(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の既設杭の内部にロッドを挿入し、該ロッドの上下端を前記既設杭の内周面の周方向同一位置にそれぞれ接触させ、該ロッドを既設杭内部で深さ方向に移動させて、該ロッドの深さ方向の位置とロッドの鉛直線に対する傾斜角度との関係を計測することによって既設杭の変形を測定する中空既設杭の変形測定治具であって、
中空の既設杭の内部に挿入されるロッドと、ロッドの上端と下端にそれぞれ上下対称に配置された接触プレートと、上下の接触プレートの先端部にそれぞれ形成されていて前記既設杭の内周面の周方向同位置で上下に離間した位置にそれぞれ接触する接触部と、それら上下の接触部を既設杭の内周面に押し付ける付勢部材と、前記上下の接触部が既設杭の内周面に接触したときの前記ロッドの鉛直線に対する傾斜角度を計測する傾斜計とを備え、
前記上下の接触プレートをそれぞれ２枚ずつ平面視において所定角度をなすように配置するとともに、それら２枚の接触プレートの挟角の２等分線の延長上に前記付勢部材を設け、該付勢部材は、上下両端部が上下の接触プレートの位置に固定されて外方に凸に湾曲し、その中央部が既設杭の内面に接触して突っ張ることにより、その反力で全４枚の接触プレートの接触部をそれぞれ既設杭の内周面に対して均等に押し付ける単一の板バネからなることを特徴とする中空既設杭の変形測定治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等の影響による中空既設杭の変形を測定するための測定治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震により建物や橋梁などの構造物が被害を受けた場合、これら構造物は上部構造のみならず、基礎や杭も損傷している可能性がある。基礎は上部構造に比べて調査が難しく、被害の程度を明らかにしにくい。基礎の損傷の可能性は解析上からでも指摘できるが、基礎、特に実際の杭の損傷の程度が明確にならないと、基礎の補修や構造物の建て替えなどの判断ができないのが現状である。
【０００３】
杭の調査は、全長を掘り起こして表面の状態の観察を行ったり、変形状況を測定するのが最上であるが、費用や工期、掘り起こしの困難さなどから実施されることは少ない。
【０００４】
通常、杭の調査でよく行われているのは、（１）杭頭のみ掘り起こしての杭頭観察、（２）杭内部のボアホールカメラによる観察、（３）杭頭を軽打してその反射波を測定する非破壊検査などである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、（１）の杭頭のみ掘り起こして杭頭観察する方法は、杭頭のみの調査であり、杭全長にわたる状況は把握できない。また、（２）の杭内部のボアホールカメラによる観察、および（３）の杭頭を軽打してその反射波を測定する非破壊検査は、杭に発生したクラックの幅が大きな場合には有効であるが、微小なクラックは発見できないことが多い。また、（２）、（３）の方法でも杭全体の応力状況など、定量的な情報は得られない。このように、杭全体の健全性あるいは損傷の状態をうまく調査する有効な方法が従来はなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、中空既設杭の変形量および深度方向の変形分布等を測定できる中空既設杭の変形測定治具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による中空既設杭の変形測定治具は、中空の既設杭の内部にロッドを挿入し、該ロッドの上下端を前記既設杭の内周面の周方向同一位置にそれぞれ接触させ、該ロッドを既設杭内部で深さ方向に移動させて、該ロッドの深さ方向の位置とロッドの鉛直線に対する傾斜角度との関係を計測することによって既設杭の変形を測定する中空既設杭の変形測定治具であって、中空の既設杭の内部に挿入されるロッドと、ロッドの上端と下端にそれぞれ上下対称に配置された接触プレートと、上下の接触プレートの先端部にそれぞれ形成されていて前記既設杭の内周面の周方向同位置で上下に離間した位置にそれぞれ接触する接触部と、それら上下の接触部を既設杭の内周面に押し付ける付勢部材と、前記上下の接触部が既設杭の内周面に接触したときの前記ロッドの鉛直線に対する傾斜角度を計測する傾斜計とを備え、前記上下の接触プレートをそれぞれ２枚ずつ平面視において所定角度をなすように配置するとともに、それら２枚の接触プレートの挟角の２等分線の延長上に前記付勢部材を設け、該付勢部材は、上下両端部が上下の接触プレートの位置に固定されて外方に凸に湾曲し、その中央部が既設杭の内面に接触して突っ張ることにより、その反力で全４枚の接触プレートの接触部をそれぞれ既設杭の内周面に対して均等に押し付ける単一の板バネからなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例の測定治具１を示す。この治具１は、測定対象の中空既設杭Ｋの全長に比較して十分に小さい適当長さのロッド３を有する。ロッド３は角パイプでできており、図（ａ）に示すように、その上端と下端には、ロッド３の長さ方向と直交する方向に張り出した接触プレート５が取り付けられている。接触プレート５は、ロッド３の上端および下端にそれぞれ２枚ずつ上下対象に配置されており、本実施例では上下端の各２枚の接触プレート５、５は互いに直交する関係、例えば一方を南北方向に合わせると、他方が東西方向に向くような関係で取り付けられている。ただし、２枚の接触プレート５、５は必ずしも直交させることはなく、それらのなす角度は１８０度以内であれば任意である。
【００１１】
各接触プレート５の先端は、杭Ｋの内周面に鉛直姿勢で接触する接触部５ａとなっており、上下の接触部５ａ間の距離は、ここでは１ｍに設定されている。また、接触プレート５を取り付けた側と反対側のロッド３の側面には板バネ（付勢部材）７が取り付けられている。板バネ７は上下端がロッド３の上下端に固定され、外方に凸に湾曲した部分が杭Ｋの内周面Ｋａに接触するようになっている。図（ｂ）に示すように、上下の各２枚の接触プレート５、５の挟角の２等分線の延長上に板バネ７は配置され、したがって板バネ７が杭Ｋの内周面Ｋａに突っ張ることで、その反対側にある各接触プレート５の接触部５ａがそれぞれ杭Ｋの内周面Ｋａに均等な付勢力で確実に押し付けられるようになっている。
【００１２】
また、ロッド３の内部には、鉛直線に対するロッド３の傾斜角度を測定する２台の傾斜計１０Ａ、１０Ｂが取り付けられている。２台の傾斜計１０Ａ、１０Ｂは、任意の２方向、ここでは互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の傾斜を測定することができる。
【００１３】
その他に、ロッド３の上端には自在継手１２を介して継ぎ棒１４が連結され、継ぎ棒１４にはワイヤロープを引っ掛けるためのフック１５が設けられている。さらに、継ぎ棒１４の上端には、継ぎ足し棒１６を順次接続できるようになっている。
【００１４】
この測定治具１を用いて測定する場合、治具１を既設杭Ｋの内部に杭頭から挿入し、回転しないように保持した状態で、治具１を継ぎ足し棒１６でつなぎながら深度方向に１ｍピッチで移動する。そうすると、板バネ７の作用により、上下の接触プレート５が杭Ｋの内周面Ｋａの、周方向同位置で且つ上下に離間した２点に接触する。この場合、接触部５ａ間の間隔は１ｍに設定されているので、接触プレート５を杭内周面Ｋａに接触させながら、傾斜計１０Ａ、１０Ｂでロッド３の傾斜角度を測定することにより、深度方向１ｍの区間の杭Ｋの傾斜角（変形角）を順次測定することができる。
【００１５】
そして、測定した結果、図２に示すような杭の深度方向の位置と変形角の関係を得ることができる。この場合、実測量は変形角であり、変形角を積分することにより、図３に示すような深度と変形量の関係を得ることができる。この図は、杭頭を基準にした水平変位量を示している。また、変形角を微分することにより曲げモーメントも算出できる。従って、杭全長にわたる変形分布や応力状況を知ることが可能になる。
【００１６】
また、本実施例では、治具１に測定方向の異なる２台の傾斜計を取り付けているので、例えば東西方向と南北方向の変形角を同時に測定することができる。ただし、傾斜計１は１台のみでも勿論良く、その場合、測定対称の方向に傾斜計の測定方向が合致するように治具１の向きを適宜変更すれば良い。
【００１７】
また、測定精度の向上のため、ある特定の周方向０度の位置と反転した１８０度の位置についてデータを取り、その平均値を最終測定値とすることにより、誤差の打ち消しを図ることもできる。
【００１８】
図４は２台の傾斜計１０Ａ、１０Ｂのデータで求めた変形量をそれぞれ示したものであり、破線は０度と反転した１８０度の測定値、実線はそれらの平均値を示している。この図から明らかなように、反転しない測定値のみで変形量を決めると数ミリ程度の誤差が生じる可能性があり、反転した測定値の平均を求めるとその誤差を解消でき、測定精度が上がる。
【００１９】
なお、上下の接触プレート５の間隔を変えることにより、５０ｃｍ間隔や、２ｍ間隔等、任意の区間の変形角も測定できる。また、接触プレート５や板バネ７の大きさや取り付け位置を変えることにより、通常使用されている既設杭のいずれにも測定可能とすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の測定治具によれば、既設杭の深さと傾斜角度の関係を測定するようにしたので、杭全長の変形性状を明らかにすることができ、杭の変形量および杭の応力状態なども定量的に把握することができる。特に、ロッドの上下に接触プレートをそれぞれ２枚ずつ所定角度をなすように配置して、それら２枚の接触プレートの挟角の２等分線の延長上に付勢部材としての単一の板バネを設けたので、その単一の板バネのみで全４枚の接触プレートの各接触部を杭内周面に均等にかつ確実に押し付けることができ、測定精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の測定治具の構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は図（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。
【図２】同測定治具を用いて測定した結果得られた杭の深度と変形角の関係を示す特性図である。
【図３】図２のデータを積分して得られた、杭の深度と変位量の関係を示す特性図である。
【図４】前記測定治具の各傾斜計によって得られた結果に基づいて求めた杭の深度と水平変位（変形量）の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
Ｋ  中空の既設杭
Ｋａ  内周面
１  測定治具
３  ロッド
５ａ  接触部
７  板バネ（付勢部材）
１０Ａ，１０Ｂ  傾斜計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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