JP6511316B2 - コンクリートの打設管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの打設管理方法に関し、特に、コンクリートの締固め工程における管理方法に関する。

従来、ダムコンクリートでは、打設したコンクリートを締固める機械として高周波で振動する振動機、いわゆるバイブレータが用いられている。バイブレータによる締固めは、オペレータがバイブレータの取り付けられた締め固め機械を打設担当者の指示に従って操作することにより行われていた。ところが、ダム建設におけるコンクリートの打設範囲が広いため、締固め位置の見落としや、スランプ試験の数値が小さい硬練りのコンクリートであるがゆえの締固め不足等の締固め不良が生じやすいという問題があった。このような締固め不良は、コンクリートの硬化後にひび割れやジャンカ、充填不良の発生を招き、躯体としての一体化、強度、耐久性、剥落などを招く恐れがある。特許文献１乃至特許文献５には、ダム建設におけるコンクリートの締固め不良を防ぐためのコンクリートの締固めを管理する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１乃至特許文献５等に係る発明では、所定の範囲に打設された各々のコンクリートの締固めについては管理できるものの、１つの構造物として出来上がった際に、躯体としての一体化、強度、耐久性、剥落等の性能を得ることができない。

特開２０１２−１９３６０１号公報 特開２０１３−１４２２４９号公報 特開２０１３−１５９９３９号公報 特開２０１４−０３７６９０号公報 特開２０１４−１５２５９１号公報

そこで、本発明では、コンクリートの締固め不良を防いで硬化後に躯体として優れた性能の構造物を得ることが可能なコンクリートの締固め管理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのコンクリートの締固め管理方法として、予め設定された所定の区画内にコンクリートを打設し、打設後のコンクリートを振動機により締固める工法における処理装置によるコンクリートの打設管理方法であって、所定の区画内のコンクリートに挿入される振動機の位置を検出するステップと、振動機の挿入された位置におけるコンクリートの性状に基づいて、当該性状と対応付けられた振動機の振動による締固め影響範囲を取得するステップと、所定の区画内に打設されたコンクリートの周囲に位置するコンクリートの一部に取得された締固め影響範囲が重なるように、打設されたコンクリートに対する振動機の挿入深さを設定するステップと、打設されたコンクリート表面にレーザを照射し、打設されたコンクリートへの振動機の挿入深さを検出し、検出された振動機の挿入深さと設定された挿入深さとを比較しつつ、振動機を打設されたコンクリートに挿入するステップとを含む形態とした。
本方法によれば、打設されたコンクリートにおいて振動機により締固められた位置が自動的に検出されるとともに、打設されたコンクリートの周囲に位置するコンクリートの一部も同時に締固められるため、コンクリートの締固め不良を防ぐとともに、硬化後に打設されたコンクリートと周囲に位置するコンクリートとを確実に一体化させて躯体として優れた性能の構造物を得ることができる。
また、コンクリートの締固め管理方法の他の形態として、所定の区画内に打設されたコンクリートの性状に基づいて、当該性状と対応付けられた振動機による締固め時間を取得するステップと、振動機の動作時間が締固め時間に達したことに基づいて、当該締固め時間を振動機の挿入位置と対応して記憶するステップとを備える形態とした。
本形態によれば、打設されたコンクリートの性状に応じた締固め時間で締固めがなされるため、コンクリートの性状に応じた好適な締固めを行うことができる。

締固め管理装置の一例を示す概念図である。 締固め管理装置の構成を示すブロック図である。 挿入位置設定処理手段により締固め位置を設定するときの概略図である。 バイブレータの挿入深さを設定するときの概念図である。 表示装置に表示される表示例を示す図である。 締固め管理装置の処理を示すフローチャートである。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係るコンクリート締固め管理方法を実施するコンクリート締固め管理装置１の一実施形態を示す概念図、図２は、コンクリート締固め管理装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、コンクリート締固め管理装置１は、概略、打設されたコンクリートを締固める締固め機械１１の位置情報等を取得する締固め機械情報取得装置２と、打設されたコンクリートの情報と、締固め機械情報取得装置２から出力される締固め機械１１の位置情報等に基づいて、打設されたコンクリートに対するバイブレータ１０の挿入位置Ｐ、深さを演算処理する締固め管理装置４と、締固め管理装置４により処理された情報を表示する表示装置５と、締固め管理装置４により処理された情報を離れた場所に送信する通信装置６とを備える。

締固め機械情報取得装置２は、コンクリートの締固めを行う締固め機械１１に設けられる。図１（ａ），（ｂ）に示すように、締固め機械１１は、油圧ショベルと呼ばれる建設機械のショベルに換えてコンクリートを締固める複数のバイブレータ１０が取り付けられた車両系建設機械である。締固め機械１１は、車両本体１２から延長し、車両本体１２に対して回動自在に取り付けられた第１アーム１４、第１アーム１４に対して回動自在に取り付けられた第２アーム１５とを備える。第２アーム１５の先端には、複数のバイブレータ１０を回動自在に取り付けるための軸支部１８が設けられ、当該軸支部１８を介してバイブレータ１０が取り付けられている。バイブレータ１０は、棒状に形成された振動機であって、第２アーム１５の先端側において軸支部１８を介して回動自在に取り付けられた回転基部１８Ａの延長方向に沿って所定の間隔を有し、かつ延長方向が互いに同一となるように配設されている。本例では、図１（ｂ）に示すように、合計４本のバイブレータ１０がフォーク状に設けられている。なお、バイブレータ１０の数量及び配置形状についてはこの限りではなく、適宜設定すれば良い。
バイブレータ１０は、例えば締固め作業の間、連続的に動作するようにスイッチがオン、オフの操作がなされる。例えば、バイブレータ１０は、締固め作業の開始時や各締固め区画における作業の開始時に、作業者の操作によりスイッチがオンされて動作を開始し、締固め作業の終了時や各締固め区画における作業の終了時に、スイッチがオフされて動作を停止する。
なお、バイブレータ１０のスイッチのオン操作及びオフ操作は、適宜のタイミングでなされれば良いが、オン操作は、少なくともバイブレータ１０をコンクリートに挿入する前にバイブレータ１０が動作しているようになされることが好ましく、オフ操作は、少なくともバイブレータ１０をコンクリートから引抜いた後になされることが好ましい。

締固め機械情報取得装置２は、機械位置検出手段２１と、姿勢検出手段２２と、挿入深さ検出手段２３とを備える。
機械位置検出手段２１は、締固め機械１１の位置を測位するために設けられ、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems（全地球航法衛星システム）が用いられる。ＧＮＳＳは、複数のＧＮＳＳ衛星２５と、基地局として固定的に設置されたＧＮＳＳ固定局２６と、移動可能に設置されたＧＮＳＳ移動局２７とで構成される。ＧＮＳＳ移動局２７は、複数のＧＮＳＳ衛星２５、及びＧＮＳＳ固定局２６から出力される信号を受信することで、当該ＧＮＳＳ移動局２７の位置情報である緯度、経度及び標高などの地球上における座標位置をリアルタイムに取得する。ＧＮＳＳ移動局２７は、アンテナ２７Ａと受信機２７Ｂとを備える。アンテナ２７Ａは、例えば締固め機械１１の車両本体１２の後部の左右２箇所に設けられ、複数のＧＮＳＳ衛星２５、及びＧＮＳＳ固定局２６から受信した信号を受信機２７Ｂに伝達する。受信機２７Ｂは、アンテナ２７Ａを介して入力された信号に基づき、締固め機械１１の緯度、経度及び高度等の座標位置を取得する。また、本実施形態では、車両本体１２の後部において前後方向軸線の左右対称となるようにアンテナ２７Ａが２箇所設けられていることから、締固め機械１１の座標位置に加え、車両本体１２のロール角についても取得可能となっている。取得された締固め機械１１の座標位置、及び車両本体１２の姿勢を示すロール角は、締固め管理装置４に出力される。

なお、アンテナ２７Ａを締固め機械１１に単独で設けても良い。この場合、別途ロール角を検出するロール角検出手段を設けることで、車両本体１２の幅方向の傾きを検出できる。また、本実施形態では、測位手段としてＧＮＳＳを用いた例を示すが、ＧＮＳＳ移動局２７の代わりに通信装置を備えた測量機器を用いたトータルステーションを用いて締固め機械１１の位置をリアルタイムに測位しても良く、また、従来のＧＰＳシステムを用いて締固め機械１１の位置を測位するようにしても良い。

姿勢検出手段２２は、締固め機械１１に設けられたバイブレータ１０の姿勢を検出する。姿勢検出手段２２は、例えば複数の傾斜センサ２２Ａ；２２Ｂと、ロータリーエンコーダ２２Ｃと、ピッチセンサ２２Ｄとで構成される。傾斜センサ２２Ａ；２２Ｂは、第１アーム１４及び第２アーム１５にそれぞれ設けられ、それぞれ水平方向に対するアーム１４；１５の傾斜角を検出値として出力する。ロータリーエンコーダ２２Ｃは、第２アーム１５の先端の軸支部１８に設けられ、第２アーム１５に対するバイブレータ１０の角度を検出値として出力する。ピッチセンサ２２Ｄは、車両本体１２に設けられ、車両本体１２の前後の傾斜角（ピッチ角）を検出値として出力する。傾斜センサ２２Ａ，２２Ｂ、ロータリーエンコーダ２２Ｃ及びピッチセンサ２２Ｄの検出値は、締固め管理装置４に出力される。締固め管理装置４では、各検出値に基づいて、締固め機械１１の車両本体１２のピッチングやローリング等の姿勢や、バイブレータ１０が取り付けられる第２アーム１５の先端の位置、及び第２アーム１５に対するバイブレータ１０の姿勢等を算出する。

挿入深さ検出手段２３は、打設されたコンクリートへのバイブレータ１０の実際の挿入深さを検出する。挿入深さ検出手段２３としては、例えばコンクリート表面へのレーザの照射により距離を測定する距離センサが用いられる。挿入深さ検出手段２３は、レーザの照射方向（測定方向）がバイブレータ１０の延長方向と平行になるように、第２アーム１５の軸支部１８においてバイブレータ１０とともに回転する回転基部１８Ａに取り付けられる。挿入深さ検出手段２３により検出された検出値Ｘは、締固め管理装置４に出力される。締固め管理装置４では、上記検出値Ｘに基づいて、コンクリートへのバイブレータ１０の挿入の有無、バイブレータ１０による締固めの始終、コンクリートへの挿入の良否が判定される。なお、図１（ｂ）に示すように、距離センサの測定原点２３Ａからバイブレータ１０の先端までの距離は、あらかじめ図外の記憶手段に記憶されており、上述のコンクリートへのバイブレータ１０の挿入の有無、バイブレータ１０による締固めの始終、コンクリートへの挿入の良否を判定するときの基準長さとして用いられる。

締固め管理装置４は、いわゆるコンピュータであって、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、記憶手段とのデータの入出力を可能にする通信手段としての入出力インターフェイスを備える。記憶手段には、コンピュータにより構成された締固め管理装置４を後述の各手段として動作させるプログラムや動作に必要な各種のデータが記憶される。そして、ＣＰＵが、記憶手段に格納されたプログラムに従って後述の処理を実行することにより、後述の各手段として機能する。締固め管理装置４には、上述の各検出手段や、プログラムに従って処理された情報を表示する表示装置５が接続される。

締固め管理装置４の記憶手段には、コンクリート打設計画データ、施工領域地図データ、バイブレータ仕様データ、締固め影響範囲データ、及び締固め時間設定データ等が予め記憶されている。
コンクリート打設計画データは、あらかじめ計画されたコンクリートの打設順序や打設位置及び各打設位置におけるコンクリートの性状情報等をデータベース化したものである。また、コンクリートの性状情報とは、試験施工やスランプ試験等により得られるコンクリートのワーカアビリティーを数値化して表した数値データである。
施工領域地図データは、図１（ａ）に示す施工領域３の地図であって、当該地図上の各位置には座標位置情報が紐づけられている。座標位置情報とは、ＧＮＳＳ衛星２５やＧＮＳＳ固定局２６から得られる緯度、経度及び標高に関する情報である。

バイブレータ仕様データは、上述の締固め機械１１に取り付けられるバイブレータ１０の構成を示すデータである。例えば、バイブレータ１０の数量や配置等である。本実施形態では、バイブレータの仕様を、図１及び図３に示すように、４本のバイブレータ１０をフォーク状に配置したものとして説明するが、これに限定されず、１本、若しくは複数のバイブレータ１０を三角形状、矩形状、台形状等に配置したものでも良い。

締固め影響範囲データは、コンクリートの性状ごとにバイブレータ１０の振動が影響を及ぼす範囲を規定するためのデータベースである。図３（ａ），（ｂ）は、コンクリートの性状に対応して設定される締固め影響範囲Ｒを示す概念図である。同図に示す２点鎖線は、締固め影響範囲Ｒを示している。この締固め影響範囲Ｒは、バイブレータ１０の延長方向と、延長方向に対して直交する方向とが加味されて３次元の領域として設定される。具体的には、打設されたコンクリートの表面に沿う方向に影響を及ぼす表面方向範囲Ｒｈと、当該表面方向範囲Ｒｈ内におけるバイブレータ１０の延長方向に影響を及ぼす延長方向範囲Ｒｆとで形成される３次元領域である。
表面方向範囲Ｒｈ及び延長方向範囲Ｒｆは、過去のデータや試験施工のデータに基づいて設定される。
そして、締固め影響範囲データには、使用するバイブレータ１０の数や性能、配置形状を加味して、打設され得るコンクリートの性状ごとに複数の締固め影響範囲Ｒがデータベースとして規定されている。

締固め時間設定データは、バイブレータ１０によりコンクリートの締固めを行う際に、コンクリートの性状に応じて適切な動作時間（締固め時間）を設定するためのデータベースである。バイブレータ１０の適切な動作時間とは、コンクリート内の空隙、余剰水の抵域、及びコンクリートを流動させるのに十分であって、コンクリートを構成するセメントペーストと骨材とが分離しない時間である。

締固め管理装置４は、上述の締固め機械情報取得装置２から得られた締固め機械１１に係る各情報と、施工領域３に設けられたコンクリート打設情報提供装置７から得られる打設情報とに基づいて、締固め機械１１によるコンクリートの締固め作業に必要な管理処理を実行する。

ここで、コンクリート打設情報提供装置７は、コンクリートの打設位置、及び打設されたコンクリートの打設厚さを測定する打設厚さ測定手段７０と、測定したコンクリートの打設位置、及びコンクリートの打設厚さを締固め管理装置４に出力する通信手段７１とを備える。
打設厚さ測定手段７０は、コンクリートが打設される施工領域３において図示しない支持手段に設けられ、コンクリートの打設位置における打設前後の距離の変化を測定し、コンクリートの打設厚さを測定する。打設厚さ測定手段７０としては、非接触でコンクリートの打設厚さを測定可能な計測器、例えばレーザ距離計測装置が挙げられる。

以下、締固め管理装置４の具体的構成及び処理について説明する。図２に示すように、締固め管理装置４は、締固め位置取得手段４１と、挿入深さ設定処理手段４２と、締固め時間設定処理手段４３と、挿入深さ監視手段４４と、締固め時間監視手段４５と、表示出力処理手段４６と、締固め情報記録手段４７とを備える。

締固め位置取得手段４１は、挿入深さ検出手段２３から入力された検出値Ｘと、閾値αとを比較し、検出値Ｘが閾値αを下回るときに、バイブレータ１０の挿入有りとして判定し、検出値Ｘが閾値α以上のときには、バイブレータ１０の挿入無しとして判定する。ここで、閾値αは、例えば、測定原点２３Ａからバイブレータ１０の先端１０Ａまでの長さＬ１が設定される。
そして、バイブレータ１０の挿入有りとして判定した場合には、機械位置検出手段２１から入力された座標位置、及び姿勢検出手段２２から入力された検出値に基づいて、バイブレータ１０のが挿入された座標位置を取得する。具体的には、ＧＮＳＳ移動局２７によって得られた締固め機械１１の座標位置を基準として、姿勢検出手段２２として第１アーム１４及び第２アーム１５に設けられた傾斜センサ２２Ａ，２２Ｂから入力される検出値と、第１アーム１４の付け根からアンテナ２７Ａまでの距離、第１アーム１４及び第２アーム１５の長さ、バイブレータ１０の配置形状、第２アーム１５の軸支部１８からバイブレータ１０の先端までの距離等の締固め機械１１に関する車両情報と、に基づいてバイブレータ１０の挿入位置Ｐが算定される。なお、バイブレータ１０の位置とは、バイブレータ１０の先端の座標位置をいう。本実施形態のように締固め機械１１に複数のバイブレータ１０が装着される場合には、複数のバイブレータ１０の先端側で形成される配置形状における図心Ｑをバイブレータ１０の位置として処理する（図３（ａ）参照）。これにより、バイブレータ１０がコンクリートに挿入されたときの挿入位置Ｐが自動的に特定される。

図４は、挿入深さ設定処理手段４２によりバイブレータ１０の挿入最適深さＫを設定するときの概念図である。挿入深さ設定処理手段４２は、締固め位置取得手段４１により算定されたバイブレータ１０の挿入位置Ｐ（図５参照）に応じてバイブレータ１０の挿入最適深さＫを設定する。挿入深さ設定処理手段４２では、コンクリート打設計画データを参照し、算定されたバイブレータ１０の挿入位置Ｐにおけるコンクリートの性状情報を取得する。次に、締固め影響範囲データを参照し、取得されたコンクリートの性状に対応する締固め影響範囲Ｒを取得する。次に、打設情報提供装置７から入力されたコンクリートの打設厚さ情報を参照し、当該位置におけるコンクリートの打設厚さＭを取得する。そして、入力されたバイブレータ１０の挿入位置Ｐが、１層目か２層目以上かに応じて挿入最適深さＫを設定する。

バイブレータ１０の挿入位置Ｐが、岩盤上に打設された１層目のブロックＡ、ブロックＢ及びブロックＣのいずれか（最下段のブロック）である場合には、挿入深さ設定処理手段４２は、図４（ｂ）に示すようにバイブレータ１０が岩盤に直接接することなく、締固め影響範囲Ｒの延長方向範囲Ｒｆの下端側が岩盤に到達するように挿入最適深さＫを設定する。

また、図４（ａ）に示すブロックＤのように、バイブレータ１０の挿入位置Ｐが、先に締め固められたブロックＡ上である場合には、挿入深さ設定処理手段４２は、図４（ｃ）に示すようにバイブレータ１０の先端が新たにコンクリートが打設されたブロックＤを貫通し、先に締固めを行ったブロックＡに所定長さＪだけ進入するように、バイブレータ１０の挿入最適深さＫを設定する。即ち、延長方向範囲Ｒｆの下端側がブロックＡに打設されたコンクリートに及ぶように挿入最適深さＫが設定される。設定された挿入最適深さＫは、挿入深さ監視手段４４に出力される。

このように、ブロックＡの上段に位置する２層目のブロックＤの締固めに際して、バイブレータ１０の延長方向範囲Ｒｆが下段に位置するブロックＡに及ぶように挿入最適深さＫを設定することにより、ブロックＤの締固めとともに、ブロックＤとブロックＡとの境界においてブロックＤとブロックＡとが一体化するようにむらなく締固められるため、ブロックＡ及びブロックＤは、硬化後に緊密に一体化し、躯体として強度に優れたコンクリートとなる。

締固め時間設定処理手段４３では、コンクリート打設計画データを参照し、バイブレータ１０の挿入位置Ｐにおけるコンクリートの性状情報を取得する。そして、締固め時間設定データを参照し、取得されたコンクリートの性状に対応する締固め時間Ｔ１を取得し、これを締固め時間Ｔ１として設定する。設定された締固め時間Ｔ１は、締固め時間監視手段４５に出力される。

挿入深さ監視手段４４は、挿入深さ検出手段２３から入力された検出値Ｘと、挿入深さ設定処理手段４２により設定された挿入最適深さＫとを比較し、検出値Ｘが挿入最適深さＫを上回るときに、バイブレータ１０による締固め開始として判定し、検出値Ｘが挿入最適深さＫ以下のときには、締固め終了として判定する。締固め開始を判定した場合には、所定の締固め深さまでバイブレータ１０が挿入されたことを表示出力処理手段４６に報知する。なお、本実施形態では、挿入深さ検出手段２３で検出された検出値Ｘが、挿入最適深さＫを上回るときに締固め開始としたが、挿入最適深さＫよりも短い長さβを設定し、この長さβを上回ったときに締固め開始としても良い。

締固め時間監視手段４５は、挿入深さ監視手段４４から締固めの開始を報知する信号が入力されると、計時処理を開始し、検出値Ｘが閾値γを下回ったときに、計時処理を終了する。閾値γには、例えば、挿入最適深さＫよりも小さい値を設定すれば良い。また、締固め時間監視手段４５は、計時の開始後に、締固め時間設定処理手段４３により設定された締固め時間Ｔ１を経過すると、オペレータに対して当該位置における締固めの完了を報知する。計時処理は、例えば、時間を加算するように処理される。また、締固め時間監視手段４５は、計時の開始した場合に、計時の開始を報知する信号、及び設定された締固め時間Ｔ１に達した場合に、締固め時間Ｔ１に達したことを報知する信号とを表示出力処理手段４６に信号を出力する。

図５は、表示出力処理手段４６により表示装置５のモニター８に表示される表示例を示す図である。表示出力処理手段４６は、締固め作業の進行状況に応じて表示装置５に表示する表示画像を変化させる処理を実行する。
図５に示すように、表示出力処理手段４６は、オペレータに締固め場所を示すように、施工領域３を表示装置５に表示するための処理や、施工領域３における現在のバイブレータ１０の位置Ｆ１を表示するための処理や、施工領域における締固め済みの位置Ｆ２を表示するための処理等を実行する。

例えば、ダム建設の現場では、施工領域３において複数個所で同時に施工がなされることから、モニター８上に、施工領域３全体の地図を表示しておき、施工領域３を構成する複数の区画からオペレータがこれから締固めを行う区画をタッチするなどして選択した際に、当該区画を拡大表示する等の表示処理を行う。
また、図５に示すように、表示出力処理手段４６は、締固め時間監視手段４５から締固めの終了が入力された場合には、区画地図上において締固めが終了した座標位置に対応する位置の表示処理を行う。この表示処理では、例えば、背景色と異なる色で締固め済み詳細には、締固めが終了した座標位置とともに、当該位置を締固める際に取得された締固め影響範囲Ｒ（表面方向範囲Ｒｈ）を、例えば背景色と異なる色で表示することにより、オペレータの視認性を向上させることができる。さらに、複数個所の締固めにより、表面方向範囲Ｒｈが重なる場合には、重複部分Ｆ３を強調するように、表示処理を行うことで、オペレータに締固め状況を好適に知らせることができる。つまり、重複部分Ｆ３がない場合には、締固めに連続性がないことを確認することができる。
なお、上記表示出力処理手段４６による表示処理は、一例であって、オペレータの操作によって適宜変更可能である。例えば、バイブレータ１０を挿入する際に、姿勢検出手段２２で検出されたバイブレータ１０の姿勢や、実際の挿入深さをモニター８に表示させたりすることで、オペレータ１０に対して直観的に締固め作業の状態を知らせることができる。

締固め情報記録手段４７は、実際にバイブレータ１０を動作させて締固め作業を行ったときの締固め作業に関する情報を記録する。締固め作業に関する情報とは、締固めを行った日時、締固めを行った区画番号、当該区画における実際にバイブレータ１０が挿入された座標位置、実際のバイブレータ１０の作動時間（締固め時間監視手段４８による計時の開始から終了までの時間）等とを紐づけした情報である。

表示装置５は、締固め機械１１における操縦席から視認可能に設けられる。表示装置５は、例えば、モニター８や表示灯９Ａ；９Ｂとで構成される。モニター８は、表示出力処理手段４６から出力される施工領域３の地図に、締固め済みの場所や現在の締固め機械１１の位置（バイブレータ１０の位置）を重畳して表示する。表示装置５には、例えばカラー表示可能なディスプレイが適用される。より好ましくは、入力表示手段として機能するタッチパネル式のディスプレイを採用すると良い。
また、表示灯９Ａは、挿入深さ監視手段４４から表示出力処理手段４６に出力される信号に基づいて、点灯又は消灯する。また、表示灯９Ｂは、締固め時間監視手段４５から表示出力処理手段４６に出力される信号に基づいて、点灯又は消灯する。
したがって、オペレータは、これら表示装置５に表示される内容に基づいて、打設されたコンクリートの締固め作業を行うことで、確実にコンクリートの締固めを行うことができる。

通信装置６は、締固め機械１１に搭載される無線通信装置である。通信装置６は、表示装置５に表示される内容や締固め作業に関する情報を施工現場における事務所や施工現場から離れた場所に設けられた事務所等に出力する。このように締固め作業に関する情報を共有することで、オペレータ以外の作業員も締固め作業を監視できるため、締固め作業をより確実に行うことができる。

図６は、締固め管理装置４の処理手順を示すフローチャートである。締固め管理装置４は、オペレータの操作によるコンクリートへのバイブレータ１０の挿入をトリガーとして動作する。
［バイブレータの挿入の検出］
（Ｓ１０１）
挿入深さ検出手段２３から出力される検出値Ｘに基づいて、コンクリートへのバイブレータ１０の挿入の有無を判定する。挿入深さ検出手段２３から出力された検出値Ｘが、閾値αを下回るときには、バイブレータ１０の挿入有りとして、Ｓ１０２に処理を移す。また、検出値Ｘが、閾値α以上のときには、バイブレータ１０の挿入無しとして、処理を戻し、コンクリートへのバイブレータ１０の挿入の有無の監視を継続する。

［バイブレータの挿入位置の取得］
（Ｓ１０２）
バイブレータ１０の挿入有りとして検出されたときの、バイブレータ１０の位置情報（挿入位置）を取得し、Ｓ１０３に処理を移す。
（Ｓ１０３）
記憶手段から打設計画データを読み出し、コンクリート打設情報提供装置７からバイブレータ１０の挿入位置Ｐに対応するコンクリートの性状を取得し、Ｓ１０４に処理を移す。
（Ｓ１０４）
記憶手段から締固め影響範囲データを読み出し、Ｓ１０２で取得されたコンクリートの性状に対応する締固め影響範囲Ｒを取得し、Ｓ１０５に処理を移す。

［バイブレータの挿入深さの設定］
（Ｓ１０５）
バイブレータ１０の挿入された位置が、２層目以上であるかを判定し、２層目以上である場合にＳ１０６に処理を移し、２層目以上の位置でない場合、つまり１層目である場合にＳ１０７に処理を移す。ここで、２層目以上の位置である場合とは、図４（ａ）に示すブロックＤのように、下方側（下段側）先に締め固められた未硬化のブロックが存在する場合である。
（Ｓ１０６）
上記Ｓ１０５においてコンクリートの打設位置が２層目以上の位置であると判定されたことに応じて、Ｓ１０４で得られた締固め影響範囲Ｒ及び打設厚さＭに基づいて、延長方向範囲Ｒｆの下端側が、バイブレータ１０が挿入されたコンクリート及びその下層のコンクリートを含むように挿入最適深さＫを設定し、Ｓ１０８に処理を移す。即ち、これから締固めを行う上層のコンクリートを貫通し、先に締固めが行われた下層のコンクリートにバイブレータ１０の先端が所定長さ進入するように挿入最適深さＫを設定する。
（Ｓ１０７）
上記Ｓ１０５においてコンクリートの打設位置が２層目以上の位置でないと判定されたことに応じて、Ｓ１０４で得られた締固め影響範囲Ｒ及び打設厚さＭに基づいて、延長方向範囲Ｒｆの下端側が岩盤面に到達するように挿入最適深さＫを設定し、Ｓ１０８に処理を移す。

［締固め時間の設定］
（Ｓ１０８）
記憶手段から打設計画データを参照し、上記Ｓ１０３で取得されたコンクリートの性状に対応する締固め時間Ｔ１を設定し、処理を移す。以上の処理によって、バイブレータ１０の挿入位置Ｐにおけるバイブレータ１０の挿入最適深さＫ、及び締固め時間Ｔ１の設定が完了する。

（Ｓ１０９）
オペレータの操作によりコンクリート内に挿入されたバイブレータ１０の実際の挿入深さ、すなわち、挿入深さ検出手段２３から入力された検出値Ｘと、設定されたバイブレータ１０の挿入最適深さＫとを比較し、検出値Ｘが挿入最適深さＫに到達若しくは、それ以上となった場合に、Ｓ１１０に処理を写し、到達していない場合には当該処理（Ｓ１０９）を継続する。
（Ｓ１１０）
上記Ｓ１０９の判定により、バイブレータ１０の実際の挿入深さが、挿入最適深さＫに達したことに基づいて、表示出力処理手段４６にバイブレータ１０が挿入最適深さＫに達したことを示す信号を出力し、Ｓ１１１に処理を移す。これにより、表示出力処理手段４６では、表示灯９Ａを点灯させる処理が実行される。
（Ｓ１１１）
上記Ｓ１０９においてバイブレータ１０による締固めが開始されたことに基づいて、Ｓ１０８で設定された締固め時間Ｔ１の締固めがなされるように、締固め時間監視手段４５による計時処理を開始するとともに、表示出力処理手段４６に締固めが開始されたことを示す信号を出力し、Ｓ１１２に処理を移す。これにより、表示出力処理手段４６では、表示灯９Ｂを点灯させる処理が実行される。
（Ｓ１１２）
上記Ｓ１１１の計時処理の開始に基づいて、締固め時間Ｔ１が経過したかを判定し、経過した場合にＳ１１３に処理を移し、経過していない場合に当該処理（Ｓ１１２）を繰り返す。当該処理を繰り返すことにより、オペレータに対して締固めを継続すべきことが報知される。
（Ｓ１１３）
上記Ｓ１１２においてバイブレータ１０による締固め時間Ｔ１が経過したことに基づいて、表示出力処理手段４６に締固め終了を報知し、Ｓ１１４に処理を移す。これにより、表示出力処理手段４６は、表示灯９Ａを消灯させる。
（Ｓ１１４）
上記表示灯９Ａの消灯を視認したオペレータが、バイブレータ１０を引抜くように操作した際に、
挿入深さ検出手段２３により検出される検出値Ｘが閾値γを下回った場合にＳ１１５に処理を移し、検出値Ｘが閾値γ以上の場合、当該処理（Ｓ１１４）を継続する。
（Ｓ１１５）
上記Ｓ１１４の判定に基づいて、計時処理を終了するとともに、表示出力処理手段４６に計時処理の終了を報知し、Ｓ１１６に処理を移す。
（Ｓ１１６）
上記Ｓ１１５において計時処理が終了したことに基づいて、計時処理により計測された実際の締固め時間及び挿入深さ、及び挿入位置Ｐと対応付けて記憶手段に記憶するとともに、当該挿入位置Ｐにおいて締固めが完了したことを表す表示をモニター８上に付加表示して、Ｓ１０１に処理を移す。
上記Ｓ１０１〜Ｓ１１６の処理を繰り返すことによって、バイブレータ１０を挿入する毎の挿入位置Ｐの位置座標、締固め時間Ｔ１及び実際の挿入深さ（検出値Ｘ）が紐付けられて記憶されることにより、コンクリートの打設完了後において、各挿入位置Ｐごとの締固め履歴を確認することが可能となる。

以上のとおり、本実施形態に係る管理方法によれば、バイブレータ１０の挿入された位置のコンクリートの性状に対応するバイブレータ１０の締固め影響範囲Ｒが考慮されて挿入最適深さＫ及び締固め時間Ｔ１が設定されるため、適切な締固め効果を得ることができる。
また、挿入最適深さＫの設定は、バイブレータ１０の挿入された直下に位置するコンクリートに締固めの影響が及ぶように行われるため、下層に位置するコンクリートとの一体性を高めることが可能となる。
また、コンクリートへのバイブレータ１０の挿入作業において、オペレータによる締固めの操作をサポートするように、バイブレータ１０が設定された挿入最適深さＫに到達した際や、締固め時間Ｔ１の計時処理が開始されたことを表示装置５に表示するとともに、締固め時間Ｔ１となった際に締固めの終了を報知する表示がなされるため、均質な締固めを行うことができる。また、締固め後には、締固めを行った位置が表示装置５のモニター８上に締固め影響範囲Ｒを含んで表示されるため、隣接するコンクリートに締固めの影響が及んでいるか一目で視認できるので、締固め忘れや締固め不良を確実に防止できる。さらに、締固めが終了する毎に、締固めを行ったときの日時、締固められた挿入位置Ｐのブロック番号と実際にバイブレータ１０の挿入された座標位置、実際のバイブレータ１０の作動時間やバイブレータ１０の挿入深さ等が締固め情報として記憶手段に記録されるため、施工後であっても締固め履歴（締固めのトレーサビリティ）を検証することができる。

なお、上記実施形態では、コンクリートの打設厚さＭを打設厚さ測定手段７０により測定するものとして説明したが、挿入深さ検出手段２３から出力される検出値Ｘに基づいて、バイブレータ１０を挿入する位置におけるコンクリートの打設厚さＭを取得するようにしても良い。
例えば、岩盤上に打設されたコンクリートの場合、岩盤上の各位置における座標位置は、測量等により既知のものである。また、バイブレータ１０の先端の座標位置は、機械位置検出手段２１、姿勢検出手段２２及び挿入深さ検出手段２３によって取得することができる。
したがって、岩盤上に打設されたコンクリートの締固め前の打設厚さは、測量により得られた座標位置と、バイブレータ１０の挿入直前の座標位置とに基づいて算定することができる。この算定された締固め前の打設厚さＭに基づいて、挿入最適深さＫを設定し、締固めを行う。そして、締固め後にバイブレータ１０をコンクリートから引抜く際には、引抜く直前のバイブレータ１０の先端の座標位置を記憶させる。これにより、締固め前後のコンクリートの打設厚さの変化を考慮したより精度の高い締固めを行うことができる。
すなわち、各ブロックを締固める際に、バイブレータ１０を引抜く直前のバイブレータ１０の先端の座標位置のすべてを記憶させて、締固め後のコンクリートの平均厚さを算出し、これを基準として締固め後のコンクリートの上に打設されたコンクリートの締固め前の打設厚さを算定することにより、より正確に挿入最適深さＫを設定することができる。

また、上記実施形態では、挿入深さ検出手段２３によりバイブレータ１０のコンクリートへの挿入を検知するものとして説明したが、別途挿入検知手段を設けて、バイブレータ１０のコンクリートへの挿入を検出するようにしても良い。上記挿入検知手段としては、例えば、音センサによりバイブレータ１０のコンクリートへの挿入、コンクリートからの引抜きを検知するように構成しても良い。

１ コンクリート締固め管理装置、２ 締固め機械情報取得装置、３ 施工領域、
４ 締固め管理装置、５ 表示装置、６ 通信装置、
７ コンクリート打設情報提供装置、８ モニター、９Ａ；９Ｂ 表示灯、
２１ 機械位置検出手段、２２ 姿勢検出手段、２３ 挿入深さ検出手段、
４１ 締固め位置取得手段、４２ 挿入深さ設定処理手段、
４３ 締固め時間設定処理手段、４４ 挿入深さ監視手段、４５ 締固め時間監視手段、
４６ 表示出力処理手段、４７ 締固め情報記録手段、７０ 打設厚さ測定手段。

Claims (2)

1. 予め設定された所定の区画内にコンクリートを打設し、打設後のコンクリートを振動機により締固める工法における処理装置によるコンクリートの打設管理方法であって、
   前記所定の区画内のコンクリートに挿入される振動機の位置を検出するステップと、
   振動機の挿入された位置におけるコンクリートの性状に基づいて、当該性状と対応付けられた前記振動機の振動による締固め影響範囲を取得するステップと、
   前記所定の区画内に打設されたコンクリートの周囲に位置するコンクリートの一部に前記取得された締固め影響範囲が重なるように、前記打設されたコンクリートに対する前記振動機の挿入深さを設定するステップと、
   前記打設されたコンクリート表面にレーザを照射し、前記打設されたコンクリートへの前記振動機の挿入深さを検出し、検出された前記振動機の挿入深さと前記設定された挿入深さとを比較しつつ、前記振動機を前記打設されたコンクリートに挿入するステップと、
   を含むことを特徴とするコンクリートの打設管理方法。
2. 前記所定の区画内に打設されたコンクリートの性状に基づいて、当該性状と対応付けられた前記振動機による締固め時間を取得するステップと、
   前記振動機の動作時間が前記締固め時間に達したことに基づいて、当該締固め時間を前記振動機の挿入位置と対応して記憶するステップと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のコンクリートの打設管理方法。