JP2015113562A - Hole drilling method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hole drilling method capable of determining whether or not to reach a target layer, even in the drilling in which a rod is vertically moved at a comparatively short hole drilling depth and with a small resistance value of an electric motor with respect to the drilled ground, when drilling a boring hole.SOLUTION: The hole is drilled in the ground by vertically moving the hole drilling rod, and effective use electric power is arithmetically operated from an electric current supplied to the electric motor for rotating the hole drilling rod and a hole drilling time, and when the effective use electric power becomes a threshold value or more, it is determined as reaching up to a layer capable of becoming as a support layer, and the effective use electric power is a numeric value obtained by multiplying the electric current by the time of drilling the hole in the ground, and the time of drilling the hole in the ground is the time required for drilling the hole in the undrilled ground, and does not include the time for vertically moving in an already drilled area.

Description

本発明は、例えば地盤改良工法を施工する地盤を削孔する技術に関する。より詳細には、例えば地盤改良工法を施工するためにボーリング孔を削孔する際に、削孔されたボーリング孔が支持層となり得る地層まで到達したか否かを判断する技術に関する。   The present invention relates to a technique for drilling a ground where a ground improvement method is applied, for example. More specifically, for example, the present invention relates to a technique for determining whether or not a drilled borehole has reached a formation that can serve as a support layer when drilling a borehole to construct a ground improvement method.

複合地盤(例えば、粘土層、砂層、泥岩層から成る地盤)を改良する場合には、支持層(支持基盤)となり得る層(例えば、泥岩層:ただし、岩盤に限定されない)までボーリング孔を削孔する。そして、削孔後、ボーリング孔に固化材噴射装置を挿入して、固化材噴射装置から固化材を噴射しながら回転しつつ、地上側に引き上げて、改良するべき地盤を削孔して、固化材と混合し、支持層となり得る層よりも上方の領域に地中固結杭を造成する。
ここで、地中固結杭の下端部が支持層となり得る層まで到達していなければ、地中固結杭が安定しなくなってしまう。そのため、ボーリング孔の削孔においては、支持層となり得る層まで到達する様に削孔する必要がある。
When improving composite ground (for example, ground consisting of clay, sand, and mudstone layers), drill holes to the layer that can be a support layer (for example, mudstone layer, but not limited to rock). Make a hole. Then, after drilling, insert the solidifying material injection device into the borehole, rotate while injecting the solidifying material from the solidifying material injection device, pull up to the ground side, drill the ground to be improved, solidify The ground consolidated piles are created in the region above the layer that can be mixed with the material and become the support layer.
Here, if the lower end portion of the underground consolidated pile does not reach a layer that can serve as a support layer, the underground consolidated pile will not be stable. Therefore, in drilling a boring hole, it is necessary to drill so as to reach a layer that can be a support layer.

従来技術では、大型の機械を用いて、ロッド継ぎ足しの無い長い削孔用ロッドを使用して削孔を行っている。あるいは、ロッドの径に対して、径寸法が大きな羽根(削孔ビット)を回転して削孔している。
目標となる層(支持層になり得る層:硬い層)に到達した際には、削孔時における施工機の電動機の抵抗値あるいは電流値の変化が大きくなるので、これにより、目標となる層に到達したことを判別していた。
しかし、大型の機械を使用せず、ロッドを継ぎ足しながら削孔し、ロッド径に比較してビット径が僅かに大きい場合には、施工機の電動機の抵抗値(電流値)は小さい。そのため、電流値により目標となる層に到達したか否かを判断することは出来ない、という問題が存在する。
In the prior art, a large machine is used to perform drilling using a long drilling rod without additional rods. Alternatively, holes are drilled by rotating blades (drilling bits) having a large diameter relative to the diameter of the rod.
When the target layer (layer that can be a support layer: a hard layer) is reached, the change in the resistance value or current value of the motor of the construction machine during drilling becomes large. Was determined to have reached.
However, when a hole is drilled while adding a rod without using a large machine and the bit diameter is slightly larger than the rod diameter, the resistance value (current value) of the electric motor of the construction machine is small. Therefore, there is a problem that it cannot be determined whether or not the target layer has been reached based on the current value.

また、上述した従来技術では、ロッドの径に対して削孔ビットの径寸法が大きいため、ロッドの周囲に出来る円環状の隙間から、排泥を地上側へ容易に排出することが出来る。
しかし、ロッド径に比較してビット径の増加が僅かである場合には、ロッド周囲の円環状の隙間から、排泥を地上側へ排出することが困難である。そのため、比較的短い削孔深度でロッドを上下動して、排泥を促進しなければならない。ここで、削孔の際に比較的短い削孔深度毎にロッドを上下動する場合には、目標となる層に到達したか否かを判断するためには、未削孔地盤を削孔しているのか、あるいは、既に削孔した領域を上下動しているのかをも判断しなければならない。
従来技術では、その様な判断を行うことが困難であり、そのため、削孔に際して比較的短い削孔深度毎にロッドを上下動する場合には、目標となる層に到達したか否かを判断するのが困難であった。
Further, in the above-described prior art, since the diameter of the drill bit is larger than the diameter of the rod, the mud can be easily discharged to the ground side through an annular gap formed around the rod.
However, when the bit diameter is slightly increased compared to the rod diameter, it is difficult to discharge the mud from the annular gap around the rod to the ground side. Therefore, the rod must be moved up and down with a relatively short drilling depth to promote mud discharge. Here, when the rod is moved up and down for each relatively short drilling depth during drilling, in order to determine whether or not the target layer has been reached, the undrilled ground is drilled. It must also be determined whether or not the area already drilled is moved up and down.
In the prior art, it is difficult to make such a determination. Therefore, when the rod is moved up and down for each relatively short drilling depth, it is determined whether or not the target layer has been reached. It was difficult to do.

その他の従来技術として、例えば、ボーリングデータに基づき、負荷電流と負荷トルクを用いて着底判定をする技術が提案されている(特許文献1参照)。
しかし。係る従来技術は大型の機械を使用し、排泥を地上側へ容易に排出できる施工方法であるため、削孔している地盤による電動機の抵抗値(電流値)が小さく、比較的短い削孔深度毎にロッドを上下動する削孔については、適用することが困難である。
As another conventional technique, for example, a technique for performing bottoming determination using load current and load torque based on boring data has been proposed (see Patent Document 1).
However. Since the related art is a construction method that uses a large machine and can easily discharge the sludge to the ground side, the resistance value (current value) of the motor due to the ground that is drilled is small and the drilling is relatively short. It is difficult to apply a drilling hole that moves the rod up and down at each depth.

特許第3156050号公報Japanese Patent No. 3156050

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ボーリング孔を削孔する際に、削孔している地盤による抵抗値(電動機の電流値)が小さく、比較的短い削孔深度でロッドを上下動する削孔を行っている場合であっても、目標とする層に到達したか否かを判断することが出来る削孔方法の提供を目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and when drilling a boring hole, the resistance value (current value of the electric motor) due to the ground which is drilled is small and relatively short. An object of the present invention is to provide a drilling method capable of determining whether or not a target layer has been reached even when drilling is performed by moving the rod up and down at a drilling depth.

発明者は種々研究の結果、実効使用電力をパラメータとすれば、目標とする層に到達したか否かを判断することが出来ることを見出した。
本発明の削孔方法は係る知見に基づいて創作されたものであり、(比較的短い削孔深度で)削孔用ロッド(11)を上下動して地盤(G)を削孔し、削孔用ロッド(11)を回転する電動機(150)に供給される電流と削孔している時間から実効使用電力を演算し、実効使用電力がしきい値以上となったならば支持層(GB)となり得る層まで到達したと判断し、実効使用電力は前記電流(削孔用ロッド11を回転する電動機150に供給される電流)に地盤(G)を削孔している時間(実際に削孔している時間:未削孔地盤を削孔する時間)を乗じた数値であり(実効使用電力=電流×「未削孔地盤を削孔している時間」)、地盤に削孔している時間は、未削孔地盤(それまでに削孔されていない領域:例えば、図2の領域α、ε2)を削孔するのに要する時間であり、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を上下動する時間を包含しないことを特徴としている。
ここで、実効使用電力のしきい値は、施工現場(削孔される地盤)の状況、使用する機器、その他の条件により、ケース・バイ・ケースに決定される。
As a result of various studies, the inventors have found that it is possible to determine whether or not the target layer has been reached if the effective power consumption is used as a parameter.
The drilling method of the present invention was created based on such knowledge. The drilling rod (11) is moved up and down (with a relatively short drilling depth) to drill the ground (G), The effective power consumption is calculated from the current supplied to the electric motor (150) rotating the hole rod (11) and the drilling time. If the effective power consumption exceeds the threshold value, the support layer (GB ) And the effective power consumption is the time during which the ground (G) is drilled in the current (current supplied to the motor 150 that rotates the drilling rod 11) (Time to drill: time to drill uncut ground)) (effective power consumption = current x "time to drill uncut ground") Is the time when the uncut ground (the areas that have not been drilled so far: for example, the areas α and ε2 in FIG. 2) is ground. The time required for already drilled region (region in FIG. 2 gamma, .epsilon.1) characterized in that it does not include the time to move up and down the.
Here, the threshold value of the effective power consumption is determined on a case-by-case basis according to the situation of the construction site (the ground to be drilled), the equipment used, and other conditions.

本発明において、削孔用ロッド(11)を切り継ぐ際には、削孔用ロッド(11)を切り継ぎ直前の位置(削孔用ロッド11の先端がボーリング孔Hの底部に着底した位置)よりも所定量だけ上昇させるのが好ましい。
当該所定量は、切り継ぎの際に削孔用ロッド(11)内の水が削孔用ロッド(11)の先端から流出した際に、当該流出した水により、削孔されたボーリング孔(H)の底部近傍の地盤に悪影響を及ぼさない数値に設定されるのが好ましい。この所定量だけ上昇させた領域は既に削孔した領域とみなされ、この領域を上下動する時間は実際に削孔している時間に含まない。
In the present invention, when the drilling rod (11) is cut, the position immediately before the drilling rod (11) is cut (the position where the tip of the drilling rod 11 is attached to the bottom of the boring hole H). ) Is preferably increased by a predetermined amount.
When the water in the hole-drilling rod (11) flows out from the tip of the hole-drilling rod (11) during the cut-off, the predetermined amount is determined by the bored hole (H ) Is preferably set to a value that does not adversely affect the ground near the bottom. The region raised by this predetermined amount is regarded as the already drilled region, and the time for moving up and down this region is not included in the actual drilling time.

本発明において、削孔速度を演算し、演算された削孔速度をしきい値と比較する工程を有し、演算された削孔速度がしきい値以下(しきい値と同一速度か、それよりも遅い速度)である場合に、実効使用電力を演算し、実効使用電力のしきい値と比較するのが好ましい。   In the present invention, there is a step of calculating a drilling speed and comparing the calculated drilling speed with a threshold value. It is preferable that the effective power consumption is calculated and compared with a threshold value of the effective power consumption.

本発明の実施に際して、支持層(GB)は泥岩層等の岩盤層に限定される訳ではない。例えば、粘土層と砂層から成る複層地盤の場合には、砂層を支持層にする場合もある。あるいは、硬い粘土層を支持層にする場合もある。
「支持層となり得る層(GB)」としては、N値が高い層、例えばN値が50以上の層が該当する。または、層厚が3m以上で、上方の層よりもN値が大きい層が支持層となり得る。
In carrying out the present invention, the support layer (GB) is not limited to a bedrock layer such as a mudstone layer. For example, in the case of a multi-layered ground composed of a clay layer and a sand layer, the sand layer may be used as a support layer. Alternatively, a hard clay layer may be used as the support layer.
The “layer (GB) that can be a support layer” corresponds to a layer having a high N value, for example, a layer having an N value of 50 or more. Alternatively, a layer having a layer thickness of 3 m or more and a higher N value than the upper layer can be a support layer.

上述した通り実効使用電力をパラメータとすれば目標とする層に到達したか否かを判断することが出来るので、上記構成を具備する本発明によれば、実効使用電力を演算し、実効使用電力がしきい値以上となったならば支持層となり得る層まで到達したと判断しているため、ロッド径に比較してビット径の増加が僅かであり、施工機の電動機の抵抗値(電流値)が小さい場合でも、目標となる層(支持層となり得る層)に到達したか否かを判断することが出来る。   As described above, if the effective power consumption is used as a parameter, it can be determined whether or not the target layer has been reached. Therefore, according to the present invention having the above configuration, the effective power consumption is calculated and the effective power consumption is calculated. If it exceeds the threshold value, it is judged that the layer that can serve as a support layer has been reached, so the bit diameter increases slightly compared to the rod diameter, and the resistance value (current value) of the motor of the construction machine ) Is small, it can be determined whether or not a target layer (a layer that can be a support layer) has been reached.

ここで実効使用電力は、削孔用ロッド(11)を回転させる電動機(150)に供給される電流に地盤を削孔している時間(実際に削孔している時間)を乗じた数値(実効使用電流=電流×「地盤に削孔している時間」)であり、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を移動する時間を包含しない。
従って、排泥を促進するために、比較的短い削孔深度で削孔用ロッド(11)を上下動して地盤を削孔する必要がある場合に、実効使用電流の演算に際して、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を下方へ移動する時間を積算してしまうことはなく、実際に削孔している時間のみをパラメータとして実効使用電流を演算することが出来る。
換言すれば、排泥を促進するために、比較的短い削孔深度で削孔用ロッド(11)を上下動して地盤を削孔する必要がある場合であっても、支持層(GB)となり得る層(目標となる層)に到達したか否かを判断することが出来る。
Here, the effective power consumption is a numerical value obtained by multiplying the current supplied to the electric motor (150) for rotating the drilling rod (11) by the time during which the ground is drilled (the actual drilling time). Effective use current = current × “time for drilling in the ground”), and does not include the time for moving the already drilled regions (regions γ, ε1 in FIG. 2).
Therefore, when it is necessary to drill the ground by moving the drilling rod (11) up and down at a relatively short drilling depth in order to promote drainage, the drilling has already been performed when calculating the effective current. The time required to move downward in the regions (regions γ, ε1 in FIG. 2) is not accumulated, and the effective current can be calculated using only the actual drilling time as a parameter.
In other words, even if it is necessary to move the drilling rod (11) up and down at a relatively short drilling depth to drill the ground in order to promote mud drainage, the support layer (GB) It is possible to determine whether or not a potential layer (target layer) has been reached.

本発明において、削孔用ロッド(11)を切り継ぐ際に削孔用ロッド(11)を切り継ぎ直前の位置(削孔用ロッド11の先端がボーリング孔Hの底部に着底した位置)よりも所定量だけ上昇させる工程を包含すれば、切り継ぎの際に削孔用ロッド(11)内の水が(地下水位よりも上方に溜まった水の量だけ)削孔用ロッド(11)先端から流出するが、所定量だけ上昇しているため、前記流出した水がボーリング孔(H)の底部に衝突する速度が遅くなり、当該底部近傍の地盤を緩めてしまう等の悪影響が減少する。   In the present invention, when the drilling rod (11) is cut, the position immediately before the drilling rod (11) is cut (from the position where the tip of the drilling rod 11 is settled to the bottom of the boring hole H). If the step of raising the amount by a predetermined amount is included, the water in the hole-drilling rod (11) at the time of severing (by the amount of water accumulated above the groundwater level) is the tip of the hole-drilling rod (11) However, since it has risen by a predetermined amount, the speed at which the outflowed water collides with the bottom of the borehole (H) is reduced, and adverse effects such as loosening the ground near the bottom are reduced.

本発明において、削孔速度を演算し、演算された削孔速度をしきい値と比較する工程を有し、演算された削孔速度がしきい値以下(しきい値と同一速度か、それよりも遅い速度である)である場合に、実効使用電力を演算し、実効使用電力のしきい値と比較すれば、掘削速度と実効使用電力の2種類のパラメータを用いて、削孔されたボーリング孔(H)が支持層となり得る層(GB)まで到達したか否かを総合的に判断することが出来る。
また、実効使用電力の演算は、掘削速度が削孔速度がしきい値以下である制御サイクルのみ行なえば良いので、その分、自動制御における制御装置(コントロールユニット50)の負担が軽くなる。
In the present invention, there is a step of calculating a drilling speed and comparing the calculated drilling speed with a threshold value. If the effective power consumption is calculated and compared with the threshold value of the effective power consumption, drilling is performed using two types of parameters: excavation speed and effective power consumption. It is possible to comprehensively determine whether or not the boring hole (H) has reached the layer (GB) that can be the support layer.
In addition, the calculation of the effective power consumption may be performed only in the control cycle in which the excavation speed is equal to or less than the threshold value, so that the burden on the control device (control unit 50) in the automatic control is reduced accordingly.

本発明の実施形態を地盤改良工法に適用した施工現場の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the construction site which applied embodiment of this invention to the ground improvement construction method. 本発明の実施形態の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of embodiment of this invention. 本発明の実施形態を実施する施工機のブロック図である。It is a block diagram of the construction machine which implements embodiment of this invention. 実施形態に係る削工方法により削孔した際の施工データを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the construction data at the time of drilling with the cutting method which concerns on embodiment. 本発明の実施形態の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of embodiment of this invention. 実施形態において実効使用電力を求める制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control which calculates | requires effective electric power used in embodiment. 実施形態の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、地盤改良工事に際して本発明の実施形態を適用した施工現場の概要を示している。
図1において、本発明の実施形態に係る削孔工法では、削孔用ロッド駆動部10を有する施工機100と、削孔用ロッド11と、ポンプ20と、残土タンク30と、マッドスクリーン40と、排泥ポンプ25を用いて、施工している。ここで、削孔用ロッド11の頭部には、ウォータースイベル12が取り付けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an outline of a construction site to which an embodiment of the present invention is applied in ground improvement work.
In FIG. 1, in the drilling method according to the embodiment of the present invention, a construction machine 100 having a drilling rod driving unit 10, a drilling rod 11, a pump 20, a residual soil tank 30, and a mud screen 40. The construction is done using the drainage pump 25. Here, a water swivel 12 is attached to the head of the drilling rod 11.

ポンプ20は削孔するための高圧水を圧送するウォーターポンプであり、排泥ポンプ25は削孔して発生する排泥を地上側に吸引するスラリーポンプである。前記2つのポンプ20、25に加え、高圧エアーを圧送するエアコンプレッサー(図示せず)を装備することもできる。
ポンプ20とウォータースイベル12の間は、高圧ホース22で接続されている。
削孔用ロッド11の先端には、例えばビット(図示せず)が配置され、当該ビットにより、あるいは、ノズル(図示せず)から噴射される高圧水により、施工領域においてボーリング孔Hを削孔する。
削孔用ロッド11は、例えば2重管(あるいは単管、3重管)であり、内管(あるいは管内)を経由して削孔用高圧水が供給され、削孔して発生した排泥は、2重管の外管と削孔されたボーリング孔H内壁の間の円環状の隙間を経由して、地上側の排泥ポンプ25に吸引される。
The pump 20 is a water pump that pumps high-pressure water for drilling, and the mud pump 25 is a slurry pump that sucks the mud generated by drilling to the ground side. In addition to the two pumps 20 and 25, an air compressor (not shown) that pumps high-pressure air may be provided.
A high pressure hose 22 is connected between the pump 20 and the water swivel 12.
For example, a bit (not shown) is disposed at the tip of the drilling rod 11, and the boring hole H is drilled in the construction area by the bit or high pressure water sprayed from a nozzle (not shown). To do.
The drilling rod 11 is, for example, a double pipe (or a single pipe or a triple pipe), and is supplied with high-pressure water for drilling via the inner pipe (or inside the pipe), and the waste mud generated by drilling. Is sucked into the ground-side mud pump 25 through an annular gap between the outer pipe of the double pipe and the bored borehole H inner wall.

排泥ポンプ25は、削孔の際に生じた排泥を吸引し、排泥ライン27に突出する。排泥ポンプ25で吐出された排泥は、残土タンク30の上方に設置したマッドスクリーン40(篩)に回収される。マッドスクリーン40は、粒径の小さな排泥を残土タンク30に収容し、粒径の大きな排泥を残土タンク30外に排出する。
図1における符号Gは施工領域の地盤を示し、符号GBは、ボーリング孔Hの削孔目標である「支持層となり得る層」、例えば岩盤層を示している。
The mud pump 25 sucks the mud generated at the time of drilling and protrudes to the mud line 27. The mud discharged from the mud pump 25 is collected on a mud screen 40 (screen) installed above the remaining soil tank 30. The mud screen 40 stores the waste mud having a small particle size in the residual soil tank 30 and discharges the waste mud having a large particle size outside the residual soil tank 30.
In FIG. 1, the symbol G indicates the ground in the construction area, and the symbol GB indicates a “layer that can be a support layer”, for example, a rock layer, which is a drilling target of the borehole H.

次に、図2を参照して、本発明の実施形態に係る削孔工法の概要を説明する。
図2において、縦軸は地盤を削孔するロッド先端の位置(深度方向位置)、横軸は時間を示している。縦軸に沿って示されている白抜きの矢印は、未削孔地盤の削孔工程を示している。
Next, the outline of the drilling method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, the vertical axis indicates the position (depth direction position) of the rod tip that drills the ground, and the horizontal axis indicates time. The white arrow shown along the vertical axis indicates the drilling process of the uncut ground.

図2から明らかなように、図示の実施形態では、地盤を削孔する削孔用ロッド11は、削孔の際には下方にのみ進行するのではない。削孔用ロッド11は比較的短い距離、例えば図2の符号αで示す領域を削孔したならば(符号βで示す箇所まで削孔したならば)、削孔用ロッド11を上方(符号γで示す領域)へ引き上げる(符号δで示す箇所まで引き上げる)。その後、削孔用ロッド11を下降して、符号βで示す箇所よりも下方の位置(E)まで削孔する(符号ε1、ε2で示す領域を削孔する)。
すなわち、図2で示す様に図示の実施形態では、比較的短い距離で削孔用ロッド11の下降(削孔)、上昇を繰り返している(上下動している)。削孔されたボーリング孔Hの排泥を促進するためである。
ここで、軟らかい地層ほど削孔速度が速いため排泥量が多くなり、排泥促進のため、上下動の繰り返し回数が増加する。一方、硬い地層や岩盤であれば、削孔速度が遅く排泥量が少ないので、排泥促進のための上下動の繰り返し回数は少なくて良い。
As apparent from FIG. 2, in the illustrated embodiment, the drilling rod 11 for drilling the ground does not advance only downward when drilling. If the drilling rod 11 is drilled in a relatively short distance, for example, the region indicated by symbol α in FIG. 2 (if the region indicated by symbol β is drilled), the drilling rod 11 is moved upward (reference symbol γ). To the area indicated by the symbol δ). Thereafter, the drilling rod 11 is lowered and drilled to a position (E) below the location indicated by the symbol β (the regions indicated by the symbols ε1 and ε2 are drilled).
That is, as shown in FIG. 2, in the illustrated embodiment, the drilling rod 11 is repeatedly lowered (drilled) and raised (moved up and down) at a relatively short distance. This is to promote drainage of the drilled bore hole H.
Here, the softer the formation, the faster the drilling speed, the greater the amount of mud, and the greater the number of repetitions of vertical movement for promoting mud drainage. On the other hand, in the case of a hard formation or bedrock, the drilling speed is slow and the amount of mud is small, so the number of times of vertical movement for promoting mud is small.

図示の実施形態では、実効使用電力を判断のパラメータとして、削孔されたボーリング孔Hが支持層となり得る地層GBまで到達したか否かを判断している。
図2において、実効使用電力は網掛けした領域(短い横線が多数付けられている領域:縦軸に沿った白抜きの矢印と深度方向の長さが等しい)における実効使用電力が、図示の実施形態における判断パラメータとなっている。
実効使用電力は、単位深度当たり(例えば深度0.5m当たり)の使用電力として定義される。そして、使用電力は以下の式によって与えられる。
使用電力=電流×時間
すなわち、
実効使用電力=電流×「地盤を削孔している時間(実際に削孔している時間)」
ここで、「地盤を削孔している時間(実際に削孔している時間)」とは、図2の領域αや領域ε2の様に、それまでに削孔されていない地盤を削孔する場合の時間であり、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を移動する時間は含めない。
換言すれば、図示の実施形態において、削孔用ロッド11で削孔した後、一度ロッド11を上げてから削孔したところまで下げる領域(図2の領域γ、ε1)は、「実効使用電力」における「地盤に削孔している時間」には包含しない。
なお、「それまでに削孔されていない地盤」を削孔する深度(図2の縦軸の白い矢印の長さ)は、図2で示す様に不均一であっても良いし、均等であっても良い。
In the illustrated embodiment, it is determined whether or not the drilled borehole H has reached the formation GB that can serve as a support layer using the effective power consumption as a determination parameter.
In FIG. 2, the effective power consumption is shown in the shaded area (the area where a number of short horizontal lines are attached: the white arrow along the vertical axis is equal in length in the depth direction). It is a judgment parameter in the form.
Effective power consumption is defined as power consumption per unit depth (for example, per 0.5 m depth). The power used is given by the following equation.
Power used = current x time
Effective power consumption = Current x "Time for drilling the ground (actual drilling time)"
Here, “the time when the ground is drilled (the time when the drilling is actually performed)” refers to the drilling of the ground that has not been drilled so far, such as the region α and the region ε2 in FIG. The time for moving the already drilled regions (regions γ, ε1 in FIG. 2) is not included.
In other words, in the illustrated embodiment, after drilling with the drilling rod 11, the regions (the regions γ and ε1 in FIG. 2) that are once lifted and then lowered to the drilled holes are “effective power consumption”. "" Is not included in the "time to drill holes in the ground".
In addition, the depth (the length of the white arrow on the vertical axis in FIG. 2) for drilling “the ground that has not been drilled so far” may be non-uniform as shown in FIG. There may be.

図2を参照して、削孔用ロッド11の切り継ぎについて概説する。削孔用ロッド11の切り継ぎを行う場合、切り継ぎ直前においてロッド11で削孔した位置EC(削孔用ロッド11の先端がボーリング孔Hの底部に着底した位置)から、削孔用ロッド11を若干量だけ上方に移動して、ロッド11の先端(下端:図2では図示せず)を位置EDに移動する。これにより、切り継ぎの際に、削孔用ロッド11の先端EDは、削孔用ロッド11の着底位置ECよりも上昇しており、ボーリング孔Hの底部には着底していない。
切り継ぎ時に、削孔用ロッド11内の地下水位よりも高い位置にある水の量だけ、削孔用ロッド11先端から流出する。その際に、削孔用ロッド11先端(下端)が着底していると(最深位置ECに位置していると)、流出した水がボーリング孔Hの底部近傍の地盤に衝突して、ボーリング孔Hの底部近傍の地盤を緩めてしまう等の悪影響が生じる。これに対して、削孔用ロッド11の切り継ぎを行う際に削孔用ロッド11を着底位置(最深位置EC)から若干上方に移動の位置EDまで引き上げることにより、ロッド11先端とボーリング孔Hの底部との間に比較的大きな隙間が形成されることになり、切り継ぎの際に削孔用ロッド11内の水が地下水位よりも上方に溜まった水の量だけロッド11先端から流出しても、当該比較的大きな隙間の分だけ流出した水が保有するエネルギーが減衰し、ボーリング孔Hの底部に衝突する速度が遅くなり、当該底部近傍の地盤を緩めてしまう等の悪影響が減少する。
その後、従来公知の手順に従って、削孔ロッド11の切り継ぎ作業を行えば良い。
With reference to FIG. 2, an outline of the cut-and-join of the drilling rod 11 will be described. In the case where the drilling rod 11 is cut, the drilling rod starts from the position EC (the position where the tip of the drilling rod 11 reaches the bottom of the boring hole H) immediately before the cutting. 11 is moved upward by a slight amount, and the tip (lower end: not shown in FIG. 2) of the rod 11 is moved to the position ED. As a result, the tip ED of the hole drilling rod 11 is raised from the bottom position EC of the hole drilling rod 11 at the time of cutting, and is not bottomed at the bottom of the boring hole H.
At the time of severing, the amount of water at a position higher than the groundwater level in the drilling rod 11 flows out from the tip of the drilling rod 11. At that time, if the tip (lower end) of the drilling rod 11 is bottomed (when it is located at the deepest position EC), the outflowed water collides with the ground near the bottom of the borehole H, and the boring Adverse effects such as loosening the ground near the bottom of the hole H occur. On the other hand, when cutting the rod 11 for drilling, when the rod 11 for drilling is pulled up from the bottom position (the deepest position EC) to the position ED for moving slightly upward, the tip of the rod 11 and the borehole A relatively large gap is formed between the bottom of H, and the water in the drilling rod 11 flows out from the tip of the rod 11 by the amount of water accumulated above the groundwater level at the time of cutting. Even so, the energy held by the water flowing out by the relatively large gap is attenuated, the speed of collision with the bottom of the borehole H is reduced, and adverse effects such as loosening the ground near the bottom are reduced. To do.
Thereafter, the drilling rod 11 may be connected according to a conventionally known procedure.

図2で説明したような削孔を行う施工機100の削孔用ロッド取扱部10が、図3で示されている。
図3において、削孔用ロッド取扱部10は、複数のチャック110と、複数のホルダ120と、複数のロッド移動用のシリンダ機構130と、計測スケール140と、削孔用ロッド回転駆動用電動モータ(以下、「電動モータ」と言う)150を備えている。
チャック110は、削孔用ロッド11を上下に移動する場合等において、削孔用ロッド11を把持する部材である。一方、ホルダ120は、チャック110が削孔用ロッド11の把持を解除している場合に、削孔用ロッド11を把持(保持)するための部材である。
The drilling rod handling unit 10 of the construction machine 100 that performs drilling as described in FIG. 2 is shown in FIG. 3.
In FIG. 3, the drilling rod handling unit 10 includes a plurality of chucks 110, a plurality of holders 120, a plurality of rod moving cylinder mechanisms 130, a measuring scale 140, and a drilling rod rotation driving electric motor. (Hereinafter referred to as “electric motor”) 150.
The chuck 110 is a member that holds the drilling rod 11 when the drilling rod 11 is moved up and down. On the other hand, the holder 120 is a member for gripping (holding) the drilling rod 11 when the chuck 110 releases the gripping of the drilling rod 11.

図3において、符号160は地表Gfに対して(直接或は間接的に)固定されたベース部材である。
シリンダ機構130の近傍には、計測スケール(以下、「スケール」と言う)140がシリンダ機構130と平行に配置されている。スケール140は、シリンダ機構130のピストンロッド133の伸縮量(あるいはチャック移動量)を計測するように構成されている。
シリンダ機構130のピストンロッド133にはスケール指針134が取り付けられており、スケール指針134はスケール140の目盛を指し示している。スケール指針134は、指し示した目盛(読み取った目盛)の情報を電気信号に変換して、ラインLi2を介して、コントロールユニット50の実効使用電力演算ブロック51(図3参照)に出力する機能を有している。
In FIG. 3, reference numeral 160 denotes a base member fixed (directly or indirectly) to the ground surface Gf.
In the vicinity of the cylinder mechanism 130, a measurement scale (hereinafter referred to as “scale”) 140 is arranged in parallel with the cylinder mechanism 130. The scale 140 is configured to measure the expansion / contraction amount (or chuck movement amount) of the piston rod 133 of the cylinder mechanism 130.
A scale pointer 134 is attached to the piston rod 133 of the cylinder mechanism 130, and the scale pointer 134 indicates the scale of the scale 140. The scale pointer 134 has a function of converting the indicated scale (read scale) into an electrical signal and outputting it to the effective power calculation block 51 (see FIG. 3) of the control unit 50 via the line Li2. doing.

図3において、電動モータ150には、電源ラインLEを介して交流電源から電力が供給される。
交流電源の配電盤の電力メータEMは、電動モータ150の消費電力に関する情報(電流値)を、ラインLi1を介して、コントロールユニット50の実効使用電力演算ブロック51に出力する機能を有している。
In FIG. 3, electric power is supplied to the electric motor 150 from an AC power supply via a power supply line LE.
The power meter EM of the switchboard of the AC power supply has a function of outputting information (current value) regarding the power consumption of the electric motor 150 to the effective power calculation block 51 of the control unit 50 via the line Li1.

制御手段であるコントロールユニット50は、実効使用電力演算ブロック51と、記憶装置52と、比較ブロック53と、計時手段であるタイマ54を備えている。
実効使用電力演算ブロック51は、電力メータEMから得た消費電力に関する情報(電流値)と、スケール指針134からの情報とタイマ54の計時データから決定された「有効な削孔に消費された時間」を決定し、電流値と「有効な削孔に消費された時間」とを乗算して「実効使用電力」を演算する機能を有している。
記憶装置52は、過去の実証実験等で得られた「目標とする地盤に到達した際の実効使用電力値のしきい値」を記憶している。ここで、「目標とする地盤に到達した際の実効使用電力値のしきい値」は、施工現場(削孔される地盤)の状況、使用する機器、その他の条件により、ケース・バイ・ケースに決定される。
The control unit 50 that is a control means includes an effective power calculation block 51, a storage device 52, a comparison block 53, and a timer 54 that is a time measuring means.
The effective power consumption calculation block 51 determines the “time spent for effective drilling” determined from the information (current value) regarding the power consumption obtained from the power meter EM, the information from the scale pointer 134 and the time data of the timer 54. ”And multiplying the current value by“ time spent in effective drilling ”to calculate“ effective power consumption ”.
The storage device 52 stores “the threshold value of the effective power consumption when reaching the target ground” obtained in a past demonstration experiment or the like. Here, “the threshold value of the effective power consumption when reaching the target ground” is determined on a case-by-case basis, depending on the construction site (ground to be drilled), equipment used, and other conditions. To be determined.

比較ブロック53は、記憶装置52に記憶された「目標とする地盤に到達した際の実効使用電力値のしきい値」と、実効使用電力演算ブロック51で演算した「実効使用電力」とを比較する機能を有している。そして、実効使用電力演算ブロック51で演算した「実効使用電力」が「目標とする地盤に到達した際の実効使用電力値のしきい値」以上である場合に、「ボーリング孔Hが目標値に達した」と判断する機能を有している。
比較ブロック53は、外部のモニター60とラインLoで接続されており、比較ブロック53における比較結果や判断内容をモニター画面上に表示するように構成されている。
なお、図3では明示されていないが、コントロールユニット50は、スケール指針134からの情報とタイマ54の計時データから決定された「有効な削孔に消費された時間」から、削孔速度を演算する機能を有している。
The comparison block 53 compares the “threshold value of the effective power consumption when reaching the target ground” stored in the storage device 52 and the “effective power consumption” calculated by the effective power calculation block 51. It has a function to do. When the “effective power consumption” calculated by the effective power consumption calculation block 51 is equal to or greater than the “threshold value of the effective power consumption when reaching the target ground”, the “boring hole H becomes the target value”. It has a function to judge that it has reached.
The comparison block 53 is connected to an external monitor 60 via a line Lo, and is configured to display the comparison result and determination contents in the comparison block 53 on the monitor screen.
Although not explicitly shown in FIG. 3, the control unit 50 calculates the drilling speed from the “time spent for effective drilling” determined from the information from the scale pointer 134 and the timing data of the timer 54. It has a function to do.

図3で示す施工機100により、粘土層、砂層、泥岩層から成る複合地盤を、泥岩層に到達するまで削孔した際における電流値、削孔速度、実効使用電力が、図4で示されている。
図4において、横軸は深度を示しており、符号H1は粘土層、符号H2は砂層、符号H3は泥岩層を示している。
図4の左側の縦軸は電流値(図4の実線LA)、実効使用電力(図4の一点鎖線LB)を示しており、右側の縦軸は削孔速度(図4の点線LC)を示している。ここで、図4における実効使用電力は、深度0.5m当たりの実効使用電力である。
FIG. 4 shows the current value, drilling speed, and effective power used when drilling a composite ground composed of a clay layer, a sand layer, and a mudstone layer until the construction machine 100 shown in FIG. 3 reaches the mudstone layer. ing.
In FIG. 4, the horizontal axis indicates the depth, the symbol H1 indicates a clay layer, the symbol H2 indicates a sand layer, and the symbol H3 indicates a mudstone layer.
The vertical axis on the left side of FIG. 4 shows the current value (solid line LA in FIG. 4) and the effective power consumption (the dashed line LB in FIG. 4), and the vertical axis on the right side shows the drilling speed (dotted line LC in FIG. 4). Show. Here, the effective power consumption in FIG. 4 is the effective power consumption per 0.5 m depth.

図4の泥岩層H3において、電流値については粘土層H1、砂層H2における電流値とは有意な差異はないが、実効使用電力の値は遙かに大きくなっている。
泥岩層H3における削孔速度は、粘土層、砂層の削孔速度よりも遅いのに、実効使用電力の値が増大しているのは、泥岩層H3では削孔速度が遅いため削孔する時間が長いことによる。すなわち、「実効使用電力=電流×時間」であり、電流値に差異がなくても未削孔地盤等では削孔時間が長くなり、実効使用電力が大きくなる(実効使用電力の値が上昇する)ため、泥岩層H3における実効使用電力が増大する。
ここで、泥岩層H3に到達したか否かを電流値で判断すると、例えば、砂層H2において礫が存在すると、一瞬だけ削孔の抵抗が上昇して電流値が大きくなってしまい、砂層H2であるにも拘らず、泥岩層H3に到達した旨の誤判断をする可能性がある。実効使用電力をパラメータとして判断すれば、砂層H2において礫が存在した場合でも実効使用電力は増大しないので、上述した様な誤判断をすることなく、支持層となるのに十分な硬い層に到達したか否かを判断することができる。
In the mudstone layer H3 of FIG. 4, the current value is not significantly different from the current values in the clay layer H1 and the sand layer H2, but the value of the effective power consumption is much larger.
The drilling speed in the mudstone layer H3 is slower than the drilling speed of the clay layer and sand layer, but the value of the effective power consumption increases because the drilling speed is slow in the mudstone layer H3. Due to the long time. That is, “effective power consumption = current × time”, and even if there is no difference in the current value, the drilling time becomes long and the effective power consumption increases in the case of uncut ground, etc. (the value of the effective power consumption increases) Therefore, the effective power consumption in the mudstone layer H3 increases.
Here, when the current value determines whether or not the mudstone layer H3 has been reached, for example, if gravel is present in the sand layer H2, the resistance of the drilling hole increases for a moment, and the current value increases. Nevertheless, there is a possibility of misjudging that the mudstone layer H3 has been reached. If effective power is used as a parameter, even if gravel is present in the sand layer H2, the effective power does not increase, so that it reaches a hard enough layer to become a support layer without making the above-mentioned misjudgment. It can be determined whether or not.

上述した通り、図4から明らかな様に、泥岩層H3における実効使用電力は、粘土層H1の実効使用電力、砂層H2の実効使用電力に比較して、遙かに大きい。
従って、支持層となり得る地層として泥岩層H3を選択した場合に、実効使用電力を監視すれば、支持層となり得る地層まで削孔したか否かが判断出来る。
As is clear from FIG. 4, the effective power consumption in the mudstone layer H3 is much larger than the effective power consumption of the clay layer H1 and the sand layer H2.
Therefore, when the mudstone layer H3 is selected as the formation that can be the support layer, it is possible to determine whether or not the formation has been drilled to the formation that can be the support layer by monitoring the effective power consumption.

図4において、粘土層H1における実効使用電力に比較して、砂層H2の実効使用電力の方が有意に大きい。
このことから、粘土層H1と砂層H2から成る複層地盤において、支持層となり得る地層として砂層H2を選択した場合であっても、実効使用電力を監視すれば、支持層となり得る地層まで削孔したか否かが判断出来る。
In FIG. 4, the effective power consumption of the sand layer H2 is significantly larger than the effective power consumption of the clay layer H1.
Therefore, even if the sand layer H2 is selected as the base layer that can be the support layer in the multi-layered ground composed of the clay layer H1 and the sand layer H2, if the effective power consumption is monitored, the formation of the base layer that can be the support layer is drilled. It can be judged whether or not.

なお、図示はされていないが、粘土層H1と砂層H2から成る複層地盤において、支持層となり得る地層として砂層H2を選択した場合において、実効使用電力ではなく、電流値を観察することにより、支持層となり得る地層まで削孔したか否かを判断することが可能である。   Although not shown in the figure, in the multi-layered ground composed of the clay layer H1 and the sand layer H2, when the sand layer H2 is selected as the ground layer that can be the support layer, by observing the current value instead of the effective power consumption, It is possible to judge whether or not a formation that can be a support layer has been drilled.

次に、主として図5を参照して、図3をも参照しつつ、支持層となり得る地層GB(図1参照)まで削孔する際の制御について説明する。
図5において、ステップS1では、コントロールユニット50の実効使用電力演算ブロック51により実効使用電力を演算して、ステップS2に進む。
ステップS2では、コントロールユニット50の比較ブロック53により、ステップS1で演算した実効使用電力と、記憶装置52に記憶されたしきい値(実効使用電力のしきい値)とを比較する。上述した通り、実効使用電力のしきい値は、施工現場(削孔される地盤)の状況、使用する機器、その他の条件により、ケース・バイ・ケースに決定される。
ステップS1で演算された実効使用電力が、しきい値以上であれば(ステップS2がYES)、ステップS3に進み、しきい値未満であれば(ステップS2がNO)、ステップS4に進む。
Next, mainly referring to FIG. 5, the control when drilling to the formation GB (see FIG. 1) that can be the support layer will be described with reference to FIG. 3.
In FIG. 5, in step S1, the effective power consumption is calculated by the effective power consumption calculation block 51 of the control unit 50, and the process proceeds to step S2.
In step S2, the comparison unit 53 of the control unit 50 compares the effective power used calculated in step S1 with the threshold value stored in the storage device 52 (effective power threshold value). As described above, the threshold value of the effective power consumption is determined on a case-by-case basis according to the situation of the construction site (the ground to be drilled), the equipment used, and other conditions.
If the effective power calculated in step S1 is greater than or equal to the threshold (step S2 is YES), the process proceeds to step S3, and if less than the threshold (step S2 is NO), the process proceeds to step S4.

ステップS3(ステップS1で演算された実効使用電力がしきい値以上の場合)では、比較ブロック53により、削孔用ロッド11の先端が支持基盤になり得る層GBに「到達した」と判断する。そして制御を終了する。
一方、ステップS4(ステップS1で演算された実効使用電力がしきい値未満の場合)では、削孔用ロッド11は支持基盤になり得る層GBに未だ「到達していない」と判断して、削孔を続行するべくステップS1まで戻る。そして、ステップS1以降を繰り返す。
In step S3 (when the effective power calculated in step S1 is greater than or equal to the threshold value), the comparison block 53 determines that the tip of the drilling rod 11 has reached the layer GB that can be the support base. . And control is complete | finished.
On the other hand, in step S4 (when the effective power consumed calculated in step S1 is less than the threshold value), it is determined that the drilling rod 11 has not yet reached the layer GB that can be the support base, Return to step S1 to continue drilling. Then, step S1 and subsequent steps are repeated.

ここで、図5におけるステップS1の「実効使用電力の演算」の詳細を、主として図6を参照して、併せて図2、図3をも参照して説明する。
図6において、ステップS11では、電力メータEMからの使用電力のデータ(電流値に関するデータ)及びスケール140からのデータ(スケールデータ:図2の領域αや領域ε2の様に、未削孔地盤を削孔する場合の時間を決定するのに必要なデータ)を読み込んで、コントロールユニット50の実効使用電力演算ブロック51に入力する。そしてステップS12に進む。
ステップS12では、スケール140からのデータ(スケールデータ)とタイマ54の計時結果とに基づいて、「未削孔地盤を削孔する時間」(有効な削孔に費やした「時間」:例えば、図2の領域αや領域ε2を削孔する時間)を決定する。
Here, details of the “calculation of effective power consumption” in step S1 in FIG. 5 will be described mainly with reference to FIG. 6 and also with reference to FIGS.
In FIG. 6, in step S <b> 11, the power consumption data (data related to the current value) from the power meter EM and the data from the scale 140 (scale data: the uncut ground as in the region α and the region ε2 in FIG. 2). Data necessary for determining the time for drilling) is read and input to the effective power calculation block 51 of the control unit 50. Then, the process proceeds to step S12.
In step S12, based on the data from the scale 140 (scale data) and the time measurement result of the timer 54, “time for drilling the uncut ground” (“time spent for effective drilling”: for example, FIG. 2) (time for drilling the region α2 and the region ε2).

図2を参照して上述した様に、実効使用電力の演算で用いられる「未削孔地盤を削孔する時間」は、未削孔領域(地盤中のそれまでに削孔されていない領域:例えば、図2の領域α、ε2)を削孔する時間であり、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を上下動する時間は含めない。
未削孔領域(例えば、図2の領域α、ε2)を削孔しているのか、あるいは、既に削孔された領域(図2の領域ε1)を上下動しているのかを判断するには、図3で示すスケール140を用いる。
ステップS12で、「未削孔地盤を削孔する時間」(有効な削孔に費やした「時間」:例えば、図2の領域αや領域ε2等を削孔する時間:図2において短い横線が多数付けられている領域の削孔に費やした時間)を決定する態様を、より詳細に説明する。
As described above with reference to FIG. 2, the “time for drilling the uncut ground” used in the calculation of the effective power consumption is the uncut area (the area in the ground that has not been drilled so far: For example, it is the time for drilling the regions α, ε2) in FIG. 2, and does not include the time for moving up and down the already drilled regions (regions γ, ε1 in FIG. 2).
To determine whether a non-drilled region (for example, regions α and ε2 in FIG. 2) has been drilled or a region that has already been drilled (region ε1 in FIG. 2) is moved up and down The scale 140 shown in FIG. 3 is used.
In step S12, “time for drilling the uncut hole ground” (“time spent for effective drilling”: for example, time for drilling the region α, region ε2, etc. in FIG. 2: a short horizontal line in FIG. The mode of determining the time spent for drilling a large number of regions will be described in more detail.

図2において、削孔用ロッド11及びシリンダ機構130のピストンが下降して上昇する一つのサイクルにおいて、削孔用ロッド11が最も深度が深い位置(例えば図2の位置β)となった際にはシリンダ機構130のピストンも、当該1つのサイクルにおいて最も下方の位置となり、その位置をスケール140(図3)で計測する。シリンダ機構130のピストンの位置を「PS1(図示せず)」とする。
次のサイクル(シリンダ機構130のピストンの下降/上昇のサイクル)で下降する際(図2の位置δ〜位置E間の領域)において、既に削孔された領域(図2の領域ε1)を下降している間は、スケール140で計測されるシリンダ機構130のピストンの位置は、上記位置PS1よりも上方の位置となる。図6のステップS12では、スケール140で計測されるシリンダ機構130のピストンの位置が、上記位置PS1よりも上方の位置となっている間は、「実効使用電力」における「未削孔地盤を削孔している時間(実際に削孔している時間)」には包含しない。
スケール140で計測されるシリンダ機構130のピストンの位置が上記位置PS1以下(位置PS1と同一深度か、それよりも深い位置)となれば、「地盤中の未削孔領域を削孔している(図2の領域ε2である)」と判断して、「実効使用電力」における「未削孔地盤を削孔している時間」として計時する。
この様にして、図6のステップS12において、「有効な削孔に費やされた『時間』」あるいは「未削孔地盤を削孔している時間」を決定する。
In FIG. 2, in one cycle in which the drilling rod 11 and the piston of the cylinder mechanism 130 descend and rise, when the drilling rod 11 reaches the deepest position (for example, the position β in FIG. 2). The piston of the cylinder mechanism 130 is also at the lowest position in the cycle, and the position is measured with the scale 140 (FIG. 3). The position of the piston of the cylinder mechanism 130 is “PS1 (not shown)”.
When descending (region between position δ and position E in FIG. 2) in the next cycle (cycle of lowering / raising the piston of cylinder mechanism 130), the already drilled region (region ε1 in FIG. 2) is lowered. During this time, the position of the piston of the cylinder mechanism 130 measured by the scale 140 is a position above the position PS1. In step S12 of FIG. 6, while the position of the piston of the cylinder mechanism 130 measured by the scale 140 is a position above the position PS1, the “effective drilling ground” is cut. It is not included in “time of drilling (time of actual drilling)”.
If the position of the piston of the cylinder mechanism 130 measured by the scale 140 is equal to or less than the position PS1 (the same depth as the position PS1 or a position deeper than that), “the uncut hole region in the ground is drilled. (It is the area | region (epsilon) 2 of FIG. 2) ", and time-measures as" the time which is drilling the uncut hole ground "in" effective power use ".
In this manner, in step S12 of FIG. 6, “time spent for effective drilling” or “time for drilling uncut ground” is determined.

ステップS13では、ステップS11の「電流値」とステップS12で決定された「時間」(未削孔地盤を削孔している時間)とを乗算して、実効使用電力値(=電流値×「未削孔地盤を削孔している時間」)を演算する。
ステップS13で実効使用電力値を演算したならば、図5のステップS2へ進み、支持層となり得る地層GB(図1参照)まで削孔する制御(支持層となり得る地層GBに到達したか否かを判断する制御)を実行する。
In step S13, the “current value” in step S11 is multiplied by the “time” determined in step S12 (the time during which the uncut ground is drilled) to obtain an effective power consumption value (= current value × “ "Time for drilling the uncut ground" is calculated.
When the effective power consumption value is calculated in step S13, the process proceeds to step S2 in FIG. 5 and control for drilling to the formation GB that can be the support layer (see FIG. 1) (whether or not the formation GB that can be the support layer has been reached). Control to determine the above.

図示の実施形態による削孔に際して、シリンダ機構130のピストンの位置がシリンダ下死点に到達してしまうと、そのままでは削孔ロッド11を下降させることが出来ないので、当該ピストンをシリンダ機構130のシリンダの上死点近傍まで戻さなければならない。シリンダ機構130のピストンをシリンダ上死点近傍まで戻す手順については、従来技術と同様に行われる。すなわち、削孔用ロッド11をホルダ120で把持して、チャック110を削孔用ロッド11から離隔してシリンダ機構130のピストンを上死点まで上昇させる。そしてチャック110で削孔用ロッド11を把持(チェック)して、ホルダ120による削孔用ロッド11の把持を解除する。   In the drilling according to the illustrated embodiment, if the piston position of the cylinder mechanism 130 reaches the bottom dead center of the cylinder, the drilling rod 11 cannot be lowered as it is. It must be returned to near the top dead center of the cylinder. The procedure for returning the piston of the cylinder mechanism 130 to the vicinity of the top dead center of the cylinder is performed in the same manner as in the prior art. That is, the drilling rod 11 is held by the holder 120, the chuck 110 is separated from the drilling rod 11, and the piston of the cylinder mechanism 130 is raised to the top dead center. Then, the chucking rod 11 is gripped (checked) by the chuck 110, and the gripping of the drilling rod 11 by the holder 120 is released.

図示の実施形態によれば、実効使用電力を演算し、実効使用電力がしきい値以上となったならば支持層となり得る層GBまで到達したと判断しているため、削孔用ロッド11の径に比較してビット(図示を省略)の径の増加が僅かであり、施工機100の電動モータ150の抵抗値(電流値)が小さい場合でも、目標となる層GBに到達したか否かを判断することが出来る。
また、例えば泥岩層H3が支持層となり得る層である場合に、砂層H2において礫が存在しても実効使用電力は有意には増大しないので、砂層H2中の礫が存在する箇所を泥岩層H3であると誤判断をすることがなく、支持層となる泥岩層H3に到達したか否かを判断することができる。
According to the illustrated embodiment, the effective power consumption is calculated, and if the effective power consumption is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the layer GB that can be the support layer has been reached. Whether or not the target layer GB has been reached even when the diameter of the bit (not shown) increases slightly compared to the diameter and the resistance value (current value) of the electric motor 150 of the construction machine 100 is small. Can be judged.
Further, for example, when the mudstone layer H3 is a layer that can serve as a support layer, even if gravel exists in the sand layer H2, the effective power consumption does not increase significantly. It is possible to determine whether or not the mudstone layer H3 serving as the support layer has been reached without misjudging that it is.

ここで実効使用電力は、削孔用ロッド11を回転させる電動モータ150に供給される電流に、地盤を削孔している時間(実際に削孔している時間)を乗じた数値(実効使用電流=電流×「地盤に削孔している時間」)であり、既に削孔された領域(図2の領域γ、ε1)を移動する時間を包含しない。
従って、図示の実施形態では、排泥を促進するために、比較的短い削孔深度で削孔用ロッド11を上下動して地盤を削孔する場合に、実効使用電流の演算に際して、既に削孔された領域(図2の領域ε1)を下方へ移動する時間を積算してしまうことはなく、実際に削孔している時間のみをパラメータとして実効使用電力を演算することが出来るので、実効使用電力を演算することが出来て、支持層となり得る地層GBに到達したか否かの判断を行うことが出来る。
Here, the effective power consumption is a value obtained by multiplying the current supplied to the electric motor 150 that rotates the drilling rod 11 by the time during which the ground is drilled (actual drilling time). Current = current × “time for drilling in the ground”), and does not include the time for moving the already drilled regions (regions γ, ε1 in FIG. 2).
Accordingly, in the illustrated embodiment, when the ground is drilled by moving the drilling rod 11 up and down with a relatively short drilling depth in order to promote the drainage, the effective working current is already calculated. Since the time for moving downward in the perforated region (region ε1 in FIG. 2) is not integrated, the effective power consumption can be calculated using only the actual drilling time as a parameter. The power used can be calculated, and it can be determined whether or not the formation GB that can be the support layer has been reached.

図示の実施形態において、削孔用ロッド11を切り継ぐ際に削孔用ロッド11を切り継ぎ直前の位置よりも所定量だけ上昇させる工程を包含すれば、ロッド11先端とボーリング孔Hの底部との間に比較的大きな隙間が形成され、切り継ぎの際に削孔用ロッド11内の水がロッド11先端から流出しても、当該比較的大きな隙間の分だけ流出した水が保有するエネルギーが減衰し、ボーリング孔Hの底部に衝突する速度が遅くなる。そのため、当該底部近傍の地盤を緩めてしまう等の悪影響が減少する。   In the illustrated embodiment, if a step of raising the drilling rod 11 by a predetermined amount from the position immediately before cutting is included when cutting the drilling rod 11, the tip of the rod 11 and the bottom of the boring hole H Even when water in the drilling rod 11 flows out from the tip of the rod 11 at the time of cutting, the energy held by the water that flows out by the relatively large gap is retained. Attenuating, and the speed of colliding with the bottom of the borehole H is reduced. Therefore, adverse effects such as loosening the ground near the bottom are reduced.

図示の実施形態では、実効使用電力をパラメータとしているが、その他のパラメータを用いて、支持層GBとなり得る層まで到達したか否かについて、総合的に判断することが可能である。
図7は、その様な変形例(実施形態の変形例)を示している。係る変形例の構成については、図3を参照して説明したのと同様である。
変形例により、支持層GBとなり得る層まで到達したか否かを判定する制御あるいは手順について、主として図7により、図3をも参照しつつ説明する。
In the illustrated embodiment, effective power consumption is used as a parameter, but it is possible to comprehensively determine whether or not a layer that can be the support layer GB has been reached using other parameters.
FIG. 7 shows such a modified example (modified example of the embodiment). The configuration of this modification is the same as that described with reference to FIG.
A control or procedure for determining whether or not a layer that can become the support layer GB has been reached by a modification will be described mainly with reference to FIG. 7 and also referring to FIG.

図7において、先ず、コントロールユニット50(図3)により、スケール指針134からの情報とタイマ54の計時データから決定された「有効な削孔に消費された時間」から、削孔速度を演算する(ステップS11)。
「実効使用電力=電流×未削孔地盤を削孔している時間」であり、削孔時間が長ければ、実効使用電力は大きくなる。そして、削孔時間が長ければ、削孔速度は遅くなる。そのため図7で示す変形例では、最初に削孔速度をパラメータとして、その後、実効使用電力をパラメータとしている。そのため、削孔速度を演算(ステップS11)した後、ステップS12では、演算された削孔速度が削孔速度のしきい値以下であるか否かを判断する。
ここで、削孔速度のしきい値についても、施工現場(削孔される地盤)の状況、使用する機器、その他の条件により、ケース・バイ・ケースで決定される。
In FIG. 7, first, the control unit 50 (FIG. 3) calculates the drilling speed from the “time spent for effective drilling” determined from the information from the scale pointer 134 and the timing data of the timer 54. (Step S11).
“Effective power consumption = current × time for drilling the uncut hole ground”. If the drilling time is long, the effective power consumption increases. And if a drilling time is long, a drilling speed will become slow. Therefore, in the modification shown in FIG. 7, the drilling speed is first used as a parameter, and then the effective power consumption is used as a parameter. Therefore, after calculating the drilling speed (step S11), in step S12, it is determined whether or not the calculated drilling speed is equal to or less than a threshold value of the drilling speed.
Here, the threshold value of the drilling speed is also determined on a case-by-case basis according to the situation of the construction site (the ground to be drilled), the equipment to be used, and other conditions.

ステップS11で演算された削孔速度がしきい値以下であれば(ステップS12がYES)ステップS13に進み、しきい値よりも速ければ(ステップS12がNO)ステップS16に進む。
ステップS16(ステップS11で演算された削孔速度がしきい値よりも速い場合)では、未だに支持基盤になりうる層GBには到達していないと判断して、ステップS11に戻る。
ステップS13(ステップS11で演算された削孔速度がしきい値以下である場合)では実効使用電力を演算し、しきい値と比較する(ステップS14)。
If the drilling speed calculated in step S11 is less than or equal to the threshold value (YES in step S12), the process proceeds to step S13, and if faster than the threshold value (NO in step S12), the process proceeds to step S16.
In step S16 (when the drilling speed calculated in step S11 is faster than the threshold value), it is determined that the layer GB that can be the support base has not yet been reached, and the process returns to step S11.
In step S13 (when the drilling speed calculated in step S11 is equal to or less than the threshold value), the effective power consumption is calculated and compared with the threshold value (step S14).

ステップS13で演算された実効使用電力がしきい値以上であれば(ステップS14がYES)、換言すれば、削孔速度がしきい値以下であり且つ実効使用電力がしきい値以上であれば、支持基盤になりうる層GBに到達したと判断する(ステップS15)。
ステップS13で演算された実効使用電力がしきい値未満であれば(ステップS14がNO)、支持基盤になりうる層GBには到達していないと判断して(ステップS16)、ステップS11に戻る。
なお、図7のステップS13〜S16は、図6のステップS1〜S4と同一である。
If the effective power calculated in step S13 is equal to or greater than the threshold (YES in step S14), in other words, if the drilling speed is equal to or less than the threshold and the effective power is equal to or greater than the threshold. Then, it is determined that the layer GB that can be the support base has been reached (step S15).
If the effective power calculated in step S13 is less than the threshold (NO in step S14), it is determined that the layer GB that can be the support base has not been reached (step S16), and the process returns to step S11. .
Note that steps S13 to S16 in FIG. 7 are the same as steps S1 to S4 in FIG.

図7の第2実施形態によれば、掘削速度と実効使用電力の2種類のパラメータを用いて、支持層GBとなり得る層まで到達したか否かを総合的に判断することが出来る。
また、実効使用電力の演算は、掘削速度が削孔速度がしきい値以下である制御サイクルのみ行なえば良いので、その分、自動制御におけるコントロールユニット50の負担が軽くなる。
図7の変形例におけるその他の構成及び作用効果については、図1〜図6で説明した実施形態と同様である。
According to the second embodiment of FIG. 7, it is possible to comprehensively determine whether or not a layer that can be the support layer GB has been reached, using two types of parameters, excavation speed and effective power consumption.
In addition, the calculation of the effective power consumption needs to be performed only in the control cycle in which the excavation speed is equal to or less than the threshold value, so that the burden on the control unit 50 in the automatic control is reduced accordingly.
Other configurations and operational effects in the modification of FIG. 7 are the same as those of the embodiment described with reference to FIGS.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、支持層となり得る地層に到達したか否かを判断するパラメータとして実効使用電力を用いているが、係るパラメータとして電流値を採用することも可能である。
また、図示の実施形態において、コントロールユニット50に代えて、オペレータが判断、操作を実行することが可能である。
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
For example, in the illustrated embodiment, effective power is used as a parameter for determining whether or not a formation that can be a support layer has been reached, but a current value can also be used as such a parameter.
In the illustrated embodiment, instead of the control unit 50, an operator can perform determination and operation.

10・・・削孔用ロッド駆動部
11・・・削孔用ロッド
20・・・排泥ポンプ
30・・・残土タンク
50・・・コントロールユニット
51・・・実効使用電力演算ブロック
52・・・記憶装置
53・・・判断ブロック
100・・・施工機
110・・・チャック
120・・・ホルダ
130・・・シリンダ機構
140・・・計測スケール
150・・・電動モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drilling rod drive part 11 ... Drilling rod 20 ... Sludge pump 30 ... Residual soil tank 50 ... Control unit 51 ... Effective power calculation block 52 ... Storage device 53 ... Judgment block 100 ... Construction machine 110 ... Chuck 120 ... Holder 130 ... Cylinder mechanism 140 ... Measurement scale 150 ... Electric motor

Claims (3)

削孔用ロッドを上下動して地盤を削孔し、削孔用ロッドを回転する電動機に供給される電流と削孔している時間から実効使用電力を演算し、実効使用電力がしきい値以上となったならば支持層となり得る層まで到達したと判断し、実効使用電力は前記電流に地盤を削孔している時間を乗じた数値であり、地盤に削孔している時間は、未削孔地盤を削孔するのに要する時間であり、既に削孔された領域を上下動する時間を包含しない請求項1の削孔方法。 Move the drilling rod up and down to drill the ground, calculate the effective power consumption from the current supplied to the motor that rotates the drilling rod and the drilling time, and the effective power consumption is the threshold value. If it is above, it is judged that the layer that can be the support layer has been reached, and the effective power consumption is a value obtained by multiplying the current by the time for drilling the ground, and the time for drilling the ground, The drilling method according to claim 1, which is a time required for drilling an uncut hole ground and does not include a time for moving up and down an already drilled region. 削孔用ロッドを切り継ぐ際には、削孔用ロッドを切り継ぎ直前の位置よりも所定量だけ上昇させる請求項1の削孔方法。   2. The drilling method according to claim 1, wherein when the drilling rod is cut, the drilling rod is raised by a predetermined amount from a position immediately before the cut. 削孔速度を演算し、演算された削孔速度をしきい値と比較する工程を有し、演算された削孔速度がしきい値以下である場合に、実効使用電力を演算し、実効使用電力のしきい値と比較する請求項1または請求項2の何れかの削孔方法。   It has a step of calculating the drilling speed and comparing the calculated drilling speed with a threshold value. When the calculated drilling speed is less than or equal to the threshold value, the effective power consumption is calculated and the effective use is calculated. 3. The drilling method according to claim 1, wherein the drilling method is compared with a power threshold value.
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