特許 7025220 起振装置

(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】

(24)【登録日】2022-02-15

(45)【発行日】2022-02-24

(54)【発明の名称】起振装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/00 20060101AFI20220216BHJP

   G01V 1/02 20060101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

E02D1/00

G01V1/02 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018005884

(22)【出願日】2018-01-17

(65)【公開番号】P2019124070

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2020-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】510189950

【氏名又は名称】市原 道三

(73)【特許権者】

【識別番号】593153406

【氏名又は名称】岩淵 常太郎

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】市原 道三

(72)【発明者】

【氏名】岩淵 常太郎

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１５３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１７６０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２７７９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４７４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１０９８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９０３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７４９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４６３５１１０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００－３／１１５

Ｇ０１Ｖ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持杭が支持層に到達していることを判断するための振動を発生させる起振装置であって、
前記支持杭から平面視で離れた位置に形成され、かつ、前記支持層に到達するボーリング孔に挿入されるロッドと、
前記ロッドに取り付けられた起振手段と、を備えており、
前記起振手段は、前記ロッドと同等の外径を有した筒状の本体部と、前記本体部の内空部分に形成された断面視半円状の柱状体からなる錘部とにより重心が偏心している柱状部材であり、
当該起振手段は、前記ロッドを介して前記支持層内に配設されて、前記ロッドの上部に加えられた回転力を水平力に変換して、前記支持層に水平方向の振動を発生させることを特徴とする、起振装置。

【請求項2】

支持杭が支持層に到達していることを判断するための振動を発生させる起振装置であって、
前記支持杭から平面視で離れた位置に形成され、かつ、前記支持層に到達するボーリング孔に挿入されるロッドと、
前記ロッドに取り付けられた起振手段と、を備えており、
前記起振手段は、前記ロッドの先端に固定される取付部と、前記取付部から間隔をあけて前記取付部の下方に配設される底板と、前記取付部と前記底板との間に介設された球状または円柱状の弾性体と、を備えていて、
当該起振手段は、前記ロッドを介して前記支持層内に配設されて、前記ロッドの上部に加えられた鉛直力を水平力に変換して、前記支持層に水平方向の振動を発生させることを特徴とする、起振装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、起振装置に関する。

【背景技術】

【0002】

支持杭は、杭の先端（下端）を支持層に所定長貫入させることで、支持力を確保し、上部構造物等の上載荷重を支持するものである。
支持杭の施工管理としては、杭長や支持層到達の確認、杭の建込精度（角度や位置等）の確認、杭径や鉄筋等の品質確認等を行う必要がある。

【0003】

支持杭の杭長は、支持層に到達し得る長さに設定されている。支持層は、予め実施された地盤調査や既往の地盤データ等に基づいて作成された地層断面図から推定することが多い。
ところが、地層は必ずしも直線ではなく、傾斜や褶曲を伴うことがある。そのため、支持層の実際の位置（深さ）が、地層断面図に示された支持層の位置と異なっている場合がある。支持層の深さが地層断面図と異なっていると、杭を設計通り施工した場合であっても、杭の先端が支持層に到達しないことになる。

【0004】

そのため、支持杭の施工は杭の先端が支持層に到達することを確認しながら行うのが一般的である。例えば、特許文献１では、支持層内で弾性波を発生させて、支持杭の上部で受信した弾性波の到着時間または振幅によって、支持杭が支持層に到達しているか否かを判断している。

【0005】

支持層内で振動を発生させる起振装置としては、例えば、ボーリング孔内に配設されて、孔軸と直交する方向に振動する電磁ハンマーがある。また、特許文献２には、圧縮空気によりピストンを孔軸方向に駆動する打撃エネルギー発生部と、ピストンの孔軸方向の突出動作による打撃力を孔軸に直交する方向に変換する回転リンク機構と、回転リンク機構により方向変換された打撃力を孔壁に付与する打撃ハンマー部とを備えた起振装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－１１５３９７号公報

【文献】特開２０１１－２４２３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

弾性波の到達時間による確認方法では、軟弱層中において弾性波速度が遅くなる弾性波の性質を利用して軟弱層の有無を判断するが、軟弱層の層厚が１ｍ以下程度しかない場合には、弾性波速度の遅れの影響が小さいため、その判断が難しかった。一方、弾性波の振幅による確認方法では、振幅の距離減衰を考慮する必要があるが、距離減衰の程度は、地層構成によって異なる。そのため、弾性波の振幅による確認方法では、複数本の支持杭において測定した距離と振幅の関係から判定する必要があり、杭本数が少ない場合には適用することができなかった。

【0008】

また、前記電磁ハンマーは、電力を供給するための装置が必要であるとともに、ボーリング孔内に電線を配線する作業に手間がかかる。同様に特許文献２の起振装置も、圧縮空気を供給するための装置が必要となり、かつ、圧縮空気を輸送するパイプの配管に手間がかかる。

【0009】

このような観点から、本発明は、簡易な設備により、地層構成や支持杭の本数等に関わらず、支持杭が支持層に到達したことを正しく判断することを可能とした起振装置を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の起振装置は、支持杭が支持層に到達していることを判断するための振動を発生させるものであって、前記支持杭から平面視で離れた位置に形成され、かつ、前記支持層に到達するボーリング孔に挿入されるロッドと、前記ロッドに取り付けられた起振手段とを備えている。前記起振手段は、前記ロッドを介して支持層内に配設されて、前記ロッドの上部に加えられた力（回転力または鉛直力）を水平力に変換して、前記支持層に横方向の振動（せん断波）を発生させるものである。なお、起振手段は、前記ロッドと同等の外径を有した筒状の本体部と、前記本体部の内空部分に形成された断面視半円状の柱状体からなる錘部とにより重心が偏心している柱状部材であってもよいし、前記ロッドの先端に固定される取付部と、前記取付部から間隔をあけて前記取付部の下方に配設される底板と、前記取付部と前記底板との間に介設された球状または円柱状の弾性体とを備えたものであってもよい。

【0012】

なお、前記起振手段が、前記ロッドの軸心に対して重心が偏心した部材である場合には、前記ロッドに回転力を付与することで、起振手段がロッドに対してぶれてボーリング孔の孔壁を打撃することにより横方向の振動が発生する。

【0013】

また、前記起振手段が、前記ロッドの下端に取り付けられた球状または円柱状の弾性体を備えるものである場合には、前記起振手段を前記ボーリング孔の底面に当接させた状態で前記ロッドに鉛直力を付与すれば、ロッドを介して加えられた鉛直力によって、孔壁を打撃してせん断波を発生させる。すなわち、鉛直力によって上下方向で圧縮された前記弾性体が横方向に拡径するように変形するため、前記ボーリング孔の孔壁を打撃して横方向の振動を発生させる。

【0014】

かかる起振装置によれば、支持層に対して直接せん断波を入力することで、支持杭の支持層到達の有無および軟弱層を介在の有無を判断することができる。そして、支持層に入力されたせん断波の減衰の様子を確認することで、軟弱層の存在を正確に判断することができる。そのため、軟弱層等の層厚や、支持杭の本数（測定点の数）等に限定されることなく、正確な判定を行うことが可能となる。また、振動の入力は、ロッドの打撃またはロッドの回転により行うため、通常のボーリング調査で使用する設備を利用すればよく、起振手段以外に特殊な設備を要しない。さらに、起振手段は簡易な構成なため、安価である。

【発明の効果】

【0015】

本発明の起振装置によれば、各地層の層厚や支持杭の本数等に関わらず、支持杭が支持層に到達したことを正しく判断することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る支持層到達確認方法の概要を示す断面図である。

【図2】第一の実施形態に係る支持層到達確認方法の削孔工程を示す断面図である。

【図3】図２に続く支持層到達確認方法の施工段階を示す図であって、（ａ）は据付工程の断面図、（ｂ）は測定工程拡大断面図である。

【図4】第一の実施形態の起振手段を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

【図5】（ａ）は第二の実施形態の起振手段を示す断面図、（ｂ）は同起振手段の他の形態を示す断面図である。

【図6】（ａ）および（ｂ）は、第二の実施形態に係る支持層到達確認方法の測定工程を示す断面図である。

【図7】支持層到達確認方法について実施したモデル実験における試験モデルを示す断面図であって、（ａ）は実施例１、（ｂ）は比較例１である。

【図8】同モデル実験における測定結果を示すグラフであって、（ａ）は実施例１の加速度、（ｂ）は比較例１の加速度である。

【図9】支持層到達確認方法について実施したモデル実験における試験モデルを示す断面図であって、（ａ）は実施例２、（ｂ）は比較例２である。

【図10】同モデル実験における測定結果を示すグラフであって、（ａ）は実施例２の加速度、（ｂ）は比較例２の加速度である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態では、杭基礎構造の建物を構築する場合において、支持杭１の先端が支持層Ｇ１に到達（貫入）しているか否かを確認する（図１参照）。本実施形態の支持層到達確認方法は、削孔工程と、据付工程と、測定工程とを備えている。なお、支持層到達確認方法において支持層Ｇ１への到達の確認を行う支持杭１の本数は限定されるものではなく、１本ずつ確認してもよいし複数本に対して同時に確認してもよい。

【0018】

削孔工程では、図２に示すように、支持層Ｇ１に到達するボーリング孔２を、支持杭１から平面視（水平方向）で離れた位置に形成する。ボーリング孔２は、支持層Ｇ１内に所定長貫入させた状態となるように形成する。本実施形態では、ボーリング孔２を形成した後、ロッド（ボーリングロッド）３を利用した標準貫入試験（ロッド３先端部のＮ値の測定）を行い、ボーリング孔２が支持層Ｇ１（支持杭１を到達させる支持層Ｇ１）に到達していることを確認する。なお、支持杭１とボーリング孔２との距離は限定されるものではないが、好ましくは０．２ｍ～１００ｍの範囲内、より好ましくは、０．２ｍ～５０ｍの範囲内とする。また、Ｎ値の測定は必要に応じて行えばよく、省略してもよい。

【0019】

据付工程では、図３（ａ）に示すように、ボーリング孔２内に起振装置５を据え付ける。本実施形態の起振装置５は、ロッド３と、ロッド３の下端部に着脱可能に取り付けられた起振手段４とを備えている。ロッド３をボーリング孔２に挿入することで、ロッド３の下端部に設けられた起振手段４が支持層Ｇ１内に配設される（図１参照）。

【0020】

ロッド３は、ボーリング孔２の削孔に利用したボーリングロッドである。削孔工程後、まず、ロッド３をボーリング孔２から一旦抜き出すとともに先端のビットを取り外す。次に、ロッド３の先端部に起振手段４を取り付ける。そして、起振手段４が取り付けられたロッド３をボーリング孔２に挿入する。このとき、起振手段４の先端（下端）をボーリング孔２の底面に当接させ、起振手段４の位置決めを行う。なお、起振手段４は、必ずしもボーリング孔２の底面に当接させる必要はなく、起振手段４とボーリング孔２の底面との間に隙間が形成されていてもよい。また、ロッド３には、複数の起振手段４を取り付けてもよい。また、ロッド３としてボーリングロッドを使用する必要はなく、専用のロッドを使用してもよい。

【0021】

本実施形態の起振手段４は、鋳鉄製の柱状部材である。起振手段４は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、ロッド３と同等の外径を有した筒状の本体部４１と、本体部４１の内空部分に形成された錘部４２とを備えている。本実施形態の錘部４２は、断面視半円状の柱状体であって、本体部４１の内空部分の約半分に形成されている。すなわち、本実施形態の起振手段４は、断面視半円状の空洞が形成された円柱状部材である。起振手段４は、内空部分の半分のみに錘部４２が形成されているため、本体部４１の軸心に対して（ロッド３の軸心に対して）重心が偏心している。なお、起振手段４の構成（形状等）は、重心が偏心していれば、限定されるものではない。例えば、密実な柱状部材の中心からずれた位置に貫通孔を形成したものであってもよいし、柱状部材の一部が欠損した部材であってもよい。また、本体部４１の外径は、必ずしもロッド３と同等である必要はない。起振手段４は、密実な柱状部材を削孔することにより形成してもよいし、筒状部材（本体部４１）の内空部に錘部４２を固定することにより形成してもよい。さらに、起振手段４を構成する材料は、必ずしも鋳鉄である必要はなく、例えば、鋼材や鉄以外の合金であってもよい。

【0022】

起振手段４（本体部４１）の上端には雄ネジ４３が形成されている。起振手段４は、上端部（雄ネジ４３）をロッド３の下端の雌ネジにねじ込むことにより、ロッド３の下端に固定されている。また、起振手段４（本体部４１）の下端には、雌ネジ４４が形成されている。本実施形態では、起振手段４の雌ネジ４４に底部キャップ（蓋材）４５が螺着されている。なお、起振手段４のロッド３への固定方法は限定されるものではなく、例えば、治具を介して固定してもよい。また、起振手段４は、必ずしも底部キャップ４５を有している必要はない。

【0023】

測定工程では、ボーリング孔２から発せられたせん断波Ｓを支持杭１の上端部において受信する。せん断波Ｓは、ロッド３の上部に力を加え、ロッド３を伝達した力によって起振手段４がボーリング孔２の孔壁を打撃することにより発生する。せん断波Ｓは、支持杭１の上端部に設けられた受信器６（図１参照）により受信する。このとき、起振手段４の下端部がボーリング孔２の底面に当接しているため、摩擦力により生じたせん断波Ｓも受信器６により受信する。なお、起振装置５により発生させるせん断波Ｓは、常時微動以上の大きさとする。支持層Ｇ１に入力するせん断波Ｓの大きさが常時微動よりも小さい場合には、ロッド３に加える力（回転力）を増加させるか、ロッド３に設置する起振手段４の数や重量を増やせばよい。

【0024】

本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、ロッド３に回転力を付与することで、起振手段４がボーリング孔２の孔壁を打撃する。起振手段４の重心は、ロッド３の軸心に対して偏心しているため、ロッド３を回転させると、起振手段４の回転が偏心荷重によってロッド３の軸心に対してぶれる（暴れる）。その結果、起振手段４が、支持層Ｇ１内においてボーリング孔２の孔壁を打撃する。すなわち、起振手段４は、ロッド３の上部に加えられた回転力を水平力に変換し、支持層Ｇ１に水平方向（横方向）の振動（せん断波Ｓ）を発生させる。せん断波Ｓは、支持層Ｇ１を介して支持杭１に伝播する。支持杭１に伝播したせん断波Ｓの加速度の減衰や最大加速度によって支持杭１の支持層Ｇ１への到達を確認する。

【0025】

本実施形態の起振装置５を利用した支持層到達確認方法によれば、支持層Ｇ１に対して直接せん断波Ｓを入力するため、支持杭１の支持層Ｇ１への到達の有無および軟弱層Ｇ２を介在の有無を正確に判断することができる。支持杭１の先端が支持層Ｇ１に貫入している（支持杭１と支持層Ｇ１との間に異物が介在していない）場合には、加速度が徐々に減衰するのに対し、支持杭１と支持層Ｇ１との間に支持層Ｇ１以外の層（軟弱層Ｇ２等）が介在している場合には、加速度が急激に減速する。そのため、加速度の減衰の様子を確認することで、支持層Ｇ１への到達を正確に把握することができる。ゆえに、軟弱層Ｇ２等の層厚や、支持杭１の本数（測定点の数）等に限定されることなく、正確な判定を行うことが可能となる。

【0026】

加速度の減衰により支持層Ｇ１への到達の有無を確認することができるため、常時微動以上の大きさのせん断波Ｓを入力することができれば、ロッド３の上端部へ入力する起振力の調節や、受信データに対する細かいデータ処理が不要である。そのため、測定者の技術力に関わらず、正確に判断することができる。また、起振力が既知の場合は、最大加速度により軟弱層Ｇ２等の介在の有無を確認することができる。

【0027】

また、振動の入力（せん断波Ｓの発生）は、ロッド３の回転により行うため、通常のボーリング調査で使用する設備（削孔工程で使用したボーリングマシン）を利用すればよい。そのため、弾性波等を発生させる装置等を別途使用する確認方法に比べて、安価であるとともに、段取り替え等（配線作業や制御手段の設置等）に要する手間や時間を省略することができる。

【0028】

せん断波Ｓは、起振手段４によって直接的に支持層Ｇ１を打撃することにより発生させるため、地下水の湯無に関わらず支持層Ｇ１に入力することができる。そのため、地山状況に限定されることなく、正確に判断することができる。

【0029】

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、杭基礎構造の建物を構築する場合において、支持杭１の先端が支持層Ｇ１に到達（貫入）しているか否かを確認する。第二の実施形態の支持層到達確認方法は、削孔工程と、据付工程と、測定工程とを備えている。なお、第二の実施形態の削孔工程の詳細は、第一の実施形態の削孔工程と同様なため、詳細な説明は省略する。

【0030】

据付工程では、ボーリング孔２内に起振装置５を据え付ける（図３（ａ）参照）。本実施形態の起振装置５は、ロッド３と、ロッド３の下端部に着脱可能に取り付けられた起振手段７（図５（ａ）参照）とを備えている。ロッド３をボーリング孔２に挿入することで、ロッド３の下端部に設けられた起振手段７が支持層Ｇ１内に配設される。

【0031】

ロッド３には、ボーリング孔２の削孔に利用したもの（ボーリングロッド）を使用する。削孔工程後、まず、ロッド３を一旦ボーリング孔２から抜き出し、ロッド３の先端部に起振手段７を取り付ける。そして、起振手段７が取り付けられたロッド３をボーリング孔２に挿入する。このとき、起振装置５は、起振手段７の先端（下端）をボーリング孔２の底面に当接させる。なお、起振手段７は、他の部材を介してボーリング孔２の底面に当接させてもよい。

【0032】

本実施形態の起振手段７は、図５（ａ）に示すように、ロッド３の先端に固定される取付部７１と、取付部７１から間隔をあけて取付部７１の下方に配設される底板７２と、取付部７１と底板７２との間に介設された弾性体７３と、底板７２から取付部７１に至る留め具７４とを備えている。

【0033】

取付部７１は、底部が遮蔽された柱状部材である。本実施形態の取付部７１を構成する材料は、ロッド３と同質のものとする。なお、取付部７１を構成する材料は、ロッド３を介して伝達される力に対して十分な強度を有していれば限定されるものではない。取付部７１の上端部には、雄ネジ７５が形成されている。取付部７１は、雄ネジ７５をロッド３の下端にねじ込むことにより、ロッド３に固定される。取付部７１の底部には、留め具７４を挿通するための貫通孔が形成されている。

【0034】

底板７２は、円形の鋼板である。なお、底板７２は、必ずしも円形である必要はない。また、底板７２を構成する材料は限定されるものではない。底板７２の中心部には、雌ネジが形成されている。底板７２の雌ネジには留め具７４が螺合される。なお、底板７２は、必要に応じて設ければよく、弾性体７３の取付部７１への固定方法によっては省略してもよい。

【0035】

弾性体７３は、硬質ゴム製の球体である。なお、弾性体７３は、必ずしも球体である必要はなく、例えば、円柱状であってもよい（図５（ｂ）参照）。弾性体７３を円柱状にした場合には、弾性体７３の中心軸がロッド３の中心軸と一致するように配置する。弾性体７３の上端は取付部７１の底面に当接しており、弾性体７３の下端は底板７２の上面に当接している。弾性体７３には、上下方向に貫通する貫通孔が形成されている。弾性体７３の貫通孔には、留め具７４が貫通している。また、弾性体７３を構成する硬質ゴムの高度（弾性係数）は限定されるものではないが、好ましくは、６０～９０度の範囲内とする。さらに、弾性体７３は、密実部材であってもよいし、内部に空洞を有していてもよい。

【0036】

留め具７４は、寸切ボルトからなる。留め具７４は、弾性体７３を貫通しているとともに、上端部が取付部７１に係止されていて、下端部が底板７２に固定されている。留め具７４は、取付部７１の底部を挿通した上端部に当該底部の上面においてナット７６が螺着されていることで、取付部７１に係止されている。また、留め具７４の下端は、底板７２の雌ネジに螺着されている。こうすることで、留め具７４は、取付部７１に対して上方に移動可能となる。なお、留め具７４の固定方法は限定されるものではなく、例えば、底板７２に対して溶接してもよい。また、留め具７４は、弾性体７３を取付部７１と底板７２との間に設置することができれば、必ずしも寸切ボルトである必要はない。

【0037】

測定工程では、ボーリング孔２から発せられたせん断波Ｓを支持杭１の上端部において受信する。せん断波Ｓは、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ロッド３の上部に力を加え、ロッド３を伝達した力によって起振手段７がボーリング孔２の孔壁を打撃することにより発生する。せん断波Ｓは、支持杭１の上端部に設けられた受信器６により受信する。

【0038】

本実施形態では、ロッド３の上端を上方から打撃することで、起振手段７がボーリング孔２の孔壁を打撃する。ロッド３の上端を上方から打撃すると、図６（ｂ）に示すように、ロッド３を介して伝達された鉛直力によって取付部７１が下方向に押し下げられる。取付部７１が押し下げられると、弾性体７３が上下方向で圧縮される。そのため、圧縮された弾性体７３は、横方向に拡径して、ボーリング孔２の孔壁を打撃する。すなわち、起振手段７は、ロッド３の上部に加えられた鉛直力を水平力に変換し、支持層Ｇ１に水平方向の振動（せん断波Ｓ）を発生させる。せん断波Ｓは、支持層Ｇ１を介して支持杭１に伝播する。支持杭１に伝播したせん断波Ｓの加速度の減衰や最大加速度によって支持杭１の支持層Ｇ１への到達を確認する。起振装置５により発生させるせん断波Ｓは、常時微動以上の大きさとする。支持層Ｇ１に入力するせん断波Ｓの大きさが常時微動よりも小さい場合には、ロッド３に加える打撃力（ロッド３に落下させる錘等）を大きくする。

【0039】

本実施形態の起振装置５を利用した支持層到達確認方法によれば、振動の入力（せん断波Ｓの発生）は、ロッド３の打撃により行うため、通常のボーリング調査（標準貫入試験）で使用する設備を利用すればよい。そのため、弾性波等を発生させる装置等を別途使用する確認方法に比べて、安価であるとともに、段取り替え等に要する手間や時間を省略することができる。
この他の第二の実施形態の支持層到達確認方法および起振装置５による作用効果は、第一の実施形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。

【0040】

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、起振手段４，７の取り付けか所は、支持層Ｇ１内に配置することが可能であれば、ロッド３の下端に限定されるものではない。すなわち、支持層Ｇ１がボーリング孔２の中間部に位置している場合には、ロッド３の中間部に起振手段４，７を配置してもよい。

【0041】

支持層到達確認は、支持杭１毎に行ってもよいし、複数の支持杭１に対して同時に行ってもよい。すなわち、ボーリング孔２を介して支持層Ｇ１に入力したせん断波Ｓを、１本の支持杭１によって受信してもよいし、複数本の支持杭１によって同時に受信してもよい。

【0042】

＜実施例１＞
次に、本発明の実施形態に係る支持層到達確認方法について実施したモデル実験について説明する。
まず、せん断波Ｓの減衰により、支持層到達の有無を確認する方法のモデル実験結果について説明する。実施例１では、図７（ａ）に示すように、地中に埋設されたコンクリート板８１で支持層Ｇ１を模擬し、コンクリート製の柱状部材８２で支持杭１を模擬した。すなわち、コンクリート板８１とコンクリート板８１の上面に立設する柱状部材８２とを備えた模型を地中に埋設して実験を行った。本実験では、コンクリート板８１に対してせん断波Ｓを入力した際の振動を柱状部材８２の上端で受信した。せん断波Ｓの入力は、コンクリート板８１の端面を水平に打撃することにより行った。なお、比較例１として、コンクリート板８１と柱状部材８２との間に隙間（軟弱層Ｇ２）を設けた場合（図７（ｂ）参照）についても同様の実験を実施した。

【0043】

図８（ａ）および（ｂ）に実施例１および比較例１の試験結果（測定結果）を示す。図８（ａ）に示すように、実施例１では、加速度が徐々に減少する波形を示している。一方、比較例１の加速度は、図８（ｂ）に示すように、第三波と第四波との間で急激に減少する波形となった。すなわち、支持層Ｇ１に支持杭１が到達している場合には、支持杭１で受信した振動の加速度が徐々に減少するに対し、支持層Ｇ１と支持杭１との間に軟弱層Ｇ２が介在していると、同加速度が急激に減少することが確認できた。そのため、せん断波Ｓの加速度の波形を確認することで、支持層Ｇ１と支持杭１との間に軟弱層Ｇ２が介在しているか否かを確認することができる。

【0044】

＜実施例２＞
次に、最大加速度により支持層到達の有無を確認する方法について実施したモデル実験について説明する。実施例２では、図９（ａ）に示すように、地中に埋設されたコンクリート板８１で支持層Ｇ１を模擬し、コンクリート製の柱状部材８２で支持杭１を模擬し、さらに柱状部材８２から離れた位置に配置した第二柱状部材８３で起振手段４を模擬した。すなわち、コンクリート板８１と、コンクリート板８１の上面に立設する柱状部材８２および第二柱状部材８３を備えた模型を地中に埋設して実験を行った。本実験では、第二柱状部材８３を回転させることで連続的にせん断波Ｓをコンクリート板８１に入力し、その振動を柱状部材８２の上端で受信した。また、比較例２として、図９（ｂ）に示すように、コンクリート板８１の上面と柱状部材８２の下面との間に隙間（軟弱層Ｇ２）を設けた場合についても同様の実験を実施した。

【0045】

図１０（ａ）および（ｂ）に実施例２および比較例２の試験結果を示す。図１０（ａ）に示すように、実施例２では、加速度の最大値が４２ｃｍ／ｓ^２程度であった。一方、比較例２では、図１０（ｂ）に示すように、加速度の最大値が１２０ｃｍ／ｍ^２程度となり、実施例に比べて３倍近い値となった。したがって、起振力が既知の場合には、最大加速度を判断指標として、支持層Ｇ１と支持杭１との間に軟弱層Ｇ２が介在しているか否かを確認することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 支持杭（杭）
２ ボーリング孔
３ ロッド
４ 起振手段
５ 起振装置
６ 受信器
７ 起振手段
７１ 取付部
７２ 底板
７３ 弾性体
８１ コンクリート板
８２ 支持杭
８３ 起振手段
Ｇ１ 支持層
Ｇ２ 軟弱層
Ｓ せん断波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】