特開 2023-168736 地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168736

(43)【公開日】2023-11-29

(54)【発明の名称】地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 7/06 20060101AFI20231121BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20231121BHJP

   G01C 9/00 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

G01C7/06

G01C15/00 104B

G01C9/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080019

(22)【出願日】2022-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】濁川 直寛

(72)【発明者】

【氏名】浅香 美治

(57)【要約】

【課題】地盤の真の変形計測を精度よく低コストかつ省スペースで実現できる。
【解決手段】山留壁１０の被計測箇所に設けられるガイド管２と、ガイド管２内で管軸方向に沿って一定速度で移動可能に設けられる移動体３と、を備え、移動体３には、傾斜角度を計測するＭＥＭＳ式の傾斜計４と、移動体３の移動速度を計測する回転数検出計５と、を備え、傾斜角度及び移動速度は、移動体３の移動とともに連続的に計測され、ガイド管２は、金属製の部材からなり、移動体３は、ガイド管２の内面２ａに対して磁力で接触する磁石タイヤ３２を備える構成の地盤傾斜計測装置を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計測装置であって、
前記地盤の被計測箇所に設けられるガイド管と、
前記ガイド管内で管軸方向に沿って一定速度で移動可能に設けられる移動体と、を備え、
前記移動体には、
前記傾斜角度を計測するＭＥＭＳ式の傾斜計と、
前記移動体の移動速度を計測する移動速度計と、を備え、
前記傾斜角度及び前記移動速度は、前記移動体の移動とともに連続的に計測されることを特徴とする地盤傾斜計測装置。

【請求項2】

前記ガイド管は、金属製の部材からなり、
前記移動体は、前記ガイド管の内面に対して磁力で接触する回転走行部を備える請求項１に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項3】

前記移動体は、外側に向けて押圧して前記ガイド管の内面から反力を得る反力部を備える請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項4】

前記傾斜計は、ＭＥＭＳ式である請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項5】

前記ガイド管の管内には、液体が充填されている請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項6】

前記ガイド管は、金属製の部材からなり、
前記ガイド管の開口端部には、電極が接続され、
前記移動体は、前記電極に通電された電気が前記ガイド管を通じて給電されるバッテリーを備える請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項7】

前記ガイド管の内面には、管軸方向に沿って目盛りが表示され、
前記移動体には、前記目盛りを撮影する撮影部が設けられている請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項8】

前記ガイド管の内面の所定位置には、前記ガイド管の位置情報を組み込んだＩＣチップが設けられ、
前記移動体は、前記ＩＣチップに組み込まれた前記位置情報を読み取る読取部を備える請求項１又は２に記載の地盤傾斜計測装置。

【請求項9】

地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計測方法であって、
前記地盤の被計測箇所にガイド管を設置する工程と、
前記傾斜角度を計測する傾斜計と、前記傾斜計の移動速度を計測する移動速度計と、を備えた移動体を前記ガイド管内に挿入する工程と、
前記移動体を前記ガイド管の管軸方向に沿って一定速度で移動させ、前記傾斜角度及び前記移動速度を前記移動体の移動とともに連続的に計測する工程と、
を有することを特徴とする地盤傾斜計測方法。

【請求項10】

前記地盤は、山留壁であり、
前記ガイド管は、前記山留壁の外壁面に沿って設けられている請求項９に記載の地盤傾斜計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、山留壁等の地盤の変形状態を把握する際には、多段式傾斜計（例えば、特許文献１参照）や挿入式傾斜計を用いて山留壁の深さ方向の変位量計測を行うことが知られている。

【0003】

多段式傾斜計による計測する場合は、地盤内にボーリング孔を設け、複数の傾斜計を孔内における例えば２ｍ毎の計測深さに設置して変形量を計測する。計測深さは定位置となることから、測点間の変形は一般的には線形補完によって推定される。
挿入式傾斜計は、ガイド管に計器を自動または手動で挿入して変形量を計測し、例えば１ｍ程度の任意の間隔ごとに計測される。また、自動の挿入式傾斜計を使用した傾斜測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－１３９３４８号公報

【特許文献2】特開２０２０－８３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の多段式傾斜計による計測方法では、測点間に変曲点がある山留壁の真の変形を精度良く計測することが困難である。そのため、従来技術によって山留壁の変形を連続的に捉える場合には、計器の配置間隔を密にせざるを得ない。すなわち、多段式傾斜計を計測箇所に応じて複数設ける必要があることから、傾斜計にかかるコストが増大するという問題があった。

【0006】

また、挿入式傾斜計による計測方法では、所定深さでの計測を繰返して山留壁全体の変形分布を描画するため、多段式傾斜計と同様に計測誤差の課題を有する。手動の挿入式傾斜計の場合は、測線数に応じて計測にかかるコストが増大し、さらに計測者に依存した計測誤差が発生するおそれがある。
一方で、特許文献２に記載されるような傾斜測定装置では、例えば幅４０ｃｍ、高さ１５００ｍｍ程度の大きなケース内に挿入式傾斜計等の測定機器を収容する装置であるので、装置自体の大きさが現場内に装置を静置できるヤードを確保する必要があるという問題があり、その点で改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、山留壁の真の変形計測を精度よく低コストかつ省スペースで実現できる地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計測装置であって、前記地盤の被計測箇所に設けられるガイド管と、前記ガイド管内で管軸方向に沿って一定速度で移動可能に設けられる移動体と、を備え、前記移動体には、前記傾斜角度を計測するＭＥＭＳ式の傾斜計と、前記移動体の移動速度を計測する移動速度計と、を備え、前記傾斜角度及び前記移動速度は、前記移動体の移動とともに連続的に計測されることを特徴としている。

【0009】

また、本発明に係る地盤傾斜計測方法は、地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計測方法であって、前記地盤の被計測箇所にガイド管を設置する工程と、前記傾斜角度を計測する傾斜計と、前記傾斜計の移動速度を計測する移動速度計と、を備えた移動体を前記ガイド管内に挿入する工程と、前記移動体を前記ガイド管の管軸方向に沿って一定速度で移動させ、前記傾斜角度及び前記移動速度を前記移動体の移動とともに連続的に計測する工程と、を有することを特徴とする。

【0010】

本発明では、ガイド管内で移動体を移動させながら移動体に設けた傾斜計によって、地盤に設けたガイド管の傾斜角度を連続的に計測しつつ、移動速度計で移動体の移動速度を計測してその移動速度を一定速度にして計測することができる。これにより、断続的ではなく連続的な高精度な計測データを取得でき、地盤の被計測箇所における真の変形分布を得ることができる。
また、本発明では、傾斜計を備えた移動体をガイド管内で移動させて傾斜角度を計測するため、従来のように傾斜計を計測箇所に応じて複数設ける必要がなく、装置のコストを低減することができる。
さらに本発明では、鋼管などの小径のガイド管内に挿入可能な移動体に傾斜計や、移動体を駆動するための駆動部を備えた寸法で小型化することができ、現場の省スペース化を図ることができる。

【0011】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記ガイド管は、金属製の部材からなり、前記移動体は、前記ガイド管の内面に対して磁力で接触する回転走行部を備えることが好ましい。

【0012】

本発明では、回転走行部が磁力によって金属製のガイド管の内面に接触した状態を維持しながら転動して移動体をガイド管に沿って移動させることができる。そのため、ガイド管が下向きに急傾斜となっている場合であっても、移動体のガイド管内での落下を抑制することができる。

【0013】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記移動体は、外側に向けて押圧して前記ガイド管の内面から反力を得る反力部を備えてもよい。

【0014】

本発明では、移動体に設けられる反力部がガイド管の内面を押圧して反力が付与された状態を維持しながら移動体を移動させることができるので、移動体がガイド管内で落下することを抑制することができる。

【0015】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記傾斜計は、ＭＥＭＳ式であることが好ましい。

【0016】

この場合には、小型のＭＥＭＳ式の傾斜計を使用することで、移動体をより小型化することができ、コストを低減することができる。

【0017】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記ガイド管の管内には、液体が充填されていてもよい。

【0018】

本発明では、ガイド管内に液体を充填し、傾斜計を備えた移動体の見かけの密度を液体の密度より大きくすることができ、移動体の急な落下を防止することができる。

【0019】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記ガイド管は、金属製の部材からなり、前記ガイド管の開口端部には、電極が接続され、前記移動体は、前記電極に通電された電気が前記ガイド管を通じて給電されるバッテリーを備えていてもよい。

【0020】

本発明では、移動体の駆動や傾斜計などの電気をバッテリーから給電することができる。移動体に搭載されるバッテリーは、ガイド管における移動体の位置に関わらず、金属製のガイド管を介してガイド管の開口端部に接続される電極を通じて給電される。そのため、バッテリーには、給電用の電線を配線する必要がなく、移動体の移動時における使い勝手を良好にできる。

【0021】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記ガイド管の内面には、管軸方向に沿って目盛りが表示され、前記移動体には、前記目盛りを撮影する撮影部が設けられていてもよい。

【0022】

本発明では、移動体の移動とともに移動体の撮影部でガイド管の内面の目盛りを撮影し、認識することで、移動体、すなわち傾斜計の自己位置および移動速度を把握することがきでる。これにより移動制御にフィードバックすることで傾斜計の等速度運動を維持したり、補正することができ、傾斜計の計測精度をより高めることができる。

【0023】

また、本発明に係る地盤傾斜計測装置は、前記ガイド管の内面の所定位置には、前記ガイド管の位置情報を組み込んだＩＣチップが設けられ、前記移動体は、前記ＩＣチップに組み込まれた前記位置情報を読み取る読取部を備えていてもよい。

【0024】

本発明では、傾斜計は等速度運動するように制御するが、繰返し計測に伴う自己位置のずれを補正することができる。

【0025】

また、本発明に係る地盤傾斜計測方法は、前記地盤は、山留壁であり、前記ガイド管は、前記山留壁の外壁面に沿って設けられていてもよい。

【0026】

本発明では、上述した地盤傾斜計測装置を使用し、予め山留壁の外壁面に沿ってガイド管を設置し、適度な頻度でガイド管の傾斜角度を計測することで、山留壁の変位状態を精度よく把握することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法によれば、山留壁の真の変形計測を精度よく低コストかつ省スペースで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態による地盤傾斜計測装置の構成を示す縦断面図である。

【図2】地盤傾斜計測装置の移動体の構成を示す側面図である。

【図3】地盤傾斜計測装置による計測結果を示す図である。

【図4】変形例による地盤傾斜計測装置の構成を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施形態による地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法について、図面に基づいて説明する。

【0030】

図１に示すように、本実施形態の地盤傾斜計測装置１は、地盤の傾斜角度を計測するための装置である。本実施形態は、山留壁１０（地盤）における傾斜角度の計測に適用され、山留壁１０の変位を確認する一例を示している。山留壁１０は、地山の壁面にコンクリートを吹き付け又は打設することにより施工されている。このように本発明の地盤は、コンクリート製の山留壁等の地盤の表面に施工されたコンクリート構造体も含む。

【0031】

地盤傾斜計測装置１は、山留壁１０の外壁面あるいは地盤内に設けられ、山留壁１０の傾斜方向に向けて延在するガイド管２と、ガイド管２内で管軸方向に沿って一定速度で移動可能に設けられた移動体３と、移動体３に設けられたＭＥＭＳ式の傾斜計４と、移動体３に設けられ、移動体３の移動速度を計測する回転数検出計５（移動速度計）と、を備える。
図１において、符号Ｏは鉛直基線を示し、符号θは鉛直基線Ｏに対する傾斜角度を示している。傾斜計４では、傾斜角度θが計測される。

【0032】

ガイド管２は、例えば直径＊＊ｍｍ程度の円形断面の鋼管が採用される。ガイド管２は、例えば長さ３ｍｍの単体を複数直列に接続して、山留壁１０の外壁面に沿って設けられている。ガイド管２の内面２ａは、凹凸が無く滑らかな曲面をなし、内面全体にわたって鋼材が露出している。

【0033】

ガイド管２の一方の開口端部２ｂには、電極２１が接続されている。電極２１が通電されると、この電極２１から金属製のガイド管２を通じて移動体３に収容される後述するバッテリー３４が給電される。

【0034】

また、ガイド管２の内面２ａには、管軸方向に沿って所定間隔をあけて表示される目盛り（図示省略）が設けられている。本実施形態では、傾斜計４を備えた移動体３が移動しながらガイド管２内の目盛りを移動体３の撮影部３８（後述する）で撮影・認識することで自己位置及び移動速度を認識して、移動体３の移動速度の制御にフィードバックすることで傾斜計４の等速度運動を維持・補正する機能を有する。

【0035】

さらに、ガイド管２の内面２ａの所定位置には、ガイド管２の位置情報を組み込んだＩＣチップ２２が設けられている。ＩＣチップ２２は、例えばガイド管２内の所定深度に設置され、傾斜計４を備えた移動体３がＩＣチップ２２を読み取り可能な位置に移動したときに、移動体３に対して位置情報を付与、あるいは移動距離をリセットするためのスイッチ機能をもたせることができる。これにより、移動体３は等速度運動するように制御する際の、繰返し計測に伴う自己位置のずれを解消できる。

【0036】

図２に示すように、移動体３は、例えば鋼鈑等の金属部材からなる薄厚で箱状の筐体からなる筐体３１を備える。筐体３１は、一方向に延在し、その長手方向に直交する方向に対向する第１面３ａ（図２で紙面上側の面）と第２面３ｂ（図２で紙面下側の面）とを有する。第１面３ａと第２面３ｂは平行であるが、必ずしも平行であることに限定されない。移動体３は、長手方向をガイド管２の管軸方向に平行にしてガイド管２内に挿入される。移動体３は、筐体３１に後述する磁石タイヤ３２及び押さえ板３３を一体で設けた状態で、ガイド管２内を移動可能に設けられている。筐体３１の延在方向中央部は、中空で密閉され、防水機能を有する収容部３１ａを備えている。収容部３１ａには、傾斜計４、バッテリー３４、記憶部３５、及び走行駆動部３６等が収容される。
ここで、筐体３１において、長手方向に直交し、第１面３ａ及び第２面３ｂに平行となる方向を幅方向とする。

【0037】

バッテリー３４は、移動体３の収容部３１ａに収容される傾斜計４、回転数検出計５、及び後述する磁石タイヤ３２を駆動する走行駆動部３６に電気的に接続される。図１に示すように、移動体３に対する給電は、ガイド管２に接続される電極２１により行われる。すなわち、ガイド管２の開口端部２ｂ付近に設置される電極２１に通電され、この電極２１から金属製のガイド管２を通じてバッテリー３４が給電される。

【0038】

図２に示すように、収容部３１ａには、傾斜計４及びバッテリー３４の他に計測データを蓄積する記憶機能を有する記憶部３５と、ガイド管２内で移動体３を移動させるための走行駆動部３６と、が配置されている。走行駆動部３６は、例えば駆動モータであって、この駆動モータの回転数が不図示の制御部により任意に制御される。
傾斜計４及び回転数検出計５で計測したデータは、移動体３に蓄積してもよいし、移動体３から無線又は有線によりリアルタイムで外部に設置されるＰＣ等の機器に接続して送信するようにしてもよい。

【0039】

傾斜計４は、物体の重力に対する傾きを計測するＭＥＭＳ式の微小な加速度計が用いられる。傾斜計４は、計測対象によって適切な分解能を有するものを選定することが好ましい。傾斜計４は、収容部３１ａに固定されるＭＥＭＳ基板、つまりプリント基板上に配置されている。傾斜計４は、バッテリー３４で駆動する。地盤傾斜計測装置１の移動体３が傾斜すると、移動体３の傾斜角度に応じて収容部３１ａに固定されている傾斜計４も傾斜し、この傾斜計４によって計測される重力加速度が変化することを利用して傾斜角度θが計測される。

【0040】

傾斜計４は、等速度運動（計測値が重力加速度の成分のみ）となるようにガイド管２内での移動速度を制御しながら、連続的に加速度データを取得する。得られた加速度データに対して、従来と同じく加速度から傾斜、および傾斜から変位への換算によって山留壁１０の変位が間接的に求められる。本実施形態では、傾斜計４を等速度で駆動させるため、後述するような筐体３１の外側に車輪（磁石タイヤ３２）を取り付けて回転数を制御する構造を採用している。

【0041】

移動体３には、ガイド管２の内面２ａに対して磁力で接触する複数（ここでは４つ）の磁石タイヤ３２（回転走行部）と、外側に向けて押圧してガイド管２の内面２ａから反力を得る押さえ板３３（反力部）と、を有している。

【0042】

磁石タイヤ３２は、筐体３１の長手方向の一端側と他端側において、それぞれ幅方向両側に一対で設けられている。磁石タイヤ３２は、筐体３１の側面において第２面３ｂ寄りの位置で回転可能に支持されている。磁石タイヤ３２は、磁力でガイド管２の内面２ａに接触した状態を維持しながら、内面２ａに沿って転動する。４つの磁石タイヤ３２のうち、少なくとも１つに回転数検出計５が設けられている。

【0043】

回転数検出計５としては、周知のエンコーダ等を使用できる。移動体３は、回転数検出計５で検出した磁石タイヤ３２の回転数から移動速度が計測され、移動速度が一定となるように磁石タイヤ３２の駆動、すなわち回転数が制御されるようになっている。
傾斜計４及び回転数検出計５の計測データは、移動体３の移動とともに連続的に取得される。

【0044】

押さえ板３３は、本実施形態では板ばねが採用されている。押さえ板３３は、断面視してガイド管２に対する移動体３の位置を一定に保持する。押さえ板３３は、ばね本体部３３１と、ばね本体部３３１の外周側に位置する取付部３３２と、を有する。取付部３３２は、筐体３１の第１面３ａに固定されている。ばね本体部３３１は、第１面３ａから離間するように設けられる。すなわち、筐体３１の外側に移動体３のガイド管２内の移動を妨げない程度の剛性を付与することで、ガイド管２内での移動体３の落下を防止できる構造となっている。

【0045】

また、移動体３には、ガイド管２の内面２ａに表示された目盛りを撮影するためのカメラ等の撮影部３８が設けられている。移動体３における撮影部３８の位置は任意に設定できるが、例えば移動体３の移動方向の両端部に設けられる。撮影部３８で撮影された画像データは、無線または有線によってガイド管２の外方の画像処理部（図示省略）に送信され、移動体３の位置情報としてデータが蓄積され、あるいは移動体３にフィードバックして移動速度等を制御する。

【0046】

さらに、移動体３には、ガイド管２の内面２ａに設けられたＩＣチップ２２に組み込まれた位置情報を読み取るリーダー等の読取部３７を備える。移動体３における読取部３７の位置は任意に設定できるが、例えば移動体３の移動方向の両端部に設けられる。読取部３７で読み取られたデータは、無線または有線によってガイド管２の外方の制御部（図示省略）に送信され、移動体３の位置情報としてデータが蓄積され、あるいは移動体３にフィードバックして移動速度等を制御したり、移動体３の停止位置を決めることができる。
なお、読取部３７のＩＣチップ２２の読取り機能と、上述した撮影部３８の撮影機能との両機能を備えた検出部であってもかまわない。

【0047】

次に、上述した地盤傾斜計測装置１を使用して地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計測方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、地盤傾斜計測方法は、先ず、山留壁１０の外壁面に沿って被計測箇所にガイド管２を設置する。ガイド管２は、例えば２～３ｍの複数本の鋼管を直列に繋いで世知される。ガイド管２は、山留壁１０の外壁面の外側、あるいは地盤内であってもよい。地盤中にガイド管２を設ける際には、ボーリング孔にガイド管２を挿入、圧入することで設置する。

【0048】

次に、傾斜角度を計測するＭＥＭＳ式の傾斜計４と、移動速度を計測する回転数検出計５と、を備えた移動体３をガイド管２内に挿入する。
その後、移動体３をガイド管２の管軸方向に沿って一定速度で移動させ、傾斜角度及び移動速度を移動体の移動とともに連続的に計測する。

【0049】

なお、地盤傾斜計測毎に移動体３をガイド管２内で往復移動させて計測することが好ましい。この場合、復路の際には傾斜計４を１８０度回転させて２度の計測を行うことによって、傾斜計４の原点移動による誤差を除去し、傾斜角度を正確に計測することが可能となる。

【0050】

図３は、実際の山留壁１０の壁面１０ａの傾斜線形（真の変形Ｐ０）に対して、従来の装置を使用して地盤傾斜計測を行ったケース（ＣＡＳＥ１）の第１計測線形Ｐ１と、本実施形態の地盤傾斜計測装置１を使用して地盤傾斜計測を行ったケース（ＣＡＳＥ２）の第２計測線形Ｐ２と、を示している。
従来のＣＡＳＥ１の第１計測線形Ｐ１は、例えば２ｍ間隔の測点による測定結果となるので、真の変形Ｐ０に対する測定誤差がＣＡＳＥ２の第２計測線形Ｐ２よりも大きくなる。一方、実施形態による第２計測線形Ｐ２では、ガイド管２に対して連続的に傾斜角度を計測できるので、真の変形Ｐ０に対する測定誤差が小さく、真の変形Ｐ０に近似した精度で計測できる。

【0051】

次に、上述した地盤傾斜計測装置１及び地盤傾斜計測方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態による地盤傾斜計測装置１では、ガイド管２内で移動体３を移動させながら移動体３に設けた傾斜計４によってガイド管２の傾斜角度θを連続的に計測しつつ、回転数検出計５で移動体３の移動速度を計測してその移動速度を一定速度にして計測することができる。これにより、断続的ではなく連続的な高精度な計測データを取得でき、山留壁１０の被計測箇所における真の変形分布を得ることができる。

【0052】

また、本実施形態では、傾斜計４を備えた移動体３をガイド管２内で移動させて傾斜角度θを計測するため、従来のように傾斜計を計測箇所に応じて複数設ける必要がなく、装置のコストを低減することができる。
さらに本実施形態では、鋼管などの小径のガイド管２内に挿入可能な移動体３に傾斜計４や、移動体３を駆動するための走行駆動部３６を備えた寸法で小型化することができ、現場の省スペース化を図ることができる。

【0053】

また、本実施形態では、ガイド管２は、金属製の部材からなる。移動体３は、ガイド管２の内面２ａに対して磁力で接触する磁石タイヤ３２を備える。これにより、磁石タイヤ３２が磁力によって金属製のガイド管２の内面２ａに接触した状態を維持しながら転動して移動体３をガイド管２に沿って移動させることができる。そのため、ガイド管２が下向きに急傾斜となっている場合であっても、移動体３のガイド管２内での落下を抑制することができる。

【0054】

さらに、本実施形態では、移動体３は、外側に向けて押圧してガイド管２の内面２ａから反力を得る押さえ板３３を備える。このような構成とすることにより、移動体３に設けられる押さえ板３３がガイド管２の内面２ａを押圧して反力が付与された状態を維持しながら移動体３を移動させることができるので、移動体３がガイド管２内で落下することを抑制することができる。

【0055】

また、本実施形態では、小型のＭＥＭＳ式の傾斜計４を使用することで、移動体３をより小型化することができ、コストを低減することができる。

【0056】

また、本実施形態では、ガイド管２は、金属製の部材からなる。ガイド管２の開口端部２ｂには、電極２１が接続されている。移動体３は、電極２１に通電された電気がガイド管２を通じて給電されるバッテリー３４を備える。これにより、移動体３の駆動や傾斜計４などの電気をバッテリー３４から給電することができる。移動体３に搭載されるバッテリー３４は、ガイド管２における移動体３の位置に関わらず、金属製のガイド管２を介してガイド管２の開口端部２ｂに接続される電極２１を通じて給電される。そのため、バッテリー３４には、給電用の電線を配線する必要がなく、移動体３の移動時における使い勝手を良好にできる。

【0057】

また、本実施形態による地盤傾斜計測装置１では、ガイド管２の内面２ａには、管軸方向に沿って目盛りが表示されている。移動体３には、目盛りを撮影する撮影部３８が設けられている。このような構成とすることにより、移動体３の移動とともに移動体３の撮影部３８でガイド管２の内面２ａの目盛りを撮影し、認識することで、移動体３、すなわち傾斜計４の自己位置および移動速度を把握することがきでる。これにより移動制御にフィードバックすることで傾斜計４の等速度運動を維持したり、補正することができ、傾斜計４の計測精度をより高めることができる。

【0058】

また、本実施形態による地盤傾斜計測装置１では、ガイド管２の内面２ａの所定位置には、ガイド管２の位置情報を組み込んだＩＣチップ２２が設けられ、移動体３は、前記ＩＣチップ２２に組み込まれた位置情報を読み取る読取部３７を備える。このような構成とすることにより、傾斜計４は等速度運動するように制御するが、繰返し計測に伴う自己位置のずれを補正することができる。

【0059】

さらにまた本実施形態では、地盤が山留壁１０であり、ガイド管２が山留壁１０の外壁面に沿って設けられている。そのため、地盤傾斜計測装置１を使用し、予め山留壁１０の外壁面に沿ってガイド管２を設置し、適度な頻度でガイド管２の傾斜角度θを計測することで、山留壁１０の変位状態を精度よく把握することができる。

【0060】

上述のように本実施形態による地盤傾斜計測装置１及び地盤傾斜計測方法では、山留壁１０の真の変形計測を精度よく低コストかつ省スペースで実現できる。

【0061】

以上、本発明による地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0062】

例えば、上述した実施形態では、地盤傾斜計測装置１及び地盤傾斜計測方法の適用地盤として山留壁１０を一例としているが、山留壁１０であることに限定されることはない。例えば、盛土の地盤やトンネル施工時のトンネル天板部や側壁部の地盤等に本発明の地盤傾斜計測装置及び地盤傾斜計測方法を適用してもよい。

【0063】

また、地盤傾斜計測装置において、図４に示す変形例のように、ガイド管２の管内に例えば水などの液体６を充填してもよい。この場合には、ガイド管２内に液体６を充填し、傾斜計４を備えた移動体３の見かけの密度を液体６の密度より大きくすることができ、移動体３の急な落下を防止することができる。

【0064】

また、本実施形態では、金属製のガイド管２の内面２ａに対して磁力で接触する磁石タイヤ３２を回転走行部としているが、磁石タイヤ３２であることに限定されることはない。要は、移動体３が一定速度でガイド管２内を移動できる機構、例えば上述した押さえ板３３等によって移動体の落下を防止できる機構のみとし、磁力を有しないタイヤを回転走行部としてもよい。あるいは、回転による走行部に限定されることもない。

【0065】

また、本実施形態では、外側に向けて押圧してガイド管の内面から反力を得る押さえ板３３を反力部として移動体３に設けた構成としているが、このような反力部を省略することも可能である。また、反力部として上述したように板バネからなる押さえ板３３に限定されることはなく、例えばスプリングばねや弾性を有するゴム部材などの弾性部材を採用することも可能である。

【0066】

さらに、本実施形態では、傾斜計４がＭＥＭＳ式のものを採用しているが、これに限定されることはない。要は、鋼管などの比較的小径なガイド管２内を移動可能な移動体３に搭載可能な大きさの傾斜計であればよいのである。

【0067】

さらにまた、本実施形態では、移動体３に備えバッテリー３４に対して、ガイド管２の開口端部２ｂに接続される電極２１に通電された電気がガイド管２を通じて給電される構成としているが、このようなバッテリー３４に対する給電方法であることに限定されることはない。例えば、電極２１は省略することも可能であり、ガイド管２の外部からバッテリー３４に接続される電線によりバッテリー３４に給電する方法であってもよいし、計測に十分な充電量を備えたバッテリーであれば、給電は不要である。

【0068】

また、上述した実施形態では、ガイド管２の内面に管軸方向に沿う目盛りが表示され、その目盛りを撮影する撮影部３８が移動体３に設けられた構成であるが、これら目盛りや撮影部３８を省略することも可能である。

【0069】

さらに、上述した実施形態では、ガイド管２の内面２ａの所定位置にガイド管２の位置情報を組み込んだＩＣチップ２２を設け、ＩＣチップ２２に組み込まれた位置情報を読み取る読取部３７を移動体３に備えた構成としているが、これらＩＣチップ２２や読取部３７を省略することも可能である。

【0070】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ 地盤傾斜計測装置
１０ 山留壁（地盤）
２ ガイド管
２ａ 内面
２ｂ 開口端部
３ 移動体
２２ ＩＣチップ
３１ 筐体
３１ａ 収容部
３２ 磁石タイヤ（回転走行部）
３３ 押さえ板（反力部）
３４ バッテリー
３５ 記憶部
３６ 走行駆動部
３７ 読取部
３８ 撮影部
４ 傾斜計
５ 回転数検出計（移動速度計）
６ 液体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】