JP2011117803A - 鋼管の建入誤差の測定方法、鋼管 - Google Patents

Abstract

【課題】逆打工法により建物を構築する際に、地盤内に挿入された逆打支柱の鉛直精度を、地盤を掘削することなく測定することが可能な測定方法を提供する。
【解決手段】鋼管２１からなる柱部２０と、柱部２０の下方に接続された杭部３０と、柱部２０と杭部３０の間に設けられたベースプレート４０とを備え、地盤１に建て入れられた逆打支柱１０の建入誤差を測定する測定方法であって、ベースプレート４０上の逆打支柱１０が正確に建ていれられた場合に通り芯が通過する位置に目印を付し、地上高さにおいて、地盤１に建て入れられた逆打支柱１０のベースプレート４０の目印の直上の位置をレーザ鉛直器により特定し、地上高さにおいて、通り芯と、特定した目印の直上の位置との距離を測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、地中に建て入れられた鋼管の建入誤差の測定方法に関する。

従来より、逆打工法により建物の地下架構を構築する際には、地盤を掘削する前に建物の躯体の荷重を支持するための逆打支柱として鋼管を地盤内に埋設する。この鋼管が傾斜してしまうと、梁との取り合い、地上鉄骨の施工などに大きな影響を及ぼすため、鋼管を埋設する際には鉛直精度を確保することが重要である。

鋼管を鉛直精度を確保しながら地盤内に挿入する方法として、例えば、特許文献１には、鋼管の外周面に取り付けられた水管と、水管内の水面に浮かぶ浮子と、水管の上面に設けられ、浮子の位置を読み取るための目印が付された目印板と、浮子の変位を監視するためのカメラと、クレーンのフック等の吊り具と水管との間に介在し、鋼管の傾きを調整するための調整手段とを備えた鉛直精度調整装置を用いて、鉛直精度を調整しながら鋼管を地盤内に挿入する方法が開示されている。

しかし、特許文献１記載の方法により、鉛直精度を調整しながら鋼管を地盤内に設置しても、土圧や水圧の影響により、設置中あるいは設置後に鋼管が傾いてしまう場合がある。そして、深度により土圧や水圧が異なるため、その傾きが鋼管の全長にわたって一様ではなく、深度によって異なることが多い。そこで、通常、設置後の鉛直精度を所定の間隔毎に測定することを目的として、地下架構の構築予定箇所の地盤を各階毎に掘削し、その掘削により露出した部分の傾きを、適宜、トランシット等を用いて測定している。すなわち、各階分の地盤を掘削して傾きを測定する作業を構築予定の地下階数回だけ繰り返し行っている。

特開２００９―８４７９４号公報

しかしながら、地下躯体構築予定箇所の地盤を各階毎に掘削し、露出した部分の傾きを測定する方法では、以下のような問題点があった。
（１）露出した部分の測定結果に基づいて鋼管間の正確な水平距離を算出し、その水平距離に応じて長めに製作した梁の長さを調整するため、何らかの理由で梁の長さ調整が遅れると、地下架構部分の工事が停止する場合がある。

（２）鋼管の傾きが大きくなると建物の構造的な耐力が低くなるため、補強を施す必要がある。しかし、その設計には手間と時間がかかるため、地下架構部分の工事が停止する場合がある。そして、逆打工法では、地下架構部分の工事が進まないと、地上架構部分の工事を進めることができないため、地下架構部分の工事が停止すると、地上架構部分の工事も停止し、工事全体の工程に影響を及ぼしてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、地盤内に建て入れられた鋼管の鉛直精度を、地盤を掘削することなく測定することが可能な測定方法を提供することである。

本発明の鋼管の建入誤差の測定方法は、内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられ、地盤に建て入れられた鋼管の建入誤差を測定する測定方法であって、 前記プレートを通過する鉛直な基準軸が、前記鋼管が正確に建て入れられた場合に前記プレートを通過する位置に目印を付する目印付与ステップと、地上高さにおいて、前記地盤に建て入れられた鋼管の前記プレートの前記目印の位置を鉛直器により特定する鉛直位置特定ステップと、地上高さにおいて、前記基準軸と、前記特定した前記目印の直上の位置との距離を測定する誤差測定ステップとを備えることを特徴とする。

上記の鋼管の建入誤差の測定方法において、前記鉛直位置特定ステップでは、地上高さにおいて、鉛直下方に向かってレーザを照射可能なレーザ鉛直器により、前記鋼管内に前記目印に向けてレーザを照射することにより、前記プレートに付された前記目印の上方の位置を特定してもよい。また、前記目印は、前記プレート上面に突出するように設けられた突出部材の上部に付されていてもよい。

また、本発明の鋼管の建入誤差の測定方法は、内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられ、地盤に建て入れられた鋼管の建入誤差を測定する測定方法であって、前記プレートを通過する鉛直な基準軸が、前記鋼管が正確に建て入れられた場合に前記プレートを通過する位置に目印を付する目印付与ステップと、地上高さにおいて、鉛直器により前記プレート上における前記基準軸が通過する位置を特定する位置特定ステップと、前記特定された前記プレート上の前記基準軸が通過する位置と、前記目印との距離を測定する誤差測定ステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明の鋼管は、内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられた地盤に挿入されるべき鋼管であって、当該鋼材が地盤に挿入された際の建入誤差を測定するべく、前記プレートに突出部材が設けられ、前記突出部材の上部に基準位置を示す目印が付されていることを特徴とする。

本発明によれば、プレートの鋼管が正確に建て込まれた際に基準軸が通過する位置に目印を付しておき、鋼管を建て入れた際に、目印と、基準軸との距離を鉛直器を用いて求めるため、鋼管を地盤内に建て入れた後、地盤を掘削することなく、鋼管の建入誤差を測定することができる。

地盤内に建て込まれる逆打支柱を示す図である。 第１実施形態における逆打支柱の建入誤差を測定している様子を示す図である。 第２実施形態で用いるターゲットを示す図である。 第２実施形態における逆打支柱の建入誤差を測定している様子を示す図である。 ターゲットに表示されたスポット位置の一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の建入誤差の測定方法の第１実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、地盤内に建て込まれる逆打支柱１０を示す図である。同図に示すように、逆打支柱１０は、上部の柱部２０と、下部の杭部３０とからなり、柱部２０と杭部３０の間にはベースプレート４０が介在している。

杭部３０はいわゆるクロスＨ型鋼３１からなり、フランジ３１Ａの下端部近傍の外面にスタッド３２が打設されている。
柱部２０は断面矩形の鋼管２１からなり、鋼管２１の内部の各階の梁が接続されるべき高さ位置にはダイヤフラム２２が取り付けられている。鋼管２１に取り付けられたダイヤフラム２２には、円形の孔２２Ａが形成されており、地上架構を構築する際には、この孔２２Ａを通して、鋼管２１の内部にコンクリートを充填することでＣＦＴ柱とする。

以下、逆打支柱１０の建入誤差の測定方法について説明する。
まず、逆打支柱１０を建て入れる前に、予め、ベースプレート４０の上面にボルト５０を取り付けておき、このボルト５０の頭部に目印を付しておく。この目印は、逆打支柱１０を正確に建て込んだ際に、通り芯が通るような位置（本実施形態では、鋼管２１の中心軸が通る位置）に付しておく。

そして、掘削装置により地盤を掘削し、揚重装置により逆打支柱１０を建て入れた後、１Ｆの床面の構築作業を開始する前に、建て入れた逆打支柱１０の建入誤差を測定する。図２は、逆打支柱１０の建入誤差を測定している様子を示す図である。同図に示すように、建入誤差を測定する際には、逆打支柱１０の上部を覆うように、鋼板からなる台座プレート１００を設置する。この台座プレート１００は、円形の開口１００Ａが設けられており、開口１００Ａがベースプレート４０に取り付けられたボルト５０の略上方に位置するように、配置されている。

台座プレート１００の上部には、開口１００Ａを跨ぐようにレーザ鉛直器１１０が設置されている。レーザ鉛直器１１０は、鉛直下方に向かってレーザを照射することができ、レーザを照射する位置を水平方向に微調整可能な装置である。

また、台座プレート１００の開口１００Ａからケーブル１２１が吊り下げられており、このケーブル１２１の先端には、下方を撮影可能なカメラ１２０が取り付けられている。カメラ１２０により撮影された画像データは、ケーブル１２１を介して、地上において操作可能な観測用モニタ１２２に送信され、この観測用モニタ１２２に画像表示される。

まず、建入誤差を測定するにあたり、地上において観測用モニタ１２２に表示されるカメラ１２０による撮影画像を監視しながら、レーザ鉛直器１１０から照射されたレーザがベースプレート４０に取り付けられたボルト５０の頭部に付された目印に照射されるように、レーザ鉛直器１１０の位置を調整する。この際、鋼管２１内に結露などが生じてベースプレート４０上に水が溜まっていても、ベースプレート４０に突出するように設けられたボルト５０の頭部に目印を付しているため、ボルト５０の上部は水面から突出することとなり、目印を確認することができる。

次に、地上において、レーザ鉛直器１１０のレーザが通過する位置と、地盤１における通り芯の位置との差を、例えば、北に５ｍｍ、西へ１０ｍｍといった形で求め、この差を、逆打支柱１０の建入誤差ｄとする。

そして、上記求めた建入誤差ｄに基づいて、地盤１と逆打支柱１０との間にジャッキを挿入し、このジャッキにより建入誤差と反対方向に力を加え、逆打支柱１０の姿勢を調整する。本実施形態では、１Ｆの床面を構築する前に建入誤差を測定しているため、建入誤差を修正することができる。

本実施形態によれば、逆打支柱１０を地盤１内に建て入れた後、地盤１を掘削することなく、逆打支柱１０の建入誤差を測定することができる。このため、地盤１を掘削する前に、逆打支柱１０の傾きを調整することができるため、地下構築部分の工事を停止することがない。

また、１Ｆの床を構築してしまうと、逆打支柱１０の建入誤差を調整することは困難であるが、本実施形態によれば、１Ｆの床を構築する前に建入誤差を測定するため、逆打支柱１０の建入誤差を容易に調整することができる。

また、逆打支柱１０の建入誤差が大きく、地下架構部分の補強が必要となる場合であっても、逆打支柱１０の建入直後に建入誤差を測定することができるため、地盤１の掘削期間中に補強の設計を行うことができ、後工程に影響を与えることがない。すなわち、補強の設計等に必要な期間を確保でき、かつ、後工程への影響を防止することができる。
また、本実施形態によれば、建入誤差を測定するためには、予め、逆打支柱１０にボルト５０を取り付けるのみで良いので、手間がかからない。

なお、本実施形態では、ケーブル１２１を鋼管２１内に垂下させ、ケーブル１２１の先端に接続されたカメラ１２０の撮影画像を観察用モニタ１２２で監視しながら、レーザ鉛直器１１０により照射されたレーザが目印に当たるようにレーザ鉛直器１１０の位置を調整するものとしたが、これに限らず、スコープにより鉛直下方を視認可能な鉛直器を用いることとしてもよい。この場合には、スコープにより目印が鉛直下方に相当する位置に視認されるように鉛直器の位置を調整し、この鉛直器の位置と通り芯とのずれを求めることで建入誤差を求めることができる。かかる鉛直器を用いることで、カメラ１２０や観察用モニタ１２２を省略することができ、建入誤差の測定に必要な器具を減らすことができる。

また、本実施形態では、レーザ鉛直器１１０を用いているが、これに代えて、下げ振りを用いて、目印の上方の位置を特定してもよい。この場合、鋼管２１内部において下げ振りを用いることとなるため、風の影響を受けることなく、目印の上方の位置を特定することができる。

また、本実施形態では、ベースプレート４０上にボルト５０を取り付け、このボルト５０の頭部に目印を付すものとしたが、これに限らず、ベースプレート４０上にスタッドなどのボルト以外の鋼材やコンクリートブロックなどを突出するように取り付け、この突出した部材の上部に目印を付してもよい。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、地上における通り芯と鋼管の中心軸との距離を測定しているが、これに限らず、ベースプレートの設置された高さにおける通り芯と鋼管の中心軸との距離を測定することもできる。以下、かかる場合の実施形態を説明する。なお、以下の説明においても、第１実施形態と同様に、逆打支柱が正確に建て入れられた場合には、鋼管の中心軸と通り芯とが一致するものとする。

本実施形態では、ベースプレート４０の上部に、図３に示すようなターゲット１５０を設置しておく。ターゲット１５０は、長方形状の板材からなり、その中心に基準点となる目印が表示されるとともに、直交する二軸に平行な複数の目盛線が格子状に表示されている。なお、この直交する二軸は後述するように鋼管２１内にターゲットを設置した状態で、東西及び南北に延びるように付されている。ターゲット１５０には、その両側部にガイド部材１６０が接続されており、これらガイド部材１６０にはワイヤーロープ１６１が接続されている。

以下、本実施形態における逆打支柱１０の建入誤差の測定方法について説明する。
まず、逆打支柱１０を建て入れる前に、予め、鋼管２１の対向する隅部にガイド部材１６０を沿わせて、ベースプレートの４０上面にターゲット１５０を設置しておく。この際、鋼管２１の対向する隅部にガイド部材１６０を沿わせることで、鋼管２１の中心軸がターゲット１５０に表示された目印１５１を通るとともに、目盛線が東西及び南北方向に延びることとなる。なお、ターゲット１５０に接続されたワイヤーロープ１６１は鋼管２１上部まで到達するように配置しておく。

そして、掘削装置により地盤を掘削し、揚重装置により逆打支柱１０を建て入れ、建て入れた逆打支柱１０の建入誤差を測定する。図４は、逆打支柱１０の建入誤差を測定している様子を示す図である。本実施形態においても、１Ｆの床面の構築作業を開始していない状態で建入誤差を測定する。

地上において、逆打支柱１０の上部には、鋼板からなる台座プレート１００が設置されている。この台座プレート１００には、円形の開口１００Ａが設けられており、通り芯が開口１００Ａ内に位置するように、配置されている。

台座プレート１００の上部には、開口１００Ａを跨ぐようにレーザ鉛直器１１０が設置されている。このレーザ鉛直器１１０は、鉛直下方に向かってレーザを照射することができる装置であり、レーザ鉛直器１１０は照射したレーザが通り芯に位置するように設置されている。

また、台座プレート１００の開口１００Ａからケーブル１２１が吊り下げられており、このケーブル１２１の先端には、下方を撮影可能なカメラ１２０が取り付けられている。カメラ１２０により撮影された画像データは、ケーブル１２１を介して、外部に設置された観測用モニタ１２２に送信され、この観測用モニタ１２２に画像表示される。

建入誤差を測定する際には、観察用モニタ１２２に表示された画像において、ターゲット１５０における目印に対するレーザの照射されたスポット位置１７０がどの向きにどれだけずれているか目盛り線により読み取る。例えば、図５に示すように、スポット位置１７０が目印に対して北へ５ｍｍ、西へ１０ｍｍずれている場合には、逆打支柱１０の建入誤差は、ベースプレート４０の高さ位置において、南へ５ｍｍ、東へ１０ｍｍずれていることとなる。

そして、上記求めた建入誤差に基づいて、地盤１と逆打支柱１０との間にジャッキを挿入し、このジャッキにより建入誤差と反対方向に力を加え、逆打支柱１０の姿勢を調整する。

以上の工程により、逆打支柱１０の建入誤差を測定し、これに基づいて逆打支柱１０の姿勢を調整することができる。なお、逆打支柱１０の建入誤差の測定後、ターゲット１５１はワイヤーロープ１６１により回収すればよい。
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記の各実施形態では、杭部３０をクロスＨ型鋼３１により構成したが、これに限らず、Ｈ型鋼や角鋼管など適宜な鋼材を用いることができる。また、上記の各実施形態では、柱部２０を角鋼管２１により構成したが、これに限らず、丸鋼管を用いることもできる。

また、上記の各実施形態では、地盤１に建て込んだ逆打支柱１０の建入誤差を測定する場合について説明したが、これに限らず、下端にベースプレート４０が接続された鋼管を建て込む場合であれば本発明を適用できる。また、必ずしも、ベースプレート４０を備える必要はなく、鋼管の内部を塞ぐようにプレートが取り付けられていれば、本発明を適用できる。
また、上記の各実施形態では、建入誤差を測定する基準となる基準軸として、通り芯を用いたがこれに限らず、適宜、基準軸を設定してもよい。

１ 地盤 １０ 逆打支柱
２０ 柱部 ２１ 鋼管
２２ ダイヤフラム ３０ 杭部
３１ Ｈ型鋼 ３１Ａ フランジ
３２ スタッド ４０ ベースプレート
５０ ボルト １００ 台座プレート
１１０ レーザ鉛直器 １２０ カメラ
１２１ ケーブル １２２ モニタ
１５０ ターゲット １５１ 目印
１６０ ガイド部材 １６１ ワイヤーロープ
１７０ スポット位置

Claims (5)

1. 内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられ、地盤に建て入れられた鋼管の建入誤差を測定する測定方法であって、
   前記プレートを通過する鉛直な基準軸が、前記鋼管が正確に建て入れられた場合に前記プレートを通過する位置に目印を付する目印付与ステップと、
   地上高さにおいて、前記地盤に建て入れられた鋼管の前記プレートの前記目印の位置を鉛直器により特定する鉛直位置特定ステップと、
   地上高さにおいて、前記基準軸と、前記特定した前記目印の直上の位置との距離を測定する誤差測定ステップとを備えることを特徴とする鋼管の建入誤差の測定方法。
2. 請求項１記載の鋼管の建入誤差の測定方法であって、
   前記鉛直位置特定ステップでは、
   地上高さにおいて、鉛直下方に向かってレーザを照射可能なレーザ鉛直器により、前記鋼管内に前記目印に向けてレーザを照射することにより、前記プレートに付された前記目印の上方の位置を特定することを特徴とする鋼管の建入誤差の測定方法。
3. 請求項１又は２記載の鋼管の建入誤差の測定方法であって、
   前記目印は、前記プレート上面に突出するように設けられた突出部材の上部に付されていることを特徴とする鋼管の建入誤差の測定方法。
4. 内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられ、地盤に建て入れられた鋼管の建入誤差を測定する測定方法であって、
   前記プレートを通過する鉛直な基準軸が、前記鋼管が正確に建て入れられた場合に前記プレートを通過する位置に目印を付する目印付与ステップと、
   地上高さにおいて、鉛直器により前記プレート上における前記基準軸が通過する位置を特定する位置特定ステップと、
   前記特定された前記プレート上の前記基準軸が通過する位置と、前記目印との距離を測定する誤差測定ステップとを備えることを特徴とする鋼管の建入誤差の測定方法。
5. 内部断面の少なくとも一部を塞ぐようにプレートが設けられた地盤に挿入されるべき鋼管であって、
   当該鋼材が地盤に挿入された際の建入誤差を測定するべく、前記プレートに突出部材が設けられ、前記突出部材の上部に基準位置を示す目印が付されていることを特徴とする鋼管。

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