JPH03152420A - 地盤の変動測定装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、電流磁気効果を利用して地盤内部の沈下お
よび隆起の変位量を迅速に測定する方法およびその装置
に関するものである。

〈従来の技術〉 海上埋立工事の埋立て土砂による圧密や地下工事におけ
る地中掘削や地下水の排水等により、地盤内部の地層に
は沈下や隆起現象が発生し、これが徐々に地上へと波及
して地上構造物への悪影響や道路等の陥没事故を招来し
ている。このことにより、最近では地盤の沈下、隆起の
管理を地表で管理するのではなく地盤内部の地層中で早
期に沈下や隆起の発生を把握し、地上への影響を防止で
きる測定方法や装置が種々開発されている。このような
地盤の深度別、１ｉ別の変動を定量的に且つ精密に測定
する方法や装置としては、特開昭５９１９５１２２号公
報や実開昭６３−１９３３０４号公報に開示されている
。

第５図は、前記先行技術である深度別１層別の変動を測
定する方法の一例を示しており、地上から地盤内に垂直
な孔を掘削し、孔壁を保護するために筒状の探孔管を設
置する。深孔管内の任意の深さの所で磁気発生体である
沈下素子を、沈下素子打込装置により側壁面を打ち破っ
て地中に埋設する。地中に打ち込まれた沈下素子はその
位置の地層の変動と共に移動する。この沈下素子の深さ
を測定するには、磁気センサー等の磁気検出手段を備え
た検出プローブをケーブルにより深孔管内に下ろしてい
（。前記検出プローブが沈下素子位置にくると、磁電変
換素子に電圧が発生しケーブルを経て地上に伝達される
。この電圧が発生した時のケーブルの繰り出し長さを測
定することにより、地表から検出プローブすなわち沈下
素子の深さが測定できる。このように沈下素子の深さを
定期的に測定することにより沈下素子の埋設位置すなわ
ち地層の変動を測定することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように従来技術は、予め地層に貫入、埋設した沈下
素子の位置を、深孔管内を上下方向に移動する検出プロ
ーブにより検出して、その位置を間接的に測長すること
により計測しているが、測定の度に計測器を搬入し、設
置して計測作業を行う必要があり、計測器の搬入、設置
、計測、撤去。

保管等の作業が伴い、現場の監督者にとってはかなりの
負担となっているのが現状である。特に地下掘削やシー
ルド、推進作業においては３作業が昼夜連続して行われ
ることが多く１作業の進行に応じて計測作業も昼夜に亘
ることか多くなり２２〜６時間おきに昼夜連続して計測
することもあり。

このような場合に監督者は、主である掘削、シールド、
推進業務の他に頻繁な計測業務も行わなければならなく
、大きな負担となっている。

く問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決するために１本発明の請求項１記載の
地盤の変動測定方法は、地盤に掘削した測定孔に設置し
た探孔管の側壁外部の地盤中に磁気発生体である沈下素
子を埋設しておき、深孔管内の磁気センサーと前記沈下
素子との変位量に相当する電気量を信号として取り出す
ことにより、沈下素子の位置を検知して、沈下素子の埋
設位置における地盤の変動を測定する方法において、任
意の位置に埋設される沈下素子の位置に対応して複数個
の磁気センサーを深孔管内の側壁面に固着して用いるも
のである。

このようにして、探孔管の内側より所定の深さの位置に
打設して埋設した磁気発生体である沈下素子の上下位置
に、複数個磁気センサーを探孔管内壁面に固着し設置す
ることにより、沈下素子とそれぞれの磁気センサーとの
相対変位量に相当する電気量を信号として取り出すこと
により、沈下素子の変化を地上にて検知することができ
る。

請求項２記載のその装置は、地盤に掘削した測定孔に設
置した探孔管の側壁外部の地盤中に埋設される磁気発生
体である沈下素子と、該沈下素子の埋設された位置に対
応して探孔管内壁に固着された複数個の磁気センサーと
、沈下素子とそれぞれの磁気センサーとの相対変位量に
相当する電気量を信号として取り出し沈下素子の変化を
検知する手段とを備えたものである。

磁気発生体である沈下素子としては１円柱状の永久磁石
が使用され、沈下素子を地盤へ設置する装置しては、沈
下素子を設置する深さの探孔管内壁面に、予め沈下素子
を装備した打込みシリンダーを固止して測定孔へ探孔管
を挿入し設置する。設置が完了すると地上側より打込み
シリンダーへ圧縮空気を供給し、沈下素子を地中へ打設
する。さらに、沈下素子位置を検知する磁気センサーは
。

沈下素子設置位置の上下の探孔管内壁面に予め地上にて
固着され設置されている。このように沈下素子は地層の
変動と共に移動を行い、沈下素子を挟んだ上下の磁気セ
ンサーとの相対位置による電位差を検知することにより
沈下素子の挙動を把握することができる。

〈作　用〉 磁気検出手段である複数個の磁気センサーを保孔管内壁
面に固着して設置し、沈下素子との相対位置による電圧
差により、沈下素子の位置を地上において検知すること
ができ、磁気検出手段である検出器を探孔管内に挿入し
て測定することなく。

常に沈下素子を埋設した地層の挙動を把握することがで
きる。探孔管に固着する磁気センサーは。

想定される沈下および隆起量に応じて、沈下素子を中心
として上下対称に等間隔で想定沈下および隆起量分だけ
固着することにより、地層の沈下および隆起の状況を確
実に検知することができる。

〈実　施　例〉 本発明による一実施例を図面を参考にしながら説明する
。

第１図は１本発明による地盤の変動測定装置の全体図で
ある。地上において長尺の探孔管２０と保孔管継手２１
を交互に接続した後、予め掘削されているポーリング孔
に挿入して地中に設置する。

この時、保孔管継手２１の取り付は位置は、磁気発生体
である沈下素子３の圧入位置となるように長尺の探孔管
２０長を調整して接続される。設置する探孔管２０の最
下端は、探孔管２０が沈下しないように強固な支持地盤
に固定する。

保孔管継手２１には第２図に示すように、保孔管継手２
１の長さ方向のほぼ中央に、シリンダー４の後端を保孔
管継手２１の内壁に固着して取り付ける。該シリンダー
４の内部にはスペーサー１９および沈下素子３を内蔵で
きる打込み孔が設けられており、スペーサー１９の外周
部には打込み孔との気密性を保つためにＯリング５が陥
設されている。さらに、シリンダー４の後端部には、打
込み孔に空気圧を供給する配管材６−１．６−２が接続
されている。沈下素子３の打設方向の採乳管継手２１部
には、第２図に示すように沈下素子３の打設位置に開口
部Ａが設けられている。

沈下素子３の中心より、上下にＬだけ離れた位置には磁
気センサー１．２が固着されている。該磁気センサー１
，２は、引き出し線端束とともに樹脂１６により保護さ
れている。

探孔管２０と保孔管継手２１の連続管の設置が完了する
と沈下素子３の地層への打ち込み作業が開始される。沈
下素子３の打ち込み状況を第１図により説明すると、ま
ず、上部のシリンダー４の配管材６−２先端のカップリ
ング７−１と空気供給源１１側のカップリング８とを接
続する。次に空気供給源１１の起動により圧縮空気を発
生させ。

減圧弁１０により空気圧を調整した後、圧縮空気は配管
材６−１を通り、シリンダー４の打込み孔径端に供給さ
れる。圧縮空気圧は、空気供給源１１側に設けた圧力計
９−１．９−２により管理される。シリンダー４内の打
込み孔に供給された圧縮空気により、スペーサ−１９後
端面は加圧され。

沈下素子３とスペーサー１９は前方へと押し出される。

沈下素子３後方のスペーサー１９は、圧縮空気によりＯ
リング５がシリンダー４内の打込み孔外に出るまで前方
に移動するため、スペーサー１９の前部に設置した沈下
素子３は、確実に地層内に圧入されている。この時、圧
縮空気は地中に開放されるため、空気圧は急激に低下す
る。このためオリフィス２２前部の圧力計９−１は、圧
力降下のために圧力計９−２の圧力に比較して大幅に降
下するため、地上にて沈下素子３の打ち込みが完了した
ことを確認することが出来る。上部沈下素子３の打ち込
みが完了すると、上部シリンダー４の配管材６−１先端
のカップリング７−１を取り外し、下部シリンダー４の
配管材６−２先端のカップリング７−２を、空気供給源
１１側のカップリング８に接続して、以下、上記の方法
にて沈下素子は地層内に圧入される。

沈下素子３の変位を検知する磁気センサー１．２として
本実施例では、磁電変換素子（以下磁気センサーという
）を用いた場合について説明をする。

磁気センサー１，２からの信号は、ケーブル１２を介し
てコネクタ１３に至り、チエッカ１５側のコネクタ１４
に測定をする側のコネクタ１３を接続することにより、
測定点の位置の磁気センサー１．２と沈下素子３との相
対位置、即ち地層の変位がチエッカ１５に表示される。

同様にして他の測定をする位置のコネクタ１３を接続替
えすることにより、他の測定点の地層の変位を表示する
ことができる。

測定回路は、第３図に示すように沈下素子３が磁気セン
サー１と２の中間点（第２図参照）にあるときは、磁気
センサー１に発生する電圧＋ｅと。

磁気センサー２に発生する電圧−Ｃは、第４図にに示す
ように逆極性の同電圧であることがら零電圧となる。今
、沈下素子３が地層と共に下方に沈下し、下部磁気セン
サー２に接近した時は、該磁気センサー２に発生する電
圧−ｅは増大し、上部磁気センサー１に発生する電圧＋
ｅは減少するので、その電圧差が増幅器１７に送られ、
増幅された出力によって電流計１８を一方向に振らせる
。

地層の沈下が進行すると沈下素子３は、さらに下部磁気
センサー２に接近するため、電流計１８の一方向への振
れは大きくなる。

逆に地層の隆起の場合は、電流計１８の振れは沈下の場
合と逆の子方向となるので、地層の変位量とその方向を
知ることができる。

本実施例においては、計測する各測点のケーブル１２の
コネクタ１３を、コネクタ１４に接続して計測を行って
いるが、全測点数分のケーブル１２を接続しておき、任
意の沈下、隆起量ごとに地上の監視場所にランプ表示し
たり、また、限界点を越えたときにはアラーム出力する
ことにより、省力化が図れる。また１本実施例では沈下
素子の圧入方法として、圧縮空気を使用する事を例示し
ているが、従来技術である油圧機構を用いることも可能
である。

一般に磁気センサーである磁電変換素子は、温度依存性
が大きく、これにより変換電圧が変化して測定誤差の原
因となるが、第３図に示すように磁電変換素子が、変換
電圧の温度ドリフトが大きい特性のものであっても、同
特性の磁電変換素子をブリッジ接続することにより、こ
れをキャンセルさせることができるので高精度の測定が
可能となる。

〈発明の効果〉 本発明による地盤の変動測定方法およびその装置によれ
ば下記の効果がある。

（１）、地上において各沈下素子の位置を順次容易に測
定することができ、測定時間の短縮が可能となり、早期
に地中の変動状況を把握することができ。

地上の構造物等や地中の重要な埋設物等に対する防止対
策が迅速に行える。

（２）、測定方法や装置が非常に簡単になり、測定器の
運搬、測定作業、保管管理が容易になり、また経済的で
ある。

（３）、沈下素子を直接的に測定できるため１間接的な
機構部分の誤差がなくなり高精度の測定を可能とした。

（４）、ランプ機構やアラーム機構を付加することによ
り、常時、誰でも地層の変動について管理することが可
能となり専任者を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明による実施例を示す全体図。 第２図は、深孔管継手部の磁気センサー設置状態を示す
詳細図。第３図は、測定回路図。第４図は。 変位−出力特性曲線。第５図は、従来技術である地盤変
動方法を示す全体図。 なお１図中２２は磁気検出プローブ。２３は測定器。２
３は長尺体孔管を示す。 第 ！ 図 第 図 バ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、地盤に掘削した測定孔に設置した保孔管の側壁
   外部の地盤中に磁気発生体である沈下素子を埋設してお
   き、保孔管内の磁気センサーと前記沈下素子との変位量
   に相当する電気量を信号として取り出すことにより、沈
   下素子の位置を検知して、沈下素子の埋設位置における
   地盤の変動を測定する方法において、任意の位置に埋設
   される沈下素子の位置に対応して複数個の磁気センサー
   を保孔管内の側壁面に固着することを特徴とする地盤の
   変動測定方法。
2. （２）、地盤に掘削した測定孔に設置した保孔管の側壁
   外部の地盤中に埋設される磁気発生体である沈下素子と
   、該沈下素子の埋設された位置に対応して保孔管内壁に
   固着された複数個の磁気センサーと、沈下素子とそれぞ
   れの磁気センサーとの相対変位量に相当する電気量を信
   号として取り出し沈下素子の変化を検知する測定手段よ
   りなることを特徴とする地盤の変動測定装置。