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載荷試験

平板載荷試験とは?

地盤の平板載荷試験では、試験地盤面に対し剛性の強い載荷板を設置して、段階的に荷重を載荷し、そのときの載荷荷重と地盤の沈下量から、地盤の極限支持力や地盤反力係数などを求めます。

荷重を載荷する際には、反力荷重が必要となります。反力荷重としては現場の状況に応じて鉄板やバックホウなどを用います。
構造物の設計荷重確認を目的とする場合、試験最大荷重は設計荷重の 3 倍以上に設定します。
載荷方法には段階式載荷 (1サイクル ) と段階式繰返し載荷 ( 多サイクル式 ) があり、目的に応じて載荷方法の選択を行います。
※地盤の支持力を表す指標の一つである支持力係数を求める為に行います。

試験方法

1.試験位置の選定

載荷試験は、構造物の種類、規模、基礎の大きさおよび支持地盤の土層構成などを十分に検討し、地盤を代表しうる地点を選定して行います。

2.試験地盤面の整形および養生

試験地盤面は載荷板の中心から1m以上の範囲を水平に整地します。ただし、最終的な整形は地盤の変化や乱れを避けるために試験直前に行います。また、試験地盤面の状況は十分に観察しておきます。
載荷板を置く部分は、地盤を乱すことのないよう水平で平滑な面に整形します。
試験地盤面は試験期間中地盤の状態が変化しないように養生します。

3.載荷板の設置

載荷板は仕上げ整形した試験地盤面に水平で一様に密着するように設置します。載荷板の設置に際して特に留意しなければならないことは、載荷板そのものを水平に設置することです。載荷板が水平に設置されていない状態で試験を実施すると、載荷板の低い方向に応力が集中し、試験地盤固有支持特性を得られないことになってしまいます。

4.載荷装置の組立て

載荷装置は、ジャッキ、支柱、載荷ばりおよび反力装置(重機など)から構成され、載荷板に偏心荷重が加わらないように組立てます。載荷装置としては次のような条件が必要となります。

  • 計画最大荷重に対し、120%以上の載荷能力を持つ構造であること。
  • 載荷重を無理なく各部に伝達し、載荷板に偏心荷重が作用しないような構造とすること。
  • 荷重を安全に操作でき、かつ、無負荷に近い状態にもできること。
  • 荷重を安全に操作でき、かつ、無負荷に近い状態にもできること。
  • 荷重を安全に操作でき、かつ、無負荷に近い状態にもできること。

5.載荷方法

載荷方法は、戸建住宅建築の場合、測定の目的が地盤の支持特性の把握にあるため、1サイクル方式が一般的に行われています。載荷は第1段階の荷重を越えない範囲で予備載荷を行った後に下記の様に行います。

  • 荷重は、計画最大荷重を原則として8段階以上に等分割して載荷します。
  • 荷重は、計画最大荷重を原則として8段階以上に等分割して載荷します。
  • 荷重保持時間は30分程度の一定時間とし、除荷及び再載荷については、5分程度の一定時間とする。

6.沈下量の測定

沈下の測定は、各荷重段階において所定の荷重に達した後、原則として経過時間0分、1分、2分、5分、10分、15分、20分、25分、30分とし、最大荷重載荷後は、5分間隔で各荷重を段階ごとに順次減圧して荷重の戻しに対する沈下量の復元を測定します。
沈下量は、載荷板の4隅から基準梁に設置した4個のダイヤルゲージで1/100mm単位まで読み取ったものの算術平均値とします。

特長と注意点

同一土層内でも局所的に不規則な場合が認められるため、試験結果はサウンディング試験や土質試験と併用します。