JP2002038463A - 地盤改良工法の施工状態を表示する装置 - Google Patents
地盤改良工法の施工状態を表示する装置Info
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Abstract
示する装置では一目で施工状態を把握することは困難で
あった点を解消し、管理項目を管理し易い項目に変換す
ると共に、表示形態も変えて瞬時に正確に施工状態を管
理することができるようにする。 【解決手段】所定の単位に区分して表示された深度を一
方の軸とし、その深度毎の固化材添加量を他方の軸とし
て表示された棒グラフと、深度毎の攪拌翼による攪拌混
合回数を他方の軸として表示された棒グラフと、掘進攪
拌抵抗値(仕事量)を他方の軸として表示されたグラフ
とを同時に同一画面上に表示し、固化材添加量と攪拌混
合回数の各グラフにそのグラフの数値を示す欄を設け、
該欄には所定の単位に区分して表示された深度毎の各数
値を表示する。好ましくは、前記各グラフには、管理基
準値を示すラインを表示し、そのラインの一端に管理基
準値の数値を表示する欄を設ける。
Description
固化材等と水を混練したミルクを注入し、地盤と前記ミ
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
処理工法等の地盤改良工法の施工状態を表示する装置に
関するものである。
機が用いられており、この地盤改良機は、図11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および攪拌軸3と一体に連結された攪拌
ヘッド6を回転させて掘進し、攪拌ヘッドにより地盤と
セメントミルクなとの固化材の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などの固化材のミ
ルク11は、主に掘進時に攪拌軸3の中空部を通して攪
拌ヘッド6の先端より地盤に吐出される。
る施工管理法として、攪拌軸3の掘進・引上げ速度V
(深度D/時間t)と、スラリー(セメントミルクなど
の固化材のミルク)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た。そして、これらの値は、デジ
タル量で表示されると共に、図12に示すように、線グ
ラフで施工状態がモニターに表示されるに過ぎなかっ
た。
深さが事前の土質調査により得られた地盤構造や地盤の
硬さなどの土質調査結果を基に判断され、予め必要深さ
は決定されていた。そのため、施工に当たっては、その
最深深度に到達したか否かを判断する情報をモニターに
表示する必要はなく、単に深度のみをデジタル表示する
のみで充分であった。
度V・スラリー吐出量Q・攪拌軸の回転数Rを個々に測
定する方法では、攪拌翼の攪拌軸の昇降速度Vにより掘
進速度や引き上げ速度が判明するが、これらの速度とス
ラリー吐出量や回転数を表示装置に表示できるに過ぎ
ず、これだけの情報で地盤改良の施工時の施工状態を管
理するのは熟練を必要とし、一目で施工状態を把握する
ことは困難であった。
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、地盤改良部の底面の
一部が支持層に乗り、一部は軟弱地盤層にとどまってい
る状態も予想される。このような場合、地盤を改良する
ことにより鉛直支持力を期待する設計においては、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
ながることになるが、上記の攪拌翼の攪拌軸の昇降速度
V・スラリー吐出量Q・攪拌軸の回転数Rを個々に測定
する方法では、攪拌翼の攪拌軸の昇降速度Vにより掘進
速度や引き上げ速度が判明するだけで、地盤改良部の底
面の一部が支持層に達しているか否かの情報を表示する
ことは不可能であった。
表示する装置では一目で施工状態を把握することは困難
であった点を解消し、管理項目を管理し易い項目に変換
すると共に、表示形態も変えて瞬時に正確に施工状態を
管理することができる施工状態を表示する装置を提供す
ることにある。
地盤改良工法による施工状態を表示する装置において、
少なくとも、所定の単位に区分して表示された深度を一
方の軸とし、その深度毎の固化材添加量を他方の軸とし
て表示された棒グラフと、所定の単位に区分して表示さ
れた深度を一方の軸とし、その深度毎の攪拌翼による攪
拌混合回数を他方の軸として表示された棒グラフと、深
度を一方の軸とし、掘進攪拌抵抗値を他方の軸として表
示されたグラフ(例えば、深度を一方の軸とし、掘進攪
拌抵抗値(仕事量)を他方の軸として表示された折れ線
グラフ、あるいは所定の単位に区分して表示された深度
を一方の軸とし、その深度毎の掘進攪拌抵抗値(仕事
量)を他方の軸として表示された棒グラフ)とが同時に
同一画面上に表示されると共に、少なくとも、表示され
た固化材添加量と攪拌混合回数の各グラフにはそのグラ
フの数値を示す欄が設けられており、該欄には所定の単
位に区分して表示された深度毎の各数値が表示されてい
ることを特徴とする。
おいて、固化材添加量の棒グラフと、攪拌混合回数の棒
グラフと、掘進攪拌抵抗値(仕事量)のグラフには、管
理基準値を示すラインが表示され、そのラインの一端に
は管理基準値の数値を表示する欄が設けられていること
を特徴とする。
おいて、所定の単位に区分して表示された深度における
固化材添加量または攪拌混合回数が管理基準値に達せず
に深度が増した場合に警報を発する信号が画面の所定の
箇所に表示されることを特徴とする。
は3の装置において、掘進されている深度が棒状グラフ
形式で画面に表示されることを特徴とする。
または4の装置において、少なくとも、施工中の時点の
共回り防止翼の回転数・施工中の時点の掘削攪拌ロッド
回転数・施工中の時点の深度を示す各数値が画面の所定
の箇所に表示されていることを特徴とする。
おいて、少なくとも、施工中の時点の固化材液の必要吐
出量・施工中の時点の積算吐出量を示す各数値が画面の
所定の箇所に表示されていることを特徴とする。
る装置は上述のものであるが、施工時に施工状態を目に
見える形で一元的に管理するために、具体的には次の3
項目を主要な管理項目にしている。 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)を所定
の単位深度毎に表示させ、適量の固化材が投入されて施
工していることを監視する。 所定の深度区間毎の攪拌混合回数[回/m]を表示
させ、投入した固化材が良好に地盤土と混合されている
ことを監視する。 攪拌ヘッド先端の地盤の硬さを測定し、その攪拌ヘ
ッドの仕事量を算出し、この仕事量[kJ/m]を表示
させ、地盤改良部の底面が支持層に達して施工されてい
ることを監視する。
盤改良の管理装置は、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、この攪拌翼を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(固化材であるセメ
ントと添加材など)と水を混合して製作した固化材液
(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、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、前記攪拌翼
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排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]を計測する時間計測器と、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、演算装置
で得られた結果を表示する表示部を備えている。
深度から所定深度区分毎に地盤中に投入される固化材添
加量WC [kg/m3 ]、攪拌混合回数N[回/m]、
仕事量[kJ/m]を演算することもでき、これらの結
果からその数値をデジタル表示させたり、グラフ化する
機能も有する。また、必要に応じ警報ランプを点滅させ
ることなど他の機能も有する。
/m3 ]は、例えば、セメントミルクの吐出量Q[L/
分]・改良径に基づく改良円の面積S[m2 ]・セメン
トミルクに含まれる固化材量C[kg/L]・時間当り
の掘進速度M[D/分=m/分]から演算される。即
ち、(Q×K)/(S×M)で算出される。
m]は、攪拌ヘッドの深度D・掘進速度(もしくは引上
速度)V(これはDから算出される)・攪拌翼の回転数
R[回/分]・攪拌ヘッドの羽根枚数nを用いて演算で
きる。即ち、掘進時(及び/又は引上時)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[回/m]が得られる。即ち、掘進時
の所定の単位深度毎の攪拌混合回数N1 は(n×掘進時
の軸回転数R1 ÷掘進速度V1 )で算出される。引上時
の攪拌混合回数を加算する場合は、所定の単位深度毎の
攪拌混合回数Nとして掘進時の数値と引上時の数値を加
算するようにすればよい。
れた電流値Aから空転時の電流値A 0 引き算した数値に
実効電圧値Vと1m掘進に要した時間[秒/m]とを乗
じた値に更に力率その他の補正係数を乗じることにより
算出できる。
た検出器で検出された深度D[m]・回転数R[回/
分]・吐出量Q[L/分]・時間t及び攪拌ヘッドの駆
動モータの電流値等が直接入力され、地盤中に投入され
る固化材添加量を所定の深度区間毎に表示可能となると
共に、所定の深度区間毎の攪拌混合回数も表示でき、さ
らに前記の電流値等から攪拌ヘッドの仕事量W[kJ/
m]も出力可能な演算処理装置を使用することにより、
請求項1記載の施工状態を表示する装置が所要の表示を
行うことが可能となっている。
工状態を表示する装置の表示例を図示して説明するが、
その前に地盤改良工法の一例である深層混合処理工法に
おける施工管理装置の全体構成を図1に示す。図2はそ
の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。
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現象、いわゆる土の共
回り現象を防止するためのものであり、共回り防止翼の
先端が掘削孔壁の外側に挿入されることにより土中内に
おいて回転しないように攪拌軸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。 深度検出器14からの深度Dと、施工時間を計測す
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、掘進攪拌抵抗値
W[kJ/m]を算出する。 掘進攪拌抵抗値(仕事量)Wが支持層管理設定値W
th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。 深度Dまたは昇降速度Vと、吐出量検出器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 [k
g/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、警報装置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。データ表示器21の施工中の
表示図面の説明については後述するが、図3,図4,図
5に示した図面が表示装置の例である。
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。
全てが遠隔操作盤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・複写することも
可能である。この場合、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
を行うことも可能である。
述のデータ表示器21に表示される画面について以下に
詳述する。
も示されているように、所定の単位に区分して表示され
た深度を一方の軸とし、その深度毎の固化材添加量を他
方の軸として表示された棒グラフと、所定の単位に区分
して表示された深度を一方の軸とし、その深度毎の攪拌
翼による攪拌混合回数を他方の軸として表示された棒グ
ラフと、深度を一方の軸とし、掘進攪拌抵抗値を他方の
軸として表示された折れ線グラフとが同時に同一画面上
に表示されると共に、表示された固化材添加量と攪拌混
合回数あるいは掘進攪拌抵抗値の各グラフにはそのグラ
フの数値を示す欄が設けられており、該欄には所定の単
位に区分して表示された深度毎の各数値が表示されてい
る。図5では、所定の単位に区分して表示された深度を
一方の軸とし、その深度毎の掘進攪拌抵抗値を他方の軸
として表示された棒グラフである点が図3や図4と異な
るが、上記した固化材添加量および攪拌混合回数は図3
や図4と同じである。
の下方に0〜10mまでの深度軸が設けられ、更に仕事
量と攪拌混合回数の間に深度を示す欄がある。その深度
毎に固化材添加量が棒グラフとして示され、その右側欄
にその棒グラフに示された数値が示されている。また、
攪拌翼による攪拌混合回数は攪拌混合回数として表示さ
れているが、その深度毎の攪拌翼による攪拌混合回数が
棒グラフとして示され、その右側欄にその棒グラフに示
された数値が示されている。更に、その深度毎の掘進攪
拌抵抗値(仕事量)は折れ線グラフとして示されてい
る。
異なるが、上段に深度と記された欄の下方に0〜約13
mまでの深度軸が設けられ、その深度毎に固化材添加量
が棒グラフとして示され、その右側欄にその棒グラフに
示された数値が示されている。攪拌翼による攪拌混合回
数は攪拌混合回数として表示されているが、その深度毎
の攪拌翼による攪拌混合回数が棒グラフとして示され、
その右側欄にその棒グラフに示された数値が示されてい
る。仕事量の表示方法は図3や図4と異なり、棒グラフ
で示され、現在掘削中の深度における仕事量が黒く示さ
れている。また、図5ではその右側欄にその棒グラフに
示された数値が示されている。
分して表示された深度を一方の軸とし、その深度毎の固
化材添加量を他方の軸として表示された棒グラフと、所
定の単位に区分して表示された深度を一方の軸とし、そ
の深度毎の攪拌翼による攪拌混合回数を他方の軸として
表示された棒グラフと、深度を一方の軸とし、掘進攪拌
抵抗値を他方の軸として表示されたグラフ(例えば、深
度を一方の軸とし、掘進攪拌抵抗値を他方の軸として表
示された折れ線グラフ、あるいは所定の単位に区分して
表示された深度を一方の軸とし、その深度毎の掘進攪拌
抵抗値を他方の軸として表示された棒グラフ)とが同時
に同一画面上に表示されると共に、少なくとも、表示さ
れた固化材添加量と攪拌混合回数の各グラフにはそのグ
ラフの数値を示す欄が設けられており、該欄には所定の
単位に区分して表示された深度毎の各数値が表示されて
いることが本発明の表示装置では必須である。
目である所定深度毎の固化材添加量、混合状態(即ち、
攪拌混合状態)がグラフにより一目瞭然となるばかり
か、その数値も知ることができ、同一の画面の仕事量の
変化により、即ち仕事量の値により所定指示地盤まで掘
進したことを同時に知ることができ、地盤改良部の底部
が所定の深さまで造成されていることが極めて明瞭に管
理することができる。
れているように、表示された各グラフに管理基準を示す
ラインを付しておくと、施工が目標値以上を達成してい
るか否かを極めて簡単に一瞥して判明する。また、その
下方にはその管理目標値が数値で表示され、管理値自体
も同時に確認することができる。
00[kJ/m]であり、その上部の黒塗り三角印の上
部に仕事量の管理目標を示す破線が付されている。図3
における攪拌混合回数の管理目標値は、図2に示した攪
拌ヘッドの形状から判明するように浅い深度では多段の
攪拌翼が通過可能であり、そのために管理目標値は45
0[回/分]であるが、掘削が完了する最深部ではこの
攪拌ヘッドの形状では多数の翼による攪拌混合は不可能
であり、そのときの管理目標値は300[回/分]とし
てきる。図3における固化材添加量の管理目標値は25
0[kg/m3]である。
が、所定の管理目標値に達していない項目が深度区分の
ある領域で発生した場合、即ち、所定の単位に区分して
表示された深度における固化材添加量や攪拌混合回数が
管理基準値に達せずに深度が増した場合に警報を発する
信号が所定の箇所に表示されるようにすると施工ミスを
確実に予防することができる。
足する場合には、回転回数[回/m]と記されたセルが
赤く表示されることによって警告を発信する。例えば、
固化材添加量が不足する場合も固化材添加量[kg/m
3 ]と記されたセルが赤く表でされることによって警告
を発信する。また、画面の警報信号と共に音声による警
報を発することもある。
れ、図5では固化材添加量の棒グラフの左側に示されて
いるように、掘進されているところまでの深度を棒状形
式で示すと、現在掘削中の深度を視覚的に認識すること
ができる。なお、この深度の棒状形式において地表部近
くが白く示されているのは、固化材液を注入しない空掘
りの範囲を示している。なお、図5において、棒状形式
で示された深度において8.4mの位置に太線が示され
ているのは、設計で決められた深度であり、現在施工中
の地盤では当初予想していなかった地層の変化、即ち、
支持層が傾斜しており、7.42mの所に支持層が存在
しており、このことは仕事量の変化により確認できる。
くとも施工中の時点の共回り防止翼の回転数・施工中の
時点の掘削攪拌ロッド回転数・施工中の時点の深度を示
す各数値が表示されている。なお、図4の例では、右上
欄に共回り軸回転数と共回り防止翼の回転数が示され、
その時点の回転数は22回と表示され、共回り防止翼が
軸と共に回転していることを示している。この回転数
は、共回り防止翼の回転数が零近辺であり異常値であ
り、当然に警告ランプが共回り軸回転数[rpm]と記
されているセルが明るくなって異常自体であることを知
らせている。しかし、これは深度が−0.06mの時、
即ち施工が終了し、掘削ヘッドを地上に引き上げた状態
であり、施工中の状態ではない。施工中の状態を示す図
3や図5においては、そのような共回り防止翼が回転軸
とともに回転する現象は認められない。
転数が軸回転数と表示され、前記の共回り回転数の左側
に数値が表示されている。更に、その左側の欄、即ち攪
拌混合回数の現在値、電流値、速度(掘進引上速度)の
数値を表示する欄がある左側の欄に、掘削ヘッドの現在
の深度を示す欄が設けられている。
なくとも施工中の時点の固化材液の必要吐出量・施工中
の時点の積算吐出量をしめす各数値が表示されている。
即ち、図5においては、固化材液(セメントミルク)の
必要吐出量は必要吐出量として示され、113[L/
分]と表示されている。積算吐出量は、積算流量と表示
され、1300[L/分]と表示されている。このよう
に表示すると、セメントミルクプラント(図1ではプラ
ント11として表示している。)の使用量が把握でき
る。
についての説明を終了し、実際の施工手順などについて
簡単に説明する。
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回数の確認等を行っている。
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 ]を算出することも可能
である。また、各単位掘進長区間(本実施例では0.5
m)毎に固化材添加量WC が設定値WCt h 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調整する。また、昇降速度Vに応じ
てスラリーポンプ12を自動制御あるいは調整し、固化
材添加量WC が設定値WCt h 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単位掘進長区間の修正施工を行
う。固化材添加量の設定値は、図8に示した各種地盤に
対する固化材添加量と、そのときの平均強度に基づいて
その施工現場で必要とされる設計値が設定される。
法は以下によってもよい。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 ’[k
g/分]を求める。ここで、添加材等を使用しない場合
には、B=0となり、(1)式を用いて固化材投入量W
C ’を算出することができる。
間の体積で除し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[m
2 ]とすれば、WCは、次式で求めることができる。
る。所要固化材添加量(設定値)が300kg/m3 の
場合、例えば改良径1mで単位掘進長1m当りに必要と
なる固化材投入量は236kgとなる。単位区間1mの
うち0.5m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100kgだとすると、設定値より18
kg不足していることになる。この場合は、不足分の1
8kg分を加算した固化材量136kgを残りの0.5
mで投入すればよい。この場合、残りの0.5m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42を自動制御あるいは調整し、1m当りにおける
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・調整を管理区間長内(この例では0.5
m)で行う。なお、このような不良区間における単位区
間1mのうち上部が固化材量不足、下部が固化材量過大
となるが、この程度の区間距離では上下方向に十分に攪
拌混合されるため強度不足となることはない。なお、単
位区間距離が2単位を越える領域で固化材量の過不足を
生じる場合、このような不良区間は再施工されるのが原
則である。
必要吐出量Qが100L/分の場合、単位単位掘進長区
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、警報装置23より警報音が発せられてもよ
く、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
7参照)、確実な固化材添加量管理を行うことができ
る。 (ii)掘進攪拌抵抗値 掘進工程において、攪拌ヘッド6の掘進速度V(1m掘
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、および必要により警報
装置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(2)式による。図10に示すよう
に、掘進攪拌抵抗(仕事量)の実測値は地盤のN値の測
定結果と挙動が似ていることが確認されている。
攪拌軸3の回転数Rと、攪拌ヘッド6の羽根枚数nか
ら、各単位掘進長区間(本実施例では0.5m)毎の攪
拌回数Nを算出する。また、この算出された攪拌回数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回数の基準値Nthを満足している
かの判定を行う。ある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、必要ならば警報装置23より警報音が発せら
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34を引下げ、再度攪拌混合を行うことにより
(図7参照)、攪拌回数の確保を確実に行うことができ
る。攪拌回数Nは、掘進時および引上時のある区間にお
ける羽根の合計通過回転数より求まり、次の(3)式に
よる。なお、攪拌回数Nの基準値は、図9に示すよう
に、改良対象土質毎に試験施工を行い、攪拌回数と一軸
圧縮強さのばらつきの関係を調査した結果より図9(b)
に示すように決定している。
2(b) に例示するように、攪拌ヘッド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ON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2
1・警報装置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。
工法による施工状態を表示する装置において、少なくと
も、所定の単位に区分して表示された深度を一方の軸と
し、その深度毎の固化材添加量を他方の軸として表示さ
れた棒グラフと、所定の単位に区分して表示された深度
を一方の軸とし、その深度毎の攪拌翼による攪拌混合回
数を他方の軸として表示された棒グラフと、深度を一方
の軸とし、掘進攪拌抵抗値(仕事量)を他方の軸として
表示されたグラフとが同時に同一画面上に表示されると
共に、少なくとも、表示された固化材添加量と攪拌混合
回数の各グラフにはそのグラフの数値を示す欄が設けら
れており、該欄には所定の単位に区分して表示された深
度毎の各数値が表示されていることにより、一目で施工
状態を把握することが可能であり、瞬時に正確に施工状
態を管理することができる。即ち、グラフにより施工管
理の必要事項が視覚的に状況把握できると共に、数値の
確認も同時にできる。それと同時に地盤改良部の底部が
指定の深さまで造成されていることが極めて容易に確認
できる。言葉を変えて表現すると、上記のように表示さ
れると管理の必須の項目である所定深度毎の固化材添加
量、混合状態(即ち、攪拌混合回数)がグラフにより一
目瞭然となるばかりかその数値も知ることができ、同一
の画面の仕事量の変化により、即ち仕事量の値により所
定支持地盤まで掘進したことを同時に知ることができ、
地盤改良部の底部が所定の深さまで造成されていること
が極めて明瞭に管理することができる。
装置において、固化材添加量の棒グラフと、攪拌混合回
数の棒グラフと、掘進攪拌抵抗値(仕事量)のグラフに
は、管理基準値を示すラインが表示され、そのラインの
一端には管理基準値の数値を表示する欄が設けられてい
ることにより、施工が目標値以上を達成しているか否か
を極めて簡単に一瞥して判明する。また、その下方には
その管理目標値が数値で表示され、管理値自体も同時に
確認することができる。
装置において、所定の単位に区分して表示された深度に
おける固化材添加量または攪拌混合回数が管理基準値に
達せずに深度が増した場合に警報を発する信号が画面の
所定の箇所に表示されることにより、所定の管理目標値
に達していない項目が深度区分のある領域で発生した場
合、即ち、所定の単位に区分して表示された深度におけ
る固化材添加量や攪拌混合回数が管理基準値に達せずに
深度が増した場合に警報を発する信号が所定の箇所に表
示されるので施工ミスを確実に予防することができる。
2または3の装置において、掘進されている深度が棒状
グラフ形式で画面に表示されることにより、現在掘進し
つつある深度を視覚的に把握することができると共に、
同一画面で同時に前記の管理の必須の項目である所定深
度毎の固化材添加量、混合状態(即ち、攪拌混合回数)
がグラフにより一目瞭然となるばかりかその数値も知る
ことができ、同一の画面の仕事量の変化により、即ち仕
事量の値により所定支持地盤のまで掘進したことを同時
に知ることができ、地盤改良部の底部が所定の深さまで
造成されていることが極めて明瞭に管理することができ
る。
2,3または4の装置において、少なくとも、施工中の
時点の共回り防止翼の回転数・施工中の時点の掘削攪拌
ロッド回転数・施工中の時点の深度を示す各数値が画面
の所定の箇所に表示されていることにより、共回り防止
翼の回転状況や掘削攪拌ロッド回転状況や深度の値を同
一の画面で簡単に得ることができる。
装置において、少なくとも、施工中の時点の固化材液の
必要吐出量・施工中の時点の積算吐出量を示す各数値が
画面の所定の箇所に表示されていることにより、同一画
面から、セメントミルクのプラントの使用量等が同時に
把握することができる。
置が適用できる地盤改良機をその管理装置を付して示し
た構成例の一例を示す図である。
であり、(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。
置における画面の一例を示す図である。
置における画面の他の一例を示す図である。
置における画面の更なる一例を示す図である。
ーチャートである。
フである。
ラフである。
の変動係数の関係を示すグラフ、(b) は各種土質に対す
る攪拌混合回数の基準値を示す図である。
ある。
例を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 地盤改良工法による施工状態を表示する
装置において、 少なくとも、所定の単位に区分して表示された深度を一
方の軸とし、その深度毎の固化材添加量を他方の軸とし
て表示された棒グラフと、所定の単位に区分して表示さ
れた深度を一方の軸とし、その深度毎の攪拌翼による攪
拌混合回数を他方の軸として表示された棒グラフと、深
度を一方の軸とし、掘進攪拌抵抗値を他方の軸として表
示されたグラフとが同時に同一画面上に表示されると共
に、少なくとも、表示された固化材添加量と攪拌混合回
数の各グラフにはそのグラフの数値を示す欄が設けられ
ており、該欄には所定の単位に区分して表示された深度
毎の各数値が表示されていることを特徴とする地盤改良
工法の施工状態を表示する装置。 - 【請求項2】 固化材添加量の棒グラフと、攪拌混合回
数の棒グラフと、掘進攪拌抵抗値のグラフには、管理基
準値を示すラインが表示され、そのラインの一端には管
理基準値の数値を表示する欄が設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の地盤改良工法の施工状態を表
示する装置。 - 【請求項3】 所定の単位に区分して表示された深度に
おける固化材添加量または攪拌混合回数が管理基準値に
達せずに深度が増した場合に警報を発する信号が画面の
所定の箇所に表示されることを特徴とする請求項2に記
載の地盤改良工法の施工状態を表示する装置。 - 【請求項4】 掘進されている深度が棒状グラフ形式で
画面に表示されることを特徴とする請求項1,2または
3に記載の地盤改良工法の施工状態を表示する装置。 - 【請求項5】 少なくとも、施工中の時点の共回り防止
翼の回転数・施工中の時点の掘削攪拌ロッド回転数・施
工中の時点の深度を示す各数値が画面の所定の箇所に表
示されていることを特徴とする請求項1,2,3または
4に記載の地盤改良工法の施工状態を表示する装置。 - 【請求項6】 少なくとも、施工中の時点の固化材液の
必要吐出量・施工中の時点の積算吐出量を示す各数値が
画面の所定の箇所に表示されていることを特徴とする請
求項5に記載の地盤改良工法の施工状態を表示する装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000228791A JP3788728B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 地盤改良工法の施工状態を表示する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000228791A JP3788728B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 地盤改良工法の施工状態を表示する装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002038463A true JP2002038463A (ja) | 2002-02-06 |
JP3788728B2 JP3788728B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=18722023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000228791A Expired - Lifetime JP3788728B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 地盤改良工法の施工状態を表示する装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3788728B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014005705A (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Toa Harbor Works Co Ltd | 地盤改良施工に用いる発電機の制御システム |
JP2018066183A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社不動テトラ | 地盤改良装置 |
JP2020169564A (ja) * | 2016-10-19 | 2020-10-15 | 株式会社不動テトラ | 地盤改良装置 |
JP2022021377A (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-03 | エポコラム機工株式会社 | 地盤改良工法施工データ表示システム |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000228791A patent/JP3788728B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP3788728B2 (ja) | 2006-06-21 |
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