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電気比抵抗をICT活用した杭施工直後の品質確認手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04782
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関立命館大学

研究代表者

持田 泰秀  立命館大学, 理工学部, 教授 (60581171)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード土中 / 無線通信 / 同軸ケーブル / 電気比抵抗 / コンクリート強度 / スライム / 砂分率 / 施工模擬実験 / ソイルセメント / 電波減衰 / 無線伝送化 / 圧縮強度評価 / 砂分率評価 / ICT / 杭周固定液・根固め液 / 圧縮強度 / セメントミルク / 無線化 / 施工モニタリング / プレボーリング工法埋込み杭
研究開始時の研究の概要

杭基礎工事は、沈下等の不具合により建替えるなどの、多大なリスクのある重要な工事である。2016年にマンションが傾くなど、プレボーリング工法埋込み杭の施工上の品質不良を原因とする社会的問題が生じた。これまで、杭周固定液・根固め液は、現場プラント試料や未固結試料などを用いた杭施工中の品質確認のみを行ってきた。そのため、施工直後の安全な孔壁形態や圧縮強度の確保された品質を十分に確認できていない。本研究は、現在の施工中の品質確認に加えて、施工直後のセメントミルクの品質確認の手法に、電気比抵抗をICTに活用した施工モニタリングでの早期の確認手法を確立し、杭工事における信頼性の高い品質管理方法を実現する。

研究成果の概要

地中の水を減衰媒体とする無線通信性状では使用機器の周波数の違いから水中最大通信距離の変化、無線機出力の増加による通信可能深さの増大、同軸ケーブル使用での伝搬無減衰の増大、土中のセメントソイルでの無線データ送信の500mm 間隔で無線通信化の可能性を明らかにした。
埋込み杭根固め液の比抵抗計測結果による圧縮強度の評価は、土の比抵抗、圧縮強度、有効セメント水比の関係から、現場の根固め液未固結液中の比抵抗からの良否の判断の可能性を示した。場所打ち杭のスライム評価では、土砂スライム層上の混和材混入の薄いスライム層の存在、スライム管理の手法である砂分率を電気比抵抗で評価できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土中の施工環境となる杭施工は、管理者が直接状況を見ることも出来ないため、これまでの管理者の力量や経験により行われてきた部分が多い。その結果、不具合がある場合、建物の不同沈下など上部建物の現象が表れて初めて明らかにされる状況にある。近年開発されるICT技術の活用の一つとして、土中の施工状況データを瞬時に地上に無線伝達させることは、これまでの視えないものを視える化させるモニタリング施工を実現させ、杭の品質確保や施工管理の生産性を、飛躍的に向上させる可能性が大きい。同時に、瞬時に電気信号から入手出来る施工データを多くの評価手法による活用を実現させることは、更なる施工管理の可能性を広げることになる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] STUDY ON DEVELOPMENT OF SOIL IMPROVEMENT PILE METHOD USING RECYCLED SOIL2021

    • 著者名/発表者名
      Mochida Yasuhide, Ogunbiyi Joshua Olabamiji , Kouhei Kasahara
    • 雑誌名

      International Journal of GEOMATE

      巻: 20 号: 82 ページ: 28-33

    • DOI

      10.21660/2021.82.gx249

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] STUDY ON THE EFFECT OF BAKING SODA ON BLEEDING AND COMPRESSIVE STRENGTH OF CEMENT MILK2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Mochida, Ogunbiyi Joshua Olabamiji, Kouhei Kasahara
    • 雑誌名

      International Journal of GEOMATE

      巻: Vol.19, Issue 73 号: 73 ページ: 64-69

    • DOI

      10.21660/2020.73.5669

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Study on Quality Control of Slime Treatment of Driven-in-place Piles Using Electrical Resistivity -through a Case Study Using a Special Pump and a Bentley Plant2023

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu ryota, Mochida yasuhide
    • 学会等名
      International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management(IEEM)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気比抵抗を用いた場所打ち杭のスライム処理の品質管理に関する研究 特殊ポンプとベントリープラントを用いた事例を通して2023

    • 著者名/発表者名
      村松凌太,持田泰秀,酒井幸雄,藤井敬次
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電気比抵抗を用いた場所打ち杭のスライムに関する研究  4 種類の泥水による室内実験を通して2023

    • 著者名/発表者名
      眞庭颯大,持田泰秀
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] EXPERIMENTAL STUDY ON DATA TRANSMISSION USED FOR CONSTRUCTION QUALITY CONFIRMATION OF EMBEDDED PILE CONSTRUCTION METHOD2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Mochida,Tatsuki Maniwa
    • 学会等名
      The Twelveth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment, Bangkok, Thailand, from 22-24 November 2022.
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 杭状地盤補強工法の開発 -鉛直支持力の性能に関して-2022

    • 著者名/発表者名
      持田泰秀、松本 洋
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 埋込み杭の根固め液における比抵抗計測結果に基づく圧縮強度の評価2022

    • 著者名/発表者名
      近藤 壮一郎、薄葉 信一、新名 正英、千種 信之、藤井 衛、 長谷川 拓磨、持田 泰秀
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 比抵抗を利用した埋込み杭の根固め液の圧縮強度評価手法2022

    • 著者名/発表者名
      長谷川 拓磨、藤井 衛、薄葉 信一、千種 信之、新名 正英、近藤 壮一郎、持田 泰秀
    • 学会等名
      第57回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 杭の施工品質確認のためのデータ送信に関する実験的研究 -水を減衰媒体とする無線通信性状-2021

    • 著者名/発表者名
      持田泰秀,眞庭颯大,足立壮之,佐藤朗
    • 学会等名
      日本建築学会,大会学術講演A-1分冊,p.747
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] STUDY ON ROTATION ANGLE ESTIMATION METHOD OF UPLIFT FOUNDATION CONSIDERING PLASTICITY REGION2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Minemoto, Yasuhide Mochida
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment, Melbourne
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再生改良土を用いた地盤改良杭工法に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      角田和明、持田泰秀、笠原浩平、松本 洋
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 立命館大学 研究者学術情報データベース、持田泰秀

    • URL

      https://research-db.ritsumei.ac.jp/rithp/k03/resid/S000986

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 立命館大学理工学部建築都市デザイン学科、生産・材料研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/se/rv/mochida/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 水硬性固化材液、水硬性固化材液の調整方法、および、置換柱体の築造方法2020

    • 発明者名
      松本 洋、持田 泰秀、角田 和明
    • 権利者名
      株式会社サン・エンジニア
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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