JP2018131735A - Construction status confirmation method for high pressure jet agitation work, method for creating soil improvement body using the same, and construction status information measuring device for high pressure jet agitation work - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する技術に関する。 The present invention relates to a technique for confirming the construction status of a high-pressure jet agitator.
従来、高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する技術として、例えば、特許文献1に開示された技術がある。この技術では、地盤中に挿入された注入管の周囲のこの注入管からの距離がそれぞれ異なる位置に複数の縦穴を形成し、この縦孔内に建込み管を挿入しその周囲にシール材を充填することで建込み管を固定する。その後、建込み管内に該建込み管の発する振動を検知する検知器を垂設し、その後、注入管の噴射ノズルから硬化材を高圧噴射してそのときの振動を検知器によって検知する。そして、この検知結果をモニタリングすることで地盤の切削状態を確認している。かかる技術では、検知器として集音マイクを用いている。また、注入管の引き上げ速度に同期させて上昇装置にて集音マイクを引き上げることで、硬化材の噴射位置に追従して集音マイクを移動し、建込み管に硬化材が当たる音をより鮮明に集音マイクによってモニタリングできるようにしている。
Conventionally, as a technique for confirming the construction status of a high-pressure jet agitator, for example, there is a technique disclosed in
しかしながら、上記特許文献1の方法では、集音マイクが移動してその高さ位置が変化するため、噴射ノズルの高さ方向の正確な到達位置を把握することが困難である。そのため、噴射ノズルの正確な到達高さ位置情報が必要な例えば注入管の引き上げ速度(実速度)等の施工状況を把握することが困難となる。
また、土質の異なる複数の土層に対して共通の集音マイクを用いると共に移動させながら建込み管に硬化材が当たる音をモニタリングしているため、集音された音の変化の原因が土層を跨いだためなのかそれ以外の原因(径方向への噴射未到達等)なのか等の土層毎の施工状況を把握することが困難となる。
However, in the method disclosed in
In addition, since a common sound collection microphone is used for multiple soil layers with different soil properties and the sound that the hardener hits the built-in pipe while being moved, the cause of the change in the collected sound is the soil. It becomes difficult to grasp the construction status of each soil layer, such as whether it is straddling the layer or other causes (radial injection failure, etc.).
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、地盤改良体を造成する地盤部分を構成する各土層の特定高さ位置の正確な施工状況を確認することが可能な高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法、この方法を用いた地盤改良体の造成方法及び高圧噴射撹拌工用の施工状況情報測定装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the prior art, and is accurate to the specific height position of each soil layer that constitutes the ground portion that forms the ground improvement body. To provide a construction status confirmation method for a high-pressure jet agitator capable of confirming the correct construction status, a method for creating a ground improvement body using this method, and a construction status information measuring device for a high-pressure jet agitator Yes.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法は、地盤中に挿入された改良管の噴射ノズルから硬化材を高圧噴射すると共に前記改良管を回転させながら引き上げることで地盤改良体を造成する高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法であって、前記地盤改良体の造成前にその造成位置から径方向に予め設定した距離だけ離れた位置に、観測孔を削孔する観測孔削孔工程と、前記観測孔内に、外挿管を建て込む外挿管建込み工程と、前記外挿管の内側における、前記地盤改良体の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層の位置に対応する深さ位置のそれぞれに、前記外挿管を介して伝達される振動を検出する加速度センサを少なくとも1つずつ固定配置するセンサ配置工程と、前記センサ配置工程の後に前記噴射ノズルから硬化材を高圧噴射し、この高圧噴射によって前記外挿管を介して伝達される振動を、前記各土層に対応する深さ位置にそれぞれ固定配置された各前記加速度センサで検出し、その検出結果を示す振動データを記録する振動記録工程と、前記振動記録工程によって記録された前記振動データに基づき前記高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する施工状況確認工程と、を含む。 In order to achieve the above object, a method for confirming the construction status of a high-pressure jet agitator according to the first aspect of the present invention is a method of high-pressure jetting a hardener from a jet nozzle of an improved pipe inserted into the ground and the improved pipe. This is a method for confirming the construction status of a high-pressure jet agitator that creates a ground improvement body by pulling it up while rotating it, and in the radial direction from its creation position before creating the ground improvement body An observation hole drilling step for drilling an observation hole at a position separated by a preset distance, an extrapolation tube erection step for constructing an extratubation tube in the observation hole, and the inside of the extrapolation tube, At least an acceleration sensor for detecting vibrations transmitted through the extrapolation tube at each of the depth positions corresponding to the positions of the soil layers of the plurality of types of soil layers constituting the ground portion on which the ground improvement body is formed Fix one by one A placement position of the sensor, and a depth position corresponding to each of the soil layers, wherein the hardened material is sprayed from the spray nozzle at a high pressure after the sensor placement process, and the vibration transmitted through the outer cannula by the high pressure spray A vibration recording step for detecting vibration data that is detected by each of the acceleration sensors that are fixedly disposed on the recording medium, and recording vibration data indicating the detection results, and a construction status of the high-pressure jet agitator based on the vibration data recorded by the vibration recording step. And a construction status confirmation process for confirming.
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の態様に係る地盤改良体の造成方法は、地盤中に挿入された改良管の噴射ノズルから硬化材を高圧噴射すると共に前記改良管を回転させながら引き上げることで地盤改良体を造成する高圧噴射撹拌工によって前記地盤改良体を造成する地盤改良体造成工程と、上記第1の態様に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法によって前記高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する施工状況確認工程と、を含む。 In order to achieve the above object, the ground improvement body according to the second aspect of the present invention includes a method for forming a ground improvement body by high-pressure injection of a hardened material from an injection nozzle of an improvement pipe inserted into the ground. The high pressure injection stirrer for forming the ground improvement body by a high pressure jet agitator for generating a ground improvement body by pulling up while rotating, and the high pressure injection stirrer construction status confirmation method according to the first aspect described above. A construction status confirmation step for confirming the construction status of the jet agitator.
また、上記目的を達成するために、本発明の第3の態様に係る高圧噴射撹拌工用の施工状況情報測定装置は、高圧噴射撹拌工法によって地盤改良体を造成する地盤改良体造成工事において、高圧噴射撹拌工の施工状況に係る施工状況情報を測定する高圧撹拌工用の施工状況情報測定装置であって、地盤改良体の造成位置から径方向に予め設定した距離だけ離れた位置に設けられた、地表から地盤改良体の造成深度より下方まで達する外挿管と、前記外挿管内であって、地盤改良体の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層の深さ位置に対応する位置に少なくとも1つずつ固定配置された加速度センサと、前記加速度センサの配置された外挿管内に充填された振動を伝達可能な物質である振動伝達物質と、前記高圧噴射撹拌工によって前記地盤改良体を造成時に前記加速度センサで検出した振動データを記録する振動データ記録部と、を備える。 In order to achieve the above object, the construction status information measuring device for high-pressure jet agitator according to the third aspect of the present invention is a ground improvement body construction work for creating a ground improvement body by a high-pressure jet agitation method. A construction status information measuring device for high-pressure agitators that measures construction status information related to the construction status of the high-pressure jet agitator, and is provided at a position that is separated from the formation position of the ground improvement body by a predetermined distance in the radial direction. In addition, the outer intubation reaching from the ground surface to below the formation depth of the ground improvement body, and the depth of each soil layer of a plurality of types of soil layers that constitute the ground portion in the outer insertion pipe where the ground improvement body is created An acceleration sensor fixedly disposed at least one position corresponding to the position, a vibration transmitting substance that is a substance capable of transmitting vibrations filled in the outer tube where the acceleration sensor is disposed, and the high-pressure jet agitator In I and a vibration data recording unit for recording the vibration data detected by the acceleration sensor during reclamation the soil improvement material.
本発明によれば、観測孔内の地盤改良体を造成する地盤部分を構成する各土層の位置に対応する深さ位置にそれぞれ加速度センサを少なくとも1つずつ固定配置し、これら固定配置された各加速度センサによって、各土層位置の外挿管に生じる振動を個別に検出するようにした。これによって、高圧噴射撹拌工法の施工状況情報として、地盤改良体を造成時に各土層の深さ位置に配置された加速度センサに外挿管を介して伝達される振動の振動データを測定することが可能となる。加えて、測定した振動データに基づき加速度センサの配置された各土層におけるより正確な施工状況を確認することが可能となる。また、この確認結果を施工内容に反映させることで、より高品質な地盤改良体を造成することが可能となる。 According to the present invention, at least one acceleration sensor is fixedly arranged at each depth position corresponding to the position of each soil layer constituting the ground portion for forming the ground improvement body in the observation hole, and these fixed positions are arranged. Each acceleration sensor individually detects vibrations generated in the extratubation at each soil layer position. As a result, it is possible to measure vibration data of vibration transmitted through an extrapolation tube to an acceleration sensor arranged at the depth position of each soil layer when constructing a ground improvement body as construction status information of the high-pressure jet agitation method. It becomes possible. In addition, it becomes possible to confirm a more accurate construction status in each soil layer where the acceleration sensor is arranged based on the measured vibration data. Moreover, it becomes possible to create a higher quality ground improvement body by reflecting this confirmation result on the construction content.
次に、図面を参照して、本発明の第1〜第2実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合があることはもちろんである。
また、以下に示す第1〜第2実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, first to second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and vertical and horizontal dimensions and scales of members or portions may be different from actual ones. Therefore, specific dimensions and scales should be determined in consideration of the following description. Of course, the drawings may include portions having different dimensional relationships and ratios.
In addition, the first to second embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material of components, The shape, structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
(第1実施形態)
高圧噴射撹拌工法は、地盤中で液体の硬化材を高圧で噴射し、土と混合撹拌して地盤改良体を造成する地盤改良体造成工法の1つである。本発明の第1実施形態は、この高圧噴射撹拌工法を用いた工事(高圧噴射撹拌工)の施工状況を確認する方法の一実施形態である。
高圧噴射撹拌工の大まかな手順は、まず、図1(a)に示すように、高圧噴射撹拌工法によって改良地盤を造成する公知の施工機である地盤改良機20によって、改良対象の地盤における予め計画された削孔ポイントに例えば三重管ロッドから構成される改良管21を挿入する。この改良管21の挿入は、まず、改良管21よりも大径のケーシング管(図示略)によってその先端から削孔水を噴射しつつケーシング管を回転させて削孔ポイントを削孔し、ケーシング管を地盤中に挿入する。次に挿入したケーシング管の内側に改良管21を挿入し、挿入後に、図1(a)の例では、ケーシング管を引き抜く。これにより、ケーシング管によって削孔された縦穴30内に改良管21が挿入された状態となる。但し、地盤改良体の造成深さや地盤の状況などによってケーシング管を残す場合がある。ケーシング管を残した状態で地盤改良を行う場合は、ケーシング管の盛替え作業が発生する。
(First embodiment)
The high-pressure jet agitation method is one of ground improvement body construction methods in which a liquid hardening material is jetted at high pressure in the ground and mixed with agitation to create a ground improvement body. 1st Embodiment of this invention is one Embodiment of the method of confirming the construction condition of the construction (high pressure injection agitator) using this high pressure injection agitator method.
As shown in FIG. 1 (a), the rough procedure of the high-pressure jet agitation is first performed in advance on the ground to be improved by the
改良管21を挿入し、ケーシング管を引き抜いた後は、図1(b)に示すように、改良管21を回転させながら、その噴射ノズル21aから超高圧水及び圧縮空気を噴射させて、地盤を切削しそのスライムSを地上のスライムピット32に排出させる。これと同時に地盤中に生じた空隙に例えばセメントミルク等の硬化材を高圧噴射する。このとき、改良管21が回転することで、改良管21の全周囲に対して硬化材の高圧噴射が行われると共に硬化材と切削地盤とを混合撹拌する。加えて、改良管21は、改良対象の地盤部分を構成する土層毎に予め設定された引き上げ速度で引き上げられる。これによって、必要改良径を有する略円柱形状の地盤改良体31が造成される。
After the improved
ここで、改良対象の地盤部分は、土質や深度等が異なる複数種類の土層から構成されている。そして、各土層の土質や必要改良径に応じて、高圧噴射の圧力や、改良管21の回転速度及び引き上げ速度がそれぞれ決められている。
地盤改良体31は、地中に造成されるため地上からはその出来の良し悪しを確認することができない。そのために、造成条件(所望の質)を満たす地盤改良体が造成されているのか(施工がうまくいっているのか)を確認(推定)する方法が必要となる。
Here, the ground portion to be improved is composed of a plurality of types of soil layers having different soil properties and depths. And according to the soil quality and required improvement diameter of each soil layer, the pressure of high-pressure injection, the rotation speed of the
Since the
次に、第1実施形態に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法及び地盤改良体の造成方法について説明する。
(1)まず、図1(a)に示すように、ボーリングマシン等の削孔機7によって、地盤中に挿入された改良管21から径方向に必要改良半径である距離rだけ離れた位置に、改良管21の挿入深さよりも深い観測孔10を削孔する。そして、この観測孔10内に第1実施形態では例えばポリ塩化ビニル製の円筒状の外挿管1を建て込む。
Next, a construction status confirmation method and a ground improvement body construction method for the high-pressure jet agitator according to the first embodiment will be described.
(1) First, as shown in FIG. 1 (a), a drilling machine 7 such as a boring machine is separated from the improved
(2)次に、図1(b)に示すように、外挿管1の内部にセンサ支持体2を挿入する。
このセンサ支持体2は、図2に示すように、地上から地盤中に挿入された改良管21の先端位置(噴射ノズル21a側の端部)の深さまで届く長尺の支持部材2aと、この支持部材2aに固定された第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cとを有している。
第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cは、防水性を有し、水中、土中での使用が可能な、例えばひずみゲージ式の加速度変換器から構成されている。ひずみゲージ式の加速度変換器は、重力加速度を基準にして、被測定物にどの位の加速度が作用しているかを測定するセンサである。また、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cの信号出力端子には、それぞれが配置される深さ位置から地上の測定装置5(後述)まで到達可能な長さの電気ケーブル4の一端がそれぞれ接続されている。そして、電気ケーブル4の他端は測定装置5の動ひずみ測定器50(後述)の入力端子に接続されている。
(2) Next, as shown in FIG. 1 (b), the
As shown in FIG. 2, the
The first to
更に、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cは、それぞれ、支持部材2aにおける観測対象の各土層の深さ位置に対応する長さ位置に固定配置されている。即ち、支持部材2aを外挿管1内に挿入して固定した際に、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cが、観測対象の各土層の深さ位置にそれぞれ固定されるように、支持部材2aの各対応する長さ位置に各加速度センサが固定配置されている。
具体的に、図2に示す例では、下層側から順に、第1の加速度センサ3Aが粘性土の土層(シルト層)の深さ位置に固定配置され、第2の加速度センサ3Bが砂質系の土層(砂質層)の深さ位置に固定配置され、第3の加速度センサ3Cが埋め土部分の土層(埋土層)の深さ位置に固定配置されている。また、第1実施形態において、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cは、各土層の深さ方向の中央高さ位置にそれぞれ配置されている。
Further, the first to
Specifically, in the example shown in FIG. 2, in order from the lower layer side, the
そして、外挿管1内へのセンサ支持体2の挿入及び固定が完了すると、外挿管1内を振動の伝達が可能な物質(以下、「振動伝達物質」と記載する)で充填する。第1実施形態では、振動伝達物質として砂を充填する。
また、第1実施形態において、支持部材2aは、図3(a)〜(c)に示すように、例えばアルミ製の半角筒状の長尺部材から構成されている。そして、第1〜第3の加速度センサ3A〜3C(以下、区別する必要が無い場合に「加速度センサ3」と略称する)は、この半角筒状の支持部材2aの内側に固定配置されている。
When the insertion and fixation of the
In the first embodiment, the
具体的に、支持部材2aは、図3(a)及び(b)に示すように、複数の半角筒状の部材を、リベット2bによって長手方向につなぎ合わせて構成されている。そして、図3(a)及び(c)に示すように、支持部材2aの半角筒状の内側に加速度センサ3を配置し、外側から締結部材(図3の例では2本のトラスネジ2c)によって固定する。
より具体的には、図3(d)に示すように、支持部材2aの半角筒形状を構成する底部2dとその両端部から立ち上がる側壁2e及び2fとのうち、底部2dと側壁2fとに接するように略立方体形状の加速度センサ3を配置する。このとき、各加速度センサ3は、支持部材2aの各土層の深さ位置に対応する長さ位置に配置する。その後、底部2dの外側から2本のトラスネジ2cにて加速度センサ3を固定する。
Specifically, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
More specifically, as shown in FIG. 3 (d), the bottom 2d of the
(3)外挿管1内へのセンサ支持体2の挿入及び固定並びに砂の充填が完了すると、次に、図1(b)に示すように、地盤改良機20によって、地盤改良体31の造成を開始する。これと共に硬化材の高圧噴射によって外挿管1を介して伝達される振動を第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cによって検出し、この検出結果である振動データを、図4に示す測定装置5によって記録する。即ち、高圧噴射によって土中を伝わる振動及び硬化材の衝突による衝撃が外挿管1を振動させ、この振動が外挿管1内に充填された砂を介してセンサ支持体2へと伝わり、加速度センサ3によって検出される。そして、加速度センサ3によって検出された振動のデータである振動データは、測定装置5によって記録される。
(3) When the insertion and fixing of the
この測定装置5は、図4に示すように、動ひずみ測定器50と、データレコーダ51と、計測制御用PC52と、表示装置53と、絶縁トランス54と、無停電電源55とを備えている。
発電機200から供給される電力は、絶縁トランス54を介して降圧されて無停電電源55に供給される。無停電電源55は、供給された降圧電力によって自身の備える二次電池を充電すると共に、駆動電力を、データレコーダ51、計測制御用PC52及び表示装置53にそれぞれ供給する。データレコーダ51、計測制御用PC52及び表示装置53は、無停電電源55から供給される駆動電力によって駆動する。また、第1実施形態において、動ひずみ測定器50にはデータレコーダ51から駆動電力が供給される。
As shown in FIG. 4, the measuring
The electric power supplied from the
動ひずみ測定器50は、図示省略するが、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cからそれぞれ電気ケーブル4を介して入力される検出信号(ひずみゲージの出力)を個別に受信する受信部を備えている。加えて、受信部で受信した各検出信号をそれぞれ増幅する増幅器と、増幅器で増幅した各アナログの検出信号をデジタルの信号に変換するA/D変換器とを備える。そして、A/D変換後の各デジタルの検出信号を振動信号(振動データ)としてデータレコーダ51に出力する。
データレコーダ51は、動ひずみ測定器50から時系列に入力される各振動データを、第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cにそれぞれ対応する土層毎に分別して順次記録する。以下、第1の加速度センサ3Aに対応する土層(シルト層)を下層、第2の加速度センサ3Bに対応する土層(砂質層)を中層、第3の加速度センサ3Cに対応する土層(盛土層)を上層とする。
Although not shown, the dynamic
The
計測制御用PC52は、パーソナルコンピュータから構成されており、専用の計測用ソフトを実行することで、データレコーダ51で記録された土層毎の各振動データを解析することが可能である。例えば、横軸を時間、縦軸を加速度(振動レベル)として、上層、中層及び下層の3種類の土層にそれぞれ対応する振動波形を任意の倍率で表示装置53に表示したり、この振動波形の一部を切り出して拡大表示したりすることなどが可能である。
The
次に、地盤改良の手順及び地盤改良によって発生する振動の測定手順の一例を説明する。
ここで、図2に示す土層の構成例、必要改良径(3.5[m])及び改良管21の引き上げ速度の設定例は、本発明者らが実際に高圧噴射撹拌工を実施したときのものと同様となる。
地盤改良体31の造成は、図2に示す例では、最下層の砂質層(厚さ0.5[m])から開始され、この砂質層部分の改良が完了すると、引き続き、図5(a)に示すように、振動の測定対象である下層のシルト層の改良が行われる。シルト層の厚さは、図2に示す例では、1.5[m]であり、地盤改良は12[分/m]の引き上げ速度で行われる。シルト層の深さ方向の中央高さ位置には、外挿管1内に第1の加速度センサ3Aが固定配置されており、高圧噴射される硬化材がこの中央高さ位置に近づくほどかつ外挿管1に近づくほど第1の加速度センサ3Aでは大きな振動(加速度)が検出される。第1の加速度センサ3Aで検出された振動の振動データは測定装置5にて記録される。シルト層の改良が完了すると、図5(a)に示すように、粘性土と硬化材とが撹拌混合した第1の地盤改良体31aが造成される。
Next, an example of a procedure for ground improvement and a measurement procedure for vibration generated by the ground improvement will be described.
Here, in the configuration example of the soil layer shown in FIG. 2, the setting example of the required improved diameter (3.5 [m]) and the lifting speed of the
In the example shown in FIG. 2, the
続いて、図5(b)に示すように、振動の測定対象である中層の砂質層の改良が行われる。砂質層の厚さは、図2に示す例では、7.5[m]であり、地盤改良は9[分/m]の引き上げ速度で行われる。砂質層の深さ方向の中央高さ位置には、外挿管1内に第2の加速度センサ3Bが固定配置されており、高圧噴射される硬化材がこの中央高さ位置に近づくほどかつ外挿管1に近づくほど第2の加速度センサ3Bでは大きな振動が検出される。第2の加速度センサ3Bで検出された振動の振動データは測定装置5にて記録される。砂質層の改良が完了すると、図5(b)に示すように、砂と硬化材とが撹拌混合した第2の地盤改良体31bが造成される。
Subsequently, as shown in FIG. 5 (b), the sandy layer of the middle layer that is the object of vibration measurement is improved. In the example shown in FIG. 2, the thickness of the sandy layer is 7.5 [m], and the ground improvement is performed at a lifting speed of 9 [min / m]. The
引き続き、図5(c)に示すように、振動の測定対象である上層の盛土層の改良が行われる。盛土層の厚さは、図2に示す例では、2.8[m]であり、地盤改良は9[分/m]の引き上げ速度で行われる。なお、盛土層は中層と同じ砂質系の土から構成されている。盛土層の深さ方向の中央高さ位置には、外挿管1内に第3の加速度センサ3Cが固定配置されており、高圧噴射される硬化材がこの中央高さ位置に近づくほどかつ外挿管1に近づくほど第3の加速度センサ3Cでは大きな振動が検出される。第3の加速度センサ3Cで検出された振動の振動データは測定装置5にて記録される。盛土層の改良が完了すると、図5(c)に示すように、砂と硬化材とが撹拌混合した第3の地盤改良体31cが造成される。これにより、第1〜第3の地盤改良体31a〜31cが積層された構成の地盤改良体31の造成が完了する。
Then, as shown in FIG.5 (c), the upper embankment layer which is a measuring object of a vibration is improved. In the example shown in FIG. 2, the thickness of the embankment layer is 2.8 [m], and the ground improvement is performed at a lifting speed of 9 [min / m]. The embankment layer is composed of the same sandy soil as the middle layer. The
(4)地盤改良体31の造成が完了し、振動データの記録が完了すると、次に、図1(c)に示すように、例えば、ボーリングマシン等によってセンサ支持体2及び外挿管1の引き抜き作業を行い、引き抜いたセンサ支持体2から加速度センサ3を回収する。
(4) When the formation of the
(5)一方、施工状況を確認する現場担当者は、計測制御用PC52を操作して、データレコーダ51に記録された振動データに基づき、高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する。
具体的に、現場担当者は、計測制御用PC52にて計測用ソフトを実行して、表示装置53に、例えば、図6(a)〜図6(c)に示すように、測定対象の土層毎に地盤改良の開始から終了までに記録した振動データに基づく振動波形を上から上層、中層、下層の順に並べて表示する。
ここで、図6(a)〜図6(c)は、図2の構成にて、実際に高圧噴射撹拌工を実施した際の実測データの波形となる。
(5) On the other hand, the person in charge confirming the construction status operates the
Specifically, the person in charge of the site executes the measurement software on the
Here, FIG. 6A to FIG. 6C are waveforms of actually measured data when the high-pressure jet stirring work is actually performed with the configuration of FIG.
図6(c)に示すように、下層では、地盤改良の開始から約900[秒]〜1300[秒]の範囲で、第1の加速度センサ3Aにて、高圧噴射の振動が検出されていることが解る。また、図6(b)に示すように、中層では、約5200[秒]〜6500[秒]の範囲で、第2の加速度センサ3Bにて、高圧噴射の振動が検出されていることが解る。更にまた、図6(a)に示すように、上層では、約8000[秒]〜8400[秒]の範囲と、約9500[秒]〜9800[秒]の範囲とで、第3の加速度センサ3Cにて、高圧噴射の振動が検出されていることが解る。
As shown in FIG. 6C, in the lower layer, the vibration of the high-pressure injection is detected by the
なお、図6(b)中の約3500[秒]〜5200[秒]の間の空白期間と、図6(a)中の約8400[秒]〜9500[秒]の間の空白期間とは、ケーシング管の盛替えによって地盤改良作業が一時的に停止された期間となる。
また、現場担当者は、計測用ソフトによって、例えば、図7(a)〜図7(c)に示すように、上から上層、中層、下層の順に並べて、図6(a)〜図6(c)に示す振動波形の一部を切り出してレンジを拡大した拡大波形を表示装置53に表示する。
Note that the blank period between about 3500 [seconds] to 5200 [seconds] in FIG. 6B and the blank period between about 8400 [seconds] to 9500 [seconds] in FIG. The ground improvement work is temporarily stopped by the replacement of the casing tube.
Moreover, the person in charge of the site arranges the upper layer, the middle layer, and the lower layer in order from the top, as shown in FIGS. 7A to 7C, for example, with the measurement software. An enlarged waveform obtained by cutting out a part of the vibration waveform shown in c) and expanding the range is displayed on the
図7(c)に示すように、下層では、820[秒]付近で最大値が「15.985」となり、図7(b)に示すように、中層では、5910[秒]付近で最大値が「2.411」となり、図7(a)に示すように、上層では、9620[秒]付近で最大値が「19.111」となっていることが解る。即ち、これら最大値から第1〜第3の加速度センサ3A〜3Cの配置された高さ位置への高圧噴射の到達時間が解る。
このようにして、現場担当者は、解析用の各振動波形を表示装置53に表示し、表示された各振動波形を解析することで、硬化材が必要改良径(2r[m])の位置まで到達しているか否か、各加速度センサの高さ位置(既知)までの噴射到達時間などの施工状況を確認する。この確認結果は、同じ構成の地盤を改良する際に、改良管21の回転速度及び引き上げ速度、硬化材の噴射圧力などの各種設定に反映することができ、より高品質な地盤改良体の造成に役立てることが可能である。
As shown in FIG. 7C, the maximum value is “15.985” in the vicinity of 820 [seconds] in the lower layer, and the maximum value is in the vicinity of 5910 [seconds] in the middle layer as shown in FIG. 7B. Becomes “2.411”, and as shown in FIG. 7A, in the upper layer, it is understood that the maximum value is “19.111” in the vicinity of 9620 [seconds]. That is, the arrival time of the high pressure injection to the height position where the first to
Thus, the person in charge on the site displays each vibration waveform for analysis on the
また、振動の計測に加速度センサを用いたことによって、従来のマイクによる集音と比較して測定精度を高くすることが容易である。例えば、図7及び図8の振動波形は、30[Hz]のサンプリング周期で測定した波形となるが、加速度センサであれば、このサンプリング周期を例えば50[Hz]に上げて高精度化することが容易である。
また、振動波形だけはなく、硬化材の高圧噴射用ポンプ(図示略)の流量を計測する流量計(図示略)の計測結果を示すチャート紙の内容なども合わせて解析することで、より詳細な施工状況の確認を行うことが可能となる。
In addition, by using an acceleration sensor for vibration measurement, it is easy to increase the measurement accuracy as compared with sound collection by a conventional microphone. For example, the vibration waveforms in FIG. 7 and FIG. 8 are waveforms measured at a sampling period of 30 [Hz]. For an acceleration sensor, the sampling period is increased to, for example, 50 [Hz] for higher accuracy. Is easy.
Moreover, not only the vibration waveform but also the details of the chart paper showing the measurement result of the flow meter (not shown) that measures the flow rate of the high-pressure injection pump (not shown) of the hardened material are also analyzed in detail. It is possible to confirm the correct construction status.
ここで、上記外挿管1、上記第1〜第3の加速度センサ3A〜3C、上記振動伝達物質(砂)及び上記測定装置5から、高圧噴射撹拌工用の施工状況情報測定装置が構成される。
また、測定装置5の動ひずみ測定器50及びデータレコーダ51は、振動データ記録部に対応する。
Here, the
The dynamic
(第1実施形態の効果)
第1実施形態に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法は、まず、地盤改良体31の造成前にその造成位置から径方向に予め設定した距離rだけ離れた位置に、地盤改良体31の造成深さ以上の深さの観測孔10を削孔する。次に、観測孔10内に、地盤改良体31の造成深さ以上の長さの外挿管1を建て込み、建て込んだ外挿管1の内側における、地盤改良体31の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層(第1実施形態では、シルト層、砂質層、盛土層の3つ)の位置に対応する深さ位置のそれぞれに、外挿管1を介して伝達される振動を検出する加速度センサを少なくとも1つずつ固定配置する。上記第1実施形態では、各層に対して1つずつの計3つの加速度センサ(第1〜第3の加速度センサ3A〜3C)を固定配置する。加速度センサ3の配置後に、噴射ノズル21aから硬化材を高圧噴射し、この高圧噴射によって外挿管1を介して伝達される振動を、各土層に対応する深さ位置にそれぞれ固定配置された各加速度センサ3で検出する。そして、この検出結果を示す振動データを記録する(第1実施形態では測定装置5にて記録する)。更に、記録された振動データに基づき高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する。
(Effect of 1st Embodiment)
In the construction status confirmation method of the high-pressure jet agitator according to the first embodiment, first, before the
これによって、各土層の深さ位置に固定配置された各加速度センサ3によって、外挿管1に生じる振動を個別に検出することが可能となり、加速度センサ3の配置された各土層におけるより正確な施工状況を確認することが可能となる。
第1実施形態に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法は、更に、加速度センサ3を配置する際に、地盤改良体31の造成深さ以上の長さを有する長尺の支持部材2aと該支持部材2aの各土層の深さ位置に対応する長さ位置にそれぞれ少なくとも1つずつ配置された複数の加速度センサ3(第1実施形態では第1〜第3の加速度センサ3A〜3C)とを有するセンサ支持体2を構成する。そして、このセンサ支持体2を、外挿管1内に挿入し、挿入後に外挿管1内を、振動を伝達可能な物質(第1実施形態では砂)で充填する。
これによって、加速度センサ3を外挿管1に直接接触させることなく、振動を加速度センサ3に伝達させることが可能となり、加速度センサの設置自由度を向上することが可能となる。
Accordingly, it is possible to individually detect vibration generated in the
In the construction status confirmation method for the high-pressure jet agitator according to the first embodiment, when the
This makes it possible to transmit vibration to the
また、第1実施形態に係る地盤改良体の造成方法は、地盤中に挿入された改良管21の噴射ノズル21aから硬化材を高圧噴射すると共に改良管21を回転させながら引き上げることで地盤改良体を造成する高圧噴射撹拌工によって地盤改良体31を造成する。加えて、上記の第1実施形態に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法によって高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する。
これによって、上記高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法と同様の効果が得られると共に、施工状況の確認結果を施工内容に反映させることで、より高品質な地盤改良体を造成することが可能となる。
Moreover, the ground improvement body creation method according to the first embodiment is that the ground improvement body is formed by high-pressure injection of the hardened material from the
As a result, the same effect as the construction status confirmation method of the high-pressure jet agitator can be obtained, and it is possible to create a higher quality ground improvement body by reflecting the construction status confirmation result in the construction content. Become.
また、第1実施形態に係る高圧噴射撹拌工用の施工状況情報測定装置は、地盤改良体31の造成位置から径方向に予め設定した距離rだけ離れた位置に設けられた、地表から地盤改良体31の造成深度より下方まで達する外挿管1を備える。更に、外挿管1内であって、地盤改良体31の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層の深さ位置に対応する位置に少なくとも1つずつ固定配置された第1〜第3の加速度センサ30A〜30Cを備える。なお更に、第1〜第3の加速度センサ30A〜30Cの配置された外挿管1内に充填された振動伝達物質(第1実施形態では砂)を備える。そして、測定装置5の動ひずみ測定器50及びデータレコーダ51が、高圧噴射撹拌工によって地盤改良体31を造成時に第1〜第3の加速度センサ30A〜30Cで検出した振動データを記録する。
この構成であれば、高圧噴射撹拌工法の施工状況情報として、地盤改良体を造成時に各土層の深さ位置に配置された加速度センサに外挿管1を介して伝達される振動の振動データを測定することが可能となる。これによって、測定した振動データに基づき加速度センサの配置された各土層におけるより正確な施工状況を確認することが可能となる。
In addition, the construction status information measuring device for high-pressure jet agitator according to the first embodiment is provided with a ground improvement from the ground surface, which is provided at a position separated by a predetermined distance r in the radial direction from the formation position of the
If it is this structure, the vibration data of the vibration transmitted through the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
第2実施形態は、上記第1実施形態において円筒状の外挿管1を観測孔10に建て込んでいたのに対して、円筒状の外挿管1の底部側の端部に蓋部を設けた構成の第2の外挿管1Aを建て込む点が異なる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
図8(a)及び(b)に示すように、第2の外挿管1Aは、上記第1実施形態の外挿管1と同じ円筒形状の外挿管の底部側の端部に、十字形状のビット1bが形成された構成となっている。このビット1bは、十字部分以外の部分が空洞部となっており、外挿管の内部に通じている。このように底部側の端部を十字形状のビット1bで蓋をする構成としたことによって、図8(c)に示すように、第2の外挿管1Aを観測孔10から引き抜く際に、図8(d)に示すように、ビット1bの十字部分によって、センサ支持体2を受け止めることが可能となる。また、引き抜き時に、内部に充填された砂を、ビット1bの空洞部分を通じて観測孔10内に放出させることが可能となる。
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the
(第2実施形態の効果)
第2実施形態に係る高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法によれば、観測孔10に建て込む外挿管として、その底部側の端部に、自身を引き抜き時にセンサ支持体2の通過を阻む形状の蓋部(第2実施形態では十字形状のビット1b)が形成された第2の外挿管1Aを用いるようにした。
これによって、第2の外挿管1Aを引き抜き時に、蓋部によって、センサ支持体2を受け止めることが可能となるので、センサ支持体2の抜け落ちを防止することが可能となる。
また、蓋の形状を十字形状とするなど空洞部分を設けることで、引き抜き時に空洞部分を通じて内部に充填された砂などの振動伝達物質を外部へと放出させることが可能となるため、引き抜き時の重量を軽減することが可能となる。
(Effect of 2nd Embodiment)
According to the construction status confirmation method of the high-pressure jet agitator according to the second embodiment, as an extrapolated tube to be built in the
As a result, when the
In addition, by providing a hollow part such as a cross shape of the lid, it is possible to release vibration transmitting substances such as sand filled inside through the hollow part when pulling out. The weight can be reduced.
(変形例)
(1)上記各実施形態では、外挿管内を砂などの振動伝達物質で充填する構成としたが、この構成に限らない。例えば、図9に示すように、板バネ2sによって、センサ支持体2を外挿管1(又は第2の外挿管1A)の内周面に押し付けて、硬化材の高圧噴射によって外挿管1(又は第2の外挿管1A)に生じる振動をセンサ支持体2に直接伝達する構成としてもよい。このとき、例えば、図9に示すように、少なくともセンサ支持体2の加速度センサ3の配置位置の部分が外挿管に接するように板バネ2sを設け、それ以外の部分については例えば補助的に設けるようにする。この構成とすることで、外挿管内を砂などの振動伝達物質で充填する必要がなくなるので、引き上げ時の重量増加を抑えることが可能となると共に、振動伝達物質による加速度センサや支持部材の損耗を抑えることが可能となる。
(Modification)
(1) In each of the above embodiments, the inside of the extratubation tube is filled with a vibration transmitting substance such as sand. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 9, the
(2)上記各実施形態では、振動の測定対象の各土層に対して加速度センサを1つずつ設ける構成としたが、この構成に限らず、各土層に対して2つ以上の加速度センサを設ける構成としてもよい。
(3)上記各実施形態では、加速度センサを設ける土層を3種類の土層としたが、この構成に限らず、2種類以下又は4種類以上の土層に対して加速度センサを設ける構成としてもよい。
(4)上記各実施形態では、改良対象の地盤中に挿入した改良管21から、径方向に距離rだけ離れた位置に1つの観測孔10を削孔して振動の測定をする構成とした。この構成に限らず、改良管21の周囲に2つ以上の観測孔を設けて複数の観測孔位置にて振動を測定する構成としてもよい。
(2) In each of the above embodiments, one acceleration sensor is provided for each soil layer to be measured for vibration. However, the present invention is not limited to this configuration, and two or more acceleration sensors are provided for each soil layer. It is good also as a structure which provides.
(3) In each of the above embodiments, the soil layer in which the acceleration sensor is provided is three types of soil layers. However, the present invention is not limited to this configuration, and the acceleration sensor is provided in two or less types or four or more types of soil layers. Also good.
(4) In each of the above-described embodiments, the vibration is measured by drilling one
(5)上記各実施形態では、地盤改良体の形成に、三重管ロッドから構成される改良管21を用いて空気と水とを高圧噴射して地盤を切削撹拌した後に硬化材(グラウト)を高圧噴射する三重管方式を用いる構成としたが、この構成に限らない。例えば、単管ロッドを用いて硬化材のみを高圧噴射する単管方式、二重管ロッドを用いて硬化材と空気とを混合噴射する二重管方式等の他の方式にも本発明は適用可能である。
(6)上記各実施形態では、センサ支持体2を挿入後の外挿管1内を砂で充填する構成としたが、この構成に限らず、振動を伝達可能な物質であれば、例えば水などの他の物質を充填する構成としてもよい。
(5) In each of the above-described embodiments, the ground improvement body is formed by using the
(6) In each of the above embodiments, the inside of the
(7)上記各実施形態では、振動を測定する加速度センサとして、ひずみゲージ式の加速度変換器を例に挙げて説明したが、この構成に限らない。例えば、圧電式加速度センサや半導体式加速度センサなど他の方式の加速度センサを採用する構成としてもよい。
(8)上記各実施形態では、改良管21を地盤中に挿入した後に、この地盤中に挿入された改良管21から径方向に必要改良半径である距離rだけ離れた位置に観測孔10を削孔する構成とした。この構成に限らず、例えば、地盤改良体を造成する削孔ポイントにケーシング管を挿入する前などに観測孔10を削孔する構成としてもよい。また、改良管21を挿入後でも、先に挿入したケーシング管を引き抜く前に観測孔10を削孔する構成としてもよい。
(7) In each of the above embodiments, a strain gauge type acceleration transducer has been described as an example of an acceleration sensor for measuring vibration, but the present invention is not limited to this configuration. For example, another type of acceleration sensor such as a piezoelectric acceleration sensor or a semiconductor acceleration sensor may be employed.
(8) In each of the embodiments described above, after the
(9)上記各実施形態では、測定対象の全ての土層に対する振動データの記録が完了してから施工状況を確認する構成としたが、この構成に限らない。例えば、土層毎の測定完了後など、振動データの記録途中に土層毎に確認作業を行うなど他のタイミングで行う構成としてもよい。
(10)上記各実施形態では、観測孔10の深さ、外挿管1の長さ及びセンサ支持体2の長さを、地盤改良体31の造成深さ以上の深さ及び長さとする構成としたが、この構成に限らない。例えば、複数種類の土層のうち最下層よりも上層にある特定の土層のみを対象に振動を測定する場合は、その測定対象の土層の測定を行うのに必要な深さ及び長さに構成してもよい。
(9) In each of the above embodiments, the construction status is confirmed after the recording of vibration data for all soil layers to be measured is completed. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a configuration may be adopted in which confirmation work is performed for each soil layer during recording of vibration data, for example, after completion of measurement for each soil layer, at other timings.
(10) In each of the above embodiments, the depth of the
1 外挿管
1A 第2の外挿管
1b ビット
2 センサ支持体
2a 支持部材
2s 板バネ
3A〜3C 第1〜第3の加速度センサ
4 電気ケーブル
5 測定装置
7 削孔機
10 観測孔
20 地盤改良機
21 改良管
21a 噴射ノズル
31 地盤改良体
31a〜31c 第1〜第3の地盤改良体
50 動ひずみ測定器
51 データレコーダ
52 計測制御用PC
53 表示装置
DESCRIPTION OF
53 Display device
Claims (7)
前記地盤改良体の造成前にその造成位置から径方向に予め設定した距離だけ離れた位置に、観測孔を削孔する観測孔削孔工程と、
前記観測孔内に、外挿管を建て込む外挿管建込み工程と、
前記外挿管の内側における、前記地盤改良体の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層の位置に対応する深さ位置のそれぞれに、前記外挿管を介して伝達される振動を検出する加速度センサを少なくとも1つずつ固定配置するセンサ配置工程と、
前記センサ配置工程の後に前記噴射ノズルから硬化材を高圧噴射し、この高圧噴射によって前記外挿管を介して伝達される振動を、前記各土層に対応する深さ位置にそれぞれ固定配置された各前記加速度センサで検出し、その検出結果を示す振動データを記録する振動記録工程と、
前記振動記録工程によって記録された前記振動データに基づき前記高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する施工状況確認工程と、を含む高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法。 The high pressure jet agitator confirms the construction status of the high pressure jet agitator that builds the ground improvement body by injecting the hardened material at a high pressure from the injection nozzle of the improved pipe inserted into the ground and pulling up the improved pipe while rotating. It is a construction status confirmation method,
An observation hole drilling step for drilling an observation hole at a position separated by a predetermined distance in the radial direction from the formation position before the formation of the ground improvement body;
In the observation hole, an extratubation tube installation step of installing an extratubation tube,
It is transmitted via the extrapolation tube to each of the depth positions corresponding to the positions of the respective soil layers of a plurality of types of soil layers constituting the ground portion on which the ground improvement body is created, inside the extrapolation tube. A sensor placement step of fixedly placing at least one acceleration sensor for detecting vibration;
After the sensor placement step, the curing material is jetted at a high pressure from the jet nozzle, and the vibration transmitted through the outer cannula by the high pressure jet is fixedly arranged at a depth position corresponding to each soil layer. A vibration recording step of detecting vibration data indicating the detection result detected by the acceleration sensor; and
A construction status confirmation method for confirming a construction status of the high-pressure jet agitator based on the vibration data recorded by the vibration recording step.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法によって前記高圧噴射撹拌工の施工状況を確認する施工状況確認工程と、を含むことを特徴とする地盤改良体の造成方法。 A ground improvement body that forms the ground improvement body by a high-pressure jet agitator that forms a ground improvement body by high-pressure injection of a hardening material from the injection nozzle of the improvement pipe inserted into the ground and pulling up the improvement pipe while rotating. Creation process,
The ground improvement body characterized by including the construction condition confirmation process which confirms the construction condition of the said high pressure injection agitator by the construction condition confirmation method of the high pressure injection agitator of any one of Claims 1-5. How to build.
地盤改良体の造成位置から径方向に予め設定した距離だけ離れた位置に設けられた、地表から地盤改良体の造成深度より下方まで達する外挿管と、
前記外挿管内であって、地盤改良体の造成される地盤部分を構成する複数種類の土層の各土層の深さ位置に対応する位置に少なくとも1つずつ固定配置された加速度センサと、
前記加速度センサの配置された外挿管内に充填された振動を伝達可能な物質である振動伝達物質と、
前記高圧噴射撹拌工によって前記地盤改良体を造成時に前記加速度センサで検出した振動データを記録する振動データ記録部と、を備えることを特徴とする高圧噴射撹拌工用の施工状況情報測定装置。 In the ground improvement body construction work that creates the ground improvement body by the high-pressure jet agitation method, it is a construction status information measuring device for high-pressure agitator that measures the construction status information related to the construction status of the high-pressure jet agitation,
An extrapolation tube that extends from the ground surface to a position below the formation depth of the ground improvement body, provided at a position that is separated from the creation position of the ground improvement body in a radial direction by a preset distance;
An acceleration sensor that is fixedly arranged at least one at a position corresponding to the depth position of each soil layer of a plurality of types of soil layers that constitute the ground portion in which the ground improvement body is formed, and in the extrapolation tube;
A vibration transmitting material which is a material capable of transmitting vibration filled in the outer cannula in which the acceleration sensor is disposed;
And a vibration data recording unit for recording vibration data detected by the acceleration sensor when the ground improvement body is created by the high-pressure jet agitator.
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