JP7804288B2 - Support layer reach management system, method and program for excavation work - Google Patents
Support layer reach management system, method and program for excavation workInfo
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Description
本発明は、杭の打設工事等において地盤中に縦穴を掘削する掘削工事における支持層到達を管理する方法、システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a method, system, and program for managing the reaching of a bearing layer during excavation work to excavate a vertical hole in the ground, such as for driving piles.
従来より、ビルの新築や建て替えに際しては、建造物を支持する杭基礎を構築するために縦穴を掘削する。この縦穴の掘削では杭打ち装置が使用され、この装置としては例えば、特許文献1に開示されたように、クローラーなどの走行手段によって移動し、スパイラルオーガなどを用いて地盤を掘削する。 Conventionally, when constructing or rebuilding a building, a vertical hole is excavated to construct pile foundations to support the structure. A pile driving device is used to excavate this vertical hole. As disclosed in Patent Document 1, for example, this device moves using a crawler or other traveling means and excavates the ground using a spiral auger or similar.
このような従来の従来の杭打設工事では、ボーリング調査やその他の地盤調査が全ての杭に対して行われるわけではなく、コストと時間を削減するために、例えば5本の杭に1箇所だけというように、地盤調査を行うようなケースが一般的である。「建築基礎構造設計指針」や「建築基礎設計のための地盤調査計画指針」等に基づき地盤調査数(数箇所)を検討することが望ましいとされているが、実際にはそれが行われていない場合が多い。 In conventional pile driving work like this, boring surveys and other ground investigations are not carried out for every pile; to reduce costs and time, it is common for ground investigations to be carried out at only one location for every five piles, for example. It is considered desirable to consider the number of ground investigations (several locations) based on the "Guidelines for Designing Foundation Structures in Buildings" and "Guidelines for Planning Ground Investigations for Foundation Design in Buildings," but in reality, this is often not done.
しかしながら、地盤は場所によって非常に異なる性質を持つことが多いため、一部の杭だけで調査を行った場合、他の未調査の地点においては地盤が弱い可能性がある。また、未調査の場所に杭を打設すると、それが弱い地盤であった場合には、建物や構造物に対するリスク、例えば、地盤の沈下や傾斜等が高まることがある。 However, because the properties of the ground often vary greatly from place to place, if surveys are conducted using only some piles, the ground may be weak in other, unsurveyed locations. Furthermore, if piles are driven into unsurveyed locations and the ground is weak, this could increase the risk to buildings and structures, such as subsidence or tilting of the ground.
詳述すると、従来の工事地盤調査を全杭に対して行わず、計画敷地内で数箇所或いは数十箇所に限定する場合、地盤の状態が全敷地内で一様であるとは限らないため、支持層の出現深度や層厚は、代表的な地盤調査結果と必ずしも一致しないことが多い。 In more detail, when conventional construction ground surveys are not conducted on all piles but are limited to a few or even several dozen locations on the planned site, the ground conditions are not necessarily uniform across the entire site, and the depth and thickness of the bearing layer often do not necessarily match the results of a typical ground survey.
また、従来の地盤調査は、限られた代表的な場所でのみ行うため、基礎構造物の設計が不正確になる可能性があり、実際に杭を施工した場合、調査結果と異なる場合が多いと指摘されている。地盤調査の数は、設計者や施主との意向により、さらに地域や地形、支持層の深度にも影響されることから、調査結果と実際の地盤状態との間にギャップを生む可能性もある。 In addition, because traditional soil surveys are only conducted in a limited number of representative locations, there is a risk that the design of foundation structures may be inaccurate, and it has been pointed out that the results often differ from those of the surveys when piles are actually installed. The number of soil surveys conducted depends on the intentions of the designer and client, and is also influenced by the region, topography, and depth of the supporting layer, which can lead to a gap between the survey results and the actual ground conditions.
さらには、上述したような事前に行った地盤調査で得られた情報を、掘削作業時の進行中にリアルタイムで参照して、支持地盤に到達するタイミングや掘削抵抗値を調節するためには、掘削装置に専用の機能を備えさせなければならず、掘削機器が複雑になり、またその操作も高度化する上、機器の製造・運用コストも高騰するため、実情に沿わないという問題もあった。 Furthermore, in order to refer to the information obtained from the above-mentioned preliminary ground survey in real time while the excavation work is in progress and adjust the timing of reaching the supporting ground and the excavation resistance value, the excavation equipment would have to be equipped with specialized functions, which would make the excavation equipment more complex and its operation more sophisticated, as well as raising the costs of manufacturing and operating the equipment, making it inappropriate for real-world situations.
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、全ての杭に対して効率的かつ精度の高い地盤強度の計測を行い、非均質な地盤に対する掘削工事におけるリスクを最小化し、施工の品質と効率を向上させることができる掘削工事における支持層到達管理システム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems by providing a system, method, and program for managing bearing layer reach during excavation work that can efficiently and accurately measure ground strength for all piles, minimize the risks involved in excavation work in heterogeneous ground, and improve the quality and efficiency of construction.
上記課題を解決するために、本発明は、杭を打設するために所定領域の地盤中に縦穴を掘削する作業を管理する方法であって、
(1)所定領域内に打設される杭について、各杭の前記縦穴の掘削に先行させて、各縦穴の中心位置に、前記杭の径よりも小径のサンプリング用孔を掘削し、所定深度以上の地層のサンプルを取得する事前地質調査により、各杭の打設位置における支持地盤の深度を調査する事前地質調査工程と、
(2)前記サンプリング用孔を基準として杭打設用の前記縦穴を掘削する縦穴掘削工程と、
(3)前記事前地質調査工程で得られた各杭における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに情報処理装置により取得する調査結果取得工程と
を含み、
前記縦穴掘削工程は、
掘削ドリルで縦穴を掘削しつつ、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、前記情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視工程と、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査工程の情報と、前記掘削監視工程で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力工程と
を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the present invention provides a method for managing the excavation of a vertical hole in a predetermined area of ground for driving piles, the method comprising:
(1) A preliminary geological survey process for piles to be driven into a predetermined area, in which, prior to the excavation of the vertical hole for each pile, a sampling hole having a diameter smaller than the diameter of the pile is drilled at the center of each vertical hole, and samples of the strata at a predetermined depth or greater are obtained through a preliminary geological survey to investigate the depth of the supporting ground at the driving position of each pile;
(2) a vertical hole excavation step of excavating the vertical hole for pile driving based on the sampling hole;
(3) A survey result acquisition step of acquiring the depth of the supporting ground for each pile obtained in the preliminary geological survey step together with the position information of each pile by an information processing device,
The vertical hole excavation step includes:
a drilling monitoring step of acquiring information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the driving device of the drilling drill in real time by the information processing device while drilling a vertical hole with the drilling drill by photographing the information on the drilling depth or the drilling resistance of the driving device of the drilling drill displayed on a display device on the driving device side;
It is characterized by including an integrated output process that integrates information from the preliminary geological survey process of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or the excavation resistance obtained in the excavation monitoring process and outputs the information in real time.
また、本発明は、杭を打設するために所定領域の地盤中に縦穴を掘削する作業を管理するシステムであって、
各杭の前記縦穴の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに取得する調査結果取得部と、
掘削ドリルによる縦穴の掘削に際し、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視部と、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査の情報と、掘削監視部で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力部と
を備えたこと特徴とする。
The present invention also provides a system for managing work to excavate a vertical hole in the ground of a predetermined area for driving a pile, the system comprising:
A survey result acquisition unit that acquires the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained by a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole of each pile, together with the position information of each pile;
a drilling monitoring unit that, when drilling a vertical hole with a drilling drill, acquires information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the drive device of the drilling drill in real time in an information processing device by photographing information on the drilling depth or the drilling resistance of the drive device of the drilling drill displayed on a display device on the drive device side;
It is characterized by having an integrated output unit that integrates information from the preliminary geological survey of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or excavation resistance obtained by the excavation monitoring unit and outputs the information in real time.
さらに、本発明は、前記掘削監視工程では、前記縦穴を掘削しつつ、所定の深度において取得された掘削土と、前記事前地質調査工程で取得されたサンプリング用孔のサンプルとを逐次比較することが好ましい。
この発明によれば、事前地質調査工程でサンプリング用孔を掘削して掘削土を取得することにより、杭打設前の地盤の状態を目視によってより詳しく知ることができ、打設される杭の位置における支持地盤の深度や性質を正確に知ることが可能となり、掘削作業中のリスクや事故の危険性が低減される。
Furthermore, in the present invention, in the excavation monitoring process, while the vertical hole is being excavated, it is preferable to sequentially compare the excavated soil obtained at a predetermined depth with the sample from the sampling hole obtained in the preliminary geological survey process.
According to this invention, by digging sampling holes and obtaining excavated soil during the preliminary geological survey process, the condition of the ground before pile driving can be visually determined in more detail, and the depth and properties of the supporting ground at the location of the pile to be driven can be accurately determined, thereby reducing risks and the danger of accidents during excavation work.
上記発明では、前記事前地質調査工程で得られた各杭における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに情報処理装置により取得し、
前記縦穴を掘削する際には、
縦穴を掘削しつつ、少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記情報処理装置においてリアルタイムで取得し、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査工程の情報と、前記掘削監視工程で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する。
In the above invention, the depth of the supporting ground for each pile obtained in the preliminary geological survey step is acquired by an information processing device together with position information of each pile,
When excavating the vertical hole,
While excavating the vertical hole, information on at least one of the excavation depth and the excavation resistance is acquired in real time by the information processing device;
The information from the preliminary geological survey process for the vertical hole involved in the excavation and the information on either the excavation depth or the excavation resistance obtained in the excavation monitoring process are integrated and output in real time .
なお、上記発明では、前記事前地質調査工程で得られた各杭における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに情報処理装置により取得し、
前記縦穴を掘削する際には、
縦穴を掘削しつつ、少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記情報処理装置においてリアルタイムで取得し、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査工程の情報と、前記掘削監視工程で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する
ことが好ましい。
In the above invention, the depth of the supporting ground for each pile obtained in the preliminary geological survey step is acquired by an information processing device together with position information of each pile,
When excavating the vertical hole,
While excavating the vertical hole, information on at least one of the excavation depth and the excavation resistance is acquired in real time by the information processing device;
It is preferable to integrate information from the preliminary geological survey process of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or the excavation resistance obtained in the excavation monitoring process and output the integrated information in real time.
また、上記発明では、掘削を監視する際、
前記掘削ドリルの駆動装置における前記掘削深度又は前記掘削抵抗に関する情報を、前記駆動装置側の表示装置にリアルタイムに表示し、
前記表示装置に表示された情報を撮影することにより、前記掘削深度又は前記掘削抵抗に関する情報を前記情報処理装置で取得する。
In addition, in the above invention, when monitoring excavation,
Displaying information about the drilling depth or the drilling resistance in the driving device of the drilling drill on a display device on the driving device side in real time;
By photographing the information displayed on the display device, the information processing device acquires information relating to the excavation depth or the excavation resistance .
また、上記発明では、掘削を監視する際、
前記掘削ドリルの駆動装置における前記掘削深度又は前記掘削抵抗に関する情報を、前記駆動装置側の表示装置にリアルタイムに表示し、
前記表示装置に表示された情報を撮影することにより、前記掘削深度又は前記掘削抵抗に関する情報を前記情報処理装置で取得する
ことが好ましい。
In addition, in the above invention, when monitoring excavation,
Displaying information about the drilling depth or the drilling resistance in the driving device of the drilling drill on a display device on the driving device side in real time;
It is preferable that the information displayed on the display device is photographed, and the information relating to the excavation depth or the excavation resistance is acquired by the information processing device.
なお、上述した本発明に係るシステムや方法は、所定の言語で記述された本発明のプログラムをコンピューター上で実行することにより実現することができる。すなわち、杭を打設するために所定領域の地盤中に縦穴を掘削する作業を管理するアプリケーションであって、情報処理装置に、
各杭の前記縦穴の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに取得する調査結果取得部、
掘削ドリルによる縦穴の掘削に際し、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視部、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査の情報と、掘削監視部で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力部
として機能させる。
The above-described system and method according to the present invention can be realized by executing a program of the present invention written in a predetermined language on a computer. That is, an application for managing the work of excavating a vertical hole in the ground of a predetermined area for driving piles is installed in an information processing device.
a survey result acquisition unit that acquires the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained by a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole of each pile, together with the position information of each pile;
a drilling monitoring unit that, when drilling a vertical hole with a drilling drill, acquires information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the drive device of the drilling drill in real time in an information processing device by photographing information on the drilling depth or the drilling resistance of the drive device of the drilling drill displayed on a display device on the drive device side;
It functions as an integrated output unit that integrates information from the preliminary geological survey of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or excavation resistance obtained by the excavation monitoring unit and outputs the information in real time.
なお、上述した本発明に係るシステムや方法は、所定の言語で記述された本発明のプログラムをコンピューター上で実行することにより実現することができる。すなわち、杭を打設するために所定領域の地盤中に縦穴を掘削する作業を管理するアプリケーションであって、情報処理装置に、
各杭の前記縦穴の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに取得する調査結果取得部、
縦穴の掘削に際し、少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視部、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査工程の情報と、前記掘削監視工程で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力部
として機能させる。
The above-described system and method according to the present invention can be realized by executing a program of the present invention written in a predetermined language on a computer. That is, an application for managing the work of excavating a vertical hole in the ground of a predetermined area for driving piles is installed in an information processing device.
a survey result acquisition unit that acquires the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained by a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole of each pile, together with the position information of each pile;
an excavation monitoring unit that acquires information on at least either the excavation depth or the excavation resistance in real time in the information processing device when excavating a vertical hole;
It functions as an integrated output unit that integrates information from the preliminary geological survey process for the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or the excavation resistance obtained in the excavation monitoring process and outputs the information in real time.
このような本発明のプログラムは、携帯端末装置やスマートフォン、ウェアラブル端末、モバイルPCその他の情報処理端末、パーソナルコンピューターやサーバーコンピューター等の汎用コンピューターのICチップ、メモリ装置にインストールし、CPU上で実行することにより、上述した各機能を有するシステムを構築して、本発明に係る方法を実施することができる。 The program of the present invention can be installed on an IC chip or memory device of a portable terminal device, smartphone, wearable terminal, mobile PC or other information processing terminal, or a general-purpose computer such as a personal computer or server computer, and executed on the CPU to construct a system having the above-mentioned functions and implement the method of the present invention.
また、本発明のプログラムは、例えば、通信回線を通じて配布することが可能であり、またコンピューターで読み取り可能な記録媒体に記録することにより、スタンドアローンの計算機上で動作するパッケージアプリケーションとして譲渡することができる。具体的にこの記録媒体としては、フレキシブルディスクやカセットテープ等の磁気記録媒体、若しくはCD-ROMやDVD-ROM等の光ディスクの他、RAMカードなど、種々の記録媒体に記録することができる。そして、このプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体によれば、汎用のコンピューターや専用コンピューターを用いて、上述したシステム及び方法を簡便に実施することが可能となるとともに、プログラムの保存、運搬及びインストールを容易に行うことができる。 The program of the present invention can be distributed, for example, via communications lines, and can be transferred as a packaged application that runs on a stand-alone computer by recording it on a computer-readable recording medium. Specifically, this recording medium can be a magnetic recording medium such as a flexible disk or cassette tape, or an optical disk such as a CD-ROM or DVD-ROM, or a RAM card, among other recording media. Furthermore, a computer-readable recording medium on which this program is recorded makes it possible to easily implement the above-described system and method using a general-purpose computer or a dedicated computer, and also makes it easy to store, transport, and install the program.
以上述べたように、本発明によれば、全ての杭に対して効率的かつ精度の高い地盤強度の計測を行い、非均質な地盤に対する掘削工事におけるリスクを最小化し、施工の品質と効率を向上させることができる。また、スマートフォンなどの汎用性が高く、比較的に安価な装置を用いて、アプリケーションを実行することにより、設備の複雑化を回避して低廉化を図りつつ、施工の品質と効率を向上させることができる。 As described above, the present invention makes it possible to efficiently and accurately measure the ground strength of all piles, minimizing the risks involved in excavation work in heterogeneous ground and improving the quality and efficiency of construction. Furthermore, by running the application using a highly versatile and relatively inexpensive device such as a smartphone, it is possible to avoid increasing the complexity of equipment, reducing costs, while improving the quality and efficiency of construction.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る掘削作業の管理方法、管理システム及び管理アプリケーションの実施形態について詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、この考案の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この考案の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この考案の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Embodiments of the excavation work management method, management system, and management application according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments shown below are examples of devices that embody the technical concept of this invention, and the technical concept of this invention does not limit the materials, shapes, structures, arrangements, etc. of each component part to those described below. The technical concept of this invention may be modified in various ways within the scope of the claims.
(掘削作業の概要)
図1は、実施形態に係る掘削作業の管理方法及び管理システムの概要を示す説明図であり、図2は、本実施形態に係る工事設備の全体構成を示す概念図である。図1及び図2に示すように、本実施形態では、ビルの新築や建て替えに際して建造物を支持する杭基礎を打設するため、所定領域の地盤10中に縦穴11を掘削する。本発明はこの縦穴11を掘削する作業を管理するために用いられる。
(Outline of excavation work)
Fig. 1 is an explanatory diagram showing an overview of a method and system for managing excavation work according to an embodiment, and Fig. 2 is a conceptual diagram showing the overall configuration of construction equipment according to this embodiment. As shown in Figs. 1 and 2, in this embodiment, a vertical hole 11 is excavated in a predetermined area of ground 10 to install pile foundations to support a structure when constructing or rebuilding a building. The present invention is used to manage the work of excavating this vertical hole 11.
本実施形態では、縦穴11を掘削するにあたり、打設される杭の全てについて事前地質調査等の事前地質調査を実施する事前地質調査工程と、サンプリング用孔12Aを基準として杭基礎打設用の縦穴11を掘削する縦穴掘削工程とを行う。本実施形態における事前地質調査工程では、所定量域内に打設される杭の全てについて、各杭の縦穴11の掘削に先行させて、各縦穴11の中心位置に、打設される杭の径よりも小径のサンプリング用孔12Aを掘削し、所定深度以上の地層のサンプルを取得する事前地質調査により、各杭の打設位置における支持地盤の深度を調査する。 In this embodiment, when excavating the vertical holes 11, a preliminary geological investigation process is carried out, in which a preliminary geological survey, such as a preliminary geological survey, is conducted for all piles to be driven, and a vertical hole excavation process is carried out, in which vertical holes 11 for driving pile foundations are excavated using sampling holes 12A as reference points. In the preliminary geological investigation process in this embodiment, for all piles to be driven within a predetermined volume area, a sampling hole 12A with a diameter smaller than the diameter of the pile to be driven is excavated at the center of each vertical hole 11 prior to the excavation of the vertical holes 11 for each pile. The depth of the supporting ground at the driving position of each pile is investigated through the preliminary geological investigation, which obtains samples of the strata at a predetermined depth or greater.
事前地質調査工程は、杭が打設される縦穴の基礎地盤の地質を、杭の掘削に先行させて調べる工程であり、小径のサンプリング用孔を垂直方向に掘削し、各深度の地質サンプルを取得、又は確認し、各深度の地盤の強度や性質、それらの変化を深度方向に沿って検査し、記録する。この事前地質調査としては、以下のものが挙げられる。 The preliminary geological survey process involves investigating the geology of the foundation ground for the vertical hole where the pile will be driven prior to the pile excavation. Small-diameter sampling holes are drilled vertically to obtain or confirm geological samples at each depth, and the strength and properties of the ground at each depth, as well as any changes in these properties, are inspected and recorded along the depth direction. Examples of this preliminary geological survey include the following:
(a)ボーリング調査
ボーリング調査は、地盤の層構成、各層における土質、地下水位・支持地盤の深度などを調査するために、特定の場所にサンプリング用孔(ボーリング孔)を掘り、各層の土壌サンプルを採取し、土壌サンプルの強度や地質(土質、色、組成、化学的性質、含水量等)を調べる。
(a) Boring survey Boring surveys involve digging sampling holes (boreholes) at specific locations to investigate the layer structure of the ground, the soil quality of each layer, the groundwater level, the depth of the supporting ground, etc., and taking soil samples from each layer to examine the strength and geology (soil quality, color, composition, chemical properties, water content, etc.) of the soil samples.
(b) 標準貫入試験 (SPT)
標準貫入試験は、地盤の硬さや密度を評価するための試験であり、特定の重さのハンマーを用いて、管(サンプラ)を地盤に打ち込んで貫入させ、何回の打撃で管が特定の距離進むかを計測し、地盤の硬さをN値等で評価する。この場合、この管を打込んだ孔がサンプリング用孔となる。このSPT試験において、サンプラが30cm貫入するのに必要な打撃数の合計がN値であり、地盤の堅さや締め固め度を示す指標として利用される。N値が大きいほど、地盤は堅く、締まっているとされ、逆に、N値が小さいと、地盤は緩やかであると判断される。N値は、地震動の伝播特性、基礎の支持力、地盤改良の必要性など、多くの地盤設計の要因に影響を与える重要なパラメータである。
(b) Standard Penetration Test (SPT)
Standard penetration tests (SPTs) are tests used to evaluate the hardness and density of soil. A hammer of a specific weight is used to drive a pipe (sampler) into the ground, measuring the number of blows required for the pipe to penetrate a specific distance. The hardness of the soil is evaluated using an N-value or other similar test. In this case, the hole into which the pipe is driven serves as the sampling hole. In this SPT test, the total number of blows required for the sampler to penetrate 30 cm is the N-value, which is used as an indicator of the hardness and compaction of the soil. The higher the N-value, the harder and more compact the soil is considered to be; conversely, the lower the N-value, the looser the soil is considered to be. The N-value is an important parameter that influences many ground design factors, such as seismic motion propagation characteristics, foundation bearing capacity, and the need for ground improvement.
(c)コーン貫入試験 (CPT)
コーン貫入試験は、コーン形状のプローブを地盤に押し込むことで、土質と密度を測定し、地盤の連続的なプロファイルを提供する。この場合、このプローブを打込んだ孔がサンプリング用孔となる。
(c) Cone Penetration Test (CPT)
Cone penetration tests measure soil quality and density by forcing a cone-shaped probe into the soil, providing a continuous profile of the soil. The hole into which the probe is driven serves as a sampling hole.
(d)その他
他の方法としては、地表近くの土壌サンプルを採取し、物理的、化学的特性を評価する方法や、地盤内の電気抵抗を測定することで、地下の土質や水分状態を評価する方法などを併用するようにしてもよい。
そして、この事前地質調査工程には、事前地質調査工程で得られた各杭に関する支持地盤の深度等の調査結果情報を、各杭の位置情報とともにスマートフォン2のアプリケーションにより取得する調査結果取得工程が含まれる。
(d) Others As other methods, methods such as collecting soil samples near the surface and evaluating their physical and chemical properties, or measuring the electrical resistance of the ground to evaluate the underground soil quality and moisture conditions may be used in combination.
This preliminary geological survey process includes a survey result acquisition process in which survey result information such as the depth of the supporting ground for each pile obtained in the preliminary geological survey process is acquired together with the position information of each pile using an application on smartphone 2.
上述した縦穴掘削工程では、図2に詳細に示すように、重機9のアームで揚重されたアースドリル装置90を構成するケリーバー91で、掘削ドリルである掘削用バケット92を吊下する。そして、ケリーバー91により掘削用バケット92を一方に回転させながら下降させつつ孔壁11a及び底部11bを掘削する。このとき、上述した事前地質調査工程で形成されたサンプリング用孔12Aに、掘削ドリルの中心軸となる掘削用バケット92下端のフィッシュテールを合致させて、杭打設用の縦穴11を掘削する。 In the above-mentioned vertical hole excavation process, as shown in detail in Figure 2, a drilling bucket 92, which is a drilling drill, is suspended from a Kelly bar 91 that constitutes an earth drill device 90 lifted by the arm of heavy equipment 9. The Kelly bar 91 then rotates the drilling bucket 92 in one direction while lowering it, excavating the hole wall 11a and bottom 11b. At this time, the fishtail at the bottom end of the drilling bucket 92, which forms the central axis of the drilling drill, is aligned with the sampling hole 12A formed in the preliminary geological survey process described above, and the vertical hole 11 for pile driving is excavated.
そして、この縦穴掘削工程では、縦穴11を掘削しつつ、少なくとも掘削深度又は掘抵削抗のいずれかの情報を、スマートフォン2においてリアルタイムで取得する掘削監視工程が行われる。この掘削監視工程では、アースドリル装置90の駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗を含むリアルタイム情報が、運転席93の操作パネル3のディスプレイ35aにリアルタイムに表示されるとともに、このリアルタイム情報は、重機9の操作パネル3側からスマートフォン2に転送される。 During this vertical hole excavation process, an excavation monitoring process is carried out in which information on at least either the excavation depth or the excavation resistance is acquired in real time on the smartphone 2 while the vertical hole 11 is being excavated. During this excavation monitoring process, real-time information including the excavation depth or excavation resistance of the drive unit of the earth drill device 90 is displayed in real time on the display 35a of the operation panel 3 of the driver's seat 93, and this real-time information is transferred from the operation panel 3 of the heavy equipment 9 to the smartphone 2.
この掘削監視工程でリアルタイムで取得される信号やデータとしては、ドリルがどれだけ地中に進んだかを測定することによる掘削深度、掘削速度、ドリルに備えられたセンサーによるトルク(回転力)、ドリル先端やドリル全体にかかる圧力、振動、温度、音レベル、ドリルのモーターに流れる電流と電圧、ドリルの回転数や回転速度(RPM:回転数/分)、ドリルが進む先の地質(岩石、土など)の硬度や抵抗、燃料レベル又はバッテリー残量、加速度センサーで検出された重機9又はアースドリル装置90の傾斜などが挙げられる。 Signals and data acquired in real time during this drilling monitoring process include drilling depth measured by measuring how far the drill has advanced into the ground, drilling speed, torque (rotational force) measured by sensors installed in the drill, pressure, vibration, temperature, sound level acting on the drill tip and the entire drill, current and voltage flowing through the drill motor, drill rotation speed and rotational frequency (RPM: revolutions per minute), hardness and resistance of the geology (rock, soil, etc.) where the drill is advancing, fuel level or remaining battery charge, and the inclination of the heavy equipment 9 or earth drilling device 90 detected by an acceleration sensor.
特に、上記リアルタイム情報取得部243aでリアルタイムに得られる情報としては、実際にアースドリルで掘削された地盤から採取される各深度における土壌サンプルに関する情報が含まれる。この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する方法としては、例えば、ドリル先端に取り付けられたインライン土質センサーで土質(粘土、砂、砂利など)をリアルタイムで判別する方法、光学カメラやスペクトロメーターを用いて土質の色や成分を分析する方法、マイクロ波・超音波センサーで土の密度や含水量を測定する方法が挙げられる。 In particular, the information obtained in real time by the real-time information acquisition unit 243a includes information about soil samples collected at various depths from the ground that has actually been excavated with an earth drill. Methods for obtaining information about these actually excavated soil samples include, for example, determining the soil type (clay, sand, gravel, etc.) in real time using an inline soil sensor attached to the tip of the drill, analyzing the color and composition of the soil using an optical camera or spectrometer, and measuring the density and moisture content of the soil using a microwave or ultrasonic sensor.
また、この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する他の方法としては、土に対するドリルや検査器の抵抗力を測定して土質を推定する方法、電磁誘導センサーにより土中の金属含有量や電気伝導性を測定する方法、ケミカルセンサーにより、土中の特定の化学成分(例:塩分、酸性度など)を測定する方法も挙げられる。さらに、ドリルが掘削を行う間に定期的に土質のサンプルを採取して目視或いは分析装置で土質を判定してもよく、前述の収集された各種データをAIで解析するようにしてもよく、以上の手法を単独で用いたり、複数組み合わせて用いることができる。 Other methods for obtaining information about the actual excavated soil samples include estimating the soil quality by measuring the resistance of a drill or testing device to the soil, measuring the metal content or electrical conductivity in the soil using an electromagnetic induction sensor, and measuring specific chemical components in the soil (e.g., salinity, acidity, etc.) using a chemical sensor. Furthermore, soil samples can be taken periodically while the drill is excavating and the soil quality can be determined visually or with an analytical device, or the various collected data mentioned above can be analyzed using AI. These methods can be used alone or in combination.
そして、これら掘削に係る縦穴11の情報と、掘削時に得られるリアルタイム情報とは、統合されてリアルタイムに、スマートフォン2のタッチパネル22aに統合表示される。この統合表示としては、例えば、図1に示すように、掘削軌跡図(深度と時間)の他、積分電流値(深度と積分電流)、瞬時電流値(電流値と時間)等の電流記録値のグラフが含まれ、これらのグラフには、計画支持層深度や計画杭先深度、各地層の地質の予想図など、事前調査により判定・予測された情報が、リアルタイム情報と対比可能に統合表示される。 The information about the vertical hole 11 related to the excavation and the real-time information obtained during excavation are integrated and displayed in real time on the touch panel 22a of the smartphone 2. For example, as shown in Figure 1, this integrated display includes a diagram of the excavation trajectory (depth and time), as well as graphs of recorded current values such as integrated current values (depth and integrated current) and instantaneous current values (current value and time). These graphs also display information determined and predicted from preliminary surveys, such as the planned bearing layer depth, planned pile tip depth, and predicted geological maps of each layer, integrated and comparable to real-time information.
(掘削作業の管理システム)
次いで、上述した掘削作業を管理する管理システム1の構成について説明する。図3は、本実施形態に係る掘削作業の管理システムの構成例を簡易的に示す説明図である。同図に示すように、本実施形態では、重機9の運転席93に搭載された操作パネル3と、本発明の管理アプリケーションが実行されるスマートフォン2とから概略構成される。以下に、これら各装置の構成について説明する。なお、説明中で用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
(Drilling work management system)
Next, the configuration of the management system 1 that manages the above-mentioned excavation work will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram that simply shows an example configuration of the management system for excavation work according to this embodiment. As shown in the figure, this embodiment is generally composed of an operation panel 3 mounted on the driver's seat 93 of the heavy equipment 9 and a smartphone 2 on which the management application of the present invention is executed. The configuration of each of these devices will be described below. Note that the term "module" used in the description refers to a functional unit that is composed of hardware such as a device or equipment, software having the function thereof, or a combination of these, and that performs a predetermined operation.
(1)操作パネル3
図5は、重機9に搭載される操作パネル3の内部構成を示すブロック図である。操作パネル3は、重機9に備えられた各種センサーにより検知された検出信号により、その動作状態を表示するインターフェースデバイスである。具体的に操作パネル3は、CPU32と、メモリ33と、入力インターフェース34と、ストレージ31と、出力インターフェース35と、通信インターフェース36とを備えている。なお、本実施形態では、これらの各デバイスは、CPUバス30を介して接続されており、相互にデータの受渡しが可能となっている。
(1) Operation panel 3
5 is a block diagram showing the internal configuration of the operation panel 3 mounted on the heavy machine 9. The operation panel 3 is an interface device that displays its operating status based on detection signals detected by various sensors provided on the heavy machine 9. Specifically, the operation panel 3 includes a CPU 32, memory 33, an input interface 34, storage 31, an output interface 35, and a communication interface 36. In this embodiment, these devices are connected via a CPU bus 30, enabling data to be exchanged between them.
メモリ33及びストレージ31は、データを記録媒体に蓄積するとともに、これら蓄積されたデータを各デバイスの要求に応じて読み出す記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)やソリッドステートドライブ(SSD)、メモリカード等により構成することができる。特に、本実施形態においてストレージ31は、各種センサー95による検出信号D1に基づいて掘削深度又は掘削抵抗を算出して蓄積する。 Memory 33 and storage 31 are storage devices that store data on recording media and read out this stored data in response to requests from each device. They can be configured, for example, with a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), memory card, etc. In particular, in this embodiment, storage 31 calculates and stores the excavation depth or excavation resistance based on the detection signals D1 from the various sensors 95.
入力インターフェース34は、重機9のアースドリル0やモーター等に備えられ、電流値や掘削抵抗値を検出するセンサー、重機9の傾斜や振動を検出する加速度センサー、ジャイロセンサー等からの検出信号を受信するモジュールであり、受信された検出信号はCPU32に伝えられ、OSや各アプリケーションによって処理される。他方、出力インターフェース35は、操作パネル3内のCPU32で算出され、或いはメモリ33及びストレージ31に蓄積されたデータを出力するモジュールである。本実施形態では、出力インターフェース35にはディスプレイ35aやスピーカー35bが接続され、支持地盤の深度や、掘削深度、掘抵削抗等の情報を表示したり、アラート等の音響を出力することができる。 The input interface 34 is provided in the earth drill 0 or motor of the heavy equipment 9, and is a module that receives detection signals from sensors that detect current values and excavation resistance values, acceleration sensors that detect the inclination and vibration of the heavy equipment 9, gyro sensors, etc. The received detection signals are transmitted to the CPU 32 and processed by the OS and various applications. On the other hand, the output interface 35 is a module that outputs data calculated by the CPU 32 in the operation panel 3 or stored in the memory 33 and storage 31. In this embodiment, a display 35a and speaker 35b are connected to the output interface 35, and information such as the depth of the supporting ground, excavation depth, and excavation resistance can be displayed, and sounds such as alerts can be output.
通信インターフェース36は、他の通信機器とデータの送受信を行うモジュールであり、通信方式としては、USBケーブル等の優先接続による信号通信や、Wifi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)などの近距離通信が含まれる。 The communication interface 36 is a module that sends and receives data to and from other communication devices. Communication methods include signal communication via a wired connection such as a USB cable, and short-range communication such as Wi-Fi (registered trademark) and Bluetooth (registered trademark).
CPU32は、各部を制御する際に必要な種々の演算処理を行う装置であり、各種プログラムを実行することにより、CPU11上に仮想的に各種機能モジュールを構築する。このCPU32上では、OS(Operating System)が起動・実行されており、このOSによって操作パネル3の基本的な機能が管理・制御される。また、このOS上では種々のアプリケーションが実行可能になっており、CPU32でOSプログラムや各種アプリケーションが実行されることによって、種々の機能モジュールがCPU上に仮想的に構築される。本実施形態では、CPU32上でプログラムを実行することによって、電流値や掘削抵抗から掘削深度や支持地盤の深度を算出したり、ディスプレイに表示するためのグラフィックを生成したり、情報を入力したりできるようになっている。 The CPU 32 is a device that performs various arithmetic processes required to control each part, and by executing various programs, various functional modules are virtually constructed on the CPU 11. The OS (Operating System) is started and executed on the CPU 32, and the basic functions of the operation panel 3 are managed and controlled by this OS. Various applications can also be executed on the OS, and various functional modules are virtually constructed on the CPU by executing the OS program and various applications on the CPU 32. In this embodiment, by executing programs on the CPU 32, it is possible to calculate the excavation depth and the depth of the supporting ground from the current value and excavation resistance, generate graphics to be displayed on the display, and input information.
(2)スマートフォン2
次いで、スマートフォン2の内部構成について説明する。図4に示すように、スマートフォン2は、通信インターフェース21と、入力インターフェース22と、出力インターフェース23と、アプリケーション実行部24と、メモリ25とから概略構成されている。
(2) Smartphone 2
Next, a description will be given of the internal configuration of the smartphone 2. As shown in Fig. 4, the smartphone 2 is generally composed of a communication interface 21, an input interface 22, an output interface 23, an application execution unit 24, and a memory 25.
通信インターフェース21は、データ通信を行うための通信インターフェースであり、無線等による非接触通信や、ケーブル、アダプタ手段等により接触(有線)通信をする機能を備えている。入力インターフェース22は、マウス、キーボード、操作ボタンやタッチパネル22aなどユーザー操作を入力するデバイスの他、スマートフォン2に内蔵されたCCDカメラ22bなども含まれる。また、出力インターフェース23は、ディスプレイやスピーカーなど、映像や音響を出力するデバイスである。特に、この出力インターフェース23には、液晶ディスプレイなどの表示部23aが含まれ、この表示部は、入力インターフェースであるタッチパネル22aに重畳されている。 The communication interface 21 is a communication interface for data communication, and is equipped with functions for contactless communication such as wireless communication, and contact (wired) communication using a cable, adapter, or other means. The input interface 22 includes devices for inputting user operations, such as a mouse, keyboard, operation buttons, and touch panel 22a, as well as a CCD camera 22b built into the smartphone 2. The output interface 23 is a device for outputting video and audio, such as a display and speaker. In particular, the output interface 23 includes a display unit 23a such as an LCD display, which is superimposed on the touch panel 22a, which is the input interface.
メモリ25は、OS(Operating System)やファームウェア、各種のアプリケーション用のプログラム、その他のデータ等などを記憶する記憶装置であり、このメモリ25内には、事前に実施された事前地質調査の結果である事前調査データが転送されて蓄積され、また、アプリケーション実行部24で演算処理された掘削データ等が蓄積される。 Memory 25 is a storage device that stores the OS (Operating System), firmware, various application programs, and other data. Preliminary survey data, which is the result of a preliminary geological survey conducted in advance, is transferred and stored in this memory 25, and excavation data processed by the application execution unit 24 is also stored.
アプリケーション実行部24は、一般のOSやアプリケーション、ブラウザソフトなどのプログラムを実行するモジュールであり、通常はCPU等により実現される。このアプリケーション実行部24では、本発明に係る掘削作業の管理アプリケーション(プログラム)が実行されることで、本発明の掘削作業の管理方法及び管理システムを実現することができる。具体的には、アプリケーション実行部24で、本発明に係る掘削作業の管理アプリケーション(プログラム)が実行されることで、表示制御部242,掘削監視部243及び位置情報取得部244が仮想的に構築される。 The application execution unit 24 is a module that executes programs such as general OSs, applications, and browser software, and is typically implemented by a CPU or the like. The application execution unit 24 executes an excavation management application (program) according to the present invention, thereby realizing the excavation management method and management system of the present invention. Specifically, the application execution unit 24 executes the excavation management application (program) according to the present invention, thereby virtually constructing a display control unit 242, an excavation monitoring unit 243, and a location information acquisition unit 244.
掘削監視部243は、縦穴11を掘削しつつ、少なくとも掘削深度又は掘抵削抗のいずれかの情報を、スマートフォン2においてリアルタイムで取得するとともに、現在の掘削深度が支持地盤に到達するか否かを逐次監視するモジュールであり、本実施形態では、リアルタイム情報取得部243aと、調査結果取得部243bと、統合出力部243cとを有している。 The excavation monitoring unit 243 is a module that acquires information on at least either the excavation depth or the excavation resistance in real time on the smartphone 2 while the vertical hole 11 is being excavated, and continuously monitors whether the current excavation depth reaches the supporting ground. In this embodiment, it has a real-time information acquisition unit 243a, a survey result acquisition unit 243b, and an integrated output unit 243c.
調査結果取得部243bは、各杭の縦穴11の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度等の調査結果情報を、各杭の位置情報とともに取得するモジュールである。この調査結果情報をスマートフォン2で取得する方法としては、PC等のソフトウェアで入力されたデータを記録したファイルをアプリケーションに直接アップロードする方法、調査結果がデータベースに保存されている場合にそのデータベースに直接接続してデータを取り込む方法、調査機器やソフトウェアがWeb APIを提供している場合にそのAPIを通じてデータを取得する方法が挙げられる。 The survey result acquisition unit 243b is a module that acquires survey result information, such as the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained from a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole 11 for each pile, along with the position information of each pile. Methods for acquiring this survey result information on the smartphone 2 include directly uploading a file recording data entered using software on a PC or the like to an application, directly connecting to a database if the survey results are stored therein and importing the data, and acquiring the data through a web API if the survey equipment or software provides one.
また、調査結果をスマートフォン2で取得するその他の方法としては、スマートフォン2のアプリケーション内で調査結果を手動で入力する方法、調査結果をメールの添付ファイルとして受け取ってそれをアプリケーションに取り込む方法、紙や画像形式で出力された調査結果をスキャンしてOCRソフトウェア等でテキストデータに変換後にアプリケーションに取り込む方法、調査結果にQRコード(登録商標)又はバーコードが付与されている場合にそれをスキャンしてアプリケーションに取り込む方法、調査機器がBluetoothやWi-Fiをサポートしている場合にそれを通じてデータを直接アプリケーションに送信する方法などが挙げられる。 Other methods for obtaining survey results on smartphone 2 include manually entering the survey results within the smartphone 2 application, receiving the survey results as an email attachment and importing them into the application, scanning survey results printed on paper or in image format and converting them into text data using OCR software or the like before importing them into the application, scanning a QR code (registered trademark) or barcode if the survey results are provided and importing the data into the application, or sending the data directly to the application via Bluetooth or Wi-Fi if the survey device supports it.
リアルタイム情報取得部243aは、縦穴の掘削に際し、少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、スマートフォン2においてリアルタイムで取得するモジュールであり、例えば、操作パネル3と有線又は無線により接続され、操作パネル3側で取得された重機9の各種センサーからの検出信号、或いはその検出信号に基づいて算出された各種データの転送を受信する。 The real-time information acquisition unit 243a is a module that acquires information on at least either the excavation depth or the excavation resistance in real time on the smartphone 2 when excavating a vertical hole. For example, it is connected to the operation panel 3 via a wired or wireless connection and receives detection signals from various sensors of the heavy equipment 9 acquired by the operation panel 3, or various data calculated based on those detection signals.
この掘削監視工程でリアルタイムで取得される信号やデータとしては、ドリルがどれだけ地中に進んだかを測定することによる掘削深度、掘削速度、ドリルに備えられたセンサーによるトルク(回転力)、ドリル先端やドリル全体にかかる圧力、振動、温度、音レベル、ドリルのモーターに流れる電流と電圧、ドリルの回転数や回転速度(RPM:回転数/分)、ドリルが進む先の地質(岩石、土など)の硬度や抵抗、燃料レベル又はバッテリー残量、加速度センサーで検出された重機9又はアースドリル装置90の傾斜などが挙げられる。 Signals and data acquired in real time during this drilling monitoring process include drilling depth measured by measuring how far the drill has advanced into the ground, drilling speed, torque (rotational force) measured by sensors installed in the drill, pressure, vibration, temperature, sound level acting on the drill tip and the entire drill, current and voltage flowing through the drill motor, drill rotation speed and rotational frequency (RPM: revolutions per minute), hardness and resistance of the geology (rock, soil, etc.) where the drill is advancing, fuel level or remaining battery charge, and the inclination of the heavy equipment 9 or earth drilling device 90 detected by an acceleration sensor.
他に、上記リアルタイム情報取得部243aでリアルタイムに得られる情報としては、実際にアースドリルで掘削された地盤から採取される各深度における土壌サンプルに関する情報が含まれる。この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する方法としては、例えば、ドリル先端に取り付けられたインライン土質センサーで土質(粘土、砂、砂利など)をリアルタイムで判別する方法、光学カメラやスペクトロメーターを用いて土質の色や成分を分析する方法、マイクロ波・超音波センサーで土の密度や含水量を測定する方法が挙げられる。 Other information obtained in real time by the real-time information acquisition unit 243a includes information about soil samples collected at various depths from the ground that has actually been excavated with an earth drill. Methods for obtaining information about these actually excavated soil samples include, for example, determining the soil type (clay, sand, gravel, etc.) in real time using an in-line soil sensor attached to the tip of the drill, analyzing the color and composition of the soil using an optical camera or spectrometer, and measuring the density and moisture content of the soil using a microwave or ultrasonic sensor.
また、この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する他の方法としては、土に対するドリルや検査器の抵抗力を測定して土質を推定する方法、電磁誘導センサーにより土中の金属含有量や電気伝導性を測定する方法、ケミカルセンサーにより、土中の特定の化学成分(例:塩分、酸性度など)を測定する方法も挙げられる。さらに、ドリルが掘削を行う間に定期的に土質のサンプルを採取して目視或いは分析装置で土質を判定してもよく、前述の収集された各種データをAIで解析するようにしてもよく、以上の手法を単独で用いたり、複数組み合わせて用いることができる。 Other methods for obtaining information about the actual excavated soil samples include estimating the soil quality by measuring the resistance of a drill or testing device to the soil, measuring the metal content or electrical conductivity in the soil using an electromagnetic induction sensor, and measuring specific chemical components in the soil (e.g., salinity, acidity, etc.) using a chemical sensor. Furthermore, soil samples can be taken periodically while the drill is excavating and the soil quality can be determined visually or with an analytical device, or the various collected data mentioned above can be analyzed using AI. These methods can be used alone or in combination.
本実施形態においてリアルタイム情報取得部243aは、操作パネル3等の他の機器から情報を取得するための非接触接続処理部243dを有している。この非接触接続処理部243dは、操作パネル3にリアルタイムに表示された、掘削深度又は掘削抵抗を含む各種情報を撮影することにより、掘削深度又は掘削抵抗その他を含むリアルタイム情報を取得するモジュールである。 In this embodiment, the real-time information acquisition unit 243a has a non-contact connection processing unit 243d for acquiring information from other devices such as the operation panel 3. This non-contact connection processing unit 243d is a module that acquires real-time information, including excavation depth or excavation resistance, by capturing images of various information, including excavation depth or excavation resistance, displayed in real time on the operation panel 3.
詳述すると、この非接触接続処理部243dは、スマートフォン2に内蔵されたCCDカメラ22b等の光学センサーにより撮影された、操作パネル3のディスプレイ表示の映像を取得する。この取得された映像について、非接触接続処理部243dは、画像のノイズ除去、明度・コントラストの調整、シャープネスの強化など、画像の品質を向上させる前処理が行われ、撮影された画像から文字列を抽出し、操作パネル3に表示された数値や警告メッセージなどのテキスト情報文字認識 (OCR: Optical Character Recognition)を行うとともに、特定の色や形状を持つエリアの検出や、グラフ上のデータポイントの座標を取得することで、グラフや図表の内容を認識して解析する。この解析にあたり、非接触接続処理部243dはAIによる解析機能を備えており、抽出されたデータがAIモデルに入力され、例えば、過去のデータと比較して異常な動きを検出したり、特定のパターンや傾向を予測することが可能となる。 More specifically, the contactless connection processing unit 243d acquires an image of the display of the operation panel 3 captured by an optical sensor, such as the CCD camera 22b built into the smartphone 2. The contactless connection processing unit 243d performs preprocessing on the acquired image to improve image quality, such as removing noise, adjusting brightness and contrast, and enhancing sharpness. It then extracts character strings from the captured image and performs optical character recognition (OCR) on text information such as numbers and warning messages displayed on the operation panel 3. It also recognizes and analyzes the content of graphs and charts by detecting areas with specific colors and shapes and acquiring the coordinates of data points on graphs. For this analysis, the contactless connection processing unit 243d is equipped with an AI analysis function, and the extracted data is input into an AI model, which, for example, compares it with past data to detect abnormal behavior or predict specific patterns and trends.
統合出力部243cは、調査結果取得部243bが取得した掘削に係る縦穴11の事前地質調査部の情報と、リアルタイム情報取得部243aが取得した掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力するモジュールである。この統合出力は、例えば、スマートフォン2のタッチパネル22aに表示される。この統合表示としては、例えば、図1に示すように、掘削軌跡図(深度と時間)の他、積分電流値(深度と積分電流)、瞬時電流値(電流値と時間)等の電流記録値のグラフが含まれ、これらのグラフには、計画支持層深度や計画杭先深度、各地層の地質の予想図など、事前調査により判定・予測された情報が、リアルタイム情報と対比可能に統合表示される。 The integrated output unit 243c is a module that integrates and outputs in real time information from the preliminary geological survey unit of the vertical hole 11 involved in the excavation, acquired by the survey result acquisition unit 243b, and either information on the excavation depth or excavation resistance acquired by the real-time information acquisition unit 243a. This integrated output is displayed, for example, on the touch panel 22a of the smartphone 2. For example, as shown in FIG. 1, this integrated display includes graphs of recorded current values such as an excavation trajectory diagram (depth and time) as well as integrated current values (depth and integrated current) and instantaneous current values (current value and time). These graphs integrate and display information determined and predicted by the preliminary survey, such as the planned bearing layer depth, planned pile tip depth, and predicted geological maps of each layer, so that they can be compared with real-time information.
なお、掘削監視部243には、同期処理機能を設けることができ、この同期処理機能は、例えば、スマートフォン2側での掘削監視処理と、インターネット上に設置された管理サーバー側での掘削監視処理とを同期させるようにしてもよい。具体的には、管理サーバー側で、掘削深度の算出や、支持地盤の深度予測などの演算処理の結果をスマートフォン2側に送信し、この演算結果を同期処理機能で取り込み、実際の表示処理やそのためのグラフィック処理は、スマートフォン2側の表示制御部242や掘削監視部243で実行する。このスマートフォン2側の掘削監視部243で実行された掘削監視の結果を、同期処理機能を通じて管理サーバー側に送出し、演算処理の一部又は全部を管理サーバーに委任してもするようにしてもよい。 The excavation monitoring unit 243 can be provided with a synchronization processing function, which may, for example, synchronize the excavation monitoring processing on the smartphone 2 with the excavation monitoring processing on a management server installed on the Internet. Specifically, the management server transmits the results of calculations such as calculation of excavation depth and prediction of the depth of the supporting ground to the smartphone 2, and these calculation results are imported using the synchronization processing function, with the actual display processing and the associated graphic processing being performed by the display control unit 242 and excavation monitoring unit 243 on the smartphone 2. The results of the excavation monitoring performed by the excavation monitoring unit 243 on the smartphone 2 may be sent to the management server via the synchronization processing function, and some or all of the calculation processing may be delegated to the management server.
また、掘削監視部243は、リアルタイム情報取得部243aが取得した現在の掘削状態と、調査結果取得部243bが取得した事前調査の結果に基づくN値や支持地盤の深度とを監視し、リアルタイムの掘削深度と、事前調査の結果に基づく支持地盤の深度とを、比較可能に表示するとともに、リアルタイムの掘削深度が、事前調査の結果に基づく支持地盤の深度に接近したときに、アラート等の注意を喚起するための出力を実行するようになっている。このとき、掘削監視部243の同期処理機能により、リアルタイムの掘削深度及び事前調査の結果を管理サーバーに通知し、掘削監視処理や非接触接続処理の一部を管理サーバー側に委ねるようにしてもよい。 The excavation monitoring unit 243 also monitors the current excavation status acquired by the real-time information acquisition unit 243a and the N-value and supporting ground depth based on the results of the preliminary survey acquired by the survey result acquisition unit 243b, and displays the real-time excavation depth and the supporting ground depth based on the results of the preliminary survey so that they can be compared. When the real-time excavation depth approaches the supporting ground depth based on the results of the preliminary survey, it also outputs an alert or other warning. At this time, the synchronization processing function of the excavation monitoring unit 243 may notify the management server of the real-time excavation depth and the results of the preliminary survey, and some of the excavation monitoring processing and contactless connection processing may be delegated to the management server.
位置情報取得部244は、スマートフォン2の座標位置を取得するモジュールであり、人工衛星を利用した全地球測位システム (GPS:Global Positioning System)や、基地局からの電波強度及び基地局情報に基づく三角測位による基地局測位、WifiのSSID(Service SetID)及び電波状況と経度緯度を組み合わせたデータベースを利用したWifi測位等により取得する。 The location information acquisition unit 244 is a module that acquires the coordinate position of the smartphone 2, and acquires the position using a Global Positioning System (GPS) that uses artificial satellites, base station positioning using triangulation based on the signal strength from the base station and base station information, or Wi-Fi positioning using a database that combines the Wi-Fi SSID (Service Set ID) and signal conditions with longitude and latitude.
表示制御部242は、表示部23aに表示させるための表示データを生成し、制御するモジュールである。表示データは、グラフィックデータの他、画像データや、文字データ、動画データ、音声その他のデータを組み合わせて生成されるデータである。特に、本実施形態に係る表示データ生成部246は、リアルタイム情報取得部243aが取得した現在の掘削情報と、調査結果取得部243bが取得し保持している事前調査の結果とを、統合出力部243cが統合し、この統合された双方の情報を比較可能なグラフィックとして生成するデータ生成部の機能を果たしている。この表示制御部242では、GUI制御部242aで生成されたグラフィックインターフェースの制御も実行される。 The display control unit 242 is a module that generates and controls display data to be displayed on the display unit 23a. Display data is data generated by combining graphic data, image data, text data, video data, audio data, and other data. In particular, the display data generation unit 246 in this embodiment functions as a data generation unit that integrates the current excavation information acquired by the real-time information acquisition unit 243a and the preliminary survey results acquired and stored by the survey result acquisition unit 243b using the integration output unit 243c, and generates a graphic that allows comparison of both pieces of integrated information. The display control unit 242 also controls the graphic interface generated by the GUI control unit 242a.
また、表示制御部242は、リアルタイム情報取得部243aが取得して生成したリアルタイムの掘削状況の表示データと、調査結果取得部243bが取得し生成した事前調査の調査結果の表示データとを、これらの両方、選択されたいずれか、又は一方の一部分を他方に重畳させて表示させる制御を実行することができる。表示部23aは、この表示制御部242の制御に従ってリアルタイムの掘削状況と事前調査の調査結果とを表示する。 The display control unit 242 can also execute control to superimpose both the real-time excavation status display data acquired and generated by the real-time information acquisition unit 243a and the preliminary survey result display data acquired and generated by the survey result acquisition unit 243b, or a selected one of them, or a portion of one of them, on the other. The display unit 243a displays the real-time excavation status and the preliminary survey result in accordance with the control of the display control unit 242.
(掘削作業の管理方法)
以上説明したシステムを動作させることによって、本発明の不動産移転取引方法を実施することができる。図6は、システムの動作すなわち掘削作業の管理方法の手順を示すフロー図であり、図7は、統合表示におけるスマートフォンの画像出力処理の概要を示す説明図である。なお、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もよい。また、以下で説明する処理手順について、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。
(Management method for excavation work)
By operating the system described above, the real estate transfer transaction method of the present invention can be implemented. Figure 6 is a flow diagram showing the operation of the system, i.e., the procedure for managing excavation work, and Figure 7 is an explanatory diagram showing an overview of the image output process of a smartphone in the integrated display. Note that the processing procedure described below is merely an example, and each process may be modified as much as possible. Furthermore, steps in the processing procedure described below can be omitted, replaced, or added as appropriate depending on the embodiment.
先ず、掘削計画に従って、基礎杭の打設箇所の設定を行い(S101)、次いで、事前地質調査を実施する(S102)。ここでは、打設される全ての杭について、各杭の縦穴の掘削に先立ち、中心位置で小径のサンプリング用孔を掘削して、所定深度以上の地層のサンプルを取得し、各杭の打設位置における支持地盤の深度を調査する。この事前地質調査としては、ボーリング調査、標準貫入試験 (SPT)、コーン貫入試験 (CPT)、土壌サンプルを採取して物理的、化学的特性を評価する方法などが含まれる。特に、本実施形態では、サンプリング用孔を掘削した際に採取された、打設位置における支持地盤深度のサンプルを採取及び写真撮影して保存しておく。この撮影されたサンプルの画像の保存は、調査結果取得部243bによって、打設対象となっている杭を特定する識別子(杭番号等)及び場所(座標位置等)、時刻、採取深度(掘削深度)等の情報と紐付けられてメモリ25若しくはサーバー上に保存される。 First, the installation locations for the foundation piles are determined according to the excavation plan (S101). Then, a preliminary geological survey is conducted (S102). For all piles to be installed, a small-diameter sampling hole is drilled at the center prior to the excavation of each vertical hole. A sample of the stratum at a predetermined depth or greater is obtained, and the depth of the supporting ground at each pile installation location is investigated. This preliminary geological survey includes boring surveys, standard penetration tests (SPTs), cone penetration tests (CPTs), and methods for collecting soil samples and evaluating their physical and chemical properties. In particular, in this embodiment, samples of the supporting ground depth at the installation location, collected when the sampling holes are drilled, are photographed and saved. The images of these photographed samples are stored in memory 25 or on a server by the survey result acquisition unit 243b, and are linked to information such as an identifier (e.g., pile number) identifying the pile to be installed, its location (e.g., coordinate position), time, and extraction depth (excavation depth).
この事前地質調査で得られた各杭における支持地盤の深度と各杭の位置情報などの各情報は、調査結果取得工程で調査結果情報としてスマートフォン2の調査結果取得部243bに取り込まれる(S103)。この調査結果情報をスマートフォン2で取得する方法としては、PC等のソフトウェアで入力されたデータを記録したファイルをアプリケーションに直接アップロードする方法や、スマートフォン2のアプリケーション内で調査結果を手動で入力する方法、調査機器がBluetoothやWi-Fi、USB等の有線接続をサポートしている場合にそれを通じてデータを直接アプリケーションに送信する方法などが挙げられる。この入力された調査結果情報に基づいて、支持板の深度予測などを行う(S104)。 The information obtained in this preliminary geological survey, such as the depth of the supporting ground for each pile and the positional information of each pile, is imported into the survey result acquisition unit 243b of the smartphone 2 as survey result information in the survey result acquisition process (S103). Methods for acquiring this survey result information on the smartphone 2 include directly uploading a file recording data entered using software on a PC or the like to an application, manually entering the survey results within the smartphone 2 application, or, if the survey equipment supports wired connections such as Bluetooth, Wi-Fi, or USB, sending data directly to the application via that connection. Based on this entered survey result information, the depth of the support plate is predicted (S104).
次いで、縦穴掘削工程(S105)を実行する。このとき、サンプリング用孔12Aにアースドリル装置90の中心軸を合致させ、杭打設用の縦穴11を掘削する。この縦穴掘削工程では、縦穴11を掘削しつつ、少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を含むリアルタイム情報を、重機9の運転席93の操作パネル3にリアルタイムで表示させるとともに、スマートフォン2のリアルタイム情報取得部243aでリアルタイムで取得する掘削監視工程が行われる(S105a)。このステップS105aでは、縦穴を掘削しつつ、所定の深度における掘削土を採取する作業を行う。この採取された掘削土は、バケットから取り出された状態が分かるように撮影されるとともに、打設対象となっている杭を特定する識別子(杭番号等)及び場所(座標位置等)、時刻、採取深度(掘削深度)等の情報と紐付けられて、リアルタイム情報取得部243によってメモリ25に保存される。 Next, the vertical hole excavation process (S105) is carried out. At this time, the center axis of the earth drill device 90 is aligned with the sampling hole 12A, and a vertical hole 11 for pile driving is excavated. During this vertical hole excavation process, while the vertical hole 11 is being excavated, real-time information including at least information on the excavation depth or excavation resistance is displayed in real time on the operation panel 3 of the driver's seat 93 of the heavy equipment 9, and an excavation monitoring process is carried out (S105a). In this step S105a, while the vertical hole is being excavated, excavated soil is sampled at a predetermined depth. The sampled excavated soil is photographed so that it can be seen as it is removed from the bucket. The sampled soil is linked to an identifier (e.g., pile number) identifying the pile to be driven, as well as information such as the location (e.g., coordinate position), time, and sample depth (excavation depth), and is then stored in memory 25 by the real-time information acquisition unit 243.
次いで、取得されたリアスタイム情報に基づいて、掘削深度・掘削抵抗を算出し(S105b)、事前調査結果と比較する(S105c)。このリアルタイムで取得できる信号やデータとしては、ドリルがどれだけ地中に進んだかを測定することによる掘削深度、掘削速度、トルク(回転力)、ドリル先端やドリル全体にかかる圧力、振動、温度、音レベル、ドリルのモーターに流れる電流と電圧、ドリルの回転数や回転速度(RPM:回転数/分)、ドリルが進む先の地質(岩石、土など)の硬度や抵抗、燃料レベル又はバッテリー残量などが挙げられる。 Next, the drilling depth and drilling resistance are calculated based on the acquired real-time information (S105b) and compared with the results of the preliminary survey (S105c). The signals and data that can be acquired in real time include the drilling depth by measuring how far the drill has advanced into the ground, the drilling speed, torque (rotational force), the pressure on the drill tip and the entire drill, vibration, temperature, sound level, the current and voltage flowing through the drill motor, the drill's rotation speed and rotational frequency (RPM: revolutions per minute), the hardness and resistance of the geology (rock, soil, etc.) where the drill is advancing, and the fuel level or remaining battery charge.
特に、上記リアルタイム情報取得部243aでリアルタイムに得られる情報としては、実際にアースドリルで掘削された地盤から取得される各深度における土壌サンプルに関する情報が含まれる。この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する方法としては、例えば、ドリル先端に取り付けられたインライン土質センサーで土質(粘土、砂、砂利など)をリアルタイムで判別する方法、光学カメラやスペクトロメーターを用いて土質の色や成分を分析する方法、マイクロ波・超音波センサーで土の密度や含水量を測定する方法が挙げられる。 In particular, the information obtained in real time by the real-time information acquisition unit 243a includes information about soil samples obtained at various depths from the ground that has actually been excavated with an earth drill. Methods for obtaining information about this actually excavated soil sample include, for example, determining the soil type (clay, sand, gravel, etc.) in real time using an inline soil sensor attached to the tip of the drill, analyzing the color and composition of the soil using an optical camera or spectrometer, and measuring the density and moisture content of the soil using a microwave or ultrasonic sensor.
また、この実際に掘削された土壌サンプルに関する情報を取得する他の方法としては、土に対するドリルや検査器の抵抗力を測定して土質を推定する方法、電磁誘導センサーにより土中の金属含有量や電気伝導性を測定する方法、ケミカルセンサーにより、土中の特定の化学成分(例:塩分、酸性度など)を測定する方法も挙げられる。さらに、ドリルが掘削を行う間に定期的に土質のサンプルを採取して目視或いは分析装置で土質を判定してもよく、前述のの収集された各種データをAIで解析するようにしてもよく、以上の手法を単独で用いたり、複数組み合わせて用いることができる。 Other methods for obtaining information about the actual excavated soil samples include estimating the soil quality by measuring the resistance of a drill or testing device against the soil, using an electromagnetic induction sensor to measure the metal content or electrical conductivity in the soil, and using a chemical sensor to measure specific chemical components in the soil (e.g., salinity, acidity, etc.). Furthermore, soil samples can be taken periodically while the drill is excavating and the soil quality can be determined visually or with an analytical device, or the various collected data mentioned above can be analyzed using AI. These methods can be used alone or in combination.
このようなステップS105cにおける比較の結果、支持地盤が接近しているようであれば(ステップS105dにおける「Y」)、アラート出力処理を実行し(S105e)、支持地盤が接近していないようであれば(ステップS105dにおける「N」)アラート出力処理を実行することなくそのまま統合出力表示を実行する(S105f)。この統合出力では、事前地質調査の情報と、掘削監視で取得されたリアルタイム情報(掘削深度又は掘削抵抗)とが、スマートフォン2のタッチパネル22aに対比可能に表示される。本実施形態では、図7に示すように、掘削に係る縦穴の事前調査で撮影されたサンプル土を撮影した画像W1と、掘削監視工程で取得された掘削土を撮影した画像W2とを逐次比較可能に表示する。このとき、打設対象となっている杭を特定する識別子(杭番号等)及び場所(座標位置等)、時刻、採取深度(掘削深度)等の情報と合わせて掘削土の状態が分かるような画像を撮影する。以上の工程を全ての杭について、各杭に対する事前調査を先行させつつ繰り返し(ステップS106における「N」)、全ての杭の打設が完了次第、工事を完了する。 If the comparison in step S105c indicates that the supporting ground is approaching ("Y" in step S105d), an alert output process is executed (S105e). If the supporting ground is not approaching ("N" in step S105d), an integrated output display is executed without executing the alert output process (S105f). In this integrated output, the information from the preliminary geological survey and real-time information (excavation depth or excavation resistance) obtained during excavation monitoring are displayed on the touch panel 22a of the smartphone 2 for comparison. In this embodiment, as shown in FIG. 7, an image W1 of sample soil taken during the preliminary survey of the vertical hole to be excavated and an image W2 of the excavated soil obtained during the excavation monitoring process are displayed for sequential comparison. At this time, an image is captured that shows the condition of the excavated soil along with information such as an identifier (e.g., pile number) identifying the pile to be driven, its location (e.g., coordinate position), time, and sampling depth (excavation depth). The above process is repeated for all piles, with preliminary surveys of each pile being carried out first ("N" in step S106), and construction is completed once all piles have been driven.
(作用・効果)
以上説明した本実施形態によれば、全ての杭に対して効率的かつ精度の高い地盤強度の計測を行い、非均質な地盤に対する掘削工事におけるリスクを最小化し、施工の品質と効率を向上させることができる。また、スマートフォンなどの汎用性が高く、比較的に安価な装置を用いて、アプリケーションを実行することにより、設備の複雑化を回避して低廉化を図りつつ、施工の品質と効率を向上させることができる。
特に、本実施形態では、事前地質調査工程でサンプリング用孔から掘削土を採取し、掘削時にバケットドリルから採取された掘削土と目視により比較するため、打設される杭の位置における支持地盤の深度や性質を正確に知ることが可能となり、掘削作業中のリスクや事故の危険性が低減される。
(Actions and Effects)
According to the present embodiment described above, it is possible to efficiently and accurately measure the ground strength of all piles, minimize the risks involved in excavation work in heterogeneous ground, and improve the quality and efficiency of construction. Furthermore, by executing the application using a versatile and relatively inexpensive device such as a smartphone, it is possible to improve the quality and efficiency of construction while avoiding the need for complicated equipment and achieving cost reductions.
In particular, in this embodiment, excavated soil is collected from sampling holes during the preliminary geological survey process and visually compared with the excavated soil collected from the bucket drill during excavation, making it possible to accurately determine the depth and properties of the supporting ground at the location of the pile to be driven, thereby reducing risks and the risk of accidents during excavation work.
具体的に本実施形態では、事前の地盤調査によって支持層(支持地盤)の深度と性質を事前に調査することで、支持層の不確実性を予め解消することができ、支持層が予想よりも浅い、又は深い場合のリスクを回避できる。特に、支持層が浅すぎる場合は基礎が不安定になる可能性があり、深すぎる場合には杭が到達しない可能性があり、これらを予め予測することで、各杭の打設精度を高めることができる。また、事前調査により、地盤の性質や強度を把握することによって、地盤沈下、水脈やガスの存在、不均質な地盤の確認ができ、その情報を用いて掘削計画を最適化し、掘削中のトラブルや事故を防ぐことができる。 Specifically, in this embodiment, by investigating the depth and properties of the supporting layer (supporting ground) in advance through a preliminary ground survey, uncertainty about the supporting layer can be resolved in advance, and risks can be avoided if the supporting layer is shallower or deeper than expected. In particular, if the supporting layer is too shallow, the foundation may become unstable, and if it is too deep, the piles may not reach the required depth. By predicting these in advance, the accuracy of driving each pile can be improved. Furthermore, by understanding the properties and strength of the ground through a preliminary survey, it is possible to confirm subsidence, the presence of water veins or gas, and heterogeneous ground. This information can be used to optimize excavation plans and prevent problems and accidents during excavation.
また、本実施形態では、非接触接続処理部243dにより、スマートフォン2に内蔵されたCCDカメラ22bで、操作パネル3のディスプレイ表示の映像して、映像を解析することにより、操作パネル3に表示された数値や警告メッセージ、グラフ、図表の内容を認識して解析するため、操作パネル3の情報を即座にデジタルデータとして取得することができる。この際、ケーブルによる有線接続や、近距離通信等の無線通信のように、物理的な接続や特定のインターフェース及びプロトコルを必要とせず、他の機器との接続するインターフェースを備えていないような操作パネルにも対応可能となるなど、多様な操作パネルやディスプレイから情報を取得することができる。 In addition, in this embodiment, the contactless connection processing unit 243d captures an image of the display of the operation panel 3 using the CCD camera 22b built into the smartphone 2 and analyzes the image to recognize and analyze the contents of the numerical values, warning messages, graphs, and charts displayed on the operation panel 3, thereby enabling the information on the operation panel 3 to be instantly acquired as digital data. This does not require a physical connection or a specific interface or protocol, such as a wired connection using a cable or wireless communication such as short-range communication, and is compatible with operation panels that do not have an interface for connecting to other devices, making it possible to acquire information from a variety of operation panels and displays.
(変更例)
なお、以上に説明した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。例えば、図8に示すように、アースドリル機側で取得されたリアルタイム情報を用いることなく、事前調査の結果のみで掘削管理を行うようにしてもよい。
(Example of change)
The above-described embodiment is merely an example of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design, etc., as long as they do not deviate from the technical concept of the present invention. For example, as shown in Figure 8, excavation management may be performed based only on the results of a preliminary survey, without using real-time information acquired by the earth drill machine.
この場合にも、事前調査ではサンプリング用孔を打設杭の中心軸位置に掘削し、サンプリング用孔に掘削ドリルの中心軸を合致させて、杭打設用の縦穴を掘削する。この事前調査としては、全杭についてボーリング調査や標準貫入試験を実施してもよく、また、所定領域の四隅の杭についてボーリング調査行い、それ以外の杭についても所定数に対して一箇所といったようにバランスを考慮して実施することができる。なお、事前調査としては、全杭についてボーリング調査又は標準貫入試験を選択的に行ってもよく、また敷地内の所定の基準位置ボーリング調査を行い、杭施工部について標準貫入試験を実施するように複数種の調査方法を混合させてもよい。 In this case, too, the preliminary survey involves drilling a sampling hole at the central axis of the driving pile, aligning the central axis of the drilling drill with the sampling hole, and excavating a vertical hole for driving the pile. This preliminary survey may involve conducting a boring survey or standard penetration test on all piles, or it may involve conducting a boring survey on piles at the four corners of a designated area, and then conducting a boring survey on the remaining piles at one location for each designated number, taking into consideration a balance. The preliminary survey may also involve selectively conducting a boring survey or standard penetration test on all piles, or it may involve a combination of multiple survey methods, such as conducting a boring survey at designated reference positions on the site and then conducting a standard penetration test on the pile installation section.
そして、本変更例では、事前調査の結果を、スマートフォン2上で実行された管理アプリケーションに入力し、この入力された事前調査結果により予測された基礎地盤までの深度をアプリケーションで表示し、実際にアースドリルによる掘削が開始された後、リアルタイム情報として、例えば掘削経過時間や、アースドリルの掘削進度(深度、ドリル回転数)を定期的に入力することにより、統合出力工程を実行する。 In this modified example, the results of the preliminary survey are entered into a management application running on the smartphone 2, and the depth to the foundation ground predicted based on the entered preliminary survey results is displayed in the application. After actual excavation using the earth drill begins, real-time information such as the elapsed excavation time and the excavation progress of the earth drill (depth, drill rotation speed) is periodically entered to execute the integrated output process.
これにより、本変更例によれば、リアルタイム情報の取得や解析を必要としないため、システムの構成がシンプルになり、設計、実装、保守が容易になり、データの取得・分析に必要な高度なセンサーや通信機器、解析ソフトウェアなどの導入や維持コストを削減することができる。 As a result, this modified example does not require the acquisition or analysis of real-time information, simplifying the system configuration and facilitating design, implementation, and maintenance, while reducing the costs of introducing and maintaining the advanced sensors, communication equipment, and analysis software required for data acquisition and analysis.
さらに、上述した実施形態では、全杭に対して事前調査を実施したが、対象とする杭の本数や、調査方法の種類を適宜変更することができる。例えば、図9に示すように、支持層の状態が予め分かっている場合など条件によっては、所定領域の四隅の杭についてボーリング調査若しくは標準貫入試験を行い、それ以外の杭についても所定数に対して一箇所といったように、全体的なバランスを考慮して実施するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, a preliminary survey was conducted on all piles, but the number of piles to be surveyed and the type of survey method can be changed as appropriate. For example, as shown in Figure 9, depending on the conditions, such as when the state of the supporting layer is known in advance, a boring survey or standard penetration test can be conducted on piles at the four corners of a specified area, and for other piles, a survey can be conducted at one location for each specified number, taking into account the overall balance.
なお、本考案の実施形態は、例示的なものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更、改良が可能であり、これらもまた本発明に含まれるものとする。 Please note that the embodiments of this invention are illustrative only, and the present invention is not limited to these embodiments. Various modifications and improvements are possible without departing from the spirit of the present invention, and these are also included in the present invention.
1…管理システム
2…スマートフォン
3…操作パネル
9…重機
10…地盤
11…縦穴
11a…孔壁
11b…底部
12A…サンプリング用孔
21…通信インターフェース
22…入力インターフェース
22a…タッチパネル
22b…CCDカメラ
23…出力インターフェース
23a…表示部
24…アプリケーション実行部
25…メモリ
30…CPUバス
31…ストレージ
32…CPU
33…メモリ
34…入力インターフェース
35…出力インターフェース
35a…ディスプレイ
35b…スピーカー
36…通信インターフェース
90…アースドリル装置
91…ケリーバー
92…掘削用バケット
93…運転席
242…表示制御部
242a…GUI制御部
243…掘削監視部
243a…リアルタイム情報取得部
243b…調査結果取得部
243c…統合出力部
243d…非接触接続処理部
244…位置情報取得部
246…表示データ生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Management system 2... Smartphone 3... Operation panel 9... Heavy machinery 10... Ground 11... Vertical hole 11a... Hole wall 11b... Bottom 12A... Sampling hole 21... Communication interface 22... Input interface 22a... Touch panel 22b... CCD camera 23... Output interface 23a... Display unit 24... Application execution unit 25... Memory 30... CPU bus 31... Storage 32... CPU
33: Memory 34: Input interface 35: Output interface 35a: Display 35b: Speaker 36: Communication interface 90: Earth drill device 91: Kelly bar 92: Excavation bucket 93: Driver's seat 242: Display control unit 242a: GUI control unit 243: Excavation monitoring unit 243a: Real-time information acquisition unit 243b: Survey result acquisition unit 243c: Integrated output unit 243d: Non-contact connection processing unit 244: Position information acquisition unit 246: Display data generation unit
Claims (6)
所定領域内に打設される杭について、各杭の前記縦穴の掘削に先行させて、各縦穴の中心位置に、前記杭の径よりも小径のサンプリング用孔を掘削し、所定深度以上の地層のサンプルを取得する事前地質調査により、各杭の打設位置における支持地盤の深度を調査する事前地質調査工程と、
前記サンプリング用孔を基準として杭打設用の前記縦穴を掘削する縦穴掘削工程と、
前記事前地質調査工程で得られた各杭における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに情報処理装置により取得する調査結果取得工程と
を含み、
前記縦穴掘削工程は、
掘削ドリルで縦穴を掘削しつつ、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、前記情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視工程と、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査工程の情報と、前記掘削監視工程で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力工程と
を含む
ことを特徴とする掘削作業における支持層到達管理方法。 1. A method for managing bearing layer access in the excavation of a vertical hole in a predetermined area of ground for driving piles, comprising:
a preliminary geological survey process in which, prior to the excavation of the vertical hole for each pile, a sampling hole having a diameter smaller than the diameter of the pile is drilled at the center of each vertical hole, and samples of the stratum at a predetermined depth or greater are obtained by a preliminary geological survey to investigate the depth of the supporting ground at the driving position of each pile;
A vertical hole excavation process of excavating the vertical hole for pile driving based on the sampling hole;
and a survey result acquisition step of acquiring the depth of the supporting ground for each pile obtained in the preliminary geological survey step together with position information of each pile by an information processing device,
The vertical hole excavation step includes:
a drilling monitoring step of acquiring information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the driving device of the drilling drill in real time by the information processing device while drilling a vertical hole with the drilling drill by photographing the information on the drilling depth or the drilling resistance of the driving device of the drilling drill displayed on a display device on the driving device side;
A method for managing reaching of supporting layers during excavation work, characterized by including an integrated output process that integrates information from the preliminary geological survey process of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or excavation resistance obtained in the excavation monitoring process and outputs the information in real time.
各杭の前記縦穴の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに取得する調査結果取得部と、
掘削ドリルによる縦穴の掘削に際し、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視部と、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査の情報と、掘削監視部で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力部と
を備えたこと特徴とする掘削作業における支持層到達管理システム。 A system for managing the excavation of a vertical hole in a predetermined area of ground for driving piles, comprising:
A survey result acquisition unit that acquires the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained by a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole of each pile, together with the position information of each pile;
a drilling monitoring unit that, when drilling a vertical hole with a drilling drill, acquires information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the drive device of the drilling drill in real time in an information processing device by photographing information on the drilling depth or the drilling resistance of the drive device of the drilling drill displayed on a display device on the drive device side;
A support layer reach management system for excavation work, characterized by having an integrated output unit that integrates information from the preliminary geological survey of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or excavation resistance obtained by the excavation monitoring unit and outputs the information in real time.
各杭の前記縦穴の掘削に先行させて実施された事前地質調査によって得られた、各杭の打設位置における支持地盤の深度を、各杭の位置情報とともに取得する調査結果取得部、
掘削ドリルによる縦穴の掘削に際し、前記掘削ドリルの駆動装置における少なくとも掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報を、前記駆動装置側の表示装置に表示された前記掘削ドリルの駆動装置における掘削深度又は掘削抵抗に関する情報を撮影することにより、情報処理装置においてリアルタイムで取得する掘削監視部、
当該掘削に係る縦穴の前記事前地質調査の情報と、掘削監視部で取得された掘削深度又は掘削抵抗のいずれかの情報とを統合してリアルタイムに出力する統合出力部
として機能させること特徴とする掘削作業における支持層到達管理アプリケーション。 An application for managing work of excavating a vertical hole in the ground of a predetermined area in order to drive a pile, the application comprising:
a survey result acquisition unit that acquires the depth of the supporting ground at the driving position of each pile, obtained by a preliminary geological survey conducted prior to the excavation of the vertical hole of each pile, together with the position information of each pile;
a drilling monitoring unit that, when drilling a vertical hole with a drilling drill, acquires information on at least one of the drilling depth and the drilling resistance of the drive device of the drilling drill in real time in an information processing device by photographing information on the drilling depth or the drilling resistance of the drive device of the drilling drill displayed on a display device on the drive device side;
A support layer reach management application for excavation work, characterized in that it functions as an integrated output unit that integrates information from the preliminary geological survey of the vertical hole involved in the excavation and information on either the excavation depth or excavation resistance obtained by the excavation monitoring unit and outputs it in real time.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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