特開 2023-131740 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】P2023131740

(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

   E02D 5/34 20060101ALI20230914BHJP

   G01B 21/18 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

E02D15/06

E02D5/34 Z

G01B21/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036651

(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）】

2D041

2D045

2F069

【Ｆターム（参考）】

2D041AA01

2D041BA44

2D041CB05

2D041DA01

2D045AA04

2D045BA04

2D045CA16

2F069AA43

2F069CC02

2F069DD19

2F069GG16

2F069HH30

2F069JJ02

(57)【要約】

【課題】場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間に充填される充填材の深度を正確に確認することができ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、場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管１４と、鋼管１４の外周面に、鋼管１４の長手方向に沿って間隔を開けて配置した複数の温接点１８Ｂと、温接点１８Ｂが測定した温度を表示する温度表示部２０Ａと、を有している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管と、
前記鋼管の外周面に、前記鋼管の長手方向に沿って間隔を開けて配置した複数の温度測定部と、
前記温度測定部が測定した温度を表示する温度表示部と、
を有する、
充填材の打設深度確認装置。

【請求項2】

前記温度測定部は、熱電対の温接点である、
請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置。

【請求項3】

前記温度測定部と前記鋼管との間に断熱材が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の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】

場所打ち鋼管コンクリート杭工事に用いられる工法として、オーバーフロー充填工法と呼ばれる工法がある。オーバーフロー充填工法では、上部に鋼管が取り付けられた鉄筋籠が杭孔に建て込まれ、鉄筋籠の内側に差し込んだトレミー管からコンクリートを吐出している。コンクリートの吐出に伴い、コンクリートのレベルが上昇し、鋼管の上端からコンクリートがオーバーフローすると、オーバーフローしたコンクリートが、鋼管と杭孔との間の隙間（一例として、５０～１００ｍｍ程度の間隔）に介在する安定液中に落下し、安定液と入れ替わるようにして該隙間に充填され、安定液はコンクリートによって押し上げられる。

【0003】

したがって、オーバーフロー充填工法において、コンクリートの充填途中では、鋼管の内側にコンクリートが充填されていても、鋼管と杭孔との間の隙間に充填されるコンクリートのレベルは鋼管の内側のレベルよりも低くなるため、鋼管と杭孔との間の隙間において、コンクリートが充填されているか否かを確認する必要がある。
充填材の打設レベルを測定する方法として、例えば特許文献１～５に記載の方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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

【特許文献4】特開平９－０５９９８２号公報

【特許文献5】特開２０１９－０１５０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。
さらに、場所打ちコンクリート杭の鋼管と杭孔との間における充填材の打設を確認する場合、検尺錘を隙間に挿入できない場合がある。

【0006】

特許文献３のアンカー・グラウト天端検知方法では、アンカー孔に配置されたガイドバー、ＰＣ鋼線などの引張り材に複数の熱電対を深さ方向に所定間隔で取付け、各熱電対の温度差を検知して打設グラウトの位置を検出しているが、場所打ちコンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間の隙間に充填されるコンクリートの位置を検出することはできない。

【0007】

特許文献４の水中コンクリートの打設方法では、コンクリートを打設する際に用いるトレミー管に、またはそれに平行に配置した保持部材に光ファイバー温度センサを配置し、コンクリートと水との温度差によってそれらの境界部位を検知しており、場所打ちコンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間の隙間に充填されるコンクリートの位置を検出することはできない。

【0008】

また、特許文献５のコンクリートの充填確認方法では、地中孔に建込む鉄筋籠に、接続部材を介して鉄筋籠から所定の距離を確保しつつ光ファイバセンサを設けてコンクリートの充填状況を確認しており、場所打ちコンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間の隙間に充填されるコンクリートの位置を検出することはできない。

【0009】

本発明は上記事実を考慮し、場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間に充填される充填材の深度を正確に確認することができる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】

【0010】

請求項１に記載の充填材の打設深度確認装置は、場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管と、前記鋼管の外周面に、前記鋼管の長手方向に沿って間隔を開けて配置した複数の温度測定部と、前記温度測定部が測定した温度を表示する温度表示部と、を有する。

【0011】

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深度を確認することができる。
場所打ちコンクリート杭を施工する際に、外周に複数の温度測定部を配置した鋼管を杭孔に挿入して充填材を打設し、鋼管と杭孔壁との間に充填材が充填されると、充填材が充填された部分と充填されていない部位との温度が相違する。温度測定部が配置された複数箇所の温度を温度表示部で見ることで、鋼管と杭孔との間の充填材の深度を正確に確認することができる。

【0012】

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、前記温度測定部は、熱電対の温接点である。

【0013】

請求項２に記載の充填材の打設深度確認装置では、熱電対の温接点で温度を検知することができる。熱電対は、例えば、光ファイバーと比較して屈曲させ易く、取り扱いが容易である。

【0014】

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の充填材の打設深度確認装置において、前記温度測定部と前記鋼管との間に断熱材が設けられている。

【0015】

請求項３に記載の充填材の打設深度確認装置では、温度測定部と鋼管との間に断熱材を設けることで、鋼管の温度の影響を受けずに、充填材などの温度測定対象の温度を正確に測定することができる。

【発明の効果】

【0016】

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、場所打ち鋼管コンクリート杭の外周に設けられる鋼管と杭孔との間に充填される充填材の深度を正確に確認することができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る打設深度確認装置の温接点の位置を示す側面図である。

【図2】シース熱電対の端部付近を示す鋼管の断面図である。

【図3】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4】温度変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１～図４を用いて、本発明の一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には、場所打ちコンクリート杭の施工途中の地盤Ｇが断面図にて示されている。
図１に示すように、地盤Ｇに形成された杭孔１２の内部には、場所打ちコンクリート杭の杭頭となる上部に鋼管１４が設けられた鉄筋かご１６が建て込まれている。なお、杭孔１２の開口部分には表層ケーシング１７が嵌められている。

【0019】

鋼管１４の上端部には、図示しないフーチング等と連結するための定着筋１６Ａが立設している。

【0020】

図２に示すように、鋼管１４の外周には、打設深度確認装置１０の温度計の一部を構成する複数のシース熱電対１８が取り付けられている。シース熱電対１８は、熱電対素線（図示せず）をチューブ１８Ａで覆ったものであり、熱電対素線の先端に設けられた温度測定部としての温接点１８Ｂがチューブ１８Ａの端部から露出している。

【0021】

シース熱電対１８の先端部分と鋼管１４との間には、温接点１８Ｂが鋼管１４と接触しないように断熱材２２が設けられている。断熱材２２は、テープ、両面テープ、接着剤等を用いて鋼管１４の外周面に固定されている。断熱材２２としては、非吸水性の断熱材、一例として発泡スチロール、ポリウレタンフォーム等を用いることができる。

【0022】

シース熱電対１８は、温度を表示する温度表示部２０Ａを備え、温度管理を行うためのデータロガー機能を備えた計測器本体２０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２０とで温度計２４が構成されている。

【0023】

図１に示すように、本実施形態では、鋼管１４の予め決められた深度方向（鋼管１４の軸方向）の６箇所に温度測定箇所Ｌ１～Ｌ６が等間隔（一例として、２ｍピッチ）で設けられている。

【0024】

一番上の温度測定箇所Ｌ６、下から５番目の温度測定箇所Ｌ５、及び下から２番目の温度測定箇所Ｌ２には一断面に４箇所に周方向に等間隔で温接点（測温接点）が１８Ｂが配置され、一番下の温度測定箇所Ｌ１、下から３番目の温度測定箇所Ｌ３、及び下から４番目の温度測定箇所Ｌ４には、一断面に１箇所に温接点１８Ｂが配置されている。
このため、本実施形態では、１５本のシース熱電対１８が計測器本体２０に接続されている。

【0025】

なお、一番上の温度測定箇所Ｌ１は、鋼管１４の上端に位置している。

【0026】

図１、及び図２に示すように、鋼管１４の外周には、鋼管１４の外周面と杭孔１２の内周面との所定の間隔を保つように、周方向、及び軸方向の複数個所にスペーサ２６が設けられている。なお、シース熱電対１８の温接点１８Ｂは、スペーサ２６よりも鋼管１４の径方向内側に位置しており、温接点１８Ｂが杭孔１２の内周面に接触しないようになっている。

【0027】

（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。
場所打ち鋼管コンクリート杭の鋼管外周部の充填材の充填方法としては、一例として、オーバーフロー充填工法と、グラウト充填工法とがあるが、以下、オーバーフロー充填工法でコンクリートの打設深度を確認する方法について説明する。

【0028】

杭孔１２に鉄筋籠１６および鋼管１４を建て込んだ後、各温度測定箇所（Ｌ１～Ｌ６）の計測温度が安定してからコンクリート３２の打設を開始する。ここで、計測温度が安定とは、事前に測定したコンクリート３２の温度よりも低い温度で安定することである。

【0029】

図３には、安定液（ベントナイト等）２８が満たされた杭孔１２の内部に配置された鋼管１４にトレミー管３０の先端が配置され、コンクリート３２を打設している途中の様子が示されている。なお、図中、符号３４はバイブレータである。

【0030】

トレミー管３０の先端からコンクリート３２が吐出され、鋼管１４の内部でコンクリート３２が上昇して鋼管１４の上端からコンクリート３２が溢れ出ると、溢れ出たコンクリート３２は鋼管１４と杭孔１２との間に落下する。

【0031】

鋼管１４と杭孔１２との間の隙間に鋼管１４の上端から溢れ出たコンクリート３２が落下するにしたがい、該隙間においてコンクリート３２のレベルが上昇する。
ここで、上昇するコンクリート３２の天端が一番下の温度測定箇所Ｌ１に設けられた温接点１８Ｂに接触すると、該温接点１８Ｂで計測した温度が上昇するので、作業者は、温度表示部２０Ａを見ればコンクリート３２が一番下の温度測定箇所Ｌ１まで充填されたことが確認できる。

【0032】

同様に、各温度測定箇所の温接点１８Ｂにコンクリート３２が接触すると、計測温度が高くなるので、鋼管１４と杭孔１２との間の隙間において、どの深度までコンクリート３２が充填されたかが正確に確認できる。
したがって、鋼管１４の上端に配置された温接点１８Ｂで計測した温度が高くなれば、鋼管１４の上端までコンクリート３２が打設されたことになる。これにより、鋼管１４の上端までコンクリート３２が打設されたことが正確に確認できる。

【0033】

図４には、各温接点１８Ｂで計測された温度変化を示すグラフの一例が示されている。このグラフから、時間が経過するにしたがってコンクリート３２が鋼管１４と杭孔１２との間の隙間で上昇していることが分かる。

【0034】

本実施形態では、コンクリート３２の温度が安定液２８の温度よりも高い場合を想定して説明しているが、コンクリート３２の温度が安定液２８の温度よりも低い場合も考えられる。このような場合には、温度変化（ここでは温度低下）が計測された温接点１８Ｂの部位がコンクリート３２と安定液２８との境界である、即ち、該温接点１８Ｂの位置までコンクリート３２が打設されたことが分かる。なお、安定液２８、及びコンクリート３２の温度は、コンクリート３２の打設前に予め計測しておく。

【0035】

本実施形態では、オーバーフロー充填工法について説明したが、本実施形態の打設深度確認装置１０は、鋼管を用いる場所打ちコンクリート杭の施工であればオーバーフロー充填工法以外の工法にも適用可能であり、グラウト充填工法にも適用できる。

【0036】

［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。

【0037】

上記実施形態では、温接点１８Ｂが鋼管１４に接触しないようにシース熱電対１８と鋼管１４との間に断熱材２２を設けたが、温接点１８Ｂが鋼管１４に接触しないように鋼管１４に取り付けた支持部材等でシース熱電対１８の先端部分を鋼管１４から離間した状態で保持してもよい。

【0038】

上記実施形態では、熱電対を用いて温度を測定したが、本発明はこれに限らず、光ファイバー温度センサ、サーミスタ等の他の種類の温度計を用いることもできる。

【0039】

これらの温度計を用いる場合も、鋼管１４の外周面に温度測定部が接触しないように温度測定部と鋼管１４との間に断熱材２２を設けることが好ましい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 打設深度確認装置
１４ 鋼管
１８Ｂ 温接点（温度測定部）
２０Ａ 温度表示部
２４ 温度計
３２ コンクリート（充填材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】