JP2020158963A

JP2020158963A - 杭の施工管理システム、及び杭の施工管理システムを構成する携帯端末

Info

Publication number: JP2020158963A
Application number: JP2019056269A
Authority: JP
Inventors: 温子長濱; Atsuko Nagahama; 高橋　秀一; Shuichi Takahashi; 秀一高橋; 尚子伊藤; Naoko Ito; 義徳山本; Yoshinori Yamamoto
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP7280079B2

Abstract

【課題】複雑な治具を有することなく、地盤の近傍において鋼管杭の杭芯位置を精度よく特定しながら鋼管杭の施工管理を行うことのできる、杭の施工管理システムと携帯端末を提供すること。【解決手段】杭の施工管理システム５００であり、振れ止め部材５０の上、もしくは鋼管杭Ｐの周囲の地盤の上のいずれか一方に配設されている環状のレール部材７０と、レール部材７０に沿って走行するターゲット１００と、ターゲット１００の少なくとも異なる二つの位置を計測する計測器２００と、ベースマシン１０のオペレータもしくは施工管理者の有する携帯端末３００と、を有し、携帯端末３００は、計測器２００から送信されるターゲット１００の異なる二つの位置に関する計測データを受信する受信部３２０と、受信部３２０からターゲット１００の異なる二つの位置に関する計測データを読み出し、鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部３３０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、杭の施工管理システム、及び杭の施工管理システムを構成する携帯端末に関する。

杭基礎の施工に当たり、杭打ち機を用いて、例えば鋼管の先端に螺旋翼が設けられている鋼管杭を地盤に回転圧入することにより、鋼管杭を地中に埋設する鋼管回転圧入工法が適用される。場所打ち杭工法では産業廃棄物となる掘削土が発生するが、鋼管回転圧入工法ではこの産業廃棄物の発生が解消でき、さらには、低騒音かつ低振動での施工が可能であることから環境影響への負荷が少ない。また、建物の規模に応じた杭径の鋼管杭を用いることにより、戸建て住宅等の小規模建物からマンション等の大規模建物まで、様々な規模の建物の杭基礎への適用が可能である。

上記する鋼管杭を地盤に回転圧入する際の施工管理システムとして、鋼管の上端近傍にターゲットを取り付け、トータルステーションを用いてターゲットの自動追尾を行うことによりターゲットの位置情報を取得する、回転式鋼管打設施工管理システムが提案されている。この回転式鋼管打設施工管理システムは、ターゲットの位置情報に基づいて鋼管芯座標を算出し、算出された鋼管芯座標を記憶部に記憶する情報処理装置をさらに有している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、鋼管杭の回転圧入施工の初期段階においては、鋼管杭の上端部と地盤との距離が離れていることから、上端部の杭芯位置と、地盤に近い箇所での杭芯位置とが必ずしも一致していない場合が往々にしてある。従って、施工対象の鋼管杭が地盤の正しい位置に圧入されていることを確認するには、鋼管杭の上端部よりも、むしろ地盤に近い場所での杭芯位置（もしくは杭の打設芯位置）を把握することが肝要である。この点、上記する特許文献１に記載の施工管理システムでは、鋼管杭自体にターゲットを取り付けていることから、杭打ち機を構成する各構成要素等とターゲットとの干渉を回避するために、ターゲットを鋼管杭の上端部に設けざるを得ない。そのため、鋼管杭の上端部近傍に取り付けられているターゲットの位置情報をトータルステーションにより取得することから、鋼管杭の正しい施工位置を管理する点においては改善の余地がある。

そこで、地盤の近傍における鋼管杭の杭芯位置を得ることのできる施工管理システムが提案されている。より具体的には、鋼管杭の上端を保持して、鋼管杭を回転させながら地盤に圧入する駆動部と、地盤の近傍で鋼管杭を保持する振れ止め部材と、を備える杭打ち機による鋼管杭の打設施工を管理する施工管理システムである。この施工管理システムは、振れ止め部材の上に設けられ、鋼管杭を周回する第２レールが形成されたレール部材と、鋼管杭の回転に伴い、第２レールに沿って摺動する第２磁石と、第２磁石に取り付けられたプリズムと、プリズムの位置を計測する計測器と、計測器により計測されるプリズムの複数の位置に基づいて、鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部とを備えている。

第１レールには第１磁石が摺動可能に設けられ、第１磁石は、鋼管杭の回転に追従して第１レールに沿って摺動するようになっている。一方、第２レールには、第１規制部材と第２規制部材が設けられており、第１規制部材と第２規制部材とにより区切られた範囲が第２磁石の摺動範囲とされ、この摺動範囲に第２磁石が配置されている。さらに、この摺動範囲に計測器を対向配置することにより、施工管理システムが形成される。

上記する施工管理システムにおいて、第２磁石と第１磁石とは、互いに異なる磁極を有している。鋼管杭の回転に伴い、鋼管杭に磁気吸引された第１磁石が鋼管杭と同方向に摺動し、第１磁石が第２磁石の摺動範囲に到達すると、第１磁石に磁気吸引された第２磁石が摺動範囲内を摺動し、この摺動する第２磁石に取り付けられているプリズムの位置を計測器にて計測する。この施工管理システムによれば、第２磁石に取り付けられているプリズムを、第１規制部材と第２規制部材の間の摺動範囲にて往復させる際に、計測器からプリズムを見た際に、当該プリズムが鋼管杭に隠れることがないことから、計測器はプリズムの位置を常時計測することができる（例えば、特許文献２参照）。

特許第５５４６４１６号公報特開２０１８−５３６８９号公報

しかしながら、特許文献２に記載の施工管理システムでは、鋼管杭の回転に伴って当該鋼管杭と同方向に第１磁石を摺動させるとともに、第１磁石の摺動に伴って、当該第１磁石と同方向にプリズムが取り付けられている第２磁石を、第１規制部材と第２規制部材の間の摺動範囲において摺動させることから、第１磁石や第２磁石が摺動するレールを含む治具の構成が複雑になり易い。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、複雑な治具を有することなく、地盤の近傍において鋼管杭の杭芯位置を精度よく特定しながら鋼管杭の施工管理を行うことのできる、杭の施工管理システム、及び杭の施工管理システムを構成する携帯端末を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による杭の施工管理システムの一態様は、
鋼管杭の上端がベースマシンのリーダーに沿って降下するオーガーに取り付けられ、該リーダーの下方に取り付けられている環状の振れ止め部材に前記鋼管杭が挿通されながら地盤に回転圧入される杭打ち機により、鋼管杭を施工する際に用いられる、杭の施工管理システムであって、
前記振れ止め部材の上の前記鋼管杭の周囲、もしくは、前記鋼管杭の周囲の地盤の上、のいずれか一方に配設されている環状のレール部材と、
前記レール部材に沿って走行するターゲットと、
前記ターゲットの少なくとも異なる二つの位置を計測する計測器と、
前記ベースマシンのオペレータもしくは施工管理者の有する携帯端末と、を有し、
前記携帯端末は、
前記計測器から送信される前記異なる二つの位置に関する計測データを受信する受信部と、
前記受信部から前記異なる二つの位置に関する計測データを読み出し、前記鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部と、を備えていることを特徴とする。

本態様によれば、振れ止め部材の上の鋼管杭の周囲、もしくは、鋼管杭の周囲の地盤の上のいずれか一方に環状のレール部材が配設され、レール部材に沿ってターゲットが走行し、走行するターゲットの少なくとも異なる二つの位置が計測器にて計測される施工管理システムであることから、複雑な治具を必要としないシステムとなる。また、地盤の近傍にある振れ止め部材の上、もしくは地盤の上にある、環状のレール部材に沿って走行するターゲットの少なくとも異なる二つの位置に関する計測データに基づいて、携帯端末にて鋼管杭の杭芯位置が演算されることから、回転圧入されている鋼管杭の杭芯位置を精度よく特定することができる。

ここで、「計測器」は、ターゲットを自動的に視準する自動追尾機能を備えている、自動追尾型のトータルステーションである。また、「ターゲット」としては、反射プリズム等のプリズムが挙げられる。さらに、携帯端末は、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどを含んでいる。携帯端末は、ベースマシンの操縦席に載置され、杭打ち機のオペレータが携帯端末に表示されている演算結果を確認しながら鋼管杭の回転圧入を行ってもよいし、施工管理をしている施工管理者が携帯端末を有し、施工管理者が携帯端末に表示されている演算結果を確認してもよいし、オペレータと施工管理者の双方が携帯端末を有していてもよい。

また、本発明による杭の施工管理システムの他の態様は、前記レール部材に沿って走行する走行台車を有し、
前記走行台車に前記ターゲットが搭載されていることを特徴とする。

本態様によれば、ターゲットが搭載されている走行台車を鋼管杭の周囲にあるレール部材に沿って走行させることにより、鋼管杭の周囲の異なる二点におけるターゲットの位置を計測することができる。ここで、鋼管杭を回転圧入する際の比較的速い回転速度と異なり、走行台車の走行速度は計測器にて計測可能な適度の速度に設定されるのが好ましい。また、走行するターゲットは一時的に鋼管杭の背面に入って計測器にて視準不可な状態となるが、本発明者等による検証によれば、計測器に自動追尾型のトータルステーションを適用した場合に、再び鋼管杭の側方から現れたターゲットを自動追尾型のトータルステーションが再度認識できることが分かっている。

また、本発明による杭の施工管理システムの他の態様において、前記レール部材は、複数の半割りレール部材を相互に接合することにより形成され、
環状の前記レール部材の内側面には、鋼管杭に対して当接自在なローラが取り付けられていることを特徴とする。

本態様によれば、環状のレール部材の内側面においてローラが鋼管杭に当接自在に取り付けられていることにより、ターゲットが走行するレール部材を回転姿勢の鋼管杭から縁切りしながら、鋼管杭の杭芯と環状のレール部材の中心を可及的に揃えることができる。例えば、振れ止め部材とその中を貫通する鋼管杭との間には、一般に１０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度のクリアランスがある。そのため、振れ止め部材の上にターゲットを直接載置した場合、このクリアランスの中で移動し得る鋼管杭の杭芯と、振れ止め部材の中心との間には、このクリアランスに起因する誤差が生じ得る。そして、この鋼管杭の杭芯と振れ止め部材の中心の間の誤差は、携帯端末において計測データに基づいて演算される杭芯位置の精度に影響し得る。そこで、環状のレール部材の内側面に鋼管杭に当接自在な複数のローラを取り付けておき、レール部材（のローラ）と鋼管杭の間のクリアランスを、０ｍｍ（複数のローラが全て鋼管杭に当接している状態）からせいぜい１，２ｍｍ程度とすることにより、環状のレール部材と鋼管杭の間のクリアランスに起因する誤差を少なくすることができ、携帯端末において演算される杭芯位置の精度を向上させることができる。

また、本発明による杭の施工管理システムの他の態様において、前記携帯端末は格納部をさらに有し、
前記格納部には、前記ターゲットが環状の前記レール部材に沿って移動する際の前記ターゲットの移動軌跡円の半径ｒに関するデータが予め格納されており、
前記演算部により、前記異なる二つの位置を中心として前記半径ｒの二つの円を作成し、該二つの円の交点の一方が鋼管杭の杭芯位置として演算されることを特徴とする。

本態様によれば、異なる二つのターゲットの位置を中心として、ターゲットが環状のレール部材に沿って移動する際のターゲットの移動軌跡円の半径ｒを有する二つの円を作成して二つの円による二つの交点を求め、そのうちの一方（計測器から遠い位置にある交点）を鋼管杭の杭芯位置とすることにより、杭芯位置を精度よく特定することができる。

また、本発明による杭の施工管理システムを構成する携帯端末の一態様は、
鋼管杭の上端がベースマシンのリーダーに沿って降下するオーガーに取り付けられ、該リーダーの下方に取り付けられている環状の振れ止め部材に前記鋼管杭が挿通されながら地盤に回転圧入される杭打ち機により、鋼管杭を施工する際に用いられる、杭の施工管理システムを構成する携帯端末であって、
前記杭の施工管理システムは、前記振れ止め部材の上、もしくは前記鋼管杭の周囲の地盤の上に配設されている環状のレール部材に沿って走行するターゲットと、該ターゲットの少なくとも異なる二つの位置を計測する計測器と、を備えており、
前記携帯端末は、
前記計測器から送信される前記異なる二つの位置に関する計測データを受信する受信部と、
前記受信部から前記異なる二つの位置に関する計測データを読み出し、前記鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部と、
前記演算部による演算結果を表示する表示部と、を備えていることを特徴とする。

本態様によれば、携帯端末の有する表示部において、演算部にて演算された鋼管杭の杭芯位置を確認することができる。例えば、ベースマシンの操縦席に携帯端末が載置され、杭打ち機のオペレータは、表示部に表示されている演算結果を確認しながら鋼管杭の回転圧入を行うことができる。

また、本発明による杭の施工管理システムを構成する携帯端末の他の態様において、前記表示部には、平面座標系が表示され、該平面座標系において許容杭芯誤差範囲が表示されるとともに、前記演算部にて演算された杭芯の位置が表示されることを特徴とする。

本態様によれば、表示部に平面座標系（例えばＸ−Ｙ平面座標）が表示され、この平面座標系において、許容杭芯誤差範囲が表示されるとともに、演算部にて演算された杭芯の位置が表示されることにより、杭打ち機のオペレータや施工管理者は、特定された杭芯が許容杭芯誤差範囲内にあることを確認しながら鋼管杭の施工を継続することができる。また、杭芯が許容杭芯誤差範囲から外れそうな場合には、回転圧入方向を臨機に調整することができる。さらに、杭芯が許容杭芯誤差範囲から外れている場合には、施工を速やかに中断して、正しい位置において鋼管杭の再打設を行うことができる。

以上の説明から理解できるように、本発明の杭の施工管理システム、及び杭の施工管理システムを構成する携帯端末によれば、複雑な治具を有することなく、地盤の近傍において鋼管杭の杭芯位置を精度よく特定しながら鋼管杭の施工管理を行うことができる。

実施形態に係る杭の施工管理システムの全体構成の一例を示す図である。鋼管杭の下方の周囲に、振れ止め部材、レール部材、走行台車及びターゲットが設置される前の状況を示す斜視図である。鋼管杭の下方の周囲に、振れ止め部材、レール部材、走行台車及びターゲットが設置された状況を示す斜視図である。図３のIV−IV矢視図である。実施形態に係る杭の施工管理システムの有する携帯端末のハードウェア構成の一例を示す図である。携帯端末の機能構成の一例を示す図である。携帯端末の演算部における演算内容の一例を説明する図である。携帯端末の表示部における表示内容の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る杭の施工管理システムと、杭の施工管理システムを構成する携帯端末について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態に係る杭の施工管理システム］
はじめに、図１乃至図４を参照して、実施形態に係る杭の施工管理システムの一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る杭の施工管理システムの全体構成の一例を示す図である。また、図２と図３はそれぞれ、鋼管杭の下方の周囲に、振れ止め部材、レール部材、走行台車及びターゲットが設置される前の状況を示す斜視図と、振れ止め部材、レール部材、走行台車及びターゲットが設置された状況を示す斜視図である。さらに、図４は、図３のIV−IV矢視図である。

杭の施工管理システム５００は、鋼管杭Ｐの周囲であって、かつ地盤に近い位置（地盤上を含む）において走行するターゲット１００と、ターゲット１００をレンズで視準してターゲット１００までの距離や角度を計測する計測器２００と、携帯端末３００とを有し、携帯端末３００は、鋼管杭Ｐを地盤Ｇに回転圧入する杭打ち機９０を構成するベースマシン１０に搭載されている。計測器２００と携帯端末３００は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等に代表されるネットワーク４００を介して通信可能となっている。計測器２００にて取得されたターゲット１００の異なる位置に関する計測データは、ネットワーク４００を介して携帯端末３００に送信される。

杭打ち機９０は、ベースマシン１０と、ベースマシン１０により支持されるリーダー２０と、リーダー２０に沿って降下するオーガー３０と、リーダー２０の下方の地盤近傍の位置に装着されている振れ止め部材５０とを有する。オーガー３０の下端にあるキャップ４０に鋼管杭Ｐの上端が把持され、鋼管杭Ｐの下方が振れ止め部材５０の中空内に遊嵌された後、オーガー３０をＹ１方向に回転させながらリーダー２０に沿ってＹ２方向に降下させることにより、鋼管杭Ｐは、地盤Ｇ内においてＹ３方向に回転しながらＹ４方向に圧入される。尚、図示例の鋼管杭Ｐはその先端に螺旋翼Ｐ１を有しているが、鋼管杭Ｐの側面にも螺旋翼を有する形態など、様々な形態の鋼管杭が施工対象となる。

図１に示すように、ターゲット１００は、振れ止め部材５０の上に載置されているレール部材７０沿って鋼管杭Ｐの周囲をＹ５方向に走行する。計測器２００は、例えば自動追尾型のトータルステーションであり、走行するターゲット１００に対してＸ１方向に光波を照射し、ターゲット１００にて反射する光波を計測することにより、ターゲット１００との間の距離や鉛直角度、水平角度を取得して、ターゲット１００の異なる位置の位置座標を算出する。尚、計測器２００により、走行するターゲット１００の少なくとも異なる二つの位置が計測される。

トータルステーション２００は、コンピュータを内蔵するとともに、外部の機器（図示例の携帯端末３００等）との通信を可能とする通信インターフェイスを有している（いずれも図示せず）。トータルステーション２００は、位置座標が既知の既知点の上に設置され、当該既知点の座標情報がコンピュータに入力されてもよいし、位置座標が既知の一つもしくは複数の既知点の位置座標を計測してその座標情報がコンピュータに入力されてもよく、コンピュータに格納されている既知点の位置座標を参照し、ターゲット１００の異なる位置に関する計測データに基づいてそれらの位置座標を算出する。

次に、図２乃至図４を参照して、振れ止め部材５０の上に、レール部材７０を介して、ターゲット１００を有する走行台車８０が設置される設置態様について説明する。

図２に示すように、振れ止め部材５０は、平面視が半ドーナツ状の二つの半割り部材５１を有し、それぞれの半割り部材５１は、回動軸５４を介してリーダー固定部５９に回動自在に取り付けられている。それぞれの半割り部材５１は、その端部において上下に二つのチャック５３を有しており、鋼管杭Ｐが二つの半割り部材５１の内部に収容された後、回動軸５４を介して半割り部材５１を鋼管杭Ｐ側へＸ２方向に回動させると、双方のチャック５３が上下に揃うとともに双方のチャック５３の有する貫通孔が上下方向に連通するようになっている。この連通した貫通孔に対してチャックピン５５をＸ３方向に差し込むことにより、図３に示すように、中央にある中空に鋼管杭Ｐが遊嵌されている振れ止め部材５０が形成される。

図２に戻り、それぞれの半割り部材５１の上面５２の二箇所には、マグネチックスタンド５８が取り付けられている。

レール部材７０は、半割り部材５１と同様に平面視が半ドーナツ状の二つの半割りレール部材７１を有し、それぞれの半割りレール部材７１は、双方の一端同士が回動自在に留め付けられている。図２に示す開いた状態の二つの半割りレール部材７１を振れ止め部材５０の上方にＸ４方向に移載し、二つの半割りレール部材７１の内部に鋼管杭Ｐが収容された後、半割りレール部材７１を鋼管杭Ｐ側へＸ５方向に回動させることにより、端部の固定フランジ７２同士が当接する。当接された二つの固定フランジ７２に対して、固定キャップ７４を上方からＸ６方向に嵌め込むことにより、図３に示すように環状のレール部材７０が形成される。形成されたレール部材７０は、四つのマグネチックスタンド５８の上に載置される。

このように、レール部材７０が鋼管杭Ｐを包囲した状態で振れ止め部材５０の上に相対移動自在に載置されることにより、レール部材７０を振れ止め部材５０に対して大きく移動させることなく位置決めすることができる。

図２に戻り、半割りレール部材７１の内側面７５には、鋼管杭Ｐに対して当接自在な複数のローラ７３が回動自在に取り付けられている。このように、レール部材７０の内側面７５において複数のローラ７３が鋼管杭Ｐに当接自在に取り付けられていることにより、ターゲット１００が走行するレール部材７０を回転姿勢の鋼管杭Ｐから縁切りしながら、鋼管杭Ｐの杭芯と環状のレール部材７０の中心を可及的に揃えることができる。

レール部材７０には、レール部材７０に沿って鋼管杭Ｐ周りを周回する自走式の走行台車８０がＸ７方向に設置される。走行台車８０は、レール部材７０の幅と同程度の幅を有し、レール部材７０の内径と外径を有する輪郭の側面を有している。内部には、車輪を回転させるモータ、モータを駆動するバッテリが装備されており、モータを作動させるスイッチを有する（いずれも図示せず）。

走行台車８０の上面には、ターゲット固定ピン６０が上方に延出する態様で固定されており、ターゲット固定ピン６０には、ターゲット１００の有するソケット１０４が上方からＸ８方向に装着されるようになっている。ここで、図示例のターゲット１００は、複数のプリズム１０２を備えた全方位型のターゲットであり、水準器（図示せず）を内蔵している。

ここで、図４に示すように、振れ止め部材５０の中を貫通する鋼管杭Ｐとの間には一般に、１０ｍｍ乃至２０ｍｍ程度のクリアランスｓ２がある。そのため、振れ止め部材５０の上に振れ止め部材５０と同程度の内径を有する環状のレール部材を載置した場合、このクリアランスｓ２の中で移動し得る鋼管杭Ｐの杭芯と、レール部材の中心との間には、このクリアランスｓ２に起因する誤差が生じ得る。そして、この鋼管杭Ｐの杭芯とレール部材の中心の間の誤差は、レール部材に沿って走行する走行台車に搭載されているターゲットの移動軌跡円の中心のずれを生じさせる。そのため、携帯端末３００において、計測データに基づいて演算される杭芯位置の精度に影響が生じ得る。そこで、レール部材７０の内側面７５から鋼管杭Ｐ側に回転自在に張り出す複数のローラ７３が取り付けられていることにより、ローラ７３と鋼管杭Ｐの間のクリアランスｓ３を、０ｍｍ（複数のローラ７３が全て鋼管杭Ｐに当接している状態）からせいぜい１，２ｍｍ程度とする。このことにより、レール部材７０と鋼管杭Ｐの間のクリアランスに起因する誤差を少なくすることができ、携帯端末３００において演算される杭芯位置の精度を向上させることができる。

鋼管杭Ｐの回転圧入の全般に亘り、Ｙ５方向に走行するターゲット１００の位置座標がトータルステーション２００にて随時計測される。より具体的には、圧入される鋼管杭Ｐの各高さ段階において、走行するターゲット１００の少なくとも異なる二つの位置の位置座標が計測される。そして、このように随時計測される計測データは、ネットワーク４００を介して、ベースマシン１０の操縦席に載置されている携帯端末３００に随時送信される。携帯端末３００では、以下で詳説する方法により、回転圧入される鋼管杭Ｐの杭芯位置が随時演算され、表示されるようになっている。杭打ち機のオペレータは、携帯端末３００に表示されている演算結果を確認しながら、鋼管杭Ｐの回転圧入を行うことができる。尚、携帯端末３００は、図示例のようにベースマシン１０の操縦席に載置されている形態の他にも、施工管理をしている施工管理者が携帯端末を有し、施工管理者が携帯端末に表示されている演算結果を確認してもよいし、オペレータと施工管理者の双方が携帯端末を有していてそれぞれが携帯端末に表示されている演算結果を確認してもよい。

図示する杭の施工管理システム５００によれば、複雑な治具を有することなく、地盤Ｇの近傍において鋼管杭Ｐの杭芯位置を精度よく特定しながら、鋼管杭Ｐの施工管理を行うことができる。

尚、図示する杭の施工管理システム５００では、振れ止め部材５０の上に載置されたレール部材７０に沿って走行するターゲット１００をトータルステーション２００にて視準するシステムであるが、レール部材７０は、例えば、鋼管杭の周囲の地盤の上に載置されてもよい。

［実施形態に係る杭の施工管理システムを構成する携帯端末］
次に、図５乃至図８を参照して、実施形態に係る杭の施工管理システムを構成する携帯端末の一例について説明する。ここで、図５は、実施形態に係る杭の施工管理システムの有する携帯端末のハードウェア構成の一例を示す図であり、図６は、携帯端末の機能構成の一例を示す図である。また、図７は、携帯端末の演算部における演算内容の一例を説明する図である。さらに、図８は、携帯端末の表示部における表示内容の一例を示す図である。

携帯端末３００は、スマートフォンやタブレット、パーソナルコンピュータなどにより形成されるが、図８には、タブレットにより形成される携帯端末３００を示している。

図５に示すように、携帯端末３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０６、無線通信装置３０８、表示装置３１０、及び入力装置３１２を有し、それらがシステムバス３１４にてデータ通信可能に接続されている。

ＲＯＭ３０６には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ３０４は、ＲＯＭ３０６に記憶されているプログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域として用いられる。ＣＰＵ３０２は、ＲＡＭ３０４にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。例えば、計測器２００から送信されてきたターゲット１００の異なる位置に関する計測データを用いて、鋼管杭の杭芯位置を演算し、演算結果を表示する制御を実行する。尚、その他、携帯端末３００にインストールされたプログラム等を記憶する補助記憶装置（図示せず）を有していてもよい。

表示装置３１０は、液晶ディスプレイ等からなり、たとえばタッチパネルの表示機能を担う。入力装置３１２は、表示装置３１０に対する接触体の接触を検出するセンサを有する電子部品である。接触体の接触の検出方式としては、静電方式や抵抗膜方式、光学方式などがある。この接触体として、オペレータ等の指や専用ペン等が挙げられる。無線通信装置３０８は、無線ＬＡＮ又は移動体通信網等において通信を行う際に必要となる、アンテナ等の電子部品である。

携帯端末３００は、ＣＰＵ３０２による制御により、図６に示す受信部３２０、演算部３３０、表示部３４０、及び格納部３５０として機能する。

鋼管杭Ｐの回転圧入の過程で、計測器２００によりターゲット１００の異なる位置に関する計測データ（計測器２００により算出されたターゲット１００の異なる位置の位置座標データを含む）が随時取得され、受信部３２０には、計測器２００から随時送信されるターゲット１００の異なる位置に関する計測データが随時受信される。受信された計測データは、格納部３５０に随時格納される。

格納部３５０には、鋼管杭Ｐの設計杭芯（打設芯の一例）に関する位置座標データ、ターゲット１００の移動軌跡円の半径データ、及び、許容杭芯誤差データ（施工される鋼管杭の杭芯と設計杭芯との間で許容される誤差範囲に関するデータ）等が格納されている。ターゲット１００の移動軌跡円の半径データは、レール部材７０の有する半径等、既知の情報に基づいて予め格納部３５０に格納されてもよいし、図３に示すように走行台車８０を走行させることにより特定された半径データが格納部３５０に格納されてもよい。

演算部３３０では、ターゲット１００の異なる位置に関する計測データを格納部３５０から読み出し、鋼管杭Ｐの杭芯位置を演算する。ここで、図７を参照して、演算部３３０における演算方法について説明する。

演算部３３０では、設計杭芯Ｏを座標中心とするＸ−Ｙ座標系（平面座標系の一例）が作成され、格納部３５０から読み出された異なる位置にあるターゲット１００の座標位置をＸ−Ｙ座標系にプロットする。そして、異なる位置にあるターゲット１００の座標位置を中心とし、ターゲット１００の移動軌跡円の半径ｒ（共に同一）とする二つの円Ｃ１，Ｃ２を作成し、二つの円Ｃ１，Ｃ２による二つの交点のうち、計測器２００から遠方側の交点Ｏ'を回転圧入中の鋼管杭Ｐの杭芯位置（演算杭芯位置）として演算する。

表示部３４０では、図８に示すように、鋼管杭Ｐの設計杭芯Ｏを座標中心とするＸ−Ｙ座標系が表示され、さらに、許容杭芯誤差範囲が表示される。そして、演算部３３０にて演算された演算杭芯位置がＸ−Ｙ座標系にプロットされる。

杭打ち機９０のオペレータや施工管理者は、特定された演算杭芯位置が許容杭芯誤差範囲内にあることを確認しながら鋼管杭Ｐの施工を継続することができる。また、演算杭芯位置が許容杭芯誤差範囲から外れそうな場合には、回転圧入方向を臨機に調整することができる。さらに、演算杭芯位置が許容杭芯誤差範囲から外れている場合には、施工を速やかに中断して、正しい位置において鋼管杭の再打設を行うことができる。

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１０：ベースマシン、２０：リーダー、３０：オーガー、４０：キャップ、５０：振れ止め部材、５１：半割り部材、５２：上面、５３：チャック、５４：回動軸、５５：チャックピン、５８：マグネチックスタンド、５９：リーダー固定部、６０：ターゲット固定ピン、６２：治具固定ピン、７０：レール部材、７１：半割りレール部材、７２：固定フランジ、７３：ローラ、７４：固定キャップ、８０：走行台車、９０：杭打ち機、１００：ターゲット、１０２：プリズム、１０４：ソケット、２００：計測器（トータルステーション）、３００：携帯端末、３２０：受信部、３３０：演算部、３４０：表示部、３５０：格納部、４００：ネットワーク、５００：杭の施工管理システム（施工管理システム）、Ｇ：地盤、Ｐ：鋼管杭、Ｐ１：螺旋翼

Claims

鋼管杭の上端がベースマシンのリーダーに沿って降下するオーガーに取り付けられ、該リーダーの下方に取り付けられている環状の振れ止め部材に前記鋼管杭が挿通されながら地盤に回転圧入される杭打ち機により、鋼管杭を施工する際に用いられる、杭の施工管理システムであって、
前記振れ止め部材の上の前記鋼管杭の周囲、もしくは、前記鋼管杭の周囲の地盤の上、のいずれか一方に配設されている環状のレール部材と、
前記レール部材に沿って走行するターゲットと、
前記ターゲットの少なくとも異なる二つの位置を計測する計測器と、
前記ベースマシンのオペレータもしくは施工管理者の有する携帯端末と、を有し、
前記携帯端末は、
前記計測器から送信される前記異なる二つの位置に関する計測データを受信する受信部と、
前記受信部から前記異なる二つの位置に関する計測データを読み出し、前記鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部と、を備えていることを特徴とする、杭の施工管理システム。
前記レール部材に沿って走行する走行台車を有し、
前記走行台車に前記ターゲットが搭載されていることを特徴とする、請求項１に記載の杭の施工管理システム。
前記レール部材は、複数の半割りレール部材を相互に接合することにより形成され、
環状の前記レール部材の内側面には、鋼管杭に対して当接自在なローラが取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の杭の施工管理システム。
前記携帯端末は格納部をさらに有し、
前記格納部には、前記ターゲットが環状の前記レール部材に沿って移動する際の前記ターゲットの移動軌跡円の半径ｒに関するデータが予め格納されており、
前記演算部により、前記異なる二つの位置を中心として前記半径ｒの二つの円を作成し、該二つの円の交点の一方が鋼管杭の杭芯位置として演算されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の杭の施工管理システム。
鋼管杭の上端がベースマシンのリーダーに沿って降下するオーガーに取り付けられ、該リーダーの下方に取り付けられている環状の振れ止め部材に前記鋼管杭が挿通されながら地盤に回転圧入される杭打ち機により、鋼管杭を施工する際に用いられる、杭の施工管理システムを構成する携帯端末であって、
前記杭の施工管理システムは、前記振れ止め部材の上、もしくは前記鋼管杭の周囲の地盤の上に配設されている環状のレール部材に沿って走行するターゲットと、該ターゲットの少なくとも異なる二つの位置を計測する計測器と、を備えており、
前記携帯端末は、
前記計測器から送信される前記異なる二つの位置に関する計測データを受信する受信部と、
前記受信部から前記異なる二つの位置に関する計測データを読み出し、前記鋼管杭の杭芯位置を演算する演算部と、
前記演算部による演算結果を表示する表示部と、を備えていることを特徴とする、杭の施工管理システムを構成する携帯端末。
前記表示部には、平面座標系が表示され、該平面座標系において許容杭芯誤差範囲が表示されるとともに、前記演算部にて演算された杭芯の位置が表示されることを特徴とする、請求項５に記載の杭の施工管理システムを構成する携帯端末。