JP7336140B2

JP7336140B2 - アンカー孔形成機に設けられる計測システム

Info

Publication number: JP7336140B2
Application number: JP2020112398A
Authority: JP
Inventors: 章栗原; 則之本間
Original assignee: 株式会社興和
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2040-06-30
Also published as: JP2022011336A

Description

本発明は、アンカー孔形成機に設けられる計測システムに関するものである。

例えば地滑り地域の安定地盤上にある移動土塊のすべり滑動を抑止する構造として特許文献１に開示されるグラウンドアンカー工が提案されている。

このグラウンドアンカー工は、施工対象領域となる地山の法面にアンカー孔を形成し、続いて、このアンカー孔内にＰＣ鋼線材などの引張り材を挿入し、続いて、アンカー孔の先端部（底部）にグラウト材を注入して引張り材の先端部を定着させ、続いて、アンカー孔から突出する引張り材に該アンカー孔の径より大きい受圧板を付設し、続いて、引張り材を緊張させて受圧板を移動土塊の表面に圧接させることで構築される。

また、このグラウンドアンカー工は、施工対象領域において多数構築され、構築するに不可欠となるアンカー孔は削孔機（アンカー孔形成機）を使用して形成されるが、このアンカー孔削孔機は、スライドベースと、このスライドベースにスライド自在に設けられ掘削ロッド体を軸回転自在に保持するロッド保持部とを有し、スライドベースに対してロッド保持部をスライドさせることで掘削ロッド体を法面に挿入して該法面を掘削する構成である。

尚、掘削ロッド体は、外管ロッドと該外管ロッドの内側に配される内管ロッドとからなり、この外管ロッド及び内管ロッドはいずれも複数本に分割可能な構造であり、最先端の外管ロッド及び内管ロッド夫々の先端には掘削刃が設けられている。

ところで、アンカー孔は、施工対象領域において予め行われる地盤調査に基づいて設計され、安定地盤内の適正位置まで到達する削孔長と、施工後に移動土塊の移動を抑止するに適した削孔角度で形成される必要があるが、実際にこのアンカー孔を前述したアンカー孔形成機を使用して設計通りに形成するには熟練技術を必要とし、また、このアンカー孔の形成作業は作業者にとって大きな負担となっている。特に地盤構成の複雑な現場では、設計通りに定着地盤が確認できずに抑止効果を発揮できないケースもある。

即ち、アンカー孔形成機による掘削中、例えば地盤中の石や硬質な安定地盤に到達した際など、掘削ロッド体は硬質の部位に当たると掘削方向が変わる場合がある為、特にアンカー孔形成機の操作者が熟練者（掘削時の音や振動などを熟知した操作者）でないと、掘削方向が変わったことに気づかぬまま掘削を継続してしまい、作業精度が著しく低下してしまう。

そこで、アンカー孔を掘削する際、地盤の固さや地層の変化に応じて給圧や回転数を変えたり、送水量を調整することで孔内にたまった削孔くず（スライム）をこまめに排出するなどの対応を行っているが、やはり厄介である。また、これまで地中に挿入した深度は継合する分割ロッドの数で確認していた為、作業者の計測ミスや記録ミスなどのヒューマンエラーが生じる可能性が高く、虚偽の報告や手戻り工事を発生させる要因となっている。

更に、掘削作業中に記録した計測情報は、工事現場から事務所へ戻って管理コンピュータへ入力しなければならず、これも作業者にとって大きな負担となっている。

特公平５－８５６９６号公報

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、従来に無い実用的なアンカー孔形成機に設けられる計測システムを提供する。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

法面51における安定地盤52上の移動土塊53が移動することを抑止するグラウンドアンカー工配設用にして前記移動土塊53から前記安定地盤52まで及ぶアンカー孔31を形成するための下記のアンカー孔形成機20に設けられる計測システムであって、前記スライドベース22の上面には削孔長計測部１が設けられ、この削孔長計測部１は、前記ロッド保持部23の後端部にレーザーを照射して得られる距離データから該ロッド保持部23のスライド量を計測するように構成され、また、前記スライドベース22の上面には削孔角度計測部２が設けられ、この削孔角度計測部２は、前記ロッド保持部23で保持された前記掘削ロッド体21の傾斜角度を計測するように構成され、また、前記削孔長計測部１及び前記削孔角度計測部２に接続され夫々の計測情報を記録し、この計測情報を無線通信回線を介して随時送信する情報記録部４と、この情報記録部４から送信される前記計測情報を受信して処理する情報処理部５と、前記削孔長計測部１及び前記削孔角度計測部２により得た夫々の前記計測情報を表示する計測情報表示部３とを有し、前記情報処理部５は、施工対象領域において地盤調査をして作成される地盤断面図10に、前記削孔長計測部１及び前記削孔角度計測部２により得た夫々の前記計測情報から解析される前記掘削ロッド体21の掘削状況を重ね合わせた画像を作成する画像作成機能が設けられ、更に、前記計測情報表示部３は作業者が持つ携帯型端末であることを特徴とするアンカー孔形成機に設けられる計測システム。
記
スライドベース22に掘削ロッド体21を保持するロッド保持部23がスライド自在に設けられ、このロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21は前記スライドベース22と平行となるように構成されており、前記スライドベース22に対して前記ロッド保持部23をスライドさせることで、前記掘削ロッド体21を前記スライドベース22と平行状態で前記法面51に挿入して該法面51を掘削するアンカー孔形成機に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、熟練者でなくても簡易且つ良好にアンカー孔を形成することができ、しかも、作業者の負担を軽減できるなど、従来に無い実用的なアンカー孔形成機に設けられる計測システムとなる。

本実施例の要部の動作説明図である。本実施例の要部の説明図である。本実施例の要部の使用状態説明図である。施工対象領域における地盤調査の説明図である。本実施例を用いたグラウンドアンカー工30の構築方法を説明する工程図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、アンカー孔形成機20を操作し、スライドベース22に対してロッド保持部23をスライドさせることで、掘削ロッド体21を法面51に挿入して掘削する。

このアンカー孔31を掘削する際、削孔長計測部１により、ロッド保持部23にレーザーを照射して得られる距離データから該ロッド保持部23のスライド量を計測しており、このことからアンカー孔31の削孔長が求められ、また、削孔角度計測部２により、ロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21の傾斜角度を計測しており、このことからアンカー孔31の削孔角度が求められ、この削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により得た夫々の計測情報（削孔長及び削孔角度）は計測情報表示部３で表示される。

例えば、アンカー孔形成機20を操作する操作者は、計測情報表示部３の表示を見て削孔長と削孔角度を確認し、現在の削孔状況を把握して操作が行える。仮に削孔角度が適正な角度からずれているようであれば、それを適正な角度へ補正する操作を行いながら掘削作業を継続し、予定の削孔長に到達した時点で掘削を停止する。

従って、計測情報表示部３を見ながらアンカー孔形成機20を操作すれば熟練者でなくても簡易且つ良好にアンカー孔31を形成することができる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、法面51にアンカー孔31を形成するアンカー孔形成機20に設けられる計測システムである。

本実施例で使用されるアンカー孔形成機20は、既存の削孔機であり、図１に図示したようにグラウンドアンカー工30を構築する施工対象領域に設けられる架台６に設置されるもので、削孔部（ロータリーパーカッションドリル構造）と、この削孔部20Ａを傾斜回動自在に支持する支持部20Ｂと、この削孔部20Ａ及び支持部20Ｂを操作する図示省略の操作部とで構成されている。

この削孔部20Ａは、スライドベース22と、このスライドベース22の上面に前後方向にスライド自在に設けられ前端部に掘削ロッド体21を保持するロッド保持部23とで構成されている。

また、ロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21はスライドベース22と平行となるように構成されている。

従って、スライドベース22に対してロッド保持部23を前方へスライドさせることで、掘削ロッド体21をスライドベース22と平行状態で法面51に挿入して掘削することになる。

また、ロッド保持部23は、掘削ロッド体21を保持した状態で前後方向へ移動させる機能の他、掘削ロッド体21を軸回転させる機能及び掘削ロッド体21を打撃する機能を備えている。

掘削ロッド体21は、外管ロッド21ａと該外管ロッド21ａの内側に配される図示省略の内管ロッドとからなり、この外管ロッド21ａ及び内管ロッドはいずれも複数本に分割可能な構造であり、最先端の外管ロッド21ａ及び内管ロッド夫々の先端には掘削刃が設けられている。

符号22ａは掘削ロッド体21を挿通自在にして回動自在に支承する支承部である。

計測装置は、スライドベース22の上面に設けられる削孔長計測部１及び削孔角度計測部２と、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により得た夫々の計測情報を表示する計測情報表示部３と、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２に接続され夫々の計測情報を記録し、この計測情報を無線通信回線を介して送信する情報記録部４と、この情報記録部４から送信される計測情報を受信して処理し、処理した情報を無線通信回線を介して計測情報表示部３へ送信する情報処理部５を有する。

具体的には、削孔長計測部１は、図１に図示したようにレーザー距離計であり、スライドベース22に対して前方へ移動するロッド保持部23の後端部にレーザーを照射して反射する反射光を受光することで得られる距離データから該ロッド保持部23のスライド量を計測するように構成されている。

従って、ロッド保持部23のスライド量を計測することで、アンカー孔31の削孔長が求められる。

削孔角度計測部２は、図に図示したように電子傾斜計であり、ロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21の傾斜角度を計測するように構成されている。

従って、ロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21の傾斜角度を計測することで、アンカー孔31の削孔角度が求められる。

計測情報表示部３は、図２，３に図示したように作業者が持つ携帯型端末（スマートフォンやタブレット）であり、本実施例では、アンカー孔形成機20の操作部にも計測情報表示部３が設けられている。

この計測情報表示部３は、後述する情報処理部５から無線通信回線を介して送信される情報を受信して表示される。

情報記録部４は、図１，２に図示したようにデータロガーであり、前述した削孔長計測部１及び削孔角度計測部２に接続され夫々の計測情報を記録するように構成されている。

また、この情報記録部４には無線信号機能を備え、この情報記録部４で記録されたデータは無線通信回線（インターネット回線）を介して遠隔地の情報処理部５に送信され集積・加工され、この情報処理部５から無線通信回線（インターネット回線）を介して現場作業者が持つ端末等（計測情報表示部３）に情報が送信される（図２参照）。尚、情報処理部５は施工対象領域に設けても良い。

情報処理部５は、図２に図示したように管理コンピュータ（データセンター：サーバー）であり、無線通信回線（インターネット回線）を介した送受信機能を備え、前述した情報記録部４から得られた計測情報を受信して蓄積し、処理するものである。

また、情報処理部５は、図３に図示したように施工対象領域において地盤調査をして作成される地盤断面図10に、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により得た夫々の計測情報から解析される掘削ロッド体21の掘削状況を重ね合わせた画像を作成する画像作成機能を備えている。

この画像も無線通信回線（インターネット回線）を介して現場作業者が持つ端末等（計測情報表示部３）に送信される。

前述した地盤調査は、図４に図示したように施工対象領域50（例えば地滑り地域）の複数箇所をボーリングして得られるコア50ａから分析して地盤断面図10が作成される。

符号11は地盤断面図10を作成するに基となる調査データを蓄積して情報処理部５へ送信する地盤調査装置、51は法面、52は安定地盤、53は移動土塊である。

以上の構成から成る本実施例を用いたグランウンドアンカー工50の構築方法について説明する。

まず、施工対象領域50となる地山の法面51（図５中（ａ）参照）にアンカー孔31を形成する。

具体的には、法面51の所定位置に設置されたアンカー孔形成機20を操作し、スライドベース22に対してロッド保持部23をスライドさせることで、掘削ロッド体21を法面51に挿入して掘削する。詳細には、ロッド保持部23により一の掘削ロッド体21を軸回転させつつ
前方へスライド及び打撃することで所定の深さまで掘削し、次に、この一の掘削ロッド体21に他の掘削ロッド体21を連結し、ロッド保持部23により複数連結された掘削ロッド体21を軸回転させつつ前方へスライド及び打撃することで所定の深さまで掘削し、以降、削孔長に応じた本数の掘削ロッド体21を連結しながら同様の作業を繰り返すことで一つのアンカー孔31が形成される。

また、このアンカー孔31を掘削する際、削孔長計測部１により、ロッド保持部23にレーザーを照射して得られる距離データから該ロッド保持部23のスライド量を計測しており、１本あたりの計測長を累計することでアンカー孔31の削孔長が求められ、また、削孔角度計測部２により、ロッド保持部23で保持された掘削ロッド体21の傾斜角度を計測しており、このことからアンカー孔31の削孔角度が求められ、この削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により得た夫々の計測情報（削孔長及び削孔角度）は計測情報表示部３でタイムリーに表示される。

従って、計測情報表示部３を見ながらアンカー孔形成機20を操作すれば熟練者でなくても簡易且つ良好にアンカー孔31を形成することができる（図５中（ｂ）参照）。

続いて、アンカー孔31内にＰＣ鋼線材などの引張り材32を挿入し、続いて、アンカー孔の先端部（底部）にグラウト材33を注入して引張り材32の先端部を定着させ、続いて、アンカー孔31から突出する引張り材32に該アンカー孔31の径より大きい受圧板34を付設し（図５中の（ｃ）参照）、続いて、引張り材32を緊張させて受圧板34を移動土塊53の表面に圧接させながら、受圧板34の開口部からグラウト材33を再度アンカー孔31内に注入して構築される（図５中の（ｄ）参照）。

本実施例は上述のように構成したから、熟練者でなくても簡易且つ良好にアンカー孔31を形成することができ、しかも、作業者の負担を軽減できることになる。

また、調査結果と比較しながら削孔を進めることで、アンカーを定着する基岩層の位置を特定でき、より確かな地盤の抑え効果を期待することが可能となる。

また、本実施例は、法面51に持ち込むアンカー孔形成機20に大掛かりな装置を付与したくない要求がある中、計測装置が大掛かりなものでなくコンパクトな構造からアンカー孔形成機20に設けても何ら支障がない。

また、本実施例は、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２に接続され夫々の計測情報を記録し、この計測情報を無線通信回線を介して送信する情報記録部４と、この情報記録部４から送信される計測情報を受信して処理する情報処理部５を有するから、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により計測される削孔長及び削孔角度を良好に処理することができる。

また、本実施例は、施工対象領域50において地盤調査をして作成される地盤断面図10に、削孔長計測部１及び削孔角度計測部２により得た夫々の計測情報から解析される掘削ロッド体21の掘削状況を重ね合わせた画像を作成する画像作成機能を情報処理部５に備えたから、作業者はアンカー孔31の削孔長及び削孔角度に加え、地中にあって見ることのできない掘削ロッド体21の掘削状況もイメージしながら作業を良好に行うことができ、アンカー孔で重要な定着地盤深度の確認が可能となる。

また、本実施例は、計測情報表示部３は作業者が持つ携帯型端末であるから、この計測情報表示部３を持つ作業員全員が各種情報を共有しながら作業を進めることができる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１削孔長計測部
２削孔角度計測部
３計測情報表示部
４情報記録部
５情報処理部
10 地盤断面図
20 アンカー孔形成機
21 掘削ロッド体
22 スライドベース
23 ロッド保持部
31 アンカー孔
51 法面
52 安定地盤
53 移動土塊

Claims

法面における安定地盤上の移動土塊が移動することを抑止するグラウンドアンカー工配設用にして前記移動土塊から前記安定地盤まで及ぶアンカー孔を形成するための下記のアンカー孔形成機に設けられる計測システムであって、前記スライドベースの上面には削孔長計測部が設けられ、この削孔長計測部は、前記ロッド保持部の後端部にレーザーを照射して得られる距離データから該ロッド保持部のスライド量を計測するように構成され、また、前記スライドベースの上面には削孔角度計測部が設けられ、この削孔角度計測部は、前記ロッド保持部で保持された前記掘削ロッド体の傾斜角度を計測するように構成され、また、前記削孔長計測部及び前記削孔角度計測部に接続され夫々の計測情報を記録し、この計測情報を無線通信回線を介して随時送信する情報記録部と、この情報記録部から送信される前記計測情報を受信して処理する情報処理部と、前記削孔長計測部及び前記削孔角度計測部により得た夫々の前記計測情報を表示する計測情報表示部とを有し、前記情報処理部は、施工対象領域において地盤調査をして作成される地盤断面図に、前記削孔長計測部及び前記削孔角度計測部により得た夫々の前記計測情報から解析される前記掘削ロッド体の掘削状況を重ね合わせた画像を作成する画像作成機能が設けられ、更に、前記計測情報表示部は作業者が持つ携帯型端末であることを特徴とするアンカー孔形成機に設けられる計測システム。
記
スライドベースに掘削ロッド体を保持するロッド保持部がスライド自在に設けられ、このロッド保持部で保持された掘削ロッド体21は前記スライドベースと平行となるように構成されており、前記スライドベースに対して前記ロッド保持部をスライドさせることで、前記掘削ロッド体を前記スライドベースと平行状態で前記法面に挿入して該法面を掘削するアンカー孔形成機。