JP2005264505A

JP2005264505A - 杭打ちの施工管理方法

Info

Publication number: JP2005264505A
Application number: JP2004076355A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kimura; 木村普; Sadakazu Morii; 森井定和; Yukinobu Oda; 織田幸伸; Yuuki Yoshimura; 吉村友希
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】容易かつ安価に実施できる杭打ちの施工管理方法を提供すること。
【解決手段】杭４の貫入量６２及びリバウンド量６１を計測しておこなう杭打ちの施工管理方法において、杭４の周面４１に直交して突出する反射板１を取り付け、前記反射板１と所定の間隔を置いた上方または下方に設置したレーザー変位計２によって前記反射板１との距離を逐次計測してレコーダ３に記録し、計測した結果から杭の貫入量及びリバウンド量を求めておこなう方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、杭の支持力を確認するために杭の貫入量及びリバウンド量を計測しておこなう杭打ちの施工管理方法に関するものである。

鋼管杭や既製杭の頭部を油圧ハンマやディーゼルハンマで叩いて地盤に打ち込む打込み杭工法においては、杭の先端が支持地盤に到達したと予想される地点から、逐次、打撃による杭の貫入量及びリバウンド量を計測して杭の支持力を確認する。
この貫入量及びリバウンド量を計測する方法として、最も古くから行われている方法は、杭の表面に貼り付けた記録紙に鉛筆を突き立てて上下動する杭の変位を記録する方法である。
また、特許文献１に開示されているように、杭の周面に目印を付けてその目印の動きを固体カメラで撮影し、撮影した目印の軌跡を解析することによって貫入量及びリバウンド量を計測する方法もある。
さらに、特許文献２〜４に開示されているように、杭の軸方向と直交する方向からレーザー光を照射して、移動する杭の周面からの散乱光の周波数が移動速度に比例してシフトするというドップラー効果を利用した杭の貫入量及びリバウンド量の計測方法もある。
特開平５−１４１８号公報特開平９−４１３７４号公報特開平９−２２８３７０号公報特開平１０−１６０４４６号公報

前記した従来の杭打ちの施工管理方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞記録紙と鉛筆によって記録する方法では、作業員がハンマの下に立つことになり、安全上の問題がある。また、水中に打設される場合や、構造物下で作業員が入り込むスペースがない場合は実施できない。
＜２＞特許文献１に開示されている方法では、杭の周面を側方の離れた場所から撮影することになるため、視界の悪い場合は適用できない。また、水上から杭を打設する場合は固体カメラを船舶に設置することになるが、船舶が動揺すると目印が固定カメラの視界から外れて撮影できなくなる。
＜３＞特許文献２〜４に開示されている方法では、杭の側方からレーザー光を照射する。このため、杭とレーザー発信機の間に障害物がある場合は測定ができない。

上記のような課題を解決するために、本発明の杭打ちの施工管理方法は、杭の貫入量及びリバウンド量を計測しておこなう杭打ちの施工管理方法において、杭の周面に直交して突出する反射板を取り付け、前記反射板と所定の間隔を置いた上方または下方に設置したレーザー変位計によって前記反射板との距離を逐次計測してレコーダに記録し、計測した結果から杭の貫入量及びリバウンド量を求めておこなう方法である。ここで、前記反射板と前記レーザー変位計の間隔は25〜75cmの範囲に設定するのが好ましい。

本発明の杭打ちの施工管理方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞杭から突出する反射板を取り付けることによって、杭の軸方向の変位を比較的安価なレーザー変位計で計測することができる。
＜２＞反射板を着脱自在に構成することで、計測のし易い場所を選択することができ、容易かつ高精度の計測が可能になる。
＜３＞水中に埋没した杭の変位も計測することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞レーザー変位計
レーザー変位計２は、レーザー光２３を対象物に照射して、その反射光を受光素子２４で捉えることによって対象物との距離を測定する変位計である。その原理は三角測量を応用したものであって、投光用半導体レーザー２２と受光用のＣＣＤ素子またはＰＳＤ（光位置検出素子）によって構成する。
レーザー変位計２の半導体レーザー２２から投光されたレーザー光２３は、投光レンズ２５を通って対象物（反射板１）の表面で拡散反射する。そして、その反射光の一部を受光レンズ２６で集光して受光素子２４（ＣＣＤ素子またはＰＳＤ）上に結像させる（図２参照）。このため、反射板１の位置が変化すると拡散反射光の集光する角度が変化し、受光素子２４上の位置が移動する。この移動を検出することによって反射板１の変位量を測定する。

特に、受光素子２４にＣＣＤ素子を使用した場合、高精度な変位測定が可能になる。ＰＳＤは、結像の光量波形の重心を位置として認識するため、対象物の反射率や面粗度などの表面状態の影響によって受光量波形に変形が発生し、測定値に誤差を生じる可能性がある。これに対してＣＣＤ素子は、受光量波形のピーク値を検出することができるので、表面位置を正確に捉えて高精度な変位測定が可能になる。

＜２＞反射板
反射板１は、レーザー変位計２から照射されたレーザー光２３を反射させるための対象物である。反射板１は、杭４の周面４１に直交して突出するように取り付ける。
杭打ちの施工管理において計測する必要がある貫入量やリバウンド量は、杭４の軸方向の変位である。レーザー変位計２は、計測器に近づいたり遠ざかったりする対象物との距離を計測する機器であるため、杭４の変位に追従して移動する突起物を設ける必要がある。

そこで、杭４の周面４１（杭の軸方向）に対して直交方向に突出する反射板１を杭４に取り付ける。反射板１は、杭４の周面４１に溶接などで固定することもできるが、マグネット式の台座１１等に取り付けて杭４に対して着脱自在に構成するのが好ましい。すなわち、杭４の支持地盤への打ち込み長さは、地盤の状態などによって変化するため、予め設定していた位置が必ずしも計測に適した位置になるとは限らない。また、貫入量が大きくなる場合は、反射板１の位置を盛り替えなければならない場合もある。このため反射板１には、杭４の周面４１を傷つけずに容易に着脱が出来る取り付け手段を採用することが好ましい。

＜３＞レコーダ
杭４の貫入量やリバウンド量を測定する場合は、杭頭の打撃前から打撃後までの一定期間の杭４の変位を計測する必要がある。このため、レーザー変位計２で計測した計測値をレコーダ３に蓄積して、貫入量やリバウンド量の解析をおこなう。

以下、図面を参照しながら本発明の杭打ちの施工管理方法について説明する。

＜１＞計測装置の設置
例えば、水中に杭４を打設する場合、起重機船に取り付けたリーダに装着したハンマ５を使用して杭頭を打撃する。そして、杭４の先端が支持地盤に到達するあたり、または到達後に杭打ちを一旦中断し、反射板１を杭４の周面４１に取り付ける。
レーダー変位計２は、起重機船のリーダや足場などのいずれかの部位に固定した設置台２１に固定する。ここで、レーダー変位計２は、反射板１の上方または下方に25〜75cmの範囲で間隔を置いて設置するのが好ましい。なお、反射板１とレーダー変位計２の位置は相対的な位置であるため、先に取り付けた方に合わせてもう一方の位置を調整すればよい。
また、本発明で使用する計測装置は、反射板１とレーダー変位計２の間の屈折率が変化しなければ適用できるので、両方とも水中にある場合の計測も可能である。

＜２＞杭変位の計測
支持地盤付近まで打ち込んだ杭４の打撃中の変位を逐次計測する。計測した結果は図３に示したように経過時間と変位の関係で示すことができる。図３は、杭頭を１０回打撃したときの記録である。図３のなかで突出した山が表示されている部分が１回の打撃に対する波形であり、その一つを拡大した図が図４である。
図４の波形を見ると、左側の一番高い山が打撃直後の山であり、２つ目の山を過ぎると徐々に減衰して山の高さが低くなることがわかる。この打撃後に収束する位置より高い山がリバウンド量６１であり、打撃前の位置と収束時の位置の差が貫入量６２となる。また、２番目の山と谷の差６３は、反射板１またはレーザー変位計２を設置した設置台２１の揺れであると考えられる。また、全体を通して発生している一番小さな波６４は電気的なノイズと考えられる。

反射板１または設置台２１の揺れによって生じる差６３は変位としては大きいが、杭４の貫入量６２やリバウンド量６１の計測に影響を与えるものではない。また、起重機船の波浪による揺れの影響も、１０回打撃した平均値をとる場合には無視できるものといえる。また、これらの影響が無視できない場合は、データ上で取除くことも可能である。
上記したような方法で求めた貫入量とリバウンド量によって杭４の支持地盤の支持力を確認し、杭の打ち込み深さを決定する杭打ちの施工管理をおこなうことができる。

本発明の杭打ちの施工管理方法の実施例の説明図レーザー変位計の計測原理の説明図本発明の杭打ちの施工管理方法において計測された杭の変位と経過時間の関係を示した図１回の打撃前から打撃後の杭の変位と経過時間の関係を示した図

符号の説明

１・・・反射板
２・・・レーザー変位計
３・・・レコーダ
４・・・杭
６１・・リバウンド量
６２・・貫入量

Claims

杭の貫入量及びリバウンド量を計測しておこなう杭打ちの施工管理方法において、
杭の周面に直交して突出する反射板を取り付け、
前記反射板と所定の間隔を置いた上方または下方に設置したレーザー変位計によって前記反射板との距離を逐次計測してレコーダに記録し、
計測した結果から杭の貫入量及びリバウンド量を求めておこなう、
杭打ちの施工管理方法。
請求項１に記載の杭打ちの施工管理方法において、
前記反射板と前記レーザー変位計の間隔を25〜75cmとしたことを特徴とする、
杭打ちの施工管理方法。