特開 2023-131739 充填材の打設深度確認装置

(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】P2023131739

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】充填材の打設深度確認装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/06 20060101AFI20230914BHJP

   G01B 5/00 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

E02D15/06

G01B5/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036650

(22)【出願日】2022-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】嵯峨 裕輝

(72)【発明者】

【氏名】川島 幸哲

(72)【発明者】

【氏名】金子 佳大

(72)【発明者】

【氏名】三橋 幸作

(72)【発明者】

【氏名】中島 朋宏

【テーマコード（参考）】

2D045

2F062

【Ｆターム（参考）】

2D045AA02

2D045BA04

2D045CA16

2F062AA02

2F062CC26

2F062EE01

2F062EE62

2F062FF03

2F062GG02

2F062GG90

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で、充填材の打設深度を正確に測定可能とする充填材の打設深度確認装置を提供する。
【解決手段】充填材の打設深度確認装置１０は、錘１２と、錘１２を吊下げるための目盛付きテープと、錘１２の下端に温接点１８Ｂを配置した温度計２３と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

錘と、
前記錘を吊下げるための吊下部材と、
前記吊下部材に設けられた深度測定用目盛と、
前記錘の下端に温度測定部を備えた温度計と、
を有する充填材の打設深度確認装置。

【請求項2】

前記錘は、棒状に形成されている、
請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置。

【請求項3】

棒体と、
前記棒体の外周部に長手方向に沿って設けられた深度測定用目盛と、
前記棒体の端部に温度測定部を備えた温度計と、
を有する、
充填材の打設深度確認装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充填材の打設深度確認装置に関する。

【背景技術】

【0002】

場所打ちコンクリート杭工事などでは、コンクリート、ソイルセメント等の充填材の打設レベルを測定している（例えば、特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３４３８６４号公報

【特許文献2】特許第２９０７７６９号公報

【特許文献3】特開平６－３４７３０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１，２では、検尺錘を用いて削孔深度やコンクリート、ソイルセメント等の充填材の打設レベルを測定している。
検尺錘を用いる充填材の打設レベルの測定では、検尺錘を充填材の上端に吊下げて測定を行うが、充填材の硬さ、比重、粘性により測定者の手に伝わる感触が異なるため、測定値にバラつきが発生しやすい。また、感触で深度を判断するため、測定者の技能や経験値によって判断する測定値にバラつきが生じる。
このように、測定値にバラつきが生じると、充填材の品質、後工事の品質やコストに影響を及ぼすため、改善の余地がある。

【0005】

特許文献３では、熱電対をアンカー孔の深さ方向に複数設け、グラウト注入前とグラウト注入後との間に出力変化が検出された熱電対の位置からグラウト打設天端を検知している。このため、各測定点にグラウトの天端が到達したかを判断することはできるが、測定点と測定点との間に位置する天端の深さは計測できない。また、熱電対を複数必要とすることから、部品点数が多く、高コストとなる。

【0006】

本発明は上記事実を考慮し、簡単な構成で、充填材の打設深度を正確に測定可能とする充填材の打設深度確認装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置は、錘と、前記錘を吊下げるための吊下部材と、前記吊下部材に設けられた深度測定用目盛と、前記錘の下端に温度測定部を備えた温度計と、を有する。

【0008】

請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置は、以下のようにして充填材の打設レベルを測定することができる。

【0009】

測定者は、温度計で計測された温度を見ながら、吊下部材で吊下げた錘を充填材の打設された孔の中で徐々に下降させる。

【0010】

温度測定部が充填材に接触すると温度計で測定された値が変化するので、温度が変化した時点で錘の下降を停止し、吊下部材に設けられた深度測定用目盛の値を読む。

【0011】

温度変化があった時点の深度測定用目盛を読むことで、例えば、地盤表面から充填材の天端の深さ、即ち、打設深度を測定することができる。

【0012】

錘が充填材の天端に接触したことを感触で判断しないため、測定者の技能や経験値によって測定値にバラつきが生じることが抑制され、簡単な構成で正確な打設深度を測定することができる。

【0013】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置において、前記錘は、棒状に形成されている。

【0014】

請求項２に記載の充填材の打設深度確認装置では、錘が棒状に形成されているため、狭い場所でも充填材の打設深度を測定することができる。

【0015】

請求項３に記載の充填材の打設深度確認装置は、棒体と、前記棒体の外周部に長手方向に沿って設けられた深度測定用目盛と、前記棒体の端部に温度測定部を備えた温度計と、を有する。

【0016】

請求項３に記載の充填材の打設深度確認装置は、以下のようにして充填材の打設レベルを測定することができる。

【0017】

測定者は、温度計で計測された温度を見ながら、温度測定部を下側に向けた棒体を充填材の打設された孔の中で徐々に下降させる。

【0018】

温度測定部が充填材に接触すると 温度計で測定された値が変化するので、温度が変化した時点で棒体の下降を停止し、棒体に設けられた深度測定用目盛の値を読む。

【0019】

温度変化があった時点の深度測定用目盛を読むことで、地盤表面から充填材の天端の深さ、即ち、打設深度を測定することができる。

【0020】

棒体の下端が充填材の天端に接触したことを感触で判断しないため、測定者の技能や経験値によって測定値にバラつきが生じることが抑制され、簡単な構成で正確な打設深度を測定することができる。

【0021】

また、孔に差し込む部材が棒体であるため、狭い場所でも充填材の打設深度を測定することができる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように本発明の充填材の打設深度確認装置によれば、簡単な構成で、充填材の打設深度を正確に測定することができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る打設深度確認装置を示す斜視図である。

【図2】打設深度確認装置でコンクリートの天端の位置を測定している様子を示す杭孔の縦断面図である。

【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は、コンクリートの天端付近を示す断面図である。

【図4】温度変化を示すグラフである。

【図5】第２の実施形態に係る打設深度確認装置を示す側面図である。

【図6】第２の実施形態に係る打設深度確認装置を用いて打設深度を計測している様子を示す杭孔の縦断面図である。

【図7】温度変化を示すグラフである。

【図8】第３の実施形態に係る打設深度確認装置を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

［第１の実施形態］
図１～図４を用いて、本発明の第１の実施形態に係る打設深度確認装置１０について説明する。
図１に示すように、本実施形態の打設深度確認装置１０は、円錐台形状の錘１２を備えている。錘１２は、一例として、鋼などを材料で形成されている。錘１２の上部には、略コ字形状とされたハンドル１４が取り付けられている。

【0025】

錘１２には、軸心部を貫通する孔１６が形成されており、この孔１６には、熱電対素線（図示せず）をチューブ１８Ａで覆ったシース熱電対１８が挿入されている。

【0026】

シース熱電対１８は、温接点１８Ｂが錘１２に接触して錘１２自身の温度を測定しないように孔１６の中心部に配置されている。また、シース熱電対１８が孔１６の中で動かないように、孔１６の内部にはエポキシ樹脂、コーキング剤等の位置固定用充填材２０が充填されている。

【0027】

熱電対素線の先端に設けられた温接点（温度測定点）１８Ｂは、チューブ１８Ａの先端から露出していると共に、錘１２の底面から若干突出している。

【0028】

なお、シース熱電対１８は、温度を表示する温度表示部２２Ａを備えた計測器本体２２に接続されている。本実施形態では、シース熱電対１８と計測器本体２２とで温度計２３が構成されている。

【0029】

錘１２のハンドル１４には、深度測定用目盛２４Ａが付与された目盛付きテープ２４の端部が固定されている。なお、目盛付きテープ２４とシース熱電対１８とは、散らけないように両者はテープ２６で固定されている。この目盛付きテープ２４は、本発明の吊り下げ部材の一例である。

【0030】

本実施形態で用いる目盛付きテープ２４は、錘１２を吊下げた際に延びないような引張強度を有するものである。目盛付きテープ２４は、例えば、ワイヤーロープにテープ状のメジャー（巻尺）を取り付けたものであってもよい。

【0031】

本実施形態の錘１２は、一例として、長さ１００ｍｍ、底部の直径が５０ｍｍ、頂部の直径が３０ｍｍとされた円錐台形状であるが、形状、重さに特に制限はなく、円錐台形以外の形状であってもよい。

【0032】

錘１２は、比重が後述するコンクリート３６よりも大きい材料で形成されていればよく、鋼以外の材料で形成されていてもよい。

【0033】

（作用、効果）
次に、本実施形態の打設深度確認装置１０の使用例を説明する。
図２には、鉄筋籠２８が建て込まれ、安定液（ベントナイト等）３０が満たされた杭孔３２に、トレミー管３４が挿入され、コンクリート３６を打設している途中の様子が記載されている。なお、杭孔３２の開口部分の地盤Ｇが崩れないように、杭孔３２の開口部分には表層ケーシング３８が嵌められている。

【0034】

外部からは、コンクリート３６の天端が見えないため、以下に説明するように、打設深度確認装置１０を用いてコンクリート３６の打設深度を確認する。

【0035】

（１） 杭孔３２の中に目盛付きテープ２４で錘１２を吊下げ、計測器本体２２の温度表示部２２Ａで表示された計測温度を見ながら鉄筋籠２８の内側で錘１２を徐々に下降させる。錘１２は、一例として、作業員が目盛付きテープ２４を徐々に送り出すことで徐々に下降させることができる。

【0036】

（２） 生のコンクリート３６は、硬化する際に発熱するので、安定液３０よりも温度が高くなる。このため、錘１２を下降させ、錘１２の底部から露出したシース熱電対１８の温接点（温度測定点）１８Ｂがコンクリート３６の天端に接触すると温度が上昇する。
ところで、図３に示すように、コンクリート（言い換えれば、セメントと骨材と水とが適正な割合で混合された良質なコンクリート）３６の上には、ノロ（セメントと水とが混じった部分で、砂や砂利等の骨材が含まれない部分）と呼ばれる分離コンクリート４０を生じる場合がある。

【0037】

この分離コンクリート４０と、安定液３０と、コンクリート３６との温度の大小関係は、一例として以下のようになる。
安定液３０＜分離コンクリート４０＜コンクリート３６

【0038】

錘１２を徐々に下降させると、一例として図４の温度測定グラフ（縦軸は温度、横軸は経過時間）で示すように、温度が変化する。

【0039】

１回目の温度上昇が生じたＡ点において測定された深さは分離コンクリート４０の天端の深さになり、２回目の温度上昇が生じたＢ点において、深度測定用目盛２４Ａの数値を読んで測定された深さはコンクリート３６の天端の深さになり、温度変化を見ることで、コンクリート３６の天端の深さを、錘１２を下降させた際の感触に頼らずに正確に測定することができる。なお、温度変化が生じた時に錘１２の下降を停止して、深度測定用目盛２４Ａの数値を読むことが好ましい。

【0040】

即ち、安定液３０、コンクリート３６、分離コンクリート４０の状態による測定値のバラツキや、測定者の技能や経験値による判断がなくなる。
また、測定箇所を変えて錘１２を上下させることで、測定点が多い場合でも、任意の位置の深度を正確かつ迅速に測定することができる。

【0041】

なお、分離コンクリート４０の深度を把握することで、分離コンクリート４０が硬化する前に、サンドポンプ等で、不要な分離コンクリート４０を回収することができ、これにより、根切り後の杭頭斫り処理の数量を軽減し、コストを抑制することができる。

【0042】

本実施形態では、打設深度確認装置１０を用いてコンクリート３６の打設深度を測定したが、打設深度確認装置１０はソイルセメントの打設深度を測定することもできる。

【0043】

なお、本実施形態では、温度を見ながら錘１２を徐々に下降させ、温度が変化した時点で深度測定用目盛２４Ａを読むようにしたが、一例として、以下のようにして温度を測定してもよい。

【0044】

目盛付きテープ２４を送り出しながら錘１２を早く降下（落下）させ、目盛付きテープ２４が弛んだときに、目盛付きテープ２４を把持する。その後、表示された温度を見なが錘１２を徐々に引き上げ、温度変化を見て、温度変化を生じた際の深度測定用目盛２４Ａの数値を読む。

【0045】

初期段階では、錘１２は安定液３０の中を下降するので、温度変化は殆ど生じないが、錘１２を早く降下（落下）させると、一例として、早く降下（落下）させた錘１２は分離コンクリート４０を通過してコンクリート３６の天端に着地する。錘１２がコンクリート３６の天端に着地すると、温度が高くなるので、錘１２がコンクリート３６の天端に着地したことが分かる。

【0046】

その後、徐々に錘１２を引き上げると、錘１２の底部がコンクリート３６から離れ、分離コンクリート４０中を通過し、その後、錘１２の底部が分離コンクリート４０から離れて安定液３０の中を上昇する。

【0047】

錘１２の底部がコンクリート３６から離れた時点、及び錘１２の底部が分離コンクリート４０から離れた時点で温度変化が生じるので、温度変化を生じた時点の深度測定用目盛２４Ａの数値を読むことで、コンクリート３６の天端の深さ、及び分離コンクリート４０の天端の深さを知ることができる。

【0048】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る打設深度確認装置１０について説明する。
図５に示すように、本実施形態の打設深度確認装置１０では、円錐台形の錘１２に換えて、棒体の一例としての棒状の錘４２が用いられている。

【0049】

本実施形態の打設深度確認装置１０では、錘４２の長手方向に沿ってシース熱電対１８、及び目盛付きテープ２４がテープ４４で固定されており、錘４２の端部（杭孔３２に挿入する際の下端となる端部）に温接点１８Ｂが位置している。なお、温接点１８Ｂは、錘４２に接触しないように錘４２から離されている。

【0050】

本実施形態の打設深度確認装置１０では、錘４２が棒状に形成されているので、第１の実施形態の錘１２が使用できない狭い場所、例えば、図６に示すように、鉄筋籠２８と杭孔３２との間の隙間に錘４２を吊下げて深度測定を行うことが可能となる。

【0051】

コンクリート３６を打設する場合、鉄筋籠２８の内側にトレミー管３４を挿入してコンクリート３６を打設するが、鉄筋籠２８の外側には、コンクリート３６が押し出され難いため、杭孔３２の途中に、コンクリート３６が適切に充填されない充填不良（一例として安定液３０が介在している）４６を生ずる場合がある。

【0052】

このような充填不良４６の有無、及び位置は、外部から目視して把握することができないが、本実施形態の打設深度確認装置１０を以下の様に用いることで把握することができる。

【0053】

温接点１８Ｂを下にした錘４２を徐々に下降させると、図７に示すように、温度が変化する。
１回目の温度上昇が生じたＡ点において測定された深さは分離コンクリート４０の天端の深さＬ４０になり、２回目の温度上昇が生じたＢ点において測定された深さはコンクリート３６の天端の深さＬ３６になる。これは、第１の実施形態と同様である。

【0054】

さらに、錘４２を下降させると、Ｃ点にて温度下降が生じ、その後、Ｄ点にて温度上昇が生じる。Ｃ点での温度の下降は、温接点１８Ｂが充填不良４６の中の安定液３０に接触したことを意味し、その後のＤ点での温度の上層は、温接点１８Ｂが充填不良４６の安定液３０を通り過ぎてその下のコンクリート３６に接触したことを意味する。

【0055】

したがって、コンクリート３６の天端を過ぎた後に、温度低下が生じた場合には、打設したコンクリート３６の途中に充填不良４６が生じており、温度変化が生じた際の目盛を読むことで、充填不良４６の深さ、及び長さを把握することができる。

【0056】

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る打設深度確認装置１０について説明する。
図８に示すように、本実施形態の打設深度確認装置１０は、棒体４８を備え、棒体４８の側面に、長手方向に沿って深度測定用目盛５０が付与されている。なお、深度測定用目盛５０は、棒体４８の側面に印字や刻印されたものであってもよく、テープ状のメジャーを貼り付けたものであってもよい。

【0057】

棒体４８には、シース熱電対１８がテープ４４で固定されており、棒体４８の端部（杭孔３２に挿入する際の下端となる端部）に温接点１８Ｂが位置している。なお、温接点１８Ｂは、棒体４８に接触しないように棒体４８から離されている。

【0058】

本実施形態の打設深度確認装置１０は、コンクリート３６の天端の深さが、比較的浅い場合に用いられるものであり、測定者は、棒体４８を手で持って杭孔３２内に挿入する。

【0059】

計測方法は第２実施形態と略同様であり、温度表示部２２Ａを見ながら温接点１８Ｂを下にした棒体４８を杭孔３２内に徐々に下降させ、第２の実施形態と同様に、温度変化が生じたときの目盛を読めばよい。

【0060】

本実施形態の棒体４８は、測定者が手で持って挿入作業を行うので、比重はコンクリート３６よりも小さくてよく、一例として、塩ビ管などの比重が小さい材料で形成することが好ましい。

【0061】

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【0062】

第１の実施形態では、目盛付きテープ２４で錘１２を吊下げるようにしたが、錘１２に吊り下げ用のワイヤーを接続し、該ワイヤーに目盛の付いたメジャーを添わせるように取り付けてもよい。なお、第２の実施形態についても、錘４２に吊り下げ用のワイヤーを接続し、該ワイヤーに目盛の付いたメジャーを添わせるように取り付けてもよい。

【0063】

上記実施形態では、温度測定にシース熱電対１８を用い、温接点１８Ｂで温度を測定しているが、温度測定には、熱電対に限らず、サーミスタ温度計、光ファイバー温度計等の熱電対以外の温度計を用いてもよく、温度測定部が錘１２、錘４２、棒体４８の下端に配置されていればよい。

【0064】

上記実施形態では、安定液３０、コンクリート３６、及び分離コンクリート４０の各温度が安定液３０＜分離コンクリート４０＜コンクリート３６である場合について説明したが、安定液３０、コンクリート３６、分離コンクリート４０の各温度が、気象条件、その他の要因により、上記の大小関係にならない場合も考えられる。このような場合には、温度変化が計測された位置が材料の境界（分離コンクリート４０の天端、またはコンクリート３６の天端）であることが分かる（なお、安定液３０、及びコンクリート３６の温度は、コンクリート３６の打設前に予め計測しておく。）。

【符号の説明】

【0065】

１０ 打設深度確認装置
１２ 錘
１８ シース熱電対（温度計）
１８Ｂ 温接点（温度測定部）
２２ 計測器本体（温度計）
２３ 温度計
２４ 目盛付きテープ（吊下げ部材）
２４Ａ 深度測定用目盛
４２ 錘
４８ 棒体
５０ 深度測定用目盛

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】