JPH10288522A - オーガー掘削孔の変位量検出方法 - Google Patents

オーガー掘削孔の変位量検出方法

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JPH10288522A
JPH10288522A JP9097260A JP9726097A JPH10288522A JP H10288522 A JPH10288522 A JP H10288522A JP 9097260 A JP9097260 A JP 9097260A JP 9726097 A JP9726097 A JP 9726097A JP H10288522 A JPH10288522 A JP H10288522A
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auger
displacement
rod
axis
inclination angle
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JP9097260A
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Haruo Kumamoto
開男 隈本
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Aoyama Kiko Co Ltd
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Aoyama Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】オーガー掘削孔の理想鉛直孔に対する変位量を
掘削作業中にリアルタイムで把握し、掘削方向を修正す
る等して、掘削精度を高めることがきるオーガー掘削孔
の変位量検出方法を提供する。 【解決手段】先端オーガーロッド11内に鉛直方向に対
する傾斜角度を測定可能な傾斜計20を設け、先端ロッ
ド11が地中にある第1の測点P1において、傾斜計2
0による傾斜角度θ1と先端ロッド長L1から変位量T1
=L1sinθ1を把握し、先端ロッド11+第2ロッド
12が地中にある第2の測点P2において、傾斜角度θ2
と新たに地中に入ったロッド長(第2ロッド長)L2
から第1の測点P1に対する水平変位量T2=L2sin
θ2を把握し、T1+T2=L1sinθ1+L2sinθ2
を第2の測点P2における変位量として把握する。同様
にして加算的に現在深度における変位量Tを算出するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はオーガー掘削孔の変
位量検出方法に関し、更に詳細には、単軸オーガによっ
て掘削中の孔の先端部が理想鉛直孔から水平面内におい
てどの程度変位しているか等を掘削作業中に検出する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】単軸オーガーは地表の掘削始点から鉛直
下向きに地盤を掘削するものの、掘削孔は上記掘削始点
を通る理想的な鉛直孔に対し不可避的に僅かに変位し、
この変位量は掘削深度の増大に伴って拡大することが知
られている。オーガーはまた、掘削の進行に伴って継ぎ
足される各オーガーロッド間の継目から地中で僅かに折
れ曲がり、そのため掘削孔の形状も同芯円柱状ではなく
僅かに折線状となることも知られている。従って、大深
度の基礎杭等を築造する場合、単軸オーガーで上記変位
量や曲がりが許容範囲を超えると、杭が所定の応力に対
応出来なくなるといった弊害が生じる。また、地下にソ
イルセメント壁によって遮水壁を築造する場合、大深度
壁ではそのソイルセメント壁の施工精度を上げるため、
単軸オーガーでまず先行削孔を行い、この孔をガイドと
してソイルセメント壁を築造することが一般的に行われ
ているが、この場合、単軸オーガーの掘削精度が重要と
なり、もし先行削孔の変位量や曲がりが許容範囲を超え
ると、ソイルセメント壁を正確に隣接して連続させるこ
とが出来ないため、遮水が出来ないといった問題が生じ
る。
【0003】なお、従来の単軸オーガーの掘削精度の計
測は掘削終了時点でオーガーの中心に洩入式傾斜計を入
れて計測しているのが現状であり、これには手間や時間
がかかり、計測中オーガーを地中に放置するため、地盤
が悪いと計測後にオーガーが地中から抜けなくなる場合
があり、また、これは削孔後の計測のため、修正は不可
能であり、もし変位量が許容範囲を超えていた場合は、
一度埋め戻して再度掘り直し、更に計測するという工程
を経るしかなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題点
に鑑みてなされたのであり、その目的は、オーガー掘削
孔の変位量等を掘削作業中にリアルタイムで把握するこ
とにより、例えば孔の曲がり始めた時点でオーガーの掘
削方向を修正する等の対策を講じて、オーガーの掘削精
度を高め、これによってオーガーによる大深度連続壁の
築造を可能とするオーガー掘削孔の変位量検出方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るオーガー掘
削孔の変位量検出方法は、単軸オーガーによって掘削中
の孔の理想鉛直孔に対する変位量を検出する方法であっ
て、前記オーガーの少なくとも先端のオーガーロッド内
に鉛直方向に対する傾斜角度を測定可能な傾斜角測定手
段を設け、前記傾斜角度測定手段によって測定した傾斜
角度から前記変位量を算出することを特徴とする。
【0006】なお、理想鉛直孔とは、現実の掘削孔の掘
削始点(地表開口の中心)を通る鉛直軸線を孔軸とする
理想的な仮想孔をいい、掘削孔の変位量は、同一水平面
内におけるオーガー先端部と上記鉛直軸線との距離とし
て検出する。即ち、先端オーガーロッドの内部に設けた
傾斜角度測定手段によって得た傾斜角度θと地中オーガ
ー長Lとからオーガー先端部の変位量TをT=Lsin
θとして把握することができ、水平面内における傾斜方
向は、事前に上記地表開口の中心(鉛直軸線)を原点と
するX−Y平面及びオーガー内部のX軸及びY軸を定義
し、オーガー内X,Y軸がX−Y平面のX軸,Y軸に一
致するオーガー回転位置にて傾斜角度の測定を行うこと
によって求めることができる。
【0007】傾斜角度測定手段としては、公知の傾斜計
やジャイロ等を用いることができ、これを先端オーガー
ロッド芯部の先端部に設置することが望ましい。
【0008】なお、従来技術で述べた通り、地中オーガ
ーはオーガーロッドの継目から僅かに折れ曲がることが
知られており、そのため本発明では、前記傾斜角度測定
手段による傾斜角度の測定を各オーガーロッド長分の掘
削深度ごとに行うようにすることができる。即ち、先端
オーガーロッドの軸線の延長線は地表の上記原点から大
幅に外れるおそれがあり、この場合、先端ロッドに設け
た傾斜角度測定手段によって得た傾斜角度は、当該先端
ロッドの傾斜を表すものの、これによってオーガー全体
の傾斜を代表させることはできない。そこで傾斜角度の
測点を各オーガーロッド長(先端ロッドからL1,L2
3・・・)分の掘削深度ごとに設定し、先端ロッドの
みが地中にある第1の測点においては、傾斜角度θ1
先端ロッド長L1から当該測点における変位量T1=L1
sinθ1を把握し、先端ロッド+第2ロッドが地中に
ある第2の測点においては、傾斜角度θ2と新たに地中
に入ったロッド長(第2ロッド長)L2とからまず第1
の測点に対する水平変位量T2=L2sinθ2を把握
し、T1+T2=L1sinθ1+L2sinθ2を第2の測
点における変位量として把握することができ、以下同様
にして加算的に現在深度における変位量を算出すること
ができる。
【0009】なお、上記第2の測点においては、第1の
測点における傾斜角度θ1は既に若干変動し、そのため
第2の測点における変位量L1sinθ1+L2sinθ2
の値には誤差が生じ、この誤差がその後の測点における
計測値において累積するおそれがある。かような弊害を
除去するため、本発明では、前記傾斜角度測定手段を各
オーガーロッド内に設けることができる。このようにす
れば、各測点における傾斜角度を同時に計測することが
でき、従って、現測点における変位量を前側点の計測結
果に基づいて把握する場合における上述した誤差の累積
を回避することができ、また、特にロッド長深度単位に
測点を設定する必要もなくなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0011】図1は単軸オーガー10を、スクリュー部
分を省略する等便宜的に示す説明図であり、オーガー1
0はオーガー駆動装置15によって回転駆動されながら
地盤を掘削し、掘進に伴ってオーガーロッドが継ぎ足さ
れるものであり、該図においてはロッド長がそれぞれL
1,L2,L3,L4である第1乃至第4ロッド11,1
2,13,14が接続されている。各ロッドは二重管状
に製造され、内側管内に傾斜角度測定手段や測定結果を
オーガー基部の電極取出し用スリップリング16を介し
て図示されないベースマシンのコンピュータに取り込む
ための通信ケーブルやロッド間送受信器等が配設され
る。一方、オーガー内の内側管より外側には従来同様に
セメントミルク等の硬化液や水の供給通路となる。
【0012】最先のオーガーロッド11の内側管内先端
部には、傾斜角度測定手段として、マコメ研究所製の傾
斜計(CA−940−0505)20がバッテリー、コ
ントロール基盤(図示せず)等と共に設置される。この
傾斜計20は磁石付き振り子及びXY磁気センサ(図示
せず)を備え、振り子の鉛直方向に対する僅かな傾き
を、事前に定義・設定するX軸方向及びY軸方向の傾斜
角度として測定可能なものである。
【0013】掘削に先立ち、地表面GL(図2参参照)
の掘削予定孔の中心(及びこの中心を通る鉛直軸線A)
を原点OとするX−Y平面を定義すると共に、オーガー
10に対しても傾斜計20の上記XY磁気センサに対応
したX軸及びY軸を設定し、オーガー内のX軸及びY軸
が上記X−Y平面のX軸及びY軸に一致するオーガー1
0の回転位置において傾斜角度の測定が実行される。オ
ーガー10の回転位置はオーガー基部の回転位置検出機
17によって、また、地中内オーガー長は深度計18に
よってそれぞれ管理・検出される。
【0014】次に本発明の使用状態について説明する。
図2は、原点Oを通る鉛直軸線Aすなわち理想鉛直孔の
軸線と、第1乃至第4ロッド11,12,13,14ま
で掘進した掘削途中の掘削孔(の軸線)A’とを略示
し、鉛直軸線Aに対する掘削孔A’の変位等を便宜的に
誇張して表している。
【0015】第1ロッド(ロッド長L1)11が地中に
入った時点で第1回目の傾斜角度θ1の計測が行われ
(実際はX軸方向及びY軸方向それぞれにおける傾斜角
度が計測される。)、この時点におけるオーガー10先
端すなわち第1の測点P1における変位量T1はT1=L1
sinθ1となる。次に、第2ロッド(ロッド長L2)1
2が更に地中に入った時点で第2回目の傾斜角度θ2
計測を行い、第1の測点P1に対する第2の測点P2の水
平変位量(区間変位)T2=L2sinθ2を算出する。
従って、測点P2における鉛直軸線Aに対する変位量は
1+T2=L1sinθ1+L2sinθ2となる。第3の
測点P3においても同様であり、図示される現在時点で
ある第4の測点P4における変位量Tは、T=T1+T2
+T3+T4=L1sinθ1+L2sinθ2+L3sin
θ3+L4sinθ4となり、測点P4以降の計測作業も同
様である。
【0016】なお、既述したように角度計20による各
測点の傾斜角度はX軸方向とY軸方向とにおける傾斜角
度として検出されるため、各測点間の水平変位量もX軸
方向とY軸方向とにおける値として把握される。従っ
て、例えば第4の測点P4におけるX軸方向の変位量
(各測点間のX軸方向の水平変位量の累積)をx、Y軸
方向の変位量(各測点間のY軸方向の水平変位量の累
積)をyとすれば、x2+yの平方根により上記変位
量Tが得られ、この状態は図3に示すようにコンピュー
タの出力表示画面に表れる。
【0017】図4に示す単軸オーガー40は、各オーガ
ーロッド41,42,43,44に上記同様の角度計5
1,52,53,54を設置したものである。上述のオ
ーガー10では、現時点における変位量を前回の測点に
おける計測結果に基礎をおいて把握するため、測定誤差
が累積するおそれがある。すなわち第2の測点を例に挙
げれば、当該測点にオーガー先端部が達した時点におい
て、第1の測点における傾斜角度θは既にθ1’に若
干変動しており、従って、第2の測点における変位量は
正確にはL1sinθ1’+L2sinθ2となる。一方、
オーガー40では、各測点における傾斜角度を常に現時
点における値として同時に把握できるため、上記誤差の
累積を除去して、更に掘削精度の向上を図ることができ
る。そのため特に測点をロッド長単位に設定する必要は
なく、例えばロッド41,42,43,44が地中に入
った時点で初めて測点を設定することもできる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るオーガ
ー掘削孔の変位量測定方法では、オーガーロッド内に設
けた傾斜角度測定手段によって、オーガー先端部の理想
鉛直孔に対する変位量を掘削作業中に検出して、掘削孔
の現在時点における形状等を把握することがきるため、
例えば孔の曲がり始めでオーガーの掘削方向等を適宜修
正する等により、オーガーの掘削精度を向上させ、これ
によって従来困難であった単軸オーガーを用いての大深
度連続壁の施工を実現可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】先端部に角度計を設けた単軸オーガーを示す説
明図である。
【図2】理想鉛直孔の軸線と掘削孔の軸線とを便宜的に
示す本方法の実施状態説明図である。
【図3】第4の測点における理想鉛直孔に対する現実の
掘削孔の変位をCRTに表示させた画面を示す平面図で
ある。
【図4】各オーガーロッドに角度計を設けた単軸オーガ
ーを示す説明図である。
【符号の説明】
10,40 単軸オーガー 11,12,13,14,41,42,43,44 オ
ーガーロッド 20,51,52,53,54 角度計 15 オーガー駆動装置 16,46 電極取出し用スリップリング 17 回転位置検出機 18 深度計 O 原点 A 鉛直軸線 A’ 掘削孔の軸線 P1,P2,P3,P4 測点 θ1,θ2,θ3,θ4 傾斜角度 L1,L2,L3,L4 ロッド長 T 現在時点の変位量 T1,T2,T3,T4 区間変位量

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単軸オーガーによって掘削中の孔の理想
    鉛直孔に対する変位量を検出する方法であって、前記オ
    ーガーの少なくとも先端のオーガーロッド内に鉛直方向
    に対する傾斜角度を測定可能な傾斜角測定手段を設け、
    前記傾斜角度測定手段によって測定した傾斜角度から前
    記変位量を算出することを特徴とするオーガー掘削孔の
    変位量検出方法。
  2. 【請求項2】 前記傾斜角度測定手段による傾斜角度の
    測定を各オーガーロッド長分の掘削深度ごとに行う請求
    項1に記載のオーガー掘削孔の変位検出方法。
  3. 【請求項3】 前記傾斜角度測定手段を各オーガーロッ
    ド内に設ける請求項1に記載のオーガー掘削孔の変位量
    検出方法。
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