JPH0753972B2 - 動圧密工法の施工管理装置 - Google Patents

動圧密工法の施工管理装置

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JPH0753972B2
JPH0753972B2 JP10085387A JP10085387A JPH0753972B2 JP H0753972 B2 JPH0753972 B2 JP H0753972B2 JP 10085387 A JP10085387 A JP 10085387A JP 10085387 A JP10085387 A JP 10085387A JP H0753972 B2 JPH0753972 B2 JP H0753972B2
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subsidence
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順市 成沢
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ロープに吊り下げたハンマを落下させて地盤
を圧密する動圧密工法の施工管理装置に関する。
B.従来の技術 地盤改良工法として上述の動圧密工法が知られている。
クローラクレーンによる施工状況を示す第7図で説明す
れば、クローラクレーン本体の上部施回体1には巻上げ
ドラム2が設けられ、この巻上げドラム2に巻回された
巻上げロープ3がブーム4の先端を介してハンマ5を吊
持している。
このように構成されたクローラクレーンにより施工を行
なうにあたり、まず巻上げロープ3を巻上げてハンマ5
を所定の落下高さHまで上昇させ、次いで巻上げドラム
2を開放する。その結果、ハンマ5が自重により落下
し、落下時の衝撃力で地盤が圧密される。この動作を繰
り返し行なうことにより地盤が徐々に沈下してゆく。
沈下量ΔHの計測は、従来、専ら人手によっていたが、
本出願人等は先に、巻上げドラム2の回転量及び回転方
向からハンマ5の揚程を検出することにより沈下量ΔH
を自動計測する装置を提案した。すなわち、最初にハン
マ5を基準面に接地させ、地切りから所定高さH(基準
面からの高さ)までの揚程をハンマ5を落下させるごと
に検出し、順次に検出された揚程の差を沈下量ΔHとし
て計測する。
C.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この地盤改良施工の現場は軟弱地であ
り、クレーン本体がその自重により沈下することがあ
り、そのため揚程の基準位置が変化し、計測値に誤差が
生じて正確な沈下量ΔHが測定できないという問題点が
ある。
本発明の目的は、作業機本体の基準面に対する位置を検
出し、その検出結果に基づいて沈下量を補正することに
より、上述の問題点を解決した動圧密工法の施工管理装
置を提供することにある。
D.問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第1図により説明すると、本発明
は、作業機本体100に設置されたウィンチ101により吊持
されるハンマ102を自由落下させて地面を沈下させて圧
密する動圧密工法の施工管理装置に適用される。そして
上述の問題点は、ハンマ102の巻上げ量,自由降下量を
それぞれ検出する移動量検出手段103と、ハンマ102の地
切りを検出する地切り検出手段104と、地切り検出から
次の地切り検出までの間において移動量検出手段103で
検出されたハンマ102の巻上げ量と自由降下量との差に
よりハンマ102の沈下量を検出する沈下量演算手段105
と、作業機本体100が当初設置された基準面に対する作
業機本体100の沈下量方向の位置を検出する位置検出手
段106と、この位置検出手段106の検出結果に基づいて、
検出された沈下量を補正し真の沈下量を演算する補正演
算手段107とを具備することによって解決される。
E.作用 施工箇所に着地しているハンマ102をウインチ101で巻上
げる。このとき、例えばオペレータが地切りスイッチを
操作すると、地切り検出手段104で地切りが検出され、
以降のハンマ102の巻上げ量が移動量検出手段103で検出
される。所定の高さまでハンマ102を巻上げて自由落下
させると、ハンマ102の自由落下量が移動量検出手段103
で検出される。次に、ウインチ101でハンマ102を巻上げ
る。このとき、前回と同様、例えばオペレータが地切り
スイッチを操作すると、地切り検出手段104で地切りが
検出され、上述のようにそれ以前に検出されたハンマ巻
上げ量と自由落下量とに基づいて沈下量が沈下量演算手
段105で演算されるとともに、このときの作業機本体100
の基準面に対する沈下量方向の位置が位置検出手段106
により検出される。補正演算手段107はこの検出結果に
基づいて、沈下量演算手段105で演算された沈下量を補
正し真の沈下量を演算する。
F.実施例 第2図〜第6図(a),(b)に基づいて、本発明の一
実施例を説明する。
第2図において、ブーム4の回動支点には、アーム11が
回動可能に取り付けられている。アーム11の先端にはロ
ーラ13が取り付けられ、このローラ13は地盤(基準面R
P)に接地している。また、ブーム4の基端部近傍には
ブーム4の対地角を検出するブーム角度検出器14が、ア
ーム11の基端部近傍にはアーム11の対地角を検出するア
ーム角度検出器15がそれぞれ取り付けられている。これ
らの角度検出器14,15は振り子機構とポテンショメータ
とから構成されている。
巻上げドラム2は、第3図に示すとおり、運転席21内の
巻上げ操作レバー22を操作して駆動される油圧モータ23
から回転力を受けて回転される。周知の如く、この巻上
げドラム2の外周縁には放熱フィン2aが所定ピッチで突
設されており、この放熱フィン2aに対向して近接スイッ
チ24を設け、巻上げドラム2の回転に伴い近接スイッチ
24からパルス信号を得る。運転席21には巻上げ操作レバ
ー22の操作により閉成するマイクロスイッチ25が設けら
れるとともに、ハンマ5を地切りする際に交互に操作さ
れる自動復帰型手動スイッチ26,27も設けられている。
なお、28は油圧ポンプ、29は操作レバー22により切り換
えられる油圧式方向切換弁である。
第4図に制御回路を示す。
近接スイッチ24はマイクロコンピュータユニット31の割
込入力端子に、マイクロスイッチ25,手動スイッチ26,27
はマイクロコンピュータユニット31の接点入力端子に、
ブーム角度検出器14、アーム角度検出器15はマイクロコ
ンピュータユニット31のアナログ入力端子に、プリンタ
32はマイクロコンピュータユニット31の出力端子にそれ
ぞれ接続されている。このマイクロコンピュータユニッ
ト31は、後述の処理手段に従って各種の演算を実行し
て、プリンタ32に信号を供給する。
次に、第5図(a),(b)に示したフローチャートに
より、マイクロコンピュータユニット31にて実行される
制御演算の手順を説明する。
第5図(a)において、まずステップS1で割込を許可す
る。これ以降、巻上げドラム2が回転して近接スイッチ
24からマイクロコンピュータユニット31の割込入力端子
に巻上げドラム2の回転に伴うパルスが入力されれば、
随時、同図(b)の割込処理に移る。
第5図(b)において、ステップS9では、マイクロスイ
ッチ25が閉か否かを判別する。肯定判定されるとステッ
プS10に進み揚程カウント値を増加させ、否定判定され
るとステップS11に進み揚程カウント値を減少させる。
再び第5図(a)において、ステップS2では、手動スイ
ッチ26が閉であるか否かを判別する。肯定判定されると
ステップS3に進み、否定判定されるとステップS5に進
む。ステップS3では、揚程カウント値を0とし、次いで
S4に進み、アーム角度検出器15からアーム対地角を検出
して基準アーム角用のレジスタA0に格納するととも
に、ブーム角度検出機14からブーム対地角を検出して基
準ブーム角用のレジスタB0に格納する。その後ステッ
プS2に戻る。一方、ステップS5では、手動スイッチ27が
閉か否かを判定し、肯定判定されるとステップS6へ進
み、否定判定されるとステップS2に戻る。ステップS6で
は、揚程カウント値の絶対値をレジスタDへ格納し、次
いでステップS7にて、両角度検出器15,14からアーム
角、ブーム角を検出して、アーム対地角をレジスタA
に、ブーム対地角をレジスタBにそれぞれ格納し、ステ
ップS8へ進む。ステップS8ではアーム対地角,ブーム対
地角から揚程カウント値の絶対値を補正してハンマ5の
沈下量ΔHを演算し、演算結果をプリンタ32へ出力す
る。その後制御はステップS2に戻る。
以上の実施例において、巻上げドラム2および油圧モー
タ23がウインチを、近接スイッチ24,マイクロスイッチ2
5,マイクロコンピュータユニット31が移動量検出手段
を、手動スイッチ26,27が地切り検出手段を、マイクロ
コンピュータユニット31が沈下量演算手段を、ブーム角
度検出器14,アーム角度検出器15およびマイクロコンピ
ュータユニット31が位置検出手段を、マイクロコンピュ
ータユニット31が補正演算手段をそれぞれ構成する。
次に、第5図(a),(b)の処理手順を参照しつつ、
実際の施工手順と対比して、この実施例の動作を説明す
る。
施工を行なうにあたり、まずハンマ5を基準面上の所定
位置に着地させる。次いで手動スイッチ26をオンすると
揚程カウント値が初期化されるとともに(ステップS
3)、アーム11およびブーム4の初期対地角がレジスタ
0,B0にそれぞれ格納される(ステップS4)。操作レバ
ー22を操作して巻上げドラム2を巻上げ方向に回転駆動
させると、ハンマ3が基準面から地切りされ巻上げられ
る。このとき、巻上げドラム2の回転につれて近接スイ
ッチ24からマイクロコンピュータユニット31にパルスが
出力されるので第5図(b)の処理が実行される。すな
わち、マイクロスイッチ25がオンしているのでハンマ5
の巻上げに伴って揚程カウント値が増加する。
ハンマ5が所定高さまで巻上げられると巻上げ操作を停
止し、ハンマ5を自由落下させる。これにより巻上げロ
ープ3が巻上げドラム2から繰り出されるので、巻上げ
ドラム2が巻上げ時と逆の方向に回転する。この回転に
つれてマイクロコンピュータユニット31には近接スイッ
チ24からパルスが入力されるが、マイクロスイッチ25が
オフしているので揚程カウント値が減少する。ハンマ5
が落下して地盤が圧密され、ハンマ5の着地により揚程
カウント値の減少が停止される。このとき、ハンマ5の
落下により地盤が沈下しているので揚程カウント値は負
の値となっている。
次に、手順スイッチ27をオンすると、揚程カウント値の
絶対値がレジスタDに格納されるとともに(ステップS
6)、このときのアーム11およびブーム4の対地角がレ
ジスタA,Bにそれぞれ格納される(ステップS7)。次い
でマイクロコンピュータユニット31は、以下に述べる補
正演算に基づいてハンマ5の真の沈下量ΔHを演算し
(ステップS8)、その演算結果をプリンタ32に出力す
る。
ハンマ5の真の沈下量ΔHの算出方法を以下に示す。
第6図(a)において、クレーン本体が基準面RP上にあ
るときのブーム4およびアーム11の状態を実線で示し、
クレーン本体が第2図に示す如く沈下した際のブーム4
およびアーム11の状態を破線で示す。
ハンマ5の沈下量ΔHは、第5図(a)のステップS6で
求めた揚程カウント値の絶対値Dにクレーン本体の沈下
量を加算した量であり、クレーン本体の沈下によるブー
ム4基端部の変化量の垂直方向成分とブーム先端部の変
化量の垂直方向成分とからクレーン本体の沈下量が算出
される。今、アーム11の長さをl、ブーム4の長さをL
とすると、クレーン本体が基準面RP上にあるときのブー
ム基端部位置Fとクレーン本体が沈下したときのブーム
基端部位置F′との距離の垂直方向成分fは、 f≒l(A0−A)cosA ……(1) で近似される。ここでA0は第5図(a)のステップS4
で記憶されたアーム11の初期対地角であり、Aはステッ
プS7で記憶された圧密後のアーム11の対地角である。
一方、ブーム4先端部はクレーン本体の沈下によりP位
置からP′位置まで変化するが、この変化量には、
(1)式で演出して求めたブーム4基端部の変化量fも
含まれているので、第6図(b)に示すようにブーム4
先端部は、相対的にP位置からP″位置まで変化したこ
とになる。したがって、この位置変化に伴うブーム4先
端部の変位の垂直成分pは、 p≒L(B0−B)cosB ……(2) で近似できる。ここで、B0は第5図(a)のステップS
4で記憶されたブーム4の初期対地角であり、Bはステ
ップS7で記憶された圧密後のブーム4の対地角である。
以上から、ハンマ5の真の沈下量ΔHは、揚程カウント
値の絶対値および(1)式,(2)式により ΔH≒D+f+p で近似できる。
なお、上記実施例において、巻上操作の検出をマイクロ
スイッチ18により行なうようにしたが、巻上げ操作レバ
ー22の操作をパイロット油圧に変換して油圧モータ23の
駆動を制御する回路の場合、巻上側の操作パイロット油
圧を圧力スイッチにより検出して行なってもよい。ま
た、巻上ドラムの回転検出を近接スイッチ24により行な
うようにしているが、光電スイッチ等の光学式センサ
や、ドラム軸の回転をロータリエンコーダにより検出す
るなど周知の技術を利用できる。特に、ロータリエンコ
ーダを用いるときは、ドラムの回転方向も検出可能なの
で巻上操作の検出(巻上げか自由落下かの検出)も不要
となる。更に、巻き上げロープの移動量から揚程を検出
しても良い。更にまた、地切りの検出を手動スイッチ操
作によらず、巻上げ油圧や巻上げロープのラインプルに
より検出しても良い。また、巻上げドラムを油圧式以外
の駆動方式で駆動しても良い。更に、上述の実施例で
は、アップダウンカウンタによりハンマ巻上げ量とハン
マ自由落下量との差を直接に検出して沈下量を算出した
が、個別のカウンタでそれぞれ巻上げ量,自由落下量と
の検出して減算器で両者の差を取るなどしても良い。更
にまた、位置検出手段も本実施例に示したものに限定さ
れず、赤外線を用いた光学式距離センサやその他の装置
でもよい。
G.発明の効果 本発明によれば、作業機本体の基準面に対する位置を検
出する位置検出手段を設け、この検出結果に基づいて沈
下量を補正するようにしたので、作業機本体がその自重
により沈下しても測定値に誤差が生ずることがなく、軟
弱地においても正確に沈下量を計測することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はクレーム対応図である。 第2図〜第6図(a),(b)は本発明の一実施例を示
し、第2図はクローラクレーンによる施工状況を示す
図、第3図は全体構成を示す図、第4図はその制御系を
示すブロック図、第5図(a),(b)は処理手順例を
示すフローチャート、第6図(a),(b)はブームお
よびアームの位置変化を示す図である。 第7図は従来の施工状況を示す図である。 100:作業機本体、101:ウインチ 102:ハンマ、103:移動量検出手段 104:地切り検出手段 105:沈下量演算手段 106:位置検出手段 107:補正演算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】作業機本体に設置されたウィンチにより吊
    持されるハンマを自由落下させて地面を沈下させて圧密
    する動圧密工法の施工管理装置において、 ハンマの巻上げ量,自由降下量をそれぞれ検出する移動
    量検出手段と、 ハンマの地切りを検出する地切り検出手段と、 地切り検出から次の地切り検出までの間において前記移
    動量検出手段で検出された前記ハンマの巻上げ量と自由
    降下量との差によりハンマの沈下量を検出する沈下量演
    算手段と、 作業機本体が当初設置された基準面に対する作業機本体
    の沈下量方向の位置を検出する位置検出手段と、 この位置検出手段の検出結果に基づいて、前記検出され
    た沈下量を補正し真の沈下量を演算する補正演算手段と
    を具備することを特徴とする動圧密工法の施工管理装
    置。
JP10085387A 1987-04-23 1987-04-23 動圧密工法の施工管理装置 Expired - Lifetime JPH0753972B2 (ja)

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US7021867B2 (en) * 2004-01-12 2006-04-04 Freyssinet International (Stup) Method and machine for dynamic ground compaction
CN107202611B (zh) * 2017-07-05 2023-04-14 山东大学 用于强夯作业过程监测的传感型定滑轮测试系统及其方法

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