JP2023141056A - Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program - Google Patents
Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023141056A JP2023141056A JP2022047186A JP2022047186A JP2023141056A JP 2023141056 A JP2023141056 A JP 2023141056A JP 2022047186 A JP2022047186 A JP 2022047186A JP 2022047186 A JP2022047186 A JP 2022047186A JP 2023141056 A JP2023141056 A JP 2023141056A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excavation
- value
- support layer
- depth
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 230
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 112
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 56
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 45
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 30
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 17
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 16
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
本発明は、支持層の確認装置、確認システム、確認方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a support layer confirmation device, confirmation system, confirmation method, and program.
場所打ちコンクリート杭の構築時にはアースドリル工法等を用いて支持層まで掘削され、この施工過程における支持層確認では掘削時に採取した掘削土とボーリング調査結果(土質柱状図、土質サンプル)を比較することが基本になっている。掘削土は乱れているため、支持層とその上層の土質の変化が小さい地盤では、掘削土の観察によって支持層を確認することが難しい。施工機の振動やケリーバの動き等から支持層を確認する方法もあるが客観的な確認ができない。また、掘削データから掘削深度と回転トルク値の関連性を示す特性曲線から支持層を確認する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。 When constructing cast-in-place concrete piles, the support layer is excavated using an earth drill method, etc., and the support layer confirmation during this construction process involves comparing the excavated soil collected during excavation with the results of the boring survey (soil column diagram, soil sample). is the basis. Because the excavated soil is disturbed, it is difficult to confirm the supporting layer by observing the excavated soil in ground where there is little change in the soil quality between the supporting layer and the layer above it. There are ways to check the support layer from the vibrations of the construction machine and the movement of the Kerry bar, but objective confirmation is not possible. Furthermore, a method is also known in which a support layer is confirmed from a characteristic curve showing the relationship between excavation depth and rotational torque value from excavation data (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の確認方法では、特性曲線から回転トルク値が急峻に大きくなったときに掘削深度が支持層に到達したと判定される。しかしながら、障害物等の地盤の抵抗以外の要因でも回転トルク値が上昇して支持層を精度よく確認することができない。 In the confirmation method described in Patent Document 1, it is determined that the excavation depth has reached the support layer when the rotational torque value sharply increases from the characteristic curve. However, factors other than ground resistance such as obstacles cause the rotational torque value to increase, making it impossible to accurately confirm the support layer.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を向上できる支持層の確認装置、確認システム、確認方法、プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a support layer confirmation device, confirmation system, confirmation method, and program that can improve the reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method. do.
本発明の一態様の支持層の確認装置は、アースドリル工法による施工時にバケットによる掘削深度が支持層に到達したかを確認するための支持層の確認装置であって、施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出する算出部と、前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を記憶する記憶部と、前記対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力する出力部と、を備えている。 A support layer confirmation device according to one aspect of the present invention is a support layer confirmation device for confirming whether the depth of excavation by a bucket has reached the support layer during construction using the earth drill method, and is based on excavation data during construction. a calculation unit that calculates the energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth; a storage unit that stores the correspondence between the energy index value and the N value obtained from the excavation data during the previous construction; and an output unit that outputs the energy index value at the time of the current construction in a manner that can be compared with the N value.
本発明の一態様の支持層の確認装置は、今回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値がN値と比較可能な態様で出力されるため、掘削深度が支持層に到達したか否かを精度よく確認することができる。アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を高めることができる。また、掘削深度の変化に対するエネルギー指標値の変化から地盤の層序も把握することができる。 The support layer confirmation device of one aspect of the present invention outputs the energy index value obtained from the excavation data during the current construction in a manner that can be compared with the N value, so it is possible to determine whether the excavation depth has reached the support layer. It is possible to check with accuracy. The reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method can be improved. In addition, the stratigraphy of the ground can be understood from changes in energy index values with changes in excavation depth.
以下、本実施形態の支持層の確認システムについて説明する。図1は、本実施形態の支持層の確認システムの模式図である。図2は、本実施形態の支持層の確認装置の機能ブロック図である。図3は、本実施形態の施工時間とバケットの深度の関係を示す図である。図4は、本実施形態の施工時間とバケットの深度の関係を示す拡大図である。図5は、本実施形態の回転エネルギーと深度の関係を示す図である。図6は、本実施形態の疑似N値と深度の関係を示す図である。 The support layer confirmation system of this embodiment will be described below. FIG. 1 is a schematic diagram of the support layer confirmation system of this embodiment. FIG. 2 is a functional block diagram of the support layer confirmation device of this embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between construction time and bucket depth in this embodiment. FIG. 4 is an enlarged view showing the relationship between construction time and bucket depth in this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between rotational energy and depth in this embodiment. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the pseudo N value and depth in this embodiment.
図1に示すように、支持層の確認システムはアースドリル機1に搭載されている。アースドリル機1は、ケリーバ6の下端部に取り付けたバケット7を回転させて地盤を掘削し、バケット7に取り込んだ掘削土を引き上げて地上に排出する作業機械である。アースドリル機1の下部にはクローラ式の走行体2が設けられており、前後の車輪に掛け渡されたクローラによって不整地での施工機の移動を可能にしている。走行体2の上部には旋回体3が水平方向に旋回可能に設けられており、旋回体3の前部右側には各種操作レバー等が設けられた運転席4が形成されている。
As shown in FIG. 1, the support layer confirmation system is mounted on an earth drilling machine 1. The earth drill machine 1 is a working machine that excavates the ground by rotating a bucket 7 attached to the lower end of a Kelly
旋回体3の前部左側にはブーム5が起伏可能に設けられており、ブーム5の先端のトップシーブから垂れ下がった主巻ロープの先端にケリーバ6が接続されている。主巻ロープの基端は運転席4の後方の主巻ウィンチ(不図示)に巻き付けられており、主巻ウィンチの駆動によってケリーバ6が昇降される。ブーム5の基端側にはフロントフレーム8を介してケリードライブ9が支持されており、ケリードライブ9にケリーバ6が挿し込まれている。ケリードライブ9によってケリーバ6が回転されることで、ケリーバ6の下端のバケット7によって地盤が掘削される。
A
アースドリル機1には、バケット7の深度を検出するエンコーダ11と、ケリーバ6のスラスト力を検出する第1の油圧センサ12と、ケリーバ6の回転トルク値を検出する第2の油圧センサ13と、ケリーバ6の回転角を検出する角度センサ14と、が設けられている。エンコーダ11は、例えば主巻ウィンチに取り付けられ、第1、第2の油圧センサ12、13及び角度センサ14は、例えばケリードライブ9に取り付けられている。角度センサ14は、例えば歯車状のセンサディスクと近接スイッチによって、近接スイッチから出力された歯部分と歯以外の部分の距離の違いにより生じる電圧変化によってバケット7の回転角が検出される。
The earth drill machine 1 includes an
一般に、アースドリル工法では、ボーリング調査時に採取した土質サンプルと掘削時に採取した掘削土を目比べることで掘削深度が支持層に到達したかが判断される。しかしながら、土質の違いを目視によって判断するのには限界がある。このため、本実施形態のアースドリル機1の運転席4に支持層の確認装置20が設置され、確認装置20によって各センサ11-14から出力された掘削データが分析される。そして、掘削時の回転エネルギーとボーリング調査時のN値を比較可能な態様でモニタ17に表示させて、掘削深度が支持層に到達したことを精度よく確認可能にしている。なお、N値とは、標準貫入試験によって求められる地盤の強度等を求める試験結果(数値)である。
Generally, in the earth drilling method, it is determined whether the excavation depth has reached the supporting layer by visually comparing the soil sample taken during the boring survey and the excavated soil taken during the excavation. However, there are limits to visually determining differences in soil quality. For this reason, a support
なお、本実施形態では運転席4に支持層の確認装置20が設置されているが、確認装置20が事務所等の別の場所に設置されていてもよい。例えば、アースドリル機1の各センサ11-14から事務所のデータロガー(不図示)に掘削データが送られて、データロガーに格納された掘削データが確認装置20によって分析されてもよい。また、アースドリル機1の各センサ11-14から運転席4のポータブル計測機(不図示)に掘削データが出力されて、ポータブル計測機から取り出されたメモリカードの掘削データが確認装置20によって事務所で分析されてもよい。
Note that in this embodiment, the support
図2に示すように、支持層の確認装置20には、取得部21と、スクリーニング部22と、算出部23と、記憶部24と、出力部25と、が設けられている。取得部21は、施工時に所定のサンプリング間隔で掘削データを取得している。この場合、各センサ11-14からは0.02秒間隔で掘削データが出力されており、この多数の掘削データが取得部21によって0.2秒間隔でサンプリングされている。取得部21によって掘削データが間引きされることで後続の算出処理の負担が軽減されている。なお、所定のサンプリング間隔は適宜変更することが可能である。
As shown in FIG. 2, the support
例えば、図3に示すように、縦軸を深度とし横軸を施工時間とした座標系に0.2秒間隔で掘削データをプロットすると複数の山形状と複数の谷形状が形成される。プロットの山頂部分はバケット7によって地上に掘削土が排出されている期間に取得された掘削データを示しており、プロットの谷底部分はバケット7によって地盤が掘削されている期間に取得された掘削データを示している。このように、バケット7が所定深度だけ掘削した掘削土を地上に排出する工程を1サイクルとしたときに、1サイクルの間に取得された掘削データによって山形状と谷形状が繰り返されている。 For example, as shown in FIG. 3, when excavation data is plotted at 0.2 second intervals in a coordinate system in which the vertical axis is depth and the horizontal axis is construction time, a plurality of mountain shapes and a plurality of valley shapes are formed. The peak part of the plot shows the excavation data acquired during the period when excavated soil was being discharged to the ground by bucket 7, and the valley bottom part of the plot shows the excavation data acquired during the period when the ground was excavated by bucket 7. It shows. In this way, when the process of discharging excavated soil excavated to a predetermined depth by the bucket 7 to the ground is one cycle, the shape of a mountain and the shape of a valley are repeated according to the excavation data acquired during one cycle.
スクリーニング部22は、施工時の掘削データから有効なデータを取り出している。この場合、1サイクル前の最大深度よりも深くなった地点を掘削開始点とし、現サイクルの掘削によって最大深度になった地点を掘削終了点として、掘削開始点から掘削終了点までに得られたデータがスクリーニング対象になる。1サイクルの掘削開始点から掘削終了点までに得られるデータのうち、掘削開始点から所定深さを掘削する間に得られたデータと、掘削終了点まで所定深さを掘削する間に得られたデータを除いて有効なデータが取り出されている。
The
例えば、図4に示すように、1サイクルの掘削開始点P1から掘削終了点P2までの掘削長をDとする。掘削開始点P1からD/4の深さまでのデータは、1サイクル前の掘削工程において直上の地盤が掘削されたことによる応力解放の影響が含まれるため有効なデータから除外される。3D/4の深さから掘削終了点P2までのデータは、敷均作業等の調整作業の影響が含まれるため有効なデータから除外される。1サイクルの有効掘削長はD/2である。このように、地山の掘削に無関係なデータを除いて、有効なデータが取り出されることで後述する算出処理の精度が向上される。 For example, as shown in FIG. 4, let D be the excavation length from the excavation start point P1 to the excavation end point P2 in one cycle. Data from the excavation start point P1 to a depth of D/4 is excluded from valid data because it includes the influence of stress release caused by the excavation of the ground directly above in the excavation process one cycle before. Data from the depth of 3D/4 to the excavation end point P2 is excluded from valid data because it includes the influence of adjustment work such as leveling work. The effective excavation length for one cycle is D/2. In this way, valid data is extracted, excluding data unrelated to excavation of the earth, thereby improving the accuracy of the calculation process described later.
算出部23は、施工時の掘削データの有効なデータから所定の掘削深度毎に掘削に要する回転エネルギーを算出している。この場合、バケット7で生じる回転トルク値をT(x)[kN・m]、計測間隔(本実施形態では0.2秒)でバケット7が回転した回転角をθ(x)[rad]、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をL[m]としたときに、掘削時の回転エネルギーETRが次式(1)から算出される。これは1サイクルの合計回転エネルギーを1サイクルの掘削長で割った、1mあたりの掘削時に要する回転エネルギーETRを示している。なお、本実施形態ではスクリーニングが実施されるため、1サイクルの掘削長Lとして上記の有効掘削長D/2が入力される。
記憶部24は、前回施工時の掘削データから求められた回転エネルギーとN値の対応関係を示す変換係数を記憶している。この場合、iサイクル目にバケット7によって1mを掘削するのに要する回転エネルギーをETR(i)、iサイクル目の深度に対応するボーリング調査時の標準貫入試験結果のN値をN(i)としたときに、対応関係を示す変換係数αcが次式(2)から求められる。なお、基準杭施工時には前回施工時の掘削データとして過去案件の掘削データを用いて変換係数αcが求められる。また、対応関係は、変換係数αcに代えて、回転エネルギーとN値の関係がグラフやルックアップテーブル等によって表されてもよい。
変換係数αcは、深度の範囲、土質、N値の範囲毎に求められてもよい。例えば、深度が15[m]未満と15[m]以上で別々の変換係数αcが求められてもよいし、土質が粘性土と砂質土で別々の変換係数αcが求められてもよいし、N値が30未満と30以上で別々の変換係数αcが求められてもよい。また、別々の変換係数の平均値が変換係数αcとして求められてもよい。本実施形態ではN値が30以上になるサイクルのN値と回転エネルギーから変換係数αcが求められている。すなわち、上記した式(2)ではN値が30以上のiサイクル目の回転エネルギーとN値が用いられる。これにより、変換係数αcの変換精度が向上される。 The conversion coefficient α c may be determined for each depth range, soil type, and N value range. For example, separate conversion coefficients α c may be obtained for depths below 15 [m] and 15 [m] or more, or separate conversion coefficients α c may be obtained for clay soil and sandy soil. Alternatively, separate conversion coefficients α c may be determined for N values less than 30 and for N values greater than or equal to 30. Alternatively, the average value of the separate conversion coefficients may be determined as the conversion coefficient α c . In this embodiment, the conversion coefficient α c is determined from the N value and rotational energy of cycles in which the N value is 30 or more. That is, in the above equation (2), the rotational energy of the i-th cycle in which the N value is 30 or more and the N value are used. This improves the conversion accuracy of the conversion coefficient α c .
出力部25は、変換係数αcに基づいて今回施工時の回転エネルギーをN値と比較可能な態様でモニタ17に出力する。この場合、変換係数αcからN値の基準尺度に応じた回転エネルギーの基準尺度が求められて、今回施工時の回転エネルギーが回転エネルギーの基準尺度で示されている。次式(3)のx(N値)に対してN値の基準尺度の各目盛が入力されることで、回転エネルギーEN=Xとして回転エネルギーの基準尺度の各目盛が求められる。N値の基準尺度を回転エネルギーの基準尺度に変換することで今回施工時の回転エネルギーとN値が比較可能になっている。
例えば、図5に示すように、回転エネルギーの基準尺度の目盛400[kN・m・rad/m]がN値の基準尺度の目盛45付近に対応し、回転エネルギーの基準尺度の目盛600[kN・m・rad/m]がN値の基準尺度の目盛65付近に対応している。今回施工時の1サイクル毎に1つの回転エネルギーが算出されて、回転エネルギーの基準尺度上に回転エネルギーがプロットされている。掘削深度19m以上の各プロットの回転エネルギーが500(N値が50)を超えているので、掘削深度が支持層に到達したことを確認することができる。 For example, as shown in FIG. 5, scale 400 [kN·m·rad/m] of the rotational energy reference scale corresponds to around scale 45 of the N value reference scale, and scale 600 [kN・m・rad/m] corresponds to around scale 65 of the standard scale of the N value. One rotational energy is calculated for each cycle during the current construction, and the rotational energy is plotted on the rotational energy standard scale. Since the rotational energy of each plot at an excavation depth of 19 m or more exceeds 500 (N value is 50), it can be confirmed that the excavation depth has reached the support layer.
また、変換係数αcからボーリング調査時の標準貫入試験結果のN値に応じた推定回転エネルギーが求められて、今回施工時の回転エネルギーが推定回転エネルギーと比較可能にモニタ17に出力される。この場合、上記式(3)のx(N値)に対して所定の深度毎にN値が入力されることで、N値に応じた推定回転エネルギーが求められる。図5に示すように、深度の変化に対する推定回転エネルギーの変化の傾向を参考にして、今回施工時の回転エネルギーの変化に異常な傾向が無いかが確認される。このとき、今回施工時の回転エネルギーが推定回転エネルギーを大幅に下回らないことで支持層が確認される。
Further, the estimated rotational energy corresponding to the N value of the standard penetration test result during the boring survey is determined from the conversion coefficient α c , and the rotational energy during the current construction is outputted to the
出力部25は、変換係数αcから今回施工時の回転エネルギーに応じた疑似N値を求めて、疑似N値がN値の基準尺度で示されてもよい。次式(4)のETRに今回施工時の回転エネルギーが入力されることで今回施工時の回転エネルギーに応じた疑似N値が求められる。例えば、図6に示すように、今回施工時の1サイクル毎に疑似N値が算出され、N値の基準尺度上に疑似N値がプロットされている。掘削深度19m以上の各プロットの疑似N値が50を超えているので、掘削深度が支持層に到達したことを確認することができる。
また、疑似N値は標準貫入試験結果のN値と比較可能にモニタ17に出力される。図6に示すように、ボーリング調査時の深度の変化に対する標準貫入試験結果のN値の変化の傾向を参考にして、今回施工時の疑似N値の変化に異常な傾向が無いかが確認される。このとき、今回施工時の疑似N値がボーリング調査時のN値を大幅に下回らないことで支持層が確認される。なお、出力部25は、回転エネルギーの大きさから支持層を確認する出力結果(図5参照)、疑似N値の大きさから支持層を確認する出力結果(図6参照)の少なくとも一方の出力結果をモニタ17に出力可能に形成されていればよい。
Further, the pseudo N value is outputted to the
確認装置20には、今回施工時の回転エネルギーの出力結果から掘削深度の支持層への到達を判定する判定部(不図示)が設けられていてもよい。図5の場合であれば、閾値(例えば、500[kN・m・rad/m])を超える回転エネルギーが数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の回転エネルギーの平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。図6の場合であれば、閾値(例えば、50)を超える疑似N値が数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の疑似N値の平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。これにより、掘削深度が支持層に到達したか否かを自動的に判定することができる。
The
確認装置20の各部の処理は、プロセッサを用いてソフトウェアによって実現されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。プロセッサを用いる場合には、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、CPU(Central Processing Unit)が使用される。また、メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体によって構成されている。
The processing of each part of the
図7及び図8を参照して、支持層の確認方法について説明する。図7は、本実施形態の杭伏図である。図8は、本実施形態の支持層の確認方法を示すフロー図である。なお、ここでは、図1及び図2の符号を適宜使用して説明する。また、ボーリング調査結果のN値と今回施工時の回転エネルギーに応じた疑似N値が比較される一例について説明する。 A method for confirming the support layer will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a pile-up diagram of this embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing the method for confirming the support layer according to this embodiment. Note that the description will be made here using the symbols in FIGS. 1 and 2 as appropriate. In addition, an example will be described in which the N value of the boring survey result is compared with the pseudo N value according to the rotational energy at the time of current construction.
図7に示すように、敷地内には複数の杭が施工されるが、いずれかの杭を基準杭に設定しなければならない。ボーリング調査位置Bの近くの杭が基準杭19aに設定されることが好ましい。1本目である基準杭19aの施工前には掘削データが検出されていないため、基準杭19aの施工時には過去案件の掘削データを利用して支持層への到達確認が実施される。2本目以降の他の杭19b-19dの施工時には、基準杭19aの施工時に検出された掘削データを利用して支持層への到達確認が実施される。なお、支持層への到達確認には、ボーリング調査で得られた土質区分も参考にされる。
As shown in Figure 7, a plurality of piles are constructed within the site, but one of the piles must be set as the reference pile. It is preferable that a pile near the boring survey position B is set as the
図8に示すように、施工対象が基準杭19aの場合には(ステップS01でYes)、過去案件の掘削データから求めた変換係数αcが設定される(ステップS02)。施工対象が基準杭19a以外の他の杭19b-19dの場合には(ステップS01でNo)、基準杭施工時の掘削データから求めた変換係数αcが設定される(ステップS03)。これらの場合、上記式(2)を用いて、掘削データから算出された回転エネルギーと、ボーリングデータに含まれるN値とから変換係数αcが求められている。前回施工時の掘削データから求められた回転エネルギーとN値の対応関係が設定されている。
As shown in FIG. 8, when the construction target is the
各センサ11-14から確認装置20に掘削データが出力され始め、アースドリル機1によって地盤の掘削が開始される(ステップS04)。取得部21によって所定のサンプリング間隔で掘削データが取得され(ステップS05)、スクリーニング部22によって掘削データから有効なデータが取り出される(ステップS06)。算出部23によって有効なデータから所定の掘削深度毎(1サイクル毎)に掘削に要する回転エネルギーが算出される(ステップS07)。この場合、上記式(1)を用いて、掘削データに含まれる回転トルク値、回転角、1サイクルのデータ数、1サイクルの掘削長から所定の掘削深度毎に回転エネルギーが算出される。
Excavation data begins to be output from each sensor 11-14 to the
次に、出力部25によって所定の掘削深度毎(1サイクル毎)に回転エネルギーから疑似N値が求められる(ステップS08)。この場合、上記式(4)を用いて、回転エネルギーと変換係数αcから疑似N値が求められる。さらに、出力部25によって縦軸を深度とし横軸をN値とした座標系に疑似N値とボーリングデータのN値がモニタ17に出力される(ステップS09)。モニタ17に表示された疑似N値の大きさ、疑似N値の変化とボーリングデータのN値の変化の傾向等を参考にして(図6参照)、作業者等によって掘削深度が支持層に到達したかが確認される。
Next, the
掘削深度が支持層に到達していないと判断された場合には、再び地盤が掘削されて確認処理が実施される。掘削深度が支持層に到達していると判断された場合には、掘削穴の拡底部の掘削等が実施される。なお、出力部25によって縦軸を深度とし横軸を回転エネルギーとした座標系に回転エネルギーとN値に応じた推定回転エネルギーがモニタ17に表示されてもよい(図5参照)。また、確認装置20に判定部が設けられている場合には、作業者等によって掘削深度の支持層への到達が判断される代わりに、判定部によって今回施工時の回転エネルギーの出力結果から掘削深度の支持層への到達が自動的に判定されてもよい。
If it is determined that the excavation depth has not reached the supporting layer, the ground is excavated again and confirmation processing is performed. When it is determined that the excavation depth has reached the support layer, the bottom of the excavation hole is expanded, etc. Note that the
以上のように、本実施形態の支持層の確認装置によれば、今回施工時の掘削データから求められた回転エネルギーがN値と比較可能な態様で出力されるため、掘削深度が支持層に到達したか否かを精度よく確認することができる。アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を高めることができる。また、掘削深度の変化に対する回転エネルギーの変化から地盤の層序も把握することができる。例えば、掘削している地盤が、粘性土あるいはシルトから砂質土あるいは砂礫に変わった場合、回転エネルギーが大きく増加し、逆の場合、減少する傾向がある。また、砂質土から砂礫に変わった場合、回転エネルギーが大きく増加し、逆の場合、減少する傾向がある。このような傾向について基準杭で確認し層序と回転エネルギーの変動の対応関係を元に層序の把握を行う。なお、回転エネルギーが指標として用いられているため、障害物等によるバケット7の回転停止等の影響を出力結果から排除することができる。 As described above, according to the support layer confirmation device of the present embodiment, the rotational energy obtained from the excavation data during the current construction is output in a manner that can be compared with the N value, so that the excavation depth can be adjusted to the support layer. It is possible to accurately confirm whether or not the destination has been reached. The reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method can be improved. It is also possible to understand the stratigraphy of the ground from changes in rotational energy with changes in excavation depth. For example, when the ground being excavated changes from clayey soil or silt to sandy soil or gravel, the rotational energy tends to increase significantly, and vice versa. Furthermore, when changing from sandy soil to gravel, the rotational energy tends to increase significantly, and vice versa. We will confirm this trend using reference piles and understand the stratigraphy based on the correspondence between the stratigraphy and the fluctuations in rotational energy. Note that since the rotational energy is used as an index, the influence of rotational stoppage of the bucket 7 due to obstacles etc. can be excluded from the output results.
なお、本実施形態の支持層の確認装置には、エネルギー指標値として回転エネルギーが用いられているが、エネルギー指標値は所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギーを示す指標値であればよい。例えば、支持層の確認装置には、エネルギー指標値として積算回転トルクが用いられていてもよい。以下、エネルギー指標値として積算回転トルクを用いた変形例の確認装置について説明する。なお、変形例では上記実施形態と同様な内容については説明を省略して相違点について主に説明する。 Although rotational energy is used as the energy index value in the support layer confirmation device of this embodiment, the energy index value may be any index value that indicates the energy required for excavation at each predetermined excavation depth. For example, the support layer confirmation device may use integrated rotational torque as the energy index value. Hereinafter, a modification of the confirmation device using the integrated rotational torque as the energy index value will be described. In addition, in the modified example, descriptions of contents similar to those of the above embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.
変形例の算出部23は、施工時の掘削データの有効なデータから所定の掘削深度毎に掘削に要する積算回転トルクを算出している。この場合、バケット7で生じる回転トルク値をT(x)[kN・m]、計測間隔(本実施形態では0.2秒)をΔt[s]、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をL[m]としたときに、掘削時の積算回転トルクSTRが次式(5)から算出される。これは1サイクルの回転トルク値の積算値を1サイクルの掘削長で割った、1mあたりの掘削時に要する積算回転トルクSTRを示している。
記憶部24は、前回施工時の掘削データから求められた積算回転トルクとN値の対応関係を示す変換係数を記憶している。この場合、iサイクル目にバケット7によって1mを掘削するのに要する積算回転トルクをSTR(i)、iサイクル目の深度に対応するボーリング調査時の標準貫入試験結果のN値をN(i)としたときに、対応関係を示す変換係数αc2が次式(6)から求められる。なお、基準杭施工時には前回施工時の掘削データとして過去案件の掘削データを用いて変換係数αc2が求められる。また、対応関係は、変換係数αc2に代えて、積算回転トルクとN値の関係がグラフやルックアップテーブル等によって表されてもよい。
変換係数αc2は、深度の範囲、土質又はN値の範囲毎に求められてもよい。例えば、深度が15[m]未満と15[m]以上で別々の変換係数αc2が求められてもよいし、土質が粘性土と砂質土で別々の変換係数αc2が求められてもよいし、N値が30未満と30以上で別々の変換係数αc2が求められてもよい。また、別々の変換係数の平均値が変換係数αcとして求められてもよい。変形例ではN値が30以上になるサイクルのN値と積算回転トルクから変換係数αc2が求められている。すなわち、上記した式(6)ではN値が30以上のiサイクル目の積算回転トルクとN値が用いられる。これにより、変換係数αc2の変換精度が向上される。 The conversion coefficient α c2 may be determined for each depth range, soil quality, or N value range. For example, separate conversion coefficients α c2 may be obtained for depths below 15 [m] and 15 [m] or more, or separate conversion coefficients α c2 may be obtained for clay soil and sandy soil. Alternatively, separate conversion coefficients α c2 may be determined for N values less than 30 and for N values greater than or equal to 30. Alternatively, the average value of the separate conversion coefficients may be determined as the conversion coefficient α c . In the modified example, the conversion coefficient α c2 is determined from the N value and the cumulative rotational torque of cycles in which the N value is 30 or more. That is, in the above equation (6), the integrated rotational torque of the i-th cycle in which the N value is 30 or more and the N value are used. This improves the conversion accuracy of the conversion coefficient α c2 .
出力部25は、変換係数αc2に基づいて今回施工時の積算回転トルクをN値と比較可能な態様でモニタ17に出力する。この場合、変換係数αc2からN値の基準尺度に応じた積算回転トルクの基準尺度が求められて、今回施工時の積算回転トルクが積算回転トルクの基準尺度で示されている。次式(7)のx(N値)に対してN値の基準尺度の各目盛が入力されることで、積算回転トルクSN=Xとして積算回転トルクの基準尺度の各目盛が求められる。N値の基準尺度を積算回転トルクの基準尺度に変換することで今回施工時の積算回転トルクとN値が比較可能になっている。
例えば、図9に示すように、積算回転トルクの基準尺度の目盛3000[kN・m・s/m]がN値の基準尺度の目盛30に対応し、積算回転トルクの基準尺度の目盛5000[kN・m・s/m]がN値の基準尺度の目盛50に対応している。今回施工時の1サイクル毎に1つの積算回転トルクが算出されて、積算回転トルクの基準尺度上に積算回転トルクがプロットされている。掘削深度19m以上の各プロットの積算回転トルクが5000(N値が50)を超えているので、掘削深度が支持層に到達したことを確認することができる。
For example, as shown in FIG. 9, the scale 3000 [kN·m·s/m] of the reference scale of the cumulative rotational torque corresponds to the
また、変換係数αc2からボーリング調査時の標準貫入試験結果のN値に応じた推定積算回転トルクが求められて、今回施工時の積算回転トルクが推定積算回転トルクと比較可能にモニタ17に出力される。この場合、上記式(7)のx(N値)に対して所定の深度毎にN値が入力されることで、N値に応じた推定積算回転トルクが求められる。図9に示すように、深度の変化に対する推定積算回転トルクの変化の傾向を参考にして、今回施工時の積算回転トルクの変化に異常な傾向が無いかが確認される。このとき、今回施工時の積算回転トルクが推定積算回転トルクを大幅に下回らないことで支持層が確認される。
In addition, the estimated cumulative rotational torque according to the N value of the standard penetration test result during the boring survey is determined from the conversion coefficient α c2 , and the cumulative rotational torque during the current construction is output to the
出力部25は、変換係数αc2から今回施工時の積算回転トルクに応じた疑似N値を求めて、疑似N値がN値の基準尺度で示されてもよい。次式(8)のSTRに今回施工時の積算回転トルクが入力されることで今回施工時の積算回転トルクに応じた疑似N値が求められる。例えば、図10に示すように、今回施工時の1サイクル毎に疑似N値が算出され、N値の基準尺度上に疑似N値がプロットされている。掘削深度19m以上の各プロットの疑似N値が50を超えているので、掘削深度が支持層に到達したことを確認することができる。
また、疑似N値は標準貫入試験結果のN値と比較可能にモニタ17に出力される。図10に示すように、ボーリング調査時の深度の変化に対する標準貫入試験結果のN値の変化の傾向を参考にして、今回施工時の疑似N値の変化に異常な傾向が無いかが確認される。このとき、今回施工時の疑似N値がボーリング調査時のN値を大幅に下回らないことで支持層が確認される。なお、出力部25は、積算回転トルクの大きさから支持層を確認する出力結果(図9参照)、疑似N値の大きさから支持層を確認する出力結果(図10参照)の少なくとも一方の出力結果をモニタ17に出力可能に形成されていればよい。
Further, the pseudo N value is outputted to the
確認装置20には、今回施工時の積算回転トルクの出力結果から掘削深度の支持層への到達を判定する判定部(不図示)が設けられていてもよい。図9の場合であれば、閾値(例えば、5000[kN・m・s/m])を超える積算回転トルクが数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の積算回転トルクの平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。図10の場合であれば、閾値(例えば、50)を超える疑似N値が数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の疑似N値の平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。これにより、掘削深度が支持層に到達したか否かを自動的に判定することができる。
The
以上のように、変形例の支持層の確認装置でも、積算回転トルクとN値と比較可能な態様で出力されるため、掘削深度が支持層に到達したか否かを精度よく確認して、アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を高めることができる。 As described above, even in the modified support layer confirmation device, since the integrated rotational torque and the N value are outputted in a manner that can be compared, it is possible to accurately confirm whether the excavation depth has reached the support layer. The reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method can be improved.
なお、本実施形態及び変形例では、コンピュータにプログラムがインストールされることで、コンピュータが支持層の確認装置として機能されてもよい。例えば、タブレット端末やスマートフォン等の携帯端末にプログラムがインストールされることで、これら携帯端末が確認装置として機能してもよい。このプログラムは記憶媒体に記憶されていてもよい。記憶媒体は特に限定されないが、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の非一過性の記憶媒体であってもよい。 In addition, in this embodiment and the modified example, the computer may function as a support layer confirmation device by installing a program on the computer. For example, by installing a program on a mobile terminal such as a tablet terminal or a smartphone, these mobile terminals may function as a confirmation device. This program may be stored in a storage medium. The storage medium is not particularly limited, but may be a non-transitory storage medium such as an optical disk, a magneto-optical disk, or a flash memory.
また、本実施形態及び変形例では、支持層の確認装置とモニタが別体に形成されているが、確認装置とモニタが一体に形成されていてもよい。 Further, in the present embodiment and the modified example, the support layer confirmation device and the monitor are formed separately, but the confirmation device and the monitor may be formed integrally.
また、本実施形態では、上記式(1)に基づいて回転エネルギーが算出されたが、回転エネルギーの算出方法は特に限定されない。 Further, in this embodiment, the rotational energy is calculated based on the above formula (1), but the method of calculating the rotational energy is not particularly limited.
また、本実施形態では、上記式(2)に基づいて変換係数が算出されたが、変換係数の算出方法は特に限定されない。 Further, in this embodiment, the conversion coefficient is calculated based on the above equation (2), but the method of calculating the conversion coefficient is not particularly limited.
また、変形例では、上記式(5)に基づいて積算回転トルクが算出されたが、積算回転トルクの算出方法は特に限定されない。 Further, in the modified example, the cumulative rotational torque was calculated based on the above formula (5), but the method for calculating the cumulative rotational torque is not particularly limited.
また、変形例では、上記式(6)に基づいて変換係数が算出されたが、変換係数の算出方法は特に限定されない。 Further, in the modified example, the conversion coefficient was calculated based on the above equation (6), but the method of calculating the conversion coefficient is not particularly limited.
また、本実施形態では、掘削データにスクリーニング処理が実施されたが、掘削データにスクリーニング処理が実施されなくてもよい。 Further, in the present embodiment, the screening process is performed on the excavation data, but the screening process does not need to be performed on the excavation data.
以上の通り、本実施形態の支持層の確認装置(20)は、アースドリル工法による施工時にバケット(7)による掘削深度が支持層に到達したかを確認するための支持層の確認装置であって、施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出する算出部(23)と、前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を記憶する記憶部(24)と、前記対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力する出力部(25)と、を備えている。この構成によれば、今回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値がN値と比較可能な態様で出力されるため、掘削深度が支持層に到達したか否かを精度よく確認することができる。アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を高めることができる。また、掘削深度の変化に対するエネルギー指標値の変化から地盤の層序も把握することができる。 As described above, the support layer confirmation device (20) of this embodiment is a support layer confirmation device for confirming whether the excavation depth by the bucket (7) has reached the support layer during construction using the earth drill method. A calculation unit (23) calculates the energy index value required for excavation at each predetermined excavation depth from the excavation data during construction, and a calculation unit (23) that calculates the correspondence between the energy index value and the N value determined from the excavation data during the previous construction. It includes a storage unit (24) for storing information, and an output unit (25) for outputting the energy index value at the time of the current construction in a manner that can be compared with the N value based on the correspondence relationship. According to this configuration, the energy index value obtained from the excavation data during the current construction is output in a manner that can be compared with the N value, so it is possible to accurately confirm whether the excavation depth has reached the supporting layer. I can do it. The reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method can be improved. In addition, the stratigraphy of the ground can be understood from changes in energy index values with changes in excavation depth.
本実施形態の支持層の確認装置において、出力部は、対応関係からN値の基準尺度に対応したエネルギー指標値の基準尺度を求めて、今回施工時のエネルギー指標値をエネルギー指標値の基準尺度で示している。この構成によれば、N値の基準尺度に応じたエネルギー指標値の基準尺度上で今回施工時のエネルギー指標値から支持層を確認することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the output unit determines the standard scale of the energy index value corresponding to the standard scale of N values from the correspondence relationship, and converts the energy index value at the time of current construction into the standard scale of the energy index value. It is shown in According to this configuration, the support layer can be confirmed from the energy index value at the time of the current construction on the standard scale of the energy index value according to the standard scale of the N value.
本実施形態の支持層の確認装置において、出力部は、対応関係からN値に応じた推定エネルギー指標値を求めて、今回施工時のエネルギー指標値を推定エネルギー指標値と比較可能に出力する。この構成によれば、掘削深度の変化に対する推定エネルギー指標値の変化の傾向を参考にして、今回施工時のエネルギー指標値の変化に異常な傾向が無いかが確認される。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the output unit calculates the estimated energy index value according to the N value from the correspondence relationship, and outputs the energy index value at the time of the current construction so that it can be compared with the estimated energy index value. According to this configuration, by referring to the tendency of change in the estimated energy index value with respect to change in excavation depth, it is confirmed whether there is any abnormal tendency in the change in the energy index value during the current construction.
本実施形態の支持層の確認装置において、出力部は、対応関係から今回施工時のエネルギー指標値に応じた疑似N値を求めて、疑似N値をN値の基準尺度で示している。この構成によれば、N値の基準尺度上で今回施工時の疑似N値から支持層を確認することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the output unit calculates a pseudo N value according to the energy index value at the time of the current construction from the correspondence relationship, and indicates the pseudo N value on the standard scale of the N value. According to this configuration, the support layer can be confirmed from the pseudo N value at the time of current construction on the N value standard scale.
本実施形態の支持層の確認装置において、出力部は、疑似N値を標準貫入試験結果のN値と比較可能に出力する。この構成によれば、掘削深度の変化に対する標準貫入試験結果のN値の変化の傾向を参考にして、今回施工時の疑似N値の変化に異常な傾向が無いかが確認される。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the output unit outputs the pseudo N value so that it can be compared with the N value of the standard penetration test result. According to this configuration, it is checked whether there is any abnormal tendency in the change in the pseudo N value during the current construction by referring to the tendency of the change in the N value in the standard penetration test results with respect to the change in the excavation depth.
本実施形態の支持層の確認装置において、エネルギー指標値が所定の掘削深度毎に掘削に要する回転エネルギーである。この構成によれば、回転エネルギーがエネルギー指標値として用いられているため、障害物等によるバケットの回転停止等の影響を出力結果から排除することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the energy index value is the rotational energy required for excavation at each predetermined excavation depth. According to this configuration, since the rotational energy is used as the energy index value, it is possible to exclude from the output result the influence of the rotation of the bucket being stopped due to an obstacle or the like.
本実施形態の支持層の確認装置において、バケットが所定深度だけ掘削して掘削土を地上に排出する工程を1サイクルとしたときに、算出部は、バケットで生じる回転トルク値をT(x)、計測間隔でバケットが回転した回転角をθ(x)、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をLとしたときに、掘削時の回転エネルギーETRを上記式(1)から算出している。この構成によれば、1m当たりの掘削時の回転エネルギーを算出することができる。 In the supporting layer confirmation device of the present embodiment, when one cycle is defined as a process in which the bucket excavates to a predetermined depth and discharges the excavated soil to the ground, the calculation unit calculates the rotational torque value generated in the bucket by T(x). , where the rotation angle of the bucket at the measurement interval is θ(x), the number of data in one cycle is m, and the excavation length in one cycle is L, the rotational energy ETR during excavation can be calculated from the above formula (1). It is being calculated. According to this configuration, the rotational energy during excavation per meter can be calculated.
本実施形態の支持層の確認装置は、施工時に所定のサンプリング間隔で掘削データを取得する取得部(21)と、施工時の掘削データから有効なデータを取り出すスクリーニング部(22)と、を備え、算出部は、有効なデータから1サイクル毎に掘削に要する回転エネルギーを算出しており、スクリーニング部は、1サイクルの掘削開始点から掘削終了点までに得られるデータのうち、掘削開始点から所定深さを掘削する間に得られたデータと、掘削終了点まで所定深さを掘削する間に得られたデータを除いて有効なデータを取り出している。この構成によれば、地山の掘削に無関係なデータを除いて、有効なデータから回転エネルギーを精度よく算出することができる。 The support layer confirmation device of this embodiment includes an acquisition unit (21) that acquires excavation data at predetermined sampling intervals during construction, and a screening unit (22) that extracts valid data from the excavation data during construction. , the calculation unit calculates the rotational energy required for excavation for each cycle from valid data, and the screening unit calculates the rotational energy required for excavation from the excavation start point to the excavation end point of the data obtained from the excavation start point to the excavation end point of one cycle. Valid data is extracted except for data obtained while excavating to a predetermined depth and data obtained while excavating to a predetermined depth to the excavation end point. According to this configuration, it is possible to accurately calculate rotational energy from valid data, excluding data unrelated to excavation of the earth.
本実施形態の支持層の確認装置において、iサイクル目にバケットによって1mを掘削するのに要する回転エネルギーをETR(i)、iサイクル目の深度に対応する標準貫入試験結果のN値をN(i)としたときに、対応関係を示す変換係数αcは上記式(2)から求められる。この構成によれば、N値から推定回転エネルギーに変換する他、回転エネルギーから疑似N値に変換するための変換係数を求めることができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the rotational energy required to excavate 1 m with the bucket in the i-th cycle is E TR (i), and the N value of the standard penetration test result corresponding to the depth of the i-th cycle is N (i), the conversion coefficient α c indicating the correspondence relationship is obtained from the above equation (2). According to this configuration, in addition to converting the N value into estimated rotational energy, it is possible to obtain a conversion coefficient for converting rotational energy into a pseudo N value.
本実施形態の支持層の確認装置において、N値と回転エネルギーを用いて、深度の範囲、土質又はN値の範囲毎に変換係数が求められる。この構成によれば、変換係数を用いて精度よく変換することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, a conversion coefficient is obtained for each depth range, soil quality, or N value range using the N value and rotational energy. According to this configuration, conversion can be performed with high accuracy using conversion coefficients.
本実施形態の支持層の確認装置において、エネルギー指標値が所定の掘削深度毎に掘削に要する積算回転トルクである。この構成によれば、積算回転トルクを用いて掘削深度が支持層に到達したか否かを確認することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, the energy index value is the cumulative rotational torque required for excavation at each predetermined excavation depth. According to this configuration, it is possible to confirm whether the excavation depth has reached the support layer using the integrated rotational torque.
本実施形態の支持層の確認装置において、バケットが所定深度だけ掘削して掘削土を地上に排出する工程を1サイクルとしたときに、算出部は、バケットで生じる回転トルク値をT(x)、計測間隔をΔt、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をLとしたときに、掘削時の積算回転トルクSTRを上記式(5)から算出する。この構成によれば、1m当たりの掘削時の積算回転トルクを算出することができる。 In the supporting layer confirmation device of the present embodiment, when one cycle is defined as a process in which the bucket excavates to a predetermined depth and discharges the excavated soil to the ground, the calculation unit calculates the rotational torque value generated in the bucket by T(x). , where the measurement interval is Δt, the number of data in one cycle is m, and the excavation length in one cycle is L, the cumulative rotational torque STR during excavation is calculated from the above equation (5). According to this configuration, the cumulative rotational torque during excavation per meter can be calculated.
本実施形態の支持層の確認装置において、施工時に所定のサンプリング間隔で掘削データを取得する取得部と、施工時の掘削データから有効なデータを取り出すスクリーニング部と、を備え、算出部は、有効なデータから1サイクル毎に掘削に要する回転エネルギーを算出しており、スクリーニング部は、1サイクルの掘削開始点から掘削終了点までに得られるデータのうち、掘削開始点から所定深さを掘削する間に得られたデータと、掘削終了点まで所定深さを掘削する間に得られたデータを除いて有効なデータを取り出している。この構成によれば、地山の掘削に無関係なデータを除いて、有効なデータから積算回転トルクを精度よく算出することができる。 The support layer confirmation device of the present embodiment includes an acquisition unit that acquires excavation data at predetermined sampling intervals during construction, and a screening unit that extracts valid data from the excavation data during construction, and the calculation unit includes The rotational energy required for excavation is calculated for each cycle from the data, and the screening unit excavates a predetermined depth from the excavation start point out of the data obtained from the excavation start point to the excavation end point of one cycle. Valid data is extracted except for data obtained during the excavation and data obtained during excavation to a predetermined depth to the excavation end point. According to this configuration, it is possible to accurately calculate the integrated rotational torque from valid data, excluding data unrelated to excavation of the earth.
本実施形態の支持層の確認装置において、iサイクル目にバケットによって1mを掘削するのに要する積算回転トルクをSTR(i)、iサイクル目の深度に対応する標準貫入試験結果のN値をN(i)としたときに、対応関係を示す変換係数αc2は上記式(6)から求められる。この構成によれば、N値から推定積算回転トルクに変換する他、積算回転トルクから疑似N値に変換するための変換係数を求めることができる。 In the supporting layer confirmation device of this embodiment, the cumulative rotational torque required to excavate 1 m with the bucket in the i-th cycle is S TR (i), and the N value of the standard penetration test result corresponding to the depth of the i-th cycle is When N(i), the conversion coefficient α c2 indicating the correspondence relationship is obtained from the above equation (6). According to this configuration, in addition to converting the N value into the estimated cumulative rotational torque, it is possible to obtain a conversion coefficient for converting the cumulative rotational torque into the pseudo N value.
本実施形態の支持層の確認装置において、N値と積算回転トルクを用いて、深度の範囲、土質又はN値の範囲毎に変換係数が求められる。この構成によれば、変換係数を用いて精度よく変換することができる。 In the support layer confirmation device of this embodiment, a conversion coefficient is determined for each depth range, soil quality, or N value range using the N value and the integrated rotational torque. According to this configuration, conversion can be performed with high accuracy using conversion coefficients.
本実施形態の支持層の確認装置は、今回施工時のエネルギー指標値の出力結果から掘削深度の支持層への到達を判定する判定部を備えている。この構成によれば、比較結果に基づいて掘削深度が支持層に到達したか否かを自動的に判定することができる。 The support layer confirmation device of this embodiment includes a determination unit that determines whether the excavation depth has reached the support layer based on the output result of the energy index value during the current construction. According to this configuration, it is possible to automatically determine whether the excavation depth has reached the support layer based on the comparison result.
本実施形態の支持層の確認システムは、上記の支持層の確認装置と、アースドリル機に取り付けられて掘削データを検出するセンサ(11-14)と、を備え、センサが確認装置に掘削データを出力する。この構成によれば、アースドリル機のセンサから出力された掘削データに基づいて掘削深度が支持層に到達したか否かを確認することができる。 The support layer confirmation system of this embodiment includes the support layer confirmation device described above and a sensor (11-14) that is attached to an earth drill machine and detects excavation data. Output. According to this configuration, it is possible to confirm whether the excavation depth has reached the support layer based on the excavation data output from the sensor of the earth drill machine.
本実施形態の支持層の確認方法は、アースドリル工法による施工時にバケットによる掘削深度が支持層に到達したかを確認するための支持層の確認方法であって、前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を設定するステップと、今回施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出するステップと、対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力するステップと、を有している。この構成によれば、アースドリル工法による場所打ちコンクリート杭の施工の信頼性を高めることができる。 The support layer confirmation method of this embodiment is a support layer confirmation method for confirming whether the excavation depth by the bucket has reached the support layer during construction using the earth drill method, and is determined from the excavation data from the previous construction. a step of setting the correspondence between the energy index value and the N value, a step of calculating the energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth from the excavation data during the current construction, and outputting the energy index value in a manner that can be compared with the N value. According to this configuration, the reliability of construction of cast-in-place concrete piles using the earth drill method can be improved.
本実施形態のプログラムは、アースドリル工法による施工時にバケットによる掘削深度が支持層に到達したかを確認するためのプログラムであって、前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を設定するステップと、今回施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出するステップと、対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力するステップと、をコンピュータに実行させる。この構成によれば、コンピュータにプログラムをインストールすることで、コンピュータを支持層の確認装置として機能させることができる。 The program of this embodiment is a program for checking whether the depth of excavation by the bucket has reached the supporting layer during construction using the earth drill method, and is a program for checking the energy index value and N value obtained from the excavation data from the previous construction. , a step of calculating the energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth from the excavation data during the current construction, and a step of setting the energy index value during the current construction as the N value based on the correspondence relationship. A computer is made to perform the step of outputting in a comparable manner. According to this configuration, by installing a program on the computer, the computer can be made to function as a support layer confirmation device.
なお、本実施形態及び変形例を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Although the present embodiment and the modified example have been described, the above embodiment and the modified example may be combined in whole or in part as another embodiment.
また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。 Further, the technology of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously changed, replaced, and transformed without departing from the spirit of the technical idea. Furthermore, if the technical idea can be realized in a different manner due to advances in technology or other derived technologies, the invention may be implemented using that method. Accordingly, the claims cover all embodiments that may fall within the scope of the technical spirit.
1 :アースドリル機
7 :バケット
11:エンコーダ(センサ)
12:第1の油圧センサ(センサ)
13:第2の油圧センサ(センサ)
14:角度センサ(センサ)
17:モニタ
20:確認装置
21:取得部
22:スクリーニング部
23:算出部
24:記憶部
25:出力部
1: Earth drill machine 7: Bucket 11: Encoder (sensor)
12: First oil pressure sensor (sensor)
13: Second oil pressure sensor (sensor)
14: Angle sensor (sensor)
17: Monitor 20: Confirmation device 21: Acquisition unit 22: Screening unit 23: Calculation unit 24: Storage unit 25: Output unit
例えば、図5に示すように、回転エネルギーの基準尺度の目盛4000[kN・m・rad/m]がN値の基準尺度の目盛45付近に対応し、回転エネルギーの基準尺度の目盛6000[kN・m・rad/m]がN値の基準尺度の目盛65付近に対応している。今回施工時の1サイクル毎に1つの回転エネルギーが算出されて、回転エネルギーの基準尺度上に回転エネルギーがプロットされている。掘削深度19m以上の各プロットの回転エネルギーが5000(N値が50)を超えているので、掘削深度が支持層に到達したことを確認することができる。
For example, as shown in FIG. 5,
確認装置20には、今回施工時の回転エネルギーの出力結果から掘削深度の支持層への到達を判定する判定部(不図示)が設けられていてもよい。図5の場合であれば、閾値(例えば、5000[kN・m・rad/m])を超える回転エネルギーが数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の回転エネルギーの平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。図6の場合であれば、閾値(例えば、50)を超える疑似N値が数サイクル(例えば、5サイクル)続いた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。また、所定区間(例えば、5サイクル分の深度範囲や想定した支持層の深度範囲)の疑似N値の平均値が閾値を超えた場合に掘削深度が支持層に到達したと判定されてもよい。これにより、掘削深度が支持層に到達したか否かを自動的に判定することができる。
The
Claims (19)
施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出する算出部と、
前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を記憶する記憶部と、
前記対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力する出力部と、を備えていることを特徴とする支持層の確認装置。 A supporting layer confirmation device for confirming whether the depth of excavation by a bucket has reached the supporting layer during construction using the earth drill method,
a calculation unit that calculates an energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth from excavation data during construction;
a storage unit that stores the correspondence between the energy index value and the N value obtained from the excavation data during the previous construction;
A support layer confirmation device comprising: an output unit that outputs the energy index value at the time of current construction in a manner that can be compared with the N value based on the correspondence relationship.
前記算出部は、前記バケットで生じる回転トルク値をT(x)、計測間隔で前記バケットが回転した回転角をθ(x)、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をLとしたときに、掘削時の回転エネルギーETRを次式(1)から算出することを特徴とする請求項6に記載の支持層の確認装置。
The calculation unit defines a rotation torque value generated in the bucket as T(x), a rotation angle at which the bucket rotates at a measurement interval as θ(x), a number of data in one cycle as m, and an excavation length in one cycle as L. 7. The support layer confirmation device according to claim 6, wherein when the rotational energy ETR during excavation is calculated from the following equation (1).
施工時の掘削データから有効なデータを取り出すスクリーニング部と、を備え、
前記算出部は、有効なデータから1サイクル毎に掘削に要する回転エネルギーを算出しており、
前記スクリーニング部は、1サイクルの掘削開始点から掘削終了点までに得られるデータのうち、掘削開始点から所定深さを掘削する間に得られたデータと、掘削終了点まで所定深さを掘削する間に得られたデータを除いて有効なデータを取り出していることを特徴とする請求項7に記載の支持層の確認装置。 an acquisition unit that acquires excavation data at predetermined sampling intervals during construction;
Equipped with a screening section that extracts valid data from excavation data during construction,
The calculation unit calculates the rotational energy required for excavation for each cycle from valid data,
The screening unit extracts data obtained during excavation to a predetermined depth from the excavation start point and excavation to a predetermined depth to the excavation end point among the data obtained from the excavation start point to the excavation end point in one cycle. 8. The support layer confirmation device according to claim 7, wherein valid data is extracted excluding data obtained during the process.
前記算出部は、前記バケットで生じる回転トルク値をT(x)、計測間隔をΔt、1サイクルのデータ数をm、1サイクルの掘削長をLとしたときに、掘削時の積算回転トルクSTRを次式(3)から算出することを特徴とする請求項11に記載の支持層の確認装置。
The calculation unit calculates the cumulative rotational torque S during excavation, where T(x) is the rotational torque value generated in the bucket, Δt is the measurement interval, m is the number of data in one cycle, and L is the excavation length in one cycle. 12. The support layer confirmation device according to claim 11, wherein TR is calculated from the following equation (3).
施工時の掘削データから有効なデータを取り出すスクリーニング部と、を備え、
前記算出部は、有効なデータから1サイクル毎に掘削に要する積算回転トルクを算出しており、
前記スクリーニング部は、1サイクルの掘削開始点から掘削終了点までに得られるデータのうち、掘削開始点から所定深さを掘削する間に得られたデータと、掘削終了点まで所定深さを掘削する間に得られたデータを除いて有効なデータを取り出していることを特徴とする請求項12に記載の支持層の確認装置。 an acquisition unit that acquires excavation data at predetermined sampling intervals during construction;
Equipped with a screening section that extracts valid data from excavation data during construction,
The calculation unit calculates the cumulative rotational torque required for excavation for each cycle from valid data,
The screening unit extracts data obtained during excavation to a predetermined depth from the excavation start point and excavation to a predetermined depth to the excavation end point among the data obtained from the excavation start point to the excavation end point in one cycle. 13. The support layer confirmation device according to claim 12, wherein valid data is extracted except for data obtained during the process.
アースドリル機に取り付けられて掘削データを検出するセンサと、を備え、
前記センサが前記確認装置に掘削データを出力することを特徴とする支持層の確認システム。 The support layer confirmation device according to any one of claims 1 to 16,
A sensor that is attached to an earth drilling machine and detects drilling data,
A support layer confirmation system characterized in that the sensor outputs excavation data to the confirmation device.
前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を設定するステップと、
今回施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出するステップと、
前記対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力するステップと、を有していることを特徴とする支持層の確認方法。 A support layer confirmation method for confirming whether the excavation depth by a bucket has reached the support layer during construction using the earth drill method, the method comprising:
a step of setting a correspondence between the energy index value and the N value obtained from the excavation data during the previous construction;
a step of calculating an energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth from excavation data during the current construction;
A method for confirming a supporting layer, comprising the step of outputting the energy index value at the time of current construction in a manner that can be compared with the N value based on the correspondence relationship.
前回施工時の掘削データから求められたエネルギー指標値とN値の対応関係を設定するステップと、
今回施工時の掘削データから所定の掘削深度毎に掘削に要するエネルギー指標値を算出するステップと、
前記対応関係に基づいて今回施工時のエネルギー指標値をN値と比較可能な態様で出力するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program for checking whether the depth of excavation by a bucket has reached the supporting layer during construction using the earth drill method,
a step of setting a correspondence between the energy index value and the N value obtained from the excavation data during the previous construction;
a step of calculating an energy index value required for excavation for each predetermined excavation depth from excavation data during the current construction;
A program that causes a computer to execute the step of outputting the energy index value at the time of current construction in a manner that can be compared with the N value based on the correspondence relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022047186A JP2023141056A (en) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022047186A JP2023141056A (en) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023141056A true JP2023141056A (en) | 2023-10-05 |
Family
ID=88205491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022047186A Pending JP2023141056A (en) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023141056A (en) |
-
2022
- 2022-03-23 JP JP2022047186A patent/JP2023141056A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8755977B2 (en) | Method and system for preemptive load weight for mining excavating equipment | |
JP5249874B2 (en) | Ground evaluation apparatus and ground evaluation method | |
JP5819152B2 (en) | Support layer arrival estimation method and support layer arrival estimation support device used in pile embedding method | |
JP6874378B2 (en) | Support layer arrival judgment method and judgment support system | |
JP6911356B2 (en) | Support layer arrival judgment method and judgment support system | |
JP6338097B2 (en) | Tunnel face stability prediction / judgment method | |
JP2023141056A (en) | Confirmation device for bearing stratum, confirmation system, confirmation method, and program | |
JP3647445B1 (en) | Pile construction management device | |
JP2017172115A (en) | Ground evaluation system, precast pile with acceleration sensor | |
JP7112888B2 (en) | Confirmation method of supporting ground at the time of foundation pile construction and auger for it | |
JP2022001853A (en) | Initial stress measurement method | |
JP2024064156A (en) | Support layer determination device, determination system, determination method, and program | |
JP2005226412A (en) | Sediment gathering device and ground density measuring method | |
JP2873397B2 (en) | Land Survey System | |
JP5417232B2 (en) | Exploration system, shield machine and shield machine excavation method | |
JP6993296B2 (en) | Cutting edge penetration width measuring device and caisson subsidence method | |
JP3352812B2 (en) | Method and apparatus for measuring ground hardness | |
JP7237218B2 (en) | Confirmation method of supporting ground during foundation pile construction | |
JP2021001446A (en) | Existing pile trajectory management system | |
JP7464354B2 (en) | How to confirm whether piles have reached the supporting layer when using the inner excavation method | |
JP7188768B2 (en) | Support layer determination system | |
JP2014234629A (en) | Foundation strength measurement analysis system | |
JP3681813B2 (en) | Geological determination method | |
JP2563974B2 (en) | Earth auger | |
JP6901611B2 (en) | Bit vibration tester |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221027 |