載荷試験装置
【課題】載荷版の剛性が低い場合でも載荷版の沈下量を均等する。
【解決手段】載荷試験装置１０では、複数の油圧ジャッキ２０が複数の下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が複数の下台座１８と共に沈下される。ここで、制御装置３８は、各油圧ポンプ３２が接続された複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４作用させる荷重を制御する。さらに、基礎コンクリート１４の沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を大きくする。このため、基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【解決手段】載荷試験装置１０では、複数の油圧ジャッキ２０が複数の下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が複数の下台座１８と共に沈下される。ここで、制御装置３８は、各油圧ポンプ３２が接続された複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４作用させる荷重を制御する。さらに、基礎コンクリート１４の沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を大きくする。このため、基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験地盤の上に載置される載荷版に荷重を作用させる載荷試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載の載荷試験方法では、試験杭が構築された地盤の上に直接基礎試験盤が載置されると共に、直接基礎試験盤の上面中央に油圧ジャッキが配置されている。これにより、油圧ジャッキが、直接基礎試験盤に荷重を作用させて、直接基礎試験盤を沈下させることで、試験杭の支持力を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７３８０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、試験杭が構築されない地盤の上に直接基礎試験盤を載置すると共に、直接基礎試験盤の上面中央に油圧ジャッキを配置したとする。
【０００５】
この場合には、油圧ジャッキが１つであるため、直接基礎試験盤に作用させる荷重を大きくできない。さらに、例えば、地盤の剛性が均一でない場合、直接基礎試験盤の剛性が均一でない場合、及び、直接基礎試験盤への油圧ジャッキの配置精度が低い場合には、直接基礎試験盤に荷重を作用させた際に、直接基礎試験盤が傾動（回転）して、直接基礎試験盤の沈下量が均等にならない可能性がある。
【０００６】
これを解決するために、試験杭が構築されない地盤の上に直接基礎試験盤を載置すると共に、直接基礎試験盤の上面に多数の油圧ジャッキを均等に配置したとする。
【０００７】
しかしながら、この場合において、多数の油圧ジャッキが作用させる荷重を１個の油圧ポンプによって制御すると、全ての油圧ジャッキが作用させる荷重が等しくなる。
【０００８】
このため、直接基礎試験盤の中央側の沈下量が直接基礎試験盤の周縁側の沈下量に比し大きくなって、直接基礎試験盤の沈下量が均等にならない可能性がある。
【０００９】
特に、直接基礎試験盤が薄くされて直接基礎試験盤の剛性が低い場合、直接基礎試験盤に作用させる荷重の合計が大きい場合、及び、直接基礎試験盤の沈下量が大きくなった際に、直接基礎試験盤の沈下量が大きく不均等になる可能性がある。
【００１０】
また、直接基礎試験盤の不同沈下量が大きくなると、直接基礎試験盤の沈下量を均等に戻すのは、困難である。
【００１１】
本発明は、上記事実を考慮し、載荷版の剛性が低い場合でも載荷版の沈下量を均等にできる載荷試験装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の載荷試験装置は、試験地盤の上に載置される載荷版と、前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、前記載荷手段よりも少ない数設けられ、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する複数の荷重制御手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１に記載の載荷試験装置では、試験地盤の上に載荷版が載置されており、複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させて載荷版を沈下させる。
【００１４】
ここで、荷重制御手段が複数（載荷手段よりも少ない数）設けられており、載荷手段が載荷版に作用させる荷重を荷重制御手段が制御する。このため、単数又は複数の載荷手段毎に載荷版への荷重を制御できる。これにより、載荷版の剛性が低い場合でも、載荷版の沈下量を均等にできる。また、積極的に載荷版を傾斜沈下させることもできる。
【００１５】
請求項２に記載の載荷試験装置は、試験地盤の上に載置される載荷版と、前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する単数又は複数の荷重制御手段と、前記荷重制御手段が制御する前記載荷手段を切り替える切替手段と、を備えている。
【００１６】
請求項２に記載の載荷試験装置では、試験地盤の上に載荷版が載置されており、複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させて載荷版を沈下させる。
【００１７】
ここで、荷重制御手段が単数又は複数設けられており、載荷手段が載荷版に作用させる荷重を荷重制御手段が制御する。さらに、荷重制御手段が制御する載荷手段を切替手段が切り替える。このため、単数又は複数の載荷手段毎に載荷版への荷重を制御できる。これにより、載荷版の剛性が低い場合でも、載荷版の沈下量を均等にできる。また、積極的に載荷版を傾斜沈下させることもできる。
【００１８】
請求項３に記載の載荷試験装置は、請求項１又は請求項２に記載の載荷試験装置において、前記載荷版の複数箇所の沈下量を計測する計測手段を備え、前記荷重制御手段は、前記計測手段の計測結果に基づき前記載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を大きくする。
【００１９】
請求項３に記載の載荷試験装置では、計測手段が載荷版の複数箇所の沈下量を計測する。さらに、荷重制御手段が、計測手段の計測結果に基づき、載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された載荷手段が載荷版に作用させる荷重を大きくする。このため、載荷版の沈下量を適切に均等にできる。
【００２０】
請求項４に記載の載荷試験装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の載荷試験装置において、前記載荷版の上に載置され、単数又は複数の前記載荷手段が載置される載置部材を備えている。
【００２１】
請求項４に記載の載荷試験装置では、載荷版の上に載置部材が載置されており、載置部材に単数又は複数の載荷手段が載置される。これにより、載置部材を介して単数又は複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させることができる。このため、載置部材によって載荷版の変形を抑制でき、載荷版の沈下量を適切に均等にできる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明の載荷試験装置では、載荷版の剛性が低い場合でも載荷版の沈下量を均等にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置の主要部を示す上側から見た平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置における油圧ジャッキを示す縦断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置における直接基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置の主要部を示す上側から見た平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置を示す側面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第１別例に係る載荷試験装置における杭基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第２別例に係る載荷試験装置におけるパイルド・ラフト基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第３別例に係る載荷試験装置における地盤改良基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第４別例に係る載荷試験装置における地盤改良併用パイルド・ラフト基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置１０（鉛直載荷試験装置）の主要部が上側から見た平面図にて示されており、図２には、載荷試験装置１０が側面図にて示されている。
【００２５】
図１及び図２に示す如く、本実施の形態に係る載荷試験装置１０は、試験地盤としての地盤１２の建築物支持性能（建築物支持剛性）を予め試験するものである。
【００２６】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の上面は、平面状にされており、地盤１２には、例えば、上側から、粘性土層１２Ａ、シルト質細砂層１２Ｂ及び細砂層１２Ｃが形成されている。
【００２７】
地盤１２上には、載荷版としての正方形板状の基礎コンクリート１４（フーチング、構造体、試験体）が載置されており、地盤１２の基礎形式は、直接基礎１６にされて、基礎コンクリート１４の下側の地盤１２の剛性が略均一にされている。
【００２８】
図１及び図２に示す如く、基礎コンクリート１４の上には、載置部材としての略長尺矩形柱状の下台座１８（作用桁）が複数（本実施の形態では３個）配置されており、複数の下台座１８は、それぞれ横方向（一方向）に延伸されると共に、縦方向（他方向）に等間隔で配置されている。また、下台座１８は、基礎コンクリート１４に比し、剛性が極めて高くされている。
【００２９】
複数の下台座１８上には、それぞれ載荷手段としての油圧ジャッキ２０（圧力変換器）が複数（本実施の形態では３個）配置されており、複数の油圧ジャッキ２０は、下台座１８上において、横方向に等間隔で配置されている。これにより、油圧ジャッキ２０は、基礎コンクリート１４の上側において、横方向及び縦方向に等間隔で配置されて、均等に配置されている。
【００３０】
図３に示す如く、油圧ジャッキ２０には、円柱形容器状のケース２２が設けられており、ケース２２には、ジャッキ本体２４が設けられている。ジャッキ本体２４の下端には、円板状の圧力板２４Ａが設けられており、圧力板２４Ａは、ケース２２内に嵌合されて、ケース２２内を上下方向へ移動可能にされている。ケース２２内の圧力板２４Ａより下側部分は、加圧室２２Ａにされており、ケース２２内の圧力板２４Ａより上側部分は、減圧室２２Ｂにされている。
【００３１】
圧力板２４Ａには、円軸状の連結軸２４Ｂの下端が連結されており、連結軸２４Ｂは、圧力板２４Ａから上方へ延出されて、ケース２２の上壁に対し移動可能に貫通かつ嵌合されている。連結軸２４Ｂの上端には、円板状の作用板２４Ｃが連結されており、作用板２４Ｃは、ケース２２の上側に配置されている。
【００３２】
図２に示す如く、複数の油圧ジャッキ２０の上には、反力部材としての略長尺矩形柱状の上台座２６（反力桁）が複数水平に架け渡されており、上台座２６は、反力杭（図示省略）等を介して地盤１２に固定されて、移動不能にされている。これにより、全ての油圧ジャッキ２０の直上に、上台座２６が配置されており、各油圧ジャッキ２０（ジャッキ本体２４）の作用板２４Ｃの上面全体は、上台座２６に当接されている。また、上台座２６は、下台座１８と同様に、基礎コンクリート１４に比し、剛性が極めて高くされている。
【００３３】
図１〜図３に示す如く、各油圧ジャッキ２０（ケース２２内）の加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂは、それぞれ加圧管２８及び減圧管３０を介して、荷重制御手段としての油圧ポンプ３２に接続されている。同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０は、同一の油圧ポンプ３２に接続されており、油圧ジャッキ２０の数よりも油圧ポンプ３２の数が少なくされている。
【００３４】
油圧ポンプ３２は、加圧管２８を介して、油圧ジャッキ２０の加圧室２２Ａの油圧を増加又は減少可能にされており、油圧ポンプ３２は、減圧管３０を介して、油圧ジャッキ２０の減圧室２２Ｂの油圧を増加又は減少可能にされている。このため、油圧ポンプ３２は、接続された全ての油圧ジャッキ２０を同様に制御可能にされており、油圧ジャッキ２０は、油圧ポンプ３２によって、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を制御される。
【００３５】
ここで、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重及び作用板２４Ｃの上台座２６に対する上側への押圧荷重に等しい）を作用させる。これにより、油圧ジャッキ２０からの荷重が下台座１８を介して基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が下台座１８と共に鉛直下方へ沈下される（変位される）。
【００３６】
また、ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重が増加される際には、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重が増加される。一方、ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重が減少される際には、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重が減少される。
【００３７】
図２に示す如く、複数の油圧ジャッキ２０の側方には、基準部材としての略長尺柱状の基準梁３４（不動梁）が複数水平に架け渡されており、基準梁３４は、固定杭（図示省略）等を介して地盤１２に固定されて、移動不能にされている。これにより、全ての油圧ジャッキ２０の側方近傍に、基準梁３４が配置されている。
【００３８】
複数の基準梁３４には、各油圧ジャッキ２０に対応して、計測手段としての計測計３６が複数設けられており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０の側方近傍に配置されている。計測計３６は、基準梁３４と下台座１８の上面との鉛直方向距離（基準梁３４と基礎コンクリート１４の上面との鉛直方向距離でもよい）を計測可能にされており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０による下台座１８及び基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（変位量）を検出可能にされている。また、下台座１８の剛性は極めて高いため、下台座１８は、油圧ジャッキ２０から作用される荷重によって、変形されない構成にされている。
【００３９】
全ての油圧ポンプ３２及び全ての計測計３６は、図１に示す制御装置３８（変位制御ＣＰＵ）に電気的に接続されている。
【００４０】
制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（基準梁３４と下台座１８の上面との鉛直方向距離）に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重）を制御可能にされている。
【００４１】
また、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御可能にされている。
【００４２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４３】
以上の構成の載荷試験装置１０では、油圧ポンプ３２によって油圧ジャッキ２０のケース２２内の油圧が制御可能にされており、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させる。このため、油圧ジャッキ２０からの荷重が下台座１８を介して基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が下台座１８と共に鉛直下方へ沈下される。
【００４４】
ここで、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されており、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が制御する。このため、複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御できる。
【００４５】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を制御する。具体的には、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を大きくする。
【００４６】
これにより、基礎コンクリート１４が厚くされて基礎コンクリート１４の剛性が高い場合のみならず、基礎コンクリート１４が薄くされて基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、さらに、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性や基礎コンクリート１４の剛性が均一でない場合でも、また、油圧ジャッキ２０が上台座２６から受ける反力が複数の油圧ジャッキ２０間で異なってバランスが良くない場合等でも、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を適切に均等（一定）にできる。
【００４７】
また、基礎コンクリート１４上に複数（本実施の形態では３個）の下台座１８が載置されており、複数の下台座１８のそれぞれを介して複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に荷重を作用させる。このため、下台座１８によって基礎コンクリート１４の変形を抑制でき、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を一層適切に均等にできる。
【００４８】
さらに、制御装置３８の制御によって、両端の下台座１８へ作用させる荷重が中央の下台座１８へ作用させる荷重に比し大きくされる。このため、本実施の形態の如く、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性が略均一にされると共に、基礎コンクリート１４の上側に複数（本実施の形態では９個）の油圧ジャッキ２０が均等に配置された場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【００４９】
また、上述の如く、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０を制御する。このため、油圧ポンプ３２の数を油圧ジャッキ２０の数よりも少なくできる。
【００５０】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御することができる。これにより、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に作用させる荷重を基礎コンクリート１４の一端側（一側の下台座１８）から他端側（他側の下台座１８）へ向かうに従い大きくすることができる。このため、地震時等を想定して、基礎コンクリート１４に偏心荷重（基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくされた荷重）を作用させた際の載荷試験を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を同一の油圧ポンプ３２によって同様に制御する構成としたが、同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を例えば別々の油圧ポンプ３２によって別々に制御する構成としてもよい。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、別々の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を別々の油圧ポンプ３２によって別々に制御する構成としたが、別々の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を同一の油圧ポンプ３２によって同様に制御する構成としてもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、下台座１８上に複数の油圧ジャッキ２０を配置した構成としたが、下台座１８上に単数の油圧ジャッキ２０を配置した構成としてもよい。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図５には、本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置５０（鉛直載荷試験装置）の主要部が上側から見た平面図にて示されており、図６には、載荷試験装置５０が側面図にて示されている。
【００５５】
本実施の形態に係る載荷試験装置５０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００５６】
図５及び図６に示す如く、本実施の形態に係る載荷試験装置５０では、基礎コンクリート１４の上に、下台座１８が配置されずに、油圧ジャッキ２０が複数（本実施の形態では９個）配置されている。複数の油圧ジャッキ２０は、基礎コンクリート１４の上において、横方向及び縦方向に等間隔で配置されて、均等に配置されている。
【００５７】
各油圧ジャッキ２０（ケース２２内）の加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ（図３参照）は、それぞれ加圧管２８及び減圧管３０を介して、切替手段としての分岐弁５２に接続されている。各分岐弁５２は、複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されると共に、接続管５４を介して単数の油圧ポンプ３２に接続されており、油圧ジャッキ２０の数よりも分岐弁５２の数及び油圧ポンプ３２の数が少なくされている。
【００５８】
全ての分岐弁５２は、制御装置３８に電気的に接続されており、分岐弁５２は、制御装置３８の制御によって切り替えられることで、油圧ポンプ３２に連絡される油圧ジャッキ２０が切り替えられて、油圧ポンプ３２が制御する油圧ジャッキ２０を切り替え可能にされている。油圧ジャッキ２０は、分岐弁５２によって油圧ポンプ３２に連絡された際に、油圧ポンプ３２によって制御されて、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を制御可能にされる。一方、油圧ジャッキ２０は、分岐弁５２によって油圧ポンプ３２に連絡されない際に、油圧ポンプ３２による制御状態が維持されて、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を維持される。
【００５９】
ここで、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで（図３参照）、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重及び作用板２４Ｃの上台座２６に対する上側への押圧荷重に等しい）を作用させる。これにより、油圧ジャッキ２０からの荷重が基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が鉛直下方へ沈下される（変位される）。
【００６０】
計測計３６は、基準梁３４と基礎コンクリート１４の上面との鉛直方向距離を計測可能にされており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（変位量）を検出可能にされている。
【００６１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００６２】
以上の構成の載荷試験装置５０では、油圧ポンプ３２によって油圧ジャッキ２０のケース２２内の油圧が制御可能にされており、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させる。このため、油圧ジャッキ２０からの荷重が基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が鉛直下方へ沈下される。
【００６３】
ここで、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されており、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が制御する。さらに、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が分岐弁５２の切り替えによって別々に制御可能にされる。このため、単数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御できる。
【００６４】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２及び分岐弁５２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を制御する。具体的には、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を大きくする。
【００６５】
これにより、基礎コンクリート１４が厚くされて基礎コンクリート１４の剛性が高い場合のみならず、基礎コンクリート１４が薄くされて基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、さらに、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性や基礎コンクリート１４の剛性が均一でない場合でも、また、油圧ジャッキ２０が上台座２６から受ける反力が複数の油圧ジャッキ２０間で異なってバランスが良くない場合等でも、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を適切に均等（一定）にできる。
【００６６】
さらに、制御装置３８の制御によって、基礎コンクリート１４の周縁側の油圧ジャッキ２０が作用させる荷重が、基礎コンクリート１４の中央の油圧ジャッキ２０が作用させる荷重に比し、大きくされる。このため、本実施の形態の如く、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性が略均一にされると共に、基礎コンクリート１４上に複数（本実施の形態では９個）の油圧ジャッキ２０が均等に配置された場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【００６７】
また、上述の如く、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０を制御する。このため、油圧ポンプ３２の数を油圧ジャッキ２０の数よりも少なくできる。
【００６８】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御することができる。これにより、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくすることができる。このため、地震時等を想定して、基礎コンクリート１４に偏心荷重（基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくされた荷重）を作用させた際の載荷試験を行うことができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、分岐弁５２を複数（本実施の形態では３個）設けた構成としたが、分岐弁５２を単数設けた構成としてもよい。この場合、全ての油圧ジャッキ２０が分岐弁５２に接続されると共に、分岐弁５２に油圧ポンプ３２が接続される。
【００７０】
また、本実施の形態では、分岐弁５２の切り替えによって油圧ポンプ３２が単数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御する構成としたが、分岐弁５２の切り替えによって油圧ポンプ３２が複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御する構成としてもよい。
【００７１】
さらに、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、基礎コンクリート１４上に補強部材としての正方形板状の鉄板を載置してもよい。この場合、例えば鉄板が基礎コンクリート１４と平面視で同一の形状及び大きさにされて、鉄板によって基礎コンクリート１４が補強される。
【００７２】
また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、地盤１２の基礎形式を直接基礎１６にしている。
【００７３】
しかしながら、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を杭基礎６０にしてもよい。
【００７４】
杭基礎６０では、地盤１２に試験地盤を構成する長尺円軸状の杭６２が鉛直下方へ打ち込まれており、杭６２は、地盤１２の粘性土層１２Ａ及びシルト質細砂層１２Ｂを通過して細砂層１２Ｃまで到達している。杭６２の上端は、地盤１２の上面から突出しており、杭６２の上には、載荷版としての下台座１８が載置されている。これにより、下台座１８の上側から複数の油圧ジャッキ２０が下台座１８及び杭６２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７５】
また、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式をパイルド・ラフト基礎７０にしてもよい。
【００７６】
パイルド・ラフト基礎７０では、地盤１２に試験地盤を構成する長尺円軸状の杭７２（パイル）が鉛直下方へ打ち込まれており、杭７２は、地盤１２の粘性土層１２Ａ及びシルト質細砂層１２Ｂを通過して細砂層１２Ｃまで到達している。杭７２の上端面は、地盤１２の上面と面一にされており、地盤１２及び杭７２の上には、基礎コンクリート１４（ラフト）が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２及び杭７２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７７】
さらに、図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を地盤改良基礎８０にしてもよい。
【００７８】
地盤改良基礎８０では、地盤１２に試験地盤を構成する例えば平面視矩形枠状の地盤改良部８２が設けられており、地盤改良部８２では、複数の軸状の地盤改良杭が鉛直下方へ打ち込まれている。地盤改良部８２では、複数の地盤改良杭が水平方向へ連続して配置されており、地盤改良杭は、地盤１２の粘性土層１２Ａのみに打ち込まれてシルト質細砂層１２Ｂには到達していない。地盤改良部８２（地盤改良杭）の上端面は、地盤１２の上面と面一にされており、地盤１２及び地盤改良部８２の上には、基礎コンクリート１４が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２及び地盤改良部８２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７９】
また、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を地盤改良併用パイルド・ラフト基礎９０にしてもよい。
【００８０】
地盤改良併用パイルド・ラフト基礎９０では、パイルド・ラフト基礎７０と同様に地盤１２に杭７２（パイル）が打ち込まれると共に、地盤改良基礎８０と同様に地盤１２に地盤改良部８２が設けられている。地盤１２、杭７２及び地盤改良部８２の上には、基礎コンクリート１４（ラフト）が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２、杭７２及び地盤改良部８２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 載荷試験装置
１２ 地盤（試験地盤）
１４ 基礎コンクリート（載荷版）
１８ 下台座（載置部材、載荷版）
２０ 油圧ジャッキ（載荷手段）
３２ 油圧ポンプ（荷重制御手段）
３６ 計測計（計測手段）
５０ 載荷試験装置
５２ 分岐弁（切替手段）
６２ 杭（試験地盤）
７２ 杭（試験地盤）
８２ 地盤改良部（試験地盤）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験地盤の上に載置される載荷版に荷重を作用させる載荷試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載の載荷試験方法では、試験杭が構築された地盤の上に直接基礎試験盤が載置されると共に、直接基礎試験盤の上面中央に油圧ジャッキが配置されている。これにより、油圧ジャッキが、直接基礎試験盤に荷重を作用させて、直接基礎試験盤を沈下させることで、試験杭の支持力を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５７３８０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、試験杭が構築されない地盤の上に直接基礎試験盤を載置すると共に、直接基礎試験盤の上面中央に油圧ジャッキを配置したとする。
【０００５】
この場合には、油圧ジャッキが１つであるため、直接基礎試験盤に作用させる荷重を大きくできない。さらに、例えば、地盤の剛性が均一でない場合、直接基礎試験盤の剛性が均一でない場合、及び、直接基礎試験盤への油圧ジャッキの配置精度が低い場合には、直接基礎試験盤に荷重を作用させた際に、直接基礎試験盤が傾動（回転）して、直接基礎試験盤の沈下量が均等にならない可能性がある。
【０００６】
これを解決するために、試験杭が構築されない地盤の上に直接基礎試験盤を載置すると共に、直接基礎試験盤の上面に多数の油圧ジャッキを均等に配置したとする。
【０００７】
しかしながら、この場合において、多数の油圧ジャッキが作用させる荷重を１個の油圧ポンプによって制御すると、全ての油圧ジャッキが作用させる荷重が等しくなる。
【０００８】
このため、直接基礎試験盤の中央側の沈下量が直接基礎試験盤の周縁側の沈下量に比し大きくなって、直接基礎試験盤の沈下量が均等にならない可能性がある。
【０００９】
特に、直接基礎試験盤が薄くされて直接基礎試験盤の剛性が低い場合、直接基礎試験盤に作用させる荷重の合計が大きい場合、及び、直接基礎試験盤の沈下量が大きくなった際に、直接基礎試験盤の沈下量が大きく不均等になる可能性がある。
【００１０】
また、直接基礎試験盤の不同沈下量が大きくなると、直接基礎試験盤の沈下量を均等に戻すのは、困難である。
【００１１】
本発明は、上記事実を考慮し、載荷版の剛性が低い場合でも載荷版の沈下量を均等にできる載荷試験装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の載荷試験装置は、試験地盤の上に載置される載荷版と、前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、前記載荷手段よりも少ない数設けられ、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する複数の荷重制御手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１に記載の載荷試験装置では、試験地盤の上に載荷版が載置されており、複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させて載荷版を沈下させる。
【００１４】
ここで、荷重制御手段が複数（載荷手段よりも少ない数）設けられており、載荷手段が載荷版に作用させる荷重を荷重制御手段が制御する。このため、単数又は複数の載荷手段毎に載荷版への荷重を制御できる。これにより、載荷版の剛性が低い場合でも、載荷版の沈下量を均等にできる。また、積極的に載荷版を傾斜沈下させることもできる。
【００１５】
請求項２に記載の載荷試験装置は、試験地盤の上に載置される載荷版と、前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する単数又は複数の荷重制御手段と、前記荷重制御手段が制御する前記載荷手段を切り替える切替手段と、を備えている。
【００１６】
請求項２に記載の載荷試験装置では、試験地盤の上に載荷版が載置されており、複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させて載荷版を沈下させる。
【００１７】
ここで、荷重制御手段が単数又は複数設けられており、載荷手段が載荷版に作用させる荷重を荷重制御手段が制御する。さらに、荷重制御手段が制御する載荷手段を切替手段が切り替える。このため、単数又は複数の載荷手段毎に載荷版への荷重を制御できる。これにより、載荷版の剛性が低い場合でも、載荷版の沈下量を均等にできる。また、積極的に載荷版を傾斜沈下させることもできる。
【００１８】
請求項３に記載の載荷試験装置は、請求項１又は請求項２に記載の載荷試験装置において、前記載荷版の複数箇所の沈下量を計測する計測手段を備え、前記荷重制御手段は、前記計測手段の計測結果に基づき前記載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を大きくする。
【００１９】
請求項３に記載の載荷試験装置では、計測手段が載荷版の複数箇所の沈下量を計測する。さらに、荷重制御手段が、計測手段の計測結果に基づき、載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された載荷手段が載荷版に作用させる荷重を大きくする。このため、載荷版の沈下量を適切に均等にできる。
【００２０】
請求項４に記載の載荷試験装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の載荷試験装置において、前記載荷版の上に載置され、単数又は複数の前記載荷手段が載置される載置部材を備えている。
【００２１】
請求項４に記載の載荷試験装置では、載荷版の上に載置部材が載置されており、載置部材に単数又は複数の載荷手段が載置される。これにより、載置部材を介して単数又は複数の載荷手段が載荷版に荷重を作用させることができる。このため、載置部材によって載荷版の変形を抑制でき、載荷版の沈下量を適切に均等にできる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明の載荷試験装置では、載荷版の剛性が低い場合でも載荷版の沈下量を均等にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置の主要部を示す上側から見た平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置における油圧ジャッキを示す縦断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置における直接基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置の主要部を示す上側から見た平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置を示す側面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第１別例に係る載荷試験装置における杭基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第２別例に係る載荷試験装置におけるパイルド・ラフト基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第３別例に係る載荷試験装置における地盤改良基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第４別例に係る載荷試験装置における地盤改良併用パイルド・ラフト基礎を示す図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る載荷試験装置１０（鉛直載荷試験装置）の主要部が上側から見た平面図にて示されており、図２には、載荷試験装置１０が側面図にて示されている。
【００２５】
図１及び図２に示す如く、本実施の形態に係る載荷試験装置１０は、試験地盤としての地盤１２の建築物支持性能（建築物支持剛性）を予め試験するものである。
【００２６】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の上面は、平面状にされており、地盤１２には、例えば、上側から、粘性土層１２Ａ、シルト質細砂層１２Ｂ及び細砂層１２Ｃが形成されている。
【００２７】
地盤１２上には、載荷版としての正方形板状の基礎コンクリート１４（フーチング、構造体、試験体）が載置されており、地盤１２の基礎形式は、直接基礎１６にされて、基礎コンクリート１４の下側の地盤１２の剛性が略均一にされている。
【００２８】
図１及び図２に示す如く、基礎コンクリート１４の上には、載置部材としての略長尺矩形柱状の下台座１８（作用桁）が複数（本実施の形態では３個）配置されており、複数の下台座１８は、それぞれ横方向（一方向）に延伸されると共に、縦方向（他方向）に等間隔で配置されている。また、下台座１８は、基礎コンクリート１４に比し、剛性が極めて高くされている。
【００２９】
複数の下台座１８上には、それぞれ載荷手段としての油圧ジャッキ２０（圧力変換器）が複数（本実施の形態では３個）配置されており、複数の油圧ジャッキ２０は、下台座１８上において、横方向に等間隔で配置されている。これにより、油圧ジャッキ２０は、基礎コンクリート１４の上側において、横方向及び縦方向に等間隔で配置されて、均等に配置されている。
【００３０】
図３に示す如く、油圧ジャッキ２０には、円柱形容器状のケース２２が設けられており、ケース２２には、ジャッキ本体２４が設けられている。ジャッキ本体２４の下端には、円板状の圧力板２４Ａが設けられており、圧力板２４Ａは、ケース２２内に嵌合されて、ケース２２内を上下方向へ移動可能にされている。ケース２２内の圧力板２４Ａより下側部分は、加圧室２２Ａにされており、ケース２２内の圧力板２４Ａより上側部分は、減圧室２２Ｂにされている。
【００３１】
圧力板２４Ａには、円軸状の連結軸２４Ｂの下端が連結されており、連結軸２４Ｂは、圧力板２４Ａから上方へ延出されて、ケース２２の上壁に対し移動可能に貫通かつ嵌合されている。連結軸２４Ｂの上端には、円板状の作用板２４Ｃが連結されており、作用板２４Ｃは、ケース２２の上側に配置されている。
【００３２】
図２に示す如く、複数の油圧ジャッキ２０の上には、反力部材としての略長尺矩形柱状の上台座２６（反力桁）が複数水平に架け渡されており、上台座２６は、反力杭（図示省略）等を介して地盤１２に固定されて、移動不能にされている。これにより、全ての油圧ジャッキ２０の直上に、上台座２６が配置されており、各油圧ジャッキ２０（ジャッキ本体２４）の作用板２４Ｃの上面全体は、上台座２６に当接されている。また、上台座２６は、下台座１８と同様に、基礎コンクリート１４に比し、剛性が極めて高くされている。
【００３３】
図１〜図３に示す如く、各油圧ジャッキ２０（ケース２２内）の加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂは、それぞれ加圧管２８及び減圧管３０を介して、荷重制御手段としての油圧ポンプ３２に接続されている。同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０は、同一の油圧ポンプ３２に接続されており、油圧ジャッキ２０の数よりも油圧ポンプ３２の数が少なくされている。
【００３４】
油圧ポンプ３２は、加圧管２８を介して、油圧ジャッキ２０の加圧室２２Ａの油圧を増加又は減少可能にされており、油圧ポンプ３２は、減圧管３０を介して、油圧ジャッキ２０の減圧室２２Ｂの油圧を増加又は減少可能にされている。このため、油圧ポンプ３２は、接続された全ての油圧ジャッキ２０を同様に制御可能にされており、油圧ジャッキ２０は、油圧ポンプ３２によって、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を制御される。
【００３５】
ここで、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重及び作用板２４Ｃの上台座２６に対する上側への押圧荷重に等しい）を作用させる。これにより、油圧ジャッキ２０からの荷重が下台座１８を介して基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が下台座１８と共に鉛直下方へ沈下される（変位される）。
【００３６】
また、ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重が増加される際には、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重が増加される。一方、ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重が減少される際には、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重が減少される。
【００３７】
図２に示す如く、複数の油圧ジャッキ２０の側方には、基準部材としての略長尺柱状の基準梁３４（不動梁）が複数水平に架け渡されており、基準梁３４は、固定杭（図示省略）等を介して地盤１２に固定されて、移動不能にされている。これにより、全ての油圧ジャッキ２０の側方近傍に、基準梁３４が配置されている。
【００３８】
複数の基準梁３４には、各油圧ジャッキ２０に対応して、計測手段としての計測計３６が複数設けられており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０の側方近傍に配置されている。計測計３６は、基準梁３４と下台座１８の上面との鉛直方向距離（基準梁３４と基礎コンクリート１４の上面との鉛直方向距離でもよい）を計測可能にされており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０による下台座１８及び基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（変位量）を検出可能にされている。また、下台座１８の剛性は極めて高いため、下台座１８は、油圧ジャッキ２０から作用される荷重によって、変形されない構成にされている。
【００３９】
全ての油圧ポンプ３２及び全ての計測計３６は、図１に示す制御装置３８（変位制御ＣＰＵ）に電気的に接続されている。
【００４０】
制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（基準梁３４と下台座１８の上面との鉛直方向距離）に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重）を制御可能にされている。
【００４１】
また、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御可能にされている。
【００４２】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４３】
以上の構成の載荷試験装置１０では、油圧ポンプ３２によって油圧ジャッキ２０のケース２２内の油圧が制御可能にされており、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させる。このため、油圧ジャッキ２０からの荷重が下台座１８を介して基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が下台座１８と共に鉛直下方へ沈下される。
【００４４】
ここで、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されており、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が制御する。このため、複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御できる。
【００４５】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を制御する。具体的には、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を大きくする。
【００４６】
これにより、基礎コンクリート１４が厚くされて基礎コンクリート１４の剛性が高い場合のみならず、基礎コンクリート１４が薄くされて基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、さらに、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性や基礎コンクリート１４の剛性が均一でない場合でも、また、油圧ジャッキ２０が上台座２６から受ける反力が複数の油圧ジャッキ２０間で異なってバランスが良くない場合等でも、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を適切に均等（一定）にできる。
【００４７】
また、基礎コンクリート１４上に複数（本実施の形態では３個）の下台座１８が載置されており、複数の下台座１８のそれぞれを介して複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に荷重を作用させる。このため、下台座１８によって基礎コンクリート１４の変形を抑制でき、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を一層適切に均等にできる。
【００４８】
さらに、制御装置３８の制御によって、両端の下台座１８へ作用させる荷重が中央の下台座１８へ作用させる荷重に比し大きくされる。このため、本実施の形態の如く、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性が略均一にされると共に、基礎コンクリート１４の上側に複数（本実施の形態では９個）の油圧ジャッキ２０が均等に配置された場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【００４９】
また、上述の如く、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０を制御する。このため、油圧ポンプ３２の数を油圧ジャッキ２０の数よりも少なくできる。
【００５０】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御することができる。これにより、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に作用させる荷重を基礎コンクリート１４の一端側（一側の下台座１８）から他端側（他側の下台座１８）へ向かうに従い大きくすることができる。このため、地震時等を想定して、基礎コンクリート１４に偏心荷重（基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくされた荷重）を作用させた際の載荷試験を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を同一の油圧ポンプ３２によって同様に制御する構成としたが、同一の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を例えば別々の油圧ポンプ３２によって別々に制御する構成としてもよい。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、別々の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を別々の油圧ポンプ３２によって別々に制御する構成としたが、別々の下台座１８上に配置される複数の油圧ジャッキ２０を同一の油圧ポンプ３２によって同様に制御する構成としてもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、下台座１８上に複数の油圧ジャッキ２０を配置した構成としたが、下台座１８上に単数の油圧ジャッキ２０を配置した構成としてもよい。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図５には、本発明の第２の実施の形態に係る載荷試験装置５０（鉛直載荷試験装置）の主要部が上側から見た平面図にて示されており、図６には、載荷試験装置５０が側面図にて示されている。
【００５５】
本実施の形態に係る載荷試験装置５０は、上記第１の実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【００５６】
図５及び図６に示す如く、本実施の形態に係る載荷試験装置５０では、基礎コンクリート１４の上に、下台座１８が配置されずに、油圧ジャッキ２０が複数（本実施の形態では９個）配置されている。複数の油圧ジャッキ２０は、基礎コンクリート１４の上において、横方向及び縦方向に等間隔で配置されて、均等に配置されている。
【００５７】
各油圧ジャッキ２０（ケース２２内）の加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ（図３参照）は、それぞれ加圧管２８及び減圧管３０を介して、切替手段としての分岐弁５２に接続されている。各分岐弁５２は、複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されると共に、接続管５４を介して単数の油圧ポンプ３２に接続されており、油圧ジャッキ２０の数よりも分岐弁５２の数及び油圧ポンプ３２の数が少なくされている。
【００５８】
全ての分岐弁５２は、制御装置３８に電気的に接続されており、分岐弁５２は、制御装置３８の制御によって切り替えられることで、油圧ポンプ３２に連絡される油圧ジャッキ２０が切り替えられて、油圧ポンプ３２が制御する油圧ジャッキ２０を切り替え可能にされている。油圧ジャッキ２０は、分岐弁５２によって油圧ポンプ３２に連絡された際に、油圧ポンプ３２によって制御されて、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を制御可能にされる。一方、油圧ジャッキ２０は、分岐弁５２によって油圧ポンプ３２に連絡されない際に、油圧ポンプ３２による制御状態が維持されて、ケース２２内（加圧室２２Ａ及び減圧室２２Ｂ）の油圧を維持される。
【００５９】
ここで、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで（図３参照）、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重（ケース２２内の油圧による圧力板２４Ａの上側への押圧荷重及び作用板２４Ｃの上台座２６に対する上側への押圧荷重に等しい）を作用させる。これにより、油圧ジャッキ２０からの荷重が基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が鉛直下方へ沈下される（変位される）。
【００６０】
計測計３６は、基準梁３４と基礎コンクリート１４の上面との鉛直方向距離を計測可能にされており、計測計３６は、対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量（変位量）を検出可能にされている。
【００６１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００６２】
以上の構成の載荷試験装置５０では、油圧ポンプ３２によって油圧ジャッキ２０のケース２２内の油圧が制御可能にされており、油圧ジャッキ２０において、ケース２２内の油圧によってジャッキ本体２４の圧力板２４Ａが上側へ押圧されてジャッキ本体２４の作用板２４Ｃが上台座２６を上側へ押圧することで、油圧ジャッキ２０が上台座２６から反力を受けて、油圧ジャッキ２０が下台座１８を介して基礎コンクリート１４に鉛直下方への荷重を作用させる。このため、油圧ジャッキ２０からの荷重が基礎コンクリート１４及び地盤１２に鉛直下方へ作用されることで、地盤１２が圧縮変形されつつ基礎コンクリート１４が鉛直下方へ沈下される。
【００６３】
ここで、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０に接続されており、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が制御する。さらに、複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を油圧ポンプ３２が分岐弁５２の切り替えによって別々に制御可能にされる。このため、単数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御できる。
【００６４】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した対応する油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に基づき、当該油圧ジャッキ２０に対応する油圧ポンプ３２及び分岐弁５２を制御して、当該油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を制御する。具体的には、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量が小さい箇所に配置された油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる鉛直下方への荷重を大きくする。
【００６５】
これにより、基礎コンクリート１４が厚くされて基礎コンクリート１４の剛性が高い場合のみならず、基礎コンクリート１４が薄くされて基礎コンクリート１４の剛性が低い場合でも、さらに、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性や基礎コンクリート１４の剛性が均一でない場合でも、また、油圧ジャッキ２０が上台座２６から受ける反力が複数の油圧ジャッキ２０間で異なってバランスが良くない場合等でも、基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量を適切に均等（一定）にできる。
【００６６】
さらに、制御装置３８の制御によって、基礎コンクリート１４の周縁側の油圧ジャッキ２０が作用させる荷重が、基礎コンクリート１４の中央の油圧ジャッキ２０が作用させる荷重に比し、大きくされる。このため、本実施の形態の如く、基礎コンクリート１４下側の地盤１２の剛性が略均一にされると共に、基礎コンクリート１４上に複数（本実施の形態では９個）の油圧ジャッキ２０が均等に配置された場合でも、基礎コンクリート１４の沈下量を均等にできる。
【００６７】
また、上述の如く、油圧ポンプ３２が複数（本実施の形態では３個）の油圧ジャッキ２０を制御する。このため、油圧ポンプ３２の数を油圧ジャッキ２０の数よりも少なくできる。
【００６８】
さらに、制御装置３８は、計測計３６が検出した油圧ジャッキ２０による基礎コンクリート１４の鉛直下方への沈下量に拘らず、複数の油圧ポンプ３２を制御することができる。これにより、油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４に作用させる荷重を基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくすることができる。このため、地震時等を想定して、基礎コンクリート１４に偏心荷重（基礎コンクリート１４の一端側から他端側へ向かうに従い大きくされた荷重）を作用させた際の載荷試験を行うことができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、分岐弁５２を複数（本実施の形態では３個）設けた構成としたが、分岐弁５２を単数設けた構成としてもよい。この場合、全ての油圧ジャッキ２０が分岐弁５２に接続されると共に、分岐弁５２に油圧ポンプ３２が接続される。
【００７０】
また、本実施の形態では、分岐弁５２の切り替えによって油圧ポンプ３２が単数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御する構成としたが、分岐弁５２の切り替えによって油圧ポンプ３２が複数の油圧ジャッキ２０毎に基礎コンクリート１４に作用させる荷重を制御する構成としてもよい。
【００７１】
さらに、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、基礎コンクリート１４上に補強部材としての正方形板状の鉄板を載置してもよい。この場合、例えば鉄板が基礎コンクリート１４と平面視で同一の形状及び大きさにされて、鉄板によって基礎コンクリート１４が補強される。
【００７２】
また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、地盤１２の基礎形式を直接基礎１６にしている。
【００７３】
しかしながら、図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を杭基礎６０にしてもよい。
【００７４】
杭基礎６０では、地盤１２に試験地盤を構成する長尺円軸状の杭６２が鉛直下方へ打ち込まれており、杭６２は、地盤１２の粘性土層１２Ａ及びシルト質細砂層１２Ｂを通過して細砂層１２Ｃまで到達している。杭６２の上端は、地盤１２の上面から突出しており、杭６２の上には、載荷版としての下台座１８が載置されている。これにより、下台座１８の上側から複数の油圧ジャッキ２０が下台座１８及び杭６２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７５】
また、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式をパイルド・ラフト基礎７０にしてもよい。
【００７６】
パイルド・ラフト基礎７０では、地盤１２に試験地盤を構成する長尺円軸状の杭７２（パイル）が鉛直下方へ打ち込まれており、杭７２は、地盤１２の粘性土層１２Ａ及びシルト質細砂層１２Ｂを通過して細砂層１２Ｃまで到達している。杭７２の上端面は、地盤１２の上面と面一にされており、地盤１２及び杭７２の上には、基礎コンクリート１４（ラフト）が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２及び杭７２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７７】
さらに、図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を地盤改良基礎８０にしてもよい。
【００７８】
地盤改良基礎８０では、地盤１２に試験地盤を構成する例えば平面視矩形枠状の地盤改良部８２が設けられており、地盤改良部８２では、複数の軸状の地盤改良杭が鉛直下方へ打ち込まれている。地盤改良部８２では、複数の地盤改良杭が水平方向へ連続して配置されており、地盤改良杭は、地盤１２の粘性土層１２Ａのみに打ち込まれてシルト質細砂層１２Ｂには到達していない。地盤改良部８２（地盤改良杭）の上端面は、地盤１２の上面と面一にされており、地盤１２及び地盤改良部８２の上には、基礎コンクリート１４が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２及び地盤改良部８２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【００７９】
また、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、地盤１２の基礎形式を地盤改良併用パイルド・ラフト基礎９０にしてもよい。
【００８０】
地盤改良併用パイルド・ラフト基礎９０では、パイルド・ラフト基礎７０と同様に地盤１２に杭７２（パイル）が打ち込まれると共に、地盤改良基礎８０と同様に地盤１２に地盤改良部８２が設けられている。地盤１２、杭７２及び地盤改良部８２の上には、基礎コンクリート１４（ラフト）が載置されている。これにより、基礎コンクリート１４の上側から複数の油圧ジャッキ２０が基礎コンクリート１４、地盤１２、杭７２及び地盤改良部８２に鉛直下方への荷重を作用させる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 載荷試験装置
１２ 地盤（試験地盤）
１４ 基礎コンクリート（載荷版）
１８ 下台座（載置部材、載荷版）
２０ 油圧ジャッキ（載荷手段）
３２ 油圧ポンプ（荷重制御手段）
３６ 計測計（計測手段）
５０ 載荷試験装置
５２ 分岐弁（切替手段）
６２ 杭（試験地盤）
７２ 杭（試験地盤）
８２ 地盤改良部（試験地盤）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験地盤の上に載置される載荷版と、
前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、
前記載荷手段よりも少ない数設けられ、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する複数の荷重制御手段と、
を備えた載荷試験装置。
【請求項２】
試験地盤の上に載置される載荷版と、
前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、
前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する単数又は複数の荷重制御手段と、
前記荷重制御手段が制御する前記載荷手段を切り替える切替手段と、
を備えた載荷試験装置。
【請求項３】
前記載荷版の複数箇所の沈下量を計測する計測手段を備え、
前記荷重制御手段は、前記計測手段の計測結果に基づき前記載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を大きくする
請求項１又は請求項２記載の載荷試験装置。
【請求項４】
前記載荷版の上に載置され、単数又は複数の前記載荷手段が載置される載置部材を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項記載の載荷試験装置。
【請求項１】
試験地盤の上に載置される載荷版と、
前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、
前記載荷手段よりも少ない数設けられ、前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する複数の荷重制御手段と、
を備えた載荷試験装置。
【請求項２】
試験地盤の上に載置される載荷版と、
前記載荷版に荷重を作用させて前記載荷版を沈下させる複数の載荷手段と、
前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を制御する単数又は複数の荷重制御手段と、
前記荷重制御手段が制御する前記載荷手段を切り替える切替手段と、
を備えた載荷試験装置。
【請求項３】
前記載荷版の複数箇所の沈下量を計測する計測手段を備え、
前記荷重制御手段は、前記計測手段の計測結果に基づき前記載荷版の沈下量が小さい箇所に配置された前記載荷手段が前記載荷版に作用させる荷重を大きくする
請求項１又は請求項２記載の載荷試験装置。
【請求項４】
前記載荷版の上に載置され、単数又は複数の前記載荷手段が載置される載置部材を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項記載の載荷試験装置。
【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２０１１−３８７８２（Ｐ２０１１−３８７８２Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３４７５（Ｐ２００９−１８３４７５）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【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２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]