JP3780460B2 - 沈下計測方法及び沈下計測計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明の沈下計測方法は、主に埋立地等における地盤沈下の計測方法に関するものであり、埋立工事開始前に海底に設置し、埋立工事開始直後から埋立工事完了後の長期間にわたりこの海底面の沈下量を広範囲に継続して測定でき、海底の変動を面として測定できるようにしたものである。
【０００２】
また埋立地に限らず、工事完了後には地中や水中に埋没してしまうために工事後には直接測定したり確認したりする事が困難な、ダムの湖底や、建築物の基礎地盤等の沈下等の測定にも適用できるものである。
【０００３】
そして、この発明の沈下計測計は、前記埋立地等の長期間にわたる沈下計測に適するように、広範囲にわたる設置が海上，陸上を問わず簡単に行え、しかもリアルタイムで正確な測定ができるとともに、メンテナンスフリーで性能を維持できるようにしたものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、沈下計測方法としては間接法と直接法の二つの方法が行われている。間接法は、放射線，電磁波，超音波，磁力線，振動波等を使用して、地中の一定の位置を測定するものである。また、直接法は沈下板を用いて沈下板を埋立開始時の海底に設置し、埋立開始後に沈下板が地盤沈下とともに沈下する量を測定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし間接法ではいずれの方法でも測定深度が数ｃｍ〜数ｍであり、また電磁波のように水中や水分の多いところには適さないものもある。その上、間接法はいずれも測定精度が高くないという欠点も有している。また、広い面積にわたって多数のポイントを継続的に測定を行うためには大変な労力を必要とする。
【０００６】
一方、沈下板を使用する直接法は、一旦設置すれば広い面積にわたって測定できる可能性はあるが、実際には沈下板が埋立工事途中で倒れてしまって測定不能となったり、また埋立海面に設置した場合には、付近を航行する工事用船舶等の航行の妨げとなるとともに、往々にしてこれらの船舶により損傷を受け事実上測定不能となる沈下板が多数発生してしまう事態となっている。
【０００７】
すなわち、これらの課題を解決するため沈下計測計は、広い面積にわたって精度の高い計測ができ、しかも長期間性能を維持できるようなものとする必要がある。また、埋立地の地盤沈下の計測をする場合には、計測計の設置が埋立工事の邪魔とならず、一方計測計が埋立工事により損傷を受けないようなものとする必要がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明の沈下計測計は上記の課題を解決するために、所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、一本の保護管中に収納し（請求項１）、またはコイルド・チュービング中に収納した（請求項３）ものである。
【０００９】
また。この発明に係る沈下計測方法は上記の課題を解決するために上記本発明の沈下計測計を、埋立工事前の海底又は構築工事前の地表に敷設し、前記導水管の端部を地上の標準点に位置させて導水管の中に水を満たした後各圧力センサの初期設定をし、その後各圧力センサにより測定される圧力によりその地点での沈下量を計測するようにした（請求項２，請求項４）ものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において使用する保護管は、中に収納する圧力センサや導水管を圧力や土砂等による損傷から保護をするためのものである。また設置作業が、海面等から保護管ごと投入することにより簡単に行えるという効果もある。海底等に敷設後は、保護管は海底の地盤沈下に沿って変形する必要があるが、一方水圧や埋立後の土圧によっては押し潰されたりしないような耐圧性を有する必要がある。そして、このような用途に適するものとしては、例えば石油パイプラインの敷設に用いられているコイルド・チュービングが使用できる。
【００１１】
なお、保護管としては上記要件等使用場所において要求される各種条件を満たせばその他のものでも使用でき、例えばフレキシブルホース等が使用できる。またその材質も鋼管，ステンレス管，チタン管等の金属パイプのほか、ＦＲＰ管，塩ビ管，ゴムホース等も使用可能である。
【００１２】
圧力センサとしては、水圧を電気的信号に変換できるものであればどのような形式の物でもよい。なお、一旦設置後に圧力センサの修理をする事は不可能に近いので信頼性が高いものである必要があり、また一個の故障が他の圧力センサに影響しないような形式のものが望ましい。
【００１３】
導水管は、一般的な水圧に耐えられるとともに、保護管と同等量以上の変形が可能であれば各種のパイプやホースが使用可能である。
【００１４】
【実施例】
次に、この発明に係る沈下計測計の一実施例を図面に基づいて説明する。
１は保護管となる直径３．５インチのコイルド・チュービングであり、例えば一本の長さは２．０ｋｍである。コイルド・チュービングは石油掘削や海底石油パイプライン等に使用されているものであり、十分な耐久性と耐圧性を有しているとともに、一本の長さが長く、しかも敷設前はコイル状に巻いておくことができるので収納にも便利である。
【００１５】
２はコイルド・チュービングの中に配設した直径１９ｍｍの導水管である。３は電気式圧力センサであり、図１に示すように圧力センサ３はセンサヘッドが導水管２内に臨み本体は導水管２の外に位置するように一定間隔で取り付けてある。圧力センサ３の導水管２への取り付け間隔は、使用場所や使用条件等により適当に選択することができるが、例えば埋立地の沈下計測に使用する場合には１０〜１００ｍ間隔ぐらいとしておく。
【００１６】
４は圧力センサ３からの出力ケーブルであり、図１に示した例では各圧力センサ３ごとに電線が独立しているものを示したが、実際には複数の電線を一本にまとめたような形状とする。そして圧力センサ３の本体と出力ケーブル４は図１に示したように導水管２外部であって、保護管１内に収納されようにする。そして圧力センサ３からの出力信号を４〜２０ｍＡとすると数ｋｍの伝達が可能となる。
【００１７】
なお、本発明に係る沈下計測計を製造するには、各種の方法があるが、例えばコイルド・チュービング１をまっすぐ水平または垂直に伸ばした状態で、この中に予め導水管２に一定間隔で圧力センサ３を取り付けて必要な出力ケーブル４を配線してあるものを一方の開口端から挿入するようにすればよい。そして、その後コイル状に巻き取り、使用時に適当に伸ばすようにすればよい。
【００１８】
次に、この発明に係る沈下計測方法を上述した本発明に係る沈下計測計を用いて説明する。
【００１９】
導水管２と出力ケーブル４を配線した圧力センサ３を収納してある保護管１をコイル状に巻いたものを船舶に積み込み、敷設海面において予め予定した位置において、船舶から保護管１を繰り出すようにして沈下計測計を海底５の表面に敷設する。
【００２０】
なお、保護管１は将来海底が沈下することを見込み、予測不等沈下量の１．１〜１．２倍の長さの余裕をもたして敷設しておくことが望ましい。具体的には保護管１敷設時に完全な直線とはせずに多少蛇行させておけばよい。また、将来個々の圧力センサ３からの信号がどの位置からのものであるかを知るために、予め敷設時に個々の圧力センサ３の位置を確認しておくのが望ましい。
【００２１】
そして、保護管１の末端を任意の陸上または将来埋め立てられる海面上の標準点付近に位置させ、導水管２の端部を標準点に位置させた貯水タンク６に接続し、導水管２の中に水を満たした後各圧力センサ３の初期設定をする。これにより、将来の沈下量の計測が可能となる。
【００２２】
そして、埋立工事開始後には各圧力センサ３により測定される圧力変化によりその地点での沈下量を計測する。すなわち、地盤が沈下すれば保護管１も地盤の沈下にしたがって下がり、したがって中に収納されている圧力センサ３も下がることになるので、初期設定時よりも貯水タンク６に対して低位置となる。よって、圧力センサ３に導水管２より加わる圧力は大きくなる。この大きくなった圧力を沈下量に変換することによりその地点での沈下量が計測できることになるのである。
【００２３】
なお、リアルタイムな沈下量の計測が可能となるので、埋立工事中には土砂の投入データと併せて管理すれば、投入土砂量に対する沈下量の予測もでき、投入計画の最適化も可能となる。また、埋立工事完了後も、導水管２と圧力センサ３は保護管１により保護されているので、長期間にわたり耐久性を有し、沈下量の監視を必要とされる１０年以上にわたり連続して計測を行うことができる。
【００２４】
大規模な埋立工事の場合には、このような沈下計測計を複数本並行に、または縦横に交叉させて敷設する。複数本の沈下計測計を敷設することにより、沈下による海底の変形を面としてとらえることが可能となる。また圧力センサ３の数を多くしておけばそれだけ精度の高い沈下計測を行うことができる。
【００２５】
なお、上記実施例は海面埋立地の沈下計測方法について説明したが、本方法はこのような埋立地の沈下計測に限定されるものではなく、例えばダム工事時に、湖底部分に予め敷設しておくことによりその後の湖底の変化を計測することができる。また、一般の建築工事においても基礎打設前等に敷設しておけば、その後の地盤の沈下または隆起量を測定することができ、地震の際等には建築物の損傷度合いを知るうえでの参考とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明に係る沈下計測計によれば、所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、一本の保護管に収納し、またはコイルド・チュービング中に収納したので、構成がシンプルなため経済的であるとともに、可動部分がないためメンテナンスフリーで信頼性が高い。またコイルド・チュービングの中に複数の圧力センサを配設しておけば、多数の地点での計測が簡単に行えることとなる。
【００２７】
また、この発明にかかる沈下計測方法によれば、本発明の沈下計測計を、埋立工事前の海底又は構築工事前の地表に敷設し、前記導水管の端部を地上の標準点に位置させて導水管の中に水を満たした後各圧力センサの初期設定をし、その後各圧力センサにより測定される圧力によりその地点での沈下量を計測するようにしたので、広範囲にわたる敷設作業が簡単に行え、しかも設置後は長期間正確な測定を連続的に行うことができ、したがって設置箇所全域の地盤沈下を面の変化としてとらえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る沈下計測計の正面断面図である。
【図２】 この発明に係る沈下計測方法の説明図であり、埋立工事開始前の状態を示すものである。
【図３】 この発明に係る沈下計測方法の説明図であり、埋立工事完了後の状態を示すものである。
【符号の説明】
１ 保護管
２ 導水管
３ 圧力センサ
４ 出力ケーブル
５ 海底
６ 貯水タンク

Claims (4)

1. 所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、一本の保護管中に収納したことを特徴とする沈下計測計。
2. 所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、一本の保護管中に収納した沈下計測計を、埋立工事前の海底又は構築工事前の地表に敷設し、前記導水管の端部を地上の標準点に位置させて導水管の中に水を満たした後各圧力センサの初期設定をし、その後各圧力センサにより測定される圧力によりその地点での沈下量を計測するようにしたことを特徴とする沈下計測方法。
3. 所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、コイルド・チュービング中に収納したことを特徴とする沈下計測計。
4. 所望間隔で複数の電気式圧力センサのセンサヘッドが管内に臨むように配設してある導水管と、前記導水管の外部に位置する前記各圧力センサ本体と出力ケーブルを、コイルド・チュービング中に収納した沈下計測計を、埋立工事前の海底又は構築工事前の地表に敷設し、前記導水管の端部を地上の標準点に位置させて導水管の中に水を満たした後各圧力センサの初期設定をし、その後各圧力センサにより測定される圧力によりその地点での沈下量を計測するようにしたことを特徴とする沈下計測方法。

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