JP5704101B2 - Quality evaluation method for ground improvement bodies - Google Patents
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Description
本発明は、地盤改良体の品質評価方法に関する。 The present invention relates to a quality evaluation method for ground improvement bodies.
従来、高圧噴射攪拌工法などにより造成された地盤改良体の改良状態を評価する方法として、改良地盤によるせん断波速度の測定を不要とした方法が知られている。この場合、事前に原地盤土を採取し、その採取した原地盤土を用いて地盤改良した改良土を作成し、この改良土のせん断波速度Ｖｓと一軸圧縮強度ｑｕとの関係を把握する。そして、改良後において、採取したコアのせん断波速度Ｖｓを測定し、前記原地盤土の採取データ（Ｖｓ−ｑｕの関係）に基づいて一軸圧縮強度を推定して改良品質を評価している。 Conventionally, as a method for evaluating the improved state of a ground improvement body formed by a high-pressure jet stirring method or the like, a method that does not require measurement of shear wave velocity by the improved ground is known. In this case, the original ground soil is collected in advance, and the improved soil is improved using the collected original ground soil, and the relationship between the shear wave velocity Vs of the improved soil and the uniaxial compressive strength qu is grasped. Then, after the improvement, the shear wave velocity Vs of the sampled core is measured, and the uniaxial compressive strength is estimated on the basis of the sampling data (Vs-qu relation) of the raw ground soil to evaluate the improvement quality.
また、改良地盤のせん断波速度の精度を高めることで、強度特性、変形特性を合理的に求める方法が、特許文献１に開示されている。
特許文献１には、改良地盤内に埋設したベンダーエレメント（二枚の圧電素子を貼り合わせた振動子）間を伝わるせん断波速度を測定することで、対象地盤のせん断波速度を算定する方法が記載されている。
Further,
In
しかしながら、従来の地盤改良体の品質評価方法では、以下のような問題があった。
すなわち、従来の改良地盤でのせん断波速度を測定しない場合の品質評価方法では、採取したコアのせん断波速度Ｖｓから地盤改良体の一軸圧縮強度ｑｕを推定しているが、改良後に採取したコアには未改良部分が混在することが多く、その場合には良く改良できている範囲のみ（改良部）での品質評価となってしまう。すなわち、地盤改良体の実際の品質よりも高い評価になるという問題があった。
However, the conventional ground improvement body quality evaluation method has the following problems.
That is, in the conventional quality evaluation method when the shear wave velocity in the improved ground is not measured, the uniaxial compressive strength qu of the ground improvement body is estimated from the shear wave velocity Vs of the collected core. In many cases, an unimproved portion is mixed in the case, and in such a case, quality evaluation is performed only in a well improved range (improved portion). That is, there is a problem that the evaluation is higher than the actual quality of the ground improvement body.
また、改良後に採取するコアのサンプル数が多いほど評価精度が高まることから、多数のサンプル数を採取することとなり、とくに既設の構造物直下に対して地盤改良を行う場合等では、ボーリング作業にかかる手間と時間が増大することになる。そもそも従来は改良地盤に対して行うコアボーリングの採取サンプル数に根拠がないことから、地盤改良体全体の評価としての信頼性が不明であり、その点で改善の余地があった。 In addition, since the evaluation accuracy increases as the number of core samples collected after improvement increases, a large number of samples must be collected, especially when performing ground improvement directly under existing structures. Such labor and time will increase. In the first place, since there is no basis for the number of core boring samples to be performed on the improved ground, the reliability of the entire ground improved body is unknown, and there is room for improvement in that respect.
さらに、上述した特許文献１の場合には、地盤改良範囲に既設の杭基礎が設けられている場合、ベンダーエレメント間に鋼管杭等が介在するため、正確なせん断波速度を測定することができないという問題があった。
Furthermore, in the case of the above-mentioned
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な方法で、未改良部を含めた地盤改良体全体の品質評価を精度良く行うことができる地盤改良体の品質評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a ground improvement body quality evaluation method capable of accurately evaluating the quality of the entire ground improvement body including an unimproved portion with a simple method. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明に係る地盤改良体の品質評価方法では、改良後の地盤から採取したサンプリングに対し、未改良部と改良部とを判別することで改良率を求め、改良後の地盤のＰＳ検層から得られるせん断波速度に基づいて改良体の強度、剛性を求める地盤改良体の品質評価方法であって、改良後の地盤から１本のコアボーリングを調査し、ＰＳ検層によって得られるせん断波速度の土層毎の標準偏差を求める第１工程と、前記第１工程で求めた前記せん断波速度の標準偏差に基づいてｔ分布を作成し、このｔ分布の区間推定方法を用いて改良評価を行うための必要最小限の採取コアのサンプル数を決定する第２工程と、前記第２工程で決定した前記サンプル数のコアボーリングを行い、その採取コアの性状を観察して改良部か未改良部かを判別する第３工程と、前記第３工程で判別した土層毎の改良部が同質の土層の前記採取コアに占める体積率を改良率として算出する第４工程と、前記第３工程で判別された改良部と同質の土層毎の試験体に対して、せん断波速度と剛性との関係により得られる第１相関関係式、およびせん断波速度と強度との関係により得られる第２相関関係式を求める第５工程と、該第５工程で求めた前記第１相関関係式および第２相関関係式より前記改良部の剛性および強度を推定し、それぞれ予め設定されている設計管理値と比較する第６工程と、前記第６工程で推定した剛性および強度のそれぞれに改良率を掛けた数値を、未改良部分を含めた改良体全体の地盤として評価する第７工程と、を有することを特徴としている。 To achieve the above object, in the quality evaluation method of ground improvement material according to the present invention, with respect to sampling taken from soil after the modification, to seek improved rate by determining a modified portion and the unmodified portion, the improved This is a method for evaluating the quality of a ground improvement body to obtain the strength and rigidity of the improved body based on the shear wave velocity obtained from PS logging of the ground. A t-distribution is created based on the first step of obtaining the standard deviation of each shear layer of the shear wave velocity obtained by the layer, and the standard deviation of the shear wave velocity obtained in the first step, and the interval estimation of this t-distribution A second step of determining the minimum number of samples of the collected core for performing the improvement evaluation using the method, and core boring of the number of samples determined in the second step are performed, and the properties of the collected core are observed. And improve A third step of determining whether it is an unimproved portion, a fourth step of calculating, as an improvement rate, the volume ratio of the improved portion for each soil layer determined in the third step to the sampled core of the homogeneous soil layer, and Obtained by the first correlation equation obtained from the relationship between the shear wave velocity and the stiffness, and the relationship between the shear wave velocity and the strength, for the specimen of each soil layer of the same quality as the improved portion identified in the third step. The rigidity and strength of the improved portion are estimated based on the fifth step for obtaining the second correlation formula, the first correlation formula and the second correlation formula obtained in the fifth step, and are respectively set in advance. A sixth step for comparing with the design control value, and a seventh step for evaluating the numerical value obtained by multiplying the rigidity and strength estimated in the sixth step by the improvement rate as the ground of the entire improved body including the unimproved portion, and It is characterized by having .
本発明では、改良後の地盤のサンプリングによりせん断波速度を測定し、このせん断波速度に基づいて例えばせん断波速度の平均値を区間推定することで、確率統計的に改良地盤全体としての改良効果を評価することが可能な採取コアのサンプル数を決定することができ、必要最小限のコアを採取すればよいことになる。そのため、既設基礎の損傷を最小限に抑えることができ、作業効率の向上を図ることができる。 In the present invention, the shear wave velocity is measured by sampling the ground after the improvement, and, for example, the average value of the shear wave velocity is estimated based on the shear wave velocity, so that the improvement effect of the improved ground as a whole is stochastically statistically determined. The number of samples of the collected core that can be evaluated can be determined, and the minimum necessary number of cores can be collected. Therefore, damage to the existing foundation can be minimized, and work efficiency can be improved.
また、評価に用いる採取コアを必要最小限とすることが可能となるので、既設の基礎などの構造物の損傷を最小限に抑えることができ、かつ上述したように信頼性（精度）の高い品質評価を行うことが可能となることから、従来方法のように多数の確認コアを採取して定量的な品質評価を行う従来方法の場合のように、コアの採取時に基礎を損傷させてしまうといった不具合を最小限にすることができる。
しかも、本発明の品質評価方法では、改良地盤内に鋼管杭等の地中干渉物がある場合であっても、改良地盤の強度特性、剛性を精度良く推定することができる。
In addition, since it is possible to minimize the number of sampling cores used for evaluation, it is possible to minimize damage to structures such as existing foundations, and high reliability (accuracy) as described above. Since quality evaluation can be performed, the foundation is damaged at the time of core collection, as in the case of the conventional method in which a large number of confirmation cores are collected and the quality is quantitatively evaluated as in the conventional method. Such problems can be minimized.
Moreover, in the quality evaluation method of the present invention, the strength characteristics and rigidity of the improved ground can be accurately estimated even when there are underground interferences such as steel pipe piles in the improved ground.
また、改良後の地盤の１本のコアボーリングよりせん断波速度を測定し、このせん断波速度の平均値を区間推定することで、確率統計的に改良地盤全体としての改良効果を評価するための採取コアのサンプル数を決定することができる。 In addition, the shear wave velocity is measured from one core boring of the improved ground, and the average value of this shear wave velocity is estimated in the interval, so that the improvement effect of the improved ground as a whole can be evaluated statistically. The number of samples of the collection core can be determined.
また、ｔ分布による区間推定方法を用いて、改良後の地盤の１本のコアボーリングよりせん断波速度を測定し、このせん断波速度の平均値を区間推定することで、確率統計的に改良地盤全体としての改良効果を評価するための採取コアのサンプル数を決定することができる。 In addition, by using the section estimation method based on t distribution , the shear wave velocity is measured from one core boring of the improved ground, and the average value of this shear wave velocity is estimated in the section, so that the improved ground The number of samples of the collection core for evaluating the improvement effect as a whole can be determined.
また、ｔ分布により求めたサンプル数に基づいて採取したコアの性状を観察し、改良部か未改良部かを判別して改良率を求めるといった確率統計的な考え方により、地盤改良体全体としての改良効果を定量的に評価することができる。つまり、必要最小限のサンプル数の採取コアのせん断波速度のバラツキは、地盤改良体全体のせん断波速度のバラツキと同じ傾向であるという確率統計的な品質評価方法となる。そして、採取コアのうち改良部のみを対象とした、推定した改良地盤の強度および剛性に対して、採取コアの観察から得られた改良率を掛けた数値を算出することで、未改良部も含めた地盤改良体全体としての強度、剛性を算出し、品質評価をすることができる。 In addition, by observing the properties of the cores collected based on the number of samples obtained from the t distribution , and determining the improvement rate by determining whether it is an improved part or an unimproved part, the ground improvement body as a whole The improvement effect can be evaluated quantitatively. That is, it is a probabilistic statistical quality evaluation method that the variation in the shear wave velocity of the sampling core with the minimum number of samples has the same tendency as the variation in the shear wave velocity of the entire ground improvement body. And by calculating the numerical value obtained by multiplying the estimated improvement strength obtained from the observation of the sampling core to the estimated strength and rigidity of the improved ground for only the improved portion of the sampling core, The strength and rigidity of the ground improvement body as a whole can be calculated and the quality can be evaluated.
また、採取コアの性状を観察することにより判別された改良部を土層毎に分別して改良率を算出することができるので、より精度の高い品質評価を行うことができる。 Moreover, since the improvement part discriminate | determined for every soil layer can be calculated for each soil layer by observing the property of a collection core, a more accurate quality evaluation can be performed.
また、第６工程において、未改良部と判別された部分においては改良率として取り扱わず、未改良部における剛性および強度をゼロとする方法であり、未改良部が全く改良されていないという評価となるが、実際は未改良部であっても剛性および強度がゼロではなく、多少の改良効果はあることから、地盤改良体全体としての評価を安全側にすることができる。 Further, in the sixth step, the portion determined as an unimproved portion is not treated as an improvement rate, and the rigidity and strength in the unimproved portion are zero, and the evaluation that the unimproved portion has not been improved at all. In fact, even if it is an unimproved portion, the rigidity and strength are not zero, and there is some improvement effect, so that the evaluation of the ground improvement body as a whole can be made safe.
また、未改良部分を含めた地盤改良体全体として安全側の評価を行うことができ、精度の高い品質評価を行うことができる。 Moreover, the safety-side evaluation can be performed for the entire ground improvement body including the unimproved portion, and the quality evaluation can be performed with high accuracy.
本発明の地盤改良体の品質評価方法によれば、改良後の地盤に対して必要最小限のサンプル数のコアを採取し、これらの採取コアに対して改良部か未改良部かを判別するため、コアボーリングにかかる手間や時間を低減することが可能な簡単な評価手段となり、その改良部から得られる改良率を考慮して改良地盤を評価するので、未改良部も含めた地盤改良体全体の評価を行うことができ、精度の高い品質評価が行えるという効果を奏する。 According to the quality evaluation method for a ground improvement body according to the present invention, a minimum number of samples of cores are collected from the improved ground, and it is determined whether these cores are improved or unimproved. Therefore, it becomes a simple evaluation means that can reduce the labor and time required for core boring, and the improved ground is evaluated in consideration of the improvement rate obtained from the improved portion. The overall evaluation can be performed, and an effect that a highly accurate quality evaluation can be performed is achieved.
以下、本発明の実施の形態による地盤改良体の品質評価方法について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a quality evaluation method for a ground improvement body according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に示すように、本実施の形態による地盤改良体の品質評価方法は、例えば製鉄所の高炉の改修工事で既存の高炉の容積を拡大する場合を一例とし、その既設の高炉本体（構造物）の直下の基礎耐力を高めるために造成される地盤改良体Ｋの品質を評価するための手法である。ここで、高炉本体１は、下部が拡大した形状の拡大基礎部１ａを有している。
As shown in FIG. 1, the quality evaluation method of the ground improvement body according to the present embodiment is an example in which the volume of an existing blast furnace is expanded by renovation work of a blast furnace at a steel works, and the existing blast furnace main body (structure This is a method for evaluating the quality of the ground improvement body K created to increase the basic proof stress directly under the object). Here, the blast furnace
図２に示すように、地盤改良体Ｋの施工方法としては、高圧噴射攪拌工法によりロッドを対象地盤に挿入して地盤固化を行うものであり、具体的には高炉本体１の下方に埋設されている既存杭（基礎杭２、２）同士間の対象地盤Ｇにロッドを挿入し、このロッドの先端（下端）からセメントミルクを地盤Ｇ中に向けて高圧噴射しその地盤Ｇを攪拌混合して固化させて地盤改良体Ｋを造成している。これにより基礎杭２の鉛直支持力と水平剛性を高め、耐荷重を向上させることができる。
As shown in FIG. 2, the ground improvement body K is constructed by inserting a rod into the target ground by high-pressure jet agitation and solidifying the ground. Specifically, the ground improvement body K is buried below the
既設の基礎杭２、２、…は、高炉本体１の拡大基礎部１ａの下方領域の地盤のみに埋設されており、図２に示す平面視で中央部１ｂの下方領域の地盤には設けられていない。そのため、前記拡大基礎部１ａの下方の地盤に対してロッドを挿入する際には、高炉本体１の拡大基礎部１ａに上下に貫通する挿通穴（図示省略）を空けて、この挿通穴に前記ロッドを通過させて地盤中に挿入する。
ここで、本実施の形態の改良対象となる地質は、砂質土と粘性土が層状に重なった土層となっている。
The existing
Here, the geology to be improved in this embodiment is a soil layer in which sandy soil and viscous soil are layered.
図３に示すように、地盤改良体Ｋの品質評価方法は、改良後の地盤から１本のコアボーリングを調査し、ＰＳ検層によって得られるせん断波速度Ｖｓの土層毎の標準偏差を求めるステップＳ１（第１工程）と、せん断波速度Ｖｓの標準偏差に基づいてｔ分布を作成し、このｔ分布の区間推定方法を用いて改良評価を行うための必要最小限の採取コアのサンプル数ｎを決定するステップＳ２（第２工程）と、ステップＳ２で決定したサンプル数ｎのコアボーリングを行い、その採取コアの性状を観察して改良部Ｋ１か未改良部Ｋ０かを判別するステップＳ３（第３工程）と、ステップＳ３で判別された改良部Ｋ１より土層毎の改良率Ｒを算出するステップＳ４（第４工程）と、ステップＳ３で判別された改良部Ｋ１と同質の土層毎の試験体に対して、せん断波速度Ｖｓと変形係数Ｅ５０（剛性）との関係により得られる第１相関関係式（後述する（１）式、（２）式）、およびせん断波速度Ｖｓと一軸圧縮強度ｑｕ（強度）との関係により得られる第２相関関係式（後述する（３）式、（４）式）を求めるステップＳ５（第５工程）と、ステップＳ５の第１相関関係式および第２相関関係式より改良部Ｋ１の変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕを推定し、それぞれ予め設定される設計管理値と比較するステップＳ６（第６工程）と、ステップＳ６で推定した変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕのそれぞれに改良率Ｒを掛けた数値を、未改良部分を含めた改良体全体の地盤として評価するステップＳ７（第７工程）と、を有している。 As shown in FIG. 3, in the quality evaluation method of the ground improvement body K, one core boring is investigated from the improved ground, and the standard deviation for each soil layer of the shear wave velocity Vs obtained by PS logging is obtained. Step S1 (first step) and a t distribution is created based on the standard deviation of the shear wave velocity Vs, and the minimum required number of samples of the sampling core for performing an improved evaluation using the t distribution interval estimation method Step S2 (second step) for determining n, and core boring for the number of samples n determined in step S2, and step S3 for observing the properties of the sampled core to determine whether it is an improved portion K1 or an unimproved portion K0 (Third step), step S4 (fourth step) for calculating the improvement rate R for each soil layer from the improved portion K1 determined in step S3, and a soil layer of the same quality as the improved portion K1 determined in step S3 Paired with each specimen Thus, the first correlation equation (equation (1) and (2) described later) obtained from the relationship between the shear wave velocity Vs and the deformation coefficient E50 (rigidity), and the shear wave velocity Vs and the uniaxial compressive strength qu (strength) Step S5 (fifth step) for obtaining a second correlation expression (formulas (3) and (4) to be described later) obtained by the relationship between the first correlation formula and the second correlation formula in step S5 Step S6 (sixth step) in which the deformation coefficient E50 and the uniaxial compression strength qu of the improved portion K1 are estimated and compared with design management values set in advance, respectively, and the deformation coefficient E50 and uniaxial compression strength qu estimated in step S6 Step S7 (seventh step) for evaluating the numerical value obtained by multiplying each by the improvement rate R as the ground of the entire improved body including the unimproved portion.
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、改良後の地盤から１本のコアボーリングを調査し、深度方向のせん断波速度Ｖｓ（Ｓ波の伝播速度）を土層毎にサスペンションＰＳ検層によって測定し、得られたせん断波速度Ｖｓ（ｍ／ｓ）のバラツキ（標準偏差）を求める。具体的には、無作為に抽出した１箇所（例えば、図２に示すＮｏ．７のコアボーリング）において、先行して確認ボーリングを実施し、ＰＳ検層から得られるせん断波速度Ｖｓのバラツキを求めておく。
(Step S1)
In step S1, one core boring is investigated from the improved ground, the shear wave velocity Vs in the depth direction (S wave propagation velocity) is measured for each soil layer by suspension PS logging, and the obtained shear wave The variation (standard deviation) of the speed Vs (m / s) is obtained. Specifically, confirmation boring was performed in advance at one randomly extracted location (for example, No. 7 core boring shown in FIG. 2), and the variation in the shear wave velocity Vs obtained from the PS logging was measured. I ask for it.
（ステップＳ２）
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で求めたせん断波速度Ｖｓの標準偏差に基づいて図４に示すｔ分布を作成し、このｔ分布の区間推定方法を用いて改良評価を行うための必要最小限の採取コアのサンプル数ｎを決定する。
具体的にステップＳ２では、測定したせん断波速度Ｖｓのバラツキから地盤改良体Ｋ全体を評価するために必要なサンプル数ｎを、図４のｔ分布を用いて確率統計的に導くものであって、例えば改良体全体としての平均せん断波速度Ｖｓ値が９５％の確率で達成できる範囲を区間推定し、図５に示すようにサンプル数ｎの増加とせん断波速度Ｖｓとの関係（グラフ）を求め、このグラフに基づいて品質評価の精度を確保できる必要サンプル数ｎの決定を行う。つまり、サンプル数ｎとせん断波速度Ｖｓの関係のグラフを得ると、サンプル数ｎを増やしても変化しなくなる点（例えば図５に示すｎ１）を必要サンプル数ｎとして設定する。
(Step S2)
Next, in step S2, the t distribution shown in FIG. 4 is created based on the standard deviation of the shear wave velocity Vs obtained in step S1, and the minimum necessary for performing improvement evaluation using this t distribution interval estimation method. Determine the number n of samples for the limited collection core.
Specifically, in step S2, the number of samples n required for evaluating the entire ground improvement body K from the variation in the measured shear wave velocity Vs is derived statistically using the t distribution of FIG. For example, the range in which the average shear wave velocity Vs value of the improved body can be achieved with a probability of 95% is estimated, and the relationship (graph) between the increase in the number of samples n and the shear wave velocity Vs is shown in FIG. The required number of samples n that can ensure the accuracy of quality evaluation is determined based on this graph. That is, when a graph of the relationship between the number of samples n and the shear wave velocity Vs is obtained, a point that does not change even when the number of samples n is increased (for example, n1 shown in FIG. 5) is set as the required number of samples n.
図５において、サンプル数ｎが５以上であれば区間推定の精度に大きな変化がないことから、この場合、サンプル数ｎを５個以上に設定することが妥当であり、サンプル数ｎを例えば８箇所（≧５箇所）に決定することができる。図２に示すＮｏ．１〜８は、地盤改良体Ｋのうち採取した８箇所の確認コアボーリングの位置を示している。
なお、ステップＳ２で決定される最適なサンプル数ｎは、地盤Ｇの地質条件や改良のセメント量によって変化することになる。
In FIG. 5, if the number of samples n is 5 or more, there is no significant change in the accuracy of interval estimation. In this case, it is appropriate to set the number of samples n to 5 or more. It is possible to determine the location (≧ 5 locations). No. 2 shown in FIG. 1-8 has shown the position of eight confirmation core boring extract | collected among the ground improvement bodies K. As shown in FIG.
Note that the optimal number n of samples determined in step S2 varies depending on the geological conditions of the ground G and the improved cement amount.
（ステップＳ３）
次に、ステップＳ３では、ステップＳ２で決定したサンプル数ｎのコアボーリングを行い、その採取コアの性状を目視により観察して改良部Ｋ１か未改良部Ｋ０かを判別する。
具体的には、コアボーリングの改良状態を示す性状を例えば表１に示すように複数（ここでは４つ）にランク分けする。なお、４つの改良度ランク（ランクＡ、Ｂ、Ｂ’、Ｃ）のうちランクＡほど改良の状態が良いことものとする。つまり、ランクＡは十分に改良（固化）ができている状態とし、ランクＢは改良（固化）できているが、局所的に固化が不十分な部分を含んでいる状態とし、ランクＢ’はフェノールフタレインにてセメントの混合が確認できる状態とし、ランクＣは固化が不十分である状態とする。そして、前記コアボーリングの性状を目視により土層毎にランク分けし、改良度ランク毎の比率を求める。
(Step S3)
Next, in step S3, core boring of the number of samples n determined in step S2 is performed, and the property of the collected core is visually observed to determine whether it is an improved portion K1 or an unimproved portion K0.
Specifically, the properties indicating the improved state of the core boring are ranked into a plurality (here, four) as shown in Table 1, for example. It is assumed that the improvement state is better for rank A among the four improvement ranks (ranks A, B, B ′, C). That is, rank A is sufficiently improved (solidified), rank B is improved (solidified), but includes a locally insufficiently solidified portion, and rank B ′ is A state in which mixing of cement can be confirmed with phenolphthalein and rank C is in a state where solidification is insufficient. Then, the properties of the core boring are visually ranked for each soil layer, and a ratio for each improvement rank is obtained.
さらに、本実施の形態では、採取したコアの目視観察結果により、改良度ランクＡ、Ｂ、Ｂ’、ＣのうちランクＡ、Ｂは改良（固化）できている範囲（改良部Ｋ１）として判定し、一方、ランクＢ’、Ｃについてはセメントが混入されず改良（固化）できていない範囲（未改良部Ｋ０）として判定し、一軸圧縮強度ｑｕおよび変形係数Ｅ５０をゼロとする。
なお、未改良部Ｋ０は層状に連なっていないことが確認できるため、地盤改良体Ｋ全体にランダムに存在するものと判断しても良いことを確認した。
Furthermore, in the present embodiment, the ranks A and B of the improvement ranks A, B, B ′, and C are determined as an improved (solidified) range (improved portion K1) based on the result of visual observation of the collected core. On the other hand, the ranks B ′ and C are determined as a range in which cement is not mixed and improved (solidified) (unmodified portion K0), and the uniaxial compressive strength qu and the deformation coefficient E50 are set to zero.
In addition, since it can be confirmed that the unimproved portion K0 is not continuous in a layered form, it has been confirmed that it may be determined that the unmodified portion K0 is randomly present in the entire ground improvement body K.
（ステップＳ４）
次に、ステップＳ４では、ステップＳ３で判別された改良部Ｋ１（改良度ランクＡ、Ｂ）より土層毎の改良率Ｒを算出する。つまり、算出される改良率Ｒは、地盤改良体Ｋにおいて、砂質土のうち全体に対する改良部Ｋ１の改良率Ｒａと、粘性土のうち全体に対する改良部Ｋ１の改良率Ｒｂとになる。なお、本実施の形態の改良率Ｒは、ステップＳ２で決定したサンプル数で採取したコアの目視観察結果から、改良が不十分であった範囲（未改良部Ｋ０、すなわち改良度ランクＢ’、Ｃ）を除いた改良率となる。
(Step S4)
Next, in step S4, the improvement rate R for each soil layer is calculated from the improvement part K1 (improvement ranks A and B) determined in step S3. That is, in the ground improvement body K, the calculated improvement rate R is the improvement rate Ra of the improvement portion K1 with respect to the entire sandy soil and the improvement rate Rb of the improvement portion K1 with respect to the entire of the clay soil. It should be noted that the improvement rate R of the present embodiment is a range in which the improvement is insufficient from the result of visual observation of the cores collected at the number of samples determined in step S2 (unimproved portion K0, that is, the improvement rank B ′, The improvement rate excluding C).
表２は、改良部Ｋ１として判定されるランクＡ、Ｂの体積率（改良率Ｒ）の一例を示している。これによると、無作為に採取した８本の合計のコア改良率Ｒは、全体で８５．７％であり、砂質土の改良率Ｒａが８９．４％、粘性土の改良率Ｒｂが７７．８％となっている。 Table 2 shows an example of the volume ratio (improvement rate R) of ranks A and B determined as the improved portion K1. According to this, the total core improvement rate R of 8 samples collected at random is 85.7% in total, the improvement rate Ra of sandy soil is 89.4%, and the improvement rate Rb of clay soil is 77. 8%.
（ステップＳ５）
また、ステップＳ５では、ステップＳ３で判別された改良部Ｋ１と同質の土層毎の試験体に対して、せん断波速度Ｖｓと変形係数Ｅ５０との関係により得られる第１相関関係式（後述する（１）式、（２）式）、およびせん断波速度Ｖｓと一軸圧縮強度ｑｕとの関係により得られる第第２相関関係式（後述する（３）式、（４）式）を求める。
このステップＳ５では、先ず事前のボーリング測定により採取したコアと同条件の供試体の作成が可能な改良度ランクＡ、Ｂのみの供試体（ここではランクＡ、Ｂ共通の供試体）を作成し、この供試体に対して、土層毎に、パルス波試験によって図６（ａ）、（ｂ）に示すせん断波速度Ｖｓと変形係数Ｅ５０の相関関係を得るとともに、一軸圧縮強度試験によって図７（ａ）、（ｂ）に示すせん断波速度Ｖｓと一軸圧縮強度ｑｕの相関関係を得る。ここで、図６（ａ）および図７（ａ）は砂質土の場合を示し、図６（ｂ）および図７（ｂ）粘性土の場合を示している。そして、各相関関係を示すデータに基づいて最小二乗法により上記第１相関関係式、および第２相関関係式を得る。
(Step S5)
Further, in step S5, a first correlation equation (described later) obtained from the relationship between the shear wave velocity Vs and the deformation coefficient E50 with respect to the specimen for each soil layer of the same quality as the improved portion K1 determined in step S3. (1), (2)), and a second correlation equation (equation (3), equation (4) described later) obtained from the relationship between the shear wave velocity Vs and the uniaxial compressive strength qu.
In this step S5, first, test specimens of only the improvement ranks A and B (in this case, common test specimens of ranks A and B) capable of creating test specimens having the same conditions as the core collected by the previous boring measurement are prepared. For each specimen, a correlation between the shear wave velocity Vs and the deformation coefficient E50 shown in FIGS. 6A and 6B is obtained for each soil layer by the pulse wave test, and FIG. 7 is obtained by the uniaxial compressive strength test. The correlation between the shear wave velocity Vs and the uniaxial compressive strength qu shown in (a) and (b) is obtained. Here, FIG. 6A and FIG. 7A show the case of sandy soil, and FIG. 6B and FIG. 7B show the case of viscous soil. Then, the first correlation equation and the second correlation equation are obtained by the least square method based on the data indicating each correlation.
つまり、パルス試験から得られるせん断波速度Ｖｓ（ｍ／ｓ）と変形係数Ｅ５０（ＭＮ／ｍ２）の関係において、図６（ａ）に示す砂質土の場合に（１）式が得られ、図６（ｂ）に示す粘性土の場合に（２）式が得られる。式中Ｅは、ヤング率である。また、一軸圧縮強度試験から得られるせん断波速度Ｖｓ（ｍ／ｓ）と一軸圧縮強度ｑｕ（ｋＮ／ｍ２）の関係において、図７（ａ）に示す砂質土の場合に（３）式が得られ、図７（ｂ）に示す粘性土の場合に（４）式が得られる。
なお、上記（１）式〜（４）式の係数は、それぞれ図６、図７より求められる数値であるので、上記パルス波試験や一軸圧縮強度試験によって得られた相関関係によって変化する値となる。
That is, in the relationship between the shear wave velocity Vs (m / s) obtained from the pulse test and the deformation coefficient E50 (MN / m 2 ), Equation (1) is obtained in the case of sandy soil shown in FIG. In the case of the viscous soil shown in FIG. 6B, the formula (2) is obtained. In the formula, E is Young's modulus. Further, in the relationship between the shear wave velocity Vs (m / s) obtained from the uniaxial compressive strength test and the uniaxial compressive strength qu (kN / m 2 ), in the case of sandy soil shown in FIG. Is obtained, and in the case of the viscous soil shown in FIG.
The coefficients in the above equations (1) to (4) are numerical values obtained from FIG. 6 and FIG. 7, respectively. Therefore, the coefficient varies depending on the correlation obtained by the pulse wave test or the uniaxial compressive strength test. Become.
（ステップＳ６）
次に、ステップＳ６では、ステップＳ５で求めた第１相関関係式（（１）式および（２）式）および第２相関関係式（（３）式および（４）式）より改良部Ｋ１の変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕを推定して土層毎の平均値を求め、この平均値を地盤改良体Ｋ全体の変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕとして捉え、それぞれ予め設定される設計管理値と比較し評価する。
(Step S6)
Next, in step S6, the improvement portion K1 is determined from the first correlation equation (equation (1) and equation (2)) and the second correlation equation (equation (3) and equation (4)) obtained in step S5. The deformation coefficient E50 and the uniaxial compressive strength qua are estimated to obtain an average value for each soil layer, and the average value is regarded as the deformation coefficient E50 and the uniaxial compressive strength qu of the entire ground improvement body K, and design control values set in advance, respectively. Compare and evaluate.
例えば、表３は、現地ＰＳ検層のせん断波速度Ｖｓ値（改良度ランクＡ、Ｂ）から上記相関関係式（１）〜（４）式を用いて推定した変形係数Ｅ５０と一軸圧縮強度ｑｕの一例を示している。表３に示すように、砂質土および粘性土の場合ともに、推定した変形係数Ｅ５０と一軸圧縮強度ｑｕの平均値が設計管理値を満足するか否かを評価する。この場合、設計上のバネ剛性に対して、実際の地盤改良体Ｋが十分なバネ剛性を有していることを確認することができる。
ここで、設計管理値は、例えば変形係数Ｅ５０における砂質土が９００ＭＮ／ｍ２、粘性土が３００ＭＮ／ｍ２であり、一軸圧縮強度ｑｕにおける砂質土が４０２５ｋＮ／ｍ２、粘性土が４０７９ｋＮ／ｍ２である。そのため、表３に示す推定した変形係数Ｅ５０と一軸圧縮強度ｑｕの平均値は、いずれも上記設計管理値以上となる。
For example, Table 3 shows the deformation coefficient E50 and the uniaxial compressive strength qu estimated from the shear wave velocity Vs values (improvement ranks A and B) of the local PS logging using the above correlation equations (1) to (4). An example is shown. As shown in Table 3, it is evaluated whether the average value of the estimated deformation coefficient E50 and uniaxial compressive strength qu satisfies the design control value in both cases of sandy soil and viscous soil. In this case, it can be confirmed that the actual ground improvement body K has sufficient spring rigidity with respect to the design spring rigidity.
Here, the design management value, for example sandy soil 900MN / m 2 in the modified factor E50, cohesive soil is 300 mN / m 2, sandy soil 4025kN / m 2 in the uniaxial compressive strength qu, viscous soil 4079kN / M 2 . Therefore, the estimated average values of the deformation coefficient E50 and the uniaxial compression strength qu shown in Table 3 are both equal to or higher than the design management value.
（ステップＳ７）
次に、ステップＳ７では、ステップＳ６で推定した変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕのそれぞれにステップＳ４で求めた改良率Ｒを掛けた数値を、未改良部分を含めた地盤改良体Ｋ全体の地盤として品質評価を行う。具体的には、（５）式と（６）式を満足することを確認する。ここで、本ステップＳ７における品質評価では、土層毎に評価する。すなわち、砂質土の改良率Ｒａと粘性土の改良率Ｒｂを用いる。
(Step S7)
Next, in step S7, the ground of the entire ground improvement body K including the unimproved portion is obtained by multiplying each of the deformation coefficient E50 and the uniaxial compressive strength qu estimated in step S6 by the improvement rate R obtained in step S4. As a quality evaluation. Specifically, it is confirmed that the expressions (5) and (6) are satisfied. Here, in quality evaluation in this step S7, it evaluates for every soil layer. That is, the improvement rate Ra of sandy soil and the improvement rate Rb of cohesive soil are used.
次に、上述した地盤改良体Ｋの品質評価方法を実施することによる作用について、説明する。
本品質評価方法では、図４に示すｔ分布による区間推定方法を用いて、改良後の地盤の１本のコアボーリングによりせん断波速度Ｖｓを測定し、このせん断波速度Ｖｓの平均値を区間推定することで、確率統計的に改良地盤全体としての改良効果を評価するための採取コアのサンプル数ｎを決定することができ、必要最小限のコアを採取すればよいことになる。そのため、図１に示すような既設基礎の損傷を最小限に抑えることができ、作業効率の向上を図ることができる。
Next, the effect | action by implementing the quality evaluation method of the ground improvement body K mentioned above is demonstrated.
In this quality evaluation method, the shear wave velocity Vs is measured by one core boring of the improved ground using the interval estimation method based on the t distribution shown in FIG. 4, and the average value of the shear wave velocity Vs is estimated by the interval. By doing so, it is possible to determine the sample number n of the collection cores for evaluating the improvement effect of the entire improved ground in terms of probability statistics, and it is only necessary to collect the minimum number of cores. Therefore, damage to the existing foundation as shown in FIG. 1 can be minimized, and work efficiency can be improved.
また、ｔ分布により求めたサンプル数ｎに基づいて採取したコアの性状を目視観察し、改良部Ｋ１か未改良部Ｋ０かを判別して改良率Ｒを求めるといった確率統計的な考え方により、地盤改良体Ｋ全体としての改良効果を定量的に評価することができる。つまり、必要最小限のサンプル数ｎの採取コアのせん断波速度Ｖｓのバラツキは、地盤改良体Ｋ全体のせん断波速度Ｖｓのバラツキと同じ傾向であるという確率統計的な品質評価方法となる。そして、採取コアのうち改良部Ｋ０のみを対象とした、推定した改良地盤の一軸圧縮強度ｑｕおよび変形係数Ｅ５０に対して、採取コアの観察から得られた改良率Ｒを掛けた数値を算出することで、未改良部Ｋ０も含めた地盤改良体Ｋ全体としての強度、変形係数を算出し、品質評価をすることができる。 In addition, the ground properties are determined based on a stochastic statistical approach such as visually observing the properties of the cores collected based on the number n of samples obtained from the t distribution, and determining the improvement rate R by determining whether the improvement portion K1 or the unimproved portion K0. The improvement effect of the improved body K as a whole can be quantitatively evaluated. That is, this is a probabilistic statistical quality evaluation method in which the variation in the shear wave velocity Vs of the sampling core of the minimum required number of samples n has the same tendency as the variation in the shear wave velocity Vs of the entire ground improvement body K. Then, a numerical value obtained by multiplying the estimated uniaxial compressive strength qu and deformation coefficient E50 of the improved ground for only the improved portion K0 among the collected cores by the improvement rate R obtained from the observation of the collected cores is calculated. Thus, the strength and deformation coefficient of the ground improvement body K as a whole including the unimproved portion K0 can be calculated and the quality can be evaluated.
さらに、ステップＳ６において、未改良部Ｋ０と判別された部分においては改良率Ｒとして取り扱わず、未改良部Ｋ０における変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕをゼロとする方法であり、未改良部Ｋ０が全く改良されていないという評価となるが、実際は未改良部Ｋ０であっても変形係数Ｅ５０および一軸圧縮強度ｑｕがゼロではなく、多少の改良効果はあることから、地盤改良体Ｋ全体としての評価を安全側にすることができる。 Furthermore, in step S6, the portion determined as the unimproved portion K0 is not treated as the improvement rate R, and the deformation coefficient E50 and the uniaxial compression strength qu in the unimproved portion K0 are set to zero. Although it is evaluated that it has not been improved at all, the deformation coefficient E50 and the uniaxial compressive strength qu are not zero even in the unimproved portion K0, and there is some improvement effect. Can be on the safe side.
また、本実施の形態の品質評価方法では、評価に用いる採取コアを必要最小限とすることが可能となるので、既設の高炉本体１の損傷を最小限に抑えることができ、かつ上述したように信頼性（精度）の高い品質評価を行うことが可能となることから、従来方法のように多数の確認コアを採取して定量的な品質評価を行う従来方法の場合のように、コアの採取時に基礎を損傷させてしまうといった不具合を最小限にすることができる。
しかも、改良地盤内に本実施の形態のような基礎杭２等の地中干渉物がある場合であっても、改良地盤の強度特性、変形係数を精度良く推定することができる。
Further, in the quality evaluation method of the present embodiment, it is possible to minimize the number of sampling cores used for evaluation, so that damage to the existing
Moreover, even if there are underground interferences such as the
上述した本実施の形態による地盤改良体の品質評価方法では、改良後の地盤に対して必要最小限のサンプル数のコアを採取し、これらの採取コアに対して改良部Ｋ１か未改良部Ｋ０かを判別するため、コアボーリングにかかる手間や時間を低減することが可能な簡単な評価手段となり、その改良部Ｋ１から得られる改良率Ｒを考慮して改良地盤を評価するので、未改良部Ｋ０も含めた地盤改良体Ｋ全体の評価を行うことができ、精度の高い品質評価が行えるという効果を奏する。 In the above-described ground improvement body quality evaluation method according to the present embodiment, a minimum number of samples of cores are collected from the improved ground, and the improved portion K1 or the unimproved portion K0 is collected from these collected cores. Therefore, it becomes a simple evaluation means capable of reducing the labor and time required for core boring, and the improved ground is evaluated in consideration of the improvement rate R obtained from the improved portion K1. The entire ground improvement body K including K0 can be evaluated, and there is an effect that a highly accurate quality evaluation can be performed.
以上、本発明による地盤改良体の品質評価方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態ではステップＳ４において改良率Ｒを地盤改良体Ｋのうち改良部Ｋ１のみを対象とし、その改良部Ｋ１は改良度ランクＡ、Ｂの両方をまとめた改良率Ｒとしているが、これに限定されることはなく、改良度ランクＡ、Ｂを別々にした改良率Ｒを算出してもよい。そして、改良度ランクについても、本実施の形態のように４つ（Ａ、Ｂ、Ｂ’、Ｃ）のランク数であることに限定されることはなく、５つ以上のランク数、あるいは２つ、３つのランク数であってもかまわない。
As mentioned above, although embodiment of the quality evaluation method of the ground improvement body by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the above-described embodiment, the improvement rate R is set to the improvement portion K1 only in the ground improvement body K in step S4, and the improvement portion K1 is set to the improvement rate R that summarizes both the improvement ranks A and B. However, the present invention is not limited to this, and the improvement rate R obtained by separately improving the improvement ranks A and B may be calculated. Also, the improvement rank is not limited to four (A, B, B ′, C) as in the present embodiment, but five or more ranks, or 2 Three or three ranks may be used.
また、改良率Ｒは土層毎に求められ、本実施の形態では砂質土と粘性土の２つの土層を対象としているが、地盤改良の対象地盤が３つ以上の土層がある場合には、それぞれの土層毎に改良率Ｒが求められ、１層のみであれば１つの改良率Ｒで良い。なお、異なる土層であってもほぼ同一の性状を示すものであれば同一層として扱っても勿論かまわない。 In addition, the improvement rate R is obtained for each soil layer, and in this embodiment, two soil layers of sandy soil and viscous soil are targeted, but there are three or more soil layers to be ground improved. The improvement rate R is obtained for each soil layer, and if there is only one layer, one improvement rate R is sufficient. Of course, different soil layers may be treated as the same layer as long as they exhibit substantially the same properties.
さらに、本実施の形態では地盤改良体Ｋが既設の高炉本体１の直下に造成されているが、構造物として高炉本体１（高炉）であることに限定されることはなく、また既設の構造物の直下に造成される地盤改良体Ｋを対象とすることに制限されることはない。
Further, in the present embodiment, the ground improvement body K is created immediately below the existing blast furnace
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
１ 高炉本体（構造物）
２ 基礎杭
Ｋ 地盤改良体
Ｋ１ 改良部
Ｋ０ 未改良部
1 Blast furnace body (structure)
2 Foundation piles K Ground improvement body K1 Improvement part K0 Unimprovement part
Claims (1)
改良後の地盤のＰＳ検層から得られるせん断波速度に基づいて改良体の強度、剛性を求める地盤改良体の品質評価方法であって、
改良後の地盤から１本のコアボーリングを調査し、ＰＳ検層によって得られるせん断波速度の土層毎の標準偏差を求める第１工程と、
前記第１工程で求めた前記せん断波速度の標準偏差に基づいてｔ分布を作成し、このｔ分布の区間推定方法を用いて改良評価を行うための必要最小限の採取コアのサンプル数を決定する第２工程と、
前記第２工程で決定した前記サンプル数のコアボーリングを行い、その採取コアの性状を観察して改良部か未改良部かを判別する第３工程と、
前記第３工程で判別した土層毎の改良部が同質の土層の前記採取コアに占める体積率を改良率として算出する第４工程と、
前記第３工程で判別された改良部と同質の土層毎の試験体に対して、せん断波速度と剛性との関係により得られる第１相関関係式、およびせん断波速度と強度との関係により得られる第２相関関係式を求める第５工程と、
該第５工程で求めた前記第１相関関係式および第２相関関係式より前記改良部の剛性および強度を推定し、それぞれ予め設定されている設計管理値と比較する第６工程と、
前記第６工程で推定した剛性および強度のそれぞれに改良率を掛けた数値を、未改良部分を含めた改良体全体の地盤として評価する第７工程と、
を有することを特徴とする地盤改良体の品質評価方法。 For the sampling collected from the ground after improvement, the improvement rate is obtained by discriminating between the unimproved part and the improved part,
Strength improvement body based on the shear wave velocity obtained from PS logging of soil after the modification, a quality evaluation method of ground improvement body asking you to stiffness,
A first step of investigating one core boring from the improved ground and determining the standard deviation for each soil layer of the shear wave velocity obtained by PS logging ,
A t-distribution is created based on the standard deviation of the shear wave velocity obtained in the first step, and the minimum number of sampling core samples required for improvement evaluation using the interval estimation method of the t-distribution is determined. A second step of
A third step of performing core boring of the number of samples determined in the second step, and observing the properties of the collected core to determine whether it is an improved portion or an unimproved portion ;
A fourth step of calculating, as an improvement rate , a volume ratio of the improved portion of each soil layer determined in the third step to the collected core of the homogeneous soil layer ;
Based on the first correlation equation obtained from the relationship between the shear wave velocity and the stiffness, and the relationship between the shear wave velocity and the strength, for the specimen for each soil layer of the same quality as the improved portion determined in the third step. A fifth step for obtaining the obtained second correlation equation;
A sixth step of estimating the rigidity and strength of the improved portion from the first correlation equation and the second correlation equation obtained in the fifth step, and comparing each of them with a preset design management value;
A seventh step of evaluating the numerical value obtained by multiplying each of the rigidity and strength estimated in the sixth step by the improvement rate as the ground of the entire improved body including the unimproved portion ;
A method for evaluating the quality of a ground improvement body, comprising:
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