JPS59112218A - 孔壁測定方法及びそれに用いる測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばコンクリート打設前における地中連続
壁用の孔の状態を地上から遠隔的に測定する方法及びそ
れに用いる装置に関するものである。

一般に、連続した地中孔内の孔幅、即ち孔壁間距離を地
上にて遠隔測定するためには、超音波測距器が使用され
ている。この超音波測距器は、被測定孔内において孔壁
に向かって発射した超音波が孔壁で反割されて戻ってく
るまでの超音波伝播時間を測定することにより、被測定
孔内の超音波測距器設置位置での孔幅を測定するもので
ある。しかし、この様な超音波測距器は、通常、地上か
らワイヤーロープ等によって被測定孔内に吊下げられる
ため、ワイヤーロープの捩れや揺動を抑えることが難し
く、その結果、超音波測距器の向きや水平方向位置がず
れるため大きな測定誤差が生じがちであった。また、超
音波測距器の水平方向における位置が常に一定となると
は限らず、そのため孔幅は測定できても孔の傾斜を正確
に把握することは困難であった。更に、超音波を利用し
ているため、被測定孔内に泥水やコンクリートミルク等
が入っている場合には、それらの比重によっては孔壁と
区別できず、測定不可能となるという本質的な欠点もあ
った。

これに対して、従来技術として、傘状にアームが拡開し
、そのアームの傾斜角から孔径を測定する、いわゆる「
孔径キャリパ−」と称するものがある。しかしこの孔径
キャリパ−は、孔の径を測定するこζは出来ても、孔の
傾きを測定することはできず、従って、そのままでは地
中連続壁用の孔の形状測定に適用することは出来ない。

本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みなされた
もので、その目的は、被測定孔内に例えばある種の泥水
やコンクリトミルク等の超音波測距器では正確な孔壁測
定を行なえないような物質が入っていたとしても、それ
らの影響を全く受けず、地中連続壁用孔の孔幅やその傾
きを地上にて迅速且つ正確に遠隔測定することのできる
方法並びにそれに用いる装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するため案出された本発明は、
超音波を用いるのではなく、従来の孔径キャリパ−のよ
うに孔壁に接触しながら測定すること、を基本とし、な
おかつ孔の傾きをも測定することが出来るように工夫さ
れたものである。即ち、本発明の第１番目の発明は、ゾ
ンデ本体の上下位置に、それぞれアームが、その中央を
軸として回動自在に取付けられている測定装置を用い、
該測定装置をアームが閉じた状態で地中壁用孔内に降ろ
し、次いでアームを拡開りる如く付勢した状態のまま引
上げつつ、適宜間隔毎にアームの傾き及びゾンデ本体の
傾きを測定することを繰返し、それによって孔幅及び孔
の傾きを求め、孔の全体形状を測定可能としたことを特
徴とする孔壁測定方法であり、第２番目の発明は、その
方法を実施するのに好適な装置である。

以下、図面に基づき本発明について詳述する。

第１図は本発呵に係る孔壁測定装置の一実施例を示す正
面図、第２図はその側面図である。この孔壁測定装置は
、枠状のゾンデ本体１をベースとし、それに様々な部材
が取付けられて構成されるもので、上端部のワイヤー取
付部２にワイヤー３を取付は地上から被測定孔内に吊下
げられる構成である。ゾンデ本体１の両側に位置する側
板４ａ、４ｂの上部にはそれぞれ上アーム５ａ、５ｂが
、また下部には下アーム５ａ。

６ｂがそれぞれ取付けられる。これら上アーム５ａ、５
ｂ並びに下アーム６ａ’、６ｂは、それぞれアームの中
央を軸として回動自在に取イ」けられており、各アーム
の両端にはタイヤ７が回転自在に取付けられている。ま
た各アームの回動輪（アーム軸）の端部に取付けられて
いるレバー３０とゾンデ本体１との間には、それぞれス
プリング８が取付けられる。これらのスプリング８は、
対応する各アームを、それぞれ第２図白抜き矢印で示す
ように、拡開させる方向にアーム軸を回転させる如く弾
撥力を付与する作用をなす。更に、これらのスプリング
８の端部（各レバー３０の端部）にはワイヤー９が取付
１ノられ、該ワイヤー９の他端部はワイヤー巻取軸１０
に巻付られる。ワイヤー巻取軸１０にはワイＡ７−巻取
プーリー１１が装着され、ゾンデ本体１に固定されてい
るアーム開閉用モータ１２を駆＃することによって巻取
り可能となっている。そして、ゾンデ本体１の一方の側
板４ａには傾斜測定用センサー１３が、また一方の下ア
ーム６ａには孔幅測定用センサー１４がそれぞれ装着さ
れている。これら傾斜測定用センサー１３及び孔幅測定
用センサー１４としては、それぞれ従来公知の傾斜セン
サーを用いることができ、例えば差動トランス方式のも
の、或いは振子型や回転式ポテンショメーター等任意の
型式のものであってよいが、当然のことながら出来るだ
け測定精度の良好なものを用いるのが望ましい。

本測定装置の使用状態の一例を第３図に示し、測定点近
傍での状態の詳細をＭ４図に示す。被測定孔の孔幅や相
対的な傾きのみを把握すれば充分な場合は、地上には本
測定装置を吊下げ、吊上げるだめの巻上げ装置のみ設置
しておけばよいが、孔の傾斜に関する絶対的な情報を得
たい場合には第３図に示されているような基準器２０を
地上に設置しておく必要がある。この基準器２０には、
フレーム２１と、その上端に回転自在に取付けられてい
るシーブ２２と、フレーム２１の下方に取付いている巻
取ドラム２３と、該巻取ドラム２３の駆動機構、及び車
輪２４とターンバックル２５とからなるフレームの傾き
微ｗ４節機構が組込まれている。第３図においてフレー
ム２１の両側の面２１ａ　、　２１ｂが基準プレートを
構成し、その傾斜角度と、測定装置が基準器２０に入っ
てきた状態での測定結果に基づき基準点（地表近傍の点
で、測定系列の基準となる点）の補正が行なわれる。基
準器２０が地表面に対して鉛直に設置されていれば、深
度○の点（地表面）についての補正は不要となるので、
前記傾き微調節機構を操作して極力鉛直に設置するのが
好ましい。しかし、傾いていても、演算によって補正は
行える。

さて、第３図及び第４図に基づき、本発明による孔壁測
定方法について説明すると次の如くである。先ず、地上
においてアーム開閉用モータ１２によりワイヤー巻取軸
１０を回転駆動してワイヤー９を巻取り、それによって
スプリング８の弾撥力に抗して上アーム５ａ、５ｂ並び
に下アーム６ａ、６１〕を閉じる。その状態のまま地上
から被測定孔内に降ろし、孔底にてアーム開閉用モータ
１２による巻取力を開敢する。

すると各上アーム５ａ、５ｂ並びに下アーム（３ａ　、
５ｂはスプリング８の弾撥力によって拡間し、各アーム
の両端部にそれぞれ取付（〕られているタイヤ７が孔壁
に接触することになる。

この様な状態で、傾斜測定用センサー１３及び孔幅測定
用センサー１４によりゾンデ本体１の傾き並びに下アー
ム６ａの傾きを測定する。その後、地上の巻取ドラム２
３を回転駆動し、ワイヤー３を巻上げて測定装置を所定
距離上昇させ、その位置で再び傾斜測定用センナ−１３
によるゾンデ本体１の傾き及び孔幅測定用センサー１４
による下アーム６ａの傾きをそれぞれ測定する。この様
な操作を測定装置が地上に達するまで繰返すのである。

なおこの実施例では基準器２０を用いているので、第３
図仮想線で示されているように、測定装置が基準器２０
内に納まるまで測定を繰返すことになる。

ところで、第４図からも判るように、各アームはゾンデ
本体１の上下に取付けられており、しかもアームの中央
を軸としてゾンデ本体１に取付けられており、スプリン
グ８の弾撥力により先端のタイヤ７が孔壁に接触するよ
うになっているので、アームの開閉度合の如何にかかわ
らずアーム軸は常に孔の中央に位置することになる。従
って、上下のアーム軸、即ちゾンデ本体の中心位置は常
に孔の中央に存在する。上アーム５ａ、５ｂと下アーム
６ａ、６ｂのアーム軸間距離は、測定装置によって一義
的に定まっているので、傾斜測定用センサー１３によっ
てゾンデ本体１の傾斜角を測定すれば、孔の上アームの
アーム軸を通る鉛直線に対するゾンデ本体１の傾斜角に
よって、下アーム６ａのアーム軸の位置を求めることが
できる。また、下アーム６ａのアーム軸を通る鉛直線に
対する下アーム６ａの傾斜角により、下アーム６ａのア
ーム軸の位置に対する相対的なアームと孔壁との接触点
の位置を、深度方向成分並びに孔幅方向成分に分けて求
めることができる。

以上のことをまとめて記号を用いて説明すると次の如く
である。第４図において、下アーム６ａのタイヤ７と孔
壁３１との接触点をそれぞれＰ、Ｑとし、ゾンデ本体１
の傾斜角をα、下アーム６ａの傾斜角をβどし、上アー
ム５ａと下アーム６ａとのアーム軸間距離をし、アーム
軸中心とタイヤ７の中心との距離をＭ、タイヤ７の半径
をＲとしたとき、下アーム軸と点Ｐ（タイヤ７と孔壁３
１との接触点）のｘ軸方向の変位Ａは、 ＡＬＥＭＳｉロ　β十Ｒ 下アーム軸に対する点Ｐのｙ方向の変位Ｂは、ＢζＭ　
ＣＯ３α また、上アーム軸に対重る下アーム軸の水平方向の変位
Ｃは、 Ｃ＝　Ｌ　ｓｉｎα である。第４図では孔が極端に傾斜しているので誤差が
生じているように見えるが、実際の測定は、はぼ鉛直の
方向に掘削された孔に対して行われるので、誤差はほと
んど入り込・まない。

これらのデータを適宜間隔毎に測定し続けることによっ
て、孔の傾き並びに孔幅を求めることが出来るのである
。測定する深度ビッヂは、上アーム軸と下アーム軸どの
軸間距離に一致させるか、又はその整数分の−の長さに
設定することにより、異なる複数系列の測定ができ、か
つ測定の連続性を確保することが出来るので望ましいが
、深度ピッチは任意であってよい。また、第３図に示す
ような基準器２０を用いれば、その傾きは別の計器で予
め正確に測定で−ることが出来るので、それに基づき測
定結果の補正を行なえば、正確な孔の傾きを測定するこ
とが出来る。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発
明はかかる構成のもののみに限定されるものでないこと
熱論である。本発明方法を実施するうえで、ゾンデ本体
の上下位置に、それぞれアームが、その中央を軸として
回動自在に取付りられていることは必須不可欠であるが
、それ以外の構造については取付り位置等をも含めて適
宜変更できる。この実施例において、孔幅測定用センサ
ー１４を下アーム６ａに取付けているが、これは孔底近
傍での測定値を求めたいためであって、特に孔底近傍の
測定値が必要でないような場合には、上アームの方に孔
幅測定用センサーを取付けてもよい。また、前述の如く
、必ずしも基準器２０を用いる必要がないが、絶対的な
意味での測定結果が必要な場合には、水実施例のように
基準器２０を用いる必要がある。

本発明は、上記のように構成した孔壁測定方法及びそれ
に用いる測定装置であるから、超音波を利用していない
ので被測定孔内に泥水やコンクリートミルク等超音波方
式では計測不可能な比重をもつ物質が入っていても、そ
れに影響されていることなく正確に孔幅や孔の傾斜を測
定することができ、またアーム先端部が孔壁に接触する
方式であるので、測定装置が孔中の所定位置で直ちに静
止するので迅速且つ正確な測定が可能となるし、構造も
極めて簡単・なだめ保守や修理、或いは較正といった作
業が殆んど要らないなど極めて優れた効果を奏し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る孔壁測定装置の一実施例を示す正
面図、第２図はその側面図、第３図は本発明による孔壁
測定方法を示を説明図、第４図はその測定点近傍での状
態を示す説明図である。 １・・・ゾンデ本体、４ａ　、４ｂ・・・側板、５ａ。 ５　ｂ・・・上アーム、６ａ、５ｂ・・・下アーム、７
・・・タイヤ、８・・・スプリング、１２・・・アーム
開閉用モータ、１３・・・傾斜測定用センサー、１４・
・・孔幅測定用センサー。 特許出願人　　　株式会社応用地質調査事務所代　　理
　　人　　　　　　　尾　　股　　行　　椎間　　　　
　　　　　　茂　　児　　　　　破開　　　　　　　　
　　荒　　木　　友之助第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゾンデ本体の上下位置に、それぞれアームが、その
   中央を軸として回動自在に取付けられている測定装置を
   用い、該測定装置をアームが閉じた状態で地中壁用孔内
   に降ろし、次いでアームを拡開する如く付勢した状態の
   まま引上げつつ、適宜間隔毎にアームの傾き及びゾンデ
   本体の傾きを測定することを欅返し、それによって孔幅
   及び孔の傾きを求め、孔の全体形状を測定可能としたこ
   とを特徴とする孔壁測定方法。 ２、枠状のゾンデ本体と、その両側板の上下位置にそれ
   ぞれ中央を軸として回動自在に取付けられている４本の
   アームと、各アームをそれぞれ拡開させる方向に弾撥力
   を付与するスプリングと、前記ゾンデ本体に取付けられ
   ている傾斜測定用センサーと、少なくとも一本のアーム
   に取付けられている孔幅測定用センサーとを有する孔壁
   測定装置。