特開 2024-14721 計測システム及びコンクリートの天端高さの計測方法

(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】P2024014721

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】計測システム及びコンクリートの天端高さの計測方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/34 20060101AFI20240125BHJP

   G01B 5/00 20060101ALI20240125BHJP

   G01B 5/04 20060101ALI20240125BHJP

   E02D 15/04 20060101ALI20240125BHJP

   E02D 15/06 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

E02D5/34 Z

G01B5/00 A

G01B5/04 101

E02D15/04

E02D15/06

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081721

(22)【出願日】2023-05-17

(62)【分割の表示】P 2022115894の分割

【原出願日】2022-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】303056368

【氏名又は名称】東急建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 健

(72)【発明者】

【氏名】池田 直広

(72)【発明者】

【氏名】古垣内 靖

(72)【発明者】

【氏名】板橋 靖

(72)【発明者】

【氏名】薮下 裕司

【テーマコード（参考）】

2D041

2D045

2F062

【Ｆターム（参考）】

2D041AA01

2D041BA31

2D041BA44

2D041DA01

2D045AA02

2D045AA04

2D045BA04

2D045CA00

2F062AA02

2F062AA24

2F062GG38

2F062GG57

(57)【要約】

【課題】コンクリートの天端高さが計測できるうえに、トレミー管の下端位置も容易に計測することが可能になる計測システムを提供する。
【解決手段】掘削孔に打設されるコンクリートＣの天端高さを自動計測するための計測システム１である。
そして、ワイヤ６の繰出し量を計測する計測装置４と、計測装置から引き出されたワイヤの延伸方向を転向させる転換部５と、転換部より先のワイヤの先端に取り付けられる第１ウェイト７１と、それより上方のワイヤの途中に取り付けられる第２ウェイト７２と、トレミー管から水平に張り出されるアーム部に鉛直方向に貫通する貫通部が設けられた計測用器具とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

掘削孔に打設されるコンクリートの天端高さを自動計測するための計測システムであって、
ワイヤの繰出し量を計測する計測装置と、
前記計測装置から引き出されたワイヤの延伸方向を転向させる転換部と、
前記転換部より先の前記ワイヤの先端に取り付けられる第１ウェイトと、
前記第１ウェイトより上方の前記ワイヤの途中に取り付けられる第２ウェイトとを備えていることを特徴とする計測システム。

【請求項2】

前記コンクリートを打設するためのトレミー管から水平に張り出されるアーム部に鉛直方向に貫通する貫通部が設けられた計測用器具を備え、
前記計測用器具の下方に、前記第１ウェイト及び前記第２ウェイトが配置されることを特徴とする請求項１に記載の計測システム。

【請求項3】

前記計測装置は、前記ワイヤの延伸方向を往復させる段差ローラ部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測システム。

【請求項4】

前記転換部は、投下位置調整具に沿って水平方向に移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測システム。

【請求項5】

請求項２に記載の計測システムを使用したコンクリートの天端高さの計測方法であって、
前記コンクリートを打設するためのトレミー管の下端から前記計測用器具までの距離を取得するステップと、
前記第１ウェイトを前記コンクリートの天端に着底させて天端高さを計測するステップと、
前記計測用器具の前記貫通部を通した前記ワイヤを巻き上げて、前記第２ウェイトが前記アーム部に接触したときの距離及び前記計測用器具の前記トレミー管の下端からの距離に基づいて、前記トレミー管の下端位置を測定するステップとを備えたことを特徴とするコンクリートの天端高さの計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削孔に打設されるコンクリートの天端高さを自動計測するための計測システム及びコンクリートの天端高さの計測方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、場所打ちコンクリート杭などを構築するために、安定液に満たされた掘削孔にコンクリートを打設する際には、打設されたコンクリートの天端高さを逐次、測定して把握しておく必要がある。

【0003】

特許文献１の打設コンクリートの天端測定装置は、先端に重錘及び検出器が取り付けられたワイヤと、ワイヤの巻取装置と、ワイヤの巻き取られた長さを計測するエンコーダとを備えている。そして、コンクリートの天端に載せた重錘がコンクリートの打設による天端の上昇によって押し上げられたときに、検出器が重錘によって押されて巻取装置が作動し、巻き取られたワイヤの長さが計測される構成となっている。

【0004】

一方、特許文献２に開示されているように、トレミー管を使用して掘削孔にコンクリートを打設する場合には、泥水（安定液）や地下水がコンクリートの中に巻き込まれないようにするために、トレミー管の下部を打設されたコンクリートに確実に埋設させておく必要がある。

【0005】

そこで、特許文献２に記載された管理装置では、錘とワイヤを使ったコンクリート天端深度測定装置に加えて、トレミー管の下端位置を把握するために、別途、トレミー管に取り付けられる複数のＲＦＩＤタグと地上に設置される受信装置とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第２８６９６０４号公報

【特許文献2】特開２０１３－１９２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の天端測定装置では、コンクリートの天端高さしか計測することができない。一方、特許文献２の管理装置では、トレミー管の下端位置を計測するために、コンクリート天端深度測定装置の他に、トレミー管用の計測装置を用意しなければならない。

【0008】

そこで本発明は、コンクリートの天端高さが計測できるうえに、トレミー管の下端位置も容易に計測することが可能になる計測システム及びコンクリートの天端高さの計測方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の計測システムの発明は、掘削孔に打設されるコンクリートの天端高さを自動計測するための計測システムであって、ワイヤの繰出し量を計測する計測装置と、前記計測装置から引き出されたワイヤの延伸方向を転向させる転換部と、前記転換部より先の前記ワイヤの先端に取り付けられる第１ウェイトと、前記第１ウェイトより上方の前記ワイヤの途中に取り付けられる第２ウェイトとを備えていることを特徴とする。

【0010】

ここで上記計測システムの発明は、前記コンクリートを打設するためのトレミー管から水平に張り出されるアーム部に鉛直方向に貫通する貫通部が設けられた計測用器具を備え、前記計測用器具の下方に、前記第１ウェイト及び前記第２ウェイトが配置される構成とすることもできる。

【0011】

また、コンクリートの天端高さの計測方法の発明は、上記計測システムを使用したコンクリートの天端高さの計測方法であって、前記コンクリートを打設するためのトレミー管の下端から前記計測用器具までの距離を取得するステップと、前記第１ウェイトを前記コンクリートの天端に着底させて天端高さを計測するステップと、前記計測用器具の前記貫通部を通した前記ワイヤを巻き上げて、前記第２ウェイトが前記アーム部に接触したときの距離及び前記計測用器具の前記トレミー管の下端からの距離に基づいて、前記トレミー管の下端位置を測定するステップとを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

このように構成された本発明の計測システムは、ワイヤの繰出し量を計測する計測装置と、ワイヤの先端に取り付けられる第１ウェイト及び第２ウェイトとを備えている。計測装置は、ワイヤの張力の減少に伴ってワイヤの繰り出しを制御するとともに、その繰出し量を計測することで、基準高さからのコンクリートの天端高さを自動計測することができる。

【0013】

また、ワイヤを巻き上げて、第２ウェイトが計測用器具などに接触したときの距離を計測することで、トレミー管の下端位置を容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施の形態の計測システムの構成を説明する説明図である。

【図2】本実施の形態の計測用器具の構成を例示する説明図である。

【図3】２段ウェイトと段差ローラ部の効果を確認した実験の説明図である。

【図4】２段ウェイトと段差ローラ部の効果を確認した実験結果の説明図である。

【図5】本実施の形態のコンクリートの天端高さの計測方法の各ステップを説明するフローチャートである。

【図6】実施例１の計測システムの構成を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の計測システム１の構成を説明する説明図である。また、図２は、本実施の形態の計測用器具３の構成を説明する説明図である。

【0016】

地盤を掘削して場所打ちコンクリート杭などを構築する際には、掘削孔を安定液（泥水）で満たして、安定液の液圧によって孔壁の崩壊を抑えることが行われる。そして、その安定液で満たされた掘削孔にコンクリートを打設する際には、トレミー管２が使用される。

【0017】

例えば図１に示すように、地上付近に設置された口元管２３から挿入されたトレミー管２の下端２１１を、掘削孔の孔底まで降ろして、トレミー管２の投入口２２１からコンクリートの打設を行う。投入されたコンクリートは、トレミー管２の下端２１１から吐出され、掘削孔の孔底からコンクリートＣが打ち上げられることになる。

【0018】

こうしたコンクリートの打設時には、打設されたコンクリートＣの天端高さを逐次、測定して把握しておく必要があるため、施工管理として天端高さの計測が行われる。さらに、安定液などの巻き込みのない品質のよいコンクリートを安定して打設するためには、トレミー管２の下部を打設されたコンクリートＣに確実に埋設させておく必要がある。

【0019】

そこで、本実施の形態の計測システム１を使用して、コンクリートＣの天端高さとトレミー管２の下端位置とを計測して管理することで、品質のよいコンクリートの安定した打設を行う。

【0020】

すなわち、本実施の形態の計測システム１は、掘削孔に打設されるコンクリートＣの天端高さを自動計測するための装置であって、後述する計測用器具３を組み込むことによって、トレミー管２の下端位置も計測することができるようになる。

【0021】

具体的には本実施の形態の計測システム１は、ワイヤ６の繰出し量を計測する計測装置４と、計測装置４から引き出されたワイヤ６の延伸方向を転換させる転換部５と、転換部５より先のワイヤ６の先端に取り付けられる第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２と、トレミー管２に着脱自在に取り付けられる計測用器具３とを備えている。

【0022】

計測装置４は、ワイヤ６の張力Ｔに応じてワイヤ６の繰り出しを制御する計測用モータ４１と、計測用モータ４１と転換部５との間に設けられる段差ローラ部４２と、段差ローラ部４２と転換部５との間に設けられてワイヤ６の繰出し量を計測する計測用プーリ４３とを備えている。ここで、ワイヤ６の張力Ｔは、例えば転換部５に取り付けられたロードセルによって測定することができる。

【0023】

計測用モータ４１は、例えば、ワイヤ６の繰り出しが行われているときに、張力Ｔが閾値より減少したことを検知すると巻き取りが始まり、一定距離の巻き上げが行われたのちに、再度、繰り出しに切り替わるように制御されるドラムモータである。なお、ワイヤ６の張力Ｔが閾値より増加すると繰り出しを行い、張力Ｔが閾値より減少すると巻き取りを行うという制御とすることもできる。

【0024】

例えば、操作ボタンが押されると、計測用モータ４１が動作してワイヤ６が繰り出され、ウェイトが着底するなどしてワイヤ６の張力Ｔの減少が検知されると、ゆるんだワイヤ６が計測用モータ４１によって巻き取られることになる。

【0025】

一方、計測用プーリ４３は、ワイヤ６が繰り出されたり巻き取られたりするのに連動して回転する。この計測用プーリ４３の回転は、同軸の計測用のエンコーダによって検知され、その検知信号に応じてワイヤ６の繰出し量が算出される。

【0026】

計測用プーリ４３には、V溝が設けられており、押付けローラ４３１によって計測用プーリ４３に押し付けられたワイヤ６と密着状態になりつつ、摩擦力の発生とワイヤの逸脱が防止できる構成となっている。

【0027】

計測用プーリ４３と計測用モータ４１との間に設けられる段差ローラ部４２は、ばねとスライド機構により動滑車として機能し、ワイヤ６の繰り出しや巻き取りの際に瞬間的に発生する変動を吸収させることができる。

【0028】

押付けローラ４３１を配置することで、ワイヤ６と計測用プーリ４３との滑りが低減し、計測精度を向上させることができるようになるが、押付けによる動摩擦はスムーズなワイヤ６の繰り出しに対しては阻害する方向に働くので、巻き取りから繰り出しに運転が切り替わる際などに、瞬間的にワイヤ６にたるみを生じさせることがある。

【0029】

段差ローラ部４２は、このたるみを除去する目的で、計測用プーリ４３と計測用モータ４１との間に取り付けられる。要するに、段差ローラ部４２のばね力によりワイヤ６にテンションを常時発生させることで、上記したような瞬間的に生じるワイヤ６のたるみを除去し、ワイヤ６のはね出しなどに起因するトラブルの発生を低減させることができるようになる。

【0030】

詳細には段差ローラ部４２は、計測用プーリ４３側に配置される第１プーリ４２１と、第１プーリ４２１のスライド時に弾性力を付与するばね部４２３と、第１プーリ４２１によって転向されたワイヤ６の向きを計測用モータ４１に向けて戻す第２プーリ４２２とを備えている。すなわち、ばね部４２３によって支持された第１プーリ４２１を通ったワイヤ６は、第２プーリ４２２によって折り返して往復した後に計測用モータ４１に繋がることになる。

【0031】

そして、第２ウェイト７２の重量とばね部４２３のばね力（ばね定数）とを調整することで、着底時にワイヤ６の張力Ｔが閾値を超えるまでに生じるワイヤ６のたるみを吸収することができるようになり、この間、第２ウェイト７２の降下が抑えられて計測用プーリ４３が回転しないので、計測誤差が蓄積するのを低減させることができる。

【0032】

このように計測用プーリ４３と計測用モータ４１との間では、段差ローラ部４２によってテンションを付加できる機構になっており、後述するように第１ウェイト７１が着底後に張力Ｔが減じて巻き取りの閾値を超えるまでの間、計測用プーリ４３と計測用モータ４１との間のワイヤ６のたるみを吸収することができる。

【0033】

図１に模式的に示した構成では、計測装置４から水平方向に引き出されたワイヤ６の延伸方向は、プーリ（滑車）によって構成される転換部５によって90度の転向がされて、鉛直方向の下向きに向けられる。なお、この方向転換の角度は例示であって、これに限定されるものではない。ワイヤ６の先端が鉛直方向の下向きに転向されればよい。

【0034】

そして、転換部５より先のワイヤ６の先端には、第１ウェイト７１が取り付けられる。例えば、高さ10cm程度、重さ1kgから3kg程度の重錘が使用できる。また、この第１ウェイト７１より上方のワイヤ６の途中には、第２ウェイト７２が取り付けられる。

【0035】

ここで、ワイヤ６の途中と表現をしているが、第２ウェイト７２に接続されるワイヤ材は、第１ウェイト７１と第２ウェイト７２との間を接続する連結線６１と別のワイヤ材であってもよい。本実施の形態では、連結線６１の下端とワイヤ６の先端は同じものを指している。そして、第１ウェイト７１の底面から連結線６１を挟んで第２ウェイト７２の上端までの長さは、予め測定しておく。

【0036】

第２ウェイト７２は、第１ウェイト７１が着底した際に、急激にワイヤ６の張力Ｔが低下してたるみが発生するのを抑えるために設けられる。要するに、第２ウェイト７２でワイヤ６のテンションを常時維持することで、計測用プーリ４３の空転や、ワイヤ６の絡みの発生などを防いで、計測性能の低下を防ぐことができるようになる。第２ウェイト７２には、第１ウェイト７１より軽量の重錘であって、安定液の浮力を受けてもワイヤ６に下向きの張力Ｔを付与できる重量のものが使用できる。

【0037】

そして、図２は、本実施の形態の計測用器具３の構成を一例として説明する図である。図１，２に示すように、本実施の形態の計測用器具３は、コンクリートを打設するためのトレミー管２に着脱自在に取り付けられる固定部３１と、固定部３１から水平に張り出されるアーム部３２と、アーム部３２に設けられて鉛直方向に貫通する貫通部３３とを備えている。

【0038】

固定部３１は、例えばトレミー管２の外周を囲むリング状のバンド３１１と、その起点及び終点となるベース３１２とによって構成される。トレミー管２は、掘削孔の長さ（深度）に応じて、単位長さの管材を継ぎ足して構成される。図１には、コンクリートの投入口２２１が上端に設置される上方管２２と、トレミー管２の下端２１１となる先頭管２１とを例示しているが、上方管２２と先頭管２１との間には、掘削孔の長さやコンクリートＣの天端高さに応じて、必要な本数の単位長さの管材が介在される。

【0039】

固定部３１は、例えば先頭管２１の上部に、着脱自在に取り付けられる。固定部３１を先頭管２１に取り付けた際には、下端２１１からの距離を測定して既知寸法Ｌとして記録しておく。

【0040】

固定部３１からトレミー管２の軸方向に直交する方向（水平方向）に張り出されるアーム部３２の長さは、任意に設定することができる。図１は、説明用の模式図となるため、図２を参照しながら説明する。

【0041】

アーム部３２は、例えば固定部３１のベース３１２から張り出される。そして、アーム部３２の例えば先端に、貫通部３３が設けられる。貫通部３３は、アーム部３２の延伸方向に直交する方向に貫通しており、アーム部３２が水平方向に向けられているときには、貫通部３３は鉛直方向に貫通することになる。

【0042】

図２では、円形の貫通穴が形成された貫通部３３を図示しているが、これに限定されるものではない。貫通部３３は、ワイヤ６の外径より大きい内空を有するとともに、第２ウェイト７２の上端が通過できない形状に形成されていればよいので、内空の形状は円形に限定されるものではなく、細長い長方形状のスリットであってもよい。また、アーム部３２の途中に貫通部３３を設けることもできる。

【0043】

図２に例示した貫通部３３は、平面視Ｃ字形に形成されていて、開放部にばねで開閉するゲート３３１が設けられている。すなわち、ゲート３３１を押してワイヤ６を横から貫通部３３の内空に通すことができる。

【0044】

この計測用器具３は、トレミー管２の下端位置を計測するためにトレミー管２に取り付けられる。計測方法の詳細については後述するが、コンクリートＣの天端高さを計測した後に、ワイヤ６を巻き上げて第２ウェイト７２をアーム部３２の貫通部３３に接触させ、そのときの距離を計測することで、トレミー管２の下端位置を求めることができるようになる。

【0045】

ここで、第１ウェイト７１と第２ウェイト７２とによって構成される２段ウェイトと、計測装置４の段差ローラ部４２の効果を確認した実験について、図３，４を参照しながら説明する。

【0046】

図３は、２段ウェイトと段差ローラ部４２の効果を確認した実験の説明図である。実験では、第１ウェイト７１に1kgの重錘を使用し、第２ウェイト７２に600gの重錘を使用した。そして、第１ウェイト７１と第２ウェイト７２との間は、ばねで連結した。

【0047】

また、図３では図示していないが、第２ウェイト７２から上方に延伸されるワイヤ６が接続される計測装置４は、上述した段差ローラ部４２があるものと、比較のために段差ローラ部４２がない装置を使用した。

【0048】

実験で、ワイヤ６を巻き下げて第１ウェイト７１を降下させている際に計測される張力Ｔは、約16Nであった。そして、第１ウェイト７１の底面がコンクリートの供試体に着底して張力Ｔが低下しても、図３の右図に示すように、約6Nから8Nの張力Ｔが維持できていた。このように第２ウェイト７２によってワイヤ６のテンションが常時維持できれば、計測用プーリ４３の空転や、ワイヤ６の絡みの発生などを防ぐことができるようになる。

【0049】

一方、図４は、２段ウェイトと段差ローラ部４２の効果を確認した実験結果の説明図である。図４は、横軸が時間、各グラフの左側の縦軸がワイヤの張力（N）、各グラフの右側の縦軸がワイヤの繰出し量（m）を示している。波線状に描かれている実線が張力の変動を示し、直線的に描かれている一点鎖線がワイヤの繰出し量を示しているので、比較することで２つの相関を把握することができる。

【0050】

図４の左側のグラフは、２段ウェイトを使って段差ローラ部４２のない装置で計測した結果を示している。この図を見ると、ワイヤの繰出し量は、着底後も増加し、着底から0.15秒後に巻き上げが開始されたことがわかる。張力Ｔは、着底前の約23N程度から、着底によって約5N程度に低下するが、ワイヤ６の絡みなどは発生せず、計測を続けることができることが確認できた。

【0051】

これに対して、図４の右側のグラフは、２段ウェイトを使って段差ローラ部４２のある計測装置４で計測した結果を示している。この図を見ると、ワイヤの繰出し量は、着底によって止まり、着底後の張力Ｔの変動も安定していることが分かる。

【0052】

すなわち、段差ローラ部４２を計測装置４に設けることによって、着底を機に大きく変動するワイヤ６の繰出し量を吸収することができるようになる。そして、段差ローラ部４２による繰出し量の吸収が、張力Ｔの変動を抑えて、計測の安定化を図ることができるようになる。また、着底後の余分な繰り出しや巻き取りも抑えられるようになるので、計測精度も向上させることができる。

【0053】

次に、本実施の形態のコンクリートの天端高さの計測方法について説明する。図５は、本実施の形態のコンクリートの天端高さの計測方法の流れを説明するフローチャートである。

【0054】

まず、ステップＳ１では、トレミー管２に計測用器具３の取り付けを行う。トレミー管２は、コンクリートの打ち込み始めの段階では、掘削孔の孔底に下端２１１が到達する長さが必要になる。計測用器具３は、トレミー管２の最先端に配置される先頭管２１に取り付けられる。

【0055】

例えば図１に示すように、先頭管２１の上端の継手部の真下あたりに、計測用器具３の固定部３１を、バンド３１１を巻き付けることによって固定する。固定部３１と先頭管２１の下端２１１との距離は、メジャーなどによって測定して、既知寸法Ｌとして記録しておく。

【0056】

続いてステップＳ２では、計測システム１のセッティングを行う。先頭管２１に取り付けられた計測用器具３の貫通部３３には、第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２がアーム部３２より下方に配置されるようにワイヤ６を通す。

【0057】

先頭管２１の上方には、掘削孔の長さに合わせて、投入口２２１が地上に配置できるようになる長さ分だけの管材が継ぎ足される。トレミー管２は、口元管２３の上端に架け渡された横架材などに上方管２２を支持させて、掘削孔に吊り下げられた状態にする。

【0058】

計測の基準となる基準高さは、任意の位置に設定することができるが、ここでは口元管２３の上端の高さ（位置）を基準高さとする。計測システム１では、基準高さから第１ウェイト７１の例えば底面までの距離を計測する。以下では、コンクリートの天端高さとは、コンクリートＣの天端の位置と基準高さとの距離Ｄ１を指し、トレミー管２の下端位置とは、先頭管２１の下端２１１と基準高さとの距離Ｄ２を指す。

【0059】

口元管２３の上方まで鉛直方向に延伸されたワイヤ６は、転換部５で例えば水平方向に転向され、計測用プーリ４３と段差ローラ部４２とを通って、計測用モータ４１に接続される。これで、コンクリートＣの天端高さ及びトレミー管２の下端位置の計測が行える状態になる。

【0060】

なお、コンクリートを打設する前に計測システム１による計測を行うことで、掘削孔の孔底の深度（掘削深度）と、トレミー管２の接続長さを確認することができる。こうした打設前の計測を行うことによって、掘削深度の管理間違いやトレミー管２の接続ミス、既知寸法Ｌの測り間違いなどのヒューマンエラーをチェックすることができる。

【0061】

コンクリートは、トレミー管２の上端に設置されたホッパの投入口２２１から投入され、下端２１１から孔底に吐出される。トレミー管２の下端２１１は、打設されたコンクリートＣの中に安定液やスライムなどの不純物が巻き込まれないように、例えば2m以上の長さがコンクリートＣに埋設されるように管理される。

【0062】

掘削孔の孔底から打ち上がるコンクリートＣの天端は、コンクリートの打設によって徐々に上昇する。そこで、施工管理として設定されたタイミングなどで、コンクリートＣの天端高さを計測する（ステップＳ３）。

【0063】

計測システム１では、コンクリートの天端高さの計測は、自動で行われる。すなわち、コンクリートの打設開始後の設定されたタイミングで、計測用モータ４１を作動させることによってワイヤ６を繰り出して、第１ウェイト７１を掘削孔の安定液の中で降下させる。ここで、第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２は、それぞれ安定液中で浮力を受けた状態でも自然落下できる重量を有している。

【0064】

第１ウェイト７１がコンクリートＣの天端に着底するまでは、第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２の重量に基づいて安定液中で作用する下向きの力によって、ワイヤ６に張力Ｔが生じる。計測用モータ４１が回転してワイヤ６が繰り出される間の張力Ｔは、転換部５のロードセルによって常時測定されている。

【0065】

降下を続けた第１ウェイト７１がコンクリートＣの天端に着底すると、ワイヤ６の張力Ｔが減少する（図４の右図参照）。本実施の形態の計測システム１は、２段ウェイト及び段差ローラ部４２を備えているので、着底時にも急激な変動が起こらず、安定した計測が継続される。そして、張力Ｔの設定値以上の低下が着底として検知されて、コンクリートＣの天端高さ（基準高さと天端との距離Ｄ１）の計測が行われる。

【0066】

天端高さの計測が終わると、ステップＳ４では、計測用モータ４１が回転してワイヤ６の巻き上げが開始される。ワイヤ６が巻き上げられると第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２が上昇を始める。

【0067】

そして、第２ウェイト７２の上端が計測用器具３のアーム部３２に接触すると、ワイヤ６の張力Ｔが増加するので、接触を検知することができ、その時点の距離も得ることができる。すなわち、第１ウェイト７１の底面から第２ウェイト７２の上端までの長さは既知の値であるため、第１ウェイト７１の底面を基準に計測された値から、第２ウェイト７２の上端までの長さを減じることにより、基準高さとアーム部３２との距離Ｄ３として計測することができる。

【0068】

そこで、ステップＳ５では、トレミー管２の下端位置の算出を行う。図１に示すように、計測用器具３とワイヤ６による計測によって、計測距離Ｄ３の計測がステップＳ４で行われている。一方、計測用器具３とトレミー管２の下端位置との距離は、既知寸法Ｌである。このため、計測距離Ｄ３に既知寸法Ｌを加えることによって、トレミー管２の下端位置を示す距離Ｄ２を求めることができる。

【0069】

コンクリートの打設が進んで天端が上昇すると、逐次、トレミー管２が引き上げられて、先頭管２１と上方管２２との間に継ぎ足されていた管材が、その都度撤去されることになる。こうしたトレミー管２の引き上げ作業時も、トレミー管２の下端位置はコンクリートＣに埋設させておく必要があるため、トレミー管２の下端位置の管理が行われる。

【0070】

次に、本実施の形態の計測用器具３、計測システム１及びコンクリートの天端高さの計測方法の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の計測システム１は、コンクリートを打設するためのトレミー管２に着脱自在に取り付けられる計測用器具３と、ワイヤの繰出し量を計測する計測装置４と、ワイヤ６の先端に取り付けられる第１ウェイト７１及び第２ウェイト７２とを備えている。

【0071】

計測装置４は、ワイヤ６の張力Ｔの減少に伴ってワイヤ６の繰り出しを制御するとともに、その繰出し量を計測することで、基準高さからのコンクリートＣの天端高さを自動計測することができる。

【0072】

すなわち、ワイヤ６の先端の第１ウェイト７１がコンクリートＣの天端に着底すると張力Ｔが低減するので、そのときに計測装置４によって計測されていた繰出し量から、コンクリートＣの天端高さを求めることができる。

【0073】

また、ワイヤ６には着底用の第１ウェイト７１の上方に第２ウェイト７２が取り付けられているので、着底後もワイヤ６の張力Ｔは第２ウェイト７２の重量に応じて維持されて、計測用プーリ４３の空転やワイヤ６の絡みの発生などが抑えられ、計測性能の低下を防ぐことができる。

【0074】

さらに、繰出し量を計測する計測用プーリ４３と計測用モータ４１との間に段差ローラ部４２を介在させることで、ワイヤ６の急激な出入りやたわみを吸収させることができるようになり、計測装置４による計測の安定性を高めることができる。

【0075】

また、計測する必要がない余分なワイヤ６の出入りが段差ローラ部４２によって吸収されることで、計測用プーリ４３のエンコーダに不要な検出値が蓄積されるのが抑えられ、計測精度を高めることができる。

【0076】

そして、計測用器具３は、コンクリートを打設するためのトレミー管２に着脱自在に取り付けられる固定部３１と、固定部３１から水平に張り出されるアーム部３２とを備え、そのアーム部３２には、鉛直方向に貫通する貫通部３３が設けられている。

【0077】

上記したように第１ウェイト７１が先端に取り付けられたワイヤ６を貫通部３３に通してコンクリートＣの天端に着底させることで、コンクリートＣの天端高さを計測することができる。さらに、貫通部３３を通したワイヤ６を巻き上げて、第２ウェイト７２がアーム部３２に接触したときの距離Ｄ３を計測することで、トレミー管２の下端位置を容易に測定することができる。

【0078】

要するに、計測用器具３をトレミー管２に取り付け、計測用器具３のトレミー管２の下端２１１からの既知寸法Ｌを把握しておくだけで、１つの計測装置４によって、コンクリートＣの天端高さとトレミー管２の下端位置という２つの計測値を、確実に管理することができるようになる。

【実施例0079】

以下、前記した実施の形態の計測システム１とは別の形態の計測システム１Ａについて、図６を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0080】

前記実施の形態の図１では、口元管２３の上方の１箇所に固定された転換部５から、ワイヤ６を掘削孔内に吊り下げる場合を例に説明した。本実施例１では、コンクリートＣの天端高さを計測する平面位置を、任意に変更できる計測システム１Ａについて説明する。

【0081】

本実施例１の計測システム１Ａでは、口元管２３の上端に、ワイヤ６の投下位置調整具８が設置される。投下位置調整具８は、計測装置４から延伸されたワイヤ６の向きを転向させる転換プーリ８１と、転換プーリ８１を通って水平に延伸されたワイヤ６の向きを鉛直方向に転向させる転換部５Ａとを備えている。

【0082】

プーリ（滑車）によって構成される転換部５Ａは、水平方向に延伸される投下位置調整具８に沿って移動させることができる。投下位置調整具８の所望する位置に移動された転換部５Ａは、その任意の位置で固定される。なお、転換部５Ａを移動させた際は、ワイヤ６の繰出し距離も変化することになるため、その都度、計測装置４の校正（原点リセット）を行うことになる。

【0083】

一方、トレミー管２に取り付けられる計測用器具３Ａについても、アーム部３２Ａに延伸方向に延びる細長いスリット状の貫通部３３Ａが設けられる。このため、アーム部３２Ａの貫通部３３Ａに通されたワイヤ６は、投下位置調整具８上での転換部５Ａの移動に伴って、位置を変えることができる。

【0084】

このように構成された実施例１の計測システム１Ａであれば、コンクリートＣの天端高さを計測する平面位置を任意に設定することができる。このため、トレミー管２の近傍、トレミー管２から少し離れた位置、掘削孔の孔壁付近など、任意の位置のコンクリートＣの天端高さを、任意のタイミングで把握することができるようになる。

【0085】

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

【0086】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0087】

例えば、前記実施の形態及び実施例では、計測システム１，１Ａと計測用器具３を使って、コンクリートＣの天端高さとトレミー管２の下端位置の両方を計測する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、計測システム１，１ＡによってコンクリートＣの天端高さのみを計測して管理することもできる。

【符号の説明】

【0088】

１ ：計測システム
２ ：トレミー管
２１１ ：下端
３ ：計測用器具
３１ ：固定部
３２ ：アーム部
３３ ：貫通部
４ ：計測装置
４１ ：計測用モータ
４２ ：段差ローラ部
４３ ：計測用プーリ
５ ：転換部
６ ：ワイヤ
７１ ：第１ウェイト
７２ ：第２ウェイト
１Ａ ：計測システム
３Ａ ：計測用器具
３２Ａ ：アーム部
３３Ａ ：貫通部
５Ａ ：転換部
８ ：投下位置調整具
Ｃ ：コンクリート
Ｔ ：張力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】