JP2000017656A - 歪計測可能な杭、その製造方法及び歪計測方法 - Google Patents

歪計測可能な杭、その製造方法及び歪計測方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤中に打設した後のコンクリートパイル１
の歪を、広い範囲に亙って容易に測定できるようにす
る。 【解決手段】 コンクリートパイル１に光ファイバー２
を一体的に取り付けておき、この光ファイバー２の歪を
光学的に計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤強化に用いら
れる杭、その製造方法及び歪計測方法に関する。更に詳
しくは、地盤中への打設後に生じる歪を計測可能な杭、
その製造方法及び歪計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、地盤中に打設された杭に生じる歪
を測定するためには、杭と一体に、予め歪ゲージを取り
付けておくことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、歪ゲー
ジによる歪の測定は、歪ゲージを取り付けた狭い範囲で
しか行うことができない問題がある。従って、長尺物で
ある杭全体に亙って歪を正確に計測するには、長さ方向
に多数の歪ゲージを取り付ける必要がある。多数の歪ゲ
ージの取り付けが必要となることは、単に歪ゲージの取
り付けに要する手間が増大するだけでなく、杭外に引き
出すリード線の数も増えてその配線及び接続に多大な手
間を要することになる。また、微弱電流による測定であ
ることから、防水や絶縁に要する手間も大きなものとな
る。
【０００４】本発明は、このような従来の問題点にかん
がみてなされたもので、地盤中に打ち込んだ後の杭の歪
を（及び応力も）、広い範囲に亙って容易に測定できる
ようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、少
なくとも一端が上部から引き出された光ファイバーが一
体に取り付けられていることを特徴とする歪計測可能な
杭を提供するものである。
【０００６】また、本発明は、光ファイバーを取り付け
た籠状鉄筋を型枠内にセットすると共に、この光ファイ
バーの少なくとも一端を杭の上部となる側から型枠外に
延出させた状態で、遠心成形によって杭を成形すること
を特徴とする歪計測可能な杭の製造方法を提供するもの
である。
【０００７】更に本発明は、両端が上部から引き出され
た光ファイバーが一体に取り付けられている複数本の杭
について、各杭の光ファイバーを直列に接続し、直列に
接続された光ファイバーの歪を計測することにより、複
数本の杭についての歪の計測を同時に行うことを特徴と
する杭の歪計測方法を提供するものである。
【０００８】なお、杭としては、鉄筋コンクリート製の
もの（コンクリートパイル）、鋼管製のもの、鋼管とコ
ンクリートを組み合わせたもの等があるが、以下の説明
は代表的なコンクリートパイルを例に行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る歪計測可能な
コンクリートパイルの第１の例を示す模式図、図２は第
２の例を示す模式図、図３は第３の例を示す模式図であ
る。
【００１０】図示されるように、本コンクリートパイル
１は、一体に取り付けられた光ファイバー２を有するも
のとなっている。この本コンクリートパイル１の歪の計
測は、後述するように、コンクリートパイル１の歪（主
に圧縮歪）に伴って生じる光ファイバー２の歪を光学的
に検知することによって行われる。従って、光ファイバ
ー２を、図１に示されるように、コンクリートパイル１
の長さ方向に直線的に取り付けておくと、光ファイバー
２を取り付けた長さに亙る領域でコンクリートパイル１
の歪を計測することができる。また、図１の場合、コン
クリートパイル１の周方向については、光ファイバー２
が取り付けられた１箇所のみの計測となるが、光ファイ
バー２を、図２及び図３に示されるように、螺旋状に取
り付けると、コンクリートパイル１の長さ方向のみなら
ず、コンクリートパイル１の全周方向における歪の状態
も知ることができ、より正確な計測が可能となる。
【００１１】光ファイバー２は、図１及び図２に示され
るように、コンクリートパイル１の上部から一端のみを
外部に引き出しておいてもよいが、図３に示されるよう
に、両端をコンクリートパイル１の上部から外部に引き
出しておくこともできる。いずれを選択するかは、後述
する歪の計測方法に応じて選択すればよい。尚、図１〜
図３における３は、光ファイバー２を計測装置等に接続
するためのコネクターである。
【００１２】図１〜図３においては、いずれも光ファイ
バー２がコンクリートパイル１内に埋設されることで一
体に取り付けられているが、コンクリートパイル１の外
面や内面に接着剤で接着することで一体に取り付けるこ
ともできる。しかし、光ファイバー２をコンクリートパ
イル１の内面に接着するのは手間がかかり、また光ファ
イバー２をコンクリートパイル１の外面に接着したので
は、コンクリートパイル１の運搬時や埋設時に光ファイ
バー２が損傷されやすいので、光ファイバー２はコンク
リートパイル１の断面内に埋設一体化しておくことが好
ましい。
【００１３】光ファイバー２を埋設一体化したコンクリ
ートパイル１の製造は次のようにして行うことができ
る。
【００１４】まず、図４に示されるように、一端が端部
金物４から延出した状態で、主筋５とフープ筋６とで構
成された籠状鉄筋７に光ファイバー２を螺旋状に巻き付
けて取り付ける。この光ファイバー２の巻き付けは、主
筋５の周囲にフープ筋６を巻き付け固定するために用い
る巻線機のような装置を用いて行うことができる。光フ
ァイバー２を図１のような直線状に取り付ける場合に
は、籠状鉄筋６の長さ方向に沿って直線状に取り付けれ
ばよい。また、図３のように光ファイバー２の両端をコ
ンクリートパイル１から引き出しておくためには、光フ
ァイバー２を螺旋状に巻き付けた後、その他端を端部金
物４側に戻して延出させておけばよい。
【００１５】光ファイバー２は、できるだけ弛みなく、
安定した状態で籠状鉄筋６に取り付けておくことが好ま
しく、そのためには図５に示されるようなホルダー８を
用いることが好ましい。図５（ａ）に示されるホルダー
８は、半割管状の台部９と、この台部９に固定された保
持管部１０とからなるもので、台部９を主筋５に熔接
し、保持管部１０に光ファイバー２を通すことでこれを
保持するものである。図５（ｂ）に示されるホルダー８
は、上記と同様の台部９と、この台部９の両側に取り付
けられた２本一組の保持ピン１１とからなるもので、や
はり台部９を主筋５に熔接し、保持ピン１１間に光ファ
イバー２を挟み込ませることでこれを保持するものであ
る。
【００１６】上記のようにして光ファイバー２を取り付
けた籠状鉄筋６を、コンクリートパイル１を遠心成形す
るための型枠にセットし、光ファイバー２の端部が型枠
外に引き出された状態で型枠にコンクリートを供給して
遠心成形することで、本コンクリートパイル１を製造す
ることができる。このようにして製造されるコンクリー
トパイル１は、その断面内に一体に光ファイバー２が埋
設されたものとなり、運搬や埋設時に光ファイバー２が
損傷されにくいものとなる。
【００１７】本コンクリートパイル１の歪計測は、従来
知られている光ファイバーの歪計測技術を用いて行うこ
とができる。即ち、コンクリートパイル１の上部から引
き出されている光ファイバー２の一端をコネクター３を
介してＯＴＤＲ（Optical time domain reflectmeter）
装置に接続し、光パルスを入射して、光ファイバー２の
途中から戻ってくる後方散乱光中のブリルアン散乱光の
発生波長を測定する。このブルリアン散乱光は、光ファ
イバ２に加わる歪により、媒質固有のブルリアン周波数
シフトが変化するため、これによって歪を計測すること
ができる。また、光パルスを入射してから後方散乱光が
戻ってくるまでの時間を測定することで、歪発生点まで
の距離を計測することができる。
【００１８】本コンクリートパイル１の歪計測は１本ず
つ別々に行ってもよいが、図３に示されるような光ファ
イバー２の両端が引き出されたコンクリートパイル１を
用いることによって、複数本について同時に計測するこ
とも可能である。即ち、図６に示されるように、複数本
のコンクリートパイル１の光ファイバー２が直列される
よう、コンクリートパイル１間の光ファイバー２をコネ
クター３を介して接続し、この状態で上記光パルスの入
射による計測を行えば、光ファイバー２を接続した複数
本のコンクリートパイル１の歪発生状態を同時に計測す
ることができ、支持される建物等の全体の荷重分布状況
が判明する。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、地盤中に打設されたコンクリートパイル１につい
て、一体に取り付けられている光ファイバー２を用いて
歪を計測できるようにしたもので、光ファイバー２の取
付位置に沿って歪を計測できるので、長尺な光ファイバ
ー２を１本取り付けておくことで、コンクリートパイル
１の長さ方向の広い範囲に亙って容易に歪を計測でき、
更に光ファイバー２を螺旋状に取り付けておくことで、
長さ方向と共に周方向にも正確な歪の計測を容易に行う
ことができる。コンクリートパイル１は、通常、建物の
基礎構築に用いられるが、本発明によれば、建物構築後
の地盤中のコンクリートパイル１がどのような状態にあ
るか、また地盤中のコンクリートパイル１にどのような
負荷が加わっているかを容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歪計測可能なコンクリートパイル
の第１の例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る歪計測可能なコンクリートパイル
の第２の例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る歪計測可能なコンクリートパイル
の第３の例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る歪計測可能なコンクリートパイル
の製造において、籠状鉄筋に光ファイバーを巻き付ける
工程を示す斜視図である。
【図５】光ファイバーの籠状鉄筋への取り付けに用いる
ホルダーの例を示す斜視図である。
【図６】複数本の本発明に係る歪計測可能なコンクリー
トパイルの歪計測を同時に行う方法の説明図である。
【符号の説明】
１ コンクリートパイル ２ 光ファイバー ３ コネクター ４ 端部金物 ５ 主筋 ６ フープ筋 ７ 籠状鉄筋 ８ ホルダー ９ 台部 １０ 保持管部 １１ 保持ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 義隆 大阪府大阪市中央区高麗橋２丁目１番10号 株式会社ジオトップ内 Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA00 DB06 DB14

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一端が上部から引き出された
    光ファイバーが一体に取り付けられていることを特徴と
    する歪計測可能な杭。
  2. 【請求項２】 光ファイバーが、杭の外面又は内面に接
    着されて取り付けられていることを特徴とする請求項１
    の歪計測可能な杭。
  3. 【請求項３】 光ファイバーが、杭内に埋設されて取り
    付けられていることを特徴とする請求項１の歪計測可能
    な杭。
  4. 【請求項４】 光ファイバーが、螺旋状に取り付けられ
    ていることを特徴とする請求項１〜３いずれかの歪計測
    可能な杭。
  5. 【請求項５】 光ファイバーを取り付けた籠状鉄筋を型
    枠内にセットすると共に、この光ファイバーの少なくと
    も一端を杭の上部となる側から型枠外に延出させた状態
    で、遠心成形によって杭を成形することを特徴とする歪
    計測可能な杭の製造方法。
  6. 【請求項６】 光ファイバーを、螺旋状に巻き付けて籠
    状鉄筋に取り付けることを特徴とする歪計測可能な杭の
    製造方法。
  7. 【請求項７】 両端が上部から引き出された光ファイバ
    ーが一体に取り付けられている複数本の杭について、各
    杭の光ファイバーを直列に接続し、直列に接続された光
    ファイバーの歪を計測することにより、複数本の杭につ
    いての歪の計測を同時に行うことを特徴とする杭の歪計
    測方法。
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