(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所打ち杭の孔の測定孔壁地盤にそってこの測定孔壁地盤の近傍に擬似地盤面としての反射板を設置して擬似測定領域を形成し、この反射板の中心位置近傍に振源を設置するとともに、測定位置に受振器を設置したＰＳ検層用装置において、ワイヤーケーブルにより吊り下ろされた天秤による吊り下げ治具を用いて前記ＰＳ検層用装置を吊り支承したことを特徴とする場所打ち杭の支持層貫入検知装置。
【請求項２】
吊り下げ治具は、天秤の他の片側にはカウンターウエイトを吊支した請求項１記載の場所打ち杭の支持層貫入検知装置。
【請求項３】
吊り下げ治具は、並行するワイヤーケーブルで滑動自在に吊り下されるプーリーに設ける請求項１または請求項２記載の場所打ち杭の支持層貫入検知装置。
【請求項４】
ＰＳ検層用装置はプローブ上げ下げ装置からワイヤーケーブルで吊り下ろされる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の場所打ち杭の支持層貫入検知装置。
【請求項５】
プローブ上げ下げ装置は、杭のスタンドパイプに設置して杭芯を中心に回転出来る架台に設けた請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の場所打ち杭の支持層貫入検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭が支持層に到達して貫入したことを検知する場所打ち杭の支持層貫入検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートの場所打ち杭は、造成のために削孔した孔は、杭を支持する支持地盤層に到達して貫入させなければならないが、設計者が意図する支持層へ杭が貫入するまで掘削したかは、（１）事前に行われた地盤調査結果をもとに掘削長さを決定し、その深度まで掘削する。（２）試験施工杭で、掘削した土が地盤調査結果の支持層と確認し、本施工では、予定深度の土が試験杭の時確認した土と同じことを確認する、などで行われている。
【０００３】
しかし、前記方法は地盤の強さで支持層を設定している設計技術には十分対応できない。必要に応じて孔壁安定液の中の孔壁に対して載荷試験を行い、これにより強さを確認する方法が検討されるが、安定液の作用で保有している孔壁の安定性が低下し、測定中に地盤の崩壊が発生し、杭が造成されない事態になることも想定され、現実には実施が困難である。
【０００４】
測定中も孔壁を安定状態に保持するには、孔壁地盤に衝撃を与えない測定法として、従来の工事工程の流れの中で測定することが求められる。
【０００５】
非接触で地盤の強さを測定する方法としては、強さの代替特性値として硬さを選び、硬さを評価できる弾性波速度を利用するＰＳ検層と呼ばれる地盤弾性波速度測定方法がある。
【０００６】
この方法は、直径１０〜１５ｃｍ程度のボーリング穴を利用して地表から発振するＰ波やＳ波の伝播速度を計測するダウンホール方式と、孔内起振受振方式が実用されている。
【０００７】
ダウンホール方式では、地表を水平、鉛直方向に振動させ、その振動をボーリング孔内の受振器で計測するもので、受振器の位置を地中で移動することで測定深度毎の波動の伝達時間の差から波動の速度を求める方法である。
【０００８】
孔内起振受振方式では、同一のボーリング孔内で孔内水を介して弾性波振動を起振し、受振する方法である。孔内起振受振方式は起振と受振装置が常に一定距離となっているため、小さな起振エネルギーで大深度での調査が可能となる方法である。
【０００９】
孔内起振受振方式のＰＳ検層測定は、前記のように直径１０〜１５ｃｍ程度の小さなボーリング孔を利用して、大深度まで小さな振動エネルギーで調査できるため、大深度に設置されることが多く、限られた現場敷地内での場所打ち杭工事には起振エネルギーが小さい孔内起振受振方式の採用メリットが大きい。
【００１０】
しかしながら、ボーリング孔を利用するこの方式では場所打ち杭のように直径が数ｍにもなる大口径の孔では、孔壁地盤に振動エネルギーが届かないため、測定ができない。
【００１１】
それに対し、下記特許文献は出願人が先に提案したもので、ハーフパイプ状の疑似地盤板を用いることでサスペンションＰＳ検層が可能となり、予定深度掘削後に同装置を用いてせん断波を測定し、支持層であることを数値確認できるようになった。
【特許文献１】特開２０１０−３１５７６号公報
【００１２】
この特許文献１は、図８に示すように、大口径の場所打ち杭の孔の測定孔壁地盤２にそってこの測定孔壁地盤２の近傍に擬似地盤面５としての反射板を設置して擬似測定領域を形成し、この反射板の中心位置近傍に振源４を設置するとともに、測定位置に受振器６ａ，６ｂを設置した。
【００１３】
図中１は場所打ち杭造成のために削孔した大口径の杭孔、２は杭孔１の測定孔壁地盤、３は杭孔１内に充填された孔壁安定液を示す。
【００１４】
図中７はフィルターチューブ、８はウエイト、９はドライバー、１０はドライバー９の上に接続されたヘッドレジューサー、１１はサスペンションゾンデ、１２は滑車、１３はウインチ、１４は計測器を示す。
【００１５】
杭孔１の先端が支持地盤に達したかを検知するには、振源４から発振すれば、弾性波が測定孔壁地盤２を伝播し、下方の２つの受振器６ａ，６ｂで受振される。この２つの受振器６ａ，６ｂで計測される伝播時間をもとにして測定孔壁地盤２の硬さを判定し、杭孔１の先端が支持地盤に到達しているかを判断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１の場所打ち杭先端の支持層到達検知装置［ＰＳ検層プローブ（ＰＳ検層用装置）］および検知法を用いて現場での実証実験を行ったところ、検知装置を杭孔の壁面に出来るだけ近づけることが、図７に示すもっともよい波形が得られ、せん断波速度を特定しやすくなるが、同装置では杭掘削で孔曲がりが生じていると検知装置が孔壁から離れ、明瞭な波形が得られない。
【００１７】
ＰＳ検層プローブ（ＰＳ検層用装置）に取り付けた発振器（振源４）・受振器に振動波の方向性、受振の方向性があることから、杭の孔壁に直交でないと、エネルギーの拡散や受振波動が小さくなり受振波形が明瞭でなくなる。しかしプローブ向きを制御するのが困難であった。
【００１８】
また、装置の上げ下げは簡易な三又の支柱に滑車を取り付け、ウインチケーブルを通したもので測定に時間が掛り、杭軸部掘削工事が終了した夜間でしか計測できない。
【００１９】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、途中で折れ曲がった孔壁を避けながらＰＳ検層プローブ（ＰＳ検層用装置）を出来るだけ、杭の孔壁に近づけることができる場所打ち杭の支持層貫入検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、場所打ち杭の孔の測定孔壁地盤にそってこの測定孔壁地盤の近傍に擬似地盤面としての反射板を設置して擬似測定領域を形成し、この反射板の中心位置近傍に振源を設置するとともに、測定位置に受振器を設置したＰＳ検層用装置において、ワイヤーケーブルにより吊り下ろされた天秤による吊り下げ治具を用いて前記ＰＳ検層用装置を吊り支承したことを要旨とするものである。
【００２１】
請求項１記載の本発明によれば、サスペンションＰＳ検層のＰＳ検層用装置の吊り方につき天秤を用いることで杭孔壁の凹凸があっても、孔壁面に近づけることが出来る。
【００２２】
請求項２記載の本発明は、吊り下げ治具は、天秤の他の片側にはカウンターウエイトを吊支したことを要旨とするものである。
【００２３】
請求項２記載の本発明によれば、カウンターウエイトはＰＳ検層用装置を下方へ向けて吊り下げる錘の役割と、ＰＳ検層用装置を天秤支承するバランス材としての役目を果たすことができる。
【００２４】
請求項３記載の本発明は、吊り下げ治具は、並行するワイヤーケーブルで滑動自在に吊り下ろされるプーリーに設けることを要旨とするものである。
【００２５】
請求項３記載の本発明によれば、天秤をプーリーによる２本吊りとすることでプローブの向きを孔壁に対し振動方向の制御が出来る。
【００２６】
請求項４記載の本発明は、ＰＳ検層用装置はプローブ上げ下げ装置からワイヤーケーブルで吊り下されることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項４記載の本発明によれば、プローブ上げ下げ装置を用いることで測定時間を短縮することができる。
【００２８】
請求項５記載の本発明は、プローブ上げ下げ装置は、杭のスタンドパイプに設置して杭芯を中心に回転出来る架台に設けたことを要旨とするものである。
【００２９】
請求項５記載の本発明によれば、杭のスタンドパイプ上を回転でき、Ｐ波Ｓ波測定を、容易に杭の全周３６０度方向の孔壁位置での測定が可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
以上述べたように本発明の場所打ち杭の支持層貫入検知装置は、途中で折れ曲がった孔壁を避けながら、ＰＳ検層プローブを出来るだけ、杭の孔壁に近づけることができ、正確な制御と時間の短縮が可能となるものである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。図１は本発明の場所打ち杭の支持層貫入検知装置の実施１形態を示す側面図で、図中２０は杭孔、２１は孔壁、１９はスタンドパイプである。
【００３２】
先に、サスペンションＰＳプローブ１６について説明すると、これは図８に示すサスペンションゾンデ１１と同じようなものであり、弾性波速度を利用するＰＳ検層と呼ばれる地盤弾性波速度測定方法に使用するものとして、擬似地盤面としての反射板を設置して擬似測定領域を形成し、この反射板の中心位置近傍に振源（発信機）を設置するとともに、測定位置に受振器を設置したものである。
【００３３】
ここで擬似測定領域とは、反射板の中心位置近傍に振源を設置した領域と反射板の無い受振器を設置した測定領域を包含する領域の双方を含むものである。
【００３４】
杭孔２０の先端が支持地盤に達したかを検知するには、振源から発振すれば、弾性波が測定孔壁地盤を伝播し、下方の２つの受振器で受振される。この２つの受振器で計測される伝播時間をもとにして測定孔壁地盤の硬さを判定し、杭孔１の先端が支持地盤に到達しているかを判断する。図中２８は測定データロガーである。
【００３５】
サスペンションＰＳプローブ１６は、装置架台１８に移動可能に設けたプローブ上げ下げ装置１７のドラムウインチ２４からワイヤーケーブル２２で吊り降ろすものである。
【００３６】
先に装置架台１８から説明すると、杭のスタンドパイプ１９の中央に設置し、杭芯を中心に回転（３６０度）出来るものとして、架台本体３０の下側に向けて滑走用のローラーキャスター３１と脱輪防止パイプ３２とを設けた。
【００３７】
また、架台本体３０の端には角パイプによる足３３を突設するが、この足３３はローラーキャスター３１を介してスタンドパイプ１９上に架台本体３０を載置した場合には接地しないような長さのものである。
【００３８】
本実施形態ではローラーキャスター３１は架台本体３０に設けたピン落とし込み穴３５に差し入れるピン３６で取り付けるものとした。
【００３９】
架台本体３０の上面に長さ方向に向けて直線状のウインチガイドレールとしての溝形鋼２９を設け、前記プローブ上げ下げ装置１７は車輪３４により移動できる。
【００４０】
プローブ上げ下げ装置１７は図２、図３に示すようにワイヤーケーブル２２の巻き取りおよび繰り出し用のドラムウインチ２４として、昇降ワイヤー用ドラム３７、昇降ケーブル用モーター３８、整列巻き装置３９、整列巻き減速ギヤ４０、位置固定ローラー４１を有し、信号ケーブル２３の巻き取りおよび繰り出し用のドラムウインチ４２として、信号ケーブル用ドラム４３、信号ケーブル用モーター４４、整列巻き装置４５、磁気トルククラッチ４６、整列巻き減速ギヤ４７などを有する。
【００４１】
図中４８はサスペンションロープ、４９はスリップリング、５０はウインチフレーム、５８はワイヤー固定フック、５９はシャフトである。
【００４２】
図５、図６に示すように、ワイヤーケーブル２２を昇降ワイヤー用ドラム３７から吊り降ろす先端には滑動するプーリー２５を介在させてワイヤーケーブル２２はこのプーリー２５から折り返して並行する２本のワイヤーケーブル２２で吊り下ろす。
【００４３】
プーリー２５には天秤２６としてのリンクロッド５１をリンクジョイント５２で軸着し、天秤２６の左右にはリンクジョイント５２でツール支持パイプ５３とカウンターウエイト２７を吊り支承した。
【００４４】
ツール支持パイプ５３にはサスペンションＰＳプローブ１６を固定具としてのＵ字ボルト５６で取り付ける。
【００４５】
また、カウンターウエイト２７はリンクロッド５１に横長穴５４を形成し、リンクジョイント５２をこの横長穴５４をスライドできるようにしてカウンターウエイト２７位置の調整が可能なものとする。（リンクロッド５１が水平になるように調整する。）
【００４６】
このようにしてサスペンションＰＳプローブ１６は、２本のワイヤーケーブル２２で吊り下ろすプーリー２５とこのプーリー２５に設ける天秤２６による吊り下げ治具を用いて吊り支承される。図中５７は、アーマードケーブルを示す。
【００４７】
ワイヤーケーブル２２はドラムウインチ２４にて上げ降ろしを行い、又、信号ケーブル２３も同じくドラムウインチ４２にて上げ降ろしを行うこととし、ＰＳプローブ上げ下げ装置として一体化されたものとなった。
【００４８】
装置架台１８には溝形鋼２９が付いており、プローブ上げ下げ装置１７が移動するための軌道となり、容易に杭の孔壁２１に近づけることが出来る。また、装置架台１８にはローラーキャスター３１がついており、杭のスタンドパイプ１９上を回転でき、Ｐ波Ｓ波測定を、容易に杭の全周３６０度方向の孔壁位置での測定が可能となる。
【００４９】
サスペンションＰＳプローブ１６は天秤２６を用いて、地上より吊るしたワイヤーケーブル２２が、途中で折れ曲がった孔壁天秤２６を避けながら、サスペンションＰＳプローブ１６を孔壁２１に近づけることができる。
【００５０】
なお、前記天秤治具は、サスペンションＰＳプローブ１６に取り付けた発振器・受振器に振動波の方向性、受振の方向性があることから正確に孔壁に対して直交方向を維持させる必要から、前記装置が１本のワイヤーケーブルではなく、プーリー２５を用いて２本のワイヤーケーブルで吊り下ろす方法とすることにより、吊り下げたサスペンションＰＳプローブ１６が杭の安定液中で回転することなく、当初の方向を維持しながら下げ降ろすことが可能となった。
【００５１】
ワイヤーケーブル２２はドラムウインチ２４にて上げ降ろしを行い、又、信号ケーブル２３も同じくドラムウインチにて上げ降ろしを行うこととし、ＰＳプローブ上げ下げ装置として一体化されたものとなった。
【００５２】
サスペンションＰＳプローブ１６と杭の孔壁２１との離れによって得られるせん断波形は、図７のように明瞭なり、第一受振点と第二受振点にて測定されたせん断波のタイムラグが容易に判読でき、本天秤により孔壁２１に近づけられることの効果が実証されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の場所打ち杭の支持層貫入検知装置の実施１形態を示す側面図である。
【図２】プローブ上げ下げ装置の平面図である。
【図３】プローブ上げ下げ装置の側面図である。
【図４】装置架台の説明図である。
【図５】天秤による吊り下げ治具の正面図である。
【図６】天秤による吊り下げ治具の側面図である。
【図７】孔壁との離れによる波形の相違を示すグラフである。
【図８】従来例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…杭孔                            ２…測定孔壁地盤
３…孔壁安定液                      ４…振源
５…擬似地盤面                      ６ａ，６ｂ…受振器
７…フィルターチューブ              ８…ウエイト
９…ドライバー                      １０…ヘッドレジューサー
１１…サスペンションゾンデ          １２…滑車
１３…ウインチ                      １４…計測器
１５…表示器                        １５ａ，１５ｂ…表示部
１６…サスペンションＰＳプローブ    １７…プローブ上げ下げ装置
１８…装置架台                      １９…スタンドパイプ
２０…杭孔                          ２１…孔壁
２２…ワイヤーケーブル              ２３…信号ケーブル
２４…ドラムウインチ                ２５…プーリー
２６…天秤                          ２７…カウンターウエイト
２８…測定データロガー
２９…溝形鋼                        ３０…架台本体
３１…ローラーキャスター            ３２…脱輪防止パイプ
３３…足                            ３４…車輪
３５…ピン落とし込み穴              ３６…ピン
３７…昇降ワイヤー用ドラム          ３８…昇降ケーブル用モーター
３９…整列巻き装置                  ４０…整列巻き減速ギヤ
４１…位置固定ローラー              ４２…ドラムウインチ
４３…信号ケーブル用ドラム          ４４…信号ケーブル用モーター
４５…整列巻き装置                  ４６…磁気トルククラッチ
４７…整列巻き減速ギヤ              ４８…サスペンションロープ
４９…スリップリング                ５０…ウインチフレーム
５１…リンクロッド                  ５２…リンクジョイント
５３…リンクロッド                  ５４…横長穴
５６…Ｕ字ボルト                    ５７…アーマードケーブル
５８…ワイヤー固定フック            ５９…シャフト
【図１】
0005990495.tif 000002
【図２】
0005990495.tif 000003
【図３】
0005990495.tif 000004
【図４】
0005990495.tif 000005
【図５】
0005990495.tif 000006
【図６】
0005990495.tif 000007
【図７】
0005990495.tif 000008
【図８】
0005990495.tif 000009