特許 7436321 杭打設施工管理方法

(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】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】杭打設施工管理方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 13/06 20060101AFI20240214BHJP

   E02D 1/02 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

E02D13/06

E02D1/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020131736

(22)【出願日】2020-08-03

(65)【公開番号】P2022028375

(43)【公開日】2022-02-16

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000219406

【氏名又は名称】東亜建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】三枝 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】浅田 英幸

(72)【発明者】

【氏名】田口 博文

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２０９９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８０２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３４６４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６２７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１３９４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１０２４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７８０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０９３９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６３８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １３／０６

Ｅ０２Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイブロハンマを使用して地盤に打設している杭の貫入状況を把握する杭打設施工管理方法において、
前記地盤のＮ値測定と前記バイブロハンマを使用して歪みセンサおよび加速度センサを設置した前記杭を前記地盤に打設する事前試験とを行ない、前記歪みセンサおよび前記加速度センサの測定データを用いて算出した前記地盤に対する前記バイブロハンマの打設振動周期毎の前記杭の未貫入地盤への貫入時の貫入抵抗具合と、前記地盤のＮ値との相関データを取得する相関データ取得工程と、
前記バイブロハンマを使用して前記歪みセンサおよび前記加速度センサを設置した管理対象となる対象杭を前記地盤に打設し、前記歪みセンサおよび前記加速度センサの測定データを用いて算出した前記対象杭の前記貫入抵抗具合と、前記相関データとを用いて判定値を算出し、前記地盤中の支持層に対して設定された前記Ｎ値または前記貫入抵抗具合に関する目標値と、前記判定値との比較に基づいて、前記対象杭が前記支持層に到達したか否かを把握する施工工程と、を有することを特徴とする杭打設施工管理方法。

【請求項2】

前記貫入抵抗具合のパラメータとして、それぞれの前記杭の前記未貫入地盤への貫入時の貫入量およびそれぞれの前記杭に作用する圧縮応力を用いる請求項１に記載の杭打設施工管理方法。

【請求項3】

前記施工工程において、前記対象杭の前記貫入抵抗具合の経時変化データに基づいて、前記対象杭の前記地盤への貫入状況を把握する請求項１または２に記載の杭打設施工管理方法。

【請求項4】

前記施工工程において、深度把握手段により把握した前記対象杭の下端部の深度と前記貫入抵抗具合との関係データに基づいて、前記対象杭の前記地盤への貫入状況を把握する請求項１～３のいずれかに記載の杭打設施工管理方法。

【請求項5】

前記歪みセンサおよび前記加速度センサをそれぞれの前記杭の下端部に設置する請求項１～４のいずれかに記載の杭打設施工管理方法。

【請求項6】

前記歪みセンサおよび前記加速度センサの測定データを無線通信により前記地盤上に配置された演算装置に入力し、前記演算装置により前記貫入抵抗具合および前記判定値を算出し、前記目標値と前記判定値との比較を行う請求項１～５のいずれかに記載の杭打設施工管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭打設施工管理方法に関し、さらに詳しくは、バイブロハンマを使用して地盤に打設している杭が支持層に到達したか否かをより確実に把握できる杭打設施工管理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

サンドコンパクションパイル工法などのバイブロハンマを使用して杭を打設する施工では、地盤の任意の位置でボーリング調査やＮ値測定（標準貫入試験）などの地質調査を行い、Ｎ値などの指標に基づいて地盤の支持層を選定している。従来、杭打ち貫入量の管理装置のように杭の打設時に杭の貫入量を計測し、その計測データから算出した杭の下端部の深度と地質調査で把握した調査位置での支持層の深度とを比較して、杭が支持層に到達したか否かを推定していた（特許文献１参照）。

【0003】

しかしながら、必ずしも地質調査を行った調査位置と杭の打設位置とで支持層の深度が同じであるとは限らず、同じ地盤であっても支持層が存在する深度にはバラツキがある。そのため、杭の下端部の深度を把握するだけでは、それぞれの杭が支持層に到達しているか否かを確実に把握することはできない。それ故、バイブロハンマを使用して地盤に打設している杭が支持層に到達したか否かをより確実に把握するには改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２０２４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、バイブロハンマを使用して地盤に打設している杭が支持層に到達したか否かをより確実に把握できる杭打設施工管理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため本発明の杭打設施工管理方法は、バイブロハンマを使用して地盤に打設している杭の貫入状況を把握する杭打設施工管理方法において、前記地盤のＮ値測定と前記バイブロハンマを使用して歪みセンサおよび加速度センサを設置した前記杭を前記地盤に打設する事前試験とを行ない、前記歪みセンサおよび前記加速度センサの測定データを用いて算出した前記地盤に対する前記バイブロハンマの打設振動周期毎の前記杭の未貫入地盤への貫入時の貫入抵抗具合と、前記地盤のＮ値との相関データを取得する相関データ取得工程と、前記バイブロハンマを使用して前記歪みセンサおよび前記加速度センサを設置した管理対象となる対象杭を前記地盤に打設し、前記歪みセンサおよび前記加速度センサの測定データを用いて算出した前記対象杭の前記貫入抵抗具合と、前記相関データとを用いて判定値を算出し、前記地盤中の支持層に対して設定された前記Ｎ値または前記貫入抵抗具合に関する目標値と、前記判定値との比較に基づいて、前記対象杭が前記支持層に到達したか否かを把握する施工工程と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、相関性が高い地盤のＮ値と、バイブロハンマを使用して杭を地盤に打設しているときのバイブロハンマの打設振動周期毎の杭の未貫入地盤への貫入時の貫入抵抗具合との相関関係データを、相関データ取得工程により取得しておく。そして、施工工程において、管理対象となる対象杭に設置した歪みセンサおよび加速度センサの測定データを用いて算出した対象杭の前記貫入抵抗具合と、前記相関データとを用いて判定値を算出し、その算出した判定値と地盤中の支持層に対して設定されたＮ値または前記貫入抵抗具合に関する目標値との比較を行うことで、杭が支持層に到達したか否かをより確実に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】バイブロハンマにより杭を地盤に打設している状況を側面視で例示する説明図である。

【図2】バイブロハンマにより杭を地盤に打設する過程を断面視で例示する説明図である。

【図3】杭の下端部の深度と杭の打設時に杭に作用する垂直応力との関係を例示するグラフ図である。

【図4】バイブロハンマの打設振動周期毎の杭の未貫入地盤への貫入時の貫入抵抗具合と、地盤のＮ値との関係を例示するグラフ図である。

【図5】対象杭の貫入抵抗具合の経時変化データを例示するグラフ図である。

【図6】対象杭の下端部の深度と貫入抵抗具合との関係を例示するグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の杭打設施工管理方法（以下、管理方法という）を図に示した実施形態に基づいて説明する。

【0010】

図１に例示する本発明の管理方法では、バイブロハンマ２を使用して地盤Ｇに打設している杭１の貫入状況を把握する。この管理方法では、相関データ取得工程と施工工程の大きく分けて２つの工程を行う。以下では、サンドコンパクションパイル工法において、作業船３に搭載されたバイブロハンマ２により水中の地盤Ｇに杭１としてケーシングパイプを打設する場合を例示して、各工程の詳細を説明する。この管理方法は、サンドコンパクションパイル工法に限らず、バイブロハンマ２を使用して杭１を打設するその他の施工に採用することもできる。また、水中の地盤Ｇに限らず、陸上打設機などにより陸上の地盤Ｇに杭１を打設する際にもこの管理方法を適用できる。

【0011】

図１に例示するように、この実施形態の杭１は、複数の管体を杭１の長手方向に継ぎ合わせて形成している。杭１の構造は特に限定されず、１本の管体で形成された杭１を用いることもできる。作業船３は、作業船３の甲板上に立設されたリーダーマスト４と、リーダーマスト４からワイヤロープ６を介して吊り下げられたバイブロハンマ２と、ワイヤロープ６の繰り出しおよび巻き取りを行うことでバイブロハンマ２の上下位置を変更するウインチ５とを備えている。リーダーマスト４に沿って杭１を上下方向に延在して配置し、バイブロハンマ２により杭１の杭頭部１ｂを保持した状態で、バイブロハンマ２により杭１を上下方向に振動させることで、杭１を地盤Ｇに貫入していく。

【0012】

この管理方法では、杭１の歪みを測定する歪みセンサ１０と、杭１の貫入方向の加速度を測定する加速度センサ１１と、歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データが入力される演算装置１２とを使用する。演算装置１２には、コンピュータ等を用いる。歪みセンサ１０および加速度センサ１１は杭１に設置され、演算装置１２は地盤Ｇ上（船上や陸上等）に配置される。

【0013】

歪みセンサ１０および加速度センサ１１は杭１の下端部１ａに設置することが好ましい。ここでいう、杭１の下端部１ａとは例えば、杭１の下端から杭１の貫入方向において杭長の１０％以内の範囲である。歪みセンサ１０および加速度センサ１１は、杭１の中途位置や、地盤Ｇに貫入しない杭１の上部などに設置することもできる。

【0014】

この実施形態では、杭１の下部に設置された歪みセンサ１０および加速度センサ１１のそれぞれの測定データを、無線通信により作業船３上に配置された演算装置１２に入力する構成にしている。歪みセンサ１０および加速度センサ１１のそれぞれの測定データを、有線通信により演算装置１２に入力する構成にすることもできる。

【0015】

図２の（ａ）～（ｅ）は、バイブロハンマ２により杭１を地盤Ｇに打設しているときの、バイブロハンマ２の振動の１周期におけるバイブロハンマ２および杭１の動きと杭１に作用する垂直応力（圧縮応力および引張応力）の推移を示している。図２の（ａ）～（ｅ）に示す白抜きの矢印は、バイブロハンマ２により杭１に付与されている力の方向（バイブロハンマ２による入力方向）を示している。

【0016】

図２の（ａ）に示すように、バイブロハンマ２により杭１の下端が未貫入地盤Ｇａ（杭１が未だ貫入していない地盤深度領域）の上端面よりも上方に引き上げられて、バイブロハンマ２が打設振動周期における最上点に達した状態から、バイブロハンマ２により杭１に対して下方向の打撃力が加えられることで、杭１が未貫入地盤Ｇａに向かって下方移動する。そして、図２の（ｂ）に示すように、杭１の下端が未貫入地盤Ｇａの上端面に到達するまでは、下方移動する杭１に杭１の側面と既に貫入済みの貫入穴との間の摩擦による上方向の抵抗力Ｒが作用し、杭１には概ね一定の比較的小さな圧縮応力が作用した状態となる。

【0017】

次いで、図２の（ｃ）に示すように、バイブロハンマ２による下方向の打撃力により杭１の下部が未貫入地盤Ｇａに貫入し、杭１は杭１の側面と既に貫入済みの貫入穴との間の摩擦による上方向の抵抗力Ｒに加えて、さらに杭１の下端面と杭１の下端部１ａの側面に未貫入地盤Ｇａから上方向の比較的大きな抵抗力Ｒを受ける。そして、杭１に作用する上方向の抵抗力Ｒが増加することで、杭１に作用する圧縮応力が図２の（ｂ）の状況に比して増加する。

【0018】

次いで、図２の（ｄ）に示すように、バイブロハンマ２が打設振動周期の最下点に達すると、バイブロハンマ２により杭１に付与される力が下方向から上方向に変化し、杭１が新たな未貫入地盤Ｇａの上端面から上方移動する。そして、図２の（ｅ）に示すように、再びバイブロハンマ２が打設振動周期における最上点に達するまで、杭１には杭１の側面と既に貫入済みの貫入穴との間の摩擦による下方向の抵抗力Ｒが作用し、上方移動する杭１に概ね一定の比較的小さな引張応力が作用した状態となる。そして、バイブロハンマ２の打設振動の１周期が終わり、次の打設振動周期における図２の（ａ）の状況に移行する。バイブロハンマ２による杭１の打設では、図２の（ａ）～（ｅ）の１サイクルを反復して繰り返すことで、杭１を地盤Ｇに貫入していく。

【0019】

図３は、バイブロハンマ２により杭１を地盤Ｇに打設しているときに、深度把握手段により取得した杭１の下端部１ａの深度と、杭１に設置した歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて算出した杭１に作用する垂直応力との関係データを示したグラフ図である。図３の縦軸のプラス側の垂直応力は圧縮応力を示し、マイナス側の垂直応力は引張応力を示している。

【0020】

図３の点Ｐ１～点Ｐ２のデータは、図２の（ａ）を参照して説明した、バイブロハンマ２が打設振動周期における最上点に達した状態から、バイブロハンマ２により杭１に対して下方向の打撃力が加えられた時点までの推移を示している。バイブロハンマ２により杭１に付与される力が上方向から下方向に変わることで、杭１に作用する垂直応力は引張応力から圧縮応力に変化する。

【0021】

図３の点Ｐ２～点Ｐ３のデータは、図２の（ｂ）を参照して説明した、バイブロハンマ２により杭１に対して下方向の打撃力が加えられてから、杭１が未貫入地盤Ｇａの上端面まで下方移動するまでの推移を示している。杭１の下端部１ａの深度は深くなり、杭１には杭１の側面と既に貫入済みの貫入穴との間の摩擦による上方向の抵抗力Ｒにより、概ね一定の比較的小さな圧縮応力が作用した状態となる。

【0022】

図３の点Ｐ３～点Ｐ４のデータは、図２の（ｃ）を参照して説明した、杭１の下端が未貫入地盤Ｇａの上端面に到達してから、バイブロハンマ２による下方向の打撃力により杭１の下端部１ａが未貫入地盤Ｇａに貫入して、バイブロハンマ２が打設振動周期における最下点に達するまでの推移を示している。杭１には、さらに杭１の下端面と杭１の下端部１ａの側面が未貫入地盤Ｇａから受ける上方向の抵抗力Ｒが加わることで、杭１に作用する圧縮応力が増加し、バイブロハンマ２が振動周期における最下点に達する時点（点Ｐ４）では、杭１に作用する圧縮応力がバイブロハンマ２の打設振動周期における最高値となる。

【0023】

図３の点Ｐ４～点Ｐ５のデータは、図２の（ｄ）を参照して説明した、バイブロハンマ２が打設振動周期における最下点に達してから、バイブロハンマ２により杭１に付与される力が下方向から上方向に変わるまでの推移を示している。バイブロハンマ２により杭１に付与される力が下方向から上方向に変わることで、杭１に作用する垂直応力は圧縮応力から引張応力に変化する。

【0024】

図３の点Ｐ５～点Ｐ６のデータは、図２の（ｅ）を参照して説明した、バイブロハンマ２によって杭１に作用する上方向の力により杭１が上方移動し、バイブロハンマ２が打設振動周期における最上点に達するまでの推移を示している。杭１の下端部１ａの深度は浅くなり、杭１には杭１の側面と既に貫入済みの貫入穴との間の摩擦による下方向の抵抗力Ｒにより、概ね一定の比較的小さな引張応力が作用した状態となる。

【0025】

この図３の点Ｐ１～点Ｐ６までのデータが、バイブロハンマ２の打設振動の１周期における杭１の下端部１ａの深度と杭１に作用する垂直応力との推移を示している。点Ｐ６～点Ｐ１１は、バイブロハンマ２の打設振動の次の１周期における杭１の下端部１ａの深度と杭１に作用する垂直応力との推移を示している。バイブロハンマ２を使用する杭１の打設作業では、図３の点Ｐ１～点Ｐ６のデータと点Ｐ６～点Ｐ１１のデータを比較して分かるように、未貫入地盤Ｇａの深度と杭１の下端部１ａの深度がバイブロハンマ２の打設振動周期毎に段々と深くなっていくことで、杭１の下端部１ａの深度と杭１に作用する垂直応力との変化を示すバイブロハンマ２の打設振動周期毎のデータが、深度が深くなる方向へ段々とずれていく推移を示す。

【0026】

本発明者は、図３に示す杭１の下端部１ａの深度と杭１の打設時に杭１に作用する垂直応力との関係データと、杭１を打設する地盤Ｇに対して事前に行われる地盤調査から得られる地盤情報との関係について分析を行った。その結果、図３の点Ｐ３～点Ｐ４のデータが示す杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合、より具体的には、杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の圧縮応力の増加量や、杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の単位貫入量当たりの圧縮応力の増加量（点Ｐ２～点Ｐ３のグラフの傾きの大きさ）が、地盤Ｇの強度指標となる地盤ＧのＮ値や、せん断強さ、湿潤密度、相対密度、弾性波速度、液状化強度などと高い相関性を有していることが確認された。特に、図４に示すように、前述した貫入抵抗具合と地盤ＧのＮ値は高い相関関係を有している。そこで、この管理方法では、このバイブロハンマ２の振動周期毎の杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合と、地盤ＧのＮ値との相関関係に着目して、管理対象となる対象杭１の地盤Ｇに対する貫入状況を把握する。

【0027】

この管理方法では、予め相関データ取得工程を行う。相関データ取得工程では、地盤ＧのＮ値を測定するＮ値測定（例えば、標準貫入試験）と、バイブロハンマ２を使用して歪みセンサ１０および加速度センサ１１を設置した杭１を地盤Ｇに打設する事前試験とを行なう。そして、図４に示すように、事前試験において得られた歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて演算装置１２により算出した、地盤Ｇに対するバイブロハンマ２の打設振動周期毎の杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合と、Ｎ値測定により得られた地盤ＧのＮ値との相関データを取得する。

【0028】

貫入抵抗具合は、杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の圧縮応力の増加量や、杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の単位貫入量当たりの圧縮応力の増加量などの、少なくとも杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の圧縮応力の増加量をパラメータとして用いる算出値である。図４に示すように、貫入抵抗具合と地盤ＧのＮ値との相関データを用いることで、貫入抵抗具合と地盤ＧのＮ値は互いに換算することが可能である。

【0029】

次いで、施工工程では、バイブロハンマ２を使用して歪みセンサ１０および加速度センサ１１を設置した管理対象となる対象杭１を地盤Ｇに打設する。そして、歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて算出した対象杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合と、相関データ取得工程で取得した貫入抵抗具合と地盤ＧのＮ値との相関データとを用いて、判定値を算出する。そして、その算出した判定値と、地盤Ｇ中の支持層Ｓに対して設定されたＮ値または貫入抵抗具合に関する目標値との比較に基づいて、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを把握する。

【0030】

即ち、貫入抵抗具合に関する目標値を用いる場合には、図４に示すように、相関データ取得工程で取得した相関データを用いて、地盤Ｇ中の支持層Ｓに対して設定されたＮ値の目標値Ｎｓを貫入抵抗具合に関する目標値Ｕｓに換算する。そして、対象杭１の地盤Ｇへの打設時に測定した歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて算出した対象杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合の判定値と、貫入抵抗具合に関する目標値Ｕｓとの比較に基づいて、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを把握する。

【0031】

Ｎ値に関する目標値Ｎｓを用いる場合には、対象杭１の地盤Ｇへの打設時に測定した歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて算出した対象杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合を、相関データ取得工程で取得した相関データを用いて、Ｎ値に換算することで、Ｎ値の判定値を算出する。そして、その算出したＮ値の判定値と、地盤Ｇ中の支持層Ｓに対して設定されたＮ値の目標値Ｎｓとの比較に基づいて、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを把握する。

【0032】

相関データ取得工程で用いる杭１と、施工工程で用いる対象杭１とは同一物である必要はなく、相関データ取得工程と施工工程とで別体の杭１を用いてもよい。バイブロハンマ２による打設時に杭１に作用する垂直応力を検知できる仕様であれば、相関データ取得工程で用いる杭１の仕様は特に限定されない。ただし、施工工程で使用する対象杭１と同仕様の杭１を用いて相関データ取得工程を行うと、相関データ取得工程で取得するデータと、施工工程で取得するデータとの整合性が向上するので、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを精度よく把握するには有利になる。

【0033】

施工工程において算出した判定値と、支持層Ｓに対して設定された目標値とを比較することで、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを簡易に把握することができるが、例えば、図５や図６に示すように、施工工程において、対象杭１の貫入抵抗具合の経時変化データや、深度把握手段により把握した対象杭１の下端部１ａの深度と貫入抵抗具合との関係データを用いると、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かをより確実に把握するには有利になる。

【0034】

図５に示すように、施工工程において、対象杭１の貫入抵抗具合の経時変化データを用いると、対象杭１の貫入抵抗具合が貫入抵抗具合の目標値Ｕｓに到達した時点ｔｓを把握し易くなるとともに、杭１の地盤Ｇへの貫入状況をより詳細に把握できる。例えば、対象杭１の貫入抵抗具合の経時変化データに基づいて、対象杭１の貫入抵抗具合が予め設定したバイブロハンマ２の振動の所定周期以上（例えば、５周期以上）連続して目標値Ｕｓを超えた場合に対象杭１が支持層Ｓに到達したと判断し、貫入抵抗具合が目標値Ｕｓを断続的に超えた場合にも、貫入抵抗具合がバイブロハンマ２の振動の所定周期以上連続して目標値Ｕｓを超えない場合には対象杭１が支持層Ｓに到達していないと判断する判断基準にすることもできる。対象杭１の下端部１ａが地中に存在する岩や土塊などに接触することで、対象杭１が支持層Ｓに到達していないにもかかわらず、貫入抵抗具合が目標貫入抵抗具合Ｕｓを一時的に超えるノイズが発生することも考えられるが、前述したような判断基準にすると、そのようなノイズにより対象杭１が支持層Ｓに到達していると誤認する可能性をより低減できる。

【0035】

図６に示すように、施工工程において、深度把握手段により把握した対象杭１の下端部１ａの深度と貫入抵抗具合との関係データを用いると、対象杭１の地盤Ｇへの貫入状況をより詳細に把握できる。対象杭１の下端部１ａの深度は、加速度センサ１１の測定データに基づいて算出することが可能である。深度把握手段として、深度計を用いることもできる。例えば、この関係データに基づいて、地盤Ｇに対するボーリング試験などの地層調査により支持層Ｓが存在すると推定される支持層Ｓの推定深度と、杭１の下端部１ａの深度との距離差が、予め設定した所定距離以内（例えば、１０ｍ以内）であり、かつ、対象杭１の貫入抵抗具合が目標値Ｕｓを超えた場合に杭１が支持層Ｓに到達したと判断する。そして、対象杭１の貫入抵抗具合が目標値Ｕｓを超えた場合にも、支持層Ｓの推定深度と対象杭１の下端部１ａの深度との距離差が予め設定した所定距離以上であれば、対象杭１が支持層Ｓに到達していないと判断する判断基準にすることもできる。対象杭１が支持層Ｓの推定深度よりも極端に浅い深度において、前述したような地中に存在する石や土塊などの影響によるノイズが発生することも考えられるが、前述したような判断基準にすると、そのようなノイズにより対象杭１が支持層Ｓに到達していると誤認する可能性をより低減できる。

【0036】

対象杭１の貫入抵抗具合をＮ値に換算した判定値と、支持層ＳのＮ値に関する目標値Ｎｓとの比較に基づいて対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを把握する場合にも、同様に、Ｎ値に換算した判定値の経時変化データや、対象杭１の下端部１ａの深度とＮ値に換算した判定値との関係データを作成することで、前述したようなノイズにより対象杭１が支持層Ｓに到達していると誤認する可能性を低減でき、対象杭１が支持層Ｓに到達していることをより確実に把握するには有利になる。

【0037】

このように、この管理方法では、相関データ取得工程において、バイブロハンマ２の振動周期毎の杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入抵抗具合と、地盤ＧのＮ値との相関データを取得しておく。そして、施工工程において、管理対象となる対象杭１に設置した歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを用いて算出した対象杭１の貫入抵抗具合と、相関データ取得工程で取得した相関データとを用いて判定を算出し、その算出した判定値と、地盤Ｇ中の支持層Ｓに対して設定されたＮ値または貫入抵抗具合に関する目標値Ｕｓ（Ｎｓ）との比較を行うことで、対象杭１が支持層Ｓに到達したか否かを確実に把握できる。

【0038】

特に、施工工程において、対象杭１の貫入抵抗具合の判定値と貫入抵抗具合の目標値Ｕｓとを比較する方法は、相関データに基づいて貫入抵抗具合の目標値Ｕｓを設定した後に、施工工程において算出した貫入抵抗具合をさらにＮ値に換算する演算を行う必要がないため、演算装置１２の計算量を少なくするには有利である。

【0039】

貫入抵抗具合のパラメータとして、それぞれの杭１（相関データ取得工程で使用する杭１と施工工程で使用する対象杭１）の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入量およびそれぞれの杭１に作用する圧縮応力を用いると、貫入抵抗具合としてそれぞれの杭１の貫入量とそれぞれの杭１に作用する圧縮応力とを総合的に評価することで、対象杭１が支持層Ｓに到達しているか否かをより確実に把握するには有利になる。例えば、未貫入地盤ＧａのＮ値が低い場合にも未貫入地盤Ｇａの粘性が高い場合には、杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の貫入量が大きいと、それに伴い杭１が未貫入地盤Ｇａに貫入するときの圧縮応力の増加量も比較的大きくなる場合がある。そして、施工工程において、対象杭１が支持層Ｓに達していないにもかかわらず、対象杭１の未貫入地盤Ｇａへの貫入時の圧縮応力の増加量が目標値Ｕｓに近い数値を示すノイズが発生することが考えらえる。それに対して、貫入抵抗具合のパラメータとして、杭１の貫入量および杭１に作用する圧縮応力を用いると、前述したようなノイズが生じる可能性をより低減できるので、対象杭１が支持層Ｓに到達しているか否かをより確実に把握できる。

【0040】

歪みセンサ１０および加速度センサ１１をそれぞれの杭１（相関データ取得工程で使用する杭１と施工工程で使用する対象杭１）の下端部１ａに設置すると、バイブロハンマ２による歪みセンサ１０および加速度センサ１１への影響が小さくなり、それぞれの杭１の下端部１ａに近い位置で測定できるので、歪みセンサ１０および加速度センサ１１による測定精度を高めるには有利になる。複数の管体を直列に継ぎ合わせて構成される杭１では、歪みセンサ１０および加速度センサ１１を杭１の上部に設置する場合には、歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データに管体どうしの継ぎ目部分の遊びなどの影響によるノイズが比較的生じ易くなる。ところが、歪みセンサ１０および加速度センサ１１を杭１の下端部に設置することでそのようなノイズを効果的に軽減でき、歪みセンサ１０および加速度センサ１１による測定精度を高めるには有利になる。特に杭１の最下端部分を構成する管体に歪みセンサ１０および加速度センサ１１を設置すると歪みセンサ１０および加速度センサ１１による測定精度を高めるには有利になる。

【0041】

歪みセンサ１０および加速度センサ１１の測定データを無線通信により、地盤Ｇ上（船上や陸上等）に配置された演算装置１２に入力し、演算装置１２により貫入抵抗具合および判定値を算出し、目標値と判定値との比較を行うと、有線通信する場合に必要な歪みセンサ１０および加速度センサ１１と演算装置１２とを通信ケーブルで接続する配線作業が不要になる。そのため、歪みセンサ１０および加速度センサ１１の設置作業に要する作業工数や労力を軽減するには有利になる。この実施形態では、歪みセンサ１０および加速度センサ１１から演算装置１２に直接測定データを送信する場合を例示したが、例えば、歪みセンサ１０および加速度センサ１１と演算装置１２との間（例えば、陸上や地中、水中など）に測定データを無線通信で中継する中継通信装置を設けることもできる。

【0042】

上記では、地盤Ｇの強度を評価する指標としてＮ値を用いているが、例えば、Ｎ値の代わりにまたは加えて、地盤の強度を評価可能な地盤Ｇのせん断強さや、湿潤密度、相対密度、弾性波速度、液状化強度などのその他の指標を用いることもできる。

【0043】

また、対象領域に複数本の杭１を打設する場合は、１番最初に打設する杭１を用いて把握した支持層Ｓの深度（位置）が、概ねその対象領域全体の支持層Ｓの深度になると考えることができる。そこで、２番目以降に打設する杭１については、その把握した深度の例えば５０％、或いは７０％程度打ち込んでから、この管理方法を適用してその杭１が支持層Ｓに到達したか否かを確認するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0044】

１ 杭
１ａ 下端部
１ｂ 杭頭部
２ バイブロハンマ
３ 作業船
４ リーダーマスト
５ ウインチ
６ ワイヤロープ
１０ 歪みセンサ
１１ 加速度センサ
１２ 演算装置
Ｇ 地盤
Ｇａ 未貫入地盤
Ｓ 支持層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】