接合構造を構成している。そして、この接合構造は地耐力試験装置１を立てる際、調整冠１８を天井スラブＢの下面に当接させたとき、凸部１９と凹部２０は互いに接合し、天井スラブＢの下面の傾斜や凹凸を吸収し、地耐力試験装置１を略鉛直に設置できるようにしている。なお、伸縮円柱１１の上端部に凹部２０を形成し、調整冠１８の下面に凸部１９を設けても良い。
【００５６】
前記下部筒体２１は、中間筒体２の下部に一体に取り付けられている。この下部筒体２１は、載荷用の液圧ジャッキ２２のシリンダを保持している。
【００５７】
この液圧ジャッキ２２の下端部には、載荷用のロッド２３が突設されている。また、この液圧ジャッキ２２は液圧配管２４ａ，２４ｂを介して液圧ユニット３０に接続され、摺動操作される。
【００５８】
前記圧力センサ２５は、下部筒体２１内において、ジャッキヘッド室側に設置されている。つまり、圧力センサ２５は下部筒体２１の底面である反力部２１ａと液圧ジャッキ２２と間に設けられている。この圧力センサ２５は、液圧ジャッキ２２の載荷重を検出し、電気信号に変えてコンピュータ３４に送り込むようになっている。
【００５９】
前記載荷板２６は、下部筒体２１の下板２１’にワイヤまたはチェーン（いずれも図示せず）により吊り下げられている。そして、この載荷板２６は地耐力試験時に、ロッド２３を介して液圧ジャッキ２２により荷重を付与され、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’に押し込まれる。なお、載荷板２６と液圧ジャッキ２２との取り付け方法は、本実施例のような固定式、または、チェーンやピンのような可動式のどちらでもかまわない。測定地盤が平坦な場合は固定式でもよいが、傾斜した地盤や凹凸地盤では可動式が好ましい。
【００６０】
前記測長器２７は、円周方向に複数箇配置されており、それぞれ下部筒体２１の外周に磁石等で固定されている。また、各測長器２７には下方に向かって計測針２８が設けられている。各計測針２８は、地耐力試験時に載荷板２６の上面に直接接して載荷板２６の沈下量を計測し、その計測値を電気信号に変えてコンピュータ３４に送り込む。なお、この測長器２７にマイクロメータを用いたときは、そのマイクロメータの目盛りを函内カメラで読み取り、その読み取り値をコンピュータ３４に送る。
【００６１】
前記傾斜計２９は、中間筒体２の上板５の上面に設置されている。この傾斜計２９は、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢの下面間に地耐力試験装置１を立てる際、地耐力試験装置１の傾斜状況を計測し、その計測値を電気信号に変えてデジタル傾斜表示装置３５に送り込むようになっている。
【００６２】
前記液圧ユニット３０は、通常移動体Ｄの後部側に搭載されている。そして、この液圧ユニット３０には地耐力試験装置１との関係では、伸縮円柱用の駆動モータ１５と、載荷用の液圧ジャッキ２２とが接続されている。前記駆動モータ１５は、液圧ホース１７ａ，１７ｂと方向切り換え弁３１を介して前記液圧ユニット３０に接続されている。前記液圧ジャッキ２２は、液圧配管２４ａ，２４ｂと方向切り換え弁３２を介して同液圧ユニット３０に接続されている。
【００６３】
前記操縦室３３は、地上または／および上スラブ上に設置されている。
【００６４】
前記コンピュータ３４は、操縦室３３内に設置されている。そして、このコンピュータ３４は地耐力試験装置１との関係では、少なくとも圧力センサ２５から載荷重の検出値を取り込んで記憶し、測長器２７から地耐力試験位置Ｇ’における載荷板２６の沈下量の計測値を取り込んで記憶するとともに、地盤Ｇの地耐力を算出するようになっている。
【００６５】
前記デジタル傾斜表示装置３５は、傾斜計２９から地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度とを取り込み、デジタル表示するようになっている。
【００６６】
次に、この実施例における地耐力試験装置１の移動体Ｄへの装着および撤去方法と、この地耐力試験装置１を用いて行う地耐力試験方法とを説明する。
【００６７】
図３は地耐力試験装置の移動体Ｄへの装着および撤去方法と、この地耐力試験装置を用いて行う地耐力試験方法のフローチャート、図４は地耐力試験装置の装着作業の説明図、図５は地耐力試験状態の説明図、図６は本発明の一実施例にかかる地耐力試験装置による地耐力試験を詳細に示した図、図７（ａ）は本発明地耐力試験方法の試験前の状態の説明図、図７（ｂ）は地耐力試験において地盤の沈下量と他の値との関係を示す説明図である。
【００６８】
まず、図３に示す実施例では、地耐力試験の実行に先立ち、準備段階１００において、実際に使用する地耐力試験装置１の荷重に対する固有の歪量ｈ２を予め計測して置く。この地耐力試験装置１の歪量ｈ２は、実際に地耐力試験を行うときの荷重を地耐力試験装置１に加え、そのときの歪量ｈ２を計測して求める。
【００６９】
そして、プロセス１０１で地耐力試験位置Ｇ’に床付け地盤を造成する。この床付け地盤を造成するには、移動体Ｄでケーソンの作業室Ａの底部地盤を掘削し、ケーソンを所定の深さに沈下させた後、同移動体Ｄにより地耐力試験位置Ｇ’を少し掘り下げる。移動体Ｄを下部ロックＥ内に回収し、あらかじめ下部ロックＥ内に貯蔵しておいた砂をバケットに積み込み、移動体Ｄを地耐力試験位置Ｇ’まで移動し、運搬した砂を地耐力試験位置Ｇ’に敷き詰め、整地、転圧する。敷き均す砂は、土砂バケット（地盤掘削土の排土用）等を使用し、地上からマテリアルロックまたはマンロックを経由して作業室に運搬しても良い。
【００７０】
次に、プロセス１０２で移動体Ｄを下部ロックＥ内に回収する。下部ロックＥ内に移動体Ｄを回収するときは、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを開け、このスライドハッチＦを通じて移動体Ｄを引き上げる。ついで、スライドハッチＦを閉じる。これらスライドハッチＦの開閉および移動体Ｄの引き上げ作業を、全て遠隔操作により行う。
【００７１】
前述のごとく、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを閉じ、下部ロックＥ内を密閉した後、プロセス１０３で下部ロックＥ内を大気圧まで減圧する。
【００７２】
下部ロックＥ内を大気圧まで減圧した後、プロセス１０４で下部ロックＥ内に作業員が入り、移動体Ｄの掘削バケットを取り外し、代わりに地耐力試験装置１を装着する。このプロセス１０４では、移動体Ｄから掘削バケットを取り外し、地耐力試験装置１を装着する交換作業を大気圧下の下部ロックＥ内で行うようにしているので、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放することができるし、作業時間の制限を受けないので、掘削バケットから地耐力試験装置１への交換作業を能率良く行うことができる。
【００７３】
移動体Ｄに地耐力試験装置１を装着した後、プロセス１０５で下部ロックＥから作業員が大気圧室Ｍに退室する。次ぎに、圧気扉Ｎを閉め、下部ロックＥ内をほぼ作業室Ａ内の気圧まで増圧する。
【００７４】
下部ロックＥ内を増圧した後、プロセス１０６で、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを開け、作業室Ａ内に移動体Ｄと一緒に地耐力試験装置１を移動し、移動体Ｄを天井スラブＢの下面に敷設された走行レールＣに引き渡し、ついでスライドハッチＦを閉じる。かかる移動体Ｄおよび地耐力試験装置１の作業室Ａへの移動時には、伸縮円柱１１および液圧ジャッキ２２のロッド２３を収縮させた状態で行う。また、このプロセス１０６における移動体Ｄと地耐力試験装置１の作業室Ａへの移動、移動体Ｄの走行レールＩへの引き渡しおよびスライドハッチＦの開閉を全て遠隔操作により行う。
【００７５】
次に、プロセス１０７では移動体Ｄにより地耐力試験装置１を地耐力試験位置Ｇ’上に移動させる。ついで、載荷板２６を下方に向けて地耐力試験装置１を立てる。そして、液圧ユニット３０から駆動モータ１５の液圧ホース１７ａを通じて駆動モータ１５に液圧を送り、駆動モータ１５を順方向に回転させ、雌ねじ１２と雄ねじ１３のねじ作用により伸縮円柱１１を伸長させ、調整冠１８を天井スラブＢの下面に当接させる。このとき、傾斜計２９により地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度を計測し、その計測値をデジタル傾斜表示装置３５に送り、デジタル表示する。そして、操縦室３３内で、作業員がデジタル傾斜表示装置３５に表示された傾斜方向と傾斜角度を確認し、移動体Ｄのブームｄを操作し、地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に地耐力試験装置１を設置する。前述のごとく、この地耐力試験装置１では、傾斜計２９により地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度を計測し、その計測値をデジタル傾斜表示装置３５に送り、このデジタル傾斜表示装置３５に前記傾斜方向と傾斜角度とをデジタル表示するようにしているので、作業者はそのデータを見ながら地耐力試験装置１を略鉛直に容易に立設することができる。また、この地耐力試験装置１では、伸縮円柱１１の上端部と調整冠１８の下面とを、凸部１９と凹部２０を介して接合しているので、かかる凸部１９と凹部２０とによる接合構造により、天井スラブＢの傾斜や凹凸を吸収し、図５に示すように、地耐力試験装置１を略鉛直に、容易に設置することができる。
【００７６】
そして、このプロセス１０７における駆動モータ１５の制御、地耐力試験装置１を略鉛直に矯正するための移動体Ｄのブームｄの制御共、遠隔操作により行う。
【００７７】
続いて、プロセス１０８では地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢの下面間に略鉛直に設置された地耐力試験装置１を用いて地耐力試験を行う。かかる地耐力試験を行うには、地耐力試験位置Ｇ’に接地している載荷板２６上に測長器２７の計測針２８の下端部を接触させて、載荷板２６の沈下量計測の初期値を０にセットする。ついで、図６および図７（ａ）に示す状態から、液圧ユニット３０により液圧配管２４ａを通じて下部筒体２１内のジャッキヘッド室側に液圧を供給し、液圧ジャッキ２２を押し下げ、ロッド２３を介して載荷板２６に荷重を掛け、地耐力試験位置Ｇ’に載荷板２６を押し込み、沈下させる。そして、１回目の地耐力試験において、下部筒体２１内に設置された圧力センサ２５により載荷重を検出しつつ、載荷板２６に予め決められた荷重を掛け、図７（ｂ）に示すように、測長器２７により載荷板２６の沈下量を計測し、測長器２７にマイクロメータを用いた場合は、そのマイクロメータの計測値としての目盛りを函内カメラで読み取り、その読み取り値をコンピュータ３４に送る。
【００７８】
ところで、図７（ｂ）の地耐力試験状態を示す各値の関係から明らかなように、地盤の沈下量ｈは次の数２で与えられる。
［数２］
ｈ＝（ｈ１−ｈ０）−ｈ２
この数２の各値は次の通りである。
ｈ０：初期値
ｈ１：測長器の計測値（＝ｈ＋ｈ２）
ｈ２：予め得ている本装置の荷重に対する歪量
【００７９】
ここで、この実施例では前述のごとく、初期値ｈ０を０にセットしている。また、地耐力試験装置１の歪量ｈ２は、準備段階１００で予め計測しているので、既値である。したがって、コンピュータ３４は測長器２７による載荷板２６の沈下量の計測値ｈ１から、地盤Ｇの沈下量ｈを算出する。これにより、真の地盤Ｇの沈下量ｈを容易にかつ正確に求めることができる。
【００８０】
さらに、このプロセス１０８では載荷板２６に掛ける荷重を段階的に増して行き、そのときの載荷板２６の沈下量を計測し、従来技術と同様、地盤Ｇの沈下量ｈが１５ｍｍに達するか、載荷重が現場で予想される最も大きい接地圧力の大きさ、または降伏点を超えるまで繰り返して行い、その試験結果をコンピュータ３４で載荷重‐沈下量曲線にまとめ、記憶する。そして、コンピュータ３４で作成した前記載荷重‐沈下量曲線から、ある沈下量のときの載荷重を求め、前記数１を用いて地盤係数Ｋｓ（ｋＮ／ｍ３）を算出する。
【００８１】
所期の地耐力試験を終了したときは、プロセス１０９で移動体Ｄと地耐力試験装置１とを下部ロックＥに回収し、移動体Ｄのブームｄに地耐力試験装置１に代えて掘削バケットを装着し、全作業を終了する。このプロセス１０９で、移動体Ｄと地耐力試験装置１とを下部ロックＥに回収するときは、液圧ユニット３０からリターン側の液圧配管２４ｂを通じて下部筒体２１のロッド側室に液圧を送り、液圧ジャッキ２２のロッド２３を収縮させる。また、同液圧ユニット３０からリターン側の液圧ホース１７ｂを通じて駆動モータ１５に液圧を供給し、駆動モータ１５を逆方向に回転させ、雌ねじ１２と雄ねじ１３のねじ作用により伸縮円柱１１を縮小させる。ついで、地耐力試験装置１を地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間から外し、その地耐力試験装置１を少し傾けながら、移動体Ｄにより下部ロックＥの下方に運ぶ。そして、スライドハッチＦを開け、下部ロックＥ内に移動体Ｄと地耐力試験装置１とを一緒に引き上げ、回収する。ついで、スライドハッチＦを閉じ、下部ロックＥ内を大気圧に減圧する。その後、下部ロックＥ内に作業員が入り、移動体Ｄとブームｄと起伏シリンダのロッドｅから地耐力試験装置１を取り外し、代わりに掘削バケットを装着する。ついで、下部ロックＥから作業員が退去する。
【００８２】
続いて、作業室Ａの底部の地盤Ｇを掘削するときは、下部ロックＥ内を作業室Ａ内の気圧まで増圧した後、スライドハッチＦを開け、下部ロックＥから作業室Ａに移動体Ｄを送り出し、その移動体Ｄを走行レールＣに懸架し、この走行レールＣに沿って移動体Ｄを走行させ、掘削バケットにより地盤Ｇを掘削する。
【００８３】
しかして、この実施例では下部筒体２１に測長器２７を直接的に、つまり従来技術のごとく色々な部材を介することなく取り付けているので、この測長器２７を含む計測装置部分をコンパクトにまとめることができる。したがって、移動体Ｄと地耐力試験装置１とを一緒に下部ロックＥから作業室Ａに投下するとき、または作業室Ａ内を運ぶとき、あるいは作業室Ａから下部ロックＥ内に回収するとき等の移動時に際して、計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくすることができる。
【００８４】
また、従来では、圧力センサにジャッキや載荷板を固定接続しているために、圧力センサを傷め、計測精度に支障をきたし、圧力センサを損傷する恐れがある。これに対して、本発明では、載荷重用ジャッキ２２を下部筒体２１に嵌挿固定し、圧力センサ２５を載荷重用ジャッキ２２と反力部２１ａとの間に当接している。このために、載荷重用ジャッキ２２などの荷重は下部筒体２１により保持されるので、圧力センサ２５には、従来のような曲げモーメントや偏荷重が加わらず、圧力センサ２５を破損する恐れがなく、精度の高い計測が可能となる。
【００８５】
また、本発明では、測長器２７を下部筒体２１の外側に固定し、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、温度変化の影響を受けることがなく、高精度の計測を可能にする。また、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、地盤が傾斜しても計測針２８は載荷板２６から外れることがなく、確実な計測を行うことができる。
【実施例２】
【００８６】
本実施例は載荷板２６を取り付けるための具体例を示すものであり、取り付けの様子を図８に示す。なお、この実施例では、先に説明した実施例１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。本実施例は、下部筒体２１に対して載荷板２６を揺動可能にする構造である。このために、本実施例ではガイド部７０が設けられている。ガイド部７０は、ガイド棒７１と支持金具７２とチェーン７５とを備えている。
【００８７】
本実施例では、ガイド部７０のガイド棒７１が載荷板２６の上面に溶接等で固定されている。ガイド棒７１は２個以上設けられている。一方、ガイド棒７１に対応して支持金具７２が下部筒体２１に固定されている。支持金具７２にはガイド棒７１を通すための貫通穴７２ａが開けられている。貫通穴７２ａの直径はガイド棒７１が嵌通可能な大きさであり、ガイド棒７１が通された貫通穴７２ａには隙間がある。このために、支持地盤が傾斜して載荷板２６が傾いても、下部筒体２１が載荷板２６に対して揺動可能な構造になっている。
【００８８】
載荷板２６はチェーン７５等により下部筒体２１に吊り下げられ、地耐力試験装置の移動時に載荷板２６が落下しないようになっている。地耐力試験時は、液圧ジャッキ２２のロッド２３がガイド棒７１に沿うように載荷板２６を押圧する。
【実施例３】
【００８９】
本実施例は載荷板２６を取り付けるための他の具体例を示すものであり、取り付けの様子を図９に示す。なお、この実施例では、先に説明した実施例１、２と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。本実施例は、実施例２と同様に、下部筒体２１に対して載荷板２６を揺動可能にする構造である。このために、本実施例では取付部８０が設けられている。取付部８０は、ロッドカバー８１とブラケット８２とボルト８３とを備えている。
【００９０】
本実施例では、ロッド２３の外周に雄ねじ２３ａが設けられ、雄ねじ２３ａと螺接する雌ねじ８１ａがロッドカバー８１の内周に設けられている。そして、雄ねじ２３ａと雌ねじ８１ａとにより、ロッドカバー８１が液圧ジャッキ２２のロッド２３に螺合されている。
【００９１】
ブラケット８２は溶接等により載荷板２６に固定され、ブラケット８２には複数のボルト穴８２ａが開けられている。一方、ボルト穴８２ａと向かい合うように、ロッドカバー８１には雌ねじ８１ｂが設けられている。ブラケット８２のボルト穴８２ａと、ロッドカバー８１の雌ねじ８１ｂと、ボルト８３とにより、載荷板２６は、ブラケット８２のボルト穴８２ａを介してボルト８３により、揺動可能にロッド２３に係止されている。ブラケット８２のボルト穴８２ａの外径は、ボルト８３が嵌通可能な大きさであり、ボルト８３が通されたボルト穴８２ａには隙間がある。このために、支持地盤が傾斜して載荷板２６が傾いても、液圧ジャッキ２２が取り付けられている下部筒体２１が、載荷板２６に対して揺動可能な構造になっている。
【００９２】
なお、本実施例では、ロッドカバー８１にはボルト８３と取り付けるための雌ねじ８１ａが２箇所設けられている。また、地耐力試験前のロッドカバー８１と載荷板２６とは、ブラケット８２のボルト穴８２ａに生じる前記の隙間により、接している場合もあるし、また、離れている場合もある。地耐力試験時は、液圧ジャッキ２２のロッド２３が載荷板２６を押圧する。
【００９３】
以上各実施例について説明した。前記の各実施例では、移動体Ｄがケーソン掘削機であったが、移動体としては他にケーソン刃口を突き崩すブレーカ等の建設機械を含む。また、前記の各実施例では、記載荷重用ジャッキが油圧ジャッキ２２であったが、載荷重用ジャッキとしては他に空圧、電動、またはネジ式のジャーナルジャッキを含む。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明地耐力試験装置の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線切断拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例における地耐力試験装置の移動体への装着および撤去方法と、この地耐力試験装置を用いて行う地耐力試験方法のフローチャートである。
【図４】本発明の地耐力試験装置の装着作業の説明図である。
【図５】同地耐力試験装置による地耐力試験状態の説明図である。
【図６】同地耐力試験装置による地耐力試験の詳細を示す図である。
【図７】図７（ａ）は本発明にかかる地耐力試験方法の試験前の状態の説明図、図７（ｂ）は地耐力試験において地盤の沈下量と他の値との関係を示す説明図である。
【図８】載荷板の取り付けを説明するための説明図である。
【図９】載荷板の取り付けを説明するための説明図である。
【図１０】従来の地耐力試験装置の一例を示す一部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 地耐力試験装置
２ 中間筒体
７ 移動体のブームに地耐力試験装置を取り付けるブラケット
１０ 上部外筒
１１ 伸縮円柱
１２ 雌ねじ
１３ 雄ねじ
１５ 駆動モータ
１６ 回転軸
１７ａ，１７ｂ 液圧ホース
１８ 調整冠
１９ 凸部
２０ 凹部
２１ 下部筒体
２１ａ 反力部
２２ 液圧ジャッキ
２３ 液圧ジャッキに設けられたロッド
２３ａ 雄ねじ
２４ａ，２４ｂ 液圧配管
２５ 圧力センサ
２６ 載荷板
２７ 測長器
２８ 計測針
２９ 傾斜計
３０ 液圧ユニット
３３ 操縦室
３４ コンピュータ
３５ デジタル傾斜表示装置
７０ ガイド部
７１ ガイド棒
７２ 支持金具
７２ａ 貫通穴
７５ チェーン
８０ 取付部
８１ ロッドカバー
８１ａ、８１ｂ 雌ねじ
８２ ブラケット
８２ａ ボルト穴
８３ ボルト
Ａ 作業室
Ｂ 天井スラブ
Ｄ 移動体
ｄ 移動体のブーム
Ｅ 下部ロック
Ｇ 作業室の底部の地盤
Ｇ’ 地耐力試験位置
Ｍ 大気圧室
Ｎ 圧気扉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソンの作業室の底部の地盤を掘削し、ケーソンを沈下させた後、ケーソンの支持地盤の地耐力を試験するための地耐力試験装置と、前記地耐力試験装置を使用して行う地耐力試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、地耐力試験装置の従来技術としては、特許第２７４７８９６号公報に記載の技術がある。
【０００３】
図１０は、前掲特許公報に記載の地耐力試験装置の一例を示す一部縦断正面図である。
【０００４】
この図１０に示す従来の地耐力試験装置４１は、支柱パイプ４２と、第１の取り付け台４４と、圧力センサ４７と、載荷重用の油圧ジャッキ５０と、載荷台５７と、第２の取り付け台５８と、計測棒５９および測長計６１と、作業室内の要所に設けられたカメラ（図示せず）と、地上等に設置された操作室内に配置されたコンピュータおよびモニタ（いずれも図示せず）等を備えて構成されている。
【０００５】
前記支柱パイプ４２の上端部には、パイプキャンバ４３が一体に取り付けられている。
【０００６】
第１の取り付け台４４は、前記支柱パイプ４２の下端部に固定されている。この第１の取り付け台４４は、上部フランジ４５と、下部フランジ４６と、側部ブラケット（図示せず）とを有している。
【０００７】
前記圧力センサ４７は、前記下部フランジ４６の下面に取り付けられている。
【０００８】
前記油圧ジャッキ５０は、圧力センサ４７の下部にフランジ４８，４９を介して取り付けられている。この油圧ジャッキ５０は、ピストン５１と、ピストンロッド５２とを備えている。また、この油圧ジャッキ５０は油圧ホース５３，５４を介して油圧ユニット（図示せず）に接続されている。
【０００９】
前記載荷台５７は、スプレッダ５５および取り付け板５６を介して、前記油圧ジャッキ５０のピストンロッド５２の下端部に取り付けられている。
【００１０】
前記第２の取り付け台５８は、前記取り付け板５６の上面に、円周方向に等間隔をおいて複数設けられており、それぞれ上方に延びている。
【００１１】
前記計測棒５９は、円周方向に等間隔をおいて配置され、かつ前記第２の取り付け台５８上に設置されている。
【００１２】
前記測長計６１は、前記計測棒５９に対応させて配置され、スタンド６０を介して前記第１の取り付け台４４の上部フランジ４５上に設置されている。各測長計６１の測定子６２は、当該計測棒５９の上面に接触している。
【００１３】
前記カメラは、測長計６１等の計測器の目盛りまたは諸部材の位置もしくは姿勢を撮影し、そのデータをコンピュータやモニタに送り込むようになっている。
【００１４】
前記コンピュータは、前記カメラから送り込まれた測長計６１による載荷台５７の沈下量の計測データと、そのときの載荷重とを記憶するとともに、載荷重と、沈下量の関係を演算し、これも記憶するようになっている。また、コンピュータは他のカメラから送り込まれる諸部材の位置や姿勢に関するデータを取り込み、当該部材の制御量を演算し、当該制御手段を介して当該部材を制御するようになっている。
【００１５】
前記モニタは、諸部材の位置や姿勢、載荷台５７の沈下量、載荷重と沈下量の関係等を表示するようになっている。
【００１６】
しかして、この地耐力試験装置４１を使用するに当たっては、掘削機に掘削バケットに代えて次のように取り付ける。
【００１７】
すなわち、地耐力試験装置４１の第１の取り付け台４４に設けられたブラケット（図示せず）を介して掘削機のジブとバケット操作用ジャッキ（図示せず）とに、地耐力試験装置４１を着脱自在に取り付ける。
【００１８】
そして、地耐力試験装置４１を、油圧ジャッキ５０を収縮させた状態で掘削機により試験位置に向かって運び、地盤Ｇ上に予め決められた地耐力試験位置Ｇ’上に載荷台５７を載置し、地耐力試験装置４１を略鉛直に立てる。ついで、油圧ジャッキ５０を伸長側に作動させ、支柱パイプ４２の上端部に取り付けられたパイプキャンバ４３をケーソンの天井スラブＢの下面に突き当て、地耐力試験装置４１を試験可能な状態にセットする。
【００１９】
かかる地耐力試験装置４１を使用状態にセットするときは、支柱パイプ４２に鉛直方向指示器（図示せず）を取り付け、この鉛直方向指示器をカメラで撮影し、このカメラで撮影した画像をコンピュータやモニタに送り込み、画像処理してモニタに表示し、その画像を見ながら地耐力試験装置４１を略鉛直に立てるようにしている。
【００２０】
続いて、油圧ジャッキ５０を伸長させ、天井スラブＢに反力を取って載荷台５７に荷重を掛け、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’に載荷台５７を押し込み、このときの載荷台５７の沈下量を、計測棒５９を介して測長計６１により計測する。そして、測長計６１の目盛りをカメラで読み取り、その計測データをコンピュータに送り込み、記憶するとともに、モニタに表示する。また、コンピュータでは載荷重（ｋＮ／ｍ３）と沈下量（ｍ）の関係を演算し、これも記憶する。
【００２１】
前述の試験操作を載荷台５７の沈下量が１５ｍｍに達するか、載荷重が現場で予想される最も大きい接地圧力の大きさ、または降伏点を超えるまで繰り返して行い、その試験結果をコンピュータにより載荷重−沈下量曲線にまとめ、記憶する。そして、コンピュータにより作成された載荷重−沈下量曲線から、ある沈下量の時の載荷重を求め、次の数１を用いて地盤係数Ｋｓ（ｋＮ／ｍ３）を算出する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
また、前掲特許公報には前記支柱パイプ４２を、アウタパイプとインナパイプとを組み合わせて二重パイプにより構成し、これらのパイプの内部に、パイプ長さ調節用の油圧ジャッキを装備した地耐力試験装置も記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、前掲特許公報に記載の地耐力試験装置４１は、次のような改善すべき課題があった。
【００２５】
（１）支柱パイプ４２とパイプキャンバ４３が一体化しているため、天井スラブＢが傾斜している場合、地耐力試験装置４１を略鉛直に設置することが困難であり、正確な計測結果を得ることができない。
（２）計測値は、沈下量と地耐力試験装置４１の歪量が確認されていないので、歪量の補正ができず、計測値が不正確である。
（３）支柱パイプ４２をアウタパイプとインナパイプとによる二重構造とし、油圧ジャッキにより伸縮させる型式のものでは、支柱パイプ４２を伸縮操作する油圧ジャッキに与える油圧や油量の変動により、支柱パイプ４２が伸縮する可能性があり、計測値の誤差が大きくなる可能性がある。
（４）地耐力試験装置４１の鉛直度を確認する際、鉛直方向指示器をカメラで映した画像を見ながら行うようにしているため、デジタル表示により鉛直度を確認できない。
（５）載荷台５７に取り付けられた第２の取り付け台５８上に計測棒５９を設置し、この計測棒５９に測長計６１を取り付け、載荷台５７の沈下量を計測するようにしているため、計測装置部分が大きくなり、地耐力試験装置４１の移動時に、前記計測装置部分が障害物等に衝突し、破損する危険性が大きい。
（６）ケーソンの掘削機に地耐力試験装置４１を装着および撤去する場合、高気圧作業となり、作業環境が劣悪であった。
（７）前述のごとく、高気圧作業が発生するため、特に大深度では作業時間が大幅に制限され、工期が長くなり、コスト高になる。
（８）従来では、圧力センサ４７に油圧ジャッキ５０や載荷台５７を固定接続しているために、圧力センサ４７を傷め、計測精度に支障をきたしていた。特に、セット時に傾斜した状態で移動する場合、圧力センサ４７に油圧ジャッキ５０などの荷重が作用し、曲げモーメントや偏荷重が加わるため、圧力センサ４７を損傷する恐れがある。
【００２６】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、地盤の沈下量を正確に計測でき、しかも移動時に計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくなし得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２７】
また、本発明の他の目的は地盤の沈下量をより一層正確に計測し得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は鉛直方向に、より一層正確かつ迅速に設置し得る地耐力試験装置を提供することにある。
【００２９】
さらに、本発明の他の目的は地盤の沈下量をより一層正確にかつ容易に計測し得る地耐力試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、請求項１の発明は、移動体Ｄに着脱自在な中間筒体２を設け、前記中間筒体２に伸縮自在な伸縮柱１１を設け、前記伸縮柱１１の頭部に、回転可能に天井スラブＢを押圧する当接具を設け、前記中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、前記下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２を嵌挿し、前記載荷重用ジャッキ２２の下部に、載荷板２６を取り付け、前記下部筒体２１に前記載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を取り付けたことを特徴とする地耐力試験装置である。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の地耐力試験装置において、前記下部筒体２１の上部に反力部２１ａを設け、前記載荷重用ジャッキ２２と前記反力部２１ａとの間に圧力センサ２５を設けたことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の地耐力試験装置において、前記伸縮柱１１の伸縮操作手段を、前記中間筒体２に取り付けられた上部外筒１０に形成された雌ねじ１２と、前記伸縮柱１１に設けられかつ前記雌ねじ１２に螺合された雄ねじ１３と、前記伸縮柱１１を正逆回転操作する駆動モータ１５とを備えて構成したことを特徴とする。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の地耐力試験装置において、前記中間筒体２に傾斜計２９を取り付け、この傾斜計２９をデジタル傾斜表示装置３５に接続するとともに、このデジタル傾斜表示装置３５を通じて地耐力試験装置全体の傾斜を矯正可能に構成したことを特徴とする。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の地耐力試験装置において、前記当接具は、前記伸縮柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を、前記天井スラブＢの下面に当接可能に配置する構造であることを特徴とする。
【００３５】
請求項６の発明は、移動体Ｄを用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、ケーソン作業室Ａの地耐力試験位置Ｇ’をバケットで整地し、前記整地位置に前記バケットで砂を敷き均し、前記移動体Ｄを下部ロックＥに移動し、前記下部ロックＥ内圧力を大気圧に調整し、前記移動体Ｄに地耐力試験装置を取り付け、前記下部ロックＥ内圧力を前記ケーソン作業室Ａ内圧力とほぼ同圧に調整し、前記移動体Ｄを前記地耐力試験位置Ｇ’に移動し、前記地耐力試験装置を前記地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に略鉛直に設置し、載荷重用ジャッキにより地盤Ｇに荷重を加えることにより、地盤Ｇの地耐力を測定することを特徴とする地耐力試験方法である。
【００３６】
請求項７の発明は、請求項６に記載の地耐力試験方法において、前記地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置１を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の請求項１に記載の発明では、移動体Ｄに着脱自在な中間筒体２を設け、中間筒体２に伸縮自在な伸縮柱１１を設け、伸縮柱１１の頭部に、回転可能に天井スラブＢを押圧する当接具を設け、また、請求項５では、当接具は、伸縮柱１１の頭部に、凸部１９と凹部２０からなる調整冠１８を、天井スラブＢの下面に当接可能に取り付ける構造であるので、天井スラブＢの下面が多少傾斜していたり、凹凸面になっていた場合であっても、これらの不具合を当接具により吸収できるため、地耐力試験装置全体を略鉛直に設置でき、したがって地耐力試験装置が傾斜状に設置されることによる計測誤差が発生せず、地盤Ｇの沈下量を正確に計測し得る効果がある。
【００３８】
請求項１に記載の発明では、中間筒体２の下部に下部筒体２１を取り付け、下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２を嵌挿し、載荷重用ジャッキ２２の下部に、載荷板２６を取り付け、下部筒体２１に載荷板２６の沈下量を計測する測長器２７を取り付けているので、この測長器２７を含む計測装置部分をコンパクトにまとめることができ、したがって移動時に計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくなし得る効果もある。また、測長器２７を下部筒体２１の外側に取り付け、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、地盤が傾斜しても測長器２７の計測針が載荷板２６から外れることがなく、確実な計測を行うことができる。
【００３９】
本発明の請求項２に記載の発明では、下部筒体２１の上部に反力部２１ａを設け、載荷重用ジャッキ２２と反力部２１ａとの間に圧力センサ２５を設けた。これにより、下部筒体２１内に載荷重用ジャッキ２２と圧力センサ２５とを保持したため、両者の位置ずれが無く、載荷重用ジャッキ２２の荷重は下部筒体２１により保持でき、かつ、載荷重用ジャッキ２２の荷重を圧力センサ２５に伝えることができ、計測精度が向上し、圧力センサ２５の破損を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の請求項３に記載の発明では、伸縮柱１１の伸縮操作手段を、中間筒体２に取り付けられた上部筒体１０に形成された雌ねじ１２と、伸縮柱１１に設けられた雄ねじ１３とを螺合させ、かつ伸縮柱１１を正逆回転操作する駆動モータ１５を備えて構成しているので、支柱パイプを油圧ジャッキにより伸縮させる型式の従来技術では回避できなかった油圧や油量の変動による支柱パイプの伸縮によって生ずる計測値の誤差を解消でき、したがって地盤Ｇの沈下量をより一層正確に計測し得る効果がある。
【００４１】
また、本発明の請求項４に記載の発明では、中間筒体２に傾斜計２９を取り付け、この傾斜計２９をデジタル傾斜表示装置３５に接続し、このデジタル傾斜表示装置３５を監視しながら地耐力試験装置全体の傾斜を矯正するようにしているので、デジタル表示により鉛直度を確認でき、地耐力試験装置全体を鉛直方向に、より一層正確にかつ迅速に設置し得る効果がある。
【００４２】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、移動体Ｄを用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、ケーソン作業室Ａの地耐力試験位置Ｇ’をバケットで整地し、整地位置にバケットで砂を敷き均し、移動体Ｄを下部ロックＥに移動し、下部ロックＥ内圧力を大気圧に調整し、移動体Ｄに地耐力試験装置を取り付け、下部ロックＥ内圧力をケーソン作業室Ａ内圧力とほぼ同圧に調整し、移動体Ｄを地耐力試験位置Ｇ’に移動し、地耐力試験装置を地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に略鉛直に設置し、載荷重用ジャッキ２２により地盤Ｇに荷重を加えるようにしている。したがって、この請求項６に記載の発明によれば、移動体Ｄに対して地耐力試験装置１を装着および撤去する際の、高気圧下での作業を回避できるので、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放し得る効果を有する外、大深度での作業であっても、作業時間に制限を受けないので、工期を短縮し得る。
【００４３】
さらに、本発明の請求項７に記載の発明は、地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置１を用いたので、各請求項１〜５に記載した発明が達成することができる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１は本発明地耐力試験装置の一実施例を示す縦断側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線切断拡大断面図である。
【００４６】
これら図１および図２に示す実施例の地耐力試験装置１は、中間筒体２と、移動体Ｄに地耐力試験装置１を装着するためのブラケット７と、上部外筒１０と、伸縮円柱１１と、調整冠１８と、伸縮円柱１１と調整冠１８の接合構造と、伸縮円柱用の伸縮操作手段と、下部筒体２１と、載荷重用の液圧ジャッキ２２と、圧力センサ２５と、載荷板２６と、測長器２７と、傾斜計２９等を備えている。さらに、この地耐力試験装置１は、液圧ユニット３０と、操縦室３３と、この操縦室３３内に設置されたコンピュータ３４およびデジタル傾斜表示装置３５とを備えている。
【００４７】
移動体Ｄは、ケーソンの掘削機のブーム先端部に取り付けられたバケットをブラケットに交換するなどし、掘削機の一部を改良してなるものである。
【００４８】
前記中間筒体２には、上下方向に長いスリット３が形成されている。また、中間筒体２の内部には、上下方向に長い案内部材４が設けられている。また、中間筒体２には上板５が取り付けられている。さらに、中間筒体２の外周には円周方向に所要の間隔をおいて複数の補強板６が取り付けられている。
【００４９】
前記ブラケット７は、中間筒体２の一側部に設けられている。このブラケット７は、図１に示すように、取り付けピン８を介して移動体Ｄのブームｄの端部に取り付けられ、他の取り付けピン９を介して同移動体Ｄの起伏シリンダｅ１に嵌挿されたピストンロッドｅの端部に取り付けられており、この取り付け構造を介して、地耐力試験装置１が移動体Ｄに着脱自在に装着されている。
【００５０】
前記上部外筒１０は、中間筒体２の上板５上に一体に取り付けられている。この上部外筒１０の内部には、雌ねじ１２が形成されている。
【００５１】
前記伸縮円柱１１は、中間筒体２の内部から上部外筒１０の内部を経て上部に向かって装着されている。この伸縮円柱１１の外周には、前記雌ねじ１２に螺合する雄ねじ１３が設けられている。
【００５２】
前記中間筒体２の内部には、モータ取り付け台１４を介して伸縮円柱用の駆動モータ１５が設置されている。前記モータ取り付け台１４は、中間筒体２の内部において、上下方向に長く設けられた前記案内部材４に沿って、上下方向に平行に移動可能に配置されている。前記駆動モータ１５の回転軸１６には、伸縮円柱１１が回転軸１６と一体となって回転し得るように連結されている。また、駆動モータ１５は液圧配管１７ａ，１７ｂを介して液圧ユニット３０に接続されていて、正逆回転し得るようになっている。
【００５３】
前記上部外筒１０に形成された雌ねじ１２と、伸縮円柱１１に設けられた雄ねじ１３と、案内部材４に沿ってモータ取り付け台１４を上下方向に移動させる手段と、正逆回転する駆動モータ１５とにより、伸縮円柱１１を上下方向に伸縮させる伸縮操作手段を構成している。
【００５４】
前記調整冠１８は、伸縮円柱１１と分離している。また、調整冠１８は伸縮円柱１１から落下しないように、ワイヤやチェーン（いずれも図示せず）により取り付けられている。
【００５５】
前記伸縮円柱１１の上端部には、凸円弧の凸部１９が設けられている。一方、前記調整冠１８の下面には、凹円弧の凹部２０が形成されている。これら凸部１９と凹部２０とは、伸縮円柱１１と調整冠１８の接合構造を構成している。そして、この接合構造は地耐力試験装置１を立てる際、調整冠１８を天井スラブＢの下面に当接させたとき、凸部１９と凹部２０は互いに接合し、天井スラブＢの下面の傾斜や凹凸を吸収し、地耐力試験装置１を略鉛直に設置できるようにしている。なお、伸縮円柱１１の上端部に凹部２０を形成し、調整冠１８の下面に凸部１９を設けても良い。
【００５６】
前記下部筒体２１は、中間筒体２の下部に一体に取り付けられている。この下部筒体２１は、載荷用の液圧ジャッキ２２のシリンダを保持している。
【００５７】
この液圧ジャッキ２２の下端部には、載荷用のロッド２３が突設されている。また、この液圧ジャッキ２２は液圧配管２４ａ，２４ｂを介して液圧ユニット３０に接続され、摺動操作される。
【００５８】
前記圧力センサ２５は、下部筒体２１内において、ジャッキヘッド室側に設置されている。つまり、圧力センサ２５は下部筒体２１の底面である反力部２１ａと液圧ジャッキ２２と間に設けられている。この圧力センサ２５は、液圧ジャッキ２２の載荷重を検出し、電気信号に変えてコンピュータ３４に送り込むようになっている。
【００５９】
前記載荷板２６は、下部筒体２１の下板２１’にワイヤまたはチェーン（いずれも図示せず）により吊り下げられている。そして、この載荷板２６は地耐力試験時に、ロッド２３を介して液圧ジャッキ２２により荷重を付与され、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’に押し込まれる。なお、載荷板２６と液圧ジャッキ２２との取り付け方法は、本実施例のような固定式、または、チェーンやピンのような可動式のどちらでもかまわない。測定地盤が平坦な場合は固定式でもよいが、傾斜した地盤や凹凸地盤では可動式が好ましい。
【００６０】
前記測長器２７は、円周方向に複数箇配置されており、それぞれ下部筒体２１の外周に磁石等で固定されている。また、各測長器２７には下方に向かって計測針２８が設けられている。各計測針２８は、地耐力試験時に載荷板２６の上面に直接接して載荷板２６の沈下量を計測し、その計測値を電気信号に変えてコンピュータ３４に送り込む。なお、この測長器２７にマイクロメータを用いたときは、そのマイクロメータの目盛りを函内カメラで読み取り、その読み取り値をコンピュータ３４に送る。
【００６１】
前記傾斜計２９は、中間筒体２の上板５の上面に設置されている。この傾斜計２９は、地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢの下面間に地耐力試験装置１を立てる際、地耐力試験装置１の傾斜状況を計測し、その計測値を電気信号に変えてデジタル傾斜表示装置３５に送り込むようになっている。
【００６２】
前記液圧ユニット３０は、通常移動体Ｄの後部側に搭載されている。そして、この液圧ユニット３０には地耐力試験装置１との関係では、伸縮円柱用の駆動モータ１５と、載荷用の液圧ジャッキ２２とが接続されている。前記駆動モータ１５は、液圧ホース１７ａ，１７ｂと方向切り換え弁３１を介して前記液圧ユニット３０に接続されている。前記液圧ジャッキ２２は、液圧配管２４ａ，２４ｂと方向切り換え弁３２を介して同液圧ユニット３０に接続されている。
【００６３】
前記操縦室３３は、地上または／および上スラブ上に設置されている。
【００６４】
前記コンピュータ３４は、操縦室３３内に設置されている。そして、このコンピュータ３４は地耐力試験装置１との関係では、少なくとも圧力センサ２５から載荷重の検出値を取り込んで記憶し、測長器２７から地耐力試験位置Ｇ’における載荷板２６の沈下量の計測値を取り込んで記憶するとともに、地盤Ｇの地耐力を算出するようになっている。
【００６５】
前記デジタル傾斜表示装置３５は、傾斜計２９から地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度とを取り込み、デジタル表示するようになっている。
【００６６】
次に、この実施例における地耐力試験装置１の移動体Ｄへの装着および撤去方法と、この地耐力試験装置１を用いて行う地耐力試験方法とを説明する。
【００６７】
図３は地耐力試験装置の移動体Ｄへの装着および撤去方法と、この地耐力試験装置を用いて行う地耐力試験方法のフローチャート、図４は地耐力試験装置の装着作業の説明図、図５は地耐力試験状態の説明図、図６は本発明の一実施例にかかる地耐力試験装置による地耐力試験を詳細に示した図、図７（ａ）は本発明地耐力試験方法の試験前の状態の説明図、図７（ｂ）は地耐力試験において地盤の沈下量と他の値との関係を示す説明図である。
【００６８】
まず、図３に示す実施例では、地耐力試験の実行に先立ち、準備段階１００において、実際に使用する地耐力試験装置１の荷重に対する固有の歪量ｈ２を予め計測して置く。この地耐力試験装置１の歪量ｈ２は、実際に地耐力試験を行うときの荷重を地耐力試験装置１に加え、そのときの歪量ｈ２を計測して求める。
【００６９】
そして、プロセス１０１で地耐力試験位置Ｇ’に床付け地盤を造成する。この床付け地盤を造成するには、移動体Ｄでケーソンの作業室Ａの底部地盤を掘削し、ケーソンを所定の深さに沈下させた後、同移動体Ｄにより地耐力試験位置Ｇ’を少し掘り下げる。移動体Ｄを下部ロックＥ内に回収し、あらかじめ下部ロックＥ内に貯蔵しておいた砂をバケットに積み込み、移動体Ｄを地耐力試験位置Ｇ’まで移動し、運搬した砂を地耐力試験位置Ｇ’に敷き詰め、整地、転圧する。敷き均す砂は、土砂バケット（地盤掘削土の排土用）等を使用し、地上からマテリアルロックまたはマンロックを経由して作業室に運搬しても良い。
【００７０】
次に、プロセス１０２で移動体Ｄを下部ロックＥ内に回収する。下部ロックＥ内に移動体Ｄを回収するときは、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを開け、このスライドハッチＦを通じて移動体Ｄを引き上げる。ついで、スライドハッチＦを閉じる。これらスライドハッチＦの開閉および移動体Ｄの引き上げ作業を、全て遠隔操作により行う。
【００７１】
前述のごとく、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを閉じ、下部ロックＥ内を密閉した後、プロセス１０３で下部ロックＥ内を大気圧まで減圧する。
【００７２】
下部ロックＥ内を大気圧まで減圧した後、プロセス１０４で下部ロックＥ内に作業員が入り、移動体Ｄの掘削バケットを取り外し、代わりに地耐力試験装置１を装着する。このプロセス１０４では、移動体Ｄから掘削バケットを取り外し、地耐力試験装置１を装着する交換作業を大気圧下の下部ロックＥ内で行うようにしているので、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放することができるし、作業時間の制限を受けないので、掘削バケットから地耐力試験装置１への交換作業を能率良く行うことができる。
【００７３】
移動体Ｄに地耐力試験装置１を装着した後、プロセス１０５で下部ロックＥから作業員が大気圧室Ｍに退室する。次ぎに、圧気扉Ｎを閉め、下部ロックＥ内をほぼ作業室Ａ内の気圧まで増圧する。
【００７４】
下部ロックＥ内を増圧した後、プロセス１０６で、下部ロックＥの下部に設けられたスライドハッチＦを開け、作業室Ａ内に移動体Ｄと一緒に地耐力試験装置１を移動し、移動体Ｄを天井スラブＢの下面に敷設された走行レールＣに引き渡し、ついでスライドハッチＦを閉じる。かかる移動体Ｄおよび地耐力試験装置１の作業室Ａへの移動時には、伸縮円柱１１および液圧ジャッキ２２のロッド２３を収縮させた状態で行う。また、このプロセス１０６における移動体Ｄと地耐力試験装置１の作業室Ａへの移動、移動体Ｄの走行レールＩへの引き渡しおよびスライドハッチＦの開閉を全て遠隔操作により行う。
【００７５】
次に、プロセス１０７では移動体Ｄにより地耐力試験装置１を地耐力試験位置Ｇ’上に移動させる。ついで、載荷板２６を下方に向けて地耐力試験装置１を立てる。そして、液圧ユニット３０から駆動モータ１５の液圧ホース１７ａを通じて駆動モータ１５に液圧を送り、駆動モータ１５を順方向に回転させ、雌ねじ１２と雄ねじ１３のねじ作用により伸縮円柱１１を伸長させ、調整冠１８を天井スラブＢの下面に当接させる。このとき、傾斜計２９により地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度を計測し、その計測値をデジタル傾斜表示装置３５に送り、デジタル表示する。そして、操縦室３３内で、作業員がデジタル傾斜表示装置３５に表示された傾斜方向と傾斜角度を確認し、移動体Ｄのブームｄを操作し、地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間に地耐力試験装置１を設置する。前述のごとく、この地耐力試験装置１では、傾斜計２９により地耐力試験装置１の傾斜方向と傾斜角度を計測し、その計測値をデジタル傾斜表示装置３５に送り、このデジタル傾斜表示装置３５に前記傾斜方向と傾斜角度とをデジタル表示するようにしているので、作業者はそのデータを見ながら地耐力試験装置１を略鉛直に容易に立設することができる。また、この地耐力試験装置１では、伸縮円柱１１の上端部と調整冠１８の下面とを、凸部１９と凹部２０を介して接合しているので、かかる凸部１９と凹部２０とによる接合構造により、天井スラブＢの傾斜や凹凸を吸収し、図５に示すように、地耐力試験装置１を略鉛直に、容易に設置することができる。
【００７６】
そして、このプロセス１０７における駆動モータ１５の制御、地耐力試験装置１を略鉛直に矯正するための移動体Ｄのブームｄの制御共、遠隔操作により行う。
【００７７】
続いて、プロセス１０８では地盤Ｇ上の地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢの下面間に略鉛直に設置された地耐力試験装置１を用いて地耐力試験を行う。かかる地耐力試験を行うには、地耐力試験位置Ｇ’に接地している載荷板２６上に測長器２７の計測針２８の下端部を接触させて、載荷板２６の沈下量計測の初期値を０にセットする。ついで、図６および図７（ａ）に示す状態から、液圧ユニット３０により液圧配管２４ａを通じて下部筒体２１内のジャッキヘッド室側に液圧を供給し、液圧ジャッキ２２を押し下げ、ロッド２３を介して載荷板２６に荷重を掛け、地耐力試験位置Ｇ’に載荷板２６を押し込み、沈下させる。そして、１回目の地耐力試験において、下部筒体２１内に設置された圧力センサ２５により載荷重を検出しつつ、載荷板２６に予め決められた荷重を掛け、図７（ｂ）に示すように、測長器２７により載荷板２６の沈下量を計測し、測長器２７にマイクロメータを用いた場合は、そのマイクロメータの計測値としての目盛りを函内カメラで読み取り、その読み取り値をコンピュータ３４に送る。
【００７８】
ところで、図７（ｂ）の地耐力試験状態を示す各値の関係から明らかなように、地盤の沈下量ｈは次の数２で与えられる。
［数２］
ｈ＝（ｈ１−ｈ０）−ｈ２
この数２の各値は次の通りである。
ｈ０：初期値
ｈ１：測長器の計測値（＝ｈ＋ｈ２）
ｈ２：予め得ている本装置の荷重に対する歪量
【００７９】
ここで、この実施例では前述のごとく、初期値ｈ０を０にセットしている。また、地耐力試験装置１の歪量ｈ２は、準備段階１００で予め計測しているので、既値である。したがって、コンピュータ３４は測長器２７による載荷板２６の沈下量の計測値ｈ１から、地盤Ｇの沈下量ｈを算出する。これにより、真の地盤Ｇの沈下量ｈを容易にかつ正確に求めることができる。
【００８０】
さらに、このプロセス１０８では載荷板２６に掛ける荷重を段階的に増して行き、そのときの載荷板２６の沈下量を計測し、従来技術と同様、地盤Ｇの沈下量ｈが１５ｍｍに達するか、載荷重が現場で予想される最も大きい接地圧力の大きさ、または降伏点を超えるまで繰り返して行い、その試験結果をコンピュータ３４で載荷重‐沈下量曲線にまとめ、記憶する。そして、コンピュータ３４で作成した前記載荷重‐沈下量曲線から、ある沈下量のときの載荷重を求め、前記数１を用いて地盤係数Ｋｓ（ｋＮ／ｍ３）を算出する。
【００８１】
所期の地耐力試験を終了したときは、プロセス１０９で移動体Ｄと地耐力試験装置１とを下部ロックＥに回収し、移動体Ｄのブームｄに地耐力試験装置１に代えて掘削バケットを装着し、全作業を終了する。このプロセス１０９で、移動体Ｄと地耐力試験装置１とを下部ロックＥに回収するときは、液圧ユニット３０からリターン側の液圧配管２４ｂを通じて下部筒体２１のロッド側室に液圧を送り、液圧ジャッキ２２のロッド２３を収縮させる。また、同液圧ユニット３０からリターン側の液圧ホース１７ｂを通じて駆動モータ１５に液圧を供給し、駆動モータ１５を逆方向に回転させ、雌ねじ１２と雄ねじ１３のねじ作用により伸縮円柱１１を縮小させる。ついで、地耐力試験装置１を地耐力試験位置Ｇ’と天井スラブＢ間から外し、その地耐力試験装置１を少し傾けながら、移動体Ｄにより下部ロックＥの下方に運ぶ。そして、スライドハッチＦを開け、下部ロックＥ内に移動体Ｄと地耐力試験装置１とを一緒に引き上げ、回収する。ついで、スライドハッチＦを閉じ、下部ロックＥ内を大気圧に減圧する。その後、下部ロックＥ内に作業員が入り、移動体Ｄとブームｄと起伏シリンダのロッドｅから地耐力試験装置１を取り外し、代わりに掘削バケットを装着する。ついで、下部ロックＥから作業員が退去する。
【００８２】
続いて、作業室Ａの底部の地盤Ｇを掘削するときは、下部ロックＥ内を作業室Ａ内の気圧まで増圧した後、スライドハッチＦを開け、下部ロックＥから作業室Ａに移動体Ｄを送り出し、その移動体Ｄを走行レールＣに懸架し、この走行レールＣに沿って移動体Ｄを走行させ、掘削バケットにより地盤Ｇを掘削する。
【００８３】
しかして、この実施例では下部筒体２１に測長器２７を直接的に、つまり従来技術のごとく色々な部材を介することなく取り付けているので、この測長器２７を含む計測装置部分をコンパクトにまとめることができる。したがって、移動体Ｄと地耐力試験装置１とを一緒に下部ロックＥから作業室Ａに投下するとき、または作業室Ａ内を運ぶとき、あるいは作業室Ａから下部ロックＥ内に回収するとき等の移動時に際して、計測装置部分が障害物等に衝突するような事故を少なくすることができる。
【００８４】
また、従来では、圧力センサにジャッキや載荷板を固定接続しているために、圧力センサを傷め、計測精度に支障をきたし、圧力センサを損傷する恐れがある。これに対して、本発明では、載荷重用ジャッキ２２を下部筒体２１に嵌挿固定し、圧力センサ２５を載荷重用ジャッキ２２と反力部２１ａとの間に当接している。このために、載荷重用ジャッキ２２などの荷重は下部筒体２１により保持されるので、圧力センサ２５には、従来のような曲げモーメントや偏荷重が加わらず、圧力センサ２５を破損する恐れがなく、精度の高い計測が可能となる。
【００８５】
また、本発明では、測長器２７を下部筒体２１の外側に固定し、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、温度変化の影響を受けることがなく、高精度の計測を可能にする。また、載荷板２６に計測針２８を直接当接して計測するために、地盤が傾斜しても計測針２８は載荷板２６から外れることがなく、確実な計測を行うことができる。
【実施例２】
【００８６】
本実施例は載荷板２６を取り付けるための具体例を示すものであり、取り付けの様子を図８に示す。なお、この実施例では、先に説明した実施例１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。本実施例は、下部筒体２１に対して載荷板２６を揺動可能にする構造である。このために、本実施例ではガイド部７０が設けられている。ガイド部７０は、ガイド棒７１と支持金具７２とチェーン７５とを備えている。
【００８７】
本実施例では、ガイド部７０のガイド棒７１が載荷板２６の上面に溶接等で固定されている。ガイド棒７１は２個以上設けられている。一方、ガイド棒７１に対応して支持金具７２が下部筒体２１に固定されている。支持金具７２にはガイド棒７１を通すための貫通穴７２ａが開けられている。貫通穴７２ａの直径はガイド棒７１が嵌通可能な大きさであり、ガイド棒７１が通された貫通穴７２ａには隙間がある。このために、支持地盤が傾斜して載荷板２６が傾いても、下部筒体２１が載荷板２６に対して揺動可能な構造になっている。
【００８８】
載荷板２６はチェーン７５等により下部筒体２１に吊り下げられ、地耐力試験装置の移動時に載荷板２６が落下しないようになっている。地耐力試験時は、液圧ジャッキ２２のロッド２３がガイド棒７１に沿うように載荷板２６を押圧する。
【実施例３】
【００８９】
本実施例は載荷板２６を取り付けるための他の具体例を示すものであり、取り付けの様子を図９に示す。なお、この実施例では、先に説明した実施例１、２と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。本実施例は、実施例２と同様に、下部筒体２１に対して載荷板２６を揺動可能にする構造である。このために、本実施例では取付部８０が設けられている。取付部８０は、ロッドカバー８１とブラケット８２とボルト８３とを備えている。
【００９０】
本実施例では、ロッド２３の外周に雄ねじ２３ａが設けられ、雄ねじ２３ａと螺接する雌ねじ８１ａがロッドカバー８１の内周に設けられている。そして、雄ねじ２３ａと雌ねじ８１ａとにより、ロッドカバー８１が液圧ジャッキ２２のロッド２３に螺合されている。
【００９１】
ブラケット８２は溶接等により載荷板２６に固定され、ブラケット８２には複数のボルト穴８２ａが開けられている。一方、ボルト穴８２ａと向かい合うように、ロッドカバー８１には雌ねじ８１ｂが設けられている。ブラケット８２のボルト穴８２ａと、ロッドカバー８１の雌ねじ８１ｂと、ボルト８３とにより、載荷板２６は、ブラケット８２のボルト穴８２ａを介してボルト８３により、揺動可能にロッド２３に係止されている。ブラケット８２のボルト穴８２ａの外径は、ボルト８３が嵌通可能な大きさであり、ボルト８３が通されたボルト穴８２ａには隙間がある。このために、支持地盤が傾斜して載荷板２６が傾いても、液圧ジャッキ２２が取り付けられている下部筒体２１が、載荷板２６に対して揺動可能な構造になっている。
【００９２】
なお、本実施例では、ロッドカバー８１にはボルト８３と取り付けるための雌ねじ８１ａが２箇所設けられている。また、地耐力試験前のロッドカバー８１と載荷板２６とは、ブラケット８２のボルト穴８２ａに生じる前記の隙間により、接している場合もあるし、また、離れている場合もある。地耐力試験時は、液圧ジャッキ２２のロッド２３が載荷板２６を押圧する。
【００９３】
以上各実施例について説明した。前記の各実施例では、移動体Ｄがケーソン掘削機であったが、移動体としては他にケーソン刃口を突き崩すブレーカ等の建設機械を含む。また、前記の各実施例では、記載荷重用ジャッキが油圧ジャッキ２２であったが、載荷重用ジャッキとしては他に空圧、電動、またはネジ式のジャーナルジャッキを含む。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明地耐力試験装置の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線切断拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例における地耐力試験装置の移動体への装着および撤去方法と、この地耐力試験装置を用いて行う地耐力試験方法のフローチャートである。
【図４】本発明の地耐力試験装置の装着作業の説明図である。
【図５】同地耐力試験装置による地耐力試験状態の説明図である。
【図６】同地耐力試験装置による地耐力試験の詳細を示す図である。
【図７】図７（ａ）は本発明にかかる地耐力試験方法の試験前の状態の説明図、図７（ｂ）は地耐力試験において地盤の沈下量と他の値との関係を示す説明図である。
【図８】載荷板の取り付けを説明するための説明図である。
【図９】載荷板の取り付けを説明するための説明図である。
【図１０】従来の地耐力試験装置の一例を示す一部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 地耐力試験装置
２ 中間筒体
７ 移動体のブームに地耐力試験装置を取り付けるブラケット
１０ 上部外筒
１１ 伸縮円柱
１２ 雌ねじ
１３ 雄ねじ
１５ 駆動モータ
１６ 回転軸
１７ａ，１７ｂ 液圧ホース
１８ 調整冠
１９ 凸部
２０ 凹部
２１ 下部筒体
２１ａ 反力部
２２ 液圧ジャッキ
２３ 液圧ジャッキに設けられたロッド
２３ａ 雄ねじ
２４ａ，２４ｂ 液圧配管
２５ 圧力センサ
２６ 載荷板
２７ 測長器
２８ 計測針
２９ 傾斜計
３０ 液圧ユニット
３３ 操縦室
３４ コンピュータ
３５ デジタル傾斜表示装置
７０ ガイド部
７１ ガイド棒
７２ 支持金具
７２ａ 貫通穴
７５ チェーン
８０ 取付部
８１ ロッドカバー
８１ａ、８１ｂ 雌ねじ
８２ ブラケット
８２ａ ボルト穴
８３ ボルト
Ａ 作業室
Ｂ 天井スラブ
Ｄ 移動体
ｄ 移動体のブーム
Ｅ 下部ロック
Ｇ 作業室の底部の地盤
Ｇ’ 地耐力試験位置
Ｍ 大気圧室
Ｎ 圧気扉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体（Ｄ）に着脱自在な中間筒体（２）を設け、
前記中間筒体（２）に伸縮自在な伸縮柱（１１）を設け、
前記伸縮柱（１１）の頭部に、回転可能に天井スラブ（Ｂ）を押圧する当接具を設け、
前記中間筒体（２）の下部に下部筒体（２１）を取り付け、
前記下部筒体（２１）内に載荷重用ジャッキ（２２）を嵌挿し、
前記載荷重用ジャッキ（２２）の下部に、載荷板（２６）を取り付け、
前記下部筒体（２１）に前記載荷板（２６）の沈下量を計測する測長器（２７）を取り付けたことを特徴とする地耐力試験装置。
【請求項２】
前記下部筒体（２１）の上部に反力部（２１ａ）を設け、前記載荷重用ジャッキ（２２）と前記反力部（２１ａ）との間に圧力センサ（２５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の地耐力試験装置。
【請求項３】
前記伸縮柱（１１）の伸縮操作手段を、前記中間筒体（２）に取り付けられた上部外筒（１０）に形成された雌ねじ（１２）と、前記伸縮柱（１１）に設けられかつ前記雌ねじ（１２）に螺合された雄ねじ（１３）と、前記伸縮柱（１１）を正逆回転操作する駆動モータ（１５）とを備えて構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の地耐力試験装置。
【請求項４】
前記中間筒体（２）に傾斜計（２９）を取り付け、この傾斜計（２９）をデジタル傾斜表示装置（３５）に接続するとともに、このデジタル傾斜表示装置（３５）を通じて地耐力試験装置全体の傾斜を矯正可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の地耐力試験装置。
【請求項５】
前記当接具は、前記伸縮柱（１１）の頭部に、凸部（１９）と凹部（２０）からなる調整冠（１８）を、前記天井スラブ（Ｂ）の下面に当接可能に配置する構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の地耐力試験装置。
【請求項６】
移動体（Ｄ）を用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、
ケーソン作業室（Ａ）の地耐力試験位置（Ｇ’）をバケットで整地し、
前記整地位置に前記バケットで砂を敷き均し、
前記移動体（Ｄ）を下部ロック（Ｅ）に移動し、
前記下部ロック（Ｅ）内圧力を大気圧に調整し、
前記移動体（Ｄ）に地耐力試験装置を取り付け、
前記下部ロック（Ｅ）内圧力を前記ケーソン作業室（Ａ）内圧力とほぼ同圧に調整し、
前記移動体（Ｄ）を前記地耐力試験位置（Ｇ’）に移動し、
前記地耐力試験装置を前記地耐力試験位置（Ｇ’）と天井スラブ（Ｂ）間に略鉛直に設置し、
載荷重用ジャッキにより地盤（Ｇ）に荷重を加えることにより、地盤（Ｇ）の地耐力を測定することを特徴とする地耐力試験方法。
【請求項７】
前記地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置（１）を用いたことを特徴とする請求項６に記載の地耐力試験方法。
【請求項１】
移動体（Ｄ）に着脱自在な中間筒体（２）を設け、
前記中間筒体（２）に伸縮自在な伸縮柱（１１）を設け、
前記伸縮柱（１１）の頭部に、回転可能に天井スラブ（Ｂ）を押圧する当接具を設け、
前記中間筒体（２）の下部に下部筒体（２１）を取り付け、
前記下部筒体（２１）内に載荷重用ジャッキ（２２）を嵌挿し、
前記載荷重用ジャッキ（２２）の下部に、載荷板（２６）を取り付け、
前記下部筒体（２１）に前記載荷板（２６）の沈下量を計測する測長器（２７）を取り付けたことを特徴とする地耐力試験装置。
【請求項２】
前記下部筒体（２１）の上部に反力部（２１ａ）を設け、前記載荷重用ジャッキ（２２）と前記反力部（２１ａ）との間に圧力センサ（２５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の地耐力試験装置。
【請求項３】
前記伸縮柱（１１）の伸縮操作手段を、前記中間筒体（２）に取り付けられた上部外筒（１０）に形成された雌ねじ（１２）と、前記伸縮柱（１１）に設けられかつ前記雌ねじ（１２）に螺合された雄ねじ（１３）と、前記伸縮柱（１１）を正逆回転操作する駆動モータ（１５）とを備えて構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の地耐力試験装置。
【請求項４】
前記中間筒体（２）に傾斜計（２９）を取り付け、この傾斜計（２９）をデジタル傾斜表示装置（３５）に接続するとともに、このデジタル傾斜表示装置（３５）を通じて地耐力試験装置全体の傾斜を矯正可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の地耐力試験装置。
【請求項５】
前記当接具は、前記伸縮柱（１１）の頭部に、凸部（１９）と凹部（２０）からなる調整冠（１８）を、前記天井スラブ（Ｂ）の下面に当接可能に配置する構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の地耐力試験装置。
【請求項６】
移動体（Ｄ）を用いて、遠隔操作で地耐力試験を行う地耐力試験方法であって、
ケーソン作業室（Ａ）の地耐力試験位置（Ｇ’）をバケットで整地し、
前記整地位置に前記バケットで砂を敷き均し、
前記移動体（Ｄ）を下部ロック（Ｅ）に移動し、
前記下部ロック（Ｅ）内圧力を大気圧に調整し、
前記移動体（Ｄ）に地耐力試験装置を取り付け、
前記下部ロック（Ｅ）内圧力を前記ケーソン作業室（Ａ）内圧力とほぼ同圧に調整し、
前記移動体（Ｄ）を前記地耐力試験位置（Ｇ’）に移動し、
前記地耐力試験装置を前記地耐力試験位置（Ｇ’）と天井スラブ（Ｂ）間に略鉛直に設置し、
載荷重用ジャッキにより地盤（Ｇ）に荷重を加えることにより、地盤（Ｇ）の地耐力を測定することを特徴とする地耐力試験方法。
【請求項７】
前記地耐力試験装置として、請求項１〜５のいずれかに記載の地耐力試験装置（１）を用いたことを特徴とする請求項６に記載の地耐力試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１５２６４９（Ｐ２００６−１５２６４９Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４３８３１（Ｐ２００４−３４３８３１）
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
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