JP3647445B1

JP3647445B1 - 杭の施工管理装置

Info

Publication number: JP3647445B1
Application number: JP2004127037A
Authority: JP
Inventors: 一夫堀; 義則住友; 崇史小島
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: JP2005307607A

Abstract

【課題】杭打ち機のオペレータが、深度に対応した標準貫入試験の結果と杭打ち機の回転トルク等の変動傾向を実時間で容易に比較して、杭の支持層への到達を容易に判断することができる施工管理装置を提供する。
【解決手段】本施工管理装置１００は、所定深度毎のＮ値からなる標準貫入試験結果を入力するための入力部１０１と、杭打ち機１の回転トルク等を検知するセンサ部１０２と、所定深度毎にセンサ部１０２の検出値を記憶して、入力された標準貫入試験結果に基づいて所定深度毎にＮ値をプロットした標準貫入試験結果グラフを作成するとともに、該標準貫入試験結果グラフ上に前記記憶手段に記憶された検出値に基づいて所定深度毎の検出値をプロットした施工グラフを該標準貫入試験結果グラフの深度スケールに対応して実時間で作成する本体１０３と、該標準貫入試験結果グラフ及び施工グラフを表示するディスプレイ１０４とを具備してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、建築物の基礎を支持する杭を地盤に打設する施工において、杭先端が所望の支持層に到達したことを管理する施工管理装置に関する。

建築物の基礎を支持するための杭として既製杭があるが、その一例として、図１３に示すように、鋼管杭本体９１の先端部の外周に螺旋翼９２を設けてなる鋼管杭９０が知られている。該鋼管杭９０は、地上に設置したアースオーガ等の杭打ち機により回転されながら地中に圧入されるものであり、無排土且つ低振動で地中に埋設することができ、埋設後は螺旋翼９２の鉛直方向の投影面積分だけ支持力が増加するという利点がある。

前記鋼管杭９０等を打設する場合には、敷地の地盤調査を行って支持層の深度や強度を把握するが、かかる地盤調査は一般に標準貫入試験により行われる。標準貫入試験とは、重さ６３．５ｋｇｆのハンマーを高さ７５ｃｍから自由落下させ、標準貫入試験用サンプラーを３０ｃｍ打ち込むのに要する打撃回数をＮ値として表す試験方法である。この標準貫入試験により得られた所定深度間隔毎のＮ値をプロットして標準貫入試験結果グラフを作成し、支持層の深度を推測したり、Ｎ値と鋼管杭９０の鉛直投影面積等から支持力を算定して、鋼管杭９０の本数や配置を決定する。

また、実際に鋼管杭９０の打設を行う際には、杭打ち機の油圧モータの回転トルクや貫入量等を施工管理装置により監視するとともに、その施工データを記録している。得られた施工データは、例えば深度スケールに対して回転トルク値をプロットしたグラフを作成し、標準貫入試験結果のグラフと対比して、計画深度での回転トルク値を確認するとともに施工記録として保存している。このようにして得られた施工データは、別の敷地で鋼管杭９０を打設する場合に、標準貫入試験のＮ値から計画深度における回転トルク値を予測するために利用され、また、その予測値を参考として杭の施工管理を行っている（例えば特許文献１，２参照）。

特開２００３−９６７７６号公報特開平１１−３０３０７０号公報

しかし、杭打ち機の回転トルクは、支持層の土質や鋼管杭９０の径及び長さ、螺旋翼９２の径及びピッチ等により異なるので、蓄積された施工データのＮ値及び回転トルク値の関係から、計画深度における回転トルク値を予測できたとしても、施工現場、杭や杭打ち機の種類が変われば、杭が支持層に到達した際の実測の回転トルク値も変わるので、予測値により施工管理できるのは、同種の地盤において同種の杭及び杭打ち機を使用する場合に限定される。

また、前述した標準貫入試験は、通常、敷地の中央付近の１箇所で行われるが、支持層は地形の傾斜や不陸等により鋼管杭９０を配置する全範囲において必ずしも同一深度ではない。したがって、鋼管杭９０の打設位置と支持層の傾斜状況によっては、計画深度とは異なる深度で実測の回転トルク値が予測値に到達することがある。また、傾斜面に盛土をしてから鋼管杭９０を打設するような場合に、盛土に混入した石や礫に鋼管杭９０が当たることにより、突発的に実測の回転トルク値が予測値を超えることもある。したがって、回転トルク値等を監視して施工を行い、実測の回転トルク値が予測値を超えたとしても、杭が支持層へ到達したか否かの判断が難しい場合がある。このように、杭打ち機のオペレータが杭の施工状態を即時に判断できない場合には、鋼管杭９０の打込みを中止して、施工データを現場事務所等で標準貫入試験結果等と対比しながら解析して判断していた。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、杭打ち機のオペレータが、深度に対応した標準貫入試験の結果と杭打ち機の回転トルク等の変動傾向を実時間で容易に比較して、杭の支持層への到達を容易に判断することができる施工管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、地盤に杭を打設する杭打ち機に取り付けられる杭の施工管理装置であって、所定深度毎のＮ値からなる標準貫入試験結果を入力する入力手段と、前記杭打ち機の回転トルク、押込み力、及び１回転当りの貫入量のうちの少なくともいずれかを検知する検知手段と、所定深度毎に前記検知手段の検出値を記憶する記憶手段と、前記入力手段により入力された標準貫入試験結果に基づいて所定深度毎にＮ値をプロットした標準貫入試験結果グラフを作成するとともに、前記記憶手段に記憶された検出値を所定深度毎にプロットした施工グラフを前記標準貫入試験結果グラフの深度スケールに対応して実時間で作成するグラフ演算手段と、このグラフ演算手段により作成された標準貫入試験結果グラフ上に、前記グラフ演算手段により作成された施工グラフを重ねて表示する表示手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明は、予め入力された管理値と前記検知手段の検出値とを実時間で対比して、検出値が管理値を超えた場合に到達信号を出力する最終深度判断手段と、この最終深度判断手段からの到達信号の出力が所定掘削距離以上継続した場合には到達確認信号を出力し、所定掘削距離未満で停止した場合には解除信号を出力する最終深度確認手段と、この最終深度確認手段により出力された到達信号を受けた場合に第１ブザー音を発生し、更に、前記最終深度確認手段により出力された到達確認信号を受けた場合には第１ブザー音に代えて第２ブザー音を発生し、前記最終深度確認手段により出力された解除信号を受けた場合には第１ブザー音を停止するブザー音発生手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明は、前記記憶手段が、既に打設された杭の施工グラフを記憶し、前記表示手段が、前記標準貫入試験結果グラフ上に、現在打設している杭の施工グラフ及び既に打設された杭の施工グラフを重ねて表示することを特徴とする。

本発明に係る杭の施工管理装置によれば、標準貫入試験結果に基づいて所定深度毎にＮ値をプロットした標準貫入試験結果グラフ上に、回転トルク等の検出値を所定深度毎にプロットした施工グラフを標準貫入試験結果グラフの深度スケールに対応して実時間で重ねて表示するので、杭打ち機のオペレータが、深度に対応したＮ値及び回転トルク等の変動傾向を実時間で把握することができる。これにより、オペレータが、Ｎ値及び回転トルク等の変動傾向を対比して、杭の支持層への到達を判断できる。

また、本発明によれば、回転トルク等の検出値が管理値を超えた場合に第１ブザー音を発生し、その後検出値が所定掘削距離以上管理値を超え続けた場合には第２ブザー音に代え、所定掘削距離未満で再び管理値より下がった場合には第１ブザー音を停止するので、杭が支持層に到達したか、支持層に到達する前に石等に当たって突発的且つ一時的に回転トルク等が上昇したのかを、聴覚で判断できる。これにより、オペレータは杭の打込み状態を目視確認して杭打ち機を操作しながら、杭の支持層への到達を管理することが容易となる。

また、本発明によれば、既に打設された杭の施工グラフを記憶して、標準貫入試験結果グラフ上に、現在打設している杭の施工グラフ及び既に打設された杭の施工グラフを重ねて表示するので、オペレータが現在施工している杭の施工グラフの形状と既に施工した杭の施工グラフの形状とを対比して、杭の支持層への到達や、突発的且つ一次的な回転トルクの上昇を即時に判断することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
〔杭打ち機〕
本施工管理装置１００は、鋼管杭等の既設杭を回転しながら地盤へ貫入する任意の杭打ち機に装備することが可能である。図１は、杭打ち機の一例を示すものであるが、該杭打ち機１は、車両部２にオペレータが乗車して操作を行うための操作部３が設けられ、該車両部３からリーダー４を鉛直に支持する支持アーム５が延設され、該リーダー４にアースオーガ６が昇降自在に設けられてなる。鋼管杭７は、その基端がアースオーガ６にチャックされて回転されて鋼管杭７の先端に設置された螺旋翼８により地中へ推進されるとともにリーダー４がアースオーガ６を降下することにより、地盤に貫入される。なお、本杭打ち機１の構成は一例であり、例えば操作部３の位置が変わればその操作部３の位置で施工管理装置１００を操作可能に設ければよく、任意の杭打ち機の構成に対して施工管理装置１００の設置位置を適宜変更できることは勿論である。同様に、鋼管杭７の構成も一例であり、螺旋翼８の形状の変更や、他の既製杭への変更は可能である。

〔施工管理装置〕
本実施の形態に係る施工管理装置１００は、前記杭打ち機１の操作部３で操作可能に設けられている。詳細には、本施工管理装置１００は、図２に示すように、各種操作の指示やデータを入力するための入力部（入力手段）１０１と、杭打ち機１のリーダー４及びアースオーガ６に設けられて該アースオーガ６の回転トルク等を検知するセンサ部（検知手段）１０２と、ＲＡＭ等のメモリやＣＰＵ等の演算回路を備えた本体１０３と、実測回転トルク値等の各種データを表示するディスプレイ（表示手段）１０４と、所定の場合にブザー音を発生するブザー部（ブザー音発生手段）１０５とを備えてなる。

入力部１０１は、キーボードやマウス等の周知の入力器具や、ディスプレイ１０４をタッチパネルとして用いることにより実現される。図３は、ディスプレイ１０４をタッチパネルとして入力部１０１とした場合の画面表示の一例である。この画面は記憶設定のメイン画面であり、標準試験結果のＮ値の入力の他、管理値やセンサ調整等の各種入力画面を選択するためのものである。この画面で「Ｎ値入力」を選択すると、図４に示すＮ値入力画面へ表示が切り替わる。この画面では、深度及びＮ値が最大３０まで入力可能であるが、必ずしも３０を入力する必要はなく、深度順に入力する必要もない。図には示していないが、現在選択されているナンバーは反転表示や点滅表示等によりカーソルの位置が確認できるようになっており、画面左下の矢印キーで所望のナンバーを選択して画面右下の「編集」キーを入力すると、図５に示すように、各ナンバー毎のＮ値入力画面に切り替わる。ここでは、「Ｎｏ．１」が選択されている。この画面では、先ず、深度（ｍ）を画面下のテンキーを用いて入力して「登録」キーを入力すると、カーソルがＮ値へ移動するので、続いてＮ値を同様にして入力する。その後、「戻る」キーを入力すると、図４の画面へ戻り、Ｎｏ．１に入力された深度及びＮ値が表示される。この操作を繰り返して、標準試験結果の各深度毎のＮ値が入力できる。管理値やセンサ調整等の各種入力も、同様に、ディスプレイ１０４に表示された各入力画面により入力できるようになっている。

センサ部１０２は、回転トルク及び１回転当りの貫入量を夫々検知する各センサからなり、前記アースオーガ６には回転トルクセンサ及び回転数センサが設けられており、リーダー４にはアースオーガ６の移動距離を検知する距離センサが設けられている。回転トルクは回転トルクセンサの検出値から把握され、１回転当りの貫入量は、回転数センサの検出値から把握されるアースオーガ６の回転数と距離センサの検出値から把握されるアースオーガ６の単位時間当たりの移動距離から求められる。なお、これらセンサは一例であり、その他の周知且つ任意のセンサを用いることができ、例えば、アースオーガ６の移動距離をレーザセンサにより検知してもよく、また、回転トルク及び１回転当りの貫入量以外に、鋼管杭の押し込み力をリーダー４に圧力センサを設けて検知するようにしてもよい。このようなセンサ部１０２は、本体１０３と有線又は無線で信号の送受信が可能となっており、各センサの検出値は電気信号等により本体１０３へ伝送されるようになっている。

本体１０３は、ＲＡＭ等のメモリ、ＣＰＵ等の演算回路、及びハードディスク（ＨＤ）等からなる所謂コンピュータであり、各種演算等に必要なプログラムがインストールされて、前記入力部１０１の各種入力情報、及び前記センサ部１０２から伝送された各検出値を記憶するとともに、該入力情報及び検出値に基づいて、標準貫入試験結果グラフ及び施工グラフを作成し、その標準貫入試験結果グラフ及び施工グラフを記憶するものである。前記入力部１０１において入力された標準貫入試験結果の各深度及びＮ値、及び前記センサ部１０２から伝送された回転トルク及び貫入量等の各検出値は本体１０３のハードディスクに記録され保存される。これらの保存データは、施工後に任意の記録メディアに書き出して、施工記録として利用することができ、また、別途プリンタを設けて印刷できるようにしてもよい。

本体１０３は、記憶された標準貫入試験結果に基づいて、各深度毎にＮ値をプロットした標準貫入試験結果グラフを作成する。図６は該標準貫入試験結果グラフの一例であるが、縦軸を深度、横軸をＮ値として、各プロットを直線で結んだ折れ線グラフが作成される。また、記憶されたセンサ部１０２の検出値に基づいて、所定深度毎に回転トルク等をプロットした施工グラフを作成する。図７は施工グラフの一例であり、前記標準貫入試験結果グラフ上に重ねて表示できるように、標準貫入試験結果グラフの縦軸と深度スケールを同一にして、横軸を回転トルク（ｋＮ・ｍ）として作成される。センサ部１０２からは回転トルク等の検出値が実時間で常時出力されており、本体１０３は該検出値を記憶しているが、施工グラフは、予め定められた標準記録間隔で、例えば０．５ｍ毎に回転トルクがプロットされ折れ線で結ばれたものである。このような施工グラフが、標準記録間隔毎に実時間で作成される。また、作成された施工グラフは杭のナンバー等の識別番号とともにハードディスクに記録され保存される。

また、本体１０３は、予め入力された管理値と前記センサ部１０２の検出値とを実時間で対比して、検出値が管理値を超えた場合に到達信号を出力し、到達信号の出力が所定掘削距離以上継続した場合には到達確認信号を出力し、所定掘削距離未満で停止した場合には解除信号を出力するようになっている。管理値とは、鋼管杭７の先端が所望の支持層に到達した場合のアースオーガ６の回転トルク等であり、従来のように、過去の施工データから標準貫入試験結果のＮ値と回転トルク等との相関係数を算出して求めることもできるが、後述するように、１本目の鋼管杭７の施工により得られた回転トルク等の実測値から抽出することが好ましい。このような管理値は、図３に示した記憶設定のメイン画面で、「管理トルク入力」を選択して入力できる。この管理値を、前記センサ部１０２から出力された回転トルク値が超えた場合に到達信号を出力するようになっている。また、到達信号の出力が所定掘削距離以上継続した場合には到達確認信号を出力するが、この所定掘削距離も適宜設定可能であり、例えばセンサ部１０２の距離センサにより把握される。このように本体１０３は、前記センサ部１０２の検出値を記憶する記憶手段、標準貫入試験結果グラフ及び施工グラフを作成するグラフ演算手段、所定の場合に到達信号を出力する最終深度判断手段、及び所定の場合に到達確認信号又は解除信号を出力する最終深度確認手段として機能する。

ディスプレイ１０４は、本体１０３の出力に基づいて画面を表示するものであり、前述したように、タッチパネルとして機能して入力部１０１をも構成するものである。図８は、施工時にディスプレイ１０４に表示される施工管理画面の一例である。画面右上には、現在の日時が表示されており、画面左側に、機器ナンバー、杭ナンバー、開始時刻、及び経過時間が表示されるとともに、施工中の深度（貫入量）、速度、回転トルク、回転数、及び荷重の値が実時間でデジタル表示される。これら表示項目は一例であり、必要に応じて適宜変更することは勿論可能である。画面右側にはグラフ表示部Ｇが設けられており、前記標準貫入試験結果グラフ、施工グラフ、及び管理線が表示される。

グラフ表示部Ｇは縦軸が深度、横軸がＮ値及び回転トルク値であり、標準貫入試験結果グラフと施工グラフは、同一グラフ上に縦軸の深度スケールを同一として表示される。標準貫入試験結果グラフは、敷地に複数本の鋼管杭７を施工する際に常時表示されており、施工グラフは、現在施工している鋼管杭７の現在までの深度の回転トルク値等が例えば実線で実時間で表示され、ハードディスクに保存されている既に施工した鋼管杭７の施工グラフも必要に応じて呼び出され例えば点線で表示される。また、管理値が設定されている場合には、縦軸方向に管理線が表示される。このグラフ表示部Ｇの表示により、杭打ち機１のオペレータは、標準貫入試験のＮ値の変動傾向と現在施工している鋼管杭７の回転トルク値の変動傾向とを実時間で対比したり、現在施工している鋼管杭７の回転トルク値の変動傾向と既に施工した鋼管杭７の回転トルク値の変動傾向とを対比することができ、また回転トルク値が管理値を超えたか否かを即時に判断することができる。なお、現在施工している鋼管杭７の施工グラフと既に施工した鋼管杭７の施工グラフとは、対比可能に表されていれば実線や点線に限らず、色分けする等の他の表示方法であってもよい。

このグラフ表示部Ｇの縦軸の深度、横軸のＮ値及び回転トルク値のスケールは変更可能である。図９は、グラフスケール選択画面の一例を示すものであるが、横軸の回転トルク値のスケールは、最大トルク値を１０，２０，３０ｋＮ・ｍで選択でき、同じく横軸のＮ値は、最大Ｎ値を２０，４０，６０で選択でき、縦軸の深度のスケールは、最大深度を１０，２０，３０で選択できるようになっている。これらの選択は、グラフスケール選択画面で各最大スケール値をタッチして選択し、図には示していないが選択された最大スケール値は点滅表示又は反転表示となる。これにより、施工深度に応じた縦軸でグラフを表示することができ、また、横軸のＮ値と回転トルク値との関係を標準貫入試験結果グラフと施工グラフの対比に適したグラフスケールとすることができる。本実施の形態では、グラフスケールは３段階で選択可能としているか、選択できる段階数や値は一例であり、選択可能な段階数を適宜変更したり、グラフスケールを無段階で任意の最大値が指定できるようにすることは勿論可能である。また、図８に示すように、施工管理画面の下方には施工管理の開始や終了を支持するための各キーが表示されている。

ブザー部１０５は、ブザー音を発生するスピーカとブザー音発生回路とから構成されており、ブザー音発生回路が前記本体１０３からの出力信号により、２種類のブザー音の発生を制御するようになっている。詳細には、本体１０３から到達信号を受けた場合には断続ブザー音（第１ブザー音）を発生させ、断続ブザー音発生中に到達確認信号を受けた場合には断続ブザー音を連続ブザー音（第２ブザー音）に変更する。一方、断続ブザー音発生中に解除信号を受けた場合には断続ブザー音を停止する。このブザー音により、オペレータは、回転トルク値が管理値を超えたか否か、所定掘削距離以上越え続けているかを画面表示だけでなく聴覚によっても判断することができる。このようにブザー音を変更するのは、一つには、鋼管杭７が計画深度に到達した後、鋼管杭７の先端を支持層に一定距離以上貫入させて施工を終了するためであり、また別の目的として、鋼管杭７が計画深度に到達した場合と、その前に障害物等に突き当たって一時的に回転トルクが上昇した場合とを判断するためである。到達確認信号を発生するための所定掘削距離の設定は、鋼管杭７の先端を支持層に貫入すべき距離を下限とし、鋼管杭７が障害物等に突き当たって一時的に回転トルクが上昇する場合のパターン等を過去の施工データから解析して上限を決め、その範囲内で適宜設定することが好適である。なお、断続ブザー音、連続ブザー音は２種類のブザー音の一例であり、オペレータが聴覚で判別が容易なブザー音であれば、これらに限定されるものではない。

〔施工管理〕
以下、本施工管理装置１００を用いた鋼管杭７の施工管理について説明する。
まず、鋼管杭７を打込む敷地で標準貫入試験を行う。図１０に示すように、標準貫入試験のためのボーリング位置Ｂｒは、通常、敷地の中央付近で行われる。試験方法は定義されており、重さ６３．５ｋｇｆのハンマーを高さ７５ｃｍから自由落下させ、標準貫入試験用サンプラーを３０ｃｍ打ち込むのに要する打撃回数をＮ値として表す。これを所定の深度毎、例えば深度０．５ｍから１ｍ毎に行い、所望のＮ値を超える深度までデータを採取する。この試験結果に基づいて、支持層の深度を予測し、建築物を支持するために必要な鋼管杭７の本数及び配置を決定する。例えば図６に示したような標準貫入試験の結果が得られた場合には、Ｎ値が２０を超える層が１６ｍ付近に存在すると推測して、鋼管杭７の到達深度を１６ｍと設定する。また、図１０に２点鎖線で示した建築物の基礎の下方に、丸印で示すように複数本の鋼管杭７の配置を決定する。

標準貫入試験を終えた後、図６に示した試験結果を、図４に示した施工管理装置１００のＮ値入力画面で施工管理装置１００に入力して記憶させる。この時点で最大施工深度や最大Ｎ値は既知であり、支持層における回転トルクの予想から表示すべき最大トルクもある程度予測可能なので、図９に示したグラフスケール選択画面で、深度、Ｎ値、及び回転トルク値の各グラフスケールを選択しておく。

次に、杭打ち機１のリーダー４を鋼管杭７の打込み位置上で鉛直方向に立ち上げ、図１に示すように鋼管杭７の基端をアースオーガ６に接続する。図１０に数字「１」で示すように、１本目の鋼管杭７の打込み位置は、支持層の傾斜等の影響が少ないように、標準貫入試験を行ったボーリング位置Ｂｒに最も近い位置が好ましい。なお、施工管理装置１００は、杭ナンバーの入力や各センサの調整が可能なので、杭ナンバーとして「００１」を入力し、必要に応じてセンサの調整を行う。例えば、回転トルクのセンサであれば、アースオーガ６等駆動するためのエンジンをアイドリング状態としてゼロ点の校正を行う。

鋼管杭７の先端を地面に接触する位置、即ち施工開始位置に位置せしめた後、図８に示した施工管理画面で、画面下側の「深度０」キーを入力して深度のゼロ点の校正を行い、「開始」キーを入力してから施工を開始する。これにより、本体１０３が、０．５ｍの標準記録間隔毎にセンサ部１０２から出力された検出値を記憶するとともに、画面左側に深度（貫入量）、速度、回転トルク、回転数、及び荷重の値を実時間でデジタル表示する。一方、画面のグラフ表示部Ｇには、図１１に示すように、標準貫入試験の結果に基づく標準貫入試験結果グラフが表示され、該標準貫入試験結果グラフに重ねて、標準記録間隔毎の回転トルクをプロットした施工グラフが実時間で表示される。

杭打ち機１のオペレータは、ディスプレイ１０４の施工管理画面を確認しながら施工を行い、設計された深度である１６ｍ付近で、グラフ表示部Ｇに表示された回転トルク値の変動傾向がＮ値の変動傾向と同様に上昇するのを確認し、さらに所定掘削距離まで鋼管杭７を打ち込んで施工を終了する。計画深度である１６ｍに到達すれば、図８に示した施工管理画面で、画面下側の「最深」キーを入力すると本体１０３に１６ｍの施工データが記憶される。その後、「終了」キーを入力して施工管理を終了する。

２本目以降の鋼管杭７を打ち込む前に、１本目の鋼管杭７の深度１６ｍにおける回転トルク値を呼び出して確認し、これを図３に示した記憶設定のメイン画面で「管理トルク入力」を選択して入力する。このように１本目の鋼管杭７の実際の施工データに基づいて管理値を設定することにより、その敷地及び施工条件における支持層での回転トルク値で施工を管理することとなるので、過去の蓄積データからＮ値に基づいて予測する値より正確に施工管理を行うことができる。

その後、杭打ち機１を２本目の鋼管杭７の打込み位置に移動させて、１本目と同様に、施工管理を行いながら鋼管杭７の打込みを行う。２本目の打込み位置は、支持層の傾斜等の影響が大きくでないように、図１０で数字「２」で示すように、１本目の打込み位置の近傍が好ましい。２本目以降の打込みでは、管理値が設定されているので、図１２に示すように、ディスプレイ１０４の施工管理画面のグラフ表示部Ｇには縦方向に管理線Ｋが表示される。これにより、回転トルク値が管理値を超えたか否かをグラフ表示部Ｇで容易に確認できる。また、前述したように、回転トルク値が管理値を超えればブザー部１０５からブザー音が発生する。さらに、必要であれば、１本目の鋼管杭７の施工グラフを点線で表示させることもでき、該施工グラフの形状との対比も容易に行える。

杭打ち機１のオペレータは、１本目と同様に、ディスプレイ１０４の施工管理画面を確認しながら施工を行うが、例えば図１２に示すように、２本目の鋼管杭７が計画深度である１６ｍに到達する前の深度１０ｍ付近で地盤中の石等の障害物に突き当たった場合には、アースオーガ６の回転トルクが突発的且つ一時的に上昇する。したがって、施工管理画面の左側の回転トルクのデジタル表示をみれば管理値を上回っていることとなるが、図に示すように、グラフ表示部Ｇでは、施工グラフが管理線Ｋを越えているものの、回転トルク値の変動傾向がＮ値の変動傾向と異なり突発的且つ一時的に上昇していることが容易に確認できる。前述したように、支持層の深度は同じ敷地内であっても地盤の傾斜等により鋼管杭７の打込み位置によって異なることがあるが、１本目と２本目の打込み位置の違いによって急激に変化するものではない。したがって、このような突発的且つ一時的な上昇は、鋼管杭７が石等に突き当たったものと即時に判断できる。また、１本目の鋼管杭７の施工グラフを表示させていれば、１本目と２本目とで施工グラフの形状が大きく異なることからも、鋼管杭７が支持層に到達したのではなく障害物に突き当たったものと即時に判断できる。この場合に、回転トルク値が管理値を超えると、本体１０３が到達信号を出力し、これを受けたブザー部１０５は断続ブザー音を発生する。これにより、オペレータがディスプレー１０４の施工管理画面から目を離していても、回転トルク値が管理値を超えたことを聴覚により把握することができるので、オペレータの注意を引くことができる。その後、回転トルク値の上昇が突発的且つ一時的なものであって設定された所定掘削距離を超えることなく管理値より下がった場合には、断続ブザー音は停止される。

さらに施工を継続して鋼管杭７の先端が支持層に到達すると、回転トルク値は管理値を超えるので、再び本体１０３が到達信号を出力し、これを受けたブザー部１０５は断続ブザー音を発生する。さらに施工を継続すると、今回は鋼管杭７が支持層に到達しているので回転トルク値が管理値より下がることはなく、本体１０３は更に所定掘削距離貫入後に到達確認信号を出力する。これを受けたブザー部１０５は断続ブザー音を連続ブザー音に変更し、これにより、オペレータは鋼管杭７の先端が支持層に到達したことを聴覚で確認することができる。また、オペレータは、ディスプレイ１０４の施工管理画面で、設計された深度である１６ｍ付近でグラフ表示部Ｇに表示された回転トルク値の変動傾向がＮ値の変動傾向と同様に上昇するのを確認することもでき、また、１本目の鋼管杭７の施工グラフの形状と近似していることからも確認できる。これらを確認して施工を終了する。そして３本目以下も、２本目と同様に施工管理装置１００により施工管理を行いながら鋼管杭７を打ち込む。その際、グラフ表示部Ｇには、１本目又は２本目の施工グラフのいずれか又は双方を呼び出して表示させることができる。なお、３本目以降の打込み位置も、支持層の傾斜等の影響が大きくでないように、直前の打込み位置の近傍が好ましい。

このように、本実施の形態に係る鋼管杭７の施工管理装置１００によれば、ディスプレイ１０４の施工管理画面において、同一の深度スケールに対して標準貫入試験結果グラフと施工グラフとが実時間で表示されるので、杭打ち機１のオペレータは、深度に対応したＮ値及び回転トルク等の変動傾向を実時間で容易に把握することができる。これにより、標準試験結果のＮ値の傾向と異なるような回転トルク値の突発的且つ一時的な変動を一目して判断することができ、鋼管杭７の支持層への到達を容易且つ的確に判断できる。

また、同じ敷地での施工データから得られた支持層での回転トルク値を管理値として、センサ部１０２の回転トルクの検出値が管理値を超えた場合にブザー部１０５から断続ブザー音が発生され、更に所定掘削距離以上管理値を超え続けた場合には連続ブザー音に代わる一方、所定掘削距離未満で再び管理値より下がった場合には断続ブザー音が停止するので、鋼管杭７が支持層に到達したか、突発的且つ一時的に回転トルク値が上昇したのかをオペレータは聴覚で判断できる。これにより、オペレータは鋼管杭７の打込み状態を目視確認して杭打ち機１を操作しながら支持層への到達を管理することができる。

さらに、既に打設された鋼管杭７の施工グラフを記憶して、標準貫入試験結果グラフ及び現在打設している鋼管杭７の施工グラフとともにグラフ表示部Ｇに表示するので、オペレータが現在施工している鋼管杭７の施工グラフの形状と既に施工した鋼管杭７の施工グラフの形状とを対比して、支持層への到達や、障害物による突発的且つ一次的な回転トルクの上昇を即時に判断することができる。

なお、本実施の形態では、施工管理装置１００の施工管理画面のグラフ表示部Ｇに、施工グラフとして横軸に回転トルク値をプロットしたものが標準貫入試験結果グラフとともに表示されることとしたが、回転トルク値に代えて、アースオーガ６の押込み力（貫入力）又は１回転当りの貫入量で施工グラフを作成してもよい。

本発明の実施の形態に係る施工管理装置１００が装備される杭打ち機１及び鋼管杭７を示す正面図である。施工管理装置１００の構成を示すブロック図である。記憶設定のメイン画面を示す図である。Ｎ値入力画面を示す図である。Ｎｏ．１のＮ値入力画面を示す図である。標準貫入試験結果グラフの一例を示す図である。施工グラフの一例を示す図である。施工管理画面を示す図である。グラフスケール選択画面を示す図である。敷地のボーリング位置Ｂｒ、基礎の配置、鋼管杭７の配置を示す平面図である。１本目の鋼管杭７の打込み時の施工管理画面のグラフ表示部Ｇを示す図である。２本目の鋼管杭７の打込み時の施工管理画面のグラフ表示部Ｇを示す図である。鋼管杭９０の構成を示す概略図である。

符号の説明

１杭打ち機
７鋼管杭
１００施工管理装置
１０１入力部（入力手段）
１０２センサ部（検知手段）
１０３本体（記憶手段、グラフ演算手段、最終深度判断手段、最終深度確認手段）
１０４ディスプレイ（表示手段）
１０５ブザー部（ブザー音発生手段）

Claims

地盤に杭を打設する杭打ち機に取り付けられる杭の施工管理装置であって、
所定深度毎のＮ値からなる標準貫入試験結果を入力する入力手段と、
前記杭打ち機の回転トルク、押込み力、及び１回転当りの貫入量のうちの少なくともいずれかを検知する検知手段と、
所定深度毎に前記検知手段の検出値を記憶する記憶手段と、
前記入力手段により入力された標準貫入試験結果に基づいて所定深度毎にＮ値をプロットした標準貫入試験結果グラフを作成するとともに、前記記憶手段に記憶された検出値を所定深度毎にプロットした施工グラフを前記標準貫入試験結果グラフの深度スケールに対応して実時間で作成するグラフ演算手段と、
このグラフ演算手段により作成された標準貫入試験結果グラフ上に、前記グラフ演算手段により作成された施工グラフを重ねて表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とする杭の施工管理装置。
予め入力された管理値と前記検知手段の検出値とを実時間で対比して、検出値が管理値を超えた場合に到達信号を出力する最終深度判断手段と、
この最終深度判断手段からの到達信号の出力が所定掘削距離以上継続した場合には到達確認信号を出力し、所定掘削距離未満で停止した場合には解除信号を出力する最終深度確認手段と、
この最終深度確認手段により出力された到達信号を受けた場合に第１ブザー音を発生し、更に、前記最終深度確認手段により出力された到達確認信号を受けた場合には第１ブザー音に代えて第２ブザー音を発生し、前記最終深度確認手段により出力された解除信号を受けた場合には第１ブザー音を停止するブザー音発生手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の杭の施工管理装置。
前記記憶手段は、既に打設された杭の施工グラフを記憶し、
前記表示手段は、前記標準貫入試験結果グラフ上に、現在打設している杭の施工グラフ及び既に打設された杭の施工グラフを重ねて表示することを特徴とする請求項１又は２記載の杭の施工管理装置。