JP6390969B2 - 河川護岸等の構造物下の空洞量調査機器及び据付け台 - Google Patents

Description

土木建築分野において、河川においては、増水した急激な流水、海岸沿岸部においては、津波・高潮による防波並びに越波の影響により、覆工護岸コンクリートブロックで覆われた堤防の土層が吸出し現象などにより崩落して空洞化し、覆工護岸コンクリートブロックの崩壊に繋がる。本発明はこうした崩土現象による土層の変状をいち早く検知して、覆工護岸コンクリートブロック裏の空洞状態を計測することができる空洞量調査機器及び据付け台に関するものである。

河川や海岸の堤防施設はその殆どが覆工護岸コンクリートブロックで保護されている。河川の増水による急激な流水及び、海岸堤防への津波・高潮による防波、越波により堤防内の施設・構造物・家屋等が守られている。しかしながら、近年においては大雨による河川の増水、津波、高潮による波の衝撃も多くなり、堤防施設を保護する覆工護岸コンクリートブロックが激しく欠損・崩壊する。その原因として、覆工護岸コンクリートブロック面が受ける激しい水流、激しい波力で覆工護岸コンクリートブロック裏の土層が吸い出し現象により崩落して空洞が発生することが挙げられる。

このような被災状況を把握するために、監視員が河川及び海岸等の堤防設備を定期的に巡回パトロールして目視点検を実施しているが、覆工護岸コンクリートブロック表面の大きな変状以外は発見できないのが現状である。また、打音による検査、覆工護岸コンクリートブロック表面に探査機を用いて空洞確認、赤外線サーモグラフィによる温度変化による空洞確認、場合によっては削孔をし、内視鏡カメラによる空洞確認なども実施されている。

例えば、路面に電磁波を放射して反射信号を受信し、空洞からの反射信号の有無によって空洞を抽出する路面下の空洞探査方法（特許文献１参照。）。
まず電磁波レーダで舗装を探査し、次に舗装構成材以外のものに起因すると推測される異常が認められた異常領域及びその周辺領域で舗装支持力を測定する方法（特許文献２参照。）。
自然斜面に被覆体を形成した法面において、赤外線放射温度計を用いて被覆体の表面温度を計測し、得られる温度データ及び被覆体法面の状態を観測した目視判読データを組合せ、これら両方データをデータ処理装置により解析して被覆体法面の変状部を検出する判別指数並びに自然斜面と被覆体との間に存在する空洞の深さの推定関数とを求め、これら両関数に基づき自然斜面と被覆体の間に生じた上記空洞の位置及び深さを探査する方法（特許文献３参照。）。
可撓性を有する磁歪線と、この磁歪線に沿って設ける永久磁石を有する計測ターゲットとを備え、この磁歪線の長さ方向に対する計測ターゲットの位置を磁歪降下による検出する計測装置を用いて、地盤や岩盤等の変位を測定する方法（特許文献４参照。）。
埋め立て地層の堆積層ごとに永久磁石を設置埋設し、その磁場の位置を検知することで、磁場の位置を検知する手段として光ファイバ中を伝搬する光に対する磁場の偏向回転の効果（ファラデー効果）を利用して埋め立て地盤の地層の位置を検出する光ファイバ沈下計（特許文献５参照。）。
地盤内へほぼ鉛直に埋設するケーシングパイプ内に、地盤の変位を計測するための測定器と、この測定器に給電すると共に、その測定値を地上の監視機器に送るケーブルと、地盤の振動を吸収し変位を伝達するスプリングと、このスプリングをほぼ鉛直方向に保持するためのガイド管と、地盤の空洞部へ流出させる微粒な充填物と、この充填物に接して、充填物の変位に追従して移動する重錘と、この重錘と前記スプリングを連結するワイヤと、重錘を引き上げるために重錘から地上まで延びる少なくとも２条の引き上げワイヤと、ケーシングパイプに連結したパイプ自体の沈下を防ぐ板状のウイングを配設した地盤内沈下感知測定器により地盤内の沈下、特に道路の路肩内部の崩落を検出するようにしたもの（特許文献６参照。）等が提案されている。

特開２００９−２７０９７０号公報 特開２０１３−１８１８０４号公報 特開平５−２６４４８９号公報 特開２００１−９１３１３号公報 特開２０１１−１０２７８６号公報 特開２００２−２８６５１２号公報

しかしながら、監視員の目視点検パトロール以外の調査については、いずれも熟練された経験者に依る打音確認作業や調査機器の操作を必要としていた。また、覆工護岸コンクリートブロックは、極めて広範囲に施工されているので、その空洞状況の調査・確認には多大な期間と労力を要するものであった。
本発明はこうした従来技術の課題に鑑み、覆工護岸コンクリートブロック裏の土層の崩落や沈下を容易かつ確実に検出し、これに起因する事故や災害を未然に防止することができる河川護岸等の構造物下の空洞量調査機器及び据付け台を提供することを目的とする。

このため、本発明の請求項１記載の空洞量調査機器は、河川護岸等に施工されるプレキャスト化された護岸コンクリートブロック又は、現場打ちコンクリートブロックの表面側から目視可能に露呈して埋め込み配置される計測定規と溝型レーンを備えた筺体と、この筺体内に収納され、前記計測定規に沿って前記溝型レーン内を移動可能な円柱状に形成され、計測定規の目盛を読み取る基準線を備えたラインウエイトと、このラインウエイトの一端に連結された検知ラインケーブルと、この検知ラインケーブルに接続されると共に、前記コンクリートブロック裏面の地盤土層に垂下埋設される沈下錘とからなることを特徴とする。また、請求項２記載の空洞量調査機器は、検知ラインケーブルの垂下部分を保護するガイド管を設けたことを特徴とする。さらに、請求項３の空洞量調査機器は、沈下錘に、崩落土砂に対する抵抗体を設けたことを特徴とする。またさらに、空洞量調査機器の据え付け台は、平面視で矩形状に組み合わせた枠体の上下一対の枠材上に、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空洞量調査機器の上下両端部を嵌め込み固定して支持する受座プレートを備えた一対の縦材を立設し、前記上下一対の枠材を跨いで載置するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、以下の利点がある。
（１）地盤土層の変位に追従して錘が沈下し、錘の接続された測定器のゲージを牽引するという簡単な構造によってその地盤土層の崩落を検出することができる。
（２）空洞量調査機器は、覆工護岸コンクリートブロックに予め埋め込まれているので、地盤土層の変状について追跡調査が可能となり常時観測できる。
（３）覆工護岸コンクリートブロックを毀損することなく計測できる。
（４）目視点検パトロールする監視員に熟練者を要しない。また、別途調査点検機器を要しないので経済的である。

本発明に係る空洞量調査機器を覆工護岸コンクリートブロックに設置した状態を示す護岸施設の断面図である。 本発明に係る空洞量調査機器を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は覆工護岸コンクリートブロックへの空洞量調査機器の設置状態を示す部断面、（ｂ）空洞量調査機器を据え付け台に取り付けた状態を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は各々沈下錘の他の実施例を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明に係る空洞量調査機器１を覆工護岸コンクリートブロックａ１に設置した実施形態を説明するが、便宜上、同様の構成要素には同一の参照符号を付して説明する。

図１は、本発明に係る覆工護岸コンクリートブロックａ１に空洞量調査機器１を設置した状態を示す断面図であり、空洞量調査機器１は現場打ちコンクリートａ２及び地盤土層ａ３の中に埋設されている。

図１に示すように、覆工護岸コンクリートブロックａ１内部に埋設された空洞量調査機器１は、護岸延長又は護岸法長に応じて適宜設置され、本実施例においては、洞量調査機器１の埋設箇所のブロック部分は、現場打ちコンクリートａ２としている。設置された洞量調査機器１は平常水位ａ４の場合は大気中に露出するが、高水位ａ５の場合は水没するため、空洞量調査機器１はステンレス製等の防錆金属で形成されかつ防水構造が施されている。

そして、例えば、河川流水による吸い出し現象で覆工護岸コンクリートブロックａ１裏面の地盤土層の土砂ａ３が流出し、崩落現象が発生した場合には、土砂ａ３に埋設した沈下錘１１が土砂ａ３の流出・崩落に反応して同時に沈下移動する仕組みとなっている。

図２は、本発明に係る空洞量調査機器１を上面から見た平面図であり、計測箱２は長方形状の筺体を形成していて、上部は観測窓３の上層に固定枠４が積層されている。観測窓３は透明なアクリル製パネル３ａであり、計測箱２とアクリル製パネル３ａの間には止水ゴム３ｂが挟み込まれて水密性が図られている。

観測窓３の内側、すなわち計測箱２内部には計測定規５、ラインウエイト６、検知ラインケーブル７、溝型レーン８、滑車９及び、ラインウエイト６の移動方向に三角フック６ｃを嵌め込むリング管６ｄと、三角フック６ｃが設けられている。ラインウエイト６は円柱状に形成されていて、計測定規５表面の目盛を読み取ることのできる基準線６ａが円周に沿って刻まれていて着色されている。

固定枠４は皿ねじ４ａにより観測窓３、計測箱２のフランジ２ａ部を貫通してフランジ２ａ下に組み込んだナット４ｂに固定されている。また、計測箱２の低位部の小口、すなわち、計測箱２の底に面する位置に水抜き管２ｂが接合されている。

図３は、本発明に係る空洞量調査機器１の計測箱２内部を詳細に示す側面図であり、計測箱２は長方形の筺体を形成し、表側の観測窓３の上に固定枠４が積層されており、固定枠４は皿ねじ４ａで観測窓３、計測箱２のフランジ２ａを貫通し、フランジ２ａ下に組み込んだナット４ｂに螺合され締結固定されている。

観測窓３の下側には、計測定規５とほぼ同じ高さに上端が合わせられたラインウエイト６と、このラインウエイト６の一端に接続され、滑車９に掛け回して張設される検知ラインケーブル７が計測箱２外側の底の部分に接合されたガイド管１０内を通して、その他端が地盤土層ａ３内に埋め込まれる沈下錘１１の頭部に連結されている。連結する検知ラインケーブル７の両端は、ラインウエイト６端部面に平プレート６ｂが接合され、さらにリング管６ｄが接合されていて、三角フック６ｃを嵌め込み、沈下錘１１頭部にねじ込まれたアイボルト１１ｂに接続されている。また、測定定規５は逆Ｌ字型プレート５ｃで支持されていて、皿ねじ５ａで計測定規５、逆Ｌ型プレート５ｃを貫通し、ナット５ｂに固定されていて、逆Ｌ型プレート５ｃは計測箱２中の底に接合されている。

また、その下方、すなわち、ラインウエイト６の下側には溝型レーン８が組み込まれていて、ラインウエイト６が納められている。ラインウエイト６は溝型レーン８内を高位部方向にスライドする。ラインウエイト６は円柱型であり、溝型レーンと接する面は線であり、滑らかにスライド動作ができるように、その材質はステンレス又はテフロン、テフロン加工処理されたものが好ましい。

溝型レーン８の高位部端には滑車９が組み込まれていて、滑車９は支軸９ａを介して溝型レーン８両側壁間に回動自在に接合されている。また、滑車９直下の溝型レーン８の底部は、検知ライン７がガイド管１０内に連通されるために一定長さで除去されて、検知ライン７挿通口８ｄが形成されている。溝型レーン８はＬ型プレート８ａを介して計測箱２内の底部に支持されていて、Ｌ型プレート８ａは溝型レーン８底部に複数箇所固定されている。計測箱２外の底部から皿ねじ８ｂで貫通された計測箱２底部、Ｌ型プレート８ａのフランジを貫通してナット８ｃに螺合して締結固定されている。

図４及び図５は、空洞量調査機器１の中央部及び、高位部の断面図であり、中央部断面図はラインウエイト６端面部分に皿ねじ６ｅで固定された平プレート６ｂに接合されたリング管６ｄに三角フック６ｃが嵌め込まれて検知ライン７が連結されて溝型レーン８に収められた状態であり、その右側に計測定規５が組み込まれている。高位部の断面図は滑車９に掛けられた検知ライン７がガイド管１０内に挿通されて、沈下錘１１に連結された状態であり、沈下錘１１にはアイボルト１１ｂが連結されている。また、円錐形状の沈下錘１１の下端は、下向きに膨出した円盤状の抵抗体１１ａが設けられている。

図６（ａ）に示すように、空洞量調査機器１を現場打ちコンクリートブロックａ２に設置する際の据付け台ｂ１は、現場打ちコンクイリートブロック幅ｃ１内に埋め込まれ、据付け台ｂ１はコンクリート打設時に移動しないように固定ピンｂ６を用いて数カ所、地盤土層ａ３に打ち込み固定されている。また、計測箱２内の水分を排水するためのビニールホースａ７がブロック目地ｃ３まで配置されている。計測箱２表面は現場打ちコンクリートブロックａ２表面から１０ｍｍ程度下げた位置としている。

図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、据付け台ｂ１はＬ型鋼材を使用して一対の斜材ｂ２と長短一対の横材ｂ３を平面視で台形枠状に組み合わせ接合し、各々の横材ｂ３上には、空洞量調査機器１を嵌め込み保持するためのＬ型鋼材を使用した縦材ｂ４が立設接合されていて、その頂部から計測箱２の厚さ程下げた位置に受座プレートｂ５が接合され空洞量調査機器１の下端を支持している。据付け台ｂ１は防錆のために、ステンレス又は溶融亜鉛メッキ処理された鋼材であり、形状は長方形でもよい。すなわち、据え付け台ｂ１は、平面視で矩形状に組み合わせた枠体の上下の枠材（一対の横材ｂ３）上に、空洞量調査機器１の上下両端部を嵌め込み固定して支持する受座プレートｂ５を備えた一対の縦材ｂ４を立設し、上下の枠材（一対の横材ｂ３）を跨いで載置するようにしている。

据付け台ｂ１の設置は、予め床堀りａ６上面に沈下錘１１が埋め込まれる位置に固定ピンｂ６をピン穴ｂ７を通して地盤土層ａ３内に打込み固定されている。次いで、据付け台ｂ１を固定した後に、空洞量調査機器１を嵌め込み、床堀りａ６内に沈下錘１１を据え付けて地盤土層ａ３を埋め戻してその部分を突き固める。また、排水用のビニールホースａ７を配置してコンクリートを打設する。

尚、沈下錘１１の形状については本実施例に限定されるものではなく、例えば、図７（ａ）に示すように、四角形の平板又は円盤型としたもの、図７（ｂ）に示すように、四角形の平板又は円盤の下面に検知棒１１ｃを接合したもの、図７（ｃ）に示すように、円柱の周囲に複数の円盤状の鍔部（抵抗体）１１ａを設け、崩土が発生する際の抵抗体の働きをするものなどでもよい。

ａ１ 覆工護岸コンクリートブロック
ａ２ 現場打ちコンクリートブロック
ａ３ 地盤土層
ａ４ 平常水位
ａ５ 高水位
ａ６ 座掘り（埋戻し）
ａ７ ビニールホース
ｂ１ 据付け台
ｂ２ 斜材（枠材）
ｂ３ 横材（枠材）
ｂ４ 縦材
ｂ５ 受座プレート
ｂ６ 固定ピン
ｂ７ ピン穴
ｃ１ 現場打ちコンクリートブロック幅
ｃ２ 目地幅
ｃ３ ブロック目地部
ｃ４ 計測箱表面位置
１ 空洞量調査機器
２ 計測箱（筺体）
２ａ 計測箱フランジ
２ｂ 水抜き管
３ 観測窓
３ａ アクリル製パネル
３ｂ 止水ゴム
４ 固定枠
４ａ 皿ねじ
４ｂ ナット
５ 計測定規
５ａ 皿ねじ
５ｂ ナット
５ｃ 逆Ｌ型プレート
６ ラインウエイト
６ａ 基準線
６ｂ 平プレート
６ｃ 三角フック
６ｄ リング管
６ｅ 皿ねじ
７ 検知ラインケーブル
８ 溝型レーン
８ａ Ｌ型プレート
８ｂ 皿ねじ
８ｃ ナット
８ｄ 検知ライン挿通口
９ 滑車
９ａ 支軸
１０ ガイド管
１１ 沈下錘
１１ａ抵抗体（鍔部）
１１ｂアイボルト
１１ｃ検知棒

Claims (4)

1. 河川護岸等に施工されるプレキャスト化された護岸コンクリートブロック又は、現場打ちコンクリートブロックの表面側から目視可能に露呈して埋め込み配置される計測定規と溝型レーンを備えた筺体と、この筺体内に収納され、前記計測定規に沿って前記溝型レーン内を移動可能な円柱状に形成され、計測定規の目盛を読み取る基準線を備えたラインウエイトと、このラインウエイトの一端に連結された検知ラインケーブルと、この検知ラインケーブルに接続されると共に、前記コンクリートブロック裏面の地盤土層に垂下埋設される沈下錘とからなることを特徴とする空洞量調査機器。
2. 検知ラインケーブルの垂下部分を保護するガイド管を設けたことを特徴とする請求項１記載の空洞量調査機器。
3. 沈下錘に、崩落土砂に対する抵抗体を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空洞量調査機器。
4. 平面視で矩形状に組み合わせた枠体の上下一対の枠材上に、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空洞量調査機器の上下両端部を嵌め込み固定して支持する受座プレートを備えた一対の縦材を立設し、前記上下一対の枠材を跨いで載置するようにしたことを特徴とする空洞量調査機器の据え付け台。

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