(57)【要約】【課題】現場条件の如何に関わらず、打設杭の貫入量及びリバウンド量を迅速に計測する。【解決手段】打設杭の打ち止め管理方法は、打設時に露出する打設杭１２の外周面の少なくとも１箇所に第１の格子柄部１４を設け、打設杭１２が支持層に達した後で打設される際に、少なくとも１つの撮影手段１８によって第１の格子柄部１４を撮影する。そして、第１の格子柄部１４の撮影結果から、制御算出手段２４により、サンプリングモアレ法を利用して、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を算出する。サンプリングモアレ法は、ピントが多少ズレた格子柄の画像からも変位量を算出でき、更に、撮影手段１８や制御算出手段２４には、キャリブレーションが不要であるため、様々な現場条件に対応して、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を迅速に計測することができる。【選択図】図１
2020016092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設杭の打ち止め管理方法であって、
打設時に露出する前記打設杭の外周面の少なくとも１箇所に第１の格子柄部を設け、
少なくとも前記打設杭が支持層に達した後の打設時に、少なくとも１つの撮影手段により前記第１の格子柄部を撮影し、
該第１の格子柄部の撮影結果から、サンプリングモアレ法を利用して、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出することを特徴とする打設杭の打ち止め管理方法。
【請求項２】
前記支持層に達した後に前記打設杭を複数回打撃した際の、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に基づいて、前記打設杭の打ち止めを判定することを特徴とする請求項１記載の打設杭の打ち止め管理方法。
【請求項３】
前記打設杭への打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置に第２の格子柄部を設け、
前記第１の格子柄部と前記第２の格子柄部とを同時に撮影した撮影結果から、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の打設杭の打ち止め管理方法。
【請求項４】
前記撮影手段に望遠レンズを取り付け、前記打設杭から離れた位置において撮影を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の打設杭の打ち止め管理方法。
【請求項５】
打設杭の打ち止め管理を補助するシステムであって、
打設時に露出する前記打設杭の外周面の少なくとも１箇所に設けられる第１の格子柄部と、
少なくとも前記打設杭が支持層に達した後の打設時に、前記第１の格子柄部を撮影する少なくとも１つの撮影手段と、
該少なくとも１つの撮影手段の撮影結果から、サンプリングモアレ法を利用して、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する制御算出手段と、を含むことを特徴とする打設杭の打ち止め管理補助システム。
【請求項６】
前記制御算出手段は、前記支持層に達した後に前記打設杭が複数回打撃された際の、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に基づいて、前記打設杭の打ち止めを判定するものであることを特徴とする請求項５記載の打設杭の打ち止め管理補助システム。
【請求項７】
更に、前記打設杭への打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置に設けられる第２の格子柄部を含み、
前記少なくとも１つの撮影手段は、前記第１の格子柄部と前記第２の格子柄部とを同時に撮影し、
前記制御算出手段は、前記少なくとも１つの撮影手段の撮影結果から、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出することを特徴とする請求項５又は６記載の打設杭の打ち止め管理補助システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの撮影手段は、望遠レンズを備えると共に、前記打設杭から離れた位置に設置されることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の打設杭の打ち止め管理補助システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打設杭の打ち止め管理方法及び打設杭の打ち止め管理補助システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭等の打設杭の打ち止め管理は、打設杭の支持力を確認するために、打設杭の貫入量及びリバウンド量を計測して行う杭打ちの施工管理方法である。具体的には、油圧ハンマやディーゼルハンマによる打込み杭工法において、杭先端が地盤の支持層に到達したと予想される地点から、１打撃毎の打設杭の貫入量及びリバウンド量を計測して、打設杭の支持力を確認するものである。このとき、打設杭の貫入量及びリバウンド量を計測する方法として、以下のような複数の方法が挙げられる。すなわち、杭の周面に貼り付けた記録紙に作業員により鉛筆を突き立て、打設時に上下動する杭の変位を記録する方法や、杭の周面に設けられた目印の動きを固体カメラで撮影し、撮影した目印の軌跡を解析することによって貫入量及びリバウンド量を計測する方法（例えば特許文献１参照）がある。更に、杭の軸方向と直交する方向からレーザ光を照射し、移動する杭の周面からの散乱光の周波数が移動速度に比例してシフトするというドップラー効果を利用して、杭の貫入量及びリバウンド量を計測する方法、及び、杭の周面に直交して突出する反射板を取り付け、反射板から所定の間隔を空けて上方又は下方に設置したレーザ変位計により、反射板との距離を逐次計測してレコーダに記録し、計測した結果から杭の貫入量及びリバウンド量を求める方法（例えば特許文献２参照）等もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２２３１３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１９５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、打設杭の貫入量及びリバウンド量を計測するための上述した各方法には、以下のような問題点がある。すなわち、記録紙に作業員が記録する方法は、作業員がハンマの下に立つことになるため、より万全な安全対策が必要となり、しかも、杭が水中に打設される場合や、構造物の影響で作業員が入り込むスペースがない場合は実施できない。又、目印を固定カメラで撮影する方法は、杭の周面を側方の離れた場所から撮影する必要があり、焦点合わせが重要となるため、時間がかかり過ぎると共に、視界の悪い場合は適用できない。更に、水上から杭を打設する場合は、固体カメラを船舶に設置することになるが、船舶が動揺すると目印が固定カメラの視界から外れて撮影できなくなる虞がある。一方、レーザ光を照射する方法は、計測可能距離が３０ｍ程度と短く、光量及び焦点合わせに時間を要し、ターゲットの固定に難がある。他方、レーザ変位計を使用する方法は、計測用機器の設置に時間がかかり、足場が不安定な海上施工の場合は特に困難となる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現場条件の如何に関わらず、打設杭の貫入量及びリバウンド量を迅速に計測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）打設杭の打ち止め管理方法であって、打設時に露出する前記打設杭の外周面の少なくとも１箇所に第１の格子柄部を設け、少なくとも前記打設杭が支持層に達した後の打設時に、少なくとも１つの撮影手段により前記第１の格子柄部を撮影し、該第１の格子柄部の撮影結果から、サンプリングモアレ法を利用して、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する打設杭の打ち止め管理方法（請求項１）。
【０００８】
本項に記載の打設杭の打ち止め管理方法は、打設杭の打設時に水中や地中等に入り込まずに露出する位置にある、打設杭の外周面の少なくとも１箇所に、格子柄を配した第１の格子柄部を設ける。又、油圧ハンマ等で打設されることで徐々に地中に貫入される打設杭が、少なくとも地中の支持層に達した後で打設される際に、少なくとも１つの撮影手段によって第１の格子柄部を撮影する。そして、この第１の格子柄部の撮影結果から、専用のソフトウェアを備えたコンピュータ等により、所謂サンプリングモアレ法と呼ばれる変位計測法を利用して、打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する。ここで、サンプリングモアレ法は、撮影した格子柄の画像のサンプリングにより発生するモアレ縞の位相を解析することで、格子柄が配された物体の変位を求める方法であり、撮影された格子柄のピントが多少ズレていても、問題なく変位が求められるものである。
【０００９】
更に、第１の格子柄部を撮影する撮影手段や、変位量の算出に利用するコンピュータには、キャリブレーションが不要である。このため、撮影時のピント合わせやキャリブレーションに時間を要することなく、打設杭の貫入量及びリバウンド量が迅速に計測されるものである。又、格子柄の撮影や変位量の算出をデジタルデータで処理するため、データのばらつきが少なく、信頼性の高い計測結果が得られ、計測結果をコンピュータによりグラフ化することとすれば、計測結果がリアルタイムに波形確認されるものとなる。加えて、作業員が油圧ハンマ等の近傍にいる必要がない上に、撮影手段により第１の格子柄部を撮影できる位置関係が確保できれば、視界や足場等の影響を受けることなく、様々な現場条件に対応して適用されるものである。
【００１０】
（２）上記（１）項において、前記支持層に達した後に前記打設杭を複数回打撃した際の、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に基づいて、前記打設杭の打ち止めを判定する打設杭の打ち止め管理方法（請求項２）。
本項に記載の打設杭の打ち止め管理方法は、打設杭が地中の支持層に達した後に、打設杭を油圧ハンマ等により複数回（例えば１０回程度）打撃したときの、１打撃毎の打設杭の貫入量及びリバウンド量を、上記（１）項で説明したように算出する。そして、これらの算出結果から、例えば専用のソフトウェアを備えたコンピュータにより、例えばＨｉｌｅｙの動的支持力算定式等を利用して、打設杭の打ち止めを判定するものである。ここで、打設杭の打ち止め判定に利用する数式は、上述したＨｉｌｅｙの動的支持力算定式以外にも、様々な数式を利用してよい。これにより、打設杭の貫入量及びリバウンド量の計測に加えて、打設杭の打ち止めの判定が、迅速にかつ精度良く行われることとなる。
【００１１】
（３）上記（１）（２）項において、前記打設杭への打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置に第２の格子柄部を設け、前記第１の格子柄部と前記第２の格子柄部とを同時に撮影した撮影結果から、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する打設杭の打ち止め管理方法（請求項３）。
本項に記載の打設杭の打ち止め管理方法は、打設杭に対する打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置、例えば既設構造物の壁面等に、第１の格子柄部と同じく格子柄を配した第２の格子柄部を設ける。そして、打設杭の外周面に設けられた第１の格子柄部と静止位置に設けられた第２の格子柄部とを、撮影手段により同時に撮影し、これらの撮影結果から、打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出するものである。
【００１２】
ここで、撮影手段を打設杭の比較的近傍に設置して撮影する場合、打設杭の打設の影響を受けて撮影手段が振動し、その振動の影響が打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に及ぶ虞がある。又、水上から水底の地盤に打設される打設杭を撮影するために、水上の船舶に撮影手段を設置する場合、波や風を受けて船舶が撮影手段と共に動揺し、その動揺の影響が打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に及ぶ虞がある。そこで、本項に記載の打設杭の打ち止め管理方法は、振動や動揺の影響を受けない静止位置に設けた第２の格子柄部を第１の格子柄部と同時に撮影し、第２の格子柄部を不動点として第１の格子柄部の変位量を算出する。これによって、打設の振動や船舶の動揺の影響が除去され、打設杭の貫入量及びリバウンド量がより正確に算出されることとなる。
【００１３】
（４）上記（１）から（３）項において、前記撮影手段に望遠レンズを取り付け、前記打設杭から離れた位置において撮影を行う打設杭の打ち止め管理方法（請求項４）。
本項に記載の打設杭の打ち止め管理方法は、撮影手段に望遠レンズを取り付け、打設杭から離れた位置において撮影を行うことで、現場条件の制約を受けて打設杭の近くに撮影手段を設置できない場合等であっても、第１の格子柄部の撮影を問題なく行うものである。更に、打設杭の打設の影響が及ばない程度に離れた位置に撮影手段を設置することとすれば、打設の影響により撮影手段が振動することなく、打設杭の貫入量及びリバウンド量が正確に算出されることとなる。
【００１４】
（５）打設杭の打ち止め管理を補助するシステムであって、打設時に露出する前記打設杭の外周面の少なくとも１箇所に設けられる第１の格子柄部と、少なくとも前記打設杭が支持層に達した後の打設時に、前記第１の格子柄部を撮影する少なくとも１つの撮影手段と、該少なくとも１つの撮影手段の撮影結果から、サンプリングモアレ法を利用して、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する制御算出手段と、を含む打設杭の打ち止め管理補助システム（請求項５）。
（６）上記（５）項において、前記制御算出手段は、前記支持層に達した後に前記打設杭が複数回打撃された際の、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量の算出結果に基づいて、前記打設杭の打ち止めを判定するものである打設杭の打ち止め管理補助システム。（請求項６）。
【００１５】
（７）上記（５）（６）項において、更に、前記打設杭への打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置に設けられる第２の格子柄部を含み、前記少なくとも１つの撮影手段は、前記第１の格子柄部と前記第２の格子柄部とを同時に撮影し、前記制御算出手段は、前記少なくとも１つの撮影手段の撮影結果から、前記打設杭の貫入量及びリバウンド量を算出する打設杭の打ち止め管理補助システム（請求項７）。
（８）上記（５）から（７）項において、前記少なくとも１つの撮影手段は、望遠レンズを備えると共に、前記打設杭から離れた位置に設置される打設杭の打ち止め管理補助システム（請求項８）。
そして、（５）から（８）項に記載の打設杭の打ち止め管理補助システムは、各々、上記（１）から（４）項の打設杭の打ち止め管理方法に利用されることで、上記（１）から（４）項の打設杭の打ち止め管理方法と同等の作用を奏するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記のような構成であるため、現場条件の如何に関わらず、打設杭の貫入量及びリバウンド量を迅速に計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理補助システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法及び打設杭の打ち止め管理補助システムで利用する格子柄部の設置イメージ図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法及び打設杭の打ち止め管理補助システムで利用する格子柄部の格子柄の例を示している。
【図４】本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法の一例を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法及び打設杭の打ち止め管理補助システムによって算出した、打設杭の貫入量及びリバウンド量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分若しくは対応する部分は、同一の符号で示している。
図１は、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理補助システム１０の構成の一例を示している。打設杭の打ち止め管理補助システム１０は、打込み杭工法等において打設される鋼管杭等の打設杭１２の、打ち止め管理を補助するものであり、図示のように、第１の格子柄部１４（図示の例では２つの第１の格子柄部１４Ａ、１４Ｂ）、第２の格子柄部１６、撮影手段１８（図示の例では２つの撮影手段１８Ａ、１８Ｂ）、同期手段２０、電源供給手段２２、及び、制御算出手段２４を含んでいる。
【００１９】
第１の格子柄部１４は、管理対象の打設杭１２の外周面の、打設時に露出する位置に設けられ、図１の例では、打設杭１２の外周面の異なる２箇所に、第１の格子柄部１４Ａ及び１４Ｂが設けられている。図２には、油圧ハンマ３０により打設される打設杭１２の外周面に設けられた、第１の格子柄部１４のイメージを図示している。又、第１の格子柄部１４は、縦横の複数列にわたる格子柄が配されたものであり、例えば図３に示すような、格子柄を有するシートタイプの格子柄シートが想定される。格子柄シートの場合は、上述した打設杭１２の外周面の位置に、例えばマグネットや接着剤等で貼り付けられる。或いは、第１の格子柄部１４は、図３に示すような格子柄シートと同様の格子柄が、打設杭１２の外周面に直接描かれることで設けられてもよい。
【００２０】
第２の格子柄部１６は、打設杭１２に対する打設の影響を受けることなく、位置が変化しない静止位置に設けられるものであり、図１の例では、施工現場近傍の既設の構造物２８の壁面に設けられている。又、第２の格子柄部１６は、第１の格子柄部１４と同様に、縦横の複数列にわたる格子柄が配されたものであり、例えば図３に示すような、マグネットや接着剤等で貼り付けられる格子柄シートであってもよい。或いは、第２の格子柄部１６は、構造物２８の壁面等に固定可能な板状のものであってもよい。すなわち、第１及び第２の格子柄部１４、１６は、何れも、図３に示すような格子柄が、打設杭１２の外周面や静止位置に設けられれば、その具体的な実現方法は限定されないものである。なお、第１及び第２の格子柄部１４、１６に使用される、格子柄の大きさやピッチについては後述する。
【００２１】
撮影手段１８は、第１の格子柄部１４を撮影するものであり、図１の例では、一方の第１の格子柄部１４Ａを撮影する撮影手段１８Ａと、他方の第１の格子柄部１４Ｂ及び第２の格子柄部１６を同時に撮影する撮影手段１８Ｂとの、２つの撮影手段１８が設置されている。そのうち、一方の撮影手段１８Ａは、望遠レンズ２６を具備しており、第１の格子柄部１４Ａが設けられた打設杭１２から比較的離れた、打設杭１２への打設の影響を受けない位置に設置されている。又、他方の撮影手段１８Ｂは、打設杭１２に設けられた第１の格子柄部１４Ｂと構造物２８に設けられた第２の格子柄部１６とを、同時に撮影することが可能な、それら双方に比較的近い位置に設置されている。例えば、撮影手段１８Ｂは、打設杭１２への打設の影響を受けて振動する程度に近い位置にあってもよく、水上施工の場合は船舶上に設置されてもよい。これらの撮影手段１８には、これに限定されるものではないが、例えば２００ｆｐｓ程度の高速撮影が可能なカメラを使用することが好ましい。なお、図１に示している矢印は、各撮影手段１８から撮影する対象を示している。
【００２２】
同期手段２０は、２つの撮影手段１８Ａ、１８Ｂを同期するためのものであり、この同期手段２０を介して、撮影手段１８Ａにより撮影された撮影データと、撮影手段１８Ｂにより撮影された撮影データとが同期されて、制御算出手段２４により取り込まれる。同期手段２０には、撮影手段１８や制御算出手段２４の構成に応じた、適切な同期コントローラが用いられる。
電源供給手段２２は、同期手段２０及び制御算出手段２４に対して電力供給するものであり、例えば蓄電池や発電機等で構成される。しかしながら、同期手段２０及び制御算出手段２４がバッテリーを内蔵している場合はそれを使用してもよく、又、近隣施設や船舶から電力を得られる場合はそれを使用してもよい。
【００２３】
制御算出手段２４は、第１の格子柄部１４Ａを撮影した撮影手段１８Ａの撮影結果と、第１の格子柄部１４Ｂ及び第２の格子柄部１６を同時に撮影した撮影手段１８Ｂの撮影結果とを、同期手段２０を介して取り込む。そして、これらの撮影結果から、サンプリングモアレ法を利用して、打設杭１２の１打撃毎の貫入量及びリバウンド量を算出し、更に、この算出結果から、本実施の形態ではＨｉｌｅｙの動的支持力算定式を利用して、打設杭１２の打ち止めの判定を行う。打設杭１２の貫入量及びリバウンド量の算出や、打設杭１２の打ち止め判定については、後程詳しく説明する。又、制御算出手段２４は、例えば、上記の算出や判定を行うようにプログラムされた、専用のソフトウェアを備えた各種のコンピュータにより構成される。
【００２４】
なお、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理補助システム１０は、図１に示したような構成に限定されるものではなく、例えば、第１の格子柄部１４が１つのみ或いは３つ以上であってもよく、第２の格子柄部１６を備えていなくてもよい。又、撮影手段１８が１つのみ或いは３つ以上であってもよく、撮影手段１８が１つのみの場合は、その１つの撮影手段１８で複数の第１の格子柄部１４を同時に撮影してもよく、又、同期手段２０が不要となる。すなわち、打設杭の打ち止め管理補助システム１０は、第１の格子柄部１４を少なくとも１つ、それを撮影する撮影手段１８を少なくとも１つ、及び、制御手段２４を備えていればよいものである。更に、望遠レンズ２６は、撮影対象の第１の格子柄部１４や第２の格子柄部１６と撮影手段１８との間の距離に応じて、適宜、使用すればよい。
【００２５】
続いて、図４に示すフロー図の流れに沿って、上述したような構成の打設杭の打ち止め管理補助システム１０を利用する、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法について説明する。なお、打設杭の打ち止め管理補助システム１０の構成は、適宜、図１を参照のこと。
ここで、図４のフロー図は、打込み杭工法等において油圧ハンマ３０（図２参照）等により打設される、鋼管杭等の打設杭１２の先端が、地中の支持層に達したタイミング以降の流れを示している。
【００２６】
Ｓ１０（第１及び第２の格子柄部設置）：作業員により、第１の格子柄部１４（１４Ａ、１４Ｂ）及び第２の格子柄部１６を設置する。ここで、第１の格子柄部１４及び第２の格子柄部１６としての格子柄シートには、格子柄の大きさやピッチが異なる複数種類の格子柄シートを、予め用意しておくことが好ましい。そして、撮影対象の格子柄部１４、１６と撮影手段１８との間の距離や、打設杭１２の打設時における第１の格子柄部１４の変位量等に応じて、適切な大きさやピッチを有する格子柄シートを選定する。更に、選定した格子柄シートを、第１の格子柄部１４及び第２の格子柄部１６として、打設杭１２の外周面及び構造物２８の壁面に取り付ける。なお、第１の格子柄部１４は、本作業ステップＳ１０よりも前に、打設杭１２の外周面に予め貼り付けや描画されていてもよい。
【００２７】
Ｓ２０（撮影手段設置）：作業員により、撮影手段１８（１８Ａ、１８Ｂ）を設置する。すなわち、上述したように、望遠レンズ２６を具備した撮影手段１８Ａを、打設杭１２から比較的離れた、打設杭１２への打設の影響を受けない位置に設置する。又、撮影手段１８Ｂを、第１の格子柄部１４Ｂと第２の格子柄部１６とを同時に撮影することが可能な、それらの双方に比較的近い適切な位置に設置する。
更に、同期手段２０、電源供給手段２２、制御算出手段２４といった他の機材を、撮影手段１８の設置位置に応じた適切な位置に設置する。
【００２８】
Ｓ３０（撮影開始）：撮影手段１８（１８Ａ、１８Ｂ）による撮影を開始する。すなわち、一方の撮影手段１８Ａでは、打設杭１２の外周面に設けられた一方の第１の格子柄部１４Ａの撮影を開始し、他方の撮影手段１８Ｂでは、打設杭１２の外周面に設けられた他方の第１の格子柄部１４Ｂと、構造物２８の壁面に設けられた第２の格子柄部１６との同時撮影を開始する。
Ｓ４０（打撃）：油圧ハンマ３０（図２参照）等を使用して、打設杭１２を１回打撃する。
【００２９】
Ｓ５０（貫入量及びリバウンド量算出）：制御算出手段２４により、上記Ｓ４０における打撃時の、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を算出する。具体的には、上記Ｓ４０における打撃時に撮影手段１８Ａによって撮影された、第１の格子柄部１４Ａの撮影画像から、サンプリングモアレ法を利用して、経過時間毎の打設杭１２の変位量を算出する。このとき、撮影手段１８Ａは、打設杭１２への打設の影響を受けない程度に離れた位置に設置されているため、特に撮影手段１８Ａの振動の影響等は考慮せずに算出を行う。更に、上記Ｓ４０における打撃時に撮影手段１８Ｂによって撮影された、第１の格子柄部１４Ｂ及び第２の格子柄部１６の撮影画像から、サンプリングモアレ法を利用して、経過時間毎の打設杭１２の変位量を算出する。
【００３０】
すなわち、撮影手段１８Ｂは、打設杭１２の比較的近くに設置されており、打設杭１２への打設の影響で振動することが想定される。このため、打設杭１２に対する打設の影響を受けることなく、位置が変化しない静止位置（構造物２８）に設けられた第２の格子柄部１６を不動点とし、振動の影響を除去するように補正して、打設杭１２の変位量（第１の格子柄部１４Ｂの変位量）を算出する。そして、第１の格子柄部１４Ａの撮影画像から求めた変位量と、第１の格子柄部１４Ｂの撮影画像から求めた変位量とから、選定或いは平均値等を算出することで、最終的な打設杭１２の変位量を算出する。更に、上記Ｓ４０における打撃時の、経過時間毎の打設杭１２の変位量を、例えば図５（ａ）に示すようにグラフ化して、制御算出手段２４に接続された表示装置（図示省略）に表示する。又、経過時間毎の打設杭１２の変位量から、上記Ｓ４０における打撃時の、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を算出する。
【００３１】
Ｓ６０（打撃回数判定）：制御算出手段２４或いは作業員等により、油圧ハンマ３０による打撃を所定回数行ったか否かを判定する。ここで、本作業ステップＳ６０に、後述するＳ８０を経ずに至った場合は、打設杭１２の先端が地中の支持層に達した後に、油圧ハンマ３０による打撃を所定の複数回（例えば１０回）行ったか否かを判定する。その結果、所定の複数回行ったと判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ７０へ移行し、まだ所定の複数回行っていないと判定した場合（ＮＯ）は、上記Ｓ４０へ復帰する。すなわち、打設杭１２の先端が地中の支持層に達した後に、油圧ハンマ３０による打撃を所定の複数回行うまで、上記Ｓ４０〜Ｓ６０を繰り返し実行する。この繰り返しにより、打設杭１２が１０回打撃される間の変位量が、図５（ａ）のグラフのように求められると共に、１０回打撃される間の１打撃毎の貫入量及びリバウンド量が算出される。
【００３２】
なお、図５（ａ）には、打設杭１２の先端が地中の支持層に達した後に、１０回打撃される間の１打撃毎のリバウンド量を、Ｋ１〜Ｋ１０として図示している。更に、図５（ｂ）には、打設杭１２が打撃されたタイミングでの、打設杭１２の変位量を拡大して示しており、この波形から、打撃の直後は一端大きく貫入するものの、直ぐにリバウンドして貫入量が減少していることが分かる。
一方、本作業ステップＳ６０に、後述するＳ８０を経て至った場合は、追加の打撃に十分な回数の打撃を行ったか否かを判定する。その結果、十分な回数の打撃を行ったと判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ７０へ移行し、まだ十分な回数の打撃を行っていないと判定した場合（ＮＯ）は、上記Ｓ４０へ復帰する。
【００３３】
Ｓ７０（支持力算出）：制御算出手段２４により、上記Ｓ５０において算出した、１打撃毎の打設杭１２の貫入量及びリバウンド量から、Ｈｉｌｅｙの動的支持力算定式を利用して、打設杭１２の現状の支持力を算出する。すなわち、例えば、Ｈｉｌｅｙの簡略式として知られる「Ｒｕ＝ｅｆ×Ｅ／（Ｓ＋１／２Ｋ）」という数式を用いる。ここで、「Ｒｕ」は打設杭１２の極限支持力（ｋＮ）、「ｅｆ」はハンマ係数、「Ｓ」は打設杭１２の貫入量（ｍ）、「Ｋ」は打設杭１２のリバウンド量（ｍ）、「Ｅｎ」はハンマエネルギー（ｋＪ）である。
【００３４】
そして、打設杭１２の貫入量「Ｓ」には、図５（ａ）に「Ｓ＝ｓ／ｎ」と示しているように、打設杭１２を所定の複数回（本実施例では１０回）打撃した間の、１打撃毎の貫入量の平均値を算出して使用する。更に、打設杭１２のリバウンド量「Ｋ」には、図５（ａ）に「Ｋ＝Ａｖｅ．（Ｋｎ）」と示しているように、打設杭１２を所定の複数回（本実施例では１０回）打撃した間の、１打撃毎のリバウンド量の平均値を算出して使用する。なお、後述するＳ８０を経て本作業ステップＳ７０に至っている場合は、上記Ｓ４０で行った追加の打撃時の貫入量及びリバウンド量も使用することとする。
【００３５】
Ｓ８０（打ち止め判定）：制御算出手段２４により、上記Ｓ７０において算出した打設杭１２の支持力に基づき、打ち止めするか否かを判定する。すなわち、算出した打設杭１２の支持力が、打設杭１２の設計支持力に達していない場合は、打設杭１２の打設を続行すると判定し（ＮＯ）、上記Ｓ４０へ復帰する。他方、算出した打設杭１２の支持力が、打設杭１２の設計支持力に達している場合は、打設杭１２を打ち止めすると判定し（ＹＥＳ）、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法が終了となる。
ここで、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、図４の構成に限定されるものではなく、図４に示した作業ステップの一部が変更、追加、削除されたものであってもよい。
【００３６】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、図１に示すような打設杭の打ち止め管理補助システム１０を利用するものであり、打設杭１２の打設時に水中や地中等に入り込まずに露出する位置にある、打設杭１２の外周面の少なくとも１箇所に、格子柄を配した第１の格子柄部１４を設ける（図２及び図４のＳ１０参照）。又、油圧ハンマ３０（図２参照）等で打設されることで徐々に地中に貫入される打設杭１２が、少なくとも地中の支持層に達した後で打設される際に、少なくとも１つの撮影手段１８によって第１の格子柄部１４を撮影する（図４のＳ３０参照）。そして、この第１の格子柄部１４の撮影結果から、制御算出手段２４により、所謂サンプリングモアレ法と呼ばれる変位計測法を利用して、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を算出する（図４のＳ５０参照）。ここで、サンプリングモアレ法は、撮影した格子柄の画像のサンプリングにより発生するモアレ縞の位相を解析することで、格子柄が配された物体の変位を求める方法であり、撮影された格子柄のピントが多少ズレていても、問題なく変位が求められるものである。
【００３７】
更に、第１の格子柄部１４を撮影する撮影手段１８や、変位量の算出に利用する制御算出手段２４には、キャリブレーションが不要である。このため、撮影時のピント合わせやキャリブレーションに時間を要することなく、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を迅速に計測することができる。又、格子柄の撮影や変位量の算出をデジタルデータで処理するため、データのばらつきが少なく、信頼性の高い計測結果を得ることができ、計測に使用する機器の構成にもよるが、例えば０．０５ｍｍ単位の高精度で変位を計測することができる。更に、図５に示すように計測結果をコンピュータによりグラフ化することとすれば、計測結果をリアルタイムに波形確認することが可能となる。加えて、作業員が油圧ハンマ３０等の近傍にいる必要がない上に、撮影手段１８により第１の格子柄部１４を撮影できる位置関係が確保できれば、視界や足場等の影響を受けることなく、様々な現場条件に対応して適用することができる。
【００３８】
又、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、打設杭１２が地中の支持層に達した後に、打設杭１２を油圧ハンマ３０等により複数回（例えば１０回程度）打撃したときの、１打撃毎の打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を、上述したように算出する。そして、これらの算出結果から、制御算出手段２４により、例えばＨｉｌｅｙの動的支持力算定式等を利用して、打設杭１２の打ち止めを判定するものである（図４のＳ７０、Ｓ８０参照）。ここで、打設杭の打ち止め判定に利用する数式は、上述したＨｉｌｅｙの動的支持力算定式に限定されることなく、様々な数式を利用することができる。これにより、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量の計測に加えて、打設杭１２の打ち止めの判定を、迅速にかつ精度良く行うことが可能となる。
【００３９】
更に、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、打設杭１２に対する打設の影響を受けずに位置が変化しない静止位置、例えば既設構造物２８の壁面等に、第１の格子柄部１４と同じく格子柄を配した第２の格子柄部１６を設ける（図４のＳ１０参照）。そして、打設杭１２の外周面に設けられた第１の格子柄部１４と静止位置に設けられた第２の格子柄部１６とを、撮影手段１８（１８Ｂ）により同時に撮影し、これらの撮影結果から、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を算出するものである。ここで、撮影手段１８を打設杭１２の比較的近傍に設置して撮影する場合、打設杭１２の打設の影響を受けて撮影手段１８が振動し、その振動の影響が打設杭１２の貫入量及びリバウンド量の算出結果に及ぶ虞がある。又、水上から水底の地盤に打設される打設杭１２を撮影するために、水上の船舶に撮影手段１８を設置する場合、波や風を受けて船舶が撮影手段と共に動揺し、その動揺の影響が打設杭１２の貫入量及びリバウンド量の算出結果に及ぶ虞がある。
【００４０】
そこで、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、振動や動揺の影響を受けない静止位置に設けた第２の格子柄部１６を第１の格子柄部１４と同時に撮影し、第２の格子柄部１６を不動点として第１の格子柄部１４の変位量を算出する。これによって、打設の振動や船舶の動揺の影響を除去することができ、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量をより正確に算出することが可能となる。なお、撮影手段１８に正確なピント合わせが必要ないことから、第１の格子柄部１４と第２の格子柄部１６とが多少離れていても、特に問題なく１つの撮影手段１８で同時に撮影することができる。
【００４１】
又、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法は、撮影手段１８（１８Ａ）に望遠レンズ２６を取り付け、打設杭１２から離れた位置において撮影を行うことで、現場条件の制約を受けて打設杭１２の近くに撮影手段１８Ａを設置できない場合等であっても、第１の格子柄部１４の撮影を問題なく行うことができる。更に、打設杭１２の打設の影響が及ばない程度に離れた位置に撮影手段１８Ａを設置することとすれば、打設の影響により撮影手段１８Ａが振動することなく、打設杭１２の貫入量及びリバウンド量を正確に算出することができる。
又、図１の例のように、第１の格子柄部１４を２つ以上設け、第１の格子柄部１４の変位量を個別に算出して、打設杭１２の変位量の算出に使用することで、より精度高く貫入量及びリバウンド量を算出することができる。
【００４２】
加えて、第１の格子柄部１４として、図３に示すような格子柄シートを使用することとすれば、打設杭１２に貼り付けても振動で壊れたりズレたりすることなく、又、予め打設杭１２に貼り付けておくこともできるため、取り扱いが容易である。
更に、第１の格子柄部１４や第２の格子柄部１６の周囲に、ＬＥＤ照射等で光を照射することで、夜間であっても撮影及び計測が可能となる。
なお、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理補助システム１０は、本発明の実施の形態に係る打設杭の打ち止め管理方法に利用されることで、打設杭の打ち止め管理方法と同等の上記のような作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０：打設杭の打ち止め管理補助システム、１２：打設杭、１４（１４Ａ、１４Ｂ）：第１の格子柄部、１６：第２の格子柄部、１８（１８Ａ、１８Ｂ）：撮影手段、２４：制御算出手段、２６：望遠レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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