JP7256576B1 - 杭施工方法および杭計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】沈設中の杭の中心位置を安定した精度をもって安全に管理することが可能な杭施工方法を提供する。【解決手段】第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とレーザープロファイラー４とを有する杭計測装置１を設置し、ＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号に基づいて第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する相対位置を測位し、レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設中の杭Ｐの外周からの反射光に基づいて杭Ｐの中心の現場座標系でのＸＹ座標を取得し、修正する。【選択図】図１２

Description

この発明は、沈設中の杭の中心位置を安定した精度をもって安全に管理することが可能な杭施工方法、およびその杭施工方法に使用する杭計測装置に関する。

一般に、敷地に杭を施工するに際しては、まず、準備工程として、杭を施工する敷地を測量し、その敷地の設計上の杭の中心位置となる地点に、目印としての杭心棒を打つ。また、その杭心棒から現場座標系のＸ方向とＹ方向とに所定距離だけ離れた地点に２本の逃げ棒を立てる（特許文献１、特許文献２）。

その後、杭の施工を行なう。このとき、杭を施工する位置にある杭心棒を地面から抜き取る必要があるが、杭心棒を地面から抜き取ると、設計上の杭の中心位置となる地点（杭心棒のあった地点）を直接確認することができなくなる。そのため、杭の施工を行なうに際しては、上記の２本の逃げ棒を用いて、杭の中心位置を管理する。

例えば、地面に掘削孔を形成した後、その掘削孔に杭を沈設するときは、２本の逃げ棒から沈設中の杭の外周に向けて２本の検尺棒を水平に延ばし、その２本の検尺棒の先端をそれぞれ沈設中の杭の外周に当て、２本の逃げ棒から杭の外周までの距離が所定距離に一致するように（つまり沈設中の杭の中心位置が、設計上の杭の中心位置に近づくように）沈設中の杭の位置を逐次修正するという方法で、杭の中心位置を管理する。

特開２００９－１７４１２４号公報 特開２０１１－６９０７４号公報

ところで、上記のように、沈設中の杭の中心位置を管理するのに、２本の逃げ棒から沈設中の杭の外周に向けて２本の検尺棒を延ばす方法をとったのでは、以下の問題がある。

すなわち、２本の逃げ棒から沈設中の杭の外周に向けて延ばした２本の検尺棒の先端を杭の外周に当てるときに、杭の外周に垂直に当てるのが難しく、検尺棒を担当する作業員によって、検尺棒の水平が保たれていなかったり、検尺棒が杭の外周に対して斜めに当たっていたりすることがある。そのため、沈設中の杭の中心位置を、安定した精度をもって管理するのが難しいという問題がある。

また、沈設中の杭の外周に２本の検尺棒の先端を当てる作業は、２名の作業員が、杭施工重機の真下に入って行なう必要があるため、安全性の点でも問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、沈設中の杭の中心位置を安定した精度をもって安全に管理することが可能な杭施工方法を提供することである。

この発明では、上記課題を解決するため、以下の構成の杭施工方法を提供する。
［構成１］
ＧＮＳＳ衛星からの信号を受信する固定局を設置する固定局設置工程と、
杭を施工する敷地の現場座標系での座標が既知の第１の地点にＧＮＳＳ衛星からの信号を受信する移動局を設置し、その移動局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号と、前記固定局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号とに基づいて、前記第１の地点の前記固定局に対する公共座標系での相対位置を測位する第１の相対測位工程と、
前記敷地の現場座標系での座標が既知の第２の地点に前記移動局を設置し、その移動局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号と、前記固定局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号とに基づいて、前記第２の地点の前記固定局に対する公共座標系での相対位置を測位する第２の相対測位工程と、
前記第１の相対測位工程で得た前記第１の地点の前記固定局に対する公共座標系での相対位置と、前記第２の相対測位工程で得た前記第２の地点の前記固定局に対する公共座標系での相対位置と、前記第１の地点および前記第２の地点の現場座標系での既知の各座標とに基づいて、前記固定局に対する公共座標系での相対位置と現場座標系での座標との対応関係を設定する対応関係設定工程と、
本体フレームと、前記本体フレームにそれぞれ取り付けられた第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーとを有し、前記第１のＧＮＳＳアンテナと前記第２のＧＮＳＳアンテナが、ＧＮＳＳ衛星からの信号を水平方向に所定の間隔をおいた２箇所で受信するように前記本体フレームに取り付けられている杭計測装置を、前記敷地の設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に設置する杭計測装置設置工程と、
前記敷地に杭を沈設する杭沈設工程と、
前記第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナがそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星からの信号と、前記固定局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号とに基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナの前記固定局に対する公共座標系での各相対位置を測位するＧＮＳＳアンテナ測位工程と、
前記レーザープロファイラーからレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設中の前記杭の外周からの反射光に基づいて、沈設中の前記杭の中心の前記レーザープロファイラーからの距離および方向を測定する杭心測定工程と、
前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナの前記固定局に対する公共座標系での各相対位置と、前記対応関係設定工程で設定した前記対応関係と、前記杭心測定工程で測定される沈設中の前記杭の中心の前記レーザープロファイラーからの距離および方向とに基づいて、沈設中の前記杭の中心位置の現場座標系での座標を取得する杭心座標取得工程と、
前記杭心座標取得工程で取得される前記杭の中心位置の現場座標系での座標に基づいて、沈設中の前記杭の位置を逐次修正する杭心ずれ修正工程と、を有する杭施工方法。

この構成を採用すると、第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーとを有する杭計測装置を使用するので、沈設中の杭の中心位置を、安定した精度をもって、安全に管理することが可能となる。すなわち、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に杭計測装置を設置したとき、その杭計測装置の第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置は、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナがそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星からの信号と、固定局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号とに基づいて測位することができる（ＧＮＳＳアンテナ測位工程）。ここで、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置は、対応関係設定工程で設定される対応関係に基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの現場座標系での各座標に変換することができる。また、第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーの相対的な位置関係があらかじめ判明しているので、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの現場座標系での各座標が分かれば、レーザープロファイラーの現場座標系での座標と向きとが特定される。そのため、レーザープロファイラーで測定される沈設中の杭の中心のレーザープロファイラーからの距離および方向に基づいて、沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標を取得することができる（杭心座標取得工程）。このように、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に杭計測装置を設置するだけで、沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標を取得することができるので、安定した精度をもって、安全に沈設中の杭の中心位置を管理することが可能である。

［構成２］
前記杭心ずれ修正工程で沈設中の杭の位置を逐次修正するときに、前記杭心座標取得工程は、前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される前記第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナの前記固定局に対する公共座標系での各相対位置と、前記杭心測定工程で測定される沈設中の前記杭の中心の前記レーザープロファイラーからの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新することで、沈設中の前記杭の中心位置の現場座標系での座標を逐次更新する構成１に記載の杭施工方法。

この構成を採用すると、杭心ずれ修正工程で沈設中の杭の位置を逐次修正するときに、精度よく杭の位置を修正することが可能となる。すなわち、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標を逐次更新する方法として、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置の情報と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭の中心のレーザープロファイラーからの距離および方向の情報とを、両者とも逐次更新するという方法が考えられるが、そのような方法をとった場合、一般に、ＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて測位される公共座標系での相対位置は、時間の経過に応じて数ｃｍ程度の誤差範囲で揺れ動くことから、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置も誤差範囲で揺れ動き、その結果、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標も誤差範囲で揺れ動いて不安定となるおそれがある。そこで、杭心ずれ修正工程で沈設中の杭の位置を逐次修正するときは、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭の中心のレーザープロファイラーからの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新するようにすると、ＧＮＳＳ衛星からの信号に基づいて測位される公共座標系での相対位置の誤差の影響を排除することが可能となり、その結果、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標が安定し、精度よく杭の位置を修正することが可能となる。

［構成３］
前記杭心座標取得工程で取得される沈設中の前記杭の中心位置の現場座標系での座標と、設計上の杭の中心位置の現場座標系での座標との差をリアルタイムで表示するディスプレイ装置を、杭施工重機のオペレータ室に設置し、前記杭施工重機のオペレータが、前記杭心ずれ修正工程において沈設中の前記杭の位置修正を行なうときに前記ディスプレイ装置を視認可能とした構成１または２に記載の杭施工方法。

この構成を採用すると、杭施工重機のオペレータが、沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標と、設計上の杭の中心位置の現場座標系での座標との差をリアルタイムで把握することができるので、沈設中の杭の位置を逐次修正する作業をきわめて効率よく行なうことが可能となる。

［構成４］
前記杭沈設工程の前に、前記敷地の設計上の杭の中心位置となる地点の上方に前記杭を待機させる杭待機工程と、
前記レーザープロファイラーからレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設前の前記杭の外周からの反射光に基づいて沈設前の前記杭の中心の前記レーザープロファイラーからの距離および方向を測定する沈設前杭心測定工程と、
前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナの前記固定局に対する公共座標系での各相対位置と、前記対応関係設定工程で設定した前記対応関係と、前記沈設前杭心測定工程で測定される沈設前の前記杭の中心の前記レーザープロファイラーからの距離および方向とに基づいて、沈設前の前記杭の中心位置の現場座標系での座標を取得する沈設前杭心座標取得工程と、
前記沈設前杭心座標取得工程で取得される沈設前の前記杭の中心位置の現場座標系での座標と、あらかじめ設定された設計上の前記杭の中心位置の現場座標系での座標とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の前記杭の待機位置が誤っている旨の異常を報知する杭心間違い検知工程と、を更に有する構成１から３のいずれかに記載の杭施工方法。

この構成を採用すると、杭を、その杭を施工すべき地点ではなく、他の杭を施工すべき地点に施工してしまう間違い（杭心間違い）を確実に防止することが可能となる。

［構成５］
前記杭沈設工程の前に、前記敷地の設計上の杭の中心位置となる地点の上方に前記杭を待機させる杭待機工程と、
前記レーザープロファイラーからレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設前の前記杭の外周からの反射光に基づいて沈設前の前記杭の杭径を測定する杭径測定工程と、
前記杭径測定工程で測定した沈設前の前記杭の杭径とあらかじめ設定された設計上の杭径とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の前記杭の杭径が誤っている旨の異常を報知する杭径間違い検知工程と、を更に有する構成１から４のいずれかに記載の杭施工方法。

この構成を採用すると、本来の杭径とは異なる杭径の杭を施工してしまう間違い（杭径間違い）を確実に防止することが可能となる。

また、この発明では、上記の杭施工方法に使用する杭計測装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
［構成６］
本体フレームと、前記本体フレームにそれぞれ取り付けられた第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーとを有し、
前記レーザープロファイラーは、レーザープロファイラーから水平に離れて配置された杭の中心のレーザープロファイラーからの距離および方向を測定することができるように、レーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光するように構成され、
前記第１のＧＮＳＳアンテナと前記第２のＧＮＳＳアンテナは、ＧＮＳＳ衛星からの信号を水平方向に所定の間隔をおいた２箇所で受信するように前記本体フレームに取り付けられている杭計測装置。

［構成７］
前記第１のＧＮＳＳアンテナおよび前記第２のＧＮＳＳアンテナは、ＧＮＳＳ衛星からの信号を水平方向に６００ｍｍ以上の間隔をおいた２箇所で受信するように前記本体フレームに取り付けられている構成６に記載の杭計測装置。

この構成を採用すると、第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナが、水平方向に大きく離れているので、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置を測位したときに、その測位データに基づいて、レーザープロファイラーの現場座標系での向きを精度よく特定することができ、その結果、杭の中心位置の現場座標系での座標を精度よく取得することが可能となる。

［構成８］
前記第１のＧＮＳＳアンテナ、前記第２のＧＮＳＳアンテナ、前記レーザープロファイラーの各信号を携帯情報端末に無線送信する無線モジュールを有する構成６または７に記載の杭計測装置。

この構成を採用すると、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に杭計測装置を設置したときに、杭施工重機等の邪魔にならずに、第１のＧＮＳＳアンテナ、第２のＧＮＳＳアンテナ、レーザープロファイラーの各信号を送信することが可能となる。

この発明の杭施工方法は、第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーとを有する杭計測装置を使用するので、沈設中の杭の中心位置を、安定した精度をもって、安全に管理することが可能である。すなわち、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に杭計測装置を設置したとき、その杭計測装置の第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置は、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナがそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星からの信号と、固定局が受信するＧＮＳＳ衛星からの信号とに基づいて測位することができる（ＧＮＳＳアンテナ測位工程）。ここで、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置は、対応関係設定工程で設定される対応関係に基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの現場座標系での各座標に変換することができる。また、第１のＧＮＳＳアンテナと第２のＧＮＳＳアンテナとレーザープロファイラーの相対的な位置関係があらかじめ判明しているので、第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの現場座標系での各座標が分かれば、レーザープロファイラーの現場座標系での座標と向きとが特定される。そのため、レーザープロファイラーで測定される沈設中の杭の中心のレーザープロファイラーからの距離および方向に基づいて、沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標を取得することができる（杭心座標取得工程）。このように、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に杭計測装置を設置するだけで、沈設中の杭の中心位置の現場座標系での座標を取得することができるので、安定した精度をもって、安全に沈設中の杭の中心位置を管理することが可能である。

この発明の実施形態の杭施工方法で使用する杭計測装置の斜視図 図１の杭計測装置の断面図 この発明の実施形態の杭施工方法で使用する固定局、移動局、杭計測装置、無線ルーター、携帯情報端末を模式的に示す図 この発明の実施形態の杭施工方法で杭を施工する敷地の平面図 この発明の実施形態の杭施工方法において、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の上方に掘削ロッドを配置し、その掘削ロッドの芯出しを行なう状態を示す斜視図 図５の平面図 図５に示す状態の後、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点の近傍に図１の杭計測装置を設置した状態を示す図 図７に示す状態の後、杭計測装置を用いて掘削ロッドの掘削ずれを修正しながら、掘削孔を形成する状態を示す図 図８に示す状態の後、敷地における設計上の杭の中心位置となる地点（掘削孔の中心）の上方に杭を配置し、その杭の芯出しを行なう状態を示す斜視図 図９に示す状態の後、杭計測装置を用いて杭の中心位置を測定する状態を示す図 図１０の杭の近傍を拡大して示す図 図９に示す状態の後、杭計測装置を用いて杭の中心の位置ずれを修正しながら、杭を沈設する状態を示す図

図１、図２に、この発明の実施形態の杭施工方法で使用する杭計測装置１を示す。杭計測装置１は、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とレーザープロファイラー４と本体フレーム５と制御部６と電源部７と筐体８とを有する。

図２に示すように、本体フレーム５は、水平に延びる水平フレーム５ａと、水平フレーム５ａの両端から下方に延びる一対の垂直フレーム５ｂとを有する。垂直フレーム５ｂの下端は、筐体８の底部に固定されている。第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ（図３参照）からの信号を水平方向に６００ｍｍ以上（好ましくは８００ｍｍ以上）の間隔をおいた２箇所で受信するように水平フレーム５ａの長手方向の一端部と他端部に取り付けられている。ＧＮＳＳ衛星Ｓとしては、ＧＰＳ衛星（米国）、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星（ロシア）、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星（欧州）、ＢＤＳ衛星（中国）、みちびき（日本）などが挙げられる。

第１のＧＮＳＳアンテナ２と水平フレーム５ａの間には、第１のＧＮＳＳアンテナ２よりも大きい輪郭形状（例えば、１０ｃｍ以上の直径をもつ円形状）をもつ金属プレート９が水平に組み込まれている。金属プレート９は、地面から反射するＧＮＳＳ衛星Ｓ（図３参照）の電波を遮蔽する。同様に、第２のＧＮＳＳアンテナ３と水平フレーム５ａの間にも金属プレート９が組み込まれている。

筐体８は、本体フレーム５と制御部６と電源部７とを収容している。筐体８の上面には、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とをそれぞれ露出させるアンテナ用開口１０が形成されている。第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３は、図示しない電気配線を介して制御部６に接続されている。電源部７は、制御部６に電力を供給するバッテリーである。

レーザープロファイラー４は、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３の中間に位置するように水平フレーム５ａの長手方向の中央部に取り付けられている。レーザープロファイラー４は、筐体８の上面に形成された中央開口１１から上方に突出して設けられている。

図１０、図１１に示すように、レーザープロファイラー４は、レーザープロファイラー４から水平に離れて配置された対象物（図では杭Ｐ）の表面の各点のレーザープロファイラー４からの距離を測定することができるように、レーザー光を水平に走査しながら照射するとともに、その反射光を受光するように構成されている。レーザープロファイラー４は、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とを結ぶ方向（図では左右方向）と直交する方向（図では上下方向）を中心とする扇形の範囲（図では左右一対の破線で挟まれる範囲）で受光する反射光に基づいて後述の各工程を行なう。

レーザープロファイラー４としては、例えば、レーザー光を水平に投光する投光部と、そのレーザー光の対象物からの反射光を受光する受光部とをもつ投受光ユニットを、上下方向の軸線まわりに回転駆動し、投受光ユニットの回転角の情報と、投光部から投光するレーザー光と受光部で受光する反射光との位相差（また時間差）に基づいて得られる投受光ユニットからレーザー光の反射点までの距離の情報とを出力する構成のものを採用することができる。レーザープロファイラー４は、図示しない電気配線を介して制御部６（図１参照）に接続されている。

図１に示す制御部６には、第１のＧＮＳＳアンテナ２、第２のＧＮＳＳアンテナ３、レーザープロファイラー４からの各信号が入力される。制御部６は無線モジュールを内蔵しており、第１のＧＮＳＳアンテナ２、第２のＧＮＳＳアンテナ３、レーザープロファイラー４の各信号を、図３に示すように、無線ルーター１２（例えばＷｉ－Ｆｉルーター）を介して携帯情報端末１３に無線送信することが可能となっている。この実施形態では、無線ルーター１２を介して携帯情報端末１３に無線送信する構成としたが、無線ルーター１２を介さずにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等で直接、携帯情報端末１３に無線送信する構成を採用してもよい。

図３に示すように、この実施形態の杭施工方法では、固定局１４、移動局１５、杭計測装置１、無線ルーター１２、携帯情報端末１３を使用する。固定局１４は、ＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号を受信するアンテナと、無線ルーター１２を介して無線通信するための無線モジュールとを内蔵している。固定局１４は、作業員が持ち運び、敷地Ｇの任意の場所に三脚等で据え付けることができるように構成されている。

移動局１５も、ＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号を受信するアンテナと、無線ルーター１２を介して無線通信するための無線モジュールとを内蔵している。移動局１５は、アンテナから下方にまっすぐ延びるポール部分を有し、敷地Ｇの任意の地点にポール部分を立てることで、その地点の真上にアンテナを配置することが可能となっている。この実施形態では、固定局１４および移動局１５として、無線ルーター１２を介して無線通信を行なうものを例に挙げたが、無線ルーター１２を介さずにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等で直接、無線通信を行なうものを使用してもよい。

携帯情報端末１３は、例えば、タブレット端末である。携帯情報端末１３は、固定局１４から受信する信号と、移動局１５から受信する信号と、杭計測装置１から受信する信号とに基づいて、後述の各工程の情報処理を実行する。また、携帯情報端末１３は、液晶等のディスプレイ画面を有し、後述の各工程の情報処理の結果を表示するディスプレイ装置としても機能する。

以下、この発明の実施形態の杭施工方法を説明する。

＜杭情報入力工程＞
図３に示す携帯情報端末１３に、図４に示す敷地Ｇに施工予定の各杭Ｐ１～Ｐ１５の杭番号、施工予定の各杭Ｐ１～Ｐ１５の中心位置の現場座標系でのＸＹ座標、施工予定の各杭Ｐ１～Ｐ１５の杭径、掘削ロッドＲ（図８参照）の直径等の情報を入力する。現場座標系は、敷地Ｇにおける杭の施工位置、杭径、杭長等を記載した杭伏図で使用されるＸＹ座標系である。現場座標系は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ（図３参照）からの信号による測位で使用される公共座標系（緯度および経度に基づく座標系）とは、座標の原点や座標軸の方向が異なる。

＜固定局設置工程＞
図４に示すように、杭Ｐ１～Ｐ１５を施工する敷地Ｇに固定局１４を設置する。敷地Ｇはあらかじめ測量が行われ、その敷地Ｇの設計上の各杭Ｐ１～Ｐ１５の中心位置となる地点に、目印としての杭心棒が打たれている。固定局１４は、杭Ｐ１～Ｐ１５を施工する期間中、杭Ｐ１～Ｐ１５の施工の邪魔とならない地点に設置する。固定局１４を設置する地点は、現場座標系でのＸＹ座標が既知の地点である必要はなく、現場座標系でのＸＹ座標が未知の任意の地点でよい。

＜第１の相対測位工程＞
次に、敷地Ｇにおける現場座標系でのＸＹ座標が既知の第１の地点に移動局１５を設置する。例えば、杭Ｐ２の杭心棒のある地点（現場座標系でのＸＹ座標が、１００００，－１００００の地点）に移動局１５を設置する。そして、図３に示すように、移動局１５が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号と、固定局１４が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号とに基づいて、第１の地点（図４の杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対位置を測位する。すなわち、４機以上のＧＮＳＳ衛星Ｓからの電波信号を、図４に示すように、第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）にある移動局１５と、固定局１４とで同時に受信し、その電波信号の位相差に基づいて、第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係（基線ベクトル）を測位する。

＜第２の相対測位工程＞
次に、敷地Ｇにおける現場座標系でのＸＹ座標が既知の第２の地点に移動局１５を移動して設置する。例えば、杭Ｐ１４の杭心棒のある地点（現場座標系でのＸＹ座標が、－１００００，１００００の地点）に移動局１５を移動して設置する。そして、図３に示すように、移動局１５が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号と、固定局１４が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号とに基づいて、第２の地点（図４の杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対位置を測位する。すなわち、４機以上のＧＮＳＳ衛星Ｓからの電波信号を、図４に示すように、第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）にある移動局１５と、固定局１４とで同時に受信し、その電波信号の位相差に基づいて、第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係を測位する。

＜対応関係設定工程＞
次に、第１の相対測位工程で得た第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対位置と、第２の相対測位工程で得た第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対位置と、第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の現場座標系での既知のＸＹ座標（１００００，－１００００）と、第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の現場座標系での既知のＸＹ座標（－１００００，１００００）とに基づいて、固定局１４に対する公共座標系での相対位置と現場座標系でのＸＹ座標との対応関係を設定する。すなわち、第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係と、第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係とを取得すれば、第１の地点（杭Ｐ２の杭心棒のある地点）の現場座標系でのＸＹ座標（１００００，－１００００）と第２の地点（杭Ｐ１４の杭心棒のある地点）の現場座標系でのＸＹ座標（－１００００，１００００）とが既に判明しているので、固定局１４に対する公共座標系での相対位置と、現場座標系でのＸＹ座標との対応関係が一義的に定まり、その結果、敷地Ｇの任意の地点について、その地点の固定局１４に対する公共座標系での相対位置を、現場座標系でのＸＹ座標に変換することが可能となる。この変換を行なうための対応関係を設定する。

＜掘削ロッド芯出し工程＞
杭Ｐ１～Ｐ１５のいずれか（以下、単に「杭Ｐ」という）を沈設する掘削孔を敷地Ｇに形成するための掘削ロッドＲ（図５参照）の芯出しを行なう。具体的には、図５、図６に示すように、設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏから、現場座標系のＸ方向とＹ方向とに所定距離だけ離れた地点に２本の逃げ棒１６を立てた状態で、設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏから杭心棒を抜き取り、その地点Ｏの上方に掘削ロッドＲを誘導する。次に、２本の逃げ棒１６から掘削ロッドＲの外周に向けて２本の検尺棒１７を水平に延ばし、その２本の検尺棒１７の先端をそれぞれ掘削ロッドＲの外周に当て、２本の逃げ棒１６から掘削ロッドＲの外周までの距離が所定距離に一致するように（つまり掘削ロッドＲの中心位置が、設計上の杭Ｐの中心位置に一致するように）掘削ロッドＲを位置決めする。

＜杭計測装置設置工程＞
その後、図７に示すように、杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの近傍に杭計測装置１を設置する。具体的には、杭Ｐの中心位置となる地点Ｏからレーザープロファイラー４までの距離が、５ｍ以内（好ましくは３ｍ以内）となる程度の近傍位置に杭計測装置１を設置する。杭計測装置１を設置する向きは、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とを結ぶ方向が、杭Ｐの中心位置となる地点Ｏとレーザープロファイラー４とを結ぶ方向と直角となるような向きとする。

＜ＧＮＳＳアンテナ測位工程＞
次に、図３に示すように、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３がそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号と、固定局１４が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号とに基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置を測位する。すなわち、４機以上のＧＮＳＳ衛星Ｓからの電波信号を、杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの近傍に設置した杭計測装置１の第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３と、固定局１４とで同時に受信し、その電波信号の位相差に基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナ２の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係と、第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での相対的な位置関係とを測位する。

＜掘削前ロッド中心測定工程＞
図７に示すように、レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、掘削前の掘削ロッドＲの外周からの反射光に基づいて、掘削前の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向を測定する。掘削ロッドＲの中心の位置は、例えば、掘削ロッドＲの外周の各点からの反射光に基づいて、レーザープロファイラー４から掘削ロッドＲの外周の各点までの距離を取得し、その各点のうちレーザープロファイラー４からの距離が最も近い点の位置から掘削ロッドＲの直径（上記の杭情報入力工程で図３の携帯情報端末１３に入力された値）の半分に相当する分だけレーザープロファイラー４から遠い側にオフセットすることで求めることができる。また、例えば、掘削ロッドＲの外周の各点からの反射光に基づいて、レーザープロファイラー４から掘削ロッドＲの外周の各点までの距離を取得し、その各点にフィットする円を最小二乗法等で算出し、その円の中心位置を掘削ロッドＲの中心位置としてもよい。

＜掘削前ロッド中心座標取得工程＞
ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、上述の対応関係設定工程で設定した対応関係と、掘削前ロッド中心測定工程で測定される掘削前の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とに基づいて、掘削前の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得する。すなわち、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置は、上述の対応関係設定工程で設定される対応関係に基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の現場座標系での各ＸＹ座標に変換することができる。また、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とレーザープロファイラー４の相対的な位置関係があらかじめ判明しているので、図７に示すように、杭計測装置１を敷地Ｇに設置したときの第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の現場座標系での各ＸＹ座標が分かれば、レーザープロファイラー４の現場座標系でのＸＹ座標と、レーザープロファイラー４の現場座標系での向きとが特定される。そのため、レーザープロファイラー４で測定される掘削前の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向に基づいて、掘削前の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得することができる。

＜掘削工程＞
その後、図８に示すように、掘削ロッドＲで地面に掘削孔１８を形成する。ここで、掘削ロッドＲで地面に掘削孔１８を形成する間、杭計測装置１と携帯情報端末１３とを用いて、以下のロッド中心測定工程とロッド中心座標取得工程と掘削ずれ修正工程とを行なう。

＜ロッド中心測定工程＞
上記の掘削前ロッド中心測定工程と同様に、レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、掘削中の掘削ロッドＲの外周からの反射光に基づいて、掘削中の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向を測定する。

＜ロッド中心座標取得工程＞
上記の掘削前ロッド中心座標取得工程と同様に、
ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、上述の対応関係設定工程で設定した対応関係と、ロッド中心測定工程で測定される掘削中の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とに基づいて、掘削中の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得する。

＜掘削ずれ修正工程＞
上記のロッド中心座標取得工程で取得される掘削中の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標に基づいて、掘削中の掘削ロッドＲの位置を逐次修正する。すなわち、ロッド中心座標取得工程で取得される掘削中の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標と、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標との差を、図３の携帯情報端末１３のディスプレイ画面にリアルタイムで表示する。携帯情報端末１３は、掘削ロッドＲで掘削作業をする杭施工重機のオペレータ室に設置し、杭施工重機のオペレータが、ディスプレイ装置を視認しながら掘削中の掘削ロッドＲの位置を逐次修正する。このとき、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、ロッド中心測定工程で測定される掘削中の掘削ロッドＲの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新することで、掘削中の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を逐次更新する。更新は一定時間ごと（例えば０．５秒ごと）に行なう。

この掘削ずれ修正工程において、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標は、上記の杭情報入力工程で携帯情報端末１３に入力されたＸＹ座標をそのまま使用することも可能であるが、一般に、ＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号に基づいて測位される公共座標系での相対位置は、数ｃｍ程度の誤差を有することから、この誤差の影響をできるだけ排除するため、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標は、上記の掘削前ロッド中心座標取得工程で取得したＸＹ座標に更新する（つまり、上記の掘削前ロッド中心座標取得工程で取得した掘削前の掘削ロッドＲの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標として使用する）ことが好ましい。

＜杭待機工程＞
地面に掘削孔１８を形成した後、図９に示すように、敷地Ｇの設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの上方（掘削孔１８の上方）に杭施工重機で杭Ｐを保持し、待機させる。そして、２本の逃げ棒１６から杭Ｐの外周に向けて２本の検尺棒１７を水平に延ばし、その２本の検尺棒１７の先端をそれぞれ杭Ｐの外周に当て、２本の逃げ棒１６から杭Ｐの外周までの距離が所定距離に一致するように（つまり杭Ｐの中心位置が、設計上の杭Ｐの中心位置に一致するように）、杭施工重機で杭Ｐを位置決めする。この位置決めした杭Ｐに対し、杭計測装置１と携帯情報端末１３とを用いて、以下の沈設前杭心測定工程と沈設前杭心座標取得工程と杭心間違い検知工程と杭径測定工程と杭径間違い検知工程とを行なう。

＜沈設前杭心測定工程＞
図１０、図１１に示すように、レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設前の杭Ｐの外周からの反射光に基づいて、沈設前の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向を測定する。ここで、杭Ｐの中心の位置は、杭Ｐの外周の各点からの反射光に基づいて、レーザープロファイラー４から杭Ｐの外周の各点までの距離を取得し、その各点のうちレーザープロファイラー４からの距離が最も近い点の位置から杭Ｐの直径（上記の杭情報入力工程で図３の携帯情報端末１３に入力された値）の半分に相当する分だけレーザープロファイラー４から遠い側にオフセットすることで求めることができる。また、例えば、杭Ｐの外周の各点からの反射光に基づいて、レーザープロファイラー４から杭Ｐの外周の各点までの距離を取得し、その各点にフィットする円を最小二乗法等で算出し、その円の中心位置を杭Ｐの中心位置としてもよい。

＜沈設前杭心座標取得工程＞
ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、上述の対応関係設定工程で設定した対応関係と、沈設前杭心測定工程で測定される沈設前の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とに基づいて、沈設前の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得する。

＜杭心間違い検知工程＞
沈設前杭心座標取得工程で取得される沈設前の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標と、あらかじめ設定された設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標（杭情報入力工程で図３の携帯情報端末１３に入力された値）とを比較する。そして、両者の差があらかじめ設定されたしきい値よりも大きいときは、図３の携帯情報端末１３のディスプレイ画面に杭心間違いのエラー表示を出し、沈設前の杭Ｐの待機位置が誤っている旨の異常を杭施工重機のオペレータに報知する。

＜杭径測定工程＞
また、上記の沈設前杭心測定工程において、レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光するとき、沈設前の杭Ｐの外周からの反射光に基づいて、沈設前の杭Ｐの杭径の測定を行なう。杭径の測定は、例えば、図１０、図１１に示すように、杭Ｐの外周の各点からの反射光に基づいて、レーザープロファイラー４から杭Ｐの外周の各点までの距離および方向を取得し、その各点にフィットする円を最小二乗法等で算出し、その円の直径を杭Ｐの杭径とすることで行なうことができる。

＜杭径間違い検知工程＞
杭径測定工程で測定した沈設前の杭Ｐの杭径とあらかじめ設定された設計上の杭径（杭情報入力工程で図３の携帯情報端末１３に入力された値）とを比較し、両者の差があらかじめ設定されたしきい値よりも大きいときは、図３の携帯情報端末１３のディスプレイ画面に杭径間違いのエラー表示を出し、沈設前の杭Ｐの杭径が誤っている旨の異常を杭施工重機のオペレータに報知する。

＜杭沈設工程＞
上記の杭心間違い検知工程と杭径間違い検知工程で杭心間違いや杭径間違いが無いことを確認した後、図１２に示すように、杭Ｐを掘削孔１８に沈設する。ここで、杭Ｐの沈設を行なう間、杭計測装置１と携帯情報端末１３とを用いて、以下の杭心測定工程と杭心座標取得工程と杭心ずれ修正工程とを行なう。

＜杭心測定工程＞
レーザープロファイラー４からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設中の杭Ｐの外周からの反射光に基づいて、沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向を測定する。杭Ｐの中心の位置は、上記の沈設前杭心測定工程と同様にして求めることができる。

＜杭心座標取得工程＞
ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、上述の対応関係設定工程で設定した対応関係と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とに基づいて、沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得する。

＜杭心ずれ修正工程＞
杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標に基づいて、杭Ｐが掘削孔１８の孔底に到達するまでの間、沈設中の杭Ｐの位置を逐次修正する。すなわち、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標と、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標との差を、図３の携帯情報端末１３のディスプレイ画面にリアルタイムで表示する。携帯情報端末１３は、杭Ｐの沈設をする杭施工重機のオペレータ室に設置し、杭施工重機のオペレータが、ディスプレイ装置を視認しながら、沈設中の杭Ｐの位置を逐次修正する。このとき、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新することで、沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を逐次更新する。更新は一定時間ごと（例えば０．５秒ごと）に行なう。

この杭心ずれ修正工程において、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標は、上記の杭情報入力工程で携帯情報端末１３に入力されたＸＹ座標をそのまま使用することも可能であるが、上記の沈設前杭心座標取得工程で取得したＸＹ座標に更新する（つまり、上記の沈設前杭心座標取得工程で取得した沈設前の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標として使用する）ことが好ましい。

この実施形態の杭施工方法は、図１に示すように、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とレーザープロファイラー４とを有する杭計測装置１を使用するので、図１２に示すように、沈設中の杭Ｐの中心位置を、安定した精度をもって、安全に管理することが可能である。すなわち、敷地Ｇにおける設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの近傍に杭計測装置１を設置したとき、図３に示すように、その杭計測装置１の第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置は、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３がそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号と、固定局１４が受信するＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号とに基づいて測位することができる（ＧＮＳＳアンテナ測位工程）。ここで、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置は、対応関係設定工程で設定される対応関係に基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の現場座標系での各ＸＹ座標に変換することができる。また、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３とレーザープロファイラー４の相対的な位置関係があらかじめ判明しているので、第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の現場座標系での各ＸＹ座標が分かれば、レーザープロファイラー４の現場座標系でのＸＹ座標と向きとが特定される。そのため、図１２に示すように、レーザープロファイラー４で測定される沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向に基づいて、沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得することができる（杭心座標取得工程）。このように、敷地Ｇにおける設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの近傍に杭計測装置１を設置するだけで、沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を取得することができるので、安定した精度をもって、安全に沈設中の杭Ｐの中心位置を管理することが可能である。

また、この実施形態の杭施工方法は、杭心ずれ修正工程で沈設中の杭Ｐの位置を逐次修正するときに、精度よく杭Ｐの位置を修正することが可能である。すなわち、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を逐次更新する方法として、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置の情報と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向の情報とを、両者とも逐次更新するという方法が考えられるが、そのような方法をとった場合、一般に、図３に示すＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号に基づいて測位される公共座標系での相対位置は、時間の経過に応じて数ｃｍ程度の誤差範囲で揺れ動くことから、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置も誤差範囲で揺れ動き、その結果、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標も誤差範囲で揺れ動いて不安定となるおそれがある。そこで、この実施形態のように、杭心ずれ修正工程で沈設中の杭Ｐの位置を逐次修正するときに、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で取得される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での各相対位置と、杭心測定工程で測定される沈設中の杭Ｐの中心のレーザープロファイラー４からの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新するようにすると、ＧＮＳＳ衛星Ｓからの信号に基づいて測位される第１のＧＮＳＳアンテナ２および第２のＧＮＳＳアンテナ３の固定局１４に対する公共座標系での相対位置の誤差の影響を排除することが可能となり、その結果、杭心座標取得工程で取得される沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標が安定し、精度よく杭Ｐの位置を修正することが可能となる。

また、この実施形態の杭施工方法は、杭施工重機のオペレータが、杭施工重機のオペレータ室に設置した携帯情報端末１３のディスプレイ画面を視認することで、沈設中の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標と、設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標との差をリアルタイムで把握することができるので、沈設中の杭Ｐの位置を逐次修正する作業をきわめて効率よく行なうことが可能である。

また、この実施形態の杭施工方法は、上記の杭心間違い検知工程において、沈設前の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標と、あらかじめ設定された設計上の杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の杭Ｐの待機位置が誤っている旨の異常を報知するので、杭Ｐを、その杭Ｐを施工すべき地点Ｏではなく、他の杭Ｐ’を施工すべき地点Ｏ’に施工してしまう間違い（杭心間違い）を確実に防止することが可能である。

また、この実施形態の杭施工方法は、上記の杭径間違い検知工程で、杭径測定工程で測定した沈設前の杭Ｐの杭径と、あらかじめ設定された設計上の杭径とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の杭Ｐの杭径が誤っている旨の異常を報知するので、本来の杭径とは異なる杭径の杭Ｐ’を施工してしまう間違い（杭径間違い）を確実に防止することが可能である。

また、この実施形態の杭計測装置１は、第１のＧＮＳＳアンテナ２と第２のＧＮＳＳアンテナ３が、水平方向に大きく離れているので、ＧＮＳＳアンテナ測位工程で第１のＧＮＳＳアンテナおよび第２のＧＮＳＳアンテナの固定局に対する公共座標系での各相対位置を測位したときに、その測位データに基づいて、レーザープロファイラー４の現場座標系での向きを精度よく特定することができる。その結果、杭Ｐの中心位置の現場座標系でのＸＹ座標を精度よく取得することが可能となっている。

また、この実施形態の杭計測装置１は、第１のＧＮＳＳアンテナ２、第２のＧＮＳＳアンテナ３、レーザープロファイラー４の各信号を携帯情報端末１３に無線送信する無線モジュールが制御部６に設けられているので、敷地Ｇにおける設計上の杭Ｐの中心位置となる地点Ｏの近傍に杭計測装置１を設置したときに、杭施工重機等の邪魔にならずに、第１のＧＮＳＳアンテナ２、第２のＧＮＳＳアンテナ３、レーザープロファイラー４の各信号を送信することが可能である。

上記実施形態では、まず掘削ロッドＲで掘削孔１８を形成し、その後、掘削孔１８に杭Ｐを沈設するタイプの杭の施工方法を例に挙げて説明したが、この発明は、掘削孔１８を形成せずに、杭Ｐを直接、地中に沈設するタイプの杭の施工方法（例えば、杭Ｐを回転させながら杭Ｐの下端に設けた羽根で地盤を掘り進めることで、杭Ｐを沈設する施工方法）にも適用することが可能である。

１ 杭計測装置
２ 第１のＧＮＳＳアンテナ
３ 第２のＧＮＳＳアンテナ
４ レーザープロファイラー
５ 本体フレーム
６ 制御部（無線モジュール）
１３ 携帯情報端末
１４ 固定局
１５ 移動局
Ｇ 敷地
Ｓ ＧＮＳＳ衛星
Ｐ 杭
Ｏ 杭の中心位置となる地点

Claims (5)

1. ＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号を受信する固定局（１４）を設置する固定局設置工程と、
   杭（Ｐ）を施工する敷地（Ｇ）の現場座標系での座標が既知の第１の地点にＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号を受信する移動局（１５）を設置し、その移動局（１５）が受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号と、前記固定局（１４）が受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号とに基づいて、前記第１の地点の前記固定局（１４）に対する公共座標系での相対位置を測位する第１の相対測位工程と、
   前記敷地（Ｇ）の現場座標系での座標が既知の第２の地点に前記移動局（１５）を設置し、その移動局（１５）が受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号と、前記固定局（１４）が受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号とに基づいて、前記第２の地点の前記固定局（１４）に対する公共座標系での相対位置を測位する第２の相対測位工程と、
   前記第１の相対測位工程で得た前記第１の地点の前記固定局（１４）に対する公共座標系での相対位置と、前記第２の相対測位工程で得た前記第２の地点の前記固定局（１４）に対する公共座標系での相対位置と、前記第１の地点および前記第２の地点の現場座標系での既知の各座標とに基づいて、前記固定局（１４）に対する公共座標系での相対位置と現場座標系での座標との対応関係を設定する対応関係設定工程と、
   本体フレーム（５）と、前記本体フレーム（５）にそれぞれ取り付けられた第１のＧＮＳＳアンテナ（２）と第２のＧＮＳＳアンテナ（３）とレーザープロファイラー（４）とを有し、前記第１のＧＮＳＳアンテナ（２）と前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）が、ＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号を水平方向に所定の間隔をおいた２箇所で受信するように前記本体フレーム（５）に取り付けられている杭計測装置（１）を、前記敷地（Ｇ）の設計上の杭（Ｐ）の中心位置となる地点（Ｏ）の近傍に設置する杭計測装置設置工程と、
   前記敷地（Ｇ）に杭（Ｐ）を沈設する杭沈設工程と、
   前記第１のＧＮＳＳアンテナ（２）および前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）がそれぞれ受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号と、前記固定局（１４）が受信するＧＮＳＳ衛星（Ｓ）からの信号とに基づいて、第１のＧＮＳＳアンテナ（２）および前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）の前記固定局（１４）に対する公共座標系での各相対位置を測位するＧＮＳＳアンテナ測位工程と、
   前記レーザープロファイラー（４）からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設中の前記杭（Ｐ）の外周からの反射光に基づいて、沈設中の前記杭（Ｐ）の中心の前記レーザープロファイラー（４）からの距離および方向を測定する杭心測定工程と、
   前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナ（２）および前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）の前記固定局（１４）に対する公共座標系での各相対位置と、前記対応関係設定工程で設定した前記対応関係と、前記杭心測定工程で測定される沈設中の前記杭（Ｐ）の中心の前記レーザープロファイラー（４）からの距離および方向とに基づいて、沈設中の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標を取得する杭心座標取得工程と、
   前記杭心座標取得工程で取得される前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標に基づいて、沈設中の前記杭（Ｐ）の位置を逐次修正する杭心ずれ修正工程と、を有する杭施工方法。
2. 前記杭心ずれ修正工程で沈設中の杭（Ｐ）の位置を逐次修正するときに、前記杭心座標取得工程は、前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される前記第１のＧＮＳＳアンテナ（２）および前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）の前記固定局（１４）に対する公共座標系での各相対位置と、前記杭心測定工程で測定される沈設中の前記杭（Ｐ）の中心の前記レーザープロファイラー（４）からの距離および方向とのうち、前者の情報は更新せずに固定し、後者の情報のみを逐次更新することで、沈設中の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標を逐次更新する請求項１に記載の杭施工方法。
3. 前記杭心座標取得工程で取得される沈設中の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標と、設計上の杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標との差をリアルタイムで表示するディスプレイ装置（１３）を、杭施工重機のオペレータ室に設置し、前記杭施工重機のオペレータが、前記杭心ずれ修正工程において沈設中の前記杭（Ｐ）の位置修正を行なうときに前記ディスプレイ装置（１３）を視認可能とした請求項１または２に記載の杭施工方法。
4. 前記杭沈設工程の前に、前記敷地（Ｇ）の設計上の杭（Ｐ）の中心位置となる地点（Ｏ）の上方に前記杭（Ｐ）を待機させる杭待機工程と、
   前記レーザープロファイラー（４）からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設前の前記杭（Ｐ）の外周からの反射光に基づいて沈設前の前記杭（Ｐ）の中心の前記レーザープロファイラー（４）からの距離および方向を測定する沈設前杭心測定工程と、
   前記ＧＮＳＳアンテナ測位工程で測位される第１のＧＮＳＳアンテナ（２）および前記第２のＧＮＳＳアンテナ（３）の前記固定局（１４）に対する公共座標系での各相対位置と、前記対応関係設定工程で設定した前記対応関係と、前記沈設前杭心測定工程で測定される沈設前の前記杭（Ｐ）の中心の前記レーザープロファイラー（４）からの距離および方向とに基づいて、沈設前の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標を取得する沈設前杭心座標取得工程と、
   前記沈設前杭心座標取得工程で取得される沈設前の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標と、あらかじめ設定された設計上の前記杭（Ｐ）の中心位置の現場座標系での座標とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の前記杭（Ｐ）の待機位置が誤っている旨の異常を報知する杭心間違い検知工程と、を更に有する請求項１または２に記載の杭施工方法。
5. 前記杭沈設工程の前に、前記敷地（Ｇ）の設計上の杭（Ｐ）の中心位置となる地点（Ｏ）の上方に前記杭（Ｐ）を待機させる杭待機工程と、
   前記レーザープロファイラー（４）からレーザー光を水平に走査しながら照射するとともにその反射光を受光し、沈設前の前記杭（Ｐ）の外周からの反射光に基づいて沈設前の前記杭（Ｐ）の杭径を測定する杭径測定工程と、
   前記杭径測定工程で測定した沈設前の前記杭（Ｐ）の杭径とあらかじめ設定された設計上の杭径とを比較し、両者の差がしきい値よりも大きいときは、沈設前の前記杭（Ｐ）の杭径が誤っている旨の異常を報知する杭径間違い検知工程と、を更に有する請求項１または２に記載の杭施工方法。

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