(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の掘削孔に預けられた掘削ロッドを貫通する注入管へ挿入され、前記注入管の傾きを計測する傾斜計と、
前記傾斜計に連結され、前記注入管の内部で前記傾斜計を上下方向へ移動させ軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材と、
を有し、
前記棒状部材は、所定長に形成された定形棒材と、
前記定形棒材の端部に設けられると共に、他の定形棒材との軸線回りの相対的な回転を制限して連結される折り曲げ可能な連結手段と、を備え、
前記連結手段は、一の定形棒材の端面に形成されたマイナス溝と、
他の定形棒材の端面から突出され、前記マイナス溝と係合する突部と、
前記マイナス溝が形成された外周面に形成された雄ねじ部と、
前記突部が形成された定形棒材の端部に回転可能に取り付けられ、内周面に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成され、前記突部と前記マイナス溝の係合部分を外側から覆う袋ナットと、を備えている、掘削孔の掘削精度計測装置。
【請求項２】
所定の深度まで掘削した掘削ロッドを掘削機から切り離して地盤の掘削孔に預け、前記掘削ロッドの上端部の中心を前記掘削孔の地上面における中心と一致させ、前記掘削ロッドを固定する掘削ロッド固定工程と、
前記掘削ロッドを貫通する注入管に、前記注入管の傾きを計測する傾斜計を軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材に連結して挿入し、前記棒状部材と他の棒状部材を、軸線回りの相対的な回転を制限して折り曲げ可能な連結手段で連結しながら、前記傾斜計を前記注入管の最下端まで挿入する挿入工程と、
前記傾斜計を、前記棒状部材で軸線回りの回転を抑制しながら所定の距離だけ引き上げて、任意の高さにおける前記注入管の傾きを前記傾斜計で計測する計測工程と、
を有する掘削孔の掘削精度計測方法。
【請求項３】
前記傾斜計が、最上部の計測を終えて前記注入管の上部まで引き上げられた後、前記傾斜計を軸線周りに１８０度回転させ、前記挿入工程及び前記計測工程を更に実行する請求項２に記載の掘削孔の掘削精度計測方法。
【請求項４】
前記掘削ロッド固定工程、前記挿入工程及び前記計測工程を繰返し、前記掘削孔を掘削すべき設計深度まで掘削する請求項２又は３に記載の掘削孔の掘削精度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の掘削孔の掘削精度計測装置及び地盤の掘削孔の掘削精度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤の掘削孔の鉛直度等を計測する掘削精度計測は、場所打ち杭用の掘削孔においては、超音波孔壁測定器によって比較的容易に計測可能であった。即ち、アースドリル工法やリバース工法で掘削された掘削孔から掘削土を排土し、掘削孔を比重の小さい安定液や清水（一般に比重１．０〜１．１程度）で置換した後、超音波孔壁計測器で掘削孔の孔壁形状を計測すればよい。これにより、場所打ち杭用の掘削孔の掘削精度が確認できる。
【０００３】
しかし、既製杭、地盤改良コラム、親杭及びソイルセメント柱列壁用の地盤の掘削孔においては、掘削ロッドの先端から、水又はセメントミルクを注入しながら掘削が行われる。このとき、比重や粘性が高い掘削土が掘削孔に堆積される。このため、超音波孔壁計測器を掘削孔に挿入するのが困難であるという問題や、掘削孔に挿入できても、超音波が途中にある掘削土で遮られ孔壁の位置で反射されないという問題等により、超音波による測定方法では精度良く計測することができなかった。
【０００４】
このため、例えば、掘削ロッドの内部に傾斜計を予め組み込んだ、特殊な計測装置を使って計測する方法等が採用されている。しかし、この方法は、掘削ロッドの継ぎ足し時において、傾斜計用のケーブルも継ぎ足す必要があり、接続に手間を要する。
そこで、特殊な計測装置を用いずに、地盤の掘削孔の掘削精度の計測を行うことができる掘削精度計測装置が提案されている（特許文献１）。  
【０００５】
特許文献１の掘削精度計測装置は、オーガロッド（掘削ロッド）の内部に、オーガロッドと同心上に内管を挿入し、更に、内管の内部に角型管部を挿入してそれぞれを固定した構成である。内管は、角型管部の端部同士を嵌め合うことにより延長可能とされている。角型管部の内部にはオーガロッドの傾きを計測する傾斜計が挿入され、傾斜計のガイドローラは、対角線上の隅部に当接された状態で、角型管部の内部を移動可能とされている。
この構成とすることにより、傾斜計を角型管部の軸回りに回転させずにオーガロッドの内部を上下方向に移動させ、任意の位置におけるオーガロッドの傾きを計測することができる。
【０００６】
しかし、特許文献１の発明では、傾斜計を回転させずにオーガロッドの内部を移動させるための内管や角型管部を、オーガロッドの内部に固定する加工が必要となり、手間を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−７０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑み、掘削ロッドに加工を施すことなく地盤の掘削孔の掘削精度を計測する、掘削精度計測装置及び掘削精度計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明に係る地盤の掘削孔の掘削精度計測装置は、掘削孔に預けられた掘削ロッドを貫通する注入管へ挿入され、前記注入管の傾きを計測する傾斜計と、前記傾斜計に連結され、前記注入管の内部で前記傾斜計を上下方向へ移動させ軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材と、を有し、前記棒状部材は、所定長に形成された定形棒材と、前記定形棒材の端部に設けられると共に、他の定形棒材との軸線回りの相対的な回転を制限して連結される折り曲げ可能な連結手段と、を備え、前記連結手段は、一の定形棒材の端面に形成されたマイナス溝と、他の定形棒材の端面から突出され、前記マイナス溝と係合する突部と、前記マイナス溝が形成された外周面に形成された雄ねじ部と、前記突部が形成された定形棒材の端部に回転可能に取り付けられ、内周面に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成され、前記突部と前記マイナス溝の係合部分を外側から覆う袋ナットと、を備えている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、地盤の掘削孔に預けられた掘削ロッドの注入管へ挿入された傾斜計により、注入管の傾きが計測される。また、傾斜計に連結され軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材により、傾斜計が注入管の内部で、軸線方向（上下方向）へ移動させられる。
【００１１】
これにより、注入管の内部で傾斜計を、軸線回りの回転を抑制して移動させることができる。この結果、注入管の任意の方向、及び任意の位置（高さ）における傾きを、傾斜計で計測することができる。
即ち、掘削ロッドに加工を施すことなく、地盤の掘削孔の掘削精度を計測できる掘削精度計測装置を提供することができる。
【００１３】
また、連結手段により連結された所定長の定形棒材で、棒状部材が構成されている。ここに、連結手段は、定形棒材同士の軸線回りの相対的な回転を制限すると共に、折り曲げ可能に定形棒材同士を連結する。
【００１４】
これにより、注入管に曲がり部が存在していても、連結手段が追従して折れ曲がることにより、棒状部材で、傾斜計を注入管に沿って挿入することができる。この結果、注入管の傾きを忠実に計測することができる。
また、棒状部材で、傾斜計の方位を一定に維持した状態で、注入管の中を移動させることができる。
更に、定形棒材を所定長に形成することにより、傾斜計の操作性を向上させることができる。また、定形棒材の管理や搬送も容易となる。
【００１６】
また、一の定形棒材の端面に形成されたマイナス溝と、他の定形棒材の端面から突出された突部が係合された状態で、係合部分が外側から袋ナットで覆われている。
ここに、袋ナットの一方の端面は、突部が形成された他の定形棒材の端部と回転可能に取り付けられており、袋ナットの内周面には、マイナス溝の外周面に形成された雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。袋ナットを回転させて雄ねじ部と雌ねじ部を螺合させることにより、一の定形棒材と他の定形棒材が連結される。
これにより、一の定形棒材と他の定形棒材の軸線回りの相対的な回転を制限して、両者を連結することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明に係る地盤の掘削孔の掘削精度計測方法は、所定の深度まで掘削した掘削ロッドを掘削機から切り離して掘削孔に預け、前記掘削ロッドの上端部の中心を前記掘削孔の地上面における中心と一致させ、前記掘削ロッドを固定する掘削ロッド固定工程と、前記掘削ロッドを貫通する注入管に、前記注入管の傾きを計測する傾斜計を軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材に連結して挿入し、前記棒状部材と他の棒状部材を、軸線回りの相対的な回転を制限して折り曲げ可能な連結手段で連結しながら、前記傾斜計を前記注入管の最下端まで挿入する挿入工程と、前記傾斜計を、前記棒状部材で軸線回りの回転を抑制しながら所定の距離だけ引き上げて、任意の高さにおける前記注入管の傾きを前記傾斜計で計測する計測工程と、を有することを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、先ず、掘削ロッド固定工程において、所定の深度まで掘削した掘削ロッドを掘削機から切り離して地盤の掘削孔に預け、掘削ロッドの上端部の中心を、掘削孔の地上面における中心と一致させた状態で、掘削ロッドを固定する。
次に、挿入工程において、掘削ロッドを貫通する注入管に、注入管の傾きを計測する傾斜計を軸線回りの捩り変形が制限された棒状部材に連結して挿入し、棒状部材と他の棒状部材を、軸線回りの相対的な回転を制限して折り曲げ可能な連結手段で連結しながら、傾斜計を注入管の最下端まで挿入する。
最後に、計測工程において、棒状部材で、傾斜計の軸線回りの回転を抑制しながら所定の距離だけ引き上げ、傾斜計で注入管の傾きを計測する。
【００１９】
上述した地盤の掘削孔の掘削精度計測方法を実行することにより、掘削孔の掘削精度を計測できる。
即ち、掘削ロッドに加工を施すことなく掘削孔の掘削精度を計測する、掘削精度計測方法を提供することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明に係る掘削方法は、請求項２に記載の掘削孔の掘削精度計測方法において、前記傾斜計が、最上部の計測を終えて前記注入管の上部まで引き上げられた後、前記傾斜計を軸線周りに１８０度回転させ、前記挿入工程及び前記計測工程を更に実行することを特徴としている。
【００２１】
即ち、１８０度回転させた両方向の測定データを平均することで、傾斜計に生じる経年変化等に伴う基準位置からの誤差をキャンセルでき、既製杭等の掘削孔の掘削精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明に係る掘削方法は、請求項２又は３に記載の掘削孔の掘削精度計測方法において、前記掘削ロッド固定工程、前記挿入工程及び前記計測工程を繰返し、前記掘削孔を掘削すべき設計深度まで掘削することを特徴としている。
【００２３】
即ち、掘削ロッド固定工程、挿入工程及び計測工程を、設計深度に達するまで、予め定めた設計深度より小さい深度で、複数回繰り返している。
これにより、掘削孔の傾きを早期に発見し、早期に修正することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上記構成としてあるので、掘削ロッドに加工を施すことなく地盤の掘削孔の掘削精度を計測する掘削精度計測装置、及び孔の掘削精度計測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置の基本構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置のポールの基本構成を示す側面図、及び部分拡大図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施の形態に係るポール同士の接続手順を説明するための側面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係るポール間の軸線周りのねじれを説明するための側面図であり、（Ｂ）はポール間の軸線の傾きを説明するための側面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）はいずれも、本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置を用いた掘削精度計測方法を説明するための部分断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測方法に使用する掘削ロッドの一例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測方法を説明するための断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）はいずれも、本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置を用いて計測したデータの処理方法を説明するための図である。
【図９】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置の実証実験を行った地盤構成を示す断面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置の実証実験結果を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置の実証実験に使用した超音波孔壁計測器の構成を示す側面図である。
【図１１】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る掘削精度計測装置に用いられる自在継手の基本構成を説明するための斜視図である。（Ｂ）〜（Ｄ）は、他の展開例に用いられる自在継手を示す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る掘削精度計測方法に用いられる３軸オーガの基本構成を説明するための斜視図である。（Ｂ）は３軸オーガの回転方向を説明するための平面図、（Ｃ）は地盤の掘削孔のズレを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１の側面図に示すように、第１の実施の形態に係る掘削精度計測装置１０は、挿入された管部材の傾きを計測する傾斜計１２と、傾斜計１２に連結されたポール１６とを有している。
【００２７】
傾斜計１２は両端が閉じた中空円柱体のケース３６を有し、ケース３６の内部には、傾斜センサ１３が収納されている。傾斜センサ１３は、傾斜計１２が鉛直方向からどの程度の角度で傾いて設置されているかを検出することができる。
ケース３６は、鋼板や樹脂材料で形成され、後述する掘削ロッドの注入管に挿入可能な外径寸法とされている。ケース３６の外径寸法の一例としては、例えば、注入管は内径が２インチ（約５０ｍｍ）、長さが２ｍ〜３ｍ程度であることから、ケース３６の直径Ｄは約３０ｍｍ、長さＬは約６７０ｍｍで形成されている。
【００２８】
ケース３６の外周面には、ローラ３８が取り付けられている。ローラ３８は、直交する４方向からケース３６の外方へ向けてせり出して設けられている。ケース３６の外表面からのせり出し高さはｈとされている。
ローラ３８は、傾斜計１２が挿入される掘削ロッドの注入管の内周面と当接し、傾斜計１２の注入管の内部での自由な移動を抑制する。
【００２９】
傾斜計１２の一方の端部（使用時の上端部側）１２Ｅには、傾斜センサ１３の入出力端子となる入出力コネクタ４２が取り付けられ、入出力コネクタ４２には、入出力ケーブル４４が接続されている。入出力ケーブル４４の他方の端部には、図示しないデータロガーが接続される。
これにより、入出力ケーブル４４を介して、データロガーから傾斜センサ１３に、電源を供給し、傾斜角度の測定指示を出力することができる。また、傾斜センサからの計測データは、データロガーに送り出される。
【００３０】
本実施の形態で使用可能な傾斜計１２としては、例えば、株式会社東京測器研究所製の型式ＫＢ−ＧＣ（１方向計測型）、ＫＢ−ＨＣ（２方向計測型）がある。これらは、山留め壁の計測地点に予め専用のガイド管を埋め込んでおき、ガイド管に挿入して山留め壁の傾きを計測する傾斜計１２として利用されている。
【００３１】
傾斜計１２の端部１２Ｅには、筒状のアダプタ４６が取り付けられている。アダプタ４６の反対側の端部にはポール１６Ａの一端が取り付けられ、アダプタ４６で傾斜計１２とポール１６Ａが連結されている。
アダプタ４６は、傾斜計１２とポール１６Ａを軸線方向に連結すると共に、傾斜計１２とポール１６Ａの軸線回りの相対的な回転を制限している。入出力ケーブル４４は、アダプタ４６のポール１６Ａ側の端部から外へ取り出されている。
【００３２】
ポール１６は、図２に示すように、中空筒部８０と中空筒部８０の一方の端部に設けられ継手２２を構成する第１継手部材８２と、他方の端部に設けられ継手２２を構成する第２継手部材８４とを有している。
中空筒部８０は、例えば、アルミニウム製のパイプや塩化ビニール製のパイプ等で形成され、軸線回りの捩り変形を制限する剛性を備えている。第１継手部材８２と第２継手部材８４は、例えば真鍮材や樹脂材で形成され、中空筒部８０の端部にビス等で固定されている。
【００３３】
ポール１６の長さは、例えば１ｍ〜３ｍ程度に形成され、必要に応じて、複数のポール１６を継手２２で連結して使用される。
第１継手部材８２の端面には、外方へ開口するマイナス溝２４が形成されている。また、マイナス溝２４が形成された第１継手部材８２の外周面には、雄ねじ部２８が形成されている。ここに、マイナス溝２４は幅ｗ１、深さｄ１で形成されている。
【００３４】
第２継手部材８４の端面には、マイナス溝２４と係合される突部２６が形成されている。ここに、突部２６は幅ｗ２、深さｄ２で形成され、ｗ２＜ｗ１、ｄ２＜ｄ１とされている。これにより、マイナス溝２４と突部２６を係合することができる。
また、第２継手部材８４には、袋ナット３０が回転可能に、かつ軸線８６方向（矢印Ｑ方向）に所定距離だけ移動可能に取り付けられている。袋ナット３０の内部には、雄ねじ部２８と螺合する雌ねじ部２９が形成されている。
【００３５】
次に、継手２２の接続方法について説明する。
継手２２は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す手順で連結される。一のポール１６Ａの一端（第１継手部材８２側）と、他のポール１６Ｂの他端（第２継手部材８４側）を連結する場合について説明する。
図３（Ａ）に示すように、先ず、一のポール１６Ａの端面に形成されたマイナス溝２４と、他のポール１６Ｂの端面から突出された突部２６を、ポール１６Ａの軸線８６Ａとポール１６Ｂの軸線８６Ｂを一致させて対向させる。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、軸線８６Ａ、８６Ｂの方向へポール１６Ａ又はポール１６Ｂを移動させ、マイナス溝２４と突部２６を係合させる。この状態を維持することにより、ポール１６Ａとポール１６Ｂの間の、軸線８６Ａ、８６Ｂ回りの相対的な回転を制限することができる。
【００３７】
最後に、図３（Ｃ）に示すように、マイナス溝２４と突部２６を係合させたた状態で、袋ナット３０の雌ねじ部２９と雄ねじ部２８を螺合させる。これにより、マイナス溝２４と突部２６の係合部分を外側から袋ナット３０で覆う形で、一のポール１６Ａと他のポール１６Ｂが連結される。
この結果、ポール１６Ａの先端に取り付けられた傾斜計１２を、ポール１６Ａを介してポール１６Ｂで軸線８６Ａ、８６Ｂ方向に支持することができる。
【００３８】
なお、図４（Ａ）に示すように、ポール１６Ｂは継手２２を用いて、ポール１６Ｃと同様の手順で、更に連結されることができる。
ここに、継手２２は、上述したように、マイナス溝２４と突部２６を係合させることで軸線８６回りの相対的な回転を制限して連結する。この結果、ポール１６Ｃを軸線８６Ｃ回りに角度ωだけ回転させれば、ポール１６Ａも角度ωだけ回転する。また、ポール１６Ｃを軸線８６Ｃ回りに回転しないように固定すれば、ポール１６Ａを角度ωだけ回転させようとする力が作用しても、ポール１６Ａの回転を抑制できる。
【００３９】
また、継手２２は、マイナス溝２４と突部２６を係合させた状態において、軸線方向に多少の余裕代を持たせて連結している。これにより、ポール１６Ａ〜ポール１６Ｃを連結した状態で、それぞれの継手２２において、独立して任意の角度（α、β）で折り曲げることができる。
これにより、挿入された掘削ロッドの注入管に曲がり部が存在していても、継手２２を折り曲げることで、連結したポール１６Ａ〜ポール１６Ｃを、注入管の曲がり部に追従させることができる。
【００４０】
次に、計測方法について説明する。
本実施の形態に係る掘削精度計測装置１０を用いた、既製杭用の地盤の掘削孔の掘削精度計測方法は、次の工程を経て実行される。
【００４１】
先ず、掘削ロッド固定工程を実行する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、図示しない掘削機で掘削ロッド２０を回転させ、掘削ロッド２０を継ぎ足しながら、所定の掘削深度Ｈ１までオーガヘッド４８で掘削孔１８を掘削する。
掘削ロッド２０は、図６の斜視図に示すように、外周面に螺旋状にスクリュー翼３２が取り付けられ、スクリュー翼３２の先端には練り付け筒３３が固定されている。
【００４２】
掘削ロッド２０は、上端部が図示しない掘削機に取り付けられ、回転しながら下端のオーガヘッドで地盤３４を掘削する。掘削された掘削土の一部は、スクリュー翼３２の回転で地表面へ排出される。このとき、掘削土の一部は、スクリュー翼３２と一体となって回転する練り付け筒３３の外周面で、掘削孔１８の壁面に練り付けられる。
なお、掘削ロッド２０は、練り付け筒３３が取り付けられていないタイプでもよい。
【００４３】
掘削孔１８を所定の掘削深度Ｈ１まで掘削した後、掘削ロッド２０を図示しない掘削機から切り離して掘削孔１８に預ける。
その後、掘削ロッド２０の上端部の中心を、掘削孔１８の地上面における中心と一致させた位置で、掘削ロッド２０を、地上面に設けた固定具５０を利用して固定する。
これにより、掘削孔１８の中心線（杭芯）と掘削ロッド２０の中心線を、一致させることができる。即ち、掘削孔１８が曲がっていた場合には、掘削ロッド２０も、曲がりに沿って曲げられる。
【００４４】
次に、挿入工程を実行する。具体的には、図６、７に示すように、掘削ロッド２０の内部に設けられた注入管１４に、矢印Ｐの方向からポール１６に連結された傾斜計１２を挿入する。
注入管１４は、掘削ロッド２０と軸心を一致させて設けられた、内径が２インチ（約５０ｍｍ）の円管である。注入管１４は、掘削ロッド２０の内部を貫通して設けられ、掘削孔１８の掘削時には、オーガヘッド４８に送る掘削液を通過させる。
【００４５】
図５（Ａ）に示すように、傾斜計１２は、ポール１６を継手２２で順次連結しながら、矢印Ｐの方向へ注入管１４の最下端（ほぼ深さＨ１に等しい位置）まで挿入される。
ここに、ポール１６は、継手２２を折り曲げることで注入管の曲がり部に追従することができるので、傾斜計１２を最下端まで容易に挿入することができる。
また、この状態において、計測準備としてポール１６を計測方位にセットする。計測方位は、任意の方位に設定することができる。更に、データ収集用のデータロガー４５をケーブル４４に接続する。
【００４６】
最後に、計測工程を実行する。具体的には、図５（Ｂ）に示すように、ポール１６で、傾斜計１２の軸線回りの回転を抑制しながら、上方（矢印Ｒの方向）へ、所定の距離Ｈ２だけ引き上げる。ここに、所定の距離Ｈ２は、ポール（継手）１６の長さ（１ｍ〜３ｍ程度）に合わせるのが望ましい。
一旦、所定の位置で傾斜計１２を静止させ、データロガー４５からの計測指令で所定の位置における注入管（掘削ロッド２０）の傾きを計測する。
【００４７】
計測終了後、引き続いて傾斜計１２を所定の距離（Ｈ２）だけ更に引き上げる。引上げた位置で静止させ、傾斜計１２で注入管（掘削ロッド２０）の傾きを再度計測する。以上の手順を繰り返し、傾きを計測しながら順次傾斜計１２を引上げる。
【００４８】
上述した手順で、地上面まで掘削孔の掘削精度計測方法を実行することにより、既製杭用に掘削した掘削孔の掘削精度を、深さ方向へ計測することができる。
即ち、掘削ロッド２０に加工を施すことなく、既製杭用の掘削孔の掘削精度を計測する掘削精度計測方法を提供することができる。
【００４９】
更に、掘削精度計測方法においては、傾斜計１２が、最上部の計測を終えて注入管１４の上部まで引き上げられた後、傾斜計１２を軸線周りに１８０度回転させ、上述した挿入工程及び計測工程を更に実行することが望ましい。
これにより、傾斜計１２に生じる、経年変化等に伴う基準位置からの誤差をキャンセルすることができ、計測精度の向上を図ることができる。
【００５０】
なお、上述したように、傾斜計１２には、予め定められた１方向の傾斜を計測する１方向計測型と、予め定められた１方向に加えて、直交する１方向の傾斜も計測可能な２方向計測型がある。
直交する２方向（Ｘ方向とＹ方向）について計測する場合、１方向計測型を使用した場合には、Ｘ方向とＹ方向の正・反転で各２回ずつ、合計４回の計測作業が必要となる。一方、２方向計測型を使用した場合には、Ｘ方向の正・反転で各１回ずつ、合計２回の計測作業が必要となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、掘削孔１８に預けられた掘削ロッド２０の注入管１４へ挿入された傾斜計１２により、注入管１４の傾きが計測される。また、傾斜計１２に連結されたポール１６により、注入管１４の内部で傾斜計１２の軸線回りの回転を抑制して、傾斜計１２を予め定めた方位に維持した状態で、軸線方向（上下方向）へ移動させることができる。
【００５２】
これにより、注入管１４の任意の方位における注入管１４の傾きを、任意の位置（高さ）で計測することができる。ここに、掘削ロッド２０は掘削孔１８に預けられており、掘削孔１８の曲がりにそって曲げられている。この結果、注入管１４の曲がりを計測することで、掘削孔１８の曲がりを計測することができる。
即ち、掘削ロッド２０に加工を施すことなく、既製杭用の掘削孔１８の掘削精度を計測できる掘削精度計測装置を提供することができる。
【００５３】
更に、ポール１６を定形長に形成し、継手２２で連結可能とすることで、傾斜計１２の操作性が向上される。また、ポール１６の管理や搬送が容易となる。なお、連結されたポール１６は、継手２２により、他のポール１６との軸線回りの相対的な回転が制限されて連結されており、注入管１４の中で、傾斜計１２を軸線回りに回転させずに移動させることができる。
【００５４】
本実施の形態では、掘削ロッド固定工程、挿入工程及び計測工程を順次実行する掘削精度計測方法について説明した。
しかし、例えば、設計深度が深い場合には、設計深度を深さ方向に複数に分割して繰返し実行してもよい。即ち、設計深度より小さい深度で、掘削ロッド固定工程、挿入工程及び計測工程を順次繰り返し実行し、設計深度に到達すればよい。
これにより、掘削孔の傾きを早期に発見し、早期に修正することができる。
【００５５】
本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
先ず、今まで測定が困難であった既製杭の掘削精度（例えば孔の曲がり）を測定することが可能となる。この計測結果を利用して、所定深さごとに修正しながら掘削を進めることで、掘削精度の高い掘削孔が提供できる。この結果、既製杭用の掘削孔の施工の信頼性が向上する。
【００５６】
更に、特許文献１のように、掘削機械類に特殊な改造を施す必要がない。この結果、一般的に使用されている掘削機械を用いた一般的な掘削施工において、広く本実施の形態に係る掘削精度測定装置、及び掘削精度測定方法を適用することができる。
【００５７】
次に、傾斜角度から掘削孔の変形（水平変位分布）を求める方法について説明する。
本実施の形態において、傾斜計１２で得られた実測データは、各深度における注入管１４の傾斜角度のデータである。ここに、注入管１４の傾きと掘削孔１８の傾きが同一と仮定すれば、注入管１４の傾きを求めれば、掘削孔１８の傾きが把握できることとなる。
【００５８】
実測データから注入管１４の傾きを求める方法は下記に示す。
図８（Ａ）は計測結果の一例を示す特性図であり、横軸Ｘは鉛直方向からの変形量（ｍｍ）であり、縦軸Ｚは鉛直軸である。横軸Ｘに平行な直線ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４は、傾斜計１２で各深度において傾斜角度を計測した測定点である。
【００５９】
図８（Ａ）の特性図に示すように、各深度における傾斜角度（鉛直からの傾き角度）をθ１〜θ１ｎ、各測定点の斜辺長をＬ１〜Ｌｎとすると、各深度の水平変位量Ｄ１〜Ｄｎは次式（１）で求めることができる。
Ｄ１＝Ｌ１ｓｉｎθ１
Ｄ２＝Ｄ１＋Ｌ２ｓｉｎθ２
Ｄ３＝Ｄ２＋Ｌ３ｓｉｎθ３
Ｄｎ＝Ｄｎ−１＋Ｌｎｓｉｎθｎ    …（１）          
【００６０】
各深度の水平変位量Ｄ１〜Ｄｎの値を順次繋ぐことにより、実測データから注入管１４の傾き特性を求めることができる。  
【００６１】
また、傾斜計１２による計測においては、任意の方位での各深度の傾斜θａ１〜θａｎを測定した後、傾斜計１２を１８０度反転させ、任意の方位と１８０度異なる方位におけるθｂ１〜θｂｎを測定するのが望ましい。
即ち、１８０度回転させた両方向の測定データを平均することにより、傾斜計１２に生じる経年変化等に伴う基準位置からの誤差をキャンセルすることができ、既製杭等の掘削孔の掘削精度を向上させることができる。
【００６２】
具体的には、図８（Ｂ）に示すように、各深度の正逆データ（１８０度反転した２つの方位で求めた傾斜角度データ）の特性を利用することにより、測定結果の信頼性を高めることができる。即ち、この正逆データの平均値ＡＶ１は、ＡＶ１＝（θａ−θｂ）／２で算出され、鉛直に対する真の傾斜角度に相当する値となる。更に、この正逆データの和の平均値であるＡＶ２は、ＡＶ２＝（θａ＋θｂ）／２で算出され、傾斜計１２のゼロ点に相当する値となる。
これらの値の各深度のばらつきから、測定結果の信頼性を評価することができる。
【００６３】
上述の手順を経た計測結果から、掘削孔１８の傾きが、許容範囲より外れそうな場合には、例えば、掘削機のリーダーの傾斜を調整するなどで掘削方向を修正し、最終的な掘削孔を許容範囲に収める等の対策を施すことができる。
【００６４】
次に、検証実験について説明する。
本発明の掘削精度測定方法の信頼性について検証するため、検証実験を行った。
図９（Ａ）は検証実験を行った地盤５２の地質構造であり、図９（Ｂ）は地盤の掘削孔５４のＸ方向断面図、図９（Ｃ）は地盤の掘削孔５４のＹ方向断面図である。
【００６５】
検証実験は、先ず、掘削径の直径が８００ｍｍ、掘削深度Ｈ３＝２０．５ｍの掘削孔５４を掘削ロッドで掘削し、掘削孔５４の掘削精度を、Ｘ方向とＹ方向について計測した。その後、計測結果を超音波孔壁測器による計測結果と比較した。
先ず、上述した掘削精度計測方法に従って、掘削孔５４の掘削精度を傾斜計１２で各深度について計測した。
【００６６】
Ｘ方向の計測結果を図９（Ｂ）の実線Ｔｘで示している。実線Ｔｘは、深度が深くなるに従い杭芯Ｋｘから徐々に離れ、最深部（深度２０ｍの位置）において、杭芯Ｋｘに対して＋側へ８５．５ｍｍ離れた曲線となっている。
Ｙ方向の計測結果を図９（Ｃ）の実線Ｔｙで示している。実線Ｔｙは、深度が深くなるに従い杭芯Ｋｘから徐々に離れ、最深部（深度２０ｍの位置）において、杭芯Ｋｙに対して−側へ８０．９ｍｍ離れた曲線となっている。
【００６７】
続いて、掘削孔５４から掘削ロッドを引上げ、掘削孔５４の内部の掘削土を比重の小さい泥水（比重１．０〜１．０程度）に置換した。この状態で、図１０に示す超音波孔壁測定器５６を用いて超音波で孔壁を計測した。掘削孔５４の中は、泥水６６で水位６４の位置まで満たされている。
【００６８】
超音波孔壁測定器５６は、上下方向に移動可能な超音波センサ５８を有しており、超音波センサ５８は、センサケーブル６０で泥水６６中に保持されている。センサ用ドラム６２でセンサケーブル６０を巻き上げ、巻き下ろすことで超音波センサ５８の位置を上下させることができる。
【００６９】
超音波センサ５８は水平方向へ超音波を発信させ、超音波センサ５８からの発信位置における掘削孔５４の孔壁位置を計測することができる。
超音波センサ５８の位置を上下方向へ移動させることで、掘削孔５４の孔壁の形状を連続して測定することができる。
【００７０】
超音波センサ５８により測定した結果は、Ｘ方向の計測結果を図９（Ｂ）の折り重ね線Ｓｘで示し、Ｙ方向の計測結果を図９（Ｃ）の折り重ね線Ｓｙで示している。折り重ね線Ｓｘ、Ｓｙの杭芯Ｋｘ側の端部が孔壁の表面となる。
傾斜計１２による測結果Ｔｘを、掘削孔５４の孔壁側（矢印Ｐｗの方向）へ並行移動させた結果を破線７６で示す。超音波センサ５８で計測した掘削孔５４の孔壁の位置と、破線７６はほぼ一致している。
【００７１】
同様に、傾斜計１２の測結果Ｔｙを、掘削孔５４の孔壁側（矢印Ｐｗの方向）へ並行移動させた結果を破線７８で示す。超音波センサ５８で計測した掘削孔５４の孔壁の位置と、破線７８はほぼ一致している。
本検証結果から、傾斜計１２による計測であっても、超音波センサ５８とほぼ同じ精度で掘削孔５４の掘削精度を計測できるということが検証できた。
【００７２】
なお、以上の説明は、既製杭用の掘削孔について説明したが、これに限定されることはなく、地盤改良コラム、親杭、ソイルセメント柱列壁等の施工においても適用することができる。
【００７３】
（第２の実施の形態）
図１１（Ａ）に示すように、第２の実施の形態に係る掘削精度計測装置４０は、自在継手７０でポール６８Ａ、６８Ｂが接続された構成である。第１の実施の形態とは継手の構造のみが相違する。相違点を中心に説明する。
【００７４】
本実施の形態に用いられる自在継手７０は、自在継手７０の一端側７０Ａを基準に考えた場合、他端側７０Ｂと回転可能に連結部材で連結されており、連結された状態で、他端側７０Ｂを任意の角度γに折り曲げることができる。
自在継手７０の一端側７０Ａは、ポール６８Ａの端部に接続されており、自在継手７０の他端側７０Ｂは、ポール６８Ｂの端部に接続されている。
【００７５】
これにより、ポール６８Ａとポール６８Ｂを軸線６９Ａ、６９Ｂ方向に連結し、かつ、ポール６８Ａとポール６８Ｂを軸線６９Ａ、６９Ｂ周りの相対変位のない接続とすることができる。
他の構成は、第１の実施の形態と同一であり説明は省略する。
【００７６】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
先ず、図１１（Ｂ）に示すように、筒状の継手部材７１Ａ、７１Ｂを回転自在に連結する連結部材で連結した構成の自在継手７１を、自在継手７０に代えて用いてもよい。これにより、自在継手７０と同じ効果を得ることができる。
【００７７】
また、図１１（Ｃ）に示すように、筒状の３つの継手部材７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃで構成され、それぞれの端部を互いに回転自在に連結部材で連結した自在継手７２を、上述した自在継手７０に代えて用いてもよい。これにより、自在継手７０と同じ効果を得ることができる。
【００７８】
更に、図１１（Ｄ）に示すように、筒状の３つの継手部材７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃで構成され、それぞれの端部を互いに回転自在に連結部材で連結した自在継手７３を、上述した自在継手７０に代えて用いてもよい。これにより、自在継手７０と同じ効果を得ることができる。
【００７９】
（第３の実施の形態）
図１２（Ａ）に示すように、第３の実施の形態に係る掘削精度測定方法は、３軸オーガ７４を用いて同時に掘削された地盤の掘削孔の掘削精度計測方法である。
第１の実施の形態に係る掘削精度測定方法とは、掘削孔の数が増加する点で相違する。相違点を中心に説明する。
【００８０】
３軸オーガ７４は、３本の掘削ロッド２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを有し、それらを同時に回転させ、図１２（Ｃ）に示すように、一部が重複して連続する３箇所の掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃを同時に掘削することができる。
掘削精度の測定は、３箇所の掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃをそれぞれ計測するのが理想である。しかし、それでは手間と費用が多大となる。ここに、３軸オーガで同時に掘削された３箇所の掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃは、相対的に関連付けられた特性を有しており、この特性を活用すれば、測定回数を減らして容易に掘削精度を把握することができる。
【００８１】
即ち、図１２（Ｂ）のＸ-Ｘ線断面図に示すように、３軸オーガ７４では、一般的に、両端の２つの掘削ロッド２１Ａ、２１Ｃは時計周りに回転され、中央の１つの掘削ロッドは反時計周りに回転される構成となっている。
この結果、図１２（Ｃ）に示すように、３軸オーガ７４で同時に掘削された３箇所の掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃは、実線で示すように、中央の掘削孔７９Ｂを中心に両側の掘削孔７９Ａ、７９Ｃが時計周りに若干回転し過ぎた位置に、偏心して掘削される。ここに、２点鎖線で描いた円は、偏心がないとした場合の掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃの位置である。
【００８２】
このことから、両端の２つの掘削ロッド２１Ａ、２１Ｃの位置でそれぞれ掘削精度を測定すれば、中央部の掘削ロッド２１Ｂの掘削精度は、それらの平均となり、測定しなくても両側の結果から推定が可能といえる。
即ち、第１の実施の形態で説明した掘削精度測定方法を両端の２つの掘削ロッド２１Ａ、２１Ｃの位置で実行することで、３軸オーガ７４で掘削された掘削孔７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃの掘削精度をそれぞれ把握することができる。
具体的な掘削精度測定手順は、第１の実施の形態で説明済みであり説明は省略する。
【００８３】
なお、掘削孔の数は上述した３軸オーガで掘削された３個に限定されることはなく、３軸以上であれば適用できる。例えば、図示しない５軸オーガでもよい。５軸オーガで掘削された少なくとも５個の掘削孔のうち、両端の２つの掘削孔において掘削精度測定を測定することで、５軸オーガで掘削された５つの掘削孔のすべてについて、掘削精度を予測することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  掘削精度計測装置
１２  傾斜計
１４  注入管
１６  ポール（定形棒材、棒状部材）
１８  掘削孔
２０  掘削ロッド
２２  継手（連結手段）
２４  マイナス溝
２６  突部
２８  雄ねじ部
２９  雌ねじ部
３０  袋ナット
【図１】
0005912613.tif 000002
【図２】
0005912613.tif 000003
【図３】
0005912613.tif 000004
【図４】
0005912613.tif 000005
【図５】
0005912613.tif 000006
【図６】
0005912613.tif 000007
【図７】
0005912613.tif 000008
【図８】
0005912613.tif 000009
【図９】
0005912613.tif 000010
【図１０】
0005912613.tif 000011
【図１１】
0005912613.tif 000012
【図１２】
0005912613.tif 000013