JP2018111982A - 地盤改良用施工管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】地盤改良工法による地盤改良工事を行うとき、肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を容易に確認することができる地盤改良用施工管理システムを提供する。【解決手段】改良機械２の各種の作動状態のデータを検出する作動状態検出手段４０と、改良機械２の各種の作動状態のデータから地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを求める演算処理手段５０と、カメラ６１とディスプレー６２を備える端末装置６０と、端末装置６０のカメラ６１で撮影した映像上に、撮影箇所に対応する地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを重ね合わせるオーバーレイ画像を作成し、これを端末装置６０のディスプレー６２に表示する画像処理手段７０と、を有する地盤改良用施工管理システムである。【選択図】図４

Description

本発明は、地盤改良工法による地盤改良工事における地盤改良用施工管理システムに関する。

地盤の強度増進を目的として地盤改良を行う地盤改良工法には、深層混合処理工法、高圧噴射撹拌工法、サンドコンパクションパイル工法、トレンチャー式撹拌混合工法などが知られている。

ここでは、地盤改良工法の一例として深層混合処理工法による地盤改良について説明する。
図９は、深層混合処理工法による地盤改良の工程を示す説明図である。
深層混合処理工法で用いる地盤改良装置は、図９に示すように、立設するマスト９３を有する施工機９１を備え、施工機９１に地盤改良体を地盤中に造成する改良機械９２を取り付ける。改良機械９２は、施工機９１のマスト９３に沿うように縦に向かう１本の撹拌軸９４と、撹拌軸９４の下端に複数段の撹拌翼９５を有し、図示していないが、最下段の撹拌翼９５には固化材であるセメントミルクを噴出する噴出孔を有している。

地盤改良装置で地盤改良を行うときは、施工機９１に取り付けた改良機械９２の撹拌軸９４を回転し、撹拌軸９４の下端の撹拌翼９５により地盤を掘削して撹拌軸９４及び撹拌翼９５を地盤中に貫入する。図９Ａに示すように、撹拌軸９４及び撹拌翼９５を少し地盤中に貫入した段階で、撹拌翼９５の噴出孔から固化材であるセメントミルクを噴出する。続いてセメントミルクを噴出しながら撹拌軸９４及び撹拌翼９５を貫入し、撹拌翼９５で地盤を掘削すると共に、掘削した地盤とセメントミルクを混合撹拌する。その際、図９Ｂに示すように、地盤を掘削して掘削した地盤とセメントミルクの混合撹拌を下方に向かって行う。これを、図９Ｃに示すように、所定の深度まで行う。その後、図９Ｄに示すように、所定の深度まで貫入した撹拌軸９４及び撹拌翼９５を引抜き、図９Ｅに示すように、撹拌軸９４及び撹拌翼９５を地表面まで引抜く。これらの作業が完了した後、地盤と混合したセメントミルクが固化することにより、地盤中に地盤改良体が造成される。地盤改良現場において、所定の間隔で複数の地盤改良体を造成することで、より強固な地盤へと改良できる。

ところで、地盤改良工事においては、地盤中に所定の大きさの地盤改良体が造成されて作業が確実に行われたかどうかを確かめるため、地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を確認する必要がある。ところが、肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を確認することは容易なことではない。
即ち、地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を確認する場合は、熟練したオペレーターであれば、作業中の撹拌軸及び撹拌翼の回転や昇降、固化材であるセメントミルクの噴出量などの数値（つまり改良機械の各種の作動状態のデータ）を見て、これまでの経験や知識に基づいて、地盤中に造成した地盤改良体がどのようになっているか、地盤改良体の施工状態を確認することができる。しかしながら、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者などは、改良機械の各種の作動状態を示すそれらの数値を見ただけでは、肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を確認することができない。

このため、深層混合処理工法による地盤改良工事においては、地盤中に地盤改良体を造成するときの作業を高いレベルにて管理する必要があることから、地盤改良体を造成する地盤改良を良好かつ容易に行うことが難しい。そのため、工期が延びたりあるいは工費が嵩んだりする問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、地盤改良工法による地盤改良工事を行うとき、肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を容易に確認することができ、地盤中に地盤改良体を造成するときの施工ミスをなくして、地盤改良を良好かつ容易に行うことができる地盤改良用施工管理システムを提供することである。

本発明は、地盤中に改良機械を貫入して地盤改良体を造成する際に、造成した地盤改良体の施工状態を確認する地盤改良用施工管理システムであって、地盤中に改良機械を貫入したときの改良機械の各種の作動状態のデータを検出する作動状態検出手段と、作動状態検出手段で検出した改良機械の各種の作動状態のデータに基づいて、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを求める演算処理手段と、カメラとディスプレーを備えると共に、位置情報を取得するＧＰＳ受信機と方位や姿勢を計測するジャイロセンサー及び傾斜計を備える持ち運び可能な端末装置と、前記端末装置のカメラで撮影した映像上に、撮影箇所に対応する演算処理手段で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを重ね合わせるオーバーレイ画像を作成し、作成したオーバーレイ画像を端末装置のディスプレーに表示する画像処理手段と、を有する地盤改良用施工管理システムである。

本発明によれば、地盤改良現場において、オペレーター、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者などが、端末装置のディスプレーに表示されたオーバーレイ画像を見ることで、地盤改良工法による地盤改良を行うときの肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体の施工状態を容易に確認することができる。
これにより、地盤中に地盤改良体を造成するときの施工ミスをなくして、地盤改良体を良好かつ容易に造成することができ、しかも、この地盤改良体の造成作業も、オペレーターや作業者の熟練度に関係なく作業を行うことができる。その結果、作業効率が向上して、工期の短縮及び工費の削減を図ることができる。

本発明の地盤改良用施工管理システムを利用して地盤改良を行う地盤改良装置を概略的に示す説明図である。 地盤改良装置の施工機と改良機械を示す側面図である。 改良機械の下部を示す正面図である。 本発明の地盤改良用施工管理システムの構成を示した概略説明図である。 本発明の地盤改良用施工管理システムの画像処理手段での処理手順のフロー図である。 本発明の地盤改良用施工管理システムにおける端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。 本発明の地盤改良用施工管理システムにおける端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。 本発明の地盤改良用施工管理システムにおける端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。 深層混合処理工法による地盤改良の工程を示す説明図である。

本発明の地盤改良用施工管理システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムを利用して地盤改良を行う地盤改良装置を概略的に示す説明図、図２は、地盤改良装置の施工機と改良機械を示す側面図、図３は、改良機械の下部を示す正面図である。
本実施形態の地盤改良用施工管理システムを利用して行う地盤改良は、地盤改良工法の中の一つである深層混合処理工法である。

地盤改良を行う地盤改良装置は、図１に示すように、自走可能な施工機１と、施工機１に取り付けて地盤中に貫入されて地盤の改良を行う改良機械２と、施工機１と改良機械２の周辺に設置されて必要な材料を施工機１及び改良機械２に供給する周辺設備３とから構成される。

施工機１は、図２に示すように、下部に走行体１１を有すると共に、エンジン１２を搭載しており自走可能である。また、運転室１３を有し、その前部にマスト１４を立設する。

改良機械２は、図２に示すように、施工機１のマスト１４に沿うように縦に向かう撹拌軸２１を１本有する単軸方式であって、１本の撹拌軸２１の上部に回転部２２を有すると共に、撹拌軸２１と施工機１のマスト１４の間に昇降部２３を有し、撹拌軸２１を回転自在かつ昇降動自在にしている。撹拌軸２１は、その内部に固化材であるセメントミルクや圧縮空気を通すため、中空状の鋼管で構成している。また、撹拌軸２１の下端には、図３に示すように、複数段、例えば、３段の撹拌翼２４を有している。３段の撹拌翼２４の最下段の撹拌翼２４には、固化材であるセメントミルクを噴出する噴出孔２５を有している。また、最下段の撹拌翼２４と撹拌軸２１の最下端それぞれには、地盤を掘削するための掘削ビット２６を複数有している。

なお、前記改良機械２は、撹拌軸２１を１本有する単軸方式であるが、これに限定されるものではなく、撹拌軸２１を２本以上の複数本有する複数軸方式でもよい。また、撹拌軸２１の下端には、３段の撹拌翼２４を有しているが、これに限定されるものではなく、１段や２段の撹拌翼２４あるいは４段以上の複数段の撹拌翼２４を有してもよい。

周辺設備３は、図１に示すように、改良機械２の撹拌軸２１に固化材であるセメントミルクや圧縮空気などの必要な材料を供給するための設備である。圧縮空気を供給する設備は、コンプレッサー３１を有し、コンプレッサー３１からエアー流量検出器３２を経由して改良機械２の撹拌軸２１に圧縮空気を供給する。固化材を供給する設備は、セメント生成プラント３３を有し、セメント生成プラント３３において、セメントサイロ３４からセメント原料を流入すると共に、水槽３５から水を流入し、これらを混合することにより、固化材であるセメントミルクを生成する。セメント生成プラント３３からグラウトポンプ３６により生成したセメントミルクを送り出し、流量検出器３７を経由して改良機械２の撹拌軸２１にセメントミルクを供給する。なお、周辺設備３の各機器は、図示はしていないが、それぞれ発電機を備えている。

地盤改良装置は、従来と同様、改良機械２の撹拌軸２１及び撹拌翼２４を地盤中に貫入しながら、固化材であるセメントミルクを噴射し、掘削した地盤とセメントミルクを混合撹拌し、地盤中に地盤改良体を造成する。地盤改良現場において、所定の間隔で複数の地盤改良体を造成することで、強固な地盤へと改良することができる。

次に、本実施形態の地盤改良用施工管理システムについて説明する。
図４は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムの構成を示した概略説明図である。
地盤改良用施工管理システムは、図４に示すように、地盤中に改良機械２を貫入したときの改良機械２の各種の作動状態のデータを検出する、作動状態検出手段４０を有する。

作動状態検出手段４０は、改良機械２や周辺設備３の各機器にそれぞれ設ける。作動状態検出手段４０は、図１に示すように、地盤中に貫入する撹拌軸２１及び撹拌翼２４の深度を検出する深度検出器４１、撹拌軸２１及び撹拌翼２４の地盤中への貫入速度又は引抜速度を検出する速度検出器４２、撹拌軸２１及び撹拌翼２４の回転数を検出する回転検出器４３、撹拌軸２１に供給される固化材であるセメントミルクの量を検出する流量検出器３７、撹拌軸２１に供給される圧縮空気の量を検出するエアー流量検出器３２、回転部２２及び昇降部２３それぞれの駆動電流値を検出して掘削する地盤の硬さを求める電流検出器４４、セメント生成プラント３３におけるセメント原料の流入量や水の流入量、生成されたセメントミルクの比重などを検出するセメントミルク検出器４５などである。これらの各検出器で検出した値が、改良機械２の各種の作動状態のデータになる。

地盤改良用施工管理システムは、図４に示すように、作動状態検出手段４０で検出した改良機械２の各種の作動状態のデータに基づいて、演算処理して地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを求める演算処理手段５０を有する。

演算処理手段５０は、施工機１の運転室１３内に搭載するコンピューターによって機能するものであって、作動状態検出手段４０で検出した改良機械２の各種の作動状態のデータに基づいて、適宜の地盤改良体の出来形形状用プログラムを用いて演算処理し、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを求める。この地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍは、施工機１に備えたＧＰＳ受信機（図示していない）による位置情報に基づいて求めた地盤改良体の造成位置のデータも含まれる。

地盤改良用施工管理システムは、図４に示すように、カメラ６１とディスプレー６２を備えると共に、端末情報部６３を備える持ち運び可能な端末装置６０を有する。
端末装置６０は、タブレット端末である。ただし、端末装置６０は、このタブレット端末に限定されるものではなく、スマートフォンやノート型ＰＣ（パーソナルコンピューター）などの持ち運び可能なものなら他のものでもよい。

端末装置６０のカメラ６１は、ズーム機構を有して倍率の変更が可能である。
端末装置６０の端末情報部６３は、位置情報を取得するＧＰＳ受信機６４と方位（向き）や姿勢（上下角度）を計測するジャイロセンサー６５及び傾斜計６６とカメラ６１の倍率を計測するズームセンサー６７である。

端末装置６０は、外部とのデータのやり取りを行う通信機能部６８を有する。通信機能部６８は、施工機１の演算処理手段５０より、当該演算処理手段５０で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを例えばインターネットなどの商用通信網６９を介して受信し、あるいは後述するサーバーとデータの送受信を行う。

端末装置６０は、カメラ６１で撮影した映像上に、撮影箇所に対応する演算処理手段５０で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを重ね合わせるオーバーレイ画像Ｐを作成し、作成したオーバーレイ画像Ｐをディスプレー６２に表示する画像処理手段７０を有する。

画像処理手段７０は、端末装置６０に搭載するＣＰＵ７１と、記憶装置７２と、オーバーレイ画像Ｐを作成する画像処理アプリケーション７３から構成される。

図５は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムの画像処理手段での処理手順のフロー図である。
図５に示すように、画像処理手段７０は、画像処理アプリケーション７３において、端末情報部６３よりＧＰＳ受信機６４で取得した位置情報、端末情報部６３のジャイロセンサー６５及び傾斜計６６で計測した端末装置６０の方位や姿勢の情報、端末情報部６３のズームセンサー６７で計測したカメラ６１の倍率の情報がそれぞれ入力される（Ｓ１）。画像処理アプリケーション７３には、通信機能部６８で受信した、演算処理手段５０で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍが入力される（Ｓ２）。また、カメラ６１で撮影した映像が入力される（Ｓ３）。

画像処理アプリケーション７３は、ＣＰＵ７１を用いて、入力したＧＰＳによる位置情報、端末装置６０の方位や姿勢の情報、カメラ６１の倍率の情報から、カメラ６１がどこをどの大きさ（倍率）で撮影しているのかを示すカメラ６１の撮影箇所を求める（Ｓ４）。これと共に、入力した演算処理手段５０で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍの中から、カメラ６１の撮影箇所に対応する地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを求め（Ｓ５）、この求めた地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを、入力したカメラ６１で撮影した映像上に重ね合わせる。これにより、カメラ６１で撮影した映像上に三次元画像データＴｍ、つまり撮影箇所に対応する演算処理手段５０で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍ、を重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐが作成される（Ｓ６）。
この画像処理アプリケーション７３により作成したオーバーレイ画像Ｐを、端末装置６０のディスプレー６２に表示する（Ｓ７）。

図６は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムの端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。
端末装置６０のディスプレー６２に表示されるオーバーレイ画像Ｐは、図５に示すように、カメラ６１で撮影した映像上に、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍが重ね合わされる。これにより、ディスプレー６２に表示されたオーバーレイ画像Ｐを見ることで、地盤改良現場において、オペレーターはもとより、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者なども、地盤中のどの場所にどのような大きさ及び状態で地盤改良体が造成されたのか、また、地盤改良体の造成作業中であれば、どのような状態で地盤改良体が造成されているのか、肉眼では見えない地盤改良体の施工状態を容易に確認することができる。

また、画像処理アプリケーション７３では、オーバーレイ画像Ｐを随時作成することができる。即ち、端末装置６０を持ち歩いて移動したり、あるいはその方位（向き）や姿勢（上下角度）を変えたりすると、これらに基づいて、カメラ６１の撮影箇所に対応する地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを、カメラ６１で撮影した映像上に重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐを作成し、作成したオーバーレイ画像Ｐを、端末装置６０のディスプレー６２に表示する。
これにより、作業者あるいは工事関係者などが、端末装置６０を持ち歩いて移動し、種々の方向に端末装置６０のカメラ６１を向けても、端末装置６０のディスプレー６２には、常に、カメラ６１で撮影した映像上に、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍが重ね合わされたオーバーレイ画像Ｐが表示される。このことから、肉眼では見えない地盤中に造成した地盤改良体を種々の方向あるいは地点から確認することができる。

なお、端末装置６０のディスプレー６２には、オーバーレイ画像Ｐが表示されるが、これと共に、地盤の状態である地盤の土層やＮ値、着底層の状態などの地盤データを合わせてディスプレー６２に表示するようにしてもよい。これにより、作業者あるいは工事関係者などが地盤の状態を容易に確認することができる。

本地盤改良用施工管理システムは、図４に示すように、サーバー８０を有する。サーバー８０は、ＣＰＵ８１と記憶装置８２を有し、この記憶装置８２に、作動状態検出手段４０で検出した改良機械２の各種の作動状態のデータ又は地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを保存する。
サーバー８０は、施工機１の演算処理手段５０と、端末装置６０の通信機能部６８とにインターネットなどの商用通信網６９により接続し、データの送受信を行う。
なお、サーバー８０と、端末装置６０の通信機能部６８と、施工機１の演算処理手段５０とは、インターネットなどの商用通信網６９による接続に限定されるものではなく、無線ＬＡＮによる接続でもよく、あるいはインターネットなどの商用通信網６９と無線ＬＡＮによる接続を併用する形でもよい。さらに、その他の通信システムを用いてもよい。

また、サーバー８０には、地盤改良現場の地盤改良体の設計用データから求めた造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄを保存する。
即ち、サーバー８０のＣＰＵ８１において、地盤改良現場の地盤改良体の設計図の設計用データを入力し、入力した設計用データに基づいて演算処理して造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄを求め、これをサーバーの記憶装置８２に保存する。
なお、造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄについては、サーバー８０のＣＰＵ８１で求めているが、この代わりに、外部に備えたコンピューターで演算処理して求め、これをサーバー８０の記憶装置８２に保存してもよい。

サーバー８０に保存した造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄは、サーバー８０よりインターネットなどの商用通信網６９を介して端末装置６０の通信機能部６８に送信され、端末装置６０内の画像処理手段７０の画像処理アプリケーション７３に入力される。

画像処理手段７０の画像処理アプリケーション７３では、ＣＰＵ７１を用いて、入力した造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄの中から、カメラ６１の撮影箇所に対応する地盤中に造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄを求め、この求めた造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄを、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、カメラ６１で撮影した映像上に重ね合わせる。これにより、カメラ６１で撮影した映像上に、撮影箇所に対応する地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、地盤中に造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄも重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐが作成される。
この作成されたオーバーレイ画像Ｐを、端末装置６０のディスプレー６２に表示する。

図７は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムの端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。
端末装置６０のディスプレー６２に表示されるオーバーレイ画像Ｐは、図６に示すように、カメラ６１で撮影した映像上に、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄも重ね合わされる。これにより、ディスプレー６２に表示されたオーバーレイ画像Ｐを見ることで、地盤改良現場において、オペレーター、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者などが、地盤中のどの場所にどのような大きさの地盤改良体を造成するのか、肉眼では見えない地盤中に造成する予定の地盤改良体の設計状態を容易に確認することができる。
なお、地盤改良の作業開始前では、カメラ６１で撮影した映像上に、造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄのみが重ね合わされたオーバーレイ画像Ｐが、端末装置６０のディスプレー６２に表示される。

また、サーバー８０には、地盤中に存在する既存の埋設構造物の情報データから求めた既存の埋設構造物の三次元画像データＢを保存する。
即ち、サーバー８０のＣＰＵ８１に対して、地盤中に存在する既存の埋設構造物の位置や形状などを示す情報データを入力し、入力した情報データに基づいて演算処理して、既存の埋設構造物の三次元画像データＢを求め、これをサーバー８０の記憶装置８２に保存している。
なお、既存の埋設構造物の三次元画像データＢについては、サーバー８０のＣＰＵ８１で求めているが、この代わりに、外部に備えたコンピューターで演算処理して求め、これをサーバー８０の記憶装置８２に保存してもよい。

サーバー８０に保存した既存の埋設構造物の三次元画像データＢは、サーバー８０よりインターネットなどの商用通信網６９を介して端末装置６０の通信機能部６８に送信され、端末装置６０内の画像処理手段７０の画像処理アプリケーション７３に入力される。

画像処理手段７０の画像処理アプリケーション７３では、ＣＰＵ７１を用いて、入力した既存の埋設構造物の三次元画像データＢの中からカメラ６１の撮影箇所に対応する既存の埋設構造物の三次元画像データＢを求め、この求めた既存の埋設構造物の三次元画像データＢを、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、カメラ６１で撮影した映像上に重ね合わせる。これにより、カメラ６１で撮影した映像上に、撮影箇所に対応する地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、既存の埋設構造物の三次元画像データＢも重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐが作成される。
この作成したオーバーレイ画像Ｐを、端末装置６０のディスプレー６２に表示する。

図８は、本実施形態の地盤改良用施工管理システムの端末装置のディスプレーの画面を示す説明図である。
端末装置６０のディスプレー６２に表示されるオーバーレイ画像Ｐは、図７に示すように、カメラ６１で撮影した映像上に、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍと共に、既存の埋設構造物の三次元画像データＢも重ね合わされる。これにより、ディスプレー６２に表示されたオーバーレイ画像Ｐを見ることで、地盤改良現場において、オペレーター、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者などが、地盤中のどの場所にどのような大きさの埋設構造物が存在しているのか、肉眼では見えない地盤中に存在する埋設構造物の状態を容易に確認することができる。
これにより、地盤中に地盤改良体を造成するとき、地盤中に存在する埋設構造物の状態を確認しながら作業を行うことができ、埋設構造物に悪影響を与えることなく、地盤改良体を良好に地盤中に造成できる。

また、端末装置６０に図示していない表示画面切り替え部を設け、表示画面切り替え部を用いてディスプレー６２に表示されるオーバーレイ画像Ｐを切り替え可能にしている。即ち、オーバーレイ画像Ｐには、カメラ６１で撮影した映像上に、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍのみを重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐ、あるいは、このオーバーレイ画像Ｐに、造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データＴｄと、既存の埋設構造物の三次元画像データＢのいずれか一方又は両方を重ね合わせたオーバーレイ画像Ｐと、種々のオーバーレイ画像Ｐがある。この種々のオーバーレイ画像Ｐを切り替えてディスプレー６２に表示できるようにする。
これにより、必要に応じてオーバーレイ画像Ｐを切り替えることで、オペレーターや作業者が必要としている情報を分かり易く端末装置６０のディスプレー６２に表示させることができる。

本実施形態の地盤改良用施工管理システムによれば、地盤改良現場において、オペレーター、その他の作業者あるいは工事関係者、工事発注者などが、端末装置６０のディスプレー６２に表示されたオーバーレイ画像Ｐを見ることで、地盤中に造成した地盤改良体の施工状態、あるいは地盤中に造成する予定の地盤改良体の設計状態、さらには地盤中に存在する埋設構造物の状態という肉眼では見えないものを容易に確認することができる。

本実施形態の地盤改良用施工管理システムによれば、このように、肉眼では見えないものを、端末装置６０のディスプレー６２を見るだけで確認できることから、地盤中に地盤改良体を造成するときの施工ミスをなくして、地盤改良体を良好かつ容易に造成することができる。しかも、この地盤改良体の造成作業も、オペレーターや作業者の熟練度に関係なく作業を行うことができる。そのため、作業効率が向上して、工期の短縮及び工費の削減を図ることができる。
また、地盤改良における作業管理は、端末装置６０のディスプレー６２を見るだけで、地盤改良の作業の進捗状況や作業の予定などを把握することができ、容易に作業管理を行えることから、作業要員を減らすという省人化を図ることもできる。

なお、演算処理手段５０は、施工機１の運転室１３内に搭載するコンピューター内に設けているが、この代わりに、端末装置６０内に設けてもよい。この場合、施工機１の作動状態検出手段４０で検出した改良機械２の各種の作動状態のデータを、インターネットなどの商用通信網６９を介して端末装置６０の通信機能部６８に送信し、通信機能部６８から端末装置６０内の演算処理手段５０に改良機械２の各種の作動状態のデータを入力し、演算処理手段５０で演算処理して地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データＴｍを求めるようにする。

また、本実施形態の地盤改良用施工管理システムを利用して行う地盤改良について、ここでは深層混合処理工法による地盤改良を例に採り説明したが、これに限定されるものではなく、高圧噴射撹拌工法、サンドコンパクションパイル工法、トレンチャー式撹拌混合工法などの他の工法による地盤改良でもよい。

１…施工機、２…改良機械、３…周辺設備、１１…走行体、１２…エンジン、１３…運転室、１４…マスト、２１…撹拌軸、２２…回転部、２３…昇降部、２４…撹拌翼、２５…噴出孔、２６…掘削ビット、３１…コンプレッサー、３２…エアー流量検出器、３３…セメント生成プラント、３４…セメントサイロ、３５…グラウトポンプ、３６…グラウトポンプ、３７…流量検出器、４０…作動状態検出手段、４１…深度検出器、４２…速度検出器、４３…回転検出器、４４…電流検出器、４５…セメントミルク検出器、５０…演算処理手段、６０…端末装置、６１…カメラ、６２…ディスプレー、６３…端末情報部、６４…ＧＰＳ受信機、６５…ジャイロセンサー、６６…傾斜計、６７…ズームセンサー、６８…通信機能部、６９…商用通信網、７０…画像処理手段、７１…ＣＰＵ、７２…記憶装置、７３…画像処理アプリケーション、８０…サーバー、８１…ＣＰＵ、８２…記憶装置、９１…施工機、９２…改良機械、９３…マスト、９４…撹拌軸、９５…撹拌翼。

Claims (5)

1. 地盤中に改良機械を貫入して地盤改良体を造成する際に、造成した地盤改良体の施工状態を確認する地盤改良用施工管理システムであって、
   地盤中に改良機械を貫入したときの改良機械の各種の作動状態のデータを検出する作動状態検出手段と、
   作動状態検出手段で検出した改良機械の各種の作動状態のデータに基づいて、地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを求める演算処理手段と、
   カメラとディスプレーを備えると共に、位置情報を取得するＧＰＳ受信機と方位や姿勢を計測するジャイロセンサー及び傾斜計を備える持ち運び可能な端末装置と、
   前記端末装置のカメラで撮影した映像上に、撮影箇所に対応する演算処理手段で求めた地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データを重ね合わせるオーバーレイ画像を作成し、作成したオーバーレイ画像を端末装置のディスプレーに表示する画像処理手段と、を有することを特徴とする地盤改良用施工管理システム。
2. 請求項１に記載された地盤改良用施工管理システムにおいて、
   前記画像処理手段を前記端末装置内に有することを特徴とする地盤改良用施工管理システム。
3. 請求項１又は２に記載された地盤改良用施工管理システムにおいて、
   前記画像処理手段は、前記端末装置のカメラで撮影した映像上に、撮影箇所に対応する地盤改良現場の地盤改良体の設計用データから求めた造成予定の地盤改良体の設計形状の三次元画像データを重ね合わせるオーバーレイ画像を作成し、作成したオーバーレイ画像を端末装置のディスプレーに表示することを特徴とする地盤改良用施工管理システム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された地盤改良用施工管理システムにおいて、
   前記画像処理手段は、前記端末装置のカメラで撮影した映像上に、撮影箇所に対応する地盤中に存在する既存の埋設構造物の情報データから求めた既存の埋設構造物の三次元画像データを重ね合わせるオーバーレイ画像を作成し、作成したオーバーレイ画像を端末装置のディスプレーに表示することを特徴とする地盤改良用施工管理システム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載された地盤改良用施工管理システムにおいて、
   作動状態検出手段で検出した改良機械の作動状態のデータ、又は地盤中に造成した地盤改良体の出来形形状の三次元画像データ、又は地盤中に造成する地盤改良体の設計形状の三次元画像データ、又は既存の埋設構造物の三次元画像データを保存するサーバーを有することを特徴とする地盤改良用施工管理システム。

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