建物基礎の載荷試験方法
【課題】建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させる。
【解決手段】本発明の建物基礎の載荷試験方法は、地中に構築された杭２２の上に当接且つ縁を切った状態で基礎コンクリート版２６を設ける第一工程と、基礎コンクリート版２６が沈下されるように基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加する載荷段階と、載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、を備えている。
【解決手段】本発明の建物基礎の載荷試験方法は、地中に構築された杭２２の上に当接且つ縁を切った状態で基礎コンクリート版２６を設ける第一工程と、基礎コンクリート版２６が沈下されるように基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加する載荷段階と、載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物基礎の載荷試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、杭と、直接基礎とを併用したパイルド・ラフト基礎の載荷試験方法が開示されている。この特許文献１に記載の例では、地盤にパイルド・ラフト基礎に見立てたパイルド・ラフト試験体を構築し、このパイルド・ラフト試験体の直接基礎試験盤に載荷荷重を付加してパイルド・ラフト試験体の支持力を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の例では、杭の頭部と直接基礎試験盤とが構造的に一体化（結合）されている。従って、直接基礎試験盤が沈下されるように直接基礎試験盤に載荷荷重を付加する載荷段階と、直接基礎試験盤から載荷荷重を取り除く除荷段階とを交互に繰り返してこのパイルド・ラフト試験体の支持力を測定する載荷試験を行った場合、次の問題がある。
【０００５】
すなわち、杭と地盤の剛性の違いにより、除荷段階においては、沈下した地盤の方が杭に比べてリバウンド量が大きくなるため、杭の抵抗力が引張力となり、直接基礎試験盤に作用し地盤に圧縮力が作用した状態となる。そのため、基礎試験盤が面外に変形し、変位一定とした載荷試験の実施が困難となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上できる載荷試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法は、地中に構築された基礎体の上に当接且つ縁を切った状態で載荷版を設ける第一工程と、前記載荷版が沈下されるように前記載荷版に載荷荷重を付加する載荷段階と、前記載荷段階よりも前記載荷版に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って前記載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、を備えている。
【０００８】
この載荷試験方法によれば、第一工程において基礎体の上端部と載荷版とを縁切りした状態で建物基礎試験体を構築し、この建物基礎試験体について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する。
【０００９】
従って、除荷段階において、沈下した地盤の方が基礎体に比べて大きくリバウンドしようとしても、基礎体の上端部と載荷版とが縁切り状態とされているので、基礎体から載荷版に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、載荷版の面外変形を抑制し、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記除荷段階において、前記載荷版が前記基礎体の上端部と当接した状態に維持されるように前記載荷版に載荷荷重を残す方法である。
【００１１】
基礎体の上端部と載荷版とが縁切り状態とされている場合に、例えば、除荷段階において載荷版に付加する載荷荷重がゼロとされたときには、沈下した地盤の方が基礎体に比べて大きくリバウンドするため、基礎体の方が載荷版よりも残留変形量が大きくなる。従って、基礎体や載荷版に残留応力が発生し、基礎体の上端部と載荷版とが離間されてしまう。このため、その後に載荷段階を再開したときには、載荷版が基礎体の上端部と当接されるまで載荷版のみに対して載荷したこととなり、建物基礎の載荷試験における測定精度が低下する。
【００１２】
これに対し、本発明の載荷試験方法によれば、除荷段階において、載荷版に載荷荷重を残すことにより、載荷版を基礎体の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から載荷版と基礎体の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記載荷段階において、前記載荷版の上方に設置された反力部に反力をとり、前記載荷版の上に設置された複数のジャッキにより、前記載荷版に前記載荷荷重を加え、前記除荷段階において、前記複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記複数のジャッキのうち残余のジャッキの盛替えを行い、次いで、前記残余のジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記少なくとも一つのジャッキの盛替えを行う方法である。
【００１４】
この載荷試験方法によれば、除荷段階において、複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキと、残余のジャッキとについて交互に盛替えを行うので、載荷版を基礎体の上端部と当接した状態に維持したまま、複数のジャッキの盛替えを行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記除荷段階において、前記基礎体の残留変形に基づき前記載荷版と前記基礎体を当接した状態に維持させる方法である。
【００１６】
この載荷試験方法によれば、基礎体の残留変形に基づくことにより、載荷版と基礎体とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、載荷版と基礎体とを当接した状態に維持させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施中の状態を示す正面図である。
【図３】図１に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図４】図１に示される複数のジャッキと建物基礎試験体との相対的な位置関係を示す平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法においてジャッキの盛替えを行う順序を説明する図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階での荷重サイクルを示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図８】図７に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図１０】図９に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図１２】縁切り状態とされた杭及び基礎コンクリート版に対して載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返した場合の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００２０】
［第一工程］
先ず、図１に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎（パイルド・ラフト基礎）に見立てた建物基礎試験体２０を構築する。
【００２１】
すなわち、地中に基礎体としての杭２２を構築する。また、地盤１２上に複数の土圧計２８を設置すると共に、杭２２の頭部に例えば歪ゲージ等により構成された軸力計３２を設置する。
【００２２】
次いで、この杭２２の上方の地表に載荷版としての基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体２０を構築する。また、この場合に、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００２３】
また、建物基礎試験体２０を構築した後、この載荷試験方法を実施するための試験装置４０を構築する。つまり、下台座４６を基礎コンクリート版２６の上に配置する。また、図１，図４に示されるように、複数のジャッキ４８をこの下台座４６の上に縦横にマトリックス状に並べた状態で設置する。また、図１に示されるように、各反力杭４２を地盤１２に構築すると共に、上台座４４を複数のジャッキ４８の上に配置し、この上台座４４と複数の反力杭４２の頭部とを超張力鋼４５により結合する。
【００２４】
さらに、建物基礎試験体２０から十分に離れた位置の地盤に図示しない不動杭をそれぞれ構築し、この一対の不動杭の頭部に不動梁５２を水平にした状態で結合する。また、この不動梁５２と基礎コンクリート版２６との間に変位計５４をそれぞれ設置する。
【００２５】
［第二工程］
続いて、建物基礎試験体２０の支持力を測定する。つまり、この第二工程では、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加することにより、最終的に、基礎コンクリート版２６を例えばその幅（１辺の長さ）の１／１０以上沈下させる。例えば、基礎コンクリート版２６の１辺の長さが４ｍである場合には、基礎コンクリート版２６を元の位置から４０ｃｍ以上沈下させる。そして、このときの建物基礎試験体２０の支持力を測定する。
【００２６】
具体的には、先ず、載荷段階として、複数のジャッキ４８を作動（伸長）させ、上台座４４に反力をとって基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加する。
【００２７】
また、建物基礎試験体２０が元の位置から４０ｃｍ以上沈下するまでの間に複数のジャッキ４８が伸び切り状態となった場合には、除荷段階として、後に詳述する如く、複数のジャッキ４８を収縮させて複数のジャッキ４８の盛替えを行う。
【００２８】
そして、この第二工程では、このようにして載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返し、このときに変位計５４を用いて基礎コンクリート版２６の沈下量を測定すると共に、例えばジャッキ４８に設けられた荷重計等を用いて基礎コンクリート版２６に付加した載荷荷重を測定する。また、さらに、このときに複数の土圧計２８と、軸力計３２からの出力データに基づいて、杭２２と、基礎コンクリート版２６の各支持力の分担率を算出する。
【００２９】
ところで、上述の如く、除荷段階において複数のジャッキ４８の盛替えを行う際に、複数のジャッキ４８を完全に収縮させ、土圧計２８に付加する載荷荷重をゼロとした場合には、沈下した地盤１２の方が杭２２に比べて大きくリバウンドするため、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きくなる。
【００３０】
ここで、図１２には、それぞれ独立した杭２２、及び基礎コンクリート版２６に対して載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返した場合の測定結果を示す図が示されている。この図１２において、縦軸は、沈下量を示し、横軸は、作用した荷重を示している。また、グラフＧ１は、独立した杭２２のデータを示し、グラフＧ２は、独立した基礎コンクリート版２６のデータを示している。この図より、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きいことが分かる。
【００３１】
従って、上述の如く、除荷段階において基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重がゼロとされたときには、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きくなることに起因して、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とが離間されてしまう。このため、その後に載荷段階を再開したときには、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部と当接されるまで基礎コンクリート版２６のみに対して載荷したこととなり、建物基礎の載荷試験における測定精度が低下する。
【００３２】
そこで、この載荷試験方法では、上述の除荷段階において、次の要領で複数のジャッキ４８の盛替えを行う。
【００３３】
すなわち、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００３４】
そして、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部と当接された状態に維持されるように、杭２２の軸力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００３５】
続いて、図５（Ａ）に示されるように、複数のジャッキ４８のうち第一群のジャッキ４８Ａを停止させた状態で（第一群のジャッキ４８Ａによって基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態で）、複数のジャッキ４８のうち残余の第二群のジャッキ４８Ｂを収縮状態とさせる。次いで、図５（Ｂ）に示されるように、この収縮状態にある第二群のジャッキ４８Ｂと上台座４４との間にプレート４９Ｂを挿入し、この第二群のジャッキ４８Ｂの盛替えを行う。
【００３６】
続いて、図５（Ｃ）に示されるように、この盛替えを行った第二群のジャッキ４８Ｂを徐々に伸長させ、この第二群のジャッキ４８Ｂがプレート４９Ｂを介して上台座４４に当接した段階で第二群のジャッキ４８Ｂを停止させる。
【００３７】
そして、図５（Ｄ）に示されるように、プレート４９Ｂを介して第二群のジャッキ４８Ｂを上台座４４に当接させた状態で（第二群のジャッキ４８Ｂによって基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態で）、第一群のジャッキ４８Ａを収縮状態とさせる。次いで、図５（Ｅ）に示されるように、この収縮状態にある第一群のジャッキ４８Ａと上台座４４との間にプレート４９Ａを挿入し、この第一群のジャッキ４８Ａの盛替えを行う。
【００３８】
続いて、図５（Ｆ）に示されるように、この盛替えを行った第一群のジャッキ４８Ａを徐々に伸長させ、この第一群のジャッキ４８Ａがプレート４９Ａを介して上台座４４に当接した段階で第一群のジャッキ４８Ａを停止させる。このように、除荷段階においては、第一群のジャッキ４８Ａと第二群のジャッキ４８Ｂとを交互に盛替えする。
【００３９】
また、図６には、この第二工程における荷重サイクルの一例が示されている。この図６において、縦軸は、基礎コンクリート版２６に作用した総荷重を示し、横軸は、経過した時間を示している。
【００４０】
この図６に示されるように、除荷段階においては、基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を完全にゼロにするのではなく、上述の如く、杭２２の軸力（残留変形）が少し残っている状態とする。そして、これにより、基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態として、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部と当接した状態に維持する。
【００４１】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体２０を構築し、この建物基礎試験体２０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００４２】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が杭２２に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とが縁切り状態とされているので、杭２２から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００４３】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６と杭２２の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００４４】
さらに、除荷段階において、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭２２の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と杭２２とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と杭２２とを当接した状態に維持させることができる。
【００４５】
なお、この載荷試験方法では、基礎コンクリート版２６の代わりに、剛板等を用いても良い。
【００４６】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００４７】
上述の本発明の第一実施形態に係る載荷試験方法は、杭と基礎コンクリート版とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施されていたが、本発明の第二実施形態に係る載荷試験方法は、基礎コンクリート版と地盤改良体とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００４８】
［第一工程］
先ず、図７，図８に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎に見立てた建物基礎試験体６０を構築する。
【００４９】
すなわち、地盤１２を改良することにより平面視にて枠状の基礎体としての地盤改良体２４を地中に造成する。また、地盤１２上に複数の土圧計２８を設置すると共に、地盤改良体２４上に複数の土圧計３０を設置する。
【００５０】
次いで、この地盤改良体２４の上方の地表に基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体６０を構築する。また、この場合に、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００５１】
また、この建物基礎試験体６０を構築した後、試験装置４０を構築する。
【００５２】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体６０の支持力を測定する。
【００５３】
このとき、除荷段階においては、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００５４】
そして、基礎コンクリート版２６が地盤改良体２４の上端部と当接された状態に維持されるように、地盤改良体２４の反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００５５】
この載荷試験方法によれば、第一工程において地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体６０を構築し、この建物基礎試験体６０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００５６】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が地盤改良体２４に比べて大きくリバウンドしようとしても、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とが縁切り状態とされているので、地盤改良体２４から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００５７】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を地盤改良体２４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００５８】
さらに、除荷段階において、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（地盤改良体２４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４とを当接した状態に維持させることができる。
【００５９】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００６０】
本発明の第三実施形態に係る載荷試験方法は、杭及び地盤改良体と、基礎コンクリート版とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００６１】
［第一工程］
先ず、図９，図１０に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎に見立てた建物基礎試験体７０を構築する。
【００６２】
すなわち、地盤１２に杭２２を構築すると共に、この杭２２の周囲の地盤に地盤改良杭を連続して構築することにより平面視にて枠状の地盤改良体２４を地中に造成する。
【００６３】
そして、地盤１２上に複数の第一土圧計２８を設置すると共に、地盤改良体２４上に複数の第二土圧計３０を設置する。また、杭２２の頭部に例えば歪ゲージ等により構成された軸力計３２を設置する。
【００６４】
次いで、この杭２２及び地盤改良体２４の上方の地表に基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体７０を構築する。
【００６５】
また、この場合に、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。同様に、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。なお、杭２２及び地盤改良体２４は、本発明における基礎体に相当する。
【００６６】
また、建物基礎試験体７０を構築した後、試験装置４０を構築する。
【００６７】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体７０の支持力を測定する。
【００６８】
このとき、除荷段階においては、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００６９】
そして、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部とそれぞれ当接された状態に維持されるように、杭２２及び地盤改良体２４の軸力や反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００７０】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体７０を構築し、この建物基礎試験体７０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００７１】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が杭２２及び地盤改良体２４に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とがそれぞれ縁切り状態とされているので、杭２２及び地盤改良体２４から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００７２】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６、杭２２、地盤改良体２４の全てに対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００７３】
さらに、除荷段階において、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭２２及び地盤改良体２４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と杭２２及び地盤改良体２４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と杭２２及び地盤改良体２４とを当接した状態に維持させることができる。
【００７４】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００７５】
上述の本発明の第一乃至第三実施形態に係る載荷試験方法は、建物を新築する際に原位置の地盤に新たに建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施されていたが、本発明の第四実施形態に係る載荷試験方法は、既存の建物を建て替える際にこの建物の基礎を利用して建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００７６】
図６に示されるように、建て替え対象となる建物８０の建物基礎８４は、地盤８２に構築された杭９２と、地中に地盤改良を施して造成された地盤改良体９４と、杭９２及び地盤改良体９４の上方の地表に形成された構造物基礎（直接基礎）９５とを有している。
【００７７】
［第一工程］
先ず、構造物基礎９５のうち杭９２及び地盤改良体９４の周辺部を一定の大きさに切断して基礎コンクリート版９６を形成すると共に、各杭９２の直上に位置する建物８０の柱８６の下端部を所定の高さに切除して、杭９２と、地盤改良体９４と、基礎コンクリート版９６とを有する建物基礎試験体９０を構築する。なお、杭９２及び地盤改良体９４が本発明における基礎体に相当し、柱が本発明における反力部に相当する。
【００７８】
また、この場合に、杭９２の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切り状態として互いに当接させておく。同様に、地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００７９】
そして、各柱８６の下端部と基礎コンクリート版９６との間にジャッキ４８をそれぞれ設置する。また、建物基礎試験体９０を構築する適宜段階において、基礎コンクリート版９６と地盤８２との間に複数の土圧計２８を設置すると共に、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に複数の土圧計３０を設置する。さらに、杭９２の頭部に軸力計３２を設置する。
【００８０】
また、建物基礎試験体９０から十分に離れた位置の地盤に図示しない不動杭をそれぞれ構築し、この一対の不動杭の頭部に不動梁５２を水平にした状態で結合する。また、この不動梁５２と基礎コンクリート版９６との間に変位計５４をそれぞれ設置する。
【００８１】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体９０の支持力を測定する。
【００８２】
つまり、載荷段階として、ジャッキ４８を作動（伸長）させ、柱８６に反力をとって基礎コンクリート版９６に載荷荷重を付加する。
【００８３】
また、除荷段階においては、杭９２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭９２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版９６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００８４】
そして、基礎コンクリート版９６が杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部とそれぞれ当接された状態に維持されるように、杭９２及び地盤改良体９４の軸力や反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００８５】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切りした状態で建物基礎試験体９０を構築し、この建物基礎試験体９０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版９６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００８６】
従って、除荷段階において、沈下した地盤８２の方が杭９２及び地盤改良体９４に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とがそれぞれ縁切り状態とされているので、杭９２及び地盤改良体９４から基礎コンクリート版９６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００８７】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版９６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版９６を杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から杭９２、地盤改良体９４、基礎コンクリート版９６の全てに対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００８８】
さらに、除荷段階において、杭９２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭９２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭９２及び地盤改良体９４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版９６と杭９２及び地盤改良体９４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版９６と杭９２及び地盤改良体９４とを当接した状態に維持させることができる。
【００８９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９０】
２０，６０，７０，９０ 建物基礎試験体
２２，９２ 杭
２４，９４ 地盤改良体
２６，９６ 基礎コンクリート版
４４ 上台座（反力部）
４８ ジャッキ
８６ 柱（反力部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物基礎の載荷試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、杭と、直接基礎とを併用したパイルド・ラフト基礎の載荷試験方法が開示されている。この特許文献１に記載の例では、地盤にパイルド・ラフト基礎に見立てたパイルド・ラフト試験体を構築し、このパイルド・ラフト試験体の直接基礎試験盤に載荷荷重を付加してパイルド・ラフト試験体の支持力を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の例では、杭の頭部と直接基礎試験盤とが構造的に一体化（結合）されている。従って、直接基礎試験盤が沈下されるように直接基礎試験盤に載荷荷重を付加する載荷段階と、直接基礎試験盤から載荷荷重を取り除く除荷段階とを交互に繰り返してこのパイルド・ラフト試験体の支持力を測定する載荷試験を行った場合、次の問題がある。
【０００５】
すなわち、杭と地盤の剛性の違いにより、除荷段階においては、沈下した地盤の方が杭に比べてリバウンド量が大きくなるため、杭の抵抗力が引張力となり、直接基礎試験盤に作用し地盤に圧縮力が作用した状態となる。そのため、基礎試験盤が面外に変形し、変位一定とした載荷試験の実施が困難となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上できる載荷試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法は、地中に構築された基礎体の上に当接且つ縁を切った状態で載荷版を設ける第一工程と、前記載荷版が沈下されるように前記載荷版に載荷荷重を付加する載荷段階と、前記載荷段階よりも前記載荷版に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って前記載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、を備えている。
【０００８】
この載荷試験方法によれば、第一工程において基礎体の上端部と載荷版とを縁切りした状態で建物基礎試験体を構築し、この建物基礎試験体について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する。
【０００９】
従って、除荷段階において、沈下した地盤の方が基礎体に比べて大きくリバウンドしようとしても、基礎体の上端部と載荷版とが縁切り状態とされているので、基礎体から載荷版に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、載荷版の面外変形を抑制し、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記除荷段階において、前記載荷版が前記基礎体の上端部と当接した状態に維持されるように前記載荷版に載荷荷重を残す方法である。
【００１１】
基礎体の上端部と載荷版とが縁切り状態とされている場合に、例えば、除荷段階において載荷版に付加する載荷荷重がゼロとされたときには、沈下した地盤の方が基礎体に比べて大きくリバウンドするため、基礎体の方が載荷版よりも残留変形量が大きくなる。従って、基礎体や載荷版に残留応力が発生し、基礎体の上端部と載荷版とが離間されてしまう。このため、その後に載荷段階を再開したときには、載荷版が基礎体の上端部と当接されるまで載荷版のみに対して載荷したこととなり、建物基礎の載荷試験における測定精度が低下する。
【００１２】
これに対し、本発明の載荷試験方法によれば、除荷段階において、載荷版に載荷荷重を残すことにより、載荷版を基礎体の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から載荷版と基礎体の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記載荷段階において、前記載荷版の上方に設置された反力部に反力をとり、前記載荷版の上に設置された複数のジャッキにより、前記載荷版に前記載荷荷重を加え、前記除荷段階において、前記複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記複数のジャッキのうち残余のジャッキの盛替えを行い、次いで、前記残余のジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記少なくとも一つのジャッキの盛替えを行う方法である。
【００１４】
この載荷試験方法によれば、除荷段階において、複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキと、残余のジャッキとについて交互に盛替えを行うので、載荷版を基礎体の上端部と当接した状態に維持したまま、複数のジャッキの盛替えを行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の建物基礎の載荷試験方法は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の建物基礎の載荷試験方法における前記除荷段階において、前記基礎体の残留変形に基づき前記載荷版と前記基礎体を当接した状態に維持させる方法である。
【００１６】
この載荷試験方法によれば、基礎体の残留変形に基づくことにより、載荷版と基礎体とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、載荷版と基礎体とを当接した状態に維持させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施中の状態を示す正面図である。
【図３】図１に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図４】図１に示される複数のジャッキと建物基礎試験体との相対的な位置関係を示す平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法においてジャッキの盛替えを行う順序を説明する図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階での荷重サイクルを示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図８】図７に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図１０】図９に示される建物基礎試験体の平面図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法における載荷段階の実施前の状態を示す正面図である。
【図１２】縁切り状態とされた杭及び基礎コンクリート版に対して載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返した場合の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００２０】
［第一工程］
先ず、図１に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎（パイルド・ラフト基礎）に見立てた建物基礎試験体２０を構築する。
【００２１】
すなわち、地中に基礎体としての杭２２を構築する。また、地盤１２上に複数の土圧計２８を設置すると共に、杭２２の頭部に例えば歪ゲージ等により構成された軸力計３２を設置する。
【００２２】
次いで、この杭２２の上方の地表に載荷版としての基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体２０を構築する。また、この場合に、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００２３】
また、建物基礎試験体２０を構築した後、この載荷試験方法を実施するための試験装置４０を構築する。つまり、下台座４６を基礎コンクリート版２６の上に配置する。また、図１，図４に示されるように、複数のジャッキ４８をこの下台座４６の上に縦横にマトリックス状に並べた状態で設置する。また、図１に示されるように、各反力杭４２を地盤１２に構築すると共に、上台座４４を複数のジャッキ４８の上に配置し、この上台座４４と複数の反力杭４２の頭部とを超張力鋼４５により結合する。
【００２４】
さらに、建物基礎試験体２０から十分に離れた位置の地盤に図示しない不動杭をそれぞれ構築し、この一対の不動杭の頭部に不動梁５２を水平にした状態で結合する。また、この不動梁５２と基礎コンクリート版２６との間に変位計５４をそれぞれ設置する。
【００２５】
［第二工程］
続いて、建物基礎試験体２０の支持力を測定する。つまり、この第二工程では、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加することにより、最終的に、基礎コンクリート版２６を例えばその幅（１辺の長さ）の１／１０以上沈下させる。例えば、基礎コンクリート版２６の１辺の長さが４ｍである場合には、基礎コンクリート版２６を元の位置から４０ｃｍ以上沈下させる。そして、このときの建物基礎試験体２０の支持力を測定する。
【００２６】
具体的には、先ず、載荷段階として、複数のジャッキ４８を作動（伸長）させ、上台座４４に反力をとって基礎コンクリート版２６に載荷荷重を付加する。
【００２７】
また、建物基礎試験体２０が元の位置から４０ｃｍ以上沈下するまでの間に複数のジャッキ４８が伸び切り状態となった場合には、除荷段階として、後に詳述する如く、複数のジャッキ４８を収縮させて複数のジャッキ４８の盛替えを行う。
【００２８】
そして、この第二工程では、このようにして載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返し、このときに変位計５４を用いて基礎コンクリート版２６の沈下量を測定すると共に、例えばジャッキ４８に設けられた荷重計等を用いて基礎コンクリート版２６に付加した載荷荷重を測定する。また、さらに、このときに複数の土圧計２８と、軸力計３２からの出力データに基づいて、杭２２と、基礎コンクリート版２６の各支持力の分担率を算出する。
【００２９】
ところで、上述の如く、除荷段階において複数のジャッキ４８の盛替えを行う際に、複数のジャッキ４８を完全に収縮させ、土圧計２８に付加する載荷荷重をゼロとした場合には、沈下した地盤１２の方が杭２２に比べて大きくリバウンドするため、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きくなる。
【００３０】
ここで、図１２には、それぞれ独立した杭２２、及び基礎コンクリート版２６に対して載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返した場合の測定結果を示す図が示されている。この図１２において、縦軸は、沈下量を示し、横軸は、作用した荷重を示している。また、グラフＧ１は、独立した杭２２のデータを示し、グラフＧ２は、独立した基礎コンクリート版２６のデータを示している。この図より、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きいことが分かる。
【００３１】
従って、上述の如く、除荷段階において基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重がゼロとされたときには、杭２２の方が基礎コンクリート版２６よりも残留変形量が大きくなることに起因して、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とが離間されてしまう。このため、その後に載荷段階を再開したときには、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部と当接されるまで基礎コンクリート版２６のみに対して載荷したこととなり、建物基礎の載荷試験における測定精度が低下する。
【００３２】
そこで、この載荷試験方法では、上述の除荷段階において、次の要領で複数のジャッキ４８の盛替えを行う。
【００３３】
すなわち、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００３４】
そして、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部と当接された状態に維持されるように、杭２２の軸力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００３５】
続いて、図５（Ａ）に示されるように、複数のジャッキ４８のうち第一群のジャッキ４８Ａを停止させた状態で（第一群のジャッキ４８Ａによって基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態で）、複数のジャッキ４８のうち残余の第二群のジャッキ４８Ｂを収縮状態とさせる。次いで、図５（Ｂ）に示されるように、この収縮状態にある第二群のジャッキ４８Ｂと上台座４４との間にプレート４９Ｂを挿入し、この第二群のジャッキ４８Ｂの盛替えを行う。
【００３６】
続いて、図５（Ｃ）に示されるように、この盛替えを行った第二群のジャッキ４８Ｂを徐々に伸長させ、この第二群のジャッキ４８Ｂがプレート４９Ｂを介して上台座４４に当接した段階で第二群のジャッキ４８Ｂを停止させる。
【００３７】
そして、図５（Ｄ）に示されるように、プレート４９Ｂを介して第二群のジャッキ４８Ｂを上台座４４に当接させた状態で（第二群のジャッキ４８Ｂによって基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態で）、第一群のジャッキ４８Ａを収縮状態とさせる。次いで、図５（Ｅ）に示されるように、この収縮状態にある第一群のジャッキ４８Ａと上台座４４との間にプレート４９Ａを挿入し、この第一群のジャッキ４８Ａの盛替えを行う。
【００３８】
続いて、図５（Ｆ）に示されるように、この盛替えを行った第一群のジャッキ４８Ａを徐々に伸長させ、この第一群のジャッキ４８Ａがプレート４９Ａを介して上台座４４に当接した段階で第一群のジャッキ４８Ａを停止させる。このように、除荷段階においては、第一群のジャッキ４８Ａと第二群のジャッキ４８Ｂとを交互に盛替えする。
【００３９】
また、図６には、この第二工程における荷重サイクルの一例が示されている。この図６において、縦軸は、基礎コンクリート版２６に作用した総荷重を示し、横軸は、経過した時間を示している。
【００４０】
この図６に示されるように、除荷段階においては、基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を完全にゼロにするのではなく、上述の如く、杭２２の軸力（残留変形）が少し残っている状態とする。そして、これにより、基礎コンクリート版２６を鉛直方向上側から支持した状態として、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部と当接した状態に維持する。
【００４１】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体２０を構築し、この建物基礎試験体２０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００４２】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が杭２２に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とが縁切り状態とされているので、杭２２から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００４３】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６と杭２２の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００４４】
さらに、除荷段階において、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭２２の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と杭２２とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と杭２２とを当接した状態に維持させることができる。
【００４５】
なお、この載荷試験方法では、基礎コンクリート版２６の代わりに、剛板等を用いても良い。
【００４６】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００４７】
上述の本発明の第一実施形態に係る載荷試験方法は、杭と基礎コンクリート版とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施されていたが、本発明の第二実施形態に係る載荷試験方法は、基礎コンクリート版と地盤改良体とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００４８】
［第一工程］
先ず、図７，図８に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎に見立てた建物基礎試験体６０を構築する。
【００４９】
すなわち、地盤１２を改良することにより平面視にて枠状の基礎体としての地盤改良体２４を地中に造成する。また、地盤１２上に複数の土圧計２８を設置すると共に、地盤改良体２４上に複数の土圧計３０を設置する。
【００５０】
次いで、この地盤改良体２４の上方の地表に基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体６０を構築する。また、この場合に、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００５１】
また、この建物基礎試験体６０を構築した後、試験装置４０を構築する。
【００５２】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体６０の支持力を測定する。
【００５３】
このとき、除荷段階においては、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００５４】
そして、基礎コンクリート版２６が地盤改良体２４の上端部と当接された状態に維持されるように、地盤改良体２４の反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００５５】
この載荷試験方法によれば、第一工程において地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体６０を構築し、この建物基礎試験体６０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００５６】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が地盤改良体２４に比べて大きくリバウンドしようとしても、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とが縁切り状態とされているので、地盤改良体２４から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００５７】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を地盤改良体２４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４の双方に対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００５８】
さらに、除荷段階において、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（地盤改良体２４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４とを当接した状態に維持させることができる。
【００５９】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００６０】
本発明の第三実施形態に係る載荷試験方法は、杭及び地盤改良体と、基礎コンクリート版とを有する建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００６１】
［第一工程］
先ず、図９，図１０に示されるように、建物を新築する原位置の地盤１２に、建物基礎に見立てた建物基礎試験体７０を構築する。
【００６２】
すなわち、地盤１２に杭２２を構築すると共に、この杭２２の周囲の地盤に地盤改良杭を連続して構築することにより平面視にて枠状の地盤改良体２４を地中に造成する。
【００６３】
そして、地盤１２上に複数の第一土圧計２８を設置すると共に、地盤改良体２４上に複数の第二土圧計３０を設置する。また、杭２２の頭部に例えば歪ゲージ等により構成された軸力計３２を設置する。
【００６４】
次いで、この杭２２及び地盤改良体２４の上方の地表に基礎コンクリート版２６を形成して、建物基礎試験体７０を構築する。
【００６５】
また、この場合に、杭２２の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。同様に、地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切り状態として互いに当接させておく。なお、杭２２及び地盤改良体２４は、本発明における基礎体に相当する。
【００６６】
また、建物基礎試験体７０を構築した後、試験装置４０を構築する。
【００６７】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体７０の支持力を測定する。
【００６８】
このとき、除荷段階においては、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版２６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００６９】
そして、基礎コンクリート版２６が杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部とそれぞれ当接された状態に維持されるように、杭２２及び地盤改良体２４の軸力や反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００７０】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とを縁切りした状態で建物基礎試験体７０を構築し、この建物基礎試験体７０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版２６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００７１】
従って、除荷段階において、沈下した地盤１２の方が杭２２及び地盤改良体２４に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と基礎コンクリート版２６とがそれぞれ縁切り状態とされているので、杭２２及び地盤改良体２４から基礎コンクリート版２６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００７２】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版２６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版２６を杭２２の上端部及び地盤改良体２４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から基礎コンクリート版２６、杭２２、地盤改良体２４の全てに対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００７３】
さらに、除荷段階において、杭２２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭２２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版２６と地盤改良体２４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭２２及び地盤改良体２４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版２６と杭２２及び地盤改良体２４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版２６と杭２２及び地盤改良体２４とを当接した状態に維持させることができる。
【００７４】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る建物基礎の載荷試験方法について説明する。
【００７５】
上述の本発明の第一乃至第三実施形態に係る載荷試験方法は、建物を新築する際に原位置の地盤に新たに建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施されていたが、本発明の第四実施形態に係る載荷試験方法は、既存の建物を建て替える際にこの建物の基礎を利用して建物基礎試験体を構築し、これを試験対象として実施するものである。以下、これを説明する。
【００７６】
図６に示されるように、建て替え対象となる建物８０の建物基礎８４は、地盤８２に構築された杭９２と、地中に地盤改良を施して造成された地盤改良体９４と、杭９２及び地盤改良体９４の上方の地表に形成された構造物基礎（直接基礎）９５とを有している。
【００７７】
［第一工程］
先ず、構造物基礎９５のうち杭９２及び地盤改良体９４の周辺部を一定の大きさに切断して基礎コンクリート版９６を形成すると共に、各杭９２の直上に位置する建物８０の柱８６の下端部を所定の高さに切除して、杭９２と、地盤改良体９４と、基礎コンクリート版９６とを有する建物基礎試験体９０を構築する。なお、杭９２及び地盤改良体９４が本発明における基礎体に相当し、柱が本発明における反力部に相当する。
【００７８】
また、この場合に、杭９２の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切り状態として互いに当接させておく。同様に、地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切り状態として互いに当接させておく。
【００７９】
そして、各柱８６の下端部と基礎コンクリート版９６との間にジャッキ４８をそれぞれ設置する。また、建物基礎試験体９０を構築する適宜段階において、基礎コンクリート版９６と地盤８２との間に複数の土圧計２８を設置すると共に、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に複数の土圧計３０を設置する。さらに、杭９２の頭部に軸力計３２を設置する。
【００８０】
また、建物基礎試験体９０から十分に離れた位置の地盤に図示しない不動杭をそれぞれ構築し、この一対の不動杭の頭部に不動梁５２を水平にした状態で結合する。また、この不動梁５２と基礎コンクリート版９６との間に変位計５４をそれぞれ設置する。
【００８１】
［第二工程］
続いて、上述の本発明の第一実施形態と同様に、載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返したときの建物基礎試験体９０の支持力を測定する。
【００８２】
つまり、載荷段階として、ジャッキ４８を作動（伸長）させ、柱８６に反力をとって基礎コンクリート版９６に載荷荷重を付加する。
【００８３】
また、除荷段階においては、杭９２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭９２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認しながら、複数のジャッキ４８を徐々に収縮させて載荷段階よりも基礎コンクリート版９６に付加する載荷荷重を軽減する。
【００８４】
そして、基礎コンクリート版９６が杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部とそれぞれ当接された状態に維持されるように、杭９２及び地盤改良体９４の軸力や反力（残留変形）が少し残っている状態で複数のジャッキ４８を停止させる。
【００８５】
この載荷試験方法によれば、第一工程において杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とを縁切りした状態で建物基礎試験体９０を構築し、この建物基礎試験体９０について載荷段階と除荷段階とを交互に繰り返して基礎コンクリート版９６の沈下量と載荷荷重を測定する。
【００８６】
従って、除荷段階において、沈下した地盤８２の方が杭９２及び地盤改良体９４に比べて大きくリバウンドしようとしても、杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と基礎コンクリート版９６とがそれぞれ縁切り状態とされているので、杭９２及び地盤改良体９４から基礎コンクリート版９６に抵抗力が作用することを抑制することができる。これにより、その後に載荷段階を再開した場合でも、地盤１２に圧縮力が作用した状態での載荷となることを抑制できるので、建物基礎の載荷試験における測定精度を向上させることができる。
【００８７】
また、除荷段階において、基礎コンクリート版９６に載荷荷重を残すことにより、基礎コンクリート版９６を杭９２の上端部及び地盤改良体９４の上端部と当接した状態に維持する。従って、その後に載荷段階を再開した場合でも、載荷段階の開始から杭９２、地盤改良体９４、基礎コンクリート版９６の全てに対して載荷することができる。これにより、建物基礎の載荷試験における測定精度をより一層向上させることができる。
【００８８】
さらに、除荷段階において、杭９２の頭部に設置した軸力計３２や、この杭９２の頭部に別途設置した図示しない荷重計や、基礎コンクリート版９６と地盤改良体９４との間に設けた複数の土圧計３０等の出力データを確認し、この出力データに基づいて（杭９２及び地盤改良体９４の残留変形に基づいて）、複数のジャッキ４８を制御するので、基礎コンクリート版９６と杭９２及び地盤改良体９４とが実際に当接されているか否か目視にて確認できない状況下においても、基礎コンクリート版９６と杭９２及び地盤改良体９４とを当接した状態に維持させることができる。
【００８９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９０】
２０，６０，７０，９０ 建物基礎試験体
２２，９２ 杭
２４，９４ 地盤改良体
２６，９６ 基礎コンクリート版
４４ 上台座（反力部）
４８ ジャッキ
８６ 柱（反力部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に構築された基礎体の上に当接且つ縁を切った状態で載荷版を設ける第一工程と、
前記載荷版が沈下されるように前記載荷版に載荷荷重を付加する載荷段階と、前記載荷段階よりも前記載荷版に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って前記載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、
を備えた建物基礎の載荷試験方法。
【請求項２】
前記除荷段階において、前記載荷版が前記基礎体の上端部と当接した状態に維持されるように前記載荷版に載荷荷重を残す、
請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【請求項３】
前記載荷段階において、前記載荷版の上方に設置された反力部に反力をとり、前記載荷版の上に設置された複数のジャッキにより、前記載荷版に前記載荷荷重を加え、
前記除荷段階において、前記複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記複数のジャッキのうち残余のジャッキの盛替えを行い、次いで、前記残余のジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記少なくとも一つのジャッキの盛替えを行う、
請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【請求項４】
前記除荷段階において、前記基礎体の残留変形に基づき前記載荷版と前記基礎体を当接した状態に維持させる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【請求項１】
地中に構築された基礎体の上に当接且つ縁を切った状態で載荷版を設ける第一工程と、
前記載荷版が沈下されるように前記載荷版に載荷荷重を付加する載荷段階と、前記載荷段階よりも前記載荷版に付加する載荷荷重を軽減する除荷段階とを交互に行って前記載荷版の沈下量と載荷荷重を測定する第二工程と、
を備えた建物基礎の載荷試験方法。
【請求項２】
前記除荷段階において、前記載荷版が前記基礎体の上端部と当接した状態に維持されるように前記載荷版に載荷荷重を残す、
請求項１に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【請求項３】
前記載荷段階において、前記載荷版の上方に設置された反力部に反力をとり、前記載荷版の上に設置された複数のジャッキにより、前記載荷版に前記載荷荷重を加え、
前記除荷段階において、前記複数のジャッキのうち少なくとも一つのジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記複数のジャッキのうち残余のジャッキの盛替えを行い、次いで、前記残余のジャッキによって前記載荷荷重を残した状態で、前記少なくとも一つのジャッキの盛替えを行う、
請求項２に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【請求項４】
前記除荷段階において、前記基礎体の残留変形に基づき前記載荷版と前記基礎体を当接した状態に維持させる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の建物基礎の載荷試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１７２３３（Ｐ２０１１−１７２３３Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４２４５（Ｐ２００９−１６４２４５）
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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