導材を用いた杭打ち施工管理システムおよび方法
【課題】導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まり、杭の打設精度を高めることのできる施工管理システムおよび方法を提供する。
【解決手段】この杭打ち施工管理システム１０は、導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、打設時の杭Ｐの変位を抑制するために導材１を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器７ａ〜７ｄ，８ａ〜８ｄと、杭打設時における計器からの測定データを処理する処理装置１１，１２と、を備え、所定の基準値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することができる。
【解決手段】この杭打ち施工管理システム１０は、導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、打設時の杭Ｐの変位を抑制するために導材１を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器７ａ〜７ｄ，８ａ〜８ｄと、杭打設時における計器からの測定データを処理する処理装置１１，１２と、を備え、所定の基準値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導材を用いた杭打ちの施工管理システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭打ち作業に要求される管理項目として、杭頭中心位置、杭天端、杭の傾斜があげられ、それぞれに許容値が定められ、その精度を確保することは、構造物全体の品質にも影響するため、非常に重要である。例えば、非特許文献１は、これらの許容値を次のように定めている。
杭頭中心位置：10cm以下
天端高：±5cm以内
杭の傾斜：直杭２°以下、斜杭３°以下
【０００３】
杭打ち工事において、杭頭中心位置の精度を確保するために、導材を用いる施工方法が広く用いられている。とくに、打設する地盤からの杭の突出長が大きい場合や杭の打設方法がフライングハンマ工法による場合には、杭頭中心位置のずれの防止のために、導材の役割は重要となる。ただし、導材の果たす機能はあくまで、打設する杭の変位を導材自体の剛性により抑制する機能のみであり、杭の打設精度は、通常、トランシットを用いた誘導により確保される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「港湾工事共通仕様書」平成２１年５月(社)日本港湾協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導材を用いた杭打ち工事で生じる問題について図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）のように、ハンマＮ等を用いて打設中の杭Ｐには地盤Ｇの影響等により例えば水平方向Ｘへ変位が発生することがある。その変位を導材Ｄが抑制している場合、図８（ｂ）のように、杭Ｐの打設完了後に導材Ｄを撤去すると、杭Ｐを抑制していた力が解放される結果、杭Ｐが破線位置から実線位置へ変位する。
【０００６】
打設中から打設完了時までの杭頭中心位置は、通常、トランシット測量によって所定の許容値内に収まっていることを確認できる。しかし、導材撤去後に杭に変位が発生する場合、その変位量を把握することは不可能であった。よって、打設完了時に許容値内であった杭頭中心位置が、導材撤去後に許容値を超えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まり、杭の打設精度を高めることのできる施工管理システムおよび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の杭打ち施工管理システムは、導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器と、前記杭打設時における前記計器からの測定データを処理し出力する処理装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この杭打ち施工管理システムによれば、打設中の杭が変位すると、所定の位置に杭を打設するために設けられた導材を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部に杭が接触し、荷重が発生するが、かかる荷重を計器で測定し、その測定データを処理出力装置で処理して得た測定値に基づいて、導材を用いた杭打ち工事において所定値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することができる。これにより、導材の撤去後に杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように杭を打設することができ、杭の打設精度を高めることができる。
【００１０】
上記杭打ち施工管理システムにおいて前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置することが好ましい。これにより、杭がどの方向にどの程度変位しようとしているかを検知できる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材に作用する荷重を検知することができる。
【００１１】
また、前記測定データから得られた測定値が所定値を超えたとき、警告信号を発生する警告信号発生手段を備えることで、所定値を超えるような荷重が導材に作用したことをリアルタイムで確実に検知することができる。
【００１２】
上記目的を達成するための杭打ち施工管理方法は、導材を用いた杭打ちにおける施工管理方法であって、打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を計器により測定し、前記杭打設時において前記計器からの測定データを処理装置で処理し、前記測定データから得られた測定値をリアルタイムで監視しながら前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする。
【００１３】
この杭打ち施工管理方法によれば、打設中の杭が変位すると、所定の位置に杭を打設するために設けられた導材を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部に杭が接触し、荷重が発生するが、かかる荷重を計器で測定し、その測定データを処理出力装置で得た測定値が所定値を超えないように杭打ちを管理できるので、杭の変位により導材に作用している荷重が所定値を超えないように杭打ちを行うことができる。このように、導材を用いた杭打ち工事において所定値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することで、導材の撤去後に杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように杭を打設することができ、杭の打設精度を高めることができる。
【００１４】
前記所定値は、前記導材撤去後に目標とする値を超過する前記杭の変位が発生するような荷重が前記導材部材または前記ガイド部に作用しないような値に設定されることが好ましい。
【００１５】
また、前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置し、前記複数の計器のすべての測定データから得られた前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことにより、杭がどの方向にどの程度変位しようとしているかを検知できる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材に作用する荷重を検知でき、杭打ちの管理の精度をより高めることができる。
【００１６】
前記測定値が前記所定値を超えたとき警告信号を発生することで、導材に作用している荷重が所定値を超えたことを確実に検知でき、杭打設の中止や修正作業の実行等の対策を即座にとることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の施工管理システムおよび方法によれば、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように管理でき、杭の打設精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における導材の基本構成を示す平面図（ａ）、側断面図（ｂ）および定規部材の要部を示す側面図（ｃ）である。
【図２】図１の定規材と管理対象の杭とを概略的に示す平面図である。
【図３】図２の定規材と管理対象の杭との間にガイドローラを設けた構成例を概略的に示す平面図である。
【図４】本実施形態による杭打ち施工管理システムの構成を概略的に示す図である。
【図５】本実施形態による杭打ち施工管理工程Ｓ０１〜Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。
【図６】図３のガイドローラとＨ形鋼との間に荷重計としてロードセルを配置した例を説明するための要部平面図である。
【図７】本実施形態における導材の別の基本構成を示す平面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
【図８】導材を使用した場合に杭の打設時に発生する変位について説明するための平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本実施形態における導材の基本構成を示す平面図（ａ）、側断面図（ｂ）および定規部材の要部を示す側面図（ｃ）である。図２は図１の定規材と管理対象の杭とを概略的に示す平面図である。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｃ）のように、本実施形態における導材１は、打設される管理対象の杭Ｐをガイドする導枠２と、地盤Ｇに打設され導枠２を水平に支持する導杭３と、導枠２に設置されて打設中に管理対象の杭Ｐの変位を規制する定規材４とから構成され、所定位置に杭Ｐを打設するために設けられる。
【００２２】
導杭３は、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、水面Ｓから水底Ｔへと地盤Ｇに４本打設され、これらの導杭３により導枠２が水平に支持される。導枠２は、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、井桁に設置されて固定される。図１（ｃ）のように、導枠２の端部近傍の上面に定規材４が設置され固定される。定規材４は、導枠２に対し取り付け・取り外し自在に構成されることで、一方での杭Ｐの打設が終了し、次に他方で打設を行う場合、取り外されて、次の打設に用いることができる。
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）の導材１によれば、両端近傍において、打設される杭Ｐをガイドし、２本の杭Ｐの打設が終了すると、隣の次に打設される杭の方に移動させられて次の杭をガイドする。
【００２４】
図２のように、定規材４は、複数のＨ形鋼５から構成され、複数のＨ形鋼５は、打設される鋼管杭Ｐが内部に位置することができるように平面形状が略正方形である空間９を形成する。
【００２５】
複数のＨ形鋼５は、空間９において鋼管杭Ｐを包囲し、各Ｈ形鋼５の空間９を向いた内側フランジの内面５ａが鋼管杭Ｐの周面に接するか、または、所定のクリアランスを持って位置するように配置されている。
【００２６】
鋼管杭Ｐは、導枠２の定規材４においてＨ形鋼５の内面５ａにおいて等間隔の複数箇所（４点）で位置規制されることによって杭打ち中の変位が抑制される。
【００２７】
導枠２の定規材４においてＨ形鋼５にはひずみゲージが貼り付けられ、鋼管杭Ｐの打設中にＨ形鋼５に生じるひずみを測定する。すなわち、図２のように、ひずみゲージ７ａ〜７ｄを各Ｈ形鋼５の内側フランジの外面５ｂに貼り付け、ひずみゲージ８ａ〜８ｄを外側フランジの外面５ｃに貼り付ける。ひずみゲージ７ａ〜７ｄは、鋼管杭Ｐが内面５ａに接する位置近傍に配置され、ひずみゲージ８ａ〜８ｄも同様の位置に配置される。
【００２８】
導枠２の定規材４において鋼管杭Ｐの外周面が等間隔に複数箇所（４点）でＨ形鋼５により位置規制されることで、鋼管杭Ｐは杭打ち中の変位が抑制される。鋼管杭Ｐが打設中にいずれかの方向に変位しようとすると、その変位を抑制する定規材４のＨ形鋼５に荷重が発生し、Ｈ形鋼５がたわむことで、荷重に応じたひずみがＨ形鋼５に発生する。そのひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、ひずみゲージ８ａ〜８ｄにより測定し、その測定データから算出した荷重をリアルタイムに監視する。
【００２９】
次に、図２の定規材４にガイド部を設けた別構成の定規材について図３を参照して説明する。図３は図２の定規材と管理対象の杭との間にガイドローラを設けた構成例を概略的に示す平面図である。
【００３０】
図３の定規材４は、図２の定規材にガイド部として複数のガイドローラ６ａ〜６ｄを設けたものであり、複数のＨ形鋼５と、複数のガイドローラ６ａ〜６ｄから構成されるガイド部と、を備える。複数のＨ形鋼５は、平面形状が略正方形である空間９において鋼管杭Ｐを包囲するが、各Ｈ形鋼５の空間９を向いた内側フランジの内面５ａにガイドローラ６ａ〜６ｄが配置され固定されている。ガイドローラ６ａ〜６ｄは、杭Ｐの軸線の両方向に回転自在に構成され、打設中の鋼管杭Ｐの周面に接するか、または、所定のクリアランスを持って位置するように配置されている。
【００３１】
鋼管杭Ｐは、導枠２の定規材４においてＨ形鋼５に固定されたガイドローラ６ａ〜６ｄによって位置規制されることで、杭打ち中の変位が抑制される。ガイドローラ６ａ〜６ｄは、鋼管杭Ｐが打設により軸線方向に移動するとそれに追随して回転しながら鋼管杭Ｐをガイドする。
【００３２】
導枠２の定規材４において図２と同様にＨ形鋼５にはひずみゲージが貼り付けられ、鋼管杭Ｐの打設中にＨ形鋼５に生じるひずみを測定する。すなわち、図３のように、各Ｈ形鋼５の内側フランジの外面５ｂにひずみゲージ７ａ〜７ｄがガイドローラ６ａ〜６ｄの取り付け位置の近くになるように配置される。さらに外側フランジの外面５ｃに同様にひずみゲージ８ａ〜８ｄがガイドローラ６ａ〜６ｄの取り付け位置の近くに配置される。
【００３３】
上述のように、導枠２の定規材４において鋼管杭Ｐの外周面を等間隔に複数箇所（４点）でガイドローラ６ａ〜６ｄにより位置規制されることで、打設中の鋼管杭Ｐは杭打ち中の変位が抑制される。鋼管杭Ｐが打設中にいずれかの方向に変位しようとすると、その変位を抑制する定規材４のＨ形鋼５に荷重が発生し、Ｈ形鋼５がたわむことで荷重に応じたひずみがＨ形鋼５に発生する。そのひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、ひずみゲージ８ａ〜８ｄにより測定し、その測定データから算出した荷重をリアルタイムに監視する。
【００３４】
図４を参照して本実施形態による杭打ち施工管理システムについて説明する。図４は本実施形態による杭打ち施工管理システムの構成を概略的に示す図である。
【００３５】
図４のように、杭打ち施工管理システム１０は、図２または図３のひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからの出力信号をそれぞれ入力ししょての処理をするデータロガー（計測器）１１と、データロガー１１から入力する測定データについて所定の処理を行うパソコン１２と、を備える。
【００３６】
データロガー１１は、ひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからの信号を荷重データに変換処理しパソコン１２へ出力し、パソコン１２は、入力した荷重データを出力しモニタ画面１３に表示するとともに、測定された荷重が荷重基準値を超えるか超えないかの判定処理を行う機能と、荷重基準値を超えたときに警告信号を発生処理する機能とを有する。なお、データロガー１１における荷重データへの変換処理は、パソコン１２側で行うようにしてもよい。
【００３７】
図５の杭打ち施工管理システム１０は、図２または図３の定規材４に取り付けられたひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからデータロガー１１を通して得た荷重データをパソコン１２に取り込み、パソコン１２のモニタ画面１３において図４のように、荷重データの時間変化を鋼管杭Ｐに対する測定個所ａ〜ｄ毎に複数の小画面１３ａ〜１３ｄにリアルタイムに表示する。そして、荷重値が図４の小画面１３ａ，１３ｂのように、予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２から警告信号が出力し、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに警告音を発するようになっている。
【００３８】
上述のように、打設中の杭Ｐが変位すると、所定の位置に杭Ｐを打設するための導材１に設けられた定規材４のＨ形鋼５（図２）に、または、ガイドローラ６ａ〜６ｄ（図３）に杭Ｐが接触して導材１側（Ｈ形鋼５）に荷重が発生する。図４の杭打ち施工管理システム１０によれば、導材１側に作用する荷重により生じるひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄにより測定し、測定したデータをデータロガー１１およびパソコン１２で処理し、杭が変位することにより導材１側に作用している荷重を算出し、この荷重が所定の荷重基準値を超えないように杭打ちを行うことができる。
【００３９】
次に、上記荷重基準値（荷重上限値）について説明する。打設する杭および導材の剛性を考慮した構造計算により、導材撤去後に発生する杭の変位量が目標とする値（以下、「目標値」という。）を超えないような荷重の上限値をあらかじめ算出し、その上限値を導材に作用させることが許される荷重基準値（荷重上限値）として設定する。
【００４０】
例えば、鋼管杭Ｐと導材１の剛性が同程度のため、導材撤去後の鋼管杭Ｐの変位は２倍程度となると考えられるので、導材が杭頭中心位置の許容値（10cm以下）から杭頭中心位置ずれの目標値を±5.0cmとしたとき、その1/2である2.5cm変位した場合に導材に作用する荷重（構造計算により算出）を荷重基準値（荷重上限値）として設定する。なお、この荷重基準値の設定は一例であって、鋼管杭と導材の剛性の関係や杭頭中心位置ずれの目標値などから適宜設定可能である。
【００４１】
図４の杭打ち施工管理システム１０を用いた本実施形態による杭打ち施工管理工程Ｓ０１〜Ｓ０６について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４２】
鋼管杭Ｐの打設を、図１の導材１を用いて例えば起重機船により行う（Ｓ０１）。すなわち、起重機船のオペレータ室ＯＰよりバイブロハンマＨ（図４）を操作し、鋼管杭Ｐを水底Ｔから地盤Ｇ内へと打設する。
【００４３】
上述の鋼管杭Ｐの打設工程の間、図４の杭打ち施工管理システム１０により図２または図３のひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄで測定した測定データから荷重データを取得する（Ｓ０２）。そして、杭打ち施工管理システム１０のパソコン１２は、その荷重が予め設定された荷重基準値を超えたか否かを監視し（Ｓ０３）、荷重基準値を超えないように鋼管杭Ｐの打設を行う。
【００４４】
上記荷重データはリアルタイムに取得されるので、オペレータ室ＯＰで杭打設の進行とともにリアルタイムでモニタリングすることができる。したがって、荷重データ取得工程Ｓ０２および荷重データ監視工程Ｓ０３は杭打設工程Ｓ０１と連動してリアルタイムに実行される。
【００４５】
取得した荷重が予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２は警告信号を発し、オペレータ室ＯＰに警告音を発する（Ｓ０４）。
【００４６】
警告音が発せられると、オペレータ室ＯＰよりバイブロハンマＨへの出力を低下させて鋼管杭Ｐの打設を中止する（Ｓ０５）。そして、鋼管杭Ｐの傾きなどを修正する作業を行う（Ｓ０６）。なお、この場合、必要に応じて、鋼管杭Ｐを引き抜き、再度打設する。
【００４７】
本実施形態によれば、導材１に設けられた杭のガイドである導材部材（定規材４のＨ形鋼５）に作用するひずみを測定し、荷重基準値を超える荷重が導材１側に作用しないようにリアルタイムで監視しながら杭を打設することで、導材１の撤去後に杭に目標値を超える変位が発生するような荷重を超えないようにできる。これにより、杭打ちの打設精度を向上させることができる。
【００４８】
また、打設される杭の周方向の複数箇所において導材１側に作用する荷重をリアルタイムに測定するので、打設中の杭に対しどの方向にどの程度変位しようとしているかが把握でき、杭打設作業に反映させることができる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材１側に作用する荷重を検知でき、杭打ちの管理の精度をより高めることができる。
【００４９】
従来技術によれば、導材が鋼管杭の打設中に発生した変位や傾きを抑制しているとき、導材を撤去すると鋼管杭に作用していた変位抑制力が解放され、鋼管杭が変位することがあるが（図８参照）、本実施形態によれば、鋼管杭の打設中に導材側に作用している変位抑制力を管理し、撤去後の鋼管杭の変位を抑制することができるので、杭打ち精度を高めることができる。
【００５０】
次に、図６を参照して図３のひずみゲージの代わりに荷重計により直接荷重を測定するようにした例について説明する。図６は、図３のガイドローラとＨ形鋼との間に荷重計としてロードセルを配置した例を説明するための要部平面図である。
【００５１】
図６の構成例は、荷重計としてのロードセル１９をガイドローラ６ｅと定規材４のＨ形鋼５の内側フランジの内面５ａとの間に配置したものである。ロードセル１９をＨ形鋼５の内面５ａに固定し、ガイドローラ６ｅの取り付け部材６ｚをロードセル１９の反対面に固定する。打設中の杭側から荷重がガイドローラ６ｅに加わると、その荷重がロードセル１９に加わることで荷重を測定できる。
【００５２】
図３の各ガイドローラ６ａ〜６ｄにおいて、図６のようにロードセル１９をＨ形鋼５との間に介在させて配置し、各ロードセル１９に鋼管杭Ｐから各ガイドローラ６ａ〜６ｄを介して荷重が加わると、各ロードセル１９からの信号が図４のデータロガー１１に入力し、荷重データとして出力し、かかる荷重データがパソコン１２に取り込こまれてモニタ画面１３にリアルタイムに表示されるとともに、予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２から警告信号が出力し、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに警告音を発する。
【００５３】
図２または図３では、打設される杭の接触により導材側に作用する荷重により生じるひずみをひずみゲージにより測定し、かかる測定データをパソコン１２に取り込んだが、図６では、ロードセル等の荷重計を配置し、その荷重計からの出力値をパソコン１２に取り込んで監視できる。荷重基準値を超える荷重が導材側に作用しないようにリアルタイムで監視しながら杭を打設することができる。
【００５４】
なお、ロードセル１９は、例えば、ひずみゲージ式のものを使用できる。また、ロードセルに代えて、圧力計を配置してもよい。
【００５５】
次に、図７を参照して導材の別の構成例について説明する。図７は、本実施形態における導材の別の基本構成を示す平面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
【００５６】
図７（ａ）（ｂ）の導材１Ａは、打設される管理対象の杭Ｐをガイドする導枠２Ａと、地盤Ｇに打設され導枠２Ａを水平に支持する導杭３Ａと、導枠２Ａに設置されて打設中の管理対象の杭Ｐの変位を規制する定規材４Ａと、から構成され、所定位置に杭Ｐを打設するために設けられる。導杭３Ａは、例えば、剛性を高めた鋼管杭などから構成され、予め水面Ｓから水底Ｔへと地盤Ｇに２本打設される。導枠２Ａは、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、導杭３Ａにはめ込まれて水平に支持される。導枠２Ａの端部近傍の上面に定規材４Ａが設置されて固定される。
【００５７】
図７（ａ）（ｂ）の導材１Ａによれば、両端近傍において、打設される杭Ｐをガイドし、２本の杭Ｐの打設が終了すると、隣の次に打設される杭の方に移動させられて次の杭をガイドする。定規材４Ａは、例えば、図２または図３と同様に構成することができるが、他の構成であってもよく、また、導枠２Ａに対し取り付け・取り外し自在に構成されることが好ましい。
【００５８】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、打設される杭の接触で導材側に作用する荷重により生じるひずみを直接監視するようにしてもよく、この場合のひずみ基準値を荷重基準値より構造計算により算出し設定する。
【００５９】
また、図４のデータロガー１１は、ひずみや荷重についての計測器を構成し、信号を荷重値に変換処理しモニタ画面へ出力できるため、図４において、パソコン１２を省略し、モニタ画面上で荷重基準値に基づいて直接監視するようにしてもよい。また、データロガーの代わりにアンプ（増幅器）を用いて、信号を増幅した増幅信号の振幅をモニタ画面に出力し、荷重基準値やひずみ基準値から逆算して振幅の基準値を設定し、この振幅基準値に基づいて同様に直接監視するようにしてもよい。
【００６０】
また、図４のパソコン１２は、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに設置できるが、これに限定されず、例えば、陸側の工事事務所に設置し、オペレータ室ＯＰに必要な情報をリアルタイムで送信するようにしてもよい。
【００６１】
また、図４，図５では、取得した荷重データが予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２が警告信号を発し、警告音でオペレータ等に知らしめるようにしたが、本発明はこれに限定されず、警告音とともに、または、警告音に代えて、黄色や赤色などの警告ランプを点灯させたり点滅させたりしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、測定値と比較する荷重基準値を杭頭中心位置に対する許容値に基づいて設定したが、本発明はこれに限定されず、杭の傾斜角などに対する許容値に基づいて設定するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、定規材に発生するひずみまたは荷重を測定したが、本発明はこれに限定されず、導枠や導杭に発生するひずみまたは荷重を測定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の杭打ち施工管理システムおよび方法によれば、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように管理でき杭の打設精度を高めることのできるので、杭の精度を確実に確保することができ、その杭を用いた構造物全体の品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ 導材 ２，２Ａ 導枠 ３，３Ａ 導杭 ４，４Ａ 定規材 ５ Ｈ形鋼 ６ａ〜６ｄ ガイドローラ ７ａ〜７ｄ，８ａ〜８ｄ ひずみゲージ（計器） １０ 施工管理システム １１ データロガー １２ パソコン １３ モニタ画面 ａ〜ｄ 測定個所 １９ ロードセル（計器） Ｈ バイブロハンマ Ｐ 杭、鋼管杭 Ｇ 地盤 Ｔ 水底
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導材を用いた杭打ちの施工管理システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭打ち作業に要求される管理項目として、杭頭中心位置、杭天端、杭の傾斜があげられ、それぞれに許容値が定められ、その精度を確保することは、構造物全体の品質にも影響するため、非常に重要である。例えば、非特許文献１は、これらの許容値を次のように定めている。
杭頭中心位置：10cm以下
天端高：±5cm以内
杭の傾斜：直杭２°以下、斜杭３°以下
【０００３】
杭打ち工事において、杭頭中心位置の精度を確保するために、導材を用いる施工方法が広く用いられている。とくに、打設する地盤からの杭の突出長が大きい場合や杭の打設方法がフライングハンマ工法による場合には、杭頭中心位置のずれの防止のために、導材の役割は重要となる。ただし、導材の果たす機能はあくまで、打設する杭の変位を導材自体の剛性により抑制する機能のみであり、杭の打設精度は、通常、トランシットを用いた誘導により確保される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「港湾工事共通仕様書」平成２１年５月(社)日本港湾協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導材を用いた杭打ち工事で生じる問題について図８（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図８（ａ）のように、ハンマＮ等を用いて打設中の杭Ｐには地盤Ｇの影響等により例えば水平方向Ｘへ変位が発生することがある。その変位を導材Ｄが抑制している場合、図８（ｂ）のように、杭Ｐの打設完了後に導材Ｄを撤去すると、杭Ｐを抑制していた力が解放される結果、杭Ｐが破線位置から実線位置へ変位する。
【０００６】
打設中から打設完了時までの杭頭中心位置は、通常、トランシット測量によって所定の許容値内に収まっていることを確認できる。しかし、導材撤去後に杭に変位が発生する場合、その変位量を把握することは不可能であった。よって、打設完了時に許容値内であった杭頭中心位置が、導材撤去後に許容値を超えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まり、杭の打設精度を高めることのできる施工管理システムおよび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の杭打ち施工管理システムは、導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器と、前記杭打設時における前記計器からの測定データを処理し出力する処理装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この杭打ち施工管理システムによれば、打設中の杭が変位すると、所定の位置に杭を打設するために設けられた導材を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部に杭が接触し、荷重が発生するが、かかる荷重を計器で測定し、その測定データを処理出力装置で処理して得た測定値に基づいて、導材を用いた杭打ち工事において所定値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することができる。これにより、導材の撤去後に杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように杭を打設することができ、杭の打設精度を高めることができる。
【００１０】
上記杭打ち施工管理システムにおいて前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置することが好ましい。これにより、杭がどの方向にどの程度変位しようとしているかを検知できる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材に作用する荷重を検知することができる。
【００１１】
また、前記測定データから得られた測定値が所定値を超えたとき、警告信号を発生する警告信号発生手段を備えることで、所定値を超えるような荷重が導材に作用したことをリアルタイムで確実に検知することができる。
【００１２】
上記目的を達成するための杭打ち施工管理方法は、導材を用いた杭打ちにおける施工管理方法であって、打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を計器により測定し、前記杭打設時において前記計器からの測定データを処理装置で処理し、前記測定データから得られた測定値をリアルタイムで監視しながら前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする。
【００１３】
この杭打ち施工管理方法によれば、打設中の杭が変位すると、所定の位置に杭を打設するために設けられた導材を構成する導材部材または導材部材に設けられたガイド部に杭が接触し、荷重が発生するが、かかる荷重を計器で測定し、その測定データを処理出力装置で得た測定値が所定値を超えないように杭打ちを管理できるので、杭の変位により導材に作用している荷重が所定値を超えないように杭打ちを行うことができる。このように、導材を用いた杭打ち工事において所定値を超えるような荷重が導材に作用しないようにリアルタイムで監視することで、導材の撤去後に杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように杭を打設することができ、杭の打設精度を高めることができる。
【００１４】
前記所定値は、前記導材撤去後に目標とする値を超過する前記杭の変位が発生するような荷重が前記導材部材または前記ガイド部に作用しないような値に設定されることが好ましい。
【００１５】
また、前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置し、前記複数の計器のすべての測定データから得られた前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことにより、杭がどの方向にどの程度変位しようとしているかを検知できる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材に作用する荷重を検知でき、杭打ちの管理の精度をより高めることができる。
【００１６】
前記測定値が前記所定値を超えたとき警告信号を発生することで、導材に作用している荷重が所定値を超えたことを確実に検知でき、杭打設の中止や修正作業の実行等の対策を即座にとることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の施工管理システムおよび方法によれば、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように管理でき、杭の打設精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における導材の基本構成を示す平面図（ａ）、側断面図（ｂ）および定規部材の要部を示す側面図（ｃ）である。
【図２】図１の定規材と管理対象の杭とを概略的に示す平面図である。
【図３】図２の定規材と管理対象の杭との間にガイドローラを設けた構成例を概略的に示す平面図である。
【図４】本実施形態による杭打ち施工管理システムの構成を概略的に示す図である。
【図５】本実施形態による杭打ち施工管理工程Ｓ０１〜Ｓ０６を説明するためのフローチャートである。
【図６】図３のガイドローラとＨ形鋼との間に荷重計としてロードセルを配置した例を説明するための要部平面図である。
【図７】本実施形態における導材の別の基本構成を示す平面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
【図８】導材を使用した場合に杭の打設時に発生する変位について説明するための平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本実施形態における導材の基本構成を示す平面図（ａ）、側断面図（ｂ）および定規部材の要部を示す側面図（ｃ）である。図２は図１の定規材と管理対象の杭とを概略的に示す平面図である。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｃ）のように、本実施形態における導材１は、打設される管理対象の杭Ｐをガイドする導枠２と、地盤Ｇに打設され導枠２を水平に支持する導杭３と、導枠２に設置されて打設中に管理対象の杭Ｐの変位を規制する定規材４とから構成され、所定位置に杭Ｐを打設するために設けられる。
【００２２】
導杭３は、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、水面Ｓから水底Ｔへと地盤Ｇに４本打設され、これらの導杭３により導枠２が水平に支持される。導枠２は、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、井桁に設置されて固定される。図１（ｃ）のように、導枠２の端部近傍の上面に定規材４が設置され固定される。定規材４は、導枠２に対し取り付け・取り外し自在に構成されることで、一方での杭Ｐの打設が終了し、次に他方で打設を行う場合、取り外されて、次の打設に用いることができる。
【００２３】
図１（ａ）〜（ｃ）の導材１によれば、両端近傍において、打設される杭Ｐをガイドし、２本の杭Ｐの打設が終了すると、隣の次に打設される杭の方に移動させられて次の杭をガイドする。
【００２４】
図２のように、定規材４は、複数のＨ形鋼５から構成され、複数のＨ形鋼５は、打設される鋼管杭Ｐが内部に位置することができるように平面形状が略正方形である空間９を形成する。
【００２５】
複数のＨ形鋼５は、空間９において鋼管杭Ｐを包囲し、各Ｈ形鋼５の空間９を向いた内側フランジの内面５ａが鋼管杭Ｐの周面に接するか、または、所定のクリアランスを持って位置するように配置されている。
【００２６】
鋼管杭Ｐは、導枠２の定規材４においてＨ形鋼５の内面５ａにおいて等間隔の複数箇所（４点）で位置規制されることによって杭打ち中の変位が抑制される。
【００２７】
導枠２の定規材４においてＨ形鋼５にはひずみゲージが貼り付けられ、鋼管杭Ｐの打設中にＨ形鋼５に生じるひずみを測定する。すなわち、図２のように、ひずみゲージ７ａ〜７ｄを各Ｈ形鋼５の内側フランジの外面５ｂに貼り付け、ひずみゲージ８ａ〜８ｄを外側フランジの外面５ｃに貼り付ける。ひずみゲージ７ａ〜７ｄは、鋼管杭Ｐが内面５ａに接する位置近傍に配置され、ひずみゲージ８ａ〜８ｄも同様の位置に配置される。
【００２８】
導枠２の定規材４において鋼管杭Ｐの外周面が等間隔に複数箇所（４点）でＨ形鋼５により位置規制されることで、鋼管杭Ｐは杭打ち中の変位が抑制される。鋼管杭Ｐが打設中にいずれかの方向に変位しようとすると、その変位を抑制する定規材４のＨ形鋼５に荷重が発生し、Ｈ形鋼５がたわむことで、荷重に応じたひずみがＨ形鋼５に発生する。そのひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、ひずみゲージ８ａ〜８ｄにより測定し、その測定データから算出した荷重をリアルタイムに監視する。
【００２９】
次に、図２の定規材４にガイド部を設けた別構成の定規材について図３を参照して説明する。図３は図２の定規材と管理対象の杭との間にガイドローラを設けた構成例を概略的に示す平面図である。
【００３０】
図３の定規材４は、図２の定規材にガイド部として複数のガイドローラ６ａ〜６ｄを設けたものであり、複数のＨ形鋼５と、複数のガイドローラ６ａ〜６ｄから構成されるガイド部と、を備える。複数のＨ形鋼５は、平面形状が略正方形である空間９において鋼管杭Ｐを包囲するが、各Ｈ形鋼５の空間９を向いた内側フランジの内面５ａにガイドローラ６ａ〜６ｄが配置され固定されている。ガイドローラ６ａ〜６ｄは、杭Ｐの軸線の両方向に回転自在に構成され、打設中の鋼管杭Ｐの周面に接するか、または、所定のクリアランスを持って位置するように配置されている。
【００３１】
鋼管杭Ｐは、導枠２の定規材４においてＨ形鋼５に固定されたガイドローラ６ａ〜６ｄによって位置規制されることで、杭打ち中の変位が抑制される。ガイドローラ６ａ〜６ｄは、鋼管杭Ｐが打設により軸線方向に移動するとそれに追随して回転しながら鋼管杭Ｐをガイドする。
【００３２】
導枠２の定規材４において図２と同様にＨ形鋼５にはひずみゲージが貼り付けられ、鋼管杭Ｐの打設中にＨ形鋼５に生じるひずみを測定する。すなわち、図３のように、各Ｈ形鋼５の内側フランジの外面５ｂにひずみゲージ７ａ〜７ｄがガイドローラ６ａ〜６ｄの取り付け位置の近くになるように配置される。さらに外側フランジの外面５ｃに同様にひずみゲージ８ａ〜８ｄがガイドローラ６ａ〜６ｄの取り付け位置の近くに配置される。
【００３３】
上述のように、導枠２の定規材４において鋼管杭Ｐの外周面を等間隔に複数箇所（４点）でガイドローラ６ａ〜６ｄにより位置規制されることで、打設中の鋼管杭Ｐは杭打ち中の変位が抑制される。鋼管杭Ｐが打設中にいずれかの方向に変位しようとすると、その変位を抑制する定規材４のＨ形鋼５に荷重が発生し、Ｈ形鋼５がたわむことで荷重に応じたひずみがＨ形鋼５に発生する。そのひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、ひずみゲージ８ａ〜８ｄにより測定し、その測定データから算出した荷重をリアルタイムに監視する。
【００３４】
図４を参照して本実施形態による杭打ち施工管理システムについて説明する。図４は本実施形態による杭打ち施工管理システムの構成を概略的に示す図である。
【００３５】
図４のように、杭打ち施工管理システム１０は、図２または図３のひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからの出力信号をそれぞれ入力ししょての処理をするデータロガー（計測器）１１と、データロガー１１から入力する測定データについて所定の処理を行うパソコン１２と、を備える。
【００３６】
データロガー１１は、ひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからの信号を荷重データに変換処理しパソコン１２へ出力し、パソコン１２は、入力した荷重データを出力しモニタ画面１３に表示するとともに、測定された荷重が荷重基準値を超えるか超えないかの判定処理を行う機能と、荷重基準値を超えたときに警告信号を発生処理する機能とを有する。なお、データロガー１１における荷重データへの変換処理は、パソコン１２側で行うようにしてもよい。
【００３７】
図５の杭打ち施工管理システム１０は、図２または図３の定規材４に取り付けられたひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄからデータロガー１１を通して得た荷重データをパソコン１２に取り込み、パソコン１２のモニタ画面１３において図４のように、荷重データの時間変化を鋼管杭Ｐに対する測定個所ａ〜ｄ毎に複数の小画面１３ａ〜１３ｄにリアルタイムに表示する。そして、荷重値が図４の小画面１３ａ，１３ｂのように、予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２から警告信号が出力し、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに警告音を発するようになっている。
【００３８】
上述のように、打設中の杭Ｐが変位すると、所定の位置に杭Ｐを打設するための導材１に設けられた定規材４のＨ形鋼５（図２）に、または、ガイドローラ６ａ〜６ｄ（図３）に杭Ｐが接触して導材１側（Ｈ形鋼５）に荷重が発生する。図４の杭打ち施工管理システム１０によれば、導材１側に作用する荷重により生じるひずみをひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄにより測定し、測定したデータをデータロガー１１およびパソコン１２で処理し、杭が変位することにより導材１側に作用している荷重を算出し、この荷重が所定の荷重基準値を超えないように杭打ちを行うことができる。
【００３９】
次に、上記荷重基準値（荷重上限値）について説明する。打設する杭および導材の剛性を考慮した構造計算により、導材撤去後に発生する杭の変位量が目標とする値（以下、「目標値」という。）を超えないような荷重の上限値をあらかじめ算出し、その上限値を導材に作用させることが許される荷重基準値（荷重上限値）として設定する。
【００４０】
例えば、鋼管杭Ｐと導材１の剛性が同程度のため、導材撤去後の鋼管杭Ｐの変位は２倍程度となると考えられるので、導材が杭頭中心位置の許容値（10cm以下）から杭頭中心位置ずれの目標値を±5.0cmとしたとき、その1/2である2.5cm変位した場合に導材に作用する荷重（構造計算により算出）を荷重基準値（荷重上限値）として設定する。なお、この荷重基準値の設定は一例であって、鋼管杭と導材の剛性の関係や杭頭中心位置ずれの目標値などから適宜設定可能である。
【００４１】
図４の杭打ち施工管理システム１０を用いた本実施形態による杭打ち施工管理工程Ｓ０１〜Ｓ０６について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４２】
鋼管杭Ｐの打設を、図１の導材１を用いて例えば起重機船により行う（Ｓ０１）。すなわち、起重機船のオペレータ室ＯＰよりバイブロハンマＨ（図４）を操作し、鋼管杭Ｐを水底Ｔから地盤Ｇ内へと打設する。
【００４３】
上述の鋼管杭Ｐの打設工程の間、図４の杭打ち施工管理システム１０により図２または図３のひずみゲージ７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｄで測定した測定データから荷重データを取得する（Ｓ０２）。そして、杭打ち施工管理システム１０のパソコン１２は、その荷重が予め設定された荷重基準値を超えたか否かを監視し（Ｓ０３）、荷重基準値を超えないように鋼管杭Ｐの打設を行う。
【００４４】
上記荷重データはリアルタイムに取得されるので、オペレータ室ＯＰで杭打設の進行とともにリアルタイムでモニタリングすることができる。したがって、荷重データ取得工程Ｓ０２および荷重データ監視工程Ｓ０３は杭打設工程Ｓ０１と連動してリアルタイムに実行される。
【００４５】
取得した荷重が予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２は警告信号を発し、オペレータ室ＯＰに警告音を発する（Ｓ０４）。
【００４６】
警告音が発せられると、オペレータ室ＯＰよりバイブロハンマＨへの出力を低下させて鋼管杭Ｐの打設を中止する（Ｓ０５）。そして、鋼管杭Ｐの傾きなどを修正する作業を行う（Ｓ０６）。なお、この場合、必要に応じて、鋼管杭Ｐを引き抜き、再度打設する。
【００４７】
本実施形態によれば、導材１に設けられた杭のガイドである導材部材（定規材４のＨ形鋼５）に作用するひずみを測定し、荷重基準値を超える荷重が導材１側に作用しないようにリアルタイムで監視しながら杭を打設することで、導材１の撤去後に杭に目標値を超える変位が発生するような荷重を超えないようにできる。これにより、杭打ちの打設精度を向上させることができる。
【００４８】
また、打設される杭の周方向の複数箇所において導材１側に作用する荷重をリアルタイムに測定するので、打設中の杭に対しどの方向にどの程度変位しようとしているかが把握でき、杭打設作業に反映させることができる。また、杭がいずれの方向に変位しようとしても、導材１側に作用する荷重を検知でき、杭打ちの管理の精度をより高めることができる。
【００４９】
従来技術によれば、導材が鋼管杭の打設中に発生した変位や傾きを抑制しているとき、導材を撤去すると鋼管杭に作用していた変位抑制力が解放され、鋼管杭が変位することがあるが（図８参照）、本実施形態によれば、鋼管杭の打設中に導材側に作用している変位抑制力を管理し、撤去後の鋼管杭の変位を抑制することができるので、杭打ち精度を高めることができる。
【００５０】
次に、図６を参照して図３のひずみゲージの代わりに荷重計により直接荷重を測定するようにした例について説明する。図６は、図３のガイドローラとＨ形鋼との間に荷重計としてロードセルを配置した例を説明するための要部平面図である。
【００５１】
図６の構成例は、荷重計としてのロードセル１９をガイドローラ６ｅと定規材４のＨ形鋼５の内側フランジの内面５ａとの間に配置したものである。ロードセル１９をＨ形鋼５の内面５ａに固定し、ガイドローラ６ｅの取り付け部材６ｚをロードセル１９の反対面に固定する。打設中の杭側から荷重がガイドローラ６ｅに加わると、その荷重がロードセル１９に加わることで荷重を測定できる。
【００５２】
図３の各ガイドローラ６ａ〜６ｄにおいて、図６のようにロードセル１９をＨ形鋼５との間に介在させて配置し、各ロードセル１９に鋼管杭Ｐから各ガイドローラ６ａ〜６ｄを介して荷重が加わると、各ロードセル１９からの信号が図４のデータロガー１１に入力し、荷重データとして出力し、かかる荷重データがパソコン１２に取り込こまれてモニタ画面１３にリアルタイムに表示されるとともに、予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２から警告信号が出力し、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに警告音を発する。
【００５３】
図２または図３では、打設される杭の接触により導材側に作用する荷重により生じるひずみをひずみゲージにより測定し、かかる測定データをパソコン１２に取り込んだが、図６では、ロードセル等の荷重計を配置し、その荷重計からの出力値をパソコン１２に取り込んで監視できる。荷重基準値を超える荷重が導材側に作用しないようにリアルタイムで監視しながら杭を打設することができる。
【００５４】
なお、ロードセル１９は、例えば、ひずみゲージ式のものを使用できる。また、ロードセルに代えて、圧力計を配置してもよい。
【００５５】
次に、図７を参照して導材の別の構成例について説明する。図７は、本実施形態における導材の別の基本構成を示す平面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
【００５６】
図７（ａ）（ｂ）の導材１Ａは、打設される管理対象の杭Ｐをガイドする導枠２Ａと、地盤Ｇに打設され導枠２Ａを水平に支持する導杭３Ａと、導枠２Ａに設置されて打設中の管理対象の杭Ｐの変位を規制する定規材４Ａと、から構成され、所定位置に杭Ｐを打設するために設けられる。導杭３Ａは、例えば、剛性を高めた鋼管杭などから構成され、予め水面Ｓから水底Ｔへと地盤Ｇに２本打設される。導枠２Ａは、例えば、Ｈ形鋼などから構成され、導杭３Ａにはめ込まれて水平に支持される。導枠２Ａの端部近傍の上面に定規材４Ａが設置されて固定される。
【００５７】
図７（ａ）（ｂ）の導材１Ａによれば、両端近傍において、打設される杭Ｐをガイドし、２本の杭Ｐの打設が終了すると、隣の次に打設される杭の方に移動させられて次の杭をガイドする。定規材４Ａは、例えば、図２または図３と同様に構成することができるが、他の構成であってもよく、また、導枠２Ａに対し取り付け・取り外し自在に構成されることが好ましい。
【００５８】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、打設される杭の接触で導材側に作用する荷重により生じるひずみを直接監視するようにしてもよく、この場合のひずみ基準値を荷重基準値より構造計算により算出し設定する。
【００５９】
また、図４のデータロガー１１は、ひずみや荷重についての計測器を構成し、信号を荷重値に変換処理しモニタ画面へ出力できるため、図４において、パソコン１２を省略し、モニタ画面上で荷重基準値に基づいて直接監視するようにしてもよい。また、データロガーの代わりにアンプ（増幅器）を用いて、信号を増幅した増幅信号の振幅をモニタ画面に出力し、荷重基準値やひずみ基準値から逆算して振幅の基準値を設定し、この振幅基準値に基づいて同様に直接監視するようにしてもよい。
【００６０】
また、図４のパソコン１２は、打設作業を行っている起重機船などのオペレータ室ＯＰに設置できるが、これに限定されず、例えば、陸側の工事事務所に設置し、オペレータ室ＯＰに必要な情報をリアルタイムで送信するようにしてもよい。
【００６１】
また、図４，図５では、取得した荷重データが予め設定された荷重基準値を超えると、パソコン１２が警告信号を発し、警告音でオペレータ等に知らしめるようにしたが、本発明はこれに限定されず、警告音とともに、または、警告音に代えて、黄色や赤色などの警告ランプを点灯させたり点滅させたりしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、測定値と比較する荷重基準値を杭頭中心位置に対する許容値に基づいて設定したが、本発明はこれに限定されず、杭の傾斜角などに対する許容値に基づいて設定するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、定規材に発生するひずみまたは荷重を測定したが、本発明はこれに限定されず、導枠や導杭に発生するひずみまたは荷重を測定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の杭打ち施工管理システムおよび方法によれば、導材を用いた杭打ち工事において導材の撤去後に杭に要求される杭頭中心位置などが所定の許容値内に収まるように管理でき杭の打設精度を高めることのできるので、杭の精度を確実に確保することができ、その杭を用いた構造物全体の品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ 導材 ２，２Ａ 導枠 ３，３Ａ 導杭 ４，４Ａ 定規材 ５ Ｈ形鋼 ６ａ〜６ｄ ガイドローラ ７ａ〜７ｄ，８ａ〜８ｄ ひずみゲージ（計器） １０ 施工管理システム １１ データロガー １２ パソコン １３ モニタ画面 ａ〜ｄ 測定個所 １９ ロードセル（計器） Ｈ バイブロハンマ Ｐ 杭、鋼管杭 Ｇ 地盤 Ｔ 水底
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、
打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器と、
前記杭打設時における前記計器からの測定データを処理し出力する処理出力装置と、を備えることを特徴とする杭打ち施工管理システム。
【請求項２】
前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、
前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置することを特徴とする請求項１に記載の杭打ち施工管理システム。
【請求項３】
前記測定データから得られた測定値が所定値を超えたとき、警告信号を発生する警告信号発生手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の杭打ち施工管理システム。
【請求項４】
導材を用いた杭打ちにおける施工管理方法であって、
打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を計器により測定し、
前記杭打設時において前記計器からの測定データを処理出力装置で処理し出力し、
前記測定データから得られた測定値をリアルタイムで監視しながら前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする杭打ち施工管理方法。
【請求項５】
前記所定値は、前記導材撤去後に目標とする値を超過する前記杭の変位が発生するような荷重が前記導材部材または前記ガイド部に作用しないような値に設定されることを特徴とする請求項４に記載の杭打ち施工管理方法。
【請求項６】
前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、
前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置し、
前記複数の計器のすべての測定データから得られた前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする請求項４または５に記載の杭打ち施工管理方法。
【請求項７】
前記測定値が前記所定値を超えたとき警告信号を発生することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の杭打ち施工管理方法。
【請求項１】
導材を用いた杭打ちにおける施工管理システムであって、
打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を測定する計器と、
前記杭打設時における前記計器からの測定データを処理し出力する処理出力装置と、を備えることを特徴とする杭打ち施工管理システム。
【請求項２】
前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、
前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置することを特徴とする請求項１に記載の杭打ち施工管理システム。
【請求項３】
前記測定データから得られた測定値が所定値を超えたとき、警告信号を発生する警告信号発生手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の杭打ち施工管理システム。
【請求項４】
導材を用いた杭打ちにおける施工管理方法であって、
打設時の杭の変位を抑制するために前記導材を構成する導材部材または前記導材部材に設けられたガイド部における荷重を計器により測定し、
前記杭打設時において前記計器からの測定データを処理出力装置で処理し出力し、
前記測定データから得られた測定値をリアルタイムで監視しながら前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする杭打ち施工管理方法。
【請求項５】
前記所定値は、前記導材撤去後に目標とする値を超過する前記杭の変位が発生するような荷重が前記導材部材または前記ガイド部に作用しないような値に設定されることを特徴とする請求項４に記載の杭打ち施工管理方法。
【請求項６】
前記ガイド部は、打設される杭の周方向で前記杭に接するように配置された複数のガイドローラを有し、
前記複数のガイドローラの近傍に複数の前記計器をそれぞれ配置し、
前記複数の計器のすべての測定データから得られた前記測定値が所定値を超えないように前記杭打ちを行うことを特徴とする請求項４または５に記載の杭打ち施工管理方法。
【請求項７】
前記測定値が前記所定値を超えたとき警告信号を発生することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の杭打ち施工管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８４６２３（Ｐ２０１２−１８４６２３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９７８４（Ｐ２０１１−４９７８４）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【Ｆターム（参考）】
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