斜面変位調査(亀裂ゲージ)          
                          制作
:日本工営()

調査の概要

亀裂ゲージは斜面変動を定量的に把握するツールの一つであり、擁壁の開口や道路上のクラックなど主に構造物上の比較的小規模な亀裂に対して有効な計測手法である。亀裂ゲージは簡便に設置できるため、地表の変動量を把握するのに適している。計測方法は単純なスケールによる計(写真1参照)や固定型の専用のゲージなど多様化しており、連続データ取得が可能なゲージ (写真2参照)や3次元の変位が計測可能な亀裂ゲージなど高度化した計器も近年利用されてい
る。



写真1 クラックスケール


写真2 連続データ取得可能な亀裂ゲージ(写真奥側)

計測の原理

亀裂ゲージの原理は非常にシンプルであり、計測対象の亀裂あるいは亀裂を挟んだ2点間の距離をスケール等で計測する。測定値から定量的に亀裂の進行状況を把握することができる。これらの計測はスケールや固定型の亀裂ゲージを用いる場合が多く、計測の精度を向上させるため、必要に応じてスケールの固定や観測箇所のマーキングが行われる。

スケールによる計測の場合、定規、ノギス、クラックスケール、テーパーゲージなどを使用することが一般的である。これらのスケールによる計測は簡便であるため利用しやすいが、計測箇所のずれや計測値の読み間違いなど人為的誤差が発生しやすい。人為的誤差を最小限にするため、ピンなどを設置するなどの工夫が必要である。これらの計測の精度は1mm程度であり比較的誤差も発生しやすい。

固定型の亀裂ゲージの場合、2点をしっかり固定されるようにすることが重要である。固定型の亀裂ゲージの場合0.1mmから0.5mm程度の精度が期待できる。固定型の亀裂ゲージは、設置場所によって通行者が転倒する恐れがあるため、亀裂ゲージに接触しないように保護することが重要である。



写真3 スケールによる計測のために設置したピン

現場で確認しやすいマークを付けることで人為的なミスを減らすことができる。


写真4 擁壁の変状に設置された固定型の亀裂ゲージ

固定型の亀裂ゲージは、アンカーなどで強固に固定することが重要


留意点

亀裂ゲージによる計測を行う際の留意点について以下に2点記載する。

(1)亀裂ゲージの設置方向

亀裂ゲージは亀裂の変動方向を考慮して設置することが重要である。図1と図2は道路上の亀裂を亀裂ゲージで計測する場合の一例である。この例は図の左側が青い矢印方向に変動しているものとする。

図1のように亀裂に対して垂直になるように亀裂ゲージを設置すると斜面の変動方向に対して、亀裂ゲージの計測軸が垂直の方向になるため、斜面の変動状況を過小に計測してしまう。

一方、図2のように亀裂方向に近似させて設置した場合、斜面の変動方向と亀裂ゲージの計測軸がほぼ一致するため、斜面の変動量を計測することができる。

このように亀裂ゲージは必ず亀裂に対して垂直方向に設置するのではなく、変状の状況などから判断し計測の目的に対して適切な方向に設置することが大切である。



図1 亀裂に垂直な方向に亀裂ゲージを設置した場合


図2 斜面の移動方向に近似させ亀裂ゲージを設置した場合


(2)観測計器との比較

亀裂ゲージは比較的小規模な亀裂に対して設置されることが多い計器であるため、斜面の局所的な動きを計測する場合がある。斜面が変動すると構造物に変状が現れるケースがあるが、その変状は斜面変動の動きを必ずしも反映していないことがある。したがって、亀裂ゲージの計測結果は伸縮計など他の観測計器の変動傾向などと比較し、計測された数値や傾向について検証することが重要である。

調査結果の利用方法

亀裂ゲージの計測結果は、計測値だけでなくトレンドにも着目することが大切である。下図のグラフは、ある斜面災害現場の擁壁に設置した亀裂ゲージの観測値の推移を表したグラフである。このグラフからみても分かるように9182回目の観測から変動傾向が大きく変化していることが読み取れる。この傾向が伸縮計など他の観測計器において観測されているかを比較検証し、斜面の状況を総合的に判断することが望ましい。



図3 亀裂ゲージによる観測グラフの例