JPH1082669A - 間隙水圧・歪み同時測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定に必要な部分だけの滞水層と歪みを短管
からなる保護管を有する１組の装置で測定することがで
きる。管柱捩り応力及び反力による影響を受けることな
く正確な水圧測定と地層の歪み測定ができる 【解決手段】 保護管１の管本体２は全長約１００ｃｍ
の短管からなっており、底板３と蓋体４が螺着してあ
る。管本体２内には内部仕切り材６によって水圧測定室
５が画成してあり、水圧測定室５に連通して管本体２に
は複数の導水孔７が形成してある。管本体２の外周面に
は導水孔７の周囲に位置して毛状フィルタ部８が設けて
ある。水圧測定室５内には水圧センサ９が設けてある。
保護管１の外周面２Ｂには軸方向、周方向に離間して複
数の歪みゲージ１０Ａ、１０Ａ、・・・が配設してあ
り、水圧センサ９と歪み計９は自動測定器１１に接続し
てある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、山崩、地滑り、地
盤の液状化等の現象を解析してその発生を予測し、或は
防止するために滞水層の間隙水圧を測定すると共に、地
層の歪みを同時に測定するための間隙水圧・歪み同時測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地下水の水圧を測定する手段とし
ては、第一に、全長にストレーナ加工を施した長尺の保
護管をボーリング孔内に挿設し、該保護管内に水位計を
設けて水位を測定することにより水圧を推定するキャサ
グランデ式水位測定法、第二に深さの異なる滯水層の位
置に対応してストレーナ加工を施した複数の保護管をそ
れぞれ穿設したボーリング孔内に挿入し、該保護管内に
滯水層に合わせてピエゾメータや間隙水圧計を配置し、
その上下側をベントナイトのシール材で封止した構成の
間隙水圧測定装置、第三に全長にストレーナ加工を施し
た長尺の保護管をボーリング孔内に挿設し、複数の滯水
層の各々の位置に対応して保護管内にメッシュ状保護フ
ィルターで覆った水圧センサを配設し、各水圧センサの
上、下を環状シール材によって外側からの漏水を遮断す
るように構成した間隙水圧測定装置が知られている。更
に、本願出願人は特願平５−３２０９４４号によって、
ボーリング孔に挿設する保護管内に複数の水圧測定室を
画成し、該各水圧測定室に水圧センサを配設し、各水圧
測定室内をボーリング孔に連通させる導水孔を保護管に
形成すると共に、保護管の外周面に歪み測定用パイプを
設けた構成の多層間隙水圧測定装置を提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術のうち一番目のキャサグランデ式水位測定法は、
地盤が不均質で滞水層が複数ある場合には漏水によって
合成された地下水位しか測定できないという欠点や、測
定水位から水圧を推定するために各滞水層毎の間隙水圧
を正確に測定することができないという欠点がある。ま
た、二番目の滞水層毎にボーリング孔を穿設して保護管
を挿設する間隙水圧測定装置は複数のボーリング孔を穿
設するために多額の費用を必要とするし、間隙水圧計を
裸のままで挿入するために故障の危険性が高いという欠
点や、地盤の変動時にはシール材が対応できず、ボーリ
ング孔内に漏水が生じ、正確な測定ができないという欠
点がある。

【０００４】次に、三番目のメッシュ状保護フィルター
で覆った水圧センサを配設する方法は、ボーリング孔内
に全孔長程度の長尺の保護管を挿入するため、測定不要
部の長管柱部分の捩り応力、反力が作用して測定値が影
響を受け、正確な測定ができないという欠点がある。そ
して、上記従来技術に共通する問題点は長尺の保護管を
使用するために、ボーリング孔を深く穿設しなければな
らないことと、保護管自体の重量が嵩むことによる影響
から高い測定精度を得ることができないことである。

【０００５】また、間隙水圧は地滑り現象に関係してい
るが、地滑りを検知するための歪み計を長尺の保護管に
一体に組付けた構成にしてあるため、ボーリング孔の深
さが長くなるほど据え付け作業に多くの費用を要し、測
定の準備に手数が掛るという問題点がある。

【０００６】本発明は、上述した従来技術の欠点及び問
題点に鑑みなされたもので、測定に必要な部分だけの滞
水層と地層歪みを短管からなる保護管を有する１組の装
置で測定することができ、しかも歪みゲージ同士の間隔
が狭い歪み計を設けたから管柱捩り応力及び反力による
影響を受けることなく正確な水圧測定及び地層の歪み測
定ができる間隙水圧・歪み同時測定装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために構成された本発明の手段は、上蓋を有する有底の
管体からなり、ボーリング孔内に吊下ケーブルを介して
吊設される保護管と、該保護管内に設けた内部仕切材に
よって前記上蓋との間に画成した水圧測定室と、前記保
護管の管壁に形成され、該水圧測定室を前記ボーリング
孔と連通させる導水孔と、該導水孔の周囲に位置して前
記保護管の外周面に設けた毛状フィルタ部と、前記水圧
測定室内に配設され、該毛状フィルタ部から前記導水孔
を介して該水圧測定室内に浸入する地下水の水圧を検出
する水圧センサと、前記保護管の外周面に軸方向及び周
方向に離間して配設した複数の歪みゲージからなる歪み
計と、該歪み計及び水圧センサからの検出信号を同時に
測定する自動測定器とからなる。

【０００８】そして、前記保護管は鎖状に連結するよう
に構成することにより、多層間隙水圧及び歪みを測定す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき詳述する。図において、１は地盤に穿設したボーリ
ング孔Ａに挿設する保護管を示す。２は該保護管１を構
成する管本体で、該管本体２は全長が約１００ｃｍの塩
化ビニル製短管からなっており、その軸方向両端内周面
には雌ねじ部２Ａ、２Ａが形成してある。３は管本体２
の下端側に螺着した塩化ビニル製の底板、４は管本体２
の上端側に螺着した蓋体を示し、該蓋体４には軸方向に
信号線挿通孔４Ａが形成してある。５は管本体２内に画
成した水圧測定室で、該水圧測定室５は前記蓋体４に対
向して管本体２内に塩化ビニル製円板からなる内部仕切
り材６を嵌着することにより形成してある。

【００１０】７、７、・・・は前記水圧測定室５内に地
下水を導入するための複数の導水孔を示す。該導水孔
７、７、・・・は孔径が２〜５ｍｍの貫通孔からなって
おり、管本体２に軸方向、かつ周方向に離間して形成し
てある。８は導水孔７、７、・・・の周囲に位置して保
護管１の外周面２Ｂに略帯状に設けた毛状フィルタ部を
示す。該毛状フィルタ部８は、長さ約４ｍｍ、太さ約１
２デニールの毛細管性パイルを電着手段を用いて植設し
たものからなっている。

【００１１】９は前記毛状フィルタ部８から導水孔７、
７、・・・を介して水圧測定室５内に浸入する地下水の
水圧を測定するための水圧センサを示し、該水圧センサ
９は水圧測定室５内に位置して蓋体４に取着してあり、
その信号線９Ａは信号線挿通孔４Ａに挿通されて地上側
に伸長している。信号線９Ａと信号線挿通孔４Ａとの間
はシール剤を充填することにより気液密に封止してあ
る。

【００１２】更に、１０は地層の歪みを検知するための
歪み計で、該歪み計１０は複数の歪みゲージ１０Ａ、１
０Ａ、・・・から構成してある。該各歪みゲージ１０Ａ
は、従来技術では最短でも５０ｃｍは離間させて配設し
なければならなかったが、本実施の形態では、保護管１
の外周面２Ｂに軸方向に約１０ｃｍの間隔で、かつ周方
向に約９０度離間して取着してあり、各歪みゲージ１０
Ａの信号線１０Ｂは保護管１に沿って地上に伸長してい
る。

【００１３】図中１１は地上に設置された自動測定器
で、該自動測定器１１は予め設定した時間に同時測定が
可能なようにタイマー及びバッテリーを内蔵しており、
信号線９Ａおよび信号線１０Ｂを介して水圧センサ９、
各歪みゲージ１０Ａとそれぞれ接続されている。１２は
ボーリング孔Ａ内に保護管１を吊設するための吊設手段
で、該吊設手段１２は支持板１２Ａと、上端側が支持板
１２Ａに長さ調節可能に接続され、下端側が蓋体４に連
結された一対の吊りワイヤ１２Ｂ、１２Ｂとから構成し
てある。また、１３は底板３の下面に着設した吊下用フ
ックで、該吊下用フック１３に吊下ワイヤ１４を介して
他の保護管１を吊設するようにしてある。

【００１４】本実施の形態に係る間隙水圧・歪み同時測
定装置は上述の構成からなるが、次にその設置手順につ
いて説明する。先ず、地表から地中にボーリング孔Ａを
穿設し、滞水層が位置する深さを測定する。水圧測定室
５が滞水層に位置するように、保護管１を挿設する深さ
を設定して必要な深さにまで土を埋め戻して埋め戻し部
Ｂとする。次に、保護管１をボーリン孔Ａに挿設し、挿
入深さを調整したら毛状フィルタ部８の下側の位置まで
その周囲に中粒砂を充填して砂充填部Ｃを形成する。そ
して、毛状フィルタ部８の上、下に位置して環状遮水シ
ール部Ｄを設ける。該環状遮水シール部Ｄは保護管１の
外周面に取着した伸縮可能な合成樹脂製環状袋と、該環
状袋に充填した発泡性合成樹脂剤とから構成してあり、
発泡性合成樹脂剤を膨張させることにより、ボーリング
孔Ａの孔壁に密接して保護管１との隙間を閉塞するよう
になっている。

【００１５】更に、ボーリン孔Ａに掘削した際の土を埋
め戻して環状遮水シール部Ｄの上側に上側埋め戻し部Ｅ
を形成し、ボーリング孔Ａの上端側にはモルタル、コン
クリート等を打設して閉塞部Ｆを形成する。閉塞部Ｆを
形成する際に、水圧センサ９の信号線９Ａ及び歪みゲー
ジ１０Ａの信号線１０Ｂを外部に導出させておき、自動
測定器１１に接続する。

【００１６】かくして、保護管１内に画成された水圧測
定室５は滞水層に位置した状態になると共に、上下一対
の環状遮水シール部Ｄによって他の滞水層から遮断した
状態にする。これにより水圧測定室５内の水圧センサ９
は連通する滞水層から流入する地下水の間隙水圧のみを
測定することができる。

【００１７】また、水圧測定室５への地下水の流入の
際、毛状フィルタ部８を構成するパイルが水圧によって
屈曲し、導水孔７の近傍のパイルが導水孔７をアーチ状
に覆う結果、地下水中に混入している微細な土粒子が水
圧測定室５内に侵入するのを阻止する。

【００１８】叙上の如く、本実施の形態の測定装置によ
れば滞水層の地下水による間隙水圧を測定することがで
きるが、更に、保護管１には歪み計１０を組み付けてあ
り、歪み計１０を構成する複数の歪みゲージ１０Ａ、１
０Ａ、・・・は軸方向に約１０ｃｍの間隔で配設してあ
るので、地層の歪みを正確に測定することができる。そ
して、自動測定器１１により地層の歪みと間隙水圧を所
定の時間に同時に測定することができるから、これらの
因果関係を科学的に検討することができる。

【００１９】また、保護管１の底板３に吊下用フック１
３を設けた構成にし、複数の保護管１、１、・・・を鎖
状に連結することができるようにしたから（図２参
照）、多層間隙の水圧も測定することができる。この場
合、下方に位置する水圧センサ９の信号線９Ａは上方に
ある保護管１の底板３、内部仕切り材６に線挿通孔を形
成して地上に導出するようにすればよい。

【００２０】なお、本実施例では保護管１を構成する管
本体２に塩化ビニル製短管を用いたが、金属管を用いて
も良いものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上詳述した如く構成したか
ら、下記の諸効果を奏する。 （１）保護管は短管により構成し、保護管には内部に画
成した水圧測定室に水圧センサを配設すると共に、外周
面には歪み計を構成する複数の歪みセンサを従来技術と
比較して接近した間隔で配設する構成にしたから、水圧
と地層の歪みを保護管の捩れによる影響を受けずに正確
に測定することが可能である。 （２）水圧センサと歪み計により検出した信号は自動測
定器により所定の時間に定期的に測定することができる
から、水圧の変化と地層の歪みとの因果関係を知ること
ができるし、測定作業の能率を図ることができる。 （３）保護管を鎖状に複数連結することにより、複数の
滞水層の間隙水圧を正確に測定することができるし、測
定作業の効率化を図ることができる。また、ボーリング
孔は必要な深さに穿設すれば足りるから、穿設費用を大
幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る間隙水圧・歪測定装
置の縦断面図である。

【図２】複数の間隙水圧・歪測定装置を連結した状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 保護管 ４ 蓋体 ５ 水圧測定室 ６ 内部仕切り材 ７ 導水孔 ８ 毛状フィルタ部 ９ 水圧センサ １０ 歪み計 １０Ａ 歪みゲージ １１ 自動測定器 １３ 吊下用フック Ａ ボーリング孔

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｌ 1/22 Ｅ２１Ｂ 47/00 7/00 Ｇ０１Ｂ 7/18 Ｇ Ｇ０１Ｖ 9/02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上蓋を有する有底の管体からなり、ボー
   リング孔内に吊下ケーブルを介して吊設される保護管
   と、該保護管内に設けた内部仕切材によって前記上蓋と
   の間に画成した水圧測定室と、前記保護管の管壁に形成
   され、該水圧測定室を前記ボーリング孔と連通させる導
   水孔と、該導水孔の周囲に位置して前記保護管の外周面
   に設けた毛状フィルタ部と、前記水圧測定室内に配設さ
   れ、該毛状フィルタ部から前記導水孔を介して該水圧測
   定室内に浸入する地下水の水圧を検出する水圧センサ
   と、前記保護管の外周面に軸方向及び周方向に離間して
   配設した複数の歪みゲージからなる歪み計と、該歪み計
   及び水圧センサからの検出信号を同時に測定する自動測
   定器とから構成してなる間隙水圧・歪み同時測定装置。
2. 【請求項２】 前記保護管は鎖状に連結するように構成
   してある請求項１記載の間隙水圧・歪み同時測定装置。