JP6039994B2

JP6039994B2 - 構真柱の鉛直精度管理方法

Info

Publication number: JP6039994B2
Application number: JP2012231256A
Authority: JP
Inventors: 加藤　圭; 圭加藤; 和正後藤; 秀夫温品; 達男蓑輪; 幸弘小田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: JP2014080836A

Description

本発明は、構真柱の鉛直精度管理方法に関する。詳しくは、地盤に掘削した杭穴に構真柱を建て込む際の構真柱の鉛直精度管理方法に関する。

従来より、工期を短縮するため、逆打ち工法により建物を構築する場合がある。
この場合、例えば、地中に杭穴を掘削して、この杭穴に鉄筋かごを挿入して杭コンクリートを打設するとともに、杭コンクリートに構真柱を建て込んで、構真柱の下段部を杭に一体化させる。その後、地面を掘削しながら、地下階を下方に向かって順に構築すると同時に、構真柱の上端部に地上階の鉄骨を接続して、地上階を上方に向かって順に構築する。
これにより、地下階の工事と地上階の工事とを同時進行できるので、工期を短縮できる。

ところで、上述の構真柱は地下躯体を構成するものであるため、構真柱の建て込み時には、精度を確保する必要がある。そこで、構真柱の傾きを測定し、この測定結果に基づいて構真柱の建入れを修正することが考えられるが、この構真柱の傾きの測定方法として、例えば以下のような３つの方法が提案されている。
第１に、ＣＦＴ構真柱のような筒状の構真柱について、構真柱内部の下端にターゲットを設置し、構真柱の直上に設置した鉛直器によりターゲットを視準する（例えば特許文献１参照）。
第２に、構真柱の外面に位置決め管を設け、この位置決め管に浮きを設ける。この浮きの位置決め管内における位置を超音波センサで検出して、構真柱の鉛直方向の精度を計測する（特許文献２参照）。
第３に、構真柱の外面に管体を設け、この管体内に重錘を垂らすとともに、管体の下端にターゲットおよびテレビカメラを設置する。そして、テレビカメラにて、ターゲットと重錘とのずれ量を計測する（特許文献３参照）。

特開２０１１−２１３９２号公報特開平６−１２８９７７号公報特開平７−３８２５号公報

しかしながら、第１の方法では、構真柱の内部空間を利用するため、プレキャストコンクリート造や断面十字形状（クロスＨ）などの筒状ではない構真柱については採用できなかった。
また、構真柱の傾きは、１／１０００以内とすることが要請されているが、第２および第３の方法では、重錘や浮きに揺れが生じるため、１／５００程度の傾きしか計測できなかった。よって、例えば４０ｍ以上の長い構真柱については、鉛直精度を十分に管理できない、という問題があった。

本発明は、構真柱が筒状でない場合や、構真柱が長い場合でも、構真柱を杭穴に建て込む際、鉛直精度を高精度で管理できる構真柱の鉛直精度管理方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の構真柱の鉛直精度管理方法は、地盤に掘削した杭穴（例えば、後述の杭穴２）に構真柱（例えば、後述の構真柱１）を建て込む際に、当該構真柱の鉛直精度を管理する鉛直精度管理方法であって、地上にて、構真柱の外側に当該構真柱の柱芯に略平行となるように筒状の測定管（例えば、後述の測定管１４）を設けて、さらに、当該測定管の先端側にターゲット板（例えば、後述のターゲット板１５）を設ける工程（例えば、後述のステップＳ１）と、前記構真柱を前記測定管とともに前記杭穴に挿入し、地上に設けた構真柱架台により前記構真柱の上端部を支持する工程（例えば、後述のステップＳ２）と、地上にて前記測定管の直上にレーザ照射装置（例えば、後述のレーザ鉛直器１７）を設けて、当該レーザ照射装置により前記測定管を通して鉛直方向下方にレーザ光を照射する工程（例えば、後述のステップＳ４、Ｓ６）と、前記ターゲット板上のレーザ光によるポイント（例えば、後述のポイント１５３）を視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する工程（例えば、後述のステップＳ７、Ｓ８）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ターゲット板上のレーザ光によるポイントを視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する。よって、プレキャストコンクリート造や断面十字形状（クロスＨ）などの筒状ではない構真柱についても、鉛直精度を管理できる。
また、レーザ照射装置を利用して構真柱の鉛直精度を測定したので、従来のような重錘や浮きを使用する場合に比べて、ポイントの揺れが小さくなり、測定精度を向上できるから、全長が４０ｍ以上の長い構真柱についても、鉛直精度を高精度で管理できる。

本発明の構真柱の鉛直精度管理方法は、前記ターゲット板の近傍には、光源（例えば、後述のバックライト１５２）が設けられていることが好ましい。

測定管の長さが長くなると、測定管の内部に入る光が少なくなるため、測定管の上端からターゲット板が視認できなくなる場合がある。
そこで、この発明によれば、ターゲット板の近傍に光源を設けたので、ターゲット板が明るくなるので、ターゲット板を確実に視認できる。

請求項２に記載の構真柱の鉛直精度管理方法は、地盤に掘削した杭穴に構真柱を建て込む際に、当該構真柱の鉛直精度を管理する鉛直精度管理方法であって、地上にて、構真柱の外側に当該構真柱の柱芯に略平行となるように測定管を設けて、さらに、当該測定管の先端側にターゲット板を設ける工程と、前記構真柱を前記測定管とともに前記杭穴に挿入し、地上に設けた構真柱架台により前記構真柱の上端を支持する工程と、地上にて、前記測定管の直上に光学式の鉛直器を鉛直方向下方に向けて設ける工程と、前記鉛直器を通して前記ターゲット板を視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する工程と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、上述の請求項１と同様の効果がある。

本発明によれば、ターゲット板上のレーザ光によるポイントを視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する。よって、プレキャストコンクリート造や断面十字形状（クロスＨ）などの筒状ではない構真柱についても、鉛直精度を管理できる。また、レーザ照射装置を利用して構真柱の鉛直精度を測定したので、従来のような重錘や浮きを使用する場合に比べて、ポイントの揺れが小さくなり、測定精度を向上できるから、全長が４０ｍ以上の長い構真柱についても、鉛直精度を高精度で管理できる。

本発明の一実施形態に係る鉛直精度管理方法が適用された構真柱の側面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。前記実施形態に係る鉛直精度管理方法のターゲット板の平面図である。前記実施形態に係る鉛直精度管理方法のフローチャートである。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る構真柱の鉛直精度管理方法が適用された構真柱の側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
構真柱１は、断面矩形環状であり、逆打ち工法に用いられるものであり、地盤に掘削した杭穴２に挿入されている。杭穴２の上部には、スタンドパイプ３が打ち込まれており、杭穴２の底部には、図示しない鉄筋かごが配置され、さらにコンクリートが打設されて場所打ち杭４となっている。構真柱１の下端は、この場所打ち杭４に挿入された状態である。

この構真柱１の鉛直精度は、鉛直精度管理システム１０により管理される。
鉛直精度管理システム１０は、地上に設けられてヤットコ１２を介して構真柱１の上端部を支持する構真柱架台１１と、地上に設けられて構真柱１の上端の位置を測定する三次元測定装置１３と、構真柱１の外側に設けられて柱芯に沿って延びる筒状の測定管１４と、この測定管１４の内部の下端側に設けられたターゲット板１５と、地上に設けられた測定架台１６と、この測定架台１６の測定管１４の直上の位置に設けられたレーザ照射装置としてのレーザ鉛直器１７と、レーザ鉛直器１７に取り付けられた撮像装置であるＣＣＤカメラ１８と、構真柱１の上部外周面に設けられた傾斜計１９と、構真柱１の下部外周面に設けられた４台の水中ジャッキ２０と、を備える。

構真柱架台１１は、構真柱１の上端部をＸＹＺ方向に調整可能であり、また、構真柱の柱芯を回転軸として、構真柱１を回転させることができる。
三次元測定装置１３は、トランシット、レベル、あるいはトータルステーションなどであり、基準点の位置に基づいて、構真柱１の上端の三次元空間上の位置を測定するものである。
測定管１４は、円筒形状であり、例えば亜鉛めっき鋼管（白ガス管）、角パイプ、丸パイプなどが用いられる。

図４は、ターゲット板１５の平面図である。
ターゲット板１５は、例えばアクリル板であり、測定管の下端面を塞ぐように設けられている。ターゲット板１５の上面には、Ｘ方向およびＹ方向を示す直線が描かれている。これら直線同士の交点は、ターゲット板１５上の中心点１５１であり、構真柱１の柱芯から所定寸法ｄだけ離れている。
また、ターゲット板１５の下面には、光源としての電池式のバックライト１５２が設けられている。

レーザ鉛直器１７は、鉛直方向下方にレーザ光を照射する。このレーザ鉛直器１７から照射されたレーザ光は、測定管１４の内部を通ってターゲット板１５に到達し、ターゲット板１５上のポイント１５３となる（図４参照）。
ＣＣＤカメラ１８は、図示しないモニタに接続されており、レーザ鉛直器１７のレーザ光の照射方向を撮像して、モニタに表示する。

傾斜計１９は、構真柱１の傾斜を計測するものである。
水中ジャッキ２０は、伸縮可能であり、構真柱１の外面と杭穴２の内壁面との間に設置される。この水中ジャッキ２０を伸縮させることにより、構真柱１の下部の杭穴２の内壁面からの距離を調整して、構真柱１の傾きを調整できる。

次に、構真柱１の鉛直精度を管理する手順について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１では、構真柱１を地組みする。つまり、地上にて、構真柱１の構成部材を連結して、構真柱１を組み立てる。このとき、構真柱１の柱芯と略平行に測定管１４を構真柱１の外側に取り付ける。
さらに、この測定管１４の先端側にターゲット板１５を取り付けて、構真柱の柱芯からターゲットの中心点１５１までの距離が所定寸法ｄとなるように調整する。

ステップＳ２では、杭穴２に構真柱架台１１を据え付けて、構真柱１にヤットコ１２を取り付け、この構真柱１を測定管１４とともに杭穴２に所定の深さまで挿入する。

ステップＳ３では、構真柱１の上端を構真柱架台１１に仮固定する。このとき、三次元測定装置１３により構真柱１の上端部の位置を測定して、この測定結果に基づいて構真柱架台１１を操作し、構真柱１の上端部を所定の位置に納めておく。

ステップＳ４では、杭穴２に測定架台１６を据え付ける。この測定架台１６には、レーザ鉛直器１７およびＣＣＤカメラ１８を取り付ける。ここで、レーザ鉛直器１７の姿勢を調整して、レーザ光の照射方向を鉛直方向下方に設定する。

ステップＳ５では、傾斜計１９により構真柱１の傾斜を測定して、この測定結果に基づいて、構真柱１の傾きをある程度修正する。これは、構真柱１の傾きが大きいと、レーザ鉛直器１７によるレーザ光の照射方向からターゲット板１５が外れてしまい、構真柱１の傾きを測定できないからである。

ステップＳ６では、レーザ鉛直器１７によりターゲット板１５に向かってレーザ光を照射する。すると、レーザ鉛直器から射出されたレーザ光は、測定管１４の内部を通ってターゲット板１５に至り、ターゲット板１５上にポイント１５３を照射する。

ステップＳ７では、構真柱１の傾きを高精度で測定する。すなわち、バックライト１５２を点灯してターゲット板１５を明るくして、この状態で、ＣＣＤカメラ１８でターゲット板１５を視準して撮影し、モニタに表示する。そして、ターゲット板１５の中心点１５１とレーザ光によって照射されたポイント１５３とのずれ量を測定する。

ターゲット板１５の中心点１５１は柱芯から所定寸法ｄだけ離れた位置であるので、ポイント１５３が中心点１５１に一致すれば、構真柱１の柱芯が鉛直状態であることとなる。
例えば、ポイント１５３がターゲット板１５上でＸ軸のプラス方向に位置している場合、構真柱１の柱芯は、Ｘ軸のプラス方向に傾いている（つまり、構真柱の柱脚がＸ軸のマイナス方向に傾いている）ことになる。

ステップＳ８では、ターゲット板１５の中心点１５１とレーザ光によって照射されたポイント１５３とのずれ量が小さくなる方向に、水中ジャッキ２０などの建入れ調整治具を用いて構真柱１の傾きを修正して、構真柱１の鉛直性を確保する。
この際、必要に応じて、地上において三次元測定装置１３により構真柱１の上端部の位置を測定して、構真柱１全体の位置や姿勢の調整を行う。
その後、水中ジャッキ２０などで構真柱１の位置を保持する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ターゲット板１５上のレーザ光によるポイント１５３を視準して、構真柱１のずれを計測し、この計測したずれに基づいて、構真柱１の建入れを修正する。よって、プレキャストコンクリート造や断面十字形状（クロスＨ）などの筒状ではない構真柱についても、鉛直精度を管理できる。
また、レーザ鉛直器１７を利用して構真柱１の鉛直精度を測定したので、従来のような重錘や浮きを使用する場合に比べて、ポイントの揺れが小さくなり、測定精度を向上できるから、全長が４０ｍ以上の長い構真柱についても、鉛直精度を高精度で管理できる。

（２）ターゲット板１５の近傍にバックライト１５２を設けたので、ターゲット板１５が明るくなるので、ターゲット板１５を確実に視認できる。

（３）測定管１４を円筒形状としたので、測定管１４は中空であり、比較的容易に撤去できる。
（４）測定管１４を構真柱１の全長に近い長さにすれば、構真柱１全体の鉛直度を計測することができ、構真柱１の鉛直精度をより向上できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、地上にて構真柱１を組み立てたが（地組）、これに限らず、杭穴内で構真柱を組み立ててもよく、結果的に組み立てた構真柱の柱芯に略平行に測定管を固定できればよい。

また、本実施形態では、ＣＣＤカメラ１８でターゲット板１５を撮影することで、ターゲット板１５を視認したが、これに限らず、測定管１４の直上から目視でターゲット板１５を視認してもよいし、ターゲット板１５の裏面にカメラを設けて、ターゲット板１５を裏側から撮影してもよい。

また、本実施形態では、断面矩形環状の構真柱１に適用したが、これに限らず、プレキャストコンクリート製の構真柱や、断面円環状の構真柱、あるいは、断面が環状でないクロスＨ形状の構真柱などにも本発明を適用可能である。

また、本実施形態では、杭コンクリートを打設した後に構真柱を建て込むいわゆる構真柱後決め工法を採用したが、これに限らず、構真柱を建て込んだ後に杭コンクリートを打設するいわゆる構真柱先決め工法にも適用できる。

また、本実施形態では、レーザ鉛直器１７およびＣＣＤカメラ１８を用いて、ターゲット板１５を視準したが、これに限らず、望遠鏡を備えた光学式の鉛直器を用いて、この望遠鏡でターゲット板を視準してもよい。

また、本実施形態では、杭穴２に測定架台１６を設けて、この測定架台１６にレーザ鉛直器１７を取り付けたが、これに限らず、鉛直器が自動的に鉛直を保持する機能を有する場合には、鉛直器を構真柱１やヤットコ１２に取り付けてもよい。

１…構真柱
２…杭穴
３…スタンドパイプ
４…場所打ち杭
１０…鉛直精度管理システム
１１…構真柱架台
１２…ヤットコ
１３…三次元測定装置
１４…測定管
１５…ターゲット板
１６…測定架台
１７…レーザ鉛直器（レーザ照射装置）
１８…ＣＣＤカメラ
１９…傾斜計
２０…水中ジャッキ
１５１…中心点
１５２…バックライト（光源）
１５３…ポイント

Claims

地盤に掘削した杭穴に構真柱を建て込む際に、レーザ照射装置を用いて当該構真柱の鉛直精度を管理する鉛直精度管理方法であって、
地上にて、構真柱の上部外周面に傾斜計を設けるとともに、当該構真柱の外側に当該構真柱の柱芯に略平行となるように測定管を設けて、さらに、当該測定管の先端側にターゲット板を設ける工程と、
前記構真柱を前記測定管とともに前記杭穴に挿入し、地上に設けた構真柱架台により前記構真柱の上端を支持する工程と、
前記傾斜計により前記構真柱の傾斜を測定して、当該測定結果に基づいて、前記構真柱の建て込み直後の傾きを、前記レーザ照射装置のレーザ光が前記ターゲット板上に照射されるように修正する工程と、
地上にて前記測定管の直上に前記レーザ照射装置を設けて、当該レーザ照射装置により前記測定管を通して鉛直下方にレーザ光を照射する工程と、
前記ターゲット板上のレーザ光によるポイントを視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する工程と、を備えることを特徴とする構真柱の鉛直精度管理方法。
地盤に掘削した杭穴に構真柱を建て込む際に、光学式の鉛直器を用いて当該構真柱の鉛直精度を管理する鉛直精度管理方法であって、
地上にて、構真柱の上部外周面に傾斜計を設けるとともに、当該構真柱の外側に当該構真柱の柱芯に略平行となるように測定管を設けて、さらに、当該測定管の先端側にターゲット板を設ける工程と、
前記構真柱を前記測定管とともに前記杭穴に挿入し、地上に設けた構真柱架台により前記構真柱の上端を支持する工程と、
前記傾斜計により前記構真柱の傾斜を測定して、当該測定結果に基づいて、前記構真柱の建て込み直後の傾きを、前記光学式の鉛直器を介して前記ターゲット板が視認可能なように修正する工程と、
地上にて、前記測定管の直上に前記光学式の鉛直器を鉛直方向下方に向けて設ける工程と、
前記鉛直器を通して前記ターゲット板を視準して、当該構真柱のずれを計測し、当該計測したずれに基づいて、前記構真柱の建入れを修正する工程と、を備えることを特徴とする構真柱の鉛直精度管理方法。
前記構真柱架台により前記構真柱の上端を支持する工程では、前記構真柱架台により前記構真柱の上端を支持した状態で、地上に設置された三次元測定装置により前記構真柱の上端部を測定し、当該測定結果に基づいて前記構真柱架台を操作して、前記構真柱を所定の位置に納めておくことを特徴とする請求項１または２に記載の構真柱の鉛直精度管理方法。