特許 7184266 水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリート打ち上がり高さ測定方法および測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリート打ち上がり高さ測定方法および測定装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 15/06 20060101AFI20221129BHJP

【ＦＩ】

E02D15/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021049859

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148247

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2022-05-16

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】391004090

【氏名又は名称】関西オートメイション株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000194756

【氏名又は名称】成和リニューアルワークス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100220489

【弁理士】

【氏名又は名称】笹沼 崇

(72)【発明者】

【氏名】田村 征大

(72)【発明者】

【氏名】大高 信雄

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正嘉

(72)【発明者】

【氏名】西田 与志雄

(72)【発明者】

【氏名】平山 哲也

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１２８９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５０１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２８００５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４７－００８８９７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１３／０８０２９６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中にコンクリートを打設する工法において、掘削孔に打設されるコンクリートの連続的に変化する打ち上がり高さを順次測定する方法であって、
ケーブルと、前記ケーブルの下端部に取り付けられて前記コンクリートの天端に接触するウエイトと、前記ウエイトを前記ケーブルを介して昇降させる回転駆動装置とを備えるレベル測定装置を用いて、前記掘削孔の測定基準レベルからの前記天端の深さを測定することを含み、
前記天端の深さを測定することが、
Ｎ回目（Ｎ：自然数）の測定において前記ウエイトをコンクリートの天端まで降下させてコンクリートの高さを測定した後、前記ウエイトを、前記測定基準レベル未満の高さ位置まで巻き上げて待機させ、その後コンクリート高さが増加した後、（Ｎ＋１）回目の測定において前記ウエイトをコンクリートの天端まで降下させて前記天端の深さを測定することを含む、
水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリート打ち上がり高さ測定方法。

【請求項2】

請求項１に記載のコンクリート打ち上がり高さ測定方法において、
予め設定された前記掘削孔への前記コンクリートの投入速度に応じて、各回の測定において、測定後に前記ウエイトを所定の高さ巻き上げ、その後所定の時間待機させ、
前記待機の後に前記ウエイトを前記天端まで降下させる、
コンクリート打ち上がり高さ測定方法。

【請求項3】

水中にコンクリートを打設する工法において、掘削孔に打設されるコンクリートの連続的に変化する打ち上がり高さを順次測定する装置であって、
ケーブルと、
前記ケーブルの下端部に取り付けられて測定対象物の天端に接触するウエイトと、
前記ウエイトを前記ケーブルを介して昇降させる回転駆動装置と、
前記回転駆動装置によって回転駆動されて、前記ケーブルの巻き出しおよび巻取りを行うドラムと、
巻き出された前記ケーブルの長さを検知するケーブル長さ検知装置と、
前記回転駆動装置、前記ドラムおよび前記ケーブルを収容するケーシングと、
前記ケーシングに設けられて、前記ケーシングの外部からの洗浄液を前記ケーシングの内方に位置する前記ケーブルに導く洗浄ノズルと、
を備える、
コンクリート打ち上がり高さ測定装置。

【請求項4】

請求項３に記載の測定装置において、前記ケーブルはテープ状の部材であり、２つの前記洗浄ノズルが、テープ状の前記ケーブルの両面に対向する位置にそれぞれ設けられている、測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリートの打ち上がり高さの測定方法および測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超高層ビルのような重量の大きい建築物の基礎工事や、地下を大規模に掘削するための山留工事では、地中に円形や矩形の掘削を行い、その掘削孔内を泥水や清水で満たした状態でコンクリートを打設する工法が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

水中に打設する場所打ちコンクリート工法では、掘削孔内へのコンクリートの打設を、トレミー管と呼ばれるパイプを用いて行う。一般的に、コンクリートの打設は、掘削孔に孔壁保護のための泥水や清水を満たした状態で行われる。このような状態で、トレミー管の先端を掘削孔の底部付近まで挿入し、トレミー管の先端からコンクリートを押出することにより、掘削孔の底部から上方へ押し上げるようにコンクリートを打設していく。

【0004】

このようにして行われるコンクリートの打設に際しては、トレミー管の先端がコンクリート内に所定の深さの範囲で挿入されるよう管理することが、水中にコンクリートを打設する工法の品質を確保するために重要となる。トレミー管がコンクリートに挿入されていなければ、トレミー管から押出されたコンクリートと掘削孔中の泥水や清水が混ざってしまう一方、トレミー管の挿入深さが深すぎると、トレミー管から押出されたコンクリートの流動性が確保できなくなるからである。このような管理を行う前提として、順次打設されていくコンクリートの高さを正確に測定することが必要になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１８３４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、このような水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリートの打ち上がり高さの測定は、先端にウエイトをつけた検尺テープを手動で掘削孔内に垂らし、検尺テープの弛みを目視で確認してウエイトがコンクリートの天端に到達したことを確認し、その時の深さを計測することによって行っている。一回の測定が終了すれば、その後のコンクリート投入のために、その都度検尺テープを引き上げ、次回の測定時に再度検尺テープをコンクリート天端まで降下させる。工事が終了するまで、このような作業を何度も繰り返す必要があるので、工事作業者の作業負担が大きいと共に、時間的にも非効率であった。

【0007】

本発明の目的は、上記の課題を解決するために、水中にコンクリートを打設する工法において、作業者の作業負担を低減し、かつ測定作業の時間効率を向上させることが可能なコンクリート打ち上がり高さの測定方法および測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明に係る場所打ちコンクリート杭工法におけるコンクリート打ち上がり高さ測定方法は、
水中にコンクリートを打設する工法において、掘削孔に打設されるコンクリートの連続的に変化する打ち上がり高さを順次測定する方法であって、
ケーブルと、前記ケーブルの下端部に取り付けられて前記コンクリートの天端に接触するウエイトと、前記ウエイトを前記ケーブルを介して昇降させる回転駆動装置とを備えるサウンジング装置を用いて、前記掘削孔の測定基準レベルからの前記天端の深さを測定することを含む。

【0009】

この構成によれば、水中にコンクリートを打設する工法において、コンクリート高さを測定するために従来手動で行っていた計測用ウエイトの昇降を、回転駆動装置を備える、いわゆるサウンジング式のレベル測定装置によって行うので、工事作業者の作業負担を低減し、かつ時間効率を向上させることが可能になる。

【0010】

本発明の一実施形態に係る測定方法において、Ｎ回目（Ｎ：自然数）の測定において前記ウエイトをコンクリートの天端まで降下させてコンクリートの高さを測定した後、前記ウエイトを、前記測定基準レベル未満の高さ位置まで巻き上げて待機させ、その後コンクリート高さが増加した後、（Ｎ＋１）回目の測定において前記ウエイトをコンクリートの天端まで降下させて前記天端の深さを測定することを含んでいてもよい。典型的には、例えば、予め設定された前記掘削孔への前記コンクリートの投入速度に応じて、各回の測定において、測定後に前記ウエイトを所定の高さ巻き上げ、その後所定の時間待機させ、前記待機の後に前記ウエイトを前記天端まで降下させてもよい。この構成によれば、測定の度にウエイトを最上部の測定基準レベルまで巻き上げることなく次回の測定に移行するので、コンクリート高さ測定作業の時間効率が飛躍的に向上する。

【0011】

本発明に係るコンクリート高さ測定装置は、
ケーブルと、
前記ケーブルの下端部に取り付けられて測定対象物の天端に接触するウエイトと、
前記ウエイトを前記ケーブルを介して昇降させる回転駆動装置と、
前記回転駆動装置によって回転駆動されて、前記ケーブルの巻き出しおよび巻取りを行うドラムと、
巻き出された前記ケーブルの長さを検知するケーブル長さ検知装置と、
前記回転駆動装置、前記ドラムおよび前記ケーブルを収容するケーシングと、
前記ケーシングに設けられて、前記ケーシングの外部からの洗浄液を前記ケーシングの内方に位置する前記ケーブルに導く洗浄ノズルと、
を備えている。

【0012】

上記測定装置を水中にコンクリートを打設する工法に使用した場合、ケーブルにセメントのような異物が付着することが想定され、これを放置すると、セメントがケーシング内でケーブルやその周辺の部材に固着し、その後の測定装置の動作に支障を来すおそれがある。上記構成によれば、洗浄ノズルを設けたことによってケーシング内のケーブル及びその周辺を洗浄することが可能となり、セメントの固着を防止することができる。

【0013】

本発明の一実施形態に係る測定装置において、前記ケーブルはテープ状の部材であり、２つの前記洗浄ノズルが、テープ状の前記ケーブルの両面に対向する位置にそれぞれ設けられていてもよい。この構成によれば、大深度の水中にコンクリートを打設する工法に対応可能なテープ状のケーブルを備える測定装置の内部を効果的に洗浄することができる。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、水中にコンクリートを打設する工法において、作業者の作業負担を低減し、かつ測定作業の時間効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリート打ち上がり高さの測定方法および測定装置が適用される掘削孔を模式的に示す断面図である。

【図2】図１の測定装置を示す分解正面図である。

【図3】図１の測定装置を示す分解側面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る測定方法の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に本発明の一実施形態に係る水中にコンクリートを打設する工法におけるコンクリート打ち上がり高さ測定方法（以下、単に「測定方法」という。）およびコンクリート打ち上がり高さ測定装置（以下、単に「測定装置」という。）１が適用される掘削孔Ｂの概略構成を示す。地中に形成された掘削孔Ｂには、孔壁を保護するための泥水Ｗが張られている。この工法では、掘削孔Ｂに、コンクリートがトレミー管Ｐを介して底部から投入されていく。

【0017】

なお、本明細書では、水中にコンクリートを打設する工法の一例として、泥水を用いる場所打ちコンクリート杭工法について説明するが、本発明に係る測定方法および測定装置は、地中連続壁工法等の水（泥水や清水）を使用してコンクリートを打設する工法一般に適用することができる。

【0018】

本実施形態に係る測定方法では、後述するように構成された測定装置１を用いてコンクリート高さを測定する。測定装置１は、掘削孔Ｂの測定基準レベルＯからのコンクリート３の天端３ａの深さＤを測定するために使用される。測定装置１は、地面Ｇと同一レベルにある掘削孔Ｂの最上端の開口７に配置された設置板５上に載置されている。なお、測定装置１の設置レベルは地面Ｇと同一である必要ななく、また、測定装置１を設置する態様はこの例に限定されない。例えば、移動式または固定式の吊り下げ装置によって測定装置１を吊り下げてもよい。

【0019】

なお、本明細書において「測定基準レベルＯ」とは、掘削孔Ｂの最上端の開口７のレベルを指す。また、「コンクリートの打ち上がり高さ」とは、掘削孔Ｂの底面を基準としたコンクリート天端３ａの高さＨを意味し、以下の説明では単に「コンクリート高さ」という場合がある。もっとも、実際の測定においては、通常、事前に掘削孔Ｂの底面の、測定基準レベルからの深さ（以下、単に「深さ」という。）を測定し把握したうえで、測定装置１によって直接測定するのはコンクリート天端３ａの深さＤである。本明細書では、コンクリート天端３ａの「深さＤ」を「コンクリートの高さＨ」と区別することなく用いる。

【0020】

本実施形態における測定装置１は、いわゆるサウンジング式のレベル測定装置１である。具体的には、図２に示すように、測定装置１は、ケーブル１１と、ケーブル１１の下端部に取り付けられて測定対象物（この例ではコンクリート３の天端３ａ）に接触するウエイト１３と、ウエイト１３を前記ケーブル１１を介して昇降させる回転駆動装置（この例では電動モータ）１５と、回転駆動装置１５によって回転駆動されて、ケーブル１１の巻き出しおよび巻取りを行うドラム１７と、回転駆動装置１５、ドラム１７およびケーブル１１等の構成部材を収容するケーシング１９とを備えている。ケーシング１９の下端開口２１を介してケーブル１１の昇降が行われる。本実施形態では、ケーブル１１は、薄長のテープ状部材として形成されている。

【0021】

測定装置１は、さらに、ドラム１７の下方に設けられたケーブル長さ検知装置であるカウントプーリ２３と、カウントプーリ２３と下端開口２１との間に設けられた巻上完了部２５とを備えている。この例では、巻き出されたケーブル１１の長さを前記ケーブル長さ検知装置であるカウントプーリ２３によって検知するが、ケーブル長さ検知装置はこの例に限定されない。巻上完了部２５の下縁部近傍には、測定中にケーブル１１に付着した異物を除去するためのケーブルクリーナ２７が設けられている。図３に示すように、ケーブルクリーナ２７は、テープ状のケーブル１１の両面にそれぞれ対向する角棒状の部材として形成されている。２つの角棒状部材の間の小さな隙間をケーブル１１が通過する際に、ケーブル１１の付着物がこそぎ落とされることによって、ケーブル１１の付着物が除去される。

【0022】

さらに、測定装置１には、ウエイト１３が測定対象に到達したことを検知する図示しない到達検出センサが設けられている。この例では、ケーブル１１の張力の変化を検出するセンサを到達検出センサとして用いている。

【0023】

図３に示すように、ケーシング１９の一側面の、ドラム１７にほぼ対応する位置に端子ボックス３１が設けられている。端子ボックス３１内には、測定装置１の動作、制御のために必要な機器との接続のための各種端子、例えば、電力を入力するための電源端子や、制御を行う制御盤と接続するための制御端子が収納されている。

【0024】

測定装置１の制御盤には、後に詳述する計測方法を実行するための制御回路が搭載されている。この制御回路には、例えば、測定結果をリアルタイムで生じさせる表示手段、計測結果を電子データとして記憶する記憶手段、後述する計測手順を自動で実行させるためのプログラムを含む実行指令手段、測定装置１と制御盤との間で信号の送受信を行うための通信手段等が含まれる。測定装置１と制御盤との間の通信は、有線であっても無線であってもよい。また、上記表示手段、記憶手段、実行指令手段の少なくとも一部は、測定装置１とは別体に設けられた制御盤ではなく、測定装置１自体に設けられていてもよい。また、制御盤で受信し、記憶した測定データを、有線または無線の通信手段によって、さらに他の端末に送信可能に構成してもよい。

【0025】

測定装置１のケーシング１９には、ケーシング１９の外部からの洗浄液をケーシング１９の内方に位置するケーブル１１に導く洗浄ノズル３３が設けられている。洗浄ノズル３３は、テープ状のケーブル１１の両面に対向する位置にそれぞれ設けられている。図示の例では、各洗浄ノズル３３は、ケーブルクリーナ２７に向けて洗浄液を噴射可能な位置、角度で設けられている。

【0026】

より詳細には、ケーシング１９の内部は、図２に示す隔壁３５によって、回転駆動装置１５が収容される駆動室３７と、ケーブル１１の移動経路を形成するドラム１７、カウントプーリ２３、巻上完了部２５が収容される測定室３９とに隔離されている。洗浄ノズル３３（図３）は、ケーシング１９内の測定室３９側のみに洗浄液を噴射可能な位置に設けられている。隔壁３５および隔壁３５に取り付けられたシール（図示せず）によって、測定室３９内に噴射された洗浄液が駆動室３７内に流入することが防止される。

【0027】

図３に示す例では、洗浄ノズル３３には開閉弁が取り付けられている。具体的には、開閉弁４１は電磁弁として構成されている。開閉弁４１の弁部４１ａはケーシング１９の内部に、制御部４１ｂはケーシング１９の外部（図示の例では端子ボックス３１の下側）に設けられている。洗浄ノズル３３のケーシング１９外側に突出する接続端部に、外部からの洗浄液（例えば水道水）を供給するためのホースが接続される。

【0028】

次に、本実施形態に係る上記測定方法について説明する。本実施形態に係る測定方法では、図１に示す掘削孔Ｂ内へ測定装置１のウエイト１３を降下させ、コンクリート３の天端３ａに接触させて測定を開始した後、予め設定された掘削孔Ｂへのコンクリートの投入速度に応じて、図４に示すように、各回の測定において、測定後にウエイト１３を所定の高さ巻き上げ（図４のステップＡ）、その後所定の時間待機させ（図４のステップＢ）、この待機の後にウエイト１３を天端３ａまで降下させる（図４のステップＣ）、という手順を繰り返す。

【0029】

上記「所定の高さ」とは、最終回の測定後の場合を除いて、巻き上げ後のウエイト１３の下端が測定基準レベル未満の高さ位置となる高さである。換言すれば、この測定方法では、各回の測定後、ウエイト１３を測定基準レベルまで完全に巻き上げるのではなく、各回の測定時におけるコンクリート天端３ａと、測定基準レベルとの間の途中の位置まで巻き上げて停止させ、その状態で所定の時間待機させる。

【0030】

上記「所定の高さ」および待機させる「所定の時間」は、掘削孔Ｂの深さ、コンクリートの投入速度（コンクリート高さの上昇速度）、コンクリート打設を終了するまでに行う高さ測定の回数を事前に設定し、これらのパラメータに応じて適宜設定される。

【0031】

なお、測定作業全体の負担軽減および効率化の観点から、上述のように、最終回の測定を除く各回の測定において、上述の手順に沿って測定を行うことが好ましい。もっとも、全体の測定作業のうち、少なくとも１回上記の手順が実行されてもよい。すなわち、この測定方法は、あるＮ回目（Ｎ：自然数）の測定においてウエイト１３をコンクリートの天端３ａまで降下させてコンクリートの高さを測定した後、ウエイト１３を、測定基準レベル未満の高さ位置まで巻き上げて待機させ、その後コンクリート高さが増加した後、（Ｎ＋１）回目の測定において前記ウエイト１３をコンクリートの天端３ａまで降下させて天端３ａの深さを測定することを含むものであってよい。少なくとも１回上記の手順が実行されれば、従来の手動による測定に比べて測定作業の負担が軽減されるとともに時間効率が向上する効果が得られる。

【0032】

また、本実施形態では、ウエイト１３を巻き上げる際に、図３に示す洗浄ノズル３３に設けられた開閉弁４１を開けてケーブル１１の洗浄を行う。このようなタイミングでケーブル１１の洗浄を行うことにより、泥水Ｗ（図１）に浸漬されていたケーブル１１に付着したセメントなどの異物を効率的に除去することができる。

【0033】

なお、本実施形態に係る計測方法に用いられる測定装置１は、ケーブル１１と、ケーブル１１の下端部に取り付けられてコンクリートの天端３ａに接触するウエイト１３と、ウエイト１３をケーブル１１を介して昇降させる回転駆動装置１５とを備えるレベル測定装置１であれば、そのほかの具体的な構成は上記で説明した例に限定されない。例えば、ケーブル１１はテープ状ではなくワイヤロープ状のものであってもよいし、洗浄用ノズルが設けられていなくてもよい。

【0034】

以上説明した本実施形態に係る測定方法によれば、水中にコンクリートを打設する工法において、コンクリート高さを測定するために従来手動で行っていた計測用ウエイト１３の昇降を、回転駆動装置１５を備える、いわゆるサウンジング式のレベル測定装置１によって行うので、工事作業者の作業負担を低減し、かつ時間効率を向上させることが可能になる。

【0035】

また、本実施形態に係る測定装置１によれば、洗浄ノズル３３を設けたことによってケーシング１９内のケーブル１１及びその周辺を洗浄することが可能となり、セメントなどの異物がケーブル１１に固着するを防止することができる。

【0036】

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0037】

１ コンクリート打ち上がり高さ測定装置
３ コンクリート
３ａ コンクリートの天端
１１ ケーブル
１３ ウエイト
１５ 回転駆動装置
１７ ドラム
１９ ケーシング
２３ カウントプーリ（ケーブル長さ検知装置）
３３ 洗浄ノズル
Ｂ 掘削孔
Ｗ 泥水（水）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】