(57)【要約】      （修正有）【課題】バイブレータを使用しての一般的なコンクリートの打設作業においても、簡単かつ確実に、脱枠後のコンクリート表面を検査し、不適切な個所の締固め位置／締固め時間／挿入間隔／打込み位置のデータを基に、ＰＤＣＡサイクルを回しながら、適切な締固め時間、締固め機の挿入位置を特定することができるシステムを提供する。【解決手段】バイブレータに位置情報検知手段としてＧＰＳ装置を有する記録装置を設け、一定時間締固めを行う場所で締固めを開始する際に、記録装置上の記録ボタンをＯＮにし、締固めが終了して他の締固め場所に移動する際、記録ボタンをＯＦＦにしてＯＮからＯＦＦまでの時間を締固め時間として記録され、コンクリート打込みホースの先位置にＧＰＳ装置を設け、ポンプ車操作用リモコンのコンクリート吐出ボタンとＧＰＳ装置のＯＮ・ＯＦＦを連動させ、コンクリートの打込み位置が締固め位置とともに打設記録図に記録される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイブレータに位置情報検知手段としてＧＰＳ装置を有する記録装置を設け、
一定時間締固めを行う場所で締固めを開始する際に、記録装置上の記録ボタンをＯＮにし、締固めが終了して他の締固め場所に移動する際、記録ボタンをＯＦＦにしてＯＮからＯＦＦまでの時間を締固め時間とし、
ＯＮにした時点で、ＧＰＳ装置が作動し、その平面のコンクリート締固め位置が打設記録図に記録され、ＯＦＦにした時点で締固め時間が記録され、
コンクリート打込みホースの先位置にＧＰＳ装置を設け、
ポンプ車操作用リモコンのコンクリート吐出ボタンとＧＰＳ装置のＯＮ・ＯＦＦを連動させ、
コンクリート打込みホースによる打込み位置が前記コンクリート締固め位置とともに打設記録図に記録されることを特徴とするコンクリート締固めのトレースシステム。
【請求項２】
打設記録図に、締固め時間を記録する請求項１記載のコンクリート締固めのトレースシステム。
【請求項３】
打設記録図に、反映した挿入位置（ｘ、ｙ、ｚ座標）と挿入間隔と最低締固め時間を示し、
打設個所には、鉄筋か型枠上に、挿入位置、打込み位置のマーキングを予め行い、
先行打設した構造物を脱枠してコンクリートの表面のチェックを行う請求項１または請求項２記載のコンクリート締固めのトレースシステム。
【請求項４】
締固めが不十分な原因とみなされる個所は、記録データから、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲をリアルタイムに特定し、使用者に警告する請求項１ないし請求項２記載のコンクリート締固めのトレースシステム。
【請求項５】
後続の同形状の構造物にコンクリートを打設する際に、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲を調整して、反映させる請求項４記載のコンクリート締固めのトレースシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの締固めトレースシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物の施工において、設計通りの耐力や耐久性及び美観を発揮させるためには、型枠内に供給されたコンクリートに対して十分な締固め作業を行いながらコンクリートを打設しなければならない。従来より、各種コンクリート構造物の構築に際しては、内部および表面においての気泡などの空隙を無くして密実で美観のよいコンクリート躯体を構築するために、打設したコンクリートに対して振動を与える締固めが行われている。
【０００３】
締固め装置としては、後端に給電ケーブルが接続されるとともに、先端部分に振動部が設けられた棒状のバイブレータを用い、これを作業員が手に持って人力により行っていた。
【０００４】
一般的なコンクリートの打設作業においては、締固めに使用するバイブレータの直径や振動数等、打ち込むコンクリートの性状や鉄筋の過密度に応じて漠然と締固め間隔（３０ｃｍ乃至６０ｃｍ）や締固め時間を決定しているのが現状である。すなわち、従来のコンクリートの打設時における締固め作業では、作業指示者や作業員の経験と現場における判断により柔軟に対応していた。
【０００５】
しかし、作業員の不注意や、コンクリートの供給と締固め作業との連携が悪いと、締固めが十分に行われないことがあった。コンクリートの締固めが不十分であると、コンクリート構造物に豆板や未充填部および表面気泡などの欠陥が生じて、構造物の耐力や耐久性を損なうことになる。
【０００６】
このように従来のコンクリートの打設時における締固め作業は、作業指示者や作業員の経験と勘に頼って行われる場合が多い。コンクリート構造物の施工にあたっては、作業マニュアルの作成及び作業手順の周知や、コンクリート打設前の打ち合わせの徹底など様々な対策が施されている。しかし、作業指示者や作業員の判断ミスや思い違いにより、締固めが行われない箇所が発生する可能性がないとは言い切れない。また、締固め作業は非常に激しい重労働であるため作業員の負担も多大であり、意図せずに不適切な作業が行われてしまう場合もあった。
【０００７】
前記不都合に対応するため、下記特許文献１は予め決定された締固め位置に発光装置を配置し、この発光装置を順次発光させながら、締固め位置を表示することにより、作業指示者や作業員の経験と勘に頼ることなく、適切かつ確実な締固め作業を行うことが可能となるものである。
【特許文献１】特開２００８−１４４３８４号公報
【０００８】
また、下記特許文献２には建設機械による無人化施工を実現するためのものとして、締固め機械にＧＰＳアンテナを具備して、テレビカメラによる当該締固め機械の画像情報、及び少なくとも４個の衛星を利用して把握した施工情報がリアルタイムで表示されるモニタ画面を見ながらオペレータが遠隔操作盤を操作して無人区域の当該締固め機械締固め作業をさせる締固め管理システムが提案されている。
【特許文献２】特開平１０−１０２４７４号公報
【０００９】
この特許文献２は、前記施工情報は、複数のブロックからなるモニタ画面上の矩形領域に締固め範囲を当てはめて表示する締固め範囲情報と、所定の最大転圧回数に対応して設定された段階別転圧回数の夫々を色分けして各ブロックを当該ブロックに係る転圧回数に対応した色で表示するブロック別転圧回数情報と、設定時間の経過に伴うＧＰＳアンテナの電気的中心位置平面移動の方向、及び当該移動後の電気的中心位置を基礎として、当該締固め機械の位置及び方向を示す当該締固め機械に係る平面図を前記矩形領域の対応する部位にリアルタイムで表示する締固め機械位置方向情報とを具備しているとともに、前記締固め機械位置方向情報に係る当該締固め機械がブロック中央部分に設定される帯状通過判定領域を通過すると転圧回数を加算する転圧回数加算手段を有して、当該加算後の新しい転圧回数に対応した色に当該ブロックの表示色がリアルタイムに置き換わるようにした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記特許文献１は、発光装置の発光制御によりバイブレータ等の締固め装置を用いて締固め作業を指示するもので、発光装置はランプやＬＥＤ等からなるもので、これを予めコンクリート打設場所に設置された型枠や鉄筋等に対して取り付けなければならない。
【００１１】
また、各層における最後の締固め位置であるか否かを判断するのは、所定時間の締固めを行った後、作業員が発光停止スイッチを操作することにより、指示された位置とは異なる位置で締固め作業を行った場合に警告が行われるが、リアルタイムでの締固め作業指示に終始してコンクリート締固めのトレースを行えるものではない。
【００１２】
前記特許文献２は、遠隔操作盤を操作して無人の締固め機械に締固め作業をさせる場合の締固め管理を行うシステムで、極めて特殊な場合であり、バイブレータを使用しての一般的なコンクリートの打設作業に適用できるものではない。コンクリートの締固め時間は、技能員の経験と勘に頼るところが大きく、適切なコンクリート打設を行うことが難しい。
【００１３】
一般にコンクリート締固めについては、コンクリート打設個所によっては、締固め時間が長すぎて過振動による砂すじ・色むらが発生する可能性がある。締固め時間が短い場合には、締固め度が不足して品質の高いコンクリートを打設できない。また、打込み位置からコンクリートが横流しされればされるほど、材料分離が進行して不均一な品質となってしまう。
【００１４】
締固め手法（実績計測データ（打込み位置、挿入深さ、挿入間隔、締固め時間等））、打込み位置（コンクリートの横流し度を記録する指標となる）をモニタリングしていないので、先行打設した構造物でコンクリートの品質が悪い場合の原因を特定することができないため、後続でコンクリートを打設する際、反映できない。
【００１５】
また、締固め履歴・打込み位置を記録しているとしても、自動記録システムはなく技能員の目視によってデータを収集しており、データの質が低く手間が大きい。
【００１６】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、バイブレータを使用しての一般的なコンクリートの打設作業においても、簡単かつ確実に締固め履歴を記録し、脱枠後のコンクリート表面を検査することによって、不適切な個所の締固め位置／締固め時間／挿入間隔／打込み位置のデータを基に、ＰＤＣＡサイクルを回しながら、適切な締固め時間、締固め機の挿入位置を特定することができるコンクリート締固めのトレースシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、バイブレータに位置情報検知手段としてＧＰＳ装置を有する記録装置を設け、一定時間締固めを行う場所で締固めを開始する際に、記録装置上の記録ボタンをＯＮにし、締固めが終了して他の締固め場所に移動する際、記録ボタンをＯＦＦにしてＯＮからＯＦＦまでの時間を締固め時間とし、ＯＮにした時点で、ＧＰＳ装置が作動し、その平面のコンクリート締固め位置が打設記録図に記録され、ＯＦＦにした時点で締固め時間が記録され、コンクリート打込みホースの先位置にＧＰＳ装置を設け、ポンプ車操作用リモコンのコンクリート吐出ボタンとＧＰＳ装置のＯＮ・ＯＦＦを連動させ、コンクリート打込みホースによる打込み位置が前記コンクリート締固め位置とともに打設記録図に記録されることを要旨とするものである。
【００１８】
請求項１記載の本発明によれば、バイブレータに位置情報検知手段としてＧＰＳ装置を有する記録装置を設け、コンクリート打込み中のホース先位置にＧＰＳ信号発信器を設けることにより、コンクリートの打込みホース位置／コンクリート吐出時間、コンクリート打設時の振動機による締固め位置／締固め時間を打設記録図に記録することができる。
【００１９】
請求項２記載の本発明は、打設記録図に、締固め時間を記録することを要旨とするものである。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、締固め時間を記録することによって、複数層にわたって打設を実施する場合、各層の打設開始および終了時間が分かれば、各層の締固め履歴を記録することができる。
【００２１】
請求項３記載の本発明は、打設記録図に、反映した挿入位置と挿入間隔と最低締固め時間を示し、打設個所には、鉄筋か型枠上に、挿入位置、打込み位置のマーキングを予め行い、先行打設した構造物を脱枠してコンクリートの表面のチェックを行うことを要旨とするものである。
【００２２】
請求項３記載の本発明によれば、脱枠後のコンクリート表面を検査し、不適切な個所の締固め位置／締固め時間／挿入間隔／打込み位置間隔のデータを基に、適切な締固め時間、締固め機の挿入位置、打込み位置を特定することができる。
【００２３】
請求項４記載の本発明は、締固めが不十分な原因とみなされる個所は、記録データから、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲（一般的には直径５００ｍｍ程度）をリアルタイムに特定し、使用者に警告することを要旨とするものである。
【００２４】
請求項４記載の本発明によれば、締固めが不十分な原因とみなされる個所をリアルタイムに特定し、使用者に警告することで、品質の高いコンクリートの打設を行うことができる。
【００２５】
請求項５記載の本発明は、後続の同形状の構造物にコンクリートを打設する際に、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲を調整して、反映させることを要旨とするものである。
【００２６】
請求項５記載の本発明によれば、前記請求項４記載の作用に加えて、後続の同形状の構造物にコンクリートを打設する際反映させて、ＰＤＣＡサイクルを回しながら、適切な締固め時間、締固め機の挿入位置を特定することができる。例えば、数キロにわたって連続して構築するボックスカルバートの施工において、品質の高いボックスカルバートを構築するなどが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上述べたように本発明のコンクリート締固めのトレースシステムは、バイブレータを使用しての一般的なコンクリートの打設作業においても、簡単かつ確実に、脱枠後のコンクリート表面を検査し、不適切な個所の締固め位置／締固め時間／挿入間隔／打込み位置のデータを基に、ＰＤＣＡサイクルによる検討を行いながら、適切な締固め時間、締固め機の挿入位置を特定することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。先に機器の構成から説明すると、本発明においてバイブレータ１は市販のものを用いることができ、バイブレータ１に位置情報検知手段としてＧＰＳ装置３を備えた記録装置２を設ける。ＧＰＳ装置３は複数の人工衛星（ＧＰＳ衛星）Ｇ、Ｇ・・により計測するＧＰＳ（既知のグローバル、ポジション、システムの略）を利用するもので、４機のＧＰＳ衛星からＧＰＳ電波を受信するアンテナに接続され、その受信電波からアンテナが設置されている地点の位置情報を求め、設置地点の位置情報を順次記憶していく機能を有している。
【００２９】
ＧＰＳ装置３は、人工衛星Ｇが発する電波を受信する移動側アンテナ（指示装置）を設けると共に、該人工衛星Ｇが送信する電波（位置検出情報）を受信する受信機並びに無線モデムを設けてコンピュータ（図示せず）と連携するもので、このコンピュータは、ＧＰＳ装置３との通信を無線により行うとともに、ＧＰＳ装置３から入力される位置情報を基にプログラム等を内蔵して動作する装置で、オペレーションを行うキーボード、マウス等の操作入力装置と、ＧＰＳ装置３からの位置情報を記憶するハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク等の記憶装置と、位置情報の表示など、表示画面を形成する表示装置と、この表示装置に表示された内容や測量時の演算結果を記録紙等に記録する記録装置とをインターフェースにより接続している。
【００３０】
前記記録装置２はバイブレータ１が一定時間締固めを行う場所で締固めを開始する際に、記録装置２上の記録ボタンをＯＮにし、締固めが終了して他の締固め場所に移動する際、記録ボタンをＯＦＦにしてＯＮからＯＦＦまでの時間を締固め時間とする。
【００３１】
そして、記録装置２上の記録ボタンをＯＮにした時点で、ＧＰＳ装置３が作動し、図１、図２に示すようにその平面のコンクリート締固め位置がコンピュータの打設記録図に記録され、ＯＦＦにした時点で締固め時間が記録される。
【００３２】
また、図５に示すようにコンクリート打込みホース５の先位置にＧＰＳ装置６を設けた。このＧＰＳ装置６は前記バイブレータ１に設けるＧＰＳ装置３と同じような機構のものでよいが、図６に示すようにポンプ車操作用リモコン７のコンクリート吐出ボタンとＧＰＳ装置６のＯＮ・ＯＦＦを連動させ、コンクリート打込み中のホース先位置による打込み位置が前記コンクリート締固め位置とともに打設記録図に記録されるようにした。
【００３３】
バイブレータ１での作業で、１回の打ちこみ高さは４０ｃｍ〜５０ｃｍ（コンクリート技術の要点’１０：日本コンクリート工学協会（１））とされ、図３、図４に示すようにバイブレータ１にはスケール４を設けておき、打ちこみ高さや締固め深さを目視で確認できるようにするとよい。
【００３４】
また、バイブレータ１の挿入間隔は、５０ｃｍ以下（コンクリート標準示方書）／６０ｃｍ以下（ＪＡＳＳ５）、締固め時間：５秒〜１５秒（同（１））である。
【００３５】
実際、連続でコンクリートを打設する際、ある場所で締固めが終了し、他の場所に移動する際には、その都度その都度、締固め機を停止しない。
【００３６】
このようにしてコンクリートが層打ちされる場合は、図１に示すように各層の打設開始および終了時刻を別途記録しておく。これによって、各層の打込み時間中において受信された、締固め位置・時間および打込み位置がその層における記録データとなる。
【００３７】
次にこのような装置を用いて行うコンクリートトレースシステムについて説明する。先行打設した構造物を脱枠してコンクリートの表面のチェックを行う。
【００３８】
締固めが不十分な原因とみなされる個所は、記録データから、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲（一般的には直径５００ｍｍ程度）（打込み位置）を特定し、後続の同形状の構造物にコンクリートを打設する際に、挿入間隔、締固め時間、および打込み位置を調整して、反映させる。
【００３９】
反映させる手段としては、人間の作業として行う場合の他、コンピュータで自動化させることもできる。
【００４０】
図１に示すように、打設記録図に、反映した挿入位置と挿入間隔と最低締固め時間、打込み間隔を示す。
【００４１】
また、図２に示すように、打設個所には、鉄筋か型枠上に、挿入位置、挿入間隔、打込み位置のマーキングを予め行う。図２において、〇はバイブレータ挿入箇所で、マーク箇所には挿入時間や挿入時刻の情報もリンクさせる。▽は打ち込み位置でコンクリート吐出位置となる。締固め時間に関して、締固めの補助員にタイマーを持たせて管理させる。
【００４２】
コンクリート打設時のリアルタイムでの締固め是正を行うには、前記までのステップにおいて、望ましい締固め位置や締固め時間が求まっている。
【００４３】
これらのデータを基に、打設中の締固め状況を図２のようにリアルタイムで記録し、締固め時間不足や挿入間隔が大きい箇所でアラート（使用者に警告、ＰＣなどで）を鳴らし、即時に締固め補助実施する。これによってコンクリートの未充填による不具合が解消される。
【００４４】
締固めが不十分な原因とみなされる個所は、記録データから、挿入位置、挿入間隔、締固め時間、バイブレータの締固め有効範囲（一般的には直径５００ｍｍ程度）を特定し、後続の同形状の構造物にコンクリートを打設する際に、挿入間隔および締固め時間を調整して、反映させる。
【００４５】
図２中αは、アラート箇所として、挿入間隔が５０ｃｍ以上でバイブ未挿入による、豆板・未充填部が発生している可能性がある場合、βは、アラート箇所として、挿入回数が多く、各挿入時間も２０秒以上で、過振動による、砂すじ・色むらが発生している可能性が高い場合、γは打込み位置間隔が大きく、横流しによりコンクリートの材料分離が発生し、品質が低下している可能性が高い場合を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムの１実施例を示す打設記録図の一例である。
【図２】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムの１実施例を示す打設記録図の他例である。
【図３】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムで用いるバイブレータの一例を示す側面図である。
【図４】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムで用いるバイブレータの他例を示す説明図である。
【図５】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムで使用するコンクリート打込みホースの斜視図である。
【図６】本発明のコンクリート締固めのトレースシステムで使用するコンクリート打込みホースおよびポンプ車操作用リモコンの斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…バイブレータ              ２…記録装置
３…ＧＰＳ装置                ４…スケール
５…コンクリート打込みホース  ６…ＧＰＳ装置
７…ポンプ車操作用リモコン
【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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【図６】
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