平板載荷試験

この記事を要約すると、、、

平板載荷試験は地盤の支持力や沈下特性を確認するための原位置試験で、信頼性が高い
地表から60cmまでの地盤に直接荷重をかけて、極限支持力度や地盤反力係数を測定する
短時間・低振動で調査でき、簡易建物や時間が限られた現場に適している

平板載荷試験は地盤の支持特性を直接評価できるため、迅速かつ信頼性の高い基礎設計をサポートします。

平板載荷試験とは？

原位置試験のひとつ

平板載荷試験とは、主にL型擁壁やボックスカルバートの設置をする際に、安全に支持できる力を地盤が持っているか、基礎地盤に設計地耐力以上の地耐力があるかを確認するために行う試験です。

直径30㎝の載荷板を設置し、荷重をかけながら沈下量を測定します。

原位置で直接測定できるため、結果がわかりやすく信頼性が高いのが特徴です。

地盤の性状は深さ60㎝まで

平板載荷試験では、重機を入れるスペースが必要なので狭い場所での試験が実施できません。

また、平板載荷試験では深さ60㎝までしか地盤の性状を確認することができません。それより深いところに軟弱地盤が予想される場合には使用できないため注意がしてください。

試験で得られた結果は慎重に精査する必要があります。

平板載荷試験で分かること

平板載荷試験では、

極限支持力度 Pu（kN/m2）
地盤反力係数Kv（kN/m3）

などの「地盤の支持特性」がわかります。

大切なのは、地盤が壊れる応力度である「極限支持力度」ですが、支持力・地盤反力度・地耐力・応力度・荷重強さなどで表現することもあり、混乱しやすいので注意しましょう。

試験結果からの判定は、極限支持力度を「安全率3」で割った数値が、地盤の許容支持力度となります。

「地盤の許容支持力度≧設計支持力度」となれば、構造物に対して十分耐えられる地盤ということになります。

平板載荷試験の流れ

試験の準備：試験を実施する地点の選定と、試験場所の整地を行います。
載荷板の設置：直径30cmの載荷板を、試験地点に水平に設置します。
載荷装置の組み立て：試験に必要な載荷装置を組み立て、載荷板に適切に配置します。
載荷方法の適用：段階的に荷重を加えていき、地盤の反応を観察します。荷重は、地盤が構造物の重量に相当する圧力を受けるように設定します。
沈下量の測定：荷重ごとの沈下量をダイヤルゲージを使用して測定し、その平均値を求めます。

実際に判定したい地盤で実施します。現場や地盤を乱さず、荷重をあらかじめかけず、載荷板を水平に設置。一般的に使われるのは直径30㎝の載荷板です。

最大載荷圧力を8段階程度に分け、各段階で載荷圧力に達した際の経過時間で沈下量を測定します。経過時間は、0分・1分・2分・5分・10分・15分・20分・25分・30分で測定しましょう。

段階的に載荷圧力を増やしていき、計測を繰り返します。

最大載荷圧力は、設計支持力の3倍に設定します。

試験は、次のような状態になったら終了します。

計画の最大載荷圧力に達した
載荷板周辺の地盤に亀裂が入り、地盤の破壊が認められた
沈下量が載荷板の直径の10％になった

これらの手順で平板載荷試験を行い、得られた結果から正しく判定をしましょう。

平板載荷試験のメリット

平板載荷試験の主なメリットとしては、下記のような内容が挙げられます。

地盤に対して直接負荷をかけて調査できるため、信頼性が高い
約5時間～と他の調査方法より短時間で調査できる（スクリューウエイト貫入試験 … 半日～1日程度／ボーリング調査 … 数日～数週間程度）
振動・騒音が比較的少ない
準備や撤去にかかる時間を抑えられる

短期間かつ少ない手間で調査できるため、プレハブ・物置などの簡易建物や時間がない場合の調査に適しています。

平板載荷試験以外の地盤調査方法

平板載荷試験以外に地盤を調査する方法としては、スクリューウエイト貫入試験（SWS試験）やボーリング調査などが挙げられます。

スクリューウエイト貫入試験（SWS試験）

スクリューウエイト貫入試験（SWS試験）は、戸建住宅や小規模な建築現場などで頻繁に用いられている調査方法です。地盤の強度と性質を測定するために行われ、地盤改良や建設計画の精度を上げる際に重要となります。

試験では、一連の重量を加えながらロッドを垂直に地中に刺すことで、地盤の状態を探ります。おもりを段階的に増やしながらロッドの沈み込みを観察し、必要に応じてハンドルを回転させてめり込み具合を計測します。後述するボーリング調査とは異なり、地盤の固さ・ゆるさを調べる事が目的のため、液状化に関する調査はできません。