JP2011122319A

JP2011122319A - 地盤改良装置および地盤改良機

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Publication number: JP2011122319A
Application number: JP2009279304A
Authority: JP
Inventors: Kinji Katagiri; 謹爾片桐
Original assignee: KANAHASHI CO Ltd
Current assignee: KANAHASHI CO Ltd
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: JP5139406B2

Abstract

【課題】均一化した改良目的強度を効率的、経済的に得ることができるとともに、各種土性に適用可能な汎用性のある地盤改良装置および地盤改良機を提供すること。
【解決手段】地盤改良機２のアーム部ｆの先端に設けられた門型の羽根取り付け部材３と、この羽根取り付け部材３の左右側壁４，５間に軸架された軸部６と、この軸部６に取り付けられた複数の羽根７とを備え、油圧モーター８を動力として前記軸部６及び羽根７を回転させて改良対象土を掘削し、その掘削土と固化材とを混合攪拌して地盤改良を行う地盤改良装置１であって、
前記羽根７は、軸部６の軸線６’に垂直な垂直面に対して所定角度θだけ傾けた傾斜面を有するとともに、
前記所定角度θが０°よりも大きく３０°以下である。
【選択図】図８

Description

この発明は、地盤改良機のアーム部の先端に設けられた門型の羽根取り付け部材と、この羽根取り付け部材の左右側壁間に軸架された筒状の軸部と、この軸部に取り付けられた複数の羽根とを備え、油圧モーターを動力として前記軸部及び羽根を回転させて改良対象土を掘削し、その掘削土と固化材とを攪拌混合して地盤改良を行うおよびその装置をアーム部の先端に備えた地盤改良機に関するものである。

バックホーにより固化材と掘削土のミキシングを行い、軟弱地盤等の土質改良を効率よく行う浅層改良処理工法の一つとして、バケット内で固化材と掘削土をミキシングする工法が下記特許文献１に提案されている。これは、軟弱地盤の表層を最大１ｍ程度まで固化処理する工法である。

また、バックホーの先端に取り付けた攪拌機を土中に挿入し、固化材と掘削土を混合攪拌する工法、いわゆるトレンチャー式混合施工法がある

特開平５−３４６０２６号公報

しかし、前記特許文献１のものは、最大１ｍ程度までという浅い層の改良に限定された工法であり、掘削機械のバケットによる掘削攪拌混合による改良は粘性強度等の土性の種類により、改良対象土を細かく切り砕くことが難しい羽根を採用していたから、総練混ぜ回数（羽根切り回数）が足らないことも作用して、固化材が均等に混合されないおそれがあり、その結果、改良地盤において、改良後の目的とする強度にバラツキが生じ、強度の均一性が得られ難いという課題がある。また、バケット内のものを外に戻す必要があり、作業性が悪い。

また、後者のトレンチャー式混合施工法では軟弱地盤の表層を最大３ｍ程度まで固化処理することができるが、前記攪拌機がチェーン及び羽根を回転させて改良対象土を掘削する方式のものであることから、改良対象土を細かく切り砕いたり、また、固化材を均等に混合するのが難しく、その結果、改良地盤において、改良後の目的とする強度にバラツキが生じ、強度の均一性が得られ難いという課題がある。

この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、均一化した改良目的強度を効率的、経済的に得ることができるとともに、各種土性に適用可能な汎用性のある地盤改良装置および地盤改良機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の地盤改良装置は、
地盤改良機のアーム部の先端に設けられた門型の羽根取り付け部材と、この羽根取り付け部材の左右側壁間に軸架された筒状の軸部と、この軸部に取り付けられた複数の羽根とを備え、油圧モーターを動力として前記軸部及び羽根を回転させて改良対象土を掘削し、その掘削土と固化材とを攪拌混合して地盤改良を行う地盤改良装置であって、
前記羽根は、軸部の軸線に垂直な垂直面に対して所定角度だけ傾けた傾斜面を有するとともに、
前記所定角度が０°よりも大きく３０°以下であることを特徴としている（請求項１）。

この発明では、前記固化材は、スラリーまたは粉体であってもよい（請求項２）。すなわち、この発明は、固化材として例えばセメントミルクを用いるスラリー方式または固化材として例えばセメントを用いる粉体方式のいずれにも適用可能な発明である。また、この発明は、スラリー方式を採用する場合、噴射されたスラリーが、軸部の軸方向に対して左右均等に混合されるようスラリー噴射口を羽根取り付け部材の左右側壁の内側に対向配置してあるのが好ましい（請求項３）。また、この発明では、複数の羽根が取り付けられた軸部は、その軸方向の左右に設けた軸受で回転可能に支持されており、直径２０ｃｍ〜７０ｃｍであり、軸方向の長さは１ｍから１．５ｍであるとともに、前記油圧モーターは軸部内に左右一対設けられているのが好ましい（請求項４）。

また、この発明は別の観点から、請求項１〜４のいずれかに記載された地盤改良装置をアーム部の先端に備えた地盤改良機であって、作業開始位置から作業終了位置までの地盤改良の作業管理項目をモニターするモニター装置を旋回台上の運転部に設ける一方、
モニター装置は、作業管理項目のうち少なくとも、前後、左右、上下に移動する前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数の状況をデータ処理して表示するよう構成されていることを特徴とする地盤改良機を提供する（請求項５）。この場合、前記固化材がスラリーであって、モニター装置は、前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数と、スラリーの供給量をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されているのが好ましい（請求項６）。また、前記固化材が粉体であって、モニター装置は、前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されているのが好ましい（請求項７）。

この発明では、固化材が例えばセメントミルク等のスラリーである場合、掘削攪拌混合作業において、必要な攪拌を行うための総練混ぜ回数（羽根切り回数）にわたって必要量のスラリーが噴射され、掘削土に混合される。このとき、複数の羽根が取り付けられている軸部の軸方向に対して左右均等に混合されるようスラリー噴射口を羽根取り付け部材の左右側壁の内側に対向配置しているので、左右のスラリー噴射口からのスラリー噴射流が羽根回転領域〔図１においてＲで示す領域〕内においてまんべんなく流されるので、噴射されたスラリーが、軸部の軸方向に対して左右均等に混合されるとともに、確実に掘削土と攪拌され、しかも噴射されたスラリーが、攪拌されない羽根回転領域外に漏れ出ないので、掘削土に混合するのに、正確な量（流量）のスラリーを効率よく掘削土に含ませた状態を実現することができ、その結果、改良地盤全体にスラリーを均等に行き渡らせることができ、改良後の目的とする強度にバラツキが生じることはなく、目的とする強度が全体に行き渡った改良地盤をうることができる。一方、固化材が例えばセメント等の粉体である場合には、設定された一定の地盤改良区画の大きさに応じた粉体の必要量（積算流量）を予め定めておき、そして、前記必要量の粉体を改良対象土上に散布しておき、この状態で、掘削攪拌混合作業が施される。このときは羽根切り回数に応じて羽根を回転させるだけで良く、結果として、正確な量（流量）の粉体を効率よく掘削土に含ませた状態を実現することができる。この粉体輪宇指揮の場合でも、改良地盤全体に粉体を均等に行き渡らせることができ、改良後の目的とする強度にバラツキが生じることはなく、目的とする強度が全体に行き渡った改良地盤をうることができる。

特に、改良対象土の掘削攪拌混合作業で掘削土と固化材（スラリーまたは粉体）を攪拌して混合するにあたっては改良対象土を掘り起こし、それをはね上げて細かく切り砕くことが好適である。しかし、３０°よりも大きく傾けた傾斜面を有する複数の羽根を回転させると、掘削および攪拌時において羽根に必要以上の負荷がかかりすぎる。これに対し、図９に示すような筒状の軸部３６の軸線Ｇに垂直な垂直面を有する複数の羽根（前記所定角度が０°の羽根）３７を用いて掘削攪拌した場合は、所定角度が０°よりも大きい場合に比べて前記負荷はかかり難いが、回転させて改良対象土を掘り起こしても、そこでは単に掘削土の大半を後方に払い退けて逃がしていることから羽根３７ごとに掘削土と固化材を攪拌する機能がなく固化材と掘削土の混合の面で劣る。もっとも、図９に示す羽根３７の回転数を作業者が必要以上に上昇させる場合には上昇前に比べて改良対象土の切削状態のみならず掘削土と固化材の混合状態も改良されるが、油圧モーターに必要以上に負担をかけることになる、という問題がある。一方、この発明では、掘削および攪拌時において羽根に必要以上の負荷がかかりすぎないように３０°以下に傾けた傾斜面を有する羽根を採用しており、また、羽根は、軸部の軸線に垂直な垂直面に対して傾けた傾斜面を有することから、軸部６の軸方向（Ｘ方向）にΔＤだけ相互にずらせて配列するのみならず（図７参照）、軸部６の周方向（図８におけるＹ方向に対応する）においても羽根７を実質的にΔｙだけ相互にずらせた状態で配列することができ、改良対象土を掘り起こしても、その大半を後方に払い退けて逃がさないように改良対象土の掘削（切削）時と、掘削土および固化材の攪拌時にあたっては、前記Ｘ方向およびＹ方向に羽根７をそれぞれずらした分だけ改良対象土を掘り起こすことができ、岩塊や、含水が少なく粘土強度が比較的大きい改良対象土をも固化材との攪拌混合に好適で地盤を円滑にほぐすことができる程度に細粒子状に細かく切り砕く（例えば攪拌混合が良好に行える５０ｍｍ以下に細かく切り砕く）ためＸ方向において隣接する羽根７，７間の間隔ΔＤを例えば５０ｍｍに設定すれば、羽根７ごとに掘削土と固化材とを効率よく攪拌することができる。

また、この発明では、作業開始位置から作業終了位置までの地盤改良の作業管理項目をモニターするモニター装置を旋回台上の運転部に設ける一方、
モニター装置は、作業管理項目のうち少なくとも、前後、左右、上下に移動する前記複数の羽根の移動量（羽根の侵入深さ、すなわち、改良深度）と、羽根切り回数の状況をデータ処理して表示するよう構成されている。そして、固化材がスラリーであって、モニター装置は、複数の羽根の移動量と、羽根切り回数と、スラリーの供給量をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されているので、地盤改良の管理が適正に行われているか否かを確認することができ、この地盤改良の管理により、正確かつ高精度の地盤改良を行うことができる。また、固化材が粉体であって、モニター装置は、前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されている。そのため、地盤改良が適正に行われているか否かを確認することができ、この地盤改良の管理により、正確かつ高精度の地盤改良を行うことができる。

この発明の一実施形態に係る地盤改良装置をアーム部の先端に備えた地盤改良機を用いてスラリー方式の地盤改良を行うための構成説明図である。上記実施形態において、前記スラリー方式で用いる構成部材を示す構成説明図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ上記実施形態における前記地盤改良装置の左側面図および正面図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ上記実施形態における前記地盤改良装置におけるカバーを取り外した状態の左側面図および正面図であり、（Ｃ）は、上記実施形態における前記地盤改良装置におけるカバーを取り外した状態の右側面図である。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ上記実施形態における前記地盤改良装置におけるカバーを取り外した状態の左側面図およびセット前の正面図である。（Ａ）は、上記実施形態で用いる、スラリーの流路を形成する門型の配管を示す正面図である。（Ｂ）は、その配管の側面図である。上記実施形態で用いる軸部に取り付けられた複数の羽根の状態を示す説明図である。上記実施形態における複数の羽根が取り付けられた軸部を示す展開図である。比較例の軸部に取り付けられた複数の羽根の配列を示す図である。この発明で用いたモニター装置の一画面を示す図である。固化材がスラリーである場合の前記モニター装置における画面表示手順を示すブロック図である。固化材がスラリーである場合の前記モニター装置に表示されるペンレコーダ画面を示す図である。前記ペンレコーダ画面における改良深度の詳細図である。前記ペンレコーダ画面における積算流量の詳細図である。前記ペンレコーダ画面における油圧モータ回転数の詳細図である。前記ペンレコーダ画面におけるトルクの詳細図である。前記ペンレコーダ画面における前後位置の詳細図である。前記ペンレコーダ画面における方位角の詳細図である。スラリー方式で施工後の複数の羽根の移動量、羽根切り回数およびスラリーの供給量の状況を前記モニター装置の画面に表示してなる２次元表示画面を示す図である。スラリー方式で施工後の複数の羽根の移動量、羽根切り回数および固化材の供給量の状況を前記モニター装置の画面に表示してなる３次元表示画面を示す図である。前記３次元表示における３次元改良領域の横断面をそれぞれ深度（深さ）に応じて示す図である。前記モニター装置に表示される別の表示画面を示す図である。固化材が粉体である場合の前記モニター装置における画面表示手順を示すブロック図である。

以下、この発明の一実施形態を示す。図１は、地盤改良装置１をアーム部ｆの先端に備えた地盤改良機２を用いて施されるスラリー方式の施工状態を示し、図２は、その施工で用いる構成部材を示し、図３、図４は、門型のスラリー流路形成用配管１４を含む地盤改良装置１の門型の羽根取り付け部材（フレーム）３を示している。さらに、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、それぞれ地盤改良装置１の左側面図および図１に記載した矢印Ｓ’で示す方向からみた正面図を示している。図４（Ａ）および図４（Ｃ）は、それぞれ地盤改良装置１の左側面図および右側面図である。なお、図５、図６にも、スラリー流路形成用配管１４が示されている。また、図４（Ａ）、図４（Ｃ）には、軸部６内に左右一対設けられている油圧モーター８および８にそれぞれ連通する軸部駆動用の油圧配管１５’〜１７’および１５〜１７が示されている。そして、図４（Ａ）、図５（Ａ）は図３（Ａ）に記載されているカバー１８を取り外した状態を示している〔対向する側の図４（Ｃ）も同じ〕。図７は、軸部６に取り付けられた複数の羽根７の取り付け状態を示し、図８は、複数の羽根７が取り付けられた軸部６のＸ−Ｙ平面における展開図である。なお、図３，４は、羽根７が取り付けられていない状態の軸部６を示している。そして、この実施形態では、１８枚の羽根７を取り付けた軸部６を両側の軸受２点支えとし、軸線６’まわりを軸回転ができる構造装置として軸部６の回転による切削（掘削）とアーム部ｆの操作の下方力を併用し、改良所定深度まで羽根７を挿入し、羽根７を動力として、改良対象土を切削し、それにスラリーを配付しつつ早期に均一な攪拌混合のできる地盤改良装置１および地盤改良機２を提供するものであり、油圧モータ８，８の油圧装置は掘削機械である地盤改良装置１の０．４ｍ³〜２ｍ³規模ユンボの特殊油圧配管装置を利用している。

図１〜図８において、地盤改良装置１は、地盤改良機２のアーム部ｆの先端に設けられた門型の羽根取り付け部材（門型のフレーム）３と、この羽根取り付け部材３の左右側壁４，５間に軸架された筒状の軸部６と、この軸部６に取り付けられた複数の羽根７とを主として備え、軸部６内に左右一対設けられている油圧モーター８，８を動力として前記軸部６および複数の羽根７を回転させて改良対象土を掘削し、その掘削土とスラリーとを攪拌混合して地盤改良を行うものである。Ａは地盤改良区画である。地盤改良機２は、クローラ式の走行部ｇ、この走行部ｇ上で旋回を行う旋回部ｈおよび旋回部ｈ上で屈伸、鉛直面内の回動が可能とされた前記アーム部ｆから構成される油圧ショベル部と、前記地盤改良装置１とから構成されている。また、複数の羽根７が取り付けられた軸部６は、その軸方向（両矢印ａで示す方向）の左右に設けた軸受で回転可能に支持されており、直径２０ｃｍ〜７０ｃｍであり、軸方向の長さｂはこの実施形態では１ｍである。なお、この実施形態では、羽根取り付け部材３の上側壁９から上方に突出させて設けた左右一対の取り付け部１０，１０において２つの取り付け孔１０ａ，１０ａの中心を結ぶ線と軸部６の軸線（回転軸線）６’を通る鉛直軸との交点Ｑがアーム部の先端を中心とした鉛直面内の回動運動の回動中心になっている。また、１１は、軸部６の上方に左右側壁４，５間に軸架するよう設けられて左右側壁４，５および軸部６とで開口部３ｃを形成する中間パイプである。また、軸部の周面ｍ側から延びる複数の羽根７の一部が羽根取り付け部材３の左右側壁４，５の下端４ａ，５ａよりも下方に突出した状態で位置している。２０は、地盤改良区画Ａの掘削攪拌混合による改良作業を円滑に行える程度に地盤改良区画Ａにおける一部の土壌を排土した状態にするため使用される補助バックホーである。この実施形態はスラリー方式の施工システムに用いられることから、セメントミルク（スラリーの一例）を得るための構成部材として、セメントサイコ２１と、発電機２２と、複数の水槽２３と、スラリープラント２４と、グラウトポンプ２５と、スラリープラント２４およびグラウトポンプ２５間に設けられた流量計２６と、セメントローリー車２７が用意されている。そして、セメントミルクを前記スラリー流路形成用配管１４に供給するためホース２８によってスラリー供給流路が形成されている。なお、図示はしないが、グラウトポンプ２５から導出されて前記スラリー流路形成用配管１４に供給されるセメントミルクの流量を監視するためスラリー供給流路に二つの流量計が設けられている。そのうち第１の流量計はスラリー供給流路の上流側（グラウトポンプ２５の直下流側）に設けられ、第２の流量計はスラリー供給流路の下流側（スラリー流路形成用配管１４の直上流側）に設けられる。第２の流量計はスラリー供給流路の途中にセメントミルクが残存しているのか否かをチェックするためのものである。

以下、特徴的構成について説明する。

前記羽根７は、軸部６の軸線６’に垂直な垂直面に対して所定角度θだけ傾けた傾斜面を有するとともに、前記所定角度θを０°よりも大きく３０°以下に設定している。図８は、図７に記載されている筒状の軸部６のＸ−Ｙ平面における展開図で、例えば１８枚の羽根７の配列状態を示している。軸部６のＸ方向の長さは１ｍであり、Ｘ方向に沿う１８枚の大半はその中心７ａ同士が例えば５０ｍｍ間隔となるように配列されている。なお、図７には、羽根７と、後述する羽根取り付け部材３０が示されているが、説明の便宜上、図８では羽根７のみを示している。図７，８において、軸部６は、上述したように両矢印ａで示す軸方向（Ｘ方向）の長さｂが例えば１ｍであり、１８枚の羽根７が軸部２の軸線（回転軸線）６’に垂直な垂直面に対して所定角度θ（０°＜θ≦３０°）だけ傾けた複数の傾斜面を有している。この場合、必要な攪拌を行うための羽根切り回数は軸部２が一回転するごとに１８回であり、例えば軸部２が一分間に六十回転すると羽根切り回数は１０８０回となる。図８の展開図において、Ｌ₁〜Ｌ₁₈は、軸部６の周面ｍと前記垂直面とが交わることにより周面ｍに形成される１８個の直線で、１８枚の羽根７はＸ方向（ａ方向）に沿って例えば５０ｍｍの等間隔ΔＤで隣接している。図８から、唯一直線Ｌ₆上には羽根７はなく、１８枚の羽根７のうち直線Ｌ₅上に２枚の羽根７が乗っていることが分かる。さらに図８から、直線Ｌ₆，Ｌ₅を除く１６本の直線Ｌ₁〜Ｌ₄，Ｌ₇〜Ｌ₁₈上には一枚の羽根７しか存在しないことが分かる。すなわち、直線Ｌ₁〜Ｌ₅，Ｌ₇〜Ｌ₁₈上の羽根７は互いに５０ｍｍずつＸ方向（ａ方向）にずれていることが分かる。また、図８からは、軸部６の周方向に対応するＹ方向にも大部分の羽根７は互いにずれた状態で１８枚の羽根７が軸部６の周方向に配置されていることが分かる。すなわち、この実施形態の配列形態では、Ｘ方向において隣接する羽根７，７間の間隔ΔＤを５０ｍｍに設定しているので、岩塊や、含水が少なく粘土強度が比較的大きい改良対象土をもスラリーとの攪拌混合に好適で地盤を円滑にほぐすことができる程度に５０ｍｍ以下に細かく切り砕くこみとができる。また、Ｘ方向（ａ方向）に５０ｍｍだけ相互にずらせて配列するのみならず、軸部６の周方向（図８におけるＹ方向に対応する）においても羽根７を実質的にΔｙだけ相互にずらせた状態で配列しているので、羽根７ごとに掘削土とスラリーとを効率よく攪拌することができる。よって、従来工機に比べて以下の利点を有する。１）混合攪拌密度が高く、オペレータの腕に左右されず、再現性を有する。２）高品質な施工を確実に実現することができる。３）スラリー混合量が自由に選択できる。４）多くの土質に適用可能で汎用性を有する。５）狭所の施工も可能である。

下記表１のデータはは、３７分続いた掘削攪拌混合作業の作業開始から例えば５１秒後までの地盤改良装置１を動かさない状態（前後位置０ｍ）での深度、セメントミルクの積算流量、羽根の回転数、トルクを示している。また、表１の右上欄には、３７分間で行った総練混ぜ回数（羽根切り回数）が７１７５２回であることも記載されている。

なお、この実施形態では、図７に示すように、平面視矩形形状の板状の羽根７を用いた。羽根７は、長手方向における中央位置に一列に複数のねじ孔ｒが穿設されている。３０は、横断面コ字型の羽根取り付け部材で、羽根７がねじ孔ｒを介してボルト３１、ナット３２、袋ナット３３を用いて着脱自在に取り付けられる。前記取り付け部材３０は、所定の固定手段にて軸部６の周面ｍに固定されているが、この発明はこれに限定されるものではなく、羽根７の構成部材、羽根断面を含む形状、羽根７にねじりを加えるが否か等は、適宜設定される。

次に、図１０〜２３を用い、モニター装置Ｍについて説明する。
モニター装置Ｍは、図１に示す地盤改良区画Ａの作業開始位置から作業終了位置までの地盤改良の作業管理項目をモニターする装置であって、これは旋回台ｈ上の運転部ｄの運転室内に操作および目視可能に設けられている。例えば図１０はモニター装置の表示部に表示された計測画面を示している。そして、作業管理項目が、前後、左右、上下に移動する上述した１８枚の羽根７の移動量（羽根の侵入深さ、すなわち、改良深度を含む）、羽根切り回数およびスラリーの供給量を含んでいる。図１１において、３０は羽根７の移動量の値を示し、３１は、羽根切り回数の値を示し、３２は、スラリー供給量の値を示している。例えば、図１０に示すように、前記計測画面には、作業距離、旋回角度、作業半径、作業高さ、作業角度、深度等を含む羽根移動量の値３０と、羽根切り回数の値（積算練混数）３１と、セメントミルク（固化材の一例）の値（瞬間流量、積算流量）３２が表示されている。図１２は、作業管理項のデータ（改良深度、積算流量、油圧モータ回転数、トルク、前後位置および方位角）の一例を示す。図１２は、図１０に記載されているペンレコーダスイッチ６０を操作することにより切り換わるペンレコーダ画面である。なお、図１０において、６１は固化材（スラリーまたは粉体）と掘削土の混練状況用のスイッチ、６２は、設定スイッチ、６３は、開始スイッチ、６４は、中断スイッチ、６５は、終了スイッチ、６６は、トルクメータである。また、図１３〜図１８は前記改良深度、積算流量、油圧モータ回転数、トルク、前後位置および方位角の詳細図である。

さらに、前記各値３０〜３２をデータ処理装置Ｎにおいてデータ処理して地盤改良状況がモニター装置Ｍの表示画面に２次元表示される。３３は、その２次元表示画面であり、図１９には、羽根移動量、羽根切り回数およびセメントミルクの供給量の状況を２次元（縦断面）表示してなる施工後の画面（２次元表示画面３３の一例）が示されている。図１９は、地盤改良区画Ａ（図１参照）の施工断面を例えば２０ｃｍ角に多数に分割して羽根移動量、羽根切り回数およびセメントミルクの供給量を記録し、想定している羽根移動量、羽根切り回数および供給量になるとブロックの色を変え、目標の達したブロックの数から地盤改良が希望どおりの状態に施されたのかどうかを確認するための図である。図１９から、４９ａ，４９ｂで示される改良領域が羽根移動量、羽根切り回数およびセメントミルクの供給量のいずれもを満たしていることを示す改良済みであることを示すブロック（例えばオレンジ色で表示される）５０で覆われていることが分かる。また、５１は、改良を施していないブロック（例えば青色で表示される）であることを示し、５２は、改良領域４９ａ，４９ｂには現れていないが、羽根切り回数は満たされているが、セメントミルクの供給量が不足していたブロック（例えば桃色で表示される）を示し、５３は、セメントミルクの供給量は満たされているが、羽根切り回数が不足していたブロック（例えば黄色で表示される）を示している。したがって、改良領域４９ａ，４９ｂが例えばブロック５２を含む場合はセメントミルクの供給量が不足していたことが分かり、その対策が早期に施されることになる。また、この２次元表示画面３３から、適正な羽根移動量が施されて目的とする改良深度に到達してるか否かも確認することができる。

また、図１１に示すように、羽根７の移動量と、羽根切り回数と、スラリーの供給量をデータ処理装置Ｎにおいてデータ処理し、これを中央演算装置３４に入力して演算を施すことにより、地盤改良状況をモニター装置Ｍとは別の中央モニター装置（図示せず）の表示画面３５に３次元表示できるように構成することもできる。図２０は、前記３次元表示画面３５を示している。図２０において、５４は、３次元座標（ｘ₁−ｙ₁−ｚ₁）における横領域４８ａ、これに直交する縦領域４８ｂ、横領域４８ａおよび縦領域４８ｂに直交する高さ領域４８ｃで示される改良領域である。図２１は、その改良領域５４を深度（深さ）〔（０．０ｍ），（０．５ｍ）〜（３．５ｍ）〕に応じて示している。すなわち、図２１は、３次元改良領域５４のｘ₁−ｙ₁断面、つまり横断面をそれぞれ示している。この場合、各深度（深さ）における横領域４８ａおよび縦領域４８ｂが全て羽根切り回数および固化材の供給量の両方を満たしていることを示す改良済みであるブロック（例えばオレンジ色で表示される）５０で覆われていることが分かる。このように、２次元（縦断面）表示では見過ごされていた深度（深さ）〔（０．０ｍ），（０．５ｍ）〜（３．５ｍ）〕に応じた表示を行うことができるので、地盤改良の作業管理を２次元（縦断面）表示だけの場合に比べてより正確に行うことができる。なお、図１１に一点鎖線で示すように、地盤改良状況をモニター装置Ｍの表示画面３６に３次元表示するように構成してもよい。この場合、前記各値３０〜３２をデータ処理した後、これを演算処理する処理機能をモニター装置Ｍあるいはデータ処理装置Ｎに持たせるのが好ましい。

さらに、図２２に示すように、前記モニター装置Ｍの表示画面に、地盤改良区画Ａ（図１参照）の施工横断面を示す前記３次元表示画面３５と施工縦断面を示す前記２次元表示画面３３を同時に表示できるように構成してもよい。そして、各表示画面上に設けられたカーソルＫを操作することにより、所望の改良領域の横断面ならびに縦断面の状況を確認することができる。

図２３は、固化材が粉体である場合の前記モニター装置における画面表示手順を示すブロック図である。図２３において、図１１に示した符号と同一のものは同一または相当物である。上述したように、固化材が粉体の場合、設定された一定の地盤改良区画の大きさに応じて予め決められた量の粉体を地盤改良区画に表面散布するので、データ処理に付されるのは、複数の羽根７の移動量と羽根切り回数のみである。

１地盤改良装置
２地盤改良機
３羽根取り付け部材
４，５左右側壁
６軸部
６’ 軸部の軸線
７羽根
８油圧モーター
ｆアーム部
ｍ軸部の周面
θ 所定角度

Claims

地盤改良機のアーム部の先端に設けられた門型の羽根取り付け部材と、この羽根取り付け部材の左右側壁間に軸架された筒状の軸部と、この軸部に取り付けられた複数の羽根とを備え、油圧モーターを動力として前記軸部及び羽根を回転させて改良対象土を掘削し、その掘削土と固化材とを攪拌混合して地盤改良を行う地盤改良装置であって、
前記羽根は、軸部の軸線に垂直な垂直面に対して所定角度だけ傾けた傾斜面を有するとともに、
前記所定角度が０°よりも大きく３０°以下であることを特徴とする地盤改良装置。
前記固化材は、スラリーまたは粉体である請求項１に記載の地盤改良装置。
噴射されたスラリーが、軸部の軸方向に対して左右均等に混合されるようスラリー噴射口を羽根取り付け部材の左右側壁の内側に対向配置してある請求項１または２に記載された地盤改良装置。
複数の羽根が取り付けられた軸部は、その軸方向の左右に設けた軸受で回転可能に支持されており、直径２０ｃｍ〜７０ｃｍであり、軸方向の長さは１ｍから１．５ｍであるとともに、前記油圧モーターは軸部内に左右一対設けられている請求項１〜３のいずれかにに記載の地盤改良装置。
請求項１〜４のいずれかに記載された地盤改良装置をアーム部の先端に備えた地盤改良機であって、作業開始位置から作業終了位置までの地盤改良の作業管理項目をモニターするモニター装置を旋回台上の運転部に設ける一方、
モニター装置は、作業管理項目のうち少なくとも、前後、左右、上下に移動する前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数の状況をデータ処理して表示するよう構成されていることを特徴とする地盤改良機。
前記固化材がスラリーであって、モニター装置は、前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数と、スラリーの供給量をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されている請求項５に記載された地盤改良機。
前記固化材が粉体であって、モニター装置は、前記複数の羽根の移動量と、羽根切り回数をデータ処理して地盤改良状況を２次元表示可能に構成されている請求項５に記載された地盤改良機。