JPH03251717A - 建造物の沈下量測定方法及びその測定装置 - 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〕 本発明は、建造物の沈下量、より詳しくは不同沈下量を
測定する測定方法及びその測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、建造物に部分的に異なった沈下を生じる不同
沈下量を測定し、構築時における地盤耐力の確認や建造
物の安全性をｉ！認するようにしている。

この不同沈下量の測定には、基板に取り付けた水平ガラ
ス管内の封入気泡の変位量から検知するレベル計方式に
よるものと、第１１図（Ａ）に示すように、地盤にポー
リング孔１０１を穿設し、その下方と中間部との側壁に
アンカー装置ｔ１０２、１０３を固設する。そして、中
間部のアンカー装置１０３に外側パイプ１０４を立設す
るとともに、このパイプ１０４を挿通する内側パイプ１
０５を下方のアンカー装置１０２に取り付ける一方、地
表面に設けた基準点１０６にダイヤルゲージ用のスタン
ド１０７を設け、これに取り付けたダイヤルゲージ１０
８．１０８を、それぞれ内側パイプ１０５と外側パイプ
１０４との上端に接触させ、両ダイヤルゲージ１０Ｂ、
１０８の変位量から沈下量を検知する鉛直変位型測定計
器や、同図（Ｂ）に示すように、大地に設けた基準点１
１０と測定点１１１にスケール１０９．１０９を立設す
るとともに、これらにＵ字状のビニール管１１２を取り
付けて水を充填し、測定点１１１の沈下を水位レベルの
変動から検知する可搬式沈下計等の計器方式によるもの
が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

レベル計による測量方式は、捨てコンクリートの打設か
ら建造物の完成迄の間に、計測を終了する都度、気泡が
基準位置に位置するように測定点の盛り替えをする必要
があるため、測定操作が煩雑であり、目視による測定で
あるから、精度に劣るという問題がある。

また、計器による測定方式は精度にすぐれている反面、
ポーリング孔を穿設して沈下計を設置したり、あるいは
基礎梁や床上に沈下針を設置する方式であるから、建造
物の構造条件や施工条件によっては計器の設置が困難と
なる場合があり、またポーリング孔を掘削し得たとして
も測定信号伝送用のコードを引き回すため、これが邪魔
になる等の理由から、計器の配設位置は自ずから制限を
受けるという問題がある。

さらに、何れの測定方式のものも、建造物の周囲の地盤
沈下量の測定の際には、測定点を多数設けてこれに計器
を設置する関係上、コスト高になり、このため建造物の
相対変位を検討するに必要な十分な数の測定点を設ける
のが困難であるという問題がある。

さらに、検知したい建造物の底面にわたって計器を設置
することはおよそ不可能に近く、このため底面にわたる
不同沈下量を測定することは出来ず、従って建造物全体
の安全性を充分に把握し得ないという大きな問題を抱え
ている。

本発明は、上記した問題の鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、建造物底面の地盤にわたる沈下量
の測定を可能にし、しかもこれを簡単に行える測定方法
を提供するにある。

また、本発明の目的とするところは、建造物底面の地盤
全体における沈下量を、しかも精度よく、簡単に測定す
ることが出来、さらにコストの低減化を図り得る測定装
置を提供するにある。

（ｔｕｆｆを解決するための手段〕 本発明は、上記目的を達成するために、建造物底面の地
盤を横切って配設された水平管の両端部に、大気に連通
ずる立設管を設けてなる配管系に液体を充填する一方、
配管系の水平管内において液圧測定装置を移動走査し、
移動走査の際の液圧測定値と初期値との比較から建造物
の沈下量を検知するように構成した点にある。

また、本発明は、建造物底面の地盤を横切って配設され
た水平管の両端に大気に連通ずる立設管を接続するとと
もに、液体を充填してなる配管系と、ロープに接続され
て配管系内に挿入された液圧測定装置と、水平管から立
設管に移行する曲管部にローラを設け、ローラの周面の
一部にロープを張架して液圧測定装置の移動方向を変換
する移動方向変換装置と、液圧測定装置に接続されたロ
ープをそれぞれの周面の一部に掛け渡された大小１＆Ｉ
Ｉのローラを具備して、立設管の上部に設けられたロー
プ重量軽減装置と、ロープ重量軽減装置におけるロープ
を巻き付けられたロープ巻き取り装置とを備えるように
構成した点にある。

〔作用〕

建造物底面の地盤に配設した配管系に液体を充填し、こ
の配管系内に挿入された液圧測定装置を水平管内におい
て移動走査し、この間の液圧測定値と初期値との比較か
ら建造物底面の地盤の沈下量を検知する。

また、建造物底面に配設した液体入り配管系に挿入され
た液圧測定装置を、ロープ巻き取り装置により移動させ
つつ、水平管内にて移動走査し、この間の液圧を測定す
る。

〔実施例〕

以下に、本発明の測定方法とその装置を添付した図面に
より説明する。

これらの説明に先立ち、本発明の測定方法を実証するた
めに行った実験例について第８図乃至第１０図を参照し
ながら説明する。

先ず、第８図（Ａ）の実験（１）に示すように、地表に
７ｍの長さの水道用塩化ビニール管８１を配設し、その
両端部に垂直管８２；８２を接続するとともに、水平管
８１を３ｍと４ｍとに２分する位置に垂直管８３を立設
する一方、この垂直管８３の下面に高さが２０鶴の角材
８４を設置して水平管８１を両端下方に向けて傾斜を与
えた後、水を基準水位プラスする。そして、水平管８１
の１ｍ間隔毎の測定点Ｂ乃至Ｆから基準水位迄の高さを
スケールにより測定するとともに、図示しないストレン
ゲージ等の水圧センサにより測定点Ｂ乃至Ｆにおける水
圧値を読み取る（第９図の■参照）。次いで、第８図（
Ｂ）の実ｊｌ＊　（２）に示すように、基準水位から２
０璽１上昇する逸水を再充填し、同様にして測定点Ｂ乃
至Ｆの位置から基準水位プラス２Ｏｎの水位迄の高さを
測定するとともに（第９図の■参照）、図示しないスト
レンゲージ等の水圧センサにより各側定点Ｂ乃至Ｆにお
ける水圧値をリード８６を介して指示計８５により読み
取る（第１０図の■参照）。そして、第９図のグラフに
示す実験（１）、実験（２）の曲線から、各測定点より
木頭迄の水位は２０ｍｍ上昇していることが確認された
。また、水圧計は、水位の上昇に対して正常に反応して
いることが確認された。次に、第８図（Ｃ）の実験（３
）に示すように角材８４を取り外して水平管８１を水平
にした状態で、各側定点Ｂ乃至Ｆから基準水位プラス２
０鶴の水位迄の高さを測定するとともに（第９図の■参
照）、測定点Ｂ乃至Ｆにおける水圧を測定する。そして
、第１０図に示すように、実験（２）の状態における水
平管が実験（３）で最大２０１１の不同沈下が発生した
ものと見做し、実験（２）で測定した水圧値を基準とし
、実験（３）で求めた水圧値を相対変位量に置き換えて
示すと（第１０図の■、■を参照）、測定点Ｂ乃至Ｆで
の変位量はそれぞれ２．９鶴、１３．５４　＊＊、１９
　・５４ｗｍ。

７．７４鶴、０．９６鶴となり、実験（３）で角材８４
を取り外した測定点りにおける変位量が１９．５４　Ｍ
であることが確認された。このことから、水平管８１の
変位量、即ち不同沈下量が水圧計により求められたこと
が分かるとともに、角材２０ｍ璽による変位量が１９．
５４ｍｍと測定できたことから、１鶴程度の微小な不同
沈下量の測定が可能であることが実証されたことが分か
る。

次に、本発明の測定方法ならびに装置について第１図乃
至第５図により説明する。

第１図はその構成図を示すもので、地盤面Ｇには、掘削
工事の終了後、幅３０ｃｍ、深さ１５ｃｍ、測定範囲に
応じた長さの溝を掘削し、この溝に、水道用硬質塩化ビ
ニール管（規格品、ＪＩＳ　　Ｋ６７４２、外径−８９
，０ｍｍ、内径−７７，２膿１、及び継手類）を用いて
、予めロー１４を挿通した水平管１を配設するとともに
、その両端部に同様にローブ４が挿通され、地表に突出
して大気に開口する立設管２．３を接続して配管系を構
成し、この配管系に任意のレベル逸水Ｗを充填する。

さらに、水平管ｌと立設管３との血管部には、後述する
水圧測定装置１６が立設管３から水平管ｌに移動する際
、もしくはその逆方向に移動する際の方向変換を、最小
限の空間内にて行えるようにするための移動方向変換装
置Ｆｒ１ｌが設けられている。この装Ｔ１１１は、第３
図に示すように、立方形状をなずケーシング１２内に、
水平管１の右端の上部内周面側に臨むように水平方向に
延びる案内板１４と立設管３の水平管！側寄りの内周面
から下方に延びる案内板１３とが設けられるとともに、
これら案内板１４．１３＆こより囲まれる空間から、そ
の外周面の一部が突出するようにしてローラ１５が軸設
され、ローラ１５の外周面の一部にはロープ４が張架さ
れている。

配管系内に挿入される水圧測定装ｇ！１６は、以下のよ
うに構成されている。

即ち、第２図に示すように、呼び径５０鶴の半円筒型の
塩化ビニール管１７に、水圧に感応してその面が上下に
変位する受圧面１８を具備し、もしくは全面を受圧面と
なし、かつ圧力伝達液体を封入されて液密に固定された
カバー１９よりなる治具内には、ストレンゲージ等の差
圧型水圧センサを受圧部２０内に設けるとともに、この
水圧センサからの検出信号をデジタル量に変換して地表
に設けたデジタル型指示装置１１０に送信する信号処理
部２１からなる水圧計が、治具が正、逆方向に回動して
もその測定値が一定となるように治具の中心部に固定さ
れている。さらに、治具の両端にはロー１４が固着され
るとともに、一端には指示装置１０に至る信号伝送ケー
ブル９が接続されている。なお、この治具の配管系内で
の移動走行を容易にするため、図に詳細に示していない
が、治具の軸方向の両端部にはテーパが設けられている
。

また、立設管２．３の上端には、第５図に示すようにロ
ーブ重量軽減装置５．６が設けられ、この装置５．６の
ケーシング６５内には、下方から上方にかけて小径のロ
ーラ６１と大径のローラ６２とが、水圧測定装置１Ｇを
上下方向に自由に移動、通過させ得る程度に離隔されて
ボルト６３．６３により千鳥状に軸設された上、移動方
向変換装置１１におけるローブ４が小径のローラ６１の
一方の外周面（図面、右側）から大径のローラ６２の他
方の外周面（図面、左側）にローブ４を掛け渡し上、ロ
ーブ４の端部を地表に設置した市販型のロープ巻き取り
装置７．８０図示しないドラムに巻き付けられている。

そして、ローラ６１゜６２の下方には、水圧測定装置１
６が自由に通過し得る孔を具備するとともに、これを垂
直方向に案内する１枚乃至複数枚の案内板６４が設けら
れている。また、ロープ重量軽減装置５．６のケーシン
グ６５には、水圧測定装置ｆ１６を点検等するため番こ
外部に炊り出す図示しない開口部が設けられている。

なお、図中符号３２は建造物３０の基礎３１の下方に打
設した捨てコンクリートを示す。

このように構成された装置の作用を説明する。

測定に先立ち、水圧測定装置１６をロープ重量軽減装置
６から水平管１の右端の走査始動位置迄移動させる距離
と、この始動位置から水平管ｌの左端の走査終了位置迄
の距離とを、ロープ巻き取り装置７の巻き取り量に対応
させ、またその走査終了位置から走査始動位置迄の距離
をロープ巻き取り装置８の巻き取り量に対応させ、これ
らをメモする等して記憶しておく。

先ず、図中左側のロープ巻き取り装置７を反時計方向に
回動すると、これによりロー１４が矢印方向に牽引され
、このためロープ重量軽減装置６の外に位置する水圧測
定装置１６が装置６の図示しない開口を介してその内部
に挿入され、さらにローラ６２．６１を通過しながら下
方に方向変換されて垂直に下降し、方向転換装置１１に
至ると、ローラ１５により第４図に示すように円形状の
軌跡を描きながら垂直方向から水平方向に移動方向が変
換され、水平管１内に挿入された時点で、−旦ロープ巻
き取り装置７の回転を停止するとともに、指示装置１０
を付勢する。次に、再びロープ巻き取り装置７を回転さ
せ、水圧測定装置１６を水平管１内に移動走行させなが
ら左側の立設管２の直前に至る時点で、ロープ巻き取り
装置７の回転を停止する。この間に水圧値は連続的に測
定され、信号処理部２１において伝送信号に変換され、
信号ケーブル９を介して指示袋ｆｆ１ｏに伝送され、こ
れをデジタルで指示するとともに、図示しない記録紙に
記録して初期値の測定、記録を行う。

次に、図中右側のロープ巻き取り装ｆｆ１８を時計方向
に回動し、水圧測定装置１６を逆方向に移動させて方向
度換装ｆｆ１ｌの直前に至ると、その回動を停止する。

そして、上記したようにロープ巻き取り装置７を再度回
転させると、立設管２の直前に至る迄水平管１内を移動
走査された水圧測定袋’１１１６は、この間に測定した
水圧測定値を指示装置ＥＩＯに伝送して指示、記録させ
、先に求めた初期値と今回の測定値とを比較し、沈下量
の有無ならびにその大きさを検知する。

（実施例１） 掘削工事の終了後、地盤面に幅３０ｃｍ、深さ１５１、
長さ２５ｍの溝を掘削し、水道用硬質塩化ビニール管を
用い（ＪＩＳ　　Ｋ　　６７４２　　外径＝８９゜０鶴
、内径＝７７．２ｍｍ、及び継手類）、水平管１ならび
に立設させた傾斜管４１．４２により配管系を構成し、
予めその内部に挿通したロープ４に水圧測定装置１６を
取り付ける。配管系の両端に水槽４３．４４を接続し、
ここから取り出したロープ４の端部をロープ巻き取り装
置７．８のドラムに固定する。なお、管内に気泡の発生
するのを防止するために、水平管ｌは右側の水槽４３側
を左側の水槽４４側より約１００１１低くなるよう勾配
をつけた。そして、水Ｗを充填し、水位が安定してから
、ロープ巻き取り装置７を回動して水圧測定装置１６を
水平管１内にて移動走査させ、２ｍごとに設けた各測定
点における初期値を測定し、第７図に示すグラフに記入
した。次に、第１回目の測定終了後１７日経過してから
、再び上記のようにして測定し、これを上記のグラフに
記入した。

この再測定値の比較から不同沈下量を実測することが出
来た。

なお、上記実施例では、建造物の底面に一本の溝を掘削
した場合について説明したが、複数本の溝を掘削して配
管系を形成して測定領域を拡大することも可能であり、
また配管系をＸ、Ｙ方向に配設して建造物底面の地盤の
不同沈下量をより詳細に測定するように構成することも
出来る。また、地表への信号ケーブルを不要にするため
に、水圧測定装置の信号処理部に記録装置を内蔵させ、
測定終了後、地表においてこれを取り出して検知するよ
うに構成することも可能である。

また、水平管ｌと立設管２との曲管部に、ロープの走行
を円滑にするためのガイドローラを設けることも出来、
さらに立設管２側から水圧測定装置を取り出し得るよう
に移動方向変換装置を設けることも随意である。

そして、当然のことながら、本発明によれば地盤が一様
に沈下する沈下量も検知可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、建造物底面の地盤を
横切って配設された水平管の両端部に、大気に連通ずる
立設管を設けてなる配管系に液体を充填し、この水平管
内において液圧測定装置を移動走査し、移動走査の際の
液圧測定値と初期値との比較から建造物の沈下量を検知
するように構成したので、建造物底面にわたる地盤の沈
下量を、液圧測定装置を移動走査するだけで測定するこ
とが出来、しかもこれを移動走査するという簡単な操作
で連続して検出することが可能になるという優れた効果
を奏する。

また、本発明によれば、建造物底面の地盤を横切って配
設された水平管の両端に大気にｉ！通ずる立設管を接続
し、液体を充填してなる配管系に、液圧測定装置を挿入
し、これをロープにより移動走査するように構成したの
で、単一の液圧測定装置により建造物底面の地盤にわた
る沈下量を、移動走査するだけで測定することが可能と
なり、このため測定に要するコストを大幅に低減するこ
とが出来るばかりではなく、測定装置の配設位置に何ら
制限を受けることがなく、しかも計器による測定である
から、高精度にて測定することが出来るという優れた効
果を奏するものである。

また、立設管から水平管に移行する曲管部に、ローラに
ロープを懸架した移動方向変換装置を設けるように構成
したので、液圧測定装置は円形状の軌跡を描きながら移
動方向の変換が円滑に出来、そのスペースは液圧測定装
置が回動するスペースで十分であり、このため狭い敷地
にも無理なく設置できる。また、ローラを用いているた
め、液圧測定装置の方向変換ならびにその移動走査の際
のロープの摩擦抵抗を軽減することが可能となり、これ
Ｃ二よりロープ巻き取り装置の回動操作を容易にするこ
とが出来る。

また、大小１＆ＩＮのローラを具備するロープ重量軽減
装置を設けであるため、長い距離にわたってロープが張
設されていても、ロープ重量を１＆［１のローラが担持
して軽減化するため、ロープが長尺であってもロープ巻
き取り装置に及ばずロープ重量を軽減することが可能と
なり、このためロープ巻き取り装置による巻き取り操作
が楽になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定方法を実施するための測定装置の
全体構成図、第２図は上記装置に適用する水圧測定装置
を、一部破断して示す斜視図、第３図は上記水圧測定装
置の移動方向を変換する移動方向変換装置の側面図、第
４図は上記移動方向変換装置の変換動作を連続的に示す
図、第５図は上記装置に適用するロープ重量軽減装置の
斜視図、第６図は本発明の測定方法を実験に適用した装
置の全体構成図、第７図は第６図に示すものにより得ら
れた測定結果を示すグラフ、第８図（Ａ）、（Ｂ）、（
Ｃ）乃至第１０図は本発明の測定方法を実証するための
実験設備とその測定結果を示すもので、第８図（Ａ）は
水平管を傾斜させた図、同図（Ｂ）は基準水位よりも高
（なるように増水させた状態を示す図、同図＜Ｃ＞は水
平管を水平にした状態を示す図、第９図は各測定点にお
ける測定位置から水頭迄の高さ変化を示すグラフ、第１
０図は各測定点における水圧変化量とその変位量との関
係を示すグラフ、第１１図（Ａ）、（Ｂ）は従来の沈下
計を示す図である。 ｌ・・水平管、２．３・・立設管、４・・ロープ、５．
６・・ロープ重量軽減装置、７．８・・ロープ巻き取り
装置、１０・・指示装置、１１・・水圧測定装置の移動
方向変換装置、１５・・移動方向変換装置のローラ、１
６・・水圧測定装置、６１．６２・・ロープ重量軽減装
置に設けたローラ、 出　　願　　人　清水建設株式会社 復代理人弁理士　阿部　記吉（外６名）第２図 １６ 第４図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）建造物底面の地盤を横切って配設された水平管の
   両端部に、大気に連通する立設管を設けてなる配管系に
   液体を充填する一方、上記配管系の水平管内において液
   圧測定装置を移動走査し、該移動走査の際の液圧測定値
   と初期値との比較から沈下量を検知することを特徴とす
   る建造物の沈下量測定方法。
2. （２）建造物底面の地盤を横切って配設された水平管の
   両端に大気に連通する立設管を接続するとともに、液体
   を充填してなる配管系と、ロープに接続されて上記配管
   系内に挿入された液圧測定装置と、上記水平管から立設
   管に移行する曲管部にローラを設け、該ローラの周面の
   一部に上記ロープを張架して上記液圧測定装置の移動方
   向を変換する移動方向変換装置と、上記液圧測定装置に
   接続されたロープをそれぞれの周面の一部に掛け渡され
   た大小１組のローラを具備して、上記立設管の上部に設
   けられたロープ重量軽減装置と、上記ロープ重量軽減装
   置におけるロープを巻き付けられたロープ巻き取り装置
   とを備えることを特徴とする建造物の沈下量測定装置。