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JPH0475355B2 - - Google Patents
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JPH0475355B2 - - Google Patents

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JPH0475355B2
JPH0475355B2 JP5944686A JP5944686A JPH0475355B2 JP H0475355 B2 JPH0475355 B2 JP H0475355B2 JP 5944686 A JP5944686 A JP 5944686A JP 5944686 A JP5944686 A JP 5944686A JP H0475355 B2 JPH0475355 B2 JP H0475355B2
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excavation
load current
cutting edge
average
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はオーガ掘削地盤用掘削地盤状態検出
装置に関するもので、さらに詳しく言うと、陸上
又は海上においてスクリユーオーガによつて基礎
地盤を掘削し、基礎地盤中に貫入させて杭を沈
設、造成するときの掘削地盤中のスクリユーオー
ガの刃先先頭掘削地盤強度を掘削中に検出するこ
とが出来るオーガ掘削地盤用掘削地盤状態検出装
置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to an excavation ground condition detection device for use in auger excavation.More specifically, the present invention relates to an excavation ground condition detection device for use in auger excavation. This invention relates to an excavated ground condition detection device for auger excavated ground that can detect the strength of the excavated ground at the leading edge of the screw auger in the excavated ground when penetrating the foundation ground to sink and create piles. be.

(従来の技術) 従来、基礎杭打設工事において、打設する各々
の杭の確実な支持力を得るために、予め工事地域
の要所をボーリング調査し、ボーリング調査結果
より地下の土質柱状図を作成し、この土質柱状図
を基にして工事地域の想定基礎地盤深浅図を作成
し、作成された想定基礎地盤深浅図によつて杭が
受ける設計荷重のもとに各々の打設の基礎地盤へ
の必要根入長を決定し、設計及び施工計画を実施
している。
(Conventional technology) Conventionally, in foundation pile driving work, in order to obtain a reliable bearing capacity for each pile to be driven, a boring survey is conducted at important points in the construction area in advance, and an underground soil columnar map is obtained from the boring survey results. Based on this soil profile map, a hypothetical foundation soil bathymetric map for the construction area is created, and based on the created hypothetical foundation soil bathymetric map, each foundation is determined based on the design load that the pile will receive. We have determined the required depth of penetration into the ground and are implementing design and construction plans.

しかし、地盤は、一定幅の層で堆積されておら
ず、複雑な変化をしている。
However, the ground is not deposited in layers of a constant width, and has complex changes.

そのために、多少のボーリング調査結果によつ
て基礎地盤高を想定した場合、実際には想定され
た基礎地盤高とは異なる場合があり、杭が所定の
位置まで打杭されず、設定された支持力が得れな
いまま施工が施される場合があつた。
For this reason, when the foundation ground height is assumed based on the results of some boring surveys, the actual foundation ground height may differ from the assumed foundation ground height, and the piles may not be driven to the specified position and the set support In some cases, construction work was carried out without sufficient strength.

そこで、基礎杭打設工事中に、実際のスクリユ
ーオーガの刃先先頭掘削地盤強度を掘削中に検出
し、基礎地盤まで到達したことを確認しながら設
計時の地盤強度と比較して、打設される杭の支持
力等が設計条件に合つている否か、あるいは、設
計、施工方法を修正変更する必要があるか否か等
を迅速に確認判断しなければならない。
Therefore, during the foundation pile driving work, we detected the actual ground strength of the screw auger's leading edge of the excavated ground during excavation, and while confirming that it had reached the foundation ground, compared it with the ground strength at the time of design. It is necessary to quickly confirm and judge whether the supporting capacity of the piles being constructed meets the design conditions, or whether there is a need to modify or change the design or construction method.

掘削中の地盤の強度は、スクリユーオーガモー
タの負荷電流の大きさと地盤強度の関係を比例関
係と見なして、操作者が掘削時のスクリユーオー
ガモータの負荷電流を読み取つて地盤強度を判断
し、この地盤強度の変化具合によつて地盤各層の
構成及び基礎地盤高等をも確認している。
The strength of the ground during excavation is determined by the operator reading the load current of the screw auger motor during excavation, assuming that the relationship between the load current of the screw auger motor and the ground strength is a proportional relationship. The composition of each layer of the ground and the height of the foundation ground are also confirmed based on the degree of change in the ground strength.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来のスクリユーオーガ掘削
時の掘削地盤強度及び基礎地盤高等の判断は、ス
クリユーオーガモータの負荷電流を測定して、こ
の結果及びその他の情報を基に操作者が、掘削時
の地盤強度、基礎地盤高等を経験と勘によつて判
断をしていた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the strength of the excavated ground and the height of the foundation ground during conventional screw auger excavation are determined by measuring the load current of the screw auger motor and using this result and other factors. Based on this information, operators used experience and intuition to judge the ground strength and foundation ground height at the time of excavation.

しかし、地盤強度はスクリユーオーガモータの
負荷電流の変化とは正確な比例関係のみで決定す
ることはできず、スクリユーオーガの負荷電流は
掘進速度の影響を受けるとともに、地盤が硬くな
るほどスクリユーオーガモータの測定負荷電流の
変動が激しくなるために、正確に負荷電流を読み
取る事ができなかつた。即ち、この特殊な条件の
基の判断のために熟練した判定者を必要とする問
題点があつた。
However, the ground strength cannot be determined only by an accurate proportional relationship with changes in the screw auger motor's load current; the screw auger's load current is affected by the excavation speed, and the harder the ground, the more the screw The measured load current of the auger motor fluctuated rapidly, making it impossible to read the load current accurately. That is, there was a problem in that a skilled judge was required to make the judgment based on this special condition.

この発明は、上記の問題点を解決するためにな
されたもので地盤強度等を正確に検出でき、熟練
した判定者を必要とせずに、杭が打設される箇所
の地盤状態や基礎地盤高等の判断を明確かつ簡便
に誰にでも行え、設計道理の十分な支持力を持つ
た杭が打設されているかの判断を実施工の段階で
迅速に検出することができ、能率的な掘削処理を
行えるオーガ掘削地盤用掘削地盤状態検出装置を
提供することを目的とするものである。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and can accurately detect the ground strength, etc., and can detect the ground condition of the place where the pile will be driven, the foundation ground height, etc. without the need for a skilled judge. Anyone can clearly and easily judge whether the piles have been driven with sufficient bearing capacity according to the design reason, and it can be quickly detected during the construction stage, resulting in efficient excavation processing. It is an object of the present invention to provide an excavation ground state detection device for use in auger excavation.

(問題点を解決するための手段) 上記の問題点を達成するために、この発明のオ
ーガ掘削地盤用掘削地盤状態検出装置は、地盤を
掘削するスクリユーオーガを回転させるスクリユ
ーオーガモータの負荷電流を設定サンプリングタ
イム毎に検出しスクリユーオーガモータ負荷電流
信号を出力するスクリユーオーガモータ負荷電流
検出手段と、前記スクリユーオーガの刃先の掘進
距離を検出し掘進距離信号を出力するスクリユー
オーガ掘進距離検出手段と、該スクリユーオーガ
掘進距離検出手段より出力された掘進距離信号を
受けて前記スクリユーオーガの刃先の掘進状態を
判定しその変位が掘進方向であれば掘進判定信号
を出力しまた掘進距離が設定量変化する毎に掘進
距離設定量変化信号を出力するスクリユーオーガ
掘進状態判定検出手段と、前記設定サンプリング
タイム毎に前記スクリユーオーガモータ負荷電流
検出手段より出力されるスクリユーオーガモータ
負荷電流信号のうち前記スクリユーオーガ掘進状
態判定検出手段により掘進判定信号が出力されて
いる時のみにオーガの刃先先頭掘削地盤強度を演
算するのに有効なスクリユーオーガモータ負荷電
流信号とみなしこれを順次一時的に記憶するスク
リユーオーガモータ負電流情報記憶手段と、前記
スクリユーオーガ掘進状態判定検出手段より掘進
距離設定量変化信号が出力された時に一つ前の地
盤強度の情報に対応した最適平均個数によつてそ
の個数だけ前記スクリユーオーガモータ負荷電流
情報記憶手段より記憶されたスクリユーオーガモ
ータ負荷電流情報を順次新しい順に読みだして前
記最適平均個数分で平均演算しスクリユーオーガ
モータ平均負荷電流情報を出力するスクリユーオ
ーガモータ平均負荷電流演算手段と、前記スクリ
ユーオーガ掘進状態判定検出手段より出力された
スクリユーオーガ掘進距離設定量変化信号を受け
て前記スクリユーオーガの刃先が前記設定量中を
移動した時の平均移動速度を演算しスクリユーオ
ーガ刃先平均移動速度信号を出力するスクリユー
オーガ刃先平均移動速度演算手段と、該スクリユ
ーオーガ刃先平均移動速度演算手段より出力され
たスクリユーオーガ刃先平均移動速度信号と前記
スクリユーオーガモータ平均負荷電流演算手段よ
り出力されたスクリユーオーガモータ平均負荷電
流情報とを受けてスクリユーオーガの刃先先頭掘
削地盤強度を演算しスクリユーオーガの刃先先頭
掘削地盤強度を出力するスクリユーオーガの刃先
先頭掘削地盤強度演算手段とを備えて構成した。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned problems, the excavation ground state detection device for the auger excavation ground of the present invention has a load on the screw auger motor that rotates the screw auger that excavates the ground. Screw auger motor load current detection means that detects current at each set sampling time and outputs a screw auger motor load current signal; and a screw auger that detects the excavation distance of the cutting edge of the screw auger and outputs an excavation distance signal. The excavation distance detection means and the screw auger receive the excavation distance signal outputted from the screw auger excavation distance detection means to determine the excavation state of the cutting edge of the screw auger, and if the displacement is in the excavation direction, output an excavation determination signal. Screw auger excavation state determination detection means outputs an excavation distance set amount change signal every time the excavation distance changes by a set amount; Among the auger motor load current signals, the screw auger motor load current signal is effective for calculating the excavation ground strength at the leading edge of the auger only when the screw auger excavation state determination detection means outputs the excavation determination signal. The screw auger motor negative current information storage means sequentially temporarily stores this information, and when the screw auger excavation state judgment detection means outputs an excavation distance setting amount change signal, the previous ground strength information is used. According to the corresponding optimum average number, the screw auger motor load current information stored in the screw auger motor load current information storage means is sequentially read out in order of the latest one, and an average is calculated for the optimum average number of pieces. The screw auger motor average load current calculation means outputs the auger motor average load current information, and the screw auger excavation distance setting amount change signal outputted from the screw auger excavation state determination detection means is received, and the screw auger Screw auger cutting edge average moving speed calculating means for calculating the average moving speed when the cutting edge moves within the set amount and outputting a screw auger cutting edge average moving speed signal; and the screw auger cutting edge average moving speed calculating means. calculates the strength of the excavated ground at the leading edge of the screw auger blade in response to the screw auger blade average moving speed signal output from the screw auger blade average moving speed signal and the screw auger motor average load current information output from the screw auger motor average load current calculation means and a screw auger cutting edge top excavation ground strength calculation means for outputting the screw auger cutting edge top excavation ground strength calculation means.

(作用) 上述したように構成したこの発明のオーガ掘削
地盤用掘削地盤状態検出装置は、スクリユーオー
ガモータ負荷電流検出手段によつて地盤を掘削す
るスクリユーオーガを回転させるスクリユーオー
ガモータの負荷電流を設定サンプリングタイム毎
に検出してスクリユーオーガモータ負荷電流信号
を出力し、スクリユーオーガ掘進距離検出手段に
よつてスクリユーオーガの刃先の掘進距離を検出
して掘進距離信号を出力し、スクリユーオーガ掘
進状態検出手段によつてスクリユーオーガ掘進距
離検出手段より出力された掘進距離信号を受けて
スクリユーオーガの刃先の掘進状態を判定しその
変位が掘進方向であれば掘進判定信号を出力しま
た掘進距離が設定量変化する毎に掘進距離設定量
変位信号を出力し、スクリユーオーガモータ負荷
電流情報記憶手段によつて前記設定サンプリング
タイム毎に前記スクリユーオーガモータ負荷電流
検出手段より出力されるスクリユーオーガモータ
負荷電流信号のうち前記スクリユーオーガ掘進状
態判定検出手段により掘進判定信号が出力されて
いる時のみにオーガの刃先先頭掘削地盤強度を演
算するのに有効なスクリユーオーガモータ負荷電
流信号とみなしこれを順次一時的に記憶し、スク
リユーオーガモータ平均負荷電流演算手段によつ
てスクリユーオーガ掘進状態判定検出手段より掘
進距離設定量変化信号が出力された時に記憶して
ある一つ前の地盤強度の情報に対応した最適平均
個数によつてその個数だけスクリユーオーガモー
タ負荷電流情報記憶手段より記憶されたスクリユ
ーオーガモータ負荷電流情報を順次新しい順に読
みだして最適平均個数分で平均演算しスクリユー
オーガモータ平均負荷電流情報を出力し、スクリ
ユーオーガ刃先平均移動速度演算手段によつてス
クリユーオーガ掘進状態判定検出手段より出力さ
れたスクリユーオーガ掘進距離設定量変化信号を
受けてスクリユーオーガの刃先が前記設定量中を
移動した時の平均移動速度を演算しスクリユーオ
ーガ刃先平均移動速度信号を出力し、スクリユー
オーガの刃先先頭掘削地盤強度演算手段によつて
スクリユーオーガ刃先平均移動速度演算手段より
出力されたスクリユーオーガ刃先平均移動速度信
号とスクリユーオーガモータ平均負電流演算手段
より出力されたスクリユーオーガモータ平均負荷
電流情報とを受けてスクリユーオーガの刃先先頭
掘削地盤強度を演算してスクリユーオーガの刃先
先頭掘削地盤強度を出力する。
(Function) The excavated ground state detection device for auger excavated ground of the present invention configured as described above detects the load of the screw auger motor that rotates the screw auger that excavates the ground by the screw auger motor load current detection means. Detecting the current at each set sampling time and outputting a screw auger motor load current signal, detecting the digging distance of the cutting edge of the screw auger by the screw auger digging distance detection means and outputting a digging distance signal, The screw auger excavation state detection means determines the excavation state of the screw auger cutting edge in response to the excavation distance signal output from the screw auger excavation distance detection means, and if the displacement is in the excavation direction, outputs an excavation judgment signal. The screw auger motor load current information storage means outputs an excavation distance set amount displacement signal every time the excavation distance changes by a set amount, and the screw auger motor load current information storage means detects the screw auger motor load current from the screw auger motor load current detection means at each set sampling time. The screw auger is effective for calculating the excavated ground strength at the leading edge of the auger only when the screw auger excavation state determination detection means outputs the excavation determination signal among the output screw auger motor load current signals. These are regarded as motor load current signals and are sequentially and temporarily stored, and are stored when the screw auger motor average load current calculation means outputs an excavation distance set amount change signal from the screw auger excavation state determination detection means. The screw auger motor load current information stored in the screw auger motor load current information storage means is sequentially read out from the screw auger motor load current information storage means according to the optimum average number corresponding to the previous ground strength information. The screw auger excavation distance set amount is calculated by averaging the average number of pieces and outputs the screw auger motor average load current information, and the screw auger cutting edge average moving speed calculation means outputs the screw auger excavation state judgment detection means. In response to the change signal, calculate the average moving speed when the screw auger's cutting edge moves within the set amount, output the screw auger cutting edge average moving speed signal, and send it to the screw auger's cutting edge top excavation ground strength calculation means. Therefore, in response to the screw auger cutting edge average moving speed signal outputted from the screw auger cutting edge average moving speed calculation means and the screw auger motor average load current information outputted from the screw auger motor average negative current calculation means, the screw The strength of the excavated ground at the beginning of the screw auger's cutting edge is calculated and the strength of the ground excavated at the beginning of the screw auger's cutting edge is output.

以上各構成手段によつて掘削中の地盤強度を検
出する。
The strength of the ground during excavation is detected by each of the above constituent means.

(実施例) 次に、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明の実施例をオーガ掘削地盤
用掘削地盤状態検出装置の基本構成ブロツク図
で、第2図は、この発明の実施例のオーガ掘削地
盤用掘削地盤状態検出装置を中掘式杭打船に適用
したときの概略構成図である。
FIG. 1 is a basic configuration block diagram of an excavated ground condition detection device for ground excavated by an auger according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic configuration diagram when applied to a type pile driving ship.

図に示した実施例のオーガ掘削地盤用掘削地盤
状態検出装置は、以下の夫々の手段より構成され
ている。
The excavated ground state detection device for auger excavated ground according to the embodiment shown in the figure is constituted by the following respective means.

図において、中掘式杭打船1の甲板上1aに油
圧動力部2により自在に傾斜するように建てられ
た櫓3に、海底4の地盤5を掘削するスクリユー
オーガの刃先6を回転駆動させるスクリユーオー
ガモータ7及び減速機8よりなるスクリユーオー
ガ駆動部9が、櫓3のリーダ10のガイドに沿つ
て上下自在に移動するように取り付けられてい
る。
In the figure, the cutting edge 6 of a screw auger that excavates the ground 5 of the seabed 4 is rotatably driven by a turret 3 built on the deck 1a of a medium-drilling pile driving vessel 1 so as to be freely tilted by a hydraulic power unit 2. A screw auger drive unit 9 consisting of a screw auger motor 7 and a speed reducer 8 is attached so as to be able to move up and down along the guide of the leader 10 of the turret 3.

スクリユーオーガ駆動部9の減速機8の駆動軸
8aの軸周には、螺旋状の連続したスクリユー1
1が振れ止め13により案内されて刃先6の近傍
まで形成してある。オーガ掘削時においては、ス
クリユー11は打設する鋼管杭12の中空部に内
装され、またハンマー(図示せず)による鋼管杭
12の打撃時には、スクリユー11は鋼管杭12
より引き抜かれ鋼管杭12の杭頭へはハンマーが
設置される。これを適宜交互に繰返し鋼管杭12
を打設する。
A continuous spiral screw 1 is provided around the drive shaft 8a of the reducer 8 of the screw auger drive unit 9.
1 is guided by a steady rest 13 and is formed up to the vicinity of the cutting edge 6. During auger excavation, the screw 11 is installed inside the hollow part of the steel pipe pile 12 to be driven, and when the steel pipe pile 12 is struck by a hammer (not shown), the screw 11 is inserted into the steel pipe pile 12.
A hammer is installed on the pile head of the steel pipe pile 12 that has been pulled out. Repeat this alternately as appropriate to the steel pipe pile 12.
to be poured.

駆動軸8aが回転すると同時に螺旋状のスクリ
ユー11が回転して、掘削した土砂を鋼管杭12
より排出するようになつている。
At the same time as the drive shaft 8a rotates, the spiral screw 11 rotates, and the excavated earth and sand are transferred to the steel pipe pile 12.
It's starting to emit more.

また、スクリユーオーガ駆動部9のスクリユー
オーガモータ7の一端側には、計測ワイヤ14が
固定されて、計測ワイヤ14はトツプシーブ15
と計測シーブ16と他のシーブ17とを巡り介し
てテンシヨンウエイト18に緊張されるように固
定されている。
Further, a measurement wire 14 is fixed to one end side of the screw auger motor 7 of the screw auger drive unit 9, and the measurement wire 14 is connected to the top sheave 15.
The measurement sheave 16 and the other sheave 17 are connected to each other so as to be tensioned and fixed to a tension weight 18.

計測シーブ16には、ロータリーエンコーダ1
9が連結されて、計測シーブ16の回転をロータ
リーエンコーダ19に伝達しロータリーエンコー
ダ19が回転することによりパルス列の信号を発
生している。
The measurement sheave 16 has a rotary encoder 1
9 are connected to transmit the rotation of the measurement sheave 16 to the rotary encoder 19, and as the rotary encoder 19 rotates, a pulse train signal is generated.

さらに、中掘式杭打船1の甲板上1aには、ス
クリユーオーガ駆動部9を櫓3のリーダ10のガ
イドに沿つて上下自在に移動するように、スクリ
ユーオーガ駆動部9に吊りワイヤ20を固定して
各々のシーブ21,22,23を介して吊りワイ
ヤ20を巻取とるウインチ24が載置されてい
る。
Further, on the deck 1a of the medium-drilling pile driving vessel 1, a hanging wire is attached to the screw auger drive unit 9 so that the screw auger drive unit 9 can be moved up and down freely along the guide of the leader 10 of the turret 3. A winch 24 is mounted to fix the wire 20 and wind up the hanging wire 20 via each sheave 21, 22, 23.

26はスクリユーオーガモータ負荷電流検出手
段で、スクリユーオーガモータ7の負荷電流を検
出しアナログ量の負荷電流信号を出力するオーガ
モータ電流検出部27と、オーガモータ電流検出
部27より出力されたアナログ量の負荷電流信号
をデジタル量の負荷電流信号に変換しかつ設定さ
れたサンプリングタイム毎(例えば1秒毎)に出
力するA/D変換器28とより成りスクリユーオ
ーガモータ負荷電流信号を出力する。
26 is screw auger motor load current detection means, which includes an auger motor current detection section 27 that detects the load current of the screw auger motor 7 and outputs an analog load current signal; The A/D converter 28 converts the load current signal into a digital load current signal and outputs the same at every set sampling time (for example, every second), and outputs a screw auger motor load current signal.

29はスクリユーオーガ掘進距離検出手段で、
刃先6の掘進距離をロータリーエンコーダ19よ
り出力されたパルス列の信号によつて掘進距離を
検出し掘進距離信号を出力する刃先位置検出部3
0と、刃先位置検出部30より出力された掘進距
離信号を受けパルス信号を計数する計数部31と
より成り掘進距離信号を出力する。
29 is a screw auger digging distance detection means;
A cutting edge position detection unit 3 detects the digging distance of the cutting edge 6 based on a pulse train signal output from the rotary encoder 19 and outputs an digging distance signal.
0, and a counting section 31 that receives the excavation distance signal output from the blade edge position detection section 30 and counts the pulse signal, and outputs an excavation distance signal.

32はクリユーオーガ掘進状態判定検出手段
で、オーガ掘進距離検出手段29より出力された
掘進距離信号を、夫々の信号及び情報の入力と出
力を制御する入出力制御部33及び各動作を制御
するCPU34とを介して受けて、刃先6が掘進
方向へ変位していれば掘進判定信号を出力する掘
進判定部35と、掘進距離が設定量(例えば20
mm)変化したかを検出する掘進距離設定量変化判
定部36とより成りスクリユーオーガの掘進距離
が設定量変化した時に掘進距離設定量変化信号を
出力する。
Reference numeral 32 denotes a cryo auger excavation state determination detection means, which transmits the excavation distance signal outputted from the auger excavation distance detection means 29 to an input/output control section 33 that controls the input and output of each signal and information, and a CPU 34 that controls each operation. If the cutting edge 6 is displaced in the excavation direction, the excavation determination unit 35 outputs an excavation determination signal, and the excavation distance is determined by a set amount (for example, 20
mm) and an excavation distance set amount change determination section 36 for detecting whether the excavation distance has changed by the set amount, and outputs an excavation distance set amount change signal when the screw auger's excavation distance has changed by the set amount.

37はスクリユーオーガモータ負電流情報記憶
手段で、スクリユーオーガモータ負荷電流検出手
段26より設定サンプリングタイム毎(例えば1
秒毎)に出力されたスクリユーオーガモータ負荷
電流信号を、入出力制御部33及びCPU34と
を介して受けて、掘進判定部35による掘進判定
信号が出力されている時のみに、サンプリングさ
れたスクリユーオーガモータ負荷電流を順次記憶
する。
Reference numeral 37 denotes screw auger motor negative current information storage means, which stores information from the screw auger motor load current detecting means 26 at every set sampling time (for example, once
The screw auger motor load current signal outputted every second) is received via the input/output control unit 33 and the CPU 34, and sampled only when the excavation determination signal is outputted by the excavation determination unit 35. The screw auger motor load current is stored sequentially.

38はスクリユーオーガモータ平均負電流演算
手段で、地盤強度の情報に対応した最適平均個数
が記憶格納してある最適平均個数判定部39と、
二乗平均演算部40とより成つている。さらに詳
しく言うと、最適平均個数判定部39は、スクリ
ユーオーガで掘削中の施工区域の地盤強度値を適
宜設定段階に割り付けた地盤強度閾値(例えば、
施工区域の地盤強度の最大値を100%とした場合
に第一段階は25%以下、第二段階は25%から50%
の間、第三段階は50%以上)を決め、この地盤強
度閾値に対応した最適平均個数(例えば、第一段
階の閾値内であれば6個、第二段階の閾値内であ
れば12個、第三段階の閾値内であれば24個)が設
定される。また、二乗平均演算部40は、スクリ
ユーオーガモータ負荷電流情報記憶手段37より
記憶されたスクリユーオーガモータ負荷電流情報
より一つ前の地盤強度に対応した最適平均個数分
だけ、順次新しい順にスクリユーオーガモータ負
荷電流値を読み出し、スクリユーオーガモータの
無負荷電流値を減算し、減算した値を個々に二乗
し、二乗した個々データの和をとり、最適平均個
数分で平均値を演算し、その値の平方根を演算し
てスクリユーオーガモータ平均負電流情報を出力
する。
38 is a screw auger motor average negative current calculating means, and an optimum average number determining section 39 stores an optimum average number corresponding to information on ground strength;
It consists of a root mean square calculation section 40. More specifically, the optimum average number determining unit 39 determines the ground strength threshold value (for example,
When the maximum ground strength of the construction area is 100%, the first stage is 25% or less, and the second stage is 25% to 50%.
(for example, 6 pieces if within the threshold of the first stage, 12 pieces if within the threshold of the second stage). , 24 if it is within the third stage threshold). Further, the root mean square calculation unit 40 sequentially calculates the optimum average number of screws corresponding to the previous ground strength from the screw auger motor load current information stored by the screw auger motor load current information storage means 37 in order of newest. Read out the screw auger motor load current value, subtract the no-load current value of the screw auger motor, square the subtracted values individually, take the sum of the squared individual data, and calculate the average value for the optimal average number. , calculates the square root of the value and outputs screw auger motor average negative current information.

41はスクリユーオーガ刃先平均移動速度演算
手段で、スクリユーオーガ掘進状態判定検出手段
32より出力された掘進距離設定量変化信号を
CPU34を介して受けた時に、スクリユーオー
ガの刃先6の前記設定量中を移動した時の平均移
動速度を演算しスクリユーオーガ刃先平均移動速
度信号を出力する。
Reference numeral 41 denotes a screw auger cutting edge average moving speed calculation means, which receives an excavation distance set amount change signal outputted from the screw auger excavation state judgment detection means 32.
When received through the CPU 34, the average moving speed of the screw auger cutting edge 6 when it moves within the set amount is calculated and a screw auger cutting edge average moving speed signal is output.

42はスクリユーオーガの刃先先頭掘削地盤強
度演算手段で、スクリユーオーガ刃先平均移動速
度演算手段41より出力されたスクリユーオーガ
刃先平均移動速度信号とスクリユーオーガモータ
平均負荷電流演算手段38より出力されたスクリ
ユーオーガモータ平均負電流情報とを受けて地盤
強度を両者の信号の比によつてスクリユーオーガ
の刃先先頭掘削地盤強度を演算しスクリユーオー
ガの刃先先頭掘削地盤強度情報を出力する。
Reference numeral 42 denotes a screw auger cutting edge top excavation ground strength calculating means, which outputs the screw auger cutting edge average moving speed signal output from the screw auger cutting edge average moving speed calculating means 41 and the screw auger motor average load current calculating means 38. The screw auger motor average negative current information is received, and the ground strength is calculated by the ratio of the two signals to calculate the ground strength for excavation at the beginning of the screw auger's cutting edge, and the information on the ground strength for excavation at the beginning of the screw auger's cutting edge is output. .

43はオーガモータ運転時間累積部で、スクリ
ユーオーガモータの運転している累積時間を検出
する。
Reference numeral 43 denotes an auger motor operating time accumulating unit that detects the cumulative operating time of the screw auger motor.

44は設定部で、杭番、潮位、杭傾斜(オーガ
傾斜)、吃水等を設定入力する。
Reference numeral 44 denotes a setting section in which settings such as pile number, tide level, pile inclination (auger inclination), and swamping water are input.

スクリユーオーガの掘削状況、夫々の測定デー
タ及び演算データ、動作エラー、緊急事故警告等
を表示及びこれらの結果を保管管理するための、
画面表示部45と、プリンター46と、ペンレコ
ーダ47と、外部記憶部48とが夫々入出力制御
部33に接続されている。
Displays the excavation status of the screw auger, each measurement data and calculation data, operation errors, emergency accident warnings, etc., and stores and manages these results.
A screen display section 45, a printer 46, a pen recorder 47, and an external storage section 48 are each connected to the input/output control section 33.

さらに、操作者の手元に置かれて夫々の指令を
発するリモート計測指令部49が入出力制御部3
3に接続されている。
Furthermore, a remote measurement command unit 49 that is placed at the operator's hand and issues each command is connected to the input/output control unit 3.
Connected to 3.

上記の如く構成されたこの発明の実施例のオー
ガ掘削地盤用掘削地盤状態検出装置は、任意の操
作者によつてリモート計測指令部49を動作開始
させ、設定部44によつて杭番、潮位、杭傾斜
(オーガ傾斜)、吃水の夫々データを入力して、掘
削を開始させ、掘削地盤状態を計測検出し始め
る。
In the excavated ground state detection device for auger excavated ground according to the embodiment of the present invention configured as described above, an arbitrary operator starts the operation of the remote measurement command section 49, and the setting section 44 sets the pile number, tide level, etc. , pile inclination (auger inclination), and swamp data are input, excavation is started, and measurement and detection of the excavated ground condition begins.

計測が始まると、オーガモータ電流検出部27
によつてアナログ量の負荷電流信号が出力され、
A/D変換器28でオーガモータ電流検出部27
より出力されたアナログの負荷電流信号をデジタ
ル量の負荷電流信号に変換しかつ設定されたサン
プリングタイム毎(例えば1秒毎)に検出してス
クリユーオーガモータ負荷電流信号を出力する。
When the measurement starts, the auger motor current detection section 27
An analog load current signal is output by
Auger motor current detection section 27 with A/D converter 28
The output analog load current signal is converted into a digital load current signal, and detected at every set sampling time (for example, every second) to output a screw auger motor load current signal.

同時に、計測ワイヤ14の動きをロータリーエ
ンコーダ19で捕え、刃先6の動きをロータリー
エンコーダ19より出力されたパルス列の信号に
変換し、刃先位置検出部30によつてパルス列の
信号より掘進距離を検出し掘進距離信号を出力
し、計数部31で掘進距離信号のパルス信号を計
数しする。
At the same time, the movement of the measurement wire 14 is captured by the rotary encoder 19, the movement of the cutting edge 6 is converted into a pulse train signal output from the rotary encoder 19, and the cutting distance is detected by the cutting edge position detection section 30 from the pulse train signal. An excavation distance signal is output, and a counting section 31 counts the pulse signals of the excavation distance signal.

この計測された信号を入出力制御部33と
CPU34とを介してスクリユーオーガ掘進距離
設定量変化判定部36によつて刃先6が、例えば
20mm掘進方向へ移動したかを判定する。
This measured signal is sent to the input/output control section 33.
The cutting edge 6 is determined by the screw auger digging distance set amount change determination unit 36 via the CPU 34, for example.
Determine whether it has moved in the digging direction by 20mm.

刃先6が20mm移動していない場合は、掘進判定
部35より掘進判定信号が出力されている時の
み、スクリユーオーガモータ負荷電流検出手段2
6より出力されたスクリユーオーガモータ負荷電
流信号をスクリユーオーガモータ負荷電流記憶手
段37で順次記憶する。また、刃先6が20mm移動
した場合は、スクリユーオーガモータ負電流情報
記憶手段37より記憶されたスクリユーオーガモ
ータ負電流情報より最適平均個数分だけ順次新し
い順にスクリユーオーガモータ無負荷電流値を読
み出し、スクリユーオーガモータの無負荷電流値
を減算し、減算した値を個々に二乗し、二乗した
個々データの和をとり、最適平均個数分で平均値
を演算し、その値の平方根を演算しスクリユーオ
ーガモータ平均負電流情報が得られる。この時の
最適平均個数は、一つ前の地盤強度に対応した個
数であり、初期の地盤強度がまだ算出されていな
い時には、最適平均個数を例えば6個と設定され
ている。
If the cutting edge 6 has not moved by 20 mm, the screw auger motor load current detection means 2 is activated only when the digging judgment signal is output from the digging judgment section 35.
Screw auger motor load current signals output from 6 are sequentially stored in screw auger motor load current storage means 37. In addition, when the cutting edge 6 moves by 20 mm, the screw auger motor no-load current value is sequentially determined by the optimum average number from the screw auger motor negative current information stored in the screw auger motor negative current information storage means 37 in descending order. Read out, subtract the no-load current value of the screw auger motor, square the subtracted values individually, take the sum of the squared individual data, calculate the average value for the optimal average number, and calculate the square root of that value. The screw auger motor average negative current information can then be obtained. The optimum average number at this time is the number corresponding to the previous ground strength, and when the initial ground strength has not been calculated yet, the optimum average number is set to 6, for example.

上記構成によつて、ウインチ24によりスクリ
ユーオーガ駆動部9のスクリユーオーガモータ7
の位置を制御しながら、スクリユーオーガモータ
7の回転力によつて刃先6を回転させ地盤5を掘
削し、適度に掘削された位置でハンマーに段取替
して、鋼管杭12を打撃してこれらを交互に繰返
しながら鋼管杭12を基礎地盤25まで沈設させ
ている。
With the above configuration, the screw auger motor 7 of the screw auger drive unit 9 is driven by the winch 24.
While controlling the position, the cutting edge 6 is rotated by the rotational force of the screw auger motor 7 to excavate the ground 5, and at the appropriately excavated position, the setup is changed to a hammer and the steel pipe pile 12 is struck. By repeating these steps alternately, the steel pipe piles 12 are sunk down to the foundation ground 25.

以上説明したように、この実施系に係るオーガ
掘削地盤用掘削地盤状態検出装置によれば掘削す
る地盤強度が大なる程、刃先6の掘進速度が遅く
なり、測定中のスクリユーオーガモータの負荷電
流の変動が激しい場合においても、地盤強度の検
出を最適に行ない、掘削中の先端地盤の状態とそ
の強度の変化を明確に検出することができる。
尚、設定部44は、各種計測器を用いてその計測
値を自動的に入力させてもよい。例えば、潮位は
潮位テレメータ装置により潮位データを受信し、
吃水は船体の船底へ水圧計を取り付けて吃水値を
入力し、杭傾斜角度は櫓3に傾斜計を取り付けて
杭傾斜角度として入力してもよい。
As explained above, according to the excavated ground state detection device for auger excavated ground according to this implementation system, the greater the ground strength to be excavated, the slower the digging speed of the cutting edge 6 becomes, and the load on the screw auger motor during measurement. Even when the current fluctuates rapidly, the ground strength can be detected optimally, and the state of the ground at the tip of the ground during excavation and changes in its strength can be clearly detected.
Note that the setting unit 44 may automatically input the measured values using various measuring instruments. For example, the tide level is determined by receiving tide level data using a tide level telemeter device.
The water pressure gauge may be attached to the bottom of the ship's hull to input the water pressure value, and the pile inclination angle may be determined by attaching an inclinometer to the turret 3 and input as the pile inclination angle.

この実施例においては、スクリユーオーガモー
タ平均負電流情報を演算する時に、夫々の無負荷
電流値を二乗して平均値としたが、この算出方法
に限定することなく、如何なる平均算出方法でも
良いことは言うまでもない。
In this embodiment, when calculating the screw auger motor average negative current information, each no-load current value was squared to obtain an average value, but the calculation method is not limited to this, and any average calculation method may be used. Needless to say.

(効果) 以上説明したように、この発明のオーガ掘削地
盤用掘削地盤状態検出装置によれば、スクリユー
オーガを使用して基礎地盤中に貫入させて杭を沈
設、造成等する工法において、掘削中の地盤強度
等を正確に検出でき、熟練した判定者を必要とせ
ずに、基礎の杭が打設される箇所の地盤強度や基
礎地盤高等の判断を明確かつ簡便に誰人も行な
え、設計道理の十分な支持力を持つた杭が打設さ
れているかの判断を実施工の段階で迅速に確認出
来るので、能率的な掘削処理を実施できる。
(Effects) As explained above, according to the excavated ground condition detection device for auger excavated ground of the present invention, in a construction method in which a screw auger is used to penetrate into the foundation ground to sink or create piles, etc. It is possible to accurately detect the ground strength, etc. inside the foundation, and anyone can clearly and easily judge the ground strength and foundation ground height where foundation piles will be driven, without the need for a skilled judge. It is possible to quickly confirm during the construction stage whether the piles have been driven with a reasonable sufficient bearing capacity, allowing efficient excavation processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のオーガ掘削地盤用掘削地盤
状態検出装置の基本構成ブロツク図、第2図はこ
の発明のオーガ掘削地盤用掘削地盤状態検出装置
を中掘式杭打船に適用した時の概略構成図、第3
図はこの発明のオーガ掘削地盤用掘削地盤状態検
出装置の測定結果の一例のペンレコーダの出力結
果図である。 6……刃先、7……スクリユーオーガモータ、
26……スクリユーオーガモータ負荷電流検出手
段、29……スクリユーオーガ掘進距離検出手
段、32……スクリユーオーガ掘進状態判定検出
手段、37……スクリユーオーガモータ負荷電流
情報記憶手段、38……スクリユーオーガモータ
平均負荷電流演算手段、41……スクリユーオー
ガ刃先平均移動速度演算手段、42……刃先先頭
掘削地盤強度演算手段。
Fig. 1 is a basic configuration block diagram of the excavated ground condition detecting device for auger excavated ground according to the present invention, and Fig. 2 shows the case where the excavated ground condition detecting device for auger excavated ground according to the present invention is applied to a medium excavation type pile driving ship. Schematic configuration diagram, 3rd
The figure is an output result diagram of a pen recorder, which is an example of the measurement results of the excavated ground state detection device for auger excavated ground according to the present invention. 6...Blade tip, 7...Screw auger motor,
26... Screw auger motor load current detection means, 29... Screw auger excavation distance detection means, 32... Screw auger excavation state determination detection means, 37... Screw auger motor load current information storage means, 38... ... Screw auger motor average load current calculation means, 41 ... Screw auger cutting edge average moving speed calculation means, 42 ... Cutting edge front excavation ground strength calculation means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 地盤を掘削するスクリユーオーガを回転させ
るスクリユーオーガモータの負荷電流を設定サン
プリングタイム毎に検出しスクリユーオーガモー
タ負荷電流信号を出力するスクリユーオーガモー
タ負荷電流検出手段と、 前記スクリユーオーガの刃先の掘進距離を検出
し掘進距離信号を出力するスクリユーオーガ掘進
距離検出手段と、 該スクリユーオーガ掘進距離検出手段より出力
された掘進距離信号を受けて前記スクリユーオー
ガの刃先の掘進状態を判定しその変位が掘進方向
であれば掘進判定信号を出力しまた掘進距離が設
定量変化する毎に掘進距離設定量変化信号を出力
するスクリユーオーガ掘進状態判定検出手段と、 前記設定サンプリングタイム毎に前記スクリユ
ーオーガモータ負荷電流検出手段より出力される
スクリユーオーガモータ負荷電流信号のうち前記
スクリユーオーガ掘進状態判定検出手段により掘
進判定信号が出力されている時のみにオーガの刃
先先頭掘削地盤強度を演算するのに有効なスクリ
ユーオーガモータ負荷電流信号とみなしこれを順
次一時的に記憶するスクリユーオーガモータ負電
流情報記憶手段と、 前記スクリユーオーガ掘進状態判定検出手段よ
り掘進距離設定量変化信号が出力された時に一つ
前の地盤強度の情報に対応した最適平均個数によ
つてその個数だけ前記スクリユーオーガモータ負
荷電流情報記憶手段より記憶されたスクリユーオ
ーガモータ負荷電流情報を順次新しい順に読みだ
して前記最適平均個数分で平均演算しスクリユー
オーガモータ平均負荷電流情報を出力するスクリ
ユーオーガモータ平均負荷電流演算手段と、 前記スクリユーオーガ掘進状態判定検出手段よ
り出力されたスクリユーオーガ掘進距離設定量変
化信号を受けて前記スクリユーオーガの刃先が前
記設定量中を移動した時の平均移動速度を演算し
スクリユーオーガ刃先平均移動速度信号を出力す
るスクリユーオーガ刃先平均移動速度演算手段
と、 該スクリユーオーガ刃先平均移動速度演算手段
より出力されたスクリユーオーガ刃先平均移動速
度信号と前記スクリユーオーガモータ平均負荷電
流演算手段より出力されたスクリユーオーガモー
タ平均負荷電流情報とを受けてスクリユーオーガ
の刃先先頭掘削地盤強度を演算しスクリユーオー
ガの刃先先頭掘削地盤強度を出力するスクリユー
オーガの刃先先頭掘削地盤強度演算手段とを備え
て構成したことを特徴とするオーガ掘削地盤用掘
削地盤状態検出装置。
[Scope of Claims] 1 Screw auger motor load current detection means for detecting the load current of the screw auger motor that rotates the screw auger that excavates the ground at every set sampling time and outputting a screw auger motor load current signal. and screw auger excavation distance detection means for detecting the excavation distance of the cutting edge of the screw auger and outputting an excavation distance signal; Screw auger excavation status determination detection means that determines the excavation status of the auger blade edge, outputs an excavation determination signal if the displacement is in the excavation direction, and outputs an excavation distance set amount change signal every time the excavation distance changes by a set amount and, among the screw auger motor load current signals output from the screw auger motor load current detecting means at each set sampling time, only when an excavation judgment signal is output by the screw auger excavation state judgment detecting means. Screw auger motor negative current information storage means for sequentially and temporarily storing the screw auger motor load current signal which is effective for calculating the excavation ground strength at the leading edge of the auger, and determining the screw auger excavation state. When the excavation distance set amount change signal is output from the detection means, the number of screws is stored by the screw auger motor load current information storage means according to the optimum average number corresponding to the previous ground strength information. Screw auger motor average load current calculation means that reads out auger motor load current information in order of newest, calculates the average by the optimum average number, and outputs screw auger motor average load current information; and the screw auger excavation state. In response to the screw auger excavation distance set amount change signal output from the determination detection means, calculate the average moving speed when the screw auger cutting edge moves within the set amount, and obtain the screw auger cutting edge average moving speed signal. a screw auger cutting edge average moving speed calculation means to output; a screw auger cutting edge average moving speed signal output from the screw auger cutting edge average moving speed calculating means; and a screw auger cutting edge average moving speed signal output from the screw auger motor average load current calculating means. Screw auger cutting edge top excavation ground strength calculating means for calculating the screw auger cutting edge top excavation ground strength by receiving the screw auger motor average load current information and outputting the screw auger cutting edge top excavation ground strength. 1. An excavation ground condition detection device for use in auger excavation.
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