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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023176484
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】載荷試験装置及び載荷試験方法
(51)【国際特許分類】
E02D 1/08 20060101AFI20231206BHJP
E02D 1/00 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
E02D1/08
E02D1/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022088783
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【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】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(72)【発明者】
【氏名】村田 敏彦
(72)【発明者】
【氏名】岡田 浩一
【テーマコード（参考）】
2D043
【Ｆターム（参考）】
2D043AA03
2D043AB03
2D043AC03
(57)【要約】
【課題】載荷試験の作業負担の低減を図る。
【解決手段】地盤に埋設された杭Ｐの杭頭Ｐ１の上端部に載置される台座５０を備え、台座５０の下には、第１のアクチュエータ６２３の加圧力により台座５０を杭頭Ｐ１に固定するクランプ装置６０が配置され、台座５０の上には、クッション材３０と、クッション材３０に落下させる錘２０と、台座５０に設けられ、錘２０を昇降可能に支持する支持部４１と、第２のアクチュエータ４３により昇降する昇降体４２と、昇降体４２上で錘２０の保持と解放を行う第３のアクチュエータ４４３と、が配置され、第１のアクチュエータ６２３を有するクランプ装置６０により杭上に固定される構成とする。
【選択図】図１
【解決手段】地盤に埋設された杭Ｐの杭頭Ｐ１の上端部に載置される台座５０を備え、台座５０の下には、第１のアクチュエータ６２３の加圧力により台座５０を杭頭Ｐ１に固定するクランプ装置６０が配置され、台座５０の上には、クッション材３０と、クッション材３０に落下させる錘２０と、台座５０に設けられ、錘２０を昇降可能に支持する支持部４１と、第２のアクチュエータ４３により昇降する昇降体４２と、昇降体４２上で錘２０の保持と解放を行う第３のアクチュエータ４４３と、が配置され、第１のアクチュエータ６２３を有するクランプ装置６０により杭上に固定される構成とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤に埋設された杭の杭頭の上端部に載置される台座を備え、
前記台座の下には、第１のアクチュエータの加圧力により前記台座を前記杭頭に固定するクランプ装置が配置され、
前記台座の上には、
クッション材と、
前記クッション材に落下させる錘と、
前記台座に設けられ、前記錘を昇降可能に支持する支持部と、
第２のアクチュエータにより昇降する昇降体と、
前記昇降体上で前記錘の保持と解放を行う第３のアクチュエータと、
が配置され、
前記第１のアクチュエータを有するクランプ装置により杭上に固定されることを特徴とする載荷試験装置。
前記台座の下には、第１のアクチュエータの加圧力により前記台座を前記杭頭に固定するクランプ装置が配置され、
前記台座の上には、
クッション材と、
前記クッション材に落下させる錘と、
前記台座に設けられ、前記錘を昇降可能に支持する支持部と、
第２のアクチュエータにより昇降する昇降体と、
前記昇降体上で前記錘の保持と解放を行う第３のアクチュエータと、
が配置され、
前記第１のアクチュエータを有するクランプ装置により杭上に固定されることを特徴とする載荷試験装置。
【請求項2】
前記錘は、前記支持部に沿って落下させるガイド機構を備える
請求項１に記載の載荷試験装置。
請求項１に記載の載荷試験装置。
【請求項3】
前記台座に対して前記クランプ装置を着脱可能とする
請求項１に記載の載荷試験装置。
請求項１に記載の載荷試験装置。
【請求項4】
前記昇降体は、前記第３のアクチュエータにより前記錘の被把持部を把持する把持装置を備え、当該把持装置の開閉動作によって前記錘の保持と解放とを行う
請求項１に記載の載荷試験装置。
請求項１に記載の載荷試験装置。
【請求項5】
前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を制御する制御装置を備える
請求項１に記載の載荷試験装置。
請求項１に記載の載荷試験装置。
【請求項6】
請求項１に記載の載荷試験装置を前記杭頭に取り付けて試験を行う載荷試験方法であって、
制御装置により前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を制御する載荷試験方法。
制御装置により前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を制御する載荷試験方法。
【請求項7】
前記制御装置により、設定入力された載荷試験のパラメータに基づく高さから前記錘を落下させる制御を行う
請求項６に記載の載荷試験方法。
請求項６に記載の載荷試験方法。
【請求項8】
前記制御装置により、
前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を複数回実行する制御を行う
請求項７に記載の載荷試験方法。
前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を複数回実行する制御を行う
請求項７に記載の載荷試験方法。
【請求項9】
前記制御装置により、
高さを変えて前記錘を複数回落下させる制御を行う
請求項８に記載の載荷試験方法。
高さを変えて前記錘を複数回落下させる制御を行う
請求項８に記載の載荷試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、載荷試験装置及び載荷試験方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地中に埋設された杭の支持力を求めるために載荷試験装置が利用されている。
載荷試験装置は、杭頭に載置されたクッション材と、クッション材に落下させる錘と、錘の引き上げ装置と、全体を支持する載荷架台とを備えている。
引き上げ装置は、錘を吊下する吊りロッドと、吊りロッドを介して錘を引き上げる吊り上げシリンダと、吊りロッドの把持と解放を行う保持シリンダとを備えている。
吊りロッドは、上下方向に沿って複数の貫通孔が設けられ、これらの貫通孔を適宜選択して連結ピンを挿入して吊り上げシリンダと連結することで、錘の引き上げ高さ（落下させる高さ）を設定することができる。
そして、吊り上げシリンダが錘の引き上げを行い、目的とする高さで保持シリンダが把持状態を解除することで、下方に位置するクッション材に錘を落下させて試験を行っていた。
載荷試験装置は、杭頭に載置されたクッション材と、クッション材に落下させる錘と、錘の引き上げ装置と、全体を支持する載荷架台とを備えている。
引き上げ装置は、錘を吊下する吊りロッドと、吊りロッドを介して錘を引き上げる吊り上げシリンダと、吊りロッドの把持と解放を行う保持シリンダとを備えている。
吊りロッドは、上下方向に沿って複数の貫通孔が設けられ、これらの貫通孔を適宜選択して連結ピンを挿入して吊り上げシリンダと連結することで、錘の引き上げ高さ（落下させる高さ）を設定することができる。
そして、吊り上げシリンダが錘の引き上げを行い、目的とする高さで保持シリンダが把持状態を解除することで、下方に位置するクッション材に錘を落下させて試験を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８-１４４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の載荷試験装置は、地上に設置された載荷架台が装置全体を支持する構造であるため、地中に杭を埋設した後に、載荷架台の組立てと地盤への固定、錘の取り付け等の装置を設置するための作業負担や設置のためのスペースが大きくなるという問題が生じていた。
【0005】
さらに、上記載荷試験装置は、錘の引き上げ高さを調節するために、手作業によって吊りロッドと吊り上げシリンダとを連結していたため、多大な作業負担が生じるという他の問題も生じていた。
【0006】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、載荷試験の作業負担の低減、試験に要するスペースの縮小化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するための本発明の一つの態様は、
地盤に埋設された杭の杭頭の上端部に載置される台座を備え、
前記台座の下には、第１のアクチュエータの加圧力により前記台座を前記杭頭に固定するクランプ装置が配置され、
前記台座の上には、
クッション材と、
前記クッション材に落下させる錘と、
前記台座に設けられ、前記錘を昇降可能に支持する支持部と、
第２のアクチュエータにより昇降する昇降体と、
前記昇降体上で前記錘の保持と解放を行う第３のアクチュエータと、
が配置され、
前記第１のアクチュエータを有するクランプ装置により杭上に固定される載荷試験装置である。
地盤に埋設された杭の杭頭の上端部に載置される台座を備え、
前記台座の下には、第１のアクチュエータの加圧力により前記台座を前記杭頭に固定するクランプ装置が配置され、
前記台座の上には、
クッション材と、
前記クッション材に落下させる錘と、
前記台座に設けられ、前記錘を昇降可能に支持する支持部と、
第２のアクチュエータにより昇降する昇降体と、
前記昇降体上で前記錘の保持と解放を行う第３のアクチュエータと、
が配置され、
前記第１のアクチュエータを有するクランプ装置により杭上に固定される載荷試験装置である。
【0008】
また本発明の他の一つの態様は、
上記載荷試験装置を前記杭頭に取り付けて試験を行う載荷試験方法であって、
制御装置により前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を制御する載荷試験方法である。
上記載荷試験装置を前記杭頭に取り付けて試験を行う載荷試験方法であって、
制御装置により前記昇降体による前記錘の保持、上昇及び落下の一連の動作を制御する載荷試験方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、少ない作業負担で、試験に要するスペースを縮小化して載荷試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態の載荷試験装置の正面図である。
【図2】載荷試験装置の側面図である。
【図3】載荷試験装置の台座及びクランプ装置の拡大正面図である。
【図4】載荷試験装置の底面図である。
【図5】径の小さい試験杭に対して台座を固定する例を示した載荷試験装置の底面図である。
【図6】さらに径の小さい試験杭に対して台座を固定する例を示した載荷試験装置の底面図である。
【図7】載荷試験装置のクッション材単体の平面図である。
【図8】載荷試験装置のクッション材単体の側面図である。
【図9】載荷試験装置の錘の平面図である。
【図10】載荷試験装置の錘の正面図である。
【図11】載荷試験装置の錘の左側面図である。
【図12】第二錘体を除去した錘の左側面図である。
【図13】第一錘体及び第二錘体の平面図である。
【図14】載荷試験装置の昇降体と把持装置の一部を切り欠いた正面図である。
【図15】昇降体と把持装置の平面図である。
【図16】各種の測定装置の取付位置を示す説明図である。
【図17】載荷試験装置の制御構成を示すブロック図である。
【図18】錘を装備していない載荷試験装置を試験杭の杭頭に設置する作業を右側方から見た説明図である。
【図19】杭頭に設置された載荷試験装置に錘を取り付ける作業を右側方から見た説明図である。
【図20】載荷試験装置に取り付けるために吊り上げられた錘の正面図である。
【図21】制御装置のコントローラが行う載荷試験の動作制御を示すフローチャートである。
【図22】鋼矢板を試験杭とした場合の載荷試験装置の台座及びクランプ装置の正面図である。
【図23】鋼矢板を試験杭とした場合の載荷試験装置の台座及びクランプ装置の右側面図である。
【図24】鋼矢板を試験杭とした場合の載荷試験装置の台座及びクランプ装置の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【0012】
［載荷試験装置の概略］
図１は本発明の実施形態である載荷試験装置１０の正面図、図２は側面図である。
以下において、地盤は水平であることを前提とし、鉛直上下方向を単に上下方向といい、水平面上の一方向を前後方向、水平面上で前後方向に直交する方向を左右方向として、載荷試験装置１０の各構成を説明する。
図１は本発明の実施形態である載荷試験装置１０の正面図、図２は側面図である。
以下において、地盤は水平であることを前提とし、鉛直上下方向を単に上下方向といい、水平面上の一方向を前後方向、水平面上で前後方向に直交する方向を左右方向として、載荷試験装置１０の各構成を説明する。
【0013】
載荷試験装置１０は、試験杭Ｐの杭頭に対してクッション材を介して落下する錘を衝突させて、その際の荷重等を測定するいわゆる急速載荷試験装置である。
ここでは、試験杭Ｐとして、断面円形の管状体からなる鋼管杭を例示する。試験杭Ｐは、杭頭Ｐ１を露出した状態で水平な地盤に対して鉛直上下方向に埋設されている。
ここでは、試験杭Ｐとして、断面円形の管状体からなる鋼管杭を例示する。試験杭Ｐは、杭頭Ｐ１を露出した状態で水平な地盤に対して鉛直上下方向に埋設されている。
【0014】
載荷試験装置１０は、図１及び図２に示すように、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の上端部に載置される台座５０と、第１のアクチュエータとしての油圧シリンダ６２３（図３参照）の加圧力により台座５０を杭頭Ｐ１に固定するクランプ装置６０と、台座５０の上に載置されるクッション材３０と、クッション材３０に落下させる錘２０と、第２のアクチュエータとしての油圧シリンダ４３により錘２０を上昇させる昇降装置４０と、後述する測定装置７０及び制御装置９０とを備えている。
【0015】
［台座］
図３は台座５０及びクランプ装置６０の拡大正面図である。
台座５０は、図１～図３に示すように、下側に位置する第一円筒部５１と、当該第一円筒部５１の上に設けられた第二円筒部５２とを有する。
第一円筒部５１は、丈の短い筒状体５１１と、その下端部と上端部とに固定装備された平面視円形の底板５１２及び天板５１３を有する。筒状体５１１、底板５１２及び天板５１３は、同心で一体的に接合されている。
図３は台座５０及びクランプ装置６０の拡大正面図である。
台座５０は、図１～図３に示すように、下側に位置する第一円筒部５１と、当該第一円筒部５１の上に設けられた第二円筒部５２とを有する。
第一円筒部５１は、丈の短い筒状体５１１と、その下端部と上端部とに固定装備された平面視円形の底板５１２及び天板５１３を有する。筒状体５１１、底板５１２及び天板５１３は、同心で一体的に接合されている。
【0016】
底板５１２は、下面側にクランプ装置６０が固定装備される。底板５１２は、その下面が杭頭Ｐ１の上端部全体に当接した状態で、クランプ装置６０により杭頭Ｐ１に固定される。
底板５１２には、クランプ装置６０を取り付けるための複数の取付孔５１４が上下に貫通形成されている。これら取付孔５１４及びクランプ装置６０の詳細は後述する。
天板５１３の上面には、第一円筒部５１よりもやや小径な第二円筒部５２が固定されている。
底板５１２には、クランプ装置６０を取り付けるための複数の取付孔５１４が上下に貫通形成されている。これら取付孔５１４及びクランプ装置６０の詳細は後述する。
天板５１３の上面には、第一円筒部５１よりもやや小径な第二円筒部５２が固定されている。
【0017】
第二円筒部５２は、第一円筒部５１と同様に、丈の短い筒状体５２１と、その下端部と上端部とに固定装備された平面視円形の底板５２２及び天板５２３を有する。筒状体５２１、底板５２２及び天板５２３は、第一円筒部５１と同心であり、これらは一体的に接合されている。
第二円筒部５２は、底板５２２と天板５２３の中央部が開口しており、当該第二円筒部５２を貫通して第一円筒部５１の天板５１３の上面中央部に昇降装置４０のポスト４１の下端部が固定されている。
また、第二円筒部５２の天板５２３の上面には、クッション材３０（図３では図示略）が載置されている。
第二円筒部５２は、底板５２２と天板５２３の中央部が開口しており、当該第二円筒部５２を貫通して第一円筒部５１の天板５１３の上面中央部に昇降装置４０のポスト４１の下端部が固定されている。
また、第二円筒部５２の天板５２３の上面には、クッション材３０（図３では図示略）が載置されている。
【0018】
台座５０は、測定装置７０及び制御装置９０を除く載荷試験装置１０の全体構成（クランプ装置６０、クッション材３０、錘２０、昇降装置４０）の重量に基づく荷重が加わる構造である。載荷試験装置１０は、クランプ装置６０により杭頭Ｐ１に固定された状態において、当該台座５０を通じて、測定装置７０及び制御装置９０を除く載荷試験装置１０全体の重量に基づく荷重が杭頭Ｐ１に加わる構造となっている。つまり、載荷試験装置１０は、装置の一部又は全部の重量に基づく荷重が直接的に地盤に加わる支持構造を有さない構成となっている。
【0019】
［クランプ装置］
図４は載荷試験装置１０の底面図である。
クランプ装置６０は、図３及び図４に示すように、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２からなるユニット対を複数備えている。ここでは、ユニット対が二組である場合を例示する。
図４は載荷試験装置１０の底面図である。
クランプ装置６０は、図３及び図４に示すように、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２からなるユニット対を複数備えている。ここでは、ユニット対が二組である場合を例示する。
【0020】
ユニット対を構成する固定クランプユニット６１と可動クランプユニット６２は、台座５０の円形の底板５１２の下面において、その直径方向の一端部と他端部とに配置される。
具体的には、一方のユニット対は、台座５０の円形の底板５１２の下面における前端部に配置された固定クランプユニット６１と後端部に配置された可動クランプユニット６２とにより構成されている。
また、もう一方のユニット対は、台座５０の円形の底板５１２の下面における左端部に配置された固定クランプユニット６１と右端部に配置された可動クランプユニット６２とにより構成されている。
具体的には、一方のユニット対は、台座５０の円形の底板５１２の下面における前端部に配置された固定クランプユニット６１と後端部に配置された可動クランプユニット６２とにより構成されている。
また、もう一方のユニット対は、台座５０の円形の底板５１２の下面における左端部に配置された固定クランプユニット６１と右端部に配置された可動クランプユニット６２とにより構成されている。
【0021】
なお、ユニット対は、三組以上設けても良い。その場合、各固定クランプユニット６１及び各可動クランプユニット６２は、周方向に均一の角度間隔で配置することが好ましい。
【0022】
固定クランプユニット６１は、圧接板６１１と、当該圧接板６１１を固定支持する支持ブラケット６１２とを有する。
圧接板６１１は、凹凸やスパイク構造等の摩擦力を高める加工が施された圧接面を有する。
圧接板６１１は、凹凸やスパイク構造等の摩擦力を高める加工が施された圧接面を有する。
【0023】
支持ブラケット６１２は、台座５０の底板５１２の下面に固定状態で取り付けられると共に、圧接面が底板５１２の下面に垂直となるように圧接板６１１を起立状態で支持する。
また、支持ブラケット６１２は、固定クランプユニット６１が台座５０の底板５１２の下面に対して取り外し可能となるように、例えば、前述した取付孔５１４に挿通されるボルトなどの締結部材によって底板５１２に固定されている。
また、支持ブラケット６１２は、固定クランプユニット６１が台座５０の底板５１２の下面に対して取り外し可能となるように、例えば、前述した取付孔５１４に挿通されるボルトなどの締結部材によって底板５１２に固定されている。
【0024】
可動クランプユニット６２は、圧接板６２１と、当該圧接板６２１を支持する支持ブラケット６２２と、圧接板６２１を進退移動させる油圧シリンダ６２３とを有する。
圧接板６２１は、前述した圧接板６１１と同一構造である。
圧接板６２１は、前述した圧接板６１１と同一構造である。
【0025】
支持ブラケット６２２は、同じ方向に向けられた二つの油圧シリンダ６２３を上下に並べて保持し、当該各油圧シリンダ６２３を介して圧接面が底板５１２の下面に垂直となるように圧接板６２１を起立状態で支持する。支持ブラケット６２２は、支持ブラケット６１２と同様に、可動クランプユニット６２が台座５０の底板５１２の下面に対して取り外し可能となるように、取付孔５１４に挿通されるボルトなどの締結部材によって底板５１２の下面に固定されている。
【0026】
二つの油圧シリンダ６２３は、例えば複動式油圧シリンダであり、シリンダチューブとピストンロッドとを備えている。各油圧シリンダ６２３は、支持ブラケット６２２により、水平方向に沿ってピストンロッドが進退動作を行うように支持されている。
二つの油圧シリンダ６２３のピストンロッドは、いずれも、圧接板６２１の背面を支持し、圧接板６２１を圧接面の垂直方向に進退移動させる。
二つの油圧シリンダ６２３のピストンロッドは、いずれも、圧接板６２１の背面を支持し、圧接板６２１を圧接面の垂直方向に進退移動させる。
【0027】
試験杭Ｐが断面円形の管状体からなる鋼管杭である場合には、図４に示すように、各ユニット対は、固定クランプユニット６１の圧接板６１１の圧接面と可動クランプユニット６２の圧接板６２１の圧接面とが、いずれも直径方向の外側に向けられた状態で底板５１２の下面に固定される。
従って、クランプ装置６０を試験杭Ｐの内側として杭頭Ｐ１に台座５０を載置し、各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３によって、圧接板６２１を前進移動させることにより、圧接板６１１，６２１の圧接面が試験杭Ｐの内周面に圧接し、台座５０を杭頭Ｐ１に固定することができる。
従って、クランプ装置６０を試験杭Ｐの内側として杭頭Ｐ１に台座５０を載置し、各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３によって、圧接板６２１を前進移動させることにより、圧接板６１１，６２１の圧接面が試験杭Ｐの内周面に圧接し、台座５０を杭頭Ｐ１に固定することができる。
【0028】
なお、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２は、前述したように、台座５０の底板５１２に対して、取り外し可能である。そして、底板５１２の取付孔５１４は、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２の取付位置を変更できるように、多数形成されている。
【0029】
図４に示すように、底面視において、固定クランプユニット６１と可動クランプユニット６２は、縦方向のボルトの間隔と横方向のボルトの間隔とがそれぞれ均一化されている。
なお、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２の「横方向」は底面視で圧接板６１１，６２１に沿った方向、「縦方向」とは底面視で各圧接板６１１，６２１に直交する方向を示すものとする。
なお、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２の「横方向」は底面視で圧接板６１１，６２１に沿った方向、「縦方向」とは底面視で各圧接板６１１，６２１に直交する方向を示すものとする。
【0030】
底板５１２の左右方向中央部には、直径方向の全長に渡って、各ユニット６１，６２の横方向のボルトの間隔と等しい間隔で前後方向に沿った二本の取付孔５１４の列５１４Ｌが形成されている。
また、底板５１２の前後方向中央部には、直径方向の全長に渡って、各ユニット６１，６２の横方向のボルトの間隔と等しい間隔で左右方向に沿った二本の取付孔５１４の列５１４Ｗが形成されている。
また、底板５１２の前後方向中央部には、直径方向の全長に渡って、各ユニット６１，６２の横方向のボルトの間隔と等しい間隔で左右方向に沿った二本の取付孔５１４の列５１４Ｗが形成されている。
【0031】
上記底板５１２の左右方向中央部における二本の取付孔５１４の列５１４Ｌと前後方向中央部における二本の取付孔５１４の列５１４Ｗとにより、各固定クランプユニット６１及び各可動クランプユニット６２を径の異なる複数の同心円状に配置することができる。
従って、図５及び図６に示すように、図４よりも径の小さい試験杭Ｐに対して、台座５０を固定することが可能となる。
なお、台座５０の底板５１２を外径のより大きなものに変更し、前後左右方向の取付孔５１４の列をより広範囲に設けることにより、図４よりも径の大きな試験杭Ｐにも台座５０を固定することができる。
従って、図５及び図６に示すように、図４よりも径の小さい試験杭Ｐに対して、台座５０を固定することが可能となる。
なお、台座５０の底板５１２を外径のより大きなものに変更し、前後左右方向の取付孔５１４の列をより広範囲に設けることにより、図４よりも径の大きな試験杭Ｐにも台座５０を固定することができる。
【0032】
また、図４に示すように、底板５１２の左端部及び右端部には、各ユニット６１，６２の横方向のボルトの間隔と等しい間隔で前後方向に沿った二本の取付孔５１４の列５１４ＬＬ，５１４ＬＲがそれぞれ形成されているが、これらについては、別途後述する。
【0033】
［クッション材］
クッション材３０は、必要に応じた枚数が積層されて使用される。積層枚数は、例えば、載荷試験の条件を決定するために予め設定されるパラメータの一つであるクッション材３０のバネ定数に応じて決定してもよい。
なお、図１及び図２ではクッション材３０が六枚積層されている状態を図示している。
クッション材３０は、必要に応じた枚数が積層されて使用される。積層枚数は、例えば、載荷試験の条件を決定するために予め設定されるパラメータの一つであるクッション材３０のバネ定数に応じて決定してもよい。
なお、図１及び図２ではクッション材３０が六枚積層されている状態を図示している。
【0034】
図７はクッション材３０単体の平面図、図８は正面図である。
クッション材３０は、落下する錘２０の打撃力を急速載荷荷重に変換するための緩衝材であり、錘２０が緩衝材なしで試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に衝突する場合に比べて落下時の載荷時間を伸長する機能を有する。
クッション材３０は、落下する錘２０の打撃力を急速載荷荷重に変換するための緩衝材であり、錘２０が緩衝材なしで試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に衝突する場合に比べて落下時の載荷時間を伸長する機能を有する。
【0035】
なお、「急速載荷荷重」とは、「急速載荷」で加わる荷重をいう。
さらに、「急速載荷」とは、試験杭Ｐの波動現象は無視できるが、速度及び加速度に依存する試験杭Ｐと地盤の抵抗は無視することができない載荷時間で荷重が加わることをいう。急速載荷に相当する載荷時間は、例えば、載荷時の縦波が試験杭Ｐをその長手方向に沿って往復する時間の概ね5倍以上であって500倍未満の範囲と推定される。
さらに、「急速載荷」とは、試験杭Ｐの波動現象は無視できるが、速度及び加速度に依存する試験杭Ｐと地盤の抵抗は無視することができない載荷時間で荷重が加わることをいう。急速載荷に相当する載荷時間は、例えば、載荷時の縦波が試験杭Ｐをその長手方向に沿って往復する時間の概ね5倍以上であって500倍未満の範囲と推定される。
【0036】
急速載荷荷重を得るために、クッション材３０は、弾性を有する弾性板３１の下側に鉄板３２が貼り合わせられた構成となっている。弾性板３１は、例えば、ゴム等の樹脂材料から形成される。
【0037】
弾性板３１と鉄板３２とは、平面視で、いずれも正方形状であって、寸法も一致している。弾性板３１と鉄板３２の一辺の大きさは、後述する錘２０の下部ブラケット２４と同程度か幾分小さく、台座５０の第二円筒部５２の天板５２３の直径と同程度かそれよりも幾分大きい。
なお、クッション材３０の上記平面視形状は、例示であって任意に変更可能である。また、クッション材３０の大きさも、錘２０の底部よりも大きくしてもよい。
なお、クッション材３０の上記平面視形状は、例示であって任意に変更可能である。また、クッション材３０の大きさも、錘２０の底部よりも大きくしてもよい。
【0038】
弾性板３１と鉄板３２の中央部には、ポスト４１の挿通部として、これらを上下に貫通した挿通孔３１１，３２１が形成されている。これらの挿通孔３１１，３２１は、前述したポスト４１の断面形状と略一致した正方形状であって、ポスト４１の断面よりわずかに大きく開口している。そして、各クッション材３０は、挿通孔３１１，３２１にポスト４１を通した状態で、第二円筒部５２の天板５２３上に安定的に積層された状態で載置される。
【0039】
［錘］
図９は錘２０の平面図、図１０は正面図、図１１は左側面図である。
錘２０は、図９～図１１に示すように、上下に連結可能な金属ブロックからなる第一錘体２１及び第二錘体２２と、錘体２１，２２の上端部に装着される上部ブラケット２３と、錘体２１，２２の下端部に装着される下部ブラケット２４とを有する。
図９は錘２０の平面図、図１０は正面図、図１１は左側面図である。
錘２０は、図９～図１１に示すように、上下に連結可能な金属ブロックからなる第一錘体２１及び第二錘体２２と、錘体２１，２２の上端部に装着される上部ブラケット２３と、錘体２１，２２の下端部に装着される下部ブラケット２４とを有する。
【0040】
錘２０は、クッション材３０の上方において、ポスト４１によって昇降可能に支持される。
図９～図１１では、錘２０が第一錘体２１と第二錘体２２を有する場合を図示しているが、錘体の数は、載荷試験の条件を決定するために予め設定されるパラメータの一つである錘の重量に応じて変更可能である。また、錘体の個数だけでなく、厚さの異なる複数種類の錘体が用意され、これらを適宜組み合わせて、錘２０の全体重量が調整される。
図９～図１１では、錘２０が第一錘体２１と第二錘体２２を有する場合を図示しているが、錘体の数は、載荷試験の条件を決定するために予め設定されるパラメータの一つである錘の重量に応じて変更可能である。また、錘体の個数だけでなく、厚さの異なる複数種類の錘体が用意され、これらを適宜組み合わせて、錘２０の全体重量が調整される。
【0041】
図示例の錘２０は、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４からなる全体重量が10[t]である場合を例示する。なお、この値は一例であって、錘２０の重量は限定されない。
上記の通り、第一錘体２１と第二錘体２２は、分離可能であって、図１２に示すように、第二錘体２２を取り外して、第一錘体２１の上下に上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４を装着して使用することも可能である。この態様の場合の全体重量は、錘２０の全体重量のちょうど1/2（5[t]）となるように設定されている。
このため、第二錘体２２は、単独で規定重量の1/2（5[t]）であり、第一錘体２１は、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４との合計重量が規定重量の1/2（5[t]）となるように設定されている。つまり、第一錘体２１は、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４の重量分が第二錘体２２よりも軽量であって、上下方向の厚みが幾分薄くなっている。
上記の通り、第一錘体２１と第二錘体２２は、分離可能であって、図１２に示すように、第二錘体２２を取り外して、第一錘体２１の上下に上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４を装着して使用することも可能である。この態様の場合の全体重量は、錘２０の全体重量のちょうど1/2（5[t]）となるように設定されている。
このため、第二錘体２２は、単独で規定重量の1/2（5[t]）であり、第一錘体２１は、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４との合計重量が規定重量の1/2（5[t]）となるように設定されている。つまり、第一錘体２１は、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４の重量分が第二錘体２２よりも軽量であって、上下方向の厚みが幾分薄くなっている。
【0042】
図１３は第一錘体２１及び第二錘体２２の平面図である。なお、第一錘体２１と第二錘体２２の平面は、形状および寸法が同一であって、構造も一部（後述するネジ穴２１５等）を除いてほぼ同一なので、平面を共通化して図示している。
【0043】
第一錘体２１と第二錘体２２は、いずれも、全体が概ね直方体であり、平面視の形状は略矩形となっている。
さらに、第一錘体２１及び第二錘体２２は、平面視形状が同一であって、いずれも凹状（略Ｕ字状）を呈し、ポスト４１を挿通させる挿通部２１１，２２１が形成されている。
これらの挿通部２１１，２２１は、前方に向かって開口した溝状であり、挿通部２１１，２２１の内側の左右方向の幅は、ポスト４１よりも幾分広く、挿通部２１１，２２１の最深部（後端部）は、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。また、挿通部２１１，２２１の開口端（前端）は、ポスト４１を導入しやすいように前方に向かって拡開している。
第一錘体２１及び第二錘体２２は、挿通部２１１，２２１を有することにより、載荷試験装置１０に取り付ける際に、第一錘体２１及び第二錘体２２をポスト４１の上端まで吊り上げる作業を不要とすることができる。即ち、クッション材３０よりも幾分上となる高さまで吊り上げてポスト４１に対して後方から挿通部２１１，２２１の開口側を前方に向けた状態で、第一錘体２１、第二錘体２２を前方に移動させることで、挿通部２１１，２２１の最深部にポスト４１を導入することができ（図１３の二点鎖線）、第一錘体２１及び第二錘体２２をポスト４１の周囲に容易に配置することができる。
さらに、第一錘体２１及び第二錘体２２は、平面視形状が同一であって、いずれも凹状（略Ｕ字状）を呈し、ポスト４１を挿通させる挿通部２１１，２２１が形成されている。
これらの挿通部２１１，２２１は、前方に向かって開口した溝状であり、挿通部２１１，２２１の内側の左右方向の幅は、ポスト４１よりも幾分広く、挿通部２１１，２２１の最深部（後端部）は、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。また、挿通部２１１，２２１の開口端（前端）は、ポスト４１を導入しやすいように前方に向かって拡開している。
第一錘体２１及び第二錘体２２は、挿通部２１１，２２１を有することにより、載荷試験装置１０に取り付ける際に、第一錘体２１及び第二錘体２２をポスト４１の上端まで吊り上げる作業を不要とすることができる。即ち、クッション材３０よりも幾分上となる高さまで吊り上げてポスト４１に対して後方から挿通部２１１，２２１の開口側を前方に向けた状態で、第一錘体２１、第二錘体２２を前方に移動させることで、挿通部２１１，２２１の最深部にポスト４１を導入することができ（図１３の二点鎖線）、第一錘体２１及び第二錘体２２をポスト４１の周囲に容易に配置することができる。
【0044】
図１３において、符号Ｇは、第一錘体２１及び第二錘体２２における重心の位置を示している。挿通部２１１，２２１の最深部に位置する状態で、ポスト４１の中心と第一錘体２１及び第二錘体２２の重心Ｇは、平面視で一致するように設定されている。
【0045】
また、第一錘体２１及び第二錘体２２は、左右側面の上端部近傍に、第一錘体２１、第二錘体２２を吊り上げるための貫通孔が形成された被係止部２１２，２２２が設けられている。左右の被係止部２１２，２２２は、平面視において、重心Ｇを通過する左右方向に沿った直線上であって、重心Ｇから等距離となる位置に設けられている。
従って、左右の被係止部２１２，２２２のそれぞれにロープを連結して吊り上げると、第一錘体２１と第二錘体２２は、いずれも、前後の傾きを抑制することができる。
従って、左右の被係止部２１２，２２２のそれぞれにロープを連結して吊り上げると、第一錘体２１と第二錘体２２は、いずれも、前後の傾きを抑制することができる。
【0046】
また、第一錘体２１は、平面視における四隅に上下に貫通したボルト挿通孔２１３が形成されている。そして、第一錘体２１のボルト挿通孔２１３と一致する配置で、第二錘体２２の平面視における四隅には、ネジ穴２２３が形成されている。これにより、第一錘体２１を上下に貫通する四本の連結ボルト２１４によって、第一錘体２１と第二錘体２２とが連結されている。
なお、第一錘体２１の各ボルト挿通孔２１３の上端部には、座繰り穴が形成されており、第一錘体２１の上面から連結ボルト２１４の頭部が突出しない構造となっている。
なお、第一錘体２１の各ボルト挿通孔２１３の上端部には、座繰り穴が形成されており、第一錘体２１の上面から連結ボルト２１４の頭部が突出しない構造となっている。
【0047】
また、図１３に示すように、第一錘体２１の上面の四隅には、上部ブラケット２３を連結するためのネジ穴２１５が形成されている。
さらに、第一錘体２１の下面の四隅には、第二錘体２２の非使用時に下部ブラケット２４を連結するためのネジ穴２１６が形成されている。
また、図１０及び図１１に示すように、第二錘体２２の下面の四隅には、下部ブラケット２４を連結するためのネジ穴２２６が形成されている。
さらに、第一錘体２１の下面の四隅には、第二錘体２２の非使用時に下部ブラケット２４を連結するためのネジ穴２１６が形成されている。
また、図１０及び図１１に示すように、第二錘体２２の下面の四隅には、下部ブラケット２４を連結するためのネジ穴２２６が形成されている。
【0048】
上部ブラケット２３は、図９に示すように、平面視で略正方形状の金属プレートからなり、その一辺の幅は、第一錘体２１及び第二錘体２２の左右方向の幅と一致している。
上部ブラケット２３の四隅には、第一錘体２１のネジ穴２１５と一致する配置でボルト挿通孔２３１が上下方向に貫通形成されている。上部ブラケット２３は、これらボルト挿通孔２３１に上から挿入される連結ボルト２３２によって、第一錘体２１の上面に固定連結される。
上部ブラケット２３の四隅には、第一錘体２１のネジ穴２１５と一致する配置でボルト挿通孔２３１が上下方向に貫通形成されている。上部ブラケット２３は、これらボルト挿通孔２３１に上から挿入される連結ボルト２３２によって、第一錘体２１の上面に固定連結される。
【0049】
また、上部ブラケット２３の上面の左端部及び右端部であって前後方向中間部には、上部ブラケット２３を吊り上げるための貫通孔が形成された被係止部２３３が設けられている。
【0050】
さらに、上部ブラケット２３の平面視中央部には、ポスト４１の挿通部としての挿通孔２３４が上下方向に貫通形成されている。
挿通孔２３４は、ポスト４１よりも幾分大きく、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。
挿通孔２３４は、ポスト４１の周囲全体を取り囲み、挿通部２１１，２２１のように前方に向かって開口していない。また、下部ブラケット２４にも同様の挿通孔２４４が形成されている。このため、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４を第一錘体２１及び第二錘体２２に取り付けることで、ポスト４１に対する錘２０の前後のズレを抑制することができる。
挿通孔２３４は、ポスト４１よりも幾分大きく、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。
挿通孔２３４は、ポスト４１の周囲全体を取り囲み、挿通部２１１，２２１のように前方に向かって開口していない。また、下部ブラケット２４にも同様の挿通孔２４４が形成されている。このため、上部ブラケット２３及び下部ブラケット２４を第一錘体２１及び第二錘体２２に取り付けることで、ポスト４１に対する錘２０の前後のズレを抑制することができる。
【0051】
上部ブラケット２３の上面における挿通孔２３４の周囲には、ポスト４１に沿って錘２０を昇降させるガイド機構２５と、錘２０に昇降動作を付与する昇降装置４０によって把持される二つの被把持部２６とが取り付けられている。
【0052】
ガイド機構２５は、図９～図１１に示すように、四つのローラ機構２５３から構成される。各ローラ機構２５３は、上部ブラケット２３の上面にボルトの締結により固定された支持ブラケット２５１と、支持ブラケット２５１により水平方向に沿った軸回りに回転可能に支持されたローラ２５２とを有する。
ポスト４１は、断面正方形状の支柱であり、ポスト４１のほぼ全高に渡って延在する前面、後面、左側面、右側面を有する。
各ローラ機構２５３は、上部ブラケット２３の挿通孔２３４の縁部に配置され、各々のローラ２５２がポスト４１の前面、後面、左側面、右側面のそれぞれに当接して上下方向に転走するように設けられている。
ポスト４１は、断面正方形状の支柱であり、ポスト４１のほぼ全高に渡って延在する前面、後面、左側面、右側面を有する。
各ローラ機構２５３は、上部ブラケット２３の挿通孔２３４の縁部に配置され、各々のローラ２５２がポスト４１の前面、後面、左側面、右側面のそれぞれに当接して上下方向に転走するように設けられている。
【0053】
なお、ポスト４１の前面と右側面にローラ２５２に当接する二つのローラ機構２５３は、ポスト４１の右前の角部寄りに配置されている。
また、ポスト４１の後面と左側面にローラ２５２に当接する二つのローラ機構２５３は、ポスト４１の左後の角部寄りに配置されている。
また、ポスト４１の後面と左側面にローラ２５２に当接する二つのローラ機構２５３は、ポスト４１の左後の角部寄りに配置されている。
【0054】
各ローラ機構２５３は、ポスト４１の上記四面に各々のローラ２５２が当接し、錘２０が昇降装置４０によって上昇又は落下する場合に、各ローラ２５２が上記四面に沿って転走する。
これにより、錘２０の円滑な上昇及び落下を担保しつつも、ポスト４１に沿って軌道が安定した上昇動作及び落下動作を実現することが可能となる。また、各ローラ２５２によって、上昇時及び落下時における錘２０の傾きを抑制することが可能となる。
さらに、対角に位置する二つの角部の各々を二つずつのローラ２５２が挟むように配置されているので、ポスト４１を中心とする錘２０のロール（旋回動作）の発生を抑制することが可能となる。
これにより、錘２０の円滑な上昇及び落下を担保しつつも、ポスト４１に沿って軌道が安定した上昇動作及び落下動作を実現することが可能となる。また、各ローラ２５２によって、上昇時及び落下時における錘２０の傾きを抑制することが可能となる。
さらに、対角に位置する二つの角部の各々を二つずつのローラ２５２が挟むように配置されているので、ポスト４１を中心とする錘２０のロール（旋回動作）の発生を抑制することが可能となる。
【0055】
二つの被把持部２６は、図９～図１１に示すように、いずれも、上部ブラケット２３の上面にボルトの締結により固定された基端部２６１と、基端部２６１から鉛直上方に立設されたプレート２６２とを有する。基端部２６１とプレート２６２は、一体的に形成又は一体的に接合されている。
二つの被把持部２６は、平面視で、挿通孔２３４の前端近傍と後端近傍とに設けられている。各被把持部２６は、いずれも、上部ブラケット２３の上面において左右方向の丁度中間に設けられている。
二つの被把持部２６は、平面視で、挿通孔２３４の前端近傍と後端近傍とに設けられている。各被把持部２６は、いずれも、上部ブラケット２３の上面において左右方向の丁度中間に設けられている。
【0056】
各被把持部２６のプレート２６２は、側面視で上下方向に長尺な矩形となる平板である。各プレート２６２は、上端部の左右方向厚さが他の部位よりも厚くなるように、上端部近傍に段部２６３が形成されている。
錘２０は、昇降装置４０の把持装置４４によって、各被把持部２６のプレート２６２が両面側から把持されて吊り上げられる。錘２０は、把持装置４４の把持力だけでも十分に把持することが可能だが、プレート２６２に段部２６３を設けることで、各プレート２６２の段部２６３が引っ掛かりを生じるので、昇降装置４０は錘２０をより強固に保持することが可能となる。
なお、二つの被把持部２６のプレート２６２は、左面と右面の互いに異なる方に段部２６３が形成されている。
錘２０は、昇降装置４０の把持装置４４によって、各被把持部２６のプレート２６２が両面側から把持されて吊り上げられる。錘２０は、把持装置４４の把持力だけでも十分に把持することが可能だが、プレート２６２に段部２６３を設けることで、各プレート２６２の段部２６３が引っ掛かりを生じるので、昇降装置４０は錘２０をより強固に保持することが可能となる。
なお、二つの被把持部２６のプレート２６２は、左面と右面の互いに異なる方に段部２６３が形成されている。
【0057】
下部ブラケット２４は、平面視で略正方形状の金属プレートからなり、その一辺の幅は、第一錘体２１及び第二錘体２２の左右方向の幅と一致している。
下部ブラケット２４の四隅には、図１０及び図１１に示すように、第二錘体２２のネジ穴２２６と一致する配置でボルト挿通孔２４１が上下方向に貫通形成されている。下部ブラケット２４は、これらボルト挿通孔２４１に下から挿入される連結ボルト２４２によって、第二錘体２２の下面に固定連結される。
なお、ボルト挿通孔２４１の下端部には、座繰り穴が形成されており、下部ブラケット２４の下面から連結ボルト２４２の頭部が突出しない構造となっている。
下部ブラケット２４の四隅には、図１０及び図１１に示すように、第二錘体２２のネジ穴２２６と一致する配置でボルト挿通孔２４１が上下方向に貫通形成されている。下部ブラケット２４は、これらボルト挿通孔２４１に下から挿入される連結ボルト２４２によって、第二錘体２２の下面に固定連結される。
なお、ボルト挿通孔２４１の下端部には、座繰り穴が形成されており、下部ブラケット２４の下面から連結ボルト２４２の頭部が突出しない構造となっている。
【0058】
また、下部ブラケット２４の左側面及び右側面であって前後方向中間部には、下部ブラケット２４を吊り上げるための貫通孔が形成された被係止部２４３が設けられている。
【0059】
さらに、下部ブラケット２４の平面視中央部には、ポスト４１の挿通部としての挿通孔２４４が上下方向に貫通形成されている。
挿通孔２４４は、ポスト４１よりも幾分大きく、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。
前述したように、下部ブラケット２４は、挿通孔２４４を有するので、上部ブラケット２３と協働して錘２０の昇降時のポスト４１に対する前後の傾きを抑制することができる。
挿通孔２４４は、ポスト４１よりも幾分大きく、ポスト４１の断面形状に略一致する矩形状である。
前述したように、下部ブラケット２４は、挿通孔２４４を有するので、上部ブラケット２３と協働して錘２０の昇降時のポスト４１に対する前後の傾きを抑制することができる。
【0060】
［昇降装置］
図１４は昇降装置４０の一部の構成を切り欠いた正面図、図１５は昇降装置４０の一部の構成の平面図である。
昇降装置４０は、図１、図２、図１４及び図１５に示すように、錘２０を昇降可能に支持する支持部としてのポスト４１と、ポスト４１に沿って昇降動作を行う昇降体４２と、昇降体４２の昇降動作の駆動源となる第２のアクチュエータとしての油圧シリンダ４３と、昇降体４２上で錘２０の被把持部２６の保持と解放とを行う把持装置４４と、昇降体４２の高さ検出を行う高さ検出手段としての距離センサ４５とを備えている。
図１４は昇降装置４０の一部の構成を切り欠いた正面図、図１５は昇降装置４０の一部の構成の平面図である。
昇降装置４０は、図１、図２、図１４及び図１５に示すように、錘２０を昇降可能に支持する支持部としてのポスト４１と、ポスト４１に沿って昇降動作を行う昇降体４２と、昇降体４２の昇降動作の駆動源となる第２のアクチュエータとしての油圧シリンダ４３と、昇降体４２上で錘２０の被把持部２６の保持と解放とを行う把持装置４４と、昇降体４２の高さ検出を行う高さ検出手段としての距離センサ４５とを備えている。
【0061】
ポスト４１は、台座５０から鉛直上方に立設された断面略正方形状の支柱であり、内部は中空となっている。ポスト４１の下端部は、台座５０の第一円筒部５１の天板５１３の上面の中心位置に、例えば、ボルトによって固定されている。なお、ポスト４１は、ボルトに限らず、十分な強度をもって固定可能な他の手段（溶接等）で固定してもよいし、複数の固定可能な手段を併用してもよい。
【0062】
ポスト４１の上端部には、ブラケット状の被係止部４１１が設けられている。この被係止部４１１は、上方に立設された板状体であって、左右方向に貫通した被係止孔が形成されている。載荷試験装置１０は、例えば、クレーンが有するフックによって被係止部４１１を係止して、載荷試験装置１０の全体を吊り上げ、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に容易に設置することができる。
また、載荷試験装置１０の設置は、錘２０（第一錘体２１及び第二錘体２２のみでもよい）、クッション材３０、昇降体４２のいずれか又は全てを外した状態で行ってもよい。
また、載荷試験装置１０の設置は、錘２０（第一錘体２１及び第二錘体２２のみでもよい）、クッション材３０、昇降体４２のいずれか又は全てを外した状態で行ってもよい。
【0063】
油圧シリンダ４３は、例えば、複動式油圧シリンダであり、シリンダチューブ４３１とピストンロッド４３２とを備えている。油圧シリンダ４３は、ピストンロッド４３２を上にしてシリンダチューブ４３１及びピストンロッド４３２を上下方向に沿わせると共に、ピストンロッド４３２が上下方向に進退動作を行うようにポスト４１内に配置されている。
【0064】
油圧シリンダ４３のシリンダチューブ４３１は、その下端部が台座５０の第一円筒部５１の天板５１３の上面の中心位置に、例えば、ボルトによって固定されている。なお、シリンダチューブ４３１は、ボルトに限らず、十分な強度をもって固定可能な他の手段（溶接等）で固定してもよいし、複数の固定可能な手段を併用してもよい。
ピストンロッド４３２は、管状ロッドの内側により小径の中実又は管状のロッドが挿入された二段式のロッドで構成され、シリンダ長に対してストローク長が十分に長く確保されている。
ピストンロッド４３２は、管状ロッドの内側により小径の中実又は管状のロッドが挿入された二段式のロッドで構成され、シリンダ長に対してストローク長が十分に長く確保されている。
【0065】
ピストンロッド４３２の上端部には、左右方向に沿った管状の連結部４３３が設けられている。
この連結部４３３は、内側に挿入された連結ピンによって昇降体４２と連結されている。
ポスト４１の左側面と右側面とには、ポスト４１の上端部近傍から油圧シリンダ４３による連結部４３３の下限位置（最収縮状態における位置）より幾分下側に至る長穴状の開口４１２が形成されている。連結部４３３の連結ピンは、ポスト４１の左右の開口４１２を通じてポスト４１の外部に配置された昇降体４２と連結されている。
この連結部４３３は、内側に挿入された連結ピンによって昇降体４２と連結されている。
ポスト４１の左側面と右側面とには、ポスト４１の上端部近傍から油圧シリンダ４３による連結部４３３の下限位置（最収縮状態における位置）より幾分下側に至る長穴状の開口４１２が形成されている。連結部４３３の連結ピンは、ポスト４１の左右の開口４１２を通じてポスト４１の外部に配置された昇降体４２と連結されている。
【0066】
【0067】
本体部４２１は、ポスト４１の断面の寸法よりもわずかに大きな断面略正方形状の筒状体からなり、ポスト４１を内側に挿通した状態で、円滑に昇降動作を行うことができる。
本体部４２１の左右の側面には、油圧シリンダ４３の連結部４３３と連結ピンを介して連結可能な円環状の連結体４２４が設けられ、油圧シリンダ４３から昇降動作が付与される。
本体部４２１の左右の側面には、油圧シリンダ４３の連結部４３３と連結ピンを介して連結可能な円環状の連結体４２４が設けられ、油圧シリンダ４３から昇降動作が付与される。
【0068】
上フランジ４２２及び下フランジ４２３は、いずれも、前後方向に長い矩形の平板であり、角部が丸みを帯びて形成されている。
上フランジ４２２と下フランジ４２３は、サイズが等しく、また、本体部４２１に対して十分な強度を持って連結されている。
上フランジ４２２と下フランジ４２３は、サイズが等しく、また、本体部４２１に対して十分な強度を持って連結されている。
【0069】
上フランジ４２２は、その上面がポスト４１の上端部に設けられた距離センサ４５による光学的な距離検出の被検出位置となっている。
下フランジ４２３は、前端部と後端部とに、錘２０の上端部に設けられた二つの被把持部２６のプレート２６２をそれぞれ遊挿可能な矩形の開口４２５が貫通形成されている。
また、下フランジ４２３の前端部と後端部の上面には、それぞれ把持装置４４が設置されている。
下フランジ４２３は、前端部と後端部とに、錘２０の上端部に設けられた二つの被把持部２６のプレート２６２をそれぞれ遊挿可能な矩形の開口４２５が貫通形成されている。
また、下フランジ４２３の前端部と後端部の上面には、それぞれ把持装置４４が設置されている。
【0070】
各把持装置４４は、対向配置された二つのクランプユニット４４１を有する。
各クランプユニット４４１は、第３のアクチュエータとしての油圧シリンダ４４３と、油圧シリンダ４４３を支持する支持ブラケット４４２とを有する。
各クランプユニット４４１は、第３のアクチュエータとしての油圧シリンダ４４３と、油圧シリンダ４４３を支持する支持ブラケット４４２とを有する。
【0071】
支持ブラケット４４２は、下フランジ４２３の上面に固定され、油圧シリンダ４４３からの背圧を支えて支持する構造となっている。
油圧シリンダ４４３は、例えば複動式油圧シリンダであり、可動シリンダ４４４とピストンロッド４４５とを備えている。
ピストンロッド４４５は、支持ブラケット４４２に固定され、当該ピストンロッド４４５に対して可動シリンダ４４４が油圧によって進退動作を行う。
可動シリンダ４４４の先端部は、凹凸やスパイク構造等の摩擦力を高める加工が施された圧接面となっている。
油圧シリンダ４４３は、例えば複動式油圧シリンダであり、可動シリンダ４４４とピストンロッド４４５とを備えている。
ピストンロッド４４５は、支持ブラケット４４２に固定され、当該ピストンロッド４４５に対して可動シリンダ４４４が油圧によって進退動作を行う。
可動シリンダ４４４の先端部は、凹凸やスパイク構造等の摩擦力を高める加工が施された圧接面となっている。
【0072】
把持装置４４の二つのクランプユニット４４１は、下フランジ４２３の上面において、開口４２５を挟んで可動シリンダ４４４の先端部を互いに対向させて配置されている。
そして、昇降体４２の下降動作によって錘２０の被把持部２６のプレート２６２が開口４２５に下方から挿入されて下フランジ４２３の上方にプレート２６２が突出すると、各油圧シリンダ４４３の可動シリンダ４４４を進出移動させることで、二つの可動シリンダ４４４の圧接面でプレート２６２を把持することができる。
このとき、昇降体４２が上部ブラケット２３に接近した状態（例えば、ガイド機構２５のローラ２５２が下フランジ４２３の下面に接しない範囲で近接する高さ）において、プレート２６２に形成された段部２６３は、可動シリンダ４４４よりも上方に達するようにプレート２６２の長さ及び段部２６３の高さが設定されている。従って、二つの可動シリンダ４４４でプレート２６２を把持したときに、段部２６３に可動シリンダ４４４の上側で引っ掛かるようにすることができる。錘２０は、二つのクランプユニット４４１の把持力だけでも十分に把持することが可能だが、プレート２６２に段部２６３を設けることで錘２０をより強固に保持することができる。
そして、昇降体４２の下降動作によって錘２０の被把持部２６のプレート２６２が開口４２５に下方から挿入されて下フランジ４２３の上方にプレート２６２が突出すると、各油圧シリンダ４４３の可動シリンダ４４４を進出移動させることで、二つの可動シリンダ４４４の圧接面でプレート２６２を把持することができる。
このとき、昇降体４２が上部ブラケット２３に接近した状態（例えば、ガイド機構２５のローラ２５２が下フランジ４２３の下面に接しない範囲で近接する高さ）において、プレート２６２に形成された段部２６３は、可動シリンダ４４４よりも上方に達するようにプレート２６２の長さ及び段部２６３の高さが設定されている。従って、二つの可動シリンダ４４４でプレート２６２を把持したときに、段部２６３に可動シリンダ４４４の上側で引っ掛かるようにすることができる。錘２０は、二つのクランプユニット４４１の把持力だけでも十分に把持することが可能だが、プレート２６２に段部２６３を設けることで錘２０をより強固に保持することができる。
【0073】
距離センサ４５は、図２に示すように、ポスト４１の上端部から水平方向（例えば、後方）に延出された棒状の支持体４５１の先端部おいて下方に向けて支持されている。
この距離センサ４５は、例えば、検出光を投光し、その反射光を検出して測距するレーザ変位計等の光学的な距離センサである。距離センサ４５は、その鉛直下方に位置する昇降体４２の上フランジ４２２の上面を反射面として検出光を投光し、反射光によって昇降体４２の上フランジ４２２までの距離を検出する。
この距離センサ４５は、例えば、検出光を投光し、その反射光を検出して測距するレーザ変位計等の光学的な距離センサである。距離センサ４５は、その鉛直下方に位置する昇降体４２の上フランジ４２２の上面を反射面として検出光を投光し、反射光によって昇降体４２の上フランジ４２２までの距離を検出する。
【0074】
［測定装置］
図１６は測定装置７０を構成するロードセル７１、加速度センサ７２、変位センサ７３、歪みセンサ７４の取付位置を示す説明図である。
なお、以下の説明では、ロードセル７１、加速度センサ７２、変位センサ７３及び歪みセンサ７４を総括的に「各センサ７１～７４」と記載する場合がある。
図１６は測定装置７０を構成するロードセル７１、加速度センサ７２、変位センサ７３、歪みセンサ７４の取付位置を示す説明図である。
なお、以下の説明では、ロードセル７１、加速度センサ７２、変位センサ７３及び歪みセンサ７４を総括的に「各センサ７１～７４」と記載する場合がある。
【0075】
ロードセル７１は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に対するクッション材３０を介した錘２０の衝突による荷重を検出する荷重検出手段である。
ロードセル７１は、台座５０の第二円筒部５２の天板５２３とクッション材３０との間に介在するように配置されている。
ロードセル７１は、台座５０の第二円筒部５２の天板５２３とクッション材３０との間に介在するように配置されている。
【0076】
加速度センサ７２は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１における杭長手方向（上下方向）の加速度を主に検出する加速度検出手段である。
加速度センサ７２は、鉛直上下方向と水平方向（前後方向及び左右方向）の三軸の加速度を検出することができ、杭頭Ｐ１の外周面上に固定装備されている。加速度センサ７２の検出加速度を積分することで各方向の速度を取得することができ、二回積分することで各方向の変位量も取得することができる。
加速度センサ７２は、鉛直上下方向と水平方向（前後方向及び左右方向）の三軸の加速度を検出することができ、杭頭Ｐ１の外周面上に固定装備されている。加速度センサ７２の検出加速度を積分することで各方向の速度を取得することができ、二回積分することで各方向の変位量も取得することができる。
【0077】
変位センサ７３は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１における杭長手方向（上下方向）の変位を検出する変位検出手段である。
変位センサ７３は、例えば、検出光を投光し、その反射光を検出して測距するレーザ変位計等の光学的な距離センサである。
試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の外周面には、水平且つ上向きの反射面を有する反射板７３４が固定装備されている。変位センサ７３は、反射板７３４の上方において反射面に対向して配置され、反射面における鉛直上下方向の変位を通じて杭頭Ｐ１の上下方向の変位を検出する。
なお、変位センサ７３は、クッション材３０を介して錘２０が杭頭Ｐ１を打撃した際に発生する振動の影響を抑制するために、試験杭Ｐから離れた位置から支持することが好ましい。但し、そのような遠方から変位センサ７３を支持する手段を用意することが困難である場合には、緩衝機構や制振機構を備えた支持台によって変位センサ７３を支持してもよい。
また、変位センサ７３として、杭頭Ｐ１の外周面に付されたマーキング等を撮像する撮像素子を利用することもできる。
変位センサ７３は、例えば、検出光を投光し、その反射光を検出して測距するレーザ変位計等の光学的な距離センサである。
試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の外周面には、水平且つ上向きの反射面を有する反射板７３４が固定装備されている。変位センサ７３は、反射板７３４の上方において反射面に対向して配置され、反射面における鉛直上下方向の変位を通じて杭頭Ｐ１の上下方向の変位を検出する。
なお、変位センサ７３は、クッション材３０を介して錘２０が杭頭Ｐ１を打撃した際に発生する振動の影響を抑制するために、試験杭Ｐから離れた位置から支持することが好ましい。但し、そのような遠方から変位センサ７３を支持する手段を用意することが困難である場合には、緩衝機構や制振機構を備えた支持台によって変位センサ７３を支持してもよい。
また、変位センサ７３として、杭頭Ｐ１の外周面に付されたマーキング等を撮像する撮像素子を利用することもできる。
【0078】
歪みセンサ７４は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１近傍における杭長手方向（上下方向）の歪み量を検出する歪み検出手段である。
歪みセンサ７４としては、一例として、歪みゲージを利用することができる。歪みセンサ７４は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の近傍における外周面又は内周面上で、素子を上下方向に向けた状態でその両端部が固定され、両側の固定端の間に生じる歪みを検出することができる。
歪みセンサ７４は、杭頭Ｐ１の近傍だけでなく、試験杭Ｐの下端部近傍或いは中間部にも設けて、各所の上下方向の歪みも検出してもよい。
歪みセンサ７４としては、一例として、歪みゲージを利用することができる。歪みセンサ７４は、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の近傍における外周面又は内周面上で、素子を上下方向に向けた状態でその両端部が固定され、両側の固定端の間に生じる歪みを検出することができる。
歪みセンサ７４は、杭頭Ｐ１の近傍だけでなく、試験杭Ｐの下端部近傍或いは中間部にも設けて、各所の上下方向の歪みも検出してもよい。
【0079】
［制御装置］
図１７は載荷試験装置１０の制御構成を示すブロック図である。
図示のように、載荷試験装置１０の制御装置９０は、クランプ装置６０の各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３、昇降装置４０の油圧シリンダ４３、把持装置４４の各クランプユニット４４１の油圧シリンダ４４３に対する動作制御を行って載荷試験を自律的に実行可能なコントローラ９１を有する。
さらに、制御装置９０は、コントローラ９１に接続された表示装置９２、記憶部９３、入力装置９４、操作装置９５、処理装置９６を有する。
図１７は載荷試験装置１０の制御構成を示すブロック図である。
図示のように、載荷試験装置１０の制御装置９０は、クランプ装置６０の各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３、昇降装置４０の油圧シリンダ４３、把持装置４４の各クランプユニット４４１の油圧シリンダ４４３に対する動作制御を行って載荷試験を自律的に実行可能なコントローラ９１を有する。
さらに、制御装置９０は、コントローラ９１に接続された表示装置９２、記憶部９３、入力装置９４、操作装置９５、処理装置９６を有する。
【0080】
上記コントローラ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って載荷試験装置１０の各部の動作を制御する。ＲＯＭは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、システムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや初期設定データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。特に、ＲＯＭには、載荷試験を実行するための制御プログラムが記憶されているものとする。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
上記コントローラ９１は、ＰＣ（personal computer）を利用してもよい。
上記コントローラ９１は、ＰＣ（personal computer）を利用してもよい。
【0081】
各油圧シリンダ６２３、４３、４４３は、いずれも、図示しない油圧供給源から電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａを通じて油圧の供給が行われる。
各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａは、内蔵されたアクチュエータにより弁位置の切り替えを行うことができ、これにより、各油圧シリンダ６２３、４３、４４３の動作方向の切り替え、推力の保持、推力の解放を制御することができる。
各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａは、駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂを介してコントローラ９１と接続されている。各駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂは、コントローラ９１の動作指令を電気信号に変換し、増幅して各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａに入力する。
コントローラ９１は、上記駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂ及び各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａを通じて、各油圧シリンダ６２３、４３、４４３の動作制御を可能としている。
各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａは、内蔵されたアクチュエータにより弁位置の切り替えを行うことができ、これにより、各油圧シリンダ６２３、４３、４４３の動作方向の切り替え、推力の保持、推力の解放を制御することができる。
各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａは、駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂを介してコントローラ９１と接続されている。各駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂは、コントローラ９１の動作指令を電気信号に変換し、増幅して各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａに入力する。
コントローラ９１は、上記駆動回路６２３ｂ、４３ｂ、４４３ｂ及び各電気操作弁６２３ａ、４３ａ、４４３ａを通じて、各油圧シリンダ６２３、４３、４４３の動作制御を可能としている。
【0082】
なお、載荷試験装置１０は、油圧シリンダ６２３、４４３とこれらに接続される電気操作弁６２３ａ、４４３ａ及び駆動回路６２３ｂ、４４３ｂを複数備えているが、図１７ではいずれも一つのみを図示し、他のものは図示を省略している。
【0083】
また、コントローラ９１には、前述した測定装置７０を構成する各センサ７１～７４が、それぞれ、アンプ７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ及びＡ／Ｄ変換器７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂを介して接続されている。
アンプ７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａは、各センサ７１～７４の各々からの検出信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂは、それぞれの検出信号のＡ／Ｄ変換を行ってコントローラ９１に入力する。
アンプ７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａは、各センサ７１～７４の各々からの検出信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂは、それぞれの検出信号のＡ／Ｄ変換を行ってコントローラ９１に入力する。
【0084】
また、コントローラ９１には、距離センサ４５がアンプ４５ａ及びＡ／Ｄ変換器４５ｂを介して接続されている。
アンプ４５ａは、距離センサ４５からの検出信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器４５ｂは、検出信号のＡ／Ｄ変換を行ってコントローラ９１に入力する。
アンプ４５ａは、距離センサ４５からの検出信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器４５ｂは、検出信号のＡ／Ｄ変換を行ってコントローラ９１に入力する。
【0085】
表示装置９２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイなどの表示パネルを有する。
表示装置９２は、載荷試験によって取得した検出データや後述する処理装置９６が検出データに基づいて作成したグラフ等の加工データ等の表示を行う。
表示装置９２は、載荷試験によって取得した検出データや後述する処理装置９６が検出データに基づいて作成したグラフ等の加工データ等の表示を行う。
【0086】
記憶部９３は、載荷試験によって取得した検出データや後述する処理装置９６が検出データに基づいて作成したグラフ等の加工データ等の情報を書き込み及び読み出し可能に記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶装置である。
【0087】
入力装置９４は、例えば、載荷試験を行う技師等のユーザーが、載荷試験に実行の前提となるパラメータの設定入力等を行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード、タッチパッド、マルチファンクションスイッチなどの操作要素を有する。
入力装置９４からは、例えば、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量、(2)クッション材３０によるバネ定数、(3)錘２０の落下回数、(4)昇降装置４０による錘２０の吊り上げ高さ（複数回落下を実施する場合には各落下時の吊り上げ高さ）、(5)目標荷重、(6)目標変位等を設定することができる。なお、これらのパラメータは一例であって、上記に限定されない。
入力装置９４からは、例えば、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量、(2)クッション材３０によるバネ定数、(3)錘２０の落下回数、(4)昇降装置４０による錘２０の吊り上げ高さ（複数回落下を実施する場合には各落下時の吊り上げ高さ）、(5)目標荷重、(6)目標変位等を設定することができる。なお、これらのパラメータは一例であって、上記に限定されない。
【0088】
操作装置９５は、例えば、載荷試験を行う技師等のユーザーが、載荷試験をマニュアル操作で実行する際に操作入力等を行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、タッチパッド、操作レバーなどの操作要素を有する。
操作装置９５は、ユーザーが手動操作するリモコンの態様であってもよい。その場合、操作装置９５は、コントローラ９１に対して有線通信を行う構成でも良いし、無線通信を行う構成でも良い。
操作装置９５は、ユーザーが手動操作するリモコンの態様であってもよい。その場合、操作装置９５は、コントローラ９１に対して有線通信を行う構成でも良いし、無線通信を行う構成でも良い。
【0089】
処理装置９６は、コントローラ９１を通じて各センサ７１～７４の検出データが入力され、当該検出データに対して所定の加工処理を行う演算装置である。処理装置９６は、ＰＣ（personal computer）を利用してもよい。また、前述したコントローラ９１と処理装置９６のそれぞれの機能を共通する一台のＰＣで実行する構成としてもよい。
また、ＰＣを利用する場合には、前述した表示装置９２、記憶部９３及び入力装置９４の一部又は全部について、ＰＣが備える表示装置、記憶部又は入力装置を利用してもよい。
また、ＰＣを利用する場合には、前述した表示装置９２、記憶部９３及び入力装置９４の一部又は全部について、ＰＣが備える表示装置、記憶部又は入力装置を利用してもよい。
【0090】
処理装置９６は、例えば、各検出データの変化を時間軸で示した検出結果の表示データの生成、二種類の検出データから相互の相関データ（例えば、荷重と変位の相関等）及びその表示データの生成等を行う。また、処理装置９６は、加速度の検出データを積分して速度データや変位データ等の加工データを導出する。
さらに、処理装置９６は、取得した検出データ、相関データ、加工データに対して、除荷点法等の既知の手法を利用して、試験杭Ｐにおける静的荷重と変位の相関を示す相関データを導出する処理を行ってもよい。
処理装置９６が生成した各種のデータはコントローラ９１に入力され、コントローラ９１から記憶部９３に格納される。また、処理装置９６が表示データを生成した場合には、表示装置９２において当該表示データに基づく表示が行われる。
さらに、処理装置９６は、取得した検出データ、相関データ、加工データに対して、除荷点法等の既知の手法を利用して、試験杭Ｐにおける静的荷重と変位の相関を示す相関データを導出する処理を行ってもよい。
処理装置９６が生成した各種のデータはコントローラ９１に入力され、コントローラ９１から記憶部９３に格納される。また、処理装置９６が表示データを生成した場合には、表示装置９２において当該表示データに基づく表示が行われる。
【0091】
［載荷試験装置の設置］
図１８は錘２０（第一錘体２１及び第二錘体２２）を装備していない載荷試験装置１０を試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に設置する作業を右側方から見た説明図、図１９は杭頭Ｐ１に設置された載荷試験装置１０に錘２０を取り付ける作業を右側方から見た説明図、図２０は載荷試験装置に１０に取り付けるために吊り上げられた錘２０の正面図である。
図１８は錘２０（第一錘体２１及び第二錘体２２）を装備していない載荷試験装置１０を試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に設置する作業を右側方から見た説明図、図１９は杭頭Ｐ１に設置された載荷試験装置１０に錘２０を取り付ける作業を右側方から見た説明図、図２０は載荷試験装置に１０に取り付けるために吊り上げられた錘２０の正面図である。
【0092】
図１８に示すように、載荷試験装置１０は、錘２０の第一錘体２１及び第二錘体２２が取り付けられていない状態で杭頭Ｐ１に設置される。
なお、錘２０の上部ブラケット２３は、昇降体４２の把持装置４４に把持されており、下部ブラケット２４は、挿通孔２４４にポスト４１が挿通された状態でクッション材３０の上に載置されている。
載荷試験装置１０は、ポスト４１の上端部にある被係止部４１１に対してフックｈに連結されたワイヤロープｗが通され、図示しないクレーンによって吊り上げられて、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の上方に運ばれる。
そして、クレーンによって載荷試験装置１０を下降させて、クランプ装置６０の各固定クランプユニット６１及び各可動クランプユニット６２が全て試験杭Ｐの内側となるように上方から杭頭Ｐ１に挿入し、台座５０を杭頭Ｐ１に載置する。
その後、例えば、操作装置９５を操作して、各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３により圧接板６２１を進出移動させることにより、各可動クランプユニット６２の圧接板６２１の圧接面と各固定クランプユニット６１の圧接板６１１の圧接面とを試験杭Ｐの内周面に圧接させて載荷試験装置１０を杭頭Ｐ１に固定する。
なお、錘２０の上部ブラケット２３は、昇降体４２の把持装置４４に把持されており、下部ブラケット２４は、挿通孔２４４にポスト４１が挿通された状態でクッション材３０の上に載置されている。
載荷試験装置１０は、ポスト４１の上端部にある被係止部４１１に対してフックｈに連結されたワイヤロープｗが通され、図示しないクレーンによって吊り上げられて、試験杭Ｐの杭頭Ｐ１の上方に運ばれる。
そして、クレーンによって載荷試験装置１０を下降させて、クランプ装置６０の各固定クランプユニット６１及び各可動クランプユニット６２が全て試験杭Ｐの内側となるように上方から杭頭Ｐ１に挿入し、台座５０を杭頭Ｐ１に載置する。
その後、例えば、操作装置９５を操作して、各可動クランプユニット６２の油圧シリンダ６２３により圧接板６２１を進出移動させることにより、各可動クランプユニット６２の圧接板６２１の圧接面と各固定クランプユニット６１の圧接板６１１の圧接面とを試験杭Ｐの内周面に圧接させて載荷試験装置１０を杭頭Ｐ１に固定する。
【0093】
次いで、図１９に示すように、錘２０の第一錘体２１及び第二錘体２２が吊り上げられる。第一錘体２１及び第二錘体２２は、連結ボルト２１４により一体的に連結されており、第一錘体２１の左右の側面にある被係止部２１２にフックｈに連結された二本のワイヤロープｗが通され、図示しないクレーンによって吊り上げられて、載荷試験装置１０のクッション材３０の上に配置された下部ブラケット２４の上に運ばれる。
【0094】
このとき、第一錘体２１及び第二錘体２２の挿通部２１１，２２１は、前方に向かって開口した溝状であることから、ポスト４１の上端部より上方まで吊り上げる必要がなく、第二錘体２２の底面がクッション材３０の上に配置された下部ブラケット２４の上面よりも上となる高さまで吊り上げればよい。
そして、第一錘体２１及び第二錘体２２の挿通部２１１，２２１の開口端を前方に向けた状態で、ポスト４１の後方から第一錘体２１及び第二錘体２２を前方に移動させることにより、挿通部２１１，２２１の深部までポスト４１を導入することができる。
そして、第一錘体２１及び第二錘体２２を下してから二本のワイヤロープｗを外し、第一錘体２１及び第二錘体２２の上下に上部ブラケット２３と下部ブラケット２４とを連結することにより、試験杭Ｐに対する載荷試験装置１０の設置作業が完了する。
そして、第一錘体２１及び第二錘体２２の挿通部２１１，２２１の開口端を前方に向けた状態で、ポスト４１の後方から第一錘体２１及び第二錘体２２を前方に移動させることにより、挿通部２１１，２２１の深部までポスト４１を導入することができる。
そして、第一錘体２１及び第二錘体２２を下してから二本のワイヤロープｗを外し、第一錘体２１及び第二錘体２２の上下に上部ブラケット２３と下部ブラケット２４とを連結することにより、試験杭Ｐに対する載荷試験装置１０の設置作業が完了する。
【0095】
なお、図２０に示すように、錘２０の第一錘体２１及び第二錘体２２を吊り上げる際の二本のワイヤロープｗの上端部は、スペーサｓによって、少なくとも第一錘体２１の左右方向の幅よりも広く離隔されている。
このスペーサｓによって、ポスト４１の後方から第一錘体２１及び第二錘体２２を前方に移動させる際に、上方に退避している上部ブラケット２３と左右のワイヤロープｗの干渉を避けることが可能となる。
このスペーサｓによって、ポスト４１の後方から第一錘体２１及び第二錘体２２を前方に移動させる際に、上方に退避している上部ブラケット２３と左右のワイヤロープｗの干渉を避けることが可能となる。
【0096】
［載荷試験装置による載荷試験］
上記載荷試験装置１０の載荷試験の流れを説明する。載荷試験は、主に、制御装置９０による各部の制御に基づいて自律的に実行される。図２１は制御装置９０のコントローラ９１が行う載荷試験の動作制御を示すフローチャートである。
上記載荷試験装置１０の載荷試験の流れを説明する。載荷試験は、主に、制御装置９０による各部の制御に基づいて自律的に実行される。図２１は制御装置９０のコントローラ９１が行う載荷試験の動作制御を示すフローチャートである。
【0097】
まず、ユーザーから入力装置９４を通じて、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量、(2)クッション材３０によるバネ定数、(3)錘２０の落下回数、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さ、(5)目標荷重、(6)目標変位、の各パラメータが入力されると、コントローラ９１は、これらのパラメータを記憶部９３に記憶する（ステップＳ１）。
【0098】
載荷試験装置１０の動作を開始するにあたって、コントローラ９１は、錘２０の落下回数のカウントを開始する（ステップＳ３）。例えば、載荷試験の開始当初であれば、落下回数のカウント値が１に設定される。
そして、コントローラ９１は、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えたか否かを判定する（ステップＳ５）。
そして、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えている場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、(1)～(4)のパラメータが適正ではないものとして、(1)～(4)のパラメータの再設定が要求される（ステップＳ２７）。特に、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さのパラメータについて再設定が要求される処理を行ってもよい。そして、パラメータの再設定が行われると、ステップＳ３に処理が戻される。
一方、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えていない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、載荷試験を継続する。
そして、コントローラ９１は、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えたか否かを判定する（ステップＳ５）。
そして、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えている場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、(1)～(4)のパラメータが適正ではないものとして、(1)～(4)のパラメータの再設定が要求される（ステップＳ２７）。特に、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さのパラメータについて再設定が要求される処理を行ってもよい。そして、パラメータの再設定が行われると、ステップＳ３に処理が戻される。
一方、落下回数のカウント値がステップＳ１で設定された(3)錘２０の落下回数を超えていない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、載荷試験を継続する。
【0099】
載荷試験の当初には、錘２０は、昇降装置４０に保持されておらず、クッション材３０の上に載置された状態にあるので、コントローラ９１は、錘２０を保持するために、電気操作弁４３ａを通じて油圧シリンダ４３を制御し、昇降体４２の下降移動を開始する（ステップＳ７）。
さらに、コントローラ９１は、距離センサ４５によって検出される昇降体４２の高さを監視し、昇降体４２が錘２０の上面近傍となる目標高さとなるまで下降移動させる（ステップＳ９）。
さらに、コントローラ９１は、距離センサ４５によって検出される昇降体４２の高さを監視し、昇降体４２が錘２０の上面近傍となる目標高さとなるまで下降移動させる（ステップＳ９）。
【0100】
ここで、錘２０の上面高さは、(1)錘２０の重量と(2)クッション材３０のバネ定数の二つのパラメータから取得することができる。
即ち、(1)錘２０の重量から使用される錘体の厚さと枚数が決定するので、錘２０そのものの高さを求めることができる。さらに、(2)クッション材３０のバネ定数から、使用されるクッション材３０の枚数が決定するので、クッション材３０の上面高さも求めることができる。
従って、これらの合計から台座５０の上面から錘２０の上面までの高さが求まるので、コントローラ９１は、錘２０の上面のガイド機構２５の高さを考慮して昇降体４２の目標高さを決定することができる。
即ち、(1)錘２０の重量から使用される錘体の厚さと枚数が決定するので、錘２０そのものの高さを求めることができる。さらに、(2)クッション材３０のバネ定数から、使用されるクッション材３０の枚数が決定するので、クッション材３０の上面高さも求めることができる。
従って、これらの合計から台座５０の上面から錘２０の上面までの高さが求まるので、コントローラ９１は、錘２０の上面のガイド機構２５の高さを考慮して昇降体４２の目標高さを決定することができる。
【0101】
なお、錘２０は、クッション材３０の上に載置され、当該クッション材３０は収縮を生じ得るため、クッション材３０の上面高さを求める際には、収縮分を考慮した係数を乗じてもよい。
また、記憶部９３に、設定された(1)錘２０の重量の複数の数値と(2)クッション材３０のバネ定数の複数の数値とに応じて昇降体４２の適正な目標高さが定められたテーブルデータを用意してもよい。この場合、コントローラ９１は、(1)錘２０の重量と(2)クッション材３０のバネ定数の設定値から、テーブルデータを参照して、昇降体４２の適正な目標高さを特定する。
また、記憶部９３に、設定された(1)錘２０の重量の複数の数値と(2)クッション材３０のバネ定数の複数の数値とに応じて昇降体４２の適正な目標高さが定められたテーブルデータを用意してもよい。この場合、コントローラ９１は、(1)錘２０の重量と(2)クッション材３０のバネ定数の設定値から、テーブルデータを参照して、昇降体４２の適正な目標高さを特定する。
【0102】
距離センサ４５によって昇降体４２が目標高さに達したことが検出されると、コントローラ９１は、昇降体４２の下降を停止させる（ステップＳ１１）。この時、錘２０の二つの被把持部２６のプレート２６２が昇降体４２の各開口４２５に挿入された状態となる。
従って、コントローラ９１は、電気操作弁４４３ａを通じて把持装置４４の各油圧シリンダ４４３を制御し、プレート２６２の把持を行う（ステップＳ１３）
従って、コントローラ９１は、電気操作弁４４３ａを通じて把持装置４４の各油圧シリンダ４４３を制御し、プレート２６２の把持を行う（ステップＳ１３）
【0103】
次いで、コントローラ９１は、錘２０を落下させるための目標とする吊り上げ高さまで吊り上げるために、電気操作弁４３ａを通じて油圧シリンダ４３を制御し、昇降体４２を錘２０と共に上昇させる（ステップＳ１５）。
このとき、コントローラ９１は、距離センサ４５によって検出される昇降体４２の高さを監視し、昇降体４２が目標とする吊り上げ高さに対応する高さとなるまで上昇移動させる（ステップＳ１７）。
このとき、コントローラ９１は、距離センサ４５によって検出される昇降体４２の高さを監視し、昇降体４２が目標とする吊り上げ高さに対応する高さとなるまで上昇移動させる（ステップＳ１７）。
【0104】
ここで、錘２０の目標とする吊り上げ高さは、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さのパラメータから取得することができる。錘２０の落下回数が複数回に設定されており、各回ごとに異なる吊り上げ高さが設定されている場合には、コントローラ９１は、ステップＳ３の処理で設定された現在の落下回数のカウント値から目標とする吊り上げ高さを特定することができる。
【0105】
錘２０の吊り上げ高さは、クッション材３０の上面から錘２０の下部ブラケット２４の底面までの距離である。
クッション材３０の上面高さは、前述した通り、設定された(2)クッション材３０のバネ定数から特定することができる。
錘２０のそのものの高さは、前述した通り、設定された(1)錘２０の重量から特定することができる。
錘２０を把持した状態での錘２０の上面から昇降体４２の上フランジ４２２の上面までの高さは、昇降体４２及び被把持部２６のプレート２６２の設計値から取得することができる。
従って、コントローラ９１は、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量、(2)クッション材３０によるバネ定数、(3)錘２０の落下回数、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さから、目標とする錘２０の吊り上げ高さとなる場合の昇降体４２の上フランジ４２２の上面の高さ（以下、昇降体４２の目標高さという）を取得することができる。
クッション材３０の上面高さは、前述した通り、設定された(2)クッション材３０のバネ定数から特定することができる。
錘２０のそのものの高さは、前述した通り、設定された(1)錘２０の重量から特定することができる。
錘２０を把持した状態での錘２０の上面から昇降体４２の上フランジ４２２の上面までの高さは、昇降体４２及び被把持部２６のプレート２６２の設計値から取得することができる。
従って、コントローラ９１は、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量、(2)クッション材３０によるバネ定数、(3)錘２０の落下回数、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さから、目標とする錘２０の吊り上げ高さとなる場合の昇降体４２の上フランジ４２２の上面の高さ（以下、昇降体４２の目標高さという）を取得することができる。
【0106】
距離センサ４５によって昇降体４２の目標高さに達したことが検出されると、コントローラ９１は、昇降体４２の上昇を停止させる（ステップＳ１９）。
そして、コントローラ９１は、各センサ７１～７４の検出データの記録を開始すると共に（ステップＳ２１）、電気操作弁４４３ａを通じて把持装置４４の各油圧シリンダ４４３を制御し、プレート２６２を把持状態から解放して錘２０を落下させる（ステップＳ２３）。
これにより、錘２０がクッション材３０を介して試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に落下し、その際の杭頭Ｐ１に加わる荷重、杭頭Ｐ１の加速度、杭頭Ｐ１に生じる変位、杭頭Ｐ１に生じる歪みが計測される。
このとき、コントローラ９１は、処理装置９６に対して、各検出データの表示データの生成、各種の相関データや加工データの導出を実行させてもよい。さらに、コントローラ９１は、処理装置９６が生成した各種の表示データを表示装置９２に表示させてもよい。
そして、コントローラ９１は、各センサ７１～７４の検出データの記録を開始すると共に（ステップＳ２１）、電気操作弁４４３ａを通じて把持装置４４の各油圧シリンダ４４３を制御し、プレート２６２を把持状態から解放して錘２０を落下させる（ステップＳ２３）。
これにより、錘２０がクッション材３０を介して試験杭Ｐの杭頭Ｐ１に落下し、その際の杭頭Ｐ１に加わる荷重、杭頭Ｐ１の加速度、杭頭Ｐ１に生じる変位、杭頭Ｐ１に生じる歪みが計測される。
このとき、コントローラ９１は、処理装置９６に対して、各検出データの表示データの生成、各種の相関データや加工データの導出を実行させてもよい。さらに、コントローラ９１は、処理装置９６が生成した各種の表示データを表示装置９２に表示させてもよい。
【0107】
コントローラ９１は、計測によって得られた荷重又は杭頭Ｐ１に生じる変位のいずれかが設定パラメータの(5)目標荷重又は(6)目標変位以上となったか否かを判定し（ステップＳ２５）、いずれもパラメータに達していない場合には、ステップＳ３に処理を戻して再計測を行う。
また、計測によって得られた荷重又は杭頭Ｐ１に生じる変位のいずれか一方が設定されパラメータの(5)目標荷重又は(6)目標変位以上となった場合には、錘２０の落下回数のカウント値が設定パラメータの(3)錘２０の落下回数に満たなくとも載荷試験を終了する。
また、計測によって得られた荷重又は杭頭Ｐ１に生じる変位のいずれか一方が設定されパラメータの(5)目標荷重又は(6)目標変位以上となった場合には、錘２０の落下回数のカウント値が設定パラメータの(3)錘２０の落下回数に満たなくとも載荷試験を終了する。
【0108】
［発明の実施形態の技術的効果］
上記載荷試験装置１０は、台座５０とクランプ装置６０とクッション材３０と錘２０と昇降装置４０とからなる装置全体の重量が台座５０に加わり、当該台座５０は、杭頭Ｐ１の上端部に載置された状態でクランプ装置６０の各油圧シリンダ６２３により固定される構造である。
これにより、載荷試験装置１０を杭頭Ｐ１に載置し、各油圧シリンダ６２３を作動させるという非常に少ない工数で載荷試験装置１０の設置作業を完了させることができる。つまり、載荷試験装置１０は、従来の載荷試験装置のように、地盤に装置を固定する架台等の構造物を構築し設置する作業を不要とし、作業負担を飛躍的に低減し、これに伴い、設置作業を行う作業者の人数や費用も低減することが可能である。
さらに、架台等の構造物を不要とするので、水上や泥地、傾斜地や高天端など杭周辺の地盤条件に関わらず、試験を行うことが可能である。
上記載荷試験装置１０は、台座５０とクランプ装置６０とクッション材３０と錘２０と昇降装置４０とからなる装置全体の重量が台座５０に加わり、当該台座５０は、杭頭Ｐ１の上端部に載置された状態でクランプ装置６０の各油圧シリンダ６２３により固定される構造である。
これにより、載荷試験装置１０を杭頭Ｐ１に載置し、各油圧シリンダ６２３を作動させるという非常に少ない工数で載荷試験装置１０の設置作業を完了させることができる。つまり、載荷試験装置１０は、従来の載荷試験装置のように、地盤に装置を固定する架台等の構造物を構築し設置する作業を不要とし、作業負担を飛躍的に低減し、これに伴い、設置作業を行う作業者の人数や費用も低減することが可能である。
さらに、架台等の構造物を不要とするので、水上や泥地、傾斜地や高天端など杭周辺の地盤条件に関わらず、試験を行うことが可能である。
【0109】
また、載荷試験装置１０の、錘２０は、当該錘２０をポスト４１に沿って落下させるガイド機構２５を備えているので、錘２０とポスト４１の摺動を抑制し、安定した軌道で円滑に錘２０の落下動作を行うことが可能となる。
特に、ガイド機構２５をローラ機構２５３で構成した場合には、錘２０とポスト４１の摩擦がより効果的に低減し、安定した軌道でより円滑に錘２０の落下動作を行うことが可能となる。
特に、ガイド機構２５をローラ機構２５３で構成した場合には、錘２０とポスト４１の摩擦がより効果的に低減し、安定した軌道でより円滑に錘２０の落下動作を行うことが可能となる。
【0110】
また、載荷試験装置１０は、台座５０に対してクランプ装置６０のクランプユニット６１，６２を着脱可能としているので、クランプユニット６１，６２の換装が可能となり、サイズや形状が異なる試験杭に対して載荷試験装置１０を固定することが可能となる。
また、台座５０における各クランプユニット６１，６２の取付孔５１４が各所に形成されているので、各クランプユニット６１，６２の位置調節を行うことができ、これにより、各クランプユニット６１，６２の交換を伴うことなく、サイズや形状が異なる試験杭に対して載荷試験装置１０を固定することが可能となる。
また、台座５０における各クランプユニット６１，６２の取付孔５１４が各所に形成されているので、各クランプユニット６１，６２の位置調節を行うことができ、これにより、各クランプユニット６１，６２の交換を伴うことなく、サイズや形状が異なる試験杭に対して載荷試験装置１０を固定することが可能となる。
【0111】
さらに、台座５０を昇降装置４０に対してボルト等の締結部材で連結した場合には、台座５０を昇降装置４０から取り外すことができるので、台座５０そのものを交換することが可能となる。この場合も、サイズや形状が異なる試験杭に対して載荷試験装置１０を固定することが可能となる。
さらに、台座５０の交換により、サイズが異なるクッション材３０や錘２０を支持することが可能となり、載荷試験装置１０によって試験を行うことが可能な錘２０の重量の範囲を拡張することが可能となる。
さらに、台座５０の交換により、サイズが異なるクッション材３０や錘２０を支持することが可能となり、載荷試験装置１０によって試験を行うことが可能な錘２０の重量の範囲を拡張することが可能となる。
【0112】
また、クッション材３０は、複数枚を積層した状態で使用するので、クッション材３０の積層枚数を調整することにより、バネ定数を容易に調整することができる。これにより、載荷試験装置１０によって試験を行うことが可能なバネ定数の範囲を拡張することが可能となる。
【0113】
また、錘２０の第一錘体２１や第二錘体２２が、ポスト４１の周囲の一部分を分断した形状（前方に開口した形状）となる挿通部２１１，２２１を有するので、重量物である第一錘体２１や第二錘体２２をクッション材３０の上に配置する際に、ポスト４１の上端部まで吊り上げる必要がなく、ポスト４１の側方から第一錘体２１や第二錘体２２を配置することができ、第一錘体２１や第二錘体２２の配置作業や交換作業を容易に行うことが可能となる。
【0114】
また、昇降体４２は、油圧シリンダ４４３により錘２０の被把持部２６のプレート２６２を把持する把持装置４４を備え、当該把持装置４４の開閉動作によって錘２０の保持と解放とを行う。
把持装置４４は、このような把持構造を採るので、錘２０を落下させる際の良好な反応性を得ることが可能となる。
把持装置４４は、このような把持構造を採るので、錘２０を落下させる際の良好な反応性を得ることが可能となる。
【0115】
また、載荷試験装置１０は、制御装置９０のコントローラ９１によって、昇降体４２による錘２０の保持、上昇及び落下の一連の動作が行われるので、試験中においてユーザーが行う作業を少なくすると共に試験中のユーザーの拘束の程度を低減し、作業負担を飛躍的に低減させることが可能となる。
特に、上記昇降体４２による錘２０の保持、上昇及び落下の一連の動作が、入力装置９４によって設定入力された各種のパラメータに基づいて行われることにより、所望の載荷試験の条件を満たす載荷試験を極めて少ない作業負担で行うことが可能となる。
例えば、制御装置９０のコントローラ９１により、設定入力された載荷試験のパラメータ（(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さ）に基づく高さから錘２０を落下させる制御が行われる場合には、錘２０の吊り上げ高さの調節作業をユーザーが行うことが不要となり、作業負担の軽減と作業時間の短縮による試験の迅速化を図ることが可能となる。
特に、上記昇降体４２による錘２０の保持、上昇及び落下の一連の動作が、入力装置９４によって設定入力された各種のパラメータに基づいて行われることにより、所望の載荷試験の条件を満たす載荷試験を極めて少ない作業負担で行うことが可能となる。
例えば、制御装置９０のコントローラ９１により、設定入力された載荷試験のパラメータ（(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さ）に基づく高さから錘２０を落下させる制御が行われる場合には、錘２０の吊り上げ高さの調節作業をユーザーが行うことが不要となり、作業負担の軽減と作業時間の短縮による試験の迅速化を図ることが可能となる。
【0116】
さらに、(1)載荷試験に使用される錘２０の重量の設定のパラメータを任意に設定した場合に、第一錘体２１や第二錘体２２もしくはそれ以上の錘体を追加するか否かによって錘２０の下端からクッション材３０の上端までの距離が変動するため、例えば、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さ等の他のパラメータ等を自動的に制御装置９０が修正し、適正な条件で試験を実行する機能を制御装置９０に持たせてもよい。このような場合には、ユーザーがパラメータの調整を行うことが不要となり、作業負担のさらなる軽減と作業時間の短縮による試験のさらなる迅速化を図ることが可能となる。
【0117】
また、載荷試験装置１０では、制御装置９０のコントローラ９１によって、昇降体４２による錘２０の保持、上昇及び落下の一連の動作を複数回実行する制御が行われるので、ユーザーが行う作業の低減により、従来は長時間を要する複数回の載荷試験を迅速化すると共にユーザーの作業負担も効果的に低減することができる。
特に、載荷試験装置１０では、制御装置９０のコントローラ９１によって、複数回の載荷試験ごとに、高さを変えて錘を落下させる制御を行うので、毎回の載荷試験における錘２０の吊り上げ高さの調節作業も不要とし、ユーザーの作業負担もより効果的に低減することができる。
特に、載荷試験装置１０では、制御装置９０のコントローラ９１によって、複数回の載荷試験ごとに、高さを変えて錘を落下させる制御を行うので、毎回の載荷試験における錘２０の吊り上げ高さの調節作業も不要とし、ユーザーの作業負担もより効果的に低減することができる。
【0118】
また、コントローラ９１が、(4)各落下時の錘２０の吊り上げ高さのパラメータについて、(5)目標荷重又は(6)目標変位が得られないときに、段階的に規定量分だけ高さを高くする処理を自動的に行うように構成することで、(5)目標荷重又は(6)目標変位を得るための試験の自動化を図ることができ、試験条件（(1)～(4)のパラメータの一部又は全部）を自動的に取得することが可能となる。
【0119】
［形状、構造の異なる試験杭への適用］
上記実施形態では、断面円形の鋼管杭からなる試験杭Ｐに載荷試験装置１０を固定して載荷試験を行う例を説明したが、鋼管杭に限らず、載荷試験装置１０を固定可能なあらゆる形状又は構造の杭を試験杭の対象とすることが可能である。
上記実施形態では、断面円形の鋼管杭からなる試験杭Ｐに載荷試験装置１０を固定して載荷試験を行う例を説明したが、鋼管杭に限らず、載荷試験装置１０を固定可能なあらゆる形状又は構造の杭を試験杭の対象とすることが可能である。
【0120】
図２２～図２６は、断面形状が一方に向かって開放形状となる、いわゆる鋼矢板を試験杭Ｐｙとして載荷試験装置１０を設置した例を示している。
図２２は鋼矢板を試験杭Ｐｙとした場合の載荷試験装置１０の台座５０及びクランプ装置６０の正面図、図２３は右側面図、図２４は底面図である。
図２２は鋼矢板を試験杭Ｐｙとした場合の載荷試験装置１０の台座５０及びクランプ装置６０の正面図、図２３は右側面図、図２４は底面図である。
【0121】
鋼矢板からなる試験杭Ｐｙは、断面形状が一方に開口端を向けた略コ字状又はＵ字状であって、その両端部に継手を有する構造である。鋼矢板からなる試験杭Ｐｙは、継手によって隣り合う試験杭Ｐｙ同士を連結した状態で地盤に埋設させることが可能である。なお、隣り合う試験杭Ｐｙ同士を連結する場合、断面形状における開口端を互いに逆側に向けた状態とする。図２２～図２４の例では、連結された三枚の試験杭Ｐｙの杭頭に載荷試験装置１０を固定した状態を示している。
【0122】
前述した鋼管杭の場合には、クランプ装置６０は、固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２からなるユニット対を二組使用する構成としたが、三枚の試験杭Ｐｙの杭頭に載荷試験装置１０を固定する場合には、試験杭Ｐｙの枚数に合わせて、ユニット対を三組使用することが好ましい。なお、より多くのユニット対を使用しても良い。
【0123】
前述したように、台座５０の底板５１２の左右方向中央部と左端部と右端部とには、各ユニット６１，６２の横方向のボルトの間隔と等しい間隔で前後方向に沿った二本一組とする取付孔５１４の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲが三組形成されている
従って、ユニット対を構成する固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２を前後方向に並べて圧接面同士を対向させた状態で、取付孔５１４の三本の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲに個別に配置することができる。
従って、ユニット対を構成する固定クランプユニット６１及び可動クランプユニット６２を前後方向に並べて圧接面同士を対向させた状態で、取付孔５１４の三本の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲに個別に配置することができる。
【0124】
三枚の試験杭Ｐｙは、中央の試験杭Ｐｙとその両側の試験杭Ｐｙとが開口端を前後逆方向に向けた状態で連結されているので、中央の試験杭Ｐｙに対するユニット対のクランプ位置と両側の試験杭Ｐｙの試験杭Ｐｙに対するユニット対のクランプ位置とは、前後方向にズレを生じる。これに対して、各クランプ対は、取付孔５１４の三本の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲの長手方向（前後方向）に沿って異なる位置に配置することができる。
これにより、図２４に示すように、左右方向に並んだ三枚の試験杭Ｐｙを適正にクランプできるように各クランプ対のクランプユニット６１，６２を配置することができるので、載荷試験装置１０は、鋼矢板からなる試験杭Ｐｙに対しても、杭頭に十分な強度を持って固定することができ、良好な載荷試験を行うことが可能である。
これにより、図２４に示すように、左右方向に並んだ三枚の試験杭Ｐｙを適正にクランプできるように各クランプ対のクランプユニット６１，６２を配置することができるので、載荷試験装置１０は、鋼矢板からなる試験杭Ｐｙに対しても、杭頭に十分な強度を持って固定することができ、良好な載荷試験を行うことが可能である。
【0125】
また、図２５は図２４よりも前後幅の狭い鋼矢板からなる試験杭Ｐｙに対するクランプユニット６１，６２の配置を示した底面図、図２６は図２５よりも前後幅の狭い鋼矢板からなる試験杭Ｐｙに対するクランプユニット６１，６２の配置を示した底面図である。
前述したように、台座５０の底板５１２の左右方向中央部と左端部と右端部とには、取付孔５１４の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲが三組形成されているので、各クランプユニット６１，６２の前後方向の位置調節が可能である。このため、前後幅が異なる鋼矢板からなる試験杭Ｐｙも適正にクランプして、載荷試験装置１０を各試験杭Ｐｙの杭頭に対して十分な強度を持って固定することができる。
前述したように、台座５０の底板５１２の左右方向中央部と左端部と右端部とには、取付孔５１４の列５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲが三組形成されているので、各クランプユニット６１，６２の前後方向の位置調節が可能である。このため、前後幅が異なる鋼矢板からなる試験杭Ｐｙも適正にクランプして、載荷試験装置１０を各試験杭Ｐｙの杭頭に対して十分な強度を持って固定することができる。
【0126】
なお、断面形状が半円状の鋼矢板を試験杭Ｐｙとする場合も、図２４～図２６に示すクランプユニット６１，６２の配置に対して前後方向に位置調節を行うことで、載荷試験装置１０を各試験杭Ｐｙの杭頭に対して十分な強度を持って固定することが可能である。
また、鋼矢板の試験杭Ｐｙを三枚連結した例を示したが、試験杭Ｐｙはより少ない場合やより多い場合でも、載荷試験装置１０を杭頭に対して十分な強度を持って固定することが可能である。その場合、試験杭Ｐｙの枚数に応じて、クランプユニット６１，６２の配置のさらなる適正化を図ることが可能な形状、寸法又は取付孔５１４の配置を有する底板５１２を有する台座５０に交換してもよい。
また、鋼矢板の試験杭Ｐｙを三枚連結した例を示したが、試験杭Ｐｙはより少ない場合やより多い場合でも、載荷試験装置１０を杭頭に対して十分な強度を持って固定することが可能である。その場合、試験杭Ｐｙの枚数に応じて、クランプユニット６１，６２の配置のさらなる適正化を図ることが可能な形状、寸法又は取付孔５１４の配置を有する底板５１２を有する台座５０に交換してもよい。
【0127】
［その他］
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、実施形態において、単一の部材により一体的に形成された構成要素は、複数の部材に分割されて互いに連結又は固着された構成要素に置換してもよい。また、複数の部材が連結されて構成された構成要素は、単一の部材により一体的に形成された構成要素に置換してもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、実施形態において、単一の部材により一体的に形成された構成要素は、複数の部材に分割されて互いに連結又は固着された構成要素に置換してもよい。また、複数の部材が連結されて構成された構成要素は、単一の部材により一体的に形成された構成要素に置換してもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0128】
例えば、クッション材３０は、挿通孔３１１に挿通されたポスト４１の周囲全体を切れ目なく囲繞する構造を例示したが、これに限定されない。例えば、錘２０の第一錘体２１や第二錘体２２の挿通部２１１，２２１のように、クッション材３０が挿通孔３１１から周囲のいずれかの方向に分断された形状としてもよい。その場合、ポスト４１の上端部からクッション材３０の挿通孔３１１に挿入する必要がなく、ポスト４１の側方からクッション材３０を配置することができ、クッション材３０の配置作業や交換作業を容易に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【0129】
１０ 載荷試験装置
２０ 錘
２１ 第一錘体
２２ 第二錘体
２１１，２２１ 挿通部
２３ 上部ブラケット
２４ 下部ブラケット
２３４，２４４ 挿通孔
２５ ガイド機構
２５２ ローラ
２５３ ローラ機構
２６ 被把持部
２６１ 基端部
２６２ プレート
２６３ 段部
３０ クッション材
３１ 弾性板
３２ 鉄板
３１１，３２１ 挿通孔
４０ 昇降装置
４１ ポスト（支持部）
４２ 昇降体
４２５ 開口
４３ 油圧シリンダ（第２のアクチュエータ）
４４ 把持装置
４４１ クランプユニット
４４３ 油圧シリンダ（第３のアクチュエータ）
４５ 距離センサ
５０ 台座
５１４ 取付孔
５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲ 列
５１４Ｗ 列
６０ クランプ装置
６１ 固定クランプユニット
６２ 可動クランプユニット
６２３ 油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）
７０ 測定装置
７１ ロードセル
７２ 加速度センサ
７３ 変位センサ
７４ 歪みセンサ
９０ 制御装置
９１ コントローラ
９２ 表示装置
９３ 記憶部
９４ 入力装置
９５ 操作装置
９６ 処理装置
Ｐ，Ｐｙ 試験杭
Ｐ１ 杭頭
２０ 錘
２１ 第一錘体
２２ 第二錘体
２１１，２２１ 挿通部
２３ 上部ブラケット
２４ 下部ブラケット
２３４，２４４ 挿通孔
２５ ガイド機構
２５２ ローラ
２５３ ローラ機構
２６ 被把持部
２６１ 基端部
２６２ プレート
２６３ 段部
３０ クッション材
３１ 弾性板
３２ 鉄板
３１１，３２１ 挿通孔
４０ 昇降装置
４１ ポスト（支持部）
４２ 昇降体
４２５ 開口
４３ 油圧シリンダ（第２のアクチュエータ）
４４ 把持装置
４４１ クランプユニット
４４３ 油圧シリンダ（第３のアクチュエータ）
４５ 距離センサ
５０ 台座
５１４ 取付孔
５１４Ｌ，５１４ＬＬ，５１４ＬＲ 列
５１４Ｗ 列
６０ クランプ装置
６１ 固定クランプユニット
６２ 可動クランプユニット
６２３ 油圧シリンダ（第１のアクチュエータ）
７０ 測定装置
７１ ロードセル
７２ 加速度センサ
７３ 変位センサ
７４ 歪みセンサ
９０ 制御装置
９１ コントローラ
９２ 表示装置
９３ 記憶部
９４ 入力装置
９５ 操作装置
９６ 処理装置
Ｐ，Ｐｙ 試験杭
Ｐ１ 杭頭
【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13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】