JP2008106467A - 電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】改良土層等の撹拌の程度の検査を、施工完了後ではなく、施工中に行うことができる、電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システムを提供する。
【解決手段】改良土層１１は、施工中であり、まだ、固化していない。したがって、電気比抵抗センサー１を自由に改良土層内に挿入できる。同センサーの先端部はコーンに形成され、コーンの先端は改良土層における所望の深度Ｈに位置する。同センサーはロッド２に連結され、更に、ロッド２は他のロッド３に連結され、他のロッド３はコード４を介して測定装置（図示せず）に接続されている。同センサーは、コーンの先端付近に設けられている電極によって改良土層の深度Ｈにおける比抵抗を検出する。測定装置は、この比抵抗に基づいて改良土の撹拌の程度を表示する。撹拌の程度が不十分であれば、所望の値になるまで、撹拌を継続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地盤改良工事における上下地盤等の流動化処理土の撹拌の程度を電気比抵抗センサーを使用して検査する管理システムに関する。

従来の地盤改良工法の一例について本出願前に頒布された刊行物を引用して説明する（例えば、特許文献１参照。）。

この地盤改良工法では、建造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削・排土して所定大きさの空所２２を形成する空所形成作業と、該空所２２内でセメント等の固化材Ｃと水Ｗとを混合・撹拌して固化材混入スラリーを生成する固化材混入スラリー生成作業と、該空所２２内で固化材混入スラリーと先に掘削・排土した土壌Ｓを混合・撹拌して固化材・土壌混合スラリーＳＣを生成する固化材・土壌混合スラリー生成作業とを順次行い、その固化材・土壌混合スラリーＳＣを固化させることによって改良地盤（改良体Ｋ）を構築するようにしている。なお、この地盤改良工法で構築される改良体Ｋは、建造物の基礎が設置される部分ごとに平面視四角形状に形成してもよく、又は各基礎にまたがるように連続壁状態に形成してもよい。なお、改良体を連続壁状態で形成する場合は、適宜長さ（例えば２〜３ｍ）ずつ区分けしながら行うとよい。

空所形成作業では、図５に示すように、建造物の基礎が構築される位置の土壌を掘削機３０を使用して掘削・排土し、その掘削した土壌Ｓを空所２２の近くに盛土しておく。このように、予め空所２２を形成すると、該空所底部の支持地盤の状態を目視又は接触等によって直接確認することができる。なお、形成される空所２２は、地表から比較的浅い範囲に形成されるために、掘削機３０としてバックホーのような比較的簡易な掘削機が使用可能である。又、この掘削機３０は、バケット３１部分に撹拌装置３２を備えており、バケット３１による掘削機能と撹拌装置３２による撹拌機能を兼備している。

形成した空所２２の近くには、固化材Ｃを所定量ずつ分包した複数個の固化材入り袋Ｃａを運んでおく。このようにしておくと、計量しなくても１回当たり何袋分の固化材を投入するかで固化材量を把握できる。又、該空所２２の近くに水管３３の注水口３４を導いておく。なお、水管３３には、バルブ３５と流量計３６が設けられており、流量計３６を見ながら空所２２内に注水するようにすると、正確な量を加水できる。

従来の電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システムについて、本出願前に頒布された刊行物を引用して説明する（例えば、特許文献２参照。）。

図６に示されるように、スライム処理用ポンプ４１のケーシング４２を支持する支持台４３には、電気比抵抗センサー４４が取り付けられ、電気比抵抗センサー４４は計測ケーブル４５に接続される。ポンプ４１の吐出能力は、５０〜６０ｍ^３／時間である。

電気比抵抗センサー４４を取り付ける構造は、Ｌ型アングル材を採用する。

電気比抵抗センサーで得られる比抵抗（Ω・ｍ）とは、場所打ちコンクリート杭などの造成時における孔壁の崩壊防止や地下水の湧出などを防ぐために多く用いられているベントナイト泥水（比重は１．１〜１．４程度）の濃度や砂分量に比例して変化することを利用するもので、一般的に砂分率（量）が増えると、比抵抗は大きくなる。

ところで、従来の土壌・セメント・水・その他を撹拌して固化させることによって構築される改良地盤の撹拌の程度の検査は、次のように行われている。

まず、改良地盤にボーリングによって孔を明ける。次に、孔内の所望の深度の箇所から改良地盤層の試料を取り出す。続いて、試料の撹拌の程度を検査する。

特許第２７８３５２５号公報 特開２００５−３５１１２１号公報

前記従来の改良地盤の撹拌の程度の検査は、セメント等の固化後に行われるので、予め撹拌の程度を調整することができない。

また、特許文献１には、改良地盤の撹拌の程度を検査することについては、開示されていない。

更に、特許文献２には、電気比抵抗センサーを使用する安定液のスライム管理システムについては、開示されているが、改良地盤の撹拌の程度を検査することについては、開示されていない。

そこで、本発明は、改良土層等の撹拌の程度の検査を、施工完了後ではなく、施工中に行うことができる、電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システムを提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。

１．施工中で固化していない流動化処理土層１１における所望の深度まで電気比抵抗センサー１が挿入され、前記電気比抵抗センサーは、前記所望の深度における流動化処理土の比抵抗を検出し、前記電気比抵抗センサーと接続する測定装置は、前記比抵抗に基づいて前記流動化処理土の撹拌の程度を表示し、前記撹拌の程度が、不十分であれば、所望の値になるまで撹拌を継続する電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム。

２．地盤における所望の深度から土壌が取り出されてベッセル９に投入され、
前記ベッセル内で、前記土壌にセメントと水が加えられて撹拌され、流動化処理土が生成され、前記ベッセル内で、電気比抵抗センサー１は、前記流動化処理土の比抵抗を検出し、前記電気比抵抗センサーと接続する測定装置は、前記土壌、前記セメント及び前記水の各重量と共に、前記比抵抗に基づいて前記流動化処理土の撹拌の程度を表示し、前記撹拌の程度が、不十分であれば、所望の値になるまで撹拌を継続する電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム。

明細書の説明から明らかなように、本発明は、次の効果を奏する。

１．本発明は、施工中の固化していない流動化処理土層における所望の深度の流動化処理土の撹拌の程度を検査するので、早期に撹拌の程度を適切に調整することができるという利点を有する。

２．本発明は、電気比抵抗センサー、測定装置及びベッセルの機器を使用して、所期の目的を達成するので、構成が簡素で、また、コストが安価である。

本発明の電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システムの２つの実施例について説明する。

本発明の実施例１について図１を参照して説明する。

図１は、電気比抵抗センサー１が改良土層１１内に挿入されている状態の正面図である。

改良土層１１は、施工中であり、まだ、固化していない。したがって、電気比抵抗センサー１を自由に改良土層１１内に挿入することができる。電気比抵抗センサー１の先端部はコーンに形成され、コーンの先端は改良土層１１における所望の深度Ｈに位置する。なお、改良土層１１の範囲は、改良天端（表面）１１ａから改良底面１１ｂまでである。

電気比抵抗センサー１はロッド２に連結され、更に、ロッド２は他のロッド３に連結され、他のロッド３はコード４を介して測定装置（図示せず）に接続されている。

電気比抵抗センサー１は、コーンの先端付近に設けられている４つで構成された電極（図示せず）によって改良土層１１の深度Ｈにおける比抵抗を検出する。測定装置は、この比抵抗に基づいて改良土の撹拌の程度を表示する。撹拌の程度が不十分であれば、十分になるまで、撹拌を継続する。

なお、電気比抵抗センサー１は、外径２５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、重量２５ｋｇｆ、ロッド２，３は、外径３４ｍｍ、長さ１０００ｍｍである。

本発明の実施例２について図２を参照して説明する。実施例２についての説明は、実施例１と同様な点の説明を省略し、相違する点の説明を行う。

図２（Ａ）は、バックホー５が第１アーム６と第２アーム７を介してバケットミキサー８を改良土層（地盤）１１内に挿入した状態の正面図である。

図２（Ｂ）は、バックホー５がバケットミキサー８を上下左右の両矢印方向に移動して改良土層（地盤）１１内を撹拌している状態の正面図である。

バックホー５は、バケットミキサー８内に収容されている施工中の固化していない改良土（土壌）を、図２（Ｃ）に示されるように矢印方向にベッセル（鋼製槽）９に投入する。

ベッセル９内で、前記土壌にセメントと水が加えられて撹拌され、流動化処理土が生成される。ベッセル９内で、電気比抵抗センサー１は、流動化処理土の比抵抗を検出する。電気比抵抗センサーと接続する測定装置は、土壌、セメント及び水の各重量と共に、比抵抗に基づいて流動化処理土の撹拌の程度を表示する。撹拌の程度が、不十分であれば、所望の値になるまで撹拌を継続する。

ベッセル９を使用して改良土の撹拌の程度を検出する他の方法を以下に説明する。

予め、ベッセル９内で、セメントと現地の土砂の撹拌時間を変えた撹拌試験を数回実施する。これらの撹拌試験によって得られた試験値の中で最適な値を、以下「ベッセル試験値」という。撹拌試験の際に、電気比抵抗センサー１によって改良土の比抵抗を検出し、測定装置によって撹拌時間と撹拌の程度の関係を把握する。

次に、実際に改良土をベッセル９に投入して現地の試験を行い、この現地試験値とベッセル試験値から下記の関係式により数値を導出する。

関係式 （現地試験値−ベッセル試験値）／ベッセル試験値
この関係式により導出される数値は、両値の差のベッセル試験値に対する比率であり、この数値が小さい程、撹拌の程度は適切であると評価することができる。

図３は、ベッセル９内の深度３０ｃｍと４０ｃｍにおける撹拌時間と電気比抵抗の関係を示すグラフである。撹拌時間が４分経過後は、深度が変っても、電気比抵抗は略一定であることが、判明する。

図４は、現地試験の深度分布と電気比抵抗の関係を示すグラフである。２回の検査によれば、深度が約２０ｃｍ以浅では、電気比抵抗は著しく異るが、深度が約２０ｃｍ以深では、電気比抵抗は略一定であることが、判明する。

本発明の電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システムの実施例１の正面図である。 本発明の実施例２の諸図であり、（Ａ）はバックホーのバケットミキサーが改良土層（地盤）内に挿入された状態の正面図、（Ｂ）はバケットミキサーが改良土層（地盤）内を撹拌している状態の正面図、（Ｃ）は改良土（土壌）がベッセルに搬入された状態の正面図を、それぞれ示す。 本発明の実施例におけるベッセル内の撹拌時間と電気比抵抗の関係を示すグラフである。 本発明の実施例における現地試験の深度分布と電気比抵抗の関係を示すグラフである。 従来の地盤改良工法の斜視図である。 従来の安定液のスライム管理システムに使用される電気比抵抗センサーが搭載されるスライム処理用ポンプの斜視図である。

符号の説明

１ 電気比抵抗センサー
２ ロッド
３ ロッド
４ コード
５ バックホー
６ 第１アーム
７ 第２アーム
８ バケットミキサー
９ ベッセル
１１ 改良土層（地盤）
１１ａ 改良天端（表面）
１１ｂ 改良底面

Claims (2)

1. 施工中で固化していない流動化処理土層における所望の深度まで電気比抵抗センサーが挿入され、
   前記電気比抵抗センサーは、前記所望の深度における流動化処理土の比抵抗を検出し、
   前記電気比抵抗センサーと接続する測定装置は、前記比抵抗に基づいて前記流動化処理土の撹拌の程度を表示し、
   前記撹拌の程度が、不十分であれば、所望の値になるまで撹拌を継続することを特徴とする電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム。
2. 地盤における所望の深度から土壌が取り出されてベッセルに投入され、
   前記ベッセル内で、前記土壌にセメントと水が加えられて撹拌され、流動化処理土が生成され、
   前記ベッセル内で、電気比抵抗センサーは、前記流動化処理土の比抵抗を検出し、
   前記電気比抵抗センサーと接続する測定装置は、前記土壌、前記セメント及び前記水の各重量と共に、前記比抵抗に基づいて前記流動化処理土の撹拌の程度を表示し、
   前記撹拌の程度が、不十分であれば、所望の値になるまで撹拌を継続することを特徴とする電気比抵抗センサーによる流動化処理土の管理システム。

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