JP6846812B2 - How to excavate a direct foundation board of an underground structure - Google Patents
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Description
本発明は地下式立体駐輪場、地下式立体駐車場、又は有害物質埋設施設等の地中構造物の底部の直下地盤を均等に掘削できる、地中構造物の直下地盤の掘削方法に関するものである。 The present invention relates to a method for excavating a direct basement board of an underground structure capable of evenly excavating a direct basement board at the bottom of an underground structure such as an underground multi-story bicycle parking lot, an underground multi-story parking lot, or a facility for burying harmful substances. ..
出願人は閉鎖形状を呈するコンクリート製の地中構造物の底部フレームに往復移動可能に係合した複数の掘削装置を使用した掘削方法を先に提案したと(特許文献1,2)。
さらに出願人は、地中構造物の水平性を維持しながら沈設するための複数の懸架式沈下制御装置を併用して、地中構造物の底部の直下地盤を掘削する工程と、地中構造物の上部に躯体を延長する工程とを並行して行いながら沈設する地中構造物の構築方法を先に提案した(特許文献3,4)。
沈下制御装置は、先端を地中構造物の躯体に接続したロープと、ロープを巻き取ったウインチと、複数の滑車を介してロープを係留するポストと、ロープの張力検知手段と、張力検知手段の検知情報に基づいてウインチを制御する制御部と、を具備している。
地中構造物の複数箇所に接続した複数のロープの張力が均等になるように、各ロープの繰出し量と、各掘削装置の移動速度を制御することで、高い水平性を保ちながら地中構造物を沈設するようにしたものである。
The applicant has previously proposed an excavation method using a plurality of excavating devices that are reciprocally engaged with the bottom frame of a concrete underground structure having a closed shape (Patent Documents 1 and 2).
Furthermore, the applicant uses a plurality of suspended subsidence control devices for subsidence while maintaining the levelness of the underground structure, and excavates the direct basement board at the bottom of the underground structure and the underground structure. We have previously proposed a method for constructing an underground structure that is sunk while performing the process of extending the skeleton on the upper part of the object in parallel (Patent Documents 3 and 4).
The sinking control device includes a rope whose tip is connected to the skeleton of an underground structure, a winch that winds the rope, a post that moored the rope via a plurality of pulleys, a rope tension detecting means, and a tension detecting means. It is provided with a control unit that controls the winch based on the detection information of the above.
By controlling the amount of feeding of each rope and the moving speed of each excavator so that the tensions of the multiple ropes connected to multiple points of the underground structure are equalized, the underground structure is maintained with high levelness. It is designed to lay things down.
さらに出願人は複数の沈下制御装置を用いずに地中構造物の水平性を維持しながら沈設する方法を先に提案した(特許文献5)。
この方法は、閉鎖形状を呈するコンクリート製の地中構造物の底部フレームが着床する作業孔の底部に高精度の水平基準面を予め形成しておき、この水平基準面を掘削開始面として複数の掘削装置で均等に掘削することで高い水平性を保ちながら地中構造物を沈設するようにしたものである。
Furthermore, the applicant has previously proposed a method of subsidence while maintaining the horizontality of the underground structure without using a plurality of subsidence control devices (Patent Document 5).
In this method, a high-precision horizontal reference plane is formed in advance at the bottom of the work hole on which the bottom frame of the concrete underground structure having a closed shape is landed, and a plurality of these horizontal reference planes are used as the excavation start plane. By excavating evenly with the excavation equipment of the above, the underground structure is sunk while maintaining high horizontality.
特許文献5に開示された地中構造物の構築方法にあっては、複数の沈下制御装置を省略できる利点があるものの、地中構造物の底部の直下地盤が常に均質地盤とは限らず、同一平面上における掘削予定地盤の硬度に差があったり、その一部に転石等が存在したりすると、掘削予定地盤を均等に掘削することが技術的に難しい。 The method for constructing an underground structure disclosed in Patent Document 5 has an advantage that a plurality of subsidence control devices can be omitted, but the direct ground ground at the bottom of the underground structure is not always homogeneous ground. If there is a difference in the hardness of the planned excavation ground on the same plane, or if there are boulders or the like in a part of the difference, it is technically difficult to evenly excavate the planned excavation ground.
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、地中構造物の底部の直下地盤の硬度が変化していても均等に掘削できると共に、複数の掘削装置の間に掘削差が生じたときに掘削量を修正できる、地中構造物の直下地盤の掘削方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to be able to excavate evenly even if the hardness of the direct base plate at the bottom of the underground structure is changed, and to excavate a plurality of excavators. It is an object of the present invention to provide a method for excavating a direct basement of an underground structure, which can correct the excavation amount when an excavation difference occurs between them.
本発明は、閉鎖形状を呈するコンクリート製の地中構造物の底部フレームに係合して自走可能な走行体と、走行体を走行させる走行駆動源と、走行体に鉛直軸を中心に回転可能に搭載した回転カッタと、回転カッタを回転駆動する掘削駆動源とを具備した複数の掘削装置と、複数地点における地中構造物の沈下量を電気的に検知する地中構造物の沈下検出手段と、地中構造物の沈下検出手段と電気的に接続し、前記複数の掘削装置の掘削と往復走行を個別に制御可能な制御部とを具備し、前記複数の掘削装置が底部フレームに沿って走行することで地中構造物の底部の直下地盤を均等に掘削する、地中構造物の直下地盤の掘削方法である。
前記制御部は少なくとも通常掘削モードと、硬質地盤掘削モードと、掘削差修正モードとの切り替えが可能である。
前記制御部は地中構造物の沈下検出手段を通じて入力された複数地点における地中構造物の沈下量差が予め設定した許容範囲内のときに通常掘削モードと判断して、前記複数の掘削装置の走行速度を等速に制御しつつ、複数の回転カッタの回転速度を等速に制御する。
前記制御部は前記複数の掘削装置の掘削駆動源または走行駆動源の電気的負荷が大きく変化したときに硬質地盤掘削モードと判断して、記複数の掘削装置の走行速度を等速に制御しつつ、電気的負荷の大きな掘削装置のみの回転カッタの回転速度を増速制御する。
前記制御部は地中構造物の沈下検出手段を通じて入力された複数地点における地中構造物の沈下量差が予め設定した許容範囲を越えたときに掘削差修正モードと判断して、沈下量の小さい区域に位置する掘削装置の回転カッタの回転速度を増速制御して地中構造物の沈下量を修正する。
本発明の他の形態において、前記制御部は前記複数の掘削装置の掘削駆動源または走行駆動源の電気的負荷が元の値に戻ると硬質地盤掘削モードを終了して通常掘削モードに切り替わる。
本発明の他の形態において、前記制御部は掘削差修正モードと判断したときに沈下量の小さい区域外に位置する掘削装置の走行を待機させ、地中構造物の沈下量のバラツキが解消されると、掘削差修正モードを終了して通常掘削モードに切り替わる。
本発明の他の形態において、地中構造物の沈下検出手段が地中構造物へ向けて配設した複数の測距センサで構成されている。
本発明の他の形態において、複数の掘削装置による地中構造物の底部の直下地盤を掘削する作業と並行して、地中構造物の内方地盤を掘削して地上へ排土する。
本発明の他の形態において、前記底部フレームを着地させて掘削開始面となる地中構造物の底部の直下地盤が予め水平基準面として形成されていてもよい。
In the present invention, a traveling body capable of self-propelling by engaging with a bottom frame of a concrete underground structure having a closed shape, a traveling drive source for traveling the traveling body, and a traveling body rotating about a vertical axis. Subsidence detection of underground structures by electrically detecting the amount of subsidence of underground structures at a plurality of points and a plurality of excavation devices equipped with a rotary cutter that can be mounted and an excavation drive source that rotationally drives the rotary cutter. The means is electrically connected to the subsidence detecting means of the underground structure, and is provided with a control unit capable of individually controlling the excavation and reciprocating travel of the plurality of excavation devices, and the plurality of excavation devices are attached to the bottom frame. This is a method of excavating a direct base plate of an underground structure, in which the direct base plate at the bottom of the underground structure is evenly excavated by traveling along the ground.
The control unit can at least switch between a normal excavation mode, a hard ground excavation mode, and an excavation difference correction mode.
The control unit determines that the normal excavation mode is in the normal excavation mode when the difference in the amount of subsidence of the underground structure at a plurality of points input through the subsidence detecting means of the underground structure is within a preset allowable range, and the plurality of excavation devices. While controlling the running speed of the above to a constant speed, the rotation speeds of a plurality of rotary cutters are controlled to a constant speed.
When the electrical load of the excavation drive source or the traveling drive source of the plurality of excavating devices changes significantly , the control unit determines that the hard ground excavation mode is used, and controls the traveling speeds of the plurality of excavating devices to a constant speed. At the same time, the rotation speed of the rotary cutter only for the excavator with a large electrical load is controlled to be accelerated.
The control unit determines that the excavation difference correction mode is set when the difference in the amount of subsidence of the underground structure at a plurality of points input through the subsidence detecting means of the underground structure exceeds a preset allowable range, and determines that the amount of subsidence is The rotation speed of the rotary cutter of the excavator located in a small area is controlled to be accelerated to correct the subsidence of the underground structure .
In another embodiment of the present invention, the control unit terminates the hard ground excavation mode and switches to the normal excavation mode when the electrical load of the excavation drive source or the traveling drive source of the plurality of excavation devices returns to the original value.
In another embodiment of the present invention, when the control unit determines that the excavation difference correction mode is set, the excavation device located outside the area where the subsidence amount is small is made to stand by, and the variation in the subsidence amount of the underground structure is eliminated. Then, the excavation difference correction mode is terminated and the mode is switched to the normal excavation mode.
In another embodiment of the present invention, the subsidence detecting means of the underground structure is composed of a plurality of distance measuring sensors arranged toward the underground structure.
In another embodiment of the present invention, in parallel with the work of excavating the direct ground ground at the bottom of the underground structure by a plurality of excavating devices, the inner ground of the underground structure is excavated and the soil is discharged to the ground.
In another embodiment of the present invention, a direct base plate at the bottom of the underground structure which is the starting surface for excavation by landing the bottom frame may be formed in advance as a horizontal reference surface.
本発明は、地中構造物の底部の直下地盤の硬度が変化していても複数の掘削装置で以て均等に掘削できると共に、複数の掘削装置の間に掘削差が生じたときには一部の掘削装置のみを稼働させて掘削量を修正できるので、従来の沈下制御装置を省略しても複数の掘削装置を制御することで地中構造物の高い水平性を保持したまま正確に沈設することができる。 According to the present invention, even if the hardness of the direct base plate at the bottom of the underground structure changes, it is possible to excavate evenly with a plurality of excavators, and when an excavation difference occurs between the plurality of excavators, a part of the excavation differences occur. Since only the excavation equipment can be operated to correct the excavation amount, even if the conventional subsidence control equipment is omitted, it is possible to accurately submerge the underground structure while maintaining high levelness by controlling multiple excavation equipment. Can be done.
以下に図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
<1>地中構造物
図1,2を参照して説明すると、地中構造物10はその水平断面形状が例えば矩形、多角形、円形、楕円形等を呈するコンクリート製の函体である。地中構造物10の躯体厚や全体寸法は使途に応じて適宜選択する。
<1> Underground structure Explaining with reference to FIGS. 1 and 2, the
<1.1>底部フレーム
地中構造物10の下端部には底部フレーム11が位置し、地中構造物10は底部フレーム11を介して直下地盤に接面して支持される。
本例では上下一対のフランジ12,13間をウェブ14で接続したH形鋼で底部フレーム11を構成する場合について説明する。
<1.1> Bottom frame The
In this example, a case where the
<1.2>底部フレームの付帯設備
図2,6を参照して説明すると、上下フランジ12,13の内側内面には、掘削装置30を誘導する一対のガイドレール15,15が相対向して設けてある。
ウェブ14の内側内面の中央には、掘削装置30の自走反力を得るための直線歯車等の反力受け具16が連続して設けてある。
<1.2> Ancillary equipment of the bottom frame Explaining with reference to FIGS. 2 and 6, a pair of
A
<2>掘削装置
図2に例示した掘削装置30について説明すると、掘削装置30は、地中構造物10の下端部の直下地盤を掻き出し掘削する機能と、掘削土を地中構造物10の内側へ排出する機能を併有した自走式の装置である。
掘削装置30は、地中構造物10の下端部21のガイドレール15,15に係合して走行可能な走行体35と、走行体35の走行手段と、走行体35に搭載した回転カッタ31と、回転カッタ31の回転手段とを具備する。
複数の掘削装置30は地中構造物10の直線部を水平走行しながら地中構造物10の直下地盤を連続して掘削し、地中構造物10の角部の掘削を終えると走行方向を反転し、同一周期で往復走行を繰り返す。
<2> Excavation device Explaining the
The
The plurality of
<2.1>走行体
走行体35は回転カッタ31を搭載した状態で底部フレーム11に走行自在に係留させた水平架台である。
走行体35は複数の空転式ローラ36を有し、空転式ローラ36を介してガイドレール15,15と係合している。
走行体35は、モータ等の走行駆動源32と歯車状の走行輪33を具備している。
走行輪33は底部フレーム11の反力受け具16と噛合していて、走行体35に搭載した走行駆動源32の駆動を受けて走行輪33が正逆転することで底部フレーム11に沿って掘削装置30が往復走行する。
<2.1> Traveling body The
The
The traveling
The traveling wheel 33 meshes with the
<2.2>回転カッタ
回転カッタ31は、少なくとも走行体35を縦方向に貫通して軸支した回転軸31aと、回転軸に配設した板状の水平ロータ31bとを具備し、水平ロータ31bの周縁部と下面に複数の掘削ビット31c,31dを有する(図3)。
回転カッタ31は掘削装置30の往復走行の切り替えに伴い、走行体35に搭載したモータ等の掘削駆動源34の回転を受けて正逆転する。
回転カッタ31はその掘削半径を変更することで、地中構造物10の躯体幅を越えた拡張掘削が可能である。
<2.2> Rotation Cutter The
The
By changing the excavation radius of the
<3>地中構造物の沈下検出手段
図4を参照して説明すると、地中構造物10の上方には複数の測距センサ20が配設してあり、これら複数の測距センサ20を通じて地中構造物10の鉛直変位を電気的に計測して制御部60の沈下量監視部65へ送信可能になっている。
<3> Subsidence detection means for underground structure Explaining with reference to FIG. 4, a plurality of
測距センサ20は光学式距離センサであり、地中構造物10の内側躯体に突設した反射板21に向けて赤外線、レーザ光等の光線を照射して、複数地点における地中構造物10の沈下量(鉛直変位量)を計測することが可能である。
複数の測距センサ20で計測するのは、制御部60で各掘削装置30の掘削量を正確に検出するためである。
The
The reason for measuring with the plurality of
測距センサ20の設置数や設置位置は地中構造物10の平面形状に応じて適宜選択する。
地中構造物10の平面形状が矩形を呈する場合は、地中構造物10の角部箇所の変位を計測し得るように4台の測距センサ20を配設するとよい。
測距センサ20の測定距離には限界があることから、地中構造物10の沈設深さに応じて反射板21の取付け高さを上位に変更することで高い測定精度を維持することができる。
The number and position of the
When the plane shape of the
Since the measurement distance of the
地中構造物10の沈下検出手段は例示した測距センサ20と反射板21に限定されず、要は地中構造物10の複数地点における沈下量を電気的に計測できる計測機器であれば適用が可能である。
The subsidence detecting means of the
<4>制御部
図4を参照して説明すると、制御部60は複数の掘削装置30を掘削制御するためのCPU等を含む制御装置である。
複数の掘削装置30は制御部60の自動制御または手動制御により、地中構造物10の底部の直下地盤を均等に掘削することが可能である。
制御部60は少なくとも通常掘削モード61と、硬質地盤掘削モード62と、掘削差修正モード63とを有し、掘削状況に応じてこれら複数のモード61〜63の切り替えが可能である。各モード61〜63の詳細については後述する。
さらに制御部60は駆動源監視部64と、沈下量監視部65を有する
<4> Control unit Explaining with reference to FIG. 4, the control unit 60 is a control device including a CPU and the like for excavating and controlling a plurality of excavating
The plurality of excavating
The control unit 60 has at least a normal excavation mode 61, a hard ground excavation mode 62, and an excavation difference correction mode 63, and these plurality of modes 61 to 63 can be switched according to the excavation situation. Details of each mode 61 to 63 will be described later.
Further, the control unit 60 has a drive source monitoring unit 64 and a subsidence amount monitoring unit 65.
各掘削装置30を構成する走行駆動源32と掘削駆動源34は制御部60の駆動源監視部64と電気的に接続していて、制御部60は各掘削装置30における各駆動源32,34に対して掘削制御指令を発するだけでなく、各掘削装置30における各駆動源32,34の負荷変化を把握し、フィードバックさせた各駆動源32,34の負荷変化を基に各掘削装置30の掘削条件(回転カッタ31の回転速度等)を個別に制御し得るようになっている。
The traveling
複数の測距センサ20は制御部60の沈下量監視部65と電気的に接続していて、制御部60は複数の測距センサ20からの検知信号により地中構造物10の複数地点における沈下量を常時把握していて、フィードバックさせた測距センサ20の検知信号を基に各掘削装置30の掘削条件(回転カッタ31の回転速度等)を個別に制御し得るようになっている。
The plurality of
[地中構造物の施工方法]
つぎに地中構造物10の構築方法について説明する。
[Construction method for underground structures]
Next, a method of constructing the
<1>開削工と水平基準面の形成
図5(a)を参照して説明すると、地中構造物10の沈下予定の地盤40を開削してすり鉢状の作業孔41を形成する。
作業孔41はその地上部の横幅L1が底部の横幅L2より大きい寸法関係にあり、かつ作業孔41の底部の横幅L2が地中構造物10の横幅L3より大きい寸法関係にある。
作業孔41の深さHは地中構造物10の1スパン分程度の高さ(3〜6m程度)で十分である。
<1> Excavation work and formation of horizontal reference plane Explaining with reference to FIG. 5A, the
The width L 1 of the above-ground portion of the
The depth H of the
本例では底部フレーム11を着地させて掘削開始面となる地中構造物の底部の直下地盤を予め十分に締め固めて高精度の水平面として仕上げた水平基準面42として形成しておく形態について説明するが、掘削開始面は水平基準面42でなくともよい。
In this example, a mode is described in which the
<2>底部フレームの組立て
図5(b)と図6を参照して説明すると、作業孔41内にH鋼等の鋼材を吊り降ろし、各鋼材の水平レベルを確認しながら水平基準面42上に底部フレーム11を載置して閉鎖形状に組み立てる。
<2> Assembling the bottom frame Explaining with reference to FIGS. 5 (b) and 6, a steel material such as H steel is suspended in the
<3>掘削装置の組付け
図2と図5(b)を参照して説明すると、作業孔41内において、水平に設置した底部フレーム11内側に間隔を隔てて複数の掘削装置30を組み付ける。
<3> Assembling the Excavation Device Explaining with reference to FIGS. 2 and 5B, a plurality of
<4>地中構造物の構築
図5(b)と図7を参照して地中構造物10の1スパン分の構築工程について説明する。
底部フレーム11の上フランジ12上に鉄筋50を組み立てると共に、相対向して型枠51を組み立てた後に、型枠51内へコンクリート53を打設して地中構造物10の躯体を構築する。型枠51はコンクリート53の硬化を待って解体撤去する。
コンクリート53の打設に伴い底部フレーム11への載荷重が増すが、これらの載荷重は底部フレーム11の下フランジ13を介して水平基準面42に分散して支持されるので、底部フレーム11の水平性は維持される。
<4> Construction of Underground Structure The construction process for one span of the
After assembling the reinforcing bars 50 on the upper flange 12 of the
The load on the
<5>環状空間の埋戻し
図5(c)に示すように、地中構造物10を間に挟んで作業孔41の空間が内外に二分され、地中構造物10の内部空間41aと、地中構造物10の外方の環状空間41bを形成する。
環状空間41bの全域に埋戻土43を投入して地表レベルまで埋め戻す。
<5> Backfilling of the annular space As shown in FIG. 5C, the space of the
The
<6>内方地盤の掘削と土砂の排出
地中構造物10の内方地盤43を公知の掘削装置材を用いて掘削する。
ここで掘削装置30の排土性をよくするため、地中構造物10の近傍を地中構造物10に沿って環状溝を掘削しておく。すなわち、掘削装置30で掘削する作業に先行して、溝底が地中構造物10の底部の直下地盤に対して下位に位置するように環状溝を予め掘削しておく。
地中構造物10の内方の掘削土砂は、クラムシェルバケット45やコンベア搬送、ダンプカー等の公知の排土手段により地上へ排出する。
<6> Excavation of inner ground and discharge of earth and sand The
Here, in order to improve the soil texture of the
The excavated earth and sand inside the
<7>直下地盤の掘削制御
複数の掘削装置30を往復移動させながら地中構造物10の底部の直下地盤を均等に掘削するが、直下地盤のが硬度が同一水平面上で同一であるとは限らない。
そのため、直下地盤の硬度が変化したり、複数の掘削装置30の掘削にバラツキを生じたりしたときに対応するため、制御部60は以下に説明する複数の掘削モード61〜63に切り替えながら掘削作業を行う。
図4,8を参照しながら制御部60による掘削方法について説明する。
<7> Excavation control of the direct base plate Evenly excavates the direct base plate at the bottom of the
Therefore, in order to deal with a change in the hardness of the direct base plate or a variation in the excavation of the plurality of
The excavation method by the control unit 60 will be described with reference to FIGS. 4 and 8.
<7.1>通常掘削モード
複数の掘削装置30に大きな掘削負荷の差がなく、かつ複数の掘削装置30の掘削量の差が許容範囲内であるときは、制御部60は通常掘削モード61と判断して、各掘削装置30に対して通常の掘削制御を行う。
通常の掘削制御とは、すべての掘削装置30を同一の速度で走行すると共に、各掘削装置30の回転カッタ31が同一の回転速度で回転する制御を指す。
<7.1> Normal Drilling Mode When there is no large difference in drilling load between the plurality of
Normal drilling control refers to control in which all
図8を参照して通常掘削モード61を説明する。
地中構造物10の底部に配備し、反時計回り方向に向けと走行と時計回り方向に向けた走行を交互に繰り返す4台の掘削装置30A〜30Dの各走行速度をVa〜Vdとし、各回転カッタ31A〜31Dの回転速度をωa〜ωdとした場合、通常掘削モード61では4台の掘削装置30A〜30Dの走行速度Va〜Vdを等速に制御すると共に、すべての回転カッタ31A〜31Dの回転速度(回転数)ωa〜ωdを等速に制御する。
The normal excavation mode 61 will be described with reference to FIG.
The traveling speeds of the four
通常掘削モード61においては、すべての掘削装置30を等速で走行させながら単位時間当たりの掘削量を同一にして掘削できるので、地中構造物10の下端部の直下地盤を均等に掘削することができる。
In the normal excavation mode 61, since all the
<7.2>硬質地盤掘削モード
地中構造物10の下端部の直下地盤の一部に硬質地盤や転石等が存在する場合がある。
このような現場では、硬質箇所に到達した掘削装置30の回転カッタ31の掘削抵抗や走行抵抗が増す。
制御部60は走行駆動源32や掘削駆動源34の電気的負荷の変化を常時監視していて、駆動源32,34の電気的負荷が予め設定した許容値を越えたときに、硬質地盤掘削モード62と判断する。硬質地盤掘削モード62に切り替わると、制御部60は掘削抵抗の大きな掘削装置30に対して回転カッタ31の回転速度を増速制御する。
回転カッタ31の回転速度を高めるのは硬質箇所の掘削を促進させるためである。
回転カッタ31の回転速度は例えば1〜2割程度高めれば十分であるが、具体的な回転カッタ31の回転速度は適宜が可能である。
<7.2> Hard ground excavation mode Hard ground, boulders, etc. may be present in a part of the direct ground at the lower end of the
At such a site, the drilling resistance and running resistance of the
The control unit 60 constantly monitors changes in the electrical load of the traveling
The reason for increasing the rotation speed of the
It is sufficient to increase the rotation speed of the
図8を参照して硬質地盤掘削モード62を説明する。
4台の掘削装置30A〜30Dのうち、例えば掘削装置30Aを構成する回転カッタ31Aの回転抵抗、または走行抵抗が大きく変化した場合には、図4に示した制御部60が硬質地盤掘削モード62と判断し、抵抗の大きかった回転カッタ31Aのみの回転速度ωaを増速制御する。
このとき他の掘削装置30B〜30Dの回転速度ωb〜ωdは増速せずに通常速度で制御される。
The hard ground excavation mode 62 will be described with reference to FIG.
Of the four
At this time, the rotation speeds ωb to ωd of the
掘削装置30Aを構成する回転カッタ31Aの回転抵抗、または走行抵抗が元の値に戻ると、制御部60は硬質地盤掘削モード62を終了して通常掘削モード61に切り替わる。
When the rotational resistance or traveling resistance of the
このように、直下地盤の一部に硬質地盤や転石等が存在する場合には、硬質地盤掘削モード62に切り替えて、硬質箇所の掘削を促進できるので、地中構造物10の下端部の直下地盤を均等に掘削することができる。
In this way, when hard ground, boulders, etc. are present in a part of the direct ground, the hard ground excavation mode 62 can be switched to promote excavation of the hard part, so that the excavation of the hard part can be promoted, and thus directly under the lower end of the
なお、硬質地盤掘削モード62の他の制御方法として、回転カッタ31の回転速度を変えずに複数の掘削装置30の走行速度を制御する方法が考えられる。
すなわち、掘削抵抗の大きな区間に位置する掘削装置30の走行速度を低速に制御する方法である。
複数の掘削装置30の走行速度を個別に制御する方法は理論的には成り立つが、実際には複数の掘削装置30間における掘削のバランスがとりにくいため、本発明では回転カッタ31Aの回転速度を制御対象としたものである。
As another control method of the hard ground excavation mode 62, a method of controlling the traveling speeds of the plurality of
That is, it is a method of controlling the traveling speed of the
A method of individually controlling the traveling speeds of the plurality of excavating
<7.3>掘削差修正モード
理論的には上記した2つの掘削制御モード61,62で制御することで、直下地盤の掘削量を均等にして地中構造物10の高い水平性を保ったまま鉛直に沈設することができる。
種々の複合要因で複数の掘削装置30の掘削量にバラツキを生じたときにこの掘削差を解消するために制御部60は掘削差修正モード63を具備する。
<7.3> Excavation difference correction mode Theoretically, by controlling in the above two excavation control modes 61 and 62, the excavation amount of the direct base plate was made uniform and the high levelness of the
The control unit 60 includes an excavation difference correction mode 63 in order to eliminate this excavation difference when the excavation amount of the plurality of
制御部60は複数の測距センサ20で計測した複数地点における地中構造物10の鉛直変位量に基づいて各掘削装置30の掘削量を検知して比較している。
各掘削装置30の掘削量の差が設定範囲を超えて大きくなったときには、制御部60は掘削差修正モード63と判断し、沈下量の小さい区域に位置する掘削装置30に対して掘削指令を発して沈下量を修正する。
The control unit 60 detects and compares the excavation amount of each
When the difference in the excavation amount of each
図8を参照して掘削差修正モード63を説明する。
4台の掘削装置30A〜30Dのうち、例えば2台の掘削装置30A,30Dの掘削量が残りの2台の掘削装置30B,30Cの掘削量よりも小さいときは、地中構造物10のごく僅かな傾きとなって現れ、この小さな傾きは図4に示した測距センサ20を通じて制御部60へ送信される。
The excavation difference correction mode 63 will be described with reference to FIG.
Of the four
制御部60は、複数の掘削装置30A〜30Dにおける予め設定した掘削量の差(例えば5mm〜10mm差)に達したときは、掘削差修正モード63と判断する。
掘削差修正モード63では、沈下量の小さい区間に位置する掘削装置30A,30Dのみに対して掘削指令を発して、地中構造物10の沈下量の小さい区間を掘削する。
この間、他の掘削装置30B,30Cは走行せずに待機状態にある。
地中構造物10の沈下量の小さい区間を掘削することで地中構造物10の沈下量のバラツキが修正される。
When the control unit 60 reaches a preset difference in excavation amount (for example, a difference of 5 mm to 10 mm) in the plurality of
In the excavation difference correction mode 63, an excavation command is issued only to the
During this time, the
By excavating a section where the subsidence amount of the
地中構造物10の沈下量のバラツキが解消されると、掘削差修正モード63を終了して通常掘削モード61に切り替わる。
When the variation in the amount of subsidence of the
<8>内方地盤の掘削と土砂の排出
図1を参照して地中構造物10の内方地盤43の掘削方法と排土について説明する。
地中構造物10の内方地盤43を公知の掘削装置を用いて掘削する。
ここで掘削装置30の排土性をよくするため、地中構造物10の近傍を地中構造物10に沿って環状溝を掘削しておく。すなわち、掘削装置30で掘削する際は、溝底が地中構造物10の底部の直下地盤に対して下位に位置するように環状溝を先行掘削することが望ましい。
地中構造物10の内方の掘削土砂は、クラムシェルバケット45やコンベア搬送、ダンプカー等の公知の排土手段により地上へ排出する。
<8> Excavation of the inner ground and discharge of earth and sand The excavation method and excretion of the
The
Here, in order to improve the soil texture of the
The excavated earth and sand inside the
<9>地中構造物の延長
地中構造物10の沈下と並行して又は沈下後において、地中構造物10の上部に躯体を増設して延長する。
<9> Extension of underground structure In parallel with or after the subsidence of the
<10>掘削装置の撤去
地中構造物10を所定の深度まで沈設したら、底部フレーム11から掘削装置30を撤去する。撤去した掘削装置30は再使用する。
<10> Removal of the drilling device After the
10・・・・・地中構造物
11・・・・・底部フレーム
20・・・・・測距センサ
30・・・・・掘削装置
31・・・・・回転カッタ
31a・・・・回転カッタの回転軸
31b・・・・回転カッタの水平ロータ
31c・・・・回転カッタの掘削ビット
31d・・・・回転カッタの掘削ビット
40・・・・・地盤
41・・・・・作業孔
41a・・・・内部空間
41b・・・・環状空間
42・・・・・水平基準面
43・・・・・内方地盤
50・・・・・鉄筋
60・・・・・制御部
61・・・・・通常掘削モード
62・・・・・硬質地盤掘削モード
63・・・・・掘削差修正モード
64・・・・・駆動源監視部
65・・・・・沈下量監視部
10 ...
Claims (6)
前記制御部は少なくとも通常掘削モードと、硬質地盤掘削モードと、掘削差修正モードとの切り替えが可能であり、
前記制御部は地中構造物の沈下検出手段を通じて入力された複数地点における地中構造物の沈下量差が予め設定した許容範囲内にあるときに通常掘削モードと判断して、前記複数の掘削装置の走行速度を等速に制御しつつ、複数の回転カッタの回転速度を等速に制御し、
前記制御部は前記複数の掘削装置の掘削駆動源または走行駆動源の電気的負荷が大きく変化したときに硬質地盤掘削モードと判断して、記複数の掘削装置の走行速度を等速に制御しつつ、電気的負荷の大きな掘削装置のみの回転カッタの回転速度を増速制御し、
前記制御部は地中構造物の沈下検出手段を通じて入力された複数地点における地中構造物の沈下量差が予め設定した許容範囲を越えたときに掘削差修正モードと判断して、沈下量の小さい区域に位置する掘削装置の回転カッタの回転速度を増速制御して地中構造物の沈下量を修正することを特徴とする、
地中構造物の直下地盤の掘削方法。 A traveling body capable of self-propelling by engaging with the bottom frame of a concrete underground structure having a closed shape, a traveling drive source for traveling the traveling body, and a traveling body rotatably mounted around a vertical axis. A plurality of excavation devices equipped with a rotary cutter and an excavation drive source for rotationally driving the rotary cutter, a subsidence detecting means for the underground structure that electrically detects the subsidence amount of the underground structure at a plurality of points, and a ground. It is provided with a control unit that is electrically connected to the subsidence detecting means of the medium structure and can individually control the excavation and the reciprocating travel of the plurality of excavation devices, and the plurality of excavation devices travel along the bottom frame. This is a method of excavating the direct base plate of the underground structure, which evenly excavates the direct base plate at the bottom of the underground structure.
The control unit can at least switch between a normal excavation mode, a hard ground excavation mode, and an excavation difference correction mode.
When the difference in the amount of subsidence of the underground structure at a plurality of points input through the subsidence detecting means of the underground structure is within a preset allowable range, the control unit determines that the normal excavation mode is used, and the plurality of excavations are performed. While controlling the running speed of the device at a constant speed, the rotation speed of multiple rotary cutters is controlled at a constant speed.
When the electrical load of the excavation drive source or the traveling drive source of the plurality of excavating devices changes significantly , the control unit determines that the hard ground excavation mode is used, and controls the traveling speeds of the plurality of excavating devices to a constant speed. While controlling the rotation speed of the rotary cutter only for excavators with a large electrical load,
The control unit determines that the excavation difference correction mode is set when the difference in the amount of subsidence of the underground structure at a plurality of points input through the subsidence detecting means of the underground structure exceeds a preset allowable range, and determines that the amount of subsidence is It is characterized in that the rotation speed of the rotation cutter of an excavator located in a small area is controlled to be accelerated to correct the subsidence amount of an underground structure.
A method of excavating a direct foundation board of an underground structure.
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