(57)【要約】【課題】より容易な出来形管理を可能にする出来形管理システム及び出来形管理方法を実現する。【解決手段】出来形管理システム１００において、地中に圧入された杭材Ｐ１の出来形が仮想図形（コンピュータグラフィックス）として表示部４２に表示されるので、その表示部４２に表示される杭材Ｐ１の仮想図形をユーザが視認することで、実際には地中に圧入されていて目視することができない杭材Ｐ１の根入部分を確認することができ、また、杭材Ｐ１の圧入完了とほぼ同時に、表示部４２にその杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の出来形が表示されたり、その出来形に関する各種データ（基準高、変位量、根入長など）が数値化されて示されたりするので、ユーザは、施工後の杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）に対する測量を行うことなく、その出来形管理を容易に行うことができる。【選択図】図１
2010261298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に圧入される杭材に取り付けられる複数個の測標と、
前記杭材の圧入とともに変動する前記測標の位置を測定する３次元位置測定器と、
既設杭材の天端継手嵌合部の位置データと前記３次元位置測定器により測定された前記測標の位置データに基づき、前記杭材の姿勢に関する座標データを算出する座標算出制御部と、
前記座標算出制御部により算出された前記座標データに基づき、前記杭材の姿勢を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする出来形管理システム。
【請求項２】
前記表示部は、前記杭材の姿勢に対応する表示図形を表示することで、前記杭材の移動軌跡および前記杭材が圧入完了した出来形を表示することを特徴とする請求項１に記載の出来形管理システム。
【請求項３】
前記杭材を把持してチャック装置を上昇、下降させることを繰り返して、前記杭材を地中に圧入する杭圧入機による 打設工程において、前記３次元位置測定器が前記測標のうち予め定められた第１測標の位置データを測定し、所定のタイミングで前記位置データを受信するとともに、前記杭圧入機が前記杭材を離して前記チャック装置を上昇させる際に発信した所定のタイミング信号を受信する信号受信部を備え、
前記信号受信部が、前記タイミング信号を受信したことに伴い、前記３次元位置測定器が前記測標のうち予め定められた第２測標の位置を測定するとともに、前記位置データを前記信号受信部で受信することを特徴とする請求項１又は２に記載の出来形管理システム。
【請求項４】
前記座標算出制御部により算出された前記座標データに基づき、前記杭材の姿勢が適正であるか否かを判断する判断制御部を備え、
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記表示部に、前記杭材の異常を報知する警告を表示することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の出来形管理システム。
【請求項５】
前記杭材を地中に圧入する杭圧入機に対して、その杭圧入機を遠隔操作するための指示信号を出力する信号出力部を備え、
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記信号出力部から前記杭圧入機の操作部に前記杭材の異常を報知する警告報知指示信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の出来形管理システム。
【請求項６】
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記信号出力部から前記杭圧入機を停止させる停止指示信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の出来形管理システム。
【請求項７】
地中に圧入される杭材に取り付けられた複数個の測標の位置を３次元位置測定器で測定し、
次いで、既設杭材の天端継手嵌合部の位置データと前記３次元位置測定器により測定された前記測標の位置データに基づき、前記杭材の姿勢に関する座標データを算出し、その座標データに基づき前記杭材の姿勢に対応する表示図形を所定の表示部に表示することで、前記杭材の移動軌跡および前記杭材が圧入完了した出来形を表示することを特徴とする出来形管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に打設する鋼矢板等の出来形管理システム及び出来形管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に打設する鋼矢板の継手部に、傾斜計を収納した保護パイプを装着して、打設中あるいは打設完了後の鋼矢板の傾きを計測する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の場合、鋼矢板などの杭材の傾きに関する管理は可能であるが、打設完了した杭材の出来形（例えば、基準高、変位量、根入長など）を管理するには、施工後に地表面に突出している杭材の上端部分を測量して算出しなければならず、出来形管理を行うための作業には労力や時間がかかるため、その出来形管理は煩わしいものであった。また、杭材が継手部を軸として回転した場合にはその判別はできなかった。
【０００５】
本発明の目的は、より容易な出来形管理を可能にする出来形管理システム及び出来形管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、出来形管理システムであって、
地中に圧入される杭材に取り付けられる複数個の測標と、
前記杭材の圧入とともに変動する前記測標の位置を測定する３次元位置測定器と、
既設杭材の天端継手嵌合部の位置データと前記３次元位置測定器により測定された前記測標の位置データに基づき、前記杭材の姿勢に関する座標データを算出する座標算出制御部と、
前記座標算出制御部により算出された前記座標データに基づき、前記杭材の姿勢を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の出来形管理システムにおいて、
前記表示部は、前記杭材の姿勢に対応する表示図形を表示することで、前記杭材の移動軌跡および前記杭材が圧入完了した出来形を表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の出来形管理システムにおいて、
前記杭材を把持してチャック装置を上昇、下降させることを繰り返して、前記杭材を地中に圧入する杭圧入機による打設工程において、前記３次元位置測定器が前記測標のうち予め定めた第１測標の位置を測定し、所定のタイミングで前記位置データを受信するとともに、前記杭圧入機が前記杭材を離して前記チャック装置を上昇させる際に発信した所定のタイミング信号を受信する信号受信部を備え、
前記信号受信部が、前記タイミング信号を受信したことに伴い、前記３次元位置測定器が前記測標のうち予め定めた第２測標の位置を測定するとともに、前記位置データを前記信号受信部で受信することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の出来形管理システム
前記座標算出制御部により算出された前記座標データに基づき、前記杭材の姿勢が適正であるか否かを判断する判断制御部を備え、
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記表示部に、前記杭材の異常を報知する警告を表示することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の出来形管理システムにおいて、
前記杭材を地中に圧入する杭圧入機に対して、その杭圧入機を遠隔操作するための指示信号を出力する信号出力部を備え、
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記信号出力部から前記杭圧入機の操作部に前記杭材の異常を報知する警告報知指示信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の出来形管理システムにおいて、
前記判断制御部が、前記杭材の姿勢が適正でないと判断した場合、前記信号出力部から前記杭圧入機を停止させる停止指示信号を出力することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、出来形管理方法であって、
地中に圧入される杭材に取り付けられた複数個の測標の位置を３次元位置測定器で測定し、
次いで、既設杭材の天端継手嵌合部の位置データと 前記３次元位置測定器により測定された前記測標の位置データに基づき、前記杭材の姿勢に関する座標データを算出し、その座標データに基づき前記杭材の姿勢に対応する表示図形を所定の表示部に表示することで、前記杭材の移動軌跡および前記杭材が圧入完了した出来形を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、地中に圧入された杭材の姿勢を、例えば、仮想の表示図形として表示部に表示することができるので、ユーザは、その表示部に表示される杭材の表示図形を視認することで、実際には地中に圧入されていて目視することができない杭材の根入部分も確認することが可能になる。
特に、圧入される杭材の姿勢に対応する移動軌跡および出来形が自動的に表示部に表示されるので、施工後の杭材に対する測量を行うことなく、より容易に杭材の出来形管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る出来形管理システムの概念を示す説明図である。
【図２】新たに圧入する杭材を既設の杭材の継手部に嵌合させた状態を示す説明図である。
【図３】チャック装置を上昇・下降させて杭材を地中に打設する圧入工程の状態を示す説明図である。
【図４】出来形管理システムにおける出来形管理装置の表示部に表示される表示画面の一例を示す説明図であり、圧入開始時の杭材（ａ）、圧入中の杭材（ｂ）、圧入完了後の杭材（ｃ）を示している。
【図５】出来形管理システムにおける出来形管理装置の表示部に表示される表示画面の一例を示す説明図であり、杭列の出来形を示している。
【図６】本発明に係る出来形管理方法の処理工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る出来形管理方法の割り込み処理工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る出来形管理システム及び出来形管理方法の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
出来形管理システム１００は、図１に示すように、杭圧入機１０によって地盤Ｇに圧入される杭材Ｐ１に複数個取り付けられる測標２０と  、測標２０の位置を測定する３次元位置測定器３０と、３次元位置測定器３０によって測定された測標２０の位置データに対して所定の処理を施し、杭材Ｐ１の配置や姿勢、出来形に関する情報を取得する出来形管理装置４０と、により構成されている。
【００１７】
杭圧入機１０は、 矢板などの杭材Ｐ１を地中に圧入する圧入機であり、既に地盤Ｇに圧入された既設杭Ｐの上端側を掴んで支持する複数（例えば、３つ）のクランプ装置１１…を備えたサドル１２と、サドル１２に対して前後動可能なスライドベース１３と、スライドベース１３上で左右に旋回可能なリーダマスト１４と、リーダマスト１４の前面に昇降可能に取り付けられるチャック装置１５と、リーダマスト１４に対してチャック装置１５を昇降駆動するメイン油圧シリンダ１６と、オペレータにより操作がなされる圧入機操作部１７等を備えている。また杭材Ｐ１は、鋼矢板、鋼管矢板、コンクリート矢板、ＰＣ壁体などであって前記圧入機で圧入する杭材である。
【００１８】
クランプ装置１１は、先に圧入された既設杭Ｐの上端側を掴むことによって、杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に支持させる。
特に、クランプ装置１１は、掴んで支持した既設杭Ｐから反力を取って、杭圧入機１０が新たな杭材Ｐ１を既設杭Ｐに並べて圧入することができるように、杭圧入機１０を既設杭Ｐの上端部に設置するようになっている。
なお、クランプ装置１１…は、例えば、先頭の基準となるクランプ装置１１を除いて、サドル１２に対して左右や前後に移動可能となっており、これにより円弧等の湾曲した線に沿って並んで圧入された複数の既設杭Ｐ（杭列）の上端側を複数のクランプ装置１１でそれぞれ掴むことが可能となっているとともに、その杭列の各杭の間隔が多少異なることがあっても対応できるようになっている。
【００１９】
スライドベース１３は、サドル１２に対し前方に移動してチャック装置１５を水平に前側に移動させることにより、サドル１２を移動することなく、先頭のクランプ装置１１が支持している既設杭Ｐの先に、二本の杭を前後方向に並べて順次圧入可能となっている。
リーダマスト１４は、スライドベース１３に対し左右に旋回可能とされることにより、順次並んで圧入される杭の列の方向を直角に曲げたり、湾曲して曲げたりすることが可能となっている。
これらスライドベース１３とリーダマスト１４とにより、圧入機本体のクランプ装置１１…を備えたサドル１２に対してチャック装置１５を水平方向に移動可能となっている。
【００２０】
チャック装置１５は、その背面側がリーダマスト１４の前面側に昇降可能に嵌合した状態とされるとともに、リーダマスト１４とチャック装置１５に接続されたメイン油圧シリンダ１６により昇降駆動されるようになっている。
また、チャック装置１５の内部には、所定の油圧シリンダの駆動により作動して、上下に貫通した状態の杭材Ｐ１を外側から押圧して把持する図示しない杭把持部が設けられている。
そして、チャック装置１５の昇降範囲は限られているので、杭材Ｐ１を把持してチャック装置１５を下降させることと、杭材Ｐ１を離してチャック装置１５を上昇させることを繰り返すようになっている。これにより、１ストローク分ずつ杭材Ｐ１を圧入することが繰り返され、チャック装置１５の昇降範囲より深く杭材Ｐ１を地中に圧入することが可能になっている。
【００２１】
圧入機操作部１７は、例えば、出来形管理装置４０と無線通信を行うためのアンテナなどを有し各種信号の送受信を行う通信部１７ａと、各種画面を表示する表示部１７ｂと、上記各部を統括制御する制御部１７ｃ等を備えている。
通信部１７ａは、杭圧入機１０におけるチャック装置１５が、杭材Ｐ１を離して上昇する際に、所定のタイミング信号を出来形管理装置４０に向けて発信する。なお、チャック装置１５が杭材Ｐ１を離して上昇する間、杭材Ｐ１は地盤Ｇに対して静止状態を維持しているので、このタイミング信号は、杭材Ｐ１が静止しているタイミングを出来形管理装置４０に通知することを可能にする。
また、通信部１７ａは、出来形管理装置４０から出力された無線信号を受信する。
表示部１７ｂは、出来形管理装置４０から出力された無線信号に基づく各種表示画面、例えば、警告報知指示信号に基づく警告報知画面を表示する。
制御部１７ｃは、杭圧入機１０の動作を検知して、例えば、チャック装置１５が杭材Ｐ１を離して上昇するタイミングにあわせて所定のタイミング信号を通信部１７ａから発信させたり、通信部１７ａで受信した警告報知指示信号に基づく警告報知画面を表示部１７ｂに表示させたりする。
また、制御部１７ｃは、通信部１７ａで受信した無線信号である停止指示信号に基づいて、杭圧入機１０の動作を停止させる。
このように、杭圧入機１０は、出来形管理装置４０との無線通信機能を有しており、出来形管理装置４０からの遠隔操作信号を受信することで、リモートコントロールされるようになっている。
【００２２】
なお、杭圧入機１０は、順次杭材Ｐ１を圧入する際に、新たに圧入した既設杭Ｐに対してクランプ装置１１を備えるサドル１２を移動させるようにして、杭Ｐ一本分に対応して前進することができる。この杭圧入機１０の杭列上の移動に関する動作や、杭材Ｐ１を連設して杭列を構築する動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００２３】
測標２０は、例えば、反射プリズムや反射シートであり、杭圧入機１０によって地中に圧入される杭材Ｐ１の上端側の所定の基準位置に取り付けられる。特に、測標２０は、地中に埋入してしまわない杭材部分（例えば、天端部）に、３次元位置測定器３０による位置測定が可能な向きに取り付けられる。また、測標２０は、複数個設けられているので杭材Ｐ１の回転や傾きが正確に判別できることとなって好適である。
【００２４】
３次元位置測定器３０は、例えば、自動視準機能および自動追尾機能を有する３次元トータルステーションであって、測標２０に対してレーザー等のサーチ光を照射するとともに、測標２０からの反射光を検出して、測標２０の位置を測定する。また、３次元位置測定器３０は、デジタルカメラのＡＦ機能を用いて位置を検出するようにしてもよい。
この３次元位置測定器３０は、予め定められた基準点または座標値が確定した点に設置されており、その基準点から測標２０までの距離と角度を測定することで、基準点と測標２０の位置関係を対応付けるようにして、測標２０の位置を正確に測定することが可能になっている。
また、３次元位置測定器３０は、出来形管理装置４０との無線通信機能を有しており、測定した測標２０の位置データを出来形管理装置４０に送信したり、出来形管理装置４０からの遠隔操作信号を受信したりする。
【００２５】
出来形管理装置４０は、例えば、操作部４１、表示部４２、通信部４３、制御部４４等を備えて構成される。
【００２６】
操作部４１は、例えば、キーボードやマウス、表示部４２に重ねて配されるタッチパネルなどであって、３次元位置測定器３０に測標２０の位置測定を実行させたり、３次元位置測定器３０が測標２０の位置測定により検出した測標２０の位置データを出来形管理装置４０に向けて送信させたりする遠隔操作指示を、ユーザが入力するためのものである。
また、操作部４１は、出来形管理装置４０が３次元位置測定器３０から取得した測標２０の位置データに所定の処理を施す操作指示を入力するためのものである。
なお、杭材Ｐ１の出来形の管理を行うために必要な杭材Ｐ１に関するデータ（例えば、杭材Ｐ１の長さやサイズ、形状等）は、この操作部４１を介して予め入力することができる。
【００２７】
表示部４２は、例えば、液晶ディスプレイであって、３次元位置測定器３０から取得した測標２０の位置データや、その位置データに基づく杭材Ｐ１の姿勢データを表示する。
特に、表示部４２は、杭材Ｐ１の姿勢に対応する仮想の表示図形を表示することで、地中に圧入される杭材Ｐ１の移動軌跡や、その杭材Ｐ１が圧入完了されてなる既設杭Ｐとしての出来形を表示することが可能になっている。
【００２８】
通信部４３は、３次元位置測定器３０や杭圧入機１０と無線通信を行うためのアンテナなどを備え、各種信号の送受信を行うようになっている。
そして、通信部４３は、３次元位置測定器３０や杭圧入機１０を遠隔操作するための操作信号を出力する信号出力部として機能する。
また、通信部４３は、圧入機操作部１７の通信部１７ａから発信された、所定のタイミング信号を受信する信号受信部として機能する。また、通信部４３は、３次元位置測定器３０から発信された測標２０の位置データを受信する信号受信部として機能する。
特に、通信部４３は、３次元位置測定器３０から送信された、測標２０の位置データを受信し、その位置データを制御部４４に送出する。
【００２９】
制御部４４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４４ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４ｂと、記憶部４４ｃ等を備えて構成される。
【００３０】
ＣＰＵ４４ａは、例えば、記憶部４４ｃに記憶された出来形管理装置４０用の各種処理プログラムに従って各種の制御処理を行う。
【００３１】
ＲＡＭ４４ｂは、例えば、ＣＰＵ４４ａによって実行される処理プログラムなどを展開するためのプログラム格納領域や、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果などを格納するデータ格納領域などを備える。
【００３２】
記憶部４４ｃは、例えば、出来形管理装置４０で実行可能なシステムプログラム、当該システムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、ＣＰＵ４４ａによって演算処理された処理結果のデータなどを記憶する。
例えば、処理プログラムとして、位置データ取得プログラム、座標算出制御プログラム、仮想図形作成プログラム、図形表示制御プログラム、判断制御プログラム、警告表示プログラム、警告報知プログラム、緊急停止プログラム等が、記憶部４４ｃに格納されている。
なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶されている。
【００３３】
具体的に、制御部４４は、ＣＰＵ４４ａが位置データ取得プログラムを実行することにより、３次元位置測定器３０を遠隔操作して杭材Ｐ１の圧入中に測標２０を自動追尾させて位置測定を行わせ、測定された位置データを通信部４３で受信してその位置データを取得するとともに、通信部４３が、圧入機操作部１７の通信部１７ａから発信された所定のタイミング信号を受信したことに伴い３次元位置測定器３０を遠隔操作して、３次元位置測定器３０に追尾していた測標２０（第１測標）の 位置測定を行わせ、次いで他の測標２０（第２測標）の位置測定を行わせ、測定された測標２０の位置データを通信部４３で受信して、その位置データを取得する位置データ取得制御部として機能する。
なお、通信部４３が所定のタイミング信号を受信したタイミングは、杭圧入機１０におけるチャック装置１５が杭材Ｐ１を離して上昇するタイミングであって、杭材Ｐ１が静止している状態に対応しているので、その静止した状態の杭材Ｐ１に取り付けられている測標２０の位置を３次元位置測定器３０で測定することで、測標２０の位置測定を精度よく行うことができる。また、前記タイミング信号の代わりに操作部４１からの手入力信号としてもよい。
【００３４】
また、制御部４４は、ＣＰＵ４４ａが座標算出制御プログラムを実行することにより、３次元位置測定器３０により測定された測標２０の位置データに基づき、その測標２０が取り付けられている杭材Ｐ１の姿勢に関する座標データを算出する座標算出制御部として機能する。これら座標データを算出された順の時系列に沿って、所定の座標空間にプロットすることにより、杭材Ｐ１の経時的な姿勢変化を推定することができる。例えば、杭材Ｐ１が地中に圧入される方向や傾き、杭材Ｐ１が地中に圧入された程度（地中に埋入した杭材Ｐ１の長さ、地表面に残る杭材Ｐ１の長さ） など、地盤Ｇに対する杭材Ｐ１の姿勢を推定することができる。
なお、座標算出制御部としての制御部４４は、先に圧入が完了して既設杭Ｐとなった杭材Ｐ１の座標データを指標として参照する回帰演算、補正演算を行うようにすることで、杭材Ｐ１の姿勢に関してより正確な座標データを算出することができる。
また、制御部４４は、ＣＰＵ４４ａが仮想図形作成プログラムを実行することにより、算出された座標データに基づき、杭材Ｐ１の姿勢に応じた仮想の表示図形データを作成する仮想図形作成制御部として機能する。なお、仮想図形作成制御部としての制御部４４は、座標データと作成した表示図形データに基づき、杭材Ｐ１の姿勢や出来形に関する寸法データを作成する機能も有する。
また、制御部４４は、ＣＰＵ４４ａが図形表示制御プログラムを実行することにより、作成された仮想表示図形データに応じた表示図形を表示部４２に表示させる図形表示制御部として機能する。なお、図形表示制御部としての制御部４４は、表示図形に対応する座標データや寸法データを、その表示図形に合わせて表示する機能も有する。
そして、この図形表示制御部としての制御部４４によって、座標データに基づく仮想の表示図形（例えば、仮想空間に配された杭材のコンピュータグラフィックス）が表示部４２に表示されることで、実際の杭材Ｐ１の姿勢に対応する図形が表示部４２に表示されることとなり、地中に圧入される杭材Ｐ１の移動軌跡（圧入完了前の姿勢）や、その杭材Ｐ１が圧入完了した既設杭Ｐとしての出来形を視覚的に認識することが可能になる。
【００３５】
次に、座標の算出について詳細に説明する。
図２は、新たに圧入する杭材Ｐ１を既設の杭材Ｐの継手部に嵌合させ、図１に示した杭圧入機１０（但し、図２では省略。）のチャック装置１５（但し、図２では省略。）に建て込んだ状態を示している。このとき、杭材Ｐ１の天端には測標（第１測標）２０ａ及び測標（第２測標）２０ｂが取り付けられている。また、杭材Ｐ１の建て込みに先立って、既設杭材Ｐの天端継手嵌合部に測標２０を取付け、３次元位置測定器３０で測標２０の位置を測定し、出来形管理装置４０はその位置データを取得しておく。測標２０は、位置の測定が終われば撤去しておく。
次いで、杭材Ｐ１に取付けられた測標２０ａ及び測標２０ｂも同様に位置を測定し、位置データを取得する。このとき、杭材Ｐ１の形状寸法は分かっているので、外力による変形がないものと仮定すれば、位置座標が既知の既設杭材Ｐの天端継手嵌合部を通過点として延びる杭材Ｐ１の先端５０及び他の先端ａや 先端ｅの座標が容易に求められる。出来形管理装置４０の制御部４４は、この各点の座標データに基づいて杭材Ｐ１の姿勢に対応する表示図形を表示部４２に表示する。
【００３６】
図３は、図１に示すチャック装置１５（但し、図３では省略。）を上昇・下降させて杭材Ｐ１を地中に打設する圧入工程の状態を示している。３次元位置測定器３０で、例えば、予め設定された測標（第１測標）２０ａを自動追尾させて圧入を開始する。そして、圧入に伴って刻々と移動する測標２０ａの位置データを所定のタイミングで取得する。このとき測標２０ｂの移動ベクトルは、測標２０ａの移動ベクトルと同一として、測標２０ａ 、２０ｂの座標が算出される。出来形管理装置４０の制御部４４は、前記同様に圧入開始時に算出した既設杭材Ｐの天端継手嵌合部を通過点として杭材Ｐ１の先端５０及び他の点の座標を算出し、各点の座標データに基づいて杭材Ｐ１の姿勢に対する表示図形を表示部４２に表示する。
次いで、出来形管理装置４０の通信部４３が、杭圧入機１０が杭材Ｐ１を離してチャック装置１５を上昇させる際に発信した所定のタイミング信号を受信したとき、すなわち、杭材Ｐ１が地盤Ｇに対して杭圧入機１０からの作用を受けることなく静止状態を維持しているとき、３次元位置測定器３０が自動追尾していた測標（第１測標）２０ａの位置データを取得し、次に他の測標（第２測標）２０ｂを測定して位置データを取得する。そして、出来形管理装置４０の制御部４４は、前記同様に圧入開始時の杭材Ｐ１の先端５０の位置（地盤（Ｇ）の位置に相当）を 通過点として杭材Ｐ１の先端５０および他の点（先端ａ、先端ｅ）の座標を算出し、各点の座標データに基づいて杭材Ｐ１の姿勢に対する表示図形を表示部４２に表示する。この杭材が静止状態から次の静止状態に移動する間 の測標（第２測標）２０ｂの座標データは、このタイミングで再計算し、各点の座標データを補正する。従って、杭材Ｐ１が既設杭材Ｐとの継手嵌合部を軸に 回転した場合などの挙動を的確に把握できる。
【００３７】
以上の工程が終了すると再び３次元位置測定器３０に杭材Ｐ１天端の測標（第１測標）２０ａを自動追尾させ、以下所定の深度まで前記の手順を繰り返す。所定の深度、すなわち打ち止め時は、測標（第１測標）２０ａ及び測標（第２測標）２０ｂの位置データと１ステップ前の杭材先端５０を仮想通過点として杭材Ｐ１の各先端の座標を算出するので、精度よく不可視部分である地中杭材先端位置を推定できる。なお、打ち止め時の測標（第１測標）２０ａの位置データが、次に圧入する杭材に対する既設杭材の天端継手嵌合部の位置データとなるので、改めて測標２０を設置して位置を測定する必要はない。
【００３８】
そして、具体的には、図４、図５に示すように、地中に圧入された杭材Ｐ１の移動軌跡や出来形が、仮想図形として表示部４２に表示される。例えば、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、杭材Ｐ１が地中（地盤Ｇ）に圧入されていく過程が、杭材の形状図形によって表示されるとともに杭材Ｐ１に関する要所の座標データが表示される。また、例えば、図５に示すように、杭材Ｐ１が連設されてなる杭列を示すコンピュータグラフィックスや寸法データが表示される。
この表示部４２に表示される杭材Ｐ１の仮想図形をユーザが視認することで、実際に地中に圧入された杭材Ｐ１では視認できない根入部分を確認することができるメリットがある。
特に、杭材Ｐ１の圧入完了とほぼ同時に、表示部４２にその杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の出来形が表示され、また、座標データや仮想表示図形データに基づき出来形に関する各種データ、例えば、杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の地上部分の基準高、杭列に対する杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）のズレなどの変位量、地中に埋まった杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の根入長などが数値化されて示されるので、ユーザは、杭材Ｐ１の出来形を容易に把握することができる。
つまり、この出来形管理システム１００を利用することで、施工後の杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）に対する測量を行う手間を省くことができるので、より容易な出来形管理が可能になる。
【００３９】
また、制御部４４は、ＣＰＵ４４ａが判断制御プログラムを実行することにより、座標算出制御部としての制御部４４により算出された座標データに基づき、杭材Ｐ１の姿勢が適正であるか否かを判断する判断制御部として機能する。
なお、判断制御部としての制御部４４は、算出された座標データが座標データに関する許容範囲を超えたとの判定や、座標データのプロットにより得られる杭材Ｐ１の傾きが鉛直性に関する閾値を超えたとの判定に応じて、杭材Ｐ１の姿勢が適正でないと判断するようになっている。つまり、予定された地点からずれて杭材Ｐ１が圧入されてしまった場合や、規定の鉛直性が得られずに杭材Ｐ１が傾いてしまった場合などに、杭材Ｐ１の姿勢が適正でないと判断される。
また、制御部４４は、判断制御部（４４）によって、杭材Ｐ１の姿勢が適正でないと判断された場合に、ＣＰＵ４４ａが警告表示プログラムを実行することにより、杭材Ｐ１の異常を報知する警告を表示部４２に表示させる警告表示制御部として機能する。同様に、制御部４４は、判断制御部（４４）によって、杭材Ｐ１の姿勢が適正でないと判断された場合に、ＣＰＵ４４ａが警告報知プログラムを実行することにより、信号出力部としての通信部４３から杭圧入機１０（圧入機操作部１７）に向けて警告報知指示信号を出力し、杭材Ｐ１の異常を報知する警告報知画面を圧入機操作部１７の表示部１７ｂに表示させる警告報知指示制御部として機能する。
そして、この警告表示制御部としての制御部４４によって、所定の警告が表示部４２に表示されることや、警告報知指示制御部としての制御部４４によって、圧入機操作部１７の表示部１７ｂに所定の警告が表示されることで、杭材Ｐ１に何らかの異常が生じたことを、ユーザや杭圧入機１０のオペレータが認識することができるので、杭材Ｐ１の状態を確認したり、杭圧入機１０を停止させたりするなど対処することが可能になる。
【００４０】
また、制御部４４は、判断制御部（４４）によって、杭材Ｐ１の姿勢が適正でないと判断された場合に、ＣＰＵ４４ａが緊急停止プログラムを実行することにより、信号出力部としての通信部４３から杭圧入機１０を停止させる停止指示信号を出力する緊急停止制御部として機能する。
そして、この緊急停止制御部としての制御部４４によって、杭圧入機１０（圧入機操作部１７）が遠隔操作されて停止されることで、異常な状態のまま、杭材Ｐ１が圧入されてしまうことを防ぐことができる。
【００４１】
次に、杭圧入機１０によって地中に圧入される杭材Ｐ１の出来形を、この出来形管理システム１００によって管理する出来形管理方法について、図６、７に示すフローチャートに基づき説明する。
【００４２】
まず、ユーザは、杭圧入機１０と３次元位置測定器３０を起動させ、出来形管理装置４０の操作部４１を操作することにより、出来形管理システム１００を起動させる（ステップＳ１）。なお、杭圧入機１０が地中に圧入することとなる杭材Ｐ１には、予め設定された複数の所定位置に各々測標２０が取り付けられている。
起動した３次元位置測定器３０は、自動視準機能および自動追尾機能によって、杭圧入機１０により地中に圧入される杭材Ｐ１に取り付けられている測標（第１測標）２０を追尾する側標として設定し（ステップＳ２）、この測標２０の位置を所定のタイミングで測定し、その測標２０の位置データを取得する（ステップＳ３）。
そして、３次元位置測定器３０は、取得した位置データを出来形管理装置４０に向けて送信し、出来形管理装置４０は、その送信された位置データを受信する（ステップＳ４）。
【００４３】
次いで、出来形管理装置４０の制御部４４は、通信部４３を介して受信した測標２０の位置データに基づき、その測標２０が取り付けられている杭材Ｐ１の姿勢に関する座標データを算出し、更に、制御部４４は、その座標データに基づき、杭材Ｐ１の姿勢に応じた仮想の杭材の図形データを作成して、座標データに基づく仮想の杭材図形データに応じた表示図形を仮想空間に配するように表示部４２に表示する（ステップＳ５）。
こうして、実際の杭材Ｐ１の姿勢に応じた座標データに基づき、その杭材Ｐ１の姿勢のモデルとなる仮想杭材のコンピュータグラフィックスを表示部４２に表示することで（図４、図５参照）、ユーザは、そのコンピュータグラフィックスを実際の杭材Ｐ１に対応させて、杭材Ｐ１の配置や姿勢、出来形を認識することができる。
【００４４】
次いで、出来形管理装置４０の制御部４４は、圧入中の杭材Ｐ１に関する座標データが許容範囲外のデータであるか否か、または、座標データに基づく仮想杭材の傾きが鉛直性に関する閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ６）。
制御部４４が、座標データが許容範囲外のデータである、座標データに基づく仮想杭材の傾きが鉛直性に関する閾値を超えている、と判断すると（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、制御部４４は、表示部４２と圧入機操作部１７の表示部１７ｂに杭材Ｐ１の姿勢に異常がある旨の警告表示を行い（ステップＳ７）、ステップＳ９へ進む。
一方、制御部４４が、座標データは許容範囲内のデータである、座標データに基づく仮想杭材の傾きは鉛直性に関する閾値を超えていない、と判断すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、ステップＳ８へ進む。
【００４５】
ステップＳ８において、制御部４４は、杭圧入機１０による杭材Ｐ１の圧入が継続しているか否か（例えば、施工予定数として、予め設定入力された数の杭材Ｐ１の圧入を全て終えたか否か）を判断する（ステップＳ８）。
制御部４４が、圧入継続中であると判断すると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、ステップＳ３に戻り、姿勢が変わった杭材Ｐ１に応じた位置データを得て、出来形管理処理を継続する。
一方、制御部４４が、圧入作業完了と判断すると（ステップＳ８；Ｎｏ）、ステップＳ９へ進む。
【００４６】
ステップＳ９において、制御部４４は、出来形管理システム１００を停止して（ステップＳ９）、杭圧入機１０と３次元位置測定器３０を停止させて出来形管理処理を終了する。
【００４７】
また、杭圧入中に、圧入機１０のチャック装置１５が杭材Ｐ１を離して上昇するタイミング、より詳細には、出来形管理装置４０の通信部４３が、圧入機操作部１７の通信部１７ａから発信された所定のタイミング信号を受信したタイミングであって、杭材Ｐ１が静止しているタイミングに、出来形管理装置４０の制御部４４は割り込みルーチンを処理して、その杭材Ｐ１に取り付けられている測標２０の位置を３次元位置測定器３０で測定することで、精度よく測標２０の位置データを取得することができる。
具体的には、図７に示すように、制御部４４は、所定のタイミング信号を受信すると、割り込み処理をスタートさせ、３次元位置測定器３０に追尾中の測標（第１測標）２０ａの位置データを取得させる（ステップＳ１１）。
【００４８】
次いで、制御部４４は、３次元位置測定器３０に、取得した位置データを出来形管理装置４０に向けて送信させ、出来形管理装置４０の通信部４３は、その送信された位置データを受信する（ステップＳ１２）。
次いで、制御部４４は、３次元位置測定器３０に、他の測標（第２測標）２０の位置測定を行わせ（ステップＳ１３）、通信部４３は、測定された測標（第２測標２０）の位置データを受信して（ステップＳ１４）、その位置データを取得する。
【００４９】
次いで、制御部４４は、取得した測標（第１測標）２０ａの位置データ及び他の測標（第２測標）２０の位置データに基づいて、例えば、図３の杭材Ｐ１の先端５０および他の点（先端ａ、先端ｅ）の座標を算出し、各点の座標データに基づいて杭材Ｐ１の姿勢に対する表示図形を表示部４２に表示する（ステップＳ１５）。
次いで、制御部４４は、再び３次元位置測定器３０に杭材Ｐ１天端の測標（第１測標）２０ａを自動追尾させるように設定を行い、本割り込み処理を終了する。
【００５０】
以上のように、本発明に係る出来形管理システム１００によれば、地中に圧入された杭材Ｐ１の出来形が、仮想図形として表示部４２に表示されるので、その表示部４２に表示される杭材Ｐ１の仮想図形（コンピュータグラフィックス）をユーザが視認することで、実際には地中に圧入されていて目視することができない杭材Ｐ１の根入部分も確認することができるので、品質確保に寄与する。
特に、杭材Ｐ１の圧入完了とほぼ同時に、表示部４２にその杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の出来形が表示されたり、その出来形に関する各種データ（基準高、変位量、根入長など）が数値化されて示されたりするので、ユーザは、杭材Ｐ１の出来形を容易に把握することができる。
つまり、この出来形管理システム１００による杭材Ｐ１の出来形管理であれば、施工後の杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）に対する測量を行う手間を省くことができるので、より容易に出来形管理を行うことができるので、現地確認検査を簡素化することも可能となる。
【００５１】
また、この出来形管理システム１００によれば、圧入中の杭材Ｐ１に関する座標データから、その杭材Ｐ１の姿勢が適正でない、例えば、異常な傾きが生じていることが判断されると、異常警告が行われたり、杭圧入作業が緊急停止されたりするので、異常な状態のまま、杭材Ｐ１が圧入されてしまうことを防ぐことができる。
【００５２】
なお、以上の実施の形態においては、３次元位置測定器３０と出来形管理装置４０は無線通信可能な構成であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ケーブルを介する有線通信可能な構成であってもよく、また、３次元位置測定器３０と出来形管理装置４０が一体となった構成であってもよい。
【００５３】
また、以上の実施形態において、杭材Ｐ１（既設杭Ｐ）の出来形を表示部４２に表示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、杭材の座標データに応じたＣＡＤデータ、ＧＩＳデータに基づき、設計図書（ＣＡＤ図、地図）に反映させ、印刷出力するようにしてもよい。また、出来形に関するデータを記録媒体に記録することで、システムから出力するようにしてもよい。
【００５４】
また、以上の実施形態において、杭材Ｐ１に何らかの異常が生じたことに関する警告を表示部４２と圧入機操作部１７の表示部１７ｂに表示させて報知するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アラームなどの鳴動により警報音を発することで、異常の警告を報知するようにしてもよい。
【００５５】
また、以上の実施例において、１台の３次元位置測定器で複数個の位置測標を測定したが、複数台の３次元位置測定器で複数個の測標を位置測定することも自在である。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    杭圧入機
１７    圧入機操作部
２０    測標
２０ａ  第１測標
２０ｂ  第２測標
３０    ３次元位置測定器
４０    出来形管理装置
４１    操作部
４２    表示部
４３    通信部（信号受信部、信号出力部）
４４    制御部（座標算出制御部、判断制御部）
１００  出来形管理システム
Ｐ１    杭材
Ｐ      既設杭
【図１】
2010261298.tif 000003
【図２】
2010261298.tif 000004
【図３】
2010261298.tif 000005
【図４】
2010261298.tif 000006
【図５】
2010261298.tif 000007
【図６】
2010261298.tif 000008
【図７】
2010261298.tif 000009