JPH02101215A - 地盤変形測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地盤性下等の地盤変形を測定する地盤変形測
定装置に関し、特に、地盤の沈下量等の変形量を位置的
に連続して測定できるようにした地盤変形測定装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば地盤の沈下量の測定方法としては沈下計を
使用する方法、磁気、放射線等の発信体を地盤に打ち込
みセンサーでこの発信体を追跡する方法等が多用されて
いる。

沈下計を用いる方法は、その中でも主流を占めており、
沈下測定ロンド、層別沈下計、自記式相対沈下計、クロ
スアーム式沈下計あるいは断面沈下計を用いて行われて
いる。

沈下測定ロンドは、沈下板あるいはスクリューアンカー
を固定点とするロッド類をレベル測定するものであり、
固定点以下の総沈下量を求める最も簡単な方法である。

また、層別沈下計は、例えば特開昭５７−１７２０２３
号公報に開示されているように、地盤に掘削した孔内に
挿入され、地盤の沈下に追随して変形する測定管と、測
定管の外周囲に適当な間隔をおいて固定された鋼リング
からなる沈下素子と、該測定管内を昇降しながら各沈下
素子を検出する磁気感応型ゾンデと、ゾンデの位置を測
定するスケールとを備えており、例えば地盤と盛土の各
層ごとの相対沈下量を求めるのに便利である。

自記式相対沈下計は、スクリューアンカー固定点と沈下
板との間の相対沈下量が時間的に連続して自記されるよ
うに構成されており、連続式沈下計とも呼ばれている。

クロスアーム式沈下計は、主としてアースダムの各転圧
層の沈下を正確に測定するために使用され、土中に横向
きに突き刺されるクロスアームと連結パイプの組み合わ
せからなる孔中にトーピードと呼ばれる測定爪付ゾンデ
を挿入し、クロスアーム部パイプの下端ごとにその深さ
を測定するように構成される。

尚、断面沈下計は、例えば盛土底に予めセットしたハイ
ゼックスパイプ中に木管付間隙水圧計を挿入し、低水位
パイプを基準として沈下量に応じた水圧を測定するよう
に構成され、その水圧変化から盛土底の沈下断面形状を
連続的に知ることができる。

また、例えば盛土の法尻における側方への地中変位の測
定には、地盤に掘削した孔内に挿入され、地盤の変位に
追随して変形する地中変位測管（溝付ケーシング）と、
その内部を移動する変位計とを備えており、溝付ケーシ
ングの直交する２方向に変位計を下ろすことにより測管
全体の側方変位形状が求められる。

〔発明が解決使用とする課題〕

上記のように、これまでのところ地盤沈下を時間的に連
続して測定できる沈下計はあるが、鉛直変形を位置的に
上下に連続して測定できる沈下計はなく、多点測定が可
能な層別沈下計を使用する方法による場合でも地層構造
が複雑な地盤での沈下測定においては測定精度の上で不
満が感じられることがある。

また、本発明者らは、本出願に先立って測定管の内面に
歪ゲージを張りつけて測定管の変形を測定することによ
り地盤沈下を測定することを発明した。この場合には、
歪ゲージの取付位置を測定管の管軸方向に少しずつずら
せることにより、測定管の管軸方向に位置的に連続して
地盤沈下量を測定することができる。しかしながら、測
定管の内径の大きさによって歪ゲージに接続されるリー
ド線の数が制限され、測定管の全長が長い場合には歪ゲ
ージの取付間隔が大きくなって、実質的に多点測定とな
らざるを得ない場合があり、また、多数の歪ゲージを測
定管に取りつけることは非常に面倒である等の難点があ
る。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、簡単な構成で地盤の沈下量等の
変形量を位置的に連続して測定できるようにすることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明に係る地盤変形測定
装置は、地盤の変位に追随して変形する測定管の変形量
を光学的に、音響学的にあるいはｉａ電磁気学的連続的
に測定するように構成される。

具体的には、例えば第１図に示すように、地盤１に掘削
した孔２内に挿入され、地盤１の変位に追随して変形す
る測定管３と、該測定管３内を管軸方向に移動しながら
該測定管の変形量を光学的に、音響学的にあるいは電磁
気学的に連続的に計測するゾンデ４とを備えている。

本発明において、ゾンデ４が測定管３の変形量を連続的
に計測する方式としては、光線を利用して測定管の内面
形状を測定する光線方式と、測定管の内面形状を撮影し
て得た画像情報に基づいて測定する映像方式と、超音波
を利用して測定管の内面形状を測定する超音波方式と、
測定管３の管壁に磁性体を均等に分布させておき、電磁
波を利用してその磁性体の分布密度の変化を測定する電
磁波方式とが考えられる。

また、光線、撮影により得た画像情報あるいは超音波を
利用して測定管３の内面形状を測定する方式においては
、測定管３の内面形状の変化を検出し易くするために例
えば蛇腹管のように内面に規則的な凹凸を存する測定管
３が使用される。

〔作用〕

本発明の地盤変形測定装置においては、地盤性下等の地
盤変位が発生すると、その地盤変位に追随して測定管３
が変形する。そして、この変形が測定管３の内面形状の
変化あるいは磁性体の分布密度の変化としてゾンデ４に
よって測定される。

測定管３の内面あるいは磁性体の分布は測定管３の全長
にわたって連続しているので、このゾンデ４による内面
形状あるいは磁性体分布密度の測定は測定管３の全長に
わたって連続して行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る地盤沈下測定装置の側
面図である。この地盤沈下測定装置は、同図に示すよう
に、地盤１に掘削した立孔２内に挿入され、地盤１の変
位に追随して変形する測定管３と、該測定管３内を管軸
方向に移動しながら該測定管３の変形量を連続的に計測
するゾンデ４とを備えている。前記立孔２は測定管３の
外径よりも大径に形成され、立孔２と測定管３の外周面
との間には例えばベントナイトセメントのように地盤と
同様の性質を有する充填剤５を充填することにより、地
盤１の変位に追随して測定管３が変形するようにしであ
る。測定管３は、特に限定されるものではないが、その
内面及び外面が管軸方向に規則的に凹凸する波形に形成
された蛇腹管で構成されている。測定管３の外面を管軸
方向に規則的に（あるいは不規則な）凹凸する波形面に
形成することは測定管３の地盤１及び充填剤５への追随
性を高める上で有利であり、また、測定管３の内面を管
軸方向に規則的に凹凸する波形面に形成することは測定
管３の内面形状の検出がし易くなるので有利である。

第２図はゾンデの斜視図である。このゾンデ４は光線方
式のものであり、同図に示すように、位置測定用のテー
プ６と通信用のケーブル７により測定管３内に゛吊り下
げられるケーシング８を備えている。ケーシング８内に
はレーザ光線発射装置９と、ビームスプリッタ１０と、
スキャニングミラー１１と、光センサ１２と、増幅器１
３と、モータ１４が設けられ、レーザ光線発射装置９か
ら発射されるレーザ光線がビームスプリッタ１０を透過
した後、スキャニングミラー１１で反射してケーシング
８の計測窓１５から測定管３の内周面に照射されるよう
になっている。そして、測定管３の内周面で反射したレ
ーザ光線が前記の経路を逆方向に進み、ビームスブリフ
タＩＯで反射されて光センサ１２に受光されるようにな
っている。

レーザ光線を受光した光センサ１２はそのレーザ光線の
光量に対応した信号値の電気信号を出力し、この出力が
増幅器１３で増幅された後、ケーブル７を介して地上に
送信されるようになっている。

尚、レーザ光線の照射方向はモータ１４によってスキャ
ニングミラー１１の方向を調整することによって調整さ
れている。

また、第１図に示すように、地上にはケーブル７を巻き
取る巻取装置１６と、ケーブル７から受信される信号の
波形を表示する表示装置１７が設けられる。そして、そ
の信号波形から信号が最大ピークになる時にゾンデ４を
停止させ、ゾンデ４の位置をテープ６から自動的にある
いは目視観察により読み取ることにより、測定管３の蛇
腹の頂上あるいは谷底の位置が測定される。

上記の構成において、地盤沈下が生じると測定管３がそ
れに追随して伸長し、あるいは短縮し、測定管３の蛇腹
の頂上あるいは谷底の位置が最初の位置から移動する。

上記光センサ１２に受光されるレーザ光線の光量は、測
定管３の内周面がレーザ光線の照射方向に直角な所、即
ち、蛇腹の頂上及び谷底で最大となる。従って、信号値
が最大ピークになる時にゾンデ４の位置をテープ６から
読み取ることにより、測定管３の蛇腹の頂上及び谷底の
位置を測定でき、任意に選択された特定の頂上あるいは
谷底の絶対的な位置変化を計測することにより特定点の
沈下量を計測することができる。また、任意に選択され
た２つの頂上あるいは谷底の間の相対的な位置変化を計
測することにより、２特定点間の相対沈下量を測定する
ことができる。更に、前記特定点は測定管３の全長にわ
たって自由に選定でき、例えば、特定点を蛇腹の半ピッ
チごとに連続して設定して、測定管３の変形をその全長
にわたって連続して測定することができる。そして、こ
のように測定管の全長にわたって、あるいは任意に選定
された範囲にわたって測定管３の変形を位置的に連続し
て測定することにより複雑な地盤１における沈下量の測
定精度を高めることができるのである。

上記の一実施例では、測定管３の内面に規則的な凹凸を
設けておき、その凹凸の位置を測定して測定管３の内面
形状の変化を測定しているが、測定管３の内面に適当な
目盛、螺旋模様等を付けておき、この目盛の位置、螺旋
模様の位置の変化をカメラ等の撮像装置で検出すること
により、測定管３の内面形状の変化を測定することも可
能である。

また、上記の一実施例においては、測定管３の内周面の
形状変化をレーザ光線を用いて測定しているが、測定管
３の内面に規則的な凹凸を形成する場合には、このレー
ザ光線に変えて超音波を用いて測定管３の内周面の形状
変化を測定することも可能である。

また、前記測定管３を鉄粉末等の磁性体を均等に分布す
るように練り込んだ合成樹脂管で構成する一方、前述し
た従来の層別沈下計で使用されるゾンデ４を使用して磁
性体の分布の変化を測定することにより測定管３の変形
を測定することも可能である。尚、この場合には、測定
管３を蛇腹管で構成する必要はない。

以上、本発明を地盤沈下の測定をする地盤沈下測定装置
に適用した場合について説明したが、本発明は沈下断面
形状を測定する断面沈下計や側方変位形状を計測する側
方変位計にも適用することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の地盤変形測定装置によれ
ば、地盤の変位に追随して変形する測定管の変形量を光
学的に、音響学的にあるいは電磁気学的に地盤の変形を
位置的に連続して測定することができ、複雑な地盤でも
高精度に地盤の変位を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のに係る地盤沈下測定装置の
側面図、第２図はゾンデの斜視図である。 １・・・地盤、２・・・立孔、３・・・測定管、４・・
・ゾンデ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地盤（１）に形成した孔（２）内に挿入され、地盤
   （１）の変位に追随して変形する測定管（３）と、該測
   定管（３）内を管軸方向に移動しながら該測定管（３）
   の変形量を連続的に計測するゾンデ（４）とを備えたこ
   とを特徴とする地盤変形測定装置。 ２、前記測定管（３）が内面に規則的な凹凸を有し、前
   記ゾンデ（４）が測定管の内面形状を測定するように構
   成された請求項１に記載の地盤変形測定装置。 ３、前記測定管（３）が磁性体を均等に分布させた合成
   樹脂管で構成され、前記ゾンデ（４）が磁性体の分布密
   度を計測するように構成された請求項１に記載の地盤変
   形測定装置。