鋼矢板の打設管理装置及びその打設管理方法
【課題】 鋼矢板の効率的な打設管理、及び継手部の健全性の確認ができる鋼矢板の打設管理装置及び鋼矢板の打設管理方法を提供することである。
【解決手段】 鋼矢板の打設管理装置１６は、地盤中に打設される鋼矢板１に設置した測距用ターゲット１７を、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーション１８と、鋼矢板の継手部２に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計１５と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器１９と、打設手段２６を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器２０と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置２１とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送出する送信機２３と、該送信機２３からの無線信号を受信して演算処理装置２１に送出する受信機２４とを備えたことである。
【解決手段】 鋼矢板の打設管理装置１６は、地盤中に打設される鋼矢板１に設置した測距用ターゲット１７を、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーション１８と、鋼矢板の継手部２に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計１５と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器１９と、打設手段２６を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器２０と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置２１とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送出する送信機２３と、該送信機２３からの無線信号を受信して演算処理装置２１に送出する受信機２４とを備えたことである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は地盤に打設して遮水性の高い遮水壁を形成する際に使用される鋼矢板の打設管理装置及び鋼矢板の打設管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼矢板は、幅方向の両端部に設けた継手部同士を繋ぎながら地盤に打設することにより、遮水性の高い遮水壁を形成することができる。この遮水壁はさまざまな箇所に形成されるが、近年は、汚染水などの拡散を防止する産業廃棄物処理場の形成に多用されている。この産業廃棄物処理場は高い遮水性が要求され、これを満たすには鋼矢板の継手部の遮水が重要であるため、これまでの鋼矢板の打設は打設位置、打設深度、打設速度などを個別に計測して行っていた。また、その他の鋼矢板の打設方法としては、特開２００４−２５７０５５号公報の発明がある。
【特許文献１】特開２００４−２５７０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の鋼矢板の打設は打設位置、打設深度、打設速度などを個別に計測して行っていたため、非常に煩雑で手間が掛かり効率的な打設管理ができないという問題があった。また、これまでは継手部の健全性を確認しながら鋼矢板を打設するという方法は実施されていなかった。
【０００４】
本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼矢板の効率的な打設管理、及び継手部の健全性を確認しながら打設する鋼矢板の打設管理装置及び打設管理方法を提供することである。
【０００５】
本願発明は、後述するように、継手部の凹溝に水膨潤性の遮水ゴムを事前に陸上で取り付けてから鋼矢板を打設し、この打設後、数週間で遮水ゴムが水膨潤して遮水が可能になるというものである。そのため上記の継手部の健全性とは遮水ゴムの連続性が失われていない状態をいう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための鋼矢板の打設管理装置は、地盤中に打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーションと、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器と、打設手段を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送信する送信機と、該送信機からの無線信号を受信して演算処理装置に送出する受信機とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また鋼矢板の打設管理方法は、打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、座標既知点に設置したトータルステーションで視準して得られた測距データに基づいて鋼矢板頭部の三次元座標を演算処理装置で演算し、この三次元座標によって算出した鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度の測定値を設計値と照査しながら鋼矢板を打設しつつ、該鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値と、鋼矢板の継手部の温度と、打設手段の駆動電流値とを測定して演算処理装置で演算処理してモニタに表示し、この絶縁抵抗値、温度及び駆動電流値の所定の値を基準にして鋼矢板を所定の深度まで打設することを特徴とする。また鋼矢板の打設において絶縁抵抗値が設定された値未満の場合は、打設地盤中における鋼矢板の先端部の上下動の有無によって打設管理を行うことを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
鋼矢板の打設を一元的に管理できる打設管理装置を提供することができる。また鋼矢板頭部の三次元座標により鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出し、これを基にした鋼矢板の打設の管理、例えば、鋼矢板の垂直精度や根入れ深さなどの建て込み精度の効率的な打設管理、すなわち一元的な打設管理ができる。また駆動電流値と、継手部の温度と、絶縁抵抗計からの絶縁抵抗値とに基づいた鋼矢板の打設を行うことにより、鋼矢板の継手部の健全性を確認しながらの打設管理が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願発明の鋼矢板の打設管理装置及びその打設管理方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。はじめに鋼矢板の打設管理装置（以下、打設管理装置という）について説明し、その後に、この打設管理装置を使用した鋼矢板の打設管理方法（以下、打設管理方法という）について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【００１０】
図１は打設管理装置１６の概念図を示したものであり、測距用ターゲット１７を視準するトータルステーション１８と、継手部に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗計１５と、鋼矢板の継手部２の温度を測定する温度測定器１９と、打設手段２６の駆動電流を測定する電流変成器２０と、測距データに基づいて鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置２１とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送出する送信機２３と、該送信機２３からの無線信号を受信して演算処理装置２１に送出する受信機２４とを備え、前記絶縁抵抗計１５が演算処理装置２１に電気的に接続されるとともに、温度測定器１９と電流変成器２０とが変換器２５を介して演算処理装置２１に電気的に接続されている。
【００１１】
またトータルステーション１８は、打設箇所から離れたケーソンまたは防波堤などの座標既知点に設置され、ここから鋼矢板１に設置された測距用ターゲット１７を視準するとともに、この下方への移動を自動追尾して測距用ターゲット１７までの距離と、水平角及び仰角を測定し、この測距データを基にして打設時における鋼矢板頭部の三次元座標を演算するものである。
【００１２】
また鋼矢板１に設置された測距用ターゲット１７は、例えば、入射した光を平行に反射する光波反射プリズム、または光波反射シートなどから構成されている。また、この測距用ターゲット１７は、鋼矢板１のみならずバイブロハンマなどの打設手段２６に設置することもできる。
【００１３】
またトータルステーション１８には送信機２３が電気的に接続され、測距用ターゲット１７との測距データを無線信号に変換して、演算処理装置２１に接続された受信機２４に送信する。
【００１４】
この演算処理装置２１はパーソナルコンピュターであり、トータルステーション１８の送信機２３から送信されて、受信機２４で受信した測距データに基づいて鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出し、それをモニタ２２に表示する。また受信機２４も送信機２３と同じように、無線信号に変換された測距データを変換して演算処理装置２１に送出する。
【００１５】
また演算処理装置２１には鋼矢板の打設の制御プログラムが組み込まれ、後述する絶縁抵抗計１５からの絶縁抵抗値と、温度測定器１９からの継手部２の温度と、電流変成器２０からの駆動電流値に基づいて打設手段２６を制御して、その打設・停止を行うものである。
【００１６】
また絶縁抵抗計１５は、継手部２に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗値を測定するものであり、この測定値が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。この絶縁抵抗計１５はメガテスタであり、一方のプローブ２７が被覆電線の導電端子部１３に接続されるとともに、他方のプローブ２７が鋼矢板１に接続されている。
【００１７】
また温度測定器１９は鋼矢板１の打設による継手部２の温度、すなわち摩擦熱による継手部間の温度を測定するものであり、この測定された温度が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。この温度測定器１９は、例えば、熱電対温度計、放射温度計または赤外線カメラがあるが、本実施の形態では熱電対温度計を使用する。この熱電対温度計は、継手部２の表面に熱電対１９ａをスポット溶接、マグネット、粘着テープのいずれかで適宜間隔ごとに固定し、これによって継手部２の温度を測定するものである。この熱電対１９ａとは、銅・コンスタンなどの異種の金属の先端を接続して、その両端に温度差が生じると、その金属間で特有の起電力が生じる原理を応用した温度センサーのことをいう。
【００１８】
また電流変成器２０は、打設手段２６を駆動させる駆動電流を測定するものである。一方、打設手段２６はバイブロハンマであり、駆動電流値、継手部の温度、絶縁抵抗値が演算処理装置２１で演算処理され、その指令によって打設・停止がコントロールされる。
【００１９】
上記の打設管理装置１６によって地盤に打設する鋼矢板１は、図２〜図４に示すものを使用し、これを継手部２で繋ぎながら連続して打設することにより、遮水性の高い遮水壁を形成するものであり、この遮水壁は、例えば産業廃棄物処理場を形成するために使用される。
【００２０】
この鋼矢板１は、図２に示すように、断面コ字形のプレートであり、所定の長さ（図面において縦方向）、例えば、地盤に所定深さ打設して遮水壁を形成できる長さを有している。この鋼矢板１のウエブ３の幅方向の両側には、一方側（図面において上側）に折り曲げられたフランジ４が傾斜して形成され、このフランジ４の先端部にフック状になったラルゼン型の継手部２が形成されている。
【００２１】
この継手部２は、図３に示すように、フランジ４の先端から幅方向に突出した底板部５と、該底板部５からフランジ側に折れ曲がった嵌合爪６とから構成され、この嵌合爪６とフランジ４との間に嵌合凹部７が形成され、この嵌合凹部７に他の鋼矢板の嵌合爪６が嵌合されて鋼矢板１同士が接合されるようになっている。
【００２２】
この嵌合凹部７の底板部５には凹溝８が長さ方向に形成され、この凹溝８の全長にわたって断面楕円形で丸棒状の遮水ゴム９が挿入され、この遮水ゴム９により継手部２の遮水が行われる。すなわち、図３の（２）に示すように、一方の鋼矢板１の継手部２における嵌合凹部７に、他の鋼矢板１の継手部２における嵌合爪６が嵌合されて、これらが噛み合うと、嵌合爪６と底板部５との間が遮水ゴム９でシールされる。
【００２３】
この遮水ゴム９は、例えば、天然ゴムまたはクロロプレンゴムなどに澱粉系、セルロース系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系などの高分子物質を配合して形成されたものであり、地盤中の水分を吸収すると数倍に膨張して継手部２の遮水性を高める。
【００２４】
また凹溝８の底部には遮水ゴム９と同じようにワイヤー状の被覆電線１０が遮水ゴム９に沿って配線され、これが遮水ゴム９で押圧された状態になっている。この被覆電線１０は鋼矢板１との間の絶縁電気抵抗を測定するものであり、フッ素樹脂などの高耐熱性の絶縁材料からなる被覆部１１で導電線１２が覆われ、この導電線１２の上端部が突出して導電端子部１３になっている。
【００２５】
また導電線１２の下端部は、図４の（１）に示すように、絶縁キャップ１４で覆われて絶縁状態になっている。したがって、図４の（２）に示すように、この導電端子部１３と鋼矢板１との間に絶縁抵抗計１５が設置され、これらの間の絶縁抵抗値を測定するものであり、被覆部１１の摩耗や亀裂などによる絶縁抵抗値の変化によって遮水ゴム９も損傷したと推定する。すなわち遮水ゴム９の損傷を絶縁抵抗値の変化によって推定するものである。また上記の損傷とは、遮水ゴム９が摩耗し、亀裂し、破断した状態をいう。
【００２６】
また被覆電線１０は、図５に示すように、遮水ゴム９と兼用にすることもできる。この場合は、遮水ゴム９の中央部に導電線１２を設け、被覆部１１が遮水ゴム９となったものであり、それ以外は上記の被覆電線１０と同じ構成である。
【００２７】
次に、上記の打設管理装置１６を使用した打設管理方法を図６〜図９に基づいて説明する。この打設管理方法は、図６に示すように、作業船２８から砕石層２９ａと原地盤（遮水層）２９ｂとからなる水中地盤２９に鋼矢板３４、３５を打設して遮水壁３７を形成するものであり、打設箇所から離れた防波堤３１などの座標既知点に、送信機２３を備えたトータルステーション１８が設置され、測距用ターゲット１７である光波反射プリズムが鋼矢板頭部に設置される。また鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器１９は作業船の甲板３２上に設置されている。
【００２８】
また作業船の甲板３２上における管理室３３には、鋼矢板の継手部２に配線された被覆電線１０と鋼矢板との間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗計１５と、バイブロハンマ２６を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器２０とが設置され、これらと温度測定器１９とが変換器２５を介して演算処理装置２１に電気的に接続されている。また演算処理装置２１には、トータルステーション１８の送信機２３からの無線信号を受信する受信機２４が電気的に接続されている。
【００２９】
この打設には、継手部２の凹溝８に遮水ゴム９と被覆電線１０を挿入した鋼矢板３４、３５を使用する。この鋼矢板を打設する前には、継手端部に挿入する水膨潤性の遮水ゴム９の損傷を防ぐために、継手部２の角を落として面取りをしておく。また鋼矢板の継手部２の下端（開口端）には、打設の際に土砂などの侵入を防ぐ保護板が設置されている（図示せず）。
【００３０】
この遮水ゴム９は耐熱温度が２００℃であり、この温度を超えると熱分解をはじめて水膨潤性が損なわれるため、鋼矢板の打設による継手部の温度（摩擦熱）は遮水ゴム９の耐熱温度である２００℃が基準値となる。そして、この２００℃を超えると遮水ゴム９及び被覆電線１０の被覆部１１が熱分解するため、２００℃以下で鋼矢板の打設を行うものとする。
【００３１】
また被覆電線１０の被覆部１１も遮水ゴム９と同じように耐熱温度が２００℃であり、継手部の温度が２００℃を超えると被覆電線１０の被覆が熱分解して耐力が損なわれる。また被覆電線１０の引張強度は、遮水ゴム９の引張強度よりも小さいものを用いることで、打設時の遮水ゴム９への負荷の有無が敏感に判断できるようになる。
【００３２】
また鋼矢板を打設する打設手段としては、水中地盤や鋼矢板の大きさ等を考慮して定格電流値が１５５Ａのバイブロハンマ２６を使用する。このバイブロハンマ２６の制限電流値は、定格電流値の１５０％とされているため（「バイブロハンマ設計施工便覧」平成１８年８月バイブロハンマ工法研究会編参照）、施工の管理値を定格電流値とする。したがって、定格電流値が１５５Ａのバイブロハンマの制限電流値は、１．５×１５５Ａ＝２３２．５Ａとなり、継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想されるバイブロハンマ２６の駆動電流値を２３０Ａに設定する。そのため鋼矢板の打設による駆動電流値は２３０Ａが基準値となり、これを超えると継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想されると判断してバイブロハンマ２６が停止されるため、２３０Ａ（１０分以内）以下の駆動電流値で鋼矢板の打設が行われる。なお、この駆動電流値は使用機械により定格電流が異なるため、使用機械ごとに設定される。
【００３３】
また継手部２に配線された被覆電線１０と鋼矢板との間の絶縁抵抗値は０．４ＭΩに設定する。これは電気事業法・電気設備技術基準において、１ｍＡ以下であれば感電の危険がなく、「電路の使用電圧の区分に応じ、漏洩電流を１ｍＡ以下に保つこと」と定めているため、１ｍＡに保つには１００Ｖ電路で０．１ＭΩ、２００Ｖ電路で０．２ＭΩ、４００Ｖ電路で０．４ＭΩの絶縁抵抗値が必要になる。ここで規定されている絶縁抵抗を有していれば被覆電線の被覆部の絶縁耐力に問題がないと判断する。本実施の形態で使用する絶縁抵抗計の印加電圧は２５０Ｖであるから絶縁抵抗は０．２ＭΩでよいことになるが、安全側に余裕をとって絶縁抵抗の下限値を０．４ＭΩに設定した。すなわち遮水ゴムに沿って配線した被覆電線の摩耗や亀裂など損傷のない絶縁抵抗値の下限値として上記の規定を採用した。
【００３４】
そのため、この打設において絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合は、被覆電線１０の被覆部１１が損傷されていないと判断するが、絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満、すなわち０ＭΩより大きく０．４ＭΩに満たない場合は、被覆電線１０の被覆部１１が損傷したと判断する。この被覆電線１０は継手部の凹溝８の底部に遮水ゴム９で押圧されて配線されているため、被覆部１１の摩耗や亀裂などによって絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満となった場合は、遮水ゴムも損傷したと推定するものである。
【００３５】
また演算処理装置２１の制御プログラムには、上記のようなバイブロハンマ２６の駆動を管理する２３０Ａ（継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想される値）の駆動電流値と、バイブロハンマ２６の駆動を管理する２００℃の継手部の温度（遮水ゴム及び被覆電線の耐熱温度）と、０．４ＭΩの絶縁抵抗値（鋼矢板の打設前の絶縁抵抗値）とが基準値として入力されている。これは鋼矢板の打設を、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、継手部の温度が２００℃以下で行うとともに、これらのいずれかを超えると遮水ゴム９が損傷したと判断して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させるものである。また絶縁抵抗値を打設中に測定し、１箇所の継手に２箇所ある被覆電線１０の絶縁抵抗値がどちらとも０．４ＭΩ未満になった場合は、被覆電線１０の被覆部１１の摩耗や亀裂などに伴って遮水ゴム９も損傷すると推定して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させる。
【００３６】
そして、図７に示すように、先行鋼矢板３４を砕石層２９ａと原地盤２９ｂとからなる水中地盤２９に打設する。この打設は、クレーン３０に吊り下げられたバイブロハンマ２６で先行鋼矢板３４の上端部を把持するとともに、このバイブロハンマ２６を振動させて１ｍ／分以上の打設速度で原地盤（遮水層）２９ｂに根入れする。この先行鋼矢板３４はガイド体３６に沿って打設されるが、鋼矢板頭部の測距用ターゲット１７である離光波反射プリズムをトータルステーション１８で自動追尾して、先行鋼矢板３４までの距離と、水平角及び仰角を測定し、これらの測距データから打設時における鋼矢板頭部の三次元座標を算出する。
【００３７】
次に、この三次元座標を無線信号に変換して送信機２３で演算処理装置の受信機２４に送信する。そして、図８に示すように、受信機２４で受信した三次元座標を基にして鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。また絶縁抵抗計１５で測定された被覆電線１０と鋼矢板との絶縁抵抗値と、温度測定器１９で測定された鋼矢板の継手部の温度と、バイブロハンマ２６の駆動電流値とが演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。
【００３８】
そして、このモニタ２２に表示された鋼矢板頭部の平面位置などの測定値を設計値と整合しながら、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、継手部の温度が２００℃以下、絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上で先行鋼矢板３４の打設をすると、遮水ゴム９が損傷していないと推定することができ、継手部２の健全性の確認と、高い建て込み精度（高い鉛直性）とを得ることができる。またこの継手部２の健全性とは、遮水ゴム９の連続性が失われていないことをいう。
【００３９】
一方、駆動電流値または継手部の温度が前記の基準値を超え、あるいは絶縁抵抗値が前記の基準値未満になると、遮水ゴム９が損傷すると判断して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させる。
【００４０】
次に、上記と同じ方法で後行鋼矢板３５の水中地盤２９への打設を行う。この後行鋼矢板３５は、一方の継手部２が先行鋼矢板３４の他方の継手部２に嵌合された状態で打設されるが、この場合も鋼矢板頭部の平面位置などの測定値を設計値と整合しながら打設する。
【００４１】
この後行鋼矢板３５の打設については、図９のフローに基づいて説明する。この後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板の継手部の温度（後行鋼矢板の継手部との摩擦熱）が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動を行なわず、かつ先行鋼矢板３４の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合は、先行鋼矢板３４の遮水ゴム９が損傷していないと判断されるため、後行側の被覆電線の絶縁抵抗値の有無にかかわらず継手部２の遮水ゴム９の健全性を確認することができ、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ１）。
【００４２】
なお後行鋼矢板３５の先端部の上下動とは、継手部の抵抗によって鋼矢板が貫入できなくなったり、鋼矢板の鉛直度がずれた場合に、バイブロハンマ２６をかけた状態で５０〜１００ｃｍ程度引き上げて、この状態から再度打設することをいう。この上下動を砕石層２９ａで繰り返すと、鋼矢板先端の継手部の小さな開口から砕石が入り込んで遮水ゴム９を損傷させる可能性が高くなる。
【００４３】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満で、かつ後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合も、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されないと判断して、その健全性を確認することができるので、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ２）。
【００４４】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４と後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が互いに０．４ＭΩ未満の場合であっても、原地盤（遮水層）２９ｂにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がないときは、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されていないと判断して、その健全性を確認することができるので、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ３）。
【００４５】
しかし、後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４と後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が互いに０．４ＭΩ未満であって、原地盤（遮水層）２９ｂにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がある場合は、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されたと判断して、バイブロハンマ２６の駆動が停止されて打設が中断される。そして、後行鋼矢板３５を引き抜いて遮水ゴム９及び被覆電線１０を入れ替えて再打設する（Ｓ４）。
【００４６】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、後行鋼矢板３５の打設中に駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）を超えた場合は、継手部２の遮水ゴム９が損傷されたと判断されるため、バイブロハンマ２６の駆動が停止されて打設が中断され、別途検討が行われる（Ｓ５）。
【００４７】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、後行鋼矢板３５の継手部の温度が２００℃を超えた場合は、後行鋼矢板３５の継手部の遮水ゴム９が熱分解して被覆電線１０の耐力及び遮水ゴム９の水膨潤性が損なわれるため、後行鋼矢板３５が引き抜かれて、別途検討が行われる（Ｓ６）。
【００４８】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、後行鋼矢板３５の継手部の温度が２００℃以下であるが、砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の上下動を行なった場合は、継手部２の遮水ゴム９が損傷されたと判断されるため、後行鋼矢板３５が引き抜かれて、別途検討が行われる（Ｓ７）。
【００４９】
このような方法で鋼矢板を順次打設すると、各鋼矢板における継手部の健全性を実験により確認することができた。すなわち打設手段の駆動電流値を２３０Ａ（１０分以内）以下、鋼矢板の継手部の温度を２００℃以下、被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値を０．４ＭΩ以上で鋼矢板を打設すると継手部の健全性を確認しながら鋼矢板の打設ができる。
【００５０】
なお、上記の実施の形態においては、作業船２８を使用した水中地盤２９への鋼矢板３４、３５の打設について説明したが、これは水中地盤２９に限らず、陸上の地盤においても同じ方法で打設するものとする。なお、本実施の形態においては、砕石層２９ａと原地盤（遮水層）２９ｂとからなる水中地盤２９について説明したが、このような地盤に限定されるものではなく、どのような構成の地盤であっても適用することができるものである。ただし、砕石層２９ａが存在しないような地盤における鋼矢板の打設においては、鋼矢板の上下動による管理は除かれる。
【００５１】
また、上記で説明したものは本願発明における一つの実施の形態であり、本願発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】打設管理装置の概念図である。
【図２】（１）は鋼矢板の平面図、（２）は同正面図である。
【図３】（１）は継手部の平面図、（２）は嵌合した継手部同士の平面図である。
【図４】（１）は被覆電線の断面図、（２）は被覆電線と鋼矢板とに絶縁抵抗計を設けた斜視図である。
【図５】（１）は他の被覆電線の縦断面図、（２）は同横断面図、（３）は同斜視図である。
【図６】打設管理方法を示す概念図である。
【図７】（１）は水中地盤に打設した鋼矢板の正面図、（２）は同断面図、（３）は嵌合した継手部同士の断面図である。
【図８】演算処理装置のモニタの図である。
【図９】後行鋼矢板の打設時における継手部の健全性を評価するフロー図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 鋼矢板
２ 継手部
３ ウエブ
４ フランジ
５ 底板部
６ 嵌合爪
７ 嵌合凹部
８ 凹溝
９ 遮水ゴム
１０ 被覆電線
１１ 被覆部
１２ 導電線
１３ 導電端子部
１４ 絶縁キャップ
１５ 絶縁抵抗計
１６ 打設管理装置
１７ 測距用ターゲット
１８ トータルステーション
１９ 温度測定器
２０ 電流変成器
２１ 演算処理装置
２２ モニタ
２３ 送信機
２４ 受信機
２５ 変換器
２６ 打設手段
２７ プローブ
２８ 作業船
２９ 水中地盤
２９ａ 砕石層
２９ｂ 原地盤（遮水層）
３０ クレーン
３１ 防波堤
３２ 甲板
３３ 管理室
３４ 先行鋼矢板
３５ 後行鋼矢板
３６ ガイド体
３７ 遮水壁
【技術分野】
【０００１】
本願発明は地盤に打設して遮水性の高い遮水壁を形成する際に使用される鋼矢板の打設管理装置及び鋼矢板の打設管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼矢板は、幅方向の両端部に設けた継手部同士を繋ぎながら地盤に打設することにより、遮水性の高い遮水壁を形成することができる。この遮水壁はさまざまな箇所に形成されるが、近年は、汚染水などの拡散を防止する産業廃棄物処理場の形成に多用されている。この産業廃棄物処理場は高い遮水性が要求され、これを満たすには鋼矢板の継手部の遮水が重要であるため、これまでの鋼矢板の打設は打設位置、打設深度、打設速度などを個別に計測して行っていた。また、その他の鋼矢板の打設方法としては、特開２００４−２５７０５５号公報の発明がある。
【特許文献１】特開２００４−２５７０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の鋼矢板の打設は打設位置、打設深度、打設速度などを個別に計測して行っていたため、非常に煩雑で手間が掛かり効率的な打設管理ができないという問題があった。また、これまでは継手部の健全性を確認しながら鋼矢板を打設するという方法は実施されていなかった。
【０００４】
本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋼矢板の効率的な打設管理、及び継手部の健全性を確認しながら打設する鋼矢板の打設管理装置及び打設管理方法を提供することである。
【０００５】
本願発明は、後述するように、継手部の凹溝に水膨潤性の遮水ゴムを事前に陸上で取り付けてから鋼矢板を打設し、この打設後、数週間で遮水ゴムが水膨潤して遮水が可能になるというものである。そのため上記の継手部の健全性とは遮水ゴムの連続性が失われていない状態をいう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための鋼矢板の打設管理装置は、地盤中に打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーションと、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器と、打設手段を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送信する送信機と、該送信機からの無線信号を受信して演算処理装置に送出する受信機とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また鋼矢板の打設管理方法は、打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、座標既知点に設置したトータルステーションで視準して得られた測距データに基づいて鋼矢板頭部の三次元座標を演算処理装置で演算し、この三次元座標によって算出した鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度の測定値を設計値と照査しながら鋼矢板を打設しつつ、該鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値と、鋼矢板の継手部の温度と、打設手段の駆動電流値とを測定して演算処理装置で演算処理してモニタに表示し、この絶縁抵抗値、温度及び駆動電流値の所定の値を基準にして鋼矢板を所定の深度まで打設することを特徴とする。また鋼矢板の打設において絶縁抵抗値が設定された値未満の場合は、打設地盤中における鋼矢板の先端部の上下動の有無によって打設管理を行うことを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
鋼矢板の打設を一元的に管理できる打設管理装置を提供することができる。また鋼矢板頭部の三次元座標により鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出し、これを基にした鋼矢板の打設の管理、例えば、鋼矢板の垂直精度や根入れ深さなどの建て込み精度の効率的な打設管理、すなわち一元的な打設管理ができる。また駆動電流値と、継手部の温度と、絶縁抵抗計からの絶縁抵抗値とに基づいた鋼矢板の打設を行うことにより、鋼矢板の継手部の健全性を確認しながらの打設管理が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願発明の鋼矢板の打設管理装置及びその打設管理方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。はじめに鋼矢板の打設管理装置（以下、打設管理装置という）について説明し、その後に、この打設管理装置を使用した鋼矢板の打設管理方法（以下、打設管理方法という）について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。
【００１０】
図１は打設管理装置１６の概念図を示したものであり、測距用ターゲット１７を視準するトータルステーション１８と、継手部に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗計１５と、鋼矢板の継手部２の温度を測定する温度測定器１９と、打設手段２６の駆動電流を測定する電流変成器２０と、測距データに基づいて鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置２１とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送出する送信機２３と、該送信機２３からの無線信号を受信して演算処理装置２１に送出する受信機２４とを備え、前記絶縁抵抗計１５が演算処理装置２１に電気的に接続されるとともに、温度測定器１９と電流変成器２０とが変換器２５を介して演算処理装置２１に電気的に接続されている。
【００１１】
またトータルステーション１８は、打設箇所から離れたケーソンまたは防波堤などの座標既知点に設置され、ここから鋼矢板１に設置された測距用ターゲット１７を視準するとともに、この下方への移動を自動追尾して測距用ターゲット１７までの距離と、水平角及び仰角を測定し、この測距データを基にして打設時における鋼矢板頭部の三次元座標を演算するものである。
【００１２】
また鋼矢板１に設置された測距用ターゲット１７は、例えば、入射した光を平行に反射する光波反射プリズム、または光波反射シートなどから構成されている。また、この測距用ターゲット１７は、鋼矢板１のみならずバイブロハンマなどの打設手段２６に設置することもできる。
【００１３】
またトータルステーション１８には送信機２３が電気的に接続され、測距用ターゲット１７との測距データを無線信号に変換して、演算処理装置２１に接続された受信機２４に送信する。
【００１４】
この演算処理装置２１はパーソナルコンピュターであり、トータルステーション１８の送信機２３から送信されて、受信機２４で受信した測距データに基づいて鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出し、それをモニタ２２に表示する。また受信機２４も送信機２３と同じように、無線信号に変換された測距データを変換して演算処理装置２１に送出する。
【００１５】
また演算処理装置２１には鋼矢板の打設の制御プログラムが組み込まれ、後述する絶縁抵抗計１５からの絶縁抵抗値と、温度測定器１９からの継手部２の温度と、電流変成器２０からの駆動電流値に基づいて打設手段２６を制御して、その打設・停止を行うものである。
【００１６】
また絶縁抵抗計１５は、継手部２に沿って配線された被覆電線１０と鋼矢板１との間の絶縁抵抗値を測定するものであり、この測定値が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。この絶縁抵抗計１５はメガテスタであり、一方のプローブ２７が被覆電線の導電端子部１３に接続されるとともに、他方のプローブ２７が鋼矢板１に接続されている。
【００１７】
また温度測定器１９は鋼矢板１の打設による継手部２の温度、すなわち摩擦熱による継手部間の温度を測定するものであり、この測定された温度が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。この温度測定器１９は、例えば、熱電対温度計、放射温度計または赤外線カメラがあるが、本実施の形態では熱電対温度計を使用する。この熱電対温度計は、継手部２の表面に熱電対１９ａをスポット溶接、マグネット、粘着テープのいずれかで適宜間隔ごとに固定し、これによって継手部２の温度を測定するものである。この熱電対１９ａとは、銅・コンスタンなどの異種の金属の先端を接続して、その両端に温度差が生じると、その金属間で特有の起電力が生じる原理を応用した温度センサーのことをいう。
【００１８】
また電流変成器２０は、打設手段２６を駆動させる駆動電流を測定するものである。一方、打設手段２６はバイブロハンマであり、駆動電流値、継手部の温度、絶縁抵抗値が演算処理装置２１で演算処理され、その指令によって打設・停止がコントロールされる。
【００１９】
上記の打設管理装置１６によって地盤に打設する鋼矢板１は、図２〜図４に示すものを使用し、これを継手部２で繋ぎながら連続して打設することにより、遮水性の高い遮水壁を形成するものであり、この遮水壁は、例えば産業廃棄物処理場を形成するために使用される。
【００２０】
この鋼矢板１は、図２に示すように、断面コ字形のプレートであり、所定の長さ（図面において縦方向）、例えば、地盤に所定深さ打設して遮水壁を形成できる長さを有している。この鋼矢板１のウエブ３の幅方向の両側には、一方側（図面において上側）に折り曲げられたフランジ４が傾斜して形成され、このフランジ４の先端部にフック状になったラルゼン型の継手部２が形成されている。
【００２１】
この継手部２は、図３に示すように、フランジ４の先端から幅方向に突出した底板部５と、該底板部５からフランジ側に折れ曲がった嵌合爪６とから構成され、この嵌合爪６とフランジ４との間に嵌合凹部７が形成され、この嵌合凹部７に他の鋼矢板の嵌合爪６が嵌合されて鋼矢板１同士が接合されるようになっている。
【００２２】
この嵌合凹部７の底板部５には凹溝８が長さ方向に形成され、この凹溝８の全長にわたって断面楕円形で丸棒状の遮水ゴム９が挿入され、この遮水ゴム９により継手部２の遮水が行われる。すなわち、図３の（２）に示すように、一方の鋼矢板１の継手部２における嵌合凹部７に、他の鋼矢板１の継手部２における嵌合爪６が嵌合されて、これらが噛み合うと、嵌合爪６と底板部５との間が遮水ゴム９でシールされる。
【００２３】
この遮水ゴム９は、例えば、天然ゴムまたはクロロプレンゴムなどに澱粉系、セルロース系、ポリアクリル酸塩系、ポリビニルアルコール系などの高分子物質を配合して形成されたものであり、地盤中の水分を吸収すると数倍に膨張して継手部２の遮水性を高める。
【００２４】
また凹溝８の底部には遮水ゴム９と同じようにワイヤー状の被覆電線１０が遮水ゴム９に沿って配線され、これが遮水ゴム９で押圧された状態になっている。この被覆電線１０は鋼矢板１との間の絶縁電気抵抗を測定するものであり、フッ素樹脂などの高耐熱性の絶縁材料からなる被覆部１１で導電線１２が覆われ、この導電線１２の上端部が突出して導電端子部１３になっている。
【００２５】
また導電線１２の下端部は、図４の（１）に示すように、絶縁キャップ１４で覆われて絶縁状態になっている。したがって、図４の（２）に示すように、この導電端子部１３と鋼矢板１との間に絶縁抵抗計１５が設置され、これらの間の絶縁抵抗値を測定するものであり、被覆部１１の摩耗や亀裂などによる絶縁抵抗値の変化によって遮水ゴム９も損傷したと推定する。すなわち遮水ゴム９の損傷を絶縁抵抗値の変化によって推定するものである。また上記の損傷とは、遮水ゴム９が摩耗し、亀裂し、破断した状態をいう。
【００２６】
また被覆電線１０は、図５に示すように、遮水ゴム９と兼用にすることもできる。この場合は、遮水ゴム９の中央部に導電線１２を設け、被覆部１１が遮水ゴム９となったものであり、それ以外は上記の被覆電線１０と同じ構成である。
【００２７】
次に、上記の打設管理装置１６を使用した打設管理方法を図６〜図９に基づいて説明する。この打設管理方法は、図６に示すように、作業船２８から砕石層２９ａと原地盤（遮水層）２９ｂとからなる水中地盤２９に鋼矢板３４、３５を打設して遮水壁３７を形成するものであり、打設箇所から離れた防波堤３１などの座標既知点に、送信機２３を備えたトータルステーション１８が設置され、測距用ターゲット１７である光波反射プリズムが鋼矢板頭部に設置される。また鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器１９は作業船の甲板３２上に設置されている。
【００２８】
また作業船の甲板３２上における管理室３３には、鋼矢板の継手部２に配線された被覆電線１０と鋼矢板との間の絶縁抵抗値を測定する絶縁抵抗計１５と、バイブロハンマ２６を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器２０とが設置され、これらと温度測定器１９とが変換器２５を介して演算処理装置２１に電気的に接続されている。また演算処理装置２１には、トータルステーション１８の送信機２３からの無線信号を受信する受信機２４が電気的に接続されている。
【００２９】
この打設には、継手部２の凹溝８に遮水ゴム９と被覆電線１０を挿入した鋼矢板３４、３５を使用する。この鋼矢板を打設する前には、継手端部に挿入する水膨潤性の遮水ゴム９の損傷を防ぐために、継手部２の角を落として面取りをしておく。また鋼矢板の継手部２の下端（開口端）には、打設の際に土砂などの侵入を防ぐ保護板が設置されている（図示せず）。
【００３０】
この遮水ゴム９は耐熱温度が２００℃であり、この温度を超えると熱分解をはじめて水膨潤性が損なわれるため、鋼矢板の打設による継手部の温度（摩擦熱）は遮水ゴム９の耐熱温度である２００℃が基準値となる。そして、この２００℃を超えると遮水ゴム９及び被覆電線１０の被覆部１１が熱分解するため、２００℃以下で鋼矢板の打設を行うものとする。
【００３１】
また被覆電線１０の被覆部１１も遮水ゴム９と同じように耐熱温度が２００℃であり、継手部の温度が２００℃を超えると被覆電線１０の被覆が熱分解して耐力が損なわれる。また被覆電線１０の引張強度は、遮水ゴム９の引張強度よりも小さいものを用いることで、打設時の遮水ゴム９への負荷の有無が敏感に判断できるようになる。
【００３２】
また鋼矢板を打設する打設手段としては、水中地盤や鋼矢板の大きさ等を考慮して定格電流値が１５５Ａのバイブロハンマ２６を使用する。このバイブロハンマ２６の制限電流値は、定格電流値の１５０％とされているため（「バイブロハンマ設計施工便覧」平成１８年８月バイブロハンマ工法研究会編参照）、施工の管理値を定格電流値とする。したがって、定格電流値が１５５Ａのバイブロハンマの制限電流値は、１．５×１５５Ａ＝２３２．５Ａとなり、継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想されるバイブロハンマ２６の駆動電流値を２３０Ａに設定する。そのため鋼矢板の打設による駆動電流値は２３０Ａが基準値となり、これを超えると継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想されると判断してバイブロハンマ２６が停止されるため、２３０Ａ（１０分以内）以下の駆動電流値で鋼矢板の打設が行われる。なお、この駆動電流値は使用機械により定格電流が異なるため、使用機械ごとに設定される。
【００３３】
また継手部２に配線された被覆電線１０と鋼矢板との間の絶縁抵抗値は０．４ＭΩに設定する。これは電気事業法・電気設備技術基準において、１ｍＡ以下であれば感電の危険がなく、「電路の使用電圧の区分に応じ、漏洩電流を１ｍＡ以下に保つこと」と定めているため、１ｍＡに保つには１００Ｖ電路で０．１ＭΩ、２００Ｖ電路で０．２ＭΩ、４００Ｖ電路で０．４ＭΩの絶縁抵抗値が必要になる。ここで規定されている絶縁抵抗を有していれば被覆電線の被覆部の絶縁耐力に問題がないと判断する。本実施の形態で使用する絶縁抵抗計の印加電圧は２５０Ｖであるから絶縁抵抗は０．２ＭΩでよいことになるが、安全側に余裕をとって絶縁抵抗の下限値を０．４ＭΩに設定した。すなわち遮水ゴムに沿って配線した被覆電線の摩耗や亀裂など損傷のない絶縁抵抗値の下限値として上記の規定を採用した。
【００３４】
そのため、この打設において絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合は、被覆電線１０の被覆部１１が損傷されていないと判断するが、絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満、すなわち０ＭΩより大きく０．４ＭΩに満たない場合は、被覆電線１０の被覆部１１が損傷したと判断する。この被覆電線１０は継手部の凹溝８の底部に遮水ゴム９で押圧されて配線されているため、被覆部１１の摩耗や亀裂などによって絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満となった場合は、遮水ゴムも損傷したと推定するものである。
【００３５】
また演算処理装置２１の制御プログラムには、上記のようなバイブロハンマ２６の駆動を管理する２３０Ａ（継手部２の遮水ゴム９の損傷が予想される値）の駆動電流値と、バイブロハンマ２６の駆動を管理する２００℃の継手部の温度（遮水ゴム及び被覆電線の耐熱温度）と、０．４ＭΩの絶縁抵抗値（鋼矢板の打設前の絶縁抵抗値）とが基準値として入力されている。これは鋼矢板の打設を、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、継手部の温度が２００℃以下で行うとともに、これらのいずれかを超えると遮水ゴム９が損傷したと判断して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させるものである。また絶縁抵抗値を打設中に測定し、１箇所の継手に２箇所ある被覆電線１０の絶縁抵抗値がどちらとも０．４ＭΩ未満になった場合は、被覆電線１０の被覆部１１の摩耗や亀裂などに伴って遮水ゴム９も損傷すると推定して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させる。
【００３６】
そして、図７に示すように、先行鋼矢板３４を砕石層２９ａと原地盤２９ｂとからなる水中地盤２９に打設する。この打設は、クレーン３０に吊り下げられたバイブロハンマ２６で先行鋼矢板３４の上端部を把持するとともに、このバイブロハンマ２６を振動させて１ｍ／分以上の打設速度で原地盤（遮水層）２９ｂに根入れする。この先行鋼矢板３４はガイド体３６に沿って打設されるが、鋼矢板頭部の測距用ターゲット１７である離光波反射プリズムをトータルステーション１８で自動追尾して、先行鋼矢板３４までの距離と、水平角及び仰角を測定し、これらの測距データから打設時における鋼矢板頭部の三次元座標を算出する。
【００３７】
次に、この三次元座標を無線信号に変換して送信機２３で演算処理装置の受信機２４に送信する。そして、図８に示すように、受信機２４で受信した三次元座標を基にして鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度が演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。また絶縁抵抗計１５で測定された被覆電線１０と鋼矢板との絶縁抵抗値と、温度測定器１９で測定された鋼矢板の継手部の温度と、バイブロハンマ２６の駆動電流値とが演算処理装置２１で演算処理されてモニタ２２に表示される。
【００３８】
そして、このモニタ２２に表示された鋼矢板頭部の平面位置などの測定値を設計値と整合しながら、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、継手部の温度が２００℃以下、絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上で先行鋼矢板３４の打設をすると、遮水ゴム９が損傷していないと推定することができ、継手部２の健全性の確認と、高い建て込み精度（高い鉛直性）とを得ることができる。またこの継手部２の健全性とは、遮水ゴム９の連続性が失われていないことをいう。
【００３９】
一方、駆動電流値または継手部の温度が前記の基準値を超え、あるいは絶縁抵抗値が前記の基準値未満になると、遮水ゴム９が損傷すると判断して、バイブロハンマ２６の駆動を停止させる。
【００４０】
次に、上記と同じ方法で後行鋼矢板３５の水中地盤２９への打設を行う。この後行鋼矢板３５は、一方の継手部２が先行鋼矢板３４の他方の継手部２に嵌合された状態で打設されるが、この場合も鋼矢板頭部の平面位置などの測定値を設計値と整合しながら打設する。
【００４１】
この後行鋼矢板３５の打設については、図９のフローに基づいて説明する。この後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板の継手部の温度（後行鋼矢板の継手部との摩擦熱）が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動を行なわず、かつ先行鋼矢板３４の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合は、先行鋼矢板３４の遮水ゴム９が損傷していないと判断されるため、後行側の被覆電線の絶縁抵抗値の有無にかかわらず継手部２の遮水ゴム９の健全性を確認することができ、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ１）。
【００４２】
なお後行鋼矢板３５の先端部の上下動とは、継手部の抵抗によって鋼矢板が貫入できなくなったり、鋼矢板の鉛直度がずれた場合に、バイブロハンマ２６をかけた状態で５０〜１００ｃｍ程度引き上げて、この状態から再度打設することをいう。この上下動を砕石層２９ａで繰り返すと、鋼矢板先端の継手部の小さな開口から砕石が入り込んで遮水ゴム９を損傷させる可能性が高くなる。
【００４３】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ未満で、かつ後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以上の場合も、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されないと判断して、その健全性を確認することができるので、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ２）。
【００４４】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４と後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が互いに０．４ＭΩ未満の場合であっても、原地盤（遮水層）２９ｂにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がないときは、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されていないと判断して、その健全性を確認することができるので、次の鋼矢板を前記と同様の方法で打設する（Ｓ３）。
【００４５】
しかし、後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、先行鋼矢板３４の継手部の温度が２００℃以下、及び砕石層２９ａにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がなく、先行鋼矢板３４と後行鋼矢板３５の継手部の絶縁抵抗値が互いに０．４ＭΩ未満であって、原地盤（遮水層）２９ｂにおける後行鋼矢板３５の先端部の上下動がある場合は、後行鋼矢板３５の遮水ゴム９が損傷されたと判断して、バイブロハンマ２６の駆動が停止されて打設が中断される。そして、後行鋼矢板３５を引き抜いて遮水ゴム９及び被覆電線１０を入れ替えて再打設する（Ｓ４）。
【００４６】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、後行鋼矢板３５の打設中に駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）を超えた場合は、継手部２の遮水ゴム９が損傷されたと判断されるため、バイブロハンマ２６の駆動が停止されて打設が中断され、別途検討が行われる（Ｓ５）。
【００４７】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、後行鋼矢板３５の継手部の温度が２００℃を超えた場合は、後行鋼矢板３５の継手部の遮水ゴム９が熱分解して被覆電線１０の耐力及び遮水ゴム９の水膨潤性が損なわれるため、後行鋼矢板３５が引き抜かれて、別途検討が行われる（Ｓ６）。
【００４８】
また後行鋼矢板３５の打設に際して、駆動電流値が２３０Ａ（１０分以内）以下、後行鋼矢板３５の継手部の温度が２００℃以下であるが、砕石層２９ａにおいて後行鋼矢板３５の上下動を行なった場合は、継手部２の遮水ゴム９が損傷されたと判断されるため、後行鋼矢板３５が引き抜かれて、別途検討が行われる（Ｓ７）。
【００４９】
このような方法で鋼矢板を順次打設すると、各鋼矢板における継手部の健全性を実験により確認することができた。すなわち打設手段の駆動電流値を２３０Ａ（１０分以内）以下、鋼矢板の継手部の温度を２００℃以下、被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値を０．４ＭΩ以上で鋼矢板を打設すると継手部の健全性を確認しながら鋼矢板の打設ができる。
【００５０】
なお、上記の実施の形態においては、作業船２８を使用した水中地盤２９への鋼矢板３４、３５の打設について説明したが、これは水中地盤２９に限らず、陸上の地盤においても同じ方法で打設するものとする。なお、本実施の形態においては、砕石層２９ａと原地盤（遮水層）２９ｂとからなる水中地盤２９について説明したが、このような地盤に限定されるものではなく、どのような構成の地盤であっても適用することができるものである。ただし、砕石層２９ａが存在しないような地盤における鋼矢板の打設においては、鋼矢板の上下動による管理は除かれる。
【００５１】
また、上記で説明したものは本願発明における一つの実施の形態であり、本願発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】打設管理装置の概念図である。
【図２】（１）は鋼矢板の平面図、（２）は同正面図である。
【図３】（１）は継手部の平面図、（２）は嵌合した継手部同士の平面図である。
【図４】（１）は被覆電線の断面図、（２）は被覆電線と鋼矢板とに絶縁抵抗計を設けた斜視図である。
【図５】（１）は他の被覆電線の縦断面図、（２）は同横断面図、（３）は同斜視図である。
【図６】打設管理方法を示す概念図である。
【図７】（１）は水中地盤に打設した鋼矢板の正面図、（２）は同断面図、（３）は嵌合した継手部同士の断面図である。
【図８】演算処理装置のモニタの図である。
【図９】後行鋼矢板の打設時における継手部の健全性を評価するフロー図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 鋼矢板
２ 継手部
３ ウエブ
４ フランジ
５ 底板部
６ 嵌合爪
７ 嵌合凹部
８ 凹溝
９ 遮水ゴム
１０ 被覆電線
１１ 被覆部
１２ 導電線
１３ 導電端子部
１４ 絶縁キャップ
１５ 絶縁抵抗計
１６ 打設管理装置
１７ 測距用ターゲット
１８ トータルステーション
１９ 温度測定器
２０ 電流変成器
２１ 演算処理装置
２２ モニタ
２３ 送信機
２４ 受信機
２５ 変換器
２６ 打設手段
２７ プローブ
２８ 作業船
２９ 水中地盤
２９ａ 砕石層
２９ｂ 原地盤（遮水層）
３０ クレーン
３１ 防波堤
３２ 甲板
３３ 管理室
３４ 先行鋼矢板
３５ 後行鋼矢板
３６ ガイド体
３７ 遮水壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーションと、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器と、打設手段を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送信する送信機と、該送信機からの無線信号を受信して演算処理装置に送出する受信機とを備えたことを特徴とする鋼矢板の打設管理装置。
【請求項２】
請求項１の鋼矢板の打設管理装置を使用した打設管理方法であり、打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、座標既知点に設置したトータルステーションで視準して得られた測距データに基づいて鋼矢板頭部の三次元座標を演算処理装置で演算し、この三次元座標によって算出した鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度の測定値を設計値と調整しながら鋼矢板を打設しつつ、打設手段の駆動電流値と、鋼矢板の継手部の温度と、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値とを測定して演算処理装置で演算処理してモニタに表示し、この駆動電流値、温度及び絶縁抵抗値の所定の値を基準にして鋼矢板を所定の深度まで打設することを特徴とする鋼矢板の打設管理方法。
【請求項３】
鋼矢板の打設において絶縁抵抗値が設定された値未満の場合は、打設地盤中における鋼矢板の先端部の上下動の有無によって打設管理を行うことを特徴とする請求項２に記載の鋼矢板の打設管理方法。
【請求項１】
地盤中に打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、打設位置から離れた座標既知点より視準して測距データを得るトータルステーションと、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗計と、鋼矢板の継手部の温度を測定する温度測定器と、打設手段を駆動させる駆動電流を測定する電流変成器と、前記測距データに基づく三次元座標によって鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度を算出する演算処理装置とから構成され、前記測距データを無線信号に変換して送信する送信機と、該送信機からの無線信号を受信して演算処理装置に送出する受信機とを備えたことを特徴とする鋼矢板の打設管理装置。
【請求項２】
請求項１の鋼矢板の打設管理装置を使用した打設管理方法であり、打設される鋼矢板に設置した測距用ターゲットを、座標既知点に設置したトータルステーションで視準して得られた測距データに基づいて鋼矢板頭部の三次元座標を演算処理装置で演算し、この三次元座標によって算出した鋼矢板頭部の平面位置、打設高さ、打設速度の測定値を設計値と調整しながら鋼矢板を打設しつつ、打設手段の駆動電流値と、鋼矢板の継手部の温度と、鋼矢板の継手部に沿って配線された被覆電線と鋼矢板との間の絶縁抵抗値とを測定して演算処理装置で演算処理してモニタに表示し、この駆動電流値、温度及び絶縁抵抗値の所定の値を基準にして鋼矢板を所定の深度まで打設することを特徴とする鋼矢板の打設管理方法。
【請求項３】
鋼矢板の打設において絶縁抵抗値が設定された値未満の場合は、打設地盤中における鋼矢板の先端部の上下動の有無によって打設管理を行うことを特徴とする請求項２に記載の鋼矢板の打設管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８４３６９（Ｐ２０１０−８４３６９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２９８５（Ｐ２００８−２５２９８５）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００２１７６８６）電源開発株式会社 (207)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（０００１８２０３０）若築建設株式会社 (39)
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００２１７６８６）電源開発株式会社 (207)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（０００１８２０３０）若築建設株式会社 (39)
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【出願人】（３９０００１９９３）みらい建設工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
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