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オランダ式二重管コーン貫入試験とは?仕組みと適用場面を整理

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けんせつる

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オランダ式二重管コーン貫入試験って何?何のために使う試験?

この記事の要点

オランダ式二重管コーン貫入試験とは、二重管構造のロッドを静的に地盤へ押し込み、先端コーン抵抗(qc)と外管の周面摩擦(fs)を分離して測定する静的サウンディングのことです(JIS A 1220)。

粘性土・砂質土の層別地盤特性の把握に使われ、深さごとに連続したデータが得られるのが特徴です。地盤調査の全体像も合わせて確認しておくといいです。

地盤調査の方法はいくつかありますが、このコーン貫入試験は「層の変化を連続的につかみたい」場面で力を発揮します。

「静的サウンディングであること」「qcとfsを分離して測定できること」が、この試験を特徴づけています。

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二重管構造でqcとfsを分離できる意味

この試験の名称にある「二重管」がポイントです。外管と内管の二重構造になっており、内管につながる先端コーン(円錐形の貫入チップ)と外管が独立して動きます。

これにより「先端の抵抗」と「管の側面の摩擦」を別々に測れます。

オランダ式二重管コーン貫入試験の仕組みの模式図
オランダ式二重管コーン貫入試験の仕組みの模式図。二重管ロッドを静的に押し込み、先端コーンの抵抗(qc)と外管側面の周面摩擦(fs)を分離して測定する。形・比率はイメージで、実物どおりではない。

簡単に言えば、地面に二重のストローを押し込んで「先っぽの硬さ(qc)」と「横の滑りにくさ(fs)」を別々に測るイメージです。深さごとに連続で測れるので、軟らかい層と硬い層の境目がよく分かります。

測定値記号意味
先端コーン抵抗qc(kN/m²)コーン先端が地盤に押し込まれるときの抵抗力。地盤の硬さを示す
周面摩擦抵抗fs(kN/m²)外管の側面と地盤の間に働く摩擦力。土の種類や粘着力に関係する

qcとfsを分離して測定できるため、砂質土か粘性土かの判別や、深さごとの地盤特性の変化を読み取ることができます。例えば、軟弱な粘性土層と締まった砂層が互いに重なるような地盤でも、深さごとのデータの変化で層の境界を把握できます。

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どんな場面で使う試験か

オランダ式二重管コーン貫入試験は、粘性土地盤や砂質土が層状に重なる地盤で特性を把握したいときに使われます。深さごとに連続的にデータが得られるため、地層の境界や軟弱層の分布を細かく把握するのに向いています。

一方、礫・岩盤が多い地盤では貫入できなくなるため適用外になります。これはスクリューウェイト貫入試験と同様の限界点です。

まちがえやすいポイント

オランダ式二重管コーン貫入試験は「静的」、標準貫入試験(SPT)は「動的」です。どちらもサウンディングですが、ロッドを押し込むのか、ハンマーで打撃するのかで分かれます。

オランダ式はqcとfsを深さごとに連続して測り、SPTはN値を深さ1mごとに測ります。礫・岩盤に貫入できず不向きなのは、静的に押し込むオランダ式の方だと整理しておきます。

オランダ式二重管コーン貫入試験が分類される「静的貫入試験」は、平成13年国土交通省告示第1113号の第一「地盤調査の方法」に、ボーリング調査・標準貫入試験などと並ぶ調査方法の一つとして規定されています。

標準貫入試験とどう違うか

最も混同しやすいのが標準貫入試験(SPT)との比較です。どちらも地盤の硬軟を調べる試験ですが、調査の仕組みと得られる情報が異なります。

項目オランダ式二重管コーン貫入試験標準貫入試験(SPT)
サウンディングの種類静的サウンディング動的サウンディング
貫入方法静的に押し込むハンマーを落として打撃する
測定値qc(先端抵抗)・fs(周面摩擦)を連続的に測定N値(30cm貫入するのに要した打撃回数)を深さ1mごとに測定
データの連続性深さごとの連続データが得られる原則として深さ1mごとのデータ
地層サンプル採取できないサンプラーで採取できる
不向きな地盤礫・岩盤礫・岩盤でも対応可能

N値との換算は可能ですが、SW試験と同様にあくまで概算であり精度に限界があります。詳細な設計には直接N値を測定するボーリング調査が必要です。

混同しやすい用語の整理

オランダ式二重管コーン貫入試験 vs 標準貫入試験(SPT)

オランダ式二重管コーン貫入試験は静的にロッドを押し込んでqcとfsを連続測定する試験です。標準貫入試験(SPT)はハンマーを落として打撃回数(N値)を測定する動的な試験で、地層サンプルの採取も同時にできます。

連続データが欲しいときはコーン貫入試験、N値と地層サンプルが欲しいときは標準貫入試験という使い分けになります。

理解度チェック

Q.

オランダ式二重管コーン貫入試験で分離測定できる2つの値は?

先端コーン抵抗(qc)と外管の周面摩擦抵抗(fs)。二重管構造により内管(先端コーン)と外管(周面)の抵抗を分離して測定できる。

Q.

オランダ式二重管コーン貫入試験と標準貫入試験の最大の違いは?

サウンディングの種類と貫入方法の違い。コーン貫入試験は静的(ロッドを押し込む)で連続データが得られる。

標準貫入試験は動的(ハンマーで打撃)でN値を深さ1mごとに測定し、地層サンプルの採取もできる。

Q.

オランダ式二重管コーン貫入試験が適用できない地盤は?

礫・岩盤。コーンを静的に押し込めないため貫入できない。スクリューウェイト貫入試験と同様の限界。

まとめ

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・JIS A 1220(オランダ式二重管コーン貫入試験方法)

・地盤工学会「地盤調査法」

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けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、公共建築工事標準仕様書・JASS等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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