JPH0694457A - 地下構造物の変位測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地下構造物の変位を高精度にかつ簡易に測定
すること。 【構成】 地下構造物２に沿って取り付けたパイプ１
と、パイプ１内に吊り込んだ変位測定用ターゲット３
と、パイプ１の上端に設置し、ターゲット３を視準する
鉛直器４とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構真柱や連続地中壁等
の地下構造物の変位測定、あるいは地盤の動態観測等に
使用する変位測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、建設業界は、労働者不足による工
事の遅延等の深刻な問題に直面している。この問題を解
決し、生産性をさらに向上するため、構造物の各部材の
ＰＣ化を図り、機械化施工を導入する方向の検討が進め
られている。構造物の地下工事は、上部構造に比較し
て、各部材のＰＣ化、機械化施工の導入が遅れている。
構造物のＰＣ化を行うためには、各部の施工精度を確保
することが必要条件となるが、自然堆積物である土を大
量に取り扱う地下工事では、困難な事項であった。そこ
でこれまでは、次のような方法で地下構造物の変位測定
を行い、施工システムにフィードバックして地下工事の
施工精度の確保を図っていた。 構真柱等の地下構造物の側面に高感度傾斜計を取り
付けて変位を測定する方法。 構真柱等の地表面下１０ｍ付近にフロート付きの糸
の端部を結び付け、泥水の表面にフロートを浮かせて鉛
直精度を測定する方法。 構真柱等の側面に下げ振りを取り付け、傾斜角を測
定する方法。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には、
次のような問題点が存在する。 ＜イ＞ の方法の場合は、傾斜計を取り付けるのが
Ｘ、Ｙ方向に１点ずつであるため、構真柱等の部分的な
傾斜を測定する可能性がある。また、現在市販されてい
る傾斜計の最高感度は0.00044rad程度で、１０ｍ間で
４．４mm、２０ｍ間で８．７mm程度の誤差が生じるた
め、測定精度が十分でない 。＜ロ＞ の方法にあっては、泥水の粘性が高いとフ
ロートが垂直に立ち上がらないことがあり、測定精度に
対する信頼性が低い。 ＜ハ＞ の方法は下げ振り設置の準備に手間取るとと
もに、掘削孔中に測定員が入らなければならないため、
安全性の点で問題がある。また風等の影響で下げ振りを
停止させることが難しく、測定精度に対する信頼性が低
い。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を解決するためになされたもので、高精度の測定
を簡易かつ安全に行うことができる地下構造物の変位測
定装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【本発明の目的】即ち、本発明は、地下構造物に沿っ
て、地下構造物の上下方向の軸線と平行に配設したパイ
プと、このパイプの上端に設置した鉛直器と、この鉛直
器から吊線により測定パイプ内に吊り込んだ変位測定用
ターゲットとよりなる、地下構造物の変位測定装置であ
る。さらに本発明は地下構造物に沿って、地下構造物の
軸線と平行に配設したパイプと、このパイプの上端に設
置したレーザ式の鉛直器と、この鉛直器から吊線により
測定パイプ内に吊り込んだ変位測定用ターゲットとと、
前記変位測定用ターゲット内に内蔵したＣＣＤカメラ
と、前記ＣＣＤカメラの情報を基に地下構造物の傾きを
測定する画像処理手段とよりなる、地下構造物の変位測
定装置である。

【０００６】

【実施例１】以下、図面を参照しながら、本発明の一実
施例について説明する。なお、以下の説明においては、
工期短縮のため最近頻繁に用いられている、逆打ち工事
の構真柱の施工精度の測定を例に挙げて説明する。

【０００７】＜イ＞測定パイプ（図１〜３） 測定パイプ１はＨ鋼等の構真柱２の軸方向に沿って配設
したパイプで、この測定パイプ１は分割した複数のパイ
プを接合しながら構真柱２に確実に取り付ける。 即
ち、前記測定パイプ１の接合部はソケット等を介して接
続し、さらに水密性を確保するために接合部を溶接して
処理する。また測定パイプ１は構真柱２に外装した角パ
イプ等の固定材１１によって拘束し、さらに固定材１１
と測定パイプ１とを溶接して接合する。尚、測定パイプ
１としては、１００mm角の軽量角パイプ等を使用でき
る。

【０００８】＜ロ＞ターゲット（図４、５） ターゲット３は挿入型傾斜計と同様の構造のもので、測
定パイプ１に内挿可能な函体３１を有し、函体３１は測
定パイプ１内を走行する複数のローラ３２（バネ付き、
バネ無し）を具備し、測定パイプ１の対向する２つの側
面と常に平行に保たれる。函体３１は天井を半透明な板
材で構成し、この函体３１の天板上にスケール３３を取
り付け、函体３１内にスケール３３を照らすための照明
３４を内蔵している。このターゲット３は、後述する鉛
直器から吊線３５によって、測定パイプ１内に吊り込ん
でセットする。

【０００９】＜ハ＞鉛直器（図１） 鉛直器４は上記のようにセットされたターゲット３のス
ケール３３を読み取る装置で、例えば地下測量や土木建
築現場での基準点を、鉛直方向に移動する際に使用する
通常の測器を使用する。この鉛直器４は測定パイプ１の
上端部に設置し、取付け位置の水平調整を行う。

【００１０】

【測定方法】次に構真柱２の変位測定方法について説明
する。

【００１１】＜イ＞構真柱の建込み準備（図６） 杭孔５を掘削して１次スライムを処理する。杭孔５の孔
壁を測定した後に杭孔５に鉄筋籠を建て込む。次に、２
次スライムの処理を行った後、杭孔５内にコンクリート
５１を打設すると共に、杭孔５の地上側に構真柱２の建
込み用の架台５２を配設する。

【００１２】＜ロ＞構真柱の建込み（図１） 構真柱２に上述したように測定装置を装備する。この構
真柱２の頭部の芯合わせをした後、構真柱２を杭孔５内
の所定の深度まで建て込む。なお、構真柱２の建て込み
作業は建込み用のヤットコ６を介して行い、また構真柱
２及び測定パイプ１の切り離し可能な連結部６１を地面
レベルの近傍に位置させる。

【００１３】＜ハ＞変位測定（図８、９） 構真柱２を建て込んだ後、鉛直器４によりターゲット３
のスケール３３を所要深度で読取り、構真柱２の変位測
定を行う。図８、９に、従来の下げ振りによる変位測定
結果の平均値と、本発明の装置を用いた変位測定結果の
平均値の比較を行ったグラフを示す。これによると、両
測定結果には、２．５〜３．０mmの差が見られ、下げ振
りの測定値には大きな変動が見られるのに対して、本発
明の変動量は微小である。また測定時間について比較す
るとは、４ポイント測定する時間で、下げ振りの場合は
４０分であるのに対して本発明では１５分であった。

【００１４】＜ニ＞構真柱の埋め戻し（図７） 測定終了後、架台５２を撤去し、埋戻し材７を投入して
１次埋め戻しを行い、ケーシングを撤去する。次に、ヤ
ットコ６を連結部６１から分断して撤去し、最後に２次
埋め戻しを行って、施工を終了する。尚、変位測定は構
真柱２の埋め戻し後に行ってもよい。

【００１５】

【実施例２】図１０から図１３は構真柱２の変位測定を
リアルタイムで行う他の実施例を示す。

【００１６】＜イ＞構成 図１０に示すように測定パイプ１の上端に鉛直器４をセ
ットし、測定パイプ１の下部にターゲット３を配設する
点は前記した実施例と同様であるが、本実施例では鉛直
器４としてレーザ光を鉛直、水平方向に発射し、水平に
対して±４度の範囲で安定な自動レベル機能を具備する
公知の鉛直方向レーザレベル装置を使用する点と、図１
２に示すようにターゲット３内にＣＣＤカメラ３５を追
加して収容した点が前記した実施例と相違する。ＣＣＤ
カメラ３５はスケール３３の目盛りとレーザ光の照射位
置の差を読み取るもので、このＣＣＤカメラ３５の情報
を地上の画像処理装置３６に送り、モニタ３７でカラー
表示する。

【００１７】＜ロ＞作用 測定装置を装着した構真柱２を建て起こし、構真柱２を
吊り下げた状態で、つぎの要領で構真柱２の鉛直精度を
測定する。すなわち、測定パイプ１内にターゲット３を
吊り下ろし、所定位置で鉛直器４からターゲット３へ向
けてレーザ光を照射する。ターゲット３内のＣＣＤカメ
ラ３５はスケール３３の目盛りとレーザ光の照射位置の
差を読み取る。ＣＣＤカメラ３５の情報は地上の画像処
理装置３６に送られモニタ３７に構真柱２の傾きとして
表示される。尚、構真柱２が風等により揺れる場合は、
地上にパソコンを加えて画像処理を行って揺れの影響を
回避する。また構真柱２の傾きが許容値を越えている場
合は、構真柱２の上部に予め配備しておいた垂直修正装
置で以て構真柱２の傾きを修正する。構真柱２の傾きが
許容値以内であれば、構真柱２の頭部の芯合わせをした
後、杭孔５内の所定の深度まで建て込む。測定装置は杭
孔５の埋め戻し前に回収する。尚、図１３に示すように
構真柱２に一対の溝付きの受具２１を構真柱２の軸方向
に一定間隔を隔てて固着すると共に、測定パイプ１の両
側面に受具２１に内挿可能な一対の係止板１２を固着し
ておけば、各一対の受具２１に係止板１２を嵌合させる
ことで、構真柱２への測定パイプ１の取り付け構造を簡
略化できる。

【００１８】

【本発明の効果】本発明は以上説明したようになるた
め、次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞ 本発明は測定パイプ内にターゲットを収納して
自由振動の発生を抑止できる。そのため、測定値のバラ
ツキが減少し測定精度の向上を図ることができる。

【００１９】＜ロ＞ 下げ振りによる測定は、下げ振り
の停止に時間を要するとともに、測定位置まで作業員が
降りていく必要があるため、測定に長時間を要するが、
本発明では、測定パイプ内にターゲットを降下させ、鉛
直器で測定するだけの簡単な操作で済むため、測定時間
の短縮を図ることができ、また作業の安全性を確保する
ことができる。

【００２０】＜ハ＞ 従来の下げ振り測定方法では、傾
きを測定できるのは構真柱の埋め戻しをする直前までで
あり、埋め戻し後の測定は不可能であった。本発明は測
定パイプ内にターゲットを収納してあるため埋め戻し後
でも測定が可能であり、柔軟な測定作業が可能となる。

【００２１】＜ニ＞ ターゲット内にＣＣＤカメラを収
容し、地上に画像処理装置等を配備すると、リアルタイ
ムで変位量を把握できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１に係る変位測定方法の概念図

【図２】 測定パイプの平面図

【図３】 測定パイプの側面図

【図４】 ターゲットの平面図

【図５】 ターゲットの側面図

【図６】 構真柱建込み前の施工工程の説明図

【図７】 構真柱建込み完了状態の説明図

【図８】 実験結果（Ｘ方向）を示す説明図

【図９】 実験結果（Ｙ方向）を示す説明図

【図１０】 実施例２に係る変位測定方法の概念図

【図１１】 ターゲットの平面図

【図１２】 ターゲットの側面図

【図１３】 測定パイプの他の連結構造の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本岡 功成 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下構造物に沿って、地下構造物の軸線
   と平行に配設したパイプと、 このパイプの上端に設置した鉛直器と、 この鉛直器から吊線により測定パイプ内に吊り込んだ変
   位測定用ターゲットとよりなる、 地下構造物の変位測定装置。
2. 【請求項２】 地下構造物に沿って、地下構造物の軸線
   と平行に配設したパイプと、 このパイプの上端に設置したレーザ式の鉛直器と、 この鉛直器から吊線により測定パイプ内に吊り込んだ変
   位測定用ターゲットとと、 前記変位測定用ターゲット内に内蔵したＣＣＤカメラ
   と、 前記ＣＣＤカメラの情報を基に地下構造物の傾きを測定
   する画像処理手段とよりなる、 地下構造物の変位測定装置。