JPH0959994A

JPH0959994A - 圧入ケーソンの自動姿勢制御システム

Info

Publication number: JPH0959994A
Application number: JP21835195A
Authority: JP
Inventors: Souji Kanai; 壮次金井; Yasuhiro Kishi; 恭博喜志; Yasushi Takei; 裕史武居; Toshimi Fujitani; 俊実藤谷
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のケーソンの姿勢制御方法における欠
点や問題点を解決した圧入ケーソンの自動姿勢制御シス
テムを提供する。【解決手段】ケーソン躯体の上部周りに圧入桁を設置
し、この圧入桁に、グラウンドアンカーからのケーブル
を把持する複数の圧入ジャッキを均等に分けて配置し
た。そして、この圧入ジャッキを作動させる作動手段を
設け、前記躯体には、躯体の傾斜、つまり鉛直度を検出
する姿勢計測手段を設けた。そしてさらに、前記姿勢計
測手段からのデータに基づき前記各圧入ジャッキの作動
量を判断して、各圧入ジャッキの作動制御を自動的に行
う自動操作手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧入ケーソン工
法に係り、特に圧入ケーソンの沈設等に不可欠であるケ
ーソンの姿勢制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基礎工事において、所定地盤まで
確実に沈設できることは勿論、施工がし易く経済性にも
富むことからオープンケーソン工法を改良した圧入ケー
ソン工法が多用されつつある。また、その規模も大型化
しており、ケーソン躯体を圧入・沈設させるジャッキ数
も十数台に及んでいるのが現状である。

【０００３】従来、この圧入ケーソンの沈設には、ケー
ソン躯体の上部に、荷重用として掘削土砂や水をタンク
等に詰めて設置し、圧入用の荷重としていた。また、圧
入用として油圧ジャッキを使用する場合においては、図
３に例示するように、ケーソン本体５０の上部に圧入用
油圧ジャッキ５１を四方均等に配置し、各方向にグルー
プ分けされた圧入用油圧ジャッキ５１のジャッキ圧力を
変化させたり、あるいは、各々の圧入用油圧ジャッキ５
１のジャッキ操作を手動によりＯＮ・ＯＦＦさせ、ケー
ソン躯体の姿勢制御を行いながら圧入・沈設させてい
た。この姿勢制御方法としては、図４に示すように、可
変容量形油圧ポンプ５３と電動機（モータ）５２からな
る油圧ポンプユニット５４からの油量を流量調整弁５６
により制御する方法、または、図５に示す、減圧弁５７
によりジャッキ圧力を制御する方法、あるいは、図６に
示す、絞り切換弁５８と切換弁５９とからなる複数の使
用ジャッキ選択方式によるＯＮ・ＯＦＦ制御方法等を用
いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の方式では次のような問題点が提起されていた。（１），前記した流量調整弁による制御の場合、油温の
上昇によって粘性に変化が生じるため、同一の弁開度で
あっても流量が変化して一定流量の確保が困難である。
そのため、微妙な制御ができないことが多い。（２），前記（１）の方法では、油圧ポンプの吐出量が
一定であるためにバイパスによる無駄な油量が流れ、油
温の上昇が生じる原因となる。（３），油圧ジャッキ操作を手動により切換弁等を使用
してＯＮ・ＯＦＦするケーソン躯体の姿勢制御方法で
は、躯体の低い側の油圧ジャッキを停止し、高い側の油
圧ジャッキのみを作動させる断続的な姿勢制御となる。
そのため、沈下抵抗が大きい場合においては、圧入力が
不足して姿勢制御が困難となる場合がある。（４），前記した流量調整弁、減圧弁、切換弁等を使用
した油圧ジャッキの手動操作方法では、時間と共に変化
するケーソンの姿勢に対して即応が困難であり、ジャッ
キ効率が悪い。また、装備容量も大きくなる。

【０００５】そこでこの発明は、前記した従来のケーソ
ンの姿勢制御方法における欠点や問題点を解決すること
は勿論、より微妙な制御が可能な油圧流量制御によるジ
ャッキの制御方式を採用し、ケーソン躯体に設けた躯体
の姿勢計測手段からのデータを基に、各ジャッキの姿勢
状況に合わせ、コンピュータによって油圧ユニット内に
内蔵されたインバータモータの周波数を変化させる方法
により、油量を無段階に制御することによって全ジャッ
キが常に作動した状態で姿勢制御ができるようにし、効
率・精度が良く、しかも大深度にも対応可能な圧入ケー
ソンの自動姿勢制御システムを提供することを目的と
し、開発したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明ではシステムを次のように構成した。ま
ず、ケーソン躯体の上部周りに圧入桁を設置し、この圧
入桁に、グラウンドアンカーからのケーブルを把持する
複数の圧入ジャッキを均等に分けて配置した。そして、
この圧入ジャッキを作動させる作動手段を設け、前記躯
体には、躯体の傾斜、つまり鉛直度を検出する姿勢計測
手段を設けた。そしてさらに、前記姿勢計測手段からの
データに基づき前記各圧入ジャッキの作動量を判断し
て、各圧入ジャッキの作動制御を自動的に行う自動操作
手段を設けて本システムを構成した。

【０００７】また前記圧入桁には、緊急時等に躯体に変
心荷重をかけるための補助の圧入ジャッキを設けた。

【０００８】そして、前記姿勢計測手段は、２方向検出
形の傾斜計と沈下計とから構成した。

【０００９】また、前記圧入ジャッキは、油圧ジャッキ
を用いた。

【００１０】また前記作動制御は、可変容量形油圧ポン
プとインバータモータによる油圧流量制御とした。

【００１１】さらに、前記自動操作手段は、コンピュー
タによる前記インバータモータの周波数制御としたこと
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に添付図面に基づき、この発明
による具体例を説明する。図１は、この発明による圧入
ケーソンの自動姿勢制御システムを示す全体構成図、図
２は、この発明のケーソンにおけるジャッキ配置の一例
を示す平面概観図である。まず、図１に示すように、ケ
ーソン本体１９の上部周りに圧入桁２１を設置し、反力
用のアンカー（グラウンドアンカー）２０からのケーブ
ルを把持するセンターホールジャッキ１８を設置した。
このジャッキの配置状況は、図２に示すように、４方均
等に２本づつ４グループの圧入用油圧ジャッキＡ（セン
ターホールジャッキ１８を使用）を配置し、圧入と姿勢
制御を主に行うものとした。また、片側２方向には一対
の補助用ジャッキＢ（この場合もセンターホールジャッ
キ１８を使用）を対称に配置し、４グループの圧入用油
圧ジャッキＡのみでは姿勢制御が良好に行われない場合
に、変心荷重をかけて制御を行い易くした。つまり、予
め土質・ケーソン形状等を考慮して設定したジャッキの
本数と推力が、土質の変化等によって補助的な圧入力が
必要となったり、より微妙な制御が必要となった場合等
に使用するようにした。

【００１３】また、この発明では、圧入用のセンターホ
ールジャッキ１８の圧入力の制御は、油圧流量制御で行
うこととしている。これは図１および図２に示すよう
に、各ジャッキグループごとに可変容量形油圧ポンプ１
４を設置し、その可変容量形油圧ポンプ１４を駆動する
電動機（モータ）１３の回転数を直接インバータ１１で
制御するようにした。このインバータ１１は、ケーソン
本体１９に設けた２方向検出形の傾斜計と沈下計からな
る姿勢計測手段２２からの傾斜角データ等に基づいて、
各ジャッキグループの作動量を算出する姿勢制御コンピ
ュータ１２により周波数変化という形で制御される。そ
うしてグループ分けされたセンターホールジャッキ１８
に、適正に制御された油量が分岐装置１７を介して送ら
れることでジャッキのストロークが調整されるようにし
た。このようにして、圧入ケーソンの自動姿勢制御シス
テムを構成したものである。このため、従来、問題点と
していた油温の上昇も少なく動力の節約ができるととも
に、無駄な油量の発生を少なくすることが可能となる。
なお、このシステムでは、全ジャッキを作動させた状態
で、傾斜の高い側のジャッキには最大油量を、低い側の
ジャッキへは少量の油量を無段階に変化させるものとし
ている。

【００１４】さらに、図示していないが、ケーソンの底
部掘削はバケット等で行うようにした。こうして所定の
掘削が終了した時点で、ケーソン本体１９が鉛直になる
ように、各グループのジャッキの油圧流量を、姿勢制御
コンピュータ１２とインバータ１１と可変容量形油圧ポ
ンプ１４を動かす電動機（モータ）１３との連携によっ
て制御しながら地中へケーソン本体１９を圧入するので
ある。また、この発明による姿勢制御系統は４系統制御
を基本とするものであり、ジャッキの本数は４の倍数本
を好適とする。

【００１５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、次のような効果を奏する。（１），この発明によるシステムでは、全ジャッキが常
に作動した状態でケーソンの姿勢制御を行うため、圧入
力が手動に比較して大きく設定でき、効率の良い制御が
実施できるとともに、大深度にも対応できる。（２），この発明によるシステムは、油圧流量制御方式
を用い、コンピュータの指令により油圧ユニット内に内
蔵されたインバータモータの周波数を変化させ、各ジャ
ッキを姿勢の状況に合わせてコントロールするため、つ
まり全ジャッキが常に作動した状況で姿勢制御を行うた
め、ケーソンの姿勢制御性能が向上する。そのため、施
工精度が向上することは勿論、工期も短縮される。（３），この発明によるシステムは、従来の圧入システ
ムに比較して多数の切換弁等が不要となり、制御用の動
力等の設備が大幅に節約できる。（４），この発明によるシステムは、従来の比例制御弁
方式に比較し、大幅にコストダウンできる。（５），この発明によるシステムでは、コンピュータに
より制御直前のケーソンの姿勢を躯体に設けた傾斜計に
より計測し、ケーソンの形状寸法から躯体を正しい鉛直
状態に戻すための各方向の制御量を各方向の現在のジャ
ッキストロークに対し、終了時点で、どの程度の差を付
けた状態にすればよいかを予め算出できるため、予め制
御量の把握ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による圧入ケーソンの自動姿勢制御シ
ステムを示す全体構成図。

【図２】この発明のケーソンにおけるジャッキ配置の一
例を示す平面概観図。

【図３】従来の圧入ケーソンにおけるジャッキ配置の一
例を示す平面概観図。

【図４】従来の油圧ジャッキを使用した圧入ケーソンの
姿勢制御システムにおけるジャッキの流量調整弁による
制御方法を示す概念図。

【図５】従来の油圧ジャッキを使用した圧入ケーソンの
姿勢制御システムにおけるジャッキの減圧弁による制御
方法を示す概念図。

【図６】従来の油圧ジャッキを使用した圧入ケーソンの
姿勢制御システムにおけるジャッキの使用ジャッキ選択
方式による制御方法を示す概念図。

【符号の説明】

１０・・・電源１１・・・インバータ１２・・・姿勢制御コンピュータ１３・・・電動機（モータ）１４・・・可変容量形油圧ポンプ１５・・・油圧ポンプユニット１６・・・リリーフ弁１７・・・分岐装置１８・・・センターホールジャッキ１９・・・ケーソン本体２０・・・アンカー２１・・・圧入桁２２・・・姿勢計測手段５０・・・ケーソン本体５１・・・圧入用油圧ジャッキ５２・・・電動機（モータ）５３・・・可変容量形油圧ポンプ５４・・・油圧ポンプユニット５５・・・リリーフ弁５６・・・流量調整弁５７・・・減圧弁５８・・・絞り切換弁５９・・・切換弁Ａ・・・圧入用油圧ジャッキＢ・・・補助用ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤谷俊実東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーソン躯体の上部周りに設置した圧入
桁と、この圧入桁に均等分けして配置したグラウンドア
ンカーからのケーブルを把持する複数の圧入ジャッキ
と、この圧入ジャッキを作動させる作動手段と、前記ケ
ーソン躯体に設けた躯体の姿勢計測手段とからなる圧入
ケーソンの姿勢制御システムにおいて、前記姿勢制御システムに、前記姿勢計測手段からのデー
タに基づき前記各圧入ジャッキの作動量を判断して、各
圧入ジャッキの作動制御を自動的に行う自動操作手段を
装備させたことを特徴とする圧入ケーソンの自動姿勢制
御システム。
【請求項２】前記圧入桁には、緊急時等に躯体に変心
荷重をかけるための補助の圧入ジャッキを設けたことを
特徴とする請求項１記載の圧入ケーソンの自動姿勢制御
システム。
【請求項３】前記姿勢計測手段は、２方向検出形の傾
斜計と沈下計とからなることを特徴とする請求項１記載
の圧入ケーソンの自動姿勢制御システム。
【請求項４】前記圧入ジャッキは、油圧ジャッキを用
いたことを特徴とする請求項１，２記載の圧入ケーソン
の自動姿勢制御システム。
【請求項５】前記作動制御は、可変容量形油圧ポンプ
とインバータモータによる油圧流量制御としたことを特
徴とする請求項１記載の圧入ケーソンの自動姿勢制御シ
ステム。
【請求項６】前記自動操作手段は、コンピュータによ
る前記インバータモータの周波数制御としたことを特徴
とする請求項１，５記載の圧入ケーソンの自動姿勢制御
システム。