地盤内層別鉛直水平変位測定装置

【課題】
１つの孔でセッティングできる水平／鉛直成分の測定を行える装置を提供することにある。
【解決手段】内管と外管を有し、内管に傾斜計を内臓するとともに、内管と外管相互の軸方向変位を検出する変位センサを設け、外管外周部には孔内壁に把持固着するアンカ部を設けるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤内の所定深度点の沈下、隆起等の鉛直方向変位と、水平方向変位を１孔内で測定する地盤内層別鉛直水平変位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤内の所定深度の鉛直方向変位の測定は層別沈下計と呼ばれる測定器が一般に使用されている。孔壁の各所定深度に把持固着する水圧アンカを設け、各水圧アンカから地上に延びたロット端部の上下変位を実測するという手法がとられていた。また、地盤内の水平変位は通常多段式傾斜計と呼ばれ、孔内にパイプ等を埋設し、このパイプ内に複数の傾斜計を設けてなる測定器がある。１区間毎の傾斜を各傾斜計にて水平変位量に換算累積するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記
【背景技術】
で述べた手法は、鉛直変位と水平変位の測定をいずれも個別に行うことを前提としている。すなわち、鉛直と水平成分はそれぞれ別個の孔を必要とし、工事コストが高くなるという問題点を抱えていた。
【０００４】
また、上記事情から鉛直変位点と水平変位点とを平面的に同一点にとることは不可能であり、これにより水平変位量が鉛直変位による影響で測定値誤差（図５参照）が発生しても補正することができないという不具合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、外周にフリクションカット材を施すとともに地盤孔内にて孔内壁を把持固着するアンカ部を設けた外管と、外管内に設けられ傾斜計を内臓して最下端部を不動点に位置する内管と、上記内管と外管との軸方向相対変位量を検出する変位センサとから本体を構成し、この本体を複数連結して、所定地盤の深度毎の各測点を測定できるようにした。また、上記変位センサを内管、外管いずれか一方に設けられたスリーブと、他方に設けられスリーブ内に位置するプローブとからなるスリーブセンサ構造とした。さらには、変位センサを内管、外管いずれか一方に検出ヘッドを設け、他方に発磁体を設けた磁気センサ構造とした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、地盤の沈下、隆起（鉛直方向の変位）の測定と水平方向変位の測定を一孔内にて行えることから、従来成し得なかったこれら各成分を同一孔内にて同時自動記録することが可能となる。さらには工事コストを著しく削減することができる。また、従来異なった位置で水平方向変位と鉛直方向変位をみかけ上同一点とみなしていた手法では得られえなかった実質同一点データを得られるとともに、鉛直成分による水平成分の影響値、水平成分による鉛直成分の影響値を理論的に得られるため、確実に補正を採って、真の値をデータとして得ることができるという実用的な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
測定対象となる地盤に削孔した孔中に本発明による地盤内層別鉛直水平変位測定装置をセッティングすると、地盤の挙動に伴って次のような作用をなす。
▲１▼地盤が沈下または隆起すると、地盤に固着したアンカ部がこれにともなって変動する。すなわち、アンカ部が設けられている外管部が内管に対して相対的に軸方向に変位する。この変位量を外管と内管との間に係設された変位センサが捕らえ検知し出力する。
【０００８】
▲２▼また、地盤が水平変位すると、その発生部に対応位置する外管が変位する。これにともなって、充填材を介して内管が変位する。内管内に内臓された傾斜計が各本体毎の傾斜角度を検出し、すなわち、各本体毎の水平変位量として出力する。
【実施例】
【０００９】
本発明の一実施例を図１〜図４を参照しながら説明する。図中１は可撓性材料たとえば樹脂パイプからなる外管であり、その外周には中間部にアンカ部たとえば水圧アンカ２が設けられているとともに、フリクションカット材３が施されている。さらに外管１内には同軸方向に可撓性材料たとえば樹脂パイプからなる内管４が位置し、この内管４内の中間部には傾斜計５および磁石部６が固定されている。外管１の内壁には上記磁石部６に対応位置して磁気センサ７が設けられている。この磁気センサ７はたとえば過飽和磁気センサを用い、磁石との距離に係わる磁界強度を検知して出力するようになっている。磁石部６と磁気センサ７とは本発明における変位センサ８の一例を構成するものである。また、外管１と内管４の間隙にはたとえば後述する地盤９の変位に追従するようにペレット等で混和調整されたモルタル等の充填材１０が充填されている。
【００１０】
上記のような構造を装置本体１１と呼び、この装置本体１１は地盤９に削孔された孔１２内に複数連結された状態で挿入されている。そして、最下段の装置本体１１の内管４下端部は孔１２底部に固定され、この位置は不動点（理論的に動きの発生し得ない位置）としている。また、孔１２と外管１の間隙にも上記充填材１０が充填されている。水圧アンカ２は地上に端末を位置する加圧チューブ１３を有し、この加圧チューブ１３の端末から水圧ポンプにより加圧することで、図３に示すように孔１３内壁を把持固着するようになっている。
【００１１】
第２図は装置本体１１の詳細図である。図中１４は外管１をジョイントする外管用ソケットであり、１５は内管４をジョイントする内管用ソケットでる。
磁気センサ７の信号ケーブルは内管４内を通って、また傾斜計５の信号ケーブルは外管１中を通ってそれぞれ地上に導出されるようになっている。
【００１２】
このようにして、構成された地盤内層別鉛直水平変位測定装置の作用状況を次に説明する。図１のように地盤９に設けられた孔１２内に装置本体１１を複数連結してなる本発明による地盤内層別鉛直水平変位測定装置を挿入セットする。孔１２の開口部には固定治具１６により地盤内層別鉛直水平変位測定装置内の最上段の装置本体１１の内管４上端部が固着されている。地上に送出した加圧チューブ１３の末端に図示しない水圧ポンプをジョイントして順次各水圧アンカ２・・・を開いていく。これにより、各水圧アンカ２・・・は各装置本体１１・・・の外管１を地盤９の内壁に把持固着するものである。図中１に示すように地盤９の地層が矢印Ａ方向に変位すると、対応位置する装置本体１１の外管１が押圧され、さらに充填材１０を介して内管４が変形する（図１に点線で示す）。
【００１３】
すなわち、傾斜計５が傾いて、データを出力し、地盤９上に信号ケーブルを介して送られる。ここでは、装置本体１１の動きだけを述べたが、実際的には各装置本体１１・・・の傾きが各傾斜計５・・・によって連続的に捕らえられる。すなわち、図４のように各傾斜計５・・・により各装置本体１１の傾斜出力（ａ°〜ｄ°を得られ、これを変位量に換算（ａｌ〜ｄｌ）するようになっている。次に図１に示す地盤９の地層が矢印Ｂ方向に沈下した場合、これにともなって水圧アンカ２は矢印Ｂ方向に沈下する。すると、水圧アンカ２が固定されている外管１も追従する。外管１の内壁に設けられた磁気センサ７が磁石部６に対して鉛直方向（下方向）に相対変位する。すると、磁気センサ７がその相対距離を検知し、データを出力し、同様に各磁気センサ７・・・と磁石部６・・・相互間の沈下、隆起量を連続的に測定することができる。
【００１４】
本実施例では地盤内層別鉛直水平変位測定装置の最下端部を不動点としたが、本発明によれば、最上端部を孔１２底部に固定し、ここを不動点とすることもできることは勿論である。また、本実施例では変位計８を磁石部６と磁気センサ７との構成によるものとしたが、これに限定されることなく、たとえば、外管１内にスリーブ部を設け、内管４にスリーブ部内を軸方向に摺動位置する鉄芯部を設けてなる、所謂スリーブ式センサとし、外管１と内管４との軸方向相対変位を出力する構造等種々のセンサを採用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】縦断面図
【図２】詳細説明図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で断面したアンカ部（水圧アンカ）の説明図
【図４】作用説明図
【図５】作用説明図
【符号の説明】
【００１６】
１・・外管
２・・水圧アンカ（アンカ部）
３・・フリクションカット材
４・・内管
５・・傾斜計
６・・磁石部
７・・磁気センサ
８・・変位センサ
９・・地盤
１０・充填材
１１・装置本体
１２・孔
１３・加圧チューブ
１４・外管用ソケット
１５・内管用ソケット
１６・固定治具

【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にフリクションカット材を施すとともに地盤孔内にて孔内壁を把持固着するアンカ部を設けた外管と、外管内に設けられ傾斜計を内臓して最下端部を不動点に位置する内管と、上記内管と外管の軸方向相対変位量を検出する変位センサとから本体を構成し、この本体を複数連結して、所定地盤の深度毎の各測点を測定できるようにしたことを特徴とする地盤内層別鉛直水平測定装置。
【請求項２】
変位センサを内管、外管いずれか一方に設けられたスリーブと、他方に設けられスリーブ内に位置するプローブとからなるスリーブセンサ構造とした上記請求項１の地盤内層別鉛直水平測定装置。
【請求項３】
変位センサを内管、外管いずれか一方に検出ヘッドを設け、他方に発磁体を設けた磁気センサ構造とした上記請求項１の地盤内層別鉛直水平測定装置。

【図１】