JP6731309B2 - Pile performance evaluation method - Google Patents
Pile performance evaluation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6731309B2 JP6731309B2 JP2016155407A JP2016155407A JP6731309B2 JP 6731309 B2 JP6731309 B2 JP 6731309B2 JP 2016155407 A JP2016155407 A JP 2016155407A JP 2016155407 A JP2016155407 A JP 2016155407A JP 6731309 B2 JP6731309 B2 JP 6731309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- displacement
- ground
- microtremor
- specifications
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
本発明は、杭の性能評価方法に関する。 The present invention relates to a pile performance evaluation method.
既設の杭の性能を評価する方法としては、これまでにも多数の方法が提案されている。代表的なＩＴ試験（Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｔｅｓｔ）は、ハンマーで杭頭を叩いて弾性波を発生させ、その振動応答を杭頭に押し当てたセンサで測定する方法である。簡易な方法であるが、杭長しか評価することができない。 Many methods have been proposed so far to evaluate the performance of existing piles. A typical IT test (Integrity Test) is a method in which a pile head is hit with a hammer to generate an elastic wave, and its vibration response is measured by a sensor pressed against the pile head. Although it is a simple method, only the pile length can be evaluated.
また、例えば、起振機（または加振機）を用いて地盤に埋設された杭を強制的に振動させることにより算出される固有振動数に基づいて杭の健全性を評価する杭の品質管理方法が提案されている（特許文献１，２及び非特許文献１）。杭の支持力性能等を推定することができる方法であるが、比較的大がかりな起振機を用意する必要があった。 In addition, for example, pile quality control that evaluates the soundness of the pile based on the natural frequency calculated by forcibly vibrating the pile buried in the ground using an exciter (or vibrator) Methods have been proposed (Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1). Although it is a method that can estimate the bearing capacity of piles, it requires the preparation of a relatively large-scale exciter.
本発明は、簡易に杭の性能を評価することができる杭の性能評価方法を提案することを目的とする。 An object of the present invention is to propose a pile performance evaluation method capable of easily evaluating the performance of a pile.
［適用例１］
本適用例に係る杭の性能評価方法は、
測定された杭頭の常時微動に基づいて実際の前記杭頭の所定周波数における実際変位を取得する取得処理と、
測定された地盤の諸元に基づいて前記杭頭の所定周波数における推定変位を推定する推定処理と、
前記実際変位と前記推定変位とに基づいて前記杭頭を有する杭の性能の評価を行う評価処理と、
を含むことを特徴とする。
[Application example 1]
Pile performance evaluation method according to this application example,
An acquisition process of acquiring an actual displacement at a predetermined frequency of the actual pile head based on the microtremor of the measured pile head,
An estimation process of estimating an estimated displacement at a predetermined frequency of the pile head based on the measured ground specifications,
An evaluation process for evaluating the performance of the pile having the pile head based on the actual displacement and the estimated displacement,
It is characterized by including.
本適用例に係る杭の性能評価方法によれば、杭頭の常時微動と地盤の諸元とを測定することで、簡易に杭の性能評価を行うことができる。 According to the pile performance evaluation method according to this application example, the performance evaluation of the pile can be easily performed by measuring the microscopic movement of the pile head and the specifications of the ground.
［適用例２］
本適用例に係る杭の性能評価方法において、
前記取得処理における常時微動は、第１常時微動であり、
前記推定処理は、
前記地盤における第２常時微動に基づいて前記地盤の諸元を測定する測定処理と、
前記地盤の諸元に基づいて所定周波数の地盤変位を算出する算出処理と、
予め設定された杭・地盤ばねモデルに、仮の杭諸元と、前記第２常時微動に基づいて設定された地盤ばね諸元と、を入力して第１杭・地盤ばねモデルを作成する作成処理と、を含み、
作成された前記第１杭・地盤ばねモデルに前記地盤変位を入力して前記推定変位を推定することができる。
[Application example 2]
In the pile performance evaluation method according to this application example,
The microtremor in the acquisition process is the first microtremor,
The estimation process is
A measurement process for measuring the dimensions of the ground based on a second microtremor in the ground;
Calculation processing for calculating the ground displacement of a predetermined frequency based on the specifications of the ground,
Create a first pile/soil spring model by inputting temporary pile specifications and the ground spring specifications set based on the second microtremor to a preset pile/soil spring model Processing and including,
The estimated displacement can be estimated by inputting the ground displacement into the created first pile/ground spring model.
本適用例に係る杭の性能評価方法によれば、杭・地盤ばねモデルを予め設定することで、地盤変位から杭頭の推定変位を推定することができる。 According to the pile performance evaluation method of this application example, the estimated displacement of the pile head can be estimated from the ground displacement by setting the pile/soil spring model in advance.
［適用例３］
本適用例に係る杭の性能評価方法において、
前記推定処理は、
前記実際変位と前記推定変位とを比較した結果、差がある場合に、
前記実際変位と前記推定変位との差が所定範囲に収まるように、前記第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを作成する修正処理をさらに含み、
作成された前記第２杭・地盤ばねモデルを用いて前記推定変位を修正し、修正後の前記推定変位を用いて前記評価処理を行うことができる。
[Application example 3]
In the pile performance evaluation method according to this application example,
The estimation process is
As a result of comparing the actual displacement and the estimated displacement, if there is a difference,
The method further includes a correction process of changing the pile specifications in the first pile/soil spring model to create a second pile/soil spring model so that the difference between the actual displacement and the estimated displacement falls within a predetermined range.
The estimated displacement can be corrected using the created second pile/ground spring model, and the evaluation process can be performed using the corrected estimated displacement.
本適用例に係る杭の性能評価方法によれば、実際変位と推定変位との差が所定範囲に収まるように、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを求めることにより、実際の杭により近い性能を把握して評価することができる。 According to the pile performance evaluation method according to this application example, the pile specifications in the first pile/soil spring model are changed so that the difference between the actual displacement and the estimated displacement falls within a predetermined range. By obtaining the spring model, it is possible to grasp and evaluate the performance closer to the actual pile.
［適用例４］
本適用例に係る杭の性能評価方法において、
前記第２常時微動は、微動アレイ探査によって測定され、
前記算出処理は、前記微動アレイ探査の測定結果に基づいて、少なくとも前記杭の杭長の深さの前記地盤変位を算出し、
前記推定変位は、前記第１杭・地盤ばねモデルにおける前記杭頭の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値であり、
前記第１常時微動は、前記杭頭に設置した第１微動計によって測定され、
前記実際変位は、前記第１微動計の測定結果に基づいて算出された、前記杭頭の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値であることができる。
[Application example 4]
In the pile performance evaluation method according to this application example,
The second microtremor is measured by microtremor array exploration,
The calculation process, based on the measurement result of the microtremor array survey, calculates the ground displacement at least the depth of the pile length of the pile,
The estimated displacement is a value using at least one of the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and the horizontal-vertical displacement ratio (u/v) of the pile head in the first pile-ground spring model. Yes,
The first microtremor is measured by a first micrometer installed on the pile head,
The actual displacement is at least one of a horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and a horizontal-vertical displacement ratio (u/v) of the pile head, which is calculated based on the measurement result of the first micromotion meter. Can be a value using two.
本適用例に係る杭の性能評価方法によれば、地盤変位を微動アレイ探査に基づいて算出することができるため、地盤のボーリングや掘削をすることなく地盤変位を算出することができる。また、杭頭の各変位を第１微動計に基づいて算出することができるため、杭の載荷装置や加振装置が不要であって、非破壊検査によって算出できる。さらに、杭頭の各変位を第１微動計に基づいて算出することができるため、測定可能な杭の長さに制限がない。 According to the pile performance evaluation method according to this application example, since the ground displacement can be calculated based on the micromotion array survey, the ground displacement can be calculated without boring or excavating the ground. Further, since each displacement of the pile head can be calculated based on the first micromotion meter, a pile loading device and a vibration device are not necessary, and can be calculated by nondestructive inspection. Further, since each displacement of the pile head can be calculated based on the first micromotion meter, there is no limit to the length of the pile that can be measured.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unduly limit the content of the invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential configuration requirements of the invention.
本実施形態に係る杭の性能評価方法は、測定された杭頭の常時微動に基づいて実際の前記杭頭の所定周波数における実際変位を取得する取得処理と、測定された地盤の諸元に基づいて前記杭頭の所定周波数における推定変位を推定する推定処理と、前記実際変位と前記推定変位とに基づいて前記杭頭を有する杭の性能の評価を行う評価処理と、を含むことを特徴とする。 The pile performance evaluation method according to the present embodiment is an acquisition process of acquiring an actual displacement at a predetermined frequency of the actual pile head based on the microtremor of the measured pile head, and based on the measured ground parameters. And an estimation process of estimating an estimated displacement of the pile head at a predetermined frequency, and an evaluation process of evaluating the performance of the pile having the pile head based on the actual displacement and the estimated displacement. To do.
１．杭と地盤との関係
図１を用いて杭１０と地盤２２との関係を説明する。図１は、杭１０と地盤２２とを模式的に示す図である。
1. Relationship between Pile and Ground The relationship between the pile 10 and the ground 22 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing the pile 10 and the ground 22.
図１に示すように、杭１０は、地盤２２内にあって、杭頭１２が地表面２０に現れている。杭頭１２は地盤２２内にあってもよい。 As shown in FIG. 1, the pile 10 is in the ground 22, and the pile head 12 appears on the ground surface 20. The pile head 12 may be in the ground 22.
杭頭１２とは、杭１０の頂部である。杭１０とは、構造物の荷重を基礎などを介して地盤２２に伝達させるための柱状の構造部材である。杭１０としては、材料面から、例えば、木杭、既成コンクリート杭、鉄筋コンクリート杭、鋼（管）杭などの種類がある。また、杭１０としては、施工面から、例えば、打込み杭、場所打ち杭、埋込み杭などの種類がある。さらに、杭としては、機能面から、例えば、主に先端（最下端）支持力によって上部構造物を支える支持杭、主に杭の周面と地盤との摩擦力によって上部構造物を支える摩擦杭などの種類がある。 The pile head 12 is the top of the pile 10. The pile 10 is a columnar structural member for transmitting the load of the structure to the ground 22 via a foundation or the like. The piles 10 include, for example, wood piles, precast concrete piles, reinforced concrete piles, and steel (pipe) piles in terms of material. Further, the piles 10 include, for example, driven piles, cast-in-place piles, and embedded piles in terms of construction. Further, as the pile, from the viewpoint of function, for example, a support pile that mainly supports the upper structure by the tip (lowermost) support force, and a friction pile that mainly supports the upper structure by the frictional force between the pile peripheral surface and the ground. And so on.
地盤２２はわずかではあるが常に振動しており、このような微小な地盤振動を常時微動という。常時微動は、地盤２２中を伝播する微小な地盤振動であって、例えば地上を走行する車両が発生する振動や工場の機械類から発生する振動などの人工的な振動、及び風や波による自然的な振動等によって生ずる。 The ground 22 is constantly vibrating though it is slight, and such a minute ground vibration is always called fine movement. Microtremors are minute ground vibrations propagating in the ground 22, and are artificial vibrations such as vibrations generated by vehicles running on the ground or vibrations generated by factory machinery, and natural vibrations caused by wind or waves. It is caused by mechanical vibration.
この地盤２２の常時微動が地盤２２と一体化している杭１０へと伝わり、杭頭１２を振動させる。一方、地盤２２の地層構成は公知の測定方法を用いて推定することができる。そこで、本発明者らは、測定された地盤２２の諸元を用いて常時微動による杭頭１２の変位を推定し、実際に測定した杭頭１２の変位と比較することで、杭１０の性能を評価することに想到したのである。 The microscopic movements of the ground 22 are transmitted to the pile 10 integrated with the ground 22, and the pile head 12 is vibrated. On the other hand, the stratum structure of the ground 22 can be estimated by using a known measurement method. Therefore, the inventors of the present invention estimate the displacement of the pile head 12 due to microtremors using the measured specifications of the ground 22 and compare it with the actually measured displacement of the pile head 12 to obtain the performance of the pile 10. Was conceived to evaluate.
２．杭の性能評価方法
図２を用いて杭１０の性能評価方法について説明する。図２は、杭１０の性能評価方法のフローチャートである。
2. Pile Performance Evaluation Method A performance evaluation method of the pile 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of the performance evaluation method of the pile 10.
図２に示すように、杭１０の性能評価方法は、取得処理（Ｓ１０）と、推定処理（Ｓ１
２）と、評価処理（Ｓ１４）と、を含む。取得処理（Ｓ１０）と推定処理（Ｓ１２）の順番は逆であってもよい。
As shown in FIG. 2, the performance evaluation method of the pile 10 includes an acquisition process (S10) and an estimation process (S1).
2) and the evaluation process (S14). The order of the acquisition process (S10) and the estimation process (S12) may be reversed.
取得処理（Ｓ１０）は、測定された杭頭１２の常時微動（以下、「第１常時微動」という）に基づいて実際の杭頭１２の所定周波数における実際変位を取得する。第１常時微動の測定方法の具体例については後述する。 In the acquisition process (S10), the actual displacement of the pile head 12 at a predetermined frequency is acquired based on the measured microtremor of the pile head 12 (hereinafter, referred to as “first microtremor”). A specific example of the first microtremor measurement method will be described later.
ここで変位は、杭頭１２の位置の変化量であるが、これに限らず、当該変化量に基づいた対比可能な値であってもよい。 Here, the displacement is the amount of change in the position of the pile head 12, but is not limited to this, and may be a value that can be compared based on the amount of change.
推定処理（Ｓ１２）は、測定された地盤２２の諸元に基づいて杭頭１２の所定周波数における推定変位を推定する。推定処理（Ｓ１２）の具体例については後述する。 The estimation process (S12) estimates the estimated displacement of the pile head 12 at a predetermined frequency based on the measured specifications of the ground 22. A specific example of the estimation process (S12) will be described later.
ここで地盤２２の諸元とは、推定処理（Ｓ１２）において杭１０の力学モデルを用いて杭頭１２の所定周波数における推定変位を推定するために必要な地盤２２に関する要素であり、例えば、杭１０の支持層２４の深度から２倍ぐらいの深さまでの各地層の層厚、地盤２２の密度（単位体積当たりの質量）、せん断波速度とせん断波の減衰定数、粗密波速度と粗密波の減衰定数などがある。地盤２２の諸元としていずれの要素を用いるかは推定処理（Ｓ１２）に用いる方法に合わせて適宜選択される。地盤２２の諸元は、公知の各種地盤調査方法を用いることができる。地盤調査方法としては、例えば、微動アレイ探査、表面波探査、速度検層（ＰＳ検層）、弾性波探査、磁気探査、電気探査（比抵抗二次元探査）、地中レーダー探査、重力探査、標準貫入試験（Ｎ値）結果からの推定などを用いることができる。本実施形態では微動アレイ探査を用いた測定法について後述する。 Here, the specifications of the ground 22 are elements related to the ground 22 necessary for estimating the estimated displacement of the pile head 12 at a predetermined frequency using the dynamic model of the pile 10 in the estimation process (S12), and, for example, the pile The thickness of each layer from the depth of the support layer 24 of 10 to the depth of about 2 times, the density of the ground 22 (mass per unit volume), the shear wave velocity and the damping constant of the shear wave, the compressional wave velocity and the compressional wave There are damping constants. Which element is used as the specifications of the ground 22 is appropriately selected according to the method used in the estimation process (S12). For the specifications of the ground 22, various known ground investigation methods can be used. Examples of ground survey methods include microtremor array survey, surface wave survey, velocity logging (PS logging), elastic wave survey, magnetic survey, electrical survey (two-dimensional resistivity resistivity survey), underground radar survey, gravity survey, Estimates from standard penetration test (N value) results can be used. In the present embodiment, a measuring method using the microtremor array search will be described later.
評価処理（Ｓ１４）は、実際変位と推定変位とに基づいて杭頭１２を有する杭１０の性能の評価を行う。 The evaluation process (S14) evaluates the performance of the pile 10 having the pile head 12 based on the actual displacement and the estimated displacement.
ここで杭１０の性能とは、推定処理（Ｓ１２）によって得られた杭１０の状態である。杭１０の状態は、例えば、推定処理（Ｓ１２）において仮定した杭１０の諸元（仮の杭諸元）及び仮の杭諸元から推定され及び推測される。仮の杭諸元とは、後述する杭１０の力学モデルを設定するために必要な杭１０に関する要素であり、例えば、杭１０の密度、杭１０の断面積、杭１０のヤング率、杭１０の断面２次モーメント、杭径、杭長（地表面２０からの深度）などがある。杭諸元としていずれの要素を用いるかは推定処理（Ｓ１２）に用いる方法に合わせて適宜選択される。 Here, the performance of the pile 10 is the state of the pile 10 obtained by the estimation process (S12). The state of the pile 10 is estimated and inferred from the specifications (temporary pile specifications) of the pile 10 assumed in the estimation process (S12) and the provisional pile specifications, for example. The provisional pile specifications are elements relating to the pile 10 necessary for setting a mechanical model of the pile 10 described later, and include, for example, the density of the pile 10, the cross-sectional area of the pile 10, the Young's modulus of the pile 10, and the pile 10 Second moment of area, pile diameter, pile length (depth from the ground surface 20) and so on. Which element is used as the pile specifications is appropriately selected according to the method used in the estimation process (S12).
また、ここで杭１０の性能評価とは、例えば、杭１０の性能が設計通り（仮の杭諸元と同じ）であるかどうかという評価、設計値が不明の杭１０の性能がどの程度（仮の杭諸元に近似）であるかという評価などがある。 In addition, here, the performance evaluation of the pile 10 is, for example, an evaluation as to whether the performance of the pile 10 is as designed (the same as the provisional pile specifications), and how much the performance of the pile 10 whose design value is unknown There is an evaluation such as whether it is close to the provisional pile specifications).
このように杭１０の性能評価方法によれば、地盤２２の諸元と杭頭１２の第１常時微動とを測定することで、簡易に杭１０の性能評価を行うことができる。 As described above, according to the method for evaluating the performance of the pile 10, the performance of the pile 10 can be easily evaluated by measuring the specifications of the ground 22 and the first micromotions of the pile head 12.
２−１．取得処理
図２〜図５を用いて取得処理（Ｓ１０）について説明する。図３は第１常時微動測定装置３０及び第２常時微動測定装置４０の設置状態を示す断面図であり、図４は第１常時微動測定装置３０が設置された杭頭１２の平面図であり、図５は杭頭１２の実際変位Ｕを説明する模式図である。
2-1. Acquisition Process The acquisition process (S10) will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view showing an installation state of the first microtremor measuring device 30 and the second microtremor measuring device 40, and FIG. 4 is a plan view of the pile head 12 on which the first microtremor measuring device 30 is installed. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the actual displacement U of the pile head 12.
取得処理（Ｓ１０）は、測定された杭頭１２の第１常時微動に基づいて実際の杭頭１２の所定周波数における実際変位を取得する。杭頭１２の第１常時微動の測定方法は、杭頭
１２の所定周波数における実際変位が測定できる方法であれば特に限定されない。第１常時微動は、例えば、杭頭１２に設置した第１微動計３２によって測定することができる。杭頭１２の各変位を第１微動計３２に基づいて算出することができることで、杭１０の載荷装置や加振装置が不要であって、非破壊検査によって算出できる。また、杭頭１２の各変位を第１微動計３２に基づいて算出することができることで、ＩＴ試験のように測定可能な杭１０の長さに制限がない。
The acquisition process (S10) acquires the actual displacement of the actual pile head 12 at a predetermined frequency based on the measured first microtremor of the pile head 12. The method for measuring the first microtremor of the pile head 12 is not particularly limited as long as the actual displacement of the pile head 12 at a predetermined frequency can be measured. The 1st microtremor can be measured by the 1st microtremor 32 installed in the pile head 12, for example. Since each displacement of the pile head 12 can be calculated based on the first fine motion meter 32, the loading device and the vibration device of the pile 10 are unnecessary and can be calculated by the nondestructive inspection. Further, since each displacement of the pile head 12 can be calculated based on the first fine motion meter 32, there is no limitation on the measurable length of the pile 10 as in the IT test.
図３及び図４に示すように、第１常時微動測定装置３０は、杭頭１２の表面に設置された複数の第１微動計３２と、第１微動計３２によって計測された計測値から所定周波数における実際変位を演算する制御部３４と、を含む。制御部３４は、図示しない記録部と、蓄電部と、演算部と、を含む。記録部は第１微動計３２の計測値を記録し、蓄電部は第１微動計３２を動作させるために必要な電力を供給し、演算部は第１微動計３２の計測値から杭頭１２の実際変位を演算する。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the first microtremor measuring device 30 has a predetermined value based on a plurality of first micromotion meters 32 installed on the surface of the pile head 12 and measurement values measured by the first micromotion meter 32. And a control unit 34 that calculates an actual displacement at the frequency. The control unit 34 includes a recording unit (not shown), a power storage unit, and a calculation unit. The recording unit records the measurement value of the first micromotion meter 32, the power storage unit supplies electric power necessary to operate the first micromotion meter 32, and the calculation unit calculates the measurement value of the first micromotion meter 32 from the pile head 12 Calculate the actual displacement of.
第１微動計３２は、図３のように正三角形の頂点に当たる部分に３箇所設置することができる。第１微動計３２の数は、目的とする実際変位を測定するために必要な数であればよく、特に限定されないが、水平方向の変位と鉛直方向の変位の他に杭頭１２の傾きを測定する場合には、３個または５個が好ましい。第１微動計３２は、杭頭１２の水平方向の２成分と鉛直方向の１成分を計測できることが好ましい。第１微動計３２が杭頭１２の水平方向の２成分と鉛直方向の１成分と傾きとを計測できる場合には、１個だけでもよい。 As shown in FIG. 3, the first fine motion meter 32 can be installed at three places at the portion corresponding to the apex of the equilateral triangle. The number of the first fine motion meters 32 is not particularly limited as long as it is a number necessary for measuring the target actual displacement, but the inclination of the pile head 12 may be determined in addition to the horizontal displacement and the vertical displacement. When measuring, 3 or 5 is preferable. It is preferable that the first fine motion meter 32 can measure two components in the horizontal direction and one component in the vertical direction of the pile head 12. If the first fine motion meter 32 can measure two horizontal components, one vertical component, and inclination of the pile head 12, only one may be used.
第１微動計３２は、微小な振動を測定することができるものであればよく、例えば加速度センサや速度センサなどの公知の微動計を用いることができる。 The first fine motion meter 32 may be any one capable of measuring a minute vibration, and for example, a known fine motion meter such as an acceleration sensor or a speed sensor can be used.
杭頭１２の第１常時微動における所定周波数は、あらかじめ定められた複数の周波数である。周波数に応じて杭頭１２の変位が定まる。後述する第２微動における所定周波数も第１常時微動に対応するため、第１常時微動における所定周波数と少なくとも同じ周波数を含む。 The predetermined frequency in the first microtremor of the pile head 12 is a plurality of predetermined frequencies. The displacement of the pile head 12 is determined according to the frequency. Since the predetermined frequency in the second fine movement described later also corresponds to the first fine movement, it includes at least the same frequency as the predetermined frequency in the first fine movement.
図５に示すように、地盤２２の振動（例えば第２常時微動５６）によって破線で示した杭頭１２は実線で示した杭頭１２へと実際変位Ｕ（矢印で示した）だけ移動する。杭頭１２の実際変位Ｕは、杭頭１２における水平方向変位ｕと、鉛直方向変位ｖと、傾きθで表すことができる。制御部３４における演算部は、杭頭１２の実際変位として、例えば、第１微動計３２の測定結果に基づいて算出された、杭頭１２の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値を演算することができる。 As shown in FIG. 5, due to the vibration of the ground 22 (for example, the second fine movement 56), the pile head 12 shown by the broken line moves to the pile head 12 shown by the solid line by the actual displacement U (shown by the arrow). The actual displacement U of the pile head 12 can be represented by the horizontal displacement u of the pile head 12, the vertical displacement v, and the inclination θ. The calculation unit in the control unit 34 calculates, as the actual displacement of the pile head 12, for example, the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) of the pile head 12 calculated based on the measurement result of the first fine motion meter 32. A value using at least one of the vertical displacement ratios (u/v) can be calculated.
このように、杭頭１２の各変位を第１微動計３２に基づいて算出することができるため、杭１０の載荷装置や加振装置が不要であって、非破壊検査によって算出できる。さらに、杭頭１２の各変位を第１微動計３２に基づいて算出することができるため、測定可能な杭１０の長さに制限がない。 As described above, since each displacement of the pile head 12 can be calculated based on the first fine motion meter 32, the loading device and the vibration device of the pile 10 are not necessary, and can be calculated by the nondestructive inspection. Furthermore, since each displacement of the pile head 12 can be calculated based on the first fine motion meter 32, there is no limitation on the measurable length of the pile 10.
２−２．推定処理
図２、図３、図６〜図１０を用いて、推定処理（Ｓ１２）について説明する。図６は推定処理（Ｓ１２）を説明するフローチャートであり、図７は杭・地盤ばねモデル５０を説明する模式図であり、図８は第２常時微動測定装置４０を説明する平面図であり、図９は所定周波数における地盤２２の水平変位を示すグラフであり、図１０は所定周波数における杭頭応答（ｕ／θ）を示すグラフである。
2-2. Estimating Process The estimating process (S12) will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 6 to 10. 6 is a flowchart for explaining the estimation process (S12), FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the pile/soil spring model 50, and FIG. 8 is a plan view for explaining the second microtremor measuring device 40. FIG. 9 is a graph showing the horizontal displacement of the ground 22 at a predetermined frequency, and FIG. 10 is a graph showing the pile head response (u/θ) at the predetermined frequency.
推定処理（Ｓ１２）は、測定された地盤２２の諸元に基づいて杭頭１２の所定周波数に
おける推定変位を推定する。推定処理（Ｓ１２）は、杭頭１２の推定変位を推定できる各種の方法を採用できる。
The estimation process (S12) estimates the estimated displacement of the pile head 12 at a predetermined frequency based on the measured specifications of the ground 22. The estimation process (S12) can employ various methods capable of estimating the estimated displacement of the pile head 12.
杭頭１２が所定周波数の振動においてどの程度変位するかは地盤２２の諸元と杭１０の諸元とから定まる固有の値を有すると考えられる。地盤２２の振動、例えば第２常時微動時における地盤変位の深度分布は地盤２２の諸元から定まり、地盤２２の変位が杭１０にどのように伝わるかは杭１０の諸元により定まるからである。 It is considered that how much the pile head 12 is displaced by vibration of a predetermined frequency has a unique value determined by the specifications of the ground 22 and the specifications of the pile 10. This is because the vibration of the ground 22, for example, the depth distribution of the ground displacement during the second microtremor is determined by the specifications of the ground 22, and how the displacement of the ground 22 is transmitted to the pile 10 is determined by the specifications of the pile 10. ..
図６に示すように、推定処理は、例えば、地盤２２における第２常時微動に基づいて地盤２２の諸元を測定する測定処理（Ｓ１２０）と、地盤２２の諸元に基づいて所定周波数の地盤変位を算出する算出処理（Ｓ１２１）と、予め設定された杭・地盤ばねモデルに、仮の杭諸元と、第２常時微動に基づいて設定された地盤ばね諸元と、を入力して第１杭・地盤ばねモデルを作成する作成処理（Ｓ１２２）と、を含み、作成された第１杭・地盤ばねモデルに地盤変位を入力して推定変位を推定することができる。 As shown in FIG. 6, the estimation process includes, for example, a measurement process (S120) of measuring the specifications of the ground 22 based on the second microtremor in the ground 22 and the ground of a predetermined frequency based on the specifications of the ground 22. The calculation process (S121) for calculating the displacement is input, and the provisional pile specifications and the ground spring specifications set based on the second microtremor are input to the preset pile/soil spring model, It is possible to estimate the estimated displacement by inputting the ground displacement to the created first pile/soil spring model, including the creation processing (S122) of creating the one pile/soil spring model.
このように、第１杭・地盤ばねモデルを予め設定することで、地盤変位から杭頭１２の推定変位を計算することができる。なお、各処理の詳細については後述する。 In this way, by setting the first pile/soil spring model in advance, the estimated displacement of the pile head 12 can be calculated from the soil displacement. The details of each process will be described later.
また、図６に示すように、推定処理は、推定変位と実際変位とを比較した結果、差がある場合に、推定変位と実際変位との差が所定範囲に収まるように、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを作成する修正処理（Ｓ１２８）をさらに含み、作成された第２杭・地盤ばねモデルを用いて推定変位を修正し、修正後の推定変位を用いて評価処理を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 6, the estimation process compares the estimated displacement with the actual displacement, and if there is a difference, the first pile and the first pile are adjusted so that the difference between the estimated displacement and the actual displacement falls within a predetermined range. The method further includes a correction process (S128) of changing the pile specifications in the ground spring model to create the second pile/ground spring model, and correcting and correcting the estimated displacement using the created second pile/ground spring model. An evaluation process can be performed using the later estimated displacement.
このように推定変位と実際変位との差が所定範囲に収まるように、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを求めることにより、実際の杭により近い性能を把握して評価することができる。なお、修正処理（Ｓ１２８）の詳細については後述する。 In this way, by changing the pile specifications in the 1st pile/soil spring model and obtaining the 2nd pile/soil spring model, the difference between the estimated displacement and the actual displacement falls within the predetermined range. It is possible to grasp and evaluate close performance. The details of the correction process (S128) will be described later.
２−２−１．測定処理
測定処理（Ｓ１２０）は、地盤２２における第２常時微動に基づいて地盤２２の諸元を測定する。測定処理（Ｓ１２０）における地盤２２の第２常時微動に基づく地盤２２の諸元を測定する方法は、地盤２２の所定周波数における地盤変位を算出するのに必要な地盤２２の諸元が測定できる方法であれば常時微動に限定されない。
2-2-1. Measurement Process The measurement process (S120) measures the dimensions of the ground 22 based on the second microtremor of the ground 22. The method of measuring the specifications of the ground 22 based on the second microtremor of the ground 22 in the measurement process (S120) is a method of measuring the specifications of the ground 22 necessary for calculating the ground displacement at a predetermined frequency of the ground 22. So long as it is not limited to microtremors.
第２常時微動は、微動アレイ探査によって測定することができる。地盤変位を微動アレイ探査に基づいて算出することができることで、地盤２２のボーリングや掘削をすることなく地盤変位を算出することができる。 The second microtremor can be measured by microtremor array exploration. Since the ground displacement can be calculated based on the micromotion array survey, the ground displacement can be calculated without boring or excavating the ground 22.
図３及び図８を用いて地盤２２の第２常時微動を微動アレイ探査によって測定する方法について説明する。 A method of measuring the second microtremor of the ground 22 by the microtremor array search will be described with reference to FIGS. 3 and 8.
図３及び図８に示すように、微動アレイ探査は、地表面２０においた複数の第２微動計４２により多点での微動を同時観測し、得られた表面波の位相速度を逆解析して地盤２２のＳ波構造を推定する地盤調査方法である。第２微動計４２は、微小振動を測定することができる地震計を用いることができる。第２微動計４２は、加速度センサとしてもよい。 As shown in FIGS. 3 and 8, in the microtremor array survey, microtremors at multiple points are simultaneously observed by the plurality of second microtremors 42 on the ground surface 20, and the phase velocities of the obtained surface waves are inversely analyzed. It is a ground investigation method for estimating the S wave structure of the ground 22 by As the second microtremor 42, a seismometer capable of measuring microvibration can be used. The second fine motion meter 42 may be an acceleration sensor.
第２微動計４２の配置は、例えば、地表面２０における正三角形の頂点とすることができる。第２微動計４２を複数の正三角形の頂点に配置してもよい。第２微動計４２は、杭１０の周囲の地盤２２の諸元を得るために、杭１０の周囲に配置される。 The arrangement of the second tremor 42 can be, for example, the vertices of an equilateral triangle on the ground surface 20. The second fine motion meter 42 may be arranged at the vertices of a plurality of equilateral triangles. The second fine motion meter 42 is arranged around the pile 10 in order to obtain the specifications of the ground 22 around the pile 10.
微動アレイ探査によって地盤２２の地層構造を同定することができる。地盤２２の地層構造を同定することができれば、所定周波数の振動における地盤変位を推定することができる。 The microstructure array survey can identify the stratum structure of the ground 22. If the stratum structure of the ground 22 can be identified, the ground displacement due to vibration of a predetermined frequency can be estimated.
２−２−２．算出処理
算出処理（Ｓ１２１）は、地盤２２の諸元に基づいて所定周波数の地盤変位を算出する。算出処理（Ｓ１２１）における地盤変位を算出する方法は特に限定されない。算出処理（Ｓ１２１）は、例えば、微動アレイ探査の測定結果に基づいて、少なくとも杭１０の杭長の深さの地盤変位を算出することができる。少なくとも杭長の深さの地盤変位が算出できれば、杭１０の変位に大きく影響を与える地盤変位が含まれるからである。
2-2-2. Calculation Process The calculation process (S121) calculates the ground displacement of a predetermined frequency based on the specifications of the ground 22. The method of calculating the ground displacement in the calculation process (S121) is not particularly limited. The calculation process (S121) can calculate the ground displacement of at least the depth of the pile length of the pile 10 based on the measurement result of the microtremor array survey, for example. This is because if the ground displacement of at least the depth of the pile length can be calculated, the ground displacement that greatly affects the displacement of the pile 10 is included.
一般に、常時微動における地盤変位は「正規モード解」（久田嘉明「成層地盤における正規モード解及びグリーン関数の効率的な計算法」日本建築学会構造系論文集，第５０１号，ｐｐ．４９−５６，１９９７）で近似することができる。「正規モード解」は、表面波の寄与のみを考慮した地盤の振動応答を表すものである。「正規モード解」は地盤２２の地層構成がわかっていれば、弾性波理論により計算することができる。 Generally, the ground displacement in microtremor is "normal mode solution" (Yoshiaki Kuda "Efficient calculation method of normal mode solution and Green's function in stratified ground", Architectural Institute of Japan, Journal of Structural Systems, No. 501, pp.49-56. , 1997). The “normal mode solution” represents the vibration response of the ground considering only the contribution of surface waves. The “normal mode solution” can be calculated by the elastic wave theory if the formation structure of the ground 22 is known.
図９は、微動アレイ探査によって同定した地盤２２の地層構造に基づいて算出した「正規モード解」の一部である。ここでは５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、４０Ｈｚの周波数における「正規モード解」として、地盤２２の水平方向の変位の深度分布をグラフで示している。ここに示す周波数は、所定周波数の一部である。このように各周波数における地盤変位は、「正規モード解」を用いて算出することができる。 FIG. 9 is a part of the “normal mode solution” calculated based on the stratum structure of the ground 22 identified by the microtremor array survey. Here, as a “normal mode solution” at frequencies of 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, and 40 Hz, the depth distribution of horizontal displacement of the ground 22 is shown in a graph. The frequencies shown here are a part of the predetermined frequencies. In this way, the ground displacement at each frequency can be calculated using the “normal mode solution”.
地盤変位を微動アレイ探査に基づいて算出すれば、地盤２２のボーリングや掘削が不要である。なお、所定周波数における地盤変位を算出するのに必要な地盤２２の諸元を得ることができれば、微動アレイ探査に限らず、他の測定方法を採用することができる。 If the ground displacement is calculated based on the microtremor array survey, boring or excavation of the ground 22 is unnecessary. It should be noted that if the specifications of the ground 22 necessary to calculate the ground displacement at a predetermined frequency can be obtained, the measurement method is not limited to the micromotion array search, and other measurement methods can be adopted.
地盤変位とは、杭１０の周辺の地盤２２の位置の変化量である。 The ground displacement is the amount of change in the position of the ground 22 around the pile 10.
２−２−３．作成処理
作成処理（Ｓ１２２）は、予め設定された杭・地盤ばねモデルに、仮の杭諸元と、第２常時微動に基づいて設定された地盤ばね諸元と、を入力して第１杭・地盤ばねモデルを作成する。こうして作成された第１杭・地盤ばねモデルに地盤変位を入力して推定変位を推定することができる。このように、杭・地盤ばねモデルを予め設定することで、地盤変位から杭頭の推定変位を推定することができる。
2-2-3. Creation Process In the creation process (S122), the provisional pile specifications and the ground spring specifications set based on the second microtremor are input to the preset pile/soil spring model for the first pile.・Create a ground spring model. The estimated displacement can be estimated by inputting the ground displacement into the first pile/soil spring model created in this way. In this way, by setting the pile/soil spring model in advance, the estimated displacement of the pile head can be estimated from the ground displacement.
図７は、杭・地盤ばねモデル５０を説明する模式図である。杭・地盤ばねモデル５０は、杭１０（図３等）の力学モデルである。具体的には、杭・地盤ばねモデル５０は、杭１０を１本の杭（梁）５２にモデル化し、その杭５２に沿って周辺の地盤２２の存在による力学効果を表す地盤ばね５４を付けたモデルである。杭・地盤ばねモデル５０は、例えば、地盤の変位（ｕｇ等）と地盤ばね定数と杭の（仮）諸元とがわかれば、杭頭５３における変位（ｕ等）を求めることができる。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the pile/ground spring model 50. The pile/ground spring model 50 is a mechanical model of the pile 10 (FIG. 3 and the like). Specifically, the pile/ground spring model 50 models the pile 10 into one pile (beam) 52, and attaches a ground spring 54 along the pile 52 that represents a mechanical effect due to the presence of the surrounding ground 22. It is a model. Pile-ground spring model 50 is, for example, knowing the displacement of the ground and (u g, etc.) and ground spring constant and the pile (temporary) specifications, it is possible to obtain the displacement in the pile head 53 (u, etc.).
地盤ばね５４は、杭・地盤ばねモデル５０において、杭５２の剛性と地盤２２の剛性とが異なるために生じる両者間の相互作用を定量的に表すための力学要素である。地盤ばね５４は、杭５２の深さ方向ｚに複数並んで独立して作動するように配置され、地盤ばね５４ごとに地盤２２の剛性に応じたばね定数を設定できる。各地盤ばね５４の深さにおける地盤２２の変位（ｕｇ等）によって、各地盤ばね５４における杭５２の相当部分に加わる応力を計算することができ、この応力によって杭５２がどの程度変形するかを計算するこ
とができる。
The ground spring 54 is a mechanical element for quantitatively expressing the interaction between the pile/ground spring model 50 caused by the difference between the rigidity of the pile 52 and the rigidity of the ground 22. A plurality of ground springs 54 are arranged side by side in the depth direction z of the pile 52 so as to operate independently, and a spring constant according to the rigidity of the ground 22 can be set for each ground spring 54. By the displacement of the ground 22 at a depth of each ground spring 54 (u g, etc.), each ground spring stress can be calculated applied to corresponding parts of the pile 52 in 54, or pile 52 by the stress degree deformation Can be calculated.
杭・地盤ばねモデル５０は、例えば、下記式（１）及び式（２）に、地盤ばね５４ごとに地盤２２の変位（ｕｇ，ｖｇ）を入力することで、杭５２の縦断方向に生じる変位（ｕ，ｖ）を仮想的に求めることができる。 In the pile/soil spring model 50, for example, by inputting the displacement (u g , v g ) of the ground 22 for each ground spring 54 in the following equations (1) and (2), the pile 52 is moved in the longitudinal direction of the pile 52. The resulting displacement (u, v) can be virtually determined.
また、式（１）及び式（２）における各項の物理的な意味は以下の通りである。 Moreover, the physical meanings of the respective terms in the formulas (1) and (2) are as follows.
左辺の第１項目：杭５２の慣性力項、左辺の第２項目：杭５２の復元力項、左辺の第３項目：杭５２の変位に対する地盤の反力項、右辺：杭５２に対する外力項（地盤変位による力）である。 The first item on the left side: the inertial force term of the pile 52, the second item on the left side: the restoring force term of the pile 52, the third item on the left side: the ground reaction force term against the displacement of the pile 52, the right side: the external force term on the pile 52 (Force due to ground displacement).
地盤２２の水平変位ｕｇと地盤２２の鉛直変位ｖｇが地盤２２の諸元から推定され、かつ、地盤ばね５４の水平地盤反力係数ｋｈ及び鉛直地盤反力係数ｋｖ（ばね定数）と杭５２の仮諸元が定まっていれば、式（１）及び式（２）の微分方程式を解くことで、杭頭５３の変位ｕを算出することができる。式（１）及び式（２）は一例であって、上述した通り、他の公知の式を用いてもよい。杭５２の仮諸元は、例えば、杭の力学モデルを設定するために必要な杭に関する要素であり、例えば、杭の密度、杭の断面積、杭のヤング率、杭の断面２次モーメント、杭径、杭長（地表からの深度）などがある。杭５２の仮諸元は、実際の杭１０を施工した時の設計情報から求めることができる。施工時の設計情報がない場合には、適当な杭５２の仮諸元を推測してもよいが、後述する修正処理が必要になる。 Vertical displacement v g of the horizontal displacement u g and ground 22 of the ground 22 is estimated from the specifications of the ground 22, and horizontal subgrade reaction coefficient of ground spring 54 k h and vertical ground reaction force coefficient k v (spring constant) If the provisional specifications of the pile 52 are determined, the displacement u of the pile head 53 can be calculated by solving the differential equations of the equations (1) and (2). The formulas (1) and (2) are examples, and as described above, other known formulas may be used. The provisional specifications of the pile 52 are, for example, elements related to the pile necessary for setting a dynamic model of the pile, and include, for example, the density of the pile, the cross-sectional area of the pile, the Young's modulus of the pile, the second moment of area of the pile, Pile diameter, pile length (depth from the ground surface), etc. The provisional specifications of the pile 52 can be obtained from the design information when the actual pile 10 was constructed. If there is no design information at the time of construction, the provisional specifications of the piles 52 may be inferred, but a correction process described later is required.
杭・地盤ばねモデル５０としては、公知のモデルを用いることができ、例えば、耐震計算手法における応答変位法によって用いられるモデルがある。地盤ばね５４の水平地盤反力係数ｋｈ及び鉛直地盤反力係数ｋｖ（ばね定数）の決め方は多数提案されている。本実施形態では後述する「修正処理」の過程で、初期値を逐次修正していくため、いずれの方法で初期値を決めてもよい。例えば、代表的な地盤ばねの設定方法は、ｋｈ：Ｆｒａｎｃｉｓ（フランシス）の式（Ｆｒａｎｃｉｓ， Ａ． Ｊ．の「Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｐｉｌｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ」、Ｊ．
Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈ． ａｎｄ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ Ｄｉｖ．， ＡＳＣＥ，Ｖｏｌ．９０，Ｎｏ．Ｓｍ３，ｐｐ．１−３２、１９９４）、ｋｖ：Ｒａｎｄｏｌｆ（ランドルフ）の式（Ｒａｎｄｏｌｆ， Ｍ． Ｆ． ａｎｄ Ｗｒｏｔｈ， Ｃ． Ｐ．の「Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ｌｏａｄｅｄ Ｐｉｌｅｓ」、Ｊ． Ｇｅｏｔｅｃｈ． Ｅｎｇｒｇ． Ｄｉｖ．， ＡＳＣ
Ｅ，Ｖｏｌ．１０４，ｐｐ．１４６５−１４８８、１９７８）、Ｍｉｎｄｌｉｎ（ミンドリン）解を用いた方法（Ｍｉｎｄｌｉｎ， Ｒ． Ｄ．の「Ｆｏｒｃｅ ａｔ ａ Ｐｏｉｎｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｏｆ ａ Ｓｅｍｉ−Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｓｏｌｉｄ」、Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７，ｐｐ．１９５−２０２、１９３６）、薄層法による方法（長谷川正幸，中井正一の「杭基礎のインピーダンス関数に基づいた群杭効率の研究」日本建築学会論文報告集，Ｎｏ．４１７，ｐｐ．１３３−１４５、１９９０）、日本建築学会基礎構造設計指針の方法（日本建築学会の「建築基礎構造設計指針」、建築基礎構造設計指針，ｐｐ．１７３−３１３、２００１）、その他各団体（国土交通省，土木学会，鉄道総研，日本道路協会など）の提示する方法などがある。
A well-known model can be used as the pile/ground spring model 50, and for example, there is a model used by the response displacement method in the seismic resistance calculation method. How to determine the horizontal subgrade reaction coefficient of ground spring 54 k h and vertical ground reaction force coefficient k v (spring constant) have been proposed. In the present embodiment, since the initial value is sequentially corrected in the process of “correction processing” described later, the initial value may be determined by any method. For example, how to set up a typical ground spring, k h: Francis formula (Francis of (Francis), of A. J. "Analysis of Pile Groups with Flexural Resistance", J.
Soil Mech. and Foundations Div. , ASCE, Vol. 90, No. Sm3, pp. 1-32,1994), k v: formula (Randolf of Randolf (Randolph), M. F. and Wroth, "Analysis of Deformation of Vertically Loaded Piles" of C. P., J Geotech Engrg Div, .... ASC
E, Vol. 104, pp. 1465-1488, 1978), using a Mindlin solution (Mindlin, RD, "Force at a Point in the Interior of Semi-Infinite Solid", J. Appl. , Pp. 195-202, 1936), method by thin layer method (Masayuki Hasegawa, Shoichi Nakai "Study of group pile efficiency based on impedance function of pile foundation" Proceedings of Architectural Institute of Japan, No. 417, pp. .133-145, 1990), method of basic structural design guidelines of the Japan Institute of Architecture ("Architectural basic structural design guidelines" of the Japanese Institute of Architecture, Building Basic Structural Design Guidelines, pp. 173-313, 2001), other groups (national land (Ministry of Transport, Japan Society of Civil Engineers, Railway Research Institute, Japan Road Association, etc.)
次に、作成処理（Ｓ１２２）で作成された第１杭・地盤ばねモデルに、所定周波数における地盤変位（ｕｇ，ｖｇ）を入力して杭頭５３の推定変位を推定する（Ｓ１２４）。 Next, the ground displacement (u g , v g ) at a predetermined frequency is input to the first pile/soil spring model created in the creating process (S122) to estimate the estimated displacement of the pile head 53 (S124).
次に、推定変位と、上述した取得処理（Ｓ１０）によって取得した杭頭１２の所定周波数における実際変位と、を比較する比較処理（Ｓ１２６）を実行する。比較処理（Ｓ１２６）において推定変位と実際変位とが略同一と判断された場合（ＹＥＳ）には、推定処理は終了する。また、比較処理（Ｓ１２６）において推定変位と実際変位とが略同一ではないと判断された場合（ＮＯ）には、修正処理（Ｓ１２８）を実行する。 Next, a comparison process (S126) of comparing the estimated displacement and the actual displacement of the pile head 12 at the predetermined frequency acquired by the acquisition process (S10) described above is executed. If it is determined that the estimated displacement and the actual displacement are substantially the same in the comparison process (S126) (YES), the estimation process ends. When it is determined in the comparison process (S126) that the estimated displacement and the actual displacement are not substantially the same (NO), the correction process (S128) is executed.
２−２−４．修正処理
修正処理（Ｓ１２８）は、比較処理（Ｓ１２６）において推定変位と実際変位とを比較した結果、略同一ではないと判断された場合、例えば、推定変位と実際変位とに差がある場合に、実行する。修正処理（Ｓ１２８）は、推定変位と実際変位との差が所定範囲に収まるように、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを作成する。修正処理（Ｓ１２８）は、推定変位と実際変位とが略同一になるまで繰り返し実行することができる。
2-2-4. Correction Process The correction process (S128) is performed when it is determined that the estimated displacement and the actual displacement are not substantially the same as each other as a result of comparing the estimated displacement and the actual displacement in the comparison process (S126), for example, when there is a difference between the estimated displacement and the actual displacement. ,Execute. In the correction process (S128), the pile specifications in the first pile/soil spring model are changed to create the second pile/soil spring model so that the difference between the estimated displacement and the actual displacement falls within a predetermined range. The correction process (S128) can be repeatedly executed until the estimated displacement and the actual displacement become substantially the same.
このように、推定変位と実際変位との差が所定範囲に収まるように、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを求めることにより、実際の杭１０により近い性能を把握して評価することができる。 In this way, by changing the pile specifications in the first pile/soil spring model and obtaining the second pile/soil spring model so that the difference between the estimated displacement and the actual displacement falls within a predetermined range, the actual pile is calculated. The performance closer to 10 can be grasped and evaluated.
比較処理（Ｓ１２６）における推定変位は、第１杭・地盤ばねモデルにおける杭頭５３の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値とすることができる。 The estimated displacement in the comparison process (S126) is at least one of the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and the horizontal-vertical displacement ratio (u/v) of the pile head 53 in the first pile-ground spring model. It can be the value used.
比較処理（Ｓ１２６）における実際変位は、第１微動計３２（図４）の測定結果に基づいて算出された、杭頭１２の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値とすることができる。 The actual displacement in the comparison process (S126) is calculated based on the measurement result of the first fine motion meter 32 (FIG. 4), and the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and horizontal-vertical displacement ratio (u/θ) of the pile head 12 are calculated. It can be a value using at least one of u/v).
図１０は、横軸に周波数（Ｈｚ）、縦軸に杭頭応答（ｕ／θ）をとって、実際変位６０と、推定変位６２と、参考変位６４，６６を示した一例である。推定変位６２は設計値から求めた杭頭５３の推定変位の水平−回転変位比（ｕ／θ）を示し、実際変位６０は第１微動計３２の値から算出された実際の杭頭１２の水平−回転変位比（ｕ／θ）を示す。実際変位６０は、丸印の一つ一つが適宜設定した複数の所定周波数における実測値である。また、参考変位６４は杭５２の先端が地盤２２における支持層に到達していないと仮定した場合の杭頭５３の推定変位（ｕ／θ）であり、推定変位６２は杭５２が深さ１０ｍ（杭５２の中央部）のところで破損していると仮定した場合の杭頭５３の推定変位（ｕ／θ）である。 FIG. 10 is an example showing the actual displacement 60, the estimated displacement 62, and the reference displacements 64 and 66 with the frequency (Hz) on the horizontal axis and the pile head response (u/θ) on the vertical axis. The estimated displacement 62 indicates the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) of the estimated displacement of the pile head 53 obtained from the design value, and the actual displacement 60 is the actual pile head 12 calculated from the value of the first micromotion meter 32. The horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) is shown. The actual displacement 60 is an actually measured value at a plurality of predetermined frequencies, each of which is set appropriately. Further, the reference displacement 64 is an estimated displacement (u/θ) of the pile head 53 when it is assumed that the tip of the pile 52 has not reached the support layer in the ground 22, and the estimated displacement 62 is 10 m in depth of the pile 52. It is an estimated displacement (u/θ) of the pile head 53 when it is assumed that the pile head 53 is damaged at the center of the pile 52.
実際変位６０は、参考変位６４，６６よりも推定変位６２に近似していることがわかる
。推定変位６２を実際変位６０と略同一であるとして推定処理（Ｓ１２）を終了してもよいし、さらに推定変位６２を実際変位６０に近似させるべく仮に設定した杭諸元を修正してもよい。ここでは、略同一であるとして推定処理（Ｓ１２）を終了させ、評価処理（Ｓ１４）を実行する。評価処理（Ｓ１４）では、修正処理（Ｓ１２８）で修正した第２杭・地盤ばねモデルにおける修正後の杭頭５３の推定変位を用いて行う。
It can be seen that the actual displacement 60 is closer to the estimated displacement 62 than the reference displacements 64 and 66. The estimation process (S12) may be terminated assuming that the estimated displacement 62 is substantially the same as the actual displacement 60, or the pile specifications temporarily set to approximate the estimated displacement 62 to the actual displacement 60 may be modified. .. Here, the estimation process (S12) is terminated assuming that they are substantially the same, and the evaluation process (S14) is executed. In the evaluation process (S14), the estimated displacement of the pile head 53 after the correction in the second pile/soil spring model corrected in the correction process (S128) is used.
図１０では水平−回転変位比（ｕ／θ）のみを比較したが、さらに水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の両方を用いて比較してもよい。 Although only the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) is compared in FIG. 10, both horizontal-vertical displacement ratios (u/v) may be used for comparison.
このように、変位の比を用いて対比することで、環境による変動要因を排除して安定した結果を得ることができる。 As described above, by using the displacement ratio for comparison, it is possible to eliminate a variation factor due to the environment and obtain a stable result.
修正処理（Ｓ１２８）における推定変位及び実際変位の値は、水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）に限らず、杭頭１２，５３の変位に関する値であれば他の値を用いてもよい。 The values of the estimated displacement and the actual displacement in the correction process (S128) are not limited to the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and the horizontal-vertical displacement ratio (u/v), but are values relating to the displacement of the pile heads 12, 53. Other values may be used if they exist.
２−３．評価処理
図２に示すように、評価処理（Ｓ１４）は、推定処理（Ｓ１２）の結果を用いて実行する。評価処理（Ｓ１４）は、例えば、推定処理（Ｓ１２）の作成処理（Ｓ１２２）または修正処理（Ｓ１２８）において設定した仮の杭諸元（設計時）と同じであれば、設計通りの杭１０であるという評価をすることができる。また、評価処理（Ｓ１４）は、設計値が不明の杭１０の性能を、修正処理（Ｓ１２８）によって修正された仮の杭諸元に近似していれば、実際の杭１０の諸元を推定することができ、杭１０の性能評価をすることができる。
2-3. Evaluation Process As shown in FIG. 2, the evaluation process (S14) is executed using the result of the estimation process (S12). If the evaluation process (S14) is, for example, the same as the provisional pile specifications (at the time of design) set in the creation process (S122) or the correction process (S128) of the estimation process (S12), the pile 10 is as designed. You can evaluate that there is. The evaluation process (S14) estimates the actual specifications of the pile 10 if the performance of the pile 10 whose design value is unknown is approximated to the provisional pile specifications corrected by the correction process (S128). The performance of the pile 10 can be evaluated.
図１０に示した例では、杭１０は、設計値の杭の諸元と略同一であり、設計通りの杭１０が施工されていると判断することができる。 In the example shown in FIG. 10, the pile 10 has substantially the same specifications as the pile having the design value, and it can be determined that the pile 10 is constructed as designed.
このように、本実施形態に係る杭１０の性能評価方法によれば、簡易に杭１０の性能評価を行うことができる。 As described above, according to the performance evaluation method of the pile 10 according to the present embodiment, the performance evaluation of the pile 10 can be easily performed.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations having the same function, method, and result, or configurations having the same object and effect). Further, the invention includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. Further, the invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes configurations in which known techniques are added to the configurations described in the embodiments.
１０…杭、１２…杭頭、２０…地表面、２２…地盤、２４…支持層、３０…第１常時微動測定装置、３２…第１微動計、３４…制御部、４０…第２常時微動測定装置、４２…第２微動計、５０…杭・地盤ばねモデル、５２…杭、５３…杭頭、５４…地盤ばね、５６…第２常時微動、６０…実際変位、６２…推定変位、６４…参考変位、６６…参考変位 10... Pile, 12... Pile head, 20... Ground surface, 22... Ground, 24... Support layer, 30... 1st microtremor measuring device, 32... 1st microtremor, 34... Control part, 40... 2nd microtremor Measuring device, 42... Second tremor, 50... Pile/ground spring model, 52... Pile, 53... Pile head, 54... Ground spring, 56... Second microtremor, 60... Actual displacement, 62... Estimated displacement, 64 …Reference displacement, 66…Reference displacement
Claims (4)
測定された地盤の諸元に基づいて前記杭頭の所定周波数における推定変位を推定する推定処理と、
前記実際変位と前記推定変位とに基づいて前記杭頭を有する杭の性能の評価を行う評価処理と、
を含むことを特徴とする、杭の性能評価方法。 An acquisition process of acquiring an actual displacement at a predetermined frequency of the actual pile head based on the microtremor of the measured pile head,
An estimation process of estimating an estimated displacement at a predetermined frequency of the pile head based on the measured ground specifications,
An evaluation process for evaluating the performance of the pile having the pile head based on the actual displacement and the estimated displacement,
A method for evaluating the performance of a pile, comprising:
前記取得処理における常時微動は、第１常時微動であり、
前記推定処理は、
前記地盤における第２常時微動に基づいて前記地盤の諸元を測定する測定処理と、
前記地盤の諸元に基づいて所定周波数の地盤変位を算出する算出処理と、
予め設定された杭・地盤ばねモデルに、仮の杭諸元と、前記第２常時微動に基づいて設定された地盤ばね諸元と、を入力して第１杭・地盤ばねモデルを作成する作成処理と、を含み、
作成された前記第１杭・地盤ばねモデルに前記地盤変位を入力して前記推定変位を推定することを特徴とする、杭の性能評価方法。 In claim 1,
The microtremor in the acquisition process is the first microtremor,
The estimation process is
A measurement process for measuring the dimensions of the ground based on a second microtremor in the ground;
Calculation processing for calculating the ground displacement of a predetermined frequency based on the specifications of the ground,
Creation of the first pile/soil spring model by inputting temporary pile specifications and the ground spring specifications set based on the second microtremor to a preset pile/soil spring model Processing and including,
A pile performance evaluation method comprising inputting the ground displacement into the created first pile/ground spring model to estimate the estimated displacement.
前記推定処理は、
前記実際変位と前記推定変位とを比較した結果、差がある場合に、
前記実際変位と前記推定変位との差が所定範囲に収まるように、前記第１杭・地盤ばねモデルにおける杭諸元を変更して第２杭・地盤ばねモデルを作成する修正処理をさらに含み、
作成された前記第２杭・地盤ばねモデルを用いて前記推定変位を修正し、修正後の前記推定変位を用いて前記評価処理を行うことを特徴とする、杭の性能評価方法。 In claim 2,
The estimation process is
As a result of comparing the actual displacement and the estimated displacement, if there is a difference,
The method further includes a correction process of changing the pile specifications in the first pile/soil spring model to create a second pile/soil spring model so that the difference between the actual displacement and the estimated displacement falls within a predetermined range.
A performance evaluation method for a pile, characterized in that the estimated displacement is corrected using the created second pile-ground spring model, and the evaluation process is performed using the corrected estimated displacement.
前記第２常時微動は、微動アレイ探査によって測定され、
前記算出処理は、前記微動アレイ探査の測定結果に基づいて、少なくとも前記杭の杭長の深さの前記地盤変位を算出し、
前記推定変位は、前記第１杭・地盤ばねモデルにおける前記杭頭の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値であり、
前記第１常時微動は、前記杭頭に設置した第１微動計によって測定され、
前記実際変位は、前記第１微動計の測定結果に基づいて算出された、前記杭頭の水平−回転変位比（ｕ／θ）及び水平−鉛直変位比（ｕ／ｖ）の少なくともいずれか１つを用いた値であることを特徴とする、杭の性能評価方法。 In Claim 2 or 3,
The second microtremor is measured by microtremor array exploration,
The calculation process, based on the measurement result of the microtremor array survey, calculates the ground displacement at least the depth of the pile length of the pile,
The estimated displacement is a value using at least one of the horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and the horizontal-vertical displacement ratio (u/v) of the pile head in the first pile-ground spring model. Yes,
The first microtremor is measured by a first micrometer installed on the pile head,
The actual displacement is at least one of a horizontal-rotational displacement ratio (u/θ) and a horizontal-vertical displacement ratio (u/v) of the pile head, which is calculated based on the measurement result of the first micromotion meter. A method for evaluating the performance of piles, characterized in that the value is calculated using two values.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016155407A JP6731309B2 (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Pile performance evaluation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016155407A JP6731309B2 (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Pile performance evaluation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018024985A JP2018024985A (en) | 2018-02-15 |
| JP6731309B2 true JP6731309B2 (en) | 2020-07-29 |
Family
ID=61195127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016155407A Active JP6731309B2 (en) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Pile performance evaluation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6731309B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3901374A1 (en) * | 2020-04-24 | 2021-10-27 | BAUER Spezialtiefbau GmbH | Method and assembly for monitoring the foundation of a structure |
| CN112177061B (en) * | 2020-09-25 | 2021-12-10 | 北京大成国测科技有限公司 | System and method for monitoring microscopic horizontal deformation under complex geological structure |
| CN112431236B (en) * | 2020-11-12 | 2022-03-08 | 广东省建设工程质量安全检测总站有限公司 | Novel method for judging dangerous points of support piles |
| JPWO2023058148A1 (en) * | 2021-10-06 | 2023-04-13 | ||
| CN118128106B (en) * | 2024-05-08 | 2024-07-09 | 中建五局(四川)建设发展有限公司 | Building pile foundation detection device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH076884B2 (en) * | 1991-12-20 | 1995-01-30 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | Ground improvement inspection method |
| JPH11287865A (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Hiroshi Okada | Estimating method for underground structure by observation of microseism |
| JP4263840B2 (en) * | 2000-04-28 | 2009-05-13 | 積水化学工業株式会社 | Estimation method of ground velocity structure |
| JP2002054157A (en) * | 2000-08-07 | 2002-02-20 | Taisei Corp | Horizontal resistance calculation method of foundation and computer readable storage medium for recording calculated program |
| JP4828975B2 (en) * | 2006-03-16 | 2011-11-30 | 大成建設株式会社 | Pile foundation analysis device |
| TW201035416A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-01 | Accuracy Structural Technology Corp | Method for evaluating bridge safety with vibration measurement |
| JP5484165B2 (en) * | 2010-04-09 | 2014-05-07 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Pile quality control method |
| JP6421033B2 (en) * | 2014-12-26 | 2018-11-07 | 国立大学法人山口大学 | Method, program and system for estimating damage state of structure |
-
2016
- 2016-08-08 JP JP2016155407A patent/JP6731309B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018024985A (en) | 2018-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6731309B2 (en) | Pile performance evaluation method | |
| Ha et al. | Investigation of seismic performances of unconnected pile foundations using dynamic centrifuge tests | |
| Versteijlen et al. | A method for identification of an effective Winkler foundation for large-diameter offshore wind turbine support structures based on in-situ measured small-strain soil response and 3D modelling | |
| Chatterjee1a et al. | Dynamic analyses and field observations on piles in Kolkata city | |
| CN106932484B (en) | A kind of measurement method of the bed characteristics based on fibre optical sensor | |
| Weaver et al. | Response of 0.6 m cast-in-steel-shell pile in liquefied soil under lateral loading | |
| Tezcan et al. | Seismic technique to determine the allowable bearing pressure for shallow foundations in soils and rocks | |
| Lee et al. | Shear wave velocity measurements and soil–pile system identifications in dynamic centrifuge tests | |
| Keykhosropour et al. | Experimental studies of seismic soil pressures on vertical flexible, underground structures and analytical comparisons | |
| Araei et al. | Impact and cyclic shaking on loose sand properties in laminar box using gap sensors | |
| JP2008138514A (en) | Method and apparatus for researching ground | |
| Yan et al. | Analysis on the dynamic responses of an overlapped circular shield tunnel under the different vibration loads | |
| CN108344498B (en) | Device and method for measuring foundation specified depth horizontal dynamic impedance based on impulse excitation difference response analysis | |
| Lidén | Ground vibrations due to vibratory sheet pile driving | |
| Mirdamadi | Deterministic and probabilistic simple model for single pile behavior under lateral truck impact | |
| Wersäll et al. | Dynamic response of vertically oscillating foundations at large strain | |
| Naveen et al. | Numerical modeling of pile load test | |
| Fernandes et al. | Determination of the dynamic parameters of Speswhite kaolin with resonant column and centrifuge tests | |
| Zagyapan et al. | Continuous surface wave and impact methods of measuring the stiffness and density of railway ballast | |
| Tazoh et al. | Kinematic response of batter pile foundation: Centrifuge tests | |
| JP7257897B2 (en) | Pile evaluation method | |
| Sitharam et al. | Recent advances in soil dynamics relevant to geotechnical earthquake engineering | |
| Gaudio et al. | Equivalent fundamental period of bridge piers on caisson foundations from dynamic centrifuge testing | |
| Guillement | Pile–Soil Interaction during Vibratory Sheet Pile Driving: a Full Scale Field Study | |
| Granskär | Evaluation of SCPT-surveys as method for accessing dynamic modulus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190527 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200520 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200623 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200706 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6731309 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |