特許 6754662 動的荷重試験装置、及びこれを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法

(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】6754662

(24)【登録日】2020年8月26日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】動的荷重試験装置、及びこれを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/02 20060101AFI20200907BHJP

【ＦＩ】

   E02D1/02

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-199933(P2016-199933)

(22)【出願日】2016年10月11日

(65)【公開番号】特開2018-62738(P2018-62738A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2019年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】599165968

【氏名又は名称】多摩火薬機工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516304562

【氏名又は名称】株式会社シーズエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110001564

【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100081514

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 一

(74)【代理人】

【識別番号】100082692

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵合 正博

(72)【発明者】

【氏名】児島 郁男

(72)【発明者】

【氏名】児島 辰彦

(72)【発明者】

【氏名】西村 真二

【審査官】 田島 拳士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５９７２４９４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開平１０−０７８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４２５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８０１３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １／００−１／０８

Ｅ０２Ｄ ３３／００

Ｇ０１Ｌ ５／００−５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掘削孔の掘削先端地盤の支持力を試験する動的荷重試験装置であって、
剛性を有する金属材により形成され、上部に外周方向にフランジ状に張り出す受板を有する下パイプと、剛性を有する金属材により形成され、上部に連結部及び外周方向にフランジ状に張り出し、前記受板に衝接可能な衝接板を有し、前記下パイプ内に嵌挿されて摺動可能な上パイプとからなり、前記掘削孔の掘削先端地盤に設置される計測治具と、
前記計測治具の前記上パイプの連結部に連結し、前記掘削孔内で前記上パイプを前記下パイプに対して所定の高さまで引き上げて自由落下させることにより、動的荷重を前記下パイプに加え前記掘削孔の掘削先端地盤に付与する動的荷重付与設備と、
前記計測治具の前記下パイプの周面に取り付けられ、前記動的荷重が前記下パイプに加えられたときの前記下パイプに発生する加速度、歪みを測定する加速度センサー、歪みセンサー、及びこれらのセンサーにケーブルを介して電気的に接続され、前記各センサーにより測定された測定値に基づいて前記掘削孔の掘削先端の静的地盤抵抗を求める情報処理装置を有する計測機器と、
を備える、
ことを特徴とする動的荷重試験装置。

【請求項2】

計測治具の上パイプは、周面の下部で相互に対向する位置に外方に向けて突出するガイドピンを有し、下パイプは、周面の上部で相互に対向する位置からそれぞれ、前記ガイドピンが挿通し摺動可能に、鉛直下方に向けて延びる、前記上パイプを前記下パイプに対して上方に引き上げる所定の高さよりも少し長い寸法を設定されたガイドスリットを有し、前記上パイプが前記下パイプ内に嵌挿されて、前記ガイドピンが前記ガイドスリットに係合される請求項１に記載の動的荷重試験装置。

【請求項3】

動的荷重付与設備は、掘削孔の掘削に用いるウィンチ、ワイヤーロープ及びケリーバーが代用される請求項１又は２に記載の動的荷重試験装置。

【請求項4】

計測機器は、加速度センサー、歪みセンサー、ケーブル、及び加速度計アンプ、歪み計アンプ、Ａ／Ｄ変換機、パソコンからなるＰＤＡ本体により構成されるＰＤＡ（Pile Driving Analyzer）が採用される請求項１乃至３のいずれかに記載の動的荷重試験装置。

【請求項5】

ウィンチ、ワイヤーロープにより昇降されるケリーバー及び前記ケリーバーの先端に取り付けられるドリリングバケットを含む掘削機構を有する掘削機を使用して地盤に掘削した掘削孔の掘削先端地盤の支持力を、請求項１に記載の動的荷重試験装置を用いて確認する場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法であって、
前記掘削孔の掘削後、前記ケリーバーに前記ドリリングバケットに代えて前記動的荷重試験装置の計測治具を連結し、前記計測治具の前記下パイプの周面に加速度センサー、歪みセンサーを取り付けて、
前記計測治具を前記掘削孔内に下ろし、前記掘削先端地盤に設置して、
前記ウィンチで前記ワイヤーロープを巻き上げることにより、前記掘削孔内で前記上パイプを前記下パイプに対して所定の高さまで引き上げてから、前記上パイプを自由落下させて、動的荷重を前記下パイプに加え前記掘削孔の掘削先端地盤に付与し、
前記下パイプに前記動的荷重を加えたときの前記下パイプに発生する加速度、歪みを前記加速度センサー、前記歪みセンサーにより測定し、これらセンサーにより測定した測定値に基づいて情報処理装置により前記掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、当該掘削先端地盤の支持力を確認する、
ことを特徴とする請求項１に記載の動的荷重試験装置を用いた場所打ちコンクリート杭支持力確認方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を確認するのに使用する動的荷重試験装置、及びこれを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法に関する。

【背景技術】

【0002】

場所打ちコンクリート杭は、地盤を掘削して掘削孔を形成した後、この掘削孔に鉄筋篭を挿入し、コンクリートを打設して構築するため、打ち込み杭などと比較して、掘削先端地盤（孔底）の支持力の確認が難しい。

【0003】

一般に、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を確認する方法としては、杭先端に杭とほぼ同型のジャッキを設置し、杭先端を載荷する先端載荷試験や、オールケーシング工法を基本としたＳＥＮＴＡＮパイル工法が知られている。

【0004】

先端載荷試験は、特許文献１又は非特許文献１などに記載されているように、地盤に掘削孔を形成した段階で、孔底に載荷ジャッキを設置するとともに孔内に鉄筋篭を挿入し、コンクリートの打設を行って、場所打ちコンクリート杭を構築し、載荷ジャッキにより場所打ちコンクリート杭の自重と周面摩擦力で反力を確保しつつ、直接孔底に荷重を載荷し試験を行う方法である。

【0005】

ＳＥＮＴＡＮパイル工法は、特許文献２などに記載されているように、ケーシングを使用して、掘削が完了した孔底に、コンクリート製のリングを設置した後に、専用の貫入機を設置して、ケーシングに反力を取りながら、リングを孔底下の地盤中に押し込み、これにより、緩んだ地盤を圧密化させて、その上部に場所打ち杭を構築し、その支持力を増加させる方法である。この工法では、コンクリートリングの貫入管理により、載荷試験による支持力確認と同様の効果が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１０８４９１公報（段落０００６）

【特許文献2】特開２００１−１５２４４８公報（段落０００６）

【非特許文献1】杭の鉛直載荷試験方法・同解説編集委員会，「杭の鉛直載荷試験方法・同解説−第一回改訂版−」，社団法人地盤工学会，２００２年５月２８日（５頁−６頁）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、先端載荷試験では、ジャッキが掘削先端地盤に埋め込まれることになるので、ジャッキは埋め殺しとなり、ジャッキの回収、再利用ができず、このため、コストが増大する、という問題がある。

【0008】

また、ＳＥＮＴＡＮパイル工法では、特許文献２においても指摘されているように、コンクリートリングを孔底下の地盤中に押し込む際に貫入機の反力をケーシングに取っていて、杭全長に相当する長さのケーシングを使用する、いわゆるオールケーシング工法にしか適用することができないため、オールケーシング工法が、他の工法に比べて施工費が割高となり、また、専用の貫入機を必要とし、そのセットなどに時間がかかって、施工が長引き、施工費が嵩む、という問題がある。

【0009】

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を簡単かつ低コストに計測することのできる動的荷重試験装置、及びこれを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認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に、本発明は、
掘削孔の掘削先端地盤の支持力を試験する動的荷重試験装置であって、
剛性を有する金属材により形成され、上部に外周方向にフランジ状に張り出す受板を有する下パイプと、剛性を有する金属材により形成され、上部に連結部及び外周方向にフランジ状に張り出し、前記受板に衝接可能な衝接板を有し、前記下パイプ内に嵌挿されて摺動可能な上パイプとからなり、前記掘削孔の掘削先端地盤に設置される計測治具と、
前記計測治具の前記上パイプの連結部に連結し、前記掘削孔内で前記上パイプを前記下パイプに対して所定の高さまで引き上げて自由落下させることにより、動的荷重を前記下パイプに加え、前記掘削孔の掘削先端地盤に付与する動的荷重付与設備と、
前記計測治具の前記下パイプの周面に取り付けられ、前記動的荷重が前記下パイプに加えられたときの前記下パイプに発生する加速度、歪みを測定する加速度センサー、歪みセンサー、及びこれらのセンサーにケーブルを介して電気的に接続され、前記各センサーにより測定された測定値に基づいて前記掘削孔の掘削先端の静的地盤抵抗を求める情報処理装置を有する計測機器と、
を備える、
ことを要旨とする。

【0011】

また、この動的荷重試験装置は、各部が次のような構成を備えることが好ましい。
（１）計測治具の上パイプは、周面の下部で相互に対向する位置に外方に向けて突出するガイドピンを有し、下パイプは、周面の上部で相互に対向する位置からそれぞれ、前記ガイドピンが挿通し摺動可能に、鉛直下方に向けて延びる、前記上パイプを前記下パイプに対して上方に引き上げる所定の高さよりも少し長い寸法を設定されたガイドスリットを有し、前記上パイプが前記下パイプ内に嵌挿されて、前記ガイドピンが前記ガイドスリットに係合される。
（２）動的荷重付与設備は、掘削孔の掘削に用いるウィンチ、ワイヤーロープ及びケリーバーが代用される。
（３）計測機器は、加速度センサー、歪みセンサー、ケーブル、及び加速度計アンプ、歪み計アンプ、Ａ／Ｄ変換機、パソコンからなるＰＤＡ本体により構成されるＰＤＡ（Pile Driving Analyzer）が採用される。

【0012】

また、上記目的を達成するために、本発明は、
ウィンチ、ワイヤーロープにより昇降されるケリーバー及び前記ケリーバーの先端に取り付けられるドリリングバケットを含む掘削機構を有する掘削機を使用して地盤に掘削した掘削孔の掘削先端地盤の支持力を、請求項１に記載の動的荷重試験装置を用いて確認する場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法であって、
前記掘削孔の掘削後、前記ケリーバーに前記ドリリングバケットに代えて前記動的荷重試験装置の計測治具を連結し、前記計測治具の前記下パイプの周面に加速度センサー、歪みセンサーを取り付けて、
前記計測治具を前記掘削孔内に下ろし、前記掘削先端地盤に設置して、
前記ウィンチで前記ワイヤーロープを巻き上げることにより、前記掘削孔内で前記上パイプを前記下パイプに対して所定の高さまで引き上げてから、前記上パイプを自由落下させて、動的荷重を前記下パイプに加え前記掘削孔の掘削先端地盤に付与し、
前記下パイプに前記動的荷重を加えたときの前記下パイプに発生する加速度、歪みを前記加速度センサー、前記歪みセンサーにより測定し、これらセンサーにより測定した測定値に基づいて情報処理装置により前記掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、当該掘削先端地盤の支持力を確認する、
ことを要旨とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の動的荷重試験装置では、上記の構成により、動的荷重付与設備に動的荷重試験装置の計測治具を連結し、計測治具の下パイプの周面に加速度センサー、歪みセンサーを取り付けて、この計測治具を掘削孔内に下ろし掘削先端地盤に設置して、動的荷重付与設備により掘削孔内で上パイプを下パイプに対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプを自由落下させて、動的荷重を下パイプに加え掘削先端地盤に付与し、このときの下パイプに発生する加速度、歪みを加速度センサー、歪みセンサーにより測定し、この測定値に基づいて、情報処理装置により掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、掘削先端地盤の支持力を確認する方式を採り、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を簡単かつ低コストに確認することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

【0014】

また、本発明の動的荷重試験装置を用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法によれば、上記のとおり、掘削孔の掘削後、ケリーバーにドリリングバケットに代えて計測治具を連結し、下パイプの周面に加速度センサー、歪みセンサーを取り付けて、この計測治具を掘削孔内に下ろし掘削先端地盤に設置して、ウィンチでワイヤーロープを巻き上げることにより、掘削孔内で上パイプを下パイプに対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプを自由落下させて、動的荷重を下パイプに加え掘削先端地盤に付与し、このときの下パイプに発生する加速度、歪みを加速度センサー、歪みセンサーにより測定し、これらセンサーにより測定した測定値に基づいて情報処理装置により掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、支持力を確認するようにしたので、場所打ちコンクリート杭の施工中に、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を簡単かつ低コストに確認することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施の形態における動的荷重試験装置の構成を示す図

【図2】アースドリル工法により場所打ちコンクリート杭を構築する施工手順の一部を示す図

【図3】アースドリル工法において同装置を用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法を示す図

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１に動的荷重試験装置を示している。
図１に示すように、動的荷重試験装置Ｅは、掘削孔の掘削先端地盤の支持力を試験するためのもので、計測治具１と、動的荷重付与設備２（図２、図３参照）と、計測機器３とを備えて構成される。

【0017】

計測治具１は、剛性を有する金属材により形成され、上部に外周方向にフランジ状に張り出す受板１１を有する下パイプ１０と、剛性を有する金属材により形成され、上部に連結部２２及び外周方向にフランジ状に張り出し、下パイプ１０の受板１１に衝接可能な衝接板２１を有し、下パイプ１０内に嵌挿されて摺動可能な上パイプ２０とからなる。この計測治具１は、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力の確認に際して、掘削孔の掘削先端地盤に設置される。
この場合、下パイプ１０は上下２段の円筒状のパイプ１０Ｕ、１０Ｄにより構成される。
ここで、上段の下パイプ１０Ｕは外径２８０ｍｍ、内径２５０ｍｍ、高さ７００ｍｍの円筒状のパイプで、上部に受板１１として外径４００ｍｍ、内径２５０ｍｍ、厚さ３６ｍｍの中央に円形の孔を有する円形の板が接合され、下部に載置板１２として外径４００ｍｍ、内径２００ｍｍ、厚さ３６ｍｍの中央に円形の孔を有する円形の板が接合されてなる。なお、受板１１は、この板１１の下部とパイプ１０Ｕの（外）周面上部との間に複数のリブ１３が固着されて補強され、載置板１２は、この板１２の上部とパイプ１０Ｕの（外）周面下部との間に複数のリブ１４が固着されて補強される。また、受板１１上には、必要に応じて、クッション材１１１が設置される。
下段の下パイプ１０Ｄは外径３１８．５ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒状のパイプで、下部に設置板１５として外径４００ｍｍ、厚さ３６ｍｍの円形の板が接合されてなる。また、この下段の下パイプ１０Ｄの上下部、この場合、この下パイプ１０Ｄの周面で載置板１２の直下及び設置板１５の直上にそれぞれ、水抜き用の孔１６、１７が併せて設けられる。このようにして上段の下パイプ１０Ｕは下段の下パイプ１０Ｄより少し小径で高さが高くなっており、下段の下パイプ１０Ｄの上に同心的に接合されて連接される。
上パイプ２０は外径２４４．５ｍｍ、高さ５００ｍｍで、上部に衝接板２１として外径４００ｍｍ、内径１００ｍｍ、厚さ３６ｍｍの中央に円形の孔を有する円形の板が接合され、さらに、この板２１の上に連結部２２として、後述するアースドリル掘削機などに搭載されるケリーバーの下端を嵌挿可能な内径を有し、周面の上下方向中間部で相互に対向する位置にそれぞれケリーバー下端のピン挿通部に対応するピン挿通部２２０を有し、上部から下部に向けて漸次拡径されるテーパー状のパイプが上パイプ２０と同心的に接合されてなる。また、この連結部２２の下部、この場合、この連結部２２の周面で衝接板２１の直上に、水抜き用の孔２３が併せて設けられる。
また、この場合、上パイプ２０は、（外）周面の下部で相互に対向する位置に外方に向けて突出するガイドピン２４を有する。この場合、ガイドピン２４に２本のボルトが用いられ、２本のボルトがそれぞれ、上パイプ２０の（外）周面の下部で相互に対向する位置に固着され、上パイプ２０の（外）周面の各位置から上パイプ２０の直径ラインの延長上に突出される。
下パイプ１０、この場合、上段の下パイプ１０Ｕは、周面の上部で相互に対向する位置からそれぞれ、ガイドピン２４が挿通し摺動可能に、鉛直下方に向けて延びる所定の長さを設定されたガイドスリット１８を有する。この場合、ガイドスリット１８は上段の下パイプ１０Ｕの周面の上部で相互に対向する位置から鉛直下方に向けて、上パイプ２０の各ガイドピン２４が挿通し摺動可能な幅で、後述する動的荷重付与設備２により上パイプ２０を下パイプ１０に対して上方に引き上げる所定の高さよりも少し長い寸法に切り込まれる。
このようにして上パイプ２０が下パイプ１０の上段の下パイプ１０Ｕ内に嵌挿されて組み込まれ、ガイドピン２４とガイドスリット１８が係合される。

【0018】

動的荷重付与設備２は、計測治具１の上パイプ２０の連結部２２に連結し、掘削孔内で上パイプ２０を下パイプ１０に対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプ２０を自由落下させて、動的荷重を下パイプ１０に加え掘削先端地盤に付与するための機器、設備である。
この場合、動的荷重付与設備２は専用の設備として構成されてもよいが、ここでは、後述するアースドリル掘削機などに掘削機構として搭載されるウィンチ、ワイヤーロープ及びケリーバーが代用される。

【0019】

計測機器３は、計測治具１の下パイプ１０、この場合、下段の下パイプ１０Ｄの（外）周面に取り付けられ、下パイプ１０に動的荷重が加えられたときの下パイプ１０に発生する加速度、歪みを測定する加速度センサー３１、歪みセンサー３２、及びこれらのセンサー３１、３２にケーブル３３を介して電気的に接続され、各センサー３１、３２により測定された測定値に基づいて掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求める情報処理装置３４を有する。
この場合、計測機器３には、一般に知られているＰＤＡ（Pile Driving Analyzer）が採用される。ＰＤＡは米国 Pile Dynamics,Inc.により開発された衝撃載荷試験システムで、２種類のセンサー（歪み計、加速度計）３１、３２、ケーブル３３、及び加速度計アンプ、歪み計アンプ、Ａ／Ｄ変換機、パソコンからなるＰＤＡ本体３４により構成され、各種の杭の支持力を計測するのに使用される。このＰＤＡ３では、歪みセンサー３１、加速度センサー３２を杭頭付近に取り付けて、モンケンや油圧ハンマーなどのハンマーで杭を打撃したときに発生する杭の歪みと加速度を測定し、これらの測定値から、ＰＤＡ本体３４により一次元波動理論や除荷点法に基づいて、杭の支持力を解析するようになっている。

【0020】

このようにして、この動的荷重試験装置Ｅでは、動的荷重付与設備２に計測治具１を連結し、計測治具１の下パイプ１０の（外）周面に加速度センサー３１、歪みセンサー３２を取り付けて、この計測治具１を掘削孔内に下ろし、掘削先端（孔底）に設置して、動的荷重付与設備２により掘削孔内で上パイプ２０を下パイプ１０に対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプ２０を自由落下させて、動的荷重を下パイプ１０に加え掘削先端に付与し、このときに下パイプ１０に発生する加速度、歪みを加速度センサー３１、歪みセンサー３２により測定し、この測定値に基づいて、情報処理装置（ＰＤＡ本体）３４により掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、掘削先端地盤の支持力を確認する方式を採用する。

【0021】

図２にアースドリル工法により場所打ちコンクリート杭を構築する施工手順の一部を示し、図３に動的荷重試験装置を用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法を例示している。
図２に示すように、アースドリル工法では、地盤をアースドリル掘削機Ｄで掘削する。この場合、アースドリル掘削機Ｄは、クローラクレーン等のベースマシン４１に掘削機構が装着されて構成される。掘削機構は、クラッチ付きのウィンチ４２、このウィンチ４２に巻き取られるワイヤーロープ４３、ワイヤーロープ４３に吊られるケリーバー４４、ケリーバー４４を回転駆動するケリーバー駆動装置４５、及びケリーバー４４の下端に取り付けられるドリリングバケット４６などから構成される。また、ケリーバー４４はドリリングバケット４６の上端中央部にピン４７を用いて連結する。この場合、ドリリングバケット４６の胴体部の上面に固定された上面板の中央部にピン挿通部を有する連結部が設けられているので、この連結部のピン挿通部とケリーバー４４の下端部に設けられたピン挿通部にピン４７を通して連結する。この工法で掘削孔を掘削する場合、ケリーバー４４をケリーバー駆動装置４５により回転させ、その下端に取り付けられたドリリングバケット４６を回転する。ワイヤーロープ４３をウィンチ４２から繰り出して、ケリーバー４４をドリリングバケット４６とともに下降させる。このようにしてドリリングバケット４６に地面に対して掘削押し付け力を発生させ、ドリリングバケット４６の歯を地面に食い込ませて地面に掘削孔を掘削する。このようにして円形の掘削孔を形成する。

【0022】

この掘削孔の掘削後、図３に示すように、動的荷重試験装置を用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法により、掘削孔の掘削先端地盤の支持力を確認する。
この方法では、まず、ケリーバー４４にドリリングバケット４６に代えて動的荷重試験装置Ｅの計測治具１を連結し、計測治具１の下パイプ１０（下段の下パイプ１０Ｄ）の（外）周面に加速度センサー３１、歪みセンサー３２を取り付ける。この場合、ケリーバー４４の下端に連結されたドリリングバケット４６を両者のピン挿通部間に挿通されたピン４７を抜いて、ケリーバー４４からドリリングバケット４６を取り外した後、ケリーバー４４の下端を計測治具１の連結部２２に上から差し込み、両者間のピン挿通部４４０、２２０間にピン４７を挿通して、ケリーバー４４の下端に計測治具１を取り付ける。続いて、加速度センサー３１、歪みセンサー３２をそれぞれ、計測治具１の下段の下パイプ１０Ｄの（外）周面にボルトで取り付ける。そして、ウィンチ４２でワイヤーロープ４３をいったん巻き上げて計測治具１を吊り上げ、掘削孔上に移動させた後、図３（１）に示すように、ウィンチ４２でワイヤーロープ４３を徐々に繰り出して計測治具１を掘削孔内にゆっくり下ろし、掘削先端地盤に設置する。このとき、加速度センサー３１、歪みセンサー３２とＰＤＡ本体３４とを接続するケーブル３３が絡まないようにする。
次いで、ウィンチ４２でワイヤーロープ４３を巻き上げることにより、掘削孔内で上パイプ２０を下パイプ１０に対して所定の高さ（この場合、５００ｍｍ以下の範囲）まで引き上げる。なお、この上パイプ２０の引き上げの際、上パイプ２０が下パイプ１０の上段の下パイプ１０Ｕ内に嵌挿されて組み込まれ、ガイドピン２４とガイドスリット１８が係合されているので、上パイプ２０が下パイプ１０から抜け外れることがない。この上パイプ２０を所定の高さまで引き上げたら、ウィンチ４２のクラッチを切ってウィンチ４２の回転をフリーにすることにより、上パイプ２０を自由落下（自然落下）させる。このとき、上パイプ２０が下パイプ１０の上段の下パイプ１０Ｕ内に嵌挿されて組み込まれ、ガイドピン２４とガイドスリット１８が係合されているので、ガイドピン２４とガイドスリット１８との係合案内により、上パイプ２０は上段の下パイプ１０Ｕ内を鉛直下方に向けて落下する。これにより、図３（２）に示すように、上パイプ２０の衝接板２１が上段の下パイプ１０Ｕの受板１１に衝接して、動的荷重を下パイプ１０に加え、掘削先端地盤（孔底）に付与する。
そして、このときの下パイプ１０に発生する加速度、歪みを加速度センサー３１、歪みセンサー３２により測定し、これらセンサー３１、３２により測定した測定値に基づいて、ＰＤＡ本体３４により掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、掘削先端地盤の支持力を確認する。
なお、ここでは図示を省略しているが、この掘削先端地盤の支持力の確認により、この掘削孔の掘削先端地盤に適正な支持力を確認できた段階で、アースドリル工法による施工を引き続き行う。すなわち、まず、掘削孔内にベントナイト液などの安定液を充填して孔壁を安定させる。続いて、掘削孔内に複数本の直線状の主筋と環状のフープ筋とを組合わせて筒状に形成した鉄筋篭を建て込む。そして、鉄筋篭中にトレミー管を挿入し、このトレミー管からコンクリートを掘削孔内に注入して、鉄筋コンクリートの杭（コンクリート杭）を構築する。

【0023】

以上説明したように、この動的荷重試験装置Ｅでは、既述の構成により、動的荷重付与設備２に計測治具１を連結し、計測治具１の下パイプ１０の（外）周面に加速度センサー３１、歪みセンサー３２を取り付けて、この計測治具１を掘削孔内に下ろし、掘削先端地盤に設置して、動的荷重付与設備２により掘削孔内で上パイプ２０を下パイプ１０に対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプ２０を自由落下させて、動的荷重を下パイプ１０に加え掘削先端地盤に付与して、このときの下パイプ１０に発生する加速度、歪みを加速度センサー３１、歪みセンサー３２により測定し、この測定値に基づいて、ＰＤＡ本体３４により掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、掘削先端地盤の支持力を確認する方式を採っているので、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を簡単かつ低コストに確認することができる。

【0024】

また、この動的荷重試験装置Ｅを用いた場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力確認方法によれば、既述のとおり、アースドリル工法による掘削孔の掘削後、ワイヤーロープに吊り下げられたケリーバーにドリリングバケットに代えて計測治具１を連結し、下パイプ１０の（外）周面に加速度センサー３１、歪みセンサー３２を取り付けて、この計測治具１を掘削孔内に下ろし掘削先端地盤（孔底）に設置して、ウィンチでワイヤーロープを巻き上げることにより、掘削孔内で上パイプ２０を下パイプ１０に対して所定の高さまで引き上げてから、上パイプ２０を自由落下させて、動的荷重を下パイプ１０に加え掘削孔の掘削先端地盤に付与し、このときの下パイプに発生する加速度、歪みを加速度センサー３１、歪みセンサー３２により測定し、これらセンサー３１、３２により測定した測定値に基づいて、ＰＤＡ本体３４により掘削孔の掘削先端地盤の静的地盤抵抗を求め、掘削先端地盤の支持力を確認するようにしたので、アースドリル工法の一連の工程の中で、場所打ちコンクリート杭の掘削先端地盤の支持力を簡単かつ低コストに確認することができる。

【符号の説明】

【0025】

Ｅ 動的荷重試験装置
１ 計測治具
１０ 下パイプ
１０Ｕ 上段の下パイプ
１０Ｄ 下段の下パイプ
１１ 受板
１１１ クッション材
１２ 載置板
１３ リブ
１４ リブ
１５ 設置板
１６、１７ 水抜き用の孔
１８ ガイドスリット
２ 動的荷重付与設備
２０ 上パイプ
２１ 衝接板
２２ 連結部
２２０ ピン挿通部
２３ 水抜き用の孔
２４ ガイドピン（ボルト）
３ 計測機器（ＰＤＡ）
３１ 加速度センサー
３２ 歪みセンサー
３３ ケーブル
３４ 情報処理装置（ＰＤＡ本体）
Ｄ アースドリル掘削機
４１ ベースマシン
４２ クラッチ付きのウィンチ
４３ ワイヤーロープ
４４ ケリーバー
４５ ケリーバー駆動装置
４６ ドリリングバケット
４７ ピン

【図1】

【図2】

【図3】