(57)【要約】【課題】削孔ビット等の削孔具に打撃を加えて地盤を掘削して、鋼管杭等の杭を挿入する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の一側面に係る打設施工管理装置は、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得する情報取得部と、前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定する判定部と、を備える。【選択図】図７
2018091028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得する情報取得部と、
前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定する判定部と、
を備える、
打設施工管理装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記掘削深度情報の示す掘削深度が、前記掘削機により掘削した削孔に杭を挿入する長さとして設定された設定杭長以上であるか否かを判定することによって、前記削孔具が当該設定杭長に到達したか否かを更に判定する、
請求項１に記載の打設施工管理装置。
【請求項３】
前記掘削深度情報と前記打撃回数情報とを関連付けて施工履歴情報として記憶する記憶装置を更に備える、
請求項１又は２に記載の打設施工管理装置。
【請求項４】
前記情報取得部は、前記掘削機の打撃による振動を測定可能な位置に取り付けた加速度センサの測定結果に基づいて、前記掘削機の打撃回数を計測することで、前記打撃回数情報を取得する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の打設施工管理装置。
【請求項５】
前記削孔具は、削孔ビットであり、
前記情報取得部は、前記削孔ビットを回転させながら、ダウンザホールハンマにより前記削孔ビットに打撃を加えることで地盤を掘削する掘削機について、前記掘削深度情報と前記打撃回数情報とを取得する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の打設施工管理装置。
【請求項６】
コンピュータが、
削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得するステップと、
前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定するステップと、
を実行する打設施工管理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得するステップと、
前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定するステップと、
を実行させるための打設施工管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打設施工管理装置、打設施工管理方法、及び打設施工管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、建物等の構造物の基礎として、及び地滑り等の土塊の移動を抑制するために、鋼管杭が広く利用されている。この鋼管杭の施工では、鋼管杭の先端が、支持層となる強固な地盤まで到達していることが重要である。そのため、従来から、鋼管杭の先端が支持層まで到達していることを確認する様々な方法が開発されてきた。例えば、特許文献１及び２のような方法が知られている。
【０００３】
特許文献１により提案される方法では、予め行われるボーリング調査により、地質柱状図を作成し、この地質柱状図から、各地層に対応した地層深度を設定する。そして、オーガロットの先端位置の貫入深度を深度センサにより検出し、検出した深度の測定値により、オーガロットが所望の地層深度まで到達したか否かを判定する。
【０００４】
更に、振動センサによりオーガロットの振動を測定し、測定した振動データをフーリエ変換して、オーガロットの振動の周波数スペクトラムデータを得る。そして、設定した地層深度の間で、周波数帯域毎の最大値の平均値が大きく変化しているか否かによって、オーガロットの先端が支持層に到達したか否かを判定する。
【０００５】
一方、特許文献２では、ダウンザホールハンマを圧縮空気により作動させて削孔ビットに打撃を加えて地盤を削孔する施工において、削孔機構の先端が支持層に到達したか否かを判定する方法が提案されている。具体的には、コンプレッサから供給される圧縮空気の圧力及び圧縮空気量をそれぞれ測定し、測定された圧縮空気の圧力及び圧縮空気量に基づいて削孔機構の先端が支持層に到達したか否かを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０１９２６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法では、オーガロットの振動の周波数スペクトラムデータにより地層変化を判定し、事前の地質調査結果の整合性を確認することができる。しかしながら、この方法では、オーガロットの到達した地層の硬さを特定することはできないため、オーガロットの到達した地層が支持層であるか否かを判定することはできない。
【０００８】
地質調査は比較的に広いピッチで行われるため、地質調査の行われた箇所と鋼管杭を打設する箇所とで、その地質が大きく異なる可能性がある。特許文献１の方法では、オーガロットの到達した地層が支持層であるか否かを判定することはできないため、このような地質の相違に対応することもできない。
【０００９】
一方、特許文献２の方法では、打撃用の圧縮空気の圧力及び圧縮空気量に基づいて、削孔機構の先端が到達した地層の硬さを特定することができる。したがって、鋼管杭を打設する箇所の地層が地質調査を行った箇所と大きく相違していても、鋼管杭の先端が支持層に到達しているか否かを判定することができる。
【００１０】
しかしながら、圧縮空気を送出するコンプレッサと削孔位置とが離れている等の原因により、圧縮空気の圧力及び圧縮空気量の計測データが丸められてしまう場合がある。計測データが丸められてしまうと、この計測データ上で、削孔先端が支持層に到達したことを示す根拠となる明確な変化点を見出すのが困難になってしまう。そのため、削孔先端が支持層に到達していることを適切に確認できない可能性があった。
【００１１】
本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、削孔ビット等の削孔具に打撃を加えて地盤を掘削して、鋼管杭等の杭を挿入する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【００１３】
すなわち、本発明の一側面に係る打設施工管理装置は、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得する情報取得部と、前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定する判定部と、を備える。
【００１４】
上記構成に係る打設施工管理装置は、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、掘削深度に対応した、削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報を取得する。そして、上記構成に係る打設施工管理装置は、取得した打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、掘削深度情報の示す掘削深度にある削孔具が支持層に到達したか否かを判定する。
【００１５】
削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する際、当該削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数（換言すると、所定量だけ貫入させるために削孔具を打撃した回数）は、掘削する地盤の硬さに依存する。つまり、地盤が硬ければ硬いほど、削孔具を打撃する回数を増やさないと地盤を掘削することはできない。他方、地盤が柔らかければ柔らかいほど、削孔具を打撃する回数が少なくても地盤を掘削することができる。上記構成では、これを利用して、削孔先端が支持層となる硬い地盤まで到達したか否かを判定する。
【００１６】
ここで、打撃回数のデータは、例えば、打撃した回数をカウントすることにより得られる離散型データであるため、コンプレッサから送出される圧縮空気の圧力及び圧縮空気量の計測データとは異なり、丸められにくい。すなわち、打撃回数のデータは、掘削する地盤の硬さに応じて明確に変化する。よって、上記構成によれば、削孔ビット等の削孔具に打撃を加えて地盤を掘削して、鋼管杭等の杭を挿入する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認することができる。
【００１７】
また、上記一側面に係る打設施工管理装置の別の形態として、前記判定部は、前記掘削深度情報の示す掘削深度が、前記掘削機により掘削した削孔に杭を挿入する長さとして設定された設定杭長以上であるか否かを判定することによって、前記削孔具が当該設定杭長に到達したか否かを更に判定してもよい。当該構成によれば、掘削による削孔の深さが設定杭長に到達したことを検知した上で、当該削孔の先端が支持層まで到達したことを適切に確認することができる。したがって、削孔の深さが設定杭長に到達しない状態で、掘削機による掘削が終了することを防ぐことができ、確実な施工管理を行うことができる。
【００１８】
また、上記一側面に係る打設施工管理装置の別の形態として、上記打設施工管理装置は、前記掘削深度情報と前記打撃回数情報とを関連付けて施工履歴情報として記憶する記憶装置を更に備えてもよい。当該構成によれば、削孔先端が支持層まで到達したか否かを判定するのに利用する打撃回数情報を掘削深度情報と関連付けて記憶装置に記憶させることで、掘削機により支持層まで地盤を掘削したことを示す施工記録を残すことができる。
【００１９】
また、上記一側面に係る打設施工管理装置の別の形態として、前記情報取得部は、前記掘削機の打撃による振動を測定可能な位置に取り付けた加速度センサの測定結果に基づいて、前記掘削機の打撃回数を計測することで、前記打撃回数情報を取得してもよい。当該構成によれば、掘削機の打撃回数を示す打撃回数情報を安価かつ簡易な方法で取得することができる。すなわち、当該構成によれば、打設施工管理装置の製造コストを抑えることができる。
【００２０】
また、上記一側面に係る打設施工管理装置の別の形態として、前記削孔具は、削孔ビットであってよく、前記情報取得部は、前記削孔ビットを回転させながら、ダウンザホールハンマにより前記削孔ビットに打撃を加えることで地盤を掘削する掘削機について、前記掘削深度情報と前記打撃回数情報とを取得してもよい。当該構成によれば、ダウンザホールハンマを用いた掘削において、削孔先端が支持層まで到達したことを適切に確認することができる。
【００２１】
なお、上記各形態に係る打設施工管理装置の別の形態として、以上の各構成を実現する情報処理システムであってもよいし、情報処理方法であってもよいし、プログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータその他装置、機械等が読み取り可能な記憶媒体であってもよい。ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的、又は、化学的作用によって蓄積する媒体である。
【００２２】
例えば、本発明の一側面に係る打設施工管理方法は、コンピュータが、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得するステップと、前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定するステップと、を実行する情報処理方法である。
【００２３】
また、例えば、本発明の一側面に係る打設施工管理プログラムは、コンピュータに、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する掘削機について、前記削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、前記掘削深度に対応した、前記削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報と、を取得するステップと、前記打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、前記掘削深度情報の示す掘削深度にある前記削孔具が支持層に到達したか否かを判定するステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、削孔ビット等の削孔具に打撃を加えて地盤を掘削して、鋼管杭等の杭を挿入する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明が適用される場面の一例を模式的に示す。
【図２】図２は、実施の形態に係る掘削機の構成の一例を例示する。
【図３】図３は、実施の形態に係る打設施工管理装置のハードウェア構成の一例を例示する。
【図４】図４は、実施の形態に係る打設施工管理装置の機能構成の一例を例示する。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る掘削機による鋼管杭の打設過程の一例を例示する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る掘削機による鋼管杭の打設過程の一例を例示する。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態に係る掘削機による鋼管杭の打設過程の一例を例示する。
【図５Ｄ】図５Ｄは、実施の形態に係る掘削機による鋼管杭の打設過程の一例を例示する。
【図５Ｅ】図５Ｅは、実施の形態に係る掘削機による鋼管杭の打設過程の一例を例示する。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態に係る掘削機において新たな鋼管をセットする過程を例示する。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態に係る掘削機において新たな鋼管をセットする過程を例示する。
【図７】図７は、実施の形態に係る打設施工管理装置による打設施工管理の処理手順の一例を例示する。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態に係る加速度センサの測定データの一例を模式的に例示する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａで示す測定データを平滑化した状態の一例を模式的に例示する。
【図９】図９は、実施の形態に係る施工履歴情報の一例を模式的に例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメタ、マシン語等で指定される。
【００２７】
§１  適用場面
まず、図１を用いて、本発明が適用される場面について説明する。図１は、本実施形態に係る打設施工管理装置１の適用場面の一例を模式的に例示する。図１の例では、鋼管杭を打設する位置に掘削機２が配置されている。この掘削機２は、削孔具（後述する削孔ビット２８）に打撃を加えて地盤を掘削するタイプの掘削機である。オペレータは、操作盤２２１を介して掘削機２の駆動装置２２を操作することで、対象の位置を掘削し、鋼管５を打設する削孔を形成することができる。打設施工管理装置１は、このような掘削機２のガイドセル２１に取り付けられた情報処理装置であり、削孔先端が支持層となる硬い地盤まで到達したか否かを監視する。
【００２８】
具体的には、打設施工管理装置１は、掘削機２について、削孔具の掘削深度を示す掘削深度情報と、掘削深度に対応した、削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報を取得する。本実施形態では、打設施工管理装置１は、エンコーダ１５の測定データに基づいて掘削深度情報を取得し、加速度センサ１６の測定データに基づいて打撃回数情報を取得する。そして、打設施工管理装置１は、打撃回数情報の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、掘削深度情報の示す掘削深度にある削孔具が支持層に到達したか否かを判定する。
【００２９】
上記のとおり、削孔具に打撃を加えて地盤を掘削する際、当該削孔具の所定貫入量当たりの打撃回数は、掘削する地盤の硬さに依存する。すなわち、支持層となる硬い地盤では打撃回数が多くなり、支持層にならない柔らかい地盤では打撃回数は少なくなる。そのため、所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、削孔具が支持層に到達したか否かを判定することができる。本実施形態に係る打設施工管理装置１は、この判定結果により、掘削機２の形成する削孔の先端が支持層となる硬い地盤まで到達したか否かを監視する。
【００３０】
ここで、削孔先端が支持層に到達したか否かを判定するのに利用する打撃回数のデータは、打撃した回数をカウントすることにより得られる離散型データであるため、丸められにくく、掘削する地盤の硬さに応じて明確に変化し得る。したがって、本実施形態によれば、掘削機２により削孔具に打撃を加えて地盤を掘削して、鋼管５を挿入する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認することができる。
【００３１】
§２  構成例
［掘削機］
次に、図２を用いて、掘削機２の構成の一例を説明する。図２は、本実施形態に係る掘削機２の削孔機構の一例を例示する。図２の例では、掘削機２は、ダウンザホールハンマ２５によって、いわゆる回転打撃式で掘削する削孔機構を備えている。
【００３２】
具体的に、掘削機２は、地盤上に立設される柱状のガイドセル２１と、当該ガイドセル２１に対してチェーン駆動により上下方向に昇降自在に取り付けられた駆動装置２２と、を備えている。駆動装置２２の回転軸には、打設する鋼管５内に挿入可能な中空の削孔ロッド２３が取り付けられており、削孔ロッド２３の先端には、ガイドスリーブ２４を介して、ダウンザホールハンマ２５が取り付けられている。更に、ダウンザホールハンマ２５には、ガイドデバイス２６を介して、削孔ビット２８が取り付けられている。削孔ビット２８は、本発明の「削孔具」に相当する。一方、外管であり杭となる鋼管５の先端には、ケーシングシュー５１が取り付けられている。ケーシングシュー５１は、その先方に削孔ビット２８を突出させた状態でガイドデバイス２６と係合するように構成されている。
【００３３】
掘削の際には、駆動装置２２に、コンプレッサ（不図示）から圧縮空気が供給される。駆動装置２２は、削孔ロッド２３を所定方向に回転させながら、当該削孔ロッド２３内に圧縮空気を送り込む。削孔ロッド２３内に送り込まれた圧縮空気は、ガイドスリーブ２４を介してダウンザホールハンマ２５内のシリンダに送入する。この圧縮空気により、ダウンザホールハンマ２５は、ハンマピストンを往復させて、削孔ビット２８を含むビット部分に打撃を加えるようになっている。加えて、削孔ロッド２３の回転により削孔ビット２８も回転している。この回転及び打撃により、掘削面が削られていく。すなわち、掘削機２は、削孔ビット２８を回転させながら、ダウンザホールハンマ２５により削孔ビット２８に打撃を加えることで地盤を掘削する。
【００３４】
ここで、削孔ビット２８は、偏心拡径構造を有している。すなわち、掘削の際に、削孔ビット２８を所定方向（例えば、左ネジ方向）に回転させると、ガイドデバイス２６がケーシングシュー５１に係合し、削孔ビット２８は、ケーシングシュー５１の先から突出した後に、径方向外側に飛び出す、すなわち、拡径する（後述する図５Ｂ）。これにより、削孔ビット２８は、鋼管５よりもやや大きい径の孔を掘削する。リーマ２７は、削孔ビット２８が地盤を掘削している際に、偏心拡径して削孔を横方向に拡げる。
【００３５】
なお、外管である鋼管５は、打撃力も回転力も受けないが、ケーシングシュー５１がガイドデバイス２６に係合していることによって、削孔ビット２８の推進と共に牽引されて、地中に貫入打設されていく。また、削孔ビット２８が地中に進むにつれて、駆動装置２２も下方に移動していく。
【００３６】
一方、掘削を終了して、削孔ビット２８を回収する際には、削孔ビット２８を上記とは反対方向に回転させる。これにより、ガイドデバイス２６とケーシングシュー５１との係合は外れると共に、削孔ビット２８の拡径は解除される。そのため、鋼管５内を挿通させて、削孔ビット２８を回収することができる。以上のような構成により、本実施形態に係る掘削機２は、鋼管５を打設する孔を掘削することができる。
【００３７】
［打設施工管理装置］
（ハードウェア構成）
次に、図３を用いて、打設施工管理装置１のハードウェア構成の一例を説明する。図３は、本実施形態に係る打設施工管理装置１のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。図３に例示されるように、本実施形態に係る打設施工管理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む制御部１１、制御部１１で実行されるプログラム８等を記憶する記憶部１２、及び外部装置と接続するための外部インタフェース１３が電気的に接続されたコンピュータである。ただし、図３では、外部インタフェースを「外部Ｉ／Ｆ」と記載している。
【００３８】
本実施形態に係る打設施工管理装置１は、各外部インタフェース１３を介して、エンコーダ１５及び加速度センサ１６に接続している。
【００３９】
エンコーダ１５は、掘削深度情報を取得するために用いられる。このエンコーダ１５には、掘削深度を測定可能な公知のエンコーダが適宜採用されてよい。例えば、エンコーダ１５として、ムトーエンジニアリング社製のＤ１０００Ｚ等のワイヤ式リニアエンコーダを利用することができる。
【００４０】
ワイヤ式リニアエンコーダは、ワイヤの引出し量で装置の移動距離を計測するエンコーダである。このワイヤ式リニアエンコーダによれば、図１及び図２に例示されるように、ガイドセル２１の上端付近に取り付けて、駆動装置２２を昇降させるチェーンの移動量を計測することができる。
【００４１】
チェーンの移動量は、駆動装置２２の降下量に対応し、駆動装置２２の降下量は、掘削機２の削孔ビット２８の貫入量に対応する。そのため、打設施工管理装置１は、ワイヤ式リニアエンコーダの測定データに基づいて、掘削機２の掘削深度を算出し、掘削深度情報を取得することができる。
【００４２】
一方、加速度センサ１６は、掘削機２の打撃回数情報を取得するために用いられる。この加速度センサ１６には、対象物の加速度を測定可能な公知の加速度センサが適宜採用されてよい。例えば、加速度センサ１６として、テクノサイエンス社製のＢＬ１００を利用することができる。
【００４３】
本実施形態では、加速度センサ１６は、ガイドセル２１の上端側に取り付けられている。ガイドセル２１には、駆動装置２２及び削孔ロッド２３を介して、ダウンザホールハンマ２５による打撃の振動が伝達する。すなわち、ガイドセル２１は、ダウンザホールハンマ２５が削孔ビット２８を打撃するのに応じて振動している。
【００４４】
したがって、ガイドセル２１に取り付けた加速度センサ１６によって、ダウンザホールハンマ２５の打撃に応じた振動を測定することができる。そのため、打設施工管理装置１は、加速度センサ１６の測定データに基づいて、削孔ビット２８の打撃回数をカウントし、打撃回数情報を取得することができる。加速度センサは安価に入手可能であるため、本実施形態によれば、打設施工管理装置１の製造コストを抑えることができる。
【００４５】
なお、加速度センサ１６の取り付ける位置は、このような例に限定されなくてもよく、削孔ビット２８の打撃による振動を測定可能な位置であれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、加速度センサ１６は、駆動装置２２に取り付けられてもよい。
【００４６】
また、記憶部１２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置である。記憶部１２に記憶されるプログラム８は、打設施工管理装置１の制御部１１に各構成要素を制御させ、後述する鋼管５の打設の施工管理に関する各処理を実行させるためのプログラムである。このプログラム８は、本発明の「打設施工管理プログラム」に相当する。このプログラム８は、記憶媒体９に記憶されていてもよい。
【００４７】
記憶媒体９は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。本実施形態に係る打設施工管理装置１は、外部インタフェース１３を介してドライブ１８に接続可能であり、このドライブ１８により記憶媒体９に記憶された情報を読み取ることで、プログラム８を取得してもよい。
【００４８】
なお、図３では、記憶媒体９の一例として、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスク型の記憶媒体が例示されている。しかしながら、記憶媒体９の種類は、ディスク型に限定される訳ではなく、ディスク型以外であってもよい。ディスク型以外の記憶媒体として、例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリを挙げることができる。
【００４９】
本実施形態に係る打設施工管理装置１は、以上のようなハードウェア構成を有する。ただし、打設施工管理装置１の具体的なハードウェア構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が可能である。例えば、制御部１１は、複数のプロセッサを含んでもよい。また、打設施工管理装置１は、提供されるサービス専用に設計された情報処理装置の他、デスクトップ型ＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ等の汎用の情報処理装置であってもよい。更に、打設施工管理装置１は、１又は複数台の情報処理装置により構成されてよい。
【００５０】
（機能構成）
次に、図４を用いて、打設施工管理装置１の機能構成の一例を説明する。図４は、本実施形態に係る打設施工管理装置１の機能構成の一例を模式的に例示する。本実施形態では、打設施工管理装置１の制御部１１が、記憶部１２に記憶されたプログラム８をＲＡＭに展開する。そして、制御部１１は、ＲＡＭに展開されたプログラム８をＣＰＵにより解釈及び実行して、各構成要素を制御する。これにより、打設施工管理装置１は、情報取得部１１１、判定部１１２、及び履歴作成部１１３を備えるコンピュータとして機能する。
【００５１】
情報取得部１１１は、削孔ビット２８の掘削深度を示す掘削深度情報１２１と、掘削深度に対応した、削孔ビット２８の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報１２２と、を取得する。判定部１１２は、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、掘削深度情報１２１の示す掘削深度にある削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定する。そして、履歴作成部１１３は、掘削深度情報１２１と打撃回数情報１２２とを関連付けて施工履歴情報１２３を作成し、作成した施工履歴情報１２３を記憶部１２等の記憶装置に保存する。
【００５２】
なお、本実施形態では、これらの機能がいずれも汎用のＣＰＵによって実現される例を説明している。しかしながら、これらの機能の一部又は全部が、１又は複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、打設施工管理装置１の機能構成に関して、実施形態に応じて、適宜、機能の省略、置換、及び追加が行われてもよい。例えば、施工履歴情報１２３を作成しない場合には、履歴作成部１１３は省略されてもよい。各機能に関しては後述する動作例で詳細に説明する。
【００５３】
§３  動作例
［施工手順］
次に、図５Ａ〜図５Ｅ、図６Ａ及び図６Ｂを用いて、本実施形態に係る掘削機２による鋼管５の打設の施工手順について説明する。図５Ａ〜図５Ｅは、掘削機２による鋼管５の打設過程の一例を例示する。本実施形態では、掘削機２は、ダウンザホールハンマ２５を用いた二重管削孔方式により鋼管５の削孔を行い、複数本の鋼管５を継ぎ足して所定の杭長の鋼管杭を形成する、いわゆるＳＴ（Strong Tubfix）マイクロパイル工法を実施する。図６Ａ及び図６Ｂは、掘削機２において新たな鋼管５を継ぎ足す過程を例示する。なお、以下で説明する施工手順は一例に過ぎず、各工程は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する施工手順について、実施の形態に応じて、適宜、工程の省略、置換、及び追加が可能である。
【００５４】
（第１工程）
まず、第１工程では、図５Ａに例示されるように、削孔ビット２８を先端に装着した削孔ロッド２３を鋼管５内に挿入し、駆動装置２２によって削孔ロッド２３を駆動する。上記のとおり、駆動装置２２を駆動すると、鋼管５の先端から突出し、かつ径方向外側に拡径した削孔ビット２８にダウンザホールハンマ２５を介して回転及び打撃が加えられる。この回転及び打撃を利用して、削孔ビット２８は、鋼管５よりもやや大きい径の孔を掘削していく。
【００５５】
外管である鋼管５は、ケーシングシュー５１がガイドデバイス２６に係合していることによって、削孔ビット２８の推進と共に牽引されて、地中に貫入打設されていく。また、削孔ビット２８が地中に進むにつれて、駆動装置２２も下方に移動していく。鋼管５がほぼ地中に埋まるまで、この第１工程による削孔を継続する。そして、鋼管５がほぼ地中に埋まり、地中に打設した鋼管５の長さが所定の杭長に到達していない等の理由により、更に鋼管５を追加する場合には、次の第２工程を実施する。
【００５６】
（第２工程）
次の第２工程では、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂに例示されるように、新たな鋼管５及び削孔ロッド２３を継ぎ足す。具体的には、図６Ａに例示される状態にある駆動装置２２から削孔ロッド２３を取り外し、操作盤２２１を操作して、駆動装置２２を上方へ移動させる。続いて、図６Ｂに例示されるように、削孔から露出した削孔ロッド２３及び鋼管５の後端それぞれに、追加の削孔ロッド２３及び鋼管５を継ぎ足す。
【００５７】
削孔ロッド２３同士及び鋼管５同士それぞれを接続する方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、ネジ継手であるカプラ２３１により、削孔ロッド２３同士を接続することができる。同様に、カプラ式のネジ継手により、鋼管５同士を接続することができる。
【００５８】
上記の第１工程と第２工程を、地中に打設した鋼管５の合計の長さが所定の杭長になり、鋼管５の先端が支持層となる硬い地盤まで到達するまで繰り返す。所定の杭長（後述する設定杭長）は、実施の形態に応じて適宜設定可能である。１本の削孔ロッド２３及び鋼管５の長さは、標準的には３ｍ程度である。そのため、所定の杭長を９ｍに設定した場合には、少なくとも３本の鋼管５を打設するまで、第１工程と第２工程とを繰り返す。鋼管５の先端が支持層に到達したか否かは、後述する打設施工管理装置１の情報処理により判定する。なお、１本の鋼管５が所定の杭長よりも長い場合には、第２工程は省略可能である。
【００５９】
（第３工程）
次の第３工程では、図５Ｃに例示されるように、削孔に利用した削孔ビット２８を含む削孔ロッド２３を回収する。上記のとおり、削孔ロッド２３を回収する際には、第１工程とは反対方向に駆動装置２２を回転させる。これにより、ガイドデバイス２６とケーシングシュー５１との係合は外れると共に、削孔ビット２８の拡径は解除されて、削孔ビット２８が鋼管５内に挿入可能な状態になる。この状態で、駆動装置２２を上方に移動させることで、削孔ロッド２３及び削孔ビット２８を回収することができる。
【００６０】
（第４工程）
次の第４工程では、図５Ｄに例示されるように、膨張収縮自在に構成されたパッカー３０を先端に取り付けた注入管３１を鋼管５内に挿入する。グラウト材を注入する位置まで、注入管３１を挿入した後、パッカー３０を適宜膨張させる。これにより、グラウト材を注入可能な状態になる。
【００６１】
（第５工程）
次の第５工程では、注入管３１を介して、削孔内にグラウト材６を注入する。鋼管５には、節突起及び吐出孔が所定ピッチで設けられている。鋼管５内の注入管３１から上方の部分はパッカー３０によって閉塞しているため、注入管３１により鋼管５内にグラウト材６を注入すると、吐出孔から削孔内にグラウト材６が吐出される。すなわち、鋼管５の先端側で、節突起がグラウト材６に埋もれながら、グラウト材６が充填されていく。
【００６２】
充分な量のグラウト材を注入した後には、図５Ｅに例示されるように、パッカー３０を含む注入管３１を回収する。以上により、本実施形態に係る打設工程は完了である。充填されたグラウト材６が硬化すると、鋼管５の先端部分がグラウト材６により地盤に固定される。これによって、鋼管５及びグラウト材６による鋼管杭が形成される。
【００６３】
（各工程の実施タイミングに関して）
なお、上記第１工程〜第３工程を実施してから次の第４工程及び第５工程によるグラウト材６の注入を実施するまでは、地中には、鋼管５のみが打設された状態になる。このため、第３工程の後に直ちに第４工程及び第５工程を実施するのではなく、他の鋼管杭の打設位置で上記第１工程〜第３工程を実施することで、グラウト材６の注入工程の前に、各打設位置における鋼管５の打設工程を完了させてもよい。
【００６４】
このようにすることで、本実施形態では、次のような効果を得ることができる。すなわち、グラウト材６を一度注入すると、鋼管５の継ぎ足しが難しくなる。そのため、グラウト材６を注入する前に、後述する打設施工管理装置１の情報処理により、鋼管５の先端が支持層に到達していることを確認する。これにより、いずれかの鋼管杭で、鋼管５の先端が支持層に到達していないことが判明した場合には、その鋼管杭において、鋼管５の継ぎ足しによる杭長の修正を行うことができる。したがって、本実施形態に係る工法では、各鋼管杭で第３工程までを実施し、第４工程に移行する前に、鋼管５の先端が支持層に到達していることの確認作業を行うことで、各鋼管杭が確実に支持層に到達するようにすることができる。
【００６５】
［打設施工管理］
次に、図７を用いて、打設施工管理装置１の動作例を説明する。図７は、本実施形態に係る打設施工管理装置１による打設施工管理の処理手順の一例を例示する。以下で説明する処理手順は、本発明の「打設施工管理方法」に相当する。ただし、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。
【００６６】
（ステップＳ１０１）
まず、ステップＳ１０１では、制御部１１は、情報取得部１１１として機能し、掘削機２について、削孔ビット２８の掘削深度を示す掘削深度情報１２１と、掘削深度に対応した、削孔ビット２８の所定貫入量当たりの打撃回数を示す打撃回数情報１２２と、を取得する。掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を取得した後、制御部１１は、次のステップＳ１０２に処理を進める。
【００６７】
本実施形態では、掘削深度情報１２１は、エンコーダ１５の測定結果から取得される。エンコーダ１５は、例えば、ワイヤ式リニアエンコーダであり、駆動装置２２を昇降させるチェーンの移動量を測定することができる。チェーンの移動量は、駆動装置２２の降下量に対応し、駆動装置２２の降下量は、削孔ビット２８の貫入量に対応する。そのため、制御部１１は、エンコーダ１５からチェーンの移動量の測定データを取得し、取得した測定データに基づいて削孔ビット２８の貫入量を算出することで、削孔ビット２８の掘削深度を特定し、掘削深度情報１２１を取得することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、打撃回数情報１２２は、加速度センサ１６の測定結果から取得される。加速度センサ１６は、ガイドセル２１の上端側に取り付けられており、このガイドセル２１には、駆動装置２２及び削孔ロッド２３を介して、ダウンザホールハンマ２５による打撃の振動が伝達する。制御部１１は、加速度センサ１６によってガイドセル２１の振動を測定し、その測定結果に基づいて、掘削機２におけるダウンザホールハンマ２５の打撃回数を計測することで、打撃回数情報１２２を取得する。
【００６９】
具体的には、制御部１１は、加速度センサ１６により得られたガイドセル２１の振動の波形データ（測定データ）に平滑化処理を適用して、平滑化された振動の波形データを取得する。そして、制御部１１は、所定貫入量毎に表れる極大値又は極小値をとる点の数をカウントすることで、所定貫入量当たりの打撃回数を計測し、打撃回数情報１２２を取得する。
【００７０】
打撃回数をカウントする基準となる所定貫入量は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。本実施形態では、所定貫入量は、例えば、０．１ｍに設定される。すなわち、制御部１１は、削孔ビット２８を０．１ｍ分貫入させる間にダウンザホールハンマ２５により行った打撃回数を打撃回数情報１２２として取得する。
【００７１】
ここで、図８Ａ及び図８Ｂを用いて、上記打撃回数情報１２２を取得する処理について詳細に説明する。図８Ａは、加速度センサ１６の測定データの一例を模式的に例示する。図８Ｂは、図８Ａで示す測定データを平滑化した結果の一例を模式的に例示する。
【００７２】
ダウンザホールハンマ２５の打撃による振動のエネルギは、ガイドセル２１に取り付けた加速度センサ１６に到達するまでに、減衰する。また、加速度センサ１６は、ダウンザホールハンマ２５の打撃による振動以外の余計な振動（例えば、エンジン振動を含む作業時の本体部の振動、周辺環境振動、自然環境振動等）も同時に測定してしまう可能性がある。そのため、加速度センサ１６により得られる振動の測定データの波形は、図８Ａに例示されるように、ダウンザホールハンマ２５の打撃による大きな波形に小刻みで不規則な複数の波形が重畳した乱れた形状になる。
【００７３】
そこで、制御部１１は、平滑化処理として、加速度センサ１６により得られた測定データに移動平均処理を適用する。例えば、制御部１１は、次の数１の計算処理を実行することで、加速度センサ１６の測定データに移動平均処理を適用する。これにより、制御部１１は、図８Ｂで例示されるような平滑化された振動の波形データを得ることができる。
【００７４】
【数１】
2018091028.tif 000003
なお、ｘ（ｊ）は測定値を示し、Ｎはサンプル数を示す。例えば、１０回の測定について移動平均処理を行う場合には、Ｎは１０に設定される。
【００７５】
更に、ダウンザホールハンマ２５は、シリンダの中でピストンが、圧縮空気圧力と地盤との反発力とで往復運動することで、削孔ビット２８により地盤を破砕させて掘削する。そのため、１回の打撃の間に、ピストンは、シリンダ内部での圧縮空気圧力が最大になる瞬間（上死点）と地盤に当たる瞬間（下死点）との合計２度停止する。
【００７６】
このシリンダ内部で圧縮空気圧力が最大となることによりピストンが停止する瞬間の上死点が、振動の波形データの中では極大値をとる点に対応し得る。一方、地盤に当たることによりピストンが停止する瞬間の下死点が、振動の波形データの中では極小値をとる点に対応し得る。
【００７７】
よって、制御部１１は、図８Ｂで例示される平滑化された振動の波形データにおいて、極大値又は極小値をとる点の数をカウントすることで、ダウンザホールハンマ２５による打撃回数を計測することができる。そして、上記のとおり、制御部１１は、打撃回数を計測すると共に、削孔ビット２８の掘削深度を測定している。そのため、制御部１１は、打撃回数を計測した時の掘削深度情報１２１を参照することで、所定貫入量当たりの打撃回数を算出し、打撃回数情報１２２を取得することができる。
【００７８】
なお、本実施形態に係る掘削機２は、上記のとおり、掘削を行う第１工程と鋼管５の継ぎ足しを行う第２工程とを繰り返して、鋼管杭の削孔を形成していく。これに対して、制御部１１は、掘削機２により第１工程が実施されている間に、エンコーダ１５及び加速度センサ１６による測定を実施して、上記掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を取得する。一方、掘削機２において第２工程が実施されている間には、制御部１１は、エンコーダ１５及び加速度センサ１６による測定を停止して、次の第１工程が実施されるまで待機する。
【００７９】
（ステップＳ１０２）
図７に戻り、次のステップＳ１０２では、制御部１１は、判定部１１２として機能し、掘削深度情報１２１の示す掘削深度が設定杭長以上であるか否かを判定することによって、削孔ビット２８が設定杭長に到達したか否かを判定する。掘削深度が設定杭長以上ではない、すなわち、削孔ビット２８が設定杭長に到達していないと判定した場合には、制御部１１は、上記ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、掘削深度が設定杭長である、すなわち、削孔ビット２８が設定杭長に到達したと判定した場合には、制御部１１は、次のステップＳ１０２に処理を進める。
【００８０】
設定杭長は、掘削機２により掘削した削孔に杭を挿入する長さとして設定される設計上の値である。この設定杭長の値は、適宜決定されてよい。例えば、事前のボーリング調査により得られた支持層の深度を設定杭長の値に設定してもよい。また、設定杭長の値の設定方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、制御部１１は、上記ステップＳ１０１の処理を実行する前に、予め与えられた設定値を設定杭長の値として設定してもよい。また、例えば、制御部１１は、オペレータ等の利用者から受け付けた入力値を設定杭長の値として設定してもよい。
【００８１】
（ステップＳ１０３）
次のステップＳ１０３では、制御部１１は、判定部１１２として機能し、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、掘削深度情報１２１の示す掘削深度にある削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定する。
【００８２】
上記掘削機２の第１工程において、削孔ビット２８に打撃を加えて地盤を掘削する際、削孔ビット２８の所定貫入量当たりの打撃回数は、掘削する地盤の硬さに依存する。すなわち、支持層となるような硬い地盤では、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数は多くなり、支持層にならないような柔らかい地盤では、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数は少なくなる。
【００８３】
そこで、本実施形態に係る制御部１１は、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数が設定回数以上であるか否かを判定することによって、削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定する。打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数が設定回数以上ではない、すなわち、削孔ビット２８が支持層に到達していないと判定した場合には、制御部１１は、上記ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数が設定回数以上である、すなわち、削孔ビット２８が支持層に到達したと判定した場合には、制御部１１は、次のステップＳ１０４に処理を進める。
【００８４】
削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定する指標となる設定回数の値は、適宜決定されてよい。例えば、近辺で鋼管杭を打設した際の打撃回数の知見に基づいて、設定回数の値が決定されてもよい。また、設定回数の値の設定方法は、上記設定杭長の値の設定方法と同様に、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、設定回数の値には、予め与えられた設定値が用いられてもよいし、利用者から受け付けた入力値が用いられてもよい。また、打設施工管理装置１を利用する際に、設定回数の値は、利用者によって適宜修正されてよい。なお、ステップＳ１０１から処理を繰り返す際、制御部１１は、ステップＳ１０２の処理を省略してもよい。
【００８５】
（ステップＳ１０４）
次のステップＳ１０４では、制御部１１は、履歴作成部１１３として機能し、ステップＳ１０１で取得した掘削深度情報１２１と打撃回数情報１２２とを関連付けて施工履歴情報１２３を作成し、作成した施工履歴情報１２３を記憶部１２等の記憶装置に保存する。ただし、施工履歴情報１２３を保存する記憶装置は、記憶部１２に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、打設施工管理装置１がネットワーク等を介してＮＡＳ（Network Attached Storage）等の外部の記憶装置に接続している場合、制御部１１は、作成した施工履歴情報１２３を外部の記憶装置に保存してもよい。本ステップＳ１０４の処理が完了すると、制御部１１は、本動作例に係る処理を終了する。
【００８６】
図９は、施工履歴情報１２３の一例を模式的に例示する。具体的に、図９は、掘削深度情報１２１の示す掘削深度を縦軸にし、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数を横軸にしたグラフを例示している。制御部１１は、施工履歴情報１２３として、このようなグラフを作成してもよい。
【００８７】
例えば、ステップＳ１０３において削孔ビット２８が支持層に到達したことを判定する指標となる設定回数の値が４００回〜６００回の間の値に設定されており、図９で例示される施工履歴情報１２３が得られたとする。この場合、利用者は、得られた施工履歴情報１２３から、掘削深度が４ｍから５ｍの間である際に、削孔ビット２８が支持層となるような硬い地盤に到達したことを確認することができる。
【００８８】
＜その他＞
なお、上記処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。例えば、掘削深度が設定杭長に到達したか否かの評価を行わない場合には、上記ステップＳ１０２の処理は省略されてもよい。
【００８９】
また、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行するタイミングは、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、制御部１１は、掘削機２により第１工程及び第２工程を繰り返している間に、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理をリアルタイムで実行してもよい。また、例えば、制御部１１は、掘削機２により第１工程を実施している間に、上記ステップＳ１０１の処理を継続的に実行し、第１工程を実施してから第４工程を実施するまでの間に、上記ステップＳ１０２以降の処理を実行してもよい。第４工程以降の工程を実施する、すなわち、グラウト材６を注入する工程を実施するまでに、上記各ステップの処理を実行するのが好ましい。
【００９０】
また、本実施形態に係る打設施工管理装置１には、スピーカ、ディスプレイ等の出力装置が無線或いは有線で接続していてもよい。この場合、制御部１１は、出力装置を介して、掘削深度情報１２１、打撃回数情報１２２、並びにステップＳ１０２及びＳ１０３の判定結果を出力してもよい。これにより、オペレータは、出力される情報に基づいて、鋼管５の長さが設定杭長に到達したか否か、及び鋼管５の先端が支持層に到達したか否かを確認しながら、操作盤２２１を操作して、掘削機２による鋼管５の打設を行うことができる。
【００９１】
［作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る打設施工管理装置１は、図９に例示されるように、丸められにくく、かつ地盤の硬さに応じて明確に変化する打撃回数情報１２２に基づいて、削孔先端が支持層に到達したか否かを判定する。そのため、本実施形態によれば、掘削機２を利用して鋼管５を打設する削孔を形成する際に、削孔先端が支持層に到達したことを適切に確認することができる。
【００９２】
また、本実施形態に係る打設施工管理装置１は、上記ステップＳ１０２により、削孔ビット２８が設定杭長に到達したか否かを判定している。これにより、掘削による削孔の深さが設定杭長に到達したことを検知した上で、当該削孔の先端が支持層まで到達したことを適切に確認することができる。したがって、本実施形態によれば、削孔の深さが設定杭長に到達しない状態で、掘削機２による掘削が終了することを確実に防ぐことができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る打設施工管理装置１は、上記ステップＳ１０４により、掘削深度情報１２１と打撃回数情報１２２とを関連付けることで、図９に例示される施工履歴情報１２３を作成し、作成した施工履歴情報１２３を記憶装置に保存する。したがって、本実施形態によれば、図９に例示されるような、削孔先端が支持層まで到達したか否かを判定するのに利用したデータを記憶装置に記憶させることで、掘削機２により支持層まで地盤を掘削したことを示す証拠を残すことができる。
【００９４】
§４  変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【００９５】
＜４．１＞
例えば、上記実施形態では、打設施工管理装置１は、ガイドセル２１に取り付けられている。しかしながら、打設施工管理装置１の配置は、このような例に限定されなくてもよく、ガイドセル２１以外の場所に配置されてもよい。
【００９６】
また、例えば、エンコーダ１５及び加速度センサ１６が無線通信可能であれば、打設施工管理装置１は、エンコーダ１５及び加速度センサ１６と無線通信可能な範囲に適宜配置してもよい。この場合、打設施工管理装置１は、エンコーダ１５及び加速度センサ１６から定期的に測定データを受信し、受信した測定データを適宜処理することで、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を取得することができる。
【００９７】
また、例えば、上記実施形態では、打設施工管理装置１は、エンコーダ１５及び加速度センサ１６に直接接続されている。しかしながら、打設施工管理装置１とエンコーダ１５及び加速度センサ１６との間に無線通信可能なコンピュータ（以下、「通信装置」と記載する）を配置してもよい。すなわち、エンコーダ１５及び加速度センサ１６を通信装置に接続し、打設施工管理装置１は、通信装置を介して、エンコーダ１５及び加速度センサ１６の測定データを取得してもよい。
【００９８】
なお、鋼管杭の打設は、電源の存在しない場所で行われる場合がある。このような場合には、可能な限り、電気の消費の少ない方法で、上記打設施工管理の処理が実行されるのが好ましい。そのため、このような場合には、各装置間で無線通信を行うのではなく、上記実施形態のように、通信の少ない方法を採用するのが好ましい。なお、打設施工管理装置１には、適宜、バッテリを内蔵させてよい。
【００９９】
また、上記実施形態に係る打設施工管理装置１は、ステップＳ１０１において、エンコーダ１５及び加速度センサ１６の測定データから、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を作成している。しかしながら、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２の作成は、打設施工管理装置１で行われなくてもよく、打設施工管理装置１以外の他の情報処理装置により行われてもよい。この場合、他の情報処理装置は、エンコーダ１５及び加速度センサ１６から測定データを取得し、取得した測定データを利用して、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を作成してもよい。そして、打設施工管理装置１は、当該他の情報処理装置と定期的に通信を行うことで、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を取得してもよい。例えば、エンコーダ１５及び加速度センサ１６が測定データを無線通信で打設施工管理装置１に送信する場合、エンコーダ１５及び加速度センサ１６と打設施工管理装置１との間の通信回数が多くなってしまう可能性がある。これに対して、当該変形例によれば、他の情報処理装置が、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を作成した後に、作成した掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２を無線通信で打設施工管理装置１に送信するように構成可能である。そのため、掘削深度情報１２１及び打撃回数情報１２２に変換してから送信する分だけ、無線通信の通信回数を減らすことができ、他の情報処理装置及び打設施工管理装置１の消費電力を節約することができる。
【０１００】
＜４．２＞
また、例えば、上記実施形態では、加速度センサ１６の測定データに基づいて、所定貫入量当たりの打撃回数を計測している。しかしながら、打撃回数を計測する方法は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【０１０１】
＜４．３＞
また、例えば、上記実施形態では、ワイヤ式リニアエンコーダにより掘削深度情報１２１を取得している。しかしながら、掘削深度を測定する方法は、このような例に限定されなくてもよく、ワイヤ式リニアエンコーダ以外のエンコーダが用いられてもよいし、エンコーダ以外のセンサが用いられてもよい。例えば、掘削深度の測定には、ロータリエンコーダを用いることができる。
【０１０２】
＜４．４＞
また、例えば、上記実施形態では、制御部１１は、ステップＳ１０３において、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数と設定回数とを比較することにより、削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定している。しかしながら、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数に基づいて、削孔ビット２８が支持層に到達したか否かを判定する方法は、このような例に限定されなくてもよい。
【０１０３】
図９に例示されるように、削孔ビット２８が支持層に到達した際には、所定貫入量当たりの打撃回数が急激に上昇し得る。そのため、制御部１１は、打撃回数情報１２２の示す所定貫入量当たりの打撃回数の微分値を算出し、算出した微分値に基づいて、所定貫入量当たりの打撃回数の急激な上昇を監視してもよい。そして、制御部１１は、算出した微分値が所定値を超えるような打撃回数の急激な上昇が生じた場合に、削孔ビット２８が支持層に到達したと判定してもよい。
【０１０４】
＜４．５＞
また、例えば、上記実施形態では、掘削機２は、ダウンザホールハンマ２５により、回転打撃式で掘削を行う削孔機構を備えている。しかしながら、掘削機２の構成は、削孔具に打撃を加えるタイプであれば、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、掘削機２は、トップハンマを用いた削孔機構を備えてもよい。また、例えば、上記鋼管５は、ケーシング管として、引抜抜去されて使い回されてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１…打設施工管理装置、８…プログラム、９…記憶媒体、
１１…制御部、１２…記憶部、１３…外部インタフェース、
１５…エンコーダ、１６…加速度センサ、１８…ドライブ、
１１１…情報取得部、１１２…判定部、１１３…履歴作成部、
１２１…掘削深度情報、１２２…打撃回数情報、１２３…施工履歴情報、
２…掘削機、
２１…ガイドセル、２２…駆動装置、２２１…操作盤、
２３…削孔ロッド、２３１…カプラ、
２４…ガイドスリーブ、２５…ダウンザホールハンマ、２６…ガイドデバイス、
２７…リーマ、２８…削孔ビット、
３０…パッカー、３１…注入管、
５…鋼管、５１…ケーシングシュー、
６…グラウト材
【図１】
2018091028.tif 000004
【図２】
2018091028.tif 000005
【図３】
2018091028.tif 000006
【図４】
2018091028.tif 000007
【図５Ａ】
2018091028.tif 000008
【図５Ｂ】
2018091028.tif 000009
【図５Ｃ】
2018091028.tif 000010
【図５Ｄ】
2018091028.tif 000011
【図５Ｅ】
2018091028.tif 000012
【図６Ａ】
2018091028.tif 000013
【図６Ｂ】
2018091028.tif 000014
【図７】
2018091028.tif 000015
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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