JPH04505661A - 杭試験装置 - 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】 萱 □ 本発明は、建物構造の完全性、特に建物及び構造物用の基礎杭の完全性を評価す るための装置及び方法に関する。

■量技歪 杭に対し機械的衝撃を加え、結果として生じる杭の振動を検出し、これらを分析 して杭についてのデータを得ることはすでに知られている。このような方法は、 「音響的」、「音波的」、又は「過渡動的」な抗調査として、さまざまな形で知 られている。基本的に、この方法では、機械的衝撃に応答しての杭頭の垂直方向 の動きが測定される。衝撃は、最初の衝撃の力及びそれに続く抗頭の垂直動作を 測定する「ロードセル（ｌｏａｄ　ｃｅ　１１）Ｊをしばしば使用して、抗頭上 で下向きに手動送出されたブローにより生成することができる。或いは又、コン クリートを直接打撃することにより上記衝撃を生成してもよく、その結果性じる 動作を、衝撃位置近くのコンクリートに固定され−た速度又は加速度変換器によ り記録する。

衝撃によりコンクリートは瞬間的に圧縮され、杭頭において測定されるように、 減衰正弦曲線に近似した波形をもつ垂直動作が、上記ブローに続いて起こる。杭 の柱を下降しながら、柱の断面積又は密度が変化するときにはつねに、衝撃波の 均衡の反射が起こる。抗頭まで戻った時点で、このような反射は、そこの減衰正 弦動作と「干渉し」、結果として得られるこの複雑な波形を解析することにより 、抗社内の欠陥の存在についての予測及び杭柱が正しい長さをもつことの確認が 可能となる。この技術は、建設業界において今や充分に確立されたものである。

杭の衝撃振動データの収集のためには、次の３つの重要な条件がある：すなわち 、 １、振動変換器は、抗頭のコンクリートとしっかり接触した状態に保たれなくて はならない。

２、衝撃（又は「インパルス」）が起こらなくてはならない。

３、変換器（及び杭頭）の垂直振動動作の記録が作成されなくてはならない。

さらに、試験中の杭のアイデンティティ（その現場番号）を記録するための手段 が存在しなくてはならない。

数多くの現場状況において、杭に対するアクセスは簡単でない可能性がある。杭 は、車両を便利に搬入できる位置から比較的遠いところにあるかもしれないし、 又、杭頭が泥、水又はその他の現場岩屑により覆われていることもあり、又現場 プラント及びその他の障害物が記録装置の存在及び試験の進捗に必要な通常の準 備にとって不利となる可能性もある。

従来の方法は、実施に時間がかかり、泥、出水、深いトレンチ、型枠、現場内交 通等の通常の建設現場における障害物に面して実施することが困難又は不可能な 場合がある。

２ｊ坏ど４丞 本発明の目的は、できるかぎり短時間でかつ通常の現場活動の中断を最小限にお さえながら、又抗調査員及びその他の現場作業員に対する危険性も最小限にとど めながら、杭の健全さ及び合目的性を評価できるようにするために必要な情報を 収集可能な装置を提供することにある。

本発明によれば、構造物に対し機械的衝撃を加えるための衝撃手段と、この衝撃 によって引き起こされた構造物の振動を検出して対応する電気信号を生成する変 換手段と備える内蔵ユニットを具備した構造物の試験装置が提供される。望まし くは、この内蔵ユニットは、前記変換手段からの電気信号を記憶するためこの変 換手段に連結された記憶手段を備える。

適切なことに、この装置は、変換手段を収納する剛性組体に対し一定の力による 打撃を生じる質量及び手段を備え、それにより変換手段は、組体の軸線に沿った その機械的変位を表わす電圧出力を生成するようになる。

本発明に基づく好ましい実施態様においては、通常の建設現場で遭遇するテスト 手順に対するあらゆる障害が考慮に入れられており、通常の現場活動及び交通に 対する干渉を最小限又は皆無にし、しかも迅速かつ高い信顛性で展開させること のできる装置が開発されている。

Ｎ血■固単星盈所 図１は、本発明を実施する装置の概略軸線方向断面図である。

図２は、図１の実施態様のドロップウェイト（おもり降下）機構の部分拡大図で ある。

日を　するための　の詮 図示の装置は、円筒形の外部スリーブＥを有している。その下端部に隣接して、 長手方向に延びる複数のガイドスロットが配置される。変換器支持チャンバＢは 円筒形のカップ形状を有し、そのカップの内部キャビティがスリーブＥの内部に 開放する。カップキャビティ内には、変換器端末Ｒ，Ｓを有する電磁式速度、加 速度又は変位変換器組体Ａが配置される。カップの底面に設けた大向を一本のシ ャフトがねじ式に貫通し、このシャフトがチャックＤを支持する。チャックＤは 、進行中の作業に適した寸法であるように選択された交換可能な鋼製プローブ又 は接触ロッドＮを把持する。カップの口は、蓋Ｃを収容するために螺条が設けら れている。横方向のガイドビンＴは、カップからそれぞれのガイドスロットを通 して外方に延びている。チャンバＢはスリーブ内に入れ予成に収容でき、その最 大行程は矢印Ｕにより示されている。

スリーブＥ内には、押し棒Ｆが延びている。押し棒Ｆの下端部はチャンバＢの蓋 Ｃの上に載っている。押し棒Ｆの上端部及びドロップウェイト機構への連結部分 を、図２に示す。

ドロップウェイト持ち上げレバーＭは、押し棒Ｆの頂部に隣接してスリーブＥの 内側に枢着され、スリーブの軸線に対して所定角度を成して下向きに延びる図１ に破線で示した構成から、上向きに旋回可能となっている。

レバーＭは、枢着点に近接して形成されたスロットを備え、輪郭Ｑは、レバーＭ の軸線から下縁部まで、レバーＭの末端部方向にわずかに傾斜して延びる。ラチ ェット輪郭Ｐは、変位輪郭Ｑの軸線方向先端から、軸線に沿って枢着点から離れ る方向に延びる。横断部分Ｗは、ラチェット輪郭Ｐから軸線を横断する方向に延 びる。

押し棒Ｆ上のっぽにとりつけられたばねＸは、押し棒を左方向に付勢して（図１ 及び２）、その上端部を段付き面Ｐ。

Ｑ、　Ｗに接触させる。

レバーＭの末端部は、それに係止された一本のラインを有する。このラインはド ロップウェイトＨを支持し、ドロップウェイトＨはドロンブウェイトガイドシリ ンダＪ内を変位可能である。スリーブＥの上部領域及び中間領域には、ガイドシ リンダＪをスリーブＥ内で中心に保持するためのドロップウェイトガイドの内部 スペーサリングに、Ｌが配置される。

変換器支持チャンバの圧縮バネＩが、中間のリングにとチャンバの蓋Ｃとの間に 係合されている。ドロップウェイトＨの頂部と上方のスペーサリングＬとの間に は、ドロップウェイト加速バネＩが係合されている。

使用時に、圧力は、周囲を囲むスリーブＥ上に下向きに加えられ、変換器チャン バ圧縮バネＧを圧縮する。これにより変換器チャンバＢ、Ｃは、チャックＤ内に 保持された接触ロッドＮによって、抗頭のコンクリートに対抗して押圧される。

圧力は、択一的に、変換器チャンバに作用する空気式、磁気式、又はその他の周 知の圧力付加手段によって維持することができる。

変換器チャンバが管内を上昇するにつれて、押し棒Ｆはドロップウェイト持ち上 げレバーＭのラチェット輪郭に係合し、ドロップウェイト持ち上げレバーＭを上 昇させ、このレバーＭがドロップウェイトＨをドロップウェイト加速バネＩに対 抗して持ち上げる。レバーが水平に近づ（につれて、押し棒は変位輪郭Ｑによっ てラチェット輪郭Ｐから強制的に離され殴打する。おもりの行程は、矢印Ｙによ り示されている。力はチャンバ側面及び底面Ｂ１チャックＤ、及び接触ロッドＮ を介してコンクリートに伝達される。このとき組体全体は、バネＧによりコンク リートと密に接触した状態に保たれている。代替的な単純な巻上げ及び解除機構 は、歯車及び／又はロッドからなり、また、加速バネを、空気式又は磁気式の圧 力付加手段に置き換えてもよいし、或いは全て削除して質量の加速が重力のみに よって単独で行なわれるようにしてもよい。

変換器組体Ａは、その端末Ｒ，Ｓにおいて、衝撃に応答した管及びチャンバの軸 線方向の抗頭の振動動作に比例した交流電圧を生成する。従って完全な組体の単 一の下向き動作は、ロッドＮの先端における衝撃に応答した杭頭の振動を表わす 電圧波形を生成する。

管Ｅの頂部には、固体記憶回路、数値式キーボード、電圧レベル減衰装置及び液 晶表示装置が入ったエンクロージャＺを載置することができる。このエンクロー ジャは、既知のデジタル手段により最高１２０の衝撃の振動動作表示を記憶し、 その後これらを解析、処理及びベーパ印字する目的でコンピュータへ転送するこ とができる。例えば、このような印字は、振動のトレース、コンピュータが計算 したデータ（例えばＴｏｅ反射時間、振動減衰率、及び杭の見積り長さ）のリス トアツブ、及び装置のキーボードを用いて現場で入力されたいくつかのデータを 少なくとも有した識別データのリストアンプを含む。このようなデータは、抗数 、インパルス数、顧客及び現場の識別情報、及び日付、時刻の全て又は一部分を 含んでいてもよい。

装置上のエンクロージャＺは、バッテリａ、取り外し可能なメモリーカードを利 用するメモリーｂ、表示スクリーンＣ、キーボードｄ、及び多位置スイッチｅを 収納する。装置を操作するためのハンドルｆを、両側に延設することもできる。

スイッチｅは、「オフ」、「記憶データ再検討」、「記録」、及び「メモリーカ ード消去」といったモードを選択するため、４位置キー操作式スイッチであって もよい。キーボードは、杭の数を入力し、怒度を調整しく稀に必要）、記憶され たデータ及び波形を再検討するのに用いられる。ユニ・ントの全体的重量は、望 ましくは１４ボンド（７ｋｇ）未満である。

その軽量さと迅速な測深能力により、この装置は、１時間又は２時間で５０本又 は１００本の杭の調査を完了することができる。現場に障害があり、杭がテスト 用に準備されていない場合でさえ、現場の停滞は無視できるものである。本装置 は、その一本の鋼製プローブにより杭頭と接触するために、棒筋、かご形鉄筋、 及び上方にある水、泥及びゆるんだ腎石により容易に操作できる。また、本装置 の軽貴さは、それが車両の到達できない杭まで何百メートルでも容易に運ぶこと のできるものであるということを意味している。

補正書の翻訳文提出書 補正された請求の範囲 （特許法第１８４条の７第１項） 平成３年１１月Ｓ日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．構造物に対して機械的衝撃を加える衝撃手段（Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｆ，Ｍ）と、こ の衝撃によって引き起こされた構造物の振動を検出して対応する電気信号を生成 する変換手段（Ａ，Ｂ，Ｃ）とを備える内蔵ユニットを具備した構造物の試験装 置。
2. ２．前記内蔵ユニットは、前記変換手段（Ａ）からの電気信号を記憶するために 、該変換手段に連結された記憶手段（ｂ）を備える請求項１記載の装置。
3. ３．前記衝撃手段（Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｆ，Ｍ）は、所定の大きさの機械的衝撃を加え る請求項１又は２記載の装置。
4. ４．前記衝撃を構造物に伝達しかつ前記振動を前記変換手段（Ａ）へ伝達するた めのプローブ（Ｎ）を備え、前記衝撃手段（Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｆ，Ｍ）は、前記プロ ーブ（Ｎ）上に作用する力によって漸進的に装荷されるとともに、前記機械的衝 撃を加えるため急激に放出される位置エネルギー貯蔵手段（Ｈ，Ｉ）を備える請 求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. ５．前記位置エネルギー貯蔵手段は、ウエイト（Ｈ）と、該ウエイト（Ｈ）を持 ち上げるために前記プローブに連結された手段（Ｆ，Ｍ）と、持ち上げられた前 記ウエイト（Ｈ）を降下させる手段（Ｐ，Ｑ）とを備える請求項４記載の装置。
6. ６．前記位置エネルギー貯蔵手段（Ｈ，Ｉ）は、ばね（Ｉ）と、該ばね（Ｉ）に エネルギーを充填するために前記プローブ（Ｎ）に連結された手段と、前記ばね からエネルギーを解放する手段（Ｐ，Ｑ）とを備える請求項４又は５記載の装置 。
7. ７．前記プローブ（Ｎ）は前記変換手段（Ｂ）に固定され、前記衝撃手段（Ｈ， Ｉ，Ｆ，Ｍ）は前記衝撃を前記プローブ（Ｎ）から離れた側で前記変換手段（Ｃ ）に加えるように配置され、前記変換手段（Ｂ，Ｃ）が前記衝撃を前記プローブ （Ｎ）に伝達する請求項４〜６のいずれかに記載の装置。
8. ８．伸長形の本体（Ｅ）と、相対的に長手方向へ変位可能なように前記変換手段 （Ａ，Ｂ，Ｃ）を前記本体（Ｅ）に装着する手段と、前記衝撃手段（Ｈ，Ｉ，Ｊ ，Ｆ，Ｍ）から離れる方向へ前記変換手段（Ａ，Ｂ，Ｃ）の変位を付勢する弾性 手段（Ｇ）とを備え、前記衝撃手段（Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｆ，Ｍ）は、前記プローブ（ Ｎ）から離れた前記変換手段（Ａ，Ｂ，Ｃ）側において前記本体（Ｅ）に取着さ れるとともに、前記弾性手段（Ｇ）に対抗した変位が前記漸進的装荷を促進する ように前記変換手段に連結される請求項７記載の装置。
9. ９．前記衝撃手段は、前記本体（Ｅ）に変位可能に取着されたウエイト（Ｈ）と 、前記弾性手段（Ｇ）に対抗した前記変換手段（Ａ，Ｂ，Ｃ）の変位が前記ウエ イト（Ｈ）を持ち上げるように、前記変換手段（Ａ，Ｂ，Ｃ）に前記ウエイト（ Ｈ）を連結する変位手段（Ｆ，Ｍ）とを備える請求項８記載の装置。