説明

盛土土工部の検査方法

【課題】 非破壊で、かつ迅速に検査を行うことが可能で、現場における検査に適し、多数の測定点からの測定結果に基づいて盛土土工部の高精度な締固め管理を可能とする検査方法を提供する。
【解決手段】 盛土土工部に複数の電極を設置して、盛土土工部の電気特性を測定することにより該盛土土工部を検査する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、盛土された地盤における盛土土工部の検査方法に関し、より詳細には盛土土工部の電気的な検査方法に関するものである。
【従来の技術】建設や、建築分野における多くの工法においては、盛土土工が行われている。この盛土土工の品質は、締固め度で規定されることが多く、一般には原位置における密度試験、含水比、空気間隙率、飽和度、強度・変形特性を用いて品質の検査が行われている。
【0002】具体的に上述した盛土の品質の代表的な検査方法は、密度を測定する方法であり、この方法は施工した盛土の表面から穴を掘り、取り出した土の重量を測定し、掘った穴の容積を砂や水で置換して求め、両者の値から盛土土工の密度を求める方法である。上述した検査方法以外にも近年では、中性子や、ガンマ線の散乱を利用したラジオアイソトープ(RI)を用いて密度を求める方法が提案されている。
【0003】上述した方法のうち、例えば砂や水で置換して密度を求める方法は直接的ではあるものの、施工した盛土を乱してしまうこと、測定時間に時間がかかること、という不都合がある。また、RIにより求める方法は、放射線源を地中に設置したり放射線源を地表面に配置するというように、放射線源を取り扱う必要があり、取扱う線源の強さによっては放射線取扱主任者といった専門のものを選任しなければならない。また、放射線源を地中に配置する場合には、盛土面に棒状の穴を設ける必要があるなど、上述した従来の検査方法では、盛土を乱してしまうことになり、多数の測定を行って精度を向上させようとすると、それにともなって盛土土工部の品質が低下することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】上述した検査方法は、盛土の検査を行うことはできるものの、測定時間がかかり、さらには非破壊で検査を行うことができないため、盛土の全面の検査は事実上不可能である。また、連続的に測定点を移動させて効率よく測定を行うこともできないという不都合がある。また、上述したように盛土土工部をポイント毎にサンプリングして検査を行う従来の方法では、サンプルしたポイント以外の部分における盛土土工部の品質が不明で、サンプリングした部分以外での不具合が見過ごされるといった問題もあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】一般に、一定強度の電流を流した時の電流の流れ易さ、すなわち比抵抗値を測定することにより、地盤の構造や土質を判断できることが知られている。このような電流を流して測定を行う電気探査法は、地盤に電流を流した時の比抵抗や電圧値を測定して地盤の構造や土質の判断を行うために、これまで多用されている技術である。
【0007】この電気探査法では、電極を地表面に設置し電極間に電流を加えることによって測定を行うため、広い範囲にわたって簡便に測定を行うことができる。また、非破壊方法で地盤の構造を測定することも可能である。そこで電気探査法を用いて盛土土工の検査を行うことにより、非破壊方法により盛土部の検査を行うことを可能とし、さらには、盛土土工部全面についても検査を行うことを可能とする盛土土工の検査方法を提供できる。
【0008】すなわち、本発明の請求項1の発明によれば、盛土土工部に複数の検査用電極を設置して、盛土土工部の電気特性を測定することにより該盛土土工部を検査することを特徴とする盛土土工部の検査方法が提供できる。
【0009】本発明の請求項2の発明によれば、前記検査用電極は、転圧機に保持されていることを特徴とする検査方法が提供できる。
【0010】本発明の請求項3の発明によれば、前記検査用電極の位置をグローバル・ポジショニング・システムまたはジオグラフィック・インフォメーション・システムにより測定して前記盛土土工部の検査を2次元で行うことを特徴とする検査方法が提供できる。
【0011】本発明の請求項4の発明によれば、前記検査用電極を、前記盛土土工部の地表部に隣接して配置することを特徴とする検査方法が提供できる。
【0012】本発明の請求項5の発明によれば、前記検査用電極を、前記盛土土工部の厚さの0.5倍〜2倍の間隔で配置することを特徴とする検査方法が提供できる。
【0013】本発明の請求項6の発明によれば、前記検査用電極を、列として構成する、検査方法が提供できる。
【0014】本発明の請求項7の発明によれば、前記列として構成される前記検査用電極が、複数の異なった間隔で配置される、検査方法が提供される。
【0015】本発明の請求項8の発明によれば、前記盛土土工部は、土と土質改良材とを含む、検査方法が提供できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施例をもって説明する。図1は、本発明の盛土土工の検査方法が適用されている盛土土工部1の断面を示している。この盛土土工部は、盛土土工が行われるいかなる部分にでも適用することができ、具体的には例えば廃棄物最終処分場の法面や、底面において行われる土質遮水層の施工の際に含まれる盛土土工部とすることができる。図1に示された盛土土工部1は、地盤2上に盛土土工が行われて形成されている。この盛土土工部は、静荷重、衝撃または振動などを加えることにより、締固めて盛土の密度を増加させて形成されている。このような盛土を締固めるための方法としては従来用いられているいかなる方法でも用いることができる。
【0017】図1においては、盛土土工部1の地表部3には、複数の検査用電極4が配置されているのが示されている。図1に示されたこの検査用電極4は、先端部5が扁平に拡大されているのが示されている。しかしながら本発明においては、特に図1に示される電極構造に限定されるものではなく、種々の形状の検査用電極4を用いることができる。また、検査用電極4を盛土に対して深く差し込むと、盛土土工部1の層厚によっては盛土土工部1の情報に加えて、地盤2の情報も含まれてしまうことになるので検査用電極4は、できるだけ地表部3に隣接して配置されていることが好ましい。
【0018】この検査用電極4の電極間隔dは、測定対象である盛土土工部1の厚さと略等しい間隔とされていることができる。また、この電極間隔dは、特に同じ間隔の電極間隔で測定することが必要とされるわけではなく、適切な盛土土工部1の検査を行うことができるのであれば、電極間隔dは、作業性、盛土土工部1の状態などに応じて適宜設定することができる。具体的には、盛土土工部1の厚さの0.5倍〜2倍まで電極間隔の異なった検査用電極4を用いて、それぞれの電極間隔dについて測定を行い、深さ方向の分布についての情報を得つつ、盛土土工部1の検査を行うこともできる。
【0019】また、この検査用電極4を用いた比抵抗測定方法としては、従来知られている方法を用いることができ、具体的には2極法配置やウエンナー(Wenner)配置法といった4極法を用いることができる。図1には、例えばウエンナー法を適用する場合の検査用電極4の配置が示されている。また、任意の配置で測定を行うことができる。図1を用いて検査方法を具体的に説明すると、検査用電極4に電流計Aから一定の電流Iを通じる。このとき、電圧計Vに接続された電極4の間には、盛土土工部1を通して流れる電流Iに応じて電位差Vが生じる。この電位差Vと、電流値Iとから比抵抗ρa(Ω・m)を下記式を用いて算出する。
【0020】
【数1】


【0021】このような測定方法により測定が行われる比抵抗値は、盛土土工部1の条件が同一であれば、地盤の密度に相関し、比抵抗の測定値から地盤の密度、締固め度、透水係数などを推定することが可能となる。このような推定をより確実に行うためには、本発明の盛土土工部の検査方法を適用する前に、用いる盛土材を用いて密度、すなわち締固め度と比抵抗値、すなわち電圧値との関係を較正しておくことが好ましい。この際、締固め度は、突固めによる土の締固め試験方法JISA 1210により測定することができる。比抵抗値を用いることにより、電流値Iに依存せずに検査を行うことが可能となるが、本発明においては、上述したように比抵抗値を用いて検査を行うほか、電圧値を用いて測定することが妥当である場合には、電圧値をそのまま用いることも可能である。
【0022】本発明の盛土土工部の検査方法は、上述したように盛土土工部1を深く掘削する必要がないため、盛土土工部1の全体にわたって、非破壊で、かつ迅速に検査を行うことが可能となる。また。電気探査法に用いる測定機材は、簡便な装置で測定時間が短いので、電極、電源、測定機器等からなる測定装置をシステム化することにより、容易に検査を行うことができ、現場における検査に好適に用いることができる。
【0023】図2には、本発明において用いることができる電極配置を例示した図である。図2中、電流を流すための電極をCn(nは、自然数)で示し、電位を測定するための電極をPn(nは、自然数)で示している。図2(a)においては、電位を測定するための電極を横切る形で電流を通じるための電極が配置されており、電位V、V、Vといった複数の電位を同時に測定できる構成とされている。また、図2(b)に示した電極配置においては、電流を供給するための電極Cnと、電位を測定するための電極Pnとが平行に同一数で配置されており、例えば、I、Iの切換えを行いつつ、電位V、Vを同時に測定することができるようにされている。また、I、Iを同時電流を流し、V、Vの電位の傾きを測定することも可能である。
【0024】さらに、本発明において用いることができる検査用電極4の配置を図3に示す。図3(a)に示す電極配置においては、電流を供給するための電極Cnと、電位を測定するための電極Pnとが一列に配置されていて、電流計Aおよび電位計Vをそれぞれ切換えて、測定が可能となるようにされている。図3(b)に示す電極配置では、電流を通じるための電極と電位を測定するための電極とが一列に配置されていて、2つの電極C、Cの間に、電位測定用の電極Pnが配置されている。この電極配置では、図に示された互いに異なった電位測定電極Pnの間の電位V、V、Vといった複数の電位を同時に測定することができる。
【0025】図4には、本発明の盛土土工部の検査方法の第2の実施例を示す。図4に示された本発明の第2の実施例においては、本発明の盛土土工部の検査方法に用いる検査用電極4などの測定機材を台車、転圧機といった車両に搭載して、移動させつつ測定を行うことを可能とするものである。本発明の第2の実施例によれば、移動または締固め工を行いつつ、容易に多くの測定箇所における測定を行うことができ、従来、施工領域の少数の箇所での測定結果に基づくポイント的な管理であった盛土土工部1の締固め管理を、施工面の多数の測定点の測定結果に基づいて行うことを可能とし、より盛土土工部1の品質管理を完全に行うことができる。
【0026】図4に示す実施例においては、測定機材が例えばタイヤローラといった転圧機6と連動され、連続的に測定を行っているところが示されている。図4に示すように検査用電極4は、転圧機6の後部に連結された上下動可能なステー7の先端部に連結されていて、このステー7は、例えば油圧ジャッキ8といった部材により、一定の圧力で検査用電極4を地表部3に接するように保持させている。また、さらに検査用電極4の地表面3との接触性を良好にすべく、検査用電極4と、ステー7との間に図示しないダンパが設けられていてもよい。転圧機6の移動に際しては、必要に応じてステー7を矢線Aの方向に持ち上げて、移動の際に検査用電極4を保護するようにされていてもよい。図4に示した本発明の第2の実施例によれば、転圧機6のオペレータ自身が締固め工を行いつつ容易に転圧効果を判断することができる。
【0027】図5は、本発明の第2の実施例において用いることができる検査用電極4の配置を示した平面図である。図5(a)では、検査用電極4は、転圧機6に保持されたステー7により保持された保持部材9に一列として配置されている。また、図5(b)では、転圧機6に保持されたステー7により保持された2個の保持部材9a,9bに複数の列として配置されており、それぞれの保持部材9a,9bの間において異なった間隔として配置されているのが示されている。
【0028】図5では、説明のため、保持部材9を2個として示しているが、検査用電極4を取り付けるための保持部材9は、転圧機6に対して2個以上保持させることもできる。また、図5においては、保持部材9を転圧機6の進行方向に対して直交するように配置しているのが示されているが、適切な測定を行うことができる限り、保持部材9は、進行方向に沿って1個またはそれ以上の列として配置することも可能である。
【0029】さらに、本発明においては、転圧機6に対して検査用電極4を保持させる構成においては、図2、図3に示した電極構成を用いることもできるし、矩形または平行四辺形の頂点に電極が配置されるようにして、検査用電極4を構成することもできる。さらには、転圧機6のタイヤの表面にプレート状、平板状といった検査用電極4を保持させ、特に上述したステー7と、保持部材9とにより検査用電極4を保持させることがないようにすることもできる。
【0030】図6には、本発明の第3の実施例を示す。本発明の第3の実施例においては、検査用電極4の位置を人工衛星10を用いたジオグラフィック・インフォメーション・システム(GIS)や、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)を用いる高精度な3次元位置表示システムにより検出する。このようにGPSまたはGISと組み合わせて検査を行うことにより盛土土工部1の締固め度、すなわち品質分布を容易かつ迅速に2次元的および各層毎に得ることもでき、より良好な品質の盛土土工部1を得ることが可能となる。
【0031】また、本発明の盛土土工部の検査方法は、土と、セメントやベントナイトといった土質改良材を加えて盛土土工を行う場合には、他の測定値との組み合わせて混合程度、すなわち混合ムラの判定を同時に行うことも可能であるし、転圧機6により移動する電極の位置をGPS、GISなどにより測定しつつ2次元的な品質検査を行うことも可能である。
【0032】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、非破壊で、かつ迅速に検査を行うことが可能で、現場における検査に適し、多数の測定点からの測定結果に基づいて盛土土工部の高精度な締固め管理を可能とする検査方法が提供できる。
【0033】これまで、本発明を図面に示した実施例に基づいて説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、これまで知られたいかなる盛土土工部の施工方法、比抵抗測定方法、電圧測定方法、電極形状、測定電流の交流・直流といった電流の形態等と組み合わせて用いることが可能であることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検査方法の第1の実施例における盛土土工部および検査用電極の配置を示した断面図。
【図2】本発明において用いることができる検査用電極の配置を示した図。
【図3】本発明において用いることができる検査用電極の配置を示した図。
【図4】本発明の検査方法の第2の実施例を示した図。
【図5】本発明の第2の実施例に用いられる検査用電極の配置を示した平面図。
【図6】本発明の検査方法の第3の実施例を示した図。
【符号の説明】
1…盛土土工部
2…地盤
3…地表部
4…検査用電極
5…先端部
6…転圧機
7…ステー
8…油圧ジャッキ
9…保持部材
10…人工衛星
I…電流
A…電流計
V…電圧計
Vd…電位差
d…電極間隔

【特許請求の範囲】
【請求項1】 盛土土工部に複数の検査用電極を設置して、盛土土工部の電気特性を測定することにより該盛土土工部を検査することを特徴とする盛土土工部の検査方法。
【請求項2】 前記検査用電極は、転圧機に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の検査方法。
【請求項3】 前記検査用電極の位置をグローバル・ポジショニング・システムまたはジオグラフィック・インフォメーション・システムにより測定して前記盛土土工部の検査を2次元で行うことを特徴とする請求項1または2に記載の検査方法。
【請求項4】 前記検査用電極を、前記盛土土工部の地表部に隣接して配置することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の検査方法。
【請求項5】 前記検査用電極を、前記盛土土工部の厚さの0.5倍〜2倍の間隔で配置することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査方法。
【請求項6】 前記検査用電極を、列として構成する請求項1〜5のいずれか1項に記載の検査方法。
【請求項7】 前記列として構成される前記検査用電極が、複数の異なった間隔で配置される、請求項6に記載の検査方法。
【請求項8】 前記盛土土工部は、土と土質改良材とを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の検査方法。

【図1】
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【図2】
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【図4】
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【図3】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2002−62362(P2002−62362A)
【公開日】平成14年2月28日(2002.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2000−253423(P2000−253423)
【出願日】平成12年8月24日(2000.8.24)
【出願人】(000195971)西松建設株式会社 (329)
【出願人】(591054392)基礎地盤コンサルタンツ株式会社 (2)
【Fターム(参考)】