特許 6574341 先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6574341

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 7/20 20060101AFI20190902BHJP

   E02D 13/00 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   E02D7/20

   E02D13/00 Z

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-119244(P2015-119244)

(22)【出願日】2015年6月12日

(65)【公開番号】特開2017-2623(P2017-2623A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年5月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141521

【氏名又は名称】株式会社技研製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(72)【発明者】

【氏名】北村 精男

(72)【発明者】

【氏名】石原 行博

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１７７８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１７４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０５８２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ７／２０

Ｅ０２Ｄ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に杭を圧入する際の、杭先端に作用する先端抵抗の単位面積当たりの値である先端抵抗力度を、前記杭先端の深さごとに推定する先端抵抗力度推定システムであって、
前記杭先端の深さよりも浅い各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度から、当該先端抵抗力度が求められた前記各深さにおける前記杭の周面と前記地盤との間に作用する周面抵抗の単位面積当たりの値である周面抵抗力度を演算する周面抵抗力度演算部と、
前記周面抵抗力度演算部で求められた前記周面抵抗力度を積算して前記周面抵抗を求める積算部と、
杭の圧入力を逐次計測可能な圧入力計測手段を用いて得られた前記杭先端の深さにおける杭の圧入力から、前記積算部で求めた前記周面抵抗を控除して前記杭先端の深さにおける先端抵抗を算出し、該先端抵抗に基づいて前記杭先端の深さにおける先端抵抗力度を求める先端抵抗力度演算部と、
を備えていることを特徴とする先端抵抗力度推定システム。

【請求項2】

前記周面抵抗力度演算部は、杭先端からの距離に応じた前記周面抵抗力度の変化に基づいて、前記各深さにおいて予め求められた前記先端抵抗力度を補正して前記周面抵抗力度を演算することを特徴とする請求項１に記載の先端抵抗力度推定システム。

【請求項3】

前記周面抵抗力度演算部は、予め求められた杭先端の閉塞状態を示す指標に基づいて、前記各深さにおいて予め求められた前記先端抵抗力度を補正して前記周面抵抗力度を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の先端抵抗力度推定システム。

【請求項4】

前記先端抵抗力度演算部により求められた先端抵抗力度を、次の演算時には前記予め求められた先端抵抗力度として用いる、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の先端抵抗力度推定システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の先端抵抗力度推定システムを用いて圧入装置によって杭を圧入する圧入施工システムであって、
前記圧入装置には、前記杭先端の深さを逐次計測可能な深度計測手段と、前記圧入力計測手段と、杭の管内土長を逐次計測可能な管内土長計測手段と、が設けられ、
前記各手段より計測された前記杭先端の深さ、圧入力、及び管内土長に基づいて、前記周面抵抗力度演算部、前記積算部、及び前記先端抵抗力度演算部によって前記先端抵抗力度が求められることを特徴とする圧入施工システム。

【請求項6】

地盤に杭を圧入する際の、杭先端に作用する先端抵抗の単位面積当たりの値である先端抵抗力度を、前記杭先端の深さごとに推定する先端抵抗力度推定方法であって、
前記杭先端の深さよりも浅い各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度から、当該先端抵抗力度が求められた前記各深さにおける前記杭の周面と前記地盤との間に作用する周面抵抗の単位面積当たりの値である周面抵抗力度を演算する工程と、
前記周面抵抗力度を積算して前記周面抵抗を求める工程と、
杭の圧入力を逐次計測可能な圧入力計測手段を用いて得られた杭の圧入力から、求めた前記周面抵抗を控除して先端抵抗を算出し、該先端抵抗に基づいて前記杭先端の深さにおける先端抵抗力度を求める工程と、
を有していることを特徴とする先端抵抗力度推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭の圧入中に計測される圧入力により先端抵抗を推定する先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、圧入力により杭を静的に地中に貫入させる圧入工法は、低振動低騒音、仮設不要等の利点から、主に都市部で利用されている。このような圧入工法による施工では、事前の地盤調査の結果に基づいて施工方法等が計画されているのが一般的である。この地盤調査に基づく計画の場合、実施工時に調査結果と異なる地盤条件に遭遇して計画通りに施工が進まない場合が多々ある。
一方で、杭の圧入中において、圧入力を計測することができる。圧入力の情報には先端抵抗、周面抵抗、継手間抵抗が含まれており、これらの情報を何らかの方法により分離することができれば、施工の効率化や地盤情報の推定等につながると考えられる。とくに、前記情報のうち先端抵抗を分離することが効果的と考えられている。

【0003】

圧入力から先端抵抗を取り出す方法として、コーン貫入試験（ＣＰＴ）のように、杭の先端部に荷重計等の計測器を取り付ける方法が、例えば非特許文献１に記載されている。
また、特許文献１には、圧入施工中の「打抜」という動作を利用することにより、計測器を杭に取り付けることなく先端抵抗を推定する地質推定方法および地質推定システムについて記載されている。
また、特許文献２には、回転圧入中の圧入力とトルクの情報から先端抵抗を推定する回転杭の先端抵抗推定方法及び推定システムについて開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１７７８２６号公報

【特許文献2】特開２０１５−０１７４９３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】「ＰＰＴデータに基づく土質分類および換算Ｎ値に関する研究」石原行博、尾川七瀬、木下三郎、多賀谷宏三、地盤工学会、最近のサウンディング技術と地盤評価シンポジウムＮｏ．１４３、発表論文集ｐｐ.８５−９０、２００９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のような圧入中の杭の先端抵抗の推定方法では、以下のような問題があった。
すなわち、非特許文献１のように杭の先端部にロードセル等の計測器を備えることは、計測器そのものの費用や、計測器を備えるための杭先端構造を杭に付加する費用などの付加的なコストが発生する。
また、このような杭を施工現場で用いることは、計測器を備えた杭を圧入した後で引抜く必要があり、さらに計測装置を現場に持参して計測器と計測装置を接続するといった手間と時間のかかる作業が生じることから、その点で改善の余地があった。

【0007】

また、圧入施工中の「打抜」という動作を利用する特許文献１に示す推定方法においては、コストのかかる計測器を導入する必要はないが、推定値が深度方向に離散的になることから、薄層の検知や、圧入完了時の支持力の確認には適していないという問題があった。

【0008】

さらに、特許文献２に示すような、回転圧入中の圧入力とトルクを用いる方法は、深度方向に連続的な情報を取り出すことができるが、入力条件として圧入力だけでなくトルクを必要としているため、回転させない圧入の場合に適用することができいという課題があった。

【0009】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、付加的な工費や作業時間を発生させることなく、圧入中の先端抵抗を深度方向に連続的にかつ精度よく推定することができる先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定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】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明に係る先端抵抗力度推定システムは、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度から、当該先端抵抗力度が求められた各深さにおける周面抵抗力度を演算する周面抵抗力度演算部と、前記周面抵抗力度演算部で求められた前記周面抵抗力度を積算して周面抵抗を求める積算部と、得られた杭の圧入力から、前記積算部で求めた前記周面抵抗を控除して先端抵抗を算出し、該先端抵抗に基づいて先端抵抗力度を求める先端抵抗力度演算部と、を備えていることを特徴としている。

【0011】

また、本発明に係る圧入施工システムは、上述した先端抵抗力度推定システムを用いて圧入装置によって杭を圧入する圧入施工システムであって、前記圧入装置には、杭先端の深度を逐次計測可能な深度計測手段と、杭の圧入力を逐次計測可能な圧入力計測手段と、杭の管内土長を逐次計測可能な管内土長計測手段と、が設けられ、前記各手段より計測された前記深度、圧入力、及び管内土長に基づいて、前記周面抵抗力度演算部、前記積算部、及び前記先端抵抗力度演算部によって前記先端抵抗力度が求められることを特徴としている。

【0012】

また、本発明に係る先端抵抗力度推定方法は、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度から、当該先端抵抗力度が求められた各深さにおける周面抵抗力度を演算する工程と、前記周面抵抗力度を積算して周面抵抗を求める工程と、得られた杭の圧入力から、求めた前記周面抵抗を控除して先端抵抗を算出し、該先端抵抗に基づいて先端抵抗力度を求める工程と、を有していることを特徴としている。

【0013】

本発明では、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度から、当該先端抵抗力度が求められた各深さにおける周面抵抗力度を周面抵抗力度演算部で演算し、その周面抵抗力度を積算部で積算して周面抵抗を求め、さらに先端抵抗力度演算部で圧入施工中に得られた杭の圧入力の情報に基づいて、求めた前記周面抵抗を控除して算出した先端抵抗に基づいて先端抵抗力度を取得することができる。つまり、圧入施工中に測定される深度、圧入力、管内土長等の測定を連続して実行することで、それら測定データを周面抵抗力度演算部、積算部、及び先端抵抗力度演算部に取り込み上記手順により演算処理を行うことで、圧入中の先端抵抗を深度方向に連続的に推定することができる。
そして、この場合には、従来技術で用いるロードセルなどの計測器が不要であるので、通常の圧入施工で採用される杭の形状や施工手順を変えることなく、計測器を使用することで生じる工費や工期の増大を伴わずに、先端抵抗を深度方向に連続的に容易に知ることができる。

【0014】

これにより、例えば先端抵抗力度と土質分類やＮ値など地盤情報とを予め関連付けてデータベース化しておくことで、通常の圧入施工で得られる圧入力の情報から上述した推定方法の演算処理によって求められた先端抵抗力度に基づいて、データベースからＮ値や土質分類を容易に推定することができるようになる。
また、本発明では、圧入開始時から圧入完了までの深さ方向に連続した先端抵抗力度を求めることができ、またその処理データを蓄積しておくことができる。そして、このような先端抵抗力度のデータに基づいて、圧入完了後の杭の支持力を推定することができる。

【0015】

また、本発明に係る先端抵抗力度推定システムは、前記周面抵抗力度演算部は、杭先端からの距離に応じた変化に基づいて、前記各深さにおいて予め求められた前記先端抵抗力度を補正して前記周面抵抗力度を演算するようにしてもよい。

【0016】

この場合には、周面抵抗力度演算部において、例えば一般的な支持力式に準じて、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度に対して杭先端からの距離に応じた変化を加味した補正を行って周面抵抗力度を演算することができる。

【0017】

また、本発明に係る先端抵抗力度推定システムは、前記周面抵抗力度演算部は、予め求められた杭先端の閉塞状態を示す情報に基づいて、前記各深さにおいて予め求められた前記先端抵抗力度を補正して前記周面抵抗力度を演算するようにしてもよい。

【0018】

本発明では、周面抵抗力度演算部において、例えば一般的な支持力式に準じて、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度に対して杭先端の閉塞状態を示す情報を加味した補正を行って周面抵抗力度を演算することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法によれば、付加的な工費や作業時間を発生させることなく、圧入中の先端抵抗を深度方向に連続的にかつ精度よく推定することができる。そのため、推定した先端抵抗は、地質情報や支持力の推定に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態による先端抵抗力度推定システムを用いた圧入施工の概要の一例を示す図である。

【図2】杭における軸方向の力に関する概要を示した図である。

【図3】先端抵抗力度推定システムの構成を示すブロック図である。

【図4】先端抵抗の推定値および杭先端のロードセルで計測された先端抵抗の計測値と深度との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態による先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法について、図面に基づいて説明する。

【0022】

図１に示すように、本実施の形態による先端抵抗力度推定システム１は、杭４を把持したチャックを昇降させることを繰り返して杭４を地盤に圧入する周知の圧入装置２を利用したものであり、圧入装置２に対してコンピュータ３を無線又は有線により通信可能に接続し、圧入装置２からの情報を取得したコンピュータ３により先端抵抗力度を算出するシステムである。そして、先端抵抗力度推定システム１によって算定される先端抵抗力度に基づいて杭４の圧入施工箇所の地盤情報を推定するものである。
つまり、本実施の形態では、先端抵抗力度推定システム１を用いて圧入装置２によって杭４を圧入する圧入施工システムを構成している。

【0023】

圧入装置２は、図２に示すように、杭４に圧入力Ｆを付与しながら地盤に圧入する。杭４の圧入時に圧入装置２からコンピュータ３に入力される情報としては、杭４の先端の深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈであり、それぞれ深度計測手段２１、圧入力計測手段２２、及び管内土長計測手段２３によって計測される。

【0024】

図３に示すように、杭４の先端の深度ｚを計測する深度計測手段２１としては、圧入装置２による圧入ストロークを検出するストロークセンサーを圧入装置２に設けることにより構成されている。
圧入力Ｆを計測する圧入力計測手段２２としては、圧入装置２の油圧駆動部の油圧を検出する油圧センサーを利用し、杭４を地盤に圧入する圧入力値として計測する構成とされる。
管内土長ｈを計測する管内土長計測手段２３としては、例えば一般的に使用されるワイヤ式のストロークセンサーや、杭４内に錘を下げ管内土に到達したときのワイヤ繰り出し量をエンコーダーで計測する装置等を圧入装置２に設けることにより構成されている。
そして、圧入装置２において深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈを計測し、これらの計測値ｚ、Ｆ、ｈが圧入装置２からコンピュータ３に入力されるように構成されている。

【0025】

コンピュータ３は、後述する各種の演算処理等を実行するＣＰＵと、このＣＰＵにより実行される各種制御プログラム及びデータ等が格納される記憶部等を備えて構成されている。
コンピュータ３に入力される上述した計測値（深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈ）は、杭４の圧入進行過程において連続的に計測される時系列データであり、相互に対応がとれたものとなっている。そして、コンピュータ３において、付属する記憶装置に深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈの時系列データが記憶される。

【0026】

図３に示すように、先端抵抗力度推定システム１は、当該深度よりも浅い各深さ（後述する各中間深度）において予め求められた先端抵抗力度から、当該深度よりも浅い各深さにおける周面抵抗力度を演算する周面抵抗力度演算部１１と、周面抵抗力度演算部１１で求められた周面抵抗力度を積算して周面抵抗を求める積算部１２と、当該深度において得られた圧入力Ｆから、積算部１２で求めた周面抵抗を控除して当該深度における先端抵抗を算出し、これを当該深度における杭先端の閉塞状態を考慮した先端断面積で除すことによって当該深度における先端抵抗力度を求める先端抵抗力度演算部１３と、を備えている。
ここで、周面抵抗力度演算部１１は、後述するような一般的な支持力式に準じて、杭先端からの距離に応じた変化に基づいて周面抵抗力度を演算するものである。

【0027】

そして、コンピュータ３のＣＰＵは、上述した周面抵抗力度演算部１１、積算部１２、及び先端抵抗力度演算部１３を備え、深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈの時系列データに基づき、先端抵抗力度を演算する演算手段として機能する。

【0028】

次に、先端抵抗力度推定システム１を用いて先端抵抗を推定する先端抵抗力度推定方法、すなわちコンピュータ３のＣＰＵにおける演算手順について具体的に説明する。
先ず、周面抵抗力度演算部１１において、当該深度より微小深度だけ浅い深度（当該直前深度）にある杭先端が当該深度に到達した際に、直前深度までの各深度（各中間深度）において算出された先端抵抗力度から、当該深度と前記各中間深度との深度差に基づいて各中間深度における周面抵抗力度を算出する（周面抵抗力度演算工程）。なお、「各中間深度」は、前述の「各深さ」に相当している。
このとき、杭先端深度がゼロ（地表面）の際の先端抵抗と周面抵抗は既知量（通常はともにゼロ）とする。

【0029】

次いで、当該直前深度までの各中間深度において上述した周面抵抗力度演算工程により算出された各中間深度における周面抵抗力度を積算部１２で積算することにより、当該直前深度における周面抵抗を算出する（積算工程）。具体的に積算工程では、当該深度より微小深度だけ浅い全深度において推定された先端抵抗力度から、後述する支持力式等に基づいて、当該深度より微小深度だけ浅い深度における周面抵抗力度を推定する。
ここで、微小深度区間における周面抵抗が近似的にゼロであることから、当該直前深度における周面抵抗は当該深度における周面抵抗と等しいとして当該深度における周面抵抗を算出する。

【0030】

次いで、先端抵抗力度演算部１３において、圧入施工中に計測された杭４の圧入力Ｆの情報に基づいて、積算工程で算出された当該深度における周面抵抗を差し引くことにより当該深度における先端抵抗を算出する。さらに、算出された当該深度における先端抵抗を閉塞状態を加味した当該深度における先端断面積で除すことにより、当該深度における先端抵抗力度を算出して取得する（先端抵抗力度演算工程）。つまり、微小深度区間における周面抵抗は無視できることから、積算部１２で推定された周面抵抗を当該深度における周面抵抗とみなし、これを当該深度における圧入力から差し引くことにより、当該深度における先端抵抗力度を推定する。

【0031】

そして、上述した演算処理過程では、圧入装置２において、杭４の圧入進行に伴い深度ｚを逐次計測し、深度ｚの増加に伴い圧入力Ｆを逐次計測する。
杭４の圧入の進行中にコンピュータ３に蓄積される深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈの時系列データが更新される度に、杭４の新たに到達した先端位置における先端抵抗抵抗力度を算出し、圧入中に深度ｚの変化に応じた先端抵抗値のデータ列の大部分を算出してもよい。そして、圧入中は、少なくとも深度ｚ、圧入力Ｆ、及び管内土長ｈの時系列データの記録を行って、杭４の圧入中又は圧入の施工が終了した後の任意の時に、コンピュータ３により先端抵抗力度の演算を実行する。

【0032】

コンピュータ３は、付属する記憶装置に先端抵抗力度の演算結果が記憶される。この先端抵抗力度の演算結果は、例えば図４のようにグラフ化される深度ｚの変化に応じた先端抵抗値のデータ列の態様をなし、杭４の最終深度における先端抵抗値が含まれる。なお、図４は、先端抵抗の推定結果と先端抵抗の実測値を比較することにより本実施の形態の推定方法の妥当性を検証したデータである。
また、コンピュータ３は、表示装置３１（図１参照）に演算結果を表示する。

【0033】

次に、先端抵抗力度ｑ_ｂ（ｚ）を算出する関数（支持力式）の一例について説明する。
（１）式は、圧入力Ｆから先端抵抗（先端抵抗力度ｑｂ（ｚ））を推定する方法を定式化したものである。
つまり、（１）式を上述したコンピュータ３のＣＰＵにより実行される演算手順により数値的に解くことにより、深度ｚにおける先端抵抗を推定する。
以下、先端抵抗力度ｑｂ（ｚ）を推定するための（１）式について、具体的に説明する。

【0034】

【数1】

【0035】

圧入中の圧入力Ｆ（ｚ）は、図２に示すように、先端成分（下付きｂで表す）と周面成分（下付きＳで表す）から成ると考えられる。杭先端が深度ｚにある場合の各抵抗をＱｂ（ｚ）、Ｑｓ（ｚ）と表記され、圧入力Ｆ（ｚ）は、（２）式〜（７）式によって表される。

【0036】

【数2】

【0037】

ここで、（２）式〜（７）式において、Ｆ（ｚ）、Ｑｂ（ｚ）、Ｑｓ（ｚ）、ｑｂ（ｚ）、ｈ（ｚ）はそれぞれ深度ｚにおける圧入力、先端抵抗、周面抵抗、先端抵抗力度、管内土長であり、ａは杭先端まわりの土の応力の低減を表す係数、ｂは閉塞の効果を表す係数、ｃは摩擦疲労 （周面抵抗の低減）を表す係数、ｌは杭先端からの距離、Ｌｐは杭の周長、Ｄｏは杭の外径、Ｄｉｎは杭の内径である。なお、（４）式において、ｍａｘ（ｌ／Ｄｏ，２）^ｃは、杭の相対的な距離が変わることにより抵抗が変化する程度を表している。
また、Ａｂ，ｅｆｆは閉塞状態を考慮した杭の先端断面積であって（５）式で表されるもの、Ａｒ，ｅｆｆは閉塞状態を考慮した杭の面積率であって（６）式で表されるものである。つまり、Ａｒ，ｅｆｆ、Ａｂ，ｅｆｆは、杭内の土中長さと貫入長さとにより決定される。ＩＦＲは閉塞状態を表す指標で、ＩＦＲ＝０は完全閉塞状態、ＩＦＲ＝１は完全非閉塞状態を表している。

【0038】

また、先端抵抗力度ｑｂ（ｚ）とは、先端抵抗Ｑｂ（ｚ）の単位面積当たりの値である。先端面上の微小面積ｄＡに生じる垂直抗力は、ｑｂ・ｄＡと表され、杭を回転させたときに杭の先端面上の微小面積ｄＡに生じる摩擦力は、ｑｂ・ｄＡに摩擦係数を乗じたものである。この摩擦係数をｔａｎδとしたとき、すなわち、上記摩擦力を、ｑｂ・ｄＡ・ｔａｎδとしたときのδが壁面摩擦角である。

【0039】

そして、先端抵抗力度ｑｂ（ｚ）は、上述した（２）式と（３）式の関係式から（８）式が導かれる。
さらに、微小深度増分δｚに対し、周面抵抗Ｑｓの増分はゼロであるとみなせることから（９）式が得られる。

【0040】

【数3】

【0041】

【数4】

【0042】

そして、上記の（４）式と（９）式の関係式から上述した（１）式が導かれ、この（１）式を先端抵抗力度の関数として適用する。つまり、境界条件ｑｂ（０）＝０を考慮して（１）式を数値的に解くことにより、先端抵抗力度ｑｂ（ｚ）を得ることができる。
このとき、壁面摩擦角δは現場ごとに適切な定数を設定して、定数として実施しても十分な結果を得ることができる。

【0043】

上述のように本実施の形態による先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法では、図３に示すように、圧入施工中に測定される深度ｚ、圧入力Ｆ、管内土長ｈ等の測定を連続して実行することで、それら測定データを周面抵抗力度演算部１１、積算部１２、及び先端抵抗力度演算部１３に取り込み上記手順により演算処理を行うことで、圧入中の先端抵抗を深度方向に連続的に推定することができる。
そして、この場合には、従来技術で用いるロードセルなどの計測器が不要であるので、通常の圧入施工で採用される杭の形状や施工手順を変えることなく、計測器を使用することで生じる工費や工期の増大を伴わずに、先端抵抗を深度方向に連続的に容易に知ることができる。

【0044】

これにより、例えば先端抵抗力度と土質分類やＮ値など地盤情報とを予め関連付けてデータベース化しておくことで、通常の圧入施工で得られる圧入力Ｆの情報から上述した推定方法の演算処理によって求められた先端抵抗力度に基づいて、前記データベースからＮ値や土質分類を容易に推定することができるようになる。

【0045】

また、本実施の形態では、圧入開始時から圧入完了までの深さ方向に連続した先端抵抗力度を求めることができ、またその処理データを蓄積しておくことができる。そして、このような先端抵抗力度のデータに基づいて、圧入完了後の杭４の支持力を推定することができる。

【0046】

このように、本実施の形態の先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法では、付加的な工費や作業時間を発生させることなく、圧入中の先端抵抗を深度方向に連続的にかつ精度よく推定することができる。そのため、推定した先端抵抗は、地質情報や支持力の推定に利用することができる。

【0047】

以上、本発明による先端抵抗力度推定システム、圧入施工システム、及び先端抵抗力度推定方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0048】

例えば、本実施の形態では、圧入施工のみを施工対象としているが、回転圧入を施工対象とすることも可能である。回転圧入の場合には、圧入装置の回転によるトルクも入力情報として演算対象となるので、より精度の高い先端抵抗力度を推定することができる。

【0049】

また、上述した実施の形態では、周面抵抗力度演算工程において、周面抵抗力度演算部１１で周面抵抗力度の算出に用いる先端抵抗力度として、当該深度より微小深度だけ浅い深度（当該直前深度）にある杭先端が当該深度に到達した際に、直前深度までの各深度（各中間深度）において算出された先端抵抗力度を採用している。そして、本実施の形態の周面抵抗力度演算部１１では、各深さにおいて予め求められた先端抵抗力度に対して予め求められた杭先端の閉塞状態を示す情報を加味した補正を行って周面抵抗力度を演算するとともに、周面抵抗力度演算部において、先端抵抗力度に対して杭先端からの距離に応じた変化を加味した補正を行って周面抵抗力度を演算するシステムとなっているが、これらの補正に限定されることはない。
すなわち、周面抵抗力度演算部において、閉塞状態を示す情報に基づく補正と、杭先端からの距離に応じた変化に基づく補正との両方の補正を行わない推定システムであってもよいし、いずれか一方の補正を行うシステムでもかまわない。あるいは、他の補正方法を用いて先端抵抗力度を補正して周面抵抗力度を演算するシステムとすることも可能である。
つまり、上述した実施の形態で示した先端抵抗力度ｑ_ｂ（ｚ）を算出する関数（支持力式）は一例であって、他の支持力式を用いる推定方法とすることも可能である。

【0050】

また、圧入装置としては、既設の杭から反力を取って杭を地中に圧入する圧入装置を用いたものに限定されるものではない。例えば、ウェイトや既設構造物から圧入装置の反力を取るようにしてもよい。

【0051】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ 先端抵抗力度推定システム
２ 圧入装置
３ コンピュータ
４ 杭
１１ 周面抵抗力度演算部
１２ 積算部
１３ 先端抵抗力度演算部
２１ 深度計測手段
２２ 圧入力計測手段
２３ 管内土長計測手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】