JP2000319866A - コンパクショングラウチング施工管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】近時新規に開発されたコンパクショングラウチ
ング施工において素材となる低スランプのモルタルの注
入中途における流量、及び、圧力をリアルタイムで検出
し、注入ポンプのリモートコントロール操作を介し、設
計通りのコンパクショングラウチング施工を行うように
する。 【解決手段】注入ホース３１の中途の所定部位に圧力検
出メーター４９と流量検出メーター５０を介装し、記録
計としてのビューレコーダー４７にリアルタイムで表示
し、そのデータはフロッピーディスク５９を介し、パソ
コン５６により、注入ポンプ４４に対する即応的なリア
ルタイムの操作をリモートコントロールを介し、設計通
りのソイルモルタルの地盤３´ に対する注入を行うよ
うにし、更に、注入ロッド４内における圧損については
実測により得られた補正データを介して、注入時に補正
をすることにより、正確な設計通りのコンパクショング
ラウチング設計通りに低コストで高能率で行うことが出
来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、砂や礫や細粒分から
成る骨材等の素材を有する低スランプ（０〜１０cm等）
のモルタルを構築物の下の地盤等に注入するコンパクシ
ョングラウチングの最適施工を行う管理装置によるシス
テムの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く山間林野部が多く、しかも、
複雑に入り組んだ長い海岸線に迫っている特殊な地勢条
件の我が国にあっては、農耕牧畜は勿論のこと、各種産
業施設は勿論、住宅等に有効利用し得る平野部は限られ
ており、したがって、土地の有効再利用を可能であるよ
うにする地盤改良技術が旧来より鋭意研究開発され、各
種の改良技術が実用化されてはいる。

【０００３】しかしながら、地盤の性情についてはこさ
まざまであり、れを強化するべく旧くから当該地盤に所
定ピッチを介して、削孔を形成して、当該削孔内から地
盤中に所定の凝固材や固結材を充填圧入し、それらの自
己硬化作用や地下水との化学反応による固結を介し、地
山の硬化を図って当該地盤の強度アップを図るようなに
した技術はある。

【０００４】而して、かかる技術はとして、当業者に周
知の如く一般には薬液注入工法や粉体圧入攪拌工法等の
技術が各種開発されて実用化されてはいるが、世界有数
の地震国である我が国にあっては、改良された地盤に於
いても液状化現象や地盤の不等沈下や傾斜や凹凸を招く
不具合を生じる場合はしばしば生じている。

【０００５】これに対処するに、例えば、出願人の一人
が特許権者である特許第２７４３２３２号発明に示され
ているような、所謂コンパクショングラウチング工法技
術が研究開発され、近時実用化も成されるようになり、
その実績もかなり増加しているという良好な結果が得ら
れてはいる。

【０００６】しかしながら、当該コンパクショングラウ
チング工法は従来の薬液注入技術や粉体注入技術に比し
て、新規な工法であるが為に、改良すべき様々な問題を
潜在的、又は、顕在的に有している。

【０００７】而して、当該コンパクショングラウチング
工法技術を図７以下の図面によって略説すると先ず、図
７に示す基本的施工態様において、表層１´ の地盤
１，２の下側の地盤３´ に対し、注入ロッド４を介
し、下部の支持層３´´まで当該注入ロッド４を到達さ
せしめて、その間にトップダウン方式や或いは、ボトム
アップ方式により上記低スランプ（０〜１０cm等）のモ
ルタルを間欠的に注入して各サイクルで塊状に接合し
て、周囲の軟弱地盤３´ を圧縮させ、或いは、表層１
´ の水平化地盤改良を行う技術があり、又、図８の
（ホ），（ヘ）に示す様に、地盤３の液状化防止や不等
沈下に対する補強を行ったり、当該地盤３´ の上に構
築した構造物６の傾斜状態や沈下を防止し、当該構造物
６の所定に機能の安定化保持を図る技術とされている。

【０００８】而して、当該コンパクショングラウチング
工法は図９に示す様に当該低スランプのモルタルを構成
する素材混合プラント１０において、ダンプトラック１
９により固化材としてのセメント２０、及び、礫、砂、
粘土等を最適に配合した骨材２１がバックホー２３等に
より、ホッパ２４、２５、２５´ 等に所定量供給され
更に、当該混合プラント１０にあっては、水タンク２
６が具備され、随伴的に搬入セットされ、各モルタルの
素材はスクリュウータイプのミキサー３０により、圧入
プラント１１のポンプ車２８のポンプホッパー２９に導
入されて、所定に均質状態に混合攪拌されて、ポンプ４
４を介し、注入ホース３１を介し、注入ロッド４から当
該所定の軟弱地盤３´ 内の所定地層部位に塊状タイプ
の造成体５を積層状に相接合形成するようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】而しながら、当該新規
なコンパクショングラウチング施工にあってはモルタル
が低スランプ（０〜１０cm等）であるために、従来の薬
液注入工法等に比して注入ロッド４までポンプ４４から
送給する注入ホース３１の長さは１００メートルを超え
る長距離輸送等では圧損が大きく、したがって、精々６
０メートル前後の長さしか設計態様が取れないネックが
あった。

【００１０】又、当該施工プラントの設計態様に自由度
が低いというネックがあるのみならず、コンパクション
グラウチング施工においては、加えて次のような問題が
あった。

【００１１】即ち、当該新規なコンパクショングラウチ
ング施工においては前述した如く、低スランプのモルタ
ルが流動性が極めて低く、長工程の注入ホース３１が用
い難い点もあり、又、その中途に於いて流量や圧力を検
出するための流量計や圧力計も低スランプのモルタルの
故に適当なものが無く、最適経済性に見合うコンパクシ
ョングラウチング施工が出来ないという欠点があった。

【００１２】又、前述した如く地盤の液状化現象や不等
沈下防止等に画期的な効果がある当該コンパクショング
ラウチング工法の真価が近時認められるようになり、施
工実績も増大すると、その施工システム、施工管理にお
いて、モルタルの最適管理システムによる注入が強く求
められる状況になってきた。

【００１３】そして、又、かかる低スランプのモルタル
に対する流量計や圧力計等の装置類も精密なものが案出
されて実用化可能になってきており、したがって、コン
パクショングラウチング施工の最適注入のコンパクショ
ングラウチングの施工管理装置によるシステムの現出が
強く望まれていた。

【００１４】而しながら、前述した如く、コンパクショ
ングラウチング施工技術は前記特許第２７４３２３２号
等限られた新規な施工であるために、最適注入施工が行
える管理システムはその強い潜在的な要望があるにもか
かわらず、その現出がされていない難点があった。

【００１５】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来態様の
薬液注入工法等に代わって、施工成績のよいコンパクシ
ョングラウチング工法のメリットを充分に生かしなが
ら、最適効率の施工を経済的に充分に見合うようにして
行えるようにし、しかも、その注入の制御管理がリアル
タイムで行えるようにもし、又、適用対象の地盤の性情
にマッチングする最適注入がディスプレイを介して直接
的に目視、或いは、記録が行えるようにして、建設産業
における土木技術利用分野に益する優れたコンパクショ
ングラウチング管理システムを提供せんとするものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述目的に沿い、先述特
許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は低ス
ランプのモルタルにより、地盤中にコンパクショングラ
ウチングの注入施工を行うに際し、施工中の該モルタル
の注入の状態をリアルタイムで測定して最適注入量をコ
ントロールするようにするコンパクショングラウチング
管理装置であって、注入ロッドの直前注入ホースにて注
入するモルタルの流量と圧力がリアルタイムで計測して
ビューレコーダー等のデイスプレイに直接的に視認可能
に表示すると共にチャート式の記録紙やファイル形式の
デジタル方式で記録して注入状況を監視するようにする
ことを基幹とし、而して、上記モルタルの注入量、及
び、注入圧をコンピューターに入力して、最適データに
注入ポンプの稼働状態に集中的にコントロールするよう
にし、又、上記注入ロッドの地盤表面から該注入ロッド
での注入ホースの圧損を予め実測値からデータ化してお
き、実注入稼働に際し、当該圧損を補正した圧力表示を
行うようにもするようにした技術的手段を講じたもので
ある。

【００１７】

【作用】而して、上述構成において、低スランプ（０〜
１０cm等）のモルタルを用いて地盤の液状化現象防止や
不等沈下防止等の為にコンパクショングラウチング施工
を行うに際し、各ホッパーに貯留した砂や礫や細粒分か
ら成る骨材等をミキサーに混合するのを介し、所定長さ
の注入ホースを介し、注入ロッドに供給し、その先端か
ら地盤中に塊状タイプの造成体を積層状に圧入させて、
周囲地盤を圧縮して、地盤改良を行うに際し、圧送ポン
プから注入ロッドの基端部までの部位に圧力検出メータ
ーと流量検出メーター等の施工管理装置を設置し、検出
データを瞬時、或いは、累計的にビューレコーダー等の
ディスプレイ装置に入力して目視するとともに、チャー
ト式の記録紙やファイル形式のデジタル方式により記録
し、フロッピーディスク等を介し、パソコンに入力して
リアルタイムに注入するモルタルの量を検出し、コンパ
クショングラウチング施工を行い、又、最適注入のモル
タル量に修正するようにポンプ稼働を操作し、最適注入
効果が現れるようにし、施工能率も良く、経済的にも充
分にみあうようにし、その際、注入ロッド内における圧
損等は予め実測データーや試験施工等によりデータ化さ
れたものを用いて注入ロッド先端での注入圧力を補正す
るようにし、高施工能率で設計通りのコンパクショング
ラウチングシステムが合理的に又、信頼性高く、高精度
で出来るようにしたものである。

【００１８】

【発明が実施しようとする形態】次ぎにこの出願の発明
の実施しようとする形態を１実施例の態様として図１乃
至６を参照して説明すれば以下の通りである。

【００１９】尚、第７図以下の図面態様と同一態様部分
は同一符号を用いて説明するものとする。

【００２０】図示実施例の態様は図７以下に示すコンパ
クショングラウチング施工の液状化現象防止、或いは、
軟弱地盤改良の態様である。

【００２１】そして、この出願の発明においては、軟弱
地盤３´ に対するコンパクショングラウチング工法を
施工するに際し、低スランプ（０〜１０cm等）のモルタ
ルのコンパクショングラウチング施工を行うに際して
の、図１に於いて素材としての混合プラント１０は前記
図９に示した態様と同一のものを用いることが出来るも
のであり、固化材としてのセメント２０、及び、砂や礫
や細粒分２１がバックホー等２３により、混合プラント
１０中のホッパー２４，２５，２５´ に所定量供給貯
留されており、又、該ホッパー２５´ の横には、水タ
ンク２６が装備されており、ジェネレーター車２７には
管理システム計装品を装備されている態様であり、各ホ
ッパー２４，２５，２５´ は、ジェネレーター２７に
電気的に接続されている。

【００２２】又、当該図１に示すポンプホッパー２９に
注入ホース３１を介して、注入ロッド４が予め、地盤３
´ 内に削孔して嵌入されており、又、該ホース３１近
くには施工管理装置４５が介装されている。

【００２３】即ち、該施工管理装置４５以外は図９に示
す在来態様を用いることが出来るものである。

【００２４】而して、注入ロッド４の基端部に接続され
ている注入ホース３１の所定部位（に設置した施工管理
装置４５のケーシング内）には図２に示す検出ボックス
４８が介装されている。

【００２５】そして、該検出ボックス４８には注入ロッ
ド３１に前後して周公知の電気式歪計タイプの圧力検出
メーター４９が設けられ、又、その後段には電気式の周
公知の流量検出メーター５０が介装されている。

【００２６】而して、当該圧力検出メーター４９、及び
流量検出メーター５０は近時開発された周公知の電気歪
計タイプのものであり、注入ホース３１に介装されてお
り、該注入ホース３１内を圧送される低スランプモルタ
ルの圧力、及び流量を直ちに正確に検出出来るものが用
いられているものである。

【００２７】而して、該圧力検出メーター４９により検
出されたモルタルの検出データは変圧変換器５１を介し
て、記録計としての液晶ビューレコーダー４７に電気的
に接続されている。

【００２８】又、後段の流量検出メーター５０により、
注入ホース３１内を圧送される低スランプのモルタル内
の流量検出データは同じく、液晶ビューレコーダー４７
に電気的に入力されるとともに、流量計ボックス４５内
に設けた所定カウンタ５２に電気的に接続され、流量パ
ルス５３を該設定カウンタ５２に入力するようにされて
いる。

【００２９】尚、該流量検出メーター５０から液晶ビュ
ーレコーダー４７に接続されているリードケーブルには
瞬時流量５４が入力されるようにされている。

【００３０】又、５５は起算カウンターとしてのパラメ
ータで上記流量検出メーター５０からの流量パルス５３
から分岐した流量パルスを入力するようにされると共
に、パルス信号５６を液晶ビューレコーダー４７に入力
するようにされている。

【００３１】又、設定カウンタ５２はブザー５７に接続
されると共に、ステップ信号５８を液晶ビューレコーダ
ー４７に入力することが出来るようにされている。

【００３２】而して、これらの流量メーターボックス４
５内の電気計装はこの出願の発明の出願の時点において
同業者にとり、何ら困難性が無く、設計し得るものであ
る。

【００３３】このようにされることにより、注入ホース
３１内を圧送される低スランプのソイルモルタルは圧力
検出メーター４７、及び流量検出メーター５０により、
リアルタイムで液晶ビューレコーダー４７に表示され、
作業員が注入ホース内を流過する低スランプモルタルの
流過状態を視認監視することが出来、予め用意したプロ
グラムに沿っての注入ホース３１、即ち、注入ロッド４
内に注入される低スランプのモルタルの量と比較して、
該液晶ビューレコーダー４７と電気的に接続されている
パソコン４６を操作することにより圧送ポンプ４４の稼
働状態をリモートコントロール的に操作して、実体的に
設計注入量に調整することが出来る。

【００３４】又、該液晶ビューレコーダー４７に入力さ
れた圧力検出リアルタイムと流量検出データはフロッピ
ーディスク１９に記録されて、パソコン４６を操作する
ことにより、次段以降のコンパクショングラウチング施
工データとして有効に利用することが出来る。

【００３５】したがって、この出願の発明においては注
入ロッド４を介し、地盤３´ 内に低スランプのモルタ
ルの注入量をリアルタイムで監視し、パソコン４６を介
し、直ちに設計通りの流量にリモートコントロール的に
操作して設計通りの最適注入量にすることが出来、設計
通りの信頼性の高い地盤改良施工が行われる。

【００３６】尚、正確を期するためには検出する圧力デ
ータや流量データは注入ロッド４により造成体５の注入
部位に於いて検出することが望ましいが、実際の施工に
おいて機構学的に無理であり為に、該注入ロッド４内に
於ける圧損は設計通りの造成体５の形成には役立たない
が為に、予め試験施工等において得た実測データをプロ
グラムしておいて、検出ボックス４８から注入ロッド４
の造成体５の注入部位までの補正データをパソコン４６
を介し、補正して注入するように注入ポンプ４４をリモ
ートコントロールする。

【００３７】このようにすることにより注入ロッド４に
よる地盤３´ 内に造成されるブロック５は相互接合状
態において、設計通りの正確な信頼性の高い形成状態を
構築出来、効率良く、施工精度をあげることができる。

【００３８】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えばモルタル
注入ホース３１にモルタルを圧送するポンプ４のリモー
トコントロール操作については設定カウンタ１２から直
接出力操作等する種々の態様が採用可能である。

【００３９】又、この出願の対象とするコンパクション
グラウチング施工は地盤の液状化現象防止施工や不等沈
下防止ばかりではなく、堤体や擁壁保護の為の強固な地
盤強度保持の為の施工等にも利用しうることは勿論のこ
とである。

【００４０】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に近時脚光を浴び、クローズアップされて、新規な地盤
改良工事として用いられているコンパクショングラウチ
ング施工において、地盤内に貫入した注入ロッドから地
盤内に注入する低スランプ（０〜１０cm等）のモルタル
を注入ホース、及び、該注入ロッドを介して、注入する
プロセスにおいて、リアルタイムに輸送するモルタルの
圧力や流量を検出し、目視すると共に記録することによ
り、設計上設定された注入量に一致させるべく注入ポン
プの集中操作をリモートコントロール的に制御出来、し
たがって、確実な設計通りの地盤改良効果や地盤修正効
果を奏することが出来るという優れた効果が奏される。

【００４１】そして、注入ホースを流過する低スランプ
のモルタルのリアルタイムの検出データのディスプレイ
表示やデジタル記録を行う管理システムとすることが出
来る為に、低スランプモルタルの注入の中途において設
計通りのモルタルの注入量を圧送する注入ポンプをリモ
ートコントロール操作することが出来るために設計通り
の正確な信頼性の高い改良が行われる効果がある。

【００４２】又、注入ロッドに接続する注入ホースの所
定部位に施工管理装置を設けることにより、注入ロッド
内における圧損などの補正を要することが実測により得
られたデータからパソコンを介し、注入ロッドを介して
設計通りの補正されたモルタルの地盤内への注入が出
来、この点からも通常の機械装置の高精度の製作と同様
な地盤改良施工が精密に行われるという優れた効果が奏
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の管理システムの概略機構図で
ある。

【図２】検出システムの回路図である。

【図３】コンパクショングラウチング施工の一般基本態
様の部分断面図である。

【図４】同コンパクショングラウチング施工の他の態様
の断面図であり、（イ）は地盤強度保持の横断面図であ
り、（ロ）は地上構造物に対する安定化工法の横断面図
である。

【図５】従来態様のコンパクショングラウチング施工シ
ステムのプラントの概略図である。

【符号の説明】

４ 注入ロッド ３１ 注入ホース １６ コンピューター（パソコン） ４４ 注入ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 将美 東京都文京区後楽１丁目２番７号 三信建 設工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AB01 AC05 CA01 CA09 CB03 CD02 FA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低スランプのモルタルにより、地盤中にコ
   ンパクショングラウチングの注入施工を行うに際し、施
   工中の該モルタルの注入の状態をリアルタイムで測定す
   るコンパクショングラウチング施工管理装置において、
   注入するモルタルの流量と圧力をリアルタイムで計測し
   て表示すると共に記録して注入状況を監視するようにす
   ることを特徴とするコンパクショングラウチング施工管
   理装置。
2. 【請求項２】リアルタイムで得られる上記モルタルの注
   入量、及び、注入圧の情報により注入ポンプの操作を集
   中的にコントロールすることを特徴とする請求項１記載
   のコンパクショングラウチング施工管理装置。
3. 【請求項３】注入ロッドの先端から該注入ロッド、及
   び、注入ホースを経て施工管理装置に至る経路の圧損を
   予めデータ化しておき、実注入稼働に際し、当該圧損を
   補正した注入圧力を表示するとともに記録することを特
   徴とする請求項１記載のコンパクショングラウチング施
   工管理装置。