JPS61501406A - 構造壁の打ち込み - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 構造壁の打ち込み 発明の分野 本発明は、構造コンクリート壁の連続打ち込み方法および装置に関する。

先行技術 基礎工事の完成速度およびコストは使用する技術に直接関係する。

オーストラリアのゴールドコーストのような高度に開発された地域では、該技術 はしばしば既存建物の境界線への接近度によって支配される。加えて、該技術は 多数のタイプの土壌の低い構造強度をしんしゃくしなければならない。

例えば、コールドコースト地域においては、連続くい打ち技術が使用されるが、 しかしそれらは一般に遅ぐ、魅力的でない外観を有し、水もれを生じ易く、そし て一般にコストがかかる。

構造壁の連続打ち込みが提案されている０例えば米国特許第２゜５２６．１７６ 号（ファン、アイク）を見よ。しかしながら該特許に開示された方法は極めて面 倒であり、そして掘削および打ち込み機械のためキャタピラの使用は例えば既存 の壁から１０ｍ以内に接近した壁の打ち込みを不可能にする。

本発明の概要 本発明の目的は、構造壁の連続的打ち込みのための方法および装置を提供するこ とである。

本発明の好ましい目的は、基礎トレンチがそれを囲む土壌を安定化させるため圧 力下にポンプ送りされたコンクリートで直ちに充填される方法を提供することで ある。

本発明の他の好ましい目的は、境界線に接近した既存の基礎壁のつっかえの必要 性をなくす方法を提供することである。

本発明のなお他の好ましい目的は、現場の１１！備作業を少ししか必要としない が、形成された壁は寸法的に正確で、真っ直ぐで、そして水平となることを可能 とする方法を提供することである。

本発明の他の好ましい目的は以下の説明から明らかになるであろう。

一面において、本発明は、トレンチを掘削する工程と、掘削後直ちにトレンチの 側部を動いている型枠で一時的に支持する工程と、トレンチを充慣しかつトレン チの側部を安定化するため型枠中に圧力下コンクリートを吐出する工程と、構造 壁を形成するためコンクリートを硬化させる工程とを含む構造コンクリート壁の 連続打ち込み方法に存する。

第二の面において、本発明は動いている機械へ取り付は得る作業ヘッドと、作業 ヘッドが前進する時トレンチを掘るのに通した作業ヘッド上の連続掘削機と、作 業ヘッドが前進する時トレンチの側部を支持するため掘削機の直後に配置された 型枠手段と、トレンチを充填しそして土壌を安定化しかつ璧を形成するためトレ ンチへ圧力下コンクリートを供給する手段を含む構造コンクリート壁の連続打ち 込み装置に存する。

作業ヘッドは、好ましくは軍輪もしくはキャタピラ車両シャシに取り付けられた 回転し、緩衝するそして／または延びることができるブームの先端に取り付けら れる。好ましくは、作業ヘッドは車両が凹凸な地形を前進する時それが正しい方 向を維持できるように、ブームに関してすべての三方向軸に運動できるように取 り付けられる。

好ましくは、掘削機はパケットまたは他の連続掘削機からなり、土壌は任意の適 当な運搬手段によってトレンチから搬出されることができる。

好ましくは、型枠は平面において実質上Ｕ字形であり、型枠の脚はトレンチの側 部と係合しそしてそれを支持し、型枠の基部シよ掘削機とコンクリートの間にシ ールドを提供する。

好ましくは、型枠は璧のトップを形成する調節自在なプレートを含んでいる。

適当なボースまたはパイプが圧力下のコンクリートを離れたコンクリートポンプ から型枠へ運搬することができ、そして一つ以上のバイブレータ−が型枠内に備 えられ、コンクリートを詰めることができる。

好ましくは、作業台を制御するため自動案内手段が作業ヘッド上に設けられる。

案内手段はデータを提供する一以上のレーザーがらのビームを検出するセンサー と、そしてセンサー出力を評価しそして不規則な地形によって生じた偏差を修正 するように作業ヘッドを制御するコンピューターを含むことができる。

図面の簡単な説明 本発明を完全に理解することを可能とするため、これから好ましい具体例を添付 図面を参照して記載する。

第１図は建築現場に立てられている壁を図示する概略平面図である。

第２図：ま連続的に打ち込まれている壁の慨略図である。

第３図は作業ヘッドのブーム上への取り付けを図示する後面図（明瞭化のため一 部を省略）である。

第４図は作業へラドの側面図である。

第５図は作業ヘッドのための案内システムの概略図である。

第６図は案内システムの概略回路図である。

好ましい具体例の詳細な説明 第１図を参照すると、本発明が建築現場１２の境界線１１のまわりに構造基礎璧 １０を立てるために使用されている。

本発明の掘削および打ち込み機械１３は、隣接する境界線に沿って壁を形成する 準備のため建築現場の一コーナーに隣接して示されている。

現場の中心に隣接する回転するレーザー１４は、璧１０の高さのための基準レベ ルを確立し、他方固定レーザー１５は壁の直線精度のための基準線を確立するた めに、境界線１１に沿ってビームを指向する。

圧力下のコンクリートがコンクリートミキサー１８から供給され、コンクリート ポンプ１７から可撓性ホース１６を通って機械１３ヘポンプ輸送される。

第２および３図を参照すると、既械１３はキャタピラ２０上に取り付けられたン ヤシ１９を有する。作業台２１はシャシ１９上に回転可能に取り付けられ、そし てオペレーターの作業ステーション２２およびパワーユニット２３を備える。

ブーム支持部材２４が作業台２１上の支持ブラケット２５に回動自在に取り付け られ、そしてラム２５ａによって昇降される。

入れ予成ブーム２６は、ブーム支持部材２４の上端に緩衝運動のため取り付けら れ、そしてラム２７によって昇降される。ラム（図示せず）がブームの外側部分 ２８を内側部分２つに関して伸縮させるために設けられる。

作業ヘッドアセンブリ３０は、ブーム２６の先端に回動自在に取り付けられたハ ウジング３１を有し、ブームに関しＹ軸のまわりのハウジングの回転はラム３２ によって制御される。ハウジング３１上の液圧モーター３３は作業ヘッドをＺ軸 のまわりに回転させる。

水平アーム３５がハウジング３１の下端から内側へ延び、そして作業ヘッド支承 体３６を形成する垂直脚を有する。アクスル３７が作業ヘッド支承体３６へ向か って水平に延び、そして作業ヘッドユニット３８がその上端においてアクスル３ ７上に支持される。液圧ラム３９は支承体３６および作業ヘッドユニットの内側 上の支持プレート４０へ接続され、作業ヘッドユニット３８をＹ軸のまわりに回 転させる。

液圧モーター４１は、作業ヘッドユニット３８上に取り付けられた連続掘削機４ ３へ作動的に接続された、支承体上のキヤボックス４２を駆動する。

次に第４図を参照すると、作業ヘッドユニット３８は平面で見て実質上Ｈ字形で あり、一対のサイドプレート４４が掘、削去４３を型枠４６から分離している横 断分割壁４５によって相互に接続されている。掘削機４３はサイドプレート中に 軸支されそしてギヤボンクス４２によって駆動される駆動シャフト４８上に固着 された頂部駆動滑車もしくはプーリー４７を有する。パケットもしくはと、り５ ０を支承する一対の連続したサイドチェーン４９が駆動滑車４７およびサイドプ レート４４の下端間に軸支されたシャフト５２上に取り付けられた底部の駆動さ れる／ｆｊＩｉ５１のまわりを通過する６機械が前進する時、掘削機の前方走行 部のパケット５０はトレンチを掘削し、掘削した土壌をその両側へ投下する。

サイドプレート４４は型枠４６の可動側部を形成し、該型枠は作業ヘッドが前進 する待望１０の頂部を形成する調節自在なトッププレート５３ををする。可撓性 ホース１６は型枠によって仕切られた空洞中へコンクリートをポンプ送りするこ とを可能とするため、トッププレート５３へ接続されたその出口を持っている。

コンクリートが注入された時それを詰めるため、分割壁４５に隣接して型枠の下 部に複数の振動ユニット５７が設けられる。

作業ヘッド３日がトレンチを開くことを可能とするため、回動自在に取り付けら れた掘削アーム５８がハウジング５９内に分割壁４５の背後の作業ヘッドユニッ トの底部に（そしてＲ５Ｑによって型枠から分離されて）設けられる。液圧ラム ６１は掘削アーム５８を作業へ７ドユニツトから下方へそ°して前方へ延ばすよ うに作業し、酸ユニー／　トがトレンチの開始点において所望の深さに下降する ことを可能にする。

これから作業ヘッド３０のための案内システムを第１．５および６図を参照して 記載する。

前に記載したように、回転するレーザー１４はヲ１ｏのための基準レベルを確立 し、そして回転レーザー１４からのビームはハウジング３１上のシャフト６３上 に取り付けられたセンサー６２によって浸出される。固定レーザー１５は機械が 境界１１に沿って前進する時機械上の作業ヘッド３０へ直線データを提供し、そ して該レーザーからのビームは水平アーム６６上に支持された一対のセンサー６ ４．６５によって検出される。それぞれハウジング３１および支承体３６上のレ ベルセンサー６７．６８はそれぞれＸおよびＹ軸に関する作業ヘッド３６の方位 をモニターする。

サンセー６２．６４，６５．６７および６８からの出力はすべてマイクロコンピ ュータ−６９（第６図を見よ）へ供給され、該マイクロコンピュータ−が情報を 処理し、レーザー１４．１５によって確立されたデータに対して作業ヘッドアセ ンブリ３０の実際の位置を決定する。リミットスイッチ７０．７１はブーム２６ の延長をモニターし、そして該データもコンビエータ−へ供給され、それがそれ ぞれの制御バルブ、例えばバルブ７２をラム７３が後退および延長してブーム２ ６を延長または後退させるように作動させ、またはラム３２．３９もしくはモー ター３３を作業ヘッドアセンブリ３０の方位を調節および修正させるように作動 させる。この制御はオペレーターの作業ステーション２２内に設けた人力ジョイ スティック７４によってオーバーライドする゛ことができる。

これから機械の作動を記載する。

レーザー１４．１５は基準レベルおよび立てるべき璧１０ための線を確立するた め、第１図に示したように建物敷地に配置される。

機械１３はキャタピラ２０を境界線１１に対して実質上平行にして、璧を始める べき敷地のコーナーに隣接して配置される。ブーム２６は作業へ７ドアセンブリ ３０を敷地のコーナーに配置するように回転および延長され、そしてラム３２お よび３９は作業ヘッドアセンブリ３０がＸおよびＹ軸のまわりに垂直に位置する ように作動され、他方液圧モーター３３は作業ヘッドアセンブリが境界線と−敵 するように作動される。

オペレーターは次に掘削アーム５３　（ラム６１を介し）がトレンチを開くよう に作動し、そして作業ヘッドユニット３８が尼削アームによって掘られた穴に入 る時ブーム２６を降下させるようにラム２７　（そしてラム３５ａ）が引込めら れる。同時にコンピューター６９はラム７３を引込めてブーム２６を１＆退させ （機械と作業へ７ドユニフト３８との間の距離を一定に保つため）、そしてラム ３２を引込めてＸ軸に関する作業ヘッドユニットの垂直方位を維持させる。

作業ヘソドユニフトが回転しているレーザー１４からのビームを検出するセンナ −６２によって検出された必要とする深さに達した時、掘削機４３が作動に入り 、そして作業ヘッドユニットが前進させられる。レーザー１５によって確立され た基準線に対する作業ヘッドユニットの正しい方位を維持するため、コンピュー ター６９はブームを回転し、ブームを引込め（ラム７３を引込ませることにより ）、そしてモーター３３によって作業ヘッドユニット３８を回転させなけ机ばな らない。例えばもし掘削機が岩に当たった時、作業へ７ドユニツトのＹ軸に関す る方位を維持するため、コンピューターはラム３９を後退もしくは延長し、そし て／または障害物が取り除かれるまでブームの回転を停止させなければならない であろう。

作業ヘンドユニットが前進する時その基準線に対するどんなミスアラインメント もセンサー６４．６５によって検出され、そしてコンピューター６９が必要な（ ―正をするためラム等を作動する。

ブーム２６が境界線に対して直角な位置へ回転した時、機械１３を前進させるこ とができ、そしてコンビエータ−は作業ヘッドユニットを各種センサー６２．６ ４，６５．６７および６８によって検出された所望の方位に維持するように作動 する。

敷地のコーナーから作業へ、ドユニ、ト３８が前進するのと同時に、コンクリー トが可撓性ホース１６を通って圧力下にポンプされ、型枠４６によって形成され た空洞を満たす。型枠４６のサイドプレート４４およびトッププレート５３が璧 １０の側面および頂面を区画し、そしてサイドプレート４４は作業ヘンドユニッ ト３８が前進する時トレンチの側面を安定化する。コンクリートは壁が打ち込ま れる時振動ユニット５７によって詰められ、形成された璧１０は平滑な側面およ び頂面を有する。

機械が境界線の終わりに達し、そして掘削機がコーナーの先に立てた壁に接近ま たは当接した時、オペレーターは掘削機を止め、そしてブームを上昇させて作業 ヘッドをトレンチから引き上げる。壁を完成させるため残った空洞中にコンクリ ートをポンプすることができる。

マイクロコンピュータ−６９を介して機械を完全にコンピューター制御とするこ とにより、そしてセンサー６２，６４．６５．６７゜６８およびレーザー１４． １５の使用により、オペレーターは機械１３を最初に位置決めし、掘削アーム６ ８がトレンチを開口するように作動させ、そして境界線の終わりで機械を停める ことを必要とするだけである。トレンチの掘削および壁の打ち込みの全部を通じ 機械の運転は、機械がレーザー１４．１５によって設定された累算から迷走しそ して必要な修正行動を取ることができない場合、機械を停止するようにプログラ ムされたコンピューター６９によって完全に制御することができる。実際、オペ レーターは一旦機械が最初に位置決めされれば、機械をオンおよびオフにスイッ チするため例えばガレージのドアを制御するために使用されるタイプの小さい手 持ち送信器から機械を制御することができる。

機械の運動および作業ヘッドへのコンクリート流をモニターすることにより、コ ンピューターは注入されたコンクリートの容積と、そしてもし壁の全容積が事前 に見積られていれば、壁を完成するために要するコンクリートの容積を計算する ことができる。

もし必要ならば、回転カッター（図示せず）を掘削機４３の背後の作業ヘッドユ ニット３８の底部に設け、壁１０のひろがった底部を形成するようにトレンチの 側壁をアンダーカットすることができる。

作業ヘッドアセンブリはブーム２６の先端に支持されているので、この機械は既 存の壁に接近して（例えばＬｏｔｓ以内）璧を立てることができる。加えて、型 枠４６は掘削機４３によって形成されたトレンチの側面支え、そしてトレンチの 側面は次に加圧されたコンクリートによって安定化されるので、既存の壁のっっ がえを必要としない。

本発明の利点は当業者には容易に明らかであろう。

請求の範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することなく、記載した具体例に対 し種々の変更および修飾を加えることができる。

請求の範囲 １．掘削機を用いてトレンチを掘削する工程と、掘削直後にトレンチの側部を動 いている型枠で一時的に支持する工程と、 トレンチを充填しかつトレンチの側部を安定化するため型枠中に圧力下コンクリ ートを吐き出す工程と、構造璧を形成するようにコンクリートを硬化させる工程 を含んでいる構造コンクリートＨｉの連続打ち込み方法。

２、可動車両へ取り付は得る作業ヘッドと、作業ヘッドが前進する時トレンチを 掘削するのに通した作業ヘッド上の連続掘削機と、 作業へラドが前進する時トレンチの側部を支持するため掘削機の直後に配！され た作業ヘッド上の型枠手段と、トレンチを充填しそしてトレンチの側部を安定化 しかつ璧を形成するためトレンチへ圧力下コンクリートを供給する手段とを含み 、 前記作業ヘッドは可動車両のシャシ上に回転およびＦｘｔＥ運動のため取り付け られた延長し得るブームの先端に取り付けられており・ 前記作業ヘッドは該ブームに関し三つの軸において運動のため取り付けられ、か つ水平軸の一つのまわりの前記ブームに関する回動運動のため該ブーム上に回動 自在に取り付けられたハウジングと、水平軸の２番目のまわりの前記ハウジング に関する回動運動のため該ハウジングに回動自在に取り付けられた作業ヘソドユ ニットとを含み、該作業へソドユニ−／　トは前記ハンジングに関し垂直軸のま わりをさらに回転自在となっている構造コンクリート壁の連続打ち込み装置。

３、前記車両は車輪もしくはキャタピラを取り付けたシャシを有する第２項記載 の装置。

４、二つの水平運動軸に対する作業ヘッドの方位をモニターするセンサー手段を 備えている第３項記載の装置。

５、削除 ６、前記掘削機は前記作業ヘソドユニフトの前端に垂直に取り付けられた連続バ ケット掘削機を含み、該掘削機は前記作業ヘッドユニットが前進する時トレンチ を掘削するのに通している第２項記載の装置。

７、トレンチの開始点において土壌中に作業ヘッドユニットを下降させることが できる穴を掘るのに通した往復動掘削機を作業ヘッドユニットの底部にさらに含 んでいる第６項記載の装置。

８、前記型枠は平面において実質上Ｕ字形でありかつ作業ヘッドが前進する待望 を打ち込むことができるように後へ向かって開いており、該型枠は掘削機から型 枠を分離するための分誦望によって相互に接続された一対のサイドプレートとト ッププレートとを有し、該サイドプレートはトレンチの側部を支持しかつ打ち込 まれた璧の側面を形成し、該トッププレートは前記璧の頂面を形成する第２項記 載の装置。

９、コンクリートを圧力下に供給する手段はコンクリートポンプへ接続されかつ 型枠によって形成された空洞中へその出口を有する可撓性ホースを含んでいる第 ８項記載の装置。

１０、コンクリートが打ち込まれた時それを詰めるため型枠によって形成された 空洞内に少なくとも一つのパイブレーク−をさらに含んでいる第９項記載の装置 。

１１、回転しているレーザーが壁の基準レベルを確立するために設けられており 、固定レーザーが壁の基準線を確立するために設けられており、 これら回転および固定レーザーによって発生するレーザーを検出するセンサーが 作業ヘッド上に設けられており、コンピューターが該センサーからデータを受信 し作業ヘッドの基準レベルおよび基準線に関する方位を決定し、そして作業ヘッ ドの基準レベルおよび基準線からの方位の偏向を（ぎ正するため前記ブームおよ び作業ヘッドの運動を起こすように作動する第４項記載の装置。

１２、作業ヘッドの水平軸に関する方位をモニターするための作業ヘッド上のセ ンサーをさらに含み、該センサーからの出力は処理および作業ヘッドの方位の制 御のため前記コンピューターへ供給される第１１項記載の装置。

１３、添付図面を参照してこれまで記載されたような構造コンクリート壁の連続 打ち込み方法。

１４、添付図面を参照してこれまで記載されたような構造コンクリート壁の連続 打ち込み装置。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．掘削機を用いてトレンチを掘削する工程と、掘削直後にトレンチの側部を動 いている型枠で一時的に支持する工程と、 トレンチを充填しかつトレンチの側部を安定化するため型枠中に圧力下コンクリ ートを吐き出す工程と、構造壁を形成するようにコンクリートを硬化させる工程 を含んでいる構造コンクリート壁の連続打ち込み方法。
2. ２．可動車両へ取り付け得る作業ヘッドと、作業ヘッドが前進する時トレンチを 掘削するのに適した作業ヘッド上の連続掘削機と、 作業ヘッドが前進する時トレンチの側部を支持するため掘削機の直後に配置され た作業ヘッド上の型枠手段と、トレンチを充填しそしてトレンチの側部を安定化 しかつ壁を形成するためトレンチへ圧力下コンクリートを供給する手段を含んで いる構造コンクリート壁の連続打ち込み装置。
3. ３．該車両は車輪もしくはキャタピラを取り付けたシャシを有し、延長し得るブ ームが回転および緩衝運動のためシャシ上に取り付けられており、前記作業ヘッ ドは前記ブームの先端に取り付けられている第２項記載の装置。
4. ４．前記作業ヘッドは前記プームに関し三つの軸に運動のため取り付けられてお り、二つの水平運動軸に対する作業ヘッドの方位をモニターするセンサー手段を 備えている第３項記載の装置。
5. ５．前記作業ヘッドは前記水平軸の一つのまわりの前記ブームに関する回動運動 のため該ブーム上に回動自在に取り付けられたハウジングと、前記水平軸の２番 目のまわりの前記ハウジングに関する回動運動のため該ハウジングに回動自在に 取り付けられた作業ヘッドユニットとを含み、前記作業ヘッドユニットは前記ハ ウジングに関し垂直軸のまわりをさらに回転自在となっている第４項記載の装置 。
6. ６．前記掘削機は前記作業ヘッドユニットの前端に垂直に取り付けられた連続バ ケット掘削機を含み、該掘削機は前記作業ヘッドユニットが前進する時トレンチ を掘削するのに適している第５項記載の装置。
7. ７．トレンチの開始点において土壌中に作業ヘッドユニットを下降させることが できる穴を掘るのに適した往復動掘削機を作業ヘッドユニットの底部にさらに含 んでいる第６項記載の装置。
8. ８．前記型枠は平面において実質上Ｕ字形でありかつ作業ヘッドが前進する時壁 を打ち込むことができるように後へ向かって開いており、該型枠は掘削機から型 枠を分離するための分割壁によって相互に接続された一対のサイドプレートとト ッププレートとを有し、該サイドプレートはトレンチの側部を支持しかつ打ち込 まれた壁の側面を形成し、該トッププレートは前記壁の頂面を形成する第３項記 載の装置。
9. ９．コンクリートを圧力下に供給する手段はコンクリートポンプへ接続されかつ 型枠によって形成された空洞中へその出口を有する可撓性ホースを含んでいる第 ８項記載の装置。
10. １０．コンクリートが打ち込まれた時それを詰めるため型枠によって形成された 空洞内に少なくとも一つのバイブレーターをさらに含んでいる第９項記載の装置 。
11. １１．回転しているレーザーが壁の基準レベルを確立するために設けられており 、固定レーザーが壁の基準線を確立するために設けられており、 これら回転および固定レーザーによって発生するレーザーを検出するセンサーが 作業ヘッド上に設けられており、コンピューターが該センサーからデータを受信 し作業ヘッドの基準レベルおよび基準線に関する方位を決定し、そして作業ヘッ ドの基準レベルおよび基準線からの方位の偏向を修正するため前記プームおよび 作業ヘッドの運動を起こすように作動する第５項記載の装置。
12. １２．作業ヘッドの水平軸に関する方位をモニターするための作業ヘッド上のセ ンサーをさらに含み、該センサーからの出力は処理および作業ヘッドの方位の制 御のため前記コンピューターへ供給される第１１項記載の装置。
13. １３．添付図面を参照してこれまで記載されたような構造コンクリート壁の連続 打ち込み方法。
14. １４．添付図面を参照してこれまで記載されたような構造コンクリート壁の連続 打ち込み装置。