(57)【要約】      （修正有）【課題】水門、樋門、擁壁、建築物等の大型構造物底版下の地盤沈下による空洞を速やかに測定し、地盤沈下部の脆弱な空洞部分にいち早くグラウト材等の補強材を注入・充填して大型構造物の安定性を図り、尚且つ操作性や耐震性に優れた土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を提供する。【解決手段】土木建築構造物の底版内に設置される保護鞘管２と、保護鞘管２内に設けられたロッドガイド管３と、ロッドガイド管３内に設けられると共に、保護鞘管２内に下方向移動に伸長可能かつ予め折り畳んだ状態で取り付けられる止水スリーブ５で連結された検測ロッド兼グラウト注入管４を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木建築構造物の高厚底版内に設置される保護鞘管と、当該保護鞘管に内設されたロッドガイド管と、さらに当該ロッドガイド管に内設された地盤沈下量検測兼グラウト注入装置からなっており、前記ロッドガイド管下端と前記地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の中間部が予め折り畳んだ状態で取り付けた止水スリーブで連結されていて、地盤沈下による当該地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の降下に追随して止水スリーブが伸長されることを特徴とする土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置。
【請求項２】
検測ロッド兼グラウト注入管と保護鞘管の間に遊間保持プレートを備えたことを特徴とする請求項１記載の土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置。
【請求項３】
検測ロッド兼グラウト注入管の下端に耐震ＣＲゴム製継手管を介して沈下プレートを接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置。
【請求項４】
検測ロッド兼グラウト注入管上端に逆止弁を設けると共に、管の下端及び側面にグラウト材の排出口を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野において、海岸、河川沿岸部の地盤上又は軟弱地盤上に杭基礎により支持構築されたコンクリート製の大型土木構造物あるいは建築構造物の底版下の地盤沈下量の測定及び地盤が沈下して生じた空洞内へのグラウト材等の補強材注入に使用する地盤沈下量検測兼グラウト注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、想定外とも言われる巨大地震や津波、豪雨等の自然災害により、土木建築分野における構造物の崩壊が頻発し、国民の財産が甚大な被害を被っている。こうした自然災害から公共構造物を保護するために、土木建築構造物を構築する際に、被害を未然に防ぐために、予め構造物底版などに地盤沈下を測定する装置や地盤に発生した空洞に対する補強機能を有する器具を装着し、構造物底版下の脆弱した部分を早期に発見すると共に補強対策を行ってきた。
【０００３】
例えば、地中に埋め込み固定した長尺の外装管内に、複数の軸杆部材を折り曲げ自在に連結した長尺の締め付けボルトを同心的に挿脱可能に配置し、この締め付けボルトに、外装管の内周面に当接可能な弾性シールリングを載置した支持プレートを設け、締め付けボルトに挿脱可能に順次嵌入させた複数の内装管部材からなる内装管に、弾性シールリング上面に当接するシールリング押圧板を設けると共に、内装管の上端部を締め付けボルトによって緊締することにより、弾性シールリングを支持プレートと押圧板とで押圧して、外装管内周面に圧接させることにより、外装管の上方のスペースが少なくてもシールリング挟圧用の内装管と締め付けボルトの外装管に対する挿脱を容易に行うことができるグラウト注入兼調査用孔の開閉装置（特許文献１参照。）。
外筒とそれに内設する内筒との隙間に伸縮性筒状体を張設して外筒と内筒を連結することにより、内筒の移動が自由となり、地盤沈下の測定を容易且つ迅速に行うことができ、地盤沈下の状況を適切に把握してグラウト注入作業を迅速的確に行うことができる底版下の地盤沈下の測定兼グラウト注入装置（特許文献２参照。）。
地盤と空間とを連通させる筒状体と、この筒状体の内部を塞ぐ雌型部材が備えられた止水装置とから成り、止水装置の雌型部材に地盤と空間とを連通させる連通孔を穿設すると共に、連通孔を遮断する止水弁を設け、止水装置の雌型部材と対になる雄型部材が連結されると、止水弁による連通孔の遮断が解除されるように機能し、地下水等の噴出を検知して安全に固化材注入を行うことができる調査孔兼固化材注入用装置（特許文献３参照。）。
樋門、暗渠等を形成するコンクリート二次製品及び現場打コンクリート構造物に、地盤沈下、空洞、地下水位を測定する検測機器が装填可能な検側用透孔を、グラウト孔とは別に複数ヶ所独立して設け、この検測用透孔を合成樹脂製パイプ又は鋼製パイプ又はセラミック製パイプを構造物の所定位置に予め埋込んで形成し、土木構造物を築造する当初から検測機器の装填が可能にされたコンクリート土木構造物（特許文献４参照。）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６６１８８号公報
【特許文献２】特許第３５９２１９０号公報
【特許文献３】特開２００９−２９９３７７号公報
【特許文献４】特許第４８７７５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のコンクリート構造物における底版下の地盤沈下による沈下量検測装置の測定能力は９００ｍｍ以下程度で、底版部の厚さもせいぜい１０００ｍｍ程度のものに対応するものであった。しかしながら、近年においては、土木建築構造物の大型化が進み、構造物基礎部分の底版部材も高厚なものになり、従来の測定装置では対応し難くなっている実情がある。例えば、前記特許文献１の装置は、河川に設けられた樋門・樋管等の構造物の底版厚が比較的薄い版厚に対応したものであり、沈下空洞量についても９００ｍｍ以下のものである。
【０００６】
また、特許文献２に開示された装置では、底版下面又は底版下面上方まで地下水位が到達した時など、グラウト注入作業及び終了時に逆噴出するので危険を伴う。また、本文献の発明においては、外筒管内側と内筒管外側の間に広い空間部を有しているために、水密性を保持する観点から、外筒管上部及び内筒管下端に取付けられた伸縮性筒状体は、外部から浸水を防止する密閉構造となされている。このため、地盤沈下により内筒管が降下すると、空間部の空気が圧縮され、且つ外筒管内部と伸縮性筒状体外側に空気溜まりが発生して外筒管下端部からの浸水により浮力が発生し、内筒管のスムーズな降下の妨げとなるおそれがある。特許文献３に開示された装置は、底版構造下面部における土砂侵入防止部材に挿入された軸部が土砂侵入防止部材に拘束されたり、土砂を含む泥水が侵入防止部材下面で目詰まりなどを発生させて固結し、拘束されることも考えられる。また、特許文献２の装置及び特許文献３の装置は、地震などの影響により土木構造物と地盤が異なる挙動を起こした場合、内設された軸部又は内筒が左右に異なった挙動により、傾いたり変形して外筒管などに接触して拘束されたり、構造物と地盤が上下に別々の挙動を起こした場合に、地盤に挿し込まれた沈下測定帯又は沈下検知棒が抜け去る事態が発生し、正確な沈下量の測定ができなくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を大型化した構造物の底版内に設置することは、装置の取り扱いや設置作業における負担労力の増加及び製造コストの大幅な増加は免れない。しかしながら、従来装置では測定能力が不足したり、グラウト材等の補強材の注入充填が困難になり、災害等不良による地盤沈下が発生し、底版下が空洞状態となり、構造物が倒壊すれば復旧費用も膨大なものとなる。
本発明は、設置作業性を確保し、操作性や耐震性に優れた大型土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、本発明の大型土木建築構造物底版下の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置は、土木建築構造物の高厚底版内に設置される保護鞘管と、当該保護鞘管に内設されたロッドガイド管と、ロッドガイド管に内設された地盤沈下量検測兼グラウト注入装置からなっており、前記ロッドガイド管下端と前記地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の中間部が予め折り畳んだ状態で取り付けた止水スリーブで連結されていて、地盤沈下による当該地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の降下に追随して止水スリーブが伸長されることを第１の特徴とする。また、検測ロッド兼グラウト注入管と外筒管の間に遊間保持プレートを備えたことを第２の特徴とする。さらに、検測ロッド兼グラウト注入管の下端に耐震ＣＲゴム製継手管を介して沈下プレートを接続したことを第３の特徴とする。さらにまた、検測ロッド兼グラウト注入管上端に逆止弁を設けると共に、管の下端及び側面にグラウト材の排出口を設けたことを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の利点がある。
（１）本発明の地盤沈下量検測兼グラウト注入装置は、保護鞘管に内設されたロッドガイド管が検測ロッド兼グラウト注入管の降下をスムーズに誘導し、地盤沈下時においては、保護鞘管下端部からの浸水によって受ける水圧による押圧力を減少させ、また、同装置の降下状態においては、止水スリーブが伸長され、浸水中に含まれた汚泥粒子等の付着を防止し、尚且つロッドガイド管及び止水スリーブと同装置外側の空間を減少させることにより、空気溜まりが減容し、浮力によって生じる掲揚作用を抑制してロッドガイド管の降下動作をスムーズに行わせることができる。
（２）沈下板の重量を嵩ませる沈下用重りを沈下プレート上に搭載することで、浸水により加わる水圧の作用で止水スリーブがロッドガイド管に纏わりつくような劣悪な状態においても、ロッドガイド管をスムーズに降下作動することができる。
（３）沈下検測装置に取付けられた検知棒先端の抜け防止板が確実に地盤を掴み、検測ロッド兼グラウト注入管の降下が確実に作動し、耐震ＣＲゴム製継手を装着したことにより、構造物と地盤の左右異なる挙動に対応し、正確な沈下測定ができる。
（４）検測ロッド兼グラウト注入管の下端に接続された沈下検側装置には、同装置下端の管口のみならず、沈下プレート板上面に接合された検測ロッド兼グラウト注入管の下方側周面に横グラウト孔を開口し、脆弱な空洞部まで満遍なくグラウト材を充填することができ、構造物等の倒壊を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る大型土木構造物底版下に保護鞘管に組み込まれた地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を、高厚底版構造に設置した状態を模式的示す側面図である。
【図２】本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置が、地盤沈下に追随して降下し、空洞部に補強材としてグラウト材が充填された状態を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置の検測ロッド兼グラウト注入管が下降した状態を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明に係る保護鞘管の装置蓋の拡大平面図である。
【図６】本発明に係る沈下検知版装置の平面図である。
【図７】本発明に係る逆止弁装置の平面及び作動状態を模式的に示す側面図である。
【図８】本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を基礎杭で支持された各種構造物に設置した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置を、土木構造物ａに設置した実施形態を説明するが、便宜上、同様の構成要素には同一の参照符号を付して説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明に係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置１を構造物ａに設置した状態を示すものであり、コンクリート及び鋼とコンクリートで構築された複合構造の高厚底版を有する構造物底版ａ１に取り付けられた状態を示している。底版の下は均しコンクリートａ４であり、またその下は地盤ａ５を表す。また、設置手順は地盤ａ５の地盤面正整後に必要本数を所定の位置に配置するために、予め所定の径より大きめの紙製円筒型枠ａ１０を設置箇所に配置して、開口ａ１１を設け、均しコンクリートａ４を打設する。打設コンクリートａ４が必要強度に達した後に紙製円筒型枠ａ１０を除去し、保護鞘管２内に組み込まれた地盤沈下量検測兼グラウト注入装置１を取り付ける。開口ａ１１と保護鞘管２の隙間部分は中詰め砂ａ１２を投入して締め固める。構造物底版ａ１の施工時に隣接する鉄筋ａ８に位置固定金具６を溶接接合し、コンクリート打設時に移動しないようにしている。
【００１３】
図２は、本発明の係る地盤沈下量検測兼グラウト注入装置（以下、本装置という）１が、地盤ａ５の沈下を検知して沈下検知装置１７が地盤ａ５に追随して降下した状態を示す。また、地盤ａ５沈下が終了して安定した状態で、空洞ａ６にグラウト材ａ７を本装置１から注入し、空洞ａ６部に充填している状態を示している。
【００１４】
図３は、本装置１の保護鞘管２には、その上端内側に装置蓋８がねじ込まれており、装置蓋８を開閉するために長方形又は楕円形の溝８ａが設けられ、その中央部にはロッド固定用孔８ｂが穿設されている。保護鞘管２側周面には同装置１固定用の装置固定用金具６及び、その下方には本装置１側周面からの浸水を防止するための水膨張ゴム７が張設されている。また、本装置１上部には、内設するロッドガイド管３を取り付けるために、ロッドガイド管固定用孔１０が複数箇所に開設されている。
【００１５】
本装置１の保護鞘管２内部には、ロッドガイド管３が内設されている。ロッドガイド管３上部にロッドガイド管固定用リングプレート１２が溶接接合されていて、その周面には固定用孔１２ａが開けられ、固定ネジ１１で締め付けられている。また、上表面には同様に複数箇所の固定用孔１２ｂが開けられており、プラスチック製止水リングプレート１３が重接して固定ネジ１１ａにて締め付けられている。重接部周面にはＯ−リング止水ゴム１３ａが嵌め込まれている。    
【００１６】
ロッドガイド管３側周面下方部には、遊間保持プレート(上)１４が溶接接合されていて、保護鞘管２内周面との間隔を一定に保持している。ロッドガイド管３内部には、検測ロッド兼グラウト注入管４が内設されていて、検測ロッド兼グラウト注入管４側周面の中程に遊間保持プレート（下）１４ａが溶接して接合されていて、スムーズな下降状態を保つために、保護鞘管２の内面との遊間を保持している。また、内部の上端には、グラウト注入蓋１５、その下に逆止弁装置１６がねじ込まれて内設されている。検測ロッド兼グラウト注入管４の下端には沈下検知装置１７が耐震ＣＲゴム製継手管２３で接合されていて、地震が発生して構造物底版ａ１と地盤ａ５とが異なる挙動を起こした際にフレキシブルに対応できるものとしている。接合部は、検測ロッド兼グラウト注入管４下端と、沈下プレート板２０上面にねじ込まれて接続された同径の管上端部は接続遊間４ｃが施されていて挙動発生時に余裕を持たせている。接合部分は沈下検知装置１７が抜けないように脱落防止溝４ａを設けており、尚且つ耐震ＣＲゴム製継手管２３内部と脱落防止溝４ａは接着剤４ｂで固定されている。
【００１７】
本装置１に内設されたロッドガイド管３と、検測ロッド兼グラウト注入管４は、円筒状の止水スリーブ５で連接されており、本装置１を設置した後に、地盤ａ５が沈下し、追随して沈下検知装置１７が降下を開始した場合に、地下水が浸水し、吹き出すことを防止する。上端はロッドガイド管下端に嵌め込まれて押えバンド（上）１８で締め付けられており、一方の下端は検測ロッド兼グラウト注入管４の中程に溶接接合された遊間プレート（下）１４ａの上方に嵌め込まれた止水シート固定用円形板１９に押し込まれて、押えバンド（下）１８ａで締め付けられている。
【００１８】
本装置１に内設された検測ロッド兼グラウト注入管４の下方先端には、前述したように沈下検知装置１７が接合されている。接合部は、検測ロッド兼グラウト注入管４より一回り程度小さい径のグラウト排出口２１が搾孔された沈下プレート板２０に接合されていて、その下端からグラウト材ａ７を排出するために、グラウト排出口２１を施しており、尚且つ、グラウト材ａ７が円滑に空洞ａ６に充填されるように複数の横グタウト排出口２２を周面に配置している。また、沈下プレート板２０の下面には、複数本の検知棒２４が取り付けられていて、その先端には引き抜けを防止するために引抜け防止板２５が取り付けられている。沈下プレート板２０の上面には止水ゴムパッキン２６が貼り付けられていて、本装置１の下端と沈下プレート２０上面の接触面は、作業時及び設置完了時の浸水を防止するために止水ゴムパッキン２６が張設されている。
【００１９】
本装置１は、製品出荷時に装置蓋８と検側ロッド兼グラウト注入管４上端にねじ込まれたグラウト注入蓋１５をロッド保持金具９で締め付けて固定されている。また、円筒止水スリーブ５は折り畳んだ状態で組み込まれている。尚、装置の金属部品はステンレス製で防錆対策が施され、構造物の底板厚に合わせて製作されるものとする。
【００２０】
図４は、本装置１に内設された検測ロッド兼グラウト注入管４がロッドガイド管３内を鉛直に下降し、圧縮されていた円筒状の止水スリーブ５が下降に追随して張設された状態であり、本装置１下端からの浸水をロッドガイド管３及び伸長した円筒止水シート帯５で防止する。
【００２１】
図５は、本装置１の保護鞘管２の上端にねじ込み内設された装置蓋８であり、蓋の中央部は取り外しが可能なように、長方形又は楕円形の溝８ａが形成されていて、開閉時には溝８ａにハンドル８ｃを嵌め込み回転させて開閉作業を行う。また、溝８ａの中央部には検測ロッド兼グラウト注入管４を固定するための固定孔８ｂが施されていて、この固定孔８ｂにロッド保持ボルト９を差し込み固定されている。保護鞘管２周面には、装置固定用金具６が溶接接合されている。本装置１を設置完了後に塞ぎネジ９ａで止水する。
【００２２】
図６は、本装置１に内設された検測ロッド兼グラウト注入管４の下方先端に接合された沈下検知装置１７の上面であり、沈下プレート２０上面に張設された止水ゴムパッキン２６と沈下プレート２０下面に溶接接合された複数本の検知棒２４を表し、保護鞘管２内部に内設された検測ロッド兼グラウト注入管４である。
【００２３】
図７は、本装置１に内設された検測ロッド兼グラウト注入管４上端部にねじ込まれ内設された逆止弁装置１６の詳細を示すものであり、熱可塑性プラスチックで形成された円筒型の止水弁枠２７の下面に円形のネオプレーンゴム２８が張設されていて、おおよそ１／３円形の鋼製薄板２９と２／３円形の鋼製薄板２９ａに複数の固定ネジで張設されている。鋼製薄板２９、２９ａの向い合う弦面は、隙間を設けており、おおよそ２／３円部分はゴムが持つ弾性力により復元を可能にし、グラウト注入ノズルａ９を挿入すると開き、抜き取れば復元し、グラウト材ａ７の逆噴出を防止する。おおよそ１／３円形部分は止水弁枠２７に鋼製薄板２９上からネオプレーンゴム２８を挟み固定ネジ３０で固定されていて、おおよそ２／３円形部分はネオプレーンゴム２８を固定ネジ３０ａで鋼製薄板２９ａに固定している。
【００２４】
図８は、土木建築分野の各種大型構造物の高厚な底版に本装置１を設置した状態を示す模式図であり、ａ）は橋梁の橋脚フーチング（底版）に設置したものであり、ｂ）は同じく橋梁の橋台フーチング（底版）に設置したものであり、ｃ）は水門の底版に設置したものであり、ｄ）は樋門・樋管の底版に設置したものである。また、ｅ）は建築分野における、港湾の岸壁上に構築された上屋の基礎部に配置されたものである。尚、直接定規等で沈下量検出が不可能な場合は、底版外に検測箱１ｂを設置し、検測箱１ｂ内の定規と本装置１に内設された検測リッド兼グラウト注入管４頭部を検測ケーブル１ａで接続することで沈下測定が可能になる。
【符号の説明】
【００２５】
１    地盤沈下量検測兼グラウト注入装置
１ａ  検測ケーブル
１ｂ  検測箱
２    保護鞘管
３    ロッドガイド管
４    検測ロッド兼グラウト注入管
４ａ  脱落防止溝
４ｂ  接着剤
４ｃ  接続遊間
５    円筒（筒状）止水スリーブ
６    装置固定金具
７    水膨張ゴム
８    装置蓋
８ａ  溝
８ｂ  ロッド固定孔
８ｃ  ハンドル
９    ロッド保持金具
９ａ  塞ぎネジ
１０  ガイド管固定用孔
１１  固定ネジ
１１ａ固定ネジ
１２  ガイド管固定用リングプレート
１２ａ固定用孔
１２ｂ固定用孔
１３  プラスチック製止水リングプレート
１３ａＯ（オー）−リング止水ゴム
１４  遊間保持プレート（上）
１４ａ遊間保持プレート（下）
１５  グラウト注入蓋
１６  逆止弁装置
１７  沈下検知装置
１８  押えバンド（上）
１８ａ押えバンド（下）
１９  止水スリーブ固定用円形板
２０  沈下プレート板
２０ａ沈下用重り  
２１  グラウト排出口
２２  横グラウト排出口
２３  耐震ＣＲゴム製継手管
２４  検知棒
２５  引抜け防止板
２６  止水ゴムパッキング
２７  止水弁枠
２８  ネオプレーンゴム
２９  鋼製薄板
２９ａ鋼製薄板
３０  固定ネジ
３０ａ固定ネジ
ａ１    構造物底版
ａ２    構造物底版上面
ａ３    構造物底版下面
ａ４    均しコンクリート
ａ５    地盤
ａ６    空洞
ａ７    グラウト材
ａ８    鉄筋
ａ９    グラウト注入ノズル
ａ１０  紙製円筒型筒
ａ１１  開口
ａ１２  中詰め砂
【図１】
2015200170.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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