JP3352812B2 - Method and apparatus for measuring ground hardness - Google Patents

Method and apparatus for measuring ground hardness

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JP3352812B2 JP10302994A JP10302994A JP3352812B2 JP 3352812 B2 JP3352812 B2 JP 3352812B2 JP 10302994 A JP10302994 A JP 10302994A JP 10302994 A JP10302994 A JP 10302994A JP 3352812 B2 JP3352812 B2 JP 3352812B2
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アースオーガあるいは
アースドリルなどの基礎工事用機械に利用される地盤の
硬さ指数計測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring the hardness index of a ground used for a foundation work machine such as an earth auger or an earth drill.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建築物等の基礎工事を行う際、ア
ースオーガ等の基礎工事用機械で施工される杭の確実な
支持力を得るために、予めボーリング調査を行い、その
結果より土質柱状図を作成し、これを基に杭の基礎地盤
への必要混入長を決定している。そして、掘削中は、オ
ーガモータの負荷電流を地盤の硬さと比例するとみな
し、負荷電流と土質柱状図とを対比して、杭が基礎地盤
まで到達したか否かを計測していた。ところが、オーガ
モータの負荷電流は地盤の硬さのみならず掘進速度の影
響も受けるので、負荷電流のみでは地盤の硬さを正確に
知ることは難しい。
2. Description of the Related Art Conventionally, when performing a foundation work on a building or the like, a boring survey is performed in advance to obtain a reliable bearing force of a pile constructed by a foundation construction machine such as an earth auger, and based on a result of the boring survey. A columnar map is created, and the required length of the pile to be mixed into the foundation ground is determined based on this. During excavation, the load current of the auger motor was considered to be proportional to the hardness of the ground, and the load current was compared with the soil column diagram to determine whether the pile reached the foundation ground. However, since the load current of the auger motor is affected not only by the hardness of the ground but also by the excavation speed, it is difficult to accurately know the hardness of the ground only by the load current.

【0003】このため、特開昭63ー67319号公報
記載の装置では、オーガモータの負荷電流の無負荷状態
からの増加量ΔIをオーガ掘削速度vで除した値ΔI/
vが地盤の硬さと比例する点に着目し、上記の値ΔI/
vを常時演算、表示して地盤の硬さを把握できるように
している。なお、油圧駆動のオーガモータを使用する時
は、ΔIにかえてモータの無負荷状態からのトルクの増
加量ΔTとモータ回転数Nとを検出し、ΔT・N/vに
より硬さを判断する。
For this reason, in the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-67319, a value ΔI / I obtained by dividing the increase ΔI of the load current of the auger motor from the no-load state by the auger excavation speed v.
Focusing on the point that v is proportional to the hardness of the ground, the value ΔI /
The v is always calculated and displayed so that the hardness of the ground can be grasped. When a hydraulically driven auger motor is used, the amount of increase ΔT in torque from the no-load state of the motor and the motor speed N are detected instead of ΔI, and the hardness is determined based on ΔT · N / v.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載の装
置では掘進速度vが0の近傍まで低下するとΔI/vや
ΔT・N/vが無限大となるため、地盤の硬さが正確に
把握できない。
In the apparatus described in the above-mentioned publication, when the excavation speed v decreases to near 0, ΔI / v and ΔT · N / v become infinite, so that the hardness of the ground can be accurately grasped. Can not.

【0005】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ためになされたもので、実掘削中の地盤強度を正確に検
出し施工の効率を向上させる事のできる地盤の硬さの計
測方法および装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a method of measuring the hardness of a ground capable of accurately detecting the ground strength during actual excavation and improving the efficiency of construction. And to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】(1)一実施例を示す図
2および図4に対応付けて説明すると、請求項1の発明
は、駆動装置4の掘削状態を検出して地盤の硬さに相関
する指数を算出する地盤の硬さの計測方法に適用され
る。そして、上述した目的は、掘削深度を検出し(ステ
ップS2、S8)、駆動装置4の掘削状態に基づいて、
掘進速度が一定量変化した間の単位体積当りの掘削エネ
ルギを地盤の硬さに相関する値として算出する(ステッ
プS4〜S10)ことにより達成する。 (2)図1および図2に対応付けて説明すると、請求項
2の発明は、駆動装置4により駆動される掘削部材5、
6で地面に孔を穿設する掘削装置に用いる地盤硬さの計
測装置に適用され、掘削深度を検出する掘削深度検出手
段11と、駆動装置4の掘削状態に基づいて、掘削深度
が一定量変化した間の単位体積当たりの掘削エネルギ
を、地盤の硬さに相関する指数として算出する地盤硬さ
指数算出手段とを有する事により上述した目的を達成す
る。 (3)請求項3の発明は、請求項2記載の地盤硬さの計
測装置において、地盤硬さ指数算出手段は、駆動装置4
の駆動負荷Tを検出する駆動負荷検出手段9,10,1
3と、掘削部材5,6による掘削深度Dを検出する掘削
深度検出手段11と、駆動装置4の回転数Nを検出する
回転数検出手段10と、検出された駆動負荷T、掘削深
度D、回転数Nおよび掘削部材5,6による掘削面積A
に基づいて、掘削深度が一定量変化した間の単位体積当
たりの掘削エネルギを、地盤の硬さに相関する指数Hと
して、 H={Σ(T×N×Δt)}/A×L ただし、ΔtはT,N,Lのサンプリングタイム Lは掘削深度Dから算出される一定量の掘削深度 から演算する演算手段13とを具備する事を特徴とす
る。 (4)請求項4の発明は、請求項2または3の地盤硬さ
計測装置において、硬さ指数演算手段13の演算結果を
表示する表示手段15、17を設けたものである。
(1) One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 4. According to the first embodiment, the hardness of the ground is detected by detecting the excavation state of the drive unit 4. The method is applied to a method for measuring the hardness of the ground, which calculates an index correlated to The purpose described above is to detect the excavation depth (steps S2 and S8), and based on the excavation state of the driving device 4,
This is achieved by calculating the excavation energy per unit volume while the excavation speed changes by a fixed amount as a value correlated with the hardness of the ground (steps S4 to S10). (2) Explaining in association with FIG. 1 and FIG. 2, the invention of claim 2, the excavating member 5 driven by the driving device 4,
6 is applied to a ground hardness measuring device used for a drilling device for drilling a hole in the ground, and the drilling depth is a fixed amount based on the drilling depth detecting means 11 for detecting the drilling depth and the drilling state of the driving device 4. The above-mentioned object is achieved by having a ground hardness index calculating means for calculating the excavation energy per unit volume during the change as an index correlated to the hardness of the ground. (3) The invention of claim 3 is the apparatus for measuring ground hardness according to claim 2, wherein the ground hardness index calculating means comprises:
Load detection means 9, 10, 1 for detecting the drive load T of
3, a digging depth detecting means 11 for detecting a digging depth D by the digging members 5 and 6, a rotational speed detecting means 10 for detecting a rotational speed N of the driving device 4, a detected driving load T, a digging depth D, Excavation area A by rotation speed N and excavation members 5 and 6
The excavation energy per unit volume while the excavation depth changes by a certain amount is defined as an index H correlated to the hardness of the ground, and H = {(T × N × Δt)} / A × L Δt is a sampling time of T, N, and L. The arithmetic means 13 is provided with a calculating means 13 for calculating L from a fixed amount of excavation depth calculated from the excavation depth D. (4) According to a fourth aspect of the present invention, in the ground hardness measuring apparatus of the second or third aspect, display means 15 and 17 for displaying a calculation result of the hardness index calculating means 13 are provided.

【0007】[0007]

【作用】請求項1および2の発明では、駆動装置4の掘
削状態と、検出された掘削深度とから、掘削深度が一定
量変化した間の単位体積当りの掘削エネルギが地盤の硬
さに相関する値として算出される。請求項3の発明で
は、駆動負荷検出手段9が検出する駆動負荷Tと、掘削
振動検出手段11が検出する掘削部材5、6による掘削
深度Dと、回転数検出手段10が検出する駆動装置4の
回転数Nと、掘削部材5、6による掘削面積Aとに基づ
いて、硬さ指数演算手段13により地盤の硬さに相関す
る指数Hが下記の式から演算される。 H={Σ(T×N×Δt)}/A×L ただし、ΔtはT,N,Lのサンプリングタイム Lは掘削深度Dから算出される一定量の掘削深度 請求項4の発明では、硬さ指数演算手段13の演算結果
が表示手段15、17により表示される。
According to the first and second aspects of the present invention, the excavation state per unit volume during a constant change in the excavation depth correlates with the hardness of the ground from the excavation state of the drive unit 4 and the detected excavation depth. Is calculated as According to the third aspect of the present invention, the driving load T detected by the driving load detecting means 9, the excavation depth D of the excavating members 5 and 6 detected by the excavation vibration detecting means 11, and the driving device 4 detected by the rotation speed detecting means 10. The index H correlated to the hardness of the ground is calculated by the hardness index calculating means 13 from the following equation based on the rotation speed N of the above and the excavated area A of the excavated members 5 and 6. H = {(T × N × Δt)} / A × L where Δt is a sampling time of T, N, and L L is a constant amount of excavation depth calculated from the excavation depth D. The calculation results of the exponent calculation means 13 are displayed on the display means 15 and 17.

【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
[0008] In the means and means for solving the above-mentioned problems which explain the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図1〜図6を参照して本発明の実施例
を説明する。 −第1の実施例− 図2は本発明が適用されるアースオーガを装備した基礎
工事用機械の一例を示している。基礎工事用機械1は、
オーガユニット2と、オーガユニット2を懸架している
オーガユニット昇降用チェーン3とを備えている。オー
ガユニット2は、掘進機構4と、オーガスクリュー5
と、オーガスクリュー5の先端に取付けられた掘削ヘッ
ド6を備えている。掘進機構4は図示しないが油圧駆動
のオーガモータを内蔵し、オーガモータの回転をオーガ
スクリュー5に伝え、オーガスクリュー5および掘削ヘ
ッド6を回転させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First Embodiment FIG. 2 shows an example of a machine for foundation work provided with an earth auger to which the present invention is applied. The machine 1 for foundation work
An auger unit 2 and an auger unit elevating chain 3 that suspends the auger unit 2 are provided. The auger unit 2 includes a digging mechanism 4 and an auger screw 5.
And an excavating head 6 attached to the tip of the auger screw 5. The excavating mechanism 4 includes a hydraulically driven auger motor (not shown), transmits rotation of the auger motor to the auger screw 5, and rotates the auger screw 5 and the excavating head 6.

【0010】図1は本発明の第1の実施例のブロック図
を示している。掘削トルク検出器9はオーガモータの入
口圧から掘削トルクを検出するものであり、回転数検出
器10はオーガスクリューの回転数を検出するものであ
り、深度検出器11は掘削ヘッド6の掘削位置を検出す
るものである。掘削トルク検出器9、回転数検出器10
および深度検出器11の検出結果はそれぞれA/D変換
ユニット12に加わる。A/D変換ユニット12は、図
示しないマルチプレクサとA/D変換器を備え、掘削ト
ルク検出器9、回転数検出器10、深度検出器11から
のアナログ信号をデジタル信号に変換する。マイクロコ
ンピュータユニット13は、A/D変換ユニット12に
よりデジタル化された掘削トルク、回転数と深度に基づ
いて後述のように地盤の硬さ指数Hを演算し、出力す
る。また、マイクロコンピュータユニット13は、図示
しないが、演算、制御を行うマイクロプロセッサユニッ
トMPUと、マイクロプロセッサユニットMPUの処理
手順プログラムを記憶したリードオンリメモリROM
と、入力データや演算結果を記憶するランダムアクセス
メモリRAMを備える。
FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of the present invention. The excavation torque detector 9 detects the excavation torque from the inlet pressure of the auger motor, the rotation number detector 10 detects the rotation number of the auger screw, and the depth detector 11 determines the excavation position of the excavation head 6. It is to detect. Excavation torque detector 9, rotation speed detector 10
The detection result of the depth detector 11 is applied to the A / D conversion unit 12. The A / D conversion unit 12 includes a multiplexer and an A / D converter (not shown), and converts analog signals from the excavation torque detector 9, the rotation speed detector 10, and the depth detector 11 into digital signals. The microcomputer unit 13 calculates and outputs a ground hardness index H, as described later, based on the excavation torque, rotation speed, and depth digitized by the A / D conversion unit 12. Although not shown, the microcomputer unit 13 includes a microprocessor unit MPU for performing calculations and controls, and a read-only memory ROM storing a processing procedure program for the microprocessor unit MPU.
And a random access memory RAM for storing input data and calculation results.

【0011】D/A変換器14にはマイクロコンピュー
タユニット13による地盤の硬さ指数Hの演算結果出力
が加わるようになっており、D/A変換器14はマイク
ロコンピュータユニット13からの演算結果出力のデジ
タル値をアナログ値に変換する。D/A変換器14には
メータ15およびレコーダ16が接続され、メータ15
はD/A変換器14による地盤の硬さ指数HのD/A変
換結果を表示し、レコーダ16は地盤の硬さ指数HのD
/A変換結果を記録する。また、マイクロコンピュータ
ユニット13の出力ポートにはプリンタ17が接続され
ており、プリンタ17はマイクロコンピュータユニット
13の演算結果を記録するようになっている。
The D / A converter 14 receives the output of the operation result of the hardness index H of the ground by the microcomputer unit 13, and the D / A converter 14 outputs the operation result output from the microcomputer unit 13. Is converted to an analog value. The D / A converter 14 is connected to a meter 15 and a recorder 16.
Indicates the D / A conversion result of the ground hardness index H by the D / A converter 14, and the recorder 16 indicates the D of the ground hardness index H.
Record the / A conversion result. Further, a printer 17 is connected to an output port of the microcomputer unit 13, and the printer 17 records an operation result of the microcomputer unit 13.

【0012】図3は、オーガユニット2を所定の速度で
降下させるとともに、オーガモータを作動してオーガス
クリュー5および掘削ヘッド6を回転させて地盤を掘削
している状態を示す図である。図3において、地盤の硬
さを表す硬さ指数(主に地盤のせん断応力)をΔHと
し、掘削切り込み幅をdとし、掘削幅をbとすると、掘
削力Fは、
FIG. 3 is a view showing a state in which the auger unit 2 is lowered at a predetermined speed and the auger motor is operated to rotate the auger screw 5 and the excavating head 6 to excavate the ground. In FIG. 3, assuming that a hardness index (mainly ground shear stress) representing the hardness of the ground is ΔH, the excavation cut width is d, and the excavation width is b, the excavation force F is

【数1】F∝ΔH・d・b …(1) として表わされる。掘削切込み幅dはオーガスクリュー
1回転当たりの掘進量に相当するので、オーガユニット
2の掘進速度をv、オーガスクリュー5の回転数をNと
すれば、(1)式は、
## EQU1 ## F∝ΔH · d · b (1) Since the excavation cut width d corresponds to the excavation amount per rotation of the auger screw, if the excavation speed of the auger unit 2 is v and the rotation speed of the auger screw 5 is N, the expression (1) becomes

【数2】F∝ΔH・v・b/N …(2) となる。F2ΔH ・ v ・ b / N (2)

【0013】また、掘削幅bをオーガスクリュー5の半
径に相当するとした場合、掘削面積はπb2となり、掘
削面積をAとすると(2)式は、
If the digging width b is equivalent to the radius of the auger screw 5, the digging area is πb 2 , and if the digging area is A, the equation (2) becomes

【数3】F∝ΔH・v・A/N …(3) として表わされる。オーガユニット2の掘進速度vは単
位時間当たりの掘進量に相当する。単位時間をΔt、単
位時間当たりの掘進量をΔLとすると、(3)式は
## EQU3 ## F∝ΔH · v · A / N (3) The excavation speed v of the auger unit 2 corresponds to the excavation amount per unit time. Assuming that the unit time is Δt and the excavation amount per unit time is ΔL, the equation (3) becomes

【数4】F∝ΔH・A・ΔL/Δt・N …(4) となる。掘削トルクTと掘削力Fとの関係は、F4ΔH · A · ΔL / Δt · N (4) The relationship between the excavation torque T and the excavation force F is

【数5】T∝F …(5) として表わされ、掘削トルクTは掘削エネルギを表わし
ている。したがって、(4)及び(5)式から単位時間
当りの地盤の硬さ指数ΔHは、
## EQU5 ## T し F (5), and the excavation torque T represents excavation energy. Therefore, from Equations (4) and (5), the ground hardness index ΔH per unit time is:

【数6】ΔH=T・N・Δt/ΔL・A …(6) となる。ΔH = T · N · Δt / ΔL · A (6)

【0014】ある一定量の掘削深度Lごとの地盤の硬さ
指数Hを求める場合、掘削深度Lを掘削するのに要した
掘削エネルギは掘削深度が0からLになるまでの掘削エ
ネルギの積算値と表わすことができる。したがって掘削
深度Lごとの地盤の硬さ指数Hは、(6)式より、
In order to obtain the hardness index H of the ground for each certain excavation depth L, the excavation energy required to excavate the excavation depth L is an integrated value of the excavation energy from 0 to L. Can be expressed as Therefore, the hardness index H of the ground at each excavation depth L is given by:

【数7】H=Σ(T・N・Δt)/A・L …(7) と表わされる。従って掘削深度Lごとの地盤の硬さ指数
Hは、オーガモータの掘削トルクTとオーガ回転数Nと
掘削ヘッドの深度Dを検出することにより計算される。
なおTとしては、掘削時の実トルクTaから無負荷時
(非掘削時)のトルクT0を引いた値(Ta − T0)を
用いる。
H = Σ (T · N · Δt) / A · L (7) Therefore, the hardness index H of the ground for each excavation depth L is calculated by detecting the excavation torque T of the auger motor, the auger rotation speed N, and the depth D of the excavation head.
Note that as T, a value (T a −T 0 ) obtained by subtracting the torque T 0 at the time of no load (during no excavation) from the actual torque Ta at the time of excavation is used.

【0015】次に、第1の実施例の計測装置の動作を、
マイクロコンピュータユニット13での処理手順を示す
図4を用いて説明する。マイクロコンピュータユニット
13は掘削指令を受けると以下の処理を開始する。ステ
ップS1ではまずマイクロコンピュータユニット13の
内蔵メモリ上に保持されている地盤の硬さ指数Hおよび
掘削エネルギEをクリアして初期値を0にする。次いで
ステップS2では深度Dを入力し、ステップS3におい
て、この時点でメモリ上に保持されている深度Dを掘削
開始深度D0に置き換える。ステップS4では掘削トル
クTを入力し、ステップS5ではオーガ回転数Nを入力
する。ステップS6では掘削トルクTおよび回転数N
と、所定のサンプリングタイムΔtとから掘削機の仕事
量ΔEを演算する。ステップS7ではステップS6で演
算した掘削機の仕事量ΔEを掘削エネルギEに加算す
る。なお、Δtは、ステップS4からステップS9の一
回の処理に要するおおよその時間として予め定められて
いる。
Next, the operation of the measuring apparatus of the first embodiment will be described.
The processing procedure in the microcomputer unit 13 will be described with reference to FIG. The microcomputer unit 13 starts the following processing upon receiving the excavation command. In step S1, the ground hardness index H and the excavation energy E held on the built-in memory of the microcomputer unit 13 are first cleared to zero. Then enter the depth D In step S2, in step S3, replacing the depth D which is held on the memory at this point in the drilling start depth D 0. In step S4, the excavation torque T is input, and in step S5, the auger rotation speed N is input. In step S6, the excavation torque T and the rotation speed N
And the predetermined sampling time Δt, the work amount ΔE of the excavator is calculated. In step S7, the work amount ΔE of the excavator calculated in step S6 is added to the excavation energy E. Note that Δt is set in advance as an approximate time required for one process from step S4 to step S9.

【0016】ステップS8ではその時点での深度Dを入
力して内蔵メモリの記憶値を更新する。ステップS9で
はステップS8で入力した深度DとステップS3で置き
換えた掘削開始深度D0との差(D−D0)をとり、地盤
の硬さを判定する深さLと比較する。演算時深度Dと掘
削開始深度D0との差が深さL以上と判別したときに
は、地盤の硬さ指数Hを演算するためにステップS10
に進む。演算時深度Dと掘削開始深度D0との差が地盤
の硬さの判定深さLよりも小さいと判別した時には、ス
テップS4に戻り、ステップS4〜ステップS9の処理
を繰り返す。ステップ10では、掘削エネルギE、掘削
面積A、単位深さLにより地盤の硬さ指数Hを演算し、
ステップS11でステップS10の演算結果を出力す
る。
In step S8, the current depth D is input to update the stored value in the internal memory. Step S9, taking the difference between the drilling start depth D 0 is replaced with the depth D and the step S3 input in step S8 (D-D 0), is compared with the depth L determines the hardness of the ground. When it is determined that the difference between the calculation depth D and the excavation start depth D 0 is equal to or greater than the depth L, step S10 is performed to calculate the ground hardness index H.
Proceed to. When the difference between the operation time of the depth D and drilling start depth D 0 is determined to be smaller than the determination depth L of the hardness of the ground, the process returns to step S4, and repeats the processing of step S4~ step S9. In Step 10, the hardness index H of the ground is calculated from the excavation energy E, the excavation area A, and the unit depth L,
In step S11, the calculation result of step S10 is output.

【0017】以上のように、ステップS1〜S11の処
理を繰り返して地盤の硬さ指数Hを計測する。地盤の硬
さ指数Hの演算結果はプリンタ17に記録されるととも
に、D/A変換器14によりアナログ変換器されてメー
タ15およびレコーダ16に記録される。分母にvがな
いから、v=0の領域でも判別可能となる。
As described above, the processing of steps S1 to S11 is repeated to measure the hardness index H of the ground. The calculation result of the ground hardness index H is recorded on the printer 17 and is also converted by the D / A converter 14 into an analog signal and recorded on the meter 15 and the recorder 16. Since there is no v in the denominator, it can be determined even in the region of v = 0.

【0018】一第2の実施例一 次に、図4および図5を参照して本発明の地盤硬度の計
測装置の第2の実施例を説明する。なお、第1の実施例
と共通する箇所には同一符号を付し、説明を省略する。
第2の実施例では、マイクロコンピュータユニット13
から出力される地盤の硬さ指数Hおよび掘削深度Dを後
続のD/A変換器14、18でアナログ変換し、地盤の
硬さ指数Hおよび掘削深度DのデータをXYレコーダ1
9に加えるようになっている。そして、XYレコーダ1
9は図5に示すように掘削深度Dに対する地盤の硬さ指
数Hをグラフ化して記録する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the ground hardness measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
In the second embodiment, the microcomputer unit 13
The D / A converters 14 and 18 convert the hardness index H and the excavation depth D of the ground outputted from the XY recorder 1 into analog data.
9 is added. And XY recorder 1
9 graphically records the ground hardness index H with respect to the excavation depth D as shown in FIG.

【0019】このように第2の実施例では、マイクロコ
ンピュータユニット13によって演算された地盤の硬さ
指数Hを掘削深度Dとともにグラフ化してXYレコーダ
19に記録するので、運転者は地盤を掘削中、所定の掘
削深度の地盤の硬さ指数Hをより的確に把握する事が可
能となる。これにより確実で明確な施工管理が可能にな
る。図5に示す記録例では、地表より2mのところにや
や硬い層、約8mのところに硬い支持層があるというボ
ーリング結果と一致している。以上では、オーガモータ
を油圧モータとして説明したが、電動機によりオーガを
駆動する事もできる。この場合、掘削機の仕事量ΔEの
(T・N・Δt)を(K・V・I・Δt)と置きかえれ
ばよい。ここで、Vは電動機の駆動電圧値、Iは掘削時
の負荷電流Iaから無負荷状態の負荷電流I0を引いた値
(Ia−I0)、Kは電動機の仕事率を油圧モータの仕事
率に変換するための係数である。
As described above, in the second embodiment, the ground hardness index H calculated by the microcomputer unit 13 is graphed together with the excavation depth D and recorded in the XY recorder 19, so that the driver is able to excavate the ground while excavating. In addition, it is possible to more accurately grasp the hardness index H of the ground at a predetermined excavation depth. This enables reliable and clear construction management. The recording example shown in FIG. 5 is consistent with the boring result that there is a slightly hard layer at 2 m from the surface of the ground and a hard support layer at about 8 m. In the above, the auger motor is described as a hydraulic motor, but the auger can be driven by an electric motor. In this case, (TNN.DELTA.t) of the work amount .DELTA.E of the excavator may be replaced with (K.VI..DELTA.t). Here, the drive voltage value of the V electric motor, I hydraulic motor minus load current I 0 of the no-load state from the load current I a during excavation (I a -I 0), K is the work rate of the electric motor This is a coefficient for converting the power into the power.

【0020】なお、この発明は、アースオーガ以外でも
アースドリル等の地盤を掘削する掘削装置に適用する事
ができる。以上の実施例では、掘進機構4が駆動装置
を、オーガスクリュー5および掘削ヘッド6が掘削部材
を、掘削トルク検出器9が駆動負荷検出手段を、深度検
出器11が掘削深度検出手段を、回転数検出器10が回
転数検出手段を、メータ15、プリンタ17、XYレコ
ーダ19が表示手段を構成する。
The present invention can be applied to a digging device for digging the ground such as an earth drill other than the earth auger. In the above embodiment, the excavating mechanism 4 rotates the driving device, the auger screw 5 and the excavating head 6 rotate the digging member, the digging torque detector 9 rotates the driving load detecting means, the depth detector 11 rotates the digging depth detecting means, and The number detector 10 constitutes the rotational speed detecting means, and the meter 15, the printer 17, and the XY recorder 19 constitute the display means.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地盤の硬さ指数に相関する値として一定量の掘削深度ご
とにおける単位体積あたりの掘削エネルギを求めるの
で、従来の方法では計測することのできなかった、掘進
速度が0またはそれに近い値の地盤でも、正確に地盤の
硬さを計測することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the excavation energy per unit volume at a certain amount of excavation depth is obtained as a value correlated with the hardness index of the ground, the excavation speed which could not be measured by the conventional method, even in the ground where the excavation speed is 0 or close to it, The hardness of the ground can be accurately measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の硬さ指数計測装置の第1の実施例のブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a hardness index measuring device according to the present invention.

【図2】基礎工事用機械の概略側面図。FIG. 2 is a schematic side view of a machine for foundation work.

【図3】掘削力を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining excavation force.

【図4】硬さ指数計測装置の処理の流れを示すフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of the hardness index measuring device.

【図5】本発明の第2の実施例のブロック図。FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施例のXYレコーダにより記録された計
測結果を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing measurement results recorded by an XY recorder according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基礎工事用機械 2 オーガユニット 4 掘進機構 5 オーガスクリュー 6 掘削ヘッド 9 掘削トルク検出器 10 回転数検出器 11 深度検出器 13 マイクロコンピュータユニット 15 メータ 16 レコーダ 17 プリンタ 19 XYレコーダ REFERENCE SIGNS LIST 1 foundation work machine 2 auger unit 4 excavating mechanism 5 auger screw 6 excavating head 9 excavating torque detector 10 rotation speed detector 11 depth detector 13 microcomputer unit 15 meter 16 recorder 17 printer 19 XY recorder

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/40 E02D 1/02 E21B 47/04 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 3/40 E02D 1/02 E21B 47/04 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】駆動装置の掘削状態を検出して地盤の硬さ
に相関する指数を算出する地盤の硬さの計測方法におい
て、 掘削深度を検出し、 駆動装置の掘削状態に基づいて、掘削深度が一定量変化
した間の単位体積当たりの掘削エネルギを前記指数とし
て算出する事を特徴とする地盤の硬さの計測方法。
1. A method for measuring the hardness of a ground, which detects an excavation state of a driving device and calculates an index correlated with the hardness of the ground, comprising: detecting an excavation depth; A method for measuring the hardness of a ground, wherein the excavation energy per unit volume during a certain amount of change in the depth is calculated as the index.
【請求項2】駆動装置により駆動される掘削部材で地面2. A ground excavation member driven by a driving device.
に孔を穿設する掘削装置に用いる地盤硬さの計測装置にFor measuring the hardness of the ground used in drilling equipment for drilling holes
おいて、And 掘削深度を検出する深度検出手段と、Depth detection means for detecting the excavation depth; 駆動装置の掘削状態に基づいて、掘削深度が一定量変化Excavation depth changes by a certain amount based on the excavation state of the drive unit
した間の単位体積当たりの掘削エネルギを、地盤の硬さThe excavation energy per unit volume during
に相関する指数として算出する地盤硬さ指数算出手段とGround hardness index calculating means for calculating as an index correlated with
を有する事を特徴とする地盤硬さの計測装置。A soil hardness measuring device characterized by having:
【請求項3】請求項2記載の地盤硬さの計測装置におい3. The apparatus for measuring the hardness of ground according to claim 2.
て、hand, 地盤硬さ指数算出手段は、The ground hardness index calculation means, 前記駆動装置の駆動負荷Tを検出する駆動負荷検出手段Drive load detecting means for detecting a drive load T of the drive device
と、When, 前記掘削部材による掘削深度Dを検出する掘削深度検出Excavation depth detection for detecting excavation depth D by the excavation member
手段と、Means, 前記駆動装置の回転数Nを検出する回転数検出手段と、Rotation speed detection means for detecting a rotation speed N of the driving device; 検出された駆動負荷T、掘削深度D、回転数Nおよび前The detected drive load T, excavation depth D, rotation speed N, and
記掘削部材による掘削面積Aに基づいて、掘削深度が一Based on the excavated area A of the excavated member,
定量変化した間の単位体積当たりの掘削エネルギを、地The excavation energy per unit volume during the quantitative change
盤の硬さに相関する指数Hとして、As an index H correlated to the hardness of the board, H={Σ(T×N×Δt)}/A×LH = {(T × N × Δt)} / A × L ただし、ΔtはT,N,LのサンプリングタイムWhere Δt is the sampling time of T, N, L Lは掘削深度Dから算出される一定量の掘削深度L is a constant amount of excavation depth calculated from excavation depth D から演算する演算手段とを具備する事を特徴とする地盤Characterized by comprising calculating means for calculating from the ground
硬さの計測装置。Hardness measuring device.
【請求項4】 請求項2または3記載の地盤硬さの計測装
置において、 前記硬さ指数演算手段の演算結果を表示する表示手段を
具備したことを特徴とする地盤硬さの計測装置。
4. A measuring apparatus according to claim 2 or 3 soil hardness according, soil hardness measuring apparatus characterized by comprising display means for displaying the calculation result of the stiffness index calculating means.
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