JPH076182B2 - 動圧密工法の施工管理装置 - Google Patents

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５図で説明す
れば、巻上げドラム１に巻回された巻上げロープ２でハ
ンマ３を吊持し、巻上げドラム１を巻上げ操作してハン
マ３を所定の落下高さＨまで巻上げ、しかる後に巻上げ
ドラム１を解放し、自重によりハンマ３を所望の施工箇
所の地面に破線で示すように自由落下させる。動圧密工
法は、このように、ハンマ３をある高さから繰り返し落
下させ、その落下時の衝撃力によって地盤を圧密して地
盤改良を行なう工法であり、そのハンマ３の衝撃力によ
り同図にΔＨで示す如く地面は沈下していく。

かかる工法による効果を知る上で、地面がどの程度沈下
したかは重要な情報である。従来、この沈下量ΔＨの計
測は、専ら人手によっており、ハンマ３の落下が所定回
数繰り返された後など適宜の時点で行なっている。ま
た、従来は、ハンマ３を繰り返し巻上げ落下させるに当
り、ハンマ３が所定の落下高さに達したことを知らせる
合図や、落下回数の計測にも人手を要している。

しかし、沈下量ΔＨの測定などを人手に依っているた
め、施工費用が高くなるという問題がある。加えて、沈
下量計測時には、施工作業を一時中断していちいち測定
者が施工箇所にて沈下量ΔＨを測定する作業が必要であ
る。この場合、危険を避けるため、クレーンを旋回させ
てハンマ３を安全な位置へ移動させ、計測後に再ぶ元の
施工箇所にハンマ２を復帰させなければならず、作業性
の改善が望まれている。

そこで、このような問題を解決した動圧密工法が特開昭
60-195218号公報に開示されている。これは、クレーン
にてハンマを吊り上げ、そのときのクレーン部材に発生
する応力に対応した歪を第２センサーにて検知し、この
検出結果をコンパレータで比較し、これが設定値以上に
なったときにおけるクレーンのウインチドラム回転に係
るカウンタの値を初期値としてコンピュータに取り込
み、上記ハンマの吊り上げ高さが規定高さ以上となった
とき落下を開始し、上記コンピュータによってクレーン
のウインチイドラムの回転が巻き上げ方向から巻下げ方
向に変化したことを第１センサにより検知したとき、或
はクレーン部材に発生する前記歪がコンパレータにて設
定値以下となったときの何れか一方の前記カウンタの値
をハンマ落下高さ時のカウンタとしてコンピュータに取
り込み、次にハンマを吊り上げた時の第２センサーから
の出力がコンパレータに入力されたときの値が設定値以
上になったときのカウンタの値をハンマ沈下量測定値と
して同コンピュータに取り込み、当該コンピュータによ
って打撃回数の規定回数を判断し、打撃終了時の打撃回
数とハンマの落下高さと、上記ハンマ沈下量を記録器に
データー出力するものである。

この従来の動圧密工法においては、地切り検出を、クレ
ーンの吊上荷重により発生する応力に対応した歪に基づ
いて行なっている。すなわち、ブームやその他のフレー
ムの歪を歪ゲージで測定したり、ブーム俯仰ロープに連
携するロードセルでブーム俯仰ロープの張力を測定し、
これが所定値以上のときに地切りを検出している。

C.発明が解決しようとする問題点 動圧密工法に使用する施工機は一般に専用機ではな
く、クレーンとしても使用される。このため、動圧密工
法のために歪ゲージをブームなどのクレーン部材に現場
などで取付けることになり、信頼性，寿命の点で問題が
ある。また、地切り時以外にブームがあおられたときな
ど歪ゲージの信号により地切りを誤判断するおそれもあ
る。

ブーム俯仰ロープの張力を検出する方式の場合は次
のような問題がある。動圧密工法では、ハンマの落下開
始時にそれまでブームやブーム俯仰ロープに作用してい
たハンマ重量が急激に無くなるためブームがあおられ、
ブームが大きく振動する。この結果、ブーム俯仰ロープ
が振動してロードセルに力が作用し誤って地切りと判定
するおそれがある。

以上の，に代えて巻上ロープ張力を用いること
も考えられるが、動圧密工法は１本掛けで行なわれるこ
とが多いので、ロープ張力の検出にはいわゆる３点シー
ブ機構を用いる必要がある。このため、ロープの寿命が
低下するという問題がある。また、ハンマ落下時にロー
プの通過抵抗が発生し、その結果、自由落下と同等の速
度が得られず打撃エネルギが不足するおそれもある。打
撃エネルギを増やすためには落下高さを上げる必要があ
り、施工効率が低下する。

歪ゲージやロードセルは高価である。

本発明の目的は、地面の沈下量を自動計測するにあたっ
て地切り検出を圧力スイッチで行なって精度を向上させ
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 第１図のクレーム対応図により説明すると、本発明は、
油圧ウインチ100により吊持されるハンマ101を自由落下
させることにより地面を沈下させて圧密する動圧密工法
の施工管理装置であって、ハンマ101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102と、油圧
ウインチ100の油圧力がハンマ101の地切りに相当する所
定値以上のときに検出信号を出力する圧力スイッチ103
と、ハンマ101の地切りに伴い圧力スイッチ103が検出信
号を出力した後、次の地切りに伴い圧力スイッチ103が
検出信号を出力するまでの間において移動量検出手段10
2で検出されたハンマ101の巻上げ量と自由降下量との差
によりハンマ101の沈下量を検出する沈下量演算手段104
と、検出されたハンマ沈下量を出力する出力手段105と
を具備する。

E.作用 施工箇所に着地しているハンマ101を油圧ウインチ100で
地切りして巻き上げると、油圧ウインチ100の油圧力に
より圧力スイッチ103が検出信号を出力する。この検出
信号で地切りが検出され、以降のハンマ101の巻き上げ
量が移動量検出手段102で検出される。所定の高さまで
ハンマ101を巻き上げて自由落下させると、ハンマ101の
自由落下量が移動量検出手段102で検出される。次に、
油圧ウインチ100でハンマ101を再び地切り巻き上げする
とき、圧力スイッチ103から再び検出信号が出力され
る。この検出信号に応答して、それ以前に検出されたハ
ンマ巻き上げ量と自由落下量とに基づいて沈下量が測定
される。この沈下量は、プリンタやCRT表示装置などの
出力手段105で可視化出力される。油圧ウインチ100には
地切り時やハンマ巻上げ時に所定の圧力が作用するか
ら、この所定圧力にて圧力スイッチ103を作動させるよ
うにしておけば、ハンマの自由落下開始時や着地時など
には圧力スイッチ103が作動せず、地切りを確実に検出
できる。

F.実施例 第５図に示したクローラクレーンにて施工する実施例に
ついて第２図〜第４図に基づき説明する。

第２図において、このクローラクレーンの巻上げドラム
１は、運転席11内の巻き上げ操作レバー12を操作して駆
動される油圧モータ13から回転力を受けて回転し、いわ
ゆる油圧ウインチを構成する。周知の如く、この巻上げ
ドラム１の外周縁には放熱フイン1aが所定ピッチで突設
されており、この放熱フイン1aに対向して近接スイッチ
14を設け、巻上げドラム１の回転に伴い近接スイッチ14
からパルス信号を得る。また、巻上げ用油圧モータ13の
入口側の管路16には、ハンマ３を巻上げるに必要な圧力
で必ず閉成する圧力スイッチ17が設けられるとともに、
運転席11には巻上げ操作レバー12が巻上げ側に操作され
ると閉成するマイクロスイッチ18も設けられている。ま
た、運転席11にはハンマ落下回数カウンタを初期化する
自動復帰型手動スイッチ19も設けられている。なお、24
は油圧ポンプ、25は操作レバー12により切り換えられる
油圧方向切換弁を示す。

第３図に制御回路を示す。

近接スイッチ14はマイクロコンピュータユニット21の割
込入力端子に、圧力スイッチ17,マイクロスイッチ18,手
動スイッチ19はマイクロコンピュータユニット21の接点
入力端子に、プリンタ22,ブザー23はマイクロコンピュ
ータユニット21の出力端子に接続されている。このマイ
クロコンピュータユニット21は、後述の処理プログラム
に従って各種の演算を実行して、後段のプリンタ22とブ
ザー23に信号を供給する。

次に、第４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本実施例の動作を説明する。

（１） ハンマ３を所望の施工箇所の基準面上に着地さ
せておく。今、マイクロコンピュータユニット21にリセ
ット信号が入力されると、第４図（ａ）の処理が開始さ
れる。

まず、ステップS1では割込を許可する。これ以降、巻上
げドラム１が回転して近接スイッチ14からマイクロコン
ピュータユニット21の割込入力端子に巻上げドラム１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。

この割込処理は、マイクロスイッチ18が閉か否かを判別
するステップS12と、その判別結果が肯定の場合に揚程
を示すカウント値を増加させるステップS13と、否定判
定結果の場合にそれを減少させるステップS14とから成
り、マイクロスイッチ18が閉であれば、巻上中なので揚
程カウント値を増加させ、それ以外では減少させて、第
４図（ａ）の処理に戻ることになる。

ハンマ３を基準面となる地面に着地させた状態で手動ス
イッチ19を押す。ステップS2では、この手動スイッチ19
の状態を判定し、閉成していると判定されるとステップ
S3でハンマ３の落下回数カウンタをリセットして、ステ
ップS4へ進む。ステップS2で手動スイッチ19が開放と判
定されるとステップS4へ進む。このように、運転者は、
施工開始時にハンマ３を基準面に着地させた状態で手動
スイッチ19を押して落下回数カウンタの初期化を行な
う。

ステップS4では圧力スイッチ17の状態を判定する。圧力
スイッチ17が開のときは油圧モータ13の入口管路16の圧
力が低いことを示しており、ハンマ３が落下中または地
面に着地している状態である。圧力スイッチ17が閉のと
きは、油圧モータ13の入口管路16の圧力が高いことを示
しており、ハンマ３が巻上げられている状態である。前
者の場合はステップS10へ、後者の場合はステップS5へ
進ことになる。

（２） 運転者が巻上げ操作レバー12を操作して巻上げ
ドラム１を巻上げ方向に回転させてハンマ３を基準面か
ら地切り巻上げる。巻上げ開始により圧力スイッチ17が
閉となり、ステップS4が肯定判定されてステップS5へ進
み、ここで落下回数カウント値を調べる。落下回数カウ
ント値が零であれば、基準面からの地切りなのでステッ
プS6へ進み、１以上のときは沈下面からの地切りなので
ステップS7へ進む。

今、第１回目の地切りであり上述の如くステップS8でハ
ンマ落下回数カウンタが初期クリアされているので、ス
テップS5からステップS6へ進む。このステップS6におい
て、揚程カウント値を零リセットするとともに地切りフ
ラグを１にする。これにより、基準面からの地切り時に
揚程カウント値を自動的に零リセットできる。

巻上げ開始後は巻上げドラム１の回転につれて近接スイ
ッチ14からパルスが出力されるので、この巻上げ過程中
は、第４図（ｂ）のステップS13が実行され、ハンマ３
の巻上げに伴って揚程カウント値が増加する。

（３） そして、ハンマ３を落下高さまで巻上げる。ハ
ンマ３が所定の落下高さへ到達したか否かは、ステップ
S10で揚程カウント値が所定値に達したか否かにより判
定する。所定の落下高さに満たない巻上げ途中の状態で
は、ステップS10の判別結果は否定であるからステップS
2へ戻るが、揚程カウント値が所定の落下高さ以上を示
す所定値になると判別結果が肯定となるため、この時点
でステップS11へ進む。ステップS11では、ブザー23を鳴
動させて所定の落下高さに達したことを報知するととも
に、落下回数カウンタを＋１だけ歩進し、地切りフラグ
を零リセットして次の地切りを受け付ける状態にする。
このようにして、運転者はブザー15の鳴動によりハンマ
３が所定の落下高さに達したことを容易に知ることがで
きる。また、落下回数も自動計数される。

（４） ハンマ３が所定の落下高さに達した後、運転者
は巻上げ操作を停止し、１回目の圧密を行なうためハン
マ３を自由落下させる。このハンマ３の自由落下により
巻上げロープ２が巻上げドラム１から繰り出されるので
巻上げドラム１が巻上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21には近接ス
イッチ14からパルスが入力されるが、この場合、マイク
ロスイッチ18が開放しているから、第４図（ｂ）の割込
処理においてはステップS14が実行される。このため、
ハンマ３の落下に伴って、上述の如くカウントアップさ
れた揚程カウント値が減算される。

（５） 次いで、２回目のハンマ巻上げ、自由落下のた
め沈下したハンマ３をその沈下状態から地切り巻上げ
る。この２回目の巻上げ開始に伴って再び圧力スイッチ
17が閉となり、また、落下回数カウント値が１であるの
で、ステップS2,ステップS4,ステップS5,ステップS7,ス
テップS8,ステップS9を実行する。地切りフラグが零
で、かつ、揚程カウンタ値が負の場合のみハンマ沈下状
態からの地切りと判断し、ステップS9に進み、このとき
の揚程カウンタ値の絶対値を沈下量ΔＨとする。そし
て、この沈下量ΔＨを落下回数カウント値と共にプリン
タ22へ出力する。

以上の手順を繰り返して行ない落下各回毎の沈下量ΔＨ
を自動計測する。また、このステップS9では地切りフラ
グを１として、地切り判定後であることを記憶する。

（６） 以後は、前述と同様であり、ハンマ３の所定落
下高さへの巻上げ、ハンマ３の自由落下を行なえばよ
く、上記（３）〜（５）の手順を所定回数まで繰り返
す。

このように、本実施例では、沈下量ΔＨを巻上げドラム
１の回転により計測でき、しかも施工中でも作業を中断
させることなく計測可能である。また、基準面からのハ
ンマ地切りの判定と沈下状態からのハンマ地切りの判定
を同一の負荷条件（圧力スイッチ17の開閉圧力の設定値
が等しい）によって行なっているので、沈下量の計測誤
差を最小にすることができる。

更に、ハンマ３が所定の落下高さに達したことがブザー
23により警告されるので、作業者の合図なしで所定高さ
に達したことを正確に知ることができる。更にまた、ハ
ンマ３が所定の落下高さに達したときに落下回数値が自
動計測されるので、落下回数の計測も自動化される。

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12の操作をパイロット油圧に変換して油圧モータ13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14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（巻き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。また、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き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
ンタでそれぞれ巻き上げ量，自由落下量とを検出して減
算器で両者の差を取るなどしても良い。さらにプリンタ
に代えてCRT表示装置を用いてもよい。

G.発明の効果 本発明によれば、油圧ウインチでハンマを巻き上げハン
マにより沈下量をハンマの巻き上げ量と自由落下量とに
基づいて自動計測するに際して、地切りを油圧ウインチ
の油圧力で検出するようにしたので、ハンマの自由落下
開始時などにブームがあおられても圧力スイッチが作動
せず、地切りの誤検出が防止され、精度の高い沈下量検
出が可能となる。また、油圧ウインチの配管に圧力スイ
ッチを取付けるだけなので、現場作業でも容易にかつ高
い信頼性をもって組付けられ耐久性も十分である。ま
た、歪ゲージやロードセルに比べて廉価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図である。 第２図〜第４図は一実施例を示し、第２図は全体構成を
示す図、第３図はその制御系を示すブロック図、第４図
（ａ），（ｂ）は処理手順例を示すフローチャート、第
５図は動圧密工法の施工状況の説明図である。 100:油圧ウインチ 101:ハンマ 102:移動量検出手段 103:圧力スイッチ 104:沈下量演算手段 105:出力手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ウインチにより吊持されるハンマを自
   由落下させることにより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、 前記油圧ウインチの油圧力がハンマの地切りに相当する
   所定値以上のときに検出信号を出力する圧力スイッチ
   と、 ハンマの地切りに伴い前記圧力スイッチが検出信号を出
   力した後、次の地切りに伴い前記圧力スイッチが検出信
   号を出力する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、 検出されたハンマ沈下量を出力する出力手段とを具備す
   ることを特徴とする動圧密工法の施工管理装置。