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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022098905
(43)【公開日】2022-07-04
(54)【発明の名称】管理装置、管理プログラムおよび管理システム
(51)【国際特許分類】
E02D 7/00 20060101AFI20220627BHJP
E02D 5/24 20060101ALI20220627BHJP
E02D 5/34 20060101ALI20220627BHJP
E02D 13/06 20060101ALI20220627BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20220627BHJP
【ＦＩ】
E02D7/00 Z
E02D5/24
E02D5/34
E02D13/06
G01C15/00 104D
G01C15/00 103A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020212563
(22)【出願日】2020-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】515277300
【氏名又は名称】ジャパンパイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】小松 吾郎
(72)【発明者】
【氏名】細田 光美
【テーマコード（参考）】
2D041
2D050
【Ｆターム（参考）】
2D041AA01
2D041AA02
2D050AA01
2D050EE01
2D050EE17
(57)【要約】 （修正有）
【課題】支持層への到達を管理することができる管理装置、仮プログラムおよび管理システムを提供する。
【解決手段】管理装置３は、データ取得部３１１と、算出部３１２と、判定部３１３とを含む。データ取得部３１１は、地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する。算出部３１２は、前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する。判定部３１３は、前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する。
【選択図】図２
【解決手段】管理装置３は、データ取得部３１１と、算出部３１２と、判定部３１３とを含む。データ取得部３１１は、地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する。算出部３１２は、前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する。判定部３１３は、前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する取得部と、
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出部と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定部と、
を具備する管理装置。
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出部と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定部と、
を具備する管理装置。
【請求項2】
前記判定部は、第１深度における偏芯指標値が、前記第１深度よりも浅い第２深度における偏芯指標値よりも大きい場合、前記支持層に到達したと判定する、請求項１に記載の管理装置。
【請求項3】
前記偏芯指標値は、平均偏芯量または積分偏芯量である、請求項１または請求項２に記載の管理装置。
【請求項4】
前記取得部は、前記地盤掘削時に計測される前記掘削装置の傾斜量を取得し、
前記判定部は、前記傾斜量をさらに用いて、前記支持層に到達したか否かを判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管理装置。
前記判定部は、前記傾斜量をさらに用いて、前記支持層に到達したか否かを判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項5】
前記単位深度ごとの前記偏芯量および前記偏芯指標値の少なくともどちらか一方のグラフデータを生成する生成部をさらに具備する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項6】
前記偏芯指標値が閾値以上となった場合、プッシュ通知を行なう通知部をさらに具備する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項7】
前記単位深度ごとの前記偏芯指標値に基づいて、地表面から現在の掘削深度までの杭孔の径の大きさを反映した、杭孔の形状を示す杭孔形状データを生成する生成部をさらに具備する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項8】
杭の建込み時において、前記杭孔形状データにおける前記杭孔の径の大きさが閾値以上である場合、プッシュ通知を行なう通知部をさらに具備する請求項７に記載の管理装置。
【請求項9】
前記単位深度は、掘削地層および掘削深度の少なくともどちらか一方に応じて可変とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の管理装置。
【請求項10】
コンピュータを、
地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する取得手段と、
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出手段と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定手段として機能させるための管理プログラム。
地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する取得手段と、
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出手段と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定手段として機能させるための管理プログラム。
【請求項11】
計測装置と、杭打機に搭載される管理装置と、管理者端末とを含む管理システムであって、
前記計測装置は、地盤掘削時における掘削装置の掘削芯からの偏芯量を計測し、
前記管理装置は、前記地盤掘削時における掘削深度を計測し、
前記管理者端末は、
前記計測装置から前記偏芯量を、前記管理装置から前記掘削深度をそれぞれ取得する取得部と、
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出部と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定部と、を具備する管理システム。
前記計測装置は、地盤掘削時における掘削装置の掘削芯からの偏芯量を計測し、
前記管理装置は、前記地盤掘削時における掘削深度を計測し、
前記管理者端末は、
前記計測装置から前記偏芯量を、前記管理装置から前記掘削深度をそれぞれ取得する取得部と、
前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出部と、
前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定部と、を具備する管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管理装置、管理プログラムおよび管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
地盤内に杭を設置する杭工事において、施工予定場所の地質状況を把握することは重要である。特に、構造物の重量を支持する支持層の深度を把握することが重要である。
掘削ヘッドが支持層に到達したか否かを判定する手法として、掘削機のオーガモータの電流値や積分電流値の変化等に基づいて判定する手法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、支持層への到達判定とは別に、杭孔の鉛直性を評価するため、いわゆるトータルステーションなどの計測機器を用いて、杭孔の水平方向のずれ量を算出する手法もある（例えば、特許文献２参照）。
掘削ヘッドが支持層に到達したか否かを判定する手法として、掘削機のオーガモータの電流値や積分電流値の変化等に基づいて判定する手法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、支持層への到達判定とは別に、杭孔の鉛直性を評価するため、いわゆるトータルステーションなどの計測機器を用いて、杭孔の水平方向のずれ量を算出する手法もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４９５８０２８号公報
【特許文献2】特許第６４９６５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、支持層の到達判定においては、掘削作業の担当者が電流値や積分電流値のグラフを目視すると共に掘削状況全体を確認することにより、掘削ヘッドが支持層に到達したか否かを判定する必要がある。よって、掘削ヘッドが支持層に到達したか否かを的確に判定できるまでに相当程度の経験が必要である。このため、経験値や個人差によるばらつきが生じる可能性がある。
本発明は、支持層への到達を管理することを目的とする。
本発明は、支持層への到達を管理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
（１）本発明の一態様に係る、管理装置は、取得部と、算出部と、判定部とを含む。取得部は、地盤掘削時に計測される掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する。算出部は、前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する。判定部は、前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する。
上記構成（１）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
上記構成（１）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
【0006】
（２）いくつかの実施形態では、上記（１）において、
判定部は、第１深度における偏芯指標値が、前記第１深度よりも浅い第２深度における偏芯指標値よりも大きい場合、前記支持層に到達したと判定する。
上記構成（２）によれば、偏芯指標値を用いて一定の深度区間ごとの地層の固さを比較して支持層に到達したか否かを判定できるため、支持層への到達判定の精度を向上させることができる。
判定部は、第１深度における偏芯指標値が、前記第１深度よりも浅い第２深度における偏芯指標値よりも大きい場合、前記支持層に到達したと判定する。
上記構成（２）によれば、偏芯指標値を用いて一定の深度区間ごとの地層の固さを比較して支持層に到達したか否かを判定できるため、支持層への到達判定の精度を向上させることができる。
【0007】
（３）いくつかの実施形態では、上記構成（１）および構成（２）において、
前記偏芯指標値は、平均偏芯量または積分偏芯量である。
上記構成（３）によれば、偏芯量の統計値を用いることでより精度の高い偏芯指標値を得ることができるため、支持層への到達判定の精度をさらに向上させることができる。
前記偏芯指標値は、平均偏芯量または積分偏芯量である。
上記構成（３）によれば、偏芯量の統計値を用いることでより精度の高い偏芯指標値を得ることができるため、支持層への到達判定の精度をさらに向上させることができる。
【0008】
（４）いくつかの実施形態では、上記構成（１）から構成（３）のいずれか１つにおいて、
前記取得部は、地盤掘削時に計測される前記掘削装置の傾斜量を取得する。前記判定部は、前記傾斜量をさらに用いて、前記支持層に到達したか否かを判定する。
上記構成（４）によれば、偏芯指標値に加えて傾斜量をさらに用いて支持層に到達したか否かを判定できるため、支持層への到達判定の精度を向上させることができる。
前記取得部は、地盤掘削時に計測される前記掘削装置の傾斜量を取得する。前記判定部は、前記傾斜量をさらに用いて、前記支持層に到達したか否かを判定する。
上記構成（４）によれば、偏芯指標値に加えて傾斜量をさらに用いて支持層に到達したか否かを判定できるため、支持層への到達判定の精度を向上させることができる。
【0009】
（５）いくつかの実施形態では、上記構成（１）から構成（４）のいずれか１つにおいて、
管理装置は、生成部をさらに含む。生成部は、前記単位深度ごとの前記偏芯量および前記偏芯指標値の少なくともどちらか一方のグラフデータを生成する。
上記構成（５）によれば、管理者端末がグラフデータを表示することで、管理者が施工状態を視覚的に容易に把握できる。
管理装置は、生成部をさらに含む。生成部は、前記単位深度ごとの前記偏芯量および前記偏芯指標値の少なくともどちらか一方のグラフデータを生成する。
上記構成（５）によれば、管理者端末がグラフデータを表示することで、管理者が施工状態を視覚的に容易に把握できる。
【0010】
（６）いくつかの実施形態では、上記構成（１）から構成（５）のいずれか１つにおいて、
管理装置は、通知部をさらに含む。通知部は、前記偏芯指標値が閾値以上となった場合、プッシュ通知を行なう。
上記構成（６）によれば、管理者または閲覧者が施工状態を常に監視していなくとも、自動的にアラートが行われるため、アラートがあるタイミングで施工状態をより注視すればよく、ユーザの利便性を向上させることができる。
管理装置は、通知部をさらに含む。通知部は、前記偏芯指標値が閾値以上となった場合、プッシュ通知を行なう。
上記構成（６）によれば、管理者または閲覧者が施工状態を常に監視していなくとも、自動的にアラートが行われるため、アラートがあるタイミングで施工状態をより注視すればよく、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0011】
（７）いくつかの実施形態では、上記構成（１）から構成（４）のいずれか１つにおいて、
管理装置は、生成部をさらに含む。前記単位深度ごとの前記偏芯指標値に基づいて、地表面から現在の掘削深度までの杭孔の径の大きさを含む杭孔の形状を示す杭孔形状データを生成する。
上記構成（７）によれば、偏芯指標値に基づいて杭孔の外形を表す杭孔形状を例えば管理者端末に表示させる、または帳票などに含めることで、施工状態の信頼性をより向上させることができる。
管理装置は、生成部をさらに含む。前記単位深度ごとの前記偏芯指標値に基づいて、地表面から現在の掘削深度までの杭孔の径の大きさを含む杭孔の形状を示す杭孔形状データを生成する。
上記構成（７）によれば、偏芯指標値に基づいて杭孔の外形を表す杭孔形状を例えば管理者端末に表示させる、または帳票などに含めることで、施工状態の信頼性をより向上させることができる。
【0012】
（８）いくつかの実施形態では、上記構成（７）において、
管理装置は、通知部をさらに含む。通知部は、杭の建込み時において、前記杭孔形状データにおける前記杭孔の径の大きさが閾値以上である場合、プッシュ通知を行なう。
上記構成（８）によれば、杭孔の径が広い地層部分では、杭の建込み時に傾斜しないよう注意を促すことができる。
管理装置は、通知部をさらに含む。通知部は、杭の建込み時において、前記杭孔形状データにおける前記杭孔の径の大きさが閾値以上である場合、プッシュ通知を行なう。
上記構成（８）によれば、杭孔の径が広い地層部分では、杭の建込み時に傾斜しないよう注意を促すことができる。
【0013】
（９）いくつかの実施形態では、上記構成（１）から構成（８）のいずれか１つにおいて、
前記単位深度は、掘削地層および掘削深度の少なくともどちらか一方に応じて可変とする。
上記構成（９）によれば、より柔軟に計測データおよび施工データを収集することができ、データ量の削減も実現できる。
前記単位深度は、掘削地層および掘削深度の少なくともどちらか一方に応じて可変とする。
上記構成（９）によれば、より柔軟に計測データおよび施工データを収集することができ、データ量の削減も実現できる。
【0014】
（１０）本発明の一態様に係る、管理プログラムは、コンピュータを、地盤掘削時に計測される、掘削装置の掘削芯からの偏芯量と掘削深度とを取得する取得手段と、前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する算出手段と、前記偏芯指標値とを用いて、支持層に到達したか否かを判定する判定手段として機能させる。
上記構成（１０）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
上記構成（１０）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
【0015】
（１１）本発明に一態様に係る管理システムは、計測装置と、管理装置と、管理者端末とを含む。前記計測装置は、地盤掘削時における掘削装置の掘削芯からの偏芯量を計測する。前記管理装置は、前記地盤掘削時における前記掘削装置を回転させるモータの電流値とその電流値を基に演算した積分電流値と、掘削深度とを計測する。前記管理者端末は、取得部と、算出部と、判定部とを含む。取得部は、前記計測装置から前記偏芯量を、前記管理装置から前記掘削深度をそれぞれ取得する。算出部は、前記偏芯量を用いて、単位深度ごとに前記掘削装置の偏芯指標値を算出する。判定部は、前記偏芯指標値を用いて、支持層に到達したか否かを判定する。
上記構成（１１）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値や積分電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
上記構成（１１）によれば、管理装置が偏芯指標値を算出して電流値や積分電流値等の施工データと組み合わせて支持層に到達したか否かを判定することで、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層の到達を管理することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、支持層への到達を管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る管理装置、管理プログラムおよび管理システムについて詳細に説明する。なお、以下の実施形態中では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行なうものとして、重ねての説明を省略する。
【0019】
本実施形態に係る管理システムについて図１の概念図を参照して説明する。
図１に示す管理システムは、杭打機１と、計測装置２と、管理装置３と、管理者端末４と、閲覧者端末５とを含む。杭打機１と、計測装置２と、管理装置３と、管理者端末４と、閲覧者端末５とのそれぞれは、無線により、データの送受信が可能であるとする。なお、無線に限らず、有線によりデータの送受信を行なってもよい。
なお、図１の例では、杭打機１は１台であるが、複数存在してもよい。同様に、計測装置、管理者端末４および閲覧者端末５についても、複数存在してもよい。また、管理装置３は、杭打機１のメインボックスなどに搭載されてもよいし、管理者端末４に搭載されてもよい。
図１に示す管理システムは、杭打機１と、計測装置２と、管理装置３と、管理者端末４と、閲覧者端末５とを含む。杭打機１と、計測装置２と、管理装置３と、管理者端末４と、閲覧者端末５とのそれぞれは、無線により、データの送受信が可能であるとする。なお、無線に限らず、有線によりデータの送受信を行なってもよい。
なお、図１の例では、杭打機１は１台であるが、複数存在してもよい。同様に、計測装置、管理者端末４および閲覧者端末５についても、複数存在してもよい。また、管理装置３は、杭打機１のメインボックスなどに搭載されてもよいし、管理者端末４に搭載されてもよい。
【0020】
また、本実施形態では、杭打機１を用いた既製杭施工時の掘削ロッドを例に説明するが、これに限らず、掘削ヘッド、スクリューなどに対しても同様に適用できる。また、アースドリル工法で用いられるケリーバ、オールケーシング工法で用いられるケーシングなどの場所打ち杭工法に対しても同様に適用できる。すなわち、これら地盤掘削に用いる掘削装置であれば、本実施形態に係る管理装置３による処理を適用できる。
【0021】
杭打機１は、上下動可能な掘削ロッド（以下、単にロッドという）を有し、ロッドを回転させながら杭孔を掘削する。杭打機１には、各種センサが搭載され、各種センサにより、杭打機１の施工時におけるオーガモータの瞬時電流値、積分電流値、掘削深度、セメントミルク注入量などが計測される。なお、杭打機１の構造は、一般的な杭打機の構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0022】
計測装置２は、例えば、トータルステーション、トランシット、セオドライトといった計測機器であり、地盤掘削時に、杭打機１のロッドの偏芯量および傾斜量を計測し、計測データとする。偏芯量は、ロッドの水平方向のずれ量であり、ここでは、ｘ方向（東西方向）およびｙ方向（南北方向）の２方向のずれ量を用いることを想定するが、２方向のずれ量を合成した偏芯量であってもよい。傾斜量は、ロッドが鉛直方向から傾いている角度を示し、ｘ方向（東西方向）およびｙ方向（南北方向）の２方向の傾斜量を用いることを想定するが、２方向の傾斜量を合成した傾斜量であってもよい。
【0023】
管理装置３は、例えばプロセッサにより実現され、杭打機１の各種センサで計測される施工データを取得する。具体的には、例えば、杭打機１のオーガー制御盤から瞬時電流値および積分電流値を含む電流データを、深度検出器から掘削深度データを、流量検出器からセメントミルク流量データを、施工データとして取得できる。管理装置３は、施工データおよび計測データに基づいて、支持層への到達判定を実施する。
【0024】
管理者端末４は、例えばスマートフォン、フィーチャーフォン、タブレットＰＣ、ノートＰＣ等の端末である。管理者端末４に備わるブラウザ機能により、計測データおよび施工データを管理者端末４の画面に表示する。なお、管理者端末４は、持ち運び可能な端末を想定するが、これに限らず、詰所などに据え置きのデスクトップＰＣであってもよい。
【0025】
閲覧者端末５は、管理者端末４と同様の端末またはデスクトップＰＣである。ただし、閲覧者端末５は、管理装置３に対する機能が制限される。例えば、閲覧者端末５は、管理者端末４のように、施工管理に関する指示を杭打機１に送信することはできず、施工データ、判定結果および帳票等の閲覧のみ可能である。
【0026】
次に、本実施形態に係る管理装置３の詳細について図２のブロック図を参照して説明する。
本実施形態に係る管理装置３は、処理回路３１と、格納部３２と、通信インタフェース３３とを含み、それぞれバスを介して接続される。
本実施形態に係る管理装置３は、処理回路３１と、格納部３２と、通信インタフェース３３とを含み、それぞれバスを介して接続される。
【0027】
処理回路３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのいずれかまたはこれらの組合せにより実現される。処理回路３１は、データ取得部３１１と、算出部３１２と、判定部３１３と、生成部３１４と、通知部３１５とを含む。
【0028】
データ取得部３１１は、杭打機１から施工データを取得し、計測装置２からロッドの偏芯量を取得する。
【0029】
算出部３１２は、偏芯量を用いて、単位深度ごとにロッドの偏芯指標値を算出する。偏芯指標値は、例えば、単位深度ごとの平均偏芯量または積分偏芯量である。平均偏芯量は、単位深度、例えば１ｍの区間において計測された偏芯量の平均値である。積分偏芯量は、単位深度の区間において計測された偏芯量または平均偏芯量を所定のピッチで時間積分した値である。
【0030】
判定部３１３は、施工データに含まれる電流値と偏芯指標値とを用いて、支持層に到達したか否かを判定する。
【0031】
生成部３１４は、施工データおよび偏芯量の時系列データ、または偏芯指標値の時系列データに基づき、偏芯量または偏芯指標値の推移を表すグラフデータを生成する。生成部３１４はさらに、支持層に到達した判定結果を生成する。生成部３１４はさらに、単位深度ごとの偏芯指標値に基づいて、地表面から現在の掘削深度までの杭孔の径の大きさを反映した、杭孔の形状を示す杭孔形状データを生成する。
【0032】
通知部３１５は、生成部３１４により生成されたグラフデータ、判定結果および杭孔形状データを、例えば管理者端末４または閲覧者端末５に送信する。
【0033】
格納部３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成され、施工データを格納する。施工データとしては、上述の各種センサから得られるデータに加え、施工場所、掘削日時、掘削機の機種情報を含む。なお、これらに限らず、杭打機１で取得できる他のデータ、およびボーリング調査により得られる情報（柱状図、Ｎ値）などが対応付けられて格納されてもよい。
【0034】
通信インタフェース３３は、所定の通信規格に準拠した、図１に示す装置間でデータ送受信を行なうためのインタフェースである。通信規格としては、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）に準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線ネットワークでもよいし、ＬＡＮケーブルなどを用いた有線ネットワークでもよい。
【0035】
【0036】
ステップＳ３０１では、計測装置２が、ロッドの偏芯量を計測できる位置に据え付けられる。
ステップＳ３０２では、計測装置２が、杭芯をセットし、ロッドの杭芯位置データを取得する。具体的には、ロッドの中心が杭芯に一致するようにセットされ、その際の杭芯位置データが取得される。
ステップＳ３０３では、計測装置２が、杭芯位置データを杭打機１、管理装置３および管理者端末４に送信する。なお、少なくとも管理装置３に杭芯位置データが送信されればよく、管理者端末４からの要求により、計測装置２が管理者端末４に杭芯位置データを送信すればよい。
ステップＳ３０２では、計測装置２が、杭芯をセットし、ロッドの杭芯位置データを取得する。具体的には、ロッドの中心が杭芯に一致するようにセットされ、その際の杭芯位置データが取得される。
ステップＳ３０３では、計測装置２が、杭芯位置データを杭打機１、管理装置３および管理者端末４に送信する。なお、少なくとも管理装置３に杭芯位置データが送信されればよく、管理者端末４からの要求により、計測装置２が管理者端末４に杭芯位置データを送信すればよい。
【0037】
ステップＳ３０４では、杭孔の掘削が開始される。
ステップＳ３０５では、計測装置２が、ロッドの偏芯量および傾斜量を計測データとして取得する。
ステップＳ３０６では、計測装置２が、計測データを杭打機１、管理装置３および管理者端末４に送信する。なお、杭芯位置データと同様に、少なくとも管理装置３に計測データが送信されればよく、管理者端末４からの要求により、計測装置２が管理者端末４に計測データを送信すればよい。
ステップＳ３０５では、計測装置２が、ロッドの偏芯量および傾斜量を計測データとして取得する。
ステップＳ３０６では、計測装置２が、計測データを杭打機１、管理装置３および管理者端末４に送信する。なお、杭芯位置データと同様に、少なくとも管理装置３に計測データが送信されればよく、管理者端末４からの要求により、計測装置２が管理者端末４に計測データを送信すればよい。
【0038】
ステップＳ３０７では、管理装置３が、杭打機１から施工データを取得する。
ステップＳ３０８では、管理装置３が、管理者端末４および杭打機１に施工データを送信する。
ステップＳ３０９では、管理装置３が、計測装置２から受信した計測データと、ステップＳ３０７で計測した施工データとを用いて、支持層に到達したか否かを判定する。支持層への到達判定については、図４を参照して後述する。なお、支持層に到達するまでは、ステップＳ３０５からステップＳ３０９までの処理が、所定のサンプリング間隔で継続するものとする。
ステップＳ３０８では、管理装置３が、管理者端末４および杭打機１に施工データを送信する。
ステップＳ３０９では、管理装置３が、計測装置２から受信した計測データと、ステップＳ３０７で計測した施工データとを用いて、支持層に到達したか否かを判定する。支持層への到達判定については、図４を参照して後述する。なお、支持層に到達するまでは、ステップＳ３０５からステップＳ３０９までの処理が、所定のサンプリング間隔で継続するものとする。
【0039】
ステップＳ３１０では、管理装置３が、支持層への到達判定結果を杭打機１および管理者端末４に送信する。
ステップＳ３１１では、杭孔の掘削が終了する。
ステップＳ３１１では、杭孔の掘削が終了する。
【0040】
なお、計測データは、管理装置３に送信された後、管理装置から施工データの一部として管理者端末４に送信されてもよい。例えば、杭の識別番号と、電流値、セメントミルク注入量などと併せて、偏芯量および傾斜量を施工データとして管理装置３に記録し、管理者端末４に送信することで、支持層管理の証明材料として報告書の信憑性をより向上させることができる。
【0041】
図３の例では、管理装置３が管理者端末４と別体である場合を想定したが、管理者端末４に管理装置３が含まれてもよい。例えば、管理装置３の施工データを取得する機能のみ杭打機１に搭載されるとし、管理者端末４が、杭打機１から施工データを、計測装置２から計測データをそれぞれ取得し、ステップＳ３０９における支持層の判定処理を行なってもよい。
【0042】
次に、ステップＳ３０９の支持層判定処理の詳細について図４のフローチャートを参照して説明する。ここでは、偏芯指標値として平均偏芯量を算出する場合を想定する。
ステップＳ４０１では、データ取得部３１１が、計測データから偏芯量を取得する。
ステップＳ４０２では、データ取得部３１１が、施工データから掘削深度を取得する。
ステップＳ４０１では、データ取得部３１１が、計測データから偏芯量を取得する。
ステップＳ４０２では、データ取得部３１１が、施工データから掘削深度を取得する。
【0043】
ステップＳ４０３では、算出部３１２が、偏芯量を用いて、設定された単位深度ごとに、平均偏芯量を算出する。なお、単位深度は、例えば１ｍを想定するが、掘削地層または掘削深度に応じて、可変でもよい。例えば、Ｎ値が閾値未満の層は、単位深度を１ｍとし、Ｎ値が閾値以上である層は、単位深度を３００ｍｍとしてもよい。
ステップＳ４０４では、判定部３１３が、ステップＳ４０３で算出した平均偏芯量と、当該算出した平均偏芯量よりも浅い層において算出した平均偏芯量とを比較する。
ステップＳ４０４では、判定部３１３が、ステップＳ４０３で算出した平均偏芯量と、当該算出した平均偏芯量よりも浅い層において算出した平均偏芯量とを比較する。
【0044】
ステップＳ４０５では、判定部３１３が、ステップＳ４０４における浅い層（第２深度）の平均偏芯量よりも、深い層（第１深度）における平均偏芯量の方が大きい場合、支持層に到達したと判定する。偏芯量は、掘削深度が深くなるにつれてロッドが土砂により拘束されるため、小さくなる。しかし、支持層に到達した場合は固い層であるため、ロッドのぶれが大きくなるため偏芯量も大きくなる。よって、単位深度ごとに平均偏芯量を算出し、前回算出した平均偏芯量とを比較することで、支持層への到達判定を行なうことができる。
支持層に到達したと判定された場合は、処理を終了し、支持層に到達していないと判定された場合は、ステップＳ４０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
支持層に到達したと判定された場合は、処理を終了し、支持層に到達していないと判定された場合は、ステップＳ４０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【0045】
なお、平均偏芯量に限らず、積分偏芯量を偏芯指標値として用いても、平均偏芯量の場合と同様に、支持層の到達判定を行なうことができる。
また、偏芯指標値の代わりに、または偏芯指標値と共に傾斜量を用いることで、同様に支持層の到達判定を行なうことができる。例えば、傾斜量も偏芯量と同様、掘削深度が深くなるにつれて値が小さくなり、支持層に到達した場合は傾斜量が大きくなる。よって、ある深度の層における傾斜量と当該深度よりも浅い層における傾斜量とを比較し、浅い層における傾斜量よりも深い層における傾斜量の方が大きければ、支持層に到達したと判定できる。
また、偏芯指標値の代わりに、または偏芯指標値と共に傾斜量を用いることで、同様に支持層の到達判定を行なうことができる。例えば、傾斜量も偏芯量と同様、掘削深度が深くなるにつれて値が小さくなり、支持層に到達した場合は傾斜量が大きくなる。よって、ある深度の層における傾斜量と当該深度よりも浅い層における傾斜量とを比較し、浅い層における傾斜量よりも深い層における傾斜量の方が大きければ、支持層に到達したと判定できる。
【0046】
なお、偏芯指標値および傾斜量だけではなく、ボーリング調査で得られる柱状図およびＮ値、施工データに含まれる瞬時電流値および積分電流値、さらに、オーガモータの振動、掘削音といった要素を複数組み合わせて判定をすることで、より精度よく支持層の到達判定を行なうことができる。例えば、掘削深度と柱状図およびＮ値とを参照し、支持層に適した層の深度までロッドが到達したと想定される場合に、偏芯指標値、積分電流値および瞬時電流値が第１閾値以上であって、かつオーガモータの振動および掘削音が第２閾値以上である場合に、支持層に到達したと判定してもよい。
【0047】
また、管理装置３が支持層の判定をせずに、管理者端末４に施工データ（電流値、積分電流値など）および計測データ（偏芯指標値および傾斜量）を表示することで、管理者が支持層への到達を判定するための支援として、判断材料を提供してもよい。または、管理装置３の判定部３１３による支持層に到達した旨の判定結果を管理者端末４に送信することで、上述の施工データおよび計測データなどの判断材料に加え、管理者による支持層の到達判定を支援してもよい。
【0048】
次に管理者端末４で表示される計測データおよび施工データの一例について、図５を参照して説明する。
図５は管理者端末４に表示される管理画面５０の一例である。管理画面５０には、深度に応じた地層の情報を示す柱状図５１と、Ｎ値５２と、現状掘削した深度までの瞬時電流値５３１および積分電流値５３２と、偏芯量５４１および傾斜量５４２とについて、時系列データが一覧表示される。柱状図５１とＮ値５２とは、管理者端末４側で保持するボーリング調査によるデータを用いてグラフ表示される。なお、ボーリング調査によるデータは、管理装置３の格納部３２から管理者端末４が取得して管理者端末４の画面に表示してもよい。管理者端末４がボーリング調査によるデータを記憶しており、管理者端末４側で施工データと併せて表示されてもよい。また、管理装置３側にボーリング調査によるデータを予め入力して記憶させておき、管理者端末４からの指示により、管理装置３側で施工データと対応するボーリング調査によるデータとを選択し、管理者端末４に送信してもよい。
図５は管理者端末４に表示される管理画面５０の一例である。管理画面５０には、深度に応じた地層の情報を示す柱状図５１と、Ｎ値５２と、現状掘削した深度までの瞬時電流値５３１および積分電流値５３２と、偏芯量５４１および傾斜量５４２とについて、時系列データが一覧表示される。柱状図５１とＮ値５２とは、管理者端末４側で保持するボーリング調査によるデータを用いてグラフ表示される。なお、ボーリング調査によるデータは、管理装置３の格納部３２から管理者端末４が取得して管理者端末４の画面に表示してもよい。管理者端末４がボーリング調査によるデータを記憶しており、管理者端末４側で施工データと併せて表示されてもよい。また、管理装置３側にボーリング調査によるデータを予め入力して記憶させておき、管理者端末４からの指示により、管理装置３側で施工データと対応するボーリング調査によるデータとを選択し、管理者端末４に送信してもよい。
【0049】
瞬時電流値５３１および積分電流値５３２は、管理装置３から送信される施工データを用いてグラフ表示される。偏芯量５４１および傾斜量５４２は、管理装置３から施工データの一部として送信されたデータを用いてグラフ表示してもよいし、計測装置２から送信される計測データを用いてグラフ表示してもよい。
【0050】
図５に示すように、各データを、単位深度ごとの時系列データの推移をグラフ表示することで、掘削の状況を視覚的に見やすく表示させることができ、管理者も一目で把握することができる。
【0051】
なお、管理画面５０は、管理者端末４において取得されたデータから端末内のアプリケーションによって作成されてもよいし、管理者端末４から所定の管理者用ＵＲＬ（Uniform Resource Locator）にアクセスすることで、閲覧可能な管理アプリケーションの画面を開くにしてもよい。管理画面５０では、管理者がボタンを押下またはタッチするといった指示を与えることで、図５に示すデータ以外の施工データの閲覧、グラフ作成などの各種処理を実行可能としてもよい。管理者用ＵＲＬに存在する管理アプリケーションの画面は、ＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）で記述されることを想定し、ブラウザ機能があれば、特定のソフトウェアおよびアプリケーションに依存せずに操作可能な形式を想定する。
【0052】
さらに、偏芯指標値が閾値よりも大きくなったタイミングで、管理者端末４に対してプッシュ通知を行なってもよい。例えば、管理画面５０に対してポップアップ表示などの別ウィンドウで「支持層に近づいています」など、掘削深度の状況を注視するように促す情報を表示してもよい。また、音声、音、振動などにより管理者端末４を保持する管理者に、掘削深度の状況を通知してもよい。これにより、管理者は、常に施工状態を気にせずとも、特定のイベントが発生したときに管理者端末４を確認すればよく、効率的な管理を実現できる。
【0053】
また、偏芯指標値に基づいて杭孔の形状を描画することもできる。偏芯指標値に基づき生成される杭孔形状図の一例について図６を参照して説明する。
図６に示す杭孔形状図は、例えば、管理者端末４において、掘削開始から現状の掘削深度までの単位深度ごとの偏芯指標値を、杭孔の径として描画することで得られる杭孔の形状図である。また、拡大掘削などのように、意図的に杭孔を拡げた情報を杭孔形状に反映させてもよい。例えば、範囲６１では、対応する地層において偏芯量が大きかったため、杭孔が拡がっていることが視覚的に容易に把握できる。
このように、偏芯量および傾斜量の計測データに基づいて杭孔形状を管理者端末４に表示させることで、掘削の段階から鉛直な杭孔を掘削できていることを証明できる。
図６に示す杭孔形状図は、例えば、管理者端末４において、掘削開始から現状の掘削深度までの単位深度ごとの偏芯指標値を、杭孔の径として描画することで得られる杭孔の形状図である。また、拡大掘削などのように、意図的に杭孔を拡げた情報を杭孔形状に反映させてもよい。例えば、範囲６１では、対応する地層において偏芯量が大きかったため、杭孔が拡がっていることが視覚的に容易に把握できる。
このように、偏芯量および傾斜量の計測データに基づいて杭孔形状を管理者端末４に表示させることで、掘削の段階から鉛直な杭孔を掘削できていることを証明できる。
【0054】
続いて、杭の建込みにおける管理装置３の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ７０１では、算出部３１２が、杭の建込みにおける杭の先端深度を計測する。先端深度は、例えば杭先端の位置を特定する距離センサなどを用いて、杭先端の深度を計測してもよいし、ワイヤーの送り込み量を計測することで先端深度を判定してもよいし、直接メジャー等を用いて深度情報を読み取ってもよい。
ステップＳ７０１では、算出部３１２が、杭の建込みにおける杭の先端深度を計測する。先端深度は、例えば杭先端の位置を特定する距離センサなどを用いて、杭先端の深度を計測してもよいし、ワイヤーの送り込み量を計測することで先端深度を判定してもよいし、直接メジャー等を用いて深度情報を読み取ってもよい。
【0055】
ステップＳ７０２では、判定部３１３が、先端深度に相当する地層において、杭孔が閾値以上の径を有するか否かを判定する。具体的には、先端深度に相当する地層において、偏芯量が閾値以上であるか否かを判定する。偏芯量が閾値以上であれば、所定の杭孔よりも拡大した範囲を掘削したと想定されるため、杭孔が閾値以上の径を有すると判定し、ステップＳ７０３に進む。一方、偏芯量が閾値未満であれば、所定の杭孔の径であると考えられるため、ステップＳ７０４に進む。
【0056】
ステップＳ７０３では、通知部３１５が、プッシュ通知を行い、アラートを出力する。アラートとしては、例えば管理者端末４に図６に示すような杭孔形状を表示している場合は、先端深度に対応する範囲の杭孔形状部分（範囲６１）を囲み表示、ハイライト、点滅などといった強調表示をすればよい。また、音声、音、振動によるアラートを組み合わせてもよい。これにより、杭孔の径が広い地層部分では、杭の建込み時に傾斜しないよう注意を促すことができる。
【0057】
ステップＳ７０４では、杭の建込みが完了したとする。
ステップＳ７０５では、判定部３１３が、次に建込むべき杭が存在するか否かを判定する。具体的には、判定部３１３が、予め入力された杭数を参照することにより、全ての杭数が建込まれたか否かを判定すればよい。次の杭が存在する場合は、ステップＳ７０１に戻り、同様の処理を繰り返し、次の杭が存在しない、すなわち全ての杭の建込みが完了した場合は、処理を終了する。
ステップＳ７０５では、判定部３１３が、次に建込むべき杭が存在するか否かを判定する。具体的には、判定部３１３が、予め入力された杭数を参照することにより、全ての杭数が建込まれたか否かを判定すればよい。次の杭が存在する場合は、ステップＳ７０１に戻り、同様の処理を繰り返し、次の杭が存在しない、すなわち全ての杭の建込みが完了した場合は、処理を終了する。
【0058】
上述した実施形態では、計測データは計測装置２で計測する例を示すが、これに限らず、ロッドまたは掘削ヘッドに３軸ジャイロセンサーなどを搭載し、ジャイロセンサーにより偏芯量、傾斜量および掘削深度を計測してもよい。
【0059】
上述した支持層への到達判定の判定結果（支持層の深度、支持層到達までの計測データおよび施工データの時系列データ）を、同一の施工現場で蓄積した場合、管理装置３は、当該施工現場の地層変化および支持層の出現深度および傾きを把握できる。よって、管理装置３は、同一現場内の掘削において支持層の予測を行なうことができる。
【0060】
また、支持層への到達判定の判定結果を、近接した施工現場で事前に蓄積できていた場合、近接した施工現場の判定結果に基づき、施工対象の現場における同一深度における計測データおよび施工データを参照することで、管理装置３は、支持層の予測を行なうことができる。
【0061】
以上に示した実施形態によれば、偏芯指標値および／または傾斜量に基づいて、管理者の経験値や個人差による判定のばらつきが生じることなく支持層への到達を管理することができる。また、偏芯指標値および傾斜量に加えて、瞬時電流値、積分電流値などの施工データ、および柱状図、Ｎ値などのボーリング調査のデータとを併せて総合的に支持層への到達判定をすることで、判定の精度をより向上させることができる。
また、偏芯量および傾斜量に関する計測データと、電流値を含む施工データとを管理装置または管理者端末で一元管理することで、データ管理を効率化できる。
さらに、偏芯量、偏芯指標値および傾斜量などの時系列データの推移をサイクルタイムズなどでグラフ表示し、さらに電流値および積分電流値などと並列表示することで、地層変化を可視化することができる。
また、偏芯量および傾斜量に関する計測データと、電流値を含む施工データとを管理装置または管理者端末で一元管理することで、データ管理を効率化できる。
さらに、偏芯量、偏芯指標値および傾斜量などの時系列データの推移をサイクルタイムズなどでグラフ表示し、さらに電流値および積分電流値などと並列表示することで、地層変化を可視化することができる。
【0062】
上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記録媒体に記憶しておき、記憶されたプログラムを読み込むことにより、上述した識別装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。さらに、本実施形態における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。
【符号の説明】
【0063】
１…杭打機、２…計測装置、３…管理装置、４…管理者端末、５…閲覧者端末、３１…処理回路、３２…格納部、３３…通信インタフェース、５０…管理画面、５１…柱状図、５２…Ｎ値、５３…電流値、５４…計測値、６１…範囲、３１１…データ取得部、３１２…算出部、３１３…判定部、３１４…生成部、３１５…通知部、５３１…瞬時電流値、５３２…積分電流値、５４１…偏芯量、５４２…傾斜量。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
