JP6926743B2 - How to check concrete filling - Google Patents
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Description
本発明は、地中孔にコンクリートを打設して場所打ちコンクリート造の地中構造物を構築するにあたり、打設したコンクリートの充填状況を把握するための、コンクリートの充填確認方法に関する。 The present invention relates to a method for confirming the filling of concrete in order to grasp the filling status of the cast concrete when the concrete is cast into the underground hole to construct a cast-in-place concrete underground structure.
従来より、地中に場所打ちコンクリート杭等の地中構造物を構築する際には、地盤を掘削して設けた地中孔の孔壁形状が構築しようとする地中構造物の外形形状に合致していることを、種々の計測手段を用いて確認している。これにより、構築しようとする地中構造物の出来形が管理基準を満足するものと見做したうえで、以降、地中孔にコンクリートの打設作業を行い、地中構造物を構築する。 Conventionally, when constructing an underground structure such as a cast-in-place concrete pile in the ground, the shape of the hole wall of the underground hole provided by excavating the ground is the outer shape of the underground structure to be constructed. It is confirmed by using various measuring means that they match. As a result, after considering that the finished shape of the underground structure to be constructed satisfies the management standard, concrete is placed in the underground hole thereafter to construct the underground structure.
しかし、コンクリートの打設作業中に、地中孔の孔壁崩落が発生したり、コンクリートの充填不良が生じる等の事態が想定され、コンクリートの打設作業前における孔壁形状を管理しても、構築後の地中構造物の出来形が必ずしも規格を満足しているとは限らない。 However, it is assumed that the hole wall of the underground hole may collapse during the concrete placing work, or the concrete filling failure may occur. Therefore, even if the hole wall shape before the concrete placing work is managed. , The finished shape of the underground structure after construction does not always meet the standard.
そこで、例えば特許文献1には、地中に構築されたコンクリート杭の中央付近に孔を設けるとともに、該孔に電磁波または超音波の発信器および受信器を設置し、杭の径方向に電磁波または超音波を発進して、その反射波からコンクリート杭の外形状を把握する方法が開示されている。この方法は、施工後に硬化したコンクリート杭の出来形を確認する場合や、地中に埋設されている既設杭の出来形を把握する場合に採用できる。しかし、施工途中における未硬化のコンクリートの充填状況から、構築しようとするコンクリート杭の出来形を推定することはできない。
Therefore, for example, in
このような中、型枠内に打設したコンクリートの充填状況を、硬化前に確認する方法として、例えば特許文献2に、光ファイバによるコンクリート施工管理方法が開示されている。具体的には、型枠内におけるコンクリートの充填不良が生じやすい部位に温度を検知することの可能な光ファイバを設置する。そして、コンクリートを型枠内に打設しながら、光ファイバの検知温度をモニタリングし、検知温度が気温と異なる数値を示したとき、光ファイバを設置した部位にコンクリートが充填されたものと判断する。
Under such circumstances, as a method of confirming the filling state of concrete placed in the formwork before hardening, for example,
特許文献2の方法は、コンクリートの充填状況を、気温と光ファイバが検知した検知温度とで比較して確認する方法であるため、気中環境においてコンクリート躯体を構築する場合に採用でき、また、あらかじめコンクリートの充填不良が生じやすい位置が特定されている場合に、好適な方法である。
Since the method of
しかし、安定液で満たされた地中孔にコンクリート造の地中構造物を構築する場合のような、安定液中に水中コンクリートを打設する態様において、コンクリートの充填状況を確認する方法は、明らかにされていない。また、コンクリートの充填不良が生じる可能性がある部位を特定できない場合に、コンクリートの充填不良が生じている位置を推定する方法も明らかにされていない。 However, in the mode of placing underwater concrete in the stabilizer, such as when constructing a concrete underground structure in an underground hole filled with a stabilizer, the method of confirming the concrete filling status is Not revealed. In addition, a method of estimating the position where the concrete filling defect occurs when the part where the concrete filling defect may occur cannot be specified has not been clarified.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、安定液で満たされた地中孔に打設したコンクリートの充填状況を、コンクリートが硬化する前に正確に把握することの可能な、コンクリートの充填確認方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and its main purpose is to accurately grasp the filling state of concrete placed in an underground hole filled with a stabilizer before the concrete hardens. It is to provide a possible method for confirming the filling of concrete.
かかる目的を達成するため、本発明のコンクリートの充填確認方法は、安定液で満たされた地中孔に、孔壁から所定の距離を確保しつつ複数の光ファイバセンサを前記孔壁の周方向に間隔を設けて設置するとともに、光ファイバセンサに接触する安定液の温度を初期温度に設定する第1の工程と、コンクリートを打設した後、前記初期温度を設定した時点に対する前記コンクリートを打設した後の前記光ファイバセンサの伸縮量を検出し、該伸縮量に基づいて前記初期温度との温度変化を該光ファイバセンサ上の少なくとも1か所以上で計測する第2の工程と、該温度変化に基づいて温度上昇が確認された前記光ファイバセンサの計測位置において、前記光ファイバセンサにコンクリートが接触したものと判定するとともに、判定した前記計測位置に基づいて、前記地中孔に構築される地中構造物の出来形を推定する第3の工程と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, in the method for confirming the filling of concrete of the present invention, a plurality of optical fiber sensors are placed in an underground hole filled with a stabilizer while ensuring a predetermined distance from the hole wall in the circumferential direction of the hole wall. the rewritable installed spaced in a first step of setting the temperature of the stabilizing liquid in contact with the optical fiber sensor to an initial temperature, after Da設concrete, the concrete for the time of setting the initial temperature A second step of detecting the amount of expansion and contraction of the optical fiber sensor after casting and measuring the temperature change from the initial temperature based on the amount of expansion and contraction at at least one place or more on the optical fiber sensor. At the measurement position of the optical fiber sensor in which the temperature rise is confirmed based on the temperature change, it is determined that the concrete has come into contact with the optical fiber sensor, and the underground hole is formed based on the determined measurement position. It is characterized by comprising a third step of estimating the finished shape of the underground structure to be constructed.
上述する本発明のコンクリートの充填確認方法によれば、安定液に接触している状態の光ファイバセンサを基準にしてコンクリート打設後の光ファイバセンサの伸縮量を測定し、温度変化を計測することから、地中孔内において光ファイバセンサに接触する接触物が、安定液と異なる温度を有するコンクリートに置き換わる様子を正確に捉え、コンクリートの充填状況を確認することが可能となる。 According to the concrete filling confirmation method of the present invention described above, the amount of expansion and contraction of the optical fiber sensor after concrete placement is measured with reference to the optical fiber sensor in contact with the stabilizer, and the temperature change is measured. Therefore, it is possible to accurately grasp how the contact material in contact with the optical fiber sensor in the underground hole is replaced with concrete having a temperature different from that of the stabilizer, and to confirm the filling status of the concrete.
また、光ファイバセンサにコンクリートとの接触が確認されなかった計測位置が存在した場合には、光ファイバセンサ上の計測位置と地中孔における光ファイバセンサの設置位置とに基づいて、地中孔におけるコンクリートの充填不良が生じている位置を特定することが可能となる。これにより、充填不良の位置や規模に応じて、コンクリートの打ち増しやコンクリートバイブレーターの使用等、状況に見合った対策を講じることが可能となり、コンクリートの充填状況を目視確認することのできない地中孔であっても、高品質なコンクリート造の地中構造物を構築することが可能となる。 If the optical fiber sensor has a measurement position where contact with concrete is not confirmed, the underground hole is based on the measurement position on the optical fiber sensor and the installation position of the optical fiber sensor in the underground hole. It is possible to identify the position where the concrete filling failure occurs in. This makes it possible to take measures suitable for the situation, such as adding concrete or using a concrete vibrator, depending on the position and scale of the poor filling, and it is not possible to visually check the filling status of concrete. Even so, it is possible to construct a high-quality concrete underground structure.
さらに、地中孔に設置した複数の光ファイバセンサ各々における、コンクリートが接触したと判定された計測位置に基づいて、構築しようとする地中構造物の出来形を推定する。これにより、地中孔に打設したコンクリートが未硬化の段階で、推定した出来形が管理基準を満たすか否かの評価を実施することができる。したがって、管理基準を満足しないと判断された場合にも、早期の段階で規格を満足させるための対策工を実施することが可能となる。また、再施工が必要となる場合には、硬化後の地中構造物を撤去するといった煩雑な手間が不要となり、作業工程を大幅に短縮することが可能となる。 Further, the finished shape of the underground structure to be constructed is estimated based on the measurement position determined to be in contact with the concrete in each of the plurality of optical fiber sensors installed in the underground hole. As a result, it is possible to evaluate whether or not the estimated finished shape meets the management standard at the stage where the concrete placed in the underground hole is uncured. Therefore, even if it is determined that the control standard is not satisfied, it is possible to implement countermeasures to satisfy the standard at an early stage. Further, when re-construction is required, complicated labor such as removing the underground structure after hardening becomes unnecessary, and the work process can be significantly shortened.
本発明のコンクリートの充填確認方法は、前記第1の工程で、前記地中孔に建込む鉄筋籠に、接続部材を介して該鉄筋籠から所定の距離を確保しつつ、前記光ファイバセンサを配置することを特徴とする。 In the concrete filling confirmation method of the present invention, in the first step, the optical fiber sensor is attached to the reinforcing bar cage to be built in the underground hole while securing a predetermined distance from the reinforcing bar cage via a connecting member. It is characterized by arranging.
上述する本発明のコンクリートの充填確認方法によれば、光ファイバセンサを鉄筋籠に支持させるため、コンクリートを打設した際に生じる側圧や安定液の水圧が作用しても、光ファイバセンサの設置位置を定位置に保持でき、コンクリートの充填状況を判定した位置もしくは範囲を、正確に特定することが可能となる。 According to the concrete filling confirmation method of the present invention described above, since the optical fiber sensor is supported by the reinforcing bar cage, the optical fiber sensor is installed even if the lateral pressure generated when the concrete is placed or the water pressure of the stabilizer acts. The position can be held at a fixed position, and the position or range in which the concrete filling status is determined can be accurately specified.
本発明によれば、コンクリートと安定液が異なる温度を有することを利用し、安定液に接触している状態の光ファイバセンサを基準にして、コンクリート打設後の光ファイバセンサの伸縮量を測定し、温度変化を計測することから、安定液で満たされた地中孔に打設したコンクリートの充填状況を、コンクリートが硬化する前に正確に把握することが可能となる。 According to the present invention, utilizing the fact that concrete and the stabilizing liquid have different temperatures, the amount of expansion and contraction of the optical fiber sensor after concrete placement is measured with reference to the optical fiber sensor in contact with the stabilizing liquid. However, by measuring the temperature change, it is possible to accurately grasp the filling status of the concrete placed in the underground hole filled with the stabilizer before the concrete hardens.
本発明は、コンクリート造の地中構造物を構築するべく、安定液で満たされた地中孔にコンクリートを打設するにあたり、目視確認することのできないコンクリートの充填状況を光ファイバセンサを用いて確認するとともに、これら硬化前のコンクリートの充填状況から、構築しようとする地中構造物の出来形を推定する方法である。 In the present invention, in order to construct a concrete underground structure, when placing concrete in an underground hole filled with a stabilizer, a concrete filling state that cannot be visually confirmed can be checked by using an optical fiber sensor. This is a method of confirming and estimating the finished shape of the underground structure to be constructed from the filling status of the concrete before hardening.
本実施の形態では地中構造物として、鉄筋コンクリート造の場所打ち杭を構築する場合を事例に挙げ、コンクリートの充填確認方法を図1〜6を用いて説明する。なお、地中構造物は、場所打ち杭に限定されるものではなく、地中連続壁や止水壁等いずれでもよく、また、地中構造物は、SC造やコンクリート造であってもよい。 In the present embodiment, a case where a cast-in-place pile made of reinforced concrete is constructed as an underground structure is taken as an example, and a concrete filling confirmation method will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The underground structure is not limited to cast-in-place piles, and may be an underground continuous wall, a water blocking wall, or the like, and the underground structure may be an SC structure or a concrete structure. ..
コンクリートの充填確認方法を説明するに先立ち、まず、コンクリートの充填確認方法で使用する充填確認装置に搭載されている光ファイバセンシングシステムの概略を説明する。 Prior to explaining the concrete filling confirmation method, first, the outline of the optical fiber sensing system mounted on the filling confirmation device used in the concrete filling confirmation method will be described.
光ファイバセンシングシステム7は、図1(a)で示すように、光ファイバセンサ71に接触する接触物9の温度変化を算定するシステムであり、光ファイバセンサ71と、光ファイバセンサ71の一端に接続される計測装置72と、計測装置72にて出力される出力結果を表示する出力装置73を備える。
As shown in FIG. 1A, the optical fiber sensing system 7 is a system for calculating the temperature change of the contact object 9 in contact with the
光ファイバセンサ71は、接触物9の温度変化に応じて伸縮する材料であり、図1(b)で示すように、熱が伝導される一方で外圧が作用することのないよう、熱伝導率の高いステンレスよりなる保護管74にて被覆し、保護管74を介して接触物9に接触させている。
The
計測装置72は、パルスレーザーを発振してこれを光ファイバセンサ71に入射させるとともに、光ファイバセンサ71内で発生する微小反射光(例えば、レイリー散乱光)から、光ファイバセンサ71に伸縮変化が生じた際の変化量(以降、伸縮量という)を計測する。また、この伸縮量に基づいて、光ファイバセンサ71に伸縮変化が生じた前後における接触物9の温度変化を算出する。
The
そして、出力装置73は、計測装置72による出力結果を表示する装置であり、本実施の形態では、パーソナルコンピュータを採用している。なお、出力装置73は、プリンタ等の印刷装置やモニタ等の表示装置等、計測装置72の出力結果を目視確認できるよう表示できる装置であれば、いずれを採用してもよい。
The
このような構成の光ファイバセンシングシステム7を用いた接触物9の温度変化の算定方法としては、まず、光ファイバセンサ71を接触物9に接触させた状態で、接触物9の温度(以降、初期温度という)を測定しておく。もしくは、光ファイバセンサ71を接触させる前に、あらかじめ接触物9の温度を測定しておく。
As a method of calculating the temperature change of the contact object 9 using the optical fiber sensing system 7 having such a configuration, first, the temperature of the contact object 9 (hereinafter, hereinafter, in the state where the
次に、計測装置72から光ファイバセンサ71にパルスレーザーを入射させるとともに、光ファイバセンサ71内で発生する微小反射光を計測装置72にて常時検知し、光ファイバセンサ71に伸縮変化が生じた際の伸縮量を計測する。この伸縮量に基づいて接触物9の、光ファイバセンサ71に伸縮変化が生じた直後における初期温度との温度差(以降、温度変化という)を算出する。
Next, the pulse laser was incident on the
なお、光ファイバセンサ71は、接触物9の温度変化を、光ファイバセンサ71に沿ってミリレベルの位置解像度で連続的に算出することができる。したがって、接触物9が長尺物である場合には、図1(a)で示すように、接触物9の長さ方向に沿うように光ファイバセンサ71を延在させて両者を接触させることにより、接触物9の温度変化を全長にわたって算出することができる。
The
このように、光ファイバセンシングシステム7によれば、光ファイバセンサ71に接触する接触物9が常時同一の物質である場合には、経時的に接触物9の温度が変化する様子を出力装置73を介してモニタリングすることができる。一方で、光ファイバセンサ71に接触する接触物9が時間経過に伴って置き換わる場合には、置き換わる前後の接触物9各々が異なる温度を有していれば、時間経過に伴って光ファイバセンサ71に接触する接触物9が置き換わったことを確認することができる。
As described above, according to the optical fiber sensing system 7, when the contact material 9 in contact with the
そこで、本実施の形態では、鉄筋コンクリート造の場所打ち杭を構築するにあたり、図4(a)で示すように、削孔後の地中孔1を満たす安定液2と、図4(b)で示すように地中孔1内で安定液2から置き換わるコンクリート3とは、温度が異なることに鑑み、図2で示すような充填確認装置6に光ファイバセンシングシステム7を搭載し、充填確認装置6にて、安定液2で満たされている地中孔内2が、コンクリート3に置き換わる様子を把握することにより、地中孔1内におけるコンクリート3の充填状況を確認することとした。
Therefore, in the present embodiment, when constructing a cast-in-place pile made of reinforced concrete, as shown in FIG. 4 (a), the
充填確認装置6は、図2で示すように、光ファイバセンシングシステム7に備える光ファイバセンサ71を複数本有するとともに、これら複数本の光ファイバセンサ71と計測装置72とを連結するコネクターボックス8とを備えている。
As shown in FIG. 2, the filling
また、複数本の光ファイバセンサ71は、それぞれ地中孔1の深さ方向に延在し、上端が地中孔1より上方に位置し、下端が地中孔1の底部近傍に位置する状態で、図3で示すように、地中孔1の孔壁11から一定距離を確保しつつ、孔壁11の周方向に一定間隔を設けて配置されている。なお、本実施の形態では、地中孔1に建込む前の鉄筋籠4に対してあらかじめ、光ファイバセンサ71を地上作業にて設置している。
Further, each of the plurality of
具体的には、光ファイバセンサ71を、鉄筋籠4と孔壁11の両者から一定距離を設けて配置されるよう、鉄筋籠4の孔壁11と対向する外周面に合成樹脂製の接続部材5を介して設置している。これにより、鉄筋籠4を地中孔1に建込むと、地中孔1の内方には、複数の光ファイバセンサ71にて形成された孔壁11と相似する3次元形状が、地中孔1と同軸で、かつ孔壁11に近接した位置に形成される。
Specifically, a synthetic resin connecting member is provided on the outer peripheral surface of the reinforcing
そして、光ファイバセンサ71は、鉄筋籠4と孔壁11の何れにも接触することがないため、地熱の影響を受けることがなく、また鉄筋籠4から熱伝導の影響を受けることも防止できる。また、接続部材5を介して鉄筋籠4に支持される態様となるため、コンクリート3を打設した際の側圧や安定液2の水圧が作用されても、地中孔2に対する光ファイバセンサ71の設置位置を定位置に保持することができる。
Since the
これら複数本の光ファイバセンサ71は、図2で示すように、上端どうしをコネクターボックス8を介して計測装置72に連結する。すると、計測装置72から発振されたパルスレーザーは、コネクターボックス8を介して複数の光ファイバセンサ71各々に入射される。また、複数の光ファイバセンサ71各々の内方で発生する微小反射光は、コネクターボックス8を介して集約され、計測装置72に伝送される。
As shown in FIG. 2, the plurality of
上述する充填確認装置6を用いた、鉄筋コンクリート造の場所打ち杭を構築する際に実施するコンクリートの充填確認方法を以下に示す。
The concrete filling confirmation method to be carried out when constructing a cast-in-place pile made of reinforced concrete using the
<第1の工程>
まず、第1の工程では、図4(a)で示すように、安定液2で満たされた地中孔1に光ファイバセンサ71を取り付けた鉄筋籠4を建込む。これにより、光ファイバセンサ71は、孔壁11および鉄筋籠4から所定の距離を保持されることにより、地盤および鉄筋籠4各々から温度の影響を受けない状態で配置され、かつ、光ファイバ71全体が安定液2に接触された状態となる。
<First step>
First, in the first step, as shown in FIG. 4A, the reinforcing
次に、図2で示すように、複数の光ファイバセンサ71各々の上端をコネクターボックス8に接続するとともに、コネクターボックス8を介して計測装置72に接続する。これらの作業と同時に、もしくはその前後で、安定液2の温度、つまり初期温度を把握しておく。
Next, as shown in FIG. 2, the upper ends of each of the plurality of
<第2の工程>
次に、図4(b)で示すように、計測装置72を介して光ファイバセンサ71にパルスレーザーを入射しながら、トレミー管10を用いてコンクリート3を打設しつつ、安定液2を排出する。すると、コンクリート3の打設作業が進むにつれて地中孔1内は、安定液2で満たされた状態から徐々に、コンクリート3で満たされた状態へと変化していく。
<Second step>
Next, as shown in FIG. 4B, the
このような、地中孔1へのコンクリート3の打設作業の後、初期温度を設定した時点、つまり全長が安定液2に接触している状態の光ファイバセンサ71に対するコンクリート3を打設した後の光ファイバセンサ71の伸縮量を計測装置72にて計測する。そして、計測した伸縮量から、光ファイバセンサ71の長さ方向に沿って連続して初期温度との温度変化を算出する。
After the work of placing the
なお、光ファイバセンサ71上において温度変化を計測する計測位置は、最小で1mmピッチに設定することが可能であるが、充填確認装置6では、光ファイバセンサ71上の計測位置を、杭長に応じて1cm以上5cm以下の任意のピッチで設定することが好ましい。
The measurement position for measuring the temperature change on the
<第3の工程>
先にも述べたように、安定液2とコンクリート3では異なる温度を有し、一般的に、安定液2と比較してコンクリート3は高温を示すことが知られている。そこで、計測装置72にて算定された温度変化から一定以上の温度上昇が確認された場合には、地中孔1の深さ方向に延在する光ファイバセンサ71の、温度上昇が確認された計測位置において、安定液2が接触した状態からコンクリート3が接触した状態に置き換わったもの、つまりコンクリート3が充填されたものと判定する。
<Third step>
As described above, it is known that the
これとは異なり、温度上昇があっても一定以上に達しない、温度変化がない、もしくは温度降下が確認された等の場合には、その計測位置にコンクリート3が充填されておらず、光ファイバセンサ71に安定液2が接触したままである、もしくは光ファイバセンサ71に不具合が生じている等の判定を下すことができる。なお、コンクリート3が充填されたものと判定できる一定以上の温度上昇は、外気温や安定液2の温度、およびコンクリート3の温度等に応じて適宜設定すればよい。
On the other hand, if the temperature does not reach a certain level even if the temperature rises, there is no temperature change, or a temperature drop is confirmed, the measurement position is not filled with
したがって、複数の光ファイバセンサ71各々において、コンクリート3との接触が確認されなかった計測位置が存在する場合には、地中孔1における光ファイバセンサ71の平面視位置と、光ファイバセンサ71上の計測位置に対応する地中孔1の深度に基づいて、地中孔1においてコンクリート3の充填不良が生じている位置およびその範囲を特定することができる。これにより、作業管理者は、充填不良の位置や規模に応じて、コンクリート3の打ち増しやコンクリートバイブレーターの使用等、状況に見合った対策工を実施することが可能となる。
Therefore, in each of the plurality of
また、地中孔1には上述したように、複数の光ファイバセンサ71により形成される孔壁11と相似する3次元形状が、地中孔1と同軸で、かつ孔壁11と鉄筋籠4との間に形成される。したがって、複数の光ファイバセンサ71各々において温度上昇が確認された計測位置、つまり光ファイバセンサ71上でコンクリート3が接触したものと判定された計測位置を集約することにより、コンクリート3が硬化する前の段階で、構築しようとする場所打ち杭のおおまかな出来形を把握することも可能となる。
Further, as described above, the
これにより、地中孔1に打設したコンクリート3が未硬化の段階で、推定した出来形が管理基準を満たすか否かの評価を実施することができる。したがって、管理基準を満足しないと判断された場合にも、早期の段階で規格を満足させるための対策工を実施することが可能となる。また、再施工が必要となる場合には、硬化後の地中構造物を撤去するといった煩雑な手間が不要となり、作業工程を大幅に短縮することが可能となる。
As a result, it is possible to evaluate whether or not the estimated finished shape satisfies the management standard at the stage where the
上述する構成の充填確認装置6を用いたコンクリートの充填確認方法を検証するべく、以下の実験を行った。
The following experiment was conducted in order to verify the concrete filling confirmation method using the
具体的には、図5で示すように、鉄筋籠4を、主筋を疎な配筋(本実験では、シングル配筋を採用)とした第1の領域41と、主筋を密な配筋(本実験では、ダブル配筋を採用)とした第2の領域42を備えるように製造した。そして、鉄筋籠4の外周面であって疎な配筋とした第1の領域41に、接続部材5を介して1本の光ファイバセンサ711を地中孔1の深さ方向に延在するように設置する。同様に、密な配筋とした第2の領域42にも、接続部材5を介して1本の光ファイバセンサ712を設置する。
Specifically, as shown in FIG. 5, the reinforcing
上記のとおり、2本の光ファイバセンサ711、712を配置した鉄筋籠4を、安定液2を満たした地中孔1に建て込んだのち、前述した手順に従い、コンクリート3の充填状況を確認した。本実施の形態では、地中孔1に対してコンクリートを4回にわけて打設することとし、打設するごとに、光ファイバセンサ71の長さ方向に沿って連続的に初期温度を基準にして温度変化を測定した。
As described above, the reinforcing
なお、本検証実験では、杭寸法を直径2.3m、長さ3.5m、光ファイバセンサ711、712を径0.25mm、光ファイバセンサ711、712の保護管74を径2.0mmとし、光ファイバセンサ71の長さ方向に沿って2cmピッチで初期温度を基準にして温度変化を測定した。
In this verification experiment, the pile dimensions were 2.3 m in diameter and 3.5 m in length, the
また、コンクリート3の充填状況を確認するにあたり、光ファイバセンサ711、712が1℃以上の温度上昇を確認した場合に、その計測位置において安定液2に変わりコンクリート3が接触したものと判定した。
Further, when confirming the filling status of the
さらに、コンクリート3の打設作業は、図5で示すように、第1回目で深度−1.9m程度まで打設、第2回目で深度−1.2m程度まで打設、第3回目で深度−0.3m程度まで打設、第4回目で地表面より高い位置に達するまで余盛り、をそれぞれできる程度の容量のコンクリート3を打設した。
Further, as shown in FIG. 5, the
図6(a)に、主筋を密な配筋とした第2の領域42に設置した光ファイバセンサ712における、第1回目から第4回目各々のコンクリート打設作業後の、地中孔1の深度方向における温度変化を示す。第1回目打設後の温度変化を見ると、約−2.5mの深度に1.5℃程度の温度上昇があり、孔底から約−2.5mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。
FIG. 6A shows the
次に、第2回目打設後には、約−1.5m以深に1℃〜1.6℃程度の温度上昇があり、孔底から約−1.5mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。また、第3回目および第4回目打設後には、約−0.5m以深に1℃〜2℃程度の温度上昇があり、孔底から約−0.5mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。
Next, after the second casting, there is a temperature rise of about 1 ° C to 1.6 ° C at a depth of about -1.5 m or deeper, and the reinforcing
このように、打設回数が進むにつれて地中孔1内では、孔底から地表面方向に向かって温度上昇が確認でき、鉄筋籠4と孔壁11との間が徐々に安定液2からコンクリート3に置き換わっていく様子を確認できる。
In this way, as the number of castings increases, the temperature rise can be confirmed from the bottom of the hole toward the ground surface in the
同様に、図6(b)に、主筋を疎な配筋とした第1の領域41に設置した光ファイバセンサ711における、第1回目から第4回目各々のコンクリート打設作業後の、地中孔1の深度方向における温度変化を示す。第1回目打設後の温度変化を見ると、約−2.3m以深に1.5℃程度の温度上昇があり、孔底から約−2.3mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。
Similarly, in FIG. 6B, in the
次に、第2回目打設後には、約−1.3m以深に1〜1.5℃前後の温度上昇があり、孔底から約−1.3mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。また、第3回目打設後には、約−0.4m以深に1℃〜2℃程度の温度上昇があり、孔底から約−0.4mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。
Next, after the second casting, there was a temperature rise of about 1 to 1.5 ° C at a depth of about -1.3 m or deeper, and the reinforcing
さらに、光ファイバセンサ711では、第4回目打設後、つまり余盛りした後の温度変化を見ると、約−0.3m以深に1.5℃〜2.4℃程度の温度上昇があり、孔底から約−0.3mの地点まで鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填している様子がわかる。
Furthermore, in the
このように、充填確認装置6を用いたコンクリートの充填確認方法によれば、地中孔1に打設したコンクリート3が、主筋を密な配筋とした第2の領域42に配置した光ファイバセンサ712の近傍では少なくとも孔底から−0.5m程度の高さまで、また、主筋を疎な配筋とした第1の領域41に配置した光ファイバセンサ711の近傍では少なくとも孔底から−0.3m程度の高さまで、それぞれ鉄筋籠4と孔壁11との間にコンクリート3が充填されているものと確認できる。
As described above, according to the concrete filling confirmation method using the
ところで、図6(a)(b)から第4回目打設後の温度変化のグラフを見ると、ほぼすべての深度で、第3回目打設後と比較して初期温度に対する温度上昇が進行している様子がわかる。 By the way, looking at the graph of the temperature change after the 4th casting from FIGS. 6 (a) and 6 (b), the temperature rise with respect to the initial temperature progresses at almost all depths as compared with the case after the 3rd casting. You can see how it is.
これは、コンクリート3の打設回数が増えるごとに、地中孔1内におけるコンクリート3の天端が高くなることから、地中孔1の各深度ごとでコンクリート3が、自重により孔壁11を押す方向、つまり、光ファイバセンサ712における孔壁11側の外周面側に充填範囲を広げていく。これにより、光ファイバセンサ711、712に対するコンクリート3の被り厚が増すため、光ファイバセンサ711、712は、被り厚が小さい場合と比較して、より効率よくコンクリート3の温度を捉えるものと想定できる。
This is because the top edge of the concrete 3 in the
してみると、コンクリート3の最終打設回である第4回目打設後の温度変化を示すグラフは、単にコンクリート3が、光ファイバセンサ711、712に接触したか否かを示すだけでなく、光ファイバセンサ711、712におけるコンクリート3の被り厚を反映したもの、つまり、地中孔11に充填されたコンクリート3の深度方向の外形形状をより詳細に反映したものといえる。
Then, the graph showing the temperature change after the fourth casting, which is the final casting of the
上記のとおり、本実施の形態におけるコンクリートの充填確認方法は、深さ方向に延在する光ファイバセンサ71を、地中孔1の孔壁11及び鉄筋籠4各々から一定距離を確保しつつ、孔壁11の周方向に一定間隔を設けて複数配置し、これら光ファイバセンサ71各々より得られる光ファイバセンサ71上の計測位置ごとの温度変化をプロットすることにより、構築しようとする場所打ち杭の出来形を、より高い精度をもって推定することもできる。
As described above, in the concrete filling confirmation method in the present embodiment, the
本発明のコンクリートバイブレータ1は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
The
例えば、本実施の形態では、充填確認装置6に複数の光ファイバセンサ71を用いる構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。光ファイバセンサ71を1本のみを用いて、地中孔1におけるコンクリート3の充填状況を確認したい位置にのみ設ける構成としてもよい。
For example, in the present embodiment, the filling
また、地中孔1における光ファイバセンサ71の設置位置もなんら限定されるものではない。例えば、1本の光ファイバセンサ71を高さ方向に折り返しながら、孔壁11全面を網羅するように配置してもよい。また、鉄筋籠4の内側と外側各々におけるコンクリート3の充填状況を確認するべく、鉄筋籠4の外周面近傍と内周面近傍の両者に、光ファイバセンサ71を設置する構成としてもよい。
Further, the installation position of the
さらに、本実施の形態では、光ファイバセンサ71をステンレスよりなる保護管74にて被覆したうえで、地中孔1内に配置した。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、アルミ管や金属管等、光ファイバセンサ71を保護しつつ、接触物9の熱を伝達可能な熱伝導性を有する材料であれば、いずれの材料よりなる保護管74を採用してもよい。また、保護管74の形状もなんら限定されるものではなく、光ファイバセンサ71に外圧が作用しない程度に保護できるものであれば、ストレート管やスパイラル管等、いずれの形状のものを採用してもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、光ファイバセンサ71を合成樹脂製の接続部材5にて鉄筋籠4に接続したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、鉄筋籠4から光ファイバセンサ71に対して熱が伝達されることがなく、また、コンクリート3の側圧や安定液2の水圧が作用されても、鉄筋籠4及び孔壁11の両者と光ファイバセンサ71との距離を一定に保持できるものであれば、いずれの材料および形状のものを採用してもよい。
Further, the
1 地中孔
11 孔壁
2 安定液
3 コンクリート
4 鉄筋籠
41 第1の領域
42 第2の領域
5 接続部材
6 充填確認装置
7 光ファイバセンシングシステム
71 光ファイバセンサ
711 光ファイバセンサ(第1の領域41に配置)
712 光ファイバセンサ(第2の領域42に配置)
711 保護管
72 計測装置
73 出力装置
74 保護管
8 コネクター
9 接触物
10 トレミー管
1
712 Fiber Optic Sensor (Located in Second Region 42)
Claims (2)
コンクリートを打設した後、前記初期温度を設定した時点に対する前記コンクリートを打設した後の前記光ファイバセンサの伸縮量を検出し、該伸縮量に基づいて前記初期温度との温度変化を該光ファイバセンサ上の少なくとも1か所以上で計測する第2の工程と、
該温度変化に基づいて温度上昇が確認された前記光ファイバセンサの計測位置において、前記光ファイバセンサにコンクリートが接触したものと判定するとともに、判定した前記計測位置に基づいて、前記地中孔に構築される地中構造物の出来形を推定する第3の工程と、
を備えることを特徴とするコンクリートの充填確認方法。 The filled with stabilizing solution ground hole, stable in contact while ensuring a predetermined distance from the hole wall a plurality of optical fiber sensors The rewritable installed spaced in a circumferential direction of the bore wall, the optical fiber sensor The first step of setting the temperature of the liquid to the initial temperature and
After placing the concrete, the amount of expansion and contraction of the optical fiber sensor after the concrete is placed with respect to the time when the initial temperature is set is detected, and the temperature change from the initial temperature is measured based on the amount of expansion and contraction. The second step of measuring at least one point on the fiber sensor, and
At the measurement position of the optical fiber sensor in which the temperature rise is confirmed based on the temperature change, it is determined that the concrete has come into contact with the optical fiber sensor, and the underground hole is formed based on the determined measurement position. The third step of estimating the finished shape of the underground structure to be constructed, and
A method for confirming the filling of concrete, which comprises.
前記第1の工程で、前記地中孔に建込む鉄筋籠に、接続部材を介して該鉄筋籠から所定の距離を確保しつつ、前記光ファイバセンサを配置することを特徴とするコンクリートの充填確認方法。 In the concrete filling confirmation method according to claim 1,
In the first step, filling concrete is provided in a reinforcing bar cage to be built in the underground hole by arranging the optical fiber sensor while securing a predetermined distance from the reinforcing bar cage via a connecting member. Confirmation method.
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