JP3018052B2 - 場所打ち式基礎工事等における固化材充填方法 - Google Patents

場所打ち式基礎工事等における固化材充填方法

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JP3018052B2 JP4108591A JP10859192A JP3018052B2 JP 3018052 B2 JP3018052 B2 JP 3018052B2 JP 4108591 A JP4108591 A JP 4108591A JP 10859192 A JP10859192 A JP 10859192A JP 3018052 B2 JP3018052 B2 JP 3018052B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、泥水置換場所打ち式の
基礎工事又は水中コンクリート構造物構築工事におい
て、コンクリート等の固化材を充填する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、泥水置換場所打ち式の基礎工事で
は、鋼管によるトレミー管を掘削溝中に垂下させ、いわ
ゆる生コンプラント又は現場プラントでコンクリート等
の固化材を製造後運搬し、圧送用ポンプを用いて配管内
を圧送するか、もしくは生コン車又はバケット等でトレ
ミー管用ホッパ口に直接投入し、トレミー管の下端部が
固化材中に常に2〜3mの範囲内で貫入した状態で、固
化材自重により泥水と置換して充填するトレミー工法が
一般的であった。また、水中コンクリート構造物構築工
事においても、水中の型枠内にトレミー管を垂下させて
コンクリートと水とを置換して充填するトレミー工法が
一般的であった。
【0003】従来のトレミー工法では、固化材の製造、
圧送、分岐、打設、天端管理などの作業はそれぞれ個別
に行われており、特に天端管理については、重錘を吊り
下ろして天端測定し、その結果からトレミー管下端部の
貫入量を決定し、作業員がそのつどトレミー管の取り外
しを行っていた。また、一部には超音波測定機により超
音波を利用して天端高さを測定することも行われてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は次のような問題点があった。 天端の打ち上がりに従ってトレミー管の取り外しの
必要があり、トレミー管本数が多い場合には、多大な労
力と重機を必要とし、またその取り外し時に固化材中に
空気を巻き込むことがあった。
【0005】 掘削溝の掘削作業に関しては現在のと
ころ比較的機械化が進んでいるものの、トレミー管を使
用した固化材の充填作業については一時に多くの人員を
必要とし、全体の機械化の障害になっていた。
【0006】 トレミー管の貫入量調整を主に人為的
に行っていたため、測定ミスや貫入量誤差が生ずること
が少なからずあった。
【0007】 打設量、天端、トレミー管貫入量など
の管理についてそれぞれ管理者が常時張りつき、管理す
ることが必要であった。
【0008】本発明の目的は、固化材の充填作業、天端
管理、注入手段の貫入量管理などの作業性を従来に比べ
飛躍的に向上させるとともに、全体の機械化及び全自動
化が図れるようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による固化材充填
方法は、複数本の可撓性のホースを地下又は水中の充填
領域に垂下させて該ホースを通じて固化材を注入すると
ともに、ホースの貫入量管理のために、注入された固化
材の天端高さを各ホース毎に測定し、測定した天端高さ
の上昇に伴い各ホースの巻き取り量を調整する。
【0010】固化材の天端高さの測定は、各ホースの下
端に差圧検出器を取り付け、注入された固化材と置換さ
れる泥水等との差圧を該差圧検出器で検出してその差圧
から天端高さを測定する。
【0011】ホースの貫入量を管理し、更に固化材の天
端面を均一にするために、各ホースの下端に差圧検出器
を取り付け、注入された固化材と置換される泥水等との
差圧を該差圧検出器で検出してその差圧から各ホースご
とに固化材の天端高さを測定し、その高さをホース相互
において比較して各ホースごとの次の巻き取り量を算出
し、その結果に従って各ホースを巻き取る。
【0012】差圧検出器からの信号を伝送するケーブル
は、ホースの巻き取りに伴いケーブル巻取機で巻き取
る。
【0013】
【作用】本発明では、従来のトレミー管に代えて可撓性
ホースを使用するので、固化材をホッパ等を介すること
なく直接圧送できる。可撓性ホースは、巻取量を調整す
ることによって垂下長さ及び固化材への貫入量を簡単に
調整することができ、また操作性や収納性も良い。
【0014】注入された固化材と置換される泥水(又は
水)とは比重が異なるため、それらの境界面である固化
材の天端の上下では圧力の差がある。そこで、その差圧
をホースの下端に取り付けた差圧検出器で検出すれば、
固化材の天端高さを測定することができる。その測定し
た天端高さをホース相互において比較して各ホースごと
の巻き取り量を算出し、その結果に従って各ホースを巻
き取れば、天端高さのムラを補正して天端面の均一化を
図りながら充填できる。なお、複数の差圧検出器を取り
付ければ、置換される泥水と固化材のそれぞれの比重を
測定することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図1は、安定液固化系の固化材を掘削溝に充填する
泥水置換場所打ち式の基礎工事に適用した例を示す。こ
の場合、地上でホース巻取機1にそれぞれ巻かれた複数
本(図では3本を示す)の可撓性ホース2を、所定深さ
の掘削溝3中に間隔をおいて垂下させ、固化材タンク4
内の固化材を圧送ポンプ5により分岐管6へ圧送し、該
分岐管6から各ホース2へ分岐させて全ホース2から掘
削溝3内に固化材7を同時に注入して泥水8と置換す
る。圧送ポンプ5には脈動等を防止するため、流量可変
型のものを使用するのが良い。
【0016】固化材タンク4内ではアジテータ9により
固化材を撹拌する。圧送ポンプ5と分岐管6との間で電
磁流量計10により流量を計測するとともに、分岐管6
から分岐後に各ホース2ごとに電磁流量計11により流
量を計測する。また、バルブ作動用コンプレッサ12か
らの圧縮空気により開閉作動する空気作動式開閉バルブ
13を各ホース2ごとに設け、各ホース別々に固化材の
注入とその停止を行えるようにする。
【0017】各ホース巻取機1は、電動又は油圧モータ
(図示せず)により巻取ドラムを正転又は逆転させてホ
ース2を巻き取り又は繰り出す。ホース巻取機1から繰
り出した各ホース2は、その巻き取り長さ及び繰り出し
長さを検出するためのロータリエンコーダ14と位置決
め用ローラ15とを経由して掘削溝3中に鉛直に垂下さ
せる。このホース2には耐圧性のラバーホース等を使用
する。各ホース2の下端には、注入口部と振れ止めのた
めの重錘と差圧検出器16のケーシングとを兼ねる所要
長さ(例えば3〜5m程度)の鋼管17を垂直に取り付
ける。
【0018】図4に差圧検出器16の構成を示す。差圧
検出器16は、そのケーシングである鋼管17に上下一
対の圧力センサ18・19や比較器(例えば差動増幅
器)20等を組み込んだ一つのセットになっており、ホ
ース2に対して着脱可能である。本例の場合、上下の圧
力センサ18・19の間に固化材7の天端7a が位置す
るようにして、上側の圧力センサ18で泥水8の圧力、
下側の圧力センサ19で固化材7の圧力をそれぞれ電気
量として検出し、その両電気量を比較器20で比較する
ことによって固化材7の圧力と泥水8の圧力との差圧を
検出、つまりその差圧に応じた電気信号(差圧信号)を
出力する。この差圧信号はケーブル21を介して地上の
コンピュータ(図示せず)へ伝送され、その差圧から天
端7a の高さが例えば次のような手法で算出される。な
お、固化材7と泥水8の比重測定を要する場合には、そ
れぞれの比重測定のための差圧検出器をホース2に取り
付ければ良い。
【0019】今、上側の圧力センサ18から天端7a ま
での垂直距離をL1 、下側の圧力センサ19から天端7
a までの垂直距離をL2 、泥水8の比重をγ1 、固化材
7の比重をγ2 とすると、差圧ΔPは次のように表すこ
とができる。 ΔP=(γ1 ・L1 +γ2 ・L2 )/10 (Kg/c
2 ) L1 +L2 は上下の圧力センサ18・19間の距離Lに
等しく、また鋼管17の下端から各圧力センサ18・1
9までの距離は決まっているので、比重γ1 及びγ2 が
大きく変動しないように配慮すれば、検出した差圧ΔP
から鋼管17の下端を基準とした天端7a の高さを算出
することができる。また、その高さから固化材7へのホ
ース2の貫入量(本例の場合、鋼管17の貫入量)を知
ることができる。
【0020】各差圧検出器16からのケーブル21は、
ホース巻取機1と同期して地上のケーブル巻取機22に
よって巻き取り又は繰り出される。差圧検出器16を含
む上述した各種の計器類からの信号は上記コンピュータ
により処理され、該コンピュータによってホース巻取機
1及びケーブル巻取機22を含む上述した各種の設備の
動作が集中制御される。図5にその処理・制御フローを
示す。
【0021】そこで、ホース2を所定深さまで垂下させ
てから行う固化材の充填方法について図5を参照しなが
ら説明する。固化材の製造及び固化材タンク4による貯
留を行い、各種作業の準備が完了したならば、圧送ポン
プ5によって固化材を圧送し、その圧送による流量が設
定通りであるかどうかを電磁流量計10からの信号によ
り判断し、設定通りであれば分岐管6から各ホース2へ
と分岐させる。そして、各ホース2へ分岐された固化材
の流量が設定通りであるかどうかを電磁流量計10から
の信号により判断し、設定通りであれば開閉バルブ13
を開いて注入を開始する。その注入流量が設定通りでな
ければ、設定通りになるように開閉バルブ11を制御す
る。
【0022】各ホース2より固化材を注入しながら、差
圧検出器16からの差圧信号により各ホース2について
固化材7の天端高さ及び各ホース2の貫入量を算出し、
その貫入量が設定通りであるかどうか判断する。設定通
りでなければ、ホース巻取機1を作動させてホース2の
巻き取り量を調整する。この場合、そのホース2に対応
するケーブル巻取機22も同時に作動させ、ケーブル2
1をホース2の巻き取り量に応じて巻き取る。
【0023】また、ホース2相互において天端高さに差
はないか判断し、図2に示すように差があればホース2
相互において流量を調整して固化材7の天端面が均一に
なるように注入量を調整する。天端高さに差がなけれ
ば、所定の充填深さに達したかどうか判断し、まだ達し
ていなければ図3に示すように達するまでホース2及び
ケーブル21を巻き上げながら上述したような操作及び
制御を繰り返す。
【0024】なお、以上の実施例は泥水置換場所打ち式
の基礎工事の場合であるが、本発明は、水中に設置した
型枠内にコンクリート等の固化材を充填して水と置換す
る水中コンクリート構造物の構築にも適用できること明
らかである。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば次のよ
うな効果がある。 トレミー管に代えて可撓性ホースを使用するので、
固化材をホッパ等を介することなく直接圧送できる。
【0026】 ホースの巻取量を調整することによっ
てその垂下長さ及び固化材への貫入量を簡単に調整する
ことができ、また可撓性を有するホースであるためその
操作性や収納性も良く、トレミー工法に比べ作業性が飛
躍的に向上し、人員を削減できるとともに、トレミー管
の取り外し時に要していたような重機類も不要となり、
工費を低減できる。
【0027】 ホースの下端部を固化材に貫入させた
まま、固化材の天端高さの上昇に伴いホースを巻き上げ
ていくため、連続注入により効率的に充填できるととも
に、その時間を短縮でき、しかも固化材中に空気を巻き
込むようなこともなくなる。
【0028】 注入された固化材と置換される泥水等
との差圧を該差圧検出器で検出してその差圧から固化材
の天端高さを算出し、更にそれからホースの貫入量を算
出するため、天端高さ管理を自動化でき、しかも天端測
定ミスや貫入量誤差もなくなる。
【0029】 測定した天端高さをホース相互におい
て比較して各ホースごとの巻き取り量を算出し、その結
果に従って各ホースを巻き取れば、天端高さのムラを補
正して天端面の均一化を図りながら充填できる。
【0030】 ホースによる固化材の注入作業から固
化材の天端測定及びホースの貫入量調整までを一貫して
自動化でき、コンピュータを利用した全自動化による集
中管理システムを採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】泥水置換場所打ち式の基礎工事に適用した本発
明の方法の一例を説明するための図である。
【図2】図1より更に固化材の注入作業を進めたときの
状態を示す図である。
【図3】固化材の充填最終段階の状態を示す図である。
【図4】特に差圧検出器を拡大して示す図である。
【図5】コンピュータにより集中管理を行う場合の処理
及び制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ホース巻取機 2 ホース 3 掘削溝 7 固化材 8 泥水 16 差圧検出器 21 ケーブル 22 ケーブル巻取機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 気仙 哲夫 東京都港区北青山二丁目5番8号 株式 会社間組内 (72)発明者 石原 公明 東京都港区北青山二丁目5番8号 株式 会社間組内 (72)発明者 関元 利治 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 大平洋機工株式会社内 (72)発明者 野路 直久 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 大平洋機工株式会社内 (72)発明者 土井 茂樹 東京都港区北青山二丁目5番8号 青山 機工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−71621(JP,A) 特公 昭60−30813(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 15/06 E02D 5/18 102

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下端に差圧検出器を取り付けた複数本の可
    撓性のホースを地下又は水中の充填領域に垂下させて該
    ホースを通じて固化材を注入し、注入された固化材と置
    換される泥水等との差圧を上記差圧検出器で検出して、
    その差圧から固化材の天端高さを測定し、測定した天端
    高さの上昇に伴い各ホースの巻き取り量を調整すること
    を特徴とする、場所打ち式基礎工事等における固化材充
    填方法。
  2. 【請求項2】測定した天端高さをホース相互において比
    較して各ホースごとの次の巻き取り量を算出し、その結
    果に従って各ホースを巻き取ることを特徴とする請求項
    1に記載の固化材充填方法。
  3. 【請求項3】差圧検出器からの信号を伝送するケーブル
    を、ホースの巻き取りに伴いケーブル巻取機で巻き取る
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固化材充填方
    法。
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