JP4686180B2 - 圧入ケーソンの自動姿勢制御システムおよび圧入ケーソンの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧入ケーソンの自動姿勢制御システムおよび圧入ケーソンの施工方法に関する。

従来の圧入ケーソンの自動姿勢制御システムは、特許文献１に記載されているように、ケーソン躯体の上部回りに圧入桁を介して複数の圧入ジャッキ（例えば油圧ジャッキ）を設置するとともに、ケーソン躯体に該躯体の姿勢を計測する姿勢計測手段を設置し、当該姿勢計測手段からの計測データに基づいて自動操作手段が各圧入ジャッキの作動手段を自動的に制御するシステムであった。そして、かかる自動姿勢制御システムによって、傾斜の高い側のジャッキには最大油量を、低い側のジャッキには最小油量を供給してケーソンの姿勢を制御しつつ、全ジャッキを作動させた状態でケーソンを地盤に圧入させていた。
特開平０９−０５９９９４号公報（段落０００５〜０００７、図１）

ところで、重要構造物などに近接した位置に圧入ケーソンを施工する場合には、周辺地盤への影響を極力少なくする必要がるため、圧入ジャッキの総圧入力が制限されることがある。しかしながら、従来の圧入ケーソンの施工方法では、総圧入力の制限について考慮されていなかった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、圧入ジャッキの総圧入力を管理しながら圧入ケーソンを自動で姿勢制御することができる圧入ケーソンの自動姿勢制御システムおよび圧入ケーソンの施工方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ケーソン躯体と、このケーソン躯体の上部周りに設置した圧入桁と、この圧入桁に配置され、グランドアンカーからのケーブルを把持する複数の圧入ジャッキと、この圧入ジャッキを作動させる作動手段と、前記ケーソン躯体の姿勢を計測する姿勢計測手段と、前記圧入ジャッキの圧入力を計測する圧入力計測手段と、前記姿勢計測手段からのデータに基づき前記各圧入ジャッキの作動量を判断して、各圧入ジャッキの作動制御を自動的に行う自動操作手段と、前記各圧入ジャッキのストローク量を計測するストローク量計測手段と、を備える圧入ケーソンの自動姿勢制御システムであって、前記自動操作手段は、前記姿勢計測手段によって計測した圧入ケーソンの姿勢データに基づいて各圧入ジャッキの作動量を計算するジャッキ作動量計算部と、前記圧入力計測手段によって計測した各圧入ジャッキの圧入力を合計して総圧入力を計算する総圧入力計算部と、前記総圧入力と前記総圧入力を制限するための予め記憶された管理基準値とを比較する総圧入力判定部と、前記各圧入ジャッキを作動または停止させる制御信号を生成する制御信号生成部と、前記ストローク量計測手段が計測した各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値と限界ストローク量とを比較するストローク量判定部と、を有し、前記制御信号生成部は、前記作動量に基づいて前記作動手段を作動させる作動信号を生成するとともに、前記総圧入力判定手段において前記総圧入力が前記管理基準値以上であると判断された場合に、前記作動手段を停止させる停止信号を生成し、さらに、前記制御信号生成部は、前記総圧入力判定部において前記総圧入力が前記管理基準値よりも小さいと判断された場合であって、かつ、前記ストローク量判定部において各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値が前記限界ストローク量に達していると判断した場合に、前記作動手段を停止させる停止信号を生成することを特徴とする圧入ケーソンの自動姿勢制御システムである。

かかる構成によれば、圧入力計測手段によって各圧入ジャッキの圧入力が計測され、総圧入力計算部によって各圧入ジャッキの圧入力が合計され、総圧入力判定部によって総圧入力と管理基準値とが比較され、総圧入力が管理基準値以上である場合には制御信号生成部によって停止信号が生成されて作動手段が自動的に停止することから、ケーソン躯体が閾値よりも大きい総圧入力で地盤に圧入されることがない。
さらに、前記総圧入力判定部において前記総圧入力が前記管理基準値よりも小さいと判断された場合であっても、ストローク量判定部において各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値が前記限界ストローク量に達していると判断した場合には、制御信号生成部が作動手段を停止させる停止信号を生成するので、作動手段が自動的に停止することから、ジャッキの盛り替えのタイミングを自動的に検知することができる。ここで、限界ストローク量は、圧入ジャッキの性能によって定まる値であり、例えばジャッキの限界の伸張量に所定の安全率を乗じた値などである。

ここで、閾値は、地盤の性質や周辺構造物の構造、強度、重要度などから定まる値であり、いわゆる管理基準値などに相当するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧入ケーソンの自動姿勢制御システムを用いた圧入ケーソンの施工方法であって、前記姿勢計測手段によって圧入ケーソンの姿勢データを計測する姿勢計測工程と、前記姿勢データに基づいて、各圧入ジャッキの作動量を計算するジャッキ作動量計算工程と、各圧入ジャッキの作動量に基づいて各圧入ジャッキを作動させるジャッキ作動工程と、前記圧入力計測手段によって各圧入ジャッキの圧入力を計測するジャッキ圧入力計測工程と、各圧入ジャッキの圧入力を合計して総圧入力を計算する総圧入力計算工程と、前記総圧入力と前記総圧入力を制限するための予め記憶された管理基準値とを比較する総圧入力判定工程と、前記総圧入力が前記管理基準値に達している場合に、圧入ジャッキを停止させるジャッキ停止工程と、圧入ジャッキ停止後に、前記ケーソン躯体の天端高さが高い方の刃口周辺の地盤を掘削する掘削工程と、前記作動量に基づいて各圧入ジャッキを再び作動させるジャッキ再作動工程と、掘削後における各圧入ジャッキの圧入力を再計測するジャッキ圧入力再計測工程と、再計算した各圧入ジャッキの圧入力を合計して掘削後における総圧入力を再計算する総圧入力再計算工程と、掘削後における総圧入力と前記管理基準値とを比較する総圧入力再判定工程と、前記総圧入力再判定工程において前記総圧入力が前記管理基準値に達していないと判定された場合に、さらに、各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値と前記限界ストローク量とを比較するストローク量判定工程と、各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値が前記限界ストローク量に達している場合に、圧入ジャッキを停止して盛り替えを行うジャッキ盛替工程と、を備えることを特徴とする圧入ケーソンの施工方法である。

かかる方法によれば、圧入ジャッキの総圧入力が計算され（総圧入力計算工程）、総圧入力と管理基準値が比較され（総圧入力判定工程）、総圧入力が管理基準値に達した場合には圧入ジャッキが停止される（ジャッキ停止工程）。そして、圧入ジャッキ停止後に、ケーソン躯体の天端高さが高い方の刃口周辺の地盤を掘削し（掘削工程）、その後に作動量に基づいて各圧入ジャッキを再び作動させる（ジャッキ再作動工程）。これにより、圧入抵抗が軽減されるため、総圧入力を管理基準値以下にしつつ、圧入ケーソンを地盤に圧入することができる。

本発明によれば、圧入ジャッキの総圧入力を管理しながら自動姿勢制御システムによって圧入ケーソンを施工することができる。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。説明において同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。

＜圧入ケーソンシステム１の構成＞
図１は、本実施形態に係る圧入ケーソンシステムの構成を示す概略構成図である。
圧入ケーソンシステム１は、図１に示すように、ケーソン躯体２と、ケーソン躯体２の周囲の地盤に固定されたグランドアンカー３と、ケーソン躯体２の上部周りに設置した圧入桁４と、この圧入桁４に均等に配置され、グランドアンカー３からのケーブル３ａを把持する複数の圧入ジャッキ５と、この圧入ジャッキ５を作動させる作動装置６と、ケーソン躯体２の姿勢を計測する姿勢計測装置７と、圧入ジャッキ５の圧入力を計測する圧入力計測装置８と、圧入ジャッキ５のストローク量を計測するストローク量計測装置９と、姿勢計測装置７からのデータに基づき各圧入ジャッキ５の作動制御を自動的に行う姿勢制御装置１０と、ケーソン躯体２内の地盤を掘削する掘削装置１１とを備えている。

ケーソン躯体２は、鉄筋コンクリートあるいは鋼材からなるリングを複数個重ねて構成されており、中空筒状を呈している。ケーソン躯体２の下端部には刃口２ａが形成されており、地盤に侵入し易くなっている。ケーソン躯体２の上端は開口しており、クラムシェルバケットなどを用いてケーソン内部の地盤を掘削できるようになっている。

グランドアンカー３は、圧入ジャッキ５の反力をとるためのものであり、ケーソン躯体２の周囲に削孔された挿入孔の中にケーブル３ａの一端が固定され、ケーブル３ａの他端が圧入ジャッキ５に把持されている。

圧入桁４は、圧入ジャッキ５の圧入力（以下、「ジャッキ圧」という場合がある。）を分散してケーソン躯体２に伝達するものであり、例えば剛性の高いＨ形鋼を平面視四角枠形状に組み合わせてケーソン躯体２の天端に設置されている。圧入桁４の一部はケーソン躯体２から張り出しており、この張り出した部分に圧入ジャッキ５が設置されている。

圧入ジャッキ５は、例えば油圧式のセンターホールジャッキで構成されており、圧入桁４の上に設置されている。圧入ジャッキ５は、グランドアンカー３のケーブル３ａを把持しており、グランドアンカー３から反力を得て、圧入桁４を介してケーソン躯体２に圧入力を付与することができるようになっている。本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、８個の圧入ジャッキ５が２つ一組で東西南北の間に一組ずつ配置されている。

作動装置６は、圧入ジャッキ５を作動させる装置であり、例えば可変容量型油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプという場合がある。）６ａと、当該油圧ポンプ６ａを駆動する電動機６ｂと、当該電動機６ｂの回転数を制御するインバータ６ｃとから構成されている。すなわち、作動装置６は、インバータ６ｃによって油圧ポンプ６ａの回転数を変化させることで圧入ジャッキ５の圧入力を変化させることができるようになっている。油圧ポンプ６ａと圧入ジャッキ５とは油圧配管６ｄを介して接続されている。また、油圧配管６ｄの途中にはリリーフ弁６ｅが設けられている。

姿勢計測装置７は、ケーソン躯体２が垂直軸に対してどれだけ傾いているかを計測する装置であり、本実施形態ではケーソン躯体２の深度を計測する深度計と傾斜角を計測する傾斜計とから構成されている。姿勢計測装置７は、後記する姿勢制御装置１０に接続されており、計測データを姿勢制御装置１０に送信できるようになっている。傾斜計は、直交する２方向の傾斜を計測可能になっている。

圧入力計測装置８は、例えばロードセルなどから構成されており、各圧入ジャッキ５に設置されてジャッキの圧入力を計測できるようになっている。圧入力計測装置８は、姿勢制御装置１０に接続されており、計測した各圧入ジャッキ５の圧入力データを姿勢制御装置１０に送信可能になっている。

ストローク量計測装置９は、例えば伸縮計や距離計などから構成されており、各圧入ジャッキ５のストローク量を計測できるようになっている。ストローク量計測装置９は、姿勢制御装置１０に接続されており、計測した各圧入ジャッキ５のストローク量データを姿勢制御装置１０に送信可能になっている。

姿勢制御装置１０は、姿勢計測装置７から送られてくる計測データに基づいて作動装置６を介して圧入ジャッキ５を自動的に制御する自動姿勢制御手段であり、例えば中央演算処理装置や記憶装置を備えたコンピュータから構成されている。姿勢制御装置１０は作動装置６のインバータ６ｃに接続されており、インバータ６ｃを制御可能になっている。

図３は、姿勢制御装置１０の構成を示したブロック図である。
姿勢制御装置１０は、姿勢計測装置７で計測した圧入ケーソンの姿勢データに基づいて各圧入ジャッキ５の高低差を計算する高低差計算部１０１と、各圧入ジャッキ５の高低差に基づいて各圧入ジャッキ５の作動量を計算するジャッキ作動量計算部１０２と、各圧入ジャッキを作動または停止させる制御信号を生成する制御信号生成部１０３と、圧入力計測装置８から送られてくる各圧入ジャッキ５の圧入力データを合計して総圧入力を計算する総圧入力計算部１０４と、予め記憶された閾値と総圧入力とを比較する総圧入力判定部１０５と、ストローク量計測装置９で計測した各圧入ジャッキ５のストローク量と予め記憶された限界ストローク量を比較するストローク量判定部１０６と、各種データを記憶するデータ記憶部１０７と、から構成されている。

高低差計算部１０１は、姿勢計測装置７から送信される深度データおよび傾斜データに基づいてケーソン躯体２（図１参照）の天端の最高点と最低点の位置と高さ（高低差）を計算するものである。最高点と最低点の位置は、２方向傾斜計の合成水平角に基づいて求めることができる。また、最高点と最低点の高さ（高低差）は２方向傾斜計の合成鉛直角とケーソン躯体２の直径とから求めることができる。

ジャッキ作動量計算部１０２は、高低差計算部１０１で計算したケーソン躯体２の天端の最高点と最低点の位置と高さに基づいて各圧入ジャッキ５の作動量を計算するものである。
計算方法としては、例えば、ケーソン躯体２の天端の最高点と最低点とを結ぶ直線に各圧入ジャッキ５の位置を投影し、最高点（あるいは最低点）からの距離（離れ）に応じて作動量を比例配分することによって決定する。なお、ジャッキ１つ当りの最大作動量と最小作動量は予め定められている。

制御信号生成部１０３は、各圧入ジャッキ５の作動量に基づいて各圧入ジャッキ５に対応する作動信号を生成するものである。生成された作動信号は作動装置６のインバータ６ｃに送信されるようになっている。これにより、インバータ６ｃは、作動信号によって指定された回転数で回転し、各圧入ジャッキ５が所定の作動量で作動する。
また、制御信号生成部１０３は、後記する総圧入力判定部１０５およびストローク量判定部１０６の判定結果にしたがって、停止信号を生成する。生成された停止信号は作動装置６のインバータ６ｃに送信され、インバータ６ｃひいては圧入ジャッキ５が停止するようになっている。
なお、説明の都合上、「作動信号」と「停止信号」とを合わせて「制御信号」と称する場合がある。

総圧入力計算部１０４は、圧入力計測装置８で計測された各圧入ジャッキ５の圧入力データを合計してジャッキの総圧入力を計算するものである。計算された総圧入力データは、総圧入力判定部１０５に送信されるようになっている。

総圧入力判定部１０５は、計算された総圧入力とデータ記憶部１０７に記憶された基準値（閾値）とを比較する役割を果たすものである。重要構造物に近接してケーソン躯体２を圧入する場合には、ジャッキの総圧入力が基準値を上回らないように管理する必要がある。総圧入力判定部１０５は、かかる条件を判定するものであり、計算された総圧入力が閾値を上回る場合（総圧入力≧閾値）には、制御信号生成部１０３に対して停止信号の生成を命令するようになっている。

ストローク量判定部１０６は、ストローク量計測装置９で計測された各圧入ジャッキ５のストローク量とデータ記憶部１０７に記憶された限界ストローク量とを比較する役割を果たすものである。各圧入ジャッキ５のストローク量のうち最大のもの（以下、「最大ストローク量」という場合がある）が限界ストローク量に達した場合（最大ストローク量≧限界ストローク量）に、ストローク量判定部１０６は、制御信号生成部１０３に対して停止信号の生成を命令するようになっている。

データ記憶部１０７は、例えばメモリ装置などから構成されており、総圧入力の判定基準となる閾値と、ストローク量の判定基準となる限界ストローク量とを記憶する役割を果たすものである。データ記憶部１０７は、総圧入力判定部１０５およびストローク量判定部１０６と接続されており、これらの要求に応じて総圧入力の基準値および限界ストローク量を読み出し可能になっている。
なお、総圧入力の判定基準となる閾値は、地盤の性質や、構造物の構造・強度・重要度などによって定まる値であり、これらの条件を総合的に勘案して決定される。また、限界ストローク量は、圧入ジャッキ５の性能によって定まる値である。

掘削装置１１は、図１に示すように、クローラクレーンなどの揚重機１１ａに掘削用のバケット１１ｂを取り付けたものである。掘削装置１１は、ケーソン躯体２の中空部にバケット１１ｂを吊り下ろすことにより、ケーソン躯体２の刃口２ａ周辺の地盤を掘削・採取することができる。
なお、本実施形態においては掘削装置１１としてバケット形式を採用したが、ケーソンの刃口２ａの圧入抵抗を低減可能であれば、これに限られるものではなく、例えば回転式の掘削装置で地盤を粉砕した後に泥水ポンプで吸引するようにしてもよい。

＜圧入ケーソンの施工方法＞
つづいて圧入ケーソンの施工方法について図４を参照して説明する。ここでは、圧入ジャッキ５の盛り替え直後から次の盛り替えまでを例にとって説明する。

（姿勢計測工程：ステップＳ１）
はじめに、姿勢計測装置７によって、ケーソン躯体２の姿勢を計測する。例えば傾斜計と深度計によってケーソン躯体２の傾斜角および深度（以下、「姿勢データ」という場合がある。）を計測する。計測した姿勢データは、姿勢制御装置１０に送信される。

（高低差計算工程：ステップＳ２）
姿勢計測装置７から姿勢データが姿勢制御装置１０に送信されると、高低差計算部１０１は、当該姿勢データに基づいてケーソン躯体２の天端の最高点および最低点の位置と高低差を計算する。

（ジャッキ作動量計算工程：ステップＳ３）
ジャッキ作動量計算部１０２は、ケーソン躯体２の天端の最高点および最低点の位置と高低差に基づいて、各圧入ジャッキ５の作動量を計算する。ここで、作動量はどのような単位で決定してもよいが、本実施形態においてはインバータ６ｃの回転数（Ｈｚ）で定めるものとする。例えば、図２（ｂ）に示すように、最高点が東側、最低点が西側、高低差ｈが１００ｍｍであった場合、作動量の最大値を６０Ｈｚ、最小値を３０Ｈｚとすると、中心点Ｏからの東西方向の離れが最高点と略同じである圧入ジャッキ５ａ、５ｂの作動量は６０Ｈｚ、中心点Ｏからの東西方向の離れが最低点と略同じである圧入ジャッキ５ｅ、５ｆの作動量は３０Ｈｚ、中心点Ｏからの東西方向の離れが最高点の略半分である圧入ジャッキ５ｃ、５ｈの作動量は５２．５Ｈｚ、中心点Ｏからの東西方向の離れが最低点の略半分である圧入ジャッキ５ｄ、５ｇの作動量は３７．５Ｈｚとなる。

（ジャッキ作動工程：ステップＳ４）
ジャッキの作動量が計算されると、制御信号生成部１０３は、当該作動量に基づいて作動信号を生成する。生成された作動信号は作動装置６に送信され、当該作動信号に基づいてインバータ６ｃが回転し、それぞれの圧入ジャッキ５（５ａ〜５ｈ）が適切な圧入力で作動する。

（ジャッキ圧入力計測工程：ステップＳ５）
圧入ジャッキ５が作動すると、各圧入ジャッキ５に設置された圧入力計測装置８は、各圧入ジャッキ５の圧入力を計測する。計測された圧入力データは、姿勢制御装置１０の総圧入力計算部１０４に送信される。

（総圧入力計算工程：ステップＳ６）
総圧入力計算部１０４は、各圧入ジャッキ５の圧入力を合計して総圧入力を算出する。

（総圧入力判定工程：ステップＳ７）
圧入ジャッキ５の総圧入力が算出されると、総圧入力判定部１０５は、データ記憶部１０７から総圧入力の基準値（閾値）を読み出し、総圧入力と基準値とを比較する。
ここで、圧入ジャッキ５の総圧入力が基準値未満である場合（ステップＳ７、Ｎｏ）には、ステップ４に戻って圧入ジャッキ５の伸張を続行する。

（ジャッキ停止工程：ステップＳ８）
一方，圧入ジャッキ５の総圧入力が基準値以上である場合（ステップＳ７、Ｙｅｓ）には、制御信号生成部１０３は、停止信号を生成し、作動装置６（圧入ジャッキ５）を停止させる。

（掘削工程：ステップＳ９）
作動装置６の停止に伴って圧入ジャッキ５が停止したら、ケーソン躯体２の天端の高さが最も高い位置に対応する刃口２ａ付近の地盤を掘削装置１１で掘削する。これにより、地盤の抵抗が減少し、総圧入力が小さくなる。
なお、掘削する場合は、ケーソンの刃口２ａよりも深く掘削しないように注意する。

（ジャッキ再作動工程：ステップＳ１０）
掘削が完了したら、ステップＳ３で計算した作動量に基づいて圧入ジャッキ５を再作動させる。

（ジャッキ圧入力再計測工程：ステップＳ１１）
そして、圧入力計測装置８によって、再作動した各圧入ジャッキ５の圧入力を再計測する。再計測された各圧入ジャッキ５の圧入力データは総圧入力計算部１０４に送信される。総圧入力計算部１０４は、再計測された各圧入ジャッキ５の圧入力データを合計して総圧入力を再計算する（総圧入力再計算工程）。

（総圧入力再判定工程：ステップＳ１２）
圧入ジャッキ５の総圧入力が再計算されると、総圧入力判定部１０５は、データ記憶部１０７から総圧入力の基準値（閾値）を読み出し、総圧入力と基準値とを再度比較する。

このとき、圧入ジャッキ５の総圧入力が基準値以上である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）には、制御信号生成部１０３は停止信号を生成し圧入ジャッキ５（作動装置６）を再び停止させる（ステップＳ８）。すなわち、姿勢制御装置１０は、圧入ジャッキ５の総圧入力が基準値未満となるまでステップＳ８からステップＳ１２を繰り返す。これにより、基準値以上の総圧入力でケーソン躯体２が地盤に圧入されることがなくなり、工事の安全を確保することができる。

圧入ジャッキ５の総圧入力が基準値未満である場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）には、圧入ジャッキ５を停止させることなくそのまま伸張させ、ケーソン躯体２を地盤に圧入させる。

（ストローク量判定工程：ステップＳ１３）
各圧入ジャッキ５の伸張度合は、各圧入ジャッキ５に取り付けられたストローク量計測装置９によって計測されており、当該計測データは姿勢制御装置１０のストローク量判定部１０６に送信されている。

そして、ストローク量判定部１０６は、データ記憶部１０７から圧入ジャッキ５の限界ストローク量を読み出し、各圧入ジャッキ５のストローク量のうち最大のもの（最大ストローク量）と比較する。比較した結果、最大ストローク量が限界ストローク量未満である場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）には、ステップＳ４に戻ってケーソン躯体２の圧入を続行する。

（ステップＳ１４）
一方，最大ストローク量が限界ストローク量に達した場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）には、ストローク量判定部１０６は、制御信号生成部１０３に停止信号を生成するように命令する。命令された制御信号生成部１０３は停止信号を生成し圧入ジャッキ５（作動装置６）を停止させる。

（ステップＳ１５）
圧入ジャッキ５が停止したら、ジャッキを盛り替え、ステップＳ１に戻って上記ステップＳ１からステップＳ１５を繰り返す。

これにより、姿勢制御装置１０によってケーソン躯体２の姿勢および圧入力を制御しながら、総圧入力が基準値を越えることなくケーソン躯体２を地盤に圧入させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、圧入ケーソンの施工方法におけるステップＳ７およびステップＳ１３において判定が「Ｎｏ」である場合には、ステップＳ４に戻ることとしたが、これに限られるものではなく、例えばステップＳ１に戻ってケーソン躯体２の姿勢を計測しなおしてもよい。このようにすると、ケーソン躯体２の姿勢を頻繁に計測して制御に反映することができる。そのため、ケーソン躯体２のブレが少なくなり施工精度が向上する。

また、本実施形態では説明を省略するが、総圧入力判定部において総圧入力が基準値を上回ると判断された場合に、当該圧入ケーソンの自動姿勢制御システムの管理者に通知する通知手段を備えるようにしてもよい。通知手段としては音や光や振動を発する警報器や当該圧入ケーソンの自動姿勢制御システムに備えられたディスプレイ上に警告サインを表示するなどの方法が考えられる。ストローク量判定部についても同様である。

本実施形態に係る圧入ケーソンシステムの構成を示す概略構成図である。 本実施形態に係る圧入ケーソンシステムのジャッキの配置を示した図である。 本実施形態に係る圧入ケーソンシステムの姿勢制御装置のブロック図である。 本実施形態に係る圧入ケーソンシステムの制御フローを示した図である。

符号の説明

１ 圧入ケーソンシステム
２ ケーソン躯体
３ グランドアンカー
４ 圧入桁
５ 圧入ジャッキ
６ 作動装置
７ 姿勢計測装置
８ 圧入力計測装置
９ ストローク量計測装置
１０ 姿勢制御装置
１０１ 高低差計算部
１０２ ジャッキ作動量計算部
１０３ 制御信号生成部
１０４ 総圧入力計算部
１０５ 総圧入力判定部
１０６ ストローク量判定部
１０７ データ記憶部
１１ 掘削装置

Claims (2)

1. ケーソン躯体と、
   このケーソン躯体の上部周りに設置した圧入桁と、
   この圧入桁に配置され、グランドアンカーからのケーブルを把持する複数の圧入ジャッキと、
   この圧入ジャッキを作動させる作動手段と、
   前記ケーソン躯体の姿勢を計測する姿勢計測手段と、
   前記圧入ジャッキの圧入力を計測する圧入力計測手段と、
   前記姿勢計測手段からのデータに基づき前記各圧入ジャッキの作動量を判断して、各圧入ジャッキの作動制御を自動的に行う自動操作手段と、
   前記各圧入ジャッキのストローク量を計測するストローク量計測手段と、
   を備える圧入ケーソンの自動姿勢制御システムであって、
   前記自動操作手段は、
   前記姿勢計測手段によって計測した圧入ケーソンの姿勢データに基づいて各圧入ジャッキの作動量を計算するジャッキ作動量計算部と、
   前記圧入力計測手段によって計測した各圧入ジャッキの圧入力を合計して総圧入力を計算する総圧入力計算部と、
   前記総圧入力と前記総圧入力を制限するための予め記憶された管理基準値とを比較する総圧入力判定部と、
   前記各圧入ジャッキを作動または停止させる制御信号を生成する制御信号生成部と、
   前記ストローク量計測手段が計測した各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値と限界ストローク量とを比較するストローク量判定部と、
   を有し、
   前記制御信号生成部は、前記作動量に基づいて前記作動手段を作動させる作動信号を生成するとともに、前記総圧入力判定部において前記総圧入力が前記管理基準値以上であると判断された場合に、前記作動手段を停止させる停止信号を生成し、
   さらに、前記制御信号生成部は、前記総圧入力判定部において前記総圧入力が前記管理基準値よりも小さいと判断された場合であって、かつ、前記ストローク量判定部において各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値が前記限界ストローク量に達していると判断した場合に、前記作動手段を停止させる停止信号を生成することを特徴とする圧入ケーソンの自動姿勢制御システム。
2. 請求項１に記載の圧入ケーソンの自動姿勢制御システムを用いた圧入ケーソンの施工方法であって、
   前記姿勢計測手段によって圧入ケーソンの姿勢データを計測する姿勢計測工程と、
   前記姿勢データに基づいて、各圧入ジャッキの作動量を計算するジャッキ作動量計算工程と、
   各圧入ジャッキの作動量に基づいて各圧入ジャッキを作動させるジャッキ作動工程と、
   前記圧入力計測手段によって各圧入ジャッキの圧入力を計測するジャッキ圧入力計測工程と、
   各圧入ジャッキの圧入力を合計して総圧入力を計算する総圧入力計算工程と、
   前記総圧入力と前記総圧入力を制限するための予め記憶された管理基準値とを比較する総圧入力判定工程と、
   前記総圧入力が前記管理基準値に達している場合に、圧入ジャッキを停止させるジャッキ停止工程と、
   圧入ジャッキ停止後に、前記ケーソン躯体の天端高さが高い方の刃口周辺の地盤を掘削する掘削工程と、
   前記作動量に基づいて各圧入ジャッキを再び作動させるジャッキ再作動工程と、
   掘削後における各圧入ジャッキの圧入力を再計測するジャッキ圧入力再計測工程と、
   再計算した各圧入ジャッキの圧入力を合計して掘削後における総圧入力を再計算する総圧入力再計算工程と、
   掘削後における総圧入力と前記管理基準値とを比較する総圧入力再判定工程と、
   前記総圧入力再判定工程において前記総圧入力が前記管理基準値に達していないと判定された場合に、さらに、各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値と前記限界ストローク量とを比較するストローク量判定工程と、
   各圧入ジャッキのストローク量のうちの最大値が前記限界ストローク量に達している場合に、圧入ジャッキを停止して盛り替えを行うジャッキ盛替工程と、
   を備えることを特徴とする圧入ケーソンの施工方法。

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