JP2001073384A - ケーソン圧入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は圧入作業中にリアルタイムで求めるこ
とが不可能であったケーソン躯体の傾斜、圧入沈下量、
載荷力をリアルタイムで求めることが可能であり、以っ
て、ケーソン躯体の圧入を高精度で行うことが可能であ
るケーソン圧入方法及び装置の提供。 【解決手段】 ケーソン躯体（２０）の傾斜を自動計測
する手段（３０）の計測結果及びケーソン躯体の圧入沈
下量を自動計測する手段（３２）の計測結果を読み込
み、読み込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベルを作業
データとして表示手段（５０、６０、７０）に表示し、
制御手段（ＣＵ）により、ケーソン躯体の傾斜及びレベ
ルからケーソン躯体に付加するべき載荷力を決定し、且
つ、ケーソンを圧入する手段（２４、２６）に対して前
記決定された載荷力に対応する制御信号を出力し、読み
込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベルをデータとして
保存する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーソン圧入沈設
に関するものであり、より詳細には、ケーソンを圧入す
る際にケーソン躯体の傾斜、沈下量、ケーソン躯体を圧
入するためのユニットにおける圧力等の各種パラメータ
をリアルタイムで計測しつつ、必要な制御を行う技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ケーソンの圧入沈設について、図７−図
１４を参照して説明する。

【０００３】先ず、図７で示す様に、図示しないボーリ
ングマシンにより施工箇所にボーリング孔（図示せず）
を掘削し、該ボーリング孔にアンカー鋼材１を挿入し、
図示しないモルタル注入管によりモルタルを注入して、
アンカー鋼材１を地盤に定着させる。次に、図８におい
て、点線でハッチングして示す領域２の土壌を一次掘削
により除去し、マウンドを造成し、その上に皿板３及び
刃口金物４を吸え付ける。そして、内外足場を築造し、
鉄筋を組み立て、型枠を組み立て、コンクリートを打設
し、図９で示す様にケーソン躯体を１ロット（符号５で
示す）構築する。

【０００４】ケーソン躯体１ロット（５）を構築したな
らば、図１０で示す様に、ケーソン躯体を圧入するため
のユニットである油圧ジャッキ６を取り付け、当該ジャ
ッキに圧油を供給して、ケーソン躯体の１ロット５に対
して矢印Ｄ方向の圧力を作用させて、地盤中に圧入す
る。それと同時に、例えばグラブバケットＢによる掘削
を行い、ケーソン躯体の１ロット５を所定の深度まで圧
入せしめる。以下、図９、図１０の操作を繰り返して、
ケーソン躯体を必要なロット数だけ組み立てる。なお、
図１１はケーソン躯体が３ロット（それぞれ符号５、
７、８で示されている）まで組み立てられた状態におけ
る図９に相当する工程を示しており、図１２はケーソン
躯体が３ロット組み立てられた状態における図１０に相
当する工程を示している。

【０００５】ケーソン躯体の沈設が完了したならば、図
１３で示す様に、水中コンクリートを打設し（符号
９）、装置１０により水を汲みあげ、その後、符号１１
で示す様に底盤コンクリートを打設する（図１４）。

【０００６】ここで、ケーソンのケーソン躯体圧入にお
ける従来の施行管理を図１５で示している。図１５にお
いて、符号５で代表して示すケーソン躯体は、ケーソン
躯体の４隅に配置されたアンカー鋼材１の上端部に設け
た油圧ジャッキ６により地盤中に圧入される。ここで、
ケーソン躯体５の圧入は４個の油圧ジャッキ６…におい
て均一に為される必要があるので、ケーソン躯体５の４
隅部或いは各油圧ジャッキ６…の近傍に設けられた傾斜
計測手段１２…によりケーソン躯体５の傾斜が計測さ
れ、レベル計測手段１３によりケーソン躯体５のレベル
計測を行い以ってケーソン躯体５の圧入沈下量が計測さ
れ、そして油圧ジャッキ６…の油圧圧力を読み取る油圧
ゲージ１４によりケーソン躯体５を地盤へ圧入する力が
計測される。

【０００７】ここで、図１５の傾斜計測手段１２は、従
来技術においては、例えば、図１６で示す様に、水盛り
管１６とスケール１７とを組み合わせて構成されてい
た。そして、ケーソン躯体５の圧入に際してその傾斜を
計測するに当たっては、計測作業員がケーソン上に１人
或いは２人待機して、水盛り管１６及びスケール１７を
全部の箇所でチェックすることによりケーソン躯体５の
傾斜を把握し、無線その他の連絡手段を使用して油圧ユ
ニット（油圧ジャッキ６を包含する）のオペレータに対
して指示を与えていた。しかし、水盛り管１６及びスケ
ール１７はケーソン躯体５の最上段部分という高所に配
置されており、従って、水盛り管１６及びスケール１７
を作業員により計測する作業は所謂「高所作業」に該当
し、危険性を有している。また、図１５を参照して上述
した通り、水盛り管１６及びスケール１７はケーソン躯
体５の４隅に設けられており、４隅の水盛り管１６及び
スケール１７を計測した後でなければケーソン躯体５の
傾斜を把握することが出来ない。従って、油圧ユニット
のオペレータも、計測作業員が４隅の水盛り管１６及び
スケール１７の計測を完了するまではケーソン躯体５の
傾斜状況を把握することが出来ず、リアルタイムの制御
を行うことは不可能であった。

【０００８】また、従来のケーソン圧入工法において
は、ケーソン躯体５の圧入沈下量であるレベルは、圧入
工程終了後あるいは圧入作業終了後にレベル計測手段１
３で計測されていた。そのため、圧入工程或いは圧入作
業の最中には、油圧ユニットのオペレータは、圧入沈下
量をリアルタイムに把握することが出来なかった。

【０００９】さらに、上述した従来技術においては、ケ
ーソン躯体５の圧入に用いられる油圧圧力は、油圧ユニ
ットのゲージ１４により計測される吐出圧のみが計測さ
れていた。換言すれば、当該油圧圧力を把握するため
に、オペレータは圧入作業工程終了後或いは圧入作業終
了後に、ゲージ１４によって計測された圧入時における
最大吐出圧（Ｋｇ／ｃｍ^２ ）を記録し、当該記録され
た最大吐出圧から、ケーソン躯体５に対して加えられた
載荷力を計算しなければならなかった。すなわち、圧入
工程或いは圧入作業の最中に、載荷力をリアルタイムで
求め、以って、油圧ユニットの油圧圧力を制御すること
は、従来技術では不可能であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術に鑑みて提案されたものであり、従来は圧入作業中
にリアルタイムで求めることが不可能であったケーソン
躯体の傾斜、圧入沈下量、載荷力をリアルタイムで求め
ることが可能であり、以って、ケーソン躯体の圧入を高
精度で行うことが可能であるケーソン圧入方法及び装置
の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のケーソン圧入方
法は、ケーソン躯体の傾斜を自動計測する手段の計測結
果及びケーソン躯体のレベル（すなわち、ケーソン躯体
の圧入沈下量）を自動計測する手段の計測結果を読み込
む工程と、該工程により読み込まれたケーソン躯体の傾
斜及びレベルを作業データとして表示手段に表示する工
程と、前記工程により読み込まれたケーソン躯体の傾斜
及びレベルからケーソン躯体に付加するべき載荷力を決
定し、且つ、ケーソンを圧入する手段に対して前記決定
された載荷力に対応する制御信号を出力する工程と、前
記工程により読み込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベ
ルをデータとして保存する工程、とを含むことを特徴と
している。

【００１２】本発明のケーソン圧入工法の実施に際して
は、ケーソン圧入に先だって、ケーソン圧入現場につい
て予め収集されたデータを入力する工程と、入力された
データに基いて演算処理を行い、圧入沈設計算書、使用
する油圧機器の選定・工事の見積書を作成する工程を有
することが好ましい。なお、圧入沈設計算書のみなら
ず、沈下理論関係図等の当該各種理論データを、圧入作
業に先だって演算処理により求めることが出来る。

【００１３】また、前記計測結果を読み込む工程で、ケ
ーソン躯体の圧入時において該躯体に対して浮力として
作用する水圧と、刃口金物が施行地盤に対して作用する
反力と、ケーソン躯体圧入の際における周囲の地盤との
摩擦力、とを読み込み、前記載荷力を決定するに際して
は、該水圧、反力、摩擦力をも考慮して決定が行われる
のが好ましい。

【００１４】本発明のケーソン圧入装置は、ケーソン躯
体の傾斜を自動計測する手段と、ケーソン躯体のレベル
を自動計測する手段と、これ等の計測手段の計測結果を
読み込む手段と、該読み込む手段により読み込まれたケ
ーソン躯体の傾斜及びレベルを作業データとして表示す
る表示手段（例えば、現場に設置されたディスプレイ、
或いは、計測ユニットや制御ユニットにおけるコンピュ
ータの画面）と、制御手段とを備えており、該制御手段
は、読み込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベルからケ
ーソン躯体に付加するべき載荷力を決定し、且つ、ケー
ソンを圧入する手段に対して前記決定された載荷力に対
応する制御信号を出力すると共に、前記読み込まれたケ
ーソン躯体の傾斜及びレベルをデータとして保存する様
に構成されていることを特徴としている。

【００１５】本発明のケーソン圧入装置の実施に際して
は、前記制御手段は、ケーソン圧入に先だって、ケーソ
ン圧入現場について予め収集されたデータに基いて演算
処理を行い、圧入沈設計算書を作成する様に構成されて
いるのが好ましい。

【００１６】また、前記計測結果を読み込む工程で、ケ
ーソン躯体の圧入時において該躯体に対して浮力として
作用する水圧を計測する水圧計測手段と、刃口金物が施
行地盤に対して作用する反力を計測する刃口荷重計測手
段と、ケーソン躯体圧入の際における周囲の地盤との摩
擦力を計測する摩擦力計測手段とを含み、前記制御手段
は、載荷力を決定するに際しては、ケーソン躯体の傾斜
及びレベルのみならず、前記水圧、反力、摩擦力をも考
慮して決定する様に構成されているのが好ましい。

【００１７】上述した様な構成を具備する本発明によれ
ば、ケーソン圧入作業において、ケーソン躯体の状態を
把握するのに必要なパラメータであるケーソン躯体の傾
斜とレベル（圧入沈下量）が表示手段（ディスプレイ
等）により表示され、且つ、載荷力が決定されるので、
圧入作業中のケーソン躯体の状態がリアルタイムに把握
することが出来る。また、計測値或いはデータが、随時
記憶・保存されるので、圧入沈設計算書、作業日報、ロ
ット報、計測画面等を自動的に出力することが出来、そ
れ等の作成に費やされる労力が節約される。

【００１８】さらに、ケーソンの傾斜、沈下量の計測が
自動的に行われるため、傾斜或いは沈下量（ケーソンの
レベル）を計測するために従来必要とされていた計測工
が不要となる。それと共に、従来技術においてケーソン
の傾斜を計測するために高所作業を余儀なくされていた
計測工の存在が不要となる結果として、作業者に高所作
業を強いる必要性が無くなり、作業の安全性が向上す
る。

【００１９】本発明において、ケーソン圧入に先だっ
て、ケーソン圧入現場について予め収集されたデータを
入力する工程と、入力されたデータに基いて演算処理を
行い、圧入沈設計算書、使用する油圧機器の選定・工事
の見積書、或いは沈下理論関係図等を作成する様に構成
すれば、当該各種理論データを自動的に算出・作成する
ことが出来ると共に、当該理論データと実測データとを
比較して、精度の高い制御を実現出来る。

【００２０】また本発明において、計測結果を読み込む
際に、ケーソン躯体の圧入時において該躯体に対して浮
力として作用する水圧と、刃口金物が施行地盤に対して
作用する反力と、ケーソン躯体圧入の際における周囲の
地盤との摩擦力とを計測し、載荷力を決定するに際して
は、ケーソン躯体の傾斜及びレベルのみならず、前記水
圧、反力、摩擦力をも考慮して決定する様に構成すれ
ば、従来計測されていなかった刃口荷重、周面摩擦、水
圧等を計測して、それを考慮した制御を行うため、ケー
ソン圧入現場の状況にきめ細かく対応した精度の高い
（ケーソン圧入作業の）制御を実現出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、主として図１−図６を参照
しつつ、本発明の実施形態について説明する。

【００２２】図１において、ケーソン躯体は全体を符号
２０で示されており、その下縁部には刃口金物２２が設
けられている。このケーソン躯体２０には、ケーソン躯
体を圧入するためのユニットである油圧ジャッキ２４が
設けられており、油圧ジャッキ２４における油圧は圧油
供給ラインＬ１を介して油圧ユニット２６から供給され
る。そして、油圧ユニット２６からの吐出圧力は、油圧
圧力計２８（油圧を計測する手段）によって計測され
る。油圧圧力計２８により計測された油圧圧力は、信号
伝達ラインＣＬ−１を介して計測ユニットＵ１に送出さ
れる。なお、図１では１対のみ示されてはいるが、油圧
ジャッキ２４はケーソン躯体２０の少なくとも４隅部に
１対ずつ配置されている。勿論、４隅部に加えて、或い
は４隅部に配置することに代えて、油圧ジャッキ２４を
ケーソン躯体の４隅部以外の箇所に配置することも可能
である。

【００２３】ケーソン躯体２０には、さらに、ケーソン
躯体２０の傾斜を自動計測する手段である傾斜計３０
と、躯体の圧入沈下量をレベル計測により認識するため
の沈下計３２（例えばワイヤ式沈下計：ケーソン躯体の
レベルを自動計測する手段）と、水圧計３４と、刃口金
物２２が施行地盤に対して作用する載荷力を計測する刃
口荷重計３６と、ケーソン躯体２０圧入の際に周囲の地
盤との摩擦力を計測する周面摩擦計３８、とを有してい
る。

【００２４】ここで、前記水圧計３４で計測された水圧
は、ケーソン躯体の圧入時において該躯体に対して浮力
として作用する。また、刃口荷重計３６、周面摩擦計３
８によって得られたデータは、ケーソン圧入作業現場の
地層状態を調査するデータとなる。

【００２５】傾斜計３０と、水圧計３４と、刃口荷重計
３６と、周面摩擦計３８の計測結果は、信号伝達ライン
ＣＬ−２を介して、計測ユニットＵ１へ送出される。

【００２６】計測ユニットＵ１は、ケーソン躯体２０の
圧入現場から各種データを受信する複数の現場ターミナ
ルを有しており、図１では符号４０により複数の現場タ
ーミナルを代表して表現している。そして、信号伝達ラ
インＣＬ−１により伝達される前記油圧圧力計２８の計
測結果は現場ターミナル４０−１により受信され、信号
伝達ラインＣＬ−２にリ伝達される前記傾斜計３０、水
圧計３４、刃口荷重計３６、周面摩擦計３８の計測結果
は、それぞれ、現場ターミナル４０−２…で受信される
（図示の簡略化のため、図１では現場ターミナル４０−
２のみを示す）。なお、ワイヤ式沈下計３２の計測結果
の伝達については、図２を参照して後述する。

【００２７】現場ターミナル４０に受信された各種計測
結果は、伝達ラインＢ−１、データロガー４２、伝達ラ
インＢ−２を介して計測コンピュータ５０に送られる。
このコンピュータ５０は、作業日報を作成するためにプ
リンタ５２を備えている。ここで、作業日報の媒体は紙
に限定されるものではなく、フロッピーディスク（Ｆ
Ｄ）、光磁気ディスク（ＭＯ）の場合もあるので、計測
コンピュータ５０には、フロッピーディスクドライブ或
いは光磁気ディスクドライブも設けられている。

【００２８】計測コンピュータ５０により所定の処理が
為された後、計測結果は計測データとして、伝達ライン
Ｂ−３を介して制御ユニットＣＵの制御コンピュータ６
０に送られる。また、各種計測手段の計測結果は、信号
伝達ラインＣＬ−４、制御入力処理シーケンサ６２、伝
達ラインＢ４から成るデータ入力経路を介して、制御コ
ンピュータ６０へ送られる。

【００２９】制御コンピュータ６０は、入力されたデー
タに基いて、ケーソン躯体２０に設けられた油圧ジャッ
キ２４の各々について、油圧圧力をどの程度付加すれば
良いかを決定し、その決定結果を制御信号として、信号
伝達ラインＣＬ−３を介して、油圧ユニット２６に送出
する。

【００３０】ケーソン躯体の圧入現場及び計測ユニット
Ｕ１について、主として制御システムに関連する部分に
ついて、図２を参照しつつ、さらに説明する。

【００３１】図２において、油圧圧力計２８と、傾斜計
３０と、水圧計３４と、刃口荷重計３６と、周面摩擦計
３８の計測結果は、複数の接点を有するスイッチボック
スを有する現場ターミナル４０、施行現場側対電端子盤
４４、計測ユニット側対電端子盤４６、データロガー４
２を介して、計測コンピュータ５０のインターフェース
６３に入力される。一方、沈下計３２の検出結果は、信
号伝達ラインＣＬ−６、回転／パルスデジタルパネルメ
ータ６４、信号伝達ラインＣＬ−７、切換器６６、信号
伝達ラインＣＬ−８を介して、計測コンピュータ５０の
シリアルポート６８へと入力される。

【００３２】図２において、計測コンピュータ５０に入
力された各種検出結果は、信号伝達ラインＣＬ−９を介
して、ケーソン躯体２０（図１）の圧入作業現場に配置
されたディスプレイ７０に表示される。それと共に、計
測コンピュータ５０に入力された各種検出結果は、伝達
ラインＢ３を介して制御コンピュータ６０へ送られる。
そして、油圧ユニット２６（図１：図２では図示せず）
に対する制御信号が、信号伝達ラインＣＬ−３を介して
出力される。さらに、計測コンピュータ５０には、作業
日報（紙）を作成するためのプリンタ５２が設けられて
いると共に、作業日報作成に必要なデータを保存するた
めのディスクドライバ６７、６９が設けられている。

【００３３】次に、図３−図６を参照して、図１、図２
で説明したシステムを用いて行われるケーソン躯体の圧
入作業について述べる。

【００３４】圧入作業の施行する前段階において、作業
現場の地盤に関するボーリングデータであって且つ予め
準備されていたボーリングデータを用いて、例えば前記
計測コンピュータ５０或いは制御コンピュータ６０によ
り、ケーソン躯体２０を圧入沈設する際における各種理
論値を演算する必要がある。実測値或いはそれに基いて
演算・決定された数値と前記理論値とを比較して、ケー
ソン躯体２０に対する載荷力を高精度に決定するフィー
ドバック制御を行うためである。これに従って、ケーソ
ン圧入作業現場において圧入作業を施行する以前に、圧
入作業現場の地盤に関するボーリングデータに基いて、
圧入作業を制御するのに必要な各種数値の理論値を演算
し、或いは決定する（図３のステップＳ１）。

【００３５】計算された各理論値は、例えば計測ユニッ
トＵ１におけるプリンタ５２を用いてプリントアウトさ
れ、「圧入沈設計算書」として施主側に提出される（図
３のステップＳ２）。その様な「圧入沈設計算書」の１
例を、図１７に示す。なお、図示はされていないが、同
様に工事に使用する油圧機器の選定・工事の見積書を作
成することも出来る。

【００３６】ここで圧入沈設計算書は、図１７で示す様
な紙にプリントアウトされたものには限定されず、フロ
ッピーディスクや光磁気ディスクの様な各種記憶媒体に
収納することも可能である。そして、紙以外の媒体に前
記圧入沈設計算書或いは工事に使用する油圧機器の選定
・工事の見積書を記録する場合には、対応するドライブ
６７、６９が使用される。

【００３７】なお、圧入沈設計算書のみならず、図１８
で示す様な「ケーソン沈下理論関係図」も、前記ボーリ
ングデータや施工現場で圧入作業前に得ることが出来る
各種データを用いて、図３のステップＳ２において作成
し、施主側に提出することが出来る。

【００３８】図３を参照して説明された圧入沈設計算書
（或いは工事に使用する油圧機器の選定・工事の見積
書）、ケーソン沈下理論関係図の作成及び提出が完了し
た後に、ケーソン躯体２０（図１）の圧入作業が行われ
る。次に圧入作業について、図４を参照して説明する。

【００３９】圧入作業を行うに際しては、先ず、図７−
図９を参照して前述した従来技術で行われていたのと同
様な作業（アンカー１の打設、皿板３及び刃口金物２２
の据付、１ロット構築）を行い、ケーソン躯体２０の圧
入が可能な状態にせしめてから、圧入を開始する（図
４：ステップＳ１１）。

【００４０】次に、圧入作業現場に配置された油圧圧力
計２８、傾斜計３０、沈下計３２、水圧計３４、刃口荷
重計３６、周面摩擦計３８の計測結果を読み取り、制御
用コンピュータ６０へ送出する（図４：ステップＳ１
２）。ここで、各計測手段の計測結果の読取、すなわち
図４のステップＳ１２で示す作業の具体的な内容、或い
は計測ユニットＵ−１に関する構成については、図５に
おいて後述する。

【００４１】再び図４において、各計測手段の計測結果
を読み取ったならば（ステップＳ１２が終了したなら
ば）、傾斜計３０及び沈下計３２の計測結果、すなわち
圧入作業を行っているケーソン躯体２０の傾斜と、ケー
ソン躯体２０の圧入沈下量から、当該ケーソン躯体の圧
入状態を把握する。そして、ケーソン躯体の傾斜或いは
沈下量を制御するべく、制御用コンピュータ６０から油
圧ユニット２６に対して制御信号が送出され、油圧ユニ
ット２６或いはケーソン躯体２０に設けられた油圧ジャ
ッキ２４（図１）に供給される圧油の供給量（或いは、
当該ジャッキ２４が発揮する油圧圧力）が制御され、ケ
ーソン躯体２０に作用させるべき載荷力が制御される
（図４：ステップＳ１３）。

【００４２】ここで、ケーソン躯体２０圧入時における
各種計測手段の計測結果（圧入作業における各種パラメ
ータ）の読み取り（ステップＳ１２）と、油圧ジャッキ
２４の油圧圧力の制御（ステップＳ１３）は、ケーソン
躯体２０の圧入作業中にリアルタイムで行われる。その
ため、圧入作業における各種パラメータの読み取りがリ
アルタイムで行うことが不可能な従来技術の様な問題
は、一切生じない。

【００４３】図４では明確に図示されてはいないが、油
圧ユニット２６の制御に際して、油圧圧力計２８により
その時点における油圧圧力を計測し、制御用コンピュー
タ６０で決定した通りの数値となっているか否かを確認
して、制御の精度を高めているのである。

【００４４】明確には図示されてはいないが、ステップ
Ｓ１３において油圧ユニット２６を制御してケーソン躯
体２０に作用させるべき載荷力を制御するに際しては、
圧入時においてケーソン躯体に対して浮力として作用す
る水圧（水圧計３４の計測結果）と、刃口金物２２が施
行地盤に対して作用する反力（刃口荷重計３６の計測結
果）と、ケーソン躯体２０圧入の際に周囲の地盤との摩
擦力（周面摩擦計３８の計測結果）をも考慮して、ケー
ソン躯体２０の圧入に必要な圧力を制御することが出来
る。これにより、施工現場における条件に沿った現実的
且つ精度が高い制御が実現するのである。

【００４５】次に、ステップＳ１４において、油圧ジャ
ッキ２４における油圧圧力が設定値に到達したか否かを
判定する。或いは、ケーソン躯体２０が所定時間以上に
亘って変動せずに、停止したままの状態を保っているか
否かを判定する。

【００４６】ケーソン躯体２０の圧入作業は未だに終了
していない場合には、油圧ジャッキ２４における油圧圧
力は設定値に到達しておらず、且つ、ケーソン躯体２０
が変動しない状態が所定時間未満である（ステップＳ１
４がＮｏの状態）。その場合にはステップＳ１２に戻
り、ケーソン躯体２０の圧入作業を続行する。すなわ
ち、油圧圧力計２８、傾斜計３０、沈下計３２、水圧計
３４、刃口荷重計３６、周面摩擦計３８の計測結果を再
び読み取り、制御用コンピュータ６０へ送出する。

【００４７】一方、ケーソン躯体２０が所定深度まで圧
入され、ケーソン躯体の圧入作業が完了すれば、油圧ジ
ャッキ２４における油圧圧力が設定値に到達し、且つ、
ケーソン躯体２０が変動しない状態となる（ステップＳ
１４がＹｅｓの状態）。上述した内のいずれか一方の条
件を充足したならば（ステップＳ１４がＹｅｓ）、ケー
ソン圧入作業が完了したと判断して、油圧ジャッキ２４
に作用する油圧圧力を低下させ（ステップＳ１６）、圧
入作業或いは圧入工程を終了する（ステップＳ１６）。

【００４８】なお、「圧入作業」そのものは、上述した
ステップＳ１２−Ｓ１４が該当する。

【００４９】上述した図４のステップＳ１２に関連し
て、各種データ（圧入作業の各種パラメータ）を読み取
る計測ユニットＵ１について、図５を参照してさらに詳
細に説明する。

【００５０】圧入作業の各種パラメータを読み取るため
には、現場においてケーソン躯体２０の圧入作業が行わ
れる以前に、上述した各種計測手段（油圧圧力計２８、
傾斜計３０、沈下計３２、水圧計３４、刃口荷重計３
６、周面摩擦計３８）を、所定位置に設置しなければな
らない（図５：ステップＳ２１）

【００５１】そして、図７−図９で示す工程が完了した
後（ケーソン躯体の１ロット構築後）、圧入・掘削を開
始する（図１０で示す工程を開始する）と同時に上述し
た計測手段による計測結果の読取を開始して、油圧圧力
計２８、傾斜計３０、沈下計３２、水圧計３４、刃口荷
重計３６、周面摩擦計３８による計測を開始する（図
５：ステップＳ２２）。

【００５２】図１、図２を参照して説明した様な態様に
て、油圧圧力計２８、傾斜計３０、沈下計３２、水圧計
３４、刃口荷重計３６、周面摩擦計３８の計測結果（圧
入作業データ）は、読取ユニットＵ１の計測コンピュー
タ５０が読み取り、読み取られたデータは計測コンピュ
ータ５０のディスクドライバ６７、６９のハードディス
クＨＤ或いは光磁気ディスクＭＯに保存される（ステッ
プＳ２３）。

【００５３】この際に、施工現場におけるディスプレイ
７０や、計測ユニットＵ１における計測用コンピュータ
５０のディスプレイには、図１９で示す様な計測画面が
表示される。

【００５４】ここで、圧入作業データを読み込む間隔
は、例えば３−５秒程度である。しかし、計測点数の多
寡により、当該間隔は短縮或いは延長され得る。また、
圧入作業データの保存間隔は、１０秒−２４時間の範囲
で変更可能である。通常、油圧ジャッキ２４により圧入
が行われている際には、圧入作業データ保存間隔は１５
秒−６０秒程度であり、掘削が行われている際には（図
１０、図１２参照）、該保存間隔は１０分程度であり、
新たなロット構築等（図９、図１１参照）においてケー
ソン躯体２０が停止している場合には、該保存間隔は１
時間程度に設定される。圧入作業データの変動に対応し
て設定されるのである。

【００５５】ステップＳ２３の計測及びデータ読込工程
は、ケーソン躯体１ロットについて圧入作業が完了する
まで（ステップＳ２４がＹｅｓ）続けられる。換言すれ
ば、ケーソン躯体１ロットについて圧入作業が行われて
いる間は、ステップＳ２４がＮｏのループを繰り返すこ
ととなる。

【００５６】ケーソン躯体１ロットについて圧入作業が
完了したならば（ステップＳ２４がＹｅｓ）、施主側に
提出するべき「ロット報」を出力（プリントアウト）す
る（ステップＳ２５）。１日の作業が終了したならば
（ステップＳ２６がＹｅｓ）、施主側に提出するべき
「作業日報」を出力（プリントアウト）する。なお、作
業日報の一例を図２０で示す。

【００５７】次に、ステップＳ２８において、全てのロ
ットについて圧入作業が終了したか否か（当該現場のケ
ーソン圧入作業が終了したか否か）を判断する。全ロッ
トについて圧入作業が終了していなければ（ステップＳ
２８がＮｏ）、次のロットについて作業を行うべく機材
を設置する（ステップＳ２９）。換言すれば、当該現場
のケーソン圧入作業が終了するまで、ステップＳ２８が
Ｎｏのループを繰り返すのである。

【００５８】全てのロットについてケーソン躯体圧入作
業が完了したならば（ステップＳ２８がＹｅｓ）、圧入
作業における各種パラメータの計測を終了し（ステップ
Ｓ３０）、計測手段等を撤去する（ステップＳ３１）。

【００５９】ここで、ケーソン躯体圧入作業が完了した
後や、その他において、保存された各種データの確認が
必要となる場合が存在する。その様な場合に対処する割
り込みルーチンが図２１に示されている。図２１におい
て、保存された各種データの確認が必要となる場合には
（ステップＳ４１がＹｅｓの場合）、図５のステップＳ
２３に示す工程でＨＤ、ＭＯに記憶されたデータを呼び
出して、計測コンピュータ５０により表示すれば良い
（図２１：ステップＳ４２）。

【００６０】図６は、図１−図５で説明したケーソン圧
入作業の全体を概説している。先ず、土質データ（ボー
リングデータ等）を確認し（ステップＳ５１）、圧入沈
設計算書を作成する（ステップＳ５２）。このステップ
Ｓ５１、Ｓ５２は、図３のステップＳ１に対応する。

【００６１】そして、必要な器材を選定し（ステップＳ
５３）、現場施工に取りかかり（ステップＳ５４）、必
要な各種機材を設置する（ステップＳ５５：図５のステ
ップＳ２１に対応）。

【００６２】次に、ケーソンのロットを構築し（ステッ
プＳ５６：図９に対応）、掘削を行う（ステップＳ５
７：図１０参照）。ここで、ステップＳ５７の掘削は、
ステップＳ５６で構築したロットが圧入出来る程度まで
（ステップＳ５８がＹｅｓ）行われる。

【００６３】ロットが圧入出来る程度まで堀削がおこな
われると（ステップＳ５８がＹｅｓ）、油圧ジャッキ２
４を作動してケーソン躯体が圧入される（ステップＳ５
９）。この圧入は、油圧ジャッキ２４によりケーソン躯
体を圧入・沈下することが可能である間は（ステップＳ
６０がＹｅｓのループ）、継続される。そして、油圧ジ
ャッキ２４による圧入が出来なくなると（ステップＳ６
０がＮｏ）、当該ロットにおける圧入が終了したか否か
を判断する（ステップＳ６１）。

【００６４】ステップＳ６１において、当該ロットにお
ける圧入が終了していなければ（ステップＳ６１がＮ
ｏ）、ステップＳ５７−Ｓ６１のループを繰り返す。一
方、当該ロットにおける圧入が終了したならば（ステッ
プＳ６１がＹｅｓ）、当該ロットが最終ロットであるか
否かを判断する（ステップＳ６２）。

【００６５】ステップＳ６２において、当該ロットが最
終ロットでなければ（ステップＳ６２がＮｏ）、ステッ
プＳ５６−Ｓ６２のループを繰り返す。当該ロットが最
終ロットならば（ステップＳ６２がＹｅｓ）、図示の実
施形態を構成する各種器材を除去し（ステップＳ６３：
図５のステップＳ３１に相当）、底盤コンクリートを打
設する（ステップＳ６４：図１４に対応）。

【００６６】なお、図６のステップＳ５９、Ｓ６０にお
いては、制御ユニットＣＵが可動しており、ステップＳ
５１−５２、Ｓ５６−６２では計測ユニットＵ１が可動
している。

【００６７】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的内容を限定する趣旨の記載ではない旨を
付記する。

【００６８】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。 （１） 本発明によれば、ケーソン圧入作業において、
作業の各種パラメータに関する計測値がディスプレイ等
により、ケーソン躯体の状態がリアルタイムに把握する
ことが出来る。 （２） 計測値或いはデータが、随時記憶・保存され
る。 （３） 作業前に予め設定されたデータを入力すること
により、圧入沈設計算書（或いは使用する油圧機器の選
定・工事の見積書）や沈下理論関係図等の各種理論デー
タを算出・作成することが出来ると共に、当該理論デー
タと実測データとを比較しつつ制御を行うことにより、
精度の高い制御を実現出来る。 （４） ケーソンの傾斜、沈下量の計測が自動的に行わ
れ、計測工が不要となる。 （５） 作業者に高所作業を強いる必要性が無くなり、
作業の安全性が向上する。 （６） 油圧ユニットの吐出圧力とケーソン躯体に対す
る載荷力とがリアルタイムにて演算・表示される。 （７） 油圧ユニットやグリップ装置を有する制御シス
テムと組み合わせることにより、ケーソン圧入作業にお
ける自動制御が実現出来る。 （８） 従来計測されていなかった刃口荷重、周面摩
擦、水圧等を計測して、それを考慮した制御を行うこと
により、現場の状況にきめ細かく対応した精度の高い
（ケーソン圧入作業の）制御を実現出来る。 （９） 圧入沈設計算書（使用する油圧機器の選定・工
事の見積書）、作業日報、ロット報、計測画面等を自動
的に出力出来るので、それ等の作成に費やされる労力が
節約される。 （１０） 電話回線その他の通信媒体を介して、遠隔地
よりケーソン圧入作業現場における計測値を確認するこ
とが出来る。 （１１） 各種仕様（例えば、建設ＣＡＬＳ等）に容易
に対応することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示すブロック図。

【図２】図１の実施形態において、計測手段と計測ユニ
ットを詳細に示すブロック図。

【図３】本発明の１実施形態において、圧入作業施工前
の処理を示すフローチャート。

【図４】本発明の１実施形態におけるケーソン圧入作業
を示すフローチャート。

【図５】図４で示すケーソン圧入作業における作業パラ
メータの読取を詳細に示すフローチャート。

【図６】図１−図５で説明したケーソン圧入作業の概要
を示すフローチャート。

【図７】ケーソン圧入作業の１工程を示す図。

【図８】ケーソン圧入作業の図７に連続する工程を示す
図。

【図９】ケーソン圧入作業の図８に連続する工程を示す
図。

【図１０】ケーソン圧入作業の図９に連続する工程を示
す図。

【図１１】ケーソン圧入作業の図１０で示す工程以降の
１工程を示す図。

【図１２】ケーソン圧入作業の図１１に連続する工程を
示す図。

【図１３】ケーソン圧入作業の図１２で示す工程以降の
１工程を示す図。

【図１４】ケーソン圧入作業の図１３に連続する工程を
示す図。

【図１５】従来のケーソン圧入作業を示すブロック図。

【図１６】従来のケーソン圧入作業で用いられる傾斜計
測手段の１例を示す図。

【図１７】圧入沈設計算書の１例を示す図。

【図１８】ケーソン沈下理論関係図の１例を示す図。

【図１９】計測画面の１例を示す図。

【図２０】作業日報の１例を示す図。

【図２１】保存された各種データの確認が必要となる場
合に対処する割り込みルーチンを示すフローチャート。

【符号の説明】

１…アンカー鋼材 ２…一次掘削により土壌を除去した領域 ３…皿板 ４…刃口金物 ５、７、８、２０…ケーソン躯体 ６、２４…油圧ジャッキ Ｂ…グラブバケット １２、３０…傾斜計測手段 １３…レベル計測手段 １４、２８…油圧ゲージ １６…水盛り管 １７…スケール ４、２２…刃口金物 Ｌ１…圧油供給ライン ２６…油圧ユニット ＣＬ−１…ＣＬ−９…信号伝達ライン Ｕ１…計測ユニット ３２…ワイヤ式沈下計 ３４…水圧計 ３６…刃口荷重計 ３８…周面摩擦計 ４０…現場ターミナル Ｂ−１…Ｂ−４…伝達ライン ４２…データロガー ５０…計測コンピュータ ５２…プリンタ ＣＵ…制御ユニット ６０…制御コンピュータ ６２…制御入力処理シーケンサ ４４、４６…施行現場側対電端子盤 ６３…計測コンピュータのインターフェース ６４…回転／パルスデジタルパネルメータ ６６…切換器 ６８…シリアルポート ７０…圧入作業現場に配置されたディスプレイ ６７、６９…ディスクドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠 山 誠 司 東京都千代田区四番町五番地九 トピー工 業株式会社内 (72)発明者 椋 田 浩 樹 神奈川県横浜市中区山下町252 トピー建 設株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーソン躯体の傾斜を自動計測する手段
   の計測結果及びケーソン躯体のレベルを自動計測する手
   段の計測結果を読み込む工程と、該工程により読み込ま
   れたケーソン躯体の傾斜及びレベルを作業データとして
   表示手段に表示する工程と、前記工程により読み込まれ
   たケーソン躯体の傾斜及びレベルからケーソン躯体に付
   加するべき載荷力を決定し、且つ、ケーソンを圧入する
   手段に対して前記決定された載荷力に対応する制御信号
   を出力する工程と、前記工程により読み込まれたケーソ
   ン躯体の傾斜及びレベルをデータとして保存する工程、
   とを含むことを特徴とするケーソン圧入工法。
2. 【請求項２】 ケーソン圧入に先だって、ケーソン圧入
   現場について予め収集されたデータを入力する工程と、
   入力されたデータに基いて演算処理を行い、圧入沈設計
   算書を作成する工程を有する請求項１のケーソン圧入工
   法。
3. 【請求項３】 前記計測結果を読み込む工程で、ケーソ
   ン躯体の圧入時において該躯体に対して浮力として作用
   する水圧と、刃口金物が施行地盤に対して作用する反力
   と、ケーソン躯体圧入の際における周囲の地盤との摩擦
   力、とを読み込み、前記載荷力を決定するに際しては、
   該水圧、反力、摩擦力をも考慮して決定が行われる請求
   項１、２のいずれかのケーソン圧入工法。
4. 【請求項４】 ケーソン躯体の傾斜を自動計測する手段
   と、ケーソン躯体のレベルを自動計測する手段と、これ
   等の計測手段の計測結果を読み込む手段と、該読み込む
   手段により読み込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベル
   を作業データとして表示する表示手段と、制御手段とを
   備えており、該制御手段は、読み込まれたケーソン躯体
   の傾斜及びレベルからケーソン躯体に付加するべき載荷
   力を決定し、且つ、ケーソンを圧入する手段に対して前
   記決定された載荷力に対応する制御信号を出力すると共
   に、前記読み込まれたケーソン躯体の傾斜及びレベルを
   データとして保存する様に構成されていることを特徴と
   するケーソン圧入装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、ケーソン圧入に先だっ
   て、ケーソン圧入現場について予め収集されたデータに
   基いて演算処理を行い、圧入沈設計算書を作成する様に
   構成されている請求項４のケーソン圧入装置。
6. 【請求項６】 前記計測結果を読み込む工程で、ケーソ
   ン躯体の圧入時において該躯体に対して浮力として作用
   する水圧を計測する水圧計測手段と、刃口金物が施行地
   盤に対して作用する反力を計測する刃口荷重計測手段
   と、ケーソン躯体圧入の際における周囲の地盤との摩擦
   力を計測する摩擦力計測手段とを含み、前記制御手段
   は、載荷力を決定するに際しては、ケーソン躯体の傾斜
   及びレベルのみならず、前記水圧、反力、摩擦力をも考
   慮して決定する様に構成されている請求項４、５のいず
   れかのケーソン圧入装置。