JP6343864B1 - 地盤に掘削された孔内に充填される充填物の品質管理装置及び品質管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を容易に管理可能で、充填物の品質に影響を与えない品質管理装置及び当該品質管理装置を用いた品質管理方法を提供する。【解決手段】 充填物の管理装置は、地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理する管理装置であって、前記充填物と略同一の比重を有する本体部と、一端が前記本体部に連結されて、前記本体部を前記孔内に挿入したり又は孔内から引き上げたりする索状の索体と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、地盤に掘削された孔内に充填される充填物の品質管理装置及び品質管理方法に関する。

地盤に掘削された孔内にコンクリートや土砂等の充填物を充填する工事において充填後の当該充填物の品質管理は重要である。品質管理のひとつとして、場所打ちコンクリート杭の築造では掘削された孔内に充填したコンクリートを鉄製の検尺錘を用いて当該コンクリートの上面位置の深度を計測することが行われている。

特許文献１では、掘削された孔内に充填されたコンクリートの上面位置を計測するための装置としてテープ等で吊持した鉄製の検尺錘が開示されている。

特許第２９０７７６９号公報

特許文献１が開示するような鉄製の検尺錘を用いると充填されたコンクリートと鉄製の検尺錘では比重の差があるため、経験の浅い作業員が上面位置の深度を計測しようとすると比重の大きな鉄製の検尺錘がコンクリート内に貫入して正確に計測できない場合がある。このため、熟練者が必ず計測を行う必要があった。

また、特許文献１が開示するような鉄製の検尺錘では、テープの切断等にて検尺錘が脱落してコンクリート内に取り込まれた場合、コンクリートと鉄製の検尺錘では比重の差があるため、異物がコンクリート中に存在することとなり、コンクリートの断面欠損とみなされて品質が低下する問題がある。

上述の事情を鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を容易に管理可能で、充填物の品質に影響を与えない品質管理装置及び当該品質管理装置を用いた品質管理方法を提供することにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る充填物の管理装置は、
地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理する管理装置であって、
前記充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなり、前記充填物と同等以上の強度となるように配合割合及び養生期間の条件を設定して製作された本体部と、
一端が前記本体部に連結されて、前記本体部を前記孔内に挿入したり又は孔内から引き上げたりする索状の索体と、
を備え、
前記本体部は前記充填物の上面に当接する下面を有し、当該下面の直径は８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、本体部の高さは１２０ｍｍ以下である。

上記（１）の構成によれば、本体部は孔内に充填された充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなるので、本体部を地上から垂下させると本体部は充填物の上面位置で静止して、充填物内に貫入しない。これにより、充填物の上面位置の深度を正確に計測することができる。また、索体の切断等によって本体部が脱落して充填物内に取り込まれた場合でも本体部は充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなるため、充填物中に本体部が存在しても充填物の断面欠損とはみなされない。これにより、充填物の品質の低下を防止することができる。さらに、本体部の下面の直径は８０ｍｍ以上であるため、孔内に垂下した本体部の下面と充填物の上面が当接した後、本体部は充填物の上面位置で静止して充填物内に貫入しない。これにより、作業員は本体部が充填物の上面に到達したことを容易に判断することができる。また、本体部の高さは、１２０ｍｍ以下である。これにより、作業員は現場での施工時に管理装置を容易に持ち運ぶことができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記充填物及び前記本体部は比重１．２以上３．０以下のコンクリートである。
上記（２）の構成によれば、充填物及び本体部の比重は１．２以上３．０以下のコンクリートであるため、流動化剤等が添加された低比重コンクリートを充填した際に、本体部がコンクリート内に貫入することなく、コンクリートの上面位置の深度を正確に計測することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記コンクリートは高流動コンクリートである。
上記（３）の構成によれば、高流動コンクリートは流動性が高く、孔内に均一にコンクリートを充填することができるので、孔内に充填したコンクリートの上面の起伏がなくなる。これにより、計測場所ごとの計測誤差がなくなり、正確にコンクリートの上面位置の深度を計測することができる。また、高流動コンクリートを充填することで、孔内に複雑に配筋された鉄筋を挿設した際に、コンクリートと鉄筋を確実に付着させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、前記本体部の比重は、前記コンクリートの上澄液の比重よりも大きい。
上記（４）の構成によれば、本体部は孔内に挿入されると上澄液内を通過してコンクリートの上面位置で静止する。これにより、本体部がコンクリートの上澄液によって浮遊せず、正確にコンクリートの上面位置の深度を計測することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）の何れか一つの構成において、
前記本体部は、上方に向かうにしたがって径が小さくなる円錐台形状である。

上記（５）の構成によれば、円錐台形状を有しているので、充填物の上面位置の深度を計測した後、本体部を引き上げる際に、本体部を孔内の鉄筋等に接触させることなく引き上げることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）の構成において、前記索体は前記本体部に対して脱着可能に連結される。
上記(６)の構成によれば、脱着可能な索体に連結されているため、本体部が損傷した場合に、早急に替えの本体部と連結することができる。これにより、現場での施工時に作業を中断することなく計測を行うことができる。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る充填物の品質管理方法は、
地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理する品質管理方法であって、
前記充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなり、前記充填物と同等以上の強度となるように配合割合及び養生期間の条件を設定して製作された本体部と、一端が前記本体部に連結されて、前記本体部を前記孔内に挿入したり又は引き上げたりする索状の索体とを備え、前記本体部は前記充填物の上面に当接する下面を有し、当該下面の直径は８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、本体部の高さは１２０ｍｍ以下である管理装置の前記索体を介して前記本体部を前記孔内に垂下させて前記充填物の上面位置まで挿入する挿入工程と、
前記充填物の上面位置の深度を計測する計測工程と、
を備える。
上記（７）の方法によれば、充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなる本体部を備える管理装置を用いることで、経験の浅い作業員でも充填物内に本体部を貫入させることなく、精度の高い計測を行うことができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を容易に管理可能で、充填物の品質に影響を与えない品質管理装置及び当該品質管理装置を用いた品質管理方法が提供される。

本発明の第一実施形態に係る管理装置を示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る本体部を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る管理方法を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係る管理装置を用いて地盤に掘削された孔内に充填された充填物の上面位置の深度を計測している状態を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る管理装置を示す側面図である。 本発明の第三実施形態に係る管理装置を示す斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る管理方法を示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態に係る管理装置を用いて地盤に掘削された孔内に充填された充填物を採取している状態を示す図である。 実際に実験に用いた高さの異なる本体部を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

本発明の第一実施形態に係る管理装置は、地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理するためのものである。充填物は、例えば、場所打ちコンクリート杭の築造に用いられるコンクリートである。

図１は本発明の第一実施形態に係る管理装置１を示す側面図である。図２は本発明の第一実施形態に係る本体部３の斜視図である。両図に示したように、管理装置１は、本体部３とＵボルト９とフック７と索体５とを有する。

本体部３は、上方に向かうにしたがって径が小さくなる円錐台形状である。ここで、本体部３の下面の直径は８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、高さは１２０ｍｍ以下である。好ましくは、下面の直径９５ｍｍ、上面の直径７０ｍｍ、高さ１００ｍｍである。

本体部３は、地盤に掘削された孔２３内に充填された充填物１３と略同一の比重を有している。充填物１３及び本体部３は、例えば、比重１．２以上３．０以下のコンクリートである。また、本体部３は、図４に示した充填物１３の上に存在する上澄液１１よりも大きい比重を有する。

図１及び図２に示したように、Ｕボルト９の両端部は本体部３の上部に埋設されている。Ｕボルト９は、索体５の一端に取り付けられたフック７に掛着可能である。なお、Ｕボルト９はこの形状に限定されることはなく、コ型ボルト等を用いてもよい。さらに、Ｕボルト９に限定されることはなく、ステンレスや鉄等の鋼製でフック形状を構成できるものや鉄線や番線を曲げたものを用いても良い。

フック７は、索体５の一端に連結されており、Ｕボルト９を介して本体部３を垂下することができる。ここで、図に示したようなフック７を用いる代わりにシャックル等を用いて索体５と本体部３を連結する構成としてもよい。

索体５は、フック７及びＵボルト９を介して本体部３に連結されている。索体５には巻尺のように、連結した本体部３の下面を０とした目盛りが付されている。これにより、本体部３の下面からの距離を計測することができる。なお、索体５の材質は本体部３を垂下可能な強度を有し、且つ伸縮しにくい材質であればよく、例えば、ビニール製でもよいし、スチール製でもよい。

図３は本発明の第一実施形態に係る管理方法を示すフローチャートである。図に示したように、管理方法は、挿入工程Ｓ１と計測工程Ｓ２と引き上げ工程Ｓ４とを有している。

挿入工程Ｓ１では、索体５を介して本体部３を孔２３内に垂下させて充填物１３の上面位置まで挿入する。計測工程Ｓ２では、挿入工程Ｓ１の後、本体部３が充填物１３の上面位置で静止した時点での深度を計測する。引き上げ工程Ｓ４では、計測工程Ｓ２の後、管理装置１を孔２３内から地上に引き上げる。

場所打ちコンクリート杭を築造する場合、充填物１３の上面位置の深度を計測する方法は、孔２３内に設置した鉄筋籠（図示しない）の内側や鉄筋籠と掘削された孔２３の内周面との間に本体部３を垂下して、計測を行うことが一般的である。ここで、孔２３内に設置された鉄筋籠と掘削された孔２３の内周面との間は１００ｍｍ程度であるため、本体部３の下面の直径は１００ｍｍ以下であることが望ましい。上記構成によれば、本体部３の下面の直径を１００ｍｍ以下にするため、本体部３の下面が孔２３内に設置された鉄筋籠と接触することなく本体部３を垂下させることができる。また、下面の直径を８０ｍｍ以上とするため、本体部３は充填物１３の上面に到達した後、充填物１３の上面で静止して、充填物１３内に貫入しない。これにより、作業員は本体部３が充填物１３の上面に到達したことを容易に判断することができる。

作業員は本体部３を計測場所に持ち運ぶ際、本体部３の上面を下にして本体部３を手で把持して移動する。ここで、把持した本体部３が落下して破損することを防止するために本体部３は一定の大きさが必要である。手のひらの横幅を考慮した場合、本体部３は、その上面から７０ｍｍの位置において直径が７０ｍｍから９０ｍｍの円錐台形状であることが望ましい。さらに手の大きさには個人差があるため把持した手の上面より２０ｍｍから５０ｍｍの凸部が必要である。よって、本体部３の高さは１２０ｍｍ以下とすることが望ましい。

図９は、実際に実験に用いた高さの異なる本体部３を示す図である。符号Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ高さ１００ｍｍ、１２０ｍｍ、１５０ｍｍである本体部３を示している。符号Ｃの高さが１５０ｍｍである本体部３では、重量が大きくなり現場内で持ち運ぶ際に落下の危険があり、不適当であった。さらに、本体部３が充填物１３の上面に到達した際に、本体部３が転倒しやすくなり本体部３の高さ分の計測誤差が生じるため不適当であった。

本体部３は、上面の直径７０ｍｍ、下面の直径９５ｍｍ、高さ１００ｍｍである円錐台形状を有する構成が最良の形態であった。このときの本体部３の上面と側面が成す角度を考慮すると、本体部３の上面から７０ｍｍの位置において、本体部３の直径が７０ｍｍから９０ｍｍ、且つ高さが１００ｍｍから１２０ｍｍとすると、下面の直径は８０ｍｍから１００ｍｍとなる。

さらに、下面の直径が７０ｍｍ、８０ｍｍ、９５ｍｍ、１００ｍｍ、１１０ｍｍである本体部３をそれぞれ作成して実際に実験を行った。下面の直径が７０ｍｍである本体部３は、充填された充填物１３の上面に接した際の感覚が得られなかったため、不適当であった。また、下面の直径が１１０ｍｍである本体部３を用いた際は、本体部３の下面に加わる浮力が大きくなり施工性が低下したため不適当であった。よって、本体部３の下面の直径は８０ｍｍから１００ｍｍが望ましい。

図４は、本発明の第一実施形態に係る管理装置１を用いて地盤に掘削された孔２３内に充填された充填物１３の上面位置の深度を計測している状態を示す図である。本体部３は孔２３内に充填された充填物１３と略同一の比重なので、本体部３を地上から垂下させると本体部３は、充填物１３の上に存在する上澄液１１を通過した後、充填物１３の上面位置で静止して、充填物１３内に貫入しない。これにより、充填物１３の上面位置の深度を正確に計測することができる。充填物１３が所定の深度位置まで確実に充填されていない場合には、予め設計等により定められた所定の強度を発現できない。したがって、充填物１３が所定の深度位置まで充填されていることを正確に計測することは充填物１３の品質を管理する上で非常に重要なことである。

また、索体５の切断等によって本体部が脱落して充填物１３内に取り込まれた場合でも本体部３は充填物１３と略同一の比重であり充填物１３と同等以上の強度となるように配合割合や養生期間等の条件を設定して製作するため、充填物１３中に本体部３が存在しても充填物１３の断面欠損とはみなされない。これにより、充填物１３の品質の低下を防止することができる。

上記構成によれば、作業員は、索体５を地上で把持して本体部３を孔２３内に挿入したり又は引き上げたりすることが可能である。本体部３を孔２３内に垂下させて充填された充填物１３の上面位置で静止した際に、索体５に付された目盛りの値を読み取ることで充填物１３の上面位置の深度を計測することができる。

上記構成によれば、本体部３は円錐台形状であるため、充填物１３の上面位置の深度を計測した後、本体部３を引き上げる際に、引上げ方向に対して本体部３と鉄筋籠等の設置物との干渉を回避することができる。

上記構成によれば、本体部３と索体５は脱着可能に連結されているため、本体部３が損傷した場合に、早急に替えの本体部３と連結することができる。これにより、現場での施工時に作業を中断することなく計測を行うことができる。

本実施形態において、孔２３内に充填される充填物１３として、場所打ちコンクリート杭の築造に用いられるコンクリートを例示したが、これに限定されることはなく、流動化処理工法に用いられる流動化処理土等に対しても同様な効果が得られる。

本発明の第二実施形態に係る本体部３は、図５に示したように、円柱形状であってもよい。

上記構成によれば、本体部３はコンクリート供試体成形型枠等を用いて容易に製造可能である。

図６は、本発明の第三実施形態に係る管理装置２５を示す斜視図である。図に示したように管理装置２５は、開口１７と筒体１９とを有する採取体２０を備えている。

開口１７は、筒体１９の上面、側面及び正面に設けられており、様々な方向から充填物１３を筒体１９内に取り込むことができる構成となっている。ここで、開口１７の数は限定されることはなく、少なくとも１箇所以上であればよい。また、開口１７の形状、その設置位置は、充填された充填物１３を取り込むことが可能な構成であれば、これに限定されることない。

筒体１９は、四角垂台と直方体を接合した形状を有している。筒体１９は、開口１７を介して取り入れた充填物１３を格納することができる。また、筒体１９は、この形状に限定されることはなく、充填物１３を格納可能であれば直方体形状等であってもよい。

採取体２０の背面に鉄筋棒１５が固設されており、当該鉄筋棒１５の一端は索体５と連結可能に構成されている。

図７は、本発明の第三実施形態に係る管理方法を示すフローチャートである。図に示したように、管理方法は、挿入工程Ｓ１と採取工程Ｓ３と引き上げ工程Ｓ４と充填物確認工程Ｓ５とを有している。

挿入工程Ｓ１では、索体５を介して採取体２０を孔２３内に垂下させて充填物１３の上面位置まで挿入する。採取工程Ｓ３では、挿入工程Ｓ１の後、採取体２０を充填物１３の上面で摺動させて、開口１７を介して充填物１３を筒体１９に格納する。引き上げ工程Ｓ４では、採取工程Ｓ３の後、管理装置２５を孔２３内から地上に引き上げる。充填物確認工程Ｓ５では、採取された試料を採取体２０から取り出して確認する。

上記管理方法によれば、充填物１３の上面位置の試料を採取体２０によって採取して、採取した試料中に充填物１３を構成する構成材料が確かに含まれているか否かを地上で目視確認することができる。即ち、計測を行った深度に充填した充填物１３が確実に存在していることを確認できる。充填物１３の構成材料が計測を行った深度にきちんと含まれていない場合には、予め設計等により定められた所定の強度を発現できない。したがって充填物１３が計測を行った深度にきちんと存在していることを確認することは、充填物１３の品質を管理する上で非常に重要なことである。

図８は、本発明の第三実施形態に係る管理装置２５を用いて地盤に掘削された孔２３内に充填された充填物１３を採取している状態を示す図である。図に示したように、採取体２０の背面に固設した鉄筋棒１５が充填物１３の上面に貫入することにより、採取体２０が充填物１３の上面に接地されて容易に充填物１３を採取することができる。

１ 管理装置
３ 本体部
５ 索体
７ フック
９ Ｕボルト
１１ 上澄液
１３ 充填物
１５ 鉄筋棒
１７ 開口
１９ 筒体
２０ 採取体
２１ 地盤
２３ 孔
２５ 管理装置
Ｓ１ 挿入工程
Ｓ２ 計測工程
Ｓ３ 採取工程
Ｓ４ 引き上げ工程
Ｓ５ 充填物確認工程

Claims (7)

1. 地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理する管理装置であって、
   前記充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなり、前記充填物と同等以上の強度となるように配合割合及び養生期間の条件を設定して製作された本体部と、
   一端が前記本体部に連結されて、前記本体部を前記孔内に挿入したり又は孔内から引き上げたりする索状の索体と、
   を備え、
   前記本体部は前記充填物の上面に当接する下面を有し、当該下面の直径は８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、本体部の高さは１２０ｍｍ以下である
   ことを特徴とする管理装置。
2. 前記充填物及び前記本体部は比重１．２以上３．０以下のコンクリートであることを特賞とする請求項１に記載の管理装置。
3. 前記コンクリートは高流動コンクリートであることを特徴とする請求項２に記載の管理装置。
4. 前記本体部の比重は前記コンクリートの上澄液の比重よりも大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の管理装置。
5. 前記本体部は、上方に向かうにしたがって径が小さくなる円錐台形状であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の管理装置。
6. 前記索体は前記本体部に対して脱着可能に連結されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の管理装置。
7. 地盤に掘削された孔内に充填された充填物の品質を管理する品質管理方法であって、
   前記充填物と略同一の比重で、且つ前記充填物と同一の材料からなり、前記充填物と同等以上の強度となるように配合割合及び養生期間の条件を設定して製作された本体部と、一端が前記本体部に連結されて、前記本体部を前記孔内に挿入したり又は孔内から引き上げたりする索状の索体と、を備え、前記本体部は前記充填物の上面に当接する下面を有し、当該下面の直径は８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、本体部の高さは１２０ｍｍ以下である管理装置の前記索体を介して、前記本体部を前記孔内に垂下させて、前記充填物の上面位置まで挿入する挿入工程と、
   前記充填物の上面位置の深度を計測する計測工程と、
   を備えることを特徴とする品質管理方法。