JPH09145303A - 中空既設杭の変形測定方法および測定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空既設杭の変形量および深度方向の変形分
布等を測定できるようする。 【解決手段】 中空の既設杭Ｋの内部にロッド状の測定
治具１を挿入し、治具１の上下端の接触プレート５を、
既設杭Ｋの内周面Ｋａの周方向同一位置で且つ上下に離
間した２点に接触させ、治具１を既設杭Ｋ内部で深さ方
向に移動させて、治具１の深さ方向の位置と治具１の鉛
直線に対する傾斜角度との関係を計測することにより、
既設杭Ｋの変形を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震等の影響によ
る中空既設杭の変形測定方法および測定治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震により建物や橋梁などの構造物が被
害を受けた場合、これら構造物は上部構造のみならず、
基礎や杭も損傷している可能性がある。基礎は上部構造
に比べて調査が難しく、被害の程度を明らかにしにく
い。基礎の損傷の可能性は解析上からでも指摘できる
が、基礎、特に実際の杭の損傷の程度が明確にならない
と、基礎の補修や構造物の建て替えなどの判断ができな
いのが現状である。

【０００３】杭の調査は、全長を掘り起こして表面の状
態の観察を行ったり、変形状況を測定するのが最上であ
るが、費用や工期、掘り起こしの困難さなどから実施さ
れることは少ない。

【０００４】通常、杭の調査でよく行われているのは、
（１）杭頭のみ掘り起こしての杭頭観察、（２）杭内部
のボアホールカメラによる観察、（３）杭頭を軽打して
その反射波を測定する非破壊検査などである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、（１）の杭頭
のみ掘り起こして杭頭観察する方法は、杭頭のみの調査
であり、杭全長にわたる状況は把握できない。また、
（２）の杭内部のボアホールカメラによる観察、および
（３）の杭頭を軽打してその反射波を測定する非破壊検
査は、杭に発生したクラックの幅が大きな場合には有効
であるが、微小なクラックは発見できないことが多い。
また、（２）、（３）の方法でも杭全体の応力状況な
ど、定量的な情報は得られない。このように、杭全体の
健全性あるいは損傷の状態をうまく調査する有効な方法
が従来はなかった。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮し、中空既設杭
の変形量および深度方向の変形分布等を測定できるよう
する中空既設杭の変形測定方法およびその測定治具を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による中
空既設杭の変形測定方法は、中空の既設杭の内部にロッ
ドを挿入し、ロッドの上下端を既設杭の内周面の周方向
同一位置で且つ上下に離間した２点に接触させ、ロッド
を既設杭内部で深さ方向に移動させて、ロッドの深さ方
向の位置とロッドの鉛直線に対する傾斜角度との関係を
計測することにより、既設杭の変形を測定することを特
徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、既
設杭の周方向に１８０度離間した２箇所で前記傾斜角度
を測定し、その平均値を測定値とすることを特徴とす
る。

【０００９】請求項３の発明による中空既設杭の変形測
定治具は、中空の既設杭の内部に挿入されるロッドと、
ロッドの上端と下端に設けられ既設杭の内周面の周方向
同位置で上下に離間した２点に接触する接触部と、上下
の接触部を既設杭の内周面に押し付ける付勢部材と、上
下の接触部が既設杭の内周面に接触したときのロッドの
鉛直線に対する傾斜角度を計測する傾斜計とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施例の測定治具１
を示す。この治具１は、測定対象の中空既設杭Ｋの全長
に比較して十分に小さい適当長さのロッド３を有する。
ロッド３は角パイプでできており、図（ａ）に示すよう
に、その上端と下端には、ロッド３の長さ方向と直交す
る方向に張り出した接触プレート５が取り付けられてい
る。接触プレート５は、ロッド３の上端および下端にそ
れぞれ２枚ずつ上下対象に配置されており、本実施例で
は上下端の各２枚の接触プレート５、５は互いに直交す
る関係、例えば一方を南北方向に合わせると、他方が東
西方向に向くような関係で取り付けられている。ただ
し、２枚の接触プレート５、５は必ずしも直交させるこ
とはなく、それらのなす角度は１８０度以内であれば任
意である。

【００１１】各接触プレート５の先端は、杭Ｋの内周面
に鉛直姿勢で接触する接触部５ａとなっており、上下の
接触部５ａ間の距離は、ここでは１ｍに設定されてい
る。また、接触プレート５を取り付けた側と反対側のロ
ッド３の側面には板バネ（付勢部材）７が取り付けられ
ている。板バネ７は上下端がロッド３の上下端に固定さ
れ、外方に凸に湾曲した部分が杭Ｋの内周面Ｋａに接触
するようになっている。図（ｂ）に示すように、上下の
各２枚の接触プレート５、５の挟角の２等分線の延長上
に板バネ７は配置され、板バネ７が杭Ｋの内周面Ｋａに
突っ張ることで、反対側にある接触プレート５の接触部
５ａが杭Ｋの内周面Ｋａに確実に押し付けられるように
なっている。

【００１２】また、ロッド３の内部には、鉛直線に対す
るロッド３の傾斜角度を測定する２台の傾斜計１０Ａ、
１０Ｂが取り付けられている。２台の傾斜計１０Ａ、１
０Ｂは、任意の２方向、ここでは互いに直交するＸ軸方
向とＹ軸方向の傾斜を測定することができる。

【００１３】その他に、ロッド３の上端には自在継手１
２を介して継ぎ棒１４が連結され、継ぎ棒１４にはワイ
ヤロープを引っ掛けるためのフック１５が設けられてい
る。さらに、継ぎ棒１４の上端には、継ぎ足し棒１６を
順次接続できるようになっている。

【００１４】この測定治具１を用いて測定する場合、治
具１を既設杭Ｋの内部に杭頭から挿入し、回転しないよ
うに保持した状態で、治具１を継ぎ足し棒１６でつなぎ
ながら深度方向に１ｍピッチで移動する。そうすると、
板バネ７の作用により、上下の接触プレート５が杭Ｋの
内周面Ｋａの、周方向同位置で且つ上下に離間した２点
に接触する。この場合、接触部５ａ間の間隔は１ｍに設
定されているので、接触プレート５を杭内周面Ｋａに接
触させながら、傾斜計１０Ａ、１０Ｂでロッド３の傾斜
角度を測定することにより、深度方向１ｍの区間の杭Ｋ
の傾斜角（変形角）を順次測定することができる。

【００１５】そして、測定した結果、図２に示すような
杭の深度方向の位置と変形角の関係を得ることができ
る。この場合、実測量は変形角であり、変形角を積分す
ることにより、図３に示すような深度と変形量の関係を
得ることができる。この図は、杭頭を基準にした水平変
位量を示している。また、変形角を微分することにより
曲げモーメントも算出できる。従って、杭全長にわたる
変形分布や応力状況を知ることが可能になる。

【００１６】また、本実施例では、治具１に測定方向の
異なる２台の傾斜計を取り付けているので、例えば東西
方向と南北方向の変形角を同時に測定することができ
る。ただし、傾斜計１は１台のみでも勿論良く、その場
合、測定対称の方向に傾斜計の測定方向が合致するよう
に治具１の向きを適宜変更すれば良い。

【００１７】また、測定精度の向上のため、ある特定の
周方向０度の位置と反転した１８０度の位置についてデ
ータを取り、その平均値を最終測定値とすることによ
り、誤差の打ち消しを図ることもできる。

【００１８】図４は２台の傾斜計１０Ａ、１０Ｂのデー
タで求めた変形量をそれぞれ示したものであり、破線は
０度と反転した１８０度の測定値、実線はそれらの平均
値を示している。この図から明らかなように、反転しな
い測定値のみで変形量を決めると数ミリ程度の誤差が生
じる可能性があり、反転した測定値の平均を求めるとそ
の誤差を解消でき、測定精度が上がる。

【００１９】なお、上下の接触プレート５の間隔を変え
ることにより、５０ｃｍ間隔や、２ｍ間隔等、任意の区
間の変形角も測定できる。また、接触プレート５や板バ
ネ７の大きさや取り付け位置を変えることにより、通常
使用されている既設杭のいずれにも測定可能とすること
ができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、既設杭の深さと傾斜角度の関係を測定するよう
にしたので、杭全長の変形性状を明らかにすることがで
き、杭の変形量および杭の応力状態なども定量的に把握
することができる。特に、請求項２の発明のように、周
方向に１８０度離間した位置の測定結果の平均値を最終
測定値とすることにより、測定精度を高めることができ
る。

【００２１】また、請求項３の発明の測定治具を用いた
場合、付勢部材によって接触部を杭内周面に確実に押し
付けることができるので、測定精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の測定治具の構成図で、
（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断
面図である。

【図２】同測定治具を用いて測定した結果得られた杭の
深度と変形角の関係を示す特性図である。

【図３】図２のデータを積分して得られた、杭の深度と
変位量の関係を示す特性図である。

【図４】前記測定治具の各傾斜計によって得られた結果
に基づいて求めた杭の深度と水平変位（変形量）の関係
を示す特性図である。

【符号の説明】

Ｋ 中空の既設杭 Ｋａ 内周面 １ 測定治具 ３ ロッド ５ａ 接触部 ７ 板バネ（付勢部材） １０Ａ，１０Ｂ 傾斜計

フロントページの続き (72)発明者 谷口 勝利 東京都大田区東馬込１ー７ー５ 株式会社 自動制御技術研究所内 (72)発明者 下嶋 一幸 大阪府箕面市如意谷一丁目２番７号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の既設杭の内部にロッドを挿入し、
   該ロッドの上下端を前記既設杭の内周面の周方向同一位
   置で且つ上下に離間した２点に接触させ、該ロッドを既
   設杭内部で深さ方向に移動させて、該ロッドの深さ方向
   の位置とロッドの鉛直線に対する傾斜角度との関係を計
   測することにより、既設杭の変形を測定することを特徴
   とする中空既設杭の変形測定方法。
2. 【請求項２】 前記既設杭の周方向に１８０度離間した
   ２箇所で前記傾斜角度を測定し、その平均値を測定値と
   することを特徴とする請求項１記載の中空既設杭の変形
   測定方法。
3. 【請求項３】 中空の既設杭の内部に挿入されるロッド
   と、 ロッドの上端と下端に設けられ既設杭の内周面の周方向
   同位置で上下に離間した２点に接触する接触部と、 前記上下の接触部を既設杭の内周面に押し付ける付勢部
   材と、 前記上下の接触部が既設杭の内周面に接触したときの前
   記ロッドの鉛直線に対する傾斜角度を計測する傾斜計と
   を備えたことを特徴とする中空既設杭の変形測定治具。