JP2018123603A - 地盤改良体の外縁確認装置 - Google Patents
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
高圧噴射攪拌工法の手順の概要は以下の通りである。まず、図12(a)に示すように、施工機101を地上の地盤改良の施行位置に据え付け、噴射管102を地盤103中の計画深度まで貫入する。次に、図12(b)に示すように、施工機101により噴射管102を予め設定した回転速度で回転させ、噴射管102の先端に設けられたノズルから硬化材液104を周辺に超高圧で噴射する。この硬化材液104により地盤103が切削され、土と硬化材液104とが攪拌混合される。図12(c)に示すように、噴射管102の最初に位置決めした深さ位置で改良体105の造成が完了すると、施工機101により噴射管102を所定の距離だけ引き上げ、次に位置決めされた深さ位置で噴射管102から硬化材液104の噴射を行う。各深さの決められた位置での改良体105の造成に必要な硬化材液104の噴射時間や、噴射管102の引き上げ距離は、地盤103の質や所望の改良体105の径、硬化材液104の特性に応じて設定される。このように、噴射管102による硬化材液104の噴射を継続しつつ噴射管102を段階的に引き上げることで、図12(d)に示す略円柱状の改良体105が造成される。所望の深さにわたって改良体105を造成した後、噴射管102は地上へ引き抜かれる。
また、特許文献2に記載の装置は、地盤に縦孔を削孔して計測管を挿入し、この計測管内に集音マイクを吊り下げているもので、噴射管の動きに追従させて集音マイクを上げ下げすることにより、噴射管からの硬化材液が測定管に当たる切削音を採取している。この切削音の音量レベルを測定して改良体の径を確認している。
図1は、地盤改良体Kの施工装置10及び地盤改良体Kの外縁確認装置20の全体構造を示す説明図である。
地盤改良体Kの施工装置10は、図12に示す従来技術と同様の高圧噴射攪拌工法を行うための装置であり、地上に設置される施工機11と、施工機11に支持され下端に設けられたノズル(図示せず)から硬化材液17を超高圧で噴射する噴射管12とを備えている。噴射管12は、鉛直方向に地盤Gに貫入され、鉛直方向に移動可能であって、軸回転可能に施工機11に支持されている。また、クレーン13が地上に配置されており、クレーン13の吊具13aが噴射管12の上端部に接続されて噴射管12を所定の距離ずつ間欠的に引き上げている。地盤改良体Kの施行位置の地面の直下には、噴射管12が挿入された貫入孔14から湧き出る余分な硬化材液17や土などを貯留するスライムピッド15が設けられている。スライムピッド15内にはポンプ16が設置されており、余分な硬化材液17等を排泥タンク(図示せず)に排出している。
また、本実施形態では、硬化材液17が噴射管12から噴射される圧力は20〜40MPaに設定されている。噴射管12からは硬化材液17とともに圧縮空気が噴射されており、圧縮空気の圧力は0.6〜1.0MPaに設定されている。噴射管12の毎回の引き上げ距離は2.5cmであり、噴射管12は各深さ位置において30秒間で2回転するように設定されている。上記の設定値は例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
ロッド21の中空部21aの内壁21bには、長さ方向に沿って複数の振動検知センサ22が所定間隔毎に設けられている。本実施形態では、振動検知センサ22を2.5cm毎の間隔で設けているが、これに限定されず、硬化材液17の高圧噴射に伴う地盤Gの振動を検知することが可能であれば、任意の間隔で振動検知センサ22を設けてもよい。
記憶部25は、例えばフラッシュメモリや不揮発性メモリなどの記憶装置から構成され、所定のしきい値を記憶するとともに、受信した振動検知センサ22の検出値を記憶している。
演算部26は、例えばCPUやワークエリアとなるメモリなどから構成されている。演算部26はメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、振動検知センサ22による検出値を記憶部25に記憶されたしきい値と比較して地盤改良体Kの外縁がロッド21の貫入位置の近傍に達しているかどうかを判断する手段として機能し、また、判断結果や検出値を表示部27に表示させる手段として機能する。
表示部27は、例えばLCD(液晶表示ディスプレイ)であり、振動検知センサ22による検出値や判断結果を表示する。
インターフェース部28は、各振動検知センサ22の信号線24と接続され、各振動検知センサ22の検出値を受信してデジタル信号に変換するためのA/D変換装置等から構成されている。
ロッド21に配置された振動検知センサ22より検出値が情報処理装置23に送られると、情報処理装置23の演算部26は検出値としきい値とを比較する。検出値がしきい値を超えたときは、硬化材液17がロッド21の近傍まで到達しており、地盤改良体Kの外縁がロッド21の貫入位置の近傍に達していると判断される。
所望の改良深さの範囲で地盤改良体Kが造成されると、噴射管12とロッド21は地上に引き抜かれる。
ケース33は、開口33aがセンサ付円筒体30の外壁面30bよりも外側に突出した位置にあり、突出長さは約2cmである。なお、開口33aはセンサ付円筒体30の外壁面30bと揃っていてもよい。センサボックス34の内壁34aには振動検知センサ22が接着等により取り付けられている。
ケース33及びセンサボックス34のそれぞれの上面には、振動検知センサ22に接続された信号線24をロッド21の中空部21aに通すための貫通孔33c、34bが設けられている。
ロッド21は、ケース33の開口33aが噴射管12の方向を向くように地盤Gに貫入される。
その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
図8に示すように、ロッド21は円筒状の中空の棒体であり、中空部21aに円筒状のセンサボックス40が上下方向に移動可能に収容されている。センサボックス40の内部には平板41が設けられ、平板41の上に振動検知センサ22が固定されている。センサボックス40の上面40aにはワイヤー42が取り付けられるとともに、振動検知センサ22に接続される信号線24を通すための貫通孔40bが設けられている。
ワイヤー42は信号線24とともに噴射管12の引き上げに追従させて巻上装置43より巻き上げられる。巻上装置43は施工機11により動作が制御されており、施工機11は噴射管12のノズルの深さ位置とセンサボックス40の深さ位置とが揃うように噴射管12の引き上げ及び巻上装置43の巻き上げを行う。
その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
その他の構成については、図8の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
地盤改良体Kの外縁確認装置20において、振動検知センサ22の検出値の波形を模擬実験により測定した。実験は地中ではなく地上で行い、図9の実施形態のロッド21を用い、ロッド21から1.0m離れた位置にノズルを1つ備えた噴射管12を配置した。噴射管12のノズルの高さ位置は、ロッド21のセンサボックス40の振動検知センサ22の高さ位置と揃えた。噴射管12を回転させつつ、噴射管12から1MPaの圧力で水を噴射させた。
12 噴射管
17 硬化材液
20 外縁確認装置
21ロッド
21a ロッドの中空部
21b 内壁
22 振動検知センサ
23 情報処理装置(判断装置)
25 記憶部
26 演算部
30 センサ付円筒体
31 長さ調整用円筒体
32 センサユニット
33 ケース
33a 開口
33b 底部
34 センサボックス
35 バネ
40 センサボックス
42 ワイヤー
43 巻上装置
44 ベアリング
P1 噴射管の貫入位置
L1 噴射管の貫入位置から所定距離
L2 ロッドの内径
L3 厚み
G 地盤
K 地盤改良体
Claims (6)
- 地盤に貫入した噴射管を引き上げつつ前記噴射管から硬化材液を前記噴射管の周囲に高圧噴射させて造成する地盤改良体の外縁を確認するための外縁確認装置であって、
地盤に対して前記噴射管の貫入位置から所定距離離れた位置に貫入されるロッドと、
前記ロッドに配置され前記高圧噴射に伴う地盤の振動を検知する振動検知センサと、
前記振動検知センサに接続される判断装置とを備え、
前記判断装置は、所定のしきい値を記憶する記憶部と、前記振動検知センサによる検出値を前記記憶部に記憶されたしきい値と比較して前記地盤改良体の外縁が前記ロッドの貫入位置の近傍に達しているかどうかを判断する演算部と、を有することを特徴とする地盤改良体の外縁確認装置。 - 前記ロッドは中空であり、内壁の長さ方向に沿って複数の前記振動検知センサが所定間隔毎に設けられている請求項1に記載の地盤改良体の外縁確認装置。
- 前記ロッドは、長さ方向に沿って複数のセンサユニットが所定間隔毎に設けられており、
前記センサユニットは、
一端側に開口、他端側に底部を有し、前記開口を前記ロッドの外壁面に臨ませた状態で設けられるケースと、
前記ケース内に移動可能に収容されるとともに底部がバネにより支持されるセンサボックスとを備え、
前記センサボックスの内部に前記振動検知センサが設けられている請求項1に記載の地盤改良体の外縁確認装置。 - 前記ロッドは、前記センサユニットが設けられるセンサ付柱体と、前記センサ付柱体の間に接続される長さ調整用柱体とからなる請求項3に記載の地盤改良体の外縁確認装置。
- 前記ロッドは中空であり、内部に前記振動検知センサを収容したセンサボックスが上下方向に移動可能に収容されたものであり、
前記センサボックスに取り付けられるワイヤーと、前記ワイヤーを巻き上げて前記センサボックスを前記噴射管の引き上げに追従させる巻上装置と、を更に備える請求項1に記載の地盤改良体の外縁確認装置。 - 前記振動検知センサは、加速度センサ、速度センサ、変位センサのいずれかである請求項1、2、3、5のいずれかに記載の地盤改良体の外縁確認装置。
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