JP6912803B2 - 杭の貫入量の測定方法、及び、杭の貫入量の測定用具 - Google Patents

Description

本発明は、杭の貫入量の測定方法等に関する。

従来から、杭の施工時に支持層を判断する管理指標として、杭の貫入量が用いられている。例えば、杭の一回転当たりの地中への貫入量（ＰＲ値）が所定の管理値以下となった場合に、支持層を確認できたと判断して打ち止めの判断を行う。

特許文献１には、回転杭の回転数と回転杭の深度との関係から貫入量を求める貫入量の検出方法が記載されている。この方法では、検出器の計測値が伝達される制御装置において、回転杭の回転数及び回転杭の深度に基づいて貫入量が算出される。

特許５５７５５８９号公報

ところで、特許文献１に記載された検出方法ではコンピュータを用いて貫入量の算出を行うが、改ざんできるデジタルデータは信頼性が高いとは言えない。そのため、デジタルデータ以外の形式で、貫入量の測定結果を残すことが求められる場合がある。このような場合、従来は、杭に接続されたヤットコロッドなどに記録紙を巻き付けた後、記録紙に筆記具の先端を押し付けながら杭の回転貫入を行い、貫入量を求めるための筆跡を記録紙に残す。しかし、この場合、杭の回転貫入の際に杭には少なからずぶれが生じるために、筆記具で記録紙に描く作業が容易ではなく、さらに降雨時に作業がしにくいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、杭の貫入量の測定方法において、天候に拘わらず貫入量の測定作業が容易な測定方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するべく、第１の発明は、地中に回転貫入する杭の貫入量の測定方法であって、杭または杭に接続されたロッドを巻付対象物とした場合、巻付対象物の外周面に糸又は紐などの線状体の端部を固定すると共に、杭の打設箇所の側方において巻付対象物から延ばした線状体を保持する準備ステップと、準備ステップ後に、線状体を張った状態で杭を回転貫入させて、打設箇所の側方から繰り出される線状体を略一定の高さで巻付対象物の外周面に巻き付けさせる貫入ステップと、貫入ステップにおいて巻付対象物の外周面に線状体が巻き付けられた所定区間について、杭の軸方向の長さを測定する測定ステップとを実行する。

第２の発明は、第１の発明において、線状体の端部には磁石が取り付けられ、準備ステップでは、巻付対象物の外周面に磁石を貼り付けて、線状体の端部を固定する。

第３の発明は、第１又は第２の発明の杭の貫入量の測定方法に用いる貫入量の測定用具であって、糸又は紐などの線状体が巻き付けられたリールと、線状体における巻き出し側の端部に取り付けられた磁石とを備えている。

第４の発明は、第３の発明において、リールと同じ器具に取り付けられ、リールから巻き出された線状体を通す穴又は溝が形成された高さ調整部とを備えている。

第１の発明では、巻付対象物に線状体の端部を固定して杭を回転貫入させて、巻付対象物に線状体を略一定の高さで巻き付け、線状体を巻き付けた所定区間について杭の軸方向の長さを測定するという手法によって杭の貫入量を測定する。そのため、回転貫入時の杭のぶれの影響を受けにくく、また降雨の影響も受けにくい。従って、天候に拘わらず貫入量の測定作業が容易な測定方法を提供することができる。

また、第２及び第３の各発明では、巻付対象物に磁石を貼り付けて線状体の端部を固定するため、巻付対象物への線状体の端部の固定作業が容易である。

第４の発明では、リールから巻き出された線状体を通す穴又は溝が形成された高さ調整部が、リールと同じ器具に取り付けられる。そのため、線状体を略一定の高さで巻付対象物の外周面に巻き付けさせるための器具又は部品（第４の発明では、高さ調整部）について、同様の機能の器具等を地盤に設置する場合に比べて小さくすることができる。

（ａ）杭の貫入量の測定方法における準備ステップの一工程を説明するための模式図、（ｂ）杭の貫入量の測定方法における準備ステップの別の一工程を説明するための模式図 （ａ）杭の貫入量の測定方法における貫入ステップを説明するための模式図、（ｂ）杭の貫入量の測定方法における測定ステップを説明するための模式図 杭の貫入量の測定する際の三脚等の配置を表す平面図 （ａ）その他の実施形態における貫入量の測定用具を説明するための図、（ｂ）その他の実施形態における別の貫入量の測定用具を説明するための図

以下、図１−図４を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

［１．杭の施工方法の概要］
まず杭（鋼管杭）１０の施工方法について説明する。杭１０の施工では、杭１０の打設長に応じて、１本又は複数本の杭１０ａ，１０ｂを用いる。複数本の杭１０ａ，１０ｂを用いる場合、まず下杭１０ａを回転貫入して埋設した後に、下杭１０ａに継ぎ杭１０ｂ（中杭又は上杭）を溶接又は機械式継手などで接合し、継ぎ杭１０ｂを回転貫入する。

下杭１０ａには、図１及び図２に示すように、先端に螺旋羽根１１が設けられたものが使用される。各杭１０ａ，１０ｂは、杭打ち機２５への建込みを行った後に、杭打ち機２５によって回転貫入（回転圧入）される。杭打ち機２５によって杭１０ａ，１０ｂを回転させると、螺旋羽根１１の回転による推進力によって杭１０ａ，１０ｂが圧入される。

鋼管杭１０の施工では、所定数の杭１０ａ，１０ｂが埋設されると、図１（ａ）に示すヤットコロッド１０ｃの建込みを行い、杭打ち機２５によってヤットコロッド１０ｃを回転させて杭１０ａ，１０ｂをさらに回転貫入する。ヤットコロッド１０ｃは、一番上の杭１０ｂに接続される。そして、下杭１０ａの下端が打設完了深度の少し手前の深さに到達すると、杭１０ａ，１０ｂの打設を一時停止し、貫入量の測定を行う。貫入量の測定についての詳細は後述する。そして、貫入量の測定結果によって支持層を確認できた場合に打ち止めの判断を行う。杭１０の打ち止め判断後、ヤットコロッド１０ｃは引き抜かれる。

［２．杭の貫入量の測定方法］
次に、杭１０の貫入量の測定方法について詳細に説明する。実施形態に係る貫入量の測定方法では、準備ステップ、貫入ステップ、及び測定ステップがこの順番で行われる。

準備ステップでは、作業者が、貫入量を測定する対象の杭１０の打設箇所の側方に三脚１５を設置し、図１（ａ）に示すように、三脚１５の脚頭部１５ａにリール１６（貫入量の測定用具）を設置する。リール１６は、水平回転可能に脚頭部１５ａ上に固定される。具体的に、図１（ａ）において波線で囲まれた拡大図に示すように、リール１６における筒状部（胴部）１６ａの内側に棒状部材１７を通し、脚頭部１５ａの貫通孔にも棒状部材１７を通した状態で、リール１６は回転軸が上下方向を向く姿勢で設置される。なお、リール１６の筒状部１６ａには水糸２０が巻き付けられ、水糸２０の端部（巻き出し側の端部）には磁石１８が取り付けられている。水糸２０としては、ヤットコロッド１０ｃの外周面上に巻き付けた場合に目立つ色（例えば赤色）のものを用いる。また、棒状部材１７が通されたリール１６が脚頭部１５ａ上から動くことを防止するために、重しによって棒状部材１７をリール１６に押しつけてもよい。

また、準備ステップでは、作業者が、杭１０の打設箇所と三脚１５との間に、ヤットコロッド１０ｃに水糸２０が巻き付く高さを一定にするための糸通し用部材１９を設ける。本実施形態では、糸通し用部材１９として、穴を有する糸通し部１９ａが端に設けられた棒状杭（ペグ）を用いる。また、穴を有する糸通し部１９ａは、その穴全体が、リール１６の筒状部１６ａの下端より下側又は筒状部１６ａの上端より上側になるように設ける。なお、糸通し用部材１９の代わりに、別途に三脚を設置して、その三脚上に糸通し部１９ａを取り付けてもよい。

そして、作業者は、脚頭部１５ａ上のリール１６から水糸２０を横方向に引っ張り出し、図１（ｂ）に示すように、糸通し部１９ａに水糸２０を通した後に、ヤットコロッド１０ｃの外周面に磁石１８を貼り付けて水糸２０の端部を固定する。作業者は、糸通し部１９ａから磁石１８の貼付箇所までの間は水糸２０が略水平に張った状態にする。つまり、ヤットコロッド１０ｃの外周面では、磁石１８が糸通し部１９ａの穴と略同じ高さに固定される。そして、この状態で貫入ステップを行う。

貫入ステップでは、図２（ａ）に示すように、杭打ち機２５によってヤットコロッド１０ｃを回転させて杭１０の打設を再開する。ヤットコロッド１０ｃの回転中は、水糸２０にテンションがかかるようにする。そうすると、リール１６から水糸２０が巻き出されて、水糸２０がヤットコロッド１０ｃの外周面に巻き付いていく。水糸２０は糸通し部１９ａに通されてヤットコロッド１０ｃ側が略水平になっているため、リール１６から水糸２０が巻き出される高さは変化するが、水糸２０がヤットコロッド１０ｃの外周面に巻き付く高さは略一定になる。ヤットコロッド１０ｃが回転貫入されることで、水糸２０はヤットコロッド１０ｃに螺旋状に巻き付く。

また、杭１０の打設再開後は、１人の作業者がレベル測量器（図示省略）を覗き込み、打設再開後の杭１０の貫入量を目視で見続ける、作業者は、打設再開後の貫入量が例えば２０ｃｍになったタイミングで、杭打ち機２５のオペレーターに「打設の終了」を伝えて杭打ち機２５によるヤットコロッド１０ｃの回転を停止させる。

なお、図３は、杭の貫入量の測定する際の三脚１５等の配置を表す平面図である。図１及び図２は、三脚１５とヤットコロッド１０ｃとが重ならないように、便宜的に左側から杭打ち機２５、ヤットコロッド１０ｃ及び三脚１５を記載しているが、本実施形態では、図３に示すように、杭打ち機２５の運転席２５ａ側に三脚１５を設置している。このように配置するのは、杭打ち機２５のオペレーターがいる運転席２５ａの前方又は左側に、レベル測量器及びその作業者が配置する様にし、杭打ち機２５のオペレーターに「打設の終了」の合図を伝えやすくする為である。なお、杭の貫入量の測定時の平面配置は、図３の配置に限定されない。

次に、測定ステップを行う。作業者３０は、図２（ｂ）に示すように、コンベックス（巻尺）、物差しなどの長さを測定する長さ測定具２１を用いて、ヤットコロッド１０ｃの外周面に水糸２０が巻き付けられた全区間のうち最後の一巻き分（所定区間）について、ヤットコロッド１０ｃの軸方向の測定長Ｌを測定する。この測定状況は、別の作業者が写真で撮影する。

ここで、長さ測定具２１を用いて測定した測定長Ｌは、打設終了直前に最後の１回転で回転貫入された杭１０の貫入長と等しくなる。そのため、最後の一巻き分の軸方向の長さを測ることで、１回転当たりの貫入量（ＰＲ値）の測定結果が得られる。作業者は、ＰＲ値の測定結果を杭打ち機２５における貫入量のデジタル計測値（最後の１回転の計測値）と照合してＰＲ値の測定結果の妥当性を確認できた場合、支持層を確認できたものと判断する。

［３．実施形態の効果など］
本実施形態では、ヤットコロッド１０ｃに水糸２０の端部を固定して杭１０を回転貫入させて、ヤットコロッド１０ｃに水糸２０を略一定の高さで巻き付け、水糸２０を巻き付けた所定区間について杭１０の軸方向の長さを測定するという手法によって杭１０の貫入量を測定する。そのため、回転貫入時の杭１０のぶれの影響を受けにくく、また降雨の影響も受けにくい。従って、天候に拘わらず貫入量の測定作業が容易な測定方法を提供することができる。また、貫入量の測定時は地盤が固いために杭を逆回転させる場合があるが、そのような事態の時も容易に測定作業をやり直すことができる。

また、ヤットコロッド１０ｃに磁石１８を貼り付けて水糸２０の端部を固定するため、ヤットコロッド１０ｃへの水糸２０の端部の固定作業が容易である。

［４．その他の実施形態］
上述の実施形態において、リール１６は必須ではなく、ヤットコロッド１０ｃの回転貫入中に作業者が、ヤットコロッド１０ｃの外周面の貼付箇所から延び出た水糸２０を一定の高さで持ってテンションをかけながら、水糸２０を繰り出してもよい。また、ヤットコロッド１０ｃの外周面の貼付箇所から延び出た水糸２０を糸通し部１９ａに通して作業者が持ってもよい。

また、上述の実施形態では、線状体２０として水糸を用いたが、これに限定されず紐、ロープなど他のものを用いてもよい。

また、上述の実施形態において、磁石１８によってヤットコロッド１０ｃの外周面に水糸２０を貼り付けたが、テープ等の他の手段で水糸２０を貼り付けてもよい。

また、上述の実施形態では、本発明の貫入量の測定方法を直杭に適用した例について説明したが、本発明の貫入量の測定方法を斜杭に適用してもよい。

また、上述の実施形態では、地盤に対して糸通し用部材１９を設けたが、図４に示すように、リール１６と同じ器具に取り付ける部品として、リール１６から巻き出された水糸２０を通す穴又は溝が形成された高さ調整部２３を貫入量の測量用具３５に設けてもよい。図４（ａ）では、高さ調整部２３が、リール１６と共に回転しない三脚１５の脚頭部１５ａに固定されている。高さ調整部２３には、穴を有する糸通し部２３ａが設けられている。リール１６から巻き出された水糸２０は、糸通し部２３ａの穴に通される。また、図４（ｂ）では、脚頭部１５ａに棒状部材１７を固定しており、高さ調整部２３は棒状部材１７に固定されている。高さ調整部２３は棒状部材１７を介して三脚１５に取り付けられている。高さ調整部２３には、溝を有する糸通し部２３ａが設けられている。リール１６から巻き出された水糸２０は、糸通し部２３ａの溝（上側が開放された溝）に通される。

また、上述の実施形態では、貫入ステップにおいてヤットコロッド１０ｃの外周面に糸２０が巻き付けられた区間のうち最後の一巻き分について杭１０の軸方向の長さを測定したが、複数回の巻かれた区間について杭１０の軸方向の長さを測定し、巻付け回数で測定長を割ってＰＲ値の測定結果を算出してもよい。

本発明は、杭の貫入量の測定方法等に適用可能である。

１０ 杭
１０ａ 下杭
１０ｂ 継ぎ杭
１０ｃ ヤットコロッド（ロッド）
１５ 三脚
１６ リール（貫入量の測定用具）
１８ 磁石
１９ 糸通し用部材
２０ 水糸（線状体）
２１ 長さ測定具
２５ 杭打ち機

Claims (4)

1. 地中に回転貫入する杭の貫入量の測定方法であって、
   前記杭または前記杭に接続されたロッドを巻付対象物とした場合、前記巻付対象物の外周面に糸又は紐などの線状体の端部を固定すると共に、前記杭の打設箇所の側方において前記巻付対象物から延ばした前記線状体を保持する準備ステップと、
   前記準備ステップ後に、前記線状体を張った状態で前記杭を回転貫入させて、前記打設箇所の側方から繰り出される前記線状体を略一定の高さで前記巻付対象物の外周面に巻き付けさせる貫入ステップと、
   前記貫入ステップにおいて前記巻付対象物の外周面に前記線状体が巻き付けられた所定区間について、前記杭の軸方向の長さを測定する測定ステップとを実行することを特徴とする、貫入量の測定方法。
2. 前記線状体の端部には磁石が取り付けられ、
   前記準備ステップでは、前記巻付対象物の外周面に前記磁石を貼り付けて、前記線状体の端部を固定することを特徴とする、請求項１に記載の貫入量の測定方法。
3. 請求項１又は２に記載された杭の貫入量の測定方法に用いる貫入量の測定用具であって、
   糸又は紐などの線状体が巻き付けられたリールと、
   前記線状体における巻き出し側の端部に取り付けられた磁石とを備えていることを特徴とする、貫入量の測定用具。
4. 前記リールと同じ器具に取り付けられ、前記リールから巻き出された線状体を通す穴又は溝が形成された高さ調整部とを備えていることを特徴とする、請求項３に記載の貫入量の測定用具。

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