JPH0234244Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、軟弱地盤上に道路の如き施設を盛
土施工等する場合に地盤の変形や破壊に対する予
知的判断のための現場計測の一環として各地層の
沈下量を個別に自動計測するための使用される計
測装置に係り、さらにいえば、スウエーデン式サ
ウンデイング又はオランダ式コーン貫入試験の土
質調査を兼ねて層別沈下測定が行なえる自動計測
装置に関する。

（従来技術とその問題点など） 現在最も普及している安価な層別沈下計測装置
は、第９図に示したとおり、盛土４上から軟弱地
盤下所望深度まで穿孔（ボーリング）を行ない、
先端にスクリユー２の付いた沈下棒３とその保護
管（塩ビ管）７を挿入し、標尺５を用いレベル計
６でレベル計測する構成であつた。

しかし、この計測装置の場合、沈下量を自動計
測することはむずかしい。また、沈下棒３が突出
するため盛土４の施工に支障をきたす。のみなら
ず、日常の維持管理を十分行なわないと、盛土施
工時に沈下棒３に破損を生じ、正確な層別沈下を
計測し得ない欠点があつた。計測精度にも問題が
あつた。

従来、層別沈下量の自動計測装置も公知に属す
る。しかし、これは１本のロツドに沿い、測定深
度に達したとき油圧によりピツクアツプ内部の沈
下板を孔壁中に差し込む油圧式、又はネジにより
パンタグラフを地中に開くパンタグラフ式の構成
であり、各々各地層の沈下に伴ないロツドに沿つ
てピツクアツプが動くようになつている。

従つて、油圧式又はパンタグラフ式の機構を挿
入するため、φ200位の穿孔（ボーリング）が不
可欠であり、よつて穿孔によるかかる費用が大き
く、単なる層別沈下計測にしては高価にすぎる欠
点があつた。

（考案の目的） そこで、この考案の目的は、盛土等の施工に支
障をきたすことなく、層別沈下量の自動連続計測
を行なうことができ、しかも手軽に安価に使用す
ることができ、その上穿孔は一切必要とせず、オ
ランダ式二重管コーン貫入試験又はスウエーデン
式サウンデイング試験と同様な原位置土の静的貫
入抵抗測定も合せて行なうことができる構成に改
良した軟弱地盤の層別沈下量の自動計測装置を提
供することにある。

（考案の構成） 上記目的を達成するために、この考案の層別沈
下量自動計測装置は、第一に軟弱地盤下の支持層
に到達するまで鉛直に押し込まれたコーンスクリ
ユと、前記コーンスクリユの貫入時に同コーンス
クリユに一定の回転力及び押込力を伝達しつつ地
中に挿入された中管と、前記コーンスクリユと結
合し前記中管を通じて地表面上に導出された不動
軸たるロツド又はワイヤーの如き不動点測端と、
前記不動点測端との鉛直方向の相対移動量を検出
するセンサー部を備え地表面に設置された沈下板
（鉄板）とで構成された不動点検出機構を設ける。
第二に、軟弱地盤下の所望測定深度まで鉛直に押
し込まれたストツパ付コーンスクリユと、前記ス
トツパ付コーンスクリユの貫入時に同コーンスク
リユに一定の回転力及び押込力を伝達するものと
して地中に挿入された中管と、前記ストツパ付コ
ーンスクリユと結合し前記中管を通じて前記不動
点検出機構の沈下板上に導出されたロツド又はワ
イヤーの如き層別沈下測端と、前記層別沈下測端
との相対移動量を検出するものとして前記沈下板
上に設置されたセンサー部とで構成された所要数
の層別検出機構を設け、これら不動点検出機構と
層別検出機構との組合せより成るものとして構成
されている。

（作用効果） つまり、コーンスクリユ及びストツパ付コーン
スクリユは中管に一定の回転力及び押込力を加え
て軟弱地盤中に鉛直に貫入されるので、穿孔（ボ
ーリング）は一切必要でなく、材料費を含めても
非常に安価であり、使い易い。また、設置の工程
が簡単で、労力の大幅な節減が図れる。

しかも、コーンスクリユ、中管の外径をJIS規
格で決められた土質調査法（スウエーデン式サウ
ンデイング又はオランダ式貫入試験）と同一寸法
としておくことにより、コーンスクリユ又はスト
ツパ付コーンスクリユの貫入に際して与える回転
力及び押込力の大きさ、貫入速度、深さ等を測定
することにより、所謂オランダ式二重管コーン貫
入試験又はスウエーデン式サウンデイング試験と
全く同様に原位置土の静的貫入抵抗を測定するこ
とができ、土層の硬軟、締り具合い、その構成を
判定するところの土質調査を併せて行なえる。

また、盛土表面には何物も突出しないので、盛
土施工は何の支障もなく行なうことができる。

さらに、軟弱地盤地中の層別沈下量は、不動点
検出機構のセンサー部で検出した沈下板の沈下量
（絶対沈下量）と、層別機検出機構のセンサー部
で検出した層別沈下量との対比（絶対差）により
高精度に連続して自動計測できるので、破壊予知
解析に必要な層別沈下量をより速く正確に知るこ
とができ、計測に費す労力の大幅な節減が図れ
る。

そして、軟弱地盤の変状をリアルタイムでモニ
ターできるので、破壊に対する総合的な予知判断
が正確にできるのである。

（実施例） 第１図は、この考案に係る軟弱地盤の層別沈下
量自動計測装置をスウエーデン式サウンデイング
装置の態様で使用（設置）した状態を示してい
る。

図中Ａは軟弱地盤１下の支持層（不動点）９に
届く状態に設置された不動点検出機構、Ｂは軟弱
地盤１中の所望測定深度に設置された層別検出機
構であり、Ｃは前記二つの機構Ａ・Ｂに共通なも
のとして軟弱地盤１の地表面に設置された鉄板の
如き剛性大の沈下板である。

第２図Ａ〜Ｆは不動点検出機構Ａの設置工程図
を示している。図中２０はコーンスクリユ、２１
はコーンスクリユ２０と結合した内管、２２はコ
ーンスクリユ２０を貫入する中管、２３は中管２
２に貫入用の回転力及び押込力を付与する貫入機
である。

コーンスクリユ２０と中管２２との関係は第３
図に詳示したとおり、両者は同心配置となし、中
管２２下端の爪部２２ａがコーンスクリユ２０の
上面に着脱自在に食い込み噛み合つた状態で回転
力の伝達が可能とされている。

コーンスクリユ２０は、その上面外径がφ33.3
で、その外周に掘進用のスクリユ溝が形成されて
いる。コーンスクリユ２０の上面中心部に、内管
２１が溶接等で一体的に固着されている。内管２
１は不動軸として鉛直度を保つ強度、剛性を有す
るかぎりその構造・材質の如何を問わない。内管
２１の外径はφ10位である。

中管２２は外径がφ19の鋼管であり、コーンス
クリユ２０を貫入する回転力、押込力に耐える強
度を有し、内管２１が曲らないように土圧から保
護する剛性を有するものとされている。

上記コーンスクリユ２０及び内管２１は、中管
２２と上述の如く組み合せ、貫入機２３に100Kg
の押込力を加えて回転しつつ軟弱地盤１中に鉛直
に貫入される（第２図Ａ）。この貫入時に貫入抵
抗値を測定することにより、土層の硬軟、締り具
合い、あるいはその構成を判定する試験を行なう
ことができるのである。

コーンスクリユ２０は、上述の如くして軟弱地
盤１下の支持層９に到達するまで貫入し（第２図
Ｂ）、支持層９を確認したときは、一旦中管２２
のみ予想される沈下量相当高さｈだけ引きあげる
（第２図Ｃ）。また、中管２２の上端は沈下量相当
長さだけ短かくして地表面から沈ませ、内管２１
を保護するため沈下量相当長さの外管２４を中管
２２に対しテレスコピツクに摺動自在にはめてい
る（第２図Ｄ）。

軟弱地盤１の地表面に沈下板Ｃを設置し、これ
が前記外管２４と接合されている。沈下板Ｃ上
に、内管２１と沈下板Ｃとの鉛直方向相対移動量
を検出するセンサー部２６が設置されている。

センサー部２６の詳細については、第４図Ａに
示しているように、不動点測端たる内管２１をは
さみつけた一対の回転自在なゴムローラ２８，２
８′を設置し、その一方のゴムローラ２８′と角度
センサー２９（例えば電磁式回転検出器、光電式
回転検出器）とをつなぎ、内管２１の鉛直移動量
をゴムローラ２８′の回転としてとらえ、ひいて
はその回転角が角度センサー２９においてパルス
出力に変換されるようになつている。

その他、第４図Ｂに示したように、内管２１の
上下方向に一定間隔（ピツチ）の溝３０を刻み、
前記溝３０に接触するカウンター３１により内管
２１の移動量を溝数（パルス数）で検出する構
成、又は前記溝３０に代つて内管２１に磁気目盛
を取り付け、その目盛を磁気パルスカウンターで
検出する構成（図示省略）のものも採用実施可能
である。

第２図Ｆ中２７は内管２１及びセンサー部２６
を盛土４から保護し、軟弱地盤１の沈下に伴なう
内管２１の突出に抵抗を生じさせないように沈下
板Ｃ上に設置した鋼製の防護管である。保護管２
７の上端面は土圧に耐えるように閉じられてい
る。防護管２７は、軟弱地盤１の沈下量よりもな
お若干余裕のある高さとされている。

従つて、盛土４の施工により、又はその他の原
因で軟弱地盤１に沈下を生ずると、その地表面の
沈下板Ｃが沈み不動軸たる内管２１との間に相対
移動を生ずる。この移動量を地表面沈下量として
センサー部２６により自動的かつ連続的に計測す
るのである。

層別検出機構Ｂの構成及び設置工程は、上記不
動点検出機構Ａと大部分類似している。

但し、コーンスクリユについては、第５図Ａ〜
Ｃに例示した如く、時計回り方向の回転時には閉
じて反時計回り方向の回転時には土の抵抗を利用
して飛び出す出入り自在な２枚（但し、枚数はこ
の限りでない。）のストツパ羽根３５，３５を具
備したストツパ付コーンスクリユ２０′として構
成されている。ストツパ羽根３５は、ピン３６を
中心として水平方向に回動するように取り付けら
れている。

即ち、このストツパ付コーンスクリユ２０′の
貫入工程は、第２図Ａに示した工程と同様、中管
２２を介し貫入機２３により時計回り方向の回転
及び100Kgの押込力を加えて軟弱地盤１中の所望
測定深度まで鉛直に貫入する。従つて、この貫入
時に貫入抵抗値を測定できることはできる。

ストツパ付コーンスクリユ２０′が所望深度に
達したときは、まずその位置でストツパ付コーン
スクリユ２０′に反時計回り方向の回転のみ与え、
もつてストツパ羽根３５を水平に飛び出させ（第
５図Ｃ）、土中に十分深く食い込ませる。従つて、
ストツパ付コーンスクリユ２０′の設置場所に沈
下を生ずると、その沈下はストツパ羽根３５を通
じてストツパ付コーンスクリユ３５に、ひいては
層別沈下検出端たる内管２１′に確実に伝達され
るのである。

次に、第２図Ｃと同様に中管２２を沈下量相当
長さ引きあげて短かくし、外管２４を摺動自在に
はめる（第２図Ｄ）と共に該外管２４は沈下板Ｃ
とつなぐ。そして、沈下板Ｃ上にセンサー部３７
を設置し、沈下板Ｃと内管２１との相対鉛直移動
量を検出可能にする。沈下板Ｃ上に内管２１の上
端を覆う保護管２７も設置する。

センサー部３７の具体的な構成は、第４図Ａ・
Ｂに示したものと同様とされている。

従つて、ストツパ付コーンスクリユ２０′を設
置した地層に沈下が生ずると、センサー部３７で
それを検出する。そこで、不動点検出機構Ａで検
出した絶対沈下量と対比する演算を行なうことに
より、各層別検出機構Ｂにおける層別沈下量が正
確に判明するのである。

従つて、第６図に示した如く盛土４の直下に上
記地表面及び層別沈下量自動計測装置を設置し、
盛土４の側方に地中変位自動計測装置４０及び地
表面変位自動計測装置４１を設置し、各々の出力
をインターフエイス４２を通じて現地事務所４４
内の処理装置（パーソナルコンピユーター）４３
へ入力することにより、地盤変状をリアルタイム
でモニターすることができ、非常に詳密な精度の
高い軟弱地盤の破壊に対する総合的な予知判断に
寄与するのである。

（第２実施例） ところで、上記第１実施例の構成では、内管２
１の上端が盛土４中に突出するので、盛土４の抵
抗をカツトする保護管２７が不可欠である。しか
し、保護管２７は盛土施工にもじやまになる。

そこで、ワイヤーを使用することにより上記問
題を解決したのが本実施例である。第７図にその
施工図を示している。

第７図Ａ〜Ｅは不動点検出機構Ａの施工工程図
を示したものであり、その大部分の構成は上記第
１実施例と同じである。

即ち、コーンスクリユ２０及び内管２１は、中
管２２と第３図の如く組み合せ、貫入機２３に
100Kgの押込力を加えて回転しつつ軟弱地盤１中
に鉛直に貫入させ（第７図Ａ）、この貫入時に貫
入抵抗値を測定することにより、土層の硬軟、締
り具合い、あるいはその構成を判定する土質調査
を行なうことができる。

また、コーンスクリユ２０は、上述の如くして
軟弱地盤１下の支持層９に到達するまで貫入し
（第７図Ｂ）、支持層９を確認したときは一旦中管
２２と共に予想される沈下量相当高さｈだけ引き
あげる（第７図Ｃ）。そして、内管２１及び中管
２２は各々の上端が沈下量相当だけ地表面から沈
み込む長さだけ短かくし、内管２１の上端に不動
点測端としてステンレス線の如きワイヤー３８を
取り付ける。しかる後に中管２２を保護する外管
２４を中管２２に対しテレスコピツクに摺動自在
にはめ、再び１度コーンスクリユ２０が支持層９
に到達するまで内管２１、中管２２、外管２４を
押し込み、その後中管２２と外管２４のみ沈下量
位だけ引き上げる（第７図Ｄ）。

軟弱地盤１の地表面には沈下板Ｃを設置し、こ
れが前記外管２４と接合されている。沈下板Ｃ上
には、ワイヤー３８と連結したセンサー部３９が
設置されている。

センサー部３９の詳細については、第８図にそ
の一例を示しているように、盛土４の土圧に耐え
る防護管内に、角度検出センサーたるロータリエ
ンコーダー２８の回転軸（シープ）にワイヤー３
８を少なくとも１回巻き付け、その先はワイヤー
３８を一定張力で巻き取る構成の巻取装置２９へ
巻き込んだ構成とされている。

従つて、盛土４の施工により、又はその他の原
因で軟弱地盤１に沈下を生ずると、その地表面の
沈下板Ｃが沈み、その分センサー部９においてワ
イヤー３８が巻かれるので、その巻取り長さが地
表面沈下量として自動的かつ連続的に計測される
のである。

なお、内管２１を全く使用せず、ワイヤー３８
を直接コーンスクリユ２０と結合した構成でもよ
い。

他方、層別検出機構Ｂの構成及び設置工程につ
いては図示することを省略したが、ストツパ付コ
ーンスクリユ２０′を使用して所望測定深度まで
押し込み、内管２１′の上端にワイヤー３８′を取
り付けてこれを沈下板Ｃ上に設置したセンサー部
（第８図）と連結した構成とされている。

従つて、測定深度の層別沈下量は層別検出機構
Ｂのワイヤー３８′の巻取り又はくり出し長さと
してセンサー部で検出される。よつて、これを不
動点検出機構Ａで検出した絶対沈下量と演算処理
することにより、絶対層別沈下量を正確に速やか
に計測できるのである。

特に、本実施例の場合、ワイヤー３８を使用し
ているので、第１実施例の保護管２７は不要であ
り、盛土施工にすこぶる好都合なのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る層別沈下量自動計測装
置の設置図、第２図Ａ〜Ｆは不動点検出機構の設
置工程設明図、第３図は主要部の構成を拡大して
示した立面図、第４図Ａ，Ｂはセンサー部の異な
る構成について示した拡大図、第５図Ａ〜Ｃは層
別検出機構のストツパ付コーンスクリユについて
示した立面図と−線に沿い切断してストツパ
羽根の収納、突出状態を示した断面図、第６図は
総合的な地盤計測システムを示した模式図、第７
図Ａ〜Ｅは第２実施例の不動点検出機構の設置工
程図、第８図はセンサー部の拡大図、第９図は従
来の層別沈下計を示した断面図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) (イ) 軟弱地盤下の支持層９に到達するまで鉛
   直に押し込まれたコーンスクリユ２０と、前
   記コーンスクリユ２０の貫入時に同コーンス
   クリユ２０に一定の回転力及び押込力を伝達
   するものとして地中に挿入された中管２２
   と、前記コーンスクリユ２０と結合し前記中
   管２２を通じて軟弱地盤１の地表面に導出さ
   れた不動点測端２１又は３８と、前記不動点
   測端２１又は３８との相対移動量を検出する
   センサー部２６又は３９を備え軟弱地盤１の
   地表面に設置された沈下板Ｃとで構成された
   不動点検出機構Ａ、 (ロ) 軟弱地盤下の所望地層に到達するまで鉛直
   に押し込まれたストツパ付コーンスクリユ２
   ０′と、前記ストツパ付コーンスクリユ２
   ０′の貫入時に同コーンスクリユ２０′に一定
   の回転力及び押込力を伝達するものとして地
   中に挿入された中管２２と、前記ストツパ付
   コーンスクリユ２０′と結合し前記中管２２
   を通じて前記不動点検出機構Ａの沈下板Ｃ上
   に導出された層別沈下測端２１′又は３８′
   と、前記層別沈下測端２１′又は３８′との相
   対移動量を検出するものとして前記沈下板Ｃ
   上に設置されたセンサー部２７又は３９とで
   構成された所要数の層別検出機構Ｂ、 の組合せより成ることを特徴とする軟弱地盤の層
   別沈下量の自動計測装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載した沈
   下板２５は、その下面に、沈下量より長大で中
   管２２の上端部と摺動自在にはめた外管２４を
   備えている自動計測装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載したセ
   ンサー部２６は、内管２１との相対移動量を回
   転角としてとらえ電気量に変換する角度センサ
   ー２９をもつて構成されている自動計測装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載したセ
   ンサー部２６は、内管２１との相対移動量を長
   さとしてとらえ電気量に変換するパルスカウン
   ター３１をもつて構成されている自動計測装
   置。 (5) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載したコ
   ーンスクリユ２０、中管２２の外径はJIS規格
   の土質調査法（スウエーデン式サウンデイング
   又はオランダ式コーン貫入試験）と同一寸法と
   されている自動計測装置。 (6) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載した不
   動点測端２１、層別沈下測端２１′は、コーン
   スクリユ２０、ストツパ付コーンスクリユ２
   ０′と結合した内管２１，２１′である自動計測
   装置。 (7) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載した不
   動点測端３８、層別沈下測端３８′は、コーン
   スクリユ２０、ストツパ付コーンスクリユ２
   ０′と結合した内管２１，２１′の上端部と結合
   したワイヤー３８である自動計測装置。 (8) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載したセ
   ンサー部２６は、ワイヤー２７を巻き付けた角
   度検出センサー２８と、同ワイヤー２７を一定
   張力で巻き取る巻取り装置２９とで構成されて
   いる自動計測装置。