JP2006274635A - 杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、住宅等の基礎を構成する杭の打込作業を行う際に、杭を正しい姿勢で打ち込むことを可能とする、杭打込姿勢監視装置を提供する。
【解決手段】 地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視装置Ｓであって、杭３の周りで、地盤面に対して略水平に配設される少なくとも二つの計測部材１を有し、計測部材１は略平行な二本の光線を照射する照射手段１０を備え、それぞれの計測手段から照射される二本の光線１３が互いに交差して、杭３の位置する適正範囲１４が形成され、杭３が適正範囲１４から外れたときに、杭３が不適性位置にあることを報知する報知手段を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法に関し、特に、地中に杭を回転圧入する際に杭の鉛直姿勢を確保し、精度良く打ち込むことを可能とする、杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法に関する。

住宅等の建物の基礎は、一般に、地盤を掘削し、そこに鉄筋からなる構造体を構築し、型枠を設置した後、コンクリートを打設して形成されている。
しかし、上記基礎では、施工に手間を有し、さらに、敷地外に廃棄される残土を多く生じるという問題があった。

また、リサイクルの観点から見ても、上記従来の基礎では、コンクリート部分と鋼材部分とを分離するのが容易ではなく、鋼材の再利用が難しいという問題があった。

そこで、地盤に鋼製の杭を打ち込み、この杭の上端部に鋼製の基礎横架材が接合されてなる建物基礎の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−０６４９７８号公報

上記特許文献１に開示された基礎構造を採用するときは、杭を所定位置に精度良く打ち込むことが好ましい。
このため、杭が適正な姿勢で打ち込まれているか否かを計測する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に開示された鋼管杭は、外側に設けられた筒部に姿勢計測装置を備え、筒部の軸心の方向を計測することで、鋼管杭の軸心の向きを把握し、その姿勢を計測するように構成されている。
特開平４−３５３１２２号公報（第２頁、図１）

しかし、上記特許文献２に開示された姿勢計測装置は、装置をそれぞれの鋼管杭に取り付ける必要があり、取り付けに手間がかかるとともに、コストが高くなるという問題があった。
また、照射光と反射光の位置で、杭の姿勢のズレが示されるが、杭の上部側で光による表示がなされるため、作業者にとって見づらいという不都合があった。

本発明の目的は、住宅等の基礎を構成する杭の打込作業を行う際に、杭を正しい姿勢で打ち込むことを可能とする、杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法を提供することにある。

前記課題は、請求項１に係る杭打込姿勢監視装置によれば、地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視装置であって、前記杭の周りで、地盤面に対して略水平に配設される少なくとも二つの計測部材を有し、前記計測部材は略平行な二本の光線を照射する照射手段を備え、前記それぞれの計測手段から照射される二本の光線が互いに交差して、前記杭の位置する適正範囲が形成され、前記杭が前記適正範囲から外れたときに、前記杭が不適性位置にあることを報知する報知手段を備えた、ことにより解決される。

本発明の杭打込姿勢監視装置は、計測部材から照射される二本の光線により杭が位置すべき適正範囲を形成する。そして、杭が地中に回転圧入されるときに、杭が不適正な姿勢となって適正範囲から外れたときは、このことを報知する機能を有する。

前記照射手段に対向する位置には受光手段が設けられ、前記受光手段で前記光線が受光されているか否かにより、前記杭が適正位置にあるか否かが判定される。

また、本発明の杭打込姿勢監視装置において、前記報知手段はランプの点灯または点滅による報知や、或いは、音声による報知を行う。これらの報知を受けて、即時に杭の姿勢補正を行うことが可能となる。

また、前記計測部材は支持体に配設され、ユニット化されているので、所定の杭の打込作業が終了した後は別の場所に移動させて、別の杭の打ち込み作業に用いることができる。
このように、本発明の装置は、複数の杭に共通して用いることができるので、コスト面において有利である。

前記二本の光線の間隔は変更可能とされている。したがって、様々な杭径に対応することが可能である。

さらに、前記適正範囲から前記杭が外れたときに、前記杭を地中に打ち込む打込手段において前記杭の保持状態の補正制御がなされるようにすると、杭が傾いたときに、自動的に杭の姿勢を補正することができ好適である。

杭の姿勢監視は次の方法により行う。すなわち、本発明の杭打込姿勢監視方法は、地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視方法であって、前記杭を打込位置に立設する工程と、前記杭の周りに、地盤面に対して略水平に配設される少なくとも二つの計測部材を配設する工程と、前記計測部材から略平行な二本の光線を照射する工程と、前記二本の光線が互いに交差して形成される範囲に前記杭が位置するように調整する工程と、前記杭を地中に打ち込む工程と、前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて前記杭が前記範囲から外れたとき、前記杭が不適性位置にあることを報知する工程と、前記杭の姿勢を補正する工程と、を備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明の杭打込姿勢監視装置は、杭の周りに計測部材が配設され、この計測部材から照射される光線で杭の適正位置を区画し、杭が適正位置から外れたときに不適正な姿勢になったとして、ランプの点灯や音声で報知するように構成されている。

作業者は報知を受けて、杭の姿勢が不適性になったことを把握し、杭の姿勢を随時補正することが可能となる。

また、杭打込姿勢監視装置はユニット化されており、複数の杭が打ち込まれる場合に、それぞれの杭の打ち込み位置に簡単に移動することができ、複数の杭の打ち込みに対応することができる。

また、計測部材で限定される適正範囲から前記杭が外れたときに、杭を地中に打ち込む打込手段において杭の姿勢を自動的に補正する制御がなされ、常に適正な姿勢で杭を打ち込むことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

図１乃至図５は、本発明に係る一実施形態を示すものであり、図１は本実施形態に係る杭打込姿勢監視装置の斜視図、図２は報知手段を示す説明図、図３は杭打込姿勢監視装置の構成を示すブロック図、図４は杭打込姿勢監視装置と報知手段での処理の流れを示すフローチャート、図５〜図７は打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。

本実施形態の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図１に示すように、計測部材１と、支持体としての支持台２と、を備えている。
杭打込姿勢監視装置Ｓは、住宅の基礎等を構成する杭３を地中に打ち込む際に、杭３が鉛直に打ち込まれるように、杭３の姿勢を監視する装置である。

杭打込姿勢監視装置Ｓは、杭３を打ち込む前に、杭３の周りに設置される。
支持台２は図１に示す一部の辺２ｇがねじ２ｈにより着脱可能とされているので、杭３の周りに配設するときは、支持台２は辺２ｇが取り外されたコ字状になっており、杭３の周りにはめ込むように設置される。
辺２ｇは、設置が終わったあとに、再度取り付けられる。

計測部材１は、赤外線センサ１０と、赤外線センサ１０の保持手段２０と、保持手段２０の位置調整手段３０と、を備えて構成されている。
赤外線センサ１０は、赤外線を出射する照射部１１と、照射部１１に対向して配置される受光部１２から構成されている。
本例では、受光部１２への赤外線入射がカットされると、検知信号を出力する遮光時オン型の赤外線センサを採用している。
なお、受光部１２に赤外線が入射すると検知信号を出力する入光時オン型の赤外線センサを採用することもできる。

本例では、計測部材１は、支持台２上に三組設けられている。計測部材１は、隣合う計測部材１の照射部１１から照射される光線１３が、互いに直交するように配設されている。

支持台２には水準器２ｂが設けられている。水準器２ｂは、支持台２の水平を測るための気泡管２ｃ、２ｄを備えている。
これらの気泡管２ｃ、２ｄにより、支持台２の前後左右の水平を出すことができる。
すなわち、気泡管２ｃ、２ｄの気泡が基準位置になっているとき、支持台２の上面の水平が保たれることになる。

支持台２は脚部２ｅに支持されており、この脚部２ｅに連結された支持棒２ｆに連結されて、地面から離間して保持されている。
脚部２ｅの先端は尖った形状となっており、この脚部２ｅを地面に対して押し込みながら調整することにより、支持台２の水平を容易に出すことが可能である。
支持台２が水平になることにより、計測部材１が地盤面に対して水平に設置される。

赤外線センサ１０は保持手段２０に保持されている。
赤外線センサ１０は、保持手段２０上の任意の位置に取り付け可能とされており、照射部１１から照射される二本の光線１３の間隔を適宜変更できるように構成されている。

二本の光線１３は、杭３の径が太くなるほど、間隔を広げて照射されるように設定される。逆に、杭３の径が小さくなるほど、光線の間隔は狭くされる。
これにより、様々な太さの杭３に対応することが可能となる。

また、保持手段２０は位置調整手段３０に連結されており、位置調整手段３０の操作により、位置の微調整を行うことができるように構成されている。

位置調整手段３０は、操作部３１と案内部３２を備えており、この案内部３２に保持手段２０が取り付けられている。
案内部３２は外周にねじが切られており、保持手段２０の係合部２１が、この案内部３２に螺合されている。
操作部３１を回動操作すると、案内部３２に沿って係合部２１が移動し、これにより保持手段２０の位置調整を行うことができる。

なお、本例では、図１の左右方向に位置する計測部材１ａには、赤外線センサ１０として、発光も受光も可能なタイプのものが搭載されている。
また、図１の上側に示される計測部材１ｂには、赤外線センサ１０の照射部１１が配設され、対向する位置に受光部１２が配設されている。

赤外線センサ１０の配置については、上記構成に限らない。例えば、計測部材１ａの一方に照射部１１を配設し、他方に受光部１２を配設した構成としても良い。
また、支持台２の辺２ｋにも計測部材１を設け、計測部材１ｂに配設される赤外線センサ１０を、受発光可能なタイプとし、赤外線を送受信する構成としても良い。

以下、赤外線センサ１０の作用について、より詳細に説明する。
照射部１１は赤外線の発光素子を備えてなり、この照射部１１から照射された赤外線により、杭３が位置すべき適正範囲が規定される。

照射部１１は一対に設けられており、二本の光線１３が照射される。光線１３は、互いに平行となるように照射される。
二本の光線１３の間隔は、打ち込まれる杭３の直径と同一か、或いは杭３の直径よりも若干広めになるように調整される。若干広めにするときは、杭３のずれ幅の許容範囲になるようにする。

隣り合う計測部材１の照射部１１から照射される光線１３は、互いに直交し、図１に示すように井桁形状を形成する。
光線１３が交差することにより、図１に斜線で示される範囲１４が規定される。このように光線１３により区画された範囲１４が、杭３の位置すべき適正位置となる。

照射部１１に対向する位置には受光部１２が設けられている。受光部１２は赤外線の受光素子を備えてなり、赤外線の受光を行う。杭３の姿勢が傾くと、適正範囲１２から外れて赤外線を遮ることとなり、受光部１２での受光がなされなくなる。
受光部１２への赤外線入射がカットされると、検知信号が出力される。

上記検知信号は報知手段に出力され、杭２の姿勢が不適正になったことが報知される。
図２は、本実施例で用いられる報知手段としての警報装置５を示す説明図である。
図示されているように、警報装置５は、複数のランプ５ｃを備えている。ランプ５ｃは、杭３の姿勢が前後左右のいずれかにずれたかを点灯により示すものである。

図３は、杭打込姿勢監視装置Ｓと警報装置５との間での信号のやりとりを示すブロック図である。
赤外線センサ１０と警報装置５とは有線または無線で接続されている。

杭３が適正な姿勢を保持しているとき、すなわち、光線１３で区画された範囲１４内にあるときは、照射部１１から照射された全ての光線１３が受光部１２で受光されている。

杭３が傾くなどして正しい姿勢が保持されなくなると、光線１３のいずれかが杭３により遮られる。
そうすると、受光部１２に光線１３が入射しなくなる。受光部１２は、光線１３が入射しなくなった時点で、検知信号を警報装置５へ出力する。

警報装置５には、受信部５ａ及び制御部５ｂが設けられている。受信部５ａ及び制御部５ｂは、例えばワンチップマイクロコンピュータから構成され、警報装置５の枠体５ｅに設けられている。受光部１２から出力された検知信号は、警報装置５の受信部５ａに受信され、受信部５ａから制御部５ｂに送信される。

制御部５ｂでは、受信した検知信号に基づいて、複数の受光部１２のうち、いずれの受光部１２からの検知信号であったかを判定する。
制御部５ｂは、検知信号に基づいて、ランプ５ｃを点灯または点滅させる。ランプ５ｃは四つ設けられており、検知信号に基づいて所定の位置のランプが点灯され、杭３をどの方向に動かせば良いかを導くように構成されている。

警報装置５は、杭打ち機のオペレータが視認できる場所に設置されている。オペレータはランプ５ｃの点灯を見ることにより、杭３をどの方向に姿勢変更すれば良いかを知ることができる。

本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図１に示すように鏡９を備えている。
鏡９は杭３を映し、杭３の様子をオペレータに伝達するものである。杭打ち機４のオペレータからは、鏡９を介して杭３の状態がわかるようになっている。
オペレータは鏡９を見ながら杭打ち機を操作し、杭３の姿勢を補正する。

なお、本例では、杭３の補正が必要となったときに、ランプ５ｃの点灯にあわせて、ブザー５ｄを鳴らすようにしている。
ブザー５ｄは、いずれかの受光部１２に光線１３が入射しなくなったときに、制御部５ｂの制御により所定の音声を出力する。
このとき、左、右、前、後それぞれについて、別々の音声を発するようにしても良い。

図４は警報装置５が作動するときの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１で受光部１２から検知信号が出力され、受信部５ａに入力される。
次いで、ステップＳ２で、受信部５ａから制御部５ｂに検知信号が送信される。
ステップＳ３では、制御部５ｂにより、いずれの受光部１２からの検出であったのかが判断される。

次いで、ステップＳ４で警報装置５が作動される。本例では、検知信号を発した受光部１２の位置に応じて、杭３をどの方向に動かせば良いかを示すランプ５ｃが点灯される。

次に、図５〜図７に基づいて、上記構成からなる杭打込姿勢監視装置Ｓを用いて、地中に打ち込まれる杭３の姿勢を監視する方法を説明する。
まず、図５に示すように、杭打ち機４のリーダ４ａに杭３を装着する。
リーダ４ａには駆動部４ｂが連結され、この駆動部４ｂにはキャップ４ｃが設けられている。

このキャップ４ｃに、杭３の頭部が接続される。また、杭３の下端部は、保持部材４ｄにより保持され、振れ止めが図られる。
杭打ち機４に杭３が装着されたら、杭３を打ち込む所定位置まで杭打ち機４を移動させる。

次いで、杭３の打込位置に杭３を立設させる。杭３は水準器等を用いて鉛直に立設される。
杭３が立設されたら、図６に示すように、杭３の周りに杭打込姿勢監視装置Ｓを配設する。なお、図６では理解を容易にするため、赤外線センサ１０については、照射部１１と受光部１２が相対して一つずつ配設された構成として示し、照射部をそれぞれ１１ａ〜１１ｄ、受光部をそれぞれ１２ａ〜１２ｄとして図示している。

杭打込姿勢監視装置Ｓは、支持台２が地盤面に対して略水平になるように配設される。また、照射部１１ａ〜１１ｄから照射される光線１３により区画される範囲１４に杭３が位置するように、照射部１１ａ〜１１ｄ及び受光部１２ａ〜１２ｄの位置が調整される。

杭打込姿勢監視装置Ｓが設置されたら、杭打ち機４により、地中へ向けて杭３を回転圧入する。
回転圧入を行っているときに、杭３が傾いて、杭３の姿勢が不適性なものとなると、図７に示すように、光線１３が杭３に遮られる。
図７の例では、照射部１１ａ及び照射部１１ｄから照射された光線１３が遮られている。

受光部１２ａ及び受光部１２ｄに光線１３が入射しなくなると検知信号が出力され、警報装置５に入力される。
警報装置５では、受光部１２ａ及び受光部１２ｄからの検知信号であることが確認される。
受光部１２ａ及び受光部１２ｄからの検知信号であるということは、すなわち、図７に示すＸ方向及びＹ方向に杭３の位置がずれたということである。
警報装置５は、杭３の姿勢を適正位置へ導くようにランプ５ｃを点灯させる。

受光部１２ａからの検知があった場合は「後」を示すランプが点灯され、受光部１２ｂからの検知があった場合は「前」を示すランプが点灯され、受光部１２ｃからの検知があった場合は「右」を示すランプが点灯され、受光部１２ｄからの検知があった場合は「左」を示すランプが点灯される。

図７の場合は、ランプ５ｃは、「左」と「後」を示すものが点灯される。杭打ち機４のオペレータは警報装置５の報知を受けて、杭打ち機４のリーダ４ａの傾きを調整し、杭３の姿勢を補正する。

以上のように、杭打込姿勢監視装置Ｓによって杭３の姿勢が監視され、杭３の適正な姿勢を常に保ちながら、杭３の打込作業が行われる。
このようにして、杭３を鉛直に打ち込むことが可能となる。

図８乃至図１０に、他の実施例を示す。本実施例では、杭３の姿勢が不適性になったときに、受光部１２から検知信号が出力され、この検知信号が杭打ち機４に有線または無線で送信され、杭３の姿勢が自動的に補正されるものである。

図８は、杭打込姿勢監視装置Ｓと杭打ち機４との間での信号のやりとりを示すブロック図である。
杭打ち機４では、受信部４ｇで検知信号が受信される。さらに、受信部４ｇからリーダ制御部４ｆに送信される。
リーダ制御部４ｆは検知信号を受けると、リーダ４ａの姿勢を制御する。

例えば、図７の状況では、リーダ制御部４ｆは、リーダ４ａを左方向及び後ろ方向に姿勢変更する。
上記制御を可能とするために、リーダ４ａの上端部または下端部に、リーダ４ａの姿勢変更装置４ｅが設けられている。

姿勢変更装置４ｅは、Ｘ方向及びＹ方向にリーダ４ａを移動させ、リーダ４ａの姿勢を変更するものである。
図９及び図１０は姿勢変更装置４ｅの一例を示す説明図である。姿勢変更装置４ｅは、例えば図９に示すように、リーダ４ａの側面に設けられ、リーダ４ａを押したり引いたりすることが可能な一対の伸縮部材から構成されている。伸縮部材は油圧等により作動される。
伸縮部材は軸線が直交するように配設され、リーダ４ａのＸ方向及びＹ方向の位置を調整可能とされている。

或いは、姿勢変更装置４ｅとして、図１０に示すように、リーダ４ａの上端部または下端部に、支点Ｆで軸支されており、支点Ｆ回りに所定向きに回動することにより、リーダ４ａの姿勢を変更可能な機構を設けても良い。
なお、リーダ４ａの姿勢を変更するのではなく、杭３の姿勢を直接変更する構成としても良い。

本実施例において、リーダ４ａまたは杭３の姿勢を補正するために、どれくらいの移動量で動かせば良いかについては、杭打込姿勢監視装置Ｓ側に、図示しないずれ量検出センサを設けておき、このセンサで検出された杭３の移動量に対応して予め決めておくと良い。

以上のようにして、杭３は適正な姿勢で地中に打ち込まれる。
なお、杭３の打ち止めは、杭３が所定深さまで打ち込まれた時点でなされる。
本例では、図１１乃至図１４に示す打止レベル確認装置６を用いて、杭３が適正深さまで打ち込まれたことを確認し、打ち止めを行うようにしている。

打止レベル確認装置６は、図１に示すように、杭打込姿勢監視装置Ｓの支持台２に設置されている。
打止レベル確認装置６は標尺８と組み合わせて使用されるものであり、図１１に示すように、標尺置き台６ａと、標尺支持部６ｂとを備えている。さらに、レベルアーム６ｃと、差し棒６ｄとを備えて構成されている。
レベルアーム６ｃは、ねじ６ｆを緩めることにより、保持部６ｇよりも下側に位置する部分が伸縮可能に構成されている。

ここで、杭３の打止レベルについて、図１２に基づいて説明する。
杭３は、地盤面（設計ＧＬ）から出る杭３の頭部が、所定突出量以下となるまで打ち込まれるように規定されている。

図１２では、説明のために起伏を大げさにして図示しているが、図示のように建築現場の地盤面ＧＬは全ての場所で同一であるとは限らない。
しかし、地盤面ＧＬに起伏があっても、全ての場所で、決められた十分な貫入量だけ杭３を打ち込み、さらに、杭３の上端部が同じ高さになるように打ち込まなければならない。

図１２の例では、最も低い地盤面に打ち込まれる杭３ａを基準とし、杭３ａの頭部が所定長さ以下となるように、杭３ａが地面から出る長さを設定している。図１２では杭３ａの地面から出る長さはＡ_１として設定されている。この長さＡ_１は規定された基準長さ以内に収まるものである。

その他の杭３ｂ、３ｃが打ち込まれる地盤面は、杭３ａが打ち込まれる地盤面よりも高いので、杭３ｂの地盤面からの突出長さＡ_２、杭３ｃの地盤面からの突出長さＡ_３のいずれも、規定された基準長さ内に収まることとなる。

打止レベル確認装置６は、各杭３ａ〜３ｃに対して、各杭３ａ〜３ｃが打止レベルに達したとき、差し棒６ｄが杭３ａ〜３ｃの上端部を差すように設置される。

打止レベル確認装置６の設置は次のようにして行う。
まず、任意の位置にレベル７を設置する。本例では、レベル７を、杭３ａが打ち込まれる地盤面上に設置している。
そして、レベル７による視準を行い、任意の高さを設定する。この高さを、第一の基準高さＨ_１とする。

図１２に示すように、各地点では、杭３の打止高さＨ_２（図１２では杭３の上端部）は、第一の基準高さＨ_１から距離ｈだけ下がった位置になっている。
第一の基準高さＨ_１と、距離ｈと、杭３ａ〜３ｃの突出長さＡ_１〜Ａ_３との関係は次式のようになる。

なお、ＢＭ（ベンチマーク）は建物の各部の高さを定める基準となる高さであり、本例ではＢＭの高さを、第二の基準高さＨ_３としている。
本例では、第一の基準高さＨ_１は、この第二の基準高さＨ_３よりも高い位置となるように設定されている。

上記式１のうち、Ｈ_１±（視準場所でのＢＭからＧＬまでの距離）の演算からは、第一の基準高さＨ_１から、第二の基準高さＨ_３までの距離、すなわち図１２に示す距離Ｌ_１が算出される。

さらに、距離Ｌ_１に、各地点での第二の基準高さＨ_３からＧＬまでの距離を加減算し、杭３の突出長さＡ_１〜３を減算することにより、距離ｈが得られる。

次式より距離ｈが算出される。

なお、別の場所でも、次式により、距離ｈを求めることができる。

打止レベル確認装置６を設置するときは、図１３に示すように、打止レベル確認装置６の標尺置き台６ａに標尺８を乗せ、標尺支持部６ｂで支持して垂直に立てる。
そして、視準線７ａの高さ（すなわち、第一の基準高さＨ_１）に一致する目盛８ａを読み取る。この目盛が示す数値は、図１３の長さｙに該当する。

次に、打止レベル確認装置６のレベルアーム６ｃを伸縮させ、打止レベル確認装置６の全長ｚと、上記長さｙを加算した長さが、高さｈになるように調整する。

打止レベル確認装置６の全長は、レベルアーム６ｃ及び保持部６ｇに付された目盛６ｍにより、容易に把握することができる。
打止レベル確認装置６において、標尺置き台６ａは目盛を付すことが困難な部位であるが、この部位は、その長さｌが目盛一つ分となるように形成されている。
目盛６ｍは一定間隔に整数倍の寸法で設けられている。レベルアーム６ｃ及び保持部６ｇには、周面上に目盛６ｍが付されているので、どの位置からでも、目盛を確認することができる。

そして、ｙ＋ｚ＝ｈになるポイントで、ねじ６ｆを締めて、レベルアーム６ｃを固定する。

このときの差し棒６ｄの差す位置が、杭３の打ち止めレベルとなる。すなわち、杭３の上端部が差し棒６ｄの位置まで来たときに、杭３の打ち止めがなされる。
差し棒６ｄの先端には着色部６ｅが設けられており、杭３の打ち止め位置の確認を確実に行えるようになっている。

なお、杭３の上端ではなく、杭３の外周面に印を付けておき、この印の位置を杭３の打止高さＨ_２とし、差し棒６ｄと印とが一致したときに、杭３の打ち止めを行うようにしても良い。

この場合は、打止レベル確認装置６を設置するときに、杭３の上端部から印位置までの長さ分だけ、差し棒６ｄの位置を下げて設置すれば良い。
そして、杭３の印が差し棒６ｄの位置まで来たときに、杭３の打ち止めを行うようにすれば良い。

なお、本例の差し棒６ｄは、異なる径の杭３に対応するために、伸縮自在に構成されている。
差し棒６ｄは、円筒状の基部６ｄ_１と、棒部材６ｄ_２とから構成されており、棒部材６ｄ_２は、基部６ｄ_１から突出可能に構成されている。

杭３の径が太くなるほど、棒部材６ｄ_２基部６ｄ_１内に収納され、差し棒６ｄは短くされる。逆に、杭３の径が細くなるほど、棒部材６ｄ_２は杭３側に延出される。

図１４は、打止レベル確認装置６の他の実施例を示す説明図である。
本例の打止レベル確認装置６は、レベルアーム６ｃの他に、もう一本のレベルアーム６ｈを備えている。

本例の打止レベル確認装置６は標尺８を用いない構成とされている。
このため、上記実施例における標尺置き台６ａ及び標尺支持部６ｂに相当する部材を備えていない。

レベルアーム６ｃは、上記実施例と同様に、ねじ６ｆ及び保持部６ｇを備え、保持部６ｇよりも下側に位置する部分が伸縮可能とされている。

レベルアーム６ｈは、打止レベル確認装置６を設置するときのみ、接続部６ｉを介してレベルアーム６ｃに連結される。
レベルアーム６ｈが連結されることにより、標尺８を用いなくても、長さｙの値を得ることが可能となる。

レベルアーム６ｃ及び６ｈには、周面上に目盛が付されているので、どの位置からでも、目盛を確認することができる。
また、目盛は一定間隔で色分けされている。例えば、１００ｍｍごとに色分けしておけば、色を見るだけで１００ｍｍ単位の長さを把握することができ、容易に概略長さを把握することができる。

図１４に示す打止レベル確認装置６を使用する場合、杭打ちの初期段階、すなわち、杭打込姿勢監視装置Ｓを設置している段階では、レベルアーム６ｈを外しておく。こうすれば、打止レベル確認装置６が杭打ち作業の邪魔になることがない。

そして、杭３がある程度打ち込まれ、打ち止め位置を確認する必要が生じた段階で、レベルアーム６ｈを接続し、打止レベル確認装置６の設置を行えば良い。

杭３の打ち込みが終わったら、杭打込姿勢監視装置Ｓを別の場所に移動させて、別の杭３の打ち込みを行う。
このとき、本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、ユニット化されているので、容易に運ぶことができる。

本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図１５に示すように、計測部材１、支持台２、脚部２ｅ、支持棒２ｆ、打止レベル確認装置６が一体とされているので、容易に移動することが可能である。

また、杭打込姿勢監視装置Ｓには、運搬を容易に行うことができるように、脚部２ｅの上方にハンドル２ｉが設けられている。
さらに、支持台２の辺２ｇは、支持台２に着脱可能とされている。辺２ｇは脚部２ｅの上方に横架された支持棒２ｊにねじ等により保持される。
これにより、移動中に辺２ｇを紛失するようなことがなく、好適である。
なお、鏡９は、移動時は支持台２から外しておき、破損を防止するために別途移動するのが望ましい。

本発明に係る杭打込姿勢監視装置の斜視図である。 報知手段を示す説明図である。 杭打込姿勢監視装置の構成を示すブロック図である。 杭打込姿勢監視装置と報知手段での処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 杭打込姿勢監視装置と杭打ち機との間での信号のやりとりを示すブロック図である。 杭打ち機のリーダの姿勢変更装置の一例を示す説明図である。 杭打ち機のリーダの姿勢変更装置の一例を示す説明図である。 打止レベル確認装置の斜視図である。 杭の打止レベルの説明図である。 打止レベル確認装置の設置方法を示す説明図である。 打止レベル確認装置の他の実施例を示す説明図である。 移動時の杭打込姿勢監視装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 計測部材
２ 支持台（支持体）
２ａ 台座
２ｂ 水準器
２ｃ、２ｄ 気泡管
２ｅ 脚部
２ｆ 支持棒
２ｇ 辺
２ｈ ねじ
２ｉ ハンドル
２ｊ 支持棒
２ｋ 辺
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 杭
４ 杭打ち機
４ａ リーダ
４ｂ 駆動部
４ｃ キャップ
４ｄ 保持部材
４ｅ 姿勢変更装置
４ｆ リーダ制御部
４ｇ 受信部
５ 警報装置
５ａ 受信部
５ｂ 制御部
５ｃ ランプ
５ｄ ブザー
５ｅ 枠体
６ 打止レベル確認装置
６ａ 標尺置き台
６ｂ 標尺支持部
６ｃ レベルアーム
６ｄ 差し棒
６ｄ_１ 基部
６ｄ_２ 棒部材
６ｅ 着色部
６ｆ ねじ
６ｇ 保持部
６ｈ レベルアーム
６ｉ 接続部
６ｍ 目盛
７ レベル
７ａ 視準線
８ 標尺
８ａ 目盛
９ 鏡
１０ 赤外線センサ
１１ 照射部（照射手段）
１２ 受光部
１３ 光線
１４ 範囲
２０ 保持手段
２１ 係合部
３０ 位置調整手段
３１ 操作部
３２ 案内部
Ａ、Ａ_１〜Ａ_３ 杭が地盤面から出る長さ
ＢＭ ベンチマーク
Ｆ 支点
ＧＬ 地盤面
Ｈ_１ 第一の基準高さ
Ｈ_２ 杭の打止高さ
Ｈ_３ 第二の基準高さ
ｈ 第一の基準高さから杭の打止高さまでの距離
ｓ_１ 視準場所でのＢＭからＧＬまでの距離
ｓ_２，ｓ_３ 各地点でのＢＭからＧＬまでの距離
Ｓ 杭打込姿勢監視装置

Claims (8)

1. 地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視装置であって、
   前記杭の周りで、地盤面に対して略水平に配設される少なくとも二つの計測部材を有し、
   前記計測部材は略平行な二本の光線を照射する照射手段を備え、
   前記それぞれの計測手段から照射される二本の光線が互いに交差して、前記杭の位置する適正範囲が形成され、
   前記杭が前記適正範囲から外れたときに、前記杭が不適性位置にあることを報知する報知手段を備えたことを特徴とする杭打込姿勢監視装置。
2. 前記照射手段に対向する位置に受光手段が設けられ、前記受光手段で前記光線が受光されているか否かにより、前記杭が適正位置にあるか否かが判定されることを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
3. 前記報知手段はランプの点灯または点滅による報知を行うことを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
4. 前記報知手段は音声による報知を行うことを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
5. 前記計測部材は支持体に配設され、ユニット化されていることを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
6. 前記二本の光線の間隔は変更可能とされていることを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
7. 前記適正範囲から前記杭が外れたときに、前記杭を地中に打ち込む打込手段において前記杭の保持状態の補正制御がなされることを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
8. 地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視方法であって、
   前記杭を打込位置に立設する工程と、
   前記杭の周りに、地盤面に対して略水平に配設される少なくとも二つの計測部材を配設する工程と、
   前記計測部材から略平行な二本の光線を照射する工程と、
   前記二本の光線が互いに交差して形成される範囲に前記杭が位置するように調整する工程と、
   前記杭を地中に打ち込む工程と、
   前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて前記杭が前記範囲から外れたとき、前記杭が不適性位置にあることを報知する工程と、
   前記杭の姿勢を補正する工程と、を備えたことを特徴とする杭打込姿勢監視方法。

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