JP2011021905A - 土圧計設置構造及び土圧計設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土圧の測定評価を正確に行える土圧計設置構造及び土圧計設置方法を提供する。
【解決手段】地盤１２に形成された複数の凹部３０と、各々の凹部３０の底面３０Ａに設置された型枠３２と、型枠３２内で且つ凹部３０の底面３０Ａに、受圧面２２を下にして設置された土圧計２０と、型枠３２に充填されて土圧計２０のケーシング上面２４Ａに設けられ、平面視した面積が一定とされた保護部材４０と、地盤１２及び保護部材４０の上に設けられる載荷版１４と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、土圧計設置構造及び土圧計設置方法に関する。

一般に、地盤の上に設けられる載荷版の底面に作用する地盤の土圧を、この地盤に設置（埋設）した複数の土圧計を用いて測定している（非特許文献１、２参照）。

ここで、図１２（Ａ）に示すように、従来の土圧計設置構造５００では、地盤５０２に形成された凹部５０４の底面に砂等の敷均層５０８が設けられている。敷均層５０８の上には、土圧計５１０が受圧面を下にして設置され、土圧計５１０のケーシング上面が保護部材５１２で保護されている。そして、地盤５０２及び保護部材５１２の上には建物重量に相当する荷重が掛けられる載荷版５１６が設けられている。

「直接基礎の地中応力分布と地業の効果に対する研究」、東海大学工学部建築学科２００２年度卒業論文梗概集、インターネット（ＵＲＬ：http://www.db.pr.tokai.ac.jp/gbgk/eb/Summary2002/Summary%20Material/Fujii/SR02.PDF#search='卒業論文%20東海大学%20土圧'）、２００９年７月１０日掲載 「土圧計の取扱方法」、インターネット（ＵＲＬ：http://www.tml.jp/solution/data/soil_pressure_gauge.pdf#search='土圧計'）、２００９年７月１０日掲載

しかしながら、従来の土圧計設置構造５００では、地盤５０２上に複数形成される凹部５０４の大きさが統一されてなかったため、例えば図１２（Ａ）に示す土圧計設置構造５００と、図１２（Ｂ）に示す土圧計設置構造６００（同じ構成には同じ符号を付与）とでは、保護部材５１２の大きさが相違して、載荷版５１６の底面に作用する土圧の測定値の間に、ばらつきが生じていた。このため、載荷版５１６の底面に作用する地盤５０２の土圧を正確に評価することができなかった。

本発明は、上記事実を考慮し、土圧の測定評価を正確に行える土圧計設置構造及び土圧計設置方法を提供することを目的とする。

第１態様の発明は、地盤に形成された複数の凹部と、各々の凹部の底面に、受圧面を下にして設置された土圧計と、前記土圧計のケーシング上に設けられ、平面視した面積が一定とされた保護部材と、前記地盤及び前記保護部材の上に設けられる載荷版と、を備える土圧計設置構造である。

第１態様の発明によれば、各土圧計のケーシング上に設けられる保護部材の平面視した面積が一定とされているので、載荷版から保護部材を介して各土圧計のケーシング上面に作用する荷重のばらつきを低減することができる。よって、各土圧計の測定値から、地盤の土圧を正確に評価できる。なお、平面視した面積とは、保護部材の上下面の面積を言う。

第２態様の発明は、前記保護部材は、厚さも一定とされている第１態様に記載の土圧計設置構造である。

第２態様の発明によれば、各保護部材の厚さも一定とされているので、載荷版から保護部材を介して土圧計のケーシング上面に作用する荷重を各土圧計で一定にすることができる。

第３態様の発明は、前記保護部材は、前記凹部に配置されている型枠に充填されたセメント系材料で構成されている第１態様又は第２態様に記載の土圧計設置構造である。

第３態様の発明によれば、保護部材が、凹部に配置されている型枠に充填されたセメント系材料で構成されているため、保護部材同士の平面視した面積が確実に一定となる。また、厚さについても、各型枠の高さとすることで、型枠内に砂等を積層する場合であっても、従来の土圧計設置構造に比べれば、一定となる。

第４態様の発明は、前記型枠の剛性は、前記保護部材の剛性よりも低い第３態様に記載の土圧計設置構造である。

第４態様の発明によれば、型枠の剛性が保護部材の剛性よりも低いため、載荷版の荷重が型枠に逃げることなく、載荷版の荷重を保護部材に確実に作用させることができる。

第５態様の発明は、前記型枠の平面形状は、前記土圧計の平面形状と相似形である第３態様又は第４態様に記載の土圧計設置構造である。

第５態様の発明によれば、型枠の平面形状は、土圧計の平面形状と相似形であるため、型枠内にセメント系材料が充填されて構成された保護部材も、土圧計の平面形状と相似形となる。これにより、保護部材から土圧計のケーシング上面に作用する荷重を均等にすることができる。

第６態様の発明は、前記土圧計のケーシング及び前記型枠の平面形状は、円形であり、前記土圧計のケーシングの直径をＲ１とし、前記型枠の内径をＲ２とし、前記土圧計のケーシングの上面から前記保護部材の上面までの高さをＨとした場合、前記Ｒ２は、Ｒ２≧Ｒ１＋２×Ｈである第５態様に記載の土圧計設置構造である。

第６態様の発明によれば、型枠の平面形状が円形であるため、型枠内の保護部材も円形となり、また、型枠の内径がＲ２であれば、保護部材の直径もＲ２の値と同一となる。そして、Ｒ２は、Ｒ２≧Ｒ１＋２×Ｈであるため、載荷版からの荷重を確実に土圧計に作用させることができ、土圧の測定をより確実に行うことができる。これは、土圧計の平面の直径両端部から水平方向外側に対して各々４５度傾きつつ上方に向かう直線よりも、外側まで保護部材があれば、載荷版から土圧計へ確実に荷重が伝達されるという事実に基づいたものである。

第７態様の発明は、前記凹部の底面には砂が敷かれており、前記土圧計は前記砂の上に設置されている第１態様〜第６態様のいずれかに記載の土圧計設置構造である。

第７態様の発明によれば、凹部の底面が固い場合、又は石等があって底面が粗い場合であっても、凹部の底面には砂が敷かれているため、土圧計の受圧面に土圧が均等に作用する。

第８態様の発明は、第３態様〜第７態様の何れかに記載の土圧計の設置方法であって、前記型枠の大きさに合わせて、前記凹部を形成する工程と、前記凹部に、前記型枠を設置する工程と、前記土圧計を、前記型枠内に設置する工程と、前記型枠へ前記セメント系材料を充填し、前記保護部材を前記土圧計の上に形成する工程と、を有する土圧計設置方法である。

第８態様の発明によれば、型枠の大きさ合わせて、凹部を形成するため、何も目安がないまま単純に凹部を形成する場合に比べ、土圧計設置構造の施工時間を短縮することができる。
また、型枠へセメント系材料を充填して保護部材を土圧計の上に形成するため、保護部材の平面視した面積及び厚さを容易に一定とすることができる。

本発明によれば、従来の土圧計設置構造に比べ、土圧の測定評価を正確に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造の概略断面図である。 土圧計の概略説明図であって、（Ａ）は土圧計の外観斜視図であり、（Ｂ）は土圧計の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造の一部断面図である。 図３に示す型枠の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る土圧計設置方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造の一部断面図である。 本発明の第２実施形態に係る土圧計設置方法を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造の一部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る土圧計設置方法を示す図である。 第１実施形態に係る土圧計設置構造の変形例を示す図であって、敷均層が設けられていない土圧計設置構造の一部断面図である。 保護部材の直径について好ましい一例を示す図である。 従来の土圧計設置構造の一部断面図である。

以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照して説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造について説明する。

（土圧計設置構造）
図１は、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造の概略断面図である。

第１実施形態に係る土圧計設置構造１０は、構造物１６の基礎コンクリート（載荷版）１４の底面１８に作用する地盤１２の土圧を測定するため、基礎コンクリート１４の直下にある地盤１２に複数の土圧計２０を埋設している。この土圧計２０の数は、特に限定されないが、本実施形態では例えば２０個である（図１では４個のみ示す）。

図２は、土圧計の概略説明図であって、図２（Ａ）は土圧計の外観斜視図であり、図２（Ｂ）は土圧計の縦断面図である。

土圧計２０は、土圧を受ける受圧面２２の変位量から土圧を検出する所謂平衡型土圧計である。

具体的には、土圧計２０は、直径１０ｃｍ、高さ２ｃｍの円盤状であり、受圧面２２と、ケーシング２４と、検出部２６と、入出力ケーブル２８とを有する。そして、この受圧面２２は、土圧によりケーシング２４の上面２４Ａに向かってひずみ、検出部２６はそのひずみ量（変位量）を電気抵抗の変化として検出する。この検出部２４により検出した受圧面２２のひずみ量を示す信号は、ケーシング２４の側面２４Ｂから外部へ延出する入出力ケーブル２８を介して、この入出力ケーブル２８に接続された不図示の静ひずみ測定器に出力される構成である。

次に、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造１０の詳細について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造１０の一部断面図である。

土圧計設置構造１０は、複数の土圧計２０各々に対して、凹部３０と、同一種の型枠３２と、敷均層３４と、第１埋込部材３６と、第２埋込部材３８と、保護部材４０とを備えている。

凹部３０は、地盤１２に円形状に形成されている。凹部３０の深さは、約５ｃｍであり、直径は約２５ｃｍである。この凹部３０の大きさは、従来の土圧計設置構造の凹部と比較して、後述する設置方法の違いにより、小さくなっている。

凹部３０の底面３０Ａには、土圧計２０を取り囲むように型枠３２が配置されている。

図４は、図３に示す型枠３２の外観斜視図である。図４に示すように型枠３２は、例えばボイド管を切断したものであり、平面形状が土圧計の平面形状と相似形である円筒状とされている。この型枠３２の大きさは、高さが凹部３０の深さと同じで約５ｃｍであり、外径が約２０ｃｍであり、内径が約１９．５ｃｍである。
また、型枠３２の剛性は、後述する保護部材４０よりも低くなっている。このため、基礎コンクリート１４の荷重が型枠３２に逃げることなく、基礎コンクリート１４の荷重を保護部材４０に確実に作用させることができる。

図３に戻って、型枠３２の内部で、且つ、凹部３０の底面３０Ａ上には、粒径が均一である左官砂などの良質な砂で構成された敷均層３４が設けられている。この敷均層３４は、凹部３０の底面３０Ａの剛性や表面粗さ等が土圧計２０による土圧の測定に影響を与えることを回避するために設けられるもので、土圧計２０の受圧面２２に地盤１２の土圧を均等に作用させることができる。

この敷均層３４の中央上部には、受圧面２２を下にして土圧計２０が設置されている。また、敷均層３４の端部上部で、且つ、土圧計２０の周方向外側（ケーシング側面２４Ｂの外側）には、第１埋込部材３６が設けられている。この第１埋込部材３６は、敷均層３４と同様に良質な砂で構成されており、第１埋込部材３６の高さは、土圧計２０の高さと同じである。

一方、凹部３０の内部で、且つ、型枠３２の周方向外側にも、地盤１２の地表面と水平となるまで良質な砂が埋め込まれて構成された第２埋込部材３８が設けられている。なお、土圧計２０の入出力ケーブル２８は、ケーシング側面２４Ｂから下方向に延伸し、これら第１埋込部材３６、敷均層３４、凹部３０の底面３０Ａの溝（不図示）及び第２埋込部材３８を通って、地盤１２上に露出している。

土圧計２０のケーシング上面２４Ａと第１埋込部材３６の上面には、円盤状の保護部材４０が設けられている。保護部材４０の直径は、型枠３２の内径と略同一であり、約１９．５ｃｍである。

この保護部材４０は、型枠３２に充填され、固化されたモルタルで構成されている。このため、保護部材４０は、全て、土圧計２０のケーシング上面２４Ａと接触する面４０Ａ及び基礎コンクリート１４と接触する面４０Ｂの面積が一定とされる。すなわち、保護部材４０を平面視したときの面積が一定とされている。
また、各保護部材４０の厚み（高さ）も、各型枠３２の高さが同一であることから、各敷均層３４の高さが多少異なることがあるにしても、型枠を使用しないで形成された従来の保護部材の厚みに比べれば一定とされている。

そして、これら保護部材４０、第２埋込部材３８及び地盤１２の上には、基礎コンクリート１４が設けられており、保護部材４０は、基礎コンクリート１４から荷重を受ける（図３矢印方向）。

（土圧計設置方法）
次に、上述した土圧計設置構造１０の設置方法について説明する。

図５は、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置方法を示す図である。なお、以下では１個の土圧計２０を設置する場合のみを説明するが、残りの土圧計２０を設置する場合も同一の設置方法を繰り返し用いる。

まず、図５（Ａ）に示すように、型枠３２を地盤１２上に載せ、型枠３２の大きさに合わせて、掘削する場所を地盤１２の表面にマーキング５０等して位置決めする。位置決めし終わったら、図５（Ｂ）に示すように、型枠３２を一旦地盤１２から取り除き、位置決めした場所の地盤１２を、その硬さに合わせてスコップやはつり機で掘削する。そして、図５（Ｃ）に示すように、ある程度掘削したら、掘削した場所に再び型枠３２を載せ、どの程度掘削すれば、型枠３２全体が掘削した場所に入るか目安を得る。

これら図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）に示した工程を、図５（Ｄ）に示すように、型枠３２全体が掘削した場所に入るまで繰り返す。この繰り返しの結果、地盤１２には、凹部３０が形成される。

凹部３０を形成した後、図５（Ｅ）に示すように、土圧計２０の入出力ケーブル２８を、凹部３０の底面３０Ａに設けた溝（不図示）に這わせつつ、土圧計２０に対して型枠３２の内部を下から上に向かって通過させる。その後、型枠３２を凹部３０の底面３０Ａ上に設置する。

型枠３２を設置した後、土圧計２０は一旦地盤１２上に逃がしておき、図５（Ｆ）に示すように、型枠３２内に粒径が均一で細かい良質な砂を、その高さが例えば２ｃｍ程度となるように積層する。そして、積層した砂をタンパー等で転圧することにより、型枠３２内で且つ凹部３０の底面３０Ａ上に敷均層３４を形成する。

次に、図５（Ｇ）に示すように、敷均層３４の中央上部に、土圧計２０を受圧面２２を下にして水平に設置する。そして、図５（Ｈ）に示すように、型枠３２内で且つ土圧計２０の周方向外側に良質な砂を入れる。この砂を軽く締め固めることにより、敷均層３４上に土圧計２０と同じ高さを有する第１埋込部材３６を設ける。

第１埋込部材３６を設けた後、図５（Ｉ）に示すように、型枠３２内にモルタルを充填する。モルタルを充填した後、所定時間待ってモルタルを固化させることにより、土圧計２０上に保護部材４０を形成する。

最後に、凹部３０が保護部材４０等で埋まってない箇所５２に良質な砂を充填し、該箇所５２に第２埋込部材３８を設ける。

以上の工程を他の土圧計２０の埋設にも繰り返し適用して、地盤１２及び各保護部材４０の上に、基礎コンクリート１４を設けることにより、本発明の第１実施形態に係る土圧計設置構造１０が施工される。

（土圧計設置構造等の作用及び効果）
次に、本発明の第１実施形態に係る作用及び効果について説明する。

本第１実施形態の土圧計設置構造１０では、図１、図３に示すように、構造物１６の基礎コンクリート１４から構造物１６の荷重が保護部材４０を介して土圧計２０に作用する。この際、各土圧計２０のケーシング上面２４Ａに設けられる保護部材４０を平面視したときの面積が一定とされているので、基礎コンクリート１４から保護部材４０を介して土圧計２０のケーシング上面２４Ａに作用する荷重を各土圧計２０で均等にすることができる。よって、各土圧計２０の測定値から、地盤１２の土圧を正確に評価できる。

また、保護部材４０が、凹部３０に配置されている型枠３２に充填されたモルタルで構成されているため、保護部材４０同士の平面視した面積が確実に一定とされる。さらに、各型枠３２の高さが一定とされているため、保護部材４０同士の厚さも、従来に比べてより一定とされる。

さらに、型枠３２の剛性が保護部材４０の剛性よりも低いため、基礎コンクリート１４からの荷重が型枠３２に逃げることなく、構造物１６の荷重を保護部材４０に確実に作用させることができる。

さらにまた、型枠３２の平面形状は、土圧計２０の平面形状と相似形であるため、型枠内３２にモルタルが充填されて構成された保護部材４０も、土圧計２０の平面形状と相似形となる。これにより、保護部材４０から土圧計２０のケーシング上面２４Ａに作用する荷重を均等にすることができる。

また、凹部３０の底面３０Ａが固い場合、又は石等があって底面３０Ａが粗い場合であっても、凹部３０の底面３０には敷均層３４が設けられているため、土圧計２０の受圧面２２に土圧が均等に作用する。

さらに、本第１実施形態の土圧計設置構造１０の設置方法によれば、型枠３２の大きさ合わせて、凹部３０を形成するため、何も目安がないまま単純に凹部を形成する場合に比べ、土圧計設置構造１０の施工時間を短縮することができる。
また、型枠３２へモルタルを充填して保護部材４０を土圧計２０の上に形成するため、保護部材４０の平面視した面積及び厚さを容易に一定とすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造及びその設置方法について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下で説明しない構成は、第１実施形態の構成と同一である。

（土圧計設置構造）
本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造も、第１実施形態で説明した図１に示すように、基礎コンクリート１４直下の地盤１２に、複数の土圧計２０が埋設される。

図６は、本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造の一部断面図である。なお、図６及び以下の説明では、土圧計２０の入出力ケーブル２８に係る部分を省略している。

土圧計設置構造６０は、複数の土圧計２０各々に対して、凹部６２と、敷均層６４と、第１埋込部材６６と、型枠６８と、保護部材７０と、第２埋込部材７２とを備えている。

土圧計設置構造６０では、地盤１２に形成された凹部６２の底面６２Ａに良質な砂で構成された敷均層６４が設けられている。敷均層６４の上には、土圧計２０が受圧面２２を下にして設置されている。また、敷均層６４の端部上部で、且つ土圧計２０の周方向外側（ケーシング側面２４Ｂの外側）には、良質な砂で構成された第１埋込部材６６が設けられている。

第１埋込部材６６の上には、図４に示すような筒状の型枠６８が設けられており、この型枠６８内部全体には、モルタルが充填されて固化された保護部材７０が設けられており、当該保護部材７０により土圧計２０のケーシング上面２４Ａが保護されている。また、第１埋込部材６６の上で、且つ型枠６８の周方向外側には、地盤１２の地表面と水平となるまで良質な砂が埋め込まれて構成された第２埋込部材７２が設けられている。そして、地盤１２、保護部材７０及び第２埋込部材７２の上には建物重量に相当する荷重が掛けられる基礎コンクリート１４が設けられており、保護部材７０は、基礎コンクリート１４から荷重を受ける。

（土圧計設置方法）
次に、上述した土圧計設置構造６０の設置方法について説明する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造６０の設置方法を示す図である。なお、以下では、１個の土圧計２０を設置する場合のみを説明するが、残りの土圧計２０を設置する場合も同一の設置方法を繰り返し用いる。

まず、図７（Ａ）に示すように、土圧計２０と型枠６８を設置可能なように地盤１２に凹部６２を形成する。無論、第１実施形態と同様に、型枠６８の外径に合わせて凹部６２を形成しても良い。
その後、図７（Ｂ）に示すように、凹部６２に粒径が均一で細かい良質な砂を積層する。そして、積層した砂をタンパー等で転圧することにより、凹部６２の底面６２Ａ上に敷均層６４を形成する。この敷均層６４の中央上部には、図７（Ｃ）に示すように、土圧計２０を設置する。

次に、図７（Ｄ）に示すように、敷均層６４の上で且つ土圧計２０の周方向外側に良質な砂を入れる。この砂を軽く締め固めることにより、敷均層６４上に土圧計２０と同じ高さを有する第１埋込部材６６を設ける。この第１埋込部材６６の上には、型枠６８を設ける。

そして、図７（Ｅ）に示すように、型枠６８内全体にモルタルを充填して、これを固化させることにより、土圧計２０上に保護部材７０を形成する。最後に、図７（Ｆ）に示すように、凹部６２が保護部材７０等で埋まってない箇所７４に良質な砂を充填し、該箇所７４に第２埋込部材７２を設ける。

以上の工程を他の土圧計２０の埋設にも繰り返し適用して、地盤１２及び各保護部材７０の上に、基礎コンクリート１４を設けることにより、本発明の第２実施形態に係る土圧計設置構造６０が施工される。

（土圧計設置構造等の作用及び効果）
次に、本発明の第２実施形態に係る作用及び効果について説明する。

本発明の第２実施形態に係る構成によれば、上記第１実施形態の作用及び効果と同様の効果を得ることができる他、保護部材７０が型枠６８内全体に充填されて固化されたモルタルを構成材料としているので、保護部材７０の平面視した面積だけでなく厚みも、各保護部材７０同士で確実に一定となる。
また、型枠６８が土圧計２０の上部にのみ配置されている構成なので、第１実施形態の型枠６８内に土圧計２０を入れる構成と比べ、型枠６８の大きさをより小さくすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造及びその設置方法について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下で説明しない構成は、第１実施形態の構成と同一である。

（土圧計設置構造）
本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造も、第１実施形態で説明した図１に示すように、基礎コンクリート１４直下の地盤１２に、複数の土圧計２０が埋設される。

図８は、本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造の一部断面図である。なお、図８及び以下の説明では、土圧計２０の入出力ケーブル２８に係る部分を省略している。

土圧計設置構造８０は、複数の土圧計２０各々に対して、凹部８２と、敷均層８４と、型枠８６と、第１埋込部材８８と、第２埋込部材９０と、保護部材９２と、を備えている。

土圧計設置構造８０では、地盤１２に形成された凹部８２の底面８２Ａに良質な砂で構成された敷均層８４が設けられている。敷均層８４の上には、図４に示すような筒状の型枠８６が設けられている。この型枠８６内で敷均層８４の中央上部には、土圧計２０が受圧面２２を下にして設置されている。また、型枠８６内で土圧計２０の周方向外側（ケーシング側面２４Ｂの外側）には、良質な砂で構成され、土圧計２０よりも高さが低い第１埋込部材８８が設けられている。一方、凹部８２内で型枠８６の周方向外側には、良質な砂で構成された第２埋込部材９０が設けられている。

第１埋込部材８８の上面及び土圧計２０のケーシング上面２４Ａには、型枠８６内にモルタルが充填されて固化された保護部材９２が設けられている。そして、地盤１２、保護部材９２及び第２埋込部材９０の上には建物重量に相当する荷重が掛けられる基礎コンクリート１４が設けられており、保護部材９２は、基礎コンクリート１４から荷重を受ける。

（土圧計設置方法）
次に、上述した土圧計設置構造８０の設置方法について説明する。

図９は、本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造８０の設置方法を示す図である。なお、以下では、１個の土圧計２０を設置する場合のみを説明するが、残りの土圧計２０を設置する場合も同一の設置方法を繰り返し用いる。

まず、図９（Ａ）に示すように、土圧計２０と型枠８６を設置可能なように地盤１２に凹部８２を形成する。無論、第１実施形態と同様に、型枠８６の外径に合わせて凹部８２を形成しても良い。
その後、図９（Ｂ）に示すように、凹部８２に粒径が均一で細かい良質な砂を積層する。そして、積層した砂をタンパー等で転圧することにより、凹部８２の底面８２Ａ上に敷均層８４を形成する。この敷均層８４の中央上部には、図７（Ｃ）に示すように、土圧計２０を設置する。

次に、図９（Ｄ）に示すように、敷均層８４の上に土圧計２０を取り囲むように、型枠８６を設置する。そして、型枠８６内で土圧計２０の周方向外側に、良質な砂を多少積層して第１埋込部材８８を設ける。

その後、図９（Ｅ）に示すように、型枠８６内にモルタルを充填し固化させることにより、第１埋込部材８８及び土圧計２０上に保護部材９２を形成する。最後に、図９（Ｆ）に示すように、凹部８２が保護部材９２等で埋まってない箇所９４に良質な砂を充填し、該箇所９４に第２埋込部材９０を設ける。

以上の工程を他の土圧計２０の埋設にも繰り返し適用して、地盤１２及び各保護部材９２の上に、基礎コンクリート１４を設けることにより、本発明の第３実施形態に係る土圧計設置構造８０が施工される。

（土圧計設置構造等の作用及び効果）
次に、本発明の第３実施形態に係る作用及び効果について説明する。

本発明の第３実施形態に係る構成によれば、上記第１実施形態の作用及び効果と同様の効果を得ることができる他、敷均層８４の上に型枠８６を設ける構成なので、第１実施形態の型枠３２に比べ、型枠８６の高さを低くすることができる。
また、第１埋込部材８８の高さが土圧計２０の高さよりも低くされているので、各第１埋込部材８８の高さが異なっても微々たるスケールの違いとなり、第１実施形態において第１埋込部材３６を土圧計２０の高さと同程度の高さとする構成に比べ、保護部材９２同士の厚さがより一定となる。

＜変形例＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が成される。

例えば、第１実施形態では、図１に示すように、土圧計設置構造１０が構造物１６を備える構成を説明したが、本発明では、載荷版１４上に建物等が無くても適用が可能である。なお、構造物１６は、ビルなどの建物だけでなく、載荷試験用などの試験体も含むものである。

また、第１実施形態では、土圧計２０が所謂平衡型土圧計である場合を説明したが、土圧計の種類は特に限定されず、所謂判別型土圧計であっても良い。

さらに、この土圧計２０は、各実施形態において、良質な砂で構成された敷均層３４、６４、８４の上に設置する場合を説明したが、図１０に示すように、地盤１２が敷均層３４、６４、８４と同様の良質な砂等で構成され、土圧計２０を水平に設置でき、土圧を正確に測定できるのであれば、敷均層３４、６４、８４は無くても本発明を適用できる。この場合、土圧計２０の受圧面２２は、直接凹部の底面に接触する。

さらにまた、敷均層３４、６４、８４は、粒径が均一である左官砂などの良質な砂で構成される場合を説明したが、土圧計２０を水平に設置でき、土圧を正確に測定できるのであれば、ゴムや合成樹脂など如何なる材料を用いても良い。

同様に、第１埋込部材３６、６６、８８及び第２埋込部材３８、７２、９０も良質な砂で構成される場合を説明したが、他の材料を用いても良い。特に、第２埋込部材３８、７２、９０は、地盤１２の構成材料を用いることも可能である。なお、第１埋込部材３６、６６、８８は、保護部材の構成材料が土圧計２０の受圧面２２に流れ込んで土圧の測定結果に影響を与えないのであれば、第１埋込部材３６、６６、８８も保護部材と同一の材料を用いることも可能である。

また、第１実施形態では、土圧計２０、凹部３０、型枠３２、保護部材４０の大きさについて数値を示して具体的に説明したが、これらの大きさは特に限定されることはない。形状についても同様である。

但し、保護部材４０からの荷重を土圧計２０に確実に伝えるために、型枠３２の内径、すなわち保護部材４０の直径は、土圧計２０の直径よりも大きいことが好ましい。また、土圧計２０の上面の直径両端部から水平方向外側に対して各々４５度傾きつつ上方に向かう直線よりも、外側まで保護部材４０が設けられるように、型枠３２の内径を設定することがより好ましい。これは、載荷版１４から土圧計２０へ確実に荷重が伝達されるという経験則に基づいたものである。

具体的には、図１１を用いて説明する。図１１は、保護部材の直径について好ましい一例を示す図である。土圧計２０のケーシング上面２４Ａの直径をＲ１とし、保護部材４０の直径（型枠の内径と同一とする）をＲ２とし、土圧計２０のケーシング上面２４Ａから保護部材４０の上面４０Ａまでの高さをＨとした場合、土圧計２０のケーシング上面２４Ａの直径両端部から水平（周）方向外側に対して各々４５度傾きつつ上方に向かう直線（図では点線Ｐ）よりも、外側まで保護部材４０を設けるためには、Ｒ２は、Ｒ２≧Ｒ１＋２×Ｈと設定すれば良い。

さらに、本発明に係る型枠の素材は、第１実施形態においてボイド管を用いたが、特に限定されず、プラバンやビニール等を用いることも可能である。また、工場等で型枠を用いて保護部材を形成すれば、型枠は地盤１２の凹部の中に設ける必要はなく、本発明に係る土圧計設置構造の必須構成要素ではなくなる。この場合、保護部材から土圧計に確実に荷重を伝えるため、保護部材と土圧計２０のケーシング上面２４Ａを接着剤等で接着し、保護部材と土圧計２０を密着させることも可能である。また、型枠を備えた土圧計設置構造から型枠を取り外しても、本発明は適用可能である。

さらにまた、入出力ケーブル２８は、型枠３２の下を通して、地盤１２上に延伸させる場合を説明したが、型枠３２の上を通して、地盤１２上に延伸させるようにしても良い。

また、本発明に係る保護部材は、モルタルから構成される場合を説明したが、特に限定されるものではなく、セメントペースト、石膏等のセメント系材料や樹脂などであっても良い。

さらに、本発明に係る土圧計は、現在のところ受圧面を下にして設置する方法しか想定していないが、将来受圧面を上にして設置し、土圧を測定することが可能な土圧計やその方法が見つかれば、本発明はこのような場合にも適用が可能となる。

以下、本発明に係る実施例について説明する。

本実施例では、基礎コンクリートを除いて上記第１実施形態で説明した土圧計設置構造を施工した。なお、埋設した複数の土圧計は、全て株式会社東京測器研究所のＫＤＧ−５００ｋＰａを用いた。この容量は５００ｋＰａである。また、土圧計の埋設数は２０個程度とした。

また、比較例として、図１２に示すような従来の土圧計設置構造を施工した。なお、埋設した複数の土圧計は、全て本実施例と同一のものを用いた。また、土圧計の埋設数は２１個とした。なお、実施例と比較例の土圧計の数が異なるが、以下のように載荷条件と、測定するタイミングは同一としているため、実施例と比較することに問題はない。

実施例の土圧計設置構造と、比較例の土圧計設置構造には、保護部材の上にそれぞれ、荷重として平面が４ｍ×４ｍの正方形の鉄板を一枚設けて、各土圧計により地盤の土圧を測定した。さらに、荷重を、４ｍ×２ｍの長方形の鉄板２枚、下台座、ジャッキ９台と順次増加させていき、各土圧計により各荷重段階の地盤の土圧を測定した。以下、これらの測定を実施例１〜４、比較例１〜４として説明する。

試験体の載荷条件を表１に示す。この載荷条件は、実施例と比較例で同一としている。なお、接地圧は、原則として表１に示す値を示すが、局部的には接地圧が異なる箇所がある。

各実施例１〜４において測定した土圧計による土圧の測定結果を表２に示す。また、各比較例１〜４において測定した土圧計による土圧の測定結果を表３に示す。なお、表中に示す測定倍率は、測定値を上記接地圧で割った値である。また、土圧計で測定しているのは、試験体設置時の初期の土圧であり、計器の容量に対し３％以下の領域の測定を行っている。

以上の結果、計測土圧の平均値と、保護部材上部に設置した試験体荷重を面圧にした接地圧は、比較例１〜４の土圧計設置構造において、約１．６〜１．８倍の誤差を有していた。これに対し、本実施例１〜４の土圧計設置構造において、約０．９〜１．１倍となっており、非常に正確に土圧を測定できることを確認した。

また、荷重条件が同じ状態の測定結果を比較しても、比較例１〜４の土圧計設置構造では、真の荷重に対して測定倍率はばらついていた。これに対し、実施例１〜４の土圧計設置構造では、概ね真の荷重に対して測定倍率は１．０に近いものとなっており、測定値が安定し、土圧を正確に測定できることを確認した。

さらに、実施例１〜４では、計器の容量に対し３％以下の領域の計測を行っているにもかかわらず、非常に正確に土圧を測定できたため、土圧計の測定メカニズムおよび設置構造の特性上、上述した結果は大荷重領域に至っても同様のものになると考えられる。よって、本実施例１〜４の土圧計設置構造は、汎用性も高いことが分かった。

さらにまた、実施例１〜４の土圧計設置方法では、型枠の大きさに合わせて凹部を施工したために、比較例１〜４の土圧計設置方法に比べて、５０％程度施工時間を短縮することができた。

１０ 土圧計設置構造
１２ 地盤
１４ 基礎コンクリート
２０ 土圧計
２２ 受圧面
２４ ケーシング
２４Ａ ケーシング上面
３０ 凹部
３２ 型枠
４０ 保護部材
６０ 土圧計設置構造
６２ 凹部
６８ 型枠
７０ 保護部材
８０ 土圧計設置構造
８２ 凹部
８６ 型枠
９２ 保護部材

Claims (8)

1. 地盤に形成された複数の凹部と、
   各々の凹部の底面に、受圧面を下にして設置された土圧計と、
   前記土圧計のケーシング上に設けられ、平面視した面積が一定とされた保護部材と、
   前記地盤及び前記保護部材の上に設けられる載荷版と、
   を備える土圧計設置構造。
2. 前記保護部材は、厚さも一定とされている請求項１に記載の土圧計設置構造。
3. 前記保護部材は、前記凹部に配置されている型枠に充填されたセメント系材料で構成されている請求項１又は請求項２に記載の土圧計設置構造。
4. 前記型枠の剛性は、前記保護部材の剛性よりも低い請求項３に記載の土圧計設置構造。
5. 前記型枠の平面形状は、前記土圧計の平面形状と相似形である請求項３又は請求項４に記載の土圧計設置構造。
6. 前記土圧計のケーシング及び前記型枠の平面形状は、円形であり、
   前記土圧計のケーシングの直径をＲ１とし、前記型枠の内径をＲ２とし、前記土圧計のケーシングの上面から前記保護部材の上面までの高さをＨとした場合、
   前記Ｒ２は、Ｒ２≧Ｒ１＋２×Ｈである請求項５に記載の土圧計設置構造。
7. 前記凹部の底面には砂が敷かれており、前記土圧計は前記砂の上に設置されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の土圧計設置構造。
8. 請求項３〜請求項７の何れか１項に記載の土圧計の設置方法であって、
   前記型枠の大きさに合わせて、前記凹部を形成する工程と、
   前記凹部に、前記型枠を設置する工程と、
   前記土圧計を、前記型枠内に設置する工程と、
   前記型枠へ前記セメント系材料を充填し、前記保護部材を前記土圧計の上に形成する工程と、
   を有する土圧計設置方法。

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