コーン貫入試験結果の解釈－土質分類及び圧密沈下予測

コーン貫入試験結果の解釈－土質分類及び圧密沈下予測について－
コーン貫入試験
○日本住宅保障検査機構
国際会員
大和
真一
地盤試験所
正会員
西村
享明
真二
土質分類
地盤試験所
国際会員
宮坂
地盤試験所
正会員
岡
圧密沈下
地盤試験所
正会員
Efren Cortez
地盤試験所
正会員
岩本
勝大
地盤試験所
正会員
北條
地盤試験所
正会員
岩崎
崇雄
豊
信太郎
１．はじめに
軟弱粘性土地盤における住宅地盤にとって圧密沈下は常に大きな問題である。戸建ての場合は建物自体の荷重はさほ
ど大きくないが，腐植土層が存在すると大きな沈下が生じる場合がある。そのため地盤調査の段階で腐植土層の特定や
圧密沈下量の予測が重要な課題となる。
本報文は関東平野にある現場において，地盤構成の確認および圧密沈下予測を目的とした地盤調査手法としてコーン
貫入試験を適用した例を紹介する。試験結果を検証するためにコーン貫入試験貫入機によるサンプリングを実施し，撹
乱試料を採集して目視確認するほか，長期沈下観測を実施し，予測圧密沈下との比較検討を行っているが，その結果に
ついても報告する。
２．多成分コーン試験概要
1)試験装置
今回使用した圧入機は，図-1 に示すアースアンカー方式簡易反
力機構を備えた 8t 小型圧入機 54LT である。この圧入機の特徴としては，小
型アースアンカー反力式のほか，パーカッションによるボーリング機能など
が挙げられる。また，プローブは３成分ＣＰＴＵタイプで，許容先端抵抗応
力度が 100MPa のものを使用した。
2)試験内容
地盤構成の確認および圧密沈下予測のために，関東平野にてサ
ンプリングにより目視確認試料を採集し，コーン貫入試験を実施した。さら
に建物を建築前から長期沈下観測を実施開始し，実測値と予測圧密沈下との
図-1 ＣＰＴ試験圧入機
比較検討を行った。
3)試験手順
コーン貫入試験は調査地点に
土質性状分類
Ｎ値
おいてアースアンカーを設置して，静的圧入
0
30
200
0
により試験を実施した。試験途中で硬い層
により静的貫入ができなくなった場合は，ま
2
周面摩擦力度
fs
(kPa)
補正先端応力度
qt
(MPa)
0
間隙水圧
u
(kPa)
0
8
0
0
2
2
800
GL+2.14m
ずはパーカッションに切替えて，硬い地層を
CPT
SPT
貫通する。硬い地層を通り抜けてから静的
深度　(m)
貫入を再開する手順で試験した。
３．試験結果
1) 土質分類及び換算Ｎ値
4
4
4
6
6
6
8
8
8
10
10
10
間隙水圧
静水圧
コーン貫入試験結果を図－2 に示す。
まず表層(GL-0m～1m)に埋め土であること
12
12
1 鋭敏比の高い粘性土
2 有機質土
3 粘土
がはっきりわかる。また GL-1m～3m 間は腐
12
4 粘土質シルト
5 砂質シルト
6砂
7 砂礫
8 密な砂
9 固結粘土
図-2 コーン貫入試験結果
植土および有機物混じり粘土であるが，そ
土質性状分類
Robertson(1990)
1000
1.00m
ていることや摩擦比が通常
2
7
2
6
かる。GL-3m 以深は鋭敏比
の高い粘土となっている。
いずれの結果もサンプリン
グから得た試料の目視確認
深度　(m)
5.00m
6.00m
7.00m
8
8.00m
9.00m
10
5
100
3
8
9.00m
10
10.00m
14
1
6.00m
3
7.00m
8
8.00m
9.00m
10
0.1
14
1
10
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　0～-1m
4
3
10
10.00m
11.00m
12.00m
12
1
2
1
5
100
5.00m
46
10
10.00m
12
9
6
4.00m
4
11.00m
12.00m
8
7
2.00m
3.00m
5
100
7.00m
8.00m
10
9
6
6.00m
6
1000
1.00m
2
5.00m
4
11.00m
12
7
4.00m
4
8
2.00m
3.00m
深度　(m)
を超えていることなどがわ
9
6
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
の粘土よりも高く，分類枠
4.00m
土質性状分類
Robertson(1990
)
0
1000
1.00m
2.00m
3.00m
4
土質性状分類
Robertson(1990
)
0
8
深度　(m)
0
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
の特徴として過圧密になっ
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
土質分類結果を図-3 に示す。図-3 をみると，
1
100
12.00m
1
2
0.1
1
14
2
1
10
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　-1～-2m
100
0.1
1
10
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　-2～-3m
図-3 深度 1m ごとの土質分類結果
Interpretation of Cone Penetration Test: Soil Classification and Consolidation Settlement Prediction
1)
2)
2)
2)
2)
2)
YAMATO Shinichi ; MIYASAKA Takaaki ; NISHIMURA Shinji ; OKA Shintaro ; EFREN Cortez ; IWAMOTO Katsuhiro
1)
2)
Japan Inspection Organization; Jibanshikenjo Co., Ltd.
100
Davies(1993) が提唱した
6.00m
8
8.00m
7.00m
標準貫入試験から得られ
10
9
5
100
6
3
1
5.00m
46
6.00m
3
7.00m
8
8.00m
9.00m
14
0.1
1
10
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　-3～-4m
9
6
10
10.00m
12
12.00m
5
100
4
3
10
11.00m
12.00m
1
2
1
たＮ値とよく対応してい
4.00m
4
10
10.00m
12
8
7
2.00m
11.00m
12.00m
14
7.00m
9.00m
10
9
3.00m
5
100
8.00m
11.00m
1000
1.00m
2
6.00m
8
土質性状分類
Robertson(1990
)
0
6
4.00m
10
10.00m
12
2.00m
5.00m
4
8
7
3.00m
4
深度　(m)
5.00m
6
9.00m
図-2 をみると，全般的に
2
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
4.00m
1000
1.00m
6
3.00m
4
深度　(m)
その結果も図-2 に示す。
8
7
2.00m
2
方法により算定した。
土質性状分類
Robertson(1990
)
0
1000
1.00m
深度　(m)
算 N 値は Jefferies and
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
土質性状分類
Robertson(1990)
0
基準化した先端抵抗　Ｑｔ
結果とほぼ一致する。換
1
100
1
2
0.1
1
14
2
1
10
100
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　-4～-5m
0.1
1
10
周面摩擦比　Ｆｒ　（％）
GL　-5～-6m
100
ることがわかる。
2)地盤支持力
今回の地盤は粘性土地盤である。地盤の支持力はコーンファクター法(Nk=10)および換算Ｎ値法(qu=12.5N)により地盤
強度パラメータｃφを求めてから，Terzaghi の式により算定してみた。その結果を
支持力　(kN/m2)
図-4 に示す。図-4 をみると両方ともに 15 kN/m2 を超えて充分な支持力を有するこ
0
と結果となっている。
100
200
300
400
500
0
3)圧密沈下
圧密沈下の計算は地盤の異方性がないという仮定の下で，側方圧密沈下（CH)を用
2
換算N値(Terzhagi)
いて計算する。側方圧密沈下（CH)は，Raligh，Levadoux らの提唱した理論曲線を
S = ∑ mvi ⋅ Δσ i ⋅ ΔH i
t=
Tv ⋅ ΔH 2
cv
深度　(m)
とができる。
mv = 1
2
α ⋅ qc (m / kN )
Cv = CH = 8.64 x104
T50 R 2
t50
6
8
(cm2 / day )
10
ここに、 T50 : 過剰間隙水圧50%消散時の理論時間ファクター(≒ 0.196)
t50 : 過剰間隙水圧50%消散時の経過時間(sec)
12
Δσ i : 5kN / m 2 10kN / m 2 15kN / m 2
図-4 地盤支持力
初期の 180 日における沈下量予測曲線および現時点(4 ヶ月経
20
10 kN/m2
15 kN/m2
実測値
5 kN/m2
過)までの実測経時沈下量を図-5 に示す。図-5 をみると現時点
5kN/m2 の線上に乗っていることがわかる。今後も続けて検証し
てゆきたい所存である。
４．まとめ
今回の試験により，次の結論が得られた。
①コーン貫入試験は，宅地地盤の地層確認及び圧密沈下予測
調査手法として有効である。
16
沈下量 (mm)
においては実測値の方が小さな値を示しており，地中応力
12
8
4
0
0
②コーン貫入試験貫入機のパーカッション機能によるサンプ
リングを実施し，撹乱試料を採集して目視確認することが可能
CPT(コーンファクター）
4
用いて，次式のように過剰間隙水圧消散が 50%に達したときの時間から推定するこ
30
60
90
120
経過日数 (日)
150
180
図-5 沈下量予測曲線および実測経時沈下量
である。
③今回使用した圧入機はコンパックとで狭い現場でも充分対応可能である。
④標準貫入試験から得られたＮ値は，コーン貫入試験から得られた換算Ｎ値と良い相関性を示す。
⑤土質性状分類チャートにより，腐植土や有機物混じり粘性土の特定は可能である。
本現場については現在長期沈下観測継続中である。今後も同様な実験を増やしてゆく所存である。
【参考文献】
1)
岡信太郎，山崎貴之，丸山修，青木一二三，瀧山清美，剱持芳輝，宮坂享明：多成分コーン貫入試験結果
その１
土質成分分類や換算Ｎ値について，第41回地盤工学研究発表会発表講演集，No.75，2006.
2)
宮坂享明，山崎貴之，丸山修，青木一二三，瀧山清美，剱持芳輝，岡信太郎：多成分コーン貫入試験結果
その２
弾性波速度および土質画像イメージ，第41回地盤工学研究発表会発表講演集，No.76，2006.
3)
岡信太郎，山崎貴之，丸山修，青木一二三，瀧山清美，宮坂享明：粘性土地盤における多成分コーン貫入試験結果そ
の1 適用限界及び換算N値について，第42回地盤工学研究発表会発表講演集，No.42，2007.
4)
山崎貴之，丸山修，青木一二三，瀧山清美，宮坂享明，岡信太郎：粘性土地盤における多成分コーン貫入試験結果そ
の2 せん断波速度について，第42回地盤工学研究発表会発表講演集，No.43，2007.

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