JPH11293674A

JPH11293674A - 杭の貫入量測定装置

Info

Publication number: JPH11293674A
Application number: JP10114155A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ono; 隆久小野; Takenao Koashi; 武尚小芦; Yuushiro Harada; 湧司郎原田; Kiyoshi Takagi; 清高木
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Nippon Koei Co Ltd
Current assignee: Nippon Koei Co Ltd; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】安全性が高く、正確な測定ができ、しかも安
価に提供できる杭の貫入量測定装置を得ることを目的と
する。【構成】記録紙１６に記録ペン６２を所定の筆圧をも
って押し付けるための記録ペン支持装置２０と、記録ペ
ン支持装置２０を間歇的に移動するための記録ペン移動
装置２１と、この間歇運動を制御する制御回路２３とを
具備し、本体１９には、本体１９から杭１０までの位置
合わせ板５３を設け、制御回路２３は、衝撃検出回路４
２と、モータ制御回路４３とを具備し、衝撃検出回路４
２に、杭打ち機１１の杭打ち動作を検出する衝撃センサ
４４を結合し、この衝撃センサ４４からの検出信号をも
とにして貫入量とリバウンド量の記録時間と、記録ペン
移動装置２１の間歇運動時間とを設定するようにしたも
のである。このようにして測定した第１０回までの貫入
量Ｓとリバウンド量Ｋとを計測し、平均値を求め、設計
値かどうかを確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤に打撃ハンマ
ーにより杭打ちするときに杭の貫入量とリバウンド量を
記録するための杭の貫入量測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】既設杭の打設では、図６に示すように、
杭１０を杭打ち機１１で地盤１３に打ち込むが、杭の打
ち止め判定方法の１つとして、打ち止め付近での地盤１
３による動的支持力の確認が行われる。これは、杭打ち
機１１の支柱１４に沿って下降する打撃ハンマー１２で
杭１０の頭部を打撃する毎に、瞬間的に杭１０が打ち込
まれた沈下量と、地盤１３の支持層からの戻りによるリ
バウンド量と、実際に打ち込まれた貫入量とを計測し、
これをもとに地盤１３の支持力を計算して設計値かどう
かを確認するものである。

【０００３】たとえば、図１０に示すように、杭１０の
杭深度が浅い間は、貫入量が大きくてリバウンド量が小
さいから地盤１３の支持力も小さい。。この段階では、
杭１０をつぎ足しながら杭深度を深めてゆく。そして、
地盤１３の支持力が大きくなるに従い、杭打ち機１１に
よる同じ打撃量でも段々と貫入量が少なくなり、その分
リバウンド量が大きくなる。そして、杭１０が地盤１３
の支持層に達すると、貫入量とリバウンド量は、ほとん
ど変化しなくなる。

【０００４】従来、貫入量とリバウンド量を計測するに
は、図７に示すように、杭１０の側面に記録紙１６を貼
り付け、杭打ち作業をしている最中に、作業員１５が杭
１０のすぐ側で定規台１７に鉛筆１８を載せ、この鉛筆
１８の芯を記録紙１６に当てながら定規台１７に沿って
間歇的に水平移動することにより、記録紙１６に杭１０
の動きを記録していた。

【０００５】このときの作業員Ａ、Ｂによる記録結果が
図８（ｂ）（ｃ）に示される。これらの記録において、
Ｋは、リバウンド量、Ｓは、貫入量を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような作業員に
よる測定では、作業員１５の測定作業位置が、杭１０の
すぐ側で、打撃ハンマー１２の直下であるため、安全性
にやや問題があった。また、打撃ハンマー１２により杭
１０を打撃したとき、振動が定規台１７を介して直接加
わって、作業員１５の持つ鉛筆１８の芯が前後左右に振
れたり、接触方向が狂ったりして一定圧で接触させるの
が面倒であった。特に、記録のために鉛筆１８が使用さ
れていたため、芯が折れないように太いままで使用され
ており、したがって、記録された波形からは１ｍｍ以上
の単位でしか読み取れず、計測精度が低くなり、測定結
果が不正確になるという問題があった。さらに、無人に
よる測定機械の発想として、レーザ光線を用いたものも
一部提案されているが、極めて高価で普及するまでには
至っていない。

【０００７】本発明は、安全性が高く、正確な測定がで
き、しかも安価に提供できる杭の貫入量測定装置を得る
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、杭打ち機１１
により杭１０を地盤１３に打ち込むときに、杭１０に貼
付けた記録紙１６に杭１０の貫入量とリバウンド量を記
録するようにした杭の貫入量測定装置において、前記記
録紙１６に記録ペン６２を所定の筆圧をもって押し付け
るための記録ペン支持装置２０と、この記録ペン支持装
置２０を前記杭打ち機１１による杭打ち毎に間歇的に移
動するための記録ペン移動装置２１と、この記録ペン移
動装置２１の間歇運動を制御する制御回路２３とを具備
し、前記記録ペン支持装置２０と記録ペン移動装置２１
とを取り付けるための本体１９に、この本体１９から杭
１０までの位置合わせのための位置合わせ板５３を進退
自在に設け、前記制御回路２３は、衝撃検出回路４２
と、この衝撃検出回路４２からの信号に基づきモータ３
４を制御するモータ制御回路４３とを具備し、前記衝撃
検出回路４２に、杭打ち機１１の杭打ち動作を検出する
衝撃センサ４４を結合し、この衝撃センサ４４からの検
出信号をもとにして貫入量とリバウンド量の記録時間
と、記録ペン移動装置２１の間歇運動時間とを設定する
ようにしたことを特徴とする杭の貫入量測定装置であ
る。

【０００９】以上のような構成において、杭打ちが開始
されたら、リモコン４５で赤外線や電波によりスタート
の信号を送り、制御回路２３をスタートさせる。打撃ハ
ンマー１２が杭１０に落下すると、衝撃センサ４４で振
動、音などを検出し、この検出信号に基づきパルスが発
生する。このパルスの時間内に、杭１０の貫入量Ｓ、リ
バウンド量Ｋが記録紙１６に記録される。この記録後、
モータ３４が一定時間回転して記録ペン６２を移動さ
せ、水平な移動量が記録される。同様にして第１０回ま
での波形を記録し、貫入量Ｓとリバウンド量Ｋとを計測
し、平均値を求める。この値をすでに知られている式に
当てはめて地盤１３の支持力を計算して設計値かどうか
を確認する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１ないし図
５により説明する。図１において、杭１０の側面には、
記録紙１６が貼付される。また、この記録紙１６に臨ま
せて本発明の杭の貫入量測定装置が設置される。この杭
の貫入量測定装置は、本体１９に記録ペン移動装置２１
と制御回路２３が内蔵され、この本体１９の正面部分か
ら、記録ペン支持装置２０と位置合わせ板５３が突出し
て設けられ、さらに、本体１９の下方部には、本体固定
装置２２が設けられている。この本体固定装置２２は、
２本の支柱５８によって前記本体１９を載せ台３９に取
り付け、この載せ台３９の両側部には、把手４０が設け
られ、この把手４０を押し下げて下面の固定杭４１を地
盤１３に圧入固定する。

【００１１】前記本体１９の内部には、図３に示すよう
に、減速機付きなどのステップモータ３４が設けられ、
このステップモータ３４に連結した平歯車３５にラック
３６が噛合している。このラック３６は、レール３３に
図中左右方向に移動自在に嵌合し、また、このレール３
３の両端部には、前記ラック３６の移動量を規制するた
めの停止スイッチ３７と３８が設けられている。前記ラ
ック３６には、ペン支持台２４の基端部が固着され、こ
のペン支持台２４の先端部は、本体１９のペン突出窓３
２から正面側に突出して前記記録ペン支持装置２０が設
けられている。

【００１２】前記本体１９を底面側から見た図２におい
て、本体１９の底面に設けた２個の軸受５５に、それぞ
れ軸５４が前方に向かって進退自在に設けられ、これら
の軸５４の先端部に、杭１０に当接して位置決めするた
めの先端が凹面に削られた位置合わせ板５３が取り付け
られている。この位置合わせ板５３には、位置決めの際
に伸ばし、位置決め後にコイルばね５７で縮められる２
本のアーム５６が屈曲自在に設けられている。また、本
体１９の背面部には、後述する衝撃センサ４４、受信部
４６、内蔵電池の充電器４７、電源スイッチ４８、振動
感度調整部４９、モータ回転時間調整部５０などが設け
られる。

【００１３】前記記録ペン支持装置２０は、図４に示す
ように、前記ペン支持台２４の先端のやや下向きに折曲
した部分にスラストベアリング台座２５が固着され、こ
のスラストベアリング台座２５にスラストベアリング２
６が設けられ、さらに、このスラストベアリング２６に
ペン保護筒３０が進退自在に嵌合している。このペン保
護筒３０には、鉄筆、ボールペンなどの記録ペン６２が
差し込まれ、ペン保護筒３０の先端の固定ねじ２９で固
着されている。また、このペン先保持筒２８と前記スラ
ストベアリング２６との間には、コイルばね２７が介在
され、記録ペン６２を常時前方へ付勢し、また、ペン保
護筒３０の後端の停止リング５９と前記スラストベアリ
ング台座２５との間には、ペン保護筒３０が設定量だけ
前方へ突出するためのストッパ３１が、ペン保護筒３０
に対して直交する方向に回動自在に設けられている。

【００１４】前記制御回路２３は、図５に示すように、
衝撃検出回路４２と、この衝撃検出回路４２に結合され
たモータ制御回路４３とを主体として構成され、前記衝
撃検出回路４２には、受信部４６、振動感度調整部４
９、モータ回転時間調整部５０、遅延時間調整部５１を
内蔵し、また、外部の衝撃センサ４４、停止スイッチ３
７、３８、電源スイッチ４８が接続されるとともに、リ
モコン４５が有線又は無線で結合されている。前記モー
タ制御回路４３は、モータ回転速度調整部５２を有し、
かつ、外部のステップモータ３４と結合されている。

【００１５】以上のように構成された本発明装置による
測定記録動作を説明する。（１）まず、測定しようとする杭１０の側面に臨ませて
本発明装置を設置する。設置に際しては、コイルばね５
７に抗して２つのアーム５６を伸ばし、位置合わせ板５
３を前方へ突出した状態でその先端部を杭１０の側面に
接触させる。この状態で、本体固定装置２２を把手４０
で上から軽く押し付けて４本の固定杭４１を少しだけ地
盤１３に差し込む。ついで、アーム５６を屈曲してコイ
ルばね５７で位置合わせ板５３を引き込ませ、その後、
固定杭４１を上から強く押し込み、４本の固定杭４１を
しっかりと地盤１３に圧入固定する。

【００１６】（２）杭の貫入量測定装置を設置したら、
記録ペン支持装置２０により記録ペン６２の突出程度を
調整する。この調整は、杭１０が通常、円形管なので、
記録ペン６２が両端の最も離れた位置でもある程度の筆
圧を有し、かつ、中央の最も近づいた位置でも伸縮の余
裕があるようにして記録ペン６２をペン保護筒３０に固
定ねじ２９で固定する。また、記録紙１６を記録ペン６
２に接着剤や接着テープで貼付る。この記録紙１６は、
図８（ａ）に示すように、表紙６０と複写紙６１のノー
カーボンその他の２枚複写とすると、表紙６０による記
録ペン６２の円滑な滑り、記録中の破れや汚れの防止に
優れている。この記録紙１６には、方眼目盛の他、杭番
号、打ち込み年月日、貫入深度、ハンマー重量、ハンマ
ー落下高さ、貫入量、リバウンド量、長期許容支持力な
どの項目が記載されている。また、貼り付け位置は、記
録紙１６の左下隅に記録ペン６２が位置するようにす
る。なお、記録紙１６は、２枚複写に限られるものでな
く、１枚物でもよい。

【００１７】（３）以上のようにして設置され、電源ス
イッチ４８を投入して杭打ち開始を待つ。杭打ちが開始
されたら、リモコン４５で赤外線や電波によりスタート
の信号を送り、制御回路２３をスタートさせる。

【００１８】（４）杭打ち機１１が作動して打撃ハンマ
ー１２が杭１０に落下すると、衝撃センサ４４でその衝
撃による振動、音などを検出し、この検出信号のわずか
な時間遅れをもって一定時間のパルスが発生する。この
パルスは、その時間内に、杭１０が沈下し、かつ、地盤
１３の支持層による反動でリバウンドした後、所定位置
で停止するような記録波形が記録できる時間幅に設定す
る。すると、記録紙１６には、記録ペン６２により、図
８（ａ）における刺状の波形が記録される。この記録波
形において、Ｓは、貫入量、Ｋは、リバウンド量で、Ｓ
＋Ｋは、打撃直後の沈下量である。なお、記録紙１６
は、記録ペン６２が鉄筆であるときは、複写紙６１にの
み波形が記録され、記録ペン６２が鉛筆やボールペンで
あるときは、表紙６０と複写紙６１の両方に波形が記録
される。

【００１９】（５）前記波形記録のためのパルス時間の
経過と同時にモータ制御回路４３からの一定時間幅のモ
ータ駆動のためのパルス信号が出力し、ステップモータ
３４が一定時間だけ回転する。すると、平歯車３５に噛
合するラック３６がレール３３に沿って一定距離だけ横
方向に移動するので、記録ペン支持装置２０の記録ペン
６２により図８（ａ）における水平部分が記録される。

【００２０】（６）第１回目の打ち込みが終了すると、
第２回目の打ち込みを衝撃センサ４４で検出し、前記同
様に波形を記録する。このようにして、第１０回までの
波形を記録する。これが図８（ａ）である。第１０回の
記録が終了し、さらに記録ペン支持装置２０が水平移動
してラック３６で停止スイッチ３８を閉じると、ステッ
プモータ３４が逆回転して記録ペン６２は、自動的に元
の位置に戻り、つぎの記録に待機する。なお、記録ペン
６２の戻りに際しては、記録ペン６２がコイルばね２７
で記録紙１６側に付勢されているので、水平な帰線が記
されるが、目的の波形とは明らかに相違する線であるか
ら特に問題がない。しかし、記録ペン６２の戻りに際し
て記録ペン６２を記録紙１６から浮かしたり、記録ペン
６２の先端をくの字に折り曲げたり、コイルばね２７に
よる筆圧を弱めたりして帰線を記入しないようにするこ
ともできる。

【００２１】（７）１０回分の波形を記録した記録紙１
６は、杭１０から剥がして第１回から第１０回までの貫
入量Ｓとリバウンド量Ｋとをノギス、物差しなどで計測
する。この１０回分の平均値を求め、すでに知られてい
る式に当てはめて地盤１３の支持力を計算して設計値か
どうかを確認する。

【００２２】図９は、鉄塔番号ＮＯ．９における脚（杭
１０）ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅについて、作業員Ａ、Ｂ、本
発明装置、レベル機によるそれぞれの測定値の１０回分
の平均値を表している。なお、図９において、レベル機
は、大がかりな器具を必要とたり、微調整が困難である
など、実際の現場には向いていないが、誤差の大きさを
比較するための正確な測定値を得るために設置したもの
である。

【００２３】以上のようにして行った５回の測定結果に
よれば、作業員Ａは、測定誤差が０、−１０．０、−１
２．０、−２．０、＋２．０で、作業員Ｂは、測定誤差
が＋２．０、−７．０、−１０．０、−１２．０、＋
４．０であるのに対し、本発明装置によれば、−１．
０、＋１．０、０、０、０でる。このことから、作業員
は、正確な場合と不正確な場合のばらつきが非常に大き
いが、本発明装置は、ほとんど誤差がないか、あっても
小さく、ばらつきもほとんどないことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、記録紙
１６に記録ペン６２を所定の筆圧をもって押し付けるた
めの記録ペン支持装置２０と、記録ペン支持装置２０を
杭打ち機１１による杭打ち毎に間歇的に移動するための
記録ペン移動装置２１と、記録ペン移動装置２１の間歇
運動を制御する制御回路２３とを具備してなるので、人
手によらずに杭の貫入量とリバウンド量の測定ができ、
従来のような作業員による方法に比べて安全性が高い。
また、装置が簡便であるから安価に提供できる。

【００２５】請求項２に記載の発明によれば、記録ペン
支持装置２０と記録ペン移動装置２１とを取り付けるた
めの本体１９に、本体１９から杭１０までの位置合わせ
のための位置合わせ板５３を進退自在に設けたので、記
録ペン６２の記録紙１６への筆圧が常に略一定し、正確
な波形を記録できる。

【００２６】請求項３に記載の発明によれば、衝撃検出
回路４２に、杭打ち機１１の杭打ち動作を検出する衝撃
センサ４４を結合し、衝撃センサ４４からの検出信号を
もとにして貫入量とリバウンド量の記録時間と、記録ペ
ン移動装置２１の間歇運動時間とを設定したので、波形
の検出タイミングが何回やっても正確であり、質の高い
測定ができる。

【００２７】請求項４に記載の発明によれば、衝撃検出
回路４２に、リモコン４５からの制御信号を受信する受
信部４６を結合し、この受信部４６の受信信号に基づき
ステップモータ３４のスタート、停止、その他の制御を
するようにしたので、安全性がより一層高くなる。

【００２８】請求項５に記載の発明によれば、記録紙１
６は、表紙６０と複写紙６１の２枚複写からなるので、
記録ペン６２が記録紙１６の上を円滑に滑り記録波形が
きれいであるばかりか、汚れや破損も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による杭の貫入量測定装置の一実施例を
示す斜視図である。

【図２】本発明による杭の貫入量測定装置の本体１９の
底面図である。

【図３】本発明による杭の貫入量測定装置の本体１９を
切り欠いた平面図である。

【図４】本発明による杭の貫入量測定装置の記録ペン支
持装置２０の断面図である。

【図５】本発明による杭の貫入量測定装置の制御回路２
３のブロック図である。

【図６】杭打ち機１１による杭打ち状態を説明するため
の説明図である。

【図７】従来の人手による杭の貫入量記録方法を説明す
る斜視図である。

【図８】本発明装置による記録波形と従来の作業員によ
る記録波形の説明図である。

【図９】本発明装置による記録データと従来の作業員に
よる記録データの誤差の説明図である。

【図１０】杭打ちにおける貫入量とリバウンド量との関
係を説明する特性曲線図である。

【符号の説明】

１０…杭、１１…杭打ち機、１２…打撃ハンマー、１３
…地盤、１４…支柱、１５…作業員、１６…記録紙、１
７…定規台、１８…鉛筆、１９…本体、２０…記録ペン
支持装置、２１…記録ペン移動装置、２２…本体固定装
置、２３…制御回路、２４…ペン支持台、２５…スラス
トベアリング台座、２６…スラストベアリング、２７…
コイルばね、２８…ペン先保持筒、２９…固定ねじ、３
０…ペン保護筒、３１…ストッパ、３２…ペン突出窓、
３３…レール、３４…ステップモータ、３５…平歯車、
３６…ラック、３７…停止スイッチ、３８…停止スイッ
チ、３９…載せ台、４０…把手、４１…固定杭、４２…
衝撃検出回路、４３…モータ制御回路、４４…衝撃セン
サ、４５…リモコン、４６…受信部、４７…充電器、４
８…電源スイッチ、４９…振動感度調整部、５０…モー
タ回転時間調整部、５１…遅延時間調整部、５２…モー
タ回転速度調整部、５３…位置合わせ板、５４…軸、５
５…軸受、５６…アーム、５７…コイルばね、５８…支
柱、５９…停止リング、６０…表紙、６１…複写紙、６
２…記録ペン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田湧司郎東京都港区南麻布２丁目11番10号日本工営株式会社内 (72)発明者高木清東京都港区南麻布２丁目11番10号日本工営株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】杭打ち機１１により杭１０を地盤１３に打
ち込むときに、杭１０に貼付けた記録紙１６に杭１０の
貫入量とリバウンド量を記録するようにした杭の貫入量
測定装置において、前記記録紙１６に記録ペン６２を所
定の筆圧をもって押し付けるための記録ペン支持装置２
０と、この記録ペン支持装置２０を前記杭打ち機１１に
よる杭打ち毎に間歇的に移動するための記録ペン移動装
置２１と、この記録ペン移動装置２１の間歇運動を制御
する制御回路２３とを具備してなることを特徴とする杭
の貫入量測定装置。
【請求項２】記録ペン支持装置２０と記録ペン移動装置
２１とを取り付けるための本体１９に、この本体１９か
ら杭１０までの位置合わせのための位置合わせ板５３を
進退自在に設けてなることを特徴とする請求項１記載の
杭の貫入量測定装置。
【請求項３】制御回路２３は、衝撃検出回路４２と、こ
の衝撃検出回路４２からの信号に基づきモータ３４を制
御するモータ制御回路４３とを具備し、前記衝撃検出回
路４２に、杭打ち機１１の杭打ち動作を検出する衝撃セ
ンサ４４を結合し、この衝撃センサ４４からの検出信号
をもとにして貫入量とリバウンド量の記録時間と、記録
ペン移動装置２１の間歇運動時間とを設定するようにし
たことを特徴とする請求項１又は２記載の杭の貫入量測
定装置。
【請求項４】制御回路２３は、衝撃検出回路４２と、こ
の衝撃検出回路４２からの信号に基づきモータ３４を制
御するモータ制御回路４３とを具備し、前記衝撃検出回
路４２に、リモコン４５からの制御信号を受信する受信
部４６を結合し、この受信部４６の受信信号に基づきス
テップモータ３４のスタート、停止、その他の制御をす
るようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の杭
の貫入量測定装置。
【請求項５】記録紙１６は、表紙６０と複写紙６１の２
枚複写からなることを特徴とする請求項１、２、３又は
４記載の杭の貫入量測定装置。