JPS63265013A - 動圧密工法の施工管理装置 - 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】 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旅回体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を解放する６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△Ｈ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を基塾面に接地させ、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。

Ｃ１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。

Ｄ１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。

Ｅ０作用 施工箇所に着地しているハンマ１０２をウィンチ１０１
で巻上げる。このとき１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６次に、ウィン
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１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ＲＰ）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
機溝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、２
９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、アーム乃度検出
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１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Ｓｌｌ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Ｏとし１次いでＳ４に進み、アーム角度検出器１
５からアーム対地角を検出して基準アーム角層のレジス
タＡ。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已にそれぞれ格納し、
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がウィンチを、近接スイッチ２４゜マイクロスイ
ッチ２５．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Ａ。ｔＥ３ｏ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が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１手動スイッチ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
Ｓ６）、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、Ｈ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
を演算しくステップＳ８）、その演算結果をプリンタ３
２に出力する。

ハンマ５の真の沈下量Δ■（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ΔＩ（は、第５図（ａ）のステップＳ
６で求めた揚程カウント値の絶対値りにクレーン本体の
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Ｑ、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子は、 ｆ弁Ｑ　（Ａｏ−Ａ）ｃＯ５Ａ・　・　・　・　・　（
１）で近似される。ここでＡ。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　ｌ　１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弁Ｌ（Ｂｏ−Ｂ）ｃｏｓＢ・・・・・　（２）で近似
できる。ここで、ＢＩ、は第５図（ａ）のステップＳ４
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△Ｈは、揚程カウント
値の絶対値および（１）式、（２）式により ΔＨ坤Ｄり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１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１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６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
、自由落下量とを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
。

Ｇ１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)

1. 【特許請求の範囲】 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
   。