(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無を確認する方法であって、
ワイヤ等の吊り部材で地上から杭孔中に鉛直に吊り下げたスライム測定軸の先端に設けた孔壁測定用プローブで杭孔の形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定する段階と、
前記杭孔の形状および深度の測定結果に基づき、スライム測定軸を移動させて孔壁測定用プローブで杭孔の形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定してスライム沈降の有無を確認すべき拡径部に対して前記スライム測定軸の位置決めを行い、同スライム測定軸に設けた開閉自在なアーム機構を開き、アーム先端に設けたセンサ又は先端に重錘を付けた検尺テープ等のスライム確認部材を当該拡径部に沈降したスライムの有無確認に適切な部位に配置し、同スライム確認部材によりスライムの有無を確認する段階と、
その後アーム機構を閉じ、スライム測定軸を移動させて孔壁測定用プローブで杭孔の形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定して次に確認するべき拡径部に対してスライム測定軸の位置決めを行い、アーム機構を開いてアーム先端に設けた前記スライム確認部材を当該拡径部に沈降したスライム沈降の有無を確認するのに適切な部位に配置し、同スライム確認部材によりスライム沈降の有無を確認する操作を杭孔の拡径部毎に行う段階と、
から成ることを特徴とする、多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法。
【請求項２】
アーム機構を開いた状態でスライム測定軸を回転させることにより、該アーム機構のアーム先端のスライム確認部材を水平回転させ、確認対象である拡径部の周方向の任意位置のスライム沈降の有無を確認することを特徴とする、請求項１に記載した多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法。
【請求項３】
多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無を確認する装置であって、
ワイヤ等の吊り部材で地上から吊り下げられる鉛直なスライム測定軸の先端に孔壁測定用プローブが設けられていること、
同スライム測定軸には、センサ又は先端に重錘を付けた検尺テープ等のスライム確認部材を先端に備え、他端をスライム測定軸の下方に固定されたベース部材へピン連結された複数のアームの前記先端と、同スライム測定軸に沿って摺動可能に設けた直動部材へ一端をピン連結された複数の連結材の他端とをそれぞれピン連結してリンク機構として構成され、前記直動部材を地上から吊り下げたワイヤで移動させることにより開閉自在なアーム機構が設けられていること、
前記アーム機構が開いた状態で、アーム先端に設けた前記スライム確認部材が拡径部に沈降したスライムの有無確認に適切な部位に到達する構成とされていることを特徴とする、多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認装置。
【請求項４】
センサは電気比抵抗測定器であることを特徴とする、請求項３に記載した多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、場所打ちコンクリート杭の軸部に拡大（拡径）した節を多段に設けて高周面抵抗力を確保した多段拡径場所打ちコンクリート杭（以下、多段拡径杭と略して云う場合がある。）を構築する多段拡径杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無を確認する方法及び装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
超高層ＲＣ建物のような鉛直荷重が大きい建物の基礎形式としては、高鉛直支持性能を有する連続地下壁（以下、連壁杭と云う。）が用いられていることが多い。しかしながら、連壁杭は工事コストが高く、さらに工期も長いため、連壁杭に替わるローコストかつ短工期な高耐力を有する基礎工法が望まれている。
【０００３】
このような高耐力基礎工法として、場所打ちコンクリート杭の軸部に拡大（拡径）した節を多段に設けて高周面抵抗力を確保した多段拡径杭が考えられ実施に供されている。この多段拡径杭は、通常の節なし場所打ちコンクリート杭に比べて大きな鉛直支持性能を確実に発揮するので、連壁杭の代替工法として、大幅なコスト低減、工期短期、さらには産業廃棄物削減による環境負荷低減が可能となる。
【０００４】
安定液を用いたアースドリル工法で場所打ちコンクリート杭用孔を施工する場合、削孔による掘りくずや安定液中に浮遊する細砂や細粒土分が杭孔底にスライムとして沈降する。コンクリート打設時に杭底面にスライムが残留していると、スライムを巻き込み杭体コンクリートの品質を低下させたり、杭と先端地盤間にスライムが介在するため杭先端支持性能が損なわれるため、通常の杭施工においては、コンクリート打設前にスライムの除去（以下、スライム処理と云う。）が行われる。鉛直支持性能を向上させる目的で軸部に拡径節を設けた多段拡径杭の場合は、杭先端のスライム処理だけでなく、拡径部に沈降するスライムも除去しないと高耐力杭としての性能、品質を確保できない。
【０００５】
ところで、一般的な場所打ち拡底杭の施工におけるスライム沈降状況の確認方法は、重錘のついた検尺用テープを杭底面に降ろし、重錘がスライム上端面に接する際に手に伝わる感触からスライム処理前あるいは処理後のスライム沈降状況の確認を行っている。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した確認方法では、重錘が杭孔内を鉛直方向にしか落下しないため、杭軸部よりも外側に拡大（拡径）した節を有する多段拡径杭用孔の拡径部におけるスライム沈降の有無を確認することは不可能である。また、既に特許公開されているように拡底部（拡底外縁部も含む）のスライム沈降を待ってスライムをサンプリングする方法（特開平８−８５９４９号及び特開平９−４１３７９号等参照）では、スライム沈降待ち時間が必要となる。通常のスライム沈降時間は数時間に及ぶため、施工中におけるリアルタイムなスライム沈降の有無確認が困難である。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、多段拡径杭用孔の軸部に設けた拡径部のスライム処理の前後において、スライムが確実に除去されているか否かを速やかに確認（判定）できるスライム沈降の有無確認方法とその装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法は、
多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔Ａにおける拡径部Ｋのスライム沈降の有無を確認する方法であって、
ワイヤ等の吊り部材２で地上から杭孔中に鉛直に吊り下げたスライム測定軸４の先端に設けた孔壁測定用プローブ５で杭孔Ａの形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定する段階と、
前記杭孔の形状および深度の測定結果に基づき、スライム測定軸４を移動させて孔壁測定用プローブ５で杭孔の形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定してスライム沈降の有無を確認するべき拡径部Ｋに対して前記スライム測定軸４の位置決めを行い、同スライム測定軸４に設けた開閉自在なアーム機構６を開き、アーム７の先端に設けたセンサ８又は先端に重錘９を付けた検尺テープ９ａ等のスライム確認部材を当該拡径部Ｋに沈降したスライムの有無確認に適切な部位に配置し、同スライム確認部材８，９によりスライムの有無を確認する段階と、
その後アーム機構６を閉じ、スライム測定軸４を移動させ、孔壁測定用プローブ５で杭孔の形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定して次に確認すべき拡径部Ｋに対してスライム測定軸４の位置決めを行い、前記アーム機構６を開いてアーム７の先端に設けた前記スライム確認部材８．９を当該拡径部Ｋに沈降したスライムの有無を確認するのに適切な部位に配置し、同スライム確認部材８，９によりスライム沈降の有無を確認する操作を杭孔Ａの拡径部Ｋ毎に行う段階と、から成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム測定方法において、
アーム機構６を開いた状態でスライム測定軸４を回転させることにより、該アーム機構６のアーム７先端のスライム確認部材８、９を水平回転させ、確認対象である拡径部Ｋの周方向の任意位置のスライム沈降の有無を確認することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明に係る多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認装置１は、
多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔Ａにおける拡径部Ｋのスライム沈降の有無を確認する装置であって、
ワイヤ等の吊り部材２で地上から吊り下げられる鉛直なスライム測定軸４の先端に孔壁測定用プローブ５が設けられていること、
同スライム測定軸４には、センサ８又は先端に重錘９を付けた検尺テープ９ａ等のスライム確認部材を先端に備え、他端をスライム測定軸４の下方に固定されたベース部材１０へピン連結された複数のアーム７の前記先端と、同スライム測定軸４に沿って摺動可能に設けられた直動部材１１へ一端をピン連結された複数の連結部材１２の他端とをそれぞれピン連結してリンク機構として構成され、前記直動部材１１を地上から吊り下げたワイヤ１３で移動させることにより開閉自在なアーム機構６が設けられていること、
前記アーム機構６が開いた状態で、そのアーム７の先端に設けた前記スライム確認部材８，９が拡径部Ｋに沈降したスライムの有無確認に適切な部位に到達する構成とされていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載した多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認装置において、
センサ８は電気比抵抗測定器であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施形態、及び実施例】
図１は、請求項１に記載した発明に係る多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法を実施するスライム沈降の有無確認装置１を示している。このスライム沈降の有無確認装置１は、原位置で、例えばアースドリル工法にて掘削した多段拡径杭の杭孔Ａの孔壁形状を各深度毎に測定（孔壁測定）して杭孔の全体形状を把握すると共に、前記拡径部のスライム沈降の有無を確認することに好適に実施される。
【００１３】
前記スライム沈降の有無確認装置１は、地上からワイヤ等の吊り部材２で水平部材３を介して吊り下げられたスライム測定軸４の先端に孔壁測定用プローブ５が設けられ、同スライム測定軸４に開閉自在なアーム機構６が設けられて成る。
【００１４】
前記アーム機構６は、アーム７の先端にセンサ８及び検尺用テープ９ａのついた重錘９等のスライム確認部材が設けられ、図２に示したように、該アーム機構６が開いた状態で前記スライム確認部材が多段拡径杭における拡径部Ｋに沈降したスライムの有無を確認するのに適切な部位に臨む構成とされている（請求項３記載の発明）。
【００１５】
前記スライム沈降の有無確認装置１は、前記水平部材３の略中央部位に前記スライム測定軸４の頭部を溶接等の固定手段により固定し、前記水平部材３の左右両端部に設けられた孔にそれぞれワイヤ２を通してバランス良く吊り下げられ、杭孔Ａの軸心位置に保持される構成で実施されている。前記孔壁測定用プローブ５は杭孔Ａの形状を測定する超音波孔壁測定器であり、前記スライム測定軸４の先端部に、後述するベース部材１０を介して一体的に取り付けて実施されている。前記センサ８は、電気比抵抗値の大小によりスライムを測定する電気比抵抗測定器が実施されている（請求項４記載の発明）。
【００１６】
また、前記アーム機構６は、先端にスライム確認部材を備えたアーム７をスライム測定軸４の下端部に固定したベース部材１０の上面にピン連結により回動自在に設け、同スライム測定軸４に沿って摺動可能に設けた直動部材１１と前記アーム７とを連結部材１２でピン連結したリンク機構とされ、当該直動部材１１を、ワイヤ１３を利用した自重作用で摺動させることにより開閉自在な構成で実施されている（請求項３記載の発明）。
【００１７】
なお、本実施例のアーム機構６について、図３に示したように、３本のアーム７を平面的に見て略１２０度の間隔をあけてバランス良く配置して実施しているが、３本の構成には限定されない。１本乃至２本のアームでも実施できるし、４本以上のアームでも実施することができる。また、前記ベース部材１０の上面には、前記アーム機構６を開いた状態で前記アーム７が略水平方向を維持するためのアーム支持部材１０ａが突設されている（図２参照）。
【００１８】
因みに、図中の符号８ａはセンサ８に接続されるコードを示している。符号１４はスライム測定軸４に取り付けられて検尺用テープ９ａを拘束する輪状の拘束部材を示している。
【００１９】
上記構成のスライム沈降の有無確認装置１を利用した多段拡径杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法は、図１に示したように、前記アーム機構６を閉じた状態のスライム沈降の有無確認装置１を、前記多段拡径杭の杭孔Ａ内へワイヤ等の吊り部材２を緩めて下降させて、前記孔壁測定用プローブ５により杭孔Ａ内の孔壁形状を測定し、且つ同測定位置の深度を測定する、いわゆる孔壁測定を杭底部まで行う。施工精度の関係で杭孔が深度方向に曲がっていたり、拡径部の設置深度が設計寸法に比して若干異なっていることが考えられるが、本発明の前記測定方法によれば、孔壁測定用プローブ５が、杭孔Ａの孔壁形状を正確に測定して全体形状を把握できるので、スライム沈降の有無確認装置１の杭孔Ａ中における平面的な位置と同位置の深度を容易に特定することができる。
【００２０】
上記のようにして杭孔Ａの全体の孔壁形状を深度方向に正確に測定して把握した上で、杭底部まで下降させていたスライム沈降の有無確認装置１を前記ワイヤ２を巻き上げて上昇させ、再度孔壁測定用プローブ５による孔壁測定と深度測定により、スライム沈降状況を確認したい拡径部Ｋへセンサ８と重錘９が臨む深度位置にスライム測定装置１を移動させてゆき、前記ワイヤ２を固定してスライム沈降の有無確認装置１を位置決めする。
【００２１】
次に、前記アーム機構６における直動部材１１を吊しているワイヤ１３を緩めると、該直動部材１１がスライム測定軸４に沿って自重で下がってアーム７が開き、アーム７の先端が前記拡径部Ｋにおけるスライムの有無を確認するのに適切な部位に到達する（臨む）。そこで前記アーム７の先端に設けられたセンサ８の反応によってスライムの有無の確認を行う。また、他のアーム７に設けられた重錘９によっても、例えば段落番号［０００５］で説明したように重錘９がついた検尺用テープ９ａを降ろしてゆき手に伝わる感触でスライムの有無の確認を行う。より詳細なデータを収集するべく、アーム機構６を開いた状態でスライム測定軸４を回転させることにより、該アーム機構６のアーム先端のスライム確認部材を水平回転させて、拡径部の周方向の任意位置のスライム沈降の有無を確認することもできる（請求項２記載の発明）。
【００２２】
上記のようにして任意位置の拡径部のスライム沈降の有無確認が終了したら、前記直動部材１１を吊しているワイヤ１３を巻き上げてアーム７を閉じる。アーム７が閉じたことをワイヤ１３の巻き上げ長さにより確認し、当該ワイヤ１３と前記水平部材３に取り付けたワイヤ２とを共に巻き上げて次の拡径部Ｋ（スライム確認ポイント）までスライム沈降の有無確認装置１を移動させ同様の作業を繰り返す。全ての拡径部のスライム沈降の有無確認が終了したら、前記ワイヤ１３、２を共に巻き上げてスライム沈降の有無確認装置１を回収してスライム沈降の有無確認方法を完了する。もちろん、前記拡径部Ｋが１箇所しか存在しない場合には、当該スライム沈降の有無確認は１回で完了する。
【００２３】
なお、本実施例では、スライム確認部材としてセンサ８及び重錘９を両方使用して実施しているが、これに限定されない。センサ８のみで実施することもできるし、重錘９のみで実施することもできる。また、３本のアーム７のうち２本のアームにスライム確認部材を取り付けて実施しているが、勿論これにも限定されない。すべてのアーム７にスライム確認部材を取り付けて実施することもできる。更に、このスライム沈降の有無確認方法は、多段拡径杭用孔における中間拡径部に限定されず、孔の最下部に形成した拡底部にも実施することができる。
【００２４】
次に、図４に基づいて、開閉自在なアーム機構６を開いて任意の拡径部Ｋに沈降したスライムを確認するのに適切な部位に該アーム機構６のアーム７の先端を配置させる手法を説明する。
【００２５】
前記孔壁測定用プローブ５による孔壁測定結果より、拡径部Ｋにおけるスライム沈降の有無を確認する場所の座標（Ｘ０、Ｙ０）及びアーム機構６を閉じた状態でのセンサ８の座標（Ｘ１、Ｙ１）が確定する。
【００２６】
アーム機構６を開くことによりセンサ８は（Ｘ’、Ｙ’）に移動する。Ｘ’及びＹ’はそれぞれ、Ｘ’＝Ｘ１−ａ、Ｙ’＝Ｙ１−ｂで表される（ａ及びｂは規定値）。
【００２７】
センサ８を、スライム沈降の有無確認を行う場所に到達させるためのアーム７の移動距離は、平面的な移動距離をα、深度方向の移動距離をβとすると、α＝Ｘ０−Ｘ’＝Ｘ０−（Ｘ１−ａ）、β＝Ｙ０−Ｙ’＝Ｙ０−（Ｙ１−ｂ）と表せる。
【００２８】
以上の座標をもとに、スライム沈降状況を確認したい拡径部Ｋの任意の確認ポイントへセンサ８（又は重錘９）が臨む位置へスライム沈降の有無確認装置１を移動させるのである。
【００２９】
上記スライム沈降の有無確認装置１を用いて原位置でアースドリル工法にて掘削した多段拡径杭の中間拡径部におけるスライム沈降の有無確認を試行した。以下にその実験方法と実験結果を示す。
＜実験方法＞
図５Ａに示したような、軸部径1600mm、拡径部の直径及び拡底部の直径3000mmの多段拡径杭の掘削を行う。掘削完了後、拡径部Ｋのスライム除去処理を行う前に、スライム沈降の有無確認装置１を用いてスライム沈降の有無確認を行う。拡径部Ｋのスライム除去処理を行った後でも再度スライム沈降の有無確認装置１を用いて確認作業を行う。拡径部Ｋのスライム除去処理前にスライムの沈降がある場合は、スライム沈降の有無確認装置１に反応があると予測でき、スライム除去処理後は拡径部Ｋのスライムが除去されてスライム沈降の有無確認装置１は反応しないと考えられる。
【００３０】
＜実験方法＞
図５Ｂに、スライム除去処理前のスライム沈降の有無確認装置１のアウトプットを示し、図６Ａには、図５Ｂのアウトプットから得られたセンサ８による電気比抵抗値を縦軸に、測定時間を横軸にとったグラフを示した。
拡径部Ｋのスライム除去処理を行う前は、センサ８が拡径部Ｋに触れた時に電気比抵抗値が大きくなっていることにより、スライムが沈降していると判断できる。スライム除去処理を行った後は、センサ８が拡径部Ｋに触れても電気比抵抗値は一定であり、スライムが除去されていると判断できた。センサ８の深度管理は、当該拡径部Ｋの位置を孔壁測定結果から算出し、スライム沈降の有無確認装置１に検尺用テープ９ａを取り付けて実測することにより行った。
【００３１】
図５Ｂ及び図６Ａの結果から、スライム沈降の有無確認装置１が軸部の安定液中を降下して図５Ａの拡径部Ｋに到達するまでは電気比抵抗値が２．８〜２．９（Ω・ｍ）の値を示し、図５Ａの拡径部Ｋに到達すると２７．８〜３５．８（Ω・ｍ）の電気比抵抗値を示すことが認められる（図６Ａ中の「中間拡径部スライム検知中」の電気比抵抗値を参照）。一方、一般的な岩石・土・水の抵抗比を示した図６Ｂに照らすと、前記２７．８〜３５．８（Ω・ｍ）の電気比抵抗値を示すものは、例えば砂、粘土と認められるから、前記の場合は砂及び粘土を主成分としたスライムと考えられる（図６Ｂ参照）。その後スライム確認装置を図５Ａの拡径部Ｋから離すと、２．９〜３．６（Ω・ｍ）の安定液中の電気比抵抗値に落ち着いていることにより、図５Ａの拡径部Ｋにおけるスライム沈降の有無確認は確実に行われていると判断できる。
【００３２】
本実験では、実験工中における中間拡径部Ｋのスライム除去処理前後のスライム沈降の有無確認が可能であることを実証している。
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではない。その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。例えば、図示は省略したが、アーム機構６のアーム７は、その長さを可変式として構成し実施することもできる。
【００３３】
【本発明の奏する効果】
請求項１、２に記載した発明に係る多段拡径場所打ちコンクリート杭用孔における拡径部のスライム沈降の有無確認方法、及び請求項３〜５に記載した発明に係るスライム沈降の有無確認装置によれば、下記する効果を奏する。
１）多段拡径杭用孔の拡径部におけるスライム沈降の有無を確認することができる。
２）スライム確認部材としてセンサ８を使用すると、センサ８の反応による電気的な確認が行えるので、手の感触に依存するような人為的な判定結果のバラツキがなくなると共に、より迅速なスライム沈降の有無確認を行うことができる。
３）多段拡径杭用孔の拡径部Ｋのスライム沈降の有無確認ができると同時に、杭孔内の孔壁形状を深度と関連づけて孔壁測定を行うことができるので、前記拡径部の削孔形状や寸法をも確認することができる。
４）ひいては、高耐力・高品質の多段拡径杭を構築することに寄与するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  アーム機構を閉じた状態のスライム沈降の有無確認装置を示した立面図である。
【図２】  アーム機構を開いた状態のスライム沈降の有無確認装置を示した立面図である。
【図３】  アーム機構を開いた状態のスライム沈降の有無確認装置を示した平面図である。
【図４】  Ａ、Ｂはそれぞれ、スライム沈降の有無を確認するのに適切な部位にアーム機構のアーム先端を配置させる手法を説明するために示した立面図である
【図５】  Ａは、スライム沈降の有無確認方法を実験した杭孔内の断面図を示しており、Ｂは同実験に利用したスライム沈降の有無確認装置のアウトプットを示している。
【図６】  Ａは、スライム処理前の電気比抵抗値測定結果を示しており、Ｂは、一般的な岩石・土・水の抵抗比を示している。
【符号の説明】
１      スライム沈降の有無確認装置
２      吊り部材（ワイヤ）
３      水平部材
４      スライム測定軸
５      孔壁測定用プローブ
６      アーム機構
７      アーム
８      センサ
９      重錘
１０    ベース部材
１１    直動部材
１２    連結部材
１３    ワイヤ
１４    拘束部材
Ａ      杭孔
Ｋ      拡径部
【図１】
0003680301.tif 000002
【図２】
0003680301.tif 000003
【図３】
0003680301.tif 000004
【図４】
0003680301.tif 000005
【図５】
0003680301.tif 000006
【図６】
0003680301.tif 000007