水管式地盤傾斜計について

地すべり地帯などでよく用いられている水管式地盤傾斜計について調べてみました。

水管式地盤傾斜計については、地盤工学会基準「水管式地盤傾斜計を用いた地表面の傾斜変動量測定方法」で詳しく説明していますが、地表面の傾斜の経時的変動量を求めることを目的としており、用途としては、
・地すべり調査
・コンクリート構造物の現地計測
・鉄道路盤に対する近隣施工の影響などの管理
によく用いられています。
気泡管で把握される傾斜変動量を合成して、地表面の傾斜変動量を測定するだけなので、取り扱いが簡単です。
経済的にも優れています。

(1)測定用具
水管式地盤傾斜計(以下、傾斜計という)三脚(主脚および左右両支脚)によって支えられた気泡管台の上に、主気泡管と副気泡管が取り付けられ、三脚の上下によって気泡管台の傾斜が調整できる構造のものが必要となります。
①主脚回転分度板が固定され、主脚を回転させることによって、主気泡管方向の傾斜角が回転分度板の読みによって換算できる構造のもの
②支脚気泡管台を主気泡管の直角方向に、水平に調整するためのもの
③主気泡管気泡管と直角になるように取り付けられ、2mm以上の感覚で目盛が刻まれて1目盛の傾斜角が12秒以下のもの
④回転分度板測定範囲が±1度以上で、1週360目盛が刻まれ、1目盛、1目盛の傾斜角が2秒以下のもの
であり、傾斜計は、使用前には必ず校正を行い、校正係数(分度板1目盛の傾斜角度)を求めておく必要があります。
また、気泡管内には、外気温が-10℃の状態でも凍結せず、また温度変化による粘性の変化が小さい液体を用いる必要があります。

(2)測定方法
1)測定用具の設置
①設置場所・測定値に対して外的な影響の少ない地点を選定します。
②設置台・表土を掘削し、木杭または等辺山形鋼などを5本以上打ち込み、頭部にコンクリートを打設し、表面を水平に仕上げて設置台とします。
③傾斜計を設置します。
傾斜計は、設置台の上に2基を互いに直角に設置し、主気泡管方向は原則としてそれぞれN-SおよびE-W方向とし、主脚をNおよびS側とします。
尚、傾斜計は、設置台のコンクリート打ち込みから原則として1週間以上経過後に設置し、設置台表面に張ったガラス板、または主脚および支脚の位置に取り付けた台座に設置します。
また、傾斜計を保護するため、設置台の上に保護箱を設けます。
2)測定方法
①設置時の測定
支脚を回転させ、副気泡管の気泡が目盛の中止になるように調整し、その後主脚を回転させて主気泡管の気泡が目盛の中心になるように調整し、調整したときの回転分度板の目盛を読み取り、初期値とします。
②測定
傾斜方向の確認のため、主気泡管の気泡の位置を記録した後主脚を回転し、気泡が中心になるように調整し、調整したときの主脚の回転方向と回転分度板の目盛を読み取ります。
その時の測定時間間隔は一定間隔を原則とします。

(3)注意事項
①明らかに不動点と思われる箇所にも設置して比較観測することが望ましいようです。
②設置台については、設置台の例を下図に示しましたが、基礎杭として木杭を使用する場合には、長さ1.0mおよび末口9cm以上のものを杭の頭部が地表面約20cmになるように打ち込みます。
ただし、所定の長さを打ち込む前に基礎杭が基岩に達し、打ち込みが不可能な場合には、杭の頭部が地表面下約20cmになるように切断します。
また、地表面が岩盤で、基礎杭を打ち込むのが不可能な場合には、基礎杭を使用せずに設定台を作製します。。
この時の設置台は、長さ30cm以上、一片が50cm以上の正方形の場所打ちコンクリートとし、その3分の2程度を地中に埋め込みます。
③護箱は内部の通風と排水に対処できる構造とします。
④測定時には、脚軸のずれ、気泡管のひび割れの有無および副気泡管の気泡の位置の点検を行います。
また、前回の分度板の読み値と測定時の分度板の目盛が一致しているか確認し、相違があればその原因を調べます。
⑤測定時間間隔は、地盤の変動状況や現場周辺状況に応じて判断します。

設置台の例
水管式地盤傾斜計の設置台の一般図
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