JP2011047903A - 沈下計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 充分な強度を持ち深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断することを可能とし、沈下量の変位を直接的に変位として計測することを可能とし、充分な耐水性を有し、長期にわたる測定を実現可能とし、しかも設置に要するスペースを充分に小さくする。
【解決手段】 第１の管体１１の一端部は、第２の管体１２の一端部に、適宜間隔を存して、内面側に平行配置した第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４を介して結合される。第１の管体１１の中空部の内部には、ほぼ円柱棒状の変位計１９が設けられ、変位計１９の一端には、第３のボール継ぎ手２０の一端が、変位計結合部２１によって結合されており、第３のボール継ぎ手２０の他端は、第２の管体１２の中空部の端部近傍の内面にほぼ直接的に固定されている。変位計１９の他端は、変位計固定部２２によって、第１の管体１１の内面のほぼ中央に固定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置に関するものである。

フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測には、従来、次のような堤内多段式変位計、堤内すべり変位計および垂直水平変位計等が用いられていた。
〈堤内多段式変位計〉
［構造］
堤内多段式変位計は、フィルダム等の盛り土の変形量を測定するために使用される装置であり、支柱、沈下板付きクロスアームおよび変位計等で構成されている。支柱の最下部は、基礎岩盤に固定し、支柱を垂直に立ち上げて、その支柱に変位計の一端を固定し、当該変位計の他端はクロスアームに接続して、盛り土と共に沈下するクロスアームの変位量を変位計で計測する。
［問題点］
・クロスアームは、支柱の影響を受けないように充分な大きさを確保する必要があり、そのため、数十ｃｍ間隔での計測は無理である。
・不同沈下を計測するには２本以上の設置が必要となる。
なお、この堤内多段式変位計と同様にクロスアームの沈下を監視する製品としては、現地盤沈下計等と称されるものや層別沈下計等と称されるものがある。

〈堤内すべり変位計〉
［構造］
堤内すべり変位計は、フィルダム等の盛り土構築物の材料の異なる盛り土境界面および岩着部付近に設置して、境界面に発生する相対変位を測定するものである。この堤内すべり変位計は、傾斜変換器（傾斜計）と接続パイプから構成されて、傾斜変換器によって計測される傾斜に基づいて変位を計測する。
［問題点］
・変位を直接計測するのではなく、傾斜変換器で計測される傾斜からの換算で変位を計測する。計測精度を向上するために傾斜変換器の安定度、分解能を良くしようとすると寸法が大きくなり、数十ｃｍ間隔での計測はできなくなってしまう。
〈垂直水平変位計〉
［構造］
垂直水平変位計は、フィルダム等における堤体内の垂直方向変位および水平方向変位を測定するものである。検出部には、垂直方向変位を検出するためのオイルタンクと、水平方向変位を検出するための変位伝達ロッドが設けられる。オイルタンクを埋設し、オイルタンクからホース類を観測室まで保護管内を通して埋設する。連通管の原理を利用して検出部のオイルタンクの液面を計測することによって垂直変位を計測する。

［問題点］
・観測室までホースを配管する必要があり、そのため数十ｃｍ間隔での計測は無理である。
不同沈下を計測するためのその他の方法としては、次のようなパイプひずみ計を埋設することも考えられる。
〈パイプひずみ計〉
［構造］
パイプひずみ計は、主として縦ボーリングに設置し、地滑り監視に使用するものである。このパイプひずみ計は、塩化ビニルパイプに一定間隔でひずみゲージを貼り付け、ひずみゲージ部分は、コーティング等により防水処理を施して構成する。
［問題点］
・深い土中で沈下計測する場合、例えばフィルダムの堤体下部のような深い土中に埋設しようとすると圧力で塩化ビニルパイプは変形するおそれがある。
・沈下した位置はわかるが、沈下量はわからない。
・ひずみゲージをパイプに接着して、コーティング等による防水処理を施す構造であるため、長期計測には不安がある。また、水没しての計測は無理である。

地盤の沈下を計測するその他の手法としては、例えば特許文献１（実開平４−６９７１９号）、特許文献２（特開平６−１３７９０５号）および特許文献３（特開平９−２４２９３３号）等に開示されたものがある。特許文献１（実開平４−６９７１９号）には、地盤上で建造物における不同沈下計測するものが開示されている。特許文献２（特開平６−１３７９０５号）には、ボーリング孔内に配置した管状部材内を水で満たし該管状部材の各部における水圧変化を測定して地盤沈下量を求めるものが開示されている。そして、特許文献３（特開平９−２４２９３３号）は、ガス供給管等の埋設管に地盤沈下によって過大な応力が発生して破損することがないように管理する管理方法を提案するものであり、沈下量の測定のためには、埋設管に複数の沈下測定棒を設置しておき、各設置部位における沈下量を測定することが示されている。これら特許文献１〜特許文献３は、いずれもフィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に適する構成を開示していない。

実開平４−６９７１９号公報 特開平６−１３７９０５号公報 特開平９−２４２９３３号公報

上述したように、従来は、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に適する沈下計測技術が確立していなかった。すなわち、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断することが可能で、沈下量の変位を直接的に変位として計測することが可能で、充分な耐水性を有し、長期にわたる測定が可能で、しかも設置に要するスペースは可能な限り小さくすることができる沈下計測技術が要望されていた。
したがって、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適で、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断することを可能とし、沈下量の変位を直接的に変位として計測することを可能とし、充分な耐水性を有し、長期にわたる測定を実現可能とし、しかも設置に要するスペースを充分に小さくすることを可能とする沈下計測装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載した本発明に係る沈下計測装置は、上述した目的を達成するために、
中空管状をなす第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の中空管状をなす第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴としている。

請求項２に記載した本発明に係る沈下計測装置は、上述した目的を達成するために、
断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する端面四角形の一辺に平行な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴としている。

請求項３に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項１または請求項２の沈下計測装置であって、
前記枢支機構が、実質的に蝶番構造を構成してなることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項の沈下計測装置であって、
前記枢支機構が、実質的に蝶番としての動作にガタツキが無く且つ充分な強度を有して構成してなることを特徴としている。

請求項５に記載した本発明に係る沈下計測装置は、上述した目的を達成するために、
断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴としている。

請求項６に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項１または請求項５の沈下計測装置であって、
前記枢支機構が、
前記管状の一側部近傍にて前記第１の管体と前記第２の管体とを前記屈折回動方向を含む複数の方向に回動可能に結合する回動結合部と、
前記管状の他側部における前記第１の管体と前記第２の管体との相対的変位を前記管状の軸線に平行な長さ方向にのみ規制する作動規制部と
を具備することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項６の沈下計測装置であって、
前記回動結合部が、あらゆる方向に回動可能に結合するボール継ぎ手を含み、且つ
前記作動規制部が、係合部と、この係合部を前記管状の軸線に平行な長さ方向へのスライド移動を許容し、当該方向に直交する方向への移動を阻止するストッパ部とを含むことを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る沈下計測装置は、
３個以上の管体を連結してなり、各隣接する管体の連結部にそれぞれ請求項１〜請求項７のいずれか１項の構成を設けてなることを特徴としている。

請求項９に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項の沈下計測装置であって、
前記変位検出器が、荷重に応じて歪みを発生する起歪部にひずみゲージを添着し、検出対象の変位の大きさに応じて変位する部材を弾性体を介して前記起歪体に荷重を印加することにより、変位量に依存する荷重により起歪体に発生するひずみを前記ひずみゲージにより検出する変位計を含むことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る沈下計測装置は、請求項１〜請求項９のいずれか１項の沈下計測装置であって、
前記変位計が、充分な防水性を有してなり、水圧が加わる条件下での計測に対処したことを特徴としている。

本発明によれば、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適で、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位（沈下場所）の両者を判断することを可能とし、沈下量の変位を直接的に変位として計測することを可能とし、充分な耐水性を有し、長期にわたる測定を実現可能とし、しかも設置に要するスペースを充分に小さくすることを可能とする沈下計測装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１の沈下計測装置によれば、
中空管状をなす第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の中空管状をなす第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することにより、
フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を実現することができ、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断すること、沈下量の変位を直接的に変位として計測すること、そして充分な耐水性を持たせて、長期にわたる測定を実現することができ、しかも設置に要するスペースを充分に小さくすることが可能となる。

また、本発明の請求項２の沈下計測装置によれば、
断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する端面四角形の一辺に平行な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することにより、
フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を実現することができ、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断すること、沈下量の変位を直接的に変位として計測すること、そして充分な耐水性を持たせて、長期にわたる測定を実現することができ、しかも設置に要するスペースを充分に小さくすることが可能となる。

本発明の請求項３の沈下計測装置によれば、請求項１または請求項２の沈下計測装置において、
前記枢支機構が、実質的に蝶番構造を構成することにより、
特に、前記枢支機構を、比較的簡単に構成することができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を容易に実現することができる。
本発明の請求項４の沈下計測装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の沈下計測装置において、
前記枢支機構が、実質的に蝶番としての動作にガタツキが無く且つ充分な強度を有して構成してなることにより、
特に、前記枢支機構を、フィルダムの堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがないように構成することができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を容易に実現することができる。

さらに、本発明の請求項５の沈下計測装置によれば、
断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
前記第１の管体と実質的に同等の断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することにより、
フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を実現することができ、土圧に対して充分な強度を持ち堤体下部のような深い土中に設置しても壊れることがなく、沈下量および沈下部位の両者を判断すること、沈下量の変位を直接的に変位として計測すること、そして充分な耐水性を持たせて、長期にわたる測定を実現することができ、しかも設置に要するスペースを充分に小さくすることが可能となる。

本発明の請求項６の沈下計測装置によれば、請求項１または請求項５の沈下計測装置において、
前記枢支機構が、
前記管状の一側部近傍にて前記第１の管体と前記第２の管体とを前記屈折回動方向を含む複数の方向に回動可能に結合する回動結合部と、
前記管状の他側部における前記第１の管体と前記第２の管体との相対的変位を前記管状の軸線に平行な長さ方向にのみ規制する作動規制部と
を具備することにより、
特に、管体として断面が四角形でない中空管状をなす鋼管を用いた場合にも前記枢支機構を、比較的簡単に構成することができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を容易に実現することができる。
本発明の請求項７の沈下計測装置によれば、請求項６の沈下計測装置において、
前記回動結合部が、あらゆる方向に回動可能に結合するボール継ぎ手を含み、且つ
前記作動規制部が、係合部と、この係合部を前記管状の軸線に平行な長さ方向へのスライド移動を許容し、当該方向に直交する方向への移動を阻止するストッパ部とを含む構成とすることにより、
特に、管体として断面が四角形でない中空管状をなす鋼管を用いた場合にも前記枢支機構を、さらに簡単に構成することができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を容易に実現することができる。

本発明の請求項８の沈下計測装置によれば、
３個以上の管体を連結してなり、各隣接する管体の連結部にそれぞれ請求項１〜請求項７のいずれか１項の構成を設けてなることにより、
特に、多段構成により、広範囲の沈下計測が可能となり、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置をさらに容易に実現することができる。
本発明の請求項９の沈下計測装置によれば、請求項１〜請求項８のいずれか１項の沈下計測装置において、
前記変位検出器が、荷重に応じて歪みを発生する起歪体にひずみゲージを添着し、検出対象の変位の大きさに応じて変位する部材を弾性体を介して前記起歪体に荷重を印加することにより、変位量に依存する荷重により起歪体に発生するひずみを前記ひずみゲージにより検出する変位計を含むことにより、
特に、変位検出器を簡易に構成することができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を一層容易に実現することができる。
本発明の請求項１０の沈下計測装置によれば、請求項１〜請求項９のいずれか１項の沈下計測装置において、
前記変位計を、充分な防水性を有する構成とすることにより、
特に、変位検出器を水圧が加わる条件下での計測に対処させることができ、フィルダム等の盛り土や構築物の構築地盤における不同沈下の計測に好適な沈下計測装置を一層容易に実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 図１の沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す横断面図であり、図１（ｂ）に示すＸ−Ｘ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。 図１の沈下計測装置の要部の構成、特に図１の（ｂ）の一部の構成、を拡大して示す縦断面図である。 図１の沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す横断面図であり、図３に示すＹ−Ｙ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。 図１の沈下計測装置における管体の連結に用いられるボール継ぎ手の一例の要部の構成を模式的に示す３面図であり、（ａ）はボール継ぎ手の一部を断面として示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のボール継ぎ手を右側方から見た右側面図、そして（ｃ）は（ａ）のボール継ぎ手を左側方から見た左側面図である。 図１の沈下計測装置における変位の検出に用いられる変位計の一例の要部の構成を模式的に示す縦断面図である。 図６の変位計の起歪部の構成を示す模式図である。 図６の変位計の検出回路を構成するブリッジ回路の一例の構成を模式的に示す回路構成図である。 図１の沈下計測装置の作用を説明するための図であり、水平面方向の断面による水平縦断面図である。 図１の沈下計測装置の作用を説明するための図であり、鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 図１の沈下計測装置の作用を説明するための図であり、図示左側が沈下した状態を模式的に示す鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 図１の沈下計測装置の作用を説明するための図であり、図示左側が隆起上昇した状態を模式的に示す鉛直面方向の断面による鉛直縦断面図である。 図１の沈下計測装置の作用を説明するために、沈下量と変位計の検出値との関係を示す図であり、（ａ）は沈下量と変位計の検出値との関係を示すグラフであり、（ｂ）は沈下量と変位計の検出値との数値関係を示している。 図１の構成を多段に結合してなる本発明の第２の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 図１４の沈下計測装置を主として設置前の運搬時等の状態について説明するための図であり、（ａ）は上方から見た平面図として一部を水平面方向の断面により模式的に示した平面図であり、（ｂ）は正面側から見た正面図として一部を鉛直面方向の断面により模式的に示した正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 図１６の沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す横断面図であり、図１６（ｂ）に示すＺ−Ｚ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。 図１６の構成を多段に結合してなる本発明の第４の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。 本発明に係る沈下計測装置の原理を説明するために、要部の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明に係る沈下計測装置の原理を説明するために、図１９に示す沈下計測装置の作動状態における要部の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明に係る沈下計測装置の原理を説明するために、図１９の構成を多段に結合してなる沈下計測装置の要部の構成を、鉛直面方向の断面として模式的に示す正面縦断面図である。 本発明に係る沈下計測装置の原理を説明するために、図１９の構成を多段に結合してなる沈下計測装置の作動状態における要部の構成を、鉛直面方向の断面として模式的に示す正面縦断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の沈下計測装置を詳細に説明する。
まず、本発明に係る沈下計測装置の原理について、図１９〜図２２を参照して説明する。
図１９は、本発明に係る沈下計測装置の原理的な構成を模式的に示しており、図２０は、その動作状態の一例を示している。
図１９に示すように、断面が四角形をした鋼管、すなわち四角管Ｐ１０の軸方向についての所要個所において、一側壁のみを残して他の三方の側壁部分を、四角管Ｐ１０の軸線が垂直に交わる平面に沿って適宜なる幅寸法で切欠し、換言すれば、スリットを形成し、該幅寸法に相当する空隙Ｄ１１を形成する。この空隙Ｄ１１の形成により、四角管Ｐ１０は、空隙Ｄ１１を挟んで第１の管体Ｐ１１と第２の管体Ｐ１２とに分割される。空隙Ｄ１１部分は、残った帯状の一側壁である支持側壁のみによって蝶番的に支えられることになる。このような第１の管体Ｐ１１および第２の管体Ｐ１２に外力が加えられた場合、空隙Ｄ１１部分の残った支持側壁で支えるため、支持側壁部分の長さ方向に沿う軸線を軸として第１の管体Ｐ１１および第２の管体Ｐ１２の軸線を含む平面内で回動する方向の力に対しては、側壁部分の板厚によって支えられるため比較的容易に撓み変形して屈折するが、残った支持側壁に平行な面内での支持側壁部分が垂直に交わる軸線を軸とする回動方向の力に対しては、支持側壁が変形しにくく、容易には屈折変形しない。

また、支持側壁部分の長さ方向に沿う軸線を軸として第１の管体Ｐ１１および第２の管体Ｐ１２の軸線を含む平面内で回動する方向の屈折変形の変形量に対応して、空隙Ｄ１１の開口端部側の空隙寸法の大きさが変化する。
このような第１の管体Ｐ１１と第２の管体Ｐ１２を、図１９に示すように、空隙Ｄ１１の開口を下方に向けて水平に埋設した場合、例えば第２の管体Ｐ１２を埋設した地盤が局部的に沈下すると、図２０に示すように第１の管体Ｐ１１に対して第２の管体Ｐ１２が屈折回動し空隙Ｄ１１の開口端部が開き、空隙寸法が増大する。このときの空隙Ｄ１１の隙間寸法を計測すれば、それと第１の管体Ｐ１１および第２の管体Ｐ１２の長さ寸法、この場合、特に第１の管体Ｐ１１の長さ寸法、に基づいて、第１の管体Ｐ１１に対する第２の管体Ｐ１２の相対的な沈下量を知ることができ、第２の管体Ｐ１２を埋設した地盤の沈下量を計測することができる。
このような構成をより沈下計測に適するようにするには、さらに、図２１に示すように、四角管Ｐ２０に同一側壁上に支持側壁を残して２つの空隙Ｄ２１およびＤ２２を形成して、四角管Ｐ２０を第１の管体Ｐ２１、第２の管体Ｐ２２および第３の管体Ｐ２３の３つの部分に分割する。

図２１は、第１の管体Ｐ２１、第２の管体Ｐ２２および第３の管体Ｐ２３を有する場合の原理的な構成を模式的に示しており、図２２は、その動作状態の一例を示している。
すなわち、図２１に示すように、第１の管体Ｐ２１と第２の管体Ｐ２２との間に第１の空隙Ｄ２１が形成され、第２の管体Ｐ２２と第３の管体Ｐ２３との間に第２の空隙Ｄ２２が形成されることとなる。第１の空隙Ｄ２１の残った支持側壁と、第２の空隙Ｄ２２の残って支持側壁とは、四角管Ｐ２０の同一側壁上に形成している。
このような第１の管体Ｐ２１、第２の管体Ｐ２２および第３の管体Ｐ２３を、図２１に示すように、第１の空隙Ｄ２１および第２の空隙Ｄ２２の開口を下方に向けて水平に埋設した場合、例えば第３の管体Ｐ２３を埋設した部分が局部的に沈下すると、図２２に示すように第１の管体Ｐ２１に対して第２の管体Ｐ２２が屈折回動して第１の空隙Ｄ２１の開口端部が狭まり、空隙寸法が減小し、第２の管体Ｐ２２に対して第３の管体Ｐ２３が屈折回動して第２の空隙Ｄ２２の開口端部が広がり、空隙寸法が増大する。このときの第１の空隙Ｄ２１および第２の空隙Ｄ２２の隙間寸法を計測すれば、これらと第１の管体Ｐ２１、第２の管体Ｐ２２および第３の管体Ｐ２３の長さ寸法、この場合、特に第２の管体Ｐ２２の長さ寸法に基づいて、第１の管体Ｐ２１に対する第３の管体Ｐ２３の相対的な沈下量を知ることができ、第３の管体Ｐ２３を埋設した地盤の沈下量を計測することができる。
このような原理によって、沈下計測を行うことができると考えられるが、上述したように、各空隙部の残った支持側壁の撓み変形による屈折回動では、回動軸が厳密に定まらず、高精度の測定は、困難となる。また、各管体の結合部における空隙寸法を計測するための構成は、埋設作業や埋設個所の水圧や土圧の影響を考慮すると、耐水性の高い変位計測装置を各管体の内部に設けることが望ましいと考えられる。

〔第１の実施の形態〕
そこで、図１〜図１５を参照して、本発明の具体的な第１の実施の形態に係る沈下計測装置について説明する。
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を示している。図１は、沈下計測装置の基本的な構成の要部を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、そして（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。図２は、図１の沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す横断面図であり、図１（ｂ）に示すＸ−Ｘ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。また、図３は、図１（ｂ）の沈下計測装置の一部の構成を拡大して示す正面縦断面図である。図４は、図３に示す沈下計測装置の要部の構成におけるＹ−Ｙ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。
図１〜図４に示す沈下計測装置は、第１の管体１１、第２の管体１２、第１のボール継ぎ手１３、第２のボール継ぎ手１４、ボール継ぎ手固定部１５、１６、１７、１８、変位計１９、第３のボール継ぎ手２０、変位計結合部２１、変位計固定部２２、接続ケーブル２３および充填材２４を具備している。

図１〜図４において、第１の管体１１および第２の管体１２は、互いに同一形状で且つ同一寸法の四角形の断面を有する管体からなり、例えば、この場合、共に断面形状が正方形で且つ等しい肉厚を有する鋼管で構成される。第１の管体１１の一端部は、第２の管体１２の一端部に、適宜間隔を存して対峙させた状態で、各対応する１側壁の内面側に平行配置した第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４を介して結合される。第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４は、各一端側を、図１〜図４に示されているように、それぞれボール継ぎ手固定部１５およびボール継ぎ手固定部１６を介して第１の管体１１の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定し、且つ各他端側を、それぞれボール継ぎ手固定部１７およびボール継ぎ手固定部１８を介して第２の管体１２の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定する。すなわち、第１のボール継ぎ手１３は、一端をボール継ぎ手固定部１５により第１の管体１１の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定し、他端をボール継ぎ手固定部１７により第２の管体１２の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定する。また、第２のボール継ぎ手１４は、第１のボール継ぎ手１３と平行に配置して、一端をボール継ぎ手固定部１６により第１の管体１１の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定し、他端をボール継ぎ手固定部１８により第２の管体１２の前記一端部近傍の内面側一側壁に固定する。

これら第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４は、例えば、図５に（ａ）縦断面図、（ｂ）一方の端面図および（ｃ）他方の端面図として示すような、リンクボール（商品名：ＴＨＫ社製）等と称されて市販されているものを用いることができる。ボール継ぎ手は、本来自在継ぎ手の一種であり、両端側の部材を種々の方向に屈曲可能として結合する継ぎ手であるが、上述の第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４のように、２つのボール継ぎ手を互いに平行に配置して設けることにより、これら２つのボール継ぎ手の軸線を含む平面内では、互いに干渉して屈曲せず、当該平面に直交する平面内でのみ、上述の２つのボール継ぎ手のボール部の中心を通る軸線を軸として、屈曲可能となる。したがって、これら第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４は、一種の蝶番として作動する。
一方、第１の管体１１の中空部の内部には、図６に示すような、ほぼ円柱棒状の変位計１９が設けられており、変位計１９の一端には、第３のボール継ぎ手２０の一端が、変位計結合部２１によって結合されており、第３のボール継ぎ手２０の他端は、第２の管体１２の中空部の端部近傍であって、第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４の端部がボール継ぎ手固定部１７およびボール継ぎ手固定部１８により固定された前記一側壁に対向する側壁の中空部内面にほぼ直接的に固定されている。

第１のボール継ぎ手１３および第２のボール継ぎ手１４としては、可動範囲の中央に対応する基準状態で、例えば図５のように、ほぼ直線状に延びるボール継ぎ手が用いられたが、第３のボール継ぎ手２０としては、可動範囲の中央に対応する基準状態でほぼ直角状に折曲しているボール継ぎ手２０が用いられる。変位計１９の他端は、図４に示すように、変位計固定部２２によって、第１の管体１１の内面の側壁から直角に立ち上がる両側壁のほぼ中央に固定されている。変位計固定部２２は、両側壁に両端を固定される固定受け部２２ａとその中央部において変位計１９を押さえつけて固定受け部２２ａに押圧固定する固定押圧部２２ｂとで構成されている。変位計１９の当該他端からは、図３に示すように、変位計１９への接続ケーブル２３が引き出されている。第１の管体１１および第２の管体１２の中空部内には、各部の動作を阻害しない程度に柔軟で且つ外部からの異物の侵入を防ぐための、例えばゲル状の充填材２４が充填されている。
ここで変位計１９の一例の構成を図６〜図８を参照して説明する。図６は、変位計１９の内部構造を示す正面縦断面図であり、図７は、図６の変位計１９の起歪部の構成を示す平面図、図８は、図６の変位計１９の起歪部１９ａに添着された複数（この例の場合、４枚）のひずみゲージＧ１〜Ｇ４をもって形成したブリッジ回路の構成を示す回路構成図である。

図６に示すように、変位計１９は、全体としてほぼ棒状をなし、その主要な構成要素を、ほぼ円筒状の容器内に封入している。容器の基端部には、変位検出部となる起歪部１９ａを設けており、起歪部１９ａは、図７に示すように円筒状の起歪体の直径に沿って容器内を横断する一文字状の起歪ビームを形成しており、この起歪ビームは、円筒状の軸線に沿う方向の応力が中央部に印加されると、その応力の大きさに応じて前記軸線方向に撓み、この撓みによる歪みを検出すべく、前記起歪ビームの両端の両面に第１〜第４のひずみゲージＧ１〜Ｇ４を添着している。この場合、図７に示すように、起歪部１９ａの前記起歪ビームの表側の一端（図７において右端）には第１のひずみゲージＧ１を添着し、前記起歪ビームの表側の他端（左端）には第３のひずみゲージＧ３を添着し、前記起歪ビームの裏側の前記一端（第１のひずみゲージＧ１の裏側）には第２のひずみゲージＧ２を添着し、前記起歪ビームの裏側の他端（第３のひずみゲージＧ３の裏側）には第４のひずみゲージＧ４を添着している。
尚、ここで、「添着」とは、接着、蒸着、スパッタリング、融着等の手段を指称するものとする。

起歪部１９ａから先端側の容器は、最先端を気密に閉塞し、そして先端寄りの中間部に伸縮自在の蛇腹状のベローズ１９ｂを形成しており、このベローズ１９ｂの伸縮によって、当該容器の先端底部が変位検出部１９ｃとして軸に沿って変位し得るようにしている。変位検出部１９ｃとなる容器先端底部の内面中央と起歪部１９ａの中央との間に変位の大きさを応力の大きさに変換するためのスプリング１９ｄを張設している。このスプリング１９ｄにより、容器先端の変位検出部１９ｃの変位が、その変位に応じた応力に変換されて起歪部１９ａに印加される。起歪部１９ａの基端側には、容器を閉塞する閉塞部１９ｅが設けられ、起歪部１９ａに添着されたひずみゲージＧ１〜Ｇ４は、閉塞部１９ｅを気密に貫通する気密端子１９ｆを介して外部引き出し用のケーブル２３に接続している。この容器のさらに基端側は、ケーブル２３の引き出し部を、ケーブルシール部（ケーブルグランドとも称される）１９ｇによって気密に封止している。
変位計１９の最先端の変位検出部１９ｃは、変位計結合部２１によって第３のボール継ぎ手２０の一端に結合されており、変位計１９の基端部は、変位計固定部２２によって第１の管体１１の中心軸線近傍に位置決めされて第１の管体１１の内壁に固定される。

なお、この場合、変位計１９の長さが、第３のボール継ぎ手２０と変位計固定部２２との間の計測に適する距離に対応しない場合には、起歪部１９ａとベローズ１９ｂとの間の筒状部分の長さ、およびベローズ１９ｂと変位検出部１９ｃとの間の筒状部分の長さの少なくとも一方を調節すれば良く、また適切な長さに不足する場合には、さらに変位計１９の基端部に筒状の部材を追加的に設け、あるいは変位計１９の先端の変位検出部１９ｃに棒状の部材を追加的に設けるなどして、適切な距離を達成するようにすればよい。
上述した起歪部１９ａの前記起歪ビームの両端の両面に添着された第１〜第４のひずみゲージＧ１〜Ｇ４は、図８に示すようにブリッジ接続されている。すなわち、前方（先端側）へ引っ張られたときに伸張する前面側のひずみゲージＧ１およびＧ３がブリッジの一方の対辺を構成し、後方（基端側）へ押し込まれたときに伸張する裏面側のひずみゲージＧ２およびＧ４がブリッジの他方の対辺を構成して、ひずみゲージＧ１−ひずみゲージＧ２−ひずみゲージＧ３−ひずみゲージＧ４がループ状に順次縦列的に接続されており、ひずみゲージＧ４−ひずみゲージＧ１の接続点と、ひずみゲージＧ２−ひずみゲージＧ３の接続点との間に（ケーブル２３を介して）外部ブリッジ電源が供給され、ひずみゲージＧ１−ひずみゲージＧ２の接続点と、ひずみゲージＧ３−ひずみゲージＧ４の接続点との間から（ケーブル２３を介して）外部へブリッジ出力が取り出される。

次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係る図１〜図８で説明した沈下計測装置の具体的な作用について、図９〜図１２を参照して説明する。
図９は、図１とほぼ同様の沈下計測装置の水平面方向の断面による水平縦断面図であり、図１では理解を容易にするために省略していた変位計１９も示している。図１０は、図２とほぼ同様の沈下計測装置の鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。
これら図９および図１０は、地盤の沈下が発生しない基準状態（あるいは初期状態）での様子を示しており、図１０のように第１の管体１１と第２の管体１２とは、同一軸線に沿う直線状をなしていて、通常の場合、当初はこの状態で地中に埋設される。
図示左側の第２の管体１２が水平を維持したまま沈下すると、図１１に示すように、図示右側の第１の管体１１は、第２の管体１２側の端部が第２の管体１２によって第１および第２のボール継ぎ手１３および１４を介して下方に引き下げられて、傾斜する。図示のように、第１の管体１１の傾斜によって、第１の管体１１と第２の管体１２は、第１および第２のボール継ぎ手１３および１４を境（軸）に相対的に回動し、第１の管体１１と第２の管体１２との間の空隙は下方側が広がり、変位計１９は伸長する方向に変位する。

図示左側の第２の管体１２が地盤の隆起等によって上昇すると、図１２に示すように、図示右側の第１の管体１１は、第２の管体１２側の端部が第２の管体１２によって第１および第２のボール継ぎ手１３および１４を介して上方に引き上げられて、傾斜する。図示のように、第１の管体１１の傾斜によって、第１の管体１１と第２の管体１２は、第１および第２のボール継ぎ手１３および１４を境（軸）に相対的に回動し、第１の管体１１と第２の管体１２との間の空隙は下方側が狭くなり、変位計１９は短縮する方向に変位する。
図１３は、図１０のような沈下計測装置において、第２の管体１２が水平を維持したまま上下動する場合の沈下量と変位計の検出値との関係を示すものである。図１３の（ａ）は、第１の管体１１の長さが３００ｍｍであるとして、沈下量と変位計１９の検出値との関係を示すグラフであり、図１３の（ｂ）は、その場合の沈下量の値と変位計１９で検出される変位量の値、そして変位計１９の固定端から第３のボール継ぎ手２０までの長さの値との数値関係を示している。

このように、地盤の沈下によって、第１の管体１１と第２の管体１２との間の相対的な角度が変化し、空隙の開き角が変化するので、それによって不同沈下等の局所的な沈下による相対的な沈下量を検知することができる。但し、上述からわかるように、地盤の沈下によって管体が水平のまま沈下する場合と端部が沈下して傾斜する場合とがあり、これらによる空隙の開き角の変化は逆方向となる。このため、現実には、同様の構成を多段に連結した多段構成として、相互の関係によって沈下部位を推定したり、いずれかの管体に別途に傾斜計を設けるなどして傾斜状態を検知し、沈下部位および沈下量の分布をさらに正確に推定したりすることが望ましい。

〔第２の実施の形態〕
図１４および図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を示している。
図１４は、図１に示した基本的な構成における管体をさらに３個追加して、各隣接する管体の結合部にそれぞれ図１と同様の構成を設けて、多段構成とした沈下計測装置の要部を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、そして（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。図１５は、図１４の多段構成の沈下計測装置の主として運搬〜設置時の状態を説明するための図であり、（ａ）は上方から見た平面図であり、そして（ｂ）は正面から見た正面図である。
図１４および図１５において、沈下計測装置は、第１の管体３１、第２の管体３２、第３の管体３３、第４の管体３４および第５の管体３５を順次連結しており、これら第１の管体３１、第２の管体３２、第３の管体３３、第４の管体３４および第５の管体３５のうちの隣接する管体の結合部には、上述した図１〜図４に示す基本的な構成における第１のボール継ぎ手１３、第２のボール継ぎ手１４、変位計１９および第３のボール継ぎ手２０とほぼ同様の構成が、それぞれ設けられている。この場合、両端の第１の管体３１および第５の管体３５は、中間の第２の管体３２、第３の管体３３および第４の管体３４よりも長尺に形成されている。

このような沈下計測装置の運搬〜設置時には、全体の両端の少なくとも一方に、管体を収容し得る保護パイプを設け、さらに少なくとも一側部に各管体の結合部にわたる保護固定部材を設ける。
つまり、保護パイプについては、図１４に示すように、第１の管体３１の基端側に、第１の管体３１よりも短寸で、且つ第１の管体３１を収容し得る寸法の基端側保護パイプ３６を設けるか、図１５に示すように、第５の管体３５の先端側に、第５の管体３５よりも短寸で、且つ第５の管体３５を収容し得る寸法の先端側保護パイプ３７を設けるか、またはこれら基端側保護パイプ３６および先端側保護パイプ３７の両方を設ける。
また、保護固定部材については、図１４に示すように、いずれか一方の側面に各管体の結合部にわたって細長い板状の保護固定部材３８を設けるか、または図１５に示すように、両側面に各管体の結合部にわたって細長い板状の保護固定部材３８および３９を設けるかして、運搬から設置までの間に第１の管体３１、第２の管体３２、第３の管体３３、第４の管体３４および第５の管体３５の各結合部が折曲してしまい、基準位置からずれてしまったり、変位計等の構成を破損したりすることがないようにして、運搬および設置作業を容易にする。
このような、第１の管体３１、第２の管体３２、第３の管体３３、第４の管体３４および第５の管体３５を連結した多段構成の沈下計測装置によれば、各連結部相互の関係によって沈下部位を推定することができる。
一方、保護パイプの別の機能として、沈下計の変位時に生ずる軸方向の変位を吸収するために、埋設されたコンクリートの基礎から縁切りをする機能も併有している。
即ち、複数個の管体を上述のようにして直列状に連結してなる沈下計測装置の基端側の管体を直接コンクリート中に埋設して固定し、先端側の管体をコンクリートの基礎で固めてしまうと、例えば、中間の管体部分が断層部分に位置するように設置された場合、全体として「くの字」に変形して、基端側と先端側との間に過大な引張力が生じ、傾斜計が破壊する虞れがある。
そこで、基端側の管体は、コンクリートの基礎部分に固定し、先端側は、上述した保護パイプ３６をコンクリートの基礎の中に埋設し且つ固定するが、先端側の管体は、その保護パイプ内に摺動可能に挿入支持させる構造とする。
このように、先端側の管体を、保護パイプとの二重管構造にすることで、コンクリートと管体の縁切りをし、先端側の管体の軸方向への移動ができるようになり、その結果、先端側の管体に無理な引張り力が作用するのを回避し、基端側の管体に対し、他の管体間の変位乃至は、個体の管体の沈下量を正確に得ることができる。

〔第３の実施の形態〕
図１６および図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を示している。図１６は、沈下計測装置の基本的な構成の要部を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、そして（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。図１７は、図１６の沈下計測装置の要部の構成を模式的に示す横断面図であり、図１６（ｂ）に示すＺ−Ｚ線に沿う鉛直面方向の断面による横断面図である。
図１６および図１７に示す沈下計測装置は、第１の管体５１、第２の管体５２、第１のボール継ぎ手５３、ボール継ぎ手固定部５４、５５、変位計５６、第２のボール継ぎ手５７、変位計結合部５８、変位計固定部５９、ガイド部材６０、接続ケーブル６１および充填材６２を具備している。
図１６および図１７において、第１の管体５１および第２の管体５２は、互いに同一形状で且つ同一寸法の円形の断面を有し且つ等しい肉厚を有する鋼管で構成される。第１の管体５１の一端部は、第２の管体５２の一端部に、適宜間隔を存して対峙させた状態で、対応する１側壁の内面側に配置した第１のボール継ぎ手５３を介して結合される。第１のボール継ぎ手５３は、一端側を、ボール継ぎ手固定部５４を介して第１の管体５１の前記一端部近傍の内面側側壁に固定し、且つ他端側を、ボール継ぎ手固定部５５を介して第２の管体５２の前記一端部近傍の内面側側壁に固定する。

すなわち、第１のボール継ぎ手５３は、一端をボール継ぎ手固定部５４により第１の管体５１の前記一端部近傍の内面側側壁に固定し、他端をボール継ぎ手固定部５５により第２の管体５２の前記一端部近傍の内面側側壁に固定する。
一方、第１の管体５１の中空部の内部には、ほぼ円柱棒状の変位計５６が設けられており、変位計５６の一端には、第２のボール継ぎ手５７の一端が、変位計結合部５８によって結合されており、第２のボール継ぎ手５７の他端は、第２の管体５２の中空部の端部近傍であって、第１のボール継ぎ手５３の端部がボール継ぎ手固定部５５により固定された側壁に対向する側壁の中空部内面にほぼ直接的に固定されている。第１のボール継ぎ手５３としては、可動範囲の中央に対応する基準状態でほぼ直線状に延びるボール継ぎ手が用いられたが、第２のボール継ぎ手５７としては、可動範囲の中央に対応する基準状態でほぼ直角状に折曲しているボール継ぎ手５７が用いられる。変位計５６の他端は、図１７に示すように、変位計固定部５９によって、第１の管体５１の内面の、ボール継ぎ手固定部５４によって第１のボール継ぎ手５３が固定された位置から円周方向両側に９０度ずつずれた両側壁のほぼ中央に固定されている。

第１の管体５１の端部内面で、ボール継ぎ手固定部５４によって第１のボール継ぎ手５３が固定された位置に対向する個所には、第２の管体５２方向へ延びるガイド部材６０が固定されており、このガイド部材６０は、軸方向に平行なガイド長孔６０ａが形成されている。第２の管体５２の中空部の端部近傍で、第１のボール継ぎ手５３の端部がボール継ぎ手固定部５５により固定された側壁に対向する側壁の中空部内面にほぼ直接的に固定された第２のボール継ぎ手５７の固定側端部は、ガイド部材６０のガイド長孔６０ａに挿通されており、第１の管体５１と第２の管体５２との相対的な移動方向を、第２のボール継ぎ手５７の固定側端部が第２のボール継ぎ手５７のガイド長孔６０ａに沿って移動する方向に規制している。
変位計固定部５９は、両側壁に両端を固定される固定受け部５９ａとその中央部において変位計５６を押さえつけて固定受け部５９ａに押圧固定する固定押圧部５９ｂとで構成されている。変位計５６の当該他端からは、変位計５６への接続ケーブル６１が引き出されている。第１の管体５１および第２の管体５２の中空部内には、各部の動作を阻害しない程度に柔軟で且つ外部からの異物の侵入を防ぐための例えばゲル状の充填材６２が充填されている。

なお、第１のボール継ぎ手５３および第２のボール継ぎ手５７としては、先に述べたリンクボール（商品名：ＴＨＫ社製）等と称されて市販されているものを用いることができる。ボール継ぎ手は、本来自在継ぎ手の一種であり、両端側の部材を種々の方向に屈曲可能として結合する継ぎ手であり、上述の第１のボール継ぎ手５３は、それだけでは、第１の管体５１と第２の管体５２との相対的な屈曲方向を規定することはできず、種々の方向に屈曲可能となる。そこで、上述したようにガイド部材６０を設けて第１の管体５１と第２の管体５２との相対的な屈曲動作方向を規定することにより、第１のボール継ぎ手５３の中心軸線、第２のボール継ぎ手５７の中心軸線および変位計５６の中心軸線を含む平面内でのみ、当該平面に垂直に交わり且つ上述のボール継ぎ手のボール部の中心を通る軸線を軸として、屈曲可能となる。

〔第４の実施の形態〕
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る沈下計測装置の要部の構成を示している。
図１８は、図１６に示した基本的な構成における管体をさらに３個追加して、各隣接する管体の結合部にそれぞれ図１６と同様の構成を設けて、多段構成とした沈下計測装置の要部を模式的に示す縦断面図であり、（ａ）は水平面方向の断面による平面縦断面図であり、そして（ｂ）は鉛直面方向の断面による正面縦断面図である。
図１８において、沈下計測装置は、第１の管体７１、第２の管体７２、第３の管体７３、第４の管体７４および第５の管体７５を順次連結しており、これら第１の管体７１、第２の管体７２、第３の管体７３、第４の管体７４および第５の管体７５のうちの隣接する管体の結合部には、上述した図１６および図１７に示す基本的な構成における第１のボール継ぎ手５３、変位計５６および第２のボール継ぎ手５７とほぼ同様の構成が、それぞれ設けられている。この場合も、両端の第１の管体７１および第５の管体７５は、中間の第２の管体７２、第３の管体７３および第４の管体７４よりも長尺に形成されている。
このような沈下計測装置の運搬〜設置時には、全体の両端の少なくとも一方に、管体を収容し得る保護パイプを設け、さらに少なくとも一側部に各管体の結合部にわたる保護固定部材を設ける。

つまり、保護パイプについては、図１８に示すように、第１の管体７１の基端側に、第１の管体７１よりも短寸で、且つ第１の管体７１を収容し得る寸法の基端側保護パイプ７６および第５の管体７５の先端側に、第５の管体７５よりも短寸で、且つ第５の管体７５を収容し得る寸法の先端側保護パイプ７７の両方、またはいずれか一方を設ける。
また、保護固定部材については、図１８に示すように、両側面に各管体の結合部にわたって細長い板状の保護固定部材７８および７９を設けるか、またはこれらのいずれか一方を設けるかして、運搬から設置までの間に第１の管体７１、第２の管体７２、第３の管体７３、第４の管体７４および第５の管体７５の各結合部が折曲してしまい、基準位置からずれてしまったり、変位計等の構成を破損したりすることがないようにして、運搬および設置作業を容易にする。
このような、第１の管体７１、第２の管体７２、第３の管体７３、第４の管体７４および第５の管体７５を連結した多段構成の沈下計測装置によれば、各連結部相互の関係によって沈下部位を推定することができる。

１１，３１，５１，７１ 第１の管体
１２，３２，５２，７２ 第２の管体
３３，７３ 第３の管体
３４，７４ 第４の管体
３５，７５ 第５の管体
１３，５３ 第１のボール継ぎ手
１４，５７ 第２のボール継ぎ手
１５，１６，１７，１８，５４，５５ ボール継ぎ手固定部
１９，５６ 変位計
２０ 第３のボール継ぎ手
２１，５８ 変位計結合部
２２，５９ 変位計固定部
２３，６１ 接続ケーブル
２４，６２ 充填材
６０ ガイド部材
１９ａ 起歪部
１９ｂ ベローズ
１９ｃ 変位検出部
１９ｄ スプリング
１９ｅ 閉塞部
１９ｆ 気密端子
１９ｇ ケーブルシール部
Ｇ１ 第１のひずみゲージ
Ｇ２ 第２のひずみゲージ
Ｇ３ 第３のひずみゲージ
Ｇ４ 第４のひずみゲージ

Claims (10)

1. 中空管状をなす第１の管体と、
   前記第１の管体と実質的に同等の中空管状をなす第２の管体と、
   前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
   ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
   を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴とする沈下計測装置。
2. 断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
   前記第１の管体と実質的に同等の断面が四角形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
   前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する端面四角形の一辺に平行な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
   ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
   を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴とする沈下計測装置。
3. 前記枢支機構は、実質的に蝶番構造を構成してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の沈下計測装置。
4. 前記枢支機構は、実質的に蝶番としての動作にガタツキが無く且つ充分な強度を有して構成してなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の沈下計測装置。
5. 断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第１の管体と、
   前記第１の管体と実質的に同等の断面が円形の中空管状をなす鋼管からなる第２の管体と、
   前記第１の管体の一端に、一端を所定の間隙を存して対峙させ、各対応する管状の一側部において、前記第１の管体の中心軸に直角な軸線を軸として屈折回動可能として、前記第２の管体を枢支する枢支機構と、
   ほぼ棒状をなし、前記第１の管体の他端寄りの中空部内に一端部が支持固定され、他端部が、前記第２の管体の前記第１の管体側端部近傍の中空部内に前記枢支機構の枢軸と平行な軸線を軸として回動可能として支持固定されてなり、前記枢支機構による回動に基づく前記第１の管体に対する前記第２の管体の屈折角度に対応する当該棒状の伸縮方向の変位を検出する変位検出器と、
   を具備してなり、前記変位検出器により検出される伸縮変位に基づいて前記第２の管体側部分の沈下を計測することを特徴とする沈下計測装置。
6. 前記枢支機構は、
   前記管状の一側部近傍にて前記第１の管体と前記第２の管体とを前記屈折回動方向を含む複数の方向に回動可能に結合する回動結合部と、
   前記管状の他側部における前記第１の管体と前記第２の管体との相対的変位を前記管状の軸線に平行な長さ方向にのみ規制する作動規制部と
   を具備することを特徴とする請求項１または請求項５に記載の沈下計測装置。
7. 前記回動結合部は、あらゆる方向に回動可能に結合するボール継ぎ手を含み、且つ
   前記作動規制部は、係合部と、この係合部を前記管状の軸線に平行な長さ方向へのスライド移動を許容し、当該方向に直交する方向への移動を阻止するストッパ部とを含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の沈下計測装置。
8. ３個以上の管体を連結してなり、各隣接する管体の連結部にそれぞれ請求項１〜請求項７のいずれか１項の構成を設けてなる沈下計測装置。
9. 前記変位検出器は、荷重に応じて歪みを発生する起歪体にひずみゲージを添着し、検出対象の変位の大きさに応じて変位する部材を弾性体を介して前記起歪体に荷重を印加することにより、変位量に依存する荷重により起歪体に発生するひずみを前記ひずみゲージにより検出する変位計を含むことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の沈下計測装置。
10. 前記変位計は、充分な防水性を有してなり、水圧が加わる条件下での計測に対処したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の沈下計測装置。

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