JPH0959982A - 水中コンクリートの打設方法およびこれに用いるトレミー管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンクリート打設高さの測定精度を向上させる
とともに、施工能率の向上を図る。 【解決手段】トレミー管１０の先端部まで達して、光フ
ァイバー温度センサ２０を管理場所から延ばして配置
し、光ファイバー温度センサ２０により、対象部位内の
泥水２８とコンクリート２６との温度差により、それら
の境界部位を検知し、この境界部位に基づいてトレミー
管１０の深さを調整しながらコンクリートの打設を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下タンクや地下
構造物などを構築する際の地中連続壁や杭を構築する場
合におけるトレミー管を用いる水中コンクリートの打設
方法およびこれに用いるトレミー管に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下連続壁やリバース杭などを施工する
には、地下に鉛直な溝を掘削し、壁体や杭体となるコン
クリートを泥水または水中に打設する。

【０００３】このコンクリートは、たとえば泥水の中に
打ち込まれるので、トレミー管を使用し、泥水と打ち込
まれたコンクリートが混じり品質の悪いコンクリートと
ならないように、常にトレミー管の先端がコンクリート
の中に一定の長さ（２〜３ｍ）挿入されているように、
高さおよび位置管理を行いながらコンクリートを打設す
る。

【０００４】それゆえ、コンクリート打設中は、頻繁に
地上より検尺テープにより、コンクリートの打設高さの
確認を行い、トレミー管の挿入長さの調整をしなければ
ならない。このコンクリート打設高さの確認方法は、前
述の地上からの検尺テープの先に、重錐を取付け、重錐
がスライムとコンクリートの層境のあたる感触をもとに
高さ確認を行う方法が一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法および計測道具では、経験と勘による方法で
あり、計測精度は悪く、時として、勘違いにより誤って
トレミー管を上げすぎてコンクリートと泥水が混ざり劣
化コンクリートを打設することになる。

【０００６】この問題点に対して、実開平１−１５６２
３５号公報、特開平４−５２８０８号公報、特開平２−
５８４６号公報において、各種のセンサを設けて、水中
コンクリートの打設天端を検出する手段が開示されてい
る。

【０００７】しかし、この種の検出手段では、概略的な
コンクリート打設天端のみに留まり、場合により人力測
定のほうが精度が高いことがあり得ることは容易に推測
できよう。

【０００８】したがって、本発明の課題は、従来の計測
方法および測定器の有する上記のような問題点に鑑み、
コンクリート打設高さの測定精度を向上させ、頻繁に地
上より検尺テープによる測定器を下げて測定する手間を
省くとともに、リアルタイムでコンクリート打設天端を
検知することができ、施工能率の向上を図ることであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した請求
項１記載の発明は、トレミー管を通してコンクリートを
対象部位に対して打設するに際して、前記トレミー管ま
たはこれに平行に配置した保持部材の先端部まで達し
て、光ファイバー温度センサを管理場所から延ばして配
置し、前記光ファイバー温度センサにより、前記対象部
位内の泥水または水とコンクリートとの温度差により、
それらの境界部位を検知し、この境界部位に基づいて前
記トレミー管の深さを調整しながらコンクリートの打設
を行うことを特徴とする水中コンクリートの打設方法で
ある。

【００１０】この場合、前記光ファイバー温度センサに
より深さ方向の温度分布を求めることにより、前記境界
部位を検知することができる。

【００１１】また、より具体的には、光ファイバー温度
センサは、光ファイバーにレーザパルス光を入射し、後
方散乱光として基端側に戻るまでの時間により位置を、
後方散乱光に含まれるラマン散乱光におけるストークス
光とアンチストークス光との強度比に基づいて温度を検
知するものであることが好適である。

【００１２】他方、本発明の水中コンクリート打設用ト
レミー管は、コンクリートを対象部位に対して打設する
トレミー管において、このトレミー管の少なくとも先端
部の外周面に螺旋状の凹溝を形成し、この凹溝内にこれ
に沿って光ファイバー温度センサを設けて、基端部を対
象部位から離れた管理場所に連結したことを特徴とする
ものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を参照しながら
具体例によりさらに詳説する。

【００１４】図１および図２は、本発明の第１例を示し
たもので、１０はトレミー管であり、たとえばクレーン
から吊り下げワイヤー１２を介して、削孔壁１４内に吊
り下げられ、コンクリートミキサー車１６からの水中コ
ンクリート打設中は、地上部の固定架台１８にセットさ
れる。

【００１５】図２に詳細が図示されているように、トレ
ミー管１０の先端部には、ある長さ分螺旋状の凹溝１１
が形成され、この凹溝１１内に沿って光ファイバー２０
が配設され、その基端側は、ガイド２２および巻取繰り
出しリール２４に巻き付けられ、さらに基端部は、適宜
の管理場所、たとえば削孔壁１４の近傍の汚れを防止を
図った管理小屋に設置された、図４に示す温度計測部３
０に連結されている。

【００１６】前記光ファイバー２０は光ファイバー温度
センサを構成する。この温度検知方式の一例を図４によ
って説明すると、温度計測部３０は、パルス駆動回路３
１、これによって駆動されるレーザ光源３２、たとえば
半導体レーザ光源を備え、これによるパルス光が光ファ
イバー２０に入射される。この光ファイバー２０を透過
する各位置で、微弱な散乱光を発生させる。この後方散
乱光が入射したのち入射端に戻ってくる時間に基づいて
後方散乱光の発生位置を検知できる。

【００１７】後方散乱光は光分波器３３のフィルター３
４，３４を通し、光ファイバー素材のガラスの格子振動
によって弾性的に散乱されるレーリ散乱光を主に遮断し
ながら、入射光と異なるラマン散乱光の２成分を抽出
し、これをアバランシェフォトダイオードなどの光電変
換器３５により電気信号に変換し、これを増幅回路３６
により増幅し、前記後方散乱光に含まれるラマン散乱光
におけるストークス光とアンチストークス光との強度比
に基づいて温度を検知するものである。

【００１８】なお、増幅回路３６からの信号は、平均化
処理装置３７内でサンプリング間隔（たとえば１０ｎ
ｓ）ごとデジタル信号に変換されてメモリ内に記憶され
る。このサンプリング間隔はたとえば光ファイバーの３
０cm〜１ｍ程度に対応させて適宜選択できる。全ての後
方散乱光が戻ったならば、次のパルス光を入射させ、以
後同様に繰り返した後、平均化処理装置３７で平均化処
理を行うことにより、精度を高めながら、最終的に、メ
モリに格納しておいた平均化データを抽出して、ラマン
散乱光におけるストークス光とアンチストークス光との
強度比に基づいて温度を検知する。

【００１９】この信号は、パソコン３８を通して、ＣＲ
Ｔ表示装置３９に距離対温度として表示できる。

【００２０】さて、水中コンクリートの打設に伴って、
コンクリート部分２６と泥水部分２８との間で、元来の
雰囲気温度の影響のほか、コンクリートの硬化発熱に伴
う温度差がある。たとえば、泥水の温度は深い個所では
地盤の安定した温度の影響により１５〜１８℃程度であ
り、地表個所では気温の影響により、若干の上下があ
る。これに対して、生コンクリートは夏場で２５℃程
度、冬場で１０〜１５℃程度である。いずれにしても、
泥水温度と生コンクリート温度とは最大約１０℃の温度
差がある。

【００２１】したがって、この程度の温度差は前記の光
ファイバー温度センサにより明確に検知でき、その温度
の境界部分が、コンクリートと泥水の層境として検知で
きる。本発明者らの実験によれば、１℃の温度差があれ
ば、明確に層境を検知できることを知見している。トレ
ミー管１０は、１０〜２０cm／min 程度の速度でコンク
リートの打設に伴って上昇させる。

【００２２】そこで、現層境を連続的または間欠的に検
知しながら、層境がトレミー管１０の先端から２〜３ｍ
になるように、トレミー管１０をコンクリートの打設に
伴って連続的または間欠的に上昇させることにより、品
質的に優れた水中コンクリートの打設が可能となる。

【００２３】上記第１例では、トレミー管１０に対して
光ファイバー２０を取り付けた。そして、光ファイバー
２０は螺旋状に巻き付けた。この螺旋状とすることによ
り、光ファイバー２０長を、トレミー管１０長さに対し
て長くすることができ、前記のサンプリング間隔の限界
に伴う精度の悪化を防止できる。また、光ファイバー１
０を凹溝１１内に収容することで、光ファイバー１０の
損傷を防止できる利点もある。螺旋のピッチは１０cm程
度のほか、２〜３cm程度に短くすることもできる。

【００２４】光ファイバー２０は裸のほか、好適にはス
テンレス細管内に収容して損傷を防止できる。また、第
１例のように、全体を凹溝１１内に収容するほか、固定
できる構造であればよく、トレミー管の一部にガイド
部、たとえば間欠的に凹部を形成してその凹部をガイド
として巻き付ける、あるいは逆Ｕ字状の突起を固定して
おき、これらの突起に光ファイバー２０を通すなどによ
り固定できる。また、ガムテープなどの固定具により固
定することもできる。

【００２５】さらに、図５に示すように、螺旋状凹溝１
１を形成した短管１１Ａを、トレミー管１０本体１１Ｂ
に着脱自在に連結し、螺旋状凹溝１１には予め光ファイ
バー２０の先端部２０Ａを固定しておき、その光ファイ
バー本体２０Ｂとカップラー２０Ｃにより連結すること
ができる。かくすることにより、現場への搬入および連
結が容易となる。

【００２６】他方、図３に示すように、トレミー管１０
とは別個に支持部材４０をコンクリート中に吊り下ろ
し、これに光ファイバー１０を取り付けて温度検知によ
る層境を検知できる。支持部材４０としては、金属棒な
どでよく、これをそのまま垂直に地上から下ろすほか、
図示例のように、先端部分のみを棒部材とし、ワイヤー
４１により吊持し、そのワイヤー４１と光ファイバー１
０とを前記のリール２２に巻き付けるようにすることが
できる。

【００２７】この場合には、支持部材４０の現位置とト
レミー管１０の位置との相関を取る必要があるが、支持
部材４０の地上への延出部分またはワイヤー４１部分に
目盛り予め付けておく、あるいはリール２４の巻取長を
検出するなどして、層境を検知し、この層境の値に基づ
いて、トレミー管１０に予め設けた目盛り、あるいは吊
り下げワイヤー１２の巻取長さに基づいて、トレミー管
１０の先端の位置を検知しながら、トレミー管１０の位
置制御が可能である。

【００２８】しかし、第１例のように、トレミー管１０
自体に光ファイバー２０を設けるのが、検知した距離対
温度の関係に基づいて、直接的にトレミー管１０自体を
上昇制御することができるので簡便である。

【００２９】なお、水中コンクリートの打設に際して、
削孔壁１４の崩落または保護のために用いる泥水のほ
か、直接水中に打設する場合においても、本発明は適用
される。

【００３０】

【実施例】図６に温度測定例を示す。コンクリートの打
設は午前８時に開始したものである。この結果から、温
度の境界部分が明確に読み取れ、これが層境であること
が判る。この層境はトレミー管の上昇に伴って上昇し、
午後４時には深度７ｍ程度まで上昇していることが判
る。下部において温度上昇があるのは、コンクリートの
水和反応熱の影響であると考えられる。さらに、層境の
上部において、温度上昇部分は、コンクリートの打設に
伴う舞い上がり乱流域が層境上方に生成し、この部分が
なんからの影響により温度上昇しているのではないかと
推測される。

【００３１】実際に、この実験での削孔壁への水中コン
クリートの打設は円滑に行うことができた。また、重錘
を用いて慎重に検出した従来例による天端検出値と良く
一致していた。

【００３２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、水中コ
ンクリートの天端高さの位置検出を行うに際して、地上
から測定器具を頻繁に下ろし経験と勘による手探りで位
置を特定することがないので、位置検出の精度が高くな
るとともに、コンクリート打設中も連続的に測定が可能
であり、施工管理の確実性、人的資源の省力化に利点が
ある。

【００３３】特に、光ファイバー温度センサを用いるこ
とで、精度の高い水中コンクリートの天端高さの検出が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１例を示す説明図である。

【図２】そのＸ部分の拡大図である。

【図３】本発明の他の例を示す概要図である。

【図４】本発明の温度検知装置例のブロックで示す説明
図である。

【図５】本発明の変形例の概要図である。

【図６】温度検知例の経時変化グラフである。

【符号の説明】

１０…トレミー管、１４…削孔壁、１６…コンクリート
ミキサー車、１８…固定架台、２０…光ファイバー、２
２…ガイド、２４…巻取繰り出しリール、２６…コンク
リート部分、２８…泥水部分、３０…温度計測部、４０
…支持部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレミー管を通してコンクリートを対象部
   位に対して打設するに際して、 前記トレミー管またはこれに平行に配置した保持部材の
   先端部まで達して、光ファイバー温度センサを管理場所
   から延ばして配置し、 前記光ファイバー温度センサにより、前記対象部位内の
   泥水または水とコンクリートとの温度差により、それら
   の境界部位を検知し、 この境界部位に基づいて前記トレミー管の深さを調整し
   ながらコンクリートの打設を行うことを特徴とする水中
   コンクリートの打設方法。
2. 【請求項２】前記光ファイバー温度センサにより深さ方
   向の温度分布を求めることにより、前記境界部位を検知
   する請求項１記載の水中コンクリートの打設方法。
3. 【請求項３】光ファイバー温度センサは、光ファイバー
   にレーザパルス光を入射し、後方散乱光として基端側に
   戻るまでの時間により位置を、後方散乱光に含まれるラ
   マン散乱光におけるストークス光とアンチストークス光
   との強度比に基づいて温度を検知するものである請求項
   １または２記載の水中コンクリートの打設方法。
4. 【請求項４】コンクリートを対象部位に対して打設する
   トレミー管において、このトレミー管の少なくとも先端
   部の外周面に螺旋状の凹溝を形成し、この凹溝内にこれ
   に沿って光ファイバー温度センサを設けて、基端部を対
   象部位から離れた管理場所に連結したことを特徴とする
   水中コンクリート打設用トレミー管。