(57)【要約】【課題】  安定液のスライムの処理状況を正確にかつ迅速に確認するために、センサーを使用する安定液のスライム管理システムを提供する。【解決手段】  スライム処理用ポンプ１のケーシング２を支持する支持台３には、電気比抵抗センサー４が取り付けられ、電気比抵抗センサーは計測ケーブル５に接続される。スライム処理用ポンプの作動中に、スライムの処理状況が経過時間と比抵抗との関係から判明する。【選択図】  図１
2005351121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定液を取り扱う作業機器に電気比抵抗センサーを取り付けることによって、作業中にスライムの処理状況を確認することを特徴とする電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【請求項２】
前記スライムの処理状況が作業の経過時間と比抵抗との関係から判明することを特徴とする請求項１記載の電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【請求項３】
前記作業機器がスライム処理用ポンプであって、前記電気比抵抗センサーが前記スライム処理用ポンプの支持台に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライム処理用ポンプ、超音波孔壁測定機及び掘削深度を測定する検尺テープ等に電気比抵抗センサーを取り付けて安定液のスライムを管理するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の従来の技術として、スライム処理用ポンプについて説明する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
まず、スライム処理用ポンプを現場築造杭を構築するための掘削孔の内部で使用するときの状況の概要について、図１３の模式図を参照して説明する。
【０００４】
ポンプ４１は、スライム処理機５１と後述する数本のボルトによって連結される。ポンプ４１の駆動回転軸４２は、下方に延長されて、その下端にスライム処理機５１のスクリュー５２が固定される。ポンプ４１の上部には、排水管４４が設けられ、また、電線４５が接続されている。
【０００５】
ポンプ４１が挿入されている掘削孔６１の直径すなわち現場築造杭の直径はＤであり、掘削孔６１の底部付近にはスライム６２が貯留する。掘削孔６１の掘削に先立って建込まれたケーシング６３には、ベントナイト安定液等６４を掘削孔６１に注入するための供給管６５の一端部が挿入され、また、排水管４４の上端部とこれに連結される排出管６６の一端部が挿入される。排出管６６の他端部は、受ベッセル６７に挿入される。電線４５は、ケーシング６３を通過してキャッブタイヤに接続され、電力がポンプ４１の駆動源となるモータに給送される。なお、排水管４４の上部は、ワイヤ６８を介してクレーンから吊り下げられる。
【０００６】
ポンプ４１が起動すると、スライム処理機５１のスクリュー５２が回転する。すると、掘削孔６１の底部付近に貯留するスライム６２は、撹拌されると共に浮上し、ポンプ４１に水と共に吸い込まれ、排水管４４と排出管６６を経て受ベッセル６７に排出される。
【０００７】
ポンプ４１を掘削孔６１から取り出した後に、ベントナイト安定液等６４を供給管６５から掘削孔６１の内部に注入し、以後現場築造杭を構築する作業を続行する。
【０００８】
次に、ポンプ４１の構造と作用について図１４と図１５を参照して説明する。
【０００９】
ポンプ４１の下部には、ポンプ４１がスライム６２が混入した水を吸い込むことができる程度の距離を隔てて、上部取付用円板５４が数本のボルト４３によって取付けられている。
【００１０】
スライム処理機５１は、円筒形状の上部水流方向制限板５３と、上部水流方向制限板５３の中央に配設され、かつ、ポンプ４１の駆動回転軸４２の下端に固定されたスクリュー５２と、上部水流方向制限板５３の上部に固定され、かつ、ポンプ４１の駆動回転軸４２の貫通孔５４Ａを中央に開けられた上部取付用円板５４と、スクリュー５２の下部に配設され、かつ、凹曲面５５Ａを有する中空円錐体形状の下部水流方向ガイド板５５と、上部取付用円板５４と下部水流方向ガイド板５５とを連結する数本の吊ボルト５６と、各吊ボルト５６の下部に固定された水流方向ガイド垂直板５７とから構成される。下部水流方向ガイド板５５の頂部と凹曲面５５Ａには、合計数箇所に水流吐出孔５５Ｂが開けられ、また、上部水流方向制限板５３の周囲には、数箇所に水流吸込孔５３Ａが開けられる。
【００１１】
ポンプ４１が起動すると、その回転軸４２を介してスライム処理機５１のスクリュー５２が回転する。すると、スクリュー５２は、その付近の水を矢印の方向に、すなわち、下部水流方向ガイド板５５の凹曲面５５Ａに沿って水平な放射方向と、下部水流方向ガイド板５５の数個の水流吐出孔５５Ｂを貫通して垂直下方向とに圧送する。この際、上部水流方向制限板５３には、その数個の水流吸込孔５３Ａから水が吸込まれる。したがって、掘削孔６１の底部付近に貯留するスライム６２は、撹拌されると共に浮上し、ポンプ４１に水と共に吸い込まれ、排水管４４と排出管６６を経て受ベッセル６７に排出される。
【００１２】
第２の従来の技術として、超音波孔壁測定機について説明する。
【００１３】
超音波孔壁測定機は、掘削孔等の鉛直性や断面形状を測定し、表示及び記録する。海や河川の高濃度泥水中においても、使用される。
【００１４】
第３の従来の技術として、検尺テープについて説明する。
【００１５】
検尺テープは、土、海又は河川中において、杭の掘削深度等を測定するために使用される。
【００１６】
【特許文献１】特許第３３２３９８８号公報（第２頁右欄第７行〜第３頁左欄第２６行、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
スライム処理用ポンプは、杭底からスライムを吸い上げるために使用されるが、現状では、スライムの状態をチェックするセンサーが搭載されたポンプは、提案されていない。
【００１８】
そこで、本発明は、安定液のスライムの処理状況を正確にかつ迅速に確認するために、センサーが搭載されるスライム処理用ポンプを含めて、センサーを使用する安定液のスライム管理システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００２０】
１．安定液を取り扱う作業機器に電気比抵抗センサーを取り付けることによって、作業中にスライムの処理状況を確認する電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【００２１】
２．前記スライムの処理状況が作業の経過時間と比抵抗との関係から判明する前記１記載の電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【００２２】
３．前記作業機器がスライム処理用ポンプであって、前記電気比抵抗センサーが前記スライム処理用ポンプの支持台に取り付けられる前記１記載の電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システム。
【発明の効果】
【００２３】
明細書の説明から明らかなように、本発明は、次の効果を奏する。
【００２４】
１．作業中に安定液のスライムの処理状況を正確にかつ迅速に確認できる。したがって、現場築造杭の品質と施工管理に卓越した効果を発揮する。
【００２５】
２．電気比抵抗センサーを採用するという簡素な手段によって、所期の目的を達成できるので、簡便に使用することができ、また、コストが安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の電気比抵抗センサーを使用するスライム管理システムの三つの実施例について説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明の実施例１の電気比抵抗センサーが搭載されるスライム処理用ポンプについて、図１〜図９を参照して説明する。
【００２８】
図１に示されるように、スライム処理用ポンプ１のケーシング２を支持する支持台３には、電気比抵抗センサー４が取り付けられ、電気比抵抗センサー４は計測ケーブル５に接続される。ポンプ１の吐出能力は、５０〜６０ｍ３／時間である。
【００２９】
電気比抵抗センサー４を取り付ける構造は、Ｌ型アングル材（実施例２，３参照）を採用する。
【００３０】
電気比抵抗センサーで得られる比抵抗（Ω・ｍ）とは、場所打ちコンクリート杭などの造成時における孔壁の崩壊防止や地下水の湧出などを防ぐために多く用いられているベントナイト泥水（比重は１．１〜１．４程度）の濃度や砂分量に比例して変化することを利用するもので、一般的に砂分率（量）が増えると、比抵抗は大きくなる。
【００３１】
（実験データの１）
図２と図３に示されるように、ポンプ１を動作させ、水槽６内のベントナイト安定液が撹拌されている状態で、電気比抵抗センサー４がスライム処理中の変化をどのようになるか実験した。小型プローブすなわち電気比抵抗センサー４は、周囲と絶縁するために非金属製のブロック（長さ１００、高さ４０、奥行２０ｍｍ、塩化ビニル樹脂製）の内部に４つの電極（直径８、厚さ４ｍｍ）を有し、１本のリード線に集合して地上の比抵抗測定装置に接続される。
【００３２】
電気比抵抗センサー４を棒の先に取り付けて、ポンプ１の周辺のＡ，Ｂ，Ｃの３箇所を測定した。実験結果を下記表１と表２、及び、図４と図５に示す。
【表１】
2005351121.tif 000003
【００３３】
表１において、第３列の比抵抗は比抵抗テスターで得られた温度補正（２５℃換算）した比抵抗Ω・ｍ、第４列の補正無しは同温度補正無しの比抵抗Ω・ｍ、第３，７，１１列の抵抗測定器で得られた抵抗測定値はΩ、第４，８，１２列の比抵抗は前出の抵抗測定値から計算で求めた比抵抗Ω・ｍである。
【表２】
2005351121.tif 000004
【００３４】
表２は、バケツ内で行った比抵抗テスターによる検定試験の結果の表であり、図５は同グラフである。
【００３５】
表２において、第７列は誤差は（補正無し−比抵抗）／比抵抗（％）を示したものであり、第２，３，４列は比抵抗テスターの数値Ω・ｍであり、第５，６列は今回の比抵抗測定装置とセンサー４を接続して検定して得られた数値である。補正係数は形状係数又はセル係数と呼ばれ、電極間隔ａ＝２ｃｍとすると、２πａ（１２．５６６３７）である。
【００３６】
表１と図４によると、ポンプ１の付近のＡ，Ｃの２箇所の比抵抗の変化はほとんど無かったが、Ｂの箇所の比抵抗は経過時間とともに少しずつ増大した。水流の影響によって、Ｂの箇所に砂分の多いスライムが貯留することで、比抵抗値（Ω・ｍ）が変化するものをとらえている。
【００３７】
図５は、検定試験の結果で、誤差は−０．３〜−８．３％程度で、よく一致している。
【００３８】
（実験データの２）
ポンプ１の下部に電気比抵抗センサー４を取り付けて、表３と図６，７に示されるように、スライム処理作業中の動作の確認及び電気比抵抗の変化を測定し、砂分との関係を調査した。表３において、経過時間の単位は分、ポンプ作動の「１」はｏｎ、「０．５」はｏｆｆで、これらは作図上の値であり、表示値は抵抗測定値Ωである。
【表３】
2005351121.tif 000005
【００３９】
スライム処理前の砂分率は６０％（重量）、電気比抵抗値は４．１５Ω・ｍを示したが、スライム処理後は砂分率は２．５％、電気比抵抗値は２．１４Ω・ｍで安定し、スライム処理作業は終了した。図６に示されるように、砂分率と電気比抵抗値は、時間経過とともに低下し、３０分過ぎから安定しているので、スライム処理が完了したことがわかる。図７は図６と同じデータを用いて縦軸を対数目盛にして目安としたもので、ポンプ作動を停止（ｏｆｆ）すると、比抵抗が少し大きくなり、連動していることがわかる。
【００４０】
（実験データの３）
表４と表５、及び、図８と図９に示されるように、スライム処理前と処理後、さらにトレミー管挿入後の電気比抵抗を、深度毎に測定比較した。表と図において、（１／２）、（１／４）は、それぞれ杭の半径（Ｄ／２＝ｒ）の１／２、１／４の位置で実施したことを意味する。
【表４】
2005351121.tif 000006
【表５】
2005351121.tif 000007
【００４１】
図８に示されるように、スライム処理前は、深くなる程、泥水中の比抵抗が高くなる傾向を示し、特に杭底付近は、スライム中の沈澱物の砂分が多くあるので、高い数値を示す。スライム処理後と、トレミー管を挿入して管内で再度測定した。図９は深度３０ｍ以深を示したもので、スライム処理後は、比抵抗は泥水中及び杭底付近でも深度方向に安定した数値を示し、安定液の置換が完了したことが判明する。
【実施例２】
【００４２】
本発明の実施例２の電気比抵抗センサーが搭載される超音波孔壁測定機について図１０を参照して説明する。
【００４３】
実施例２以下についての説明は、実施例１と同様な点の説明を省略し、相違する点の説明のみを行う。
【００４４】
超音波孔壁測定機１１の前面にＬ型アングル材１２を固定する。Ｌ型アングル材１２に、電気比抵抗センサー４をボルト１３によって着脱可能に取り付ける。
【実施例３】
【００４５】
本発明の実施例３の電気比抵抗センサーが搭載される検尺テープについて図１１を参照して説明する。
【００４６】
検尺テープ２１の前面にＬ型アングル材１２を固定し、Ｌ型アングル材１２に電気比抵抗センサーをボルトによって着脱可能に取り付ける。
【００４７】
以上の実施例１〜３に説明したように、スライム処理用ポンプ、超音波孔壁測定機及び検尺テープ等に電気比抵抗センサーを搭載して、スライムの処理状況を確認することによって、現場築造杭の品質と施工管理を行う上で卓越した効果を得ることができる。
【００４８】
本発明の３つの実施例のスライム処理用ポンプ、超音波孔壁測定機及び検尺テープは、一例として、連続地中壁工法に使用される。この工法の作業順序と管理項目を図１２に示す。
【００４９】
なお、本発明における用語の意味と単位については、例えば、「理科年表」国立天文台編、机上版、１９９５年丸善株式会社発行、電磁気、物１０７（５２７）頁、及び、「地盤調査法」土質調査法改訂編集委員会編集、社団法人地盤工学会発行、第７８〜８１頁に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１の電気比抵抗センサーが搭載されるスライム処理用ポンプの斜視図である。
【図２】同ポンプによるスライム処理の模式図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図を、それぞれ示す。
【図３】同電気比抵抗センサーの斜視図である。
【図４】同スライム処理の実験データの１における経過時間と比抵抗との関係を示すグラフである。
【図５】同実験データの１における温度補正した比抵抗と抵抗測定値との関係を示すグラフである。
【図６】同スライム処理の実験データの２における経過時間と比抵抗、砂分、ポンプ作動との関係を示すグラフである。
【図７】同スライム処理の実験データの２における経過時間と比抵抗、砂分、ポンプ作動との関係を示すグラフの縦軸を対数目盛に拡大したものである。
【図８】同実験データの３における深度（全長）と比抵抗との関係を示すグラフである。
【図９】同実験データの３における深度（底部拡大）と比抵抗との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例２の電気比抵抗センサーが搭載される超音波孔壁測定機の斜視図である。
【図１１】本発明の実施例３のＬ型アングル材が固定される検尺テープの斜視図である。
【図１２】本発明の３つの実施例のスライム処理用ポンプ、超音波孔壁測定機及び検尺テープが使用される連続地中壁工法の作業順序と管理項目を示すフローチャートである。
【図１３】第１の従来の技術のスライム処理用ポンプを現場築造杭を構築するための孔の内部で使用するときの模式的断面図である。
【図１４】同ポンプの側面図である。ただし、スライム処理機を断面図で示す。
【図１５】同ポンプの諸図であり、（ａ）は図１４における線Ａ−Ａによる断面図、（ｂ）は下部水流方向ガイド板の下面図、（ｃ）は水流方向ガイド垂直板付きの吊ボルトの側面図、（ｄ）は同吊ボルトの下面図を、それぞれ示す。
【符号の説明】
【００５１】
１    スライム処理用ポンプ
２    ケーシング
３    支持台
４    電気比抵抗センサー
５    計測ケーブル
６    水槽
１１  超音波孔壁測定機
１２  Ｌ型アングル材
１３  ボルト
２１  検尺テープ
【図１】
2005351121.tif 000008
【図２】
2005351121.tif 000009
【図３】
2005351121.tif 000010
【図４】
2005351121.tif 000011
【図５】
2005351121.tif 000012
【図６】
2005351121.tif 000013
【図７】
2005351121.tif 000014
【図８】
2005351121.tif 000015
【図９】
2005351121.tif 000016
【図１０】
2005351121.tif 000017
【図１１】
2005351121.tif 000018
【図１２】
2005351121.tif 000019
【図１３】
2005351121.tif 000020
【図１４】
2005351121.tif 000021
【図１５】
2005351121.tif 000022