スライム位置確認装置及びスライム位置確認方法
【課題】杭孔の任意の位置のスライム有無を確認することができるスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法を得る。
【解決手段】掘削機１０において、ケリーバ１２が杭孔２０に降下され、回転量センサ９５により降下量が検出される。続いて、リンク機構６６によって側壁板３０及び掘削用アーム部材３４がケリーバ１２の半径方向へ移動され、変位量センサ７３により移動量が検出される。これにより、スライムセンサ３１が、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３のスライム有無確認位置に配置される。続いて、スライムセンサ３１によりスライムの有無が確認される。このように、ケリーバ１２の降下量と側壁板３０の移動量を管理するようにしたので、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３の任意の位置にスライムセンサ３１を配置して、スライムＳが存在する位置を確認することができる。
【解決手段】掘削機１０において、ケリーバ１２が杭孔２０に降下され、回転量センサ９５により降下量が検出される。続いて、リンク機構６６によって側壁板３０及び掘削用アーム部材３４がケリーバ１２の半径方向へ移動され、変位量センサ７３により移動量が検出される。これにより、スライムセンサ３１が、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３のスライム有無確認位置に配置される。続いて、スライムセンサ３１によりスライムの有無が確認される。このように、ケリーバ１２の降下量と側壁板３０の移動量を管理するようにしたので、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３の任意の位置にスライムセンサ３１を配置して、スライムＳが存在する位置を確認することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削後の杭孔の内部に沈殿するスライムの位置を確認するスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定液を用いたアースドリル工法で多段拡径杭を施工する場合、削孔による堀りくずや安定中に浮遊する細粒土分が中間拡径部や拡底部の下部にスライムとして沈殿する。ここで、コンクリート打設時に中間拡径部や拡底部の下部にスライムが残留していると、コンクリートがスライムを巻き込み、杭体コンクリートの材質にムラが生じる。また、多段拡径杭と地盤との間にスライムが介在するため、多段拡径杭の地盤による支持力が低下する。このため、掘削後の杭孔の内部に沈殿するスライムの除去（以後スライム処理と言う）が行われる。
【０００３】
多段拡径杭の施工管理においては、スライム処理後に、スライムが杭孔から除去されていることを確認することが重要である。スライム有無の確認装置として、鉛直面内で回動可能に設けられたアームにスライム有無を検出するセンサを取付け、このアームを閉じた状態で装置本体を杭孔内に下降させ、中間拡径部近傍の深度に到達後にアームを開くようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のスライム有無確認装置は、アームを開いた後にさらに装置本体を降下させ、センサを孔壁に接地させて、スライムの有無を検出している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のスライム有無確認装置は、スライム有無の確認位置が、アームの長さ、センサの取付け位置、及びセンサの取付角度によって決まる円周上に限定されるため、任意の位置のスライム確認を行うことができなかった。
【特許文献１】特許第３６８０３０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、杭孔の任意の位置のスライム有無を確認することができるスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るスライム位置確認装置は、掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部又は拡底部に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認装置において、前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸と、前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、前記掘削機に取付けられ、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下手段と、前記回転軸の降下量を検出する降下量検出手段と、前記回転軸に設けられ、前記回転軸の半径方向へ移動する移動手段と、前記移動手段の移動量を検出する移動量検出手段と、予め記憶された前記杭孔の形状と、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量とに基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に降下移動させる制御手段と、前記移動手段に設けられ、前記スライム有無確認位置でスライムと接触して、該スライムの有無を確認するスライム有無確認手段と、前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量で決定される前記スライム有無確認手段の検出位置と、前記スライム有無確認位置でのスライムの有無とを表示する表示手段と、を有することを特徴としている。
【０００７】
上記構成によれば、杭孔の形状が、予め制御手段に記憶されている。続いて、回転軸が杭孔に降下され、回転角検出手段によって回転軸の回転角が検出され、降下量検出手段によって回転軸の降下量が検出される。続いて、移動手段が回転軸の半径方向へ移動され、移動量検出手段によって移動手段の移動量が検出される。ここで、予め制御手段に記憶された杭孔の形状と、検出された回転角、降下量、及び移動量とに基づいて、回転軸の回転及び降下と移動手段の移動が制御され、移動手段が、杭孔の中間拡径部又は拡底部のスライム有無確認位置に配置される。表示手段には、スライム有無確認手段の検出位置が表示される。
【０００８】
続いて、移動手段に設けられたスライム有無確認手段によって、スライムの有無が確認される。スライムの有無は、表示手段に表示される。このように、回転軸の回転角、降下量と、回転軸の半径方向の移動手段の移動量を管理するようにしたので、杭孔の中間拡径部又は拡底部の任意の位置にスライム有無確認手段を配置して、スライムが存在する位置を確認することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係るスライム位置確認装置は、前記スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、前記スライム有無確認手段を、前記移動手段側に移動させて孔壁との接触衝撃を吸収する緩衝手段を、前記スライム有無確認手段に設けたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、緩衝手段が、スライム有無確認手段を移動手段側に移動させて、衝撃が吸収される。これにより、スライム有無確認手段に作用する衝撃を緩和できる。また、杭孔の孔壁がスライム有無確認手段で削られるのを抑えることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係るスライム位置確認装置は、前記スライム有無確認手段が、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、前記一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、前記電流及び前記電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する電気比抵抗センサであることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、スライム有無確認手段が電気比抵抗センサとなっている。電気比抵抗センサは、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、電流及び電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する。このように比抵抗によりスライムの有無を確認するので、杭孔によってスライムの種類が異なっても、スライムを構成する物質の比抵抗を特定することで、スライムの有無を確認することができる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るスライム位置確認装置は、前記移動手段が、拡翼部を拡径して前記杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであることを特徴としている。上記構成によれば、移動手段が、拡翼部を拡径して杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであるので、杭孔の掘削とスライムの位置確認を１種類の装置で行うことができる。このため、他の移動手段を準備する必要がなく、施工効率が上がる。
【００１４】
本発明の請求項５に係るスライム位置確認方法は、掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認方法において、前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸の回転角を検出する回転角検出工程と、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下工程と、前記回転軸の降下量を検出する降下量検出工程と、前記回転軸に設けられた移動手段を前記回転軸の半径方向へ移動させる移動工程と、前記移動手段の移動量を検出する移動量検出工程と、前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量に基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に配置する配置工程と、前記移動手段に設けられたスライム有無確認手段を用いて、前記スライム有無確認位置において、スライムの有無を確認するスライム有無確認工程と、を有することを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、掘削機の本体に懸架され回転する回転軸が杭孔に降下され、回転軸の回転角と降下量が検出される。続いて、回転軸に設けられた移動手段が、回転軸の半径方向へ移動され、移動手段の移動量が検出される。ここで、杭孔の形状、回転角、降下量、及び移動量に基づいて、回転軸の回転及び降下と移動手段の移動が制御され、移動手段が、スライム有無確認位置に配置される。続いて、移動手段に設けられたスライム有無確認手段によって、スライムの有無が確認される。
【００１６】
このように、回転軸の回転角、降下量と、回転軸の半径方向の移動手段の移動量を管理するようにしたので、杭孔の中間拡径部又は拡底部の任意の位置にスライム有無確認手段を配置して、スライムが存在する位置を確認することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記構成としたので、杭孔の任意の位置のスライム有無を確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、場所打ちコンクリート杭を構築するための縦孔としての杭孔２０に拡径部（中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、又は拡底部２３）を形成する掘削機１０の全体構成が示されている。
【００１９】
なお、杭孔２０は、事前にケリーバ１２用のドリリングバケット（図示せず）によって地盤２８を掘削して形成したものであり、杭孔２０内には孔壁の倒壊を防止するベントナイト等の安定液Ｌが満たされている。中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下側斜面、又は拡底部２３の孔壁（底面）には、杭孔２０の削孔による堀りくずや、安定液Ｌ中に浮遊する細粒土分が沈殿して、スライムＳが残留している。
【００２０】
掘削機１０は、掘削機本体としてのクレーン１６上にワイヤー巻取り方式の昇降装置１７が設けられている。昇降装置１７は、ワイヤー１８の巻き取り又は開放を行うことにより、ワイヤー１８の一方端に接続されて懸架されたケリーバ１２の昇降を行う。また、ケリーバ１２の途中には旋回装置１４が設けられており、ケリーバ１２の上下方向の移動を拘束せずに、ケリーバ１２を回転させる。クレーン１６の前方から張出した位置決めアーム１３は、旋回装置１４の水平位置を調整し、杭孔２０の中心位置にケリーバ１２を配置する。
【００２１】
ケリーバ１２の下端部には、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ掘削用の拡径掘削バケット２２が配置されている。拡径掘削バケット２２は、回転軸としての固定ポスト２４を有しており、固定ポスト２４の上端部には、軸部材６０が接続されている。そして、この軸部材６０上に設けられた連結ブラケット２６にケリーバ１２がピン連結されることにより、拡径掘削バケット２２が、ケリーバ１２に連結されている。なお、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの掘削時には、拡径掘削バケット２２がケリーバ１２に連結されるが、拡底部２３の掘削時には、図３に示すように、拡底用掘削バケット２５がケリーバ１２に連結される。
【００２２】
次に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５について説明する。
【００２３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、拡径掘削バケット２２の拡縮状態を示したものである。図２（ｂ）に示すように、拡径掘削バケット２２は、スタビライザ部３６、拡縮バケット部３８、土砂回収部４０によって構成され、上からこの順に配置されている。なお、拡径掘削バケット２２は、固定ポスト２４を中心として左右対称となっているので、図中の符号を左側又は右側に付して省略している。
【００２４】
スタビライザ部３６は、略円弧状に形成されたガイド部材４２を、軸部材６０を囲むようにして対角状に４つ配置したものである。ガイド部材４２の内側には、角筒状のスライド部材４４の後端部が固定され、スライド部材４４の先端部は軸部材６０に向って伸びている。一方、軸部材６０の各コーナー部から外側に、角筒状の支持部材４６が張り出している。ここで、スライド部材４４が、支持部材４６の内側にスライド可能に嵌合されることにより、ガイド部材４２を孔壁へ向けて拡げることが可能となっている。
【００２５】
ガイド部材４２は、杭孔２０の孔壁面とガイド部材４２の間にわずかな隙間を残す程度にスライド部材４４がスライドされ、位置が調整されている。また、各スライド部材４４のスライド量を等しくすることによって、軸部材６０に接続された固定ポスト２４の中心が、杭孔２０（図１参照）の中心位置に配置されている。
【００２６】
拡縮バケット部３８は、固定ポスト２４を囲んで、掘削翼としての側壁板３０が４つ設けられている。４つの側壁板３０はすべて同形状であり、側壁板３０の平断面は円弧状になっている。また、側壁板３０の下部は略鉛直面を形成しており、側壁板３０の上部は固定ポスト２４側（内側）に傾斜している。各側壁板３０の回転方向の先頭側の端部には、複数の掘削ビット３２が上下方向に等間隔で配設されている。
【００２７】
掘削ビット３２は、杭孔２０（図１参照）の孔壁面に向って尖った形状をしている。これにより、旋回装置１４（図１参照）でケリーバ１２を介して固定ポスト２４を回転させて、側壁板３０が拡径すると、杭孔２０の孔壁が掘削されて中間拡径部２１Ａ又は中間拡径部２１Ｂが形成される。各側壁板３０の下端部には、一方の先端部が下方内側に向うように掘削用アーム部材３４が着脱可能に取付けられている。
【００２８】
掘削用アーム部材３４には、側壁板３０の掘削ビット３２と同様の形状である掘削ビット５８が上下方向に等間隔で配設されている。また、掘削用アーム部材３４の傾斜面には、杭孔２０（図１参照）に残留するスライムＳの有無を検出するためのスライムセンサ３１が取り付けられている。スライムセンサ３１は、略直方体形状（例えば、１００ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍ）となっており、底面が中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ（図１参照）の下側斜面と略平行となる角度で、掘削用アーム部材３４に取り付けられる。
【００２９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１には、略角柱状の支持部材５３が取付けられている。支持部材５３の側面には、略円筒状のピン５９が突設されている。支持部材５３は、ピン５９を含む略中央部から上側が、中空箱体状の収納部材５５に収納されている。
【００３０】
収納部材５５の一端部には、支持部材５３の外形寸法よりも僅かに大きい内形寸法の開口部５５Ａが形成されており、支持部材５３の略中央部から下側（スライムセンサ側）が、開口部５５Ａから外側に露出している。支持部材５３は、開口部５５Ａを通して移動することにより、収納部材５５内を移動可能となっている。
【００３１】
また、収納部材５５の内側には、シリコンゴム等のゴムからなる弾性部材６１が接着により固定されており、支持部材５３の先端が当接している。収納部材５５の側面には、略Ｌ字形状のブラケット６３が溶接により固定されており、ブラケット６３は、ボルト及びナットからなる締結部材６５によって、掘削用アーム部材３４に締結固定されている。
【００３２】
ここで、支持部材５３、収納部材５５、及び弾性部材６１によって緩衝ユニット６７が構成されている。そして、スライムセンサ３１は、緩衝ユニット６７を介して、掘削用アーム部材３４に取付けられている。
【００３３】
ここで、図５（ａ）に示すように、スライムセンサ３１は、通常、支持部材５３及びスライムセンサ３１の自重により収納部材５５から離れる方向に位置している。支持部材５３は、収納部材５５の内壁にピン５９が係止されることにより、収納部材５５から抜けないようになっている。これにより、スライムセンサ３１は、支持部材５３及び収納部材５５によって保持されている。
【００３４】
一方、図５（ｂ）に示すように、側壁板３０が拡径方向に移動し、又は拡径掘削バケット２２が鉛直方向に移動することによって、掘削用アーム部材３４が移動し、中間拡径部２１Ａ又は中間拡径部２１Ｂの斜面とスライムセンサ３１が接触したとき、スライムセンサ３１は、斜面からの反力によって収納部材５５側へ押圧される。
【００３５】
このとき、支持部材５３によって押圧された弾性部材６１が、衝撃力を吸収しながら縮むことにより、スライムセンサ３１は収納部材５５側へ移動して、斜面に沿った配置状態で保持される。これにより、掘削用アーム部材３４が移動して、スライムセンサ３１が中間拡径部２１Ａ又は２１Ｂの斜面と接触しても、中間拡径部２１Ａ又は２１Ｂの斜面（孔壁）を傷めないようになっている。
【００３６】
一方、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、固定ポスト２４の外側には、角筒状の昇降ポスト６４が外挿されている。昇降ポスト６４の長さは固定ポスト２４の長さよりも短く、固定ポスト２４の長軸方向に沿って昇降ポスト６４がスライド可能となっている。昇降ポスト６４の左右側面には、ブラケット６８が固定されており、ブラケット６８の上部には、ブラケット７２がさらに外側に突出して設けられている。そして、油圧シリンダ７０の中央部が、このブラケット７２に回転可能に連結されている。
【００３７】
油圧シリンダ７０は、シリンダ本体７１とピストンロッド８６を備えており、油を供給するためのチューブ７５が接続されている。ピストンロッド８６とシリンダ本体７１の間に油圧をかけることで、ピストンロッド８６が伸縮する構成となっている。また、油圧シリンダ７０の内部には、ピストンロッド８６の伸縮状態を検出してピストンロッド８６のストローク長を測定する磁歪式の変位量センサ７３が設けられている。
【００３８】
一方、ブラケット６８の外側中央部と、側壁板３０の内側に設けられたブラケット７４の上部には、リンク部材７６の両端がそれぞれ回転可能に連結されており、このリンク部材７６と平行になるように設けられたリンク部材７８の両端は、ブラケット６８の下部と、ブラケット７４の下部に回転可能に連結されている。
【００３９】
リンク部材７６、７８の略中央部には、リンク部材８０の両端がそれぞれ回転可能に連結されており、さらに、リンク部材８０の下端部と、固定ポスト２４の下端部に設けられたブラケット８４には、リンク部材８２の両端がそれぞれ回転可能に連結されている。リンク部材７８には、リンク部材７８と連動するように略三角形状のブラケット９０の下辺が固定されており、ブラケット９０の頂部連結部９２は、油圧シリンダ７０のピストンロッド８６の先端部と回転可能に連結されている。これらの機構をリンク機構６６とする。
【００４０】
ここで、図２（ａ）に示すような拡径掘削バケット２２の拡径量が最小の状態において、油圧シリンダ７０を作動させ、油圧シリンダ７０のピストンロッド８６を矢印Ｐの方向に縮めると、ブラケット９０の頂部連結部９２は、リンク部材７８とブラケット６８との連結部７８Ａを回転中心として矢印Ｑの方向に回転する。続いて、このブラケット９０の動きに連動して、リンク部材７６、７８が矢印Ｒの方向に旋回し、これに伴って昇降ポスト６４は矢印Ｓの方向（鉛直方向）へ、側壁板３０は矢印Ｔの方向（ケリーバ１２の半径方向）へ移動し、図２（ｂ）のような拡径掘削バケット２２のバケット径が最大の状態になる。
【００４１】
このように、図２（ａ）、（ｂ）の順に動作することによって拡径掘削バケット２２は拡径し、図２（ｂ）、（ａ）の順に動作することによって拡径掘削バケット２２は縮径する。なお、図２では２つの油圧シリンダ７０が示されているが、４つの側壁板３０のそれぞれに油圧シリンダ７０及びリンク機構６６が設けられている。すなわち、拡縮バケット部３８には４つの油圧シリンダ７０が搭載されている。
【００４２】
土砂回収部４０は、吊り支柱９４と、受け皿としての土砂回収バケット９６とで構成されている。土砂回収バケット９６は、ヒンジ部材によって開閉可能に設けられた底板（図示せず）を有する略円筒状の容器である。４つの吊り支柱９４の上端部は、固定ポスト２４の下端部に連結ピンで着脱可能に取付けられた接合部材９８の下面に、溶接等により接合されており、下方外側に向かって四方に広がっている。吊り支柱９４の下端部は、土砂回収バケット９６の側壁上部に溶接等により接合されている。
【００４３】
ここで、図２（ｂ）に示すように、土砂回収バケット９６は、土砂回収バケット９６の開放された上面が常に掘削用アーム部材３４の先端部よりも低い位置になるように取付けられている。また、土砂回収バケット９６の外径は、土砂回収バケット９６の側壁面と杭孔２０（図１参照）の孔壁との間に若干の隙間が形成される程度に、杭孔２０の径よりも小さくなっている。
【００４４】
一方、杭孔２０の底部である拡底部２３（図１参照）の孔壁の掘削では、図３に示す拡底用掘削バケット２５が用いられる。拡底用掘削バケット２５は、前述の拡径掘削バケット２２の接合部材９８の連結ピンを抜いて土砂回収バケット９６を取り外し、掘削用アーム部材３４を取り外して、底蓋１０４を取り付けたものである。
【００４５】
図３に示すように、拡底用掘削バケット２５の固定ポスト２４の下端部には、略水平方向に伸びる底蓋支持フレーム１０６から立設したポスト１０８が、ボルト及びナットにより固定されている。底蓋支持フレーム１０６の一端には、ヒンジ１１０が設けられている。また、底蓋支持フレーム１０６の下方側には、下方に凸の略円盤形状の底蓋１０４が設けられている。
【００４６】
底蓋１０４は、底蓋１０４の外周縁の位置で、ヒンジ１１０によって底蓋支持フレーム１０６に回転可能に連結されている。これにより、底蓋１０４は、下方に向けて開閉可能となっており、側壁板３０で構成された拡底用掘削バケット２５の下部開口を塞ぐようになっている。底蓋１０４の閉止は、図示しないロック機構により行われる。なお、拡底用掘削バケット２５における側壁板３０の拡縮方法は、拡径掘削バケット２２と同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
図３、図５（ｃ）、及び図５（ｄ）に示すように、拡底用掘削バケット２５にも前述のスライムセンサ３１が取り付けられている。スライムセンサ３１は、拡径掘削バケット２２のときと同様に、支持部材５３、収納部材５５、ブラケット６３、締結部材６５等によって、底面が拡底部２３（図１参照）の上面と略平行となる角度で側壁板３０の内側面に取り付けられている。
【００４８】
図５（ｄ）に示すように、側壁板３０が移動して、拡底部２３の孔壁面とスライムセンサ３１が接触したとき、スライムセンサ３１は、孔壁面からの反力によって収納部材５５側へ押圧される。このとき、支持部材５３によって押圧された弾性部材６１が衝撃力を吸収しながら縮むことにより、スライムセンサ３１は、収納部材５５側へ移動して、孔壁面に沿った配置状態で保持される。
【００４９】
これにより、側壁板３０（又は拡底用掘削バケット２５）が移動して、スライムセンサ３１が拡底部２３の孔壁面と接触したとき、スライムセンサ３１への衝撃力が緩和される。また、孔壁面を傷めないようになっている。なお、スライムセンサ３１を側壁板３０又は掘削用アーム部材３４へ取り付ける（保持させる）構造としては、図６又は図７に示す方式を用いることができる。
【００５０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１は、角柱状の支持部材７９の端部に形成された略扇形状の幅広部７７に、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下部壁と略平行となるように取付けられている。支持部材７９の側面には、略円筒状のピン８１が突設されている。支持部材７９は、ピン８１を含む略中央部から上側が、中空箱体状の収納部材８３に収納されている。
【００５１】
収納部材８３の一端部には、支持部材７９の外形寸法よりも僅かに大きい内形寸法の開口部８３Ａが形成されており、支持部材７９の略中央部から下側（スライムセンサ側）が、開口部８３Ａから外側に露出している。支持部材７９は、開口部８３Ａを通して移動することにより、収納部材８３内を移動可能となっている。
【００５２】
また、収納部材８３の内側には、シリコンゴム等のゴムからなる弾性部材８５が接着により固定されており、支持部材７９の先端が当接している。収納部材８３は、図示しないブラケット、ボルト、ナット等により、側壁板３０の内側面に固定されている。このようにして、スライムセンサ３１を側壁板３０に保持させる方式を用いることにより、例えば、掘削用アーム部材３４（図２参照）の幅が狭く、スライムセンサ３１を取付ける（保持させる）ことが困難なときでも、スライムセンサ３１を取付けることができる。
【００５３】
一方、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１が孔壁の斜面に沿って斜めに取付けられた角柱状の支持部材８７を、筒状の収納部材８９の内側に取付けたゴムからなる弾性部材９１で挟んで、収納部材８９を掘削用アーム部材３４に固定してもよい。また、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、スライムセンサ３１と略直交する方向に角柱状の支持部材９３を取付け、支持部材９３を収納部材８９の内側の弾性部材９１で挟んで、収納部材８９を側壁板３０に固定してもよい。
【００５４】
次に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度、拡径量、回転角等を検出して、杭孔２０に残留するスライムＳの位置を検出する構成について説明する。
【００５５】
図１及び図４（ａ）に示すように、クレーン１６には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下、回転、及び拡径を制御する操作制御部５０が設けられている。操作制御部５０には、操作制御部５０全体のコントロール及びデータ演算を行う制御ユニット２７と、各種データを無線受信可能に設けられた無線ユニット３３と、各種データが表示されるモニタ３５とが設けられている。
【００５６】
制御ユニット２７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、電源ユニット等を備えている。ＥＥＰＲＯＭには、杭孔２０の形状、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの形状、拡底部２３の形状に関する孔径及び深度データ等が記憶されており、他の場所で杭孔を形成するたびに、適宜データ更新される。
【００５７】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムによって、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度及び拡径量に基づいて、掘削可能領域を決定し、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下、回転、及び拡径を制御するようになっている。また、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度、拡径量、及び回転角等に基づいて、杭孔２０に残留するスライムの位置を確認するようになっている。
【００５８】
モニタ３５は、液晶パネルで構成され、クレーン１６の操作部（図示せず）の操作者が見やすい位置に配置されている。モニタ３５には、制御ユニット２７によって、杭孔２０の形状、ケリーバ１２の回転角及び深度、及び側壁板３０の拡径量（移動量）で決定されるスライムセンサ３１の検出位置、スライム有無確認位置、スライム有無確認位置でのスライムＳの有無等の情報（データ）が逐次表示されるようになっている。さらに、モニタ３５には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５としての深度、拡径量、掘削可能領域、回転角等の情報（データ）が逐次表示されるようになっている。
【００５９】
一方、旋回装置１４の下方側には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径量、深度、回転角、スライムＳの位置等のデータ収集をすると共に、これらのデータを操作制御部５０へ送信するためのリールベース１５が設けられている。
【００６０】
リールベース１５には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径動作を、制御ユニット２７からの指令に基づいて行うと共に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径量、深度、回転角、スライムＳの位置等のデータを収集するシーケンスユニット３９が設けられている。
【００６１】
また、リールベース１５には、無線ユニット３３と無線通信を行う無線ユニット３７と、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５に一端が取り付けられたワイヤー５１を巻き取るリール１９と、リール１９に設けられてリール１９の回転量を検出する回転量センサ９５と、ケリーバ１２の回転角を検出する回転角センサ２９と、スライムＳの有無を検出するスライムセンサ３１が接続された計測部４９とが設けられている。
【００６２】
シーケンスユニット３９には、無線ユニット３７が接続されており、シーケンスユニット３９で収集された各データは、無線ユニット３７を介して操作制御部５０の無線ユニット３３に送信される。制御ユニット２７からの指示情報は、無線ユニット３３を介して無線ユニット３７で受信され、シーケンスユニット３９に伝達される。また、シーケンスユニット３９には、回転量センサ９５、回転角センサ２９、計測部４９、及び油圧シリンダ７０内の変位量センサ７３が、配線により電気的に接続されている。
【００６３】
次に、各センサの構成と、各センサによる検出量について説明する。
【００６４】
回転量センサ９５は、ロータリーエンコーダ等で構成され、リール１９の回転量を検出する。一方、シーケンスユニット３９は、予め設定されたプログラムにおいて、リール１９の回転開始位置と、拡径掘削バケット２２の上端又は下端位置とが対応付けされている。また、リール１９の回転量と、拡径掘削バケット２２（又は拡底用掘削バケット２５）の降下量の関係式が設定されている。
【００６５】
ここで、シーケンスユニット３９は、リール１９の回転開始位置を拡径掘削バケット２２の降下開始位置とし、回転量センサ９５で検出されたリール１９の巻き取り量（回転量）を拡径掘削バケット２２の降下量に換算して、拡径掘削バケット２２の深度（降下位置）を求めるようになっている。
【００６６】
回転角センサ２９は、ホール素子を用いた非接触式の回転角検出センサからなり、ケリーバ１２の回転角を検出する。一方、シーケンスユニット３９は、予め設定されたプログラムにおいて、ケリーバ１２の中心軸を中心としたときのケリーバ１２の回転開始位置（角度）と、側壁板３０又は掘削用アーム部材３４に取付けられたスライムセンサ３１の回転開始位置（角度）との角度の差分値が設定されている。これにより、シーケンスユニット３９は、ケリーバ１２が回転したとき、ケリーバ１２の回転角に応じて、スライムセンサ３１の回転角（位置）を求められるようになっている。
【００６７】
変位量センサ７３は 磁歪式のリニアセンサからなり、ピストンロッド８６のストローク長を検出する。一方、シーケンスユニット３９では、予め設定されたピストンロッド８６のストローク長と、側壁板３０（図２参照）の拡縮径距離（拡径量）との関係式に上記のデータが入力されることにより、側壁板３０の拡径量を検出する。なお、側壁板３０の下端位置を基準位置として、側壁板３０又は掘削用アーム部材３４に取付けられたスライムセンサ３１の取付位置が予め設定されているので、側壁板３０の拡径量からスライムセンサ３１の位置が求められる。
【００６８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１は、４つの電極端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。各電極端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、等間隔で一列に配置されており、スライムセンサ３１の側面に露出している。スライムセンサ３１の測定範囲は、１〜３００Ω・ｍである。
【００６９】
一方、計測部４９は、スライムセンサ３１の電極端子Ａ、Ｄに接続され、電極端子Ａと電極端子Ｄの間に高周波の交流電流Ｉを流す電流源４１と、電流源４１と直列に接続された抵抗値Ｒ（既知）の抵抗４３と、抵抗４３の両端の電位差Ｖ１を計測する電位計４５と、スライムセンサ３１の電極端子Ｂと電極端子Ｃの間の電位差Ｖ２を計測する電位計４７とを有している。
【００７０】
ここで、スライムＳにスライムセンサ３１が接触しているとき、オームの法則を用いて、Ｖ１＝Ｒ×Ｉとなる。一方、交流電流Ｉによって電極端子Ａ〜電極端子Ｄの間で電界が生じることにより、電位計４７で電位差Ｖ２が計測される。このとき、スライムＳの電気比抵抗（単位Ω・ｍ）をＲｓとすると、Ｒｓ＝Ｖ２／Ｉ＝（Ｖ２／Ｖ１）×Ｒとなる。
【００７１】
スライムＳは、前述の安定液Ｌ（図１参照）とは電気比抵抗が異なる。このため、スライムＳと判別できる電気比抵抗の範囲を予め設定しておき、計測部４９において求められた電気比抵抗Ｒｓが該電気比抵抗の範囲に入るかどうかを判別することにより、スライムＳの有無が確認できる。このように、電気比抵抗法を用いることにより、スライムＳの有無を確認できる。
【００７２】
一般的な地盤における電気比抵抗値は数十〜数百Ω・ｍ程度と広範囲である。また、前述の安定液Ｌ（図１参照）として用いられるベントナイト系溶液における電気比抵抗値は、１１〜１５Ω・ｍ程度であるとされているが、使用されるベントナイト系溶液の性状により電気比抵抗値は異なる。そこで、スライムセンサ３１を用いるにあたって、事前にキャリブレーションを行い、用いる安定液Ｌの電気比抵抗値を把握する。なお、各電極にスライムＳ又は土砂や砂分が触れると、電気比抵抗値は大きくなる。
【００７３】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００７４】
まず、図１に示すように、杭孔２０の中間部又は底部に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５が配置され、ケリーバ１２が旋回装置１４で回転されると共に、側壁板３０が拡径して、杭孔２０の孔壁を掘削する。これにより、杭孔２０に中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、拡底部２３が形成される。孔壁の掘削後、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下側斜面、拡底部２３には、スライムＳが残留している可能性があるので、スライムＳの位置確認が必要となる。
【００７５】
続いて、図４（ａ）及び図８（ａ）に示すように、ケリーバ１２に拡径掘削バケット２２が再度取り付けられ、拡径掘削バケット２２が杭孔２０の中間拡径部２１Ａまで回転せずに降下される。拡径掘削バケット２２の降下によってワイヤー５１が引っ張られ、リール１９が回転し、回転量センサ９５がリール１９の回転量を検出する。そして、得られた回転量に基づいて、シーケンスユニット３９で、スライムセンサ３１の深さ方向の位置（深度Ｚ）が検出される。なお、深度Ｚは、地表面の高さを０、杭孔２０の深さ方向をプラス方向として表示される。
【００７６】
続いて、図４（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、及び図９（ｂ）に示すように、シーケンスユニット３９で収集された深度データに基づいて、制御ユニット２７が昇降装置１７を動作制御することにより、拡径掘削バケット２２は、スライムセンサ３１の高さ位置が、中間拡径部２１Ａの下側斜面よりも所定量（例えば１０ｃｍ）高い位置（深度Ｚ１）まで降下され、一旦静止される。
【００７７】
そして、リンク機構６６の拡径動作により、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に所定量（例えば５０ｃｍ）で拡径される。このとき、スライムセンサ３１は、杭孔２０の中心Ｃから半径方向に距離Ｒ１離れた位置Ｐ１に位置している。位置Ｐ１は、予め設定されたケリーバ１２の基準位置を０°として、回転角センサ２９で検出された回転角θ１（ここでは９０°）となっている。
【００７８】
ここで、位置Ｐ１におけるスライムセンサ３１の位置データを、深度Ｚ、半径方向距離Ｒ、回転角θをパラメータとして表すと、位置Ｐ１（Ｚ１、Ｒ１、θ１）となる。なお、側壁板３０の拡径量は設定変更できるので、杭孔２０の設計値に基づいて、スライムＳ確認のための拡径量を適宜設定すればよい。
【００７９】
続いて、図８（ｃ）及び図９（ｂ）に示すように、拡径掘削バケット２２が所定量ΔＺ１降下され、スライムセンサ３１が位置Ｐ２（Ｚ１＋ΔＺ１、Ｒ１、θ１）に配置される。このとき、緩衝ユニット６７が接触の衝撃を吸収するため、スライムセンサ３１に作用する衝撃力を抑えることができる。また、孔壁面をほとんど傷めることなくスライムセンサ３１を接触させることができる。
【００８０】
続いて、計測部４９（図４（ａ）参照）で得られた比抵抗値が、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）で、スライムＳの比抵抗値設定範囲に入っているかどうか判断され、スライムＳの有無が確認される。スライムＳ有りと判断されたときは、位置Ｐ２がスライムＳの存在位置として、制御ユニット２７のＥＥＰＲＯＭ又はＨＤＤに記憶される。
【００８１】
位置Ｐ２におけるスライムＳの有無確認後、図８（ｄ）に示すように、拡径掘削バケット２２が所定量上昇される。そして、旋回装置１４（図１参照）によって、ケリーバ１２が所定の角度で回転された後、再び所定量降下される。これにより、スライムセンサ３１が、他のスライム有無確認位置に配置される。これらの工程を繰り返すことにより、深度Ｚ１＋ΔＺ１において、半径Ｒ１の円周上のスライムＳの存在位置を確認することができる。
【００８２】
また、拡径掘削バケット２２の深度Ｚ、側壁板３０の拡径量Ｒ、及びケリーバ１２の回転角θを適宜変更することにより、例えば、図９（ｂ）に示すように、中間拡径部２１Ａの下側斜面の位置Ｐ３、位置Ｐ４といった他の位置のスライムＳの有無を確認することができる。
【００８３】
なお、スライムセンサ３１は、底面が中間拡径部２１Ａの下側斜面と平行となるように固定されているので、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に移動しても、任意の半径方向位置で、スライムセンサ３１の底面と中間拡径部２１Ａの下側斜面との角度は維持されている。このため、スライムセンサ３１を、中間拡径部２１Ａの下側斜面の任意の位置に同じ角度で配置させることができる。これにより、スライムセンサ３１によるスライムＳの有無確認をどの位置でも同様に行える。また、中間拡径部２１Ａの下側斜面の全体を、スライムＳの有無の確認対象領域とすることができる。
【００８４】
図８（ｅ）に示すように、スライムＳの位置確認が終了した後、拡径掘削バケット２２は、側壁板３０を縮径させて引き上げられる。そして、スライムＳが確認された位置に図示しない吸引管が配置され、スライムＳが取り除かれる。なお、中間拡径部２１ＡのスライムＳの確認後、再度、拡径掘削バケット２２が杭孔２０を降下され、中間拡径部２１ＢのスライムＳの確認が行われる。
【００８５】
中間拡径部２１ＢのスライムＳの確認後、拡径掘削バケット２２は、拡底用掘削バケット２５に交換される。そして、図１０（ａ）及び図４（ａ）に示すように、拡底用掘削バケット２５に取付けられたが杭孔２０の拡底部２３まで回転せずに降下される。拡底用掘削バケット２５の降下によってワイヤー５１が引っ張られ、リール１９が回転し、回転量センサ９５がリール１９の回転量を検出する。そして、得られた回転量に基づいて、シーケンスユニット３９で、スライムセンサ３１の深さ方向の位置（深度Ｚ）が検出される。
【００８６】
続いて、図１０（ｂ）、図４（ａ）、及び図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、シーケンスユニット３９で収集された深度データに基づいて、制御ユニット２７が昇降装置１７を動作制御することにより、拡底用掘削バケット２５は、スライムセンサ３１の高さ位置が、拡底部２３の孔壁面よりも所定量（例えば１０ｃｍ）高い位置（深度Ｚ２）まで降下され、一旦静止される。
【００８７】
そして、リンク機構６６の拡径動作により、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に所定量（例えば５０ｃｍ）で拡径される。このとき、スライムセンサ３１は、杭孔２０の中心Ｃから半径方向に距離Ｒ２離れた位置Ｐ５に位置している。位置Ｐ５は、予め設定されたケリーバ１２の基準位置を０°として、回転角センサ２９で検出された回転角θ２（ここでは９０°）となっている。
【００８８】
ここで、位置Ｐ５におけるスライムセンサ３１の位置データを、深度Ｚ、半径方向距離Ｒ、回転角θをパラメータとして表すと、位置Ｐ５（Ｚ２、Ｒ２、θ２）となる。なお、側壁板３０の拡径量は設定変更できるので、杭孔２０の設計値に基づいて、スライムＳ確認のための拡径量を適宜設定すればよい。
【００８９】
続いて、図１０（ｃ）及び図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、拡底用掘削バケット２５が所定量ΔＺ２降下され、スライムセンサ３１が位置Ｐ６（Ｚ２＋ΔＺ２、Ｒ２、θ２）に配置される。そして、計測部４９（図４（ａ）参照）で得られた比抵抗値は、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）で、スライムＳの比抵抗値設定範囲に入っているかどうか判断され、スライムＳの有無が確認される。スライムＳ有りと判断されたときは、位置Ｐ５がスライムＳの存在位置として、制御ユニット２７のＥＥＰＲＯＭ又はＨＤＤに記憶される。
【００９０】
位置Ｐ６におけるスライムＳの有無確認後、図１０（ｄ）に示すように、拡底用掘削バケット２５が所定量上昇される。そして、旋回装置１４（図１参照）によって、ケリーバ１２が所定の角度で回転された後、再び所定量降下される。これにより、スライムセンサ３１が、他のスライム有無確認位置に配置される。これらの工程を繰り返すことにより、深度Ｚ２＋ΔＺ２において、半径Ｒ２の円周上のスライムＳの存在位置を確認することができる。
【００９１】
また、拡底用掘削バケット２５の深度Ｚ、側壁板３０の拡径量Ｒ、及びケリーバ１２の回転角θを適宜変更することにより、例えば、図１１（ｂ）に示すように、拡底部２３の孔壁面の位置Ｐ７、位置Ｐ８といった他の位置のスライムＳの有無を確認することができる。なお、スライムセンサ３１と拡底部２３の孔壁面（底面）との角度は、側壁板３０の任意の移動位置（ケリーバ１２の半径方向位置）において変わらないので、スライムセンサ３１によるスライムＳの有無確認を、どの位置でも同様に行える。
【００９２】
続いて、図１０（ｅ）に示すように、スライムＳの位置確認が終了した後、拡底用掘削バケット２５は、側壁板３０を縮径させて引き上げられる。そして、スライムＳが確認された位置に図示しない吸引管が配置され、スライムＳが取り除かれる。
【００９３】
以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、ケリーバ１２の回転角、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５（ケリーバ１２に固定）の降下量、及び側壁板３０（リンク機構６６に固定）のケリーバ１２の半径方向の移動量を管理するようにしたので、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３の任意の位置にスライムセンサ３１を配置して、スライムＳが存在する位置を確認することができる。
【００９４】
さらに、スライムセンサ３１が中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、緩衝ユニット６７が、スライムセンサ３１をケリーバ１２側又は側壁板３０（リンク機構６６）側に移動して衝撃を吸収する。これにより、スライムセンサ３１に作用する衝撃を緩和でき、杭孔２０の孔壁がスライムセンサ３１で削られるのを防ぐことができる。
【００９５】
また、スライムセンサ３１は、比抵抗によりスライムＳの有無を確認するので、杭孔２０によってスライムＳの種類が異なっても、スライムＳを構成する物質の比抵抗を特定することで、スライムＳの有無を確認することができる。
【００９６】
また、スライムセンサ３１を杭孔２０内で移動させる手段として、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５を用いることにより、杭孔２０の掘削と、スライムＳの位置確認を１種類の装置で行うことができる。このため、掘削装置、スライム位置確認装置を別々に準備する必要がなく、施工効率が上がる。
【００９７】
次に、本発明のスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一のものには、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９８】
図１２（ａ）は、掘削機１０のケリーバ１２に、スライム位置確認用の移動ユニット１２０が連結された状態を示している。ケリーバ１２は、掘削機１０（図１参照）によって昇降され、又は、旋回装置１４（図１参照）によって回転されるようになっている。また、移動ユニット１２０は、回転軸としての固定ポスト１２２を有しており、固定ポスト１２２の上端部には、軸部材６０が接続されている。そして、この軸部材６０上に設けられた連結ブラケット２６にケリーバ１２がピン連結されることにより、移動ユニット１２０が、ケリーバ１２に連結されている。
【００９９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、固定ポスト１２２の下端部には、油圧シリンダ１２４、１２８が、固定ポスト１２２から、固定ポスト１２２の半径方向へ向けて配置され、接着、又は図示しないブラケット、ボルト、ナット等により、固定ポスト１２２に固定されている。なお、油圧シリンダ１２４は、シリンダ本体の背面側（伸縮しない側）が固定されており、油圧シリンダ１２８は、シリンダ本体の前面側（伸縮する側）が固定されている。また、油圧シリンダ１２４と油圧シリンダ１２８は、固定ポスト１２２を中心として角度９０°ずらした配置となっている。
【０１００】
油圧シリンダ１２４は、ピストンロッド１２６、変位量センサ１２７を有しており、油圧によってピストンロッド１２６が伸縮したとき、変位量センサ１２７によって、ピストンロッド１２６の伸縮量が検出される。変位量センサ１２７は、前述のシーケンスユニット３９（図４（ａ）参照）に接続されている。また、ピストンロッド１２６の伸長方向先端部には、スライムセンサ３１Ａ（スライムセンサ３１と同様）が取付けられている。
【０１０１】
同様にして、油圧シリンダ１２８は、ピストンロッド１２９、変位量センサ１３０を有しており、油圧によってピストンロッド１２９が伸縮したとき、変位量センサ１３０によって、ピストンロッド１２９の伸縮量が検出される。変位量センサ１３０は、前述のシーケンスユニット３９（図４（ａ）参照）に接続されている。また、ピストンロッド１２９の伸長方向先端部には、スライムセンサ３１Ｂ（スライムセンサ３１と同様）が取付けられている。なお、固定ポスト１２２の下端部には、図示しない矩形状の貫通孔が形成されており、この貫通孔を通して、ピストンロッド１２９が、伸縮するようになっている。
【０１０２】
一方、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）のプログラム上では、拡底部２３の孔壁面（底面）が、杭孔２０の内周と等しい境界線Ｋによって、内側領域Ａ１、外側領域Ａ２に区分されている。また、内側領域Ａ１のスライムＳの有無確認時は、スライムセンサ３１Ｂが選択され、外側領域Ａ２のスライムＳの有無確認時は、スライムセンサ３１Ａが選択されるようになっている。
【０１０３】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【０１０４】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、杭孔２０の掘削後、拡底部２３に向けて移動ユニット１２０が降下され、スライムセンサ３１Ａ及びスライムセンサ３１Ｂの深度が計測される。続いて、内側領域Ａ１のスライムＳの位置を確認するため、油圧シリンダ１２８が操作され、ピストンロッド１２９が所定量伸長されて、スライムセンサ３１Ｂの半径方向位置が計測される。
【０１０５】
このとき、回転角センサ２９（図４（ａ）参照）によって、ケリーバ１２及び固定ポスト１２２の回転角も計測されており、深度データ、半径方向位置データ、及び回転角データによって、スライムセンサ３１Ｂの位置が特定される。続いて、スライムセンサ３１Ｂによって比抵抗が測定され、スライムＳの有無が確認される。
【０１０６】
このようにして、スライムセンサ３１Ｂの深度、半径方向位置、及び回転角を適宜変更することにより、内側領域Ａ１のスライムＳの存在位置が確認される。
【０１０７】
続いて、外側領域Ａ２のスライムＳの位置を確認するため、油圧シリンダ１２４が操作され、ピストンロッド１２６が所定量伸長されて、スライムセンサ３１Ａの半径方向位置が計測される。また、回転角センサ２９（図４（ａ）参照）によって、ケリーバ１２及び固定ポスト１２２の回転角が計測される。
【０１０８】
得られた深度データ、半径方向位置データ、及び回転角データによって、スライムセンサ３１Ａの位置が特定される。続いて、スライムセンサ３１Ａによって比抵抗が測定され、スライムＳの有無が確認される。ここで、スライムセンサ３１Ａの深度、半径方向位置、及び回転角を適宜変更することにより、外側領域Ａ２のスライムＳの存在位置が確認される。
【０１０９】
以上説明したように、拡底部２３の孔壁面（底面）を２つの領域（内側領域Ａ１、外側領域Ａ２）に分割し、それぞれの領域に合わせてスライムセンサ３１Ｂ、３１Ａを配置するようにしたので、拡底部２３の孔壁面（底面）全体を確認対象として、任意の位置におけるスライムＳの有無を確認することができる。
【０１１０】
第２実施形態では、拡底部２３について説明したが、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ（図１参照）についても、同様の方法で、移動ユニット１２０を用いてスライムＳの位置を確認できる。ただし、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの孔壁面について確認するときは、内側領域Ａ１が無いため、スライムセンサ３１Ａのみを用いることになる。また、スライムセンサ３１Ａは、前述の緩衝ユニット６７（図５参照）を用いるなどして、傾斜した孔壁面に沿って配置すればよい。
【０１１１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１１２】
中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、拡底部２３の断面形状は、各種多角形状であってもよい。拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下量の検出は、例えば、旋回装置１４に反射式のフォトセンサを設け、ケリーバ１２に反射板を設けて、ケリーバ１２の降下量を検出するようにしてもよい。また、ケリーバ１２の回転角は、ケリーバ１２表面にマーカーを設けて、目視管理してもよい。
【０１１３】
緩衝ユニット６７として、支持部材５３を用いずに、弾性部材６１を直接スライムセンサ３１に取付けてもよい。移動ユニット１２０は、油圧シリンダ１２４、１２８に替えて、多段伸縮式のアーム部材を用いてもよい。また、油圧シリンダ１２４をブラケット及びピンを用いて固定ポスト１２２の下端に回転可能に取付け、移動ユニット１２０を昇降させるときに、油圧シリンダ１２４を固定ポスト側に移動させて、杭孔２０の孔壁に接触しないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る掘削機の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部用の拡径掘削バケットの構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る拡底部用の拡径掘削バケットの構成図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る各種センサの接続状態を示すブロック図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係るスライムセンサによる比抵抗測定手段を示した模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの取付け手段を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの他の取付け手段を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの他の取付け手段を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部のスライム位置の確認手順を示した工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部のスライムセンサ位置を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る拡底部のスライム位置の確認手順を示した工程図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る拡底部のスライムセンサ位置を示す模式図である。
【図１２】（ａ）本発明の第２実施形態に係る移動ユニットの構成図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係る移動ユニットのピストンロッドの伸縮状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０ 掘削機（掘削機、スライム位置確認装置）
１２ ケリーバ（回転軸）
１７ 昇降装置（降下手段）
１９ リール（降下量検出手段）
２０ 杭孔（杭孔）
２１Ａ 中間拡径部（中間拡径部）
２１Ｂ 中間拡径部（中間拡径部）
２２ 拡径掘削バケット（拡径掘削バケット）
２３ 拡底部（拡底部）
２４ 固定ポスト（回転軸）
２５ 拡底用掘削バケット（拡径掘削バケット）
２７ 制御ユニット（制御手段）
２９ 回転角センサ（回転角検出手段）
３０ 側壁板（移動手段）
３１ スライムセンサ（スライム有無確認手段、電気比抵抗センサ）
３４ 掘削用アーム部材（移動手段）
３５ モニタ（表示手段）
５１ ワイヤー（降下量検出手段）
６６ リンク機構（移動手段）
６７ 緩衝ユニット（緩衝手段）
７３ 変位量センサ（移動量検出手段）
９５ 回転量センサ（降下量検出手段）
Ａ 電極端子（電極）
Ｂ 電極端子（補助電極）
Ｃ 電極端子（補助電極）
Ｄ 電極端子（電極）
Ｓ スライム（スライム）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削後の杭孔の内部に沈殿するスライムの位置を確認するスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定液を用いたアースドリル工法で多段拡径杭を施工する場合、削孔による堀りくずや安定中に浮遊する細粒土分が中間拡径部や拡底部の下部にスライムとして沈殿する。ここで、コンクリート打設時に中間拡径部や拡底部の下部にスライムが残留していると、コンクリートがスライムを巻き込み、杭体コンクリートの材質にムラが生じる。また、多段拡径杭と地盤との間にスライムが介在するため、多段拡径杭の地盤による支持力が低下する。このため、掘削後の杭孔の内部に沈殿するスライムの除去（以後スライム処理と言う）が行われる。
【０００３】
多段拡径杭の施工管理においては、スライム処理後に、スライムが杭孔から除去されていることを確認することが重要である。スライム有無の確認装置として、鉛直面内で回動可能に設けられたアームにスライム有無を検出するセンサを取付け、このアームを閉じた状態で装置本体を杭孔内に下降させ、中間拡径部近傍の深度に到達後にアームを開くようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のスライム有無確認装置は、アームを開いた後にさらに装置本体を降下させ、センサを孔壁に接地させて、スライムの有無を検出している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のスライム有無確認装置は、スライム有無の確認位置が、アームの長さ、センサの取付け位置、及びセンサの取付角度によって決まる円周上に限定されるため、任意の位置のスライム確認を行うことができなかった。
【特許文献１】特許第３６８０３０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、杭孔の任意の位置のスライム有無を確認することができるスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るスライム位置確認装置は、掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部又は拡底部に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認装置において、前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸と、前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、前記掘削機に取付けられ、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下手段と、前記回転軸の降下量を検出する降下量検出手段と、前記回転軸に設けられ、前記回転軸の半径方向へ移動する移動手段と、前記移動手段の移動量を検出する移動量検出手段と、予め記憶された前記杭孔の形状と、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量とに基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に降下移動させる制御手段と、前記移動手段に設けられ、前記スライム有無確認位置でスライムと接触して、該スライムの有無を確認するスライム有無確認手段と、前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量で決定される前記スライム有無確認手段の検出位置と、前記スライム有無確認位置でのスライムの有無とを表示する表示手段と、を有することを特徴としている。
【０００７】
上記構成によれば、杭孔の形状が、予め制御手段に記憶されている。続いて、回転軸が杭孔に降下され、回転角検出手段によって回転軸の回転角が検出され、降下量検出手段によって回転軸の降下量が検出される。続いて、移動手段が回転軸の半径方向へ移動され、移動量検出手段によって移動手段の移動量が検出される。ここで、予め制御手段に記憶された杭孔の形状と、検出された回転角、降下量、及び移動量とに基づいて、回転軸の回転及び降下と移動手段の移動が制御され、移動手段が、杭孔の中間拡径部又は拡底部のスライム有無確認位置に配置される。表示手段には、スライム有無確認手段の検出位置が表示される。
【０００８】
続いて、移動手段に設けられたスライム有無確認手段によって、スライムの有無が確認される。スライムの有無は、表示手段に表示される。このように、回転軸の回転角、降下量と、回転軸の半径方向の移動手段の移動量を管理するようにしたので、杭孔の中間拡径部又は拡底部の任意の位置にスライム有無確認手段を配置して、スライムが存在する位置を確認することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係るスライム位置確認装置は、前記スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、前記スライム有無確認手段を、前記移動手段側に移動させて孔壁との接触衝撃を吸収する緩衝手段を、前記スライム有無確認手段に設けたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、緩衝手段が、スライム有無確認手段を移動手段側に移動させて、衝撃が吸収される。これにより、スライム有無確認手段に作用する衝撃を緩和できる。また、杭孔の孔壁がスライム有無確認手段で削られるのを抑えることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係るスライム位置確認装置は、前記スライム有無確認手段が、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、前記一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、前記電流及び前記電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する電気比抵抗センサであることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、スライム有無確認手段が電気比抵抗センサとなっている。電気比抵抗センサは、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、電流及び電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する。このように比抵抗によりスライムの有無を確認するので、杭孔によってスライムの種類が異なっても、スライムを構成する物質の比抵抗を特定することで、スライムの有無を確認することができる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るスライム位置確認装置は、前記移動手段が、拡翼部を拡径して前記杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであることを特徴としている。上記構成によれば、移動手段が、拡翼部を拡径して杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであるので、杭孔の掘削とスライムの位置確認を１種類の装置で行うことができる。このため、他の移動手段を準備する必要がなく、施工効率が上がる。
【００１４】
本発明の請求項５に係るスライム位置確認方法は、掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認方法において、前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸の回転角を検出する回転角検出工程と、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下工程と、前記回転軸の降下量を検出する降下量検出工程と、前記回転軸に設けられた移動手段を前記回転軸の半径方向へ移動させる移動工程と、前記移動手段の移動量を検出する移動量検出工程と、前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量に基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に配置する配置工程と、前記移動手段に設けられたスライム有無確認手段を用いて、前記スライム有無確認位置において、スライムの有無を確認するスライム有無確認工程と、を有することを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、掘削機の本体に懸架され回転する回転軸が杭孔に降下され、回転軸の回転角と降下量が検出される。続いて、回転軸に設けられた移動手段が、回転軸の半径方向へ移動され、移動手段の移動量が検出される。ここで、杭孔の形状、回転角、降下量、及び移動量に基づいて、回転軸の回転及び降下と移動手段の移動が制御され、移動手段が、スライム有無確認位置に配置される。続いて、移動手段に設けられたスライム有無確認手段によって、スライムの有無が確認される。
【００１６】
このように、回転軸の回転角、降下量と、回転軸の半径方向の移動手段の移動量を管理するようにしたので、杭孔の中間拡径部又は拡底部の任意の位置にスライム有無確認手段を配置して、スライムが存在する位置を確認することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記構成としたので、杭孔の任意の位置のスライム有無を確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、場所打ちコンクリート杭を構築するための縦孔としての杭孔２０に拡径部（中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、又は拡底部２３）を形成する掘削機１０の全体構成が示されている。
【００１９】
なお、杭孔２０は、事前にケリーバ１２用のドリリングバケット（図示せず）によって地盤２８を掘削して形成したものであり、杭孔２０内には孔壁の倒壊を防止するベントナイト等の安定液Ｌが満たされている。中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下側斜面、又は拡底部２３の孔壁（底面）には、杭孔２０の削孔による堀りくずや、安定液Ｌ中に浮遊する細粒土分が沈殿して、スライムＳが残留している。
【００２０】
掘削機１０は、掘削機本体としてのクレーン１６上にワイヤー巻取り方式の昇降装置１７が設けられている。昇降装置１７は、ワイヤー１８の巻き取り又は開放を行うことにより、ワイヤー１８の一方端に接続されて懸架されたケリーバ１２の昇降を行う。また、ケリーバ１２の途中には旋回装置１４が設けられており、ケリーバ１２の上下方向の移動を拘束せずに、ケリーバ１２を回転させる。クレーン１６の前方から張出した位置決めアーム１３は、旋回装置１４の水平位置を調整し、杭孔２０の中心位置にケリーバ１２を配置する。
【００２１】
ケリーバ１２の下端部には、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ掘削用の拡径掘削バケット２２が配置されている。拡径掘削バケット２２は、回転軸としての固定ポスト２４を有しており、固定ポスト２４の上端部には、軸部材６０が接続されている。そして、この軸部材６０上に設けられた連結ブラケット２６にケリーバ１２がピン連結されることにより、拡径掘削バケット２２が、ケリーバ１２に連結されている。なお、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの掘削時には、拡径掘削バケット２２がケリーバ１２に連結されるが、拡底部２３の掘削時には、図３に示すように、拡底用掘削バケット２５がケリーバ１２に連結される。
【００２２】
次に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５について説明する。
【００２３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、拡径掘削バケット２２の拡縮状態を示したものである。図２（ｂ）に示すように、拡径掘削バケット２２は、スタビライザ部３６、拡縮バケット部３８、土砂回収部４０によって構成され、上からこの順に配置されている。なお、拡径掘削バケット２２は、固定ポスト２４を中心として左右対称となっているので、図中の符号を左側又は右側に付して省略している。
【００２４】
スタビライザ部３６は、略円弧状に形成されたガイド部材４２を、軸部材６０を囲むようにして対角状に４つ配置したものである。ガイド部材４２の内側には、角筒状のスライド部材４４の後端部が固定され、スライド部材４４の先端部は軸部材６０に向って伸びている。一方、軸部材６０の各コーナー部から外側に、角筒状の支持部材４６が張り出している。ここで、スライド部材４４が、支持部材４６の内側にスライド可能に嵌合されることにより、ガイド部材４２を孔壁へ向けて拡げることが可能となっている。
【００２５】
ガイド部材４２は、杭孔２０の孔壁面とガイド部材４２の間にわずかな隙間を残す程度にスライド部材４４がスライドされ、位置が調整されている。また、各スライド部材４４のスライド量を等しくすることによって、軸部材６０に接続された固定ポスト２４の中心が、杭孔２０（図１参照）の中心位置に配置されている。
【００２６】
拡縮バケット部３８は、固定ポスト２４を囲んで、掘削翼としての側壁板３０が４つ設けられている。４つの側壁板３０はすべて同形状であり、側壁板３０の平断面は円弧状になっている。また、側壁板３０の下部は略鉛直面を形成しており、側壁板３０の上部は固定ポスト２４側（内側）に傾斜している。各側壁板３０の回転方向の先頭側の端部には、複数の掘削ビット３２が上下方向に等間隔で配設されている。
【００２７】
掘削ビット３２は、杭孔２０（図１参照）の孔壁面に向って尖った形状をしている。これにより、旋回装置１４（図１参照）でケリーバ１２を介して固定ポスト２４を回転させて、側壁板３０が拡径すると、杭孔２０の孔壁が掘削されて中間拡径部２１Ａ又は中間拡径部２１Ｂが形成される。各側壁板３０の下端部には、一方の先端部が下方内側に向うように掘削用アーム部材３４が着脱可能に取付けられている。
【００２８】
掘削用アーム部材３４には、側壁板３０の掘削ビット３２と同様の形状である掘削ビット５８が上下方向に等間隔で配設されている。また、掘削用アーム部材３４の傾斜面には、杭孔２０（図１参照）に残留するスライムＳの有無を検出するためのスライムセンサ３１が取り付けられている。スライムセンサ３１は、略直方体形状（例えば、１００ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍ）となっており、底面が中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ（図１参照）の下側斜面と略平行となる角度で、掘削用アーム部材３４に取り付けられる。
【００２９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１には、略角柱状の支持部材５３が取付けられている。支持部材５３の側面には、略円筒状のピン５９が突設されている。支持部材５３は、ピン５９を含む略中央部から上側が、中空箱体状の収納部材５５に収納されている。
【００３０】
収納部材５５の一端部には、支持部材５３の外形寸法よりも僅かに大きい内形寸法の開口部５５Ａが形成されており、支持部材５３の略中央部から下側（スライムセンサ側）が、開口部５５Ａから外側に露出している。支持部材５３は、開口部５５Ａを通して移動することにより、収納部材５５内を移動可能となっている。
【００３１】
また、収納部材５５の内側には、シリコンゴム等のゴムからなる弾性部材６１が接着により固定されており、支持部材５３の先端が当接している。収納部材５５の側面には、略Ｌ字形状のブラケット６３が溶接により固定されており、ブラケット６３は、ボルト及びナットからなる締結部材６５によって、掘削用アーム部材３４に締結固定されている。
【００３２】
ここで、支持部材５３、収納部材５５、及び弾性部材６１によって緩衝ユニット６７が構成されている。そして、スライムセンサ３１は、緩衝ユニット６７を介して、掘削用アーム部材３４に取付けられている。
【００３３】
ここで、図５（ａ）に示すように、スライムセンサ３１は、通常、支持部材５３及びスライムセンサ３１の自重により収納部材５５から離れる方向に位置している。支持部材５３は、収納部材５５の内壁にピン５９が係止されることにより、収納部材５５から抜けないようになっている。これにより、スライムセンサ３１は、支持部材５３及び収納部材５５によって保持されている。
【００３４】
一方、図５（ｂ）に示すように、側壁板３０が拡径方向に移動し、又は拡径掘削バケット２２が鉛直方向に移動することによって、掘削用アーム部材３４が移動し、中間拡径部２１Ａ又は中間拡径部２１Ｂの斜面とスライムセンサ３１が接触したとき、スライムセンサ３１は、斜面からの反力によって収納部材５５側へ押圧される。
【００３５】
このとき、支持部材５３によって押圧された弾性部材６１が、衝撃力を吸収しながら縮むことにより、スライムセンサ３１は収納部材５５側へ移動して、斜面に沿った配置状態で保持される。これにより、掘削用アーム部材３４が移動して、スライムセンサ３１が中間拡径部２１Ａ又は２１Ｂの斜面と接触しても、中間拡径部２１Ａ又は２１Ｂの斜面（孔壁）を傷めないようになっている。
【００３６】
一方、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、固定ポスト２４の外側には、角筒状の昇降ポスト６４が外挿されている。昇降ポスト６４の長さは固定ポスト２４の長さよりも短く、固定ポスト２４の長軸方向に沿って昇降ポスト６４がスライド可能となっている。昇降ポスト６４の左右側面には、ブラケット６８が固定されており、ブラケット６８の上部には、ブラケット７２がさらに外側に突出して設けられている。そして、油圧シリンダ７０の中央部が、このブラケット７２に回転可能に連結されている。
【００３７】
油圧シリンダ７０は、シリンダ本体７１とピストンロッド８６を備えており、油を供給するためのチューブ７５が接続されている。ピストンロッド８６とシリンダ本体７１の間に油圧をかけることで、ピストンロッド８６が伸縮する構成となっている。また、油圧シリンダ７０の内部には、ピストンロッド８６の伸縮状態を検出してピストンロッド８６のストローク長を測定する磁歪式の変位量センサ７３が設けられている。
【００３８】
一方、ブラケット６８の外側中央部と、側壁板３０の内側に設けられたブラケット７４の上部には、リンク部材７６の両端がそれぞれ回転可能に連結されており、このリンク部材７６と平行になるように設けられたリンク部材７８の両端は、ブラケット６８の下部と、ブラケット７４の下部に回転可能に連結されている。
【００３９】
リンク部材７６、７８の略中央部には、リンク部材８０の両端がそれぞれ回転可能に連結されており、さらに、リンク部材８０の下端部と、固定ポスト２４の下端部に設けられたブラケット８４には、リンク部材８２の両端がそれぞれ回転可能に連結されている。リンク部材７８には、リンク部材７８と連動するように略三角形状のブラケット９０の下辺が固定されており、ブラケット９０の頂部連結部９２は、油圧シリンダ７０のピストンロッド８６の先端部と回転可能に連結されている。これらの機構をリンク機構６６とする。
【００４０】
ここで、図２（ａ）に示すような拡径掘削バケット２２の拡径量が最小の状態において、油圧シリンダ７０を作動させ、油圧シリンダ７０のピストンロッド８６を矢印Ｐの方向に縮めると、ブラケット９０の頂部連結部９２は、リンク部材７８とブラケット６８との連結部７８Ａを回転中心として矢印Ｑの方向に回転する。続いて、このブラケット９０の動きに連動して、リンク部材７６、７８が矢印Ｒの方向に旋回し、これに伴って昇降ポスト６４は矢印Ｓの方向（鉛直方向）へ、側壁板３０は矢印Ｔの方向（ケリーバ１２の半径方向）へ移動し、図２（ｂ）のような拡径掘削バケット２２のバケット径が最大の状態になる。
【００４１】
このように、図２（ａ）、（ｂ）の順に動作することによって拡径掘削バケット２２は拡径し、図２（ｂ）、（ａ）の順に動作することによって拡径掘削バケット２２は縮径する。なお、図２では２つの油圧シリンダ７０が示されているが、４つの側壁板３０のそれぞれに油圧シリンダ７０及びリンク機構６６が設けられている。すなわち、拡縮バケット部３８には４つの油圧シリンダ７０が搭載されている。
【００４２】
土砂回収部４０は、吊り支柱９４と、受け皿としての土砂回収バケット９６とで構成されている。土砂回収バケット９６は、ヒンジ部材によって開閉可能に設けられた底板（図示せず）を有する略円筒状の容器である。４つの吊り支柱９４の上端部は、固定ポスト２４の下端部に連結ピンで着脱可能に取付けられた接合部材９８の下面に、溶接等により接合されており、下方外側に向かって四方に広がっている。吊り支柱９４の下端部は、土砂回収バケット９６の側壁上部に溶接等により接合されている。
【００４３】
ここで、図２（ｂ）に示すように、土砂回収バケット９６は、土砂回収バケット９６の開放された上面が常に掘削用アーム部材３４の先端部よりも低い位置になるように取付けられている。また、土砂回収バケット９６の外径は、土砂回収バケット９６の側壁面と杭孔２０（図１参照）の孔壁との間に若干の隙間が形成される程度に、杭孔２０の径よりも小さくなっている。
【００４４】
一方、杭孔２０の底部である拡底部２３（図１参照）の孔壁の掘削では、図３に示す拡底用掘削バケット２５が用いられる。拡底用掘削バケット２５は、前述の拡径掘削バケット２２の接合部材９８の連結ピンを抜いて土砂回収バケット９６を取り外し、掘削用アーム部材３４を取り外して、底蓋１０４を取り付けたものである。
【００４５】
図３に示すように、拡底用掘削バケット２５の固定ポスト２４の下端部には、略水平方向に伸びる底蓋支持フレーム１０６から立設したポスト１０８が、ボルト及びナットにより固定されている。底蓋支持フレーム１０６の一端には、ヒンジ１１０が設けられている。また、底蓋支持フレーム１０６の下方側には、下方に凸の略円盤形状の底蓋１０４が設けられている。
【００４６】
底蓋１０４は、底蓋１０４の外周縁の位置で、ヒンジ１１０によって底蓋支持フレーム１０６に回転可能に連結されている。これにより、底蓋１０４は、下方に向けて開閉可能となっており、側壁板３０で構成された拡底用掘削バケット２５の下部開口を塞ぐようになっている。底蓋１０４の閉止は、図示しないロック機構により行われる。なお、拡底用掘削バケット２５における側壁板３０の拡縮方法は、拡径掘削バケット２２と同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
図３、図５（ｃ）、及び図５（ｄ）に示すように、拡底用掘削バケット２５にも前述のスライムセンサ３１が取り付けられている。スライムセンサ３１は、拡径掘削バケット２２のときと同様に、支持部材５３、収納部材５５、ブラケット６３、締結部材６５等によって、底面が拡底部２３（図１参照）の上面と略平行となる角度で側壁板３０の内側面に取り付けられている。
【００４８】
図５（ｄ）に示すように、側壁板３０が移動して、拡底部２３の孔壁面とスライムセンサ３１が接触したとき、スライムセンサ３１は、孔壁面からの反力によって収納部材５５側へ押圧される。このとき、支持部材５３によって押圧された弾性部材６１が衝撃力を吸収しながら縮むことにより、スライムセンサ３１は、収納部材５５側へ移動して、孔壁面に沿った配置状態で保持される。
【００４９】
これにより、側壁板３０（又は拡底用掘削バケット２５）が移動して、スライムセンサ３１が拡底部２３の孔壁面と接触したとき、スライムセンサ３１への衝撃力が緩和される。また、孔壁面を傷めないようになっている。なお、スライムセンサ３１を側壁板３０又は掘削用アーム部材３４へ取り付ける（保持させる）構造としては、図６又は図７に示す方式を用いることができる。
【００５０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１は、角柱状の支持部材７９の端部に形成された略扇形状の幅広部７７に、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下部壁と略平行となるように取付けられている。支持部材７９の側面には、略円筒状のピン８１が突設されている。支持部材７９は、ピン８１を含む略中央部から上側が、中空箱体状の収納部材８３に収納されている。
【００５１】
収納部材８３の一端部には、支持部材７９の外形寸法よりも僅かに大きい内形寸法の開口部８３Ａが形成されており、支持部材７９の略中央部から下側（スライムセンサ側）が、開口部８３Ａから外側に露出している。支持部材７９は、開口部８３Ａを通して移動することにより、収納部材８３内を移動可能となっている。
【００５２】
また、収納部材８３の内側には、シリコンゴム等のゴムからなる弾性部材８５が接着により固定されており、支持部材７９の先端が当接している。収納部材８３は、図示しないブラケット、ボルト、ナット等により、側壁板３０の内側面に固定されている。このようにして、スライムセンサ３１を側壁板３０に保持させる方式を用いることにより、例えば、掘削用アーム部材３４（図２参照）の幅が狭く、スライムセンサ３１を取付ける（保持させる）ことが困難なときでも、スライムセンサ３１を取付けることができる。
【００５３】
一方、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１が孔壁の斜面に沿って斜めに取付けられた角柱状の支持部材８７を、筒状の収納部材８９の内側に取付けたゴムからなる弾性部材９１で挟んで、収納部材８９を掘削用アーム部材３４に固定してもよい。また、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、スライムセンサ３１と略直交する方向に角柱状の支持部材９３を取付け、支持部材９３を収納部材８９の内側の弾性部材９１で挟んで、収納部材８９を側壁板３０に固定してもよい。
【００５４】
次に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度、拡径量、回転角等を検出して、杭孔２０に残留するスライムＳの位置を検出する構成について説明する。
【００５５】
図１及び図４（ａ）に示すように、クレーン１６には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下、回転、及び拡径を制御する操作制御部５０が設けられている。操作制御部５０には、操作制御部５０全体のコントロール及びデータ演算を行う制御ユニット２７と、各種データを無線受信可能に設けられた無線ユニット３３と、各種データが表示されるモニタ３５とが設けられている。
【００５６】
制御ユニット２７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、電源ユニット等を備えている。ＥＥＰＲＯＭには、杭孔２０の形状、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの形状、拡底部２３の形状に関する孔径及び深度データ等が記憶されており、他の場所で杭孔を形成するたびに、適宜データ更新される。
【００５７】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムによって、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度及び拡径量に基づいて、掘削可能領域を決定し、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下、回転、及び拡径を制御するようになっている。また、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の深度、拡径量、及び回転角等に基づいて、杭孔２０に残留するスライムの位置を確認するようになっている。
【００５８】
モニタ３５は、液晶パネルで構成され、クレーン１６の操作部（図示せず）の操作者が見やすい位置に配置されている。モニタ３５には、制御ユニット２７によって、杭孔２０の形状、ケリーバ１２の回転角及び深度、及び側壁板３０の拡径量（移動量）で決定されるスライムセンサ３１の検出位置、スライム有無確認位置、スライム有無確認位置でのスライムＳの有無等の情報（データ）が逐次表示されるようになっている。さらに、モニタ３５には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５としての深度、拡径量、掘削可能領域、回転角等の情報（データ）が逐次表示されるようになっている。
【００５９】
一方、旋回装置１４の下方側には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径量、深度、回転角、スライムＳの位置等のデータ収集をすると共に、これらのデータを操作制御部５０へ送信するためのリールベース１５が設けられている。
【００６０】
リールベース１５には、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径動作を、制御ユニット２７からの指令に基づいて行うと共に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の拡径量、深度、回転角、スライムＳの位置等のデータを収集するシーケンスユニット３９が設けられている。
【００６１】
また、リールベース１５には、無線ユニット３３と無線通信を行う無線ユニット３７と、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５に一端が取り付けられたワイヤー５１を巻き取るリール１９と、リール１９に設けられてリール１９の回転量を検出する回転量センサ９５と、ケリーバ１２の回転角を検出する回転角センサ２９と、スライムＳの有無を検出するスライムセンサ３１が接続された計測部４９とが設けられている。
【００６２】
シーケンスユニット３９には、無線ユニット３７が接続されており、シーケンスユニット３９で収集された各データは、無線ユニット３７を介して操作制御部５０の無線ユニット３３に送信される。制御ユニット２７からの指示情報は、無線ユニット３３を介して無線ユニット３７で受信され、シーケンスユニット３９に伝達される。また、シーケンスユニット３９には、回転量センサ９５、回転角センサ２９、計測部４９、及び油圧シリンダ７０内の変位量センサ７３が、配線により電気的に接続されている。
【００６３】
次に、各センサの構成と、各センサによる検出量について説明する。
【００６４】
回転量センサ９５は、ロータリーエンコーダ等で構成され、リール１９の回転量を検出する。一方、シーケンスユニット３９は、予め設定されたプログラムにおいて、リール１９の回転開始位置と、拡径掘削バケット２２の上端又は下端位置とが対応付けされている。また、リール１９の回転量と、拡径掘削バケット２２（又は拡底用掘削バケット２５）の降下量の関係式が設定されている。
【００６５】
ここで、シーケンスユニット３９は、リール１９の回転開始位置を拡径掘削バケット２２の降下開始位置とし、回転量センサ９５で検出されたリール１９の巻き取り量（回転量）を拡径掘削バケット２２の降下量に換算して、拡径掘削バケット２２の深度（降下位置）を求めるようになっている。
【００６６】
回転角センサ２９は、ホール素子を用いた非接触式の回転角検出センサからなり、ケリーバ１２の回転角を検出する。一方、シーケンスユニット３９は、予め設定されたプログラムにおいて、ケリーバ１２の中心軸を中心としたときのケリーバ１２の回転開始位置（角度）と、側壁板３０又は掘削用アーム部材３４に取付けられたスライムセンサ３１の回転開始位置（角度）との角度の差分値が設定されている。これにより、シーケンスユニット３９は、ケリーバ１２が回転したとき、ケリーバ１２の回転角に応じて、スライムセンサ３１の回転角（位置）を求められるようになっている。
【００６７】
変位量センサ７３は 磁歪式のリニアセンサからなり、ピストンロッド８６のストローク長を検出する。一方、シーケンスユニット３９では、予め設定されたピストンロッド８６のストローク長と、側壁板３０（図２参照）の拡縮径距離（拡径量）との関係式に上記のデータが入力されることにより、側壁板３０の拡径量を検出する。なお、側壁板３０の下端位置を基準位置として、側壁板３０又は掘削用アーム部材３４に取付けられたスライムセンサ３１の取付位置が予め設定されているので、側壁板３０の拡径量からスライムセンサ３１の位置が求められる。
【００６８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、スライムセンサ３１は、４つの電極端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。各電極端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、等間隔で一列に配置されており、スライムセンサ３１の側面に露出している。スライムセンサ３１の測定範囲は、１〜３００Ω・ｍである。
【００６９】
一方、計測部４９は、スライムセンサ３１の電極端子Ａ、Ｄに接続され、電極端子Ａと電極端子Ｄの間に高周波の交流電流Ｉを流す電流源４１と、電流源４１と直列に接続された抵抗値Ｒ（既知）の抵抗４３と、抵抗４３の両端の電位差Ｖ１を計測する電位計４５と、スライムセンサ３１の電極端子Ｂと電極端子Ｃの間の電位差Ｖ２を計測する電位計４７とを有している。
【００７０】
ここで、スライムＳにスライムセンサ３１が接触しているとき、オームの法則を用いて、Ｖ１＝Ｒ×Ｉとなる。一方、交流電流Ｉによって電極端子Ａ〜電極端子Ｄの間で電界が生じることにより、電位計４７で電位差Ｖ２が計測される。このとき、スライムＳの電気比抵抗（単位Ω・ｍ）をＲｓとすると、Ｒｓ＝Ｖ２／Ｉ＝（Ｖ２／Ｖ１）×Ｒとなる。
【００７１】
スライムＳは、前述の安定液Ｌ（図１参照）とは電気比抵抗が異なる。このため、スライムＳと判別できる電気比抵抗の範囲を予め設定しておき、計測部４９において求められた電気比抵抗Ｒｓが該電気比抵抗の範囲に入るかどうかを判別することにより、スライムＳの有無が確認できる。このように、電気比抵抗法を用いることにより、スライムＳの有無を確認できる。
【００７２】
一般的な地盤における電気比抵抗値は数十〜数百Ω・ｍ程度と広範囲である。また、前述の安定液Ｌ（図１参照）として用いられるベントナイト系溶液における電気比抵抗値は、１１〜１５Ω・ｍ程度であるとされているが、使用されるベントナイト系溶液の性状により電気比抵抗値は異なる。そこで、スライムセンサ３１を用いるにあたって、事前にキャリブレーションを行い、用いる安定液Ｌの電気比抵抗値を把握する。なお、各電極にスライムＳ又は土砂や砂分が触れると、電気比抵抗値は大きくなる。
【００７３】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００７４】
まず、図１に示すように、杭孔２０の中間部又は底部に、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５が配置され、ケリーバ１２が旋回装置１４で回転されると共に、側壁板３０が拡径して、杭孔２０の孔壁を掘削する。これにより、杭孔２０に中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、拡底部２３が形成される。孔壁の掘削後、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの下側斜面、拡底部２３には、スライムＳが残留している可能性があるので、スライムＳの位置確認が必要となる。
【００７５】
続いて、図４（ａ）及び図８（ａ）に示すように、ケリーバ１２に拡径掘削バケット２２が再度取り付けられ、拡径掘削バケット２２が杭孔２０の中間拡径部２１Ａまで回転せずに降下される。拡径掘削バケット２２の降下によってワイヤー５１が引っ張られ、リール１９が回転し、回転量センサ９５がリール１９の回転量を検出する。そして、得られた回転量に基づいて、シーケンスユニット３９で、スライムセンサ３１の深さ方向の位置（深度Ｚ）が検出される。なお、深度Ｚは、地表面の高さを０、杭孔２０の深さ方向をプラス方向として表示される。
【００７６】
続いて、図４（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、及び図９（ｂ）に示すように、シーケンスユニット３９で収集された深度データに基づいて、制御ユニット２７が昇降装置１７を動作制御することにより、拡径掘削バケット２２は、スライムセンサ３１の高さ位置が、中間拡径部２１Ａの下側斜面よりも所定量（例えば１０ｃｍ）高い位置（深度Ｚ１）まで降下され、一旦静止される。
【００７７】
そして、リンク機構６６の拡径動作により、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に所定量（例えば５０ｃｍ）で拡径される。このとき、スライムセンサ３１は、杭孔２０の中心Ｃから半径方向に距離Ｒ１離れた位置Ｐ１に位置している。位置Ｐ１は、予め設定されたケリーバ１２の基準位置を０°として、回転角センサ２９で検出された回転角θ１（ここでは９０°）となっている。
【００７８】
ここで、位置Ｐ１におけるスライムセンサ３１の位置データを、深度Ｚ、半径方向距離Ｒ、回転角θをパラメータとして表すと、位置Ｐ１（Ｚ１、Ｒ１、θ１）となる。なお、側壁板３０の拡径量は設定変更できるので、杭孔２０の設計値に基づいて、スライムＳ確認のための拡径量を適宜設定すればよい。
【００７９】
続いて、図８（ｃ）及び図９（ｂ）に示すように、拡径掘削バケット２２が所定量ΔＺ１降下され、スライムセンサ３１が位置Ｐ２（Ｚ１＋ΔＺ１、Ｒ１、θ１）に配置される。このとき、緩衝ユニット６７が接触の衝撃を吸収するため、スライムセンサ３１に作用する衝撃力を抑えることができる。また、孔壁面をほとんど傷めることなくスライムセンサ３１を接触させることができる。
【００８０】
続いて、計測部４９（図４（ａ）参照）で得られた比抵抗値が、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）で、スライムＳの比抵抗値設定範囲に入っているかどうか判断され、スライムＳの有無が確認される。スライムＳ有りと判断されたときは、位置Ｐ２がスライムＳの存在位置として、制御ユニット２７のＥＥＰＲＯＭ又はＨＤＤに記憶される。
【００８１】
位置Ｐ２におけるスライムＳの有無確認後、図８（ｄ）に示すように、拡径掘削バケット２２が所定量上昇される。そして、旋回装置１４（図１参照）によって、ケリーバ１２が所定の角度で回転された後、再び所定量降下される。これにより、スライムセンサ３１が、他のスライム有無確認位置に配置される。これらの工程を繰り返すことにより、深度Ｚ１＋ΔＺ１において、半径Ｒ１の円周上のスライムＳの存在位置を確認することができる。
【００８２】
また、拡径掘削バケット２２の深度Ｚ、側壁板３０の拡径量Ｒ、及びケリーバ１２の回転角θを適宜変更することにより、例えば、図９（ｂ）に示すように、中間拡径部２１Ａの下側斜面の位置Ｐ３、位置Ｐ４といった他の位置のスライムＳの有無を確認することができる。
【００８３】
なお、スライムセンサ３１は、底面が中間拡径部２１Ａの下側斜面と平行となるように固定されているので、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に移動しても、任意の半径方向位置で、スライムセンサ３１の底面と中間拡径部２１Ａの下側斜面との角度は維持されている。このため、スライムセンサ３１を、中間拡径部２１Ａの下側斜面の任意の位置に同じ角度で配置させることができる。これにより、スライムセンサ３１によるスライムＳの有無確認をどの位置でも同様に行える。また、中間拡径部２１Ａの下側斜面の全体を、スライムＳの有無の確認対象領域とすることができる。
【００８４】
図８（ｅ）に示すように、スライムＳの位置確認が終了した後、拡径掘削バケット２２は、側壁板３０を縮径させて引き上げられる。そして、スライムＳが確認された位置に図示しない吸引管が配置され、スライムＳが取り除かれる。なお、中間拡径部２１ＡのスライムＳの確認後、再度、拡径掘削バケット２２が杭孔２０を降下され、中間拡径部２１ＢのスライムＳの確認が行われる。
【００８５】
中間拡径部２１ＢのスライムＳの確認後、拡径掘削バケット２２は、拡底用掘削バケット２５に交換される。そして、図１０（ａ）及び図４（ａ）に示すように、拡底用掘削バケット２５に取付けられたが杭孔２０の拡底部２３まで回転せずに降下される。拡底用掘削バケット２５の降下によってワイヤー５１が引っ張られ、リール１９が回転し、回転量センサ９５がリール１９の回転量を検出する。そして、得られた回転量に基づいて、シーケンスユニット３９で、スライムセンサ３１の深さ方向の位置（深度Ｚ）が検出される。
【００８６】
続いて、図１０（ｂ）、図４（ａ）、及び図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、シーケンスユニット３９で収集された深度データに基づいて、制御ユニット２７が昇降装置１７を動作制御することにより、拡底用掘削バケット２５は、スライムセンサ３１の高さ位置が、拡底部２３の孔壁面よりも所定量（例えば１０ｃｍ）高い位置（深度Ｚ２）まで降下され、一旦静止される。
【００８７】
そして、リンク機構６６の拡径動作により、側壁板３０がケリーバ１２の半径方向に所定量（例えば５０ｃｍ）で拡径される。このとき、スライムセンサ３１は、杭孔２０の中心Ｃから半径方向に距離Ｒ２離れた位置Ｐ５に位置している。位置Ｐ５は、予め設定されたケリーバ１２の基準位置を０°として、回転角センサ２９で検出された回転角θ２（ここでは９０°）となっている。
【００８８】
ここで、位置Ｐ５におけるスライムセンサ３１の位置データを、深度Ｚ、半径方向距離Ｒ、回転角θをパラメータとして表すと、位置Ｐ５（Ｚ２、Ｒ２、θ２）となる。なお、側壁板３０の拡径量は設定変更できるので、杭孔２０の設計値に基づいて、スライムＳ確認のための拡径量を適宜設定すればよい。
【００８９】
続いて、図１０（ｃ）及び図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、拡底用掘削バケット２５が所定量ΔＺ２降下され、スライムセンサ３１が位置Ｐ６（Ｚ２＋ΔＺ２、Ｒ２、θ２）に配置される。そして、計測部４９（図４（ａ）参照）で得られた比抵抗値は、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）で、スライムＳの比抵抗値設定範囲に入っているかどうか判断され、スライムＳの有無が確認される。スライムＳ有りと判断されたときは、位置Ｐ５がスライムＳの存在位置として、制御ユニット２７のＥＥＰＲＯＭ又はＨＤＤに記憶される。
【００９０】
位置Ｐ６におけるスライムＳの有無確認後、図１０（ｄ）に示すように、拡底用掘削バケット２５が所定量上昇される。そして、旋回装置１４（図１参照）によって、ケリーバ１２が所定の角度で回転された後、再び所定量降下される。これにより、スライムセンサ３１が、他のスライム有無確認位置に配置される。これらの工程を繰り返すことにより、深度Ｚ２＋ΔＺ２において、半径Ｒ２の円周上のスライムＳの存在位置を確認することができる。
【００９１】
また、拡底用掘削バケット２５の深度Ｚ、側壁板３０の拡径量Ｒ、及びケリーバ１２の回転角θを適宜変更することにより、例えば、図１１（ｂ）に示すように、拡底部２３の孔壁面の位置Ｐ７、位置Ｐ８といった他の位置のスライムＳの有無を確認することができる。なお、スライムセンサ３１と拡底部２３の孔壁面（底面）との角度は、側壁板３０の任意の移動位置（ケリーバ１２の半径方向位置）において変わらないので、スライムセンサ３１によるスライムＳの有無確認を、どの位置でも同様に行える。
【００９２】
続いて、図１０（ｅ）に示すように、スライムＳの位置確認が終了した後、拡底用掘削バケット２５は、側壁板３０を縮径させて引き上げられる。そして、スライムＳが確認された位置に図示しない吸引管が配置され、スライムＳが取り除かれる。
【００９３】
以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、ケリーバ１２の回転角、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５（ケリーバ１２に固定）の降下量、及び側壁板３０（リンク機構６６に固定）のケリーバ１２の半径方向の移動量を管理するようにしたので、杭孔２０の中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ又は拡底部２３の任意の位置にスライムセンサ３１を配置して、スライムＳが存在する位置を確認することができる。
【００９４】
さらに、スライムセンサ３１が中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、緩衝ユニット６７が、スライムセンサ３１をケリーバ１２側又は側壁板３０（リンク機構６６）側に移動して衝撃を吸収する。これにより、スライムセンサ３１に作用する衝撃を緩和でき、杭孔２０の孔壁がスライムセンサ３１で削られるのを防ぐことができる。
【００９５】
また、スライムセンサ３１は、比抵抗によりスライムＳの有無を確認するので、杭孔２０によってスライムＳの種類が異なっても、スライムＳを構成する物質の比抵抗を特定することで、スライムＳの有無を確認することができる。
【００９６】
また、スライムセンサ３１を杭孔２０内で移動させる手段として、拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５を用いることにより、杭孔２０の掘削と、スライムＳの位置確認を１種類の装置で行うことができる。このため、掘削装置、スライム位置確認装置を別々に準備する必要がなく、施工効率が上がる。
【００９７】
次に、本発明のスライム位置確認装置及びスライム位置確認方法の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一のものには、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９８】
図１２（ａ）は、掘削機１０のケリーバ１２に、スライム位置確認用の移動ユニット１２０が連結された状態を示している。ケリーバ１２は、掘削機１０（図１参照）によって昇降され、又は、旋回装置１４（図１参照）によって回転されるようになっている。また、移動ユニット１２０は、回転軸としての固定ポスト１２２を有しており、固定ポスト１２２の上端部には、軸部材６０が接続されている。そして、この軸部材６０上に設けられた連結ブラケット２６にケリーバ１２がピン連結されることにより、移動ユニット１２０が、ケリーバ１２に連結されている。
【００９９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、固定ポスト１２２の下端部には、油圧シリンダ１２４、１２８が、固定ポスト１２２から、固定ポスト１２２の半径方向へ向けて配置され、接着、又は図示しないブラケット、ボルト、ナット等により、固定ポスト１２２に固定されている。なお、油圧シリンダ１２４は、シリンダ本体の背面側（伸縮しない側）が固定されており、油圧シリンダ１２８は、シリンダ本体の前面側（伸縮する側）が固定されている。また、油圧シリンダ１２４と油圧シリンダ１２８は、固定ポスト１２２を中心として角度９０°ずらした配置となっている。
【０１００】
油圧シリンダ１２４は、ピストンロッド１２６、変位量センサ１２７を有しており、油圧によってピストンロッド１２６が伸縮したとき、変位量センサ１２７によって、ピストンロッド１２６の伸縮量が検出される。変位量センサ１２７は、前述のシーケンスユニット３９（図４（ａ）参照）に接続されている。また、ピストンロッド１２６の伸長方向先端部には、スライムセンサ３１Ａ（スライムセンサ３１と同様）が取付けられている。
【０１０１】
同様にして、油圧シリンダ１２８は、ピストンロッド１２９、変位量センサ１３０を有しており、油圧によってピストンロッド１２９が伸縮したとき、変位量センサ１３０によって、ピストンロッド１２９の伸縮量が検出される。変位量センサ１３０は、前述のシーケンスユニット３９（図４（ａ）参照）に接続されている。また、ピストンロッド１２９の伸長方向先端部には、スライムセンサ３１Ｂ（スライムセンサ３１と同様）が取付けられている。なお、固定ポスト１２２の下端部には、図示しない矩形状の貫通孔が形成されており、この貫通孔を通して、ピストンロッド１２９が、伸縮するようになっている。
【０１０２】
一方、制御ユニット２７（図４（ａ）参照）のプログラム上では、拡底部２３の孔壁面（底面）が、杭孔２０の内周と等しい境界線Ｋによって、内側領域Ａ１、外側領域Ａ２に区分されている。また、内側領域Ａ１のスライムＳの有無確認時は、スライムセンサ３１Ｂが選択され、外側領域Ａ２のスライムＳの有無確認時は、スライムセンサ３１Ａが選択されるようになっている。
【０１０３】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【０１０４】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、杭孔２０の掘削後、拡底部２３に向けて移動ユニット１２０が降下され、スライムセンサ３１Ａ及びスライムセンサ３１Ｂの深度が計測される。続いて、内側領域Ａ１のスライムＳの位置を確認するため、油圧シリンダ１２８が操作され、ピストンロッド１２９が所定量伸長されて、スライムセンサ３１Ｂの半径方向位置が計測される。
【０１０５】
このとき、回転角センサ２９（図４（ａ）参照）によって、ケリーバ１２及び固定ポスト１２２の回転角も計測されており、深度データ、半径方向位置データ、及び回転角データによって、スライムセンサ３１Ｂの位置が特定される。続いて、スライムセンサ３１Ｂによって比抵抗が測定され、スライムＳの有無が確認される。
【０１０６】
このようにして、スライムセンサ３１Ｂの深度、半径方向位置、及び回転角を適宜変更することにより、内側領域Ａ１のスライムＳの存在位置が確認される。
【０１０７】
続いて、外側領域Ａ２のスライムＳの位置を確認するため、油圧シリンダ１２４が操作され、ピストンロッド１２６が所定量伸長されて、スライムセンサ３１Ａの半径方向位置が計測される。また、回転角センサ２９（図４（ａ）参照）によって、ケリーバ１２及び固定ポスト１２２の回転角が計測される。
【０１０８】
得られた深度データ、半径方向位置データ、及び回転角データによって、スライムセンサ３１Ａの位置が特定される。続いて、スライムセンサ３１Ａによって比抵抗が測定され、スライムＳの有無が確認される。ここで、スライムセンサ３１Ａの深度、半径方向位置、及び回転角を適宜変更することにより、外側領域Ａ２のスライムＳの存在位置が確認される。
【０１０９】
以上説明したように、拡底部２３の孔壁面（底面）を２つの領域（内側領域Ａ１、外側領域Ａ２）に分割し、それぞれの領域に合わせてスライムセンサ３１Ｂ、３１Ａを配置するようにしたので、拡底部２３の孔壁面（底面）全体を確認対象として、任意の位置におけるスライムＳの有無を確認することができる。
【０１１０】
第２実施形態では、拡底部２３について説明したが、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ（図１参照）についても、同様の方法で、移動ユニット１２０を用いてスライムＳの位置を確認できる。ただし、中間拡径部２１Ａ、２１Ｂの孔壁面について確認するときは、内側領域Ａ１が無いため、スライムセンサ３１Ａのみを用いることになる。また、スライムセンサ３１Ａは、前述の緩衝ユニット６７（図５参照）を用いるなどして、傾斜した孔壁面に沿って配置すればよい。
【０１１１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０１１２】
中間拡径部２１Ａ、２１Ｂ、拡底部２３の断面形状は、各種多角形状であってもよい。拡径掘削バケット２２又は拡底用掘削バケット２５の降下量の検出は、例えば、旋回装置１４に反射式のフォトセンサを設け、ケリーバ１２に反射板を設けて、ケリーバ１２の降下量を検出するようにしてもよい。また、ケリーバ１２の回転角は、ケリーバ１２表面にマーカーを設けて、目視管理してもよい。
【０１１３】
緩衝ユニット６７として、支持部材５３を用いずに、弾性部材６１を直接スライムセンサ３１に取付けてもよい。移動ユニット１２０は、油圧シリンダ１２４、１２８に替えて、多段伸縮式のアーム部材を用いてもよい。また、油圧シリンダ１２４をブラケット及びピンを用いて固定ポスト１２２の下端に回転可能に取付け、移動ユニット１２０を昇降させるときに、油圧シリンダ１２４を固定ポスト側に移動させて、杭孔２０の孔壁に接触しないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る掘削機の全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部用の拡径掘削バケットの構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る拡底部用の拡径掘削バケットの構成図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係る各種センサの接続状態を示すブロック図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係るスライムセンサによる比抵抗測定手段を示した模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの取付け手段を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの他の取付け手段を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るスライムセンサの他の取付け手段を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部のスライム位置の確認手順を示した工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る中間拡径部のスライムセンサ位置を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る拡底部のスライム位置の確認手順を示した工程図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る拡底部のスライムセンサ位置を示す模式図である。
【図１２】（ａ）本発明の第２実施形態に係る移動ユニットの構成図である。（ｂ）本発明の第２実施形態に係る移動ユニットのピストンロッドの伸縮状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０ 掘削機（掘削機、スライム位置確認装置）
１２ ケリーバ（回転軸）
１７ 昇降装置（降下手段）
１９ リール（降下量検出手段）
２０ 杭孔（杭孔）
２１Ａ 中間拡径部（中間拡径部）
２１Ｂ 中間拡径部（中間拡径部）
２２ 拡径掘削バケット（拡径掘削バケット）
２３ 拡底部（拡底部）
２４ 固定ポスト（回転軸）
２５ 拡底用掘削バケット（拡径掘削バケット）
２７ 制御ユニット（制御手段）
２９ 回転角センサ（回転角検出手段）
３０ 側壁板（移動手段）
３１ スライムセンサ（スライム有無確認手段、電気比抵抗センサ）
３４ 掘削用アーム部材（移動手段）
３５ モニタ（表示手段）
５１ ワイヤー（降下量検出手段）
６６ リンク機構（移動手段）
６７ 緩衝ユニット（緩衝手段）
７３ 変位量センサ（移動量検出手段）
９５ 回転量センサ（降下量検出手段）
Ａ 電極端子（電極）
Ｂ 電極端子（補助電極）
Ｃ 電極端子（補助電極）
Ｄ 電極端子（電極）
Ｓ スライム（スライム）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部又は拡底部に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認装置において、
前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸と、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記掘削機に取付けられ、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下手段と、
前記回転軸の降下量を検出する降下量検出手段と、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸の半径方向へ移動する移動手段と、
前記移動手段の移動量を検出する移動量検出手段と、
予め記憶された前記杭孔の形状と、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量とに基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に降下移動させる制御手段と、
前記移動手段に設けられ、前記スライム有無確認位置でスライムと接触して、該スライムの有無を確認するスライム有無確認手段と、
前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量で決定される前記スライム有無確認手段の検出位置と、前記スライム有無確認位置でのスライムの有無とを表示する表示手段と、
を有することを特徴とするスライム位置確認装置。
【請求項２】
前記スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、前記スライム有無確認手段を、前記移動手段側に移動させて孔壁との接触衝撃を吸収する緩衝手段を、前記スライム有無確認手段に設けたことを特徴とする請求項１に記載のスライム位置確認装置。
【請求項３】
前記スライム有無確認手段が、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、前記一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、前記電流及び前記電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する電気比抵抗センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスライム位置確認装置。
【請求項４】
前記移動手段が、拡翼部を拡径して前記杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスライム位置確認装置。
【請求項５】
掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認方法において、
前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸の回転角を検出する回転角検出工程と、
前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下工程と、
前記回転軸の降下量を検出する降下量検出工程と、
前記回転軸に設けられた移動手段を前記回転軸の半径方向へ移動させる移動工程と、
前記移動手段の移動量を検出する移動量検出工程と、
前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量に基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に配置する配置工程と、
前記移動手段に設けられたスライム有無確認手段を用いて、前記スライム有無確認位置において、スライムの有無を確認するスライム有無確認工程と、
を有することを特徴とするスライム位置確認方法。
【請求項１】
掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部又は拡底部に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認装置において、
前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸と、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記掘削機に取付けられ、前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下手段と、
前記回転軸の降下量を検出する降下量検出手段と、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸の半径方向へ移動する移動手段と、
前記移動手段の移動量を検出する移動量検出手段と、
予め記憶された前記杭孔の形状と、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量とに基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に降下移動させる制御手段と、
前記移動手段に設けられ、前記スライム有無確認位置でスライムと接触して、該スライムの有無を確認するスライム有無確認手段と、
前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量で決定される前記スライム有無確認手段の検出位置と、前記スライム有無確認位置でのスライムの有無とを表示する表示手段と、
を有することを特徴とするスライム位置確認装置。
【請求項２】
前記スライム有無確認手段が中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁と接触したとき、前記スライム有無確認手段を、前記移動手段側に移動させて孔壁との接触衝撃を吸収する緩衝手段を、前記スライム有無確認手段に設けたことを特徴とする請求項１に記載のスライム位置確認装置。
【請求項３】
前記スライム有無確認手段が、スライム有無の確認位置近傍において一対の電極間に電流を流し、前記一対の電極の間に配置された一対の補助電極間の電圧を測定して、前記電流及び前記電圧から比抵抗を求めて、スライムの有無を確認する電気比抵抗センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスライム位置確認装置。
【請求項４】
前記移動手段が、拡翼部を拡径して前記杭孔の中間拡径部又は拡底部を掘削する拡径掘削バケットであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスライム位置確認装置。
【請求項５】
掘削機で掘削された杭孔の中間拡径部の孔壁又は拡底部の孔壁に沈殿したスライムの位置を確認するスライム位置確認方法において、
前記掘削機の本体に懸架され回転する回転軸の回転角を検出する回転角検出工程と、
前記回転軸を前記杭孔に降下させる降下工程と、
前記回転軸の降下量を検出する降下量検出工程と、
前記回転軸に設けられた移動手段を前記回転軸の半径方向へ移動させる移動工程と、
前記移動手段の移動量を検出する移動量検出工程と、
前記杭孔の形状、前記回転角、前記降下量、及び前記移動量に基づいて、前記回転軸の回転及び降下と前記移動手段の移動を制御して、前記移動手段をスライム有無確認位置に配置する配置工程と、
前記移動手段に設けられたスライム有無確認手段を用いて、前記スライム有無確認位置において、スライムの有無を確認するスライム有無確認工程と、
を有することを特徴とするスライム位置確認方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１１４６６７（Ｐ２００９−１１４６６７Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８６４７２（Ｐ２００７−２８６４７２）
【出願日】平成１９年１１月２日（２００７．１１．２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２日（２００７．１１．２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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