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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】P2024126016
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】土構造物の品質管理方法
(51)【国際特許分類】
E02D 1/00 20060101AFI20240911BHJP
E02D 17/18 20060101ALI20240911BHJP
【ＦＩ】
E02D1/00
E02D17/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024028446
(22)【出願日】2024-02-28
(31)【優先権主張番号】P 2023033756
(32)【優先日】2023-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】593089046
【氏名又は名称】青木あすなろ建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100218062
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 悠樹
(72)【発明者】
【氏名】落合 裕正
(72)【発明者】
【氏名】高尾 智仁
(72)【発明者】
【氏名】湊 太郎
(72)【発明者】
【氏名】泉田 真里
【テーマコード（参考）】
2D043
2D044
【Ｆターム（参考）】
2D043AC03
2D043AC05
2D043BA10
2D044CA00
(57)【要約】
【課題】土構造物の施工において、盛土施工に並行して測定可能であり、それぞれの土質に固有な値である比抵抗値に着目することにより、対象とする土構造物の品質管理を簡便かつ正確に行うことが可能な土構造物の品質管理方法を提供すること。
【解決手段】 標準材料土を締固める試験施工と、現地材料土を締固める本施工とを有する土構造物の品質管理方法であって、試験施工は、目標転圧回数取得工程と、試験構造特性値取得工程と、構造特性値Γ表示工程とを備え、本施工は、現地比抵抗値取得工程と、Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、比較工程とを備え、現地比抵抗値ρｆと、構造特性値Γに基づいて、現地比抵抗値取得工程および比較工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】 標準材料土を締固める試験施工と、現地材料土を締固める本施工とを有する土構造物の品質管理方法であって、試験施工は、目標転圧回数取得工程と、試験構造特性値取得工程と、構造特性値Γ表示工程とを備え、本施工は、現地比抵抗値取得工程と、Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、比較工程とを備え、現地比抵抗値ρｆと、構造特性値Γに基づいて、現地比抵抗値取得工程および比較工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
標準材料土を締固める試験施工と、現地材料土を締固める本施工とを有する土構造物の品質管理方法であって、
前記試験施工は、
前記標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を取得する試験含水比または試験体積含水率取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）との関係を示すＮｔ－γｄ線を取得するＮｔ－γｄ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）との関係を示すＮｔ－ｈｔ線を取得するＮｔ－ｈｔ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得するＮｔ－ρｔ線、ｈｔ－ρｔ線取得工程と、
前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から目標転圧回数（Ｎ）を取得する目標転圧回数取得工程と、
前記試験体積含水率（θｔ）と前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する試験構造特性値取得工程と、
前記試験構造特性値（Γｔ）を基に、前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値Γを表示する構造特性値Γ表示工程とを備え、
前記本施工は、
前記現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）を取得する現地含水比または現地体積含水率取得工程と、
前記現地材料土を締固めながら、前記目標転圧回数（Ｎ）に達するまで、前記現地材料土の現地比抵抗値（ρｆ）を取得する現地比抵抗値取得工程と、
前記現地比抵抗値（ρｆ）と、現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）との関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得するＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、
構造特性値Γを表示した前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、前記Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する比較工程とを備え、
前記現地比抵抗値ρｆと、前記構造特性値Γ表示工程における構造特性値Γに基づいて、前記現地比抵抗値取得工程および前記比較工程を繰り返し行うことを特徴とする土構造物の品質管理方法。
前記試験施工は、
前記標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を取得する試験含水比または試験体積含水率取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）との関係を示すＮｔ－γｄ線を取得するＮｔ－γｄ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）との関係を示すＮｔ－ｈｔ線を取得するＮｔ－ｈｔ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得するＮｔ－ρｔ線、ｈｔ－ρｔ線取得工程と、
前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から目標転圧回数（Ｎ）を取得する目標転圧回数取得工程と、
前記試験体積含水率（θｔ）と前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する試験構造特性値取得工程と、
前記試験構造特性値（Γｔ）を基に、前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値Γを表示する構造特性値Γ表示工程とを備え、
前記本施工は、
前記現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）を取得する現地含水比または現地体積含水率取得工程と、
前記現地材料土を締固めながら、前記目標転圧回数（Ｎ）に達するまで、前記現地材料土の現地比抵抗値（ρｆ）を取得する現地比抵抗値取得工程と、
前記現地比抵抗値（ρｆ）と、現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）との関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得するＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、
構造特性値Γを表示した前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、前記Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する比較工程とを備え、
前記現地比抵抗値ρｆと、前記構造特性値Γ表示工程における構造特性値Γに基づいて、前記現地比抵抗値取得工程および前記比較工程を繰り返し行うことを特徴とする土構造物の品質管理方法。
【請求項2】
前記標準材料土として前記現地材料土を用いることを特徴とする請求項１記載の土構造物の品質管理方法。
【請求項3】
前記目標転圧回数取得工程における目標転圧回数（Ｎ）を、前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から、前記試験表面沈下量（ｈｔ）が収束する試験転圧回数（Ｎｔ）及び、密度比Ｄｃを満足する試験転圧回数（Ｎｔ）を求め、これら試験転圧回数（Ｎｔ）の多い方を本施工における目標転圧回数（Ｎ）として取得することを特徴とする請求項１に記載の土構造物の品質管理方法。
【請求項4】
前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）から、所定の品質管理基準である密度比（Ｄｃ）を満足する構造係数（Ｆ）に関するパラメータであることを特徴とする請求項１に記載の土構造物の品質管理方法。
【請求項5】
前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記試験比抵抗値（ρｔ）と試験体積含水率（θｔ）を用いて、気層、液層、固層からなる地盤の３相構造モデルから導出されることを特徴とする請求項1に記載の土構造物の品質管理方法。
【請求項6】
前記現地体積含水率（θｆ）が、所定の体積を有する容器内に、現地材料土を充填して乾燥炉で炉乾燥させ、該充填した現地材料土に含まれる水分の体積から求められることを特徴とする請求項１に記載の土構造物の品質管理方法。
【請求項7】
前記試験構造特性値（Γｔ）を、測定した前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）を下記式（１）に代入して取得することを特徴とする請求項１に記載の土構造物の品質管理方法。
（式中、Ｒは測定機器が形成する電場の形状によって決定される形状係数を表す）
【数1】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土構造物の品質管理方法に関し、詳しくは、盛土の締固め管理に用いる土構造物の品質管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
土構造物は、土又は岩石などを材料として構築された構造物及びこれに接する小構造物の総称である。土構造物で取り扱う地盤材料は、岩から粘土まで時間とともに変化する密度や強度変形特性を有する。
【0003】
現在、土構造物の施工において盛土を造成する場合には、土の締固め等について品質管理を行う必要がある。この品質管理の指標としては、JIS A 1210:2020「突固めによる土の締固め試験方法」に準拠して実施される室内試験から得られる最大乾燥密度と、施工現場で実際に測定される乾燥密度の比である土の密度比が多く用いられている。施工現場で実施される具体的な密度測定方法としては、古くから砂置換法、突き砂法、水置換法、コアカッター法が知られている。
【0004】
このうち、砂置換法及び突き砂法は、対象とする土構造物から土を取り除いて穴を空け、取り除いた土の重量及び含水比測定を行い、空いた穴に密度が既知である砂を入れることで、入れた砂の量から穴の体積を測定する方法である。水置換法は、対象とする土構造物から土を取り除いて穴を空け、取り除いた土の重量及び含水比測定を行い、空いた穴に非透水性のシートを被せてその上に水を入れ、入れた水の量から穴の体積を測定する方法である。また、コアカッター法は、コアカッターを用いて一定体積の土構造物を抜き取り、重量を測定する方法である。
【0005】
このように、施工現場で実施される密度試験は何れも測定地点の土構造物を掘り起こすなどの作業が必要となり、測定に時間とコストがかかり、特に夏季における測定作業が重労働となる。
【0006】
このため、近年では、ラジオアイソトープ（ＲＩ）計測器を用いたＲＩ法が多く用いられている（例えば、特許文献１、２）。このＲＩ法では、先端に放射線源を備えた線源棒を土構造物に打込み、放射線源から放射される放射線を地表に設置した検出器で測定し、放射線のエネルギー減少率から土構造物の密度と含水比などを算出して求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２０－１１５１１４号公報
【特許文献2】特開２０１８－０９６８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、このＲＩ法を用いた従来の提案においても、ＲＩ機器を設置する工程と、放射線を測定する工程の２工程が必要であり、測定には時間を要し、短時間で多数地点の計測データを収集することができないという問題があった。また、対象とする土構造物の品質を一つの測定地点を代表として管理することになるため、多様な土質から構成される土構造物全体を適切に管理できないという問題もあった。
【0009】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、土構造物の施工において、盛土施工に並行して測定可能であり、それぞれの土質に固有な値である比抵抗値に着目することにより、対象とする土構造物の品質管理を簡便かつ正確に行うことが可能な土構造物の品質管理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の土構造物の品質管理方法は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、以下のことを特徴としている。
【0011】
第１に、本発明の土構造物の品質管理方法は、標準材料土を締固める試験施工と、現地材料土を締固める本施工とを有する土構造物の品質管理方法であって、
前記試験施工は、
前記標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を取得する試験含水比または試験体積含水率取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）との関係を示すＮｔ－γｄ線を取得するＮｔ－γｄ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）との関係を示すＮｔ－ｈｔ線を取得するＮｔ－ｈｔ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得するＮｔ－ρｔ線、ｈｔ－ρｔ線取得工程と、
前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から目標転圧回数（Ｎ）を取得する目標転圧回数取得工程と、
前記試験体積含水率（θｔ）と前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する試験構造特性値取得工程と、
前記試験構造特性値（Γｔ）を基に、前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値Γを表示する構造特性値Γ表示工程とを備え、
前記本施工は、
前記現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）を取得する現地含水比または現地体積含水率取得工程と、
前記現地材料土を締固めながら、前記目標転圧回数（Ｎ）に達するまで、前記現地材料土の現地比抵抗値（ρｆ）を取得する現地比抵抗値取得工程と、
前記現地比抵抗値（ρｆ）と、現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）との関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得するＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、
構造特性値Γを表示した前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、前記Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する比較工程とを備え、
前記現地比抵抗値ρｆと、前記構造特性値Γ表示工程における構造特性値Γに基づいて、前記現地比抵抗値取得工程および前記比較工程を繰り返し行うことを特徴とする。
第２に、上記第１の発明の土構造物の品質管理方法において、前記標準材料土として前記現地材料土を用いることが好ましい。
第３に、上記第１又は第２の発明の土構造物の品質管理方法において、前記目標転圧回数取得工程における目標転圧回数（Ｎ）を、前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から、前記試験表面沈下量（ｈｔ）が収束する試験転圧回数（Ｎｔ）及び、密度比Ｄｃを満足する試験転圧回数（Ｎｔ）を求め、これら試験転圧回数（Ｎｔ）の多い方を本施工における目標転圧回数（Ｎ）として取得することが好ましい。
第４に、上記第１から第３の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）から、所定の品質管理基準である密度比（Ｄｃ）を満足する構造係数（Ｆ）に関するパラメータであることが好ましい。
第５に、上記第１から第４の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記試験比抵抗値（ρｔ）と試験体積含水率（θｔ）を用いて、気層、液層、固層からなる地盤の３相構造モデルから導出されることが好ましい。
第６に、上記第１から第５の発明の土構造物の品質管理方法において、前記現地体積含水率（θｆ）が、所定の体積を有する容器内に、現地材料土を充填して乾燥炉で炉乾燥させ、該充填した現地材料土に含まれる水分の体積から求められることが好ましい。
第７に、上記第１から第６の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）を、測定した前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）を下記式（１）に代入して取得することが好ましい。
（式中、Ｒは測定機器が形成する電場の形状によって決定される形状係数を表す）
前記試験施工は、
前記標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を取得する試験含水比または試験体積含水率取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）との関係を示すＮｔ－γｄ線を取得するＮｔ－γｄ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または前記試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）との関係を示すＮｔ－ｈｔ線を取得するＮｔ－ｈｔ線取得工程と、
前記標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得するＮｔ－ρｔ線、ｈｔ－ρｔ線取得工程と、
前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から目標転圧回数（Ｎ）を取得する目標転圧回数取得工程と、
前記試験体積含水率（θｔ）と前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する試験構造特性値取得工程と、
前記試験構造特性値（Γｔ）を基に、前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値Γを表示する構造特性値Γ表示工程とを備え、
前記本施工は、
前記現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）を取得する現地含水比または現地体積含水率取得工程と、
前記現地材料土を締固めながら、前記目標転圧回数（Ｎ）に達するまで、前記現地材料土の現地比抵抗値（ρｆ）を取得する現地比抵抗値取得工程と、
前記現地比抵抗値（ρｆ）と、現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）との関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得するＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程と、
構造特性値Γを表示した前記Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、前記Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する比較工程とを備え、
前記現地比抵抗値ρｆと、前記構造特性値Γ表示工程における構造特性値Γに基づいて、前記現地比抵抗値取得工程および前記比較工程を繰り返し行うことを特徴とする。
第２に、上記第１の発明の土構造物の品質管理方法において、前記標準材料土として前記現地材料土を用いることが好ましい。
第３に、上記第１又は第２の発明の土構造物の品質管理方法において、前記目標転圧回数取得工程における目標転圧回数（Ｎ）を、前記Ｎｔ－γｄ線及び前記Ｎｔ－ｈｔ線から、前記試験表面沈下量（ｈｔ）が収束する試験転圧回数（Ｎｔ）及び、密度比Ｄｃを満足する試験転圧回数（Ｎｔ）を求め、これら試験転圧回数（Ｎｔ）の多い方を本施工における目標転圧回数（Ｎ）として取得することが好ましい。
第４に、上記第１から第３の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記目標転圧回数（Ｎ）における前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）から、所定の品質管理基準である密度比（Ｄｃ）を満足する構造係数（Ｆ）に関するパラメータであることが好ましい。
第５に、上記第１から第４の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）が、前記試験比抵抗値（ρｔ）と試験体積含水率（θｔ）を用いて、気層、液層、固層からなる地盤の３相構造モデルから導出されることが好ましい。
第６に、上記第１から第５の発明の土構造物の品質管理方法において、前記現地体積含水率（θｆ）が、所定の体積を有する容器内に、現地材料土を充填して乾燥炉で炉乾燥させ、該充填した現地材料土に含まれる水分の体積から求められることが好ましい。
第７に、上記第１から第６の発明の土構造物の品質管理方法において、前記試験構造特性値（Γｔ）を、測定した前記試験比抵抗値（ρｔ）と前記試験体積含水率（θｔ）を下記式（１）に代入して取得することが好ましい。
【数1】
【発明の効果】
【0012】
本発明の土構造物の品質管理方法によれば、試験施工において土構造物の各種パラメータを測定し、目標転圧回数（Ｎ）を決定し、Ｎ回転圧した際の構造特性値Γを求め、本施工においても土構造物の各種パラメータを測定し、これらの値から求めたＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線上で、試験施工において得られた構造特性値Γ付近の曲線への漸近を確認することにより、土構造物の品質管理を行うことが可能になる。また、比抵抗値の測定は比較的短時間で容易に行うことができるため、ＲＩ測定のように放射線を扱うなどの危険性もなく、土構造物の管理作業にかかる時間及び労力を軽減し、作業者の安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る土構造物の品質管理方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図2】Ｎｔ－γｄ線の一実施例（現場測定値抜粋）を示すグラフである。
【図3】Ｎｔ－ｈｔ線の一実施例（現場測定値抜粋）を示すグラフである。
【図4】Ｎｔ－ρｔ線の一実施例を示すグラフである。
【図5】ｈｔ－ρｔ線の一実施例を示すグラフである。
【図6】試験構造特性値（Γｔ）の取得方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図7】土を構成する空気、水、土粒子の３要素に、電流の流れに対して並列になる部分と直列になる部分に分けた土の３相モデル図である。
【図8】表１に示す施工条件で施工した土質１の比抵抗値ρと沈下量ｈの関係を示すグラフである。
【図9】表１に示す施工条件で施工した土質２の比抵抗値ρと沈下量ｈの関係を示すグラフである。
【図10】表１に示す施工条件で施工した土質３の比抵抗値ρと沈下量ｈの関係を示すグラフである。
【図11】表１に示す施工条件で施工した土質４の比抵抗値ρと沈下量ｈの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明に係る土構造物の品質管理方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る土構造物の品質管理方法の一実施形態を示すフロー図である。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0015】
本実施形態の土構造物の品質管理方法は、標準材料土を締固める試験施工と、現地材料土を締固める本施工とを有する土構造物の品質管理方法であり、所謂工法規定方式に関連する品質管理方法である。
【0016】
（試験施工）
試験施工は、試験含水比または試験体積含水率取得工程と、Ｎｔ－γｄ線取得工程と、Ｎｔ－ｈｔ線取得工程及び、目標転圧回数取得工程を備えている。
[試験含水比または試験体積含水率取得工程]
本実施形態の試験含水比または試験体積含水率取得工程では、任意の撒き出し厚で撒き出した標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を測定して取得する。試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）の測定は、JIS A 1203:2020「土の含水比試験方法」に準拠して行うことが好ましいが、これに限定されるものではない。なお、試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）の測定は、対象とする土構造物において、比抵抗値の測定を行った土質を用いて実施することが好ましい。
試験施工は、試験含水比または試験体積含水率取得工程と、Ｎｔ－γｄ線取得工程と、Ｎｔ－ｈｔ線取得工程及び、目標転圧回数取得工程を備えている。
[試験含水比または試験体積含水率取得工程]
本実施形態の試験含水比または試験体積含水率取得工程では、任意の撒き出し厚で撒き出した標準材料土の試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）を測定して取得する。試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）の測定は、JIS A 1203:2020「土の含水比試験方法」に準拠して行うことが好ましいが、これに限定されるものではない。なお、試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）の測定は、対象とする土構造物において、比抵抗値の測定を行った土質を用いて実施することが好ましい。
【0017】
［Ｎｔ－γｄ線取得工程］
次に、標準材料土について、現場にて転圧機械により現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）を測定する。そして、試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）の関係を示すＮｔ－γｄ線を作成する。具体的には、図２に示すＮｔ－γｄ線の一実施例（現場測定値抜粋）のグラフを例示することができる。
次に、標準材料土について、現場にて転圧機械により現場転圧試験を行い、前記試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）を測定する。そして、試験転圧回数（Ｎｔ）と乾燥密度（γｄ）の関係を示すＮｔ－γｄ線を作成する。具体的には、図２に示すＮｔ－γｄ線の一実施例（現場測定値抜粋）のグラフを例示することができる。
【0018】
［Ｎｔ－ｈｔ線取得工程］
また、同様に標準材料土について、現場にて転圧機械により現場転圧試験を行い、試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）を測定する。そして、試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）の関係を示すＮｔ－ｈｔ線を作成する。具体的には、図３に示すＮｔ－ｈｔ線の一実施例（現場測定値抜粋）のグラフを例示することができる。
また、同様に標準材料土について、現場にて転圧機械により現場転圧試験を行い、試験含水比（ｗｔ）または試験体積含水率（θｔ）における試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）を測定する。そして、試験転圧回数（Ｎｔ）と試験表面沈下量（ｈｔ）の関係を示すＮｔ－ｈｔ線を作成する。具体的には、図３に示すＮｔ－ｈｔ線の一実施例（現場測定値抜粋）のグラフを例示することができる。
【0019】
［Ｎｔ－ρｔ線、ｈｔ－ρｔ線取得工程］
次に、標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得する。具体的には、図４に示すＮｔ－ρｔ線または、図５に示すｈｔ－ρｔ線の一実施例のグラフを例示することができる。
次に、標準材料土について現場転圧試験を行い、試験比抵抗値（ρｔ）を取得し、試験転圧回数（Ｎｔ）または試験表面沈下量（ｈｔ）と、試験比抵抗値（ρｔ）との関係を示すＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線を取得する。具体的には、図４に示すＮｔ－ρｔ線または、図５に示すｈｔ－ρｔ線の一実施例のグラフを例示することができる。
【0020】
［目標転圧回数取得工程］
次に、取得したＮｔ－γｄ線及びＮｔ－ｈｔ線から、本施工における標準材料土の目標転圧回数（Ｎ）を取得する。ここで、目標転圧回数（Ｎ）は、試験表面沈下量（ｈｔ）が収束する試験転圧回数（Ｎｔ）、または密度比（Ｄｃ）を満足する試験転圧回数（Ｎｔ）を求め、これら試験転圧回数（Ｎｔ）の多い方を本施工における標準材料土の目標転圧回数（Ｎ）として取得し設定することができる。
次に、取得したＮｔ－γｄ線及びＮｔ－ｈｔ線から、本施工における標準材料土の目標転圧回数（Ｎ）を取得する。ここで、目標転圧回数（Ｎ）は、試験表面沈下量（ｈｔ）が収束する試験転圧回数（Ｎｔ）、または密度比（Ｄｃ）を満足する試験転圧回数（Ｎｔ）を求め、これら試験転圧回数（Ｎｔ）の多い方を本施工における標準材料土の目標転圧回数（Ｎ）として取得し設定することができる。
【0021】
［試験構造特性値取得工程］
次の試験構造特性値取得工程では、試験体積含水率（θｔ）と目標転圧回数（Ｎ）における試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する。以下に、本発明の試験構造特性値取得工程における試験構造特性値（Γｔ）の取得方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図６は、試験構造特性値（Γｔ）の取得方法の一実施形態を示すフロー図である。
次の試験構造特性値取得工程では、試験体積含水率（θｔ）と目標転圧回数（Ｎ）における試験比抵抗値（ρｔ）から、試験構造特性値（Γｔ）を取得する。以下に、本発明の試験構造特性値取得工程における試験構造特性値（Γｔ）の取得方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図６は、試験構造特性値（Γｔ）の取得方法の一実施形態を示すフロー図である。
【0022】
本実施形態の試験構造特性値（Γｔ）の取得方法は、土構造物の比抵抗値（ρ）と体積含水率（θ）を計測する工程と、これらを用いて土構造物が有する試験構造特性値（Γｔ）を算出する工程を有している。
【0023】
図６に示す実施形態では、まず、対象とする土構造物の比抵抗値（ρ）と体積含水率（θ）をそれぞれ測定器等を用いて測定する。比抵抗値（ρ）の測定は、土質に通電する電流値と土質に生じる電位差を測定することで求めることができる。
【0024】
（土の３相モデルにおける試験構造特性値（Γｔ）の定義）
ここで、本実施形態の試験構造特性値取得工程では、土構造物の構造特性を定量的に評価するために、図７に示す気層１１、液層１２、固層１３からなる地盤の３相構造モデル１を適用する。この３相構造モデル１では、気層１１（空隙）及び固層１３（土粒子）に流れる電気は、液層１２（間隙水）に流れる電気に対して極めて小さいため、液層１２（間隙水）にのみ電気が流れると考える。また、電気の流れる方向に対して並列部分２と直列部分３に分け、構造係数（Ｆ）を定義する。この３相構造モデル１において、並列部分２と直列部分３の割合は同等と考えるのが自然であり、上下方向の電気の流れを考えたとき、土構造物の比抵抗値（ρ）を求める式として下記式（２）を用いることができる。
また、上記式（２）から試験構造特性値（Γｔ）を求める式として、下記式（１）を用いることができる。
ここで、本実施形態の試験構造特性値取得工程では、土構造物の構造特性を定量的に評価するために、図７に示す気層１１、液層１２、固層１３からなる地盤の３相構造モデル１を適用する。この３相構造モデル１では、気層１１（空隙）及び固層１３（土粒子）に流れる電気は、液層１２（間隙水）に流れる電気に対して極めて小さいため、液層１２（間隙水）にのみ電気が流れると考える。また、電気の流れる方向に対して並列部分２と直列部分３に分け、構造係数（Ｆ）を定義する。この３相構造モデル１において、並列部分２と直列部分３の割合は同等と考えるのが自然であり、上下方向の電気の流れを考えたとき、土構造物の比抵抗値（ρ）を求める式として下記式（２）を用いることができる。
【数2】
【数3】
【0025】
ここで、（ρ）は比抵抗値（Ω・ｍ）、（θ）は体積含水率（％）、（Ｖ）は土の体積、（Ｖｗ）は水の体積、（ρｗａ）は間隙水の比抵抗値、（Ｆ）は不飽和状態において地盤中を電気が流れる場合の構造係数（ｍ）、（Γ）は間隙水の比抵抗値（ρｗａ）と構造係数（Ｆ）に関するパラメータ（Ω）を示す値である。
【0026】
また、（Ｒ）は比抵抗値（ρ）を測定する測定器が形成する電場の形状により決定される供試体の形状係数である。形状係数（Ｒ）は、主な測定方法である２電極法、４電極法、地盤貫入４電極法における、下記式（３－１）～（３－３）の何れかにより求めることができる。
ここで、ｒは電極間隔（ｍ）、ｄは貫入ロッドの半径（ｍ）を表す値である。
【数4】
【0027】
本実施形態の試験構造特性値取得工程では、試験体積含水率（θｔ）と、試験含水比（ｗｔ）の現地材料を目標転圧回数（Ｎ）で転圧したときの現地で計測した現地比抵抗値（ρｆ）と、測定器の形状により決定される形状係数（Ｒ）を、３相構造モデル１から求めた上記式（１）に代入することで、目標転圧回数（Ｎ）のときの現地材料土の構造特性を定量的に表す試験構造特性値（Γｔ）を算出することができる。
【0028】
［構造特性値Γ表示工程］
次の構造特性値Γ表示工程では、試験構造特性値（Γｔ）を基に、Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値（Γ）を表示する。具体的には、図８に示すような比抵抗値（ρ）と沈下量（ｈ）の関係を表すグラフ上において、上記式（１）から、水の体積（Ｖｗ）、形状係数（Ｒ）が既知であれば、ある構造特性値（Γ）における土の体積（Ｖ）すなわち単位面積当たりの沈下量（ｈ）と比抵抗値（ρ）の関係を表すことができる。
次の構造特性値Γ表示工程では、試験構造特性値（Γｔ）を基に、Ｎｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線に構造特性値（Γ）を表示する。具体的には、図８に示すような比抵抗値（ρ）と沈下量（ｈ）の関係を表すグラフ上において、上記式（１）から、水の体積（Ｖｗ）、形状係数（Ｒ）が既知であれば、ある構造特性値（Γ）における土の体積（Ｖ）すなわち単位面積当たりの沈下量（ｈ）と比抵抗値（ρ）の関係を表すことができる。
【0029】
（本施工）
次の本施工は、現地含水比または現地体積含水率取得工程と、現地比抵抗値取得工程と、密度比比較工程を備えている。
次の本施工は、現地含水比または現地体積含水率取得工程と、現地比抵抗値取得工程と、密度比比較工程を備えている。
【0030】
［現地含水比または現地体積含水率取得工程］
現地含水比または現地体積含水率取得工程では、現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）をそれぞれ測定器等を用いて測定して取得する。
現地含水比または現地体積含水率取得工程では、現地材料土の現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）をそれぞれ測定器等を用いて測定して取得する。
【0031】
現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）の測定は、JIS A 1203:2020「土の含水比試験方法」に準拠して行うことが好ましいが、これに限定されるものではない。また、現地含水比（ｗｆ）又は現地体積含水率（θｆ）の測定は、施工性の観点から可能な限り現地で行うことが好ましく、具体的には、対象とする土質を一定質量（一定体積）採取し、一定質量（一定体積）のグリセリンと混合し、その混合物の屈折率を測定することで含水比および体積含水率を推定することができる。また、この他にも室内試験として、採取した土質を炉乾燥し減量を水分量として求める方法などがあるがこれに限定されるものではない。なお、現地含水比（ｗｆ）または現地体積含水率（θｆ）の測定は、対象とする土構造物において、比抵抗値の測定を行った土質を用いて実施することが好ましい。
【0032】
［現地比抵抗値取得工程］
前記現地材料土を締固めながら、試験施工にて確認した撒き出し厚で撒き出した現地材料に対し、目標転圧回数（Ｎ）に達するまで転圧機械での転圧を行い、該現地材料土の比抵抗値（ρｆ）を取得する。
前記現地材料土を締固めながら、試験施工にて確認した撒き出し厚で撒き出した現地材料に対し、目標転圧回数（Ｎ）に達するまで転圧機械での転圧を行い、該現地材料土の比抵抗値（ρｆ）を取得する。
【0033】
［Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線取得工程］
次に、現地比抵抗値取得工程の際に、転圧毎の現地転圧回数（Ｎｆ）、現地表面沈下量（ｈｆ）、現地比抵抗値（ρｆ）の測定を行い、現地比抵抗値（ρｆ）と現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）の関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得する。
次に、現地比抵抗値取得工程の際に、転圧毎の現地転圧回数（Ｎｆ）、現地表面沈下量（ｈｆ）、現地比抵抗値（ρｆ）の測定を行い、現地比抵抗値（ρｆ）と現地転圧回数（Ｎｆ）または現地表面沈下量（ｈｆ）の関係を示すＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線を取得する。
【0034】
［比較工程］
次に、比較工程として、構造特性値Γを表示したＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、取得したＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する。具体的には、試験施工で得たＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、本施工で得たＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較して、Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線が、試験構造特性値Γｔ付近のある構造特性値Γを有する線に漸近することを確認することで、施工した土構造物が十分に締固められたことを確認する。
次に、比較工程として、構造特性値Γを表示したＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、取得したＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較する。具体的には、試験施工で得たＮｔ－ρｔ線またはｈｔ－ρｔ線と、本施工で得たＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線とを比較して、Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線が、試験構造特性値Γｔ付近のある構造特性値Γを有する線に漸近することを確認することで、施工した土構造物が十分に締固められたことを確認する。
【実施例0035】
以下、本発明の土構造物の品質管理方法の転圧完了時のＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線の傾向を実施例を挙げてより詳細に説明する。ただし、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0036】
［転圧完了時のＮｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線の傾向］
Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線について、実施例を踏まえて詳しく説明する。本発明者らは、下記表１に示す施工条件で盛土及び転圧した土質１～土質４について、沈下量ｈおよび比抵抗値ρの測定を行った。
Ｎｆ－ρｆ線またはｈｆ－ρｆ線について、実施例を踏まえて詳しく説明する。本発明者らは、下記表１に示す施工条件で盛土及び転圧した土質１～土質４について、沈下量ｈおよび比抵抗値ρの測定を行った。
【0037】
【表1】
【0038】
測定した沈下量（ｈ）と比抵抗値（ρ）の関係を表すｈ－ρ線を図８～１１に示す。図８～１１の通り土質１～４のいずれにおいても、ある構造特性値Γを有する線に漸近することが分かる。（例えば土質１であればΓ＝７３００の線に漸近している）それぞれの土質において、ある構造特性値Γを有する線に漸近する理由として、構造特性値Γは図７の土の３相モデルに示す構造係数Ｆと間隙水の比抵抗値によって決定される値であり、転圧機械により盛土を締め固めると、土の構造が密になり、それ以上締め固めることが難しくなる。その結果、ある転圧回数以上では構造係数Ｆが一定となり、土構造物の構造特性を示す構造特性値Γが変化しなくなったためと考えられる。
【符号の説明】
【0039】
１ ３相構造モデル
１１ 気相（空隙）
１２ 液相（間隙水）
１３ 固相（土粒子）
２ 並列部分
３ 直列部分
１１ 気相（空隙）
１２ 液相（間隙水）
１３ 固相（土粒子）
２ 並列部分
３ 直列部分
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
