JP2000220134A - 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 - Google Patents
地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置Info
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Abstract
とで管理を容易とし、良好な施工管理が行われているか
の判断を瞬時に正確に行えるようにし、当初予想してい
なかった地層の変化に対しても対応できるようにする。 【解決手段】地盤改良工法において、地盤中に投入され
る単位体積当たりの固化材添加量、攪拌ヘッドによる単
位長さ当たりの攪拌混合回数を常時監視し、所定の深度
区間毎に固化材添加量・攪拌混合回数をデータ表示器に
表示し、所定の深度区間毎に固化材添加量・攪拌混合回
数と設定値・基準値とを比較して判定を行い、満足しな
い場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力す
る。また、攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌
抵抗値(オーガモータのした仕事量)を常時監視し、こ
の掘進攪拌抵抗値をデータ表示器に表示し、この掘進攪
拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが所定の支持
層に到達したと判定する。
Description
固化材等と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し、地盤とセメントミルクを攪拌混合することにより地
盤を固結する深層混合処理工法に適用される地盤改良工
法の管理方法および地盤改良機の管理装置に関するもの
である。
られており、この地盤改良機は、図12に示すように、
施工機本体1の前面に鉛直に設置されたリーダマスト2
のガイドレールに攪拌軸3の駆動部4を昇降自在に設け
ると共に、ワイヤー5で吊り保持し、攪拌軸3の先端部
に掘削翼や攪拌翼を有する攪拌ヘッド6を設けて構成さ
れている。施工に際しては、駆動部4のモータにより攪
拌軸3および攪拌ヘッド6を回転させて掘進し、攪拌ヘ
ッドにより地盤とセメントミルクを攪拌混合する。プラ
ントで製作されたセメントミルク11は、掘進時もしく
は引上げ時、あるいは掘進時と引上げ時の両方において
攪拌軸の中空部を通して、攪拌ヘッド先端より地盤に吐
出される。
管理は、従来、攪拌軸3の掘進・引上げ速度V(深度D
/時間t)と、スラリー(セメントミルク)の吐出量Q
と、攪拌軸3の回転数Rを個々に測定し、それぞれの検
出量が所定の管理値に収まるように行われている。ま
た、必要改良深さは、事前の土質調査により得られた平
面方向および鉛直方向に変化する地層構成および地盤の
堅さなどの土質調査結果を基に判断して決めていた。
度V・スラリー吐出量Q・攪拌軸の回転数Rを個々に調
整する方法では、管理項目が多いため管理が難しく、
昇降速度Vとスラリー吐出量Qの2項目を同時に制御
して地盤土への固化材添加量を確保し、昇降速度Vと回
転数Rの2項目を同時に制御して混合度を確保する必要
があり、煩雑でオペレーターの労力が大きく、良好な
施工管理が行われているかの判断を即座に行うことがで
きないなどの問題があった。また、設計で決められた深
度で必要改良深さを管理すると、当初予想していなかっ
た地層の変化、例えば、支持層が傾斜している場合、改
良部底面の一部が支持層に乗り、一部は軟弱地盤中にと
どまっている状態も予想される。鉛直支持力を期待する
改良の場合は、支持力不足が一部の範囲で生じ、上部構
造物の不同沈下につながるという問題があった。
なされたもので、その目的は、管理項目を減らすことで
管理が容易となり、また良好な施工管理が行われている
かの判断を瞬時に正確に行うことができ、さらに、当初
予想していなかった地層の変化に対しても対応すること
ができる地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管
理装置を提供することにある。
地盤を固化させ、良好な地盤改良を実現させるための要
点として、次の3項目を挙げることができる。 (1) 先ず、第1点として、地盤と固化材を結合させるこ
とにより強度増加を図る改良原理から、改良地盤の強度
は地盤中に注入した固化材添加量に比例することが、図
9に示すように、実験的に確かめられている。 (2) 第2点として、注入した固化材と地盤が接触するこ
とにより化学反応が生じるものであり、両者を十分に混
合することが重要である。その混合度として、地盤中を
回転している攪拌ヘッドの攪拌混合回数と、強度ばらつ
きの指標となる強度の変動係数(=標準偏差/平均値)
との相関を調べた結果を図10に示す。 (3) 第3点として、構造物を支持する地盤の補強として
地盤改良を用いる場合、所定の支持力を発揮できる深度
まで確実に改良する必要がある。
現するための3項目を、施工時に目に見える形で管理し
ようとするものであり、具体的には次の3つを主要な管
理項目とする。 逐次、地盤中に投入される固化材添加量[kg/m
3 ](地盤土1m3 に投入される固化材の重量)を管理
する。 所定の深度区間毎の攪拌混合回数[回/m]を管理
する。 攪拌ヘッド先端の地盤の硬さを計測判断する。
は、施工機本体のリーダーマストに昇降自在に装着され
た駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸
を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を掘削すると
共に、地盤改良用固化材等(固化材(セメント)と添加
材など)と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し土砂と攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法にお
いて、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化材
添加量WC [kg/m3 ]を常時監視し、所定の深度区
間毎に前記固化材添加量WC をデータ表示器に表示し、
攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの攪拌混合回数N[回
/m]を常時監視し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合
回数Nをデータ表示器に表示し、所定の深度区間毎に前
記固化材添加量WC と固化材添加量設定値とを比較して
判定を行い、満足しない場合にはその深度区間の再施工
を促す警報を出力し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合
回数Nと攪拌混合回数基準値とを比較して判定を行い、
満足しない場合にはその深度区間の再施工を促す警報を
出力することを特徴とする(請求項1)。
本体のリーダーマストに昇降自在に装着された駆動部に
攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸を駆動部の
モータにより回転駆動して地盤を掘削すると共に、地盤
改良用固化材等(固化材(セメント)と添加材など)と
水を混合して製作したセメントミルクを注入し土砂と攪
拌混合して地盤を改良する地盤改良機において、前記駆
動部の移動距離から深度D[m]を検出する深度検出器
と、前記攪拌軸の回転数R[回/分]を検出する回転数
検出器と、セメントミルクプラントから地盤中へ吐出さ
れるセメントミルクの吐出量Q[L/分]を検出する吐
出量検出器と、施工の経過時間t[分]を計測する時間
検出器と、前記各検出器で検出された深度D・回転数R
・吐出量Q・時間tを用いて演算する演算処理装置とを
備え、前記演算処理装置は、前記深度検出器から得られ
た深度に基づいて掘進引上速度V[m/分]を算出する
機能と、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化
材添加量WC [kg/m3 ]を算出する機能と、攪拌ヘ
ッドによる単位長さ当たりの攪拌混合回数N[回/m]
を算出する機能と、演算結果を所定の深度区間毎に逐次
表示するディスプレイ表示機能と、所定の深度区間毎に
前記固化材添加量WC と固化材添加量設定値とを比較し
て判定を行い、満足しない場合にはその深度区間の再施
工を促す警報を出力する機能と、所定の深度区間毎に前
記攪拌混合回数Nと攪拌混合回数基準値とを比較して判
定を行い、満足しない場合にはその深度区間の再施工を
促す警報を出力する機能とを有することを特徴とする
(請求項10)。演算処理装置は、施工機側に設置され
た重機計測盤とプラント側に設置されたプラント計測盤
から構成することができる。また、これに限らず、両者
を一緒にした制御装置などで演算処理装置を構成するこ
とも可能である。
化材添加量WC は、セメントミルクプラントから地盤中
へ吐出されるセメントミルクの吐出量Qと、攪拌ヘッド
の深度D・速度Vと、別途測定した水・固化材比W/C
および固化材比重等を用いて求める(請求項2・請求項
11)。即ち、吐出量Qと水・固化材比W/Cおよび固
化材比重等を用いて固化材投入量WC ’を算出し、この
固化材投入量WC ’を固化材が投入された深度区間の体
積で割って、地盤の単位体積当たりの固化材添加量WC
を得る(式(1)等参照)。
拌混合回数Nは、攪拌ヘッドの深度D・速度Vと、攪拌
軸の回転数Rと、攪拌ヘッドの羽根枚数nを用いて求め
る(請求項3・請求項12)。即ち、掘進時および引上
時に、ある深度区間を通過した羽根の合計枚数により、
単位長さ当たりの攪拌混合回数Nを得る(式(4)参
照)。
拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値(仕事
量)W[kJ/m]を常時監視し、この掘進攪拌抵抗値
をデータ表示器に表示し、この掘進攪拌抵抗値が設定値
に達したとき攪拌ヘッドが所定の支持層に到達したと判
定する(請求項4・請求項13)。この掘進攪拌抵抗値
は、駆動部のモータの電流値A(電動モータ)またはト
ルク(油圧モータ)と、攪拌ヘッドの掘進速度Vを用い
て求める(請求項5・請求項14)。即ち、1m掘進す
るのに要した時間にオーガモータのした仕事量を掘進攪
拌抵抗値Wとする(式(3)参照)。
拌ヘッドに設けられた共回り防止翼の攪拌軸に対する相
対回転を常時監視し、共回り防止翼が静止状態から回転
を始めると警報を出力する(請求項6・請求項15)。
即ち、共回り防止翼と攪拌軸が一緒に回ると、土が攪拌
軸に付着し土の共回り現象が生じていると判定し、修正
施工を促す。
られた固化材添加量WC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Vに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを自動制御
し、固化材添加量WC を固化材添加量設定値に一致させ
る(請求項7・請求項16)。即ち、得られた固化材添
加量WC が少ない場合には、セメントミルクの吐出量Q
を増やし、所定の深度区間の固化材添加量WC が設定値
を満足するようにする。昇降速度Vが低下した場合に
は、吐出量Qを低下させ、所定の深度区間の固化材添加
量WC が設定値を満足するようにする。
られた固化材添加量WC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Vに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整
し、固化材添加量WC を固化材添加量設定値に一致させ
る(請求項8・請求項17)。手動調整は、オペレータ
室の遠隔操作盤などで行うことができ、前述の自動制御
と同様の操作を行う。
工機本体のオペレータ室にデータ表示器を設置し、この
データ表示器に所定の深度区間毎の固化材添加量WC ・
攪拌混合回数N・掘進攪拌抵抗値W等を表示する(請求
項9・請求項18)。
リー吐出量Q・攪拌軸の回転数Rを個々に測定した場
合、攪拌軸の昇降速度Vとスラリー吐出量Qの2項目を
同時に制御することで、地盤中に投入される所定の固化
材添加量を確保しなければならず、煩雑でオペレーター
の労力が大きかった。これに対して、本発明では、Vと
Qから地盤中に投入される固化材添加量WC [kg/m
3 ]を算出して1項目に集約し、1元管理することによ
り、管理が容易となり、また省力化・迅速化が図られ
る。
転数Rの2項目を同時に制御することで、所定の混合攪
拌回数としての混合度を確保しなければならず、煩雑で
オペレーターの労力が大きかった。これに対して、本発
明では、前述の場合と同様に、所定分割深度内における
混合攪拌回数N[回/m]を算出して1項目に集約し、
1元管理することにより、管理が容易となり、また省力
化・迅速化が図られる。
ドの掘進攪拌抵抗値(仕事量)W[kJ/m]を検出し
て支持層への到達を判定するため、当初予想していなか
った地層の変化にも対応することができる。
加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値がディスプレイに
各深度区間毎に逐次表示され、オペレーターに瞬時に伝
達されるため、正確な施工が可能となり、また設定値や
基準値を満足しない場合には警報も発せられるので安心
して施工を行うことができると共に、警報箇所を再施工
することで良好な地盤改良を行うことができる。
態に基づいて説明する。図1は深層混合処理工法に適用
した本発明の施工管理装置の全体構成を模式的に示した
ものである。図2は攪拌軸先端の掘削攪拌装置(攪拌ヘ
ッド)を示したものである。図3はデータのディスプレ
イ表示例、図4〜図6はデータの施工記録例を示したも
のである。図7は本発明の管理方法のフローチャート、
図8は地盤改良施工例を深度−時間図で示したものであ
る。
られたリーダーマスト2には攪拌軸3の駆動部4がガイ
ドレールにより昇降自在に取付けられ、ワイヤー5によ
り吊り保持され、攪拌軸3の先端部には攪拌ヘッド6が
設けられている。攪拌ヘッド6は、図2に示すように、
先端側から順に、掘削翼7と、共回り防止翼8と、上下
に間隔をおいて複数の攪拌翼9が設けられている。共回
り防止翼8は、攪拌ヘッド部分に土が団子状に付着して
攪拌ヘッド6と共に同期回転する、いわゆる土の共回り
現象を防止するためのものであり、先端が掘削孔壁に挿
入されて土中に静止するように攪拌軸3に回転自在に取
付けられている。
は水Wと固化材C(セメント)等を混練してセメントミ
ルク11を作製する。作製されたセメントミルク11は
スラリーポンプ12を介して施工機本体1に送られ、攪
拌軸3の内部を通り、攪拌ヘッド6の先端部の吐出口1
3から吐出される(図2参照)。吐出されたセメントミ
ルク11は、掘削翼7・共回り防止翼8・攪拌翼9によ
り、掘削土砂と効率良く攪拌混合され、地盤改良柱体が
築造される。
施例では、図1に示すように、駆動部4の移動距離から
攪拌ヘッド6の深度を検出する深度(速度)検出器(例
えば、ワイヤーのシーブに取付けたエンコーダ)14を
施工機本体1に設け、攪拌軸3の回転数を検出する回転
数検出器15を駆動部4に設け、駆動部4の電動モータ
(または油圧モータ)の電流値(または油圧力)を検出
する電流検出器(または油圧力検出器)16を施工機本
体1に設ける。一方、プラント側には、セメントミルク
11の吐出量を検出する吐出量検出器(流量検出器)1
7を設ける。施工条件によっては、図2(b) に示すよう
に、攪拌ヘッド6には、攪拌軸3と共回り防止翼8の相
対回転を検出する検出用マグネット18aと磁気式近接
スイッチ18bなどからなる相対回転検出器18を設け
る。
おり、この重機計測盤19に深度検出器14・回転数検
出器15・電流検出器(または油圧力検出器)16・相
対回転検出器18からの検出値が入力される。この重機
計測盤19では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う(詳細は後述する)。
時間を計測するタイマーからの施工時間tを用いて、攪
拌ヘッド6の昇降速度V[m/分]を算出する。 深度Dおよび昇降速度Vと、回転数検出器15から
の攪拌軸回転数Rと、攪拌ヘッド6の羽根枚数nを用い
て、地盤土の単位長さ当たりの攪拌混合回数N[回/
m]を算出する。 深度区間(本実施例では0.5m)毎に攪拌混合回
数Nが基準値Nthを満足するか否かの判定を行い、満足
しない場合には、その深度区間の再施工を促す判定結果
を出力する。 攪拌ヘッド6の掘進速度Vと、電流検出器16から
の電流値A(またはトルク)を用いて、地盤土の単位長
さ当たりの掘進攪拌抵抗値W[kJ/m]を算出する。 深度区間毎に掘進攪拌抵抗値(仕事量)Wが支持層
管理設定値Wthを上回るかどうかの判定を行い、攪拌ヘ
ッドが支持層へ到達したか否かの判断を行う。 攪拌ヘッド6に設けた相対回転検出器18の検出値
を用いて、土の共回りが発生したかどうかを検出する。
0が設置されており、このプラント計測盤20に吐出量
検出器17からの検出値が入力され、また重機計測盤1
9から深度D・昇降速度Vが入力される。このプラント
計測盤20では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う(詳細は後述する)。
出器17からのセメントミルク吐出量Qと、固化材の比
重GC 等を用いて、地盤土の単位体積当たりの固化材添
加量W C [kg/m3 ]を算出する。 深度区間(本実施例では0.5m)毎に固化材添加
量WC が設定値WCth を満足するか否かの判定を行い、
満足しない場合には、必要なセメントミルク吐出量Qを
算出し、固化材添加量が設定値を満足するようにスラリ
ーポンプ12を自動制御あるいは手動調整してセメント
ミルク吐出量をコントロールする。また、昇降速度Vが
変化した場合にも、固化材添加量が設定値を満足するよ
うにスラリーポンプ12を自動制御あるいは手動調整し
てセメントミルク吐出量をコントロールする。 さらに、何らかの原因により、固化材添加量WC が
設定値WCth を満足しない場合に、その深度区間の再施
工を促す判定結果を出力する。
ータ表示器21、遠隔操作盤22、警報報知器23、通
話器24が設置されており、重機計測盤19・プラント
計測盤20における入力データおよび処理データがデー
タ表示器21に表示される。図3は、データ表示器21
の施工中の画面イメージの1例であり、 コラムNo. と径・深度・速度・電流値(油圧力)・
軸回転数・吐出量 固化材添加量・攪拌混合回数・仕事量(掘進攪拌抵
抗値)の設定値・基準値 所定の深度区間毎の固化材添加量・攪拌混合回数・
仕事量の検出値 固化材添加量・攪拌混合回数が設定値・基準値を満
足しない場合の警報 固化材添加量が設定値を満足するために現在必要と
なる必要吐出量 掘進攪拌抵抗値が管理設定値に達した場合の着底表
示 共回り防止翼と攪拌軸の相対回転数と、共回り現象
が確認された場合の警報表示 などがグラフ表示され、誤視認のない分かりやすい画面
表示となっている。また、警報が画面表示される場合に
は、同時に警報報知器23で音声による警報を発する。
コラムNo. の選択、施工設定値・基準値の入力・変更、
施工開始、施工終了等の操作が行われる。また、遠隔操
作盤22により重機計測盤19、プラント操作盤20を
介してスラリーポンプ12へ信号を送り、スラリーポン
プ12を遠隔操作し、セメントミルク吐出量を手動調整
することができる。
遠隔操作盤22の内部にある記憶装置に保存され、この
データはフロッピーディスク等の記憶媒体25を介して
日報作成システム26に移動・複写することができる。
この日報作成システム26は、パーソナルコンピュータ
27とプリンター28からなり、施工記録・日報・施工
集計表・固化材管理表の作成・印刷を行う。図4は、印
刷された帳票例である。図5に示すようなチャート式の
施工記録の印刷も可能である。また、必要に応じて、図
6に示すような解析も可能である。
る場合の施工管理フローの例を示したものである。掘進
工程において、固化材添加量・支持層の確認等を行い、
引上工程において攪拌混合回数の確認等を行っている。
以下に各処理について詳述する。
と、セメントミルク11の地盤への注入量(吐出量)Q
と、固化材Cの比重GC から、地盤の単位体積当たりの
固化材添加量WC [kg/m3 ]を算出する。また、各
深度区間(本実施例では0.5m)毎に固化材添加量W
C が設定値WCth を満足するか否かの判定を行い、固化
材添加量WC が設定値WCth を常に満足するように、必
要吐出量Qを算出してスラリーポンプ12へ必要吐出量
を指示し、スラリーポンプ12を自動制御あるいは手動
調整する。また、昇降速度Vに応じてスラリーポンプ1
2を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量WC が
設定値WCth を満足するようにする。さらに、このよう
な制御等を行っても、何らかの原因により、固化材添加
量WC が設定値WCth より低い場合には、警報が発せら
れ当該深度区間の修正施工を行う。
法は以下による。即ち、次に示す(1)式を用いて、セ
メントミルク吐出量(注入量)Q[L/分]と水・固化
材比W/C等を用いて固化材投入量WC ’[kg/分]
を求める。ここで、添加材等を使用しない場合には、セ
メントミルク比重の実測値を使用し、(2)式により固
化材の比重GC を算出し、これを(1)式で用いれば、
より正確な固化材投入量WC ’を算出することができ
る。
投入された区間の体積で割ったものが固化材添加量WC
[kg/m3 ]となる。即ち、区間の長さをΔD
[m]、この区間の通過時間をΔt[分]、コラムの横
断面積をa[m2 ]とすれば、WCは、次式で求めるこ
とができる。 WC =(WC ’×Δt)/(ΔD×a) = WC ’/(V・a)
する。設計固化材添加量(設定値)が300kg/m3
の場合、例えば1m3 の地盤土に必要となる固化材添加
量は300kgとなる。単位区間1m3 のうち0.5m
3 まで改良が進んでいる時、地盤中に投入された固化材
量が120kgだとすると、設定値より30kg不足し
ていることになる。この場合は、不足分の30kg分を
加算した固化材量180kgを残りの0.5m3 で投入
すればよい。この場合、残りの0.5m3 の区間の必要
吐出量Qを算出し、この必要吐出量でスラリーポンプ1
2を自動制御あるいは手動調整し、全体の1m3 におけ
る固化材添加量が設定値を満足するようにする。上記の
ような自動制御・手動調整を管理区間長内(本実施例で
は0.5m)で行う。
必要吐出量Qが100L/分の場合、単位深度区間1m
に100/0.5=200L吐出することになるが、掘
進速度が0.4m/分に低下し同一吐出量のまま施工す
ると、100/0.4=250Lと過大に吐出すること
になる。このような場合には、掘進速度Vの低下に応
じ、吐出量も80L/分に低下させればよい。逆に、掘
進速度Vが速くなれば、それに応じて吐出量Qを増やせ
ばよい。この場合、掘進速度Vに応じてスラリーポンプ
12を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量が設
定値を満足するようにする。
定値を満足し、かつ過不足のない値となる。何らかのト
ラブルにより、単位区間で設定値を満足することができ
なかった場合には、データ表示器21に警報が表示され
る。また、警報報知器23より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド6を
引上げ、再度注入攪拌を行うことにより(図8参照)、
確実な固化材添加量管理を行うことができる。
進に要した時間t[秒/m])と、駆動部4のモータ電
流値Aなどから、オーガモータのした仕事量に相当する
掘進攪拌抵抗値Wを算出し、予め土質柱状図の近傍にて
試験施工をすることにより得られた掘進攪拌抵抗値(設
定値)との比較を行い、攪拌ヘッド6が支持層に到達し
たかどうかの判定を行う。支持層に到達したと判断され
た場合には、データ表示器21、警報報知器23により
オペレータに通知される。掘進攪拌抵抗値Wの算出は次
の(3)式による。図11は掘進攪拌抵抗(仕事量)の
実測例を示す。
攪拌軸3の回転数Rと、攪拌ヘッド6の羽根枚数nか
ら、各深度区間(本実施例では0.5m)毎の攪拌混合
回数Nを算出する。また、この算出された攪拌混合回数
Nが、ばらつきの小さい高品質な地盤改良柱体を築造す
るために必要となる攪拌混合回数の基準値Nthを満足し
ているかの判定を行う。単位区間で基準値を満足するこ
とができなかった場合には、データ表示器21に警報が
表示され、警報報知器23より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド6を
引下げ、再度攪拌混合を行うことにより(図8参照)、
攪拌混合回数の確保を確実に行うことができる。攪拌混
合回数Nは、掘進時および引上時にある区間を通過した
羽根の合計枚数より求まり、次の(4)式による。な
お、攪拌混合回数Nの基準値は、図10(b) に示すよう
に、改良対象土質毎に試験施工を行い、攪拌混合回数と
一軸圧縮強さのばらつきの関係を調査した結果より決定
している。
拌ヘッド6に設けられた相対回転検出器18(検出用マ
グネット18aと磁気式近接スイッチ18b)からのO
N信号をカウントすることで、共回り防止翼8と攪拌軸
3の相対回転数を常時計測する。共回り防止翼8が静止
状態の場合には、攪拌軸3の回転数と同じ相対回転数が
得られるが、相対回転数が0に近い場合(攪拌軸3と共
回り防止翼8の回転数が同程度の場合)には、共回り防
止翼8が攪拌軸3と共に回転し、土と攪拌ヘッドが同期
回転する土の共回り現象が発生していると判断される。
この場合、データ表示器21・警報報知器23により警
報が発せられ、修正施工が促される。この修正施工は攪
拌ヘッド6を引上げ、再掘進等を行えばよく、迅速な処
理が可能である。
で、次のような効果を奏することができる。
数・吐出量・電流値と多数にわたっていたのに対し、本
発明では、固化材添加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗
値に集約して管理項目を減らすことができ、そのため管
理が容易となる。
・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値がディスプレイに各深
度区間毎に逐次表示され、オペレーターに瞬時に伝達さ
れるため、正確な施工が可能となり、また不満足の場合
には警報も発せられるので安心して施工を行うことがで
きると共に、警報箇所を再施工することで良好な地盤改
良を行うことができる。
量)を検出して支持層への到達を判定するため、当初予
想していなかった地層の変化にも対応することができ、
構造物の支持力不足を解消することができる。
置構成図である。
あり、(a) は側面図、(b) は共回り防止翼の相対回転を
検出するセンサーを示す部分断面図である。
示す図である。
る。
す図である。
る。
したグラフである。
関係を示すグラフである。
盤の一軸圧縮強度の変動係数の関係を示すグラフ、(b)
は各種土質に対する攪拌混合回数基準値を示す図であ
る。
を示す図である。
す装置構成図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 施工機本体のリーダーマストに昇降自在
に装着された駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、
この攪拌軸を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を
掘削すると共に、地盤改良用固化材等と水を混合したセ
メントミルクを注入し土砂と攪拌混合して地盤を改良す
る地盤改良工法において、 地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化材添加量
を常時監視し、所定の深度区間毎に前記固化材添加量を
データ表示器に表示し、 攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの攪拌混合回数を常時
監視し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数をデータ
表示器に表示し、 所定の深度区間毎に前記固化材添加量と固化材添加量設
定値とを比較して判定を行い、満足しない場合にはその
深度区間の再施工を促す警報を出力し、 所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数と攪拌混合回数基
準値とを比較して判定を行い、満足しない場合にはその
深度区間の再施工を促す警報を出力することを特徴とす
る地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の管理方法において、固
化材添加量は、セメントミルクプラントから地盤中へ吐
出されるセメントミルクの吐出量と、攪拌ヘッドの深度
・速度と、別途測定した水・固化材比および固化材比重
等を用いて求めることを特徴とする地盤改良工法の管理
方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の管理方
法において、攪拌混合回数は、攪拌ヘッドの深度・速度
と、攪拌軸の回転数と、攪拌ヘッドの羽根枚数を用いて
求めることを特徴とする地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項4】 請求項1、請求項2、または請求項3に
記載の管理方法において、攪拌ヘッドによる単位長さ当
たりの掘進攪拌抵抗値を常時監視し、この掘進攪拌抵抗
値をデータ表示器に表示し、この掘進攪拌抵抗値が設定
値に達したとき攪拌ヘッドが所定の支持層に到達したと
判定することを特徴とする地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の管理方法において、掘
進攪拌抵抗値は、駆動部のモータの電流値またはトルク
と、攪拌ヘッドの掘進速度を用いて求めることを特徴と
する地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項6】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、または請求項5に記載の管理方法において、攪拌ヘ
ッドに設けられた共回り防止翼の攪拌軸に対する相対回
転を常時監視し、共回り防止翼が静止状態から回転を始
めると警報を出力することを特徴とする地盤改良工法の
管理方法。 - 【請求項7】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5、または請求項6に記載の管理方法におい
て、得られた固化材添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降
速度に基づいて、セメントミルク吐出ポンプを自動制御
し、固化材添加量を固化材添加量設定値に一致させるこ
とを特徴とする地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項8】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5、または請求項6に記載の管理方法におい
て、得られた固化材添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降
速度に基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整
し、固化材添加量を固化材添加量設定値に一致させるこ
とを特徴とする地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項9】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項
4、請求項5、請求項6、請求項7、または請求項8に
記載の管理方法において、施工機本体のオペレータ室に
データ表示器を設置し、このデータ表示器に所定の深度
区間毎の固化材添加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値
等を表示することを特徴とする地盤改良工法の管理方
法。 - 【請求項10】 施工機本体のリーダーマストに昇降自
在に装着された駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着
し、この攪拌軸を駆動部のモータにより回転駆動して地
盤を掘削すると共に、地盤改良用固化材等と水を混合し
たセメントミルクを注入し土砂と攪拌混合して地盤を改
良する地盤改良機において、 前記駆動部の移動距離から深度を検出する深度検出器
と、前記攪拌軸の回転数を検出する回転数検出器と、セ
メントミルクプラントから地盤中へ吐出されるセメント
ミルクの吐出量を検出する吐出量検出器と、施工の経過
時間を計測する時間検出器と、前記各検出器で検出され
た深度・回転数・吐出量・時間を用いて演算する演算処
理装置とを備え、 前記演算処理装置は、前記深度検出器から得られた深度
に基づいて掘進引上速度を算出する機能と、地盤中に投
入される地盤単位体積当たりの固化材添加量を算出する
機能と、攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの攪拌混合回
数を算出する機能と、演算結果を所定の深度区間毎に逐
次表示するディスプレイ表示機能と、所定の深度区間毎
に前記固化材添加量と固化材添加量設定値とを比較して
判定を行い、満足しない場合にはその深度区間の再施工
を促す警報を出力する機能と、所定の深度区間毎に前記
攪拌混合回数と攪拌混合回数基準値とを比較して判定を
行い、満足しない場合にはその深度区間の再施工を促す
警報を出力する機能とを有することを特徴とする地盤改
良機の管理装置。 - 【請求項11】 請求項10に記載の管理装置におい
て、演算処理装置は、セメントミルクプラントから地盤
中へ吐出されるセメントミルクの吐出量と、攪拌ヘッド
の深度・速度と、別途測定した水・固化材比および固化
材比重等を用いて固化材添加量を求める機能を有するこ
とを特徴とする地盤改良機の管理装置。 - 【請求項12】 請求項10または請求項11に記載の
管理装置において、演算処理装置は、攪拌ヘッドの深度
・速度と、攪拌軸の回転数と、攪拌ヘッドの羽根枚数を
用いて攪拌混合回数を求める機能を有することを特徴と
する地盤改良機の管理装置。 - 【請求項13】 請求項10、請求項11、または請求
項12に記載の管理装置において、演算処理装置は、攪
拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値を常時
監視し、この掘進攪拌抵抗値をデータ表示器に表示し、
この掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが
所定の支持層に到達したと判定する機能を有することを
特徴とする地盤改良機の管理装置。 - 【請求項14】 請求項13に記載の管理装置におい
て、演算処理装置は、駆動部のモータの電流値またはト
ルクと、攪拌ヘッドの掘進速度を用いて掘進攪拌抵抗値
を求める機能を有することを特徴とする地盤改良機の管
理装置。 - 【請求項15】 請求項10、請求項11、請求項1
2、請求項13、または請求項14に記載の管理装置に
おいて、演算処理装置は、攪拌ヘッドに設けられた共回
り防止翼の攪拌軸に対する相対回転を検出するセンサー
による検出値を用い共回り防止翼が静止状態から回転を
始めると警報を出力する機能を有することを特徴とする
地盤改良機の管理装置。 - 【請求項16】 請求項10、請求項11、請求項1
2、請求項13、請求項14、または請求項15に記載
の管理装置において、演算処理装置は、得られた固化材
添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降速度に基づいて、セ
メントミルク吐出ポンプを自動制御し、固化材添加量を
固化材添加量設定値に一致させる機能を有することを特
徴とする地盤改良機の管理装置。 - 【請求項17】 請求項10、請求項11、請求項1
2、請求項13、請求項14、または請求項15に記載
の管理装置において、施工機本体のオペレータ室に、得
られた固化材添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降速度に
基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整し、固
化材添加量を固化材添加量設定値に一致させる遠隔操作
盤を備えていることを特徴とする地盤改良機の管理装
置。 - 【請求項18】 請求項10、請求項11、請求項1
2、請求項13、請求項14、請求項15、請求項1
6、または請求項17に記載の管理装置において、施工
機本体のオペレータ室に、所定の深度区間毎の固化材添
加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値等を表示するデー
タ表示器を備えていることを特徴とする地盤改良機の管
理装置。
Priority Applications (1)
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JP02514599A JP3437108B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP3437108B2 JP3437108B2 (ja) | 2003-08-18 |
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ID=12157835
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JP02514599A Expired - Lifetime JP3437108B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
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