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土と岩の話 標準貫入試験とN値

標準貫入試験の由来

標準貫入試験は、もともとアメリカで杭の打込みの深さを調査するためにレイモンドサンプラー打込み試験として1920年代から用いられていたものであり、テルツァギーが試験方法の標準化について提案し、改良されたものについて、標準貫入試験と呼ばれるようになりました。
1948年に発行されたテルツァギー・ペックのテキストブックに標準貫入試験が紹介され、標準貫入試験によって求められるN値と砂の相対密度、砂地盤の許容支持力、粘土の強度、粘土地盤の許容支持力などの関係、すなわち基礎工学への利用技術が発表されて以来、標準的な原位置試験法として認められるようになりました。
標準貫入試験がわが国に導入されたのは1951~1953年頃であり、始めはテルツァギー・ペックのテキストブックに示されているような他の土質常数との相関が、日本の地盤でも適用できるかどうかが確かめられ、ほぼ満足できることが検証されるに至って普及発展したといえます。
このような傾向から試験方法の基準を定める必要が生じ、1961年(昭和34年)にJISA-1219に「原位置における土の硬軟、締まり具合の相対値を知るためのN値を求める貫入試験」として規定されました。近年では,2012年のJIS改正で国際規格(ISO22476-3)との整合が図られました。
また、N値を求めるだけでなく、代表的な土の試料を試験と同時に採取することもでき、地盤の性状判定や室内土質試験(主に物理的性質)も可能なため適応性・利用範囲がたいへん大きいことも普及発展につながっているといえましょう。

N値とは

N値とは、標準貫入試験によって求められ、土の硬軟あるいは締まり具合の相対値を示す指標であり、重量63.5±0.5kgのハンマーを760±10mm自由落下させ、標準貫入試験用サンプラーを300mm打込むのに要する打撃数で、打撃数NumberのNをとってN値といいます。

CBR試験の活用

  1. SPTサンプラーをロッドに接続し、静かに孔底におろす。
  2. ロッド上部にアンビル、およびガイド用のロッドをつける。
  3. ハンマーの打撃によって150mmの予備打ち、300mmの本打ちを行う。
  4. 本打ちの場合、ハンマーの落下高さ760±10mmとし、ハンマーは自由落下させる。
  5. 本打ちにおいては、試験区間の100mm貫入ごとの打撃数を測定する。
  6. 本打ちの打撃数は、特に必要のないかぎり50回を限度とし、そのときの累計貫入量を測定する。

設計に用いるN値を求めるための標準貫入試験仕様

N値を掲揚地盤定数として用いる場合の品質管理には,試験条件が同一であることが望まれます。各種設計基準にN値を用いる場合には図-1に示す装置を使用することが条件となります。

あとがき

標準貫入試験のN値は、硬さを表すインデックスであり、地盤の硬さを数段階に分類することによって、地盤強度の目安をつけるものと考えられてきました。
しかしながら、N値はその適用や評価について問題点を把握したうえで活用したいものです。

 

参考文献
地盤材料試験の方法と解説:(公社)地盤工学会
N値およびCとΦの考え方:(公社)地盤工学会