JP3742678B2 - Deformation measurement jig for hollow existing piles - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a measuring jig for measuring the deformation of a hollow existing pile due to the influence of an earthquake or the like.
[0002]
[Prior art]
When structures such as buildings and bridges are damaged by an earthquake, these structures may damage not only the superstructure but also the foundation and piles. The foundation is harder to survey than the superstructure, and the extent of damage is difficult to clarify. The possibility of damage to the foundation can be pointed out from the analysis, but unless the extent of damage to the foundation, particularly the actual piles, is clarified, it is not possible to make decisions such as repairing the foundation or rebuilding the structure.
[0003]
Pile investigation is best done by digging up the entire length and observing the surface condition and measuring the deformation state, but it is rarely carried out due to cost, construction period, difficulty in digging up, etc.
[0004]
In general, the most common surveys of piles are (1) Pile head observation by digging only the pile head, (2) Observation with a borehole camera inside the pile, and (3) Light hitting of the pile head and its reflection Non-destructive inspection that measures waves.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of (1) digging only the pile head and observing the pile head is an investigation of only the pile head, and the situation over the entire pile length cannot be grasped. Also, (2) observation with a borehole camera inside the pile and (3) nondestructive inspection to measure the reflected wave by tapping the pile head is effective when the width of the crack generated in the pile is large. However, it is often impossible to find minute cracks. In addition, the methods (2) and (3) cannot provide quantitative information such as the stress state of the entire pile. As described above, there has been no effective method for well examining the soundness or damage state of the entire pile.
[0006]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a deformation measuring jig for a hollow existing pile that can measure a deformation amount of a hollow existing pile, a deformation distribution in a depth direction, and the like.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The deformation measuring jig for a hollow existing pile according to the invention of
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
[0011]
The tip of each
[0012]
In addition, two
[0013]
In addition, a
[0014]
When measuring using this
[0015]
As a result of the measurement, the relationship between the position of the pile in the depth direction and the deformation angle as shown in FIG. 2 can be obtained. In this case, the actually measured amount is a deformation angle, and by integrating the deformation angle, the relationship between the depth and the deformation amount as shown in FIG. 3 can be obtained. This figure shows the amount of horizontal displacement relative to the pile head. Also, the bending moment can be calculated by differentiating the deformation angle. Therefore, it becomes possible to know the deformation distribution and the stress situation over the entire pile length.
[0016]
In the present embodiment, since two inclinometers with different measurement directions are attached to the
[0017]
Further, in order to improve the measurement accuracy, it is possible to cancel the error by taking data at a specific circumferential position of 0 degree and a reversed 180 degree position and setting the average value as the final measured value. .
[0018]
FIG. 4 shows the deformation amounts obtained from the data of the two
[0019]
In addition, by changing the distance between the upper and
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the measurement jig of the present invention, since the relationship between the depth of the existing pile and the inclination angle is measured, the deformation property of the entire pile length can be clarified, and the deformation amount of the pile In addition, the stress state of the pile can be grasped quantitatively. In particular, two contact plates are arranged above and below the rod so as to form a predetermined angle, and a single plate as a biasing member on the extension of the bisector of the sandwich angle between the two contact plates Since the spring is provided, the contact portions of all four contact plates can be evenly and reliably pressed against the inner peripheral surface of the pile with only the single leaf spring , and the measurement accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are configuration diagrams of a measuring jig according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a pile depth and a deformation angle obtained as a result of measurement using the measurement jig.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between pile depth and displacement obtained by integrating the data of FIG. 2;
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a pile depth and a horizontal displacement (deformation amount) obtained based on a result obtained by each inclinometer of the measuring jig.
[Explanation of symbols]
K hollow existing pile Ka inner
10A, 10B inclinometer
Claims (1)
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。Inserting a rod inside the hollow existing pile, bringing the upper and lower ends of the rod into contact with the same position in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the existing pile, and moving the rod in the depth direction inside the existing pile, A deformation measuring jig for a hollow existing pile that measures the deformation of the existing pile by measuring the relationship between the position in the depth direction of the rod and the inclination angle with respect to the vertical line of the rod,
A rod inserted into a hollow existing pile, a contact plate disposed vertically symmetrically at the upper and lower ends of the rod, and an inner peripheral surface of the existing pile formed at the tip of the upper and lower contact plates, respectively Contact portions that are in contact with each other at positions spaced apart vertically at the same circumferential direction, a biasing member that presses the upper and lower contact portions against the inner peripheral surface of the existing pile, and the upper and lower contact portions are the inner peripheral surface of the existing pile. An inclinometer that measures an inclination angle with respect to a vertical line of the rod when contacting the rod,
Two upper and lower contact plates are arranged so as to form a predetermined angle in plan view, and the biasing member is provided on an extension of a bisector of the sandwich angle between the two contact plates. The upper and lower ends of the force member are fixed at the positions of the upper and lower contact plates and curved outwardly, and the central part is in contact with the inner surface of the existing pile and is stretched. A deformation measuring jig for a hollow existing pile, comprising a single leaf spring that uniformly presses the contact portion of the contact plate against the inner peripheral surface of the existing pile.
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