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平板載荷試験

平板載荷試験とは

地盤の平板載荷試験は、原地盤に剛な載荷板を設置して、載荷する荷重に耐えれるだけの反力(荷重)を準備して、油圧ジャッキで原地盤に荷重を与え、この荷重の大きさと載荷板(通常直径30cm)の沈下との関係から、地盤の変形や強さなどの支持力特性を調べるための試験です。

作業実施風景  試験機具と反力の設置例

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よくある質問とその答え

反力とは何ですか?

試験時に、油圧ジャッキで地盤に下方向に圧力をかけるため、その時圧力が上部に逃げないようにするための上部の荷重(重石)の事です。

反力はどんなものを利用しますか?

試験機具と反力の設置基準として、地盤が破壊した時のすべり破壊面の影響範囲から、

  • 載荷板の端から変位計設置のための基準ばりの基準点までの距離が1m以上
  • 載荷板の中心から反力の受け台中心までの距離が1.5m以上

となっております。しかし実務においては下写真に示すように、反力としては準備の容易さ、現場調達できるもの、また作業スペースの条件や経済性を考え、重機(バックホウ)や敷鉄板・コンクリートブロックを利用する場合がほとんどです。

重機(バックホウ)の場合敷鉄板の場合コンクリートブロックの場合

なお試験基準の、「載荷板の中心から反力の受け台中心までの距離が1.5m以上」を確実に確保するには、反力がバックホウであれば1.2m3クラス、その他の反力の場合長さ4m以上のH鋼を受け台に渡す等の方法が必要となってきます。

試験機具はどのように設置するのですか?
  • 測定部
    ■測定部 反力下部に・載荷板・油圧ジャッキ・荷重計(ロードセル)・沈下計4個・基準ばりを設置します。
  • 表示部
    ■表示部 ・沈下計表示部・荷重計(ロードセル)表示部・ストップウォッチ
    をセットします。
なお測定部の機材設置のために必要な高さは、試験地盤面から上方向へ約55~60cmです。よって小さい重機等では高さが確保できないため、重機の全体のかさ上げが必要です。
(キャタピラー下部へ角材や土砂を入れる等)
試験最大荷重の設定はどのようにしますか?

通常、試験の目的は設計荷重に対する支持力を確認することにあります。よって構造物によって支持力に対する安定計算上の安全率があり、この安全率を基に試験最大荷重の設定を行うのが一般的です。下に代表的な構造物の一般的な荷重設定の参考例を示します。

安全率
種類
常時 地震時 試験最大荷重
橋台・橋脚・擁壁 3 2 常時の3倍又は地震時の2倍の大きい方
ボックスカルバート 3 - 常時の3倍
補強土壁 2 1.5 常時の2倍又は地震時の1.5倍の大きい方

上記は代表的な試験最大荷重の設定例を示しましたが、
実務においては設計書を確認のうえ工事発注者への確認が必要となります。

試験時間はどのぐらいですか?

荷重の段階については、測定点が少ないと極限荷重の推定に誤差を生じやすいこと、逆に測定点が多いと試験時間が長くなることなどを考慮して、試験最大荷重を5~8段階の等分割の一定荷重段階となるように載荷していきます。
段階式載荷の1サイクル方式で行った場合、一連の試験に要する時間は、最多段の8段階で実施した場合、

約6時間程度の時間を要します。
  • 機材セット (約1時間)
  • 予備載荷 (約10分)
  • 本載荷  (4時間(30分/段階×8)
  • 除荷   (40分(5分/段階×8)
  • 機材撤去 (約20分)

以上、あわせて約6時間程度 の時間を要します。
なお多サイクル(4サイクルの場合)は機材セット~撤去まで、約8時間を要します。

試験地盤はどのように準備しておけばよいのですか?

計画基礎地盤を水平に仕上げた状態の所に、反力を水平に設置して頂くようになります。ここで、基礎地盤や周辺から地下水位が分布している場合は、基礎地盤周辺に深さ20cm程度の溝を連続で切ってもらい、その水を水中ポンプでのくみ上げが必要です。そして、試験をする盤に地下水位がない状態にして頂くことが条件となります。

どのぐらいの頻度で試験実績がありますか?

平板載荷試験の実績は

  • 中国横断自動車道の「尾道・松江道」の工事関係
  • 「東広島・呉道路」の工事関係
  • 「安芸バイパス・東広島バイパス」の工事関係
  • その他の県道・市道・宅地造成・砂防堰堤・下水工事関係

を含めて現在まで約2000回程度実施しております。今現在1ヵ月約8回平均で実施させて頂いております。

平板載荷試験作業の流れ

簡易支持力試験(キャスポル) の一般的な流れです。詳しくはお問合わせください。

簡易支持力試験(キャスポル)作業の流れ

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