(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良区域の地盤内に鉛直ドレーン材を貫入させ、前記改良区域の地盤表面に水平ドレーン材を敷設し、前記改良区域の全体を覆うように被覆材を敷設して、前記地盤表面と前記被覆材との間に間隙を形成し、該間隙にポンプを接続し、該ポンプにより前記間隙内を真空吸引して、前記改良区域の地盤中の水を排水させることにより、該地盤を減容化させて該地盤の強度を発現させる大気圧工法に用いられ、前記間隙内の真空度を測定する真空度測定装置であって、
前記被覆材の表面の一部に設けられる前記間隙の内外を貫通するガス抜き孔と、該ガス抜き孔に取り付けられる真空計とを備えてなることを特徴とする真空度測定装置。
【請求項２】
前記改良区域の地盤表面は水面下にあり、前記真空計は管体を介して前記ガス抜き孔に取り付けられるとともに、浮輪によって水面に浮かべられていることを特徴とする請求項１に記載の真空度測定装置。
【請求項３】
前記管体は、耐圧耐水性を有するホースと、該ホースの一端に気密的に接着されるエルボと、該ホースの他端に気密的に接着される管とを備え、前記エルボが前記ガス抜き孔に気密的に取り付けられ、前記管が前記真空計に気密的に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の真空度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧工法によって改良された地盤表面とその被覆材との間の水及び気体の圧力を測定する真空度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖沼等に堆積している底泥のような軟弱地盤の処理方法として、これを掘削して取り除いたり、覆砂やセメントにより硬化させたりする方法が採用されてきたが、これらは大型施工機械の使用と搬入路の確保といった手間とコストがかかる。
【０００３】
このような背景から、軟弱地盤の密度促進や強度増加を図る工法として、真空圧を利用して地盤を減容化及び強度発現させる大気圧工法が開発された。大気圧工法によれば、排水材を打設及び敷設された地盤を被覆材で覆って密閉し、これをポンプで吸引排水することによって、地盤中の水が排水されて地盤は固まりその強度が安定する。被覆材で密閉され、ポンプにより排水減圧された地盤強度の安定性を調べる場合、前記密閉部分の真空度が重要なデータの１つとなる。従来は、上記の真空度は、地盤中に埋め込まれた間隙水圧計が示す水圧として測定されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら間隙水圧計による従来の真空度測定には以下の問題があった。
（１）間隙水圧計の設置場所は地盤中であるため、これを埋めるには地盤をボーリングしなければならない。これは高コストの工事となる上に手間がかかる。
（２）間隙水圧計は軟弱地盤中で使用されるため、水圧計全体が耐腐食且つ耐水仕様でなければならない。一般に、このような厳しい環境下で使用される水圧計は、耐腐食性の高価な金属を使用したり、金属表面部分や電気回路部分をすべて合成樹脂で被覆したり、セラミック材料を多用したり等、高コストになる。
（３）間隙水圧計が故障した場合、その交換は困難であり、現実的ではない。従って望む場所の真空度を間違いなく測定するには、バックアップとして複数個の間隙水圧計を埋めておかねばならず、これは高コストになる。
（４）間隙水圧計により測定された地盤中の真空度が、必ずしも地盤表面と被覆材との間隙の真空度と一致するわけではなく、この点で、測定の精度は高くない。
（５）とりわけ、地盤が水面下にある場合は、上述の真空計の設置及び交換は、より困難になる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡便且つ低コスト且つ高精度に、地盤表面と被覆材との間隙の真空度を測定する装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の発明は、改良区域の地盤内に鉛直ドレーン材を貫入させ、前記改良区域の地盤表面に水平ドレーン材を敷設し、前記改良区域の全体を覆うように被覆材を敷設して、前記地盤表面と前記被覆材との間に間隙を形成し、該間隙にポンプを接続し、該ポンプにより前記間隙内を真空吸引して、前記改良区域の地盤中の水を排水させることにより、該地盤を減容化させて該地盤の強度を発現させる大気圧工法に用いられ、前記間隙内の真空度を測定する真空度測定装置であって、前記被覆材の表面の一部に設けられる前記間隙の内外を貫通するガス抜き孔と、該ガス抜き孔に取り付けられる真空計とを備えてなることを特徴とする真空度測定装置とした。
【０００７】
第１の発明によれば、被覆材のガス抜き孔に取り付けた真空計によって間隙内の真空度を直接に測定することができるので、地盤強度の安定性を高精度で調べることができる。また、被覆材にガス抜き孔を設け、このガス抜き孔に真空計を取り付ければよいので、真空度測定装置の設置に要する手間を削減することができ、設置に要する費用を大幅に削減することができる。さらに、真空計を地盤中のような測定機器にとって厳しい環境下で使用する必要がないので、真空計の選択範囲を広げることができ、市販の安価な真空計であっても間隙内の真空度を高精度で測定することができる。
【０００８】
また、第１の発明において、前記改良区域の地盤表面は水面下にあり、前記真空計は管体を介して前記ガス抜き孔に取り付けられるとともに、浮輪によって水面に浮かべられていることを特徴とする真空度測定装置を第２の発明とした。
【０００９】
第２の発明によれば、地盤表面が水面下にある場合に、真空計は浮輪によって水面に浮かべられているので、センサや電気回路等を防水加工した水中で使用可能な真空計を特注する必要がなく、通常市販されている大気圧から真空までの測定レンジを有する真空計から広く選択することが可能となる。また、真空計が故障又は老朽化した場合に、真空計のみを交換することができるので、真空度測定装置のメンテナンスを容易にすることができる。さらに、管体の長さを長くとることにより、地盤中からの泥等が水に混じって真空計の中に入り込むのを阻止でき、真空計のセンサ等の部品が損傷するのを防止できる。
【００１０】
また、第２の発明において、前記管体は、耐圧耐水性を有するホースと、該ホースの一端に気密的に接着されるエルボと、該ホースの他端に気密的に接着される管とを備え、前記エルボが前記ガス抜き孔に気密的に取り付けられ、前記管が前記真空計に気密的に取り付けられていることを特徴とする真空度測定装置を第３の発明とした。
【００１１】
第３の発明によれば、直角に曲げられたエルボがガス抜き孔に取り付けられていることにより、ガス抜き孔から放出される水に混じった泥等が真空計のセンサを直撃するのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＝＝＝大気圧工法の概要＝＝＝
本発明の一実施形態としての真空度測定装置は、水面下で大気圧工法により改良される底泥地盤にて使用されるものとする。
【００１３】
本実施形態としての真空度測定装置が使用される、水面下の大気圧工法の概要について図１を参照しつつ説明する。図１は、大気圧工法で改良が進められている底泥１を有する池の断面を模式的に表した図である。軟弱な地盤を硬化させることが必要な改良区域３の底泥表層に鉛直ドレーン材５が打設され、水平ドレーン材７及び有孔管９が敷設され、有孔管９の一端がポンプ１１の吸水口に接続されている。被覆材１３は、改良区域３の全てを覆い、被覆材１３の周縁は底泥１に打設される。これにより被覆材１３と水底地盤表面１５の形成する空間は池中の水から隔離される。
【００１４】
鉛直ドレーン材５による毛細管現象で、水底地盤表面１５にまで上昇した底泥中の水は、水平ドレーン材７により、被覆材１３と水底地盤表面１５との間隙の一方向に選択的に流れることが許容され、さらにこれが有孔管９で集められてポンプ１１に吸い上げられる。
【００１５】
ポンプ１１の運転を続けることにより、底泥１の中の水が排水されて、この軟弱地盤は減容化して強度をもつ。また前記間隙は減圧状態となるため、被覆材１３は改良区域３の表面に密着して改良区域３を密封した状態となり、池底の強度が安定した状態が持続する。
【００１６】
従って、水底地盤表面１５と被覆材１３との間隙の真空度は、上記の安定度を評価するデータとして重要となる。
【００１７】
＝＝＝真空度測定装置及びその周辺部材の構成＝＝＝
図１に示されるように、本実施形態の真空度測定装置における真空計１７は、浮輪１９により水面に浮き、ホース２１を介して被覆材１３の表面のガス抜き孔２３に接続されている。また本実施形態においては、真空計１７から２本のケーブル２５が出て、真空計コントローラ２７に接続している。
【００１８】
被覆材１３と水底地盤表面１５との間隙の真空度を測定するための、本発明の一実施形態としての真空度測定装置の構成について、図２を参照しつつ、さらに詳細に説明する。図２は、コントローラを除く、本実施形態における真空度測定装置及びその周辺部材を模式的に示した図である。
【００１９】
本実施形態において、前記間隙の真空がどの部分で保持されているかについて以下、説明する。被覆材１３の表面にあけられたガス抜き孔２３にはエルボ２９の一端が連結され、エルボ２９の他端にはホース２１の一端が連結され、ホース２１の他端には真空計１７が連結され、真空計１７のセンサ３１で真空が閉じられている。従って、エルボ２９とホース２１とは、ガス抜き孔２３と真空計１７のセンサ３１とを気密的に連結する管体とみなせる。ここでエルボ２９は、ガス抜き孔２３とホース２１とを気密的に連結するための手段であるが、一方では、その直角に曲げられた単管は、ガス抜き孔２３から放出される水に混じった泥等が真空計１７のセンサ３１を直撃するのを防ぐ機能を有している。
【００２０】
真空計１７には、通常市販されている、液体及び気体の圧力が測定できる圧力トランスデューサ等を使用する。例えば真空計１７の中で、センサ３１を一方の電極と見なし、不図示の他方の電極とでコンデンサを形成しているとすれば、センサ３１で閉じられた真空の変化によって、センサ３１が図２の上下方向に微小移動すれば、前記コンデンサの静電容量が変化する。従って、逆に真空計内部の前記コンデンサの静電容量を測定し、この測定値を所定の方法で変換すれば、センサ３１が接触している真空の真空度を知ることが可能となる。
【００２１】
被覆材１３の表面にあけられたガス抜き孔２３の周囲は、エルボ２９の一端のフランジ３３の面と密着され、水や気体のリークが無視できるほど小さくなるように気密的に熱溶着されている。ここで、フランジ３３が、被覆材１３とおよそ同じ材料であれば、前記熱溶着の強度が高まる。また、エルボ２９はフランジ３３を有する端から他端までが一体成形されたものであれば、リークが無視できるほど小さく気密になる。さらにエルボ２９は、その内部が真空で外部が例えば水深１０ｍ程度であっても、その変形が無視できるほど小さい耐圧仕様となっている。
【００２２】
ホース２１の両端には、それぞれエルボ２９の一端である単管及び真空計１７のセンサ３１に通ずる管が差し込まれて、水や気体のリークが無視できるほど小さくなるように気密的に接着されている。ホース２１の本体も、水に対し気密であり、且つホース２１の中が真空である時、外部から例えば水深１０ｍ程度の水圧が加えられても、ホース２１の内面の形状の変化が無視できるほど小さい耐圧仕様のものが採用される。さらにホース２１の外面は耐水性であり、水中で容易に劣化しない。
【００２３】
真空計１７は浮輪１９で水面に浮いており、特に本実施形態においては、センサ３１部分、及び真空計１７の本体とケーブル２５との接続部分は水面上に露出している。これにより、水中での真空計１７の部品表面の腐食、及び真空計１７の電力や電気信号等の電極の短絡を防ぐことが可能である。
【００２４】
本実施形態においては、真空計コントローラ２７から真空計１７への電力供給及び真空計１７から真空計コントローラ２７への電気信号の伝達に、それぞれ２本ずつのケーブル２５が必要であり、それぞれを同軸ケーブルにする等、１本にまとめて被覆し、池底を這わせて真空計１７と真空計コントローラ２７とを電気的に接続する。ここで、ケーブル２１の表面は耐水性であり、水中で容易に劣化せず、従って電気的短絡は起こらない。
【００２５】
＝＝＝真空度測定装置の設置手順＝＝＝
本実施形態における真空度測定装置は、以下の設置手順により実現される。即ち、垂直ドレーン材５が打設され、水平ドレーン材７及び有孔管９が敷設された水底地盤表面１５を、表面のガス抜き孔２３にエルボ２９を介してホース２１の連結された被覆材１３で覆う。その後ホース２１の一端を水面上に保持し、浮輪１９を有する真空計１７のセンサ３１に通ずる管とホース２１の一端とを水面上で接着して連結する。ポンプ１１によって、改良区域３の底泥１の中の水を排水するとともに、上記の被覆材設置によって入り込んだ、ホース２１の中の水を排水する。これらの手順を経て、改良区域３における水底地盤表面１５と被覆材１３との間の真空度の測定が可能となる。
【００２６】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記実施の形態においては、真空計１７がホース２１等を介してガス抜き孔２３に連結されているが、これに限定されるものではない。例えば、図３に示されるように、真空計１７がガス抜き孔２３に直接連結されてもよい。但し、真空計１７が、ホース２１等でガス抜き孔２３に連結されて地上にある方が、真空計１７を、耐水使用でない通常市販されている大気圧から真空までの測定レンジを有するものから広く選択することが可能となる点で望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の真空度測定装置によれば、地盤表面と被覆材との間の間隙内の真空度を直接に測定することができるので、地盤強度の安定性を高精度で調べることができる。
また、被覆材にガス抜き孔を設け、このガス抜き孔に真空計を取り付ければよいので、真空度測定装置の設置に要する手間を削減することができ、設置に要する費用を大幅に削減することができる。
さらに、真空計を地盤中のような測定機器にとって厳しい環境下で使用する必要がないので、真空計の選択範囲を広げることができ、市販の安価な真空計であっても間隙内の真空度を高精度で測定することができる。
さらに、真空計が故障又は老朽化した場合に、真空計のみを交換することができるので、真空度測定装置のメンテナンスを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】大気圧工法で改良が進められている底泥を有する池の断面を模式的に表した図である。
【図２】コントローラを除く、本実施形態における真空度測定装置及びその周辺部材を模式的に示した図である。
【図３】真空計とガス抜き孔とが直接連結された大気圧工法で改良が進められている底泥を有する池の断面を模式的に表した図である。
【符号の説明】
５  鉛直ドレーン材
１３  被覆材
１５  水底地盤表面
１７  真空計
２１  ホース
２３  ガス抜き孔
【図１】
0003969118.tif 000002
【図２】
0003969118.tif 000003
【図３】
0003969118.tif 000004