JP4491368B2 - 杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法 - Google Patents

Description

本発明は杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法に関し、特に、地中に杭を回転圧入する際に杭の鉛直姿勢を確保し、精度良く打ち込むことを可能とする、杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法に関する。

住宅等の建物の基礎は、一般に、地盤を掘削し、そこに鉄筋からなる構造体を構築し、型枠を設置した後、コンクリートを打設して形成されている。
しかし、上記基礎では、施工に手間を有し、さらに、敷地外に廃棄される残土を多く生じるという問題があった。

また、リサイクルの観点から見ても、上記従来の基礎では、コンクリート部分と鋼材部分とを分離するのが容易ではなく、鋼材の再利用が難しいという問題があった。

そこで、地盤に鋼製の杭を打ち込み、この杭の上端部に鋼製の基礎横架材が接合されてなる建物基礎の構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−０６４９７８号公報

上記特許文献１に開示された基礎構造を採用するときは、杭を所定位置に精度良く打ち込むことが好ましい。
杭が適正な姿勢で打ち込まれているか否かを計測する技術は、例えば次の資料に示すものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に開示された鋼管杭は、外側に設けられた筒部に姿勢計測装置を備え、筒部の軸心の方向を計測することで、鋼管杭の軸心の向きを把握し、その姿勢を計測するように構成されている。
特開平４−３５３１２２号公報（第２頁、図１）

しかし、上記特許文献２に開示された姿勢計測装置は、装置をそれぞれの鋼管杭に取り付ける必要があり、取り付けに手間がかかるとともに、コストが高くなるという問題があった。
また、照射光と反射光の位置で、杭の姿勢のズレが示されるが、杭の上部側で光による表示がなされるため、作業者にとって見づらいという不都合があった。

本発明の目的は、住宅等の基礎を構成する杭の打込作業を行う際に、杭を正しい姿勢で打ち込むことを可能とする、杭打込姿勢監視装置及び杭打込姿勢監視方法を提供することにある。

前記課題は、請求項１に係る杭打込姿勢監視装置によれば、地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視装置であって、前記杭の周りで、地盤面に対して略水平且つ中心軸線が互いに交わるように支持体に配設される少なくとも二つの計測部材を有し、前記計測部材は前記杭に接触して配設され、弾性部材により前記杭側に付勢されることにより前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて進退し、前記杭が適正な姿勢で立設している状態を適正位置として示すとともに、前記杭の姿勢が変更したときに、前記杭が不適性位置にあることを示す表示手段が設けられ、該表示手段は前記計測部材の進退動作に連動して表示を行う、ことにより解決される。

本発明の杭打込姿勢監視装置は計測部材を備え、この計測部材が、杭が地中に回転圧入されるときの姿勢に応じて進退する。そして、表示手段によって計測装置の進退動作を示すことにより、杭が適正な姿勢で打ち込まれているか否かを示す機能を有する。
また、計測部材は、弾性部材により杭に付勢されて配設されている。したがって、杭が傾いたりして姿勢が変わったとき、杭の姿勢に応じて進退し、杭の打込姿勢監視装置としての動作を行う。
また、計測部材が延出可能な範囲であれば、様々な杭径に対応することが可能である。

また、計測部材は、支持体に配設され、ユニット化されているので、所定の杭の打込作業が終了した後は別の場所に移動させて、別の杭の打ち込み作業に用いることができる。
このように、本発明の装置は、複数の杭に共通して用いることができるので、コスト面において有利である。

また、前記計測部材の前記杭側の先端には、前記杭が打ち込まれる際の回転圧入動作に追随する回転部材が設けられており、杭が回転動作により打ち込まれる際にも、計測部材が無理なく杭に接触するように構成されている。

また、前記計測部材の進退動作の量を記録する記録手段が設けられており、杭がどれくらいの量で姿勢変更したのかが把握できるように構成されている。

なお、前記計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、警報が発せられるようにすると、警報に応じて杭の姿勢変更を行うことができ、即時に対応することが可能となり好適である。

或いは、前記計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、検知信号を出力する検知センサを備え、該検知センサは、前記杭を地中に打ち込む杭打ち機に対して前記検出信号を送信するようにすると、杭が傾いたときに、自動的に杭の姿勢を補正することができ好適である。

杭の姿勢監視は次の方法により行う。すなわち、本発明の杭打込姿勢監視方法は、地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視方法であって、前記杭を打込位置に立設する工程と、前記杭の周りに、地盤面に対して略水平且つ中心軸線が互いに交わるように配設される少なくとも二つの計測部材を配設する工程と、前記計測部材の先端が前記杭に接触する位置になるよう調整する工程と、前記杭を地中に打ち込む工程と、前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて、弾性部材により前記杭側に付勢された前記計測部材が進退したとき、表示部材が、前記計測部材の進退動作に連動して前記杭が不適性位置にあることを示す工程と、を備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明の杭打込姿勢監視装置は、杭の周りに配設され、計測部材で杭の姿勢を計測して、杭が適正な姿勢から不適正な姿勢になったときに、表示手段により示すように構成されている。

したがって、作業者は表示手段を見ることにより、杭の姿勢が不適性になったことを把握し、杭の姿勢を随時補正することが可能となる。

また、杭打込姿勢監視装置はユニット化されており、複数の杭が打ち込まれる場合に、それぞれの杭の打ち込み位置に簡単に移動することができ、一つの装置で、複数の杭の打ち込みに対応することができる。

さらに、計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、警報が発せられるようにされており、作業者に杭の姿勢が不適性になったことが報知され、即時に杭の姿勢を補正することが可能となる。

また、計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、杭を地中に打ち込む打込手段において杭の姿勢を自動的に補正する制御がなされ、常に適正な姿勢で杭を打ち込むことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

図１乃至図８は、本発明に係る一実施形態を示すものであり、図１は本実施形態に係る杭打込姿勢監視装置の斜視図、図２は図１の要部拡大図、図３は計測部材の説明図、図４〜図８は打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。

本実施形態の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図１に示すように、計測部材１と、支持体としての支持台２と、を備えている。
杭打込姿勢監視装置Ｓは、住宅の基礎等を構成する杭３を地中に打ち込む際に、杭３が鉛直に打ち込まれるように、杭３の姿勢を監視する装置である。

杭打込姿勢監視装置Ｓは、杭３を打ち込む前に、杭３の周りに設置される。
支持台２は図１に示す一部の辺２ｇがねじ２ｈにより着脱可能とされているので、杭３の周りに配設するときは、支持台２は辺２ｇが取り外されたコ字状になっており、杭３の周りにはめ込むように設置される。

辺２ｇは、設置が終わったあとに、再度取り付けられる。
支持台２をロ字状とすることにより、支持台２に歪みが発生しにくくなり好適である。
なお、支持台２の形状が適正に保たれるのであれば、辺２ｇがなくても良い。
さらに、図１に示す辺２ｋも省略して、Ｌ字形の支持台２としても良い。

計測部材１は、本体部１０と、表示手段としての表示部２０と、記録手段としての記録部３０と、を備えて構成されている。
計測部材１は、支持台２上に二本設けられており、本例では中心軸線が互いに直交するように配設されている。

なお、本例では、計測部材１が二本設けられた例を示しているが、計測部材１は支持台２の各辺に一本ずつ、計四本設けられていても良い。或いは、三本の計測部材１が設けられた構成としても良い。この場合も、隣接する計測部材１は、中心軸線が互いに直交するように配設される。なお、計測部材１は直交して配設されるのが好ましいが、杭１の傾きが計測可能であれば、必ずしも直交していなくても良い。

支持台２には水準器２ｂが設けられている。水準器２ｂは、支持台２の水平を測るための気泡管２ｃ、２ｄを備えている。
これらの気泡管２ｃ、２ｄにより、支持台２の前後左右の水平を出すことができる。
すなわち、気泡管２ｃ、２ｄの気泡が基準位置になっているとき、支持台２の上面の水平が保たれることになる。

支持台２は脚部２ｅに支持されており、この脚部２ｅに連結された支持棒２ｆに連結されて、地面から離間して保持されている。
脚部２ｅの先端は尖った形状となっており、この脚部２ｅを地面に対して押し込みながら調整することにより、支持台２の水平を容易に出すことが可能である。
支持台２が水平になることにより、計測部材１が地盤面に対して水平に設置される。

本体部１０は、図３に示すように、本体１１と、本体１１を杭３に対して付勢する弾性部材としてのばね１２と、本体１１を両側から摺動可能に保持する複数のローラー部材１３と、本体１１と杭３との間に介在する回転部材１４とを備えている。

本体１１は、鋼製の角パイプ材から形成されている。なお、本体１１としては、本例の形状に限らず、円筒形、多角柱形、中実の長尺部材であっても良い。
ばね１２は、例えばコイルばねであり、本体１１の下部側に設けられている。ばね１２は、本体１１を常に杭３側に付勢している。ばね１２の付勢力により、本体１１は杭３側に延出される。

杭３の径が太くなるほど、ばね１２は圧縮されて本体１１は外側に位置するようになる。逆に、杭３の径が小さくなるほど、ばね１２は伸長し、本体１１は支持台２から杭３側に延出する。
このように、本例の計測部材１によれば、杭３の径が変化しても、本体１１を杭３に当接させることが可能である。

本体１１の杭３側の先端には、回転部材１４が設けられている。回転部材１４はボールベアリングであり、杭３が回転圧入されるときに、杭３の回転に合わせて作動し、杭３の回転中であっても、本体１１が無理なく杭３に当接するように構成されている。

本体１１は、支持台２上の台座２ａに保持されている。本体１１は、台座２ａに設けられたばね１２により台座２ａと接続されており、さらに、台座２ａに設けられたローラー部材１３により、長手方向の左右に振れないように、摺動可能に保持されている。

さらに、本体１１の底部には図示しないスリットが設けられており、このスリットに台座２ａ上の案内部材１５が係合し、本体１１を底側からスライド可能に保持している。
上記構成により、本体１１は支持台２上で、杭３に対して進退可能に保持される。

表示部２０は、図２に示すように、台座２ａに設けられた目盛部材２１と、表示部材２２とから構成されている。
目盛部材２１は、真ん中に基準点２１ａが設けられており、この基準点２１ａから所定間隔で目盛が設けられている。
基準点２１ａは例えば赤点で表示されている。

表示部材２２は、位置決めがなされるまでは、本体１１上を移動可能に配設されており、所定位置でねじ２２ａにより本体１１に固定される。
表示部材２２は、地上に適正な姿勢で立設された杭３に対して、本体１１が当接した状態で、目盛部材２１の基準点２１ａを指す位置に固定される。このように本体１１に固定されることにより、表示部材２２は本体１１の動きと一緒に移動することとなる。
目盛部材２１は支持台２側にあり動かないので、本体１１と共に表示部材２２が動くと、表示部材２２は基準点２１ａとは別の場所を指し示すようになる。
表示部材２２が基準点２１ａを示していれば杭３は適正な姿勢を保っており、表示部材２２が基準点２１ａから外れれば、杭３が不適正な姿勢となったことがわかる。

記録部３０は、図２に示すように、本体１１に固定された記録用紙３１と、この記録用紙３１への記録を行うペン３２とから構成されている。
ペン３２は台座２ａに固定されている。ペン３２には錘３３が設けられており、この錘３３により、ペン先が常に記録用紙３１に押し付けられる。
計測部材１の位置決めがなされた時点では、ペン先は記録用紙３１の真ん中に設定される。

本体１１が進退すると、記録用紙３１も一緒に進退する。ペン３２は支持台２側に固定されているので、本体１１が進退すると、ペン３２により記録用紙３１上に本体１１の移動量が記入される。
記録用紙３１には目盛３１ａが振られており、杭３がどれくらいの量で変位したのかを、確認可能となっている。

次に、図４〜図８に基づいて、上記構成からなる杭打込姿勢監視装置Ｓを用いて、地中に打ち込まれる杭３の姿勢を監視する方法を説明する。
まず、図４に示すように、杭打ち機４のリーダ４ａに杭３を装着する。
リーダ４ａには駆動部４ｂが連結され、この駆動部４ｂにはキャップ４ｃが設けられている。

このキャップ４ｃに、杭３の頭部が接続される。また、杭３の下端部は、保持部材４ｄにより保持され、振れ止めが図られる。
杭打ち機４に杭３が装着されたら、杭３を打ち込む所定位置まで杭打ち機４を移動させる。

次いで、杭３の打込位置に杭３を立設させる。杭３は水準器等を用いて鉛直に立設される。
杭３が立設されたら、図５に示すように、杭３の周りに杭打込姿勢監視装置Ｓを配設する。

杭打込姿勢監視装置Ｓの計測部材１は、先端が杭３に当接して配設され、中心軸線がなす角度θが略９０°となるように杭３の周りに配置される。
また、支持台２が地盤面に対して略水平になるように調整される。
そして、表示部２０及び記録部３０が基準点に設定される。

杭打込姿勢監視装置Ｓが設置されたら、杭打ち機４により、地中へ向けて杭３を回転圧入する。
回転圧入を行っているときに、杭３が傾いて、杭３の姿勢が不適性なものとなると、図６に示すように、杭３に対して計測部材１の進退動作がなされる。
図６の例では、図中左側に位置する計測部材１は杭３に向けて進出し、図中上側に位置する計測部材１は後退している。

このとき、図６の図中左側に位置する計測部材１の表示部２０は、図７に示すようになり、図６の図中上側に位置する計測部材１の表示部２０は、図８に示すようになる。

それぞれの表示部２０で、表示部材２２が基準点２１ａを指していないことから、杭３の姿勢が傾いたことが示される。
それぞれの計測部材１の表示部２０により、Ｘ方向及びＹ方向のずれが確認される。杭３の姿勢が不適性になったことは、杭打ち機４のオペレータに即時に連絡され、杭打ち機４のリーダ４ａの傾きが調整されて、杭３の姿勢が補正される。

本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図１に示すように鏡９を備えている。
鏡９は杭３を映し、杭３の様子をオペレータに伝達するものである。杭打ち機４のオペレータからは、鏡９を介して杭３の状態がわかるようになっている。
オペレータは鏡９を見ながら杭打ち機４を操作し、杭３の姿勢を補正する。

以上のように、杭打込姿勢監視装置Ｓによって杭３の姿勢が監視され、杭３の適正な姿勢を常に保ちながら、杭３の打込作業が行われる。
このようにして、杭３を鉛直に打ち込むことが可能となる。

図９乃至図１１に、本発明の他の実施例を示す。
上記実施例では、計測部材１を作業員が監視することにより、杭３の姿勢が不適性になったことを把握し、杭３の姿勢が不適性になったときには、作業員から杭打ち機４のオペレータに連絡して、杭３の姿勢を補正するようにしていた。

本実施例では、杭打込姿勢監視装置Ｓに警報装置５が設けられた構成とされている。
図９は、本実施例で用いられる警報装置５を示す説明図である。
図示されているように、警報装置５は、複数のランプ５ｃを備えている。ランプ５ｃは、杭３の姿勢が前後左右のいずれかにずれたかを点灯または点滅により示すものである。

図１０は、警報装置５が作動するときの、杭打込姿勢監視装置Ｓと警報装置５との間での信号のやりとりを示すブロック図である。
警報装置５を作動させるために、杭打込姿勢監視装置Ｓにはずれ量検出センサ４０が設けられている。
ずれ量検出センサ４０は変位センサであり、支持台２に設けられ、計測部材１が所定距離以上で進退動作したことを検知する。

計測部材１が所定距離以上で進退したとき、ずれ量検出センサ４０から検知信号が出力される。
検知信号は有線または無線で送信され、警報装置５の受信部５ａに受信される。さらに、受信部５ａから制御部５ｂに送信される。
警報装置５の受信部５ａ及び制御部５ｂは、例えばワンチップマイクロコンピュータから構成され、警報装置５の枠体５ｅに設けられている。

制御部５ｂは検知信号を受けると、ランプ５ｃを点灯させる。ランプ５ｃは四つ設けられており、杭３の姿勢を補正するために、杭３をどの方向に動かせば良いかを示すように構成されている。

例えば、図６の状況では、図中左側に位置する計測部材１が所定距離進出したことを示す検知信号と、図中上側に位置する計測部材１が所定距離後退したことを示す検知信号が出力される。

図６に示す位置にいる杭打ち機４に対してランプによる報知が行われる。図６の場合では、ランプ５ｃのうち、「左」を示すランプと、「後」を示すランプが点灯される。
オペレータはランプ５ｃの点灯を見ることにより、杭３を左方向及び後ろ方向に姿勢変更すれば良いことがわかる。

なお、本例では、杭３の補正が必要となったときに、ランプ５ｃの点灯にあわせて、ブザー５ｄを鳴らすようにしている。
ブザー５ｄは、ずれ量検出センサ４０から検知信号が出力されたときに、制御部５ｂの制御により所定の音声を出力する。
このとき、左、右、前、後それぞれについて、別々の音声を発するようにしても良い。

図１１は警報装置５が作動するときの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１でずれ量検出センサ４０により、計測部材１の移動が検出される。
次いで、ステップＳ２で警報装置５の作動設定がなされているか否かが判定される。警報装置５の作動設定がなされているとき（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、警報装置５に検知信号が出力される（ステップＳ３）。
そして、検知信号の出力を受けて、警報装置が作動される（ステップＳ４）。

図１２乃至図１５に、さらに他の実施例を示す。本実施例では、杭３の姿勢が不適性になったときに、ずれ量検出センサ４０から検知信号が出力され、この検知信号が杭打ち機４に有線または無線で送信され、杭３の姿勢が自動的に補正されるものである。

図１２は、杭打込姿勢監視装置Ｓと杭打ち機４との間での信号のやりとりを示すブロック図である。
杭打ち機４では、受信部４ｇで検知信号が受信される。さらに、受信部４ｇからリーダ制御部４ｆに送信される。
リーダ制御部４ｆは検知信号を受けると、リーダ４ａの姿勢を制御する。

例えば、図６の状況では、リーダ制御部４ｆは、リーダ４ａを左方向及び後ろ方向に姿勢変更する。
上記制御を可能とするために、リーダ４ａの上端部または下端部に、リーダ４ａの姿勢変更装置４ｅが設けられている。

姿勢変更装置４ｅは、Ｘ方向及びＹ方向にリーダ４ａを移動させ、リーダ４ａの姿勢を変更するものである。
図１３及び図１４は姿勢変更装置４ｅの一例を示す説明図である。姿勢変更装置４ｅは、例えば図１３に示すように、リーダ４ａの側面に設けられ、リーダ４ａを押したり引いたりすることが可能な一対の伸縮部材から構成されている。伸縮部材は油圧等により作動される。
伸縮部材は軸線が直交するように配設され、リーダ４ａのＸ方向及びＹ方向の位置を調整可能とされている。

或いは、姿勢変更装置４ｅとして、図１４に示すように、リーダ４ａの上端部または下端部に、支点Ｆで軸支されており、支点Ｆ回りに所定向きに回動することにより、リーダ４ａの姿勢を変更可能な機構を設けても良い。
なお、リーダ４ａの姿勢を変更するのではなく、杭３の姿勢を直接変更する構成としても良い。

本実施例において、リーダ４ａまたは杭３の姿勢を補正するために、どれくらいの移動量で動かせば良いかについては、ずれ量検出センサ４０で検出された計測部材１の移動量に対応して予め決めておくと良い。

図１５は杭３の姿勢を自動で制御するときの処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１でずれ量検出センサ４０により、計測部材１の移動及び移動量が検出される。
次いで、ステップＳ１２でリーダ４ａの自動調整設定がなされているか否かが判定される。設定がなされているとき（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、杭打ち機４に検知信号が出力される（ステップＳ１３）。
そして、検知信号の出力を受けて、リーダ４ａの傾斜角度が調整される（ステップＳ１４）。

以上のようにして、杭３は適正な姿勢で地中に打ち込まれる。
なお、杭３の打ち止めは、杭３が所定深さまで打ち込まれた時点でなされる。
本例では、図１６乃至図１９に示す打止レベル確認装置６を用いて、杭３が適正深さまで打ち込まれたことを確認し、打ち止めを行うようにしている。

打止レベル確認装置６は、図１に示すように、杭打込姿勢監視装置Ｓの支持台２に設置されている。
打止レベル確認装置６は標尺８と組み合わせて使用されるものであり、図１６に示すように、標尺置き台６ａと、標尺支持部６ｂとを備えている。さらに、レベルアーム６ｃと、差し棒６ｄとを備えて構成されている。
レベルアーム６ｃは、ねじ６ｆを緩めることにより、保持部６ｇよりも下側に位置する部分が伸縮可能に構成されている。

ここで、杭３の打止レベルについて、図１７に基づいて説明する。
杭３は、地盤面（設計ＧＬ）から出る杭３の頭部が、所定突出量以下となるまで打ち込まれるように規定されている。

図１７では、説明のために起伏を大げさにして図示しているが、図示のように建築現場の地盤面ＧＬは全ての場所で同一であるとは限らない。
しかし、地盤面ＧＬに起伏があっても、全ての場所で、決められた十分な貫入量だけ杭３を打ち込み、さらに、杭３の上端部が同じ高さになるように打ち込まなければならない。

図１７の例では、最も低い地盤面に打ち込まれる杭３ａを基準とし、杭３ａの頭部が所定長さ以下となるように、杭３ａが地面から出る長さを設定している。図１７では杭３ａの地面から出る長さはＡ_１として設定されている。この長さＡ_１は規定された基準長さ以内に収まるものである。

その他の杭３ｂ、３ｃが打ち込まれる地盤面は、杭３ａが打ち込まれる地盤面よりも高いので、杭３ｂの地盤面からの突出長さＡ_２、杭３ｃの地盤面からの突出長さＡ_３のいずれも、規定された基準長さ内に収まることとなる。

打止レベル確認装置６は、各杭３ａ〜３ｃに対して、各杭３ａ〜３ｃが打止レベルに達したとき、差し棒６ｄが杭３ａ〜３ｃの上端部を差すように設置される。

打止レベル確認装置６の設置は次のようにして行う。
まず、任意の位置にレベル７を設置する。本例では、レベル７を、杭３ａが打ち込まれる地盤面上に設置している。
そして、レベル７による視準を行い、任意の高さを設定する。この高さを、第一の基準高さＨ_１とする。

図１７に示すように、各地点では、杭３の打止高さＨ_２（図１７では杭３の上端部）は、第一の基準高さＨ_１から距離ｈだけ下がった位置になっている。
第一の基準高さＨ_１と、距離ｈと、杭３ａ〜３ｃの突出長さＡ_１〜Ａ_３との関係は次式のようになる。

なお、ＢＭ（ベンチマーク）は建物の各部の高さを定める基準となる高さであり、本例ではＢＭの高さを、第二の基準高さＨ_３としている。
本例では、第一の基準高さＨ_１は、この第二の基準高さＨ_３よりも高い位置となるように設定されている。

上記式１のうち、Ｈ_１±（視準場所でのＢＭからＧＬまでの距離）の演算からは、第一の基準高さＨ_１から、第二の基準高さＨ_３までの距離、すなわち図１７に示す距離Ｌ_１が算出される。

さらに、距離Ｌ_１に、各地点での第二の基準高さＨ_３からＧＬまでの距離を加減算し、杭３の突出長さＡ_１〜３を減算することにより、距離ｈが得られる。

次式より距離ｈが算出される。

なお、別の場所でも、次式により、距離ｈを求めることができる。

打止レベル確認装置６を設置するときは、図１８に示すように、打止レベル確認装置６の標尺置き台６ａに標尺８を乗せ、標尺支持部６ｂで支持して垂直に立てる。
そして、視準線７ａの高さ（すなわち、第一の基準高さＨ_１）に一致する目盛８ａを読み取る。この目盛が示す数値は、図１８の長さｙに該当する。

次に、打止レベル確認装置６のレベルアーム６ｃを伸縮させ、打止レベル確認装置６の全長ｚと、上記長さｙを加算した長さが、高さｈになるように調整する。

打止レベル確認装置６の全長は、レベルアーム６ｃ及び保持部６ｇに付された目盛６ｍにより、容易に把握することができる。
打止レベル確認装置６において、標尺置き台６ａは目盛を付すことが困難な部位であるが、この部位は、その長さｌが目盛一つ分となるように形成されている。
目盛６ｍは一定間隔に整数倍の寸法で設けられている。レベルアーム６ｃ及び保持部６ｇには、周面上に目盛６ｍが付されているので、どの位置からでも、目盛を確認することができる。

そして、ｙ＋ｚ＝ｈになるポイントで、ねじ６ｆを締めて、レベルアーム６ｃを固定する。

このときの差し棒６ｄの差す位置が、杭３の打ち止めレベルとなる。すなわち、杭３の上端部が差し棒６ｄの位置まで来たときに、杭３の打ち止めがなされる。
差し棒６ｄの先端には着色部６ｅが設けられており、杭３の打ち止め位置の確認を確実に行えるようになっている。

なお、杭３の上端ではなく、杭３の外周面に印を付けておき、この印の位置を杭３の打止高さＨ_２とし、差し棒６ｄと印とが一致したときに、杭３の打ち止めを行うようにしても良い。

この場合は、打止レベル確認装置６を設置するときに、杭３の上端部から印位置までの長さ分だけ、差し棒６ｄの位置を下げて設置すれば良い。
そして、杭３の印が差し棒６ｄの位置まで来たときに、杭３の打ち止めを行うようにすれば良い。

なお、本例の差し棒６ｄは、異なる径の杭３に対応するために、伸縮自在に構成されている。
差し棒６ｄは、円筒状の基部６ｄ_１と、棒部材６ｄ_２とから構成されており、棒部材６ｄ_２は、基部６ｄ_１から突出可能に構成されている。

杭３の径が太くなるほど、棒部材６ｄ_２基部６ｄ_１内に収納され、差し棒６ｄは短くされる。逆に、杭３の径が細くなるほど、棒部材６ｄ_２は杭３側に延出される。

図１９は、打止レベル確認装置６の他の実施例を示す説明図である。
本例の打止レベル確認装置６は、レベルアーム６ｃの他に、もう一本のレベルアーム６ｈを備えている。

本例の打止レベル確認装置６は標尺８を用いない構成とされている。
このため、上記実施例における標尺置き台６ａ及び標尺支持部６ｂに相当する部材を備えていない。

レベルアーム６ｃは、上記実施例と同様に、ねじ６ｆ及び保持部６ｇを備え、保持部６ｇよりも下側に位置する部分が伸縮可能とされている。

レベルアーム６ｈは、打止レベル確認装置６を設置するときのみ、接続部６ｉを介してレベルアーム６ｃに連結される。
レベルアーム６ｈが連結されることにより、標尺８を用いなくても、長さｙの値を得ることが可能となる。

レベルアーム６ｃ及び６ｈには、周面上に目盛が付されているので、どの位置からでも、目盛を確認することができる。
また、目盛は一定間隔で色分けされている。例えば、１００ｍｍごとに色分けしておけば、色を見るだけで１００ｍｍ単位の長さを把握することができ、容易に概略長さを把握することができる。

図１９に示す打止レベル確認装置６を使用する場合、杭打ちの初期段階、すなわち、杭打込姿勢監視装置Ｓを設置している段階では、レベルアーム６ｈを外しておく。こうすれば、打止レベル確認装置６が杭打ち作業の邪魔になることがない。

そして、杭３がある程度打ち込まれ、打ち止め位置を確認する必要が生じた段階で、レベルアーム６ｈを接続し、打止レベル確認装置６の設置を行えば良い。

杭３の打ち込みが終わったら、杭打込姿勢監視装置Ｓを別の場所に移動させて、別の杭３の打ち込みを行う。
このとき、本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、ユニット化されているので、容易に運ぶことができる。

本例の杭打込姿勢監視装置Ｓは、図２０に示すように、計測部材１、支持台２、脚部２ｅ、支持棒２ｆ、打止レベル確認装置６が一体とされているので、容易に移動することが可能である。

また、杭打込姿勢監視装置Ｓには、運搬を容易に行うことができるように、脚部２ｅの上方にハンドル２ｉが設けられている。
さらに、支持台２の辺２ｇは、支持台２に着脱可能とされている。辺２ｇは脚部２ｅの上方に横架された支持棒２ｊにねじ等により保持される。
これにより、移動中に辺２ｇを紛失するようなことがなく、好適である。
なお、鏡９は、移動時は支持台２から外しておき、破損を防止するために別途移動するのが望ましい。

本発明に係る杭打込姿勢監視装置の斜視図である。 図１の要部拡大図である。 計測部材の説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 本発明の打込姿勢監視装置を用いて杭の姿勢を監視する工程を示す説明図である。 他の実施例に係る警報装置の説明図である。 杭打込姿勢監視装置と警報装置との間での信号のやりとりを示すブロック図である。 警報装置が作動するときの処理の流れを示すフローチャートである。 杭打込姿勢監視装置と杭打ち機との間での信号のやりとりを示すブロック図である。 杭打ち機のリーダの姿勢変更装置の一例を示す説明図である。 杭打ち機のリーダの姿勢変更装置の一例を示す説明図である。 杭の姿勢を自動で制御するときの処理の流れを示すフローチャートである。 打止レベル確認装置の斜視図である。 杭の打止レベルの説明図である。 打止レベル確認装置の設置方法を示す説明図である。 打止レベル確認装置の他の実施例を示す説明図である。 移動時の杭打込姿勢監視装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 計測部材
２ 支持台（支持体）
２ａ 台座
２ｂ 水準器
２ｃ、２ｄ 気泡管
２ｅ 脚部
２ｆ 支持棒
２ｇ 辺
２ｈ ねじ
２ｉ ハンドル
２ｊ 支持棒
２ｋ 辺
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 杭
４ 杭打ち機
４ａ リーダ
４ｂ 駆動部
４ｃ キャップ
４ｄ 保持部材
４ｆ リーダ制御部
４ｅ 姿勢変更装置
４ｇ 受信部
５ 警報装置
５ａ 受信部
５ｂ 制御部
５ｃ ランプ
５ｄ ブザー
５ｅ 枠体
６ 打止レベル確認装置
６ａ 標尺置き台
６ｂ 標尺支持部
６ｃ レベルアーム
６ｄ 差し棒
６ｄ_１ 基部
６ｄ_２ 棒部材
６ｅ 着色部
６ｆ ねじ
６ｇ 保持部
６ｈ レベルアーム
６ｉ 接続部
６ｍ 目盛
７ レベル
７ａ 視準線
８ 標尺
９ 鏡
１０ 本体部
１１ 本体
１２ ばね（弾性部材）
１３ ローラー部材
１４ 回転部材
１５ 案内部材
２０ 表示部(表示手段)
２１ 目盛部材
２１ａ 基準点
２２ 表示部材
２２ａ ねじ
３０ 記録部（記録手段）
３１ 記録用紙
３１ａ 目盛
３２ ペン
３３ 錘
４０ ずれ量検出センサ
Ａ、Ａ_１〜Ａ_３ 杭が地盤面から出る長さ
ＢＭ ベンチマーク
Ｆ 支点
ＧＬ 地盤面
Ｈ_１ 第一の基準高さ
Ｈ_２ 杭の打止高さ
Ｈ_３ 第二の基準高さ
ｈ 第一の基準高さから杭の打止高さまでの距離
ｓ_１ 視準場所でのＢＭからＧＬまでの距離
ｓ_２，ｓ_３ 各地点でのＢＭからＧＬまでの距離
Ｓ 杭打込姿勢監視装置

Claims (6)

1. 地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視装置であって、
   前記杭の周りで、地盤面に対して略水平且つ中心軸線が互いに交わるように支持体に配設される少なくとも二つの計測部材を有し、
   前記計測部材は前記杭に接触して配設され、弾性部材により前記杭側に付勢されることにより前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて進退し、
   前記杭が適正な姿勢で立設している状態を適正位置として示すとともに、
   前記杭の姿勢が変更したときに、前記杭が不適性位置にあることを示す表示手段が設けられ、
   該表示手段は前記計測部材の進退動作に連動して表示を行うことを特徴とする杭打込姿勢監視装置。
2. 前記計測部材の前記杭側の先端には、前記杭が打ち込まれる際の回転圧入動作に追随する回転部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
3. 前記計測部材の進退動作の量を記録する記録手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
4. 前記計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、警報を発することを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
5. 前記計測部材の進退動作の量が予め決められた所定量を超えたときに、検知信号を出力する検知センサを備え、該検知センサは、前記杭を地中に打ち込む杭打ち機に対して前記検出信号を送信することを特徴とする請求項１記載の杭打込姿勢監視装置。
6. 地中への杭の打込姿勢の精度を確保するための杭打込姿勢監視方法であって、
   前記杭を打込位置に立設する工程と、
   前記杭の周りに、地盤面に対して略水平且つ中心軸線が互いに交わるように配設される少なくとも二つの計測部材を配設する工程と、
   前記計測部材の先端が前記杭に接触する位置になるよう調整する工程と、
   前記杭を地中に打ち込む工程と、
   前記杭が地中に打ち込まれるときの姿勢に応じて、弾性部材により前記杭側に付勢された前記計測部材が進退したとき、表示部材が、前記計測部材の進退動作に連動して前記杭が不適性位置にあることを示す工程と、を備えたことを特徴とする杭打込姿勢監視方法。

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