(57)【要約】【課題】地中コンクリート構造物を構築する方法における鉄筋かごが配置された孔内にコンクリートを打設する際に、鉄筋かごの浮き上がりを検知することができる簡易な構成の装置を提供する。【解決手段】検知装置は、先端が鉄筋かごを構成する鉄筋２２Ａの先端に取り付けられたワイヤ１４０と、ぜんまいばね１２１により巻枠１２２に回転力を加え、ワイヤ１４０に上向きに引張力を加える巻取機構１２０と、鉄筋かごに浮き上がりが生じると、ワイヤ１４０が巻枠１２２が回転し、マグネット１３６がリードスイッチ１３１に近接することで、電池１３５からブザー１３３及びＬＥＤランプ１３４への電力の供給を許可する警報機構１３０と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に形成された孔内に鉄筋かごを設置して、前記孔内にコンクリートを打設した際に前記鉄筋かごの浮き上がりを検知する装置であって、
下端が前記鉄筋かごに取り付けられた索条体と、
前記索条体に上向きの引張力を加える引張機構と、
前記索条体が前記引張機構により引き上げられることを検知する検知機構と、を備えることを特徴とする鉄筋かごの浮き上がり検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の鉄筋かごの浮き上がり検知装置であって、
前記検知機構が、前記索条体が引き上げられたことを検知すると、警報を発する警報装置を備えることを特徴とする鉄筋かごの浮き上がり検知装置。
【請求項３】
地盤に形成された孔内に鉄筋かごを設置して、前記孔内にコンクリートを打設した際に前記鉄筋かごの浮き上がりを検知する方法であって、
前記鉄筋かごに取り付けられた索条体の下端を取付け、
前記索条体に上向きの引張力を加え、
前記索条体が引き上げられることを検知することを特徴とする鉄筋かごの浮き上がり検知方法。
【請求項４】
地盤に形成された孔内に鉄筋かごを配置する鉄筋かご配置ステップと、前記孔内にコンクリートを打設するコンクリート打設ステップとを含んでなる地中コンクリート構造物を構築する方法であって、
前記コンクリート打設ステップでは、
下端が前記鉄筋かごに取り付けられた索条体と、前記索条体に上向きの引張力を加える引張機構と、前記索条体が前記引張機構により引き上げられることを検知する検知機構と、を備えた検知装置を設置しておき、
前記索条体が前記引張機構により引き上げられたことを前記検知機構が検知した場合には、前記コンクリートの打設速度を低下させること、前記トレミー管の下端高さを上昇させること、又は、所定の時間、コンクリートの打設を中止すること、のうち少なくとも何れかを行うことを特徴とする地中コンクリート構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ちコンクリート杭や地中壁などの地中コンクリート構造物を構築する際に、コンクリートを打設する工程において、鉄筋かごの浮き上がりを検知するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地盤を削孔することで形成された孔内に鉄筋かごを配置し、孔内にトレミー管を挿入し、トレミー管を通してコンクリートを打設することによりコンクリート杭や地中壁を構築する方法が用いられている。この方法では、コンクリートを打設した際に、鉄筋かごが打設したコンクリートから上方に向かって浮力を受けて、鉄筋かごに浮き上がりを生じてしまうことがある。特に、鉄筋かごの全長が短い場合には、鉄筋かご全体の自重が小さいため、浮き上がりを生じやすい。
【０００３】
鉄筋かごが浮き上がりを生じてしまうと、コンクリート杭や地中壁の下端部に鉄筋が埋設されていないこととなり、コンクリート杭や地中壁に設計通りの耐力を期待できなくなる。このため、例えば、特許文献１には、コンクリートを打設する工程にいて、鉄筋かごの支持荷重を測定し、測定した結果に基づいて、鉄筋かごの浮き上がりを判断する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平８―２０９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記の方法では、鉄筋かごの支持荷重を測定するため、地上において鉄筋かごの重量を支持しなければならず、装置が大掛かりになり、コスト高になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、地中コンクリート構造物を構築する方法における鉄筋かごが配置された孔内にコンクリートを打設した際に、鉄筋かごの浮き上がりを検知することができる簡易な構成の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の鉄筋かごの浮き上がり検知装置は、地盤に形成された孔内に鉄筋かごを設置して、前記孔内にコンクリートを打設した際に前記鉄筋かごの浮き上がりを検知する装置であって、下端が前記鉄筋かごに取り付けられた索条体と、前記索条体に上向きの引張力を加える引張機構と、前記索条体が前記引張機構により引き上げられることを検知する検知機構と、を備えることを特徴とする。
上記の検知装置において、前記検知機構が、前記索条体が引き上げられたことを検知すると、警報を発する警報装置を備えてもよい。
【０００７】
また、本発明の鉄筋かごの浮き上がり検知方法は、地盤に形成された孔内に鉄筋かごを設置して、前記孔内にコンクリートを打設した際に前記鉄筋かごの浮き上がりを検知する方法であって、前記鉄筋かごに取り付けられた索条体の下端を取付け、前記索条体に上向きの引張力を加え、前記索条体が引き上げられることを検知することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の地中コンクリート構造物の構築方法は、地盤に形成された孔内に鉄筋かごを配置する鉄筋かご配置ステップと、前記孔内にコンクリートを打設するコンクリート打設ステップとを含んでなる地中コンクリート構造物を構築する方法であって、前記コンクリート打設ステップでは、下端が前記鉄筋かごに取り付けられた索条体と、前記索条体に上向きの引張力を加える引張機構と、前記索条体が前記引張機構により引き上げられることを検知する検知機構と、を備えた検知装置を設置しておき、前記索条体が前記引張機構により引き上げられたことを前記検知機構が検知した場合には、前記コンクリートの打設速度を低下させること、前記トレミー管の下端高さを上昇させること、又は、所定の時間、コンクリートの打設を中止すること、のうち少なくとも何れかを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鉄筋かごを支持する必要がないため、鉄筋かごに一端が取り付けられた索条体と、索条体に張力を加える機構と、索条態が引き上げられたことを検知する機構と、からなる簡単な構成で鉄筋かごの浮き上がりを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の浮き上がり検知装置の位置実施形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、場所打ちコンクリート杭を構築する場合を例として説明する。
図１は、地下階を有する建物１０の下部に接続された場所打ちコンクリート杭２０を示す図である。同図に示すように、場所打ちコンクリート杭２０は、円柱状のコンクリート部材２１と、コンクリート部材２１内に埋設された鉄筋かご２２とにより構成される。鉄筋かご２２の上端は、場所打ちコンクリート杭２０を構成するコンクリート部材２１の上端から突出し、建物１０の下部を構成するコンクリート１１内まで到達しており、これにより、場所打ちコンクリート杭２０と建物１０の下部とが接続されている。
【００１１】
図２は、場所打ちコンクリート杭を構築する方法を説明するための図である。
場所打ちコンクリート杭を構築するには、まず、同図（Ａ）に示すように、地上より掘削装置９０により、所定の深さまで先行掘削を行い、先行掘削により形成された掘削孔９１の外周に沿うようにケーシング３０を挿入する。
次に、図２（Ｂ）に示すように、掘削装置９０により、杭の下端深さに到達するまで、地盤を掘削するとともに、地盤を掘削して形成した掘削孔９１内に安定液９２を注入する。
【００１２】
次に、図２（Ｃ）に示すように、掘削孔９１内に鉄筋かご２２を建て込む。なお、本実施形態では、建物が地下部を備えるため、鉄筋かご２２の上端が地下部の上端高さとなるように全長の短い鉄筋かご２２が用いられている。
次に、図２（Ｄ）に示すように、先端が掘削孔９１の下端に到達するようにトレミー管９３を挿入し、このトレミー管９３を通して掘削孔９１内にコンクリート２１を打設する。
次に、図２（Ｅ）に示すように、所定の高さまでコンクリート２１を打設した後、トレミー管９３を撤去し、コンクリート２１が硬化するまで養生する。
【００１３】
次に、図２（Ｆ）に示すように、建物の下端の高さまで地盤を掘削するとともに、コンクリート部材２１の上部をはつり、鉄筋かご２２の上端を露出させる。
次に、図２（Ｇ）に示すように、鉄筋かご２２の上端が、コンクリート１１内に埋設されるように建物１０の下部を構築する。
以上の工程により場所打ちコンクリート杭２０を建物の下部と一体に構築することができる。
【００１４】
ここで、従来技術の欄に記載したように、図２（Ｄ）を参照して説明した掘削孔９１内にコンクリート２１を打設する工程において、コンクリート２１の打設圧により鉄筋かご２２が浮力を受け、鉄筋かご２１に浮き上がりが生じることがある。
【００１５】
これに対して、本実施形態では、以下に説明する鉄筋かご２２の浮き上がりを検知する検知装置１００を用いることにより、コンクリート２１を打設する際の鉄筋かご２２の浮き上がりを防止することとした。
【００１６】
図３は、本実施形態の鉄筋かご２２の浮き上がりを検知する検知装置１００の構成を示す図であり、図４は、検知装置１００を構成する装置本体１１０の構成を示す図である。図３に示すように、検知装置１００は、ケーシング３０の内側の上端部に取り付けられた装置本体１１０と、装置本体１１０から下方に延びるワイヤ１４０と、により構成される。
【００１７】
図４に示すように、装置本体１１０は、ワイヤ１４０に引張力を加えるワイヤ引張機構１２０と、ワイヤ１４０が引き上げられたことを検知し、警報を発する警報機構１３０とを備えてなる。
【００１８】
ワイヤ引張機構１２０は、ワイヤ１４０が巻きつけられた巻枠１２２と、巻枠１２２に回転力を付与するぜんまいばね１２１とにより構成される。
ワイヤ１４０の先端は、掘削孔９１内に配置された鉄筋かご２２を構成する鉄筋２２Ａの上端部に接続されている。なお、ワイヤ１４０の先端を鉄筋かご２２に取り付ける作業は、図２（Ｃ）を参照して説明した鉄筋かご２２を掘削孔９１内に建て込む工程において行えばよい。
ぜんまいばね１２１は、常時、巻枠１２２にワイヤ１４０を巻き取る方向の回転力を加えており、これにより、ワイヤ１４０には上方に向かって引張力が作用することとなる。
【００１９】
また、警報機構１３０は、電池１３５と、電池１３５に並列に接続されたＬＥＤランプ１３４及びブザー１３３と、電池１３５からの電力の供給が遮断された状態と、許可された状態とを切り替えるリードスイッチ１３１と、巻枠１２２に取り付けられたマグネット１３６とを備えてなる。
【００２０】
リードスイッチ１３１は、常時は、電池１３５からＬＥＤランプ１３４及びブザー１３３への電力の供給を遮断した状態となっており、マグネット１３６が近接すると、電力の供給を許可した状態へと切り替わる。
ＬＥＤランプ１３４は、電力が供給されると点灯する。また、ブザー１３３は電力が供給されると、浮き上がりが生じた旨の警報を発する。
【００２１】
図２（Ｄ）を参照して説明した、掘削孔９１内にコンクリート２１を打設する工程において、鉄筋かご２２に浮き上がりが生じると、巻枠１２２がぜんまいばね１２１により回転され、ワイヤ１４０を巻取方向に回転することとなる。このように、巻枠１２２が回転すると、リードスイッチ１３１とマグネット１３６とが近接するため、リードスイッチ１３１は、電池１３５からＬＥＤランプ１３４及びブザー１３３への電力の供給を許可する。このように、リードスイッチ１３１とマグネット１３６が近接することにより、ワイヤ１４０が巻き取られたことを検知すると、ＬＥＤランプ１３４が点灯するとともに、ブザー１３３により浮き上がりが生じた旨の警報が発せられる。これにより、作業員は、鉄筋かご２２に浮き上がりが生じたことを知ることができる。
【００２２】
このように、鉄筋かご２２に浮き上がりが生じた場合には、コンクリート２１を打設する作業を一時中断する。そして、以下に説明する何れか一つの方法又はこれらの方法を組み合わせることにより鉄筋かご２２浮き上がりを防止する。
（１）      トレミー管の先端の高さを上昇させる。
これにより、コンクリート２１の打設位置が高くなり、掘削孔９１内に打設された後、上方に向かって移動するコンクリート２１の量が減少するため、鉄筋かご２２に作用する浮力が小さくなり、鉄筋かご２２の浮き上がりを防止できる。
（２）      コンクリート２１の打設速度を下げる。
これにより、鉄筋かご２２に作用する浮力が小さくなり、鉄筋かご２２の浮き上がりを防止できる。
（３）      所定の時間、コンクリート２１の打設を中止し、この時間の経過後、コンクリート２１の打設を再開する。
【００２３】
これにより、打設したコンクリート２１が硬化するため、鉄筋かご２２に作用する浮力に対する抵抗力が大きくなる。これにより、鉄筋かご２２に作用する浮力が小さくなり、鉄筋かご２２の浮き上がりを防止できる。
【００２４】
これらの方法により、鉄筋かご２２の浮き上がりを防止しながらコンクリート２１を打設することにより、鉄筋かご２２が所定の位置に埋設された場所打ちコンクリート杭２０を構築することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態によれば、鉄筋かご２２に浮き上がりが生じると、ぜんまいばね１２１により回転力が加えられた巻枠１２２が回転し、鉄筋かご２２に先端が取り付けられたワイヤ１４０を巻き取る。これにより、巻枠１２２に取り付けられたマグネット１３６がリードスイッチ１３１に近接し、リードスイッチ１３１がＬＥＤランプ１３４及びブザー１３３への電力の供給を許可し、ＬＥＤランプ１３４が点灯し、また、ブザー１３３が警報を発するため、作業員が鉄筋かご２２の浮き上がりを知ることができる。特に、本実施形態では、上記のように建物が地下部を備えており、鉄筋かご２２の上端が地下部の上端高さとなり、鉄筋かご２２の全長が短いので、鉄筋かご２２の浮き上がりが生じやすいため、有効である。
【００２６】
また、本実施形態の浮き上がり検知装置１００は、鉄筋かご２２に取り付けられたワイヤ１４０と、ワイヤ１４０に引張力を加えるワイヤ引張機構１２０と、ワイヤ引張機構１２０によりワイヤ１４０が巻き取られたことを検知して警報を発する警報機構１３０とにより構成され、簡単な構成であるため、低コストで鉄筋かご２２の浮き上がりを検知することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、装置本体１１０のワイヤ引張機構１２０が、ぜんまいばね１２１と、ぜんまいばね１２１による回転力が作用する巻枠１２２とにより構成される場合について説明したが、ワイヤ引張機構１２０の構成はこれに限らない。図５は、ワイヤ引張機構を別の構成とした場合の装置本体２１０の構成を示す図である。同図に示すように、ワイヤ引張機構２２０は、ワイヤ１４０が巻きつけられた巻枠２２１と、軸方向中央を中心に回動可能なてこ部材２２２とにより構成される。てこ部材２２２の一端には、ワイヤ固定部２２４が設けられており、このワイヤ固定部２２４はワイヤ１４０を固定することができる。また、てこ部材２２２の他端側には、下向きのばね力をてこ部材２２２に作用させるばね部材２２３が接続されており、さらに、当該他端側の先端にはマグネット１３６が取り付けられている。なお、警報機構１３０の構成は上記の実施形態と同様である。
【００２８】
かかる装置本体２１０を用いる場合には、図２（Ｃ）の鉄筋かご２２を掘削孔９１内に建て込む工程を行う際に、鉄筋かご２２の上端にワイヤ１４０の先端を接続しておく。そして、装置本体２１０をケーシング３０内部の上端に取り付け、巻枠２２１を回転させてワイヤ１４０を巻き取り、ワイヤ１４０のたるみを取り除く。そして、ばね部材２２３が復元力を発現するように、てこ部材２２２をばね部材２２３が伸長する方向に回動させ、この状態でワイヤ固定部２２４によりワイヤ１４０をてこ部材２２２の一端に固定する。これにより、てこ部材２２２には、ばね部材２２３の復元力によりマグネット１３６が取り付けられた側が下方に向かうような回転力が作用し、てこ部材２２２の一端側に接続されたワイヤ１４０には上方に向かう引張力が作用することとなる。
【００２９】
したがって、鉄筋かごに２２浮き上がりが生じると、ワイヤ１４０に作用する引張力が無くなり、てこ部材２２２がばね部材２２３の復元力により回転する。これにより、マグネット１３６がリードスイッチ１３１に近接し、リードスイッチ１３１がブザー１３３及びＬＥＤランプ１３４への電力の供給を許可する。このようにして、リードスイッチ１３１とマグネット１３６が近接することにより、ワイヤ１４０が巻き取られたことを検知すると、ため、ブザー１３３により警報が発生られるとともに、ＬＥＤランプ１３４が点灯することとなる。
さらに、ワイヤ引張機構の構成は、図４や図５を参照して説明した構成に限定されず、要するに、ワイヤ１４０に引張力を加えることができる構成であればよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、リードスイッチ１３１とマグネット１３６が近接することにより、ワイヤ１４０が巻き取られたことを検知することとしたが、これに限らず、例えば、ワイヤ１４０に目印を取り付けておき、この目印の位置をエンコーダで読み取ることにより、ワイヤ１４０が巻き取られたことを検知することとしてもよい。
また、本実施形態では、ブザー１３３及びＬＥＤランプ１３４により警報を発することとしたが、警報を発する方法はこれに問わない。
【００３１】
また、本実施形態では、場所打ちコンクリート杭を構築する場合に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、鉄筋かごが埋設された地中連続壁を構築する場合であっても本発明を適用することができ、要するに、鉄筋がごが埋設される地中コンクリート構造物であれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】地下階を有する建物の下部に接続された場所打ちコンクリート杭を示す図である。
【図２】場所打ちコンクリート杭を構築する方法を説明するための図である。
【図３】本実施形態の鉄筋かごの浮き上がりを検知する検知装置の構成を示す図である。
【図４】検知装置を構成する装置本体の構成を示す図である。
【図５】ワイヤ引張機構を別の構成とした場合の装置本体の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  建物                              １１  コンクリート
２０  場所打ちコンクリート杭            ２１  コンクリート部材
２２  鉄筋かご                          ２２Ａ  鉄筋
３０  ケーシング                        ９０  掘削装置
９１  掘削孔                            ９２  安定液
９３  トレミー管
１００  検知装置                        １１０、２１０  装置本体
１２０、２２０  引張機構                １２１  ぜんまいばね
１２２、２２１  巻枠                    １３０  警報機構
１３１  リードスイッチ                  １３３  ブザー
１３４  ＬＥＤランプ                    １３６  マグネット
１４０  ワイヤ
２２２  てこ部材                        ２２３  ばね部材
２２４  ワイヤ固定部
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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