JP2019073941A - 地盤改良体の造成管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤中への硬化材又は薬液の充填状態の判別を、リアルタイムかつ高い精度で行うことができる地盤改良体の造成管理方法を提供する。【解決手段】地盤改良体Ｔが造成される地盤中に、噴射したセメントミルクＭを検出するセンサー２０を装着した地盤挿入ボード７を設置する第１工程と、第１工程の後、地盤中に地盤改良体Ｔを造成する際に、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０で噴射したセメントミルクＭを検出し、当該検出結果に基づき地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する第２工程と、を有する地盤改良体の造成管理方法である。地盤挿入ボード７は、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成されるともに、長手方向に延在する複数の長孔１１を備えた板状で、センサー２０が長孔１１内に配置されている。【選択図】図９

Description

本発明は、地盤中に硬化材を高圧噴射して又は薬液を吐出して造成する地盤改良体の造成管理方法に関する。

地盤中に地盤改良体を造成して地盤を強固なものに改良する地盤改良方法として、地盤中に硬化材を高圧噴射して地盤を拡散して地盤改良体を造成する高圧噴射攪拌工法や、地盤中に薬液を吐出して地盤改良体を造成する薬液注入工法などが知られている。
図１４は、従来の高圧噴射攪拌工法による地盤改良体の造成方法を説明する説明図であり、図１４Ａは地盤改良体の造成を開始したときの説明図、図１４Ｂは地盤改良体の造成を行っているときの説明図である。

高圧噴射攪拌工法では、図示のように、セメントミルクＭなどの硬化材を噴射する噴射口４１を有する管ロッド４０、及び管ロッド４０を地盤中に挿入する施工機械（図示せず）が用いられる。地盤改良体の造成時には、まず、施工機械にて管ロッド４０を地盤中に所定の深度まで挿入する。次に、図１４Ａに示すように、管ロッド４０を３６０度回転しながら噴射口４１からセメントミルクＭを地盤中に高速高圧で噴射し、噴射したセメントミルクＭの噴射エネルギーで地盤を切削してセメントミルクＭと地盤を混合攪拌する。続いて、図１４Ｂに示すように、セメントミルクＭと地盤の混合攪拌を、管ロッド４０を上方に引き抜きながら行う。これにより、地盤中に縦向き円柱状の地盤改良体Ｔを造成し、造成した地盤改良体Ｔにより地盤を強固なものに改良することができる。

ところで、高圧噴射攪拌工法では、地盤中に地盤改良体Ｔを造成した後、造成した地盤改良体Ｔが設計通りの出来形になっているか否か、地盤中への硬化材の充填状態を判別して、地盤改良体Ｔの出来形の確認を行う。
地盤中の地盤改良体Ｔの出来形を確認する方法は、地盤改良体Ｔを造成した後、ボーリングマシンを使用してサンプルを採取するチェックボーリングを行う方法、あるいは地盤を掘削して直接確認する方法がある。

しかしながら、チェックボーリングを行う方法は、ボーリングマシンとともにその他多数の機材が必要になり、装置が大掛かりになるため、作業コストが高くなるという問題がある。また、採取したサンプルをすべて目視で確認するため、その作業に手間がかかり、作業性が悪いという問題もある。
また、チェックボーリングでのサンプルの採取は、地盤改良体Ｔを造成した後に行うことから、硬化した地盤改良体Ｔの部分もボーリングする場合があり、そのため、使用するロッドを剛性の高いものにする必要がある。このことからコストが高くなるという問題がある。

地盤を掘削して直接確認する方法は、地盤を実際に掘削するので、その作業が非常に手間のかかる作業となり、多大な時間を要するという問題がある。また、地盤中に地盤改良体Ｔを一定深度を越えて深く造成した場合、実際には、その深度まで掘削することができないことがあるため、地盤中の地盤改良体Ｔの出来形を確認することができないことがあるという問題がある。

本発明は、従来の地盤改良方法における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、地盤中への硬化材又は薬液の充填状態の判別を、リアルタイムかつ高い精度で行えるとともに、手間がかかることなく安価に行うことができる地盤改良体の造成管理方法を提供することである。

本発明は、地盤改良体が造成される地盤中に、噴射した硬化材又は吐出した薬液を検出するセンサーを装着した地盤挿入ボードを設置する第１工程と、第１工程の後、地盤中に地盤改良体を造成する際に、地盤挿入ボードに装着したセンサーで噴射した硬化材又は吐出した薬液を検出し、当該検出結果に基づき地盤中への硬化材又は薬液の充填状態を判別する第２工程と、を有し、地盤挿入ボードは、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成されるともに、長手方向に延在する複数の長孔を備えた板状で、センサーが長孔内に配置されている地盤改良体の造成管理方法である。

本発明によれば、地盤改良体が設計通りの出来形になっているか否か、地盤中への硬化材又は薬液の充填状態を、リアルタイムかつ高い精度で判別することができ、造成する地盤改良体の出来形を適切に管理することができる。また、地盤中に地盤挿入ボードを設置するだけのきわめて簡易な作業で、造成する地盤改良体の出来形を管理でき、その結果、手間が掛かることなく安価に設計通りの地盤改良体を造成することができ、工費の削減を図ることができる。

本発明の地盤改良体の造成管理方法において用いる地盤中に地盤改良体を造成する装置の説明図である。 本発明の地盤改良体の造成管理方法において用いる地盤中への硬化材の充填状態を判別する装置の説明図である。 図３Ａは、地盤挿入ボードの正面図であり、図３Ｂは、地盤挿入ボードの正面図である。 図４Ａは、図３ＡのＡ−Ａ断面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＢ部の拡大図である。 地盤中に地盤挿入ボードを設置するときの向きを説明する上面図である。 挿入管の斜視図である。 図７Ａは、建設機械に挿入管を取り付けた状態を示す説明図であり、図７Ｂは、建設機械で挿入管を地盤中に挿入した状態を示す説明図であり、図７Ｃは、挿入管を引き抜いて地盤中に地盤挿入ボードを残置した状態を示す説明図である。 図８Ａは、地盤中に地盤挿入ボードを設置した状態を示す説明図であり、図８Ｂは、センサーからのケーブルを管理装置に接続した状態を示す説明図である。 図９Ａは、地盤改良体造成時にセンサーで検出を行っている状態を示す説明図であり、図９Ｂは、地盤改良体を造成している間、センサーで検出を連続して行っている状態を示す説明図である。 別の地盤挿入ボードの正面図である。 地盤改良体造成時にセンサーで検出を行っている状態を示す説明図である。 別の方法で地盤改良体造成時にセンサーで検出を行っている状態を示す説明図である。 別の方法で地盤改良体造成時にセンサーで検出を行っている状態を示す説明図である。 図１４Ａは、従来の地盤改良体の造成を開始したときの説明図であり、図１４Ｂは、従来の地盤改良体の造成を行っているときの説明図である。

本発明の地盤改良体の造成管理方法の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る地盤改良体の造成管理方法（以下、単に本造成管理方法という）は、高圧噴射攪拌工法により地盤中に地盤改良体を造成する際に、地盤中への硬化材の充填状態（充填前、充填不足、充填完了）を判別して、造成する地盤改良体の出来形の管理を行う方法である。
ここでは、硬化材はセメントミルクＭである。ただし、硬化材はこれに限られるものではない。
また、地盤改良方法は高圧噴射攪拌工法であるとして説明するが、必ずしも高圧噴射攪拌工法に限られるものではなく、例えば、後述する地盤中に薬液を吐出して地盤改良体を造成する薬液注入工法などでもよい。

本造成管理方法において用いる装置は、図１に示す地盤中に地盤改良体を造成する装置と、図２に示す地盤中への硬化材の充填状態を判別する装置から成る。
地盤改良体を造成する装置は、図１に示すように、地盤中に挿入する管ロッド１を有するとともに、管ロッド１を所定の深度まで挿入したり又は引き抜いたりする施工機械２を有する。施工機械２は、前部にマスト３を立設し、マスト３に沿って管ロッド１を取り付ける。これとともに、管ロッド１を地盤中に挿入又は引き抜くための昇降装置４と、管ロッド１を回転させるための回転装置５を有する。管ロッド１は、中空の鋼管で、その内部にセメントミルクＭが流れる。管ロッド１は、その下端にセメントミルクＭを噴射する噴射口６を有し、噴射口６からセメントミルクＭが地盤中に高速高圧で噴射される。
なお、図示していないが、施工機械２の周辺には、施工機械２に取り付けた管ロッド１にセメントミルクＭや圧縮空気などを供給するための設備を有している。

地盤改良体Ｔの造成時には、従来と同様に、施工機械２にて管ロッド１を所定の深度まで挿入し、挿入後、管ロッド１を回転しながら噴射口６からセメントミルクＭを地盤中に高速高圧で噴射し、セメントミルクＭの噴射エネルギーで地盤を切削してセメントミルクＭと地盤を混合攪拌する。セメントミルクＭと地盤の混合攪拌を、管ロッド１を引き抜きながら行って、地盤中に縦向き円柱状の地盤改良体Ｔを造成する。

地盤中への硬化材の充填状態を判別する装置は、図２に示すように、地盤改良体Ｔが造成される地盤中に設置する地盤挿入ボード７と、地上に設置する管理装置８を有する。
地盤挿入ボード７は、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成された細長い板状で、その長手方向に延在する複数の長孔１１を板厚内に備えている。ここで、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料とは、ポリオレフィン樹脂である。ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。

具体的には、地盤挿入ボード７は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、横幅方向（図３Ａ及び図４Ａでは左右方向）に断面が凹凸状になるポリオレフィン樹脂製の芯材１２と、芯材１２の両面（図３Ａにおいて前後方向の面）側を挟持して一体化するポリオレフィン樹脂製のシート材１３から成る。なお、芯材１２及びシート材１３の延在方向（長手方向）は、芯材１２及びシート材１３の横幅方向と直交する縦方向（図３Ａ及び図３Ｂでは上下方向）である。

地盤挿入ボード７は、全体として細長い板状であり、断面が凹凸状の芯材１２とその両側のシート材１３により区画されて、板厚内にその長手方向に延在する長孔１１を横幅方向に沿って複数備える。ここでは複数の長孔１１の数は１１個であるが、数はこれに限らない。地盤挿入ボード７において、横幅方向の寸法（図３Ａにおいて左右方向に示す）は３〜１５ｃｍ程度、板厚の寸法（図３Ｂにおいて左右方向に示す）は０．５〜２ｃｍ程度である。ただし、寸法はこれに限定されるものではない。
なお、地盤挿入ボード７は、後述する設置方法で、地盤中に設置するために、先端において折り返し、そこにアンカー１５を取り付けている。

地盤挿入ボード７には、図３Ａに示すように、地盤中に地盤改良体を造成する際に、地盤中に噴射したセメントミルクＭを検出するセンサー２０が装着されている。
センサー２０は、振動を測定する振動デバイスであって、振動を測定することにより、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を検出する振動センサーである。センサー２０の大きさは、地盤挿入ボード７に備えた長孔１１内に配置できる大きさであり、ここでは、縦と横が１７ｍｍ程度、厚さが５ｍｍ程度である。

センサー２０は、地盤挿入ボード７に備えた複数の長孔１１内に装着する。例えば、1つの長孔１１内にセンサー２０を１つ装着し、複数の長孔１１内それぞれにセンサー２０を装着する。このとき、複数のセンサー２０は、地盤挿入ボード７の長手方向に所定の間隔を空けて等間隔で配置される。即ち、複数の長孔内に配置されたセンサー２０は、長孔の延在方向において互いに間隔をおいて配置されている。
センサー２０を装着した長孔１１の表面には、開口部１４が形成されており、センサー２０は、開口部１４により地盤挿入ボード７の表面に露出している。

地盤挿入ボード７の長孔１１内に装着したセンサー２０には、長孔１１内を通って地上まで達するケーブル２１が接続されている。即ち、地盤挿入ボード７の複数の長孔１１内にはセンサー２０に接続されたケーブル２１がそれぞれ配置されている。
ここでは、センサー２０にケーブル２１を接続する有線方式を採用しているが、必ずしも有線方式に限られるものではなく、無線方式を採用してもよい。

また、図２に示すように、地上に設置する管理装置８は、センサー２０に接続したケーブル２１が接続されており、センサー２０で測定した振動が検出結果として入力される。管理装置８は、入力された検出結果に基づいて所定の演算処理を行って、つまり、測定した振動の大きさ（振幅）を予め定めた大きさと比較することで、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する。また、管理装置８には、表示装置２５を有しており、ここでは、表示装置２５はディスプレーであり、ディスプレー２５に判別結果（セメントミルクＭの充填状態）を表示する。例えば、セメントミルクＭの充填前を赤色、充填不足を黄色、充填完了を緑色にし、複数のセンサー２０それぞれから求めた判別結果をディスプレー２５に色分けして表示する。これにより、ディスプレー２５を見ることで、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別することができる。
また、センサー２０及び管理装置８では、セメントミルクＭの充填状態を判別するだけでなく、測定した振動から、それがセメントミルクＭなのか、水なのか、土なのかということも判別可能である。

センサー２０は、地盤挿入ボード７に備えた複数の長孔１１において、１つの長孔１１内に１つのセンサー２０を装着しているが、これに限られず、１つの長孔１１内に複数のセンサー２０を、地盤挿入ボード７の長手方向に間隔を空けて装着してもよい。
センサー２０は、振動センサーに限られるものではなく、その他のセンサー、例えば、温度を測定することによりセメントミルクＭを検出する温度センサー、水素イオン指数（ｐＨ：ペーハー）を測定することによりセメントミルクＭを検出する水素イオン指数センサー、酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定することによりセメントミルクＭを検出する酸化還元電位センサー、電気伝導率（ＥＣ）を測定することによりセメントミルクＭを検出する電気伝導率センサーなどでもよい。また、センサー２０は、振動センサー、温度センサー、水素イオン指数センサー、酸化還元電位センサー、電気伝導率センサーのうちの１つではなく、複数のセンサーを併用してもよい。

次に、本造成管理方法について説明する。
本造成管理方法は、地盤中に地盤挿入ボード７を設置する第１工程と、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する第２工程とを含む。
第１工程は、地盤改良体Ｔが造成される地盤中の所定の位置、例えば地盤改良体Ｔの設計された出来形の外周縁部に、噴射したセメントミルクＭを検出するセンサー２０を装着した地盤挿入ボード７を設置する。地盤挿入ボード７の設置位置は、基本的には１ヶ所である。ただし、設置位置は、これに限らず、複数箇所にしてもよい。

また、設置するときの地盤挿入ボード７の向きは、図５に示すように、地盤挿入ボード７における噴射したセメントミルクＭを検出する側の面（図５においてＡで示す）が、地盤改良体Ｔ造成時のセメントミルクＭの噴射方向（管ロッド１の噴射口６からセメントミルクＭが飛んでくる方向）に対して直交するようにしている。ここでの噴射したセメントミルクＭを検出する側の面Ａとは、地盤挿入ボード７において、長孔１１内にセンサー２０を装着しその表面に開口部１４を形成して噴射したセメントミルクＭを検出するようになる側の面である。
これにより、地盤改良体Ｔ造成時に、噴射したセメントミルクＭが、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０に真正面から当たることで、センサー２０ではセメントミルクＭを正確に検出することができる。

続いて、地盤挿入ボード７の設置とともに、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０と地上に設置した管理装置８を接続し、管理装置８において、センサー２０より入力された検出結果から、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別できるように準備する。

地盤挿入ボード７の設置方法は、地盤中に挿入可能な挿入管２７を有し、挿入管２７の地盤中への挿入又は引き抜きは建設機械３０を用いて行う。挿入管２７は、図６に示すように、内部に細長い薄板状の地盤挿入ボード７を縦向きに収容可能にする縦長の長方形筒状で、その上下端に開口部２８が形成されている。挿入管２７の内部に地盤挿入ボード７を収容したとき、地盤挿入ボード７は、その先端（下端）の折り返し部が挿入管２７の下端の開口部２８より飛び出し、そこに取り付けたアンカー１５（図３に示す）が挿入管２７の下端に掛止される。

建設機械３０は、図７Ａに示すように、運転席を備えた自走可能な機体３１を有し、機体３１にブーム３２が装着されており、ブーム３２の先端にアタッチメント３３を有している。建設機械３０の先端のアタッチメント３３には、内部に地盤挿入ボード７を収容した挿入管２７が取り付けられる。なお、ここで用いる機械は、建設機械３０に限られず、例えば、前記の地盤改良体Ｔを造成する際に使用する施工機械２などでもよい。

次に、図７Ｂに示すように、建設機械３０で挿入管２７を地盤挿入ボード７とともに地盤中の所定の位置、例えば地盤改良体Ｔの設計された出来形の外周縁部に、かつ所定の向きに挿入する。挿入管２７を所定の深度まで挿入した後、図７Ｃに示すように、建設機械３０で挿入管２７を引き抜く。このとき、地盤挿入ボード７の先端に取り付けたアンカー１５によって、地盤挿入ボード７が挿入管２７とともに引き抜かれることがなく、地盤中に地盤挿入ボード７のみが残置される。これにより、図８Ａに示すように、地盤中への地盤挿入ボード７の設置が完了する。

続いて、図８Ｂに示すように、地盤挿入ボード７に装着した複数のセンサー２０からのケーブル２１を地上に設置した管理装置８に接続する。管理装置８では、センサー２０より入力された検出結果から地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別可能にして、ディスプレー２５にセメントミルクＭの充填状態を表示して判別できるように準備する。

第２工程は、第１工程の後、地盤中に地盤改良体Ｔを造成する際に、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０で噴射したセメントミルクＭを検出し、当該検出結果に基づき地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する。
具体的には、施工機械２にて管ロッド１を地盤中の所定の深度まで挿入した後、管ロッド１を回転しながら噴射口６からセメントミルクＭを噴射し、これを上方に向かって行って地盤中に地盤改良体Ｔを造成する。地盤改良体Ｔを造成するとき、図９Ａに示すように、地盤挿入ボード７に装着した複数のセンサー２０にてそれぞれ振動を測定する。

続いて、複数のセンサー２０で測定した振動は、検出結果として地上に設置した管理装置８に入力される。管理装置８では、検出結果に基づいて地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する。セメントミルクＭの充填状態の判別は、複数のセンサー２０すべてで行われており、判別結果がディスプレー２５にセンサー２０毎に表示される。即ち、センサー２０の検出結果に基づいてセメントミルクＭの充填状態を管理装置８で判別し、かつ判別結果をディスプレー２５に表示する工程を有する。
この複数のセンサー２０による振動の測定、管理装置８でのセメントミルクＭの充填状態の判別及びディスプレー２５への判別結果の表示は、図９Ｂに示すように、地盤中に地盤改良体Ｔを造成している間、連続して行われ、即ち、地盤中の所定の深度から地表面の近傍（造成する地盤改良体の上端）まで行われる。

これにより、作業者は、管理装置８のディスプレー２５にセンサー２０毎に表示された判別結果の中から、実際に地盤改良体Ｔを造成している（噴射口６からセメントミルクＭを噴射している）位置に対応したセンサー２０から求めた判別結果を見ることで、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態をリアルタイムで判別することができる。
また、ディスプレー２５にセメントミルクＭの充填状態がリアルタイムで表示されることから、作業者は、例えばセメントミルクＭの充填が不足であるとわかれば、さらにセメントミルクＭを噴射することができ、これにより、設計通りの地盤改良体Ｔを造成できる。

なお、本造成管理方法において、地盤中に造成する地盤改良体Ｔは縦向き円柱状であるが、地盤改良体Ｔの形状は、これに限られるものではなく、例えば、硬化材であるセメントミルクＭを直線的に噴射して造成する壁状、あるいは扇形状など他の形状でもよい。

以上説明したように、本造成管理方法によれば、地盤中に地盤挿入ボード７を設置し（第１工程）、地盤改良体Ｔを造成する際に地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０でセメントミルクＭを検出して、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態を判別する（第２工程）ことで、地盤改良体Ｔが設計通りの出来形になっているか否か、地盤中へのセメントミルクＭの充填状態をリアルタイムで判別することができ、造成する地盤改良体Ｔの出来形を適切に管理することができる。また、地盤中に地盤挿入ボード７を設置するだけのきわめて簡単な作業で、造成する地盤改良体Ｔの出来形を管理でき、その結果、手間がかかることなく安価に設計通りの地盤改良体Ｔを造成することができ、工費の削減を図ることができる。

また、地盤挿入ボード７を、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成することで、センサー２０に例えば振動センサーや温度センサーを用いた場合、地盤挿入ボード７において振動や熱が伝わりにくくなり、他の場所からの振動や熱などの影響を受けることがなくなる。これにより、センサー２０では、セメントミルクＭの検出を良好に行うことができ、セメントミルクＭの充填状態を高い精度で判別することができる。

また、本造成管理方法によれば、センサー２０に接続するケーブル２１は、地盤挿入ボード７の長孔１１内を通すことで、地盤挿入ボード７によりカバーされる。このことから、地盤改良体Ｔ造成時に噴射されたセメントミルクＭによるケーブル２１の断線をなくすことができる。
地盤挿入ボード７は、センサー２０を装着した箇所の表面のみに開口部１４を形成しているので、地盤挿入ボード７の長孔１１内に、噴射したセメントミルクＭが入り込むことがない。これにより、セメントミルクＭの地盤中への充填を良好に行える。

また、地盤挿入ボード７は、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料であるポリオレフィン樹脂製であることから、切断などの加工が極めて容易である。このことから、例えば、地盤挿入ボード７において、その長手方向に切断して横幅方向の寸法を変更するなどの加工を施すことができ、それぞれの現場に応じた最適な地盤挿入ボード７の提供が可能である。

本実施形態で述べた地盤挿入ボード７は、複数の長孔１１内に配置されたセンサー２０を、長孔１１の延在方向において互いに間隔をおいて配置していたが、これに限定されるものではなく、センサー２０の少なくとも一部を、長孔１１の延在方向において互いに間隔を空けることなく同じ位置に配置するようにしてもよい。

具体的には、図１０に示すように、地盤挿入ボード７において、異なる２つの長孔１１内にセンサー２０をそれぞれ装着し、この２つのセンサー２０は、長孔１１の延在方向において互いに間隔を空けることなく同じ位置に配置されている。この同じ位置に配置された２つのセンサー２０を、一組のセンサー２０とし、この一組のセンサー２０は、地盤挿入ボード７の長手方向（長孔１１の延在方向）に所定の間隔を空けて等間隔で配置される。このように、長孔１１の延在方向において同じ位置に２つのセンサー２０を配置することで、地盤中に噴射したセメントミルクＭの検出を２つのセンサー２０で同時に行うことができ、検出精度を格段に高めることができる。

長孔１１の延在方向において同じ位置に配置するセンサー２０の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上の複数でもよい。また、同じ位置に配置するセンサー２０は、振動センサー、温度センサー、水素イオン指数センサー、酸化還元電位センサー、電気伝導率センサーなどのうちの同じものを用いてもよいし、あるいは異なるものを用いてもよい。

次に、本発明の地盤改良体の造成管理方法の第二実施形態について説明する。
地盤中に地盤改良体Ｔを造成する際、前述の第一実施形態では、硬化材であるセメントミルクＭを高圧噴射する高圧噴射攪拌工法にて行っていたが、ここでは、薬液Ｓを地盤中に吐出して地盤改良体Ｔを造成する薬液注入工法で行われる。
地盤改良体Ｔを造成する装置は、地盤中に挿入する管ロッド１を有するとともに、管ロッド１を所定の深度まで挿入したり又は引き抜いたりする施工機械２を有するが、管ロッド１からは地盤中に薬液Ｓが吐出される。これにより、施工機械２にて管ロッド１を所定の深度まで挿入し、挿入後、管ロッド１から薬液Ｓを吐出し、薬液Ｓの吐出を上方に向かって複数回行うことで、地盤中に地盤改良体Ｔを造成する。

また、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する装置は、第一実施形態と同様、地盤改良体Ｔが造成される地盤中に設置する地盤挿入ボード７と、地上に設置する管理装置８を有する。地盤挿入ボード７は、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料（ポリオレフィン樹脂）で形成された細長い板状で、その長手方向に延在する複数の長孔１１を板厚内に備えている。

次に、本実施形態に係る地盤改良体Ｔの造成管理方法について説明する。
本実施形態に係る地盤改良体Ｔの造成管理方法も、地盤中に地盤挿入ボード７を設置する第１工程と、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する第２工程とを含む。第１工程は、第一実施形態と同様、地盤改良体Ｔが造成される地盤中に、吐出した薬液Ｓを検出するセンサー２０（振動センサー）を装着した地盤挿入ボード７を設置する。なお、このときの地盤挿入ボード７の向きは、第一実施形態と同様、地盤挿入ボード７における吐出した薬液Ｓを検出する側の面が、地盤改良体Ｔ造成時の薬液Ｓの吐出方向（管ロッド１から薬液Ｓが飛んでくる方向）に対して直交するようにしている。
それとともに、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０と地上に設置した管理装置８を接続し、管理装置８において、センサー２０より入力された検出結果から、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別できるように準備する。

なお、センサー２０は、第一実施形態と同様、振動センサーに限られるものではなく、温度を測定することにより薬液Ｓを検出する温度センサー、水素イオン指数を測定することにより薬液Ｓを検出する水素イオン指数センサー、酸化還元電位を測定することにより薬液Ｓを検出する酸化還元電位センサー、電気伝導率を測定することにより薬液Ｓを検出する電気伝導率センサーなどでもよい。また、センサー２０は、振動センサー、温度センサー、水素イオン指数センサー、酸化還元電位センサー、電気伝導率センサーのうちの１つではなく、複数のセンサーを併用してもよい。
また、地盤挿入ボード７におけるセンサーを配置する位置は、第一実施形態と同様、複数のセンサーを、長孔の延在方向において互いに間隔をおいて配置してもよいし、あるいはセンサーの少なくとも一部を、長孔の延在方向において互いに間隔を空けることなく同じ位置に配置してもよい。

第２工程は、第１工程の後、地盤中に地盤改良体Ｔを造成する際に、地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０で吐出した薬液Ｓを検出し、当該検出結果に基づき地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する。
具体的には、管ロッド１を地盤中の所定の深度まで挿入した後、図１１に示すように、管ロッド１から薬液Ｓを吐出し、これを上方に向かって複数回行って地盤改良体Ｔを造成する。地盤改良体Ｔを造成するとき、地盤挿入ボード７に装着した複数のセンサー２０にて振動を測定する。
続いて、複数のセンサー２０で測定した振動は検出結果として管理装置８に入力される。管理装置８では、所定の演算処理により測定した振動の大きさ（振幅）を予め定めた大きさと対比することで、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別し、その判別結果（薬液Ｓの充填状態）がディスプレー２５に表示される。

これにより、作業者は、管理装置８のディスプレー２５に表示された判別結果を見ることで、地盤中への薬液Ｓの充填状態をリアルタイムで判別することができる。
また、ディスプレー２５に薬液Ｓの充填状態がリアルタイムで表示されることから、作業者は、例えば薬液Ｓの充填が不足であるとわかれば、さらに薬液Ｓを吐出することができ、これにより、設計通りの地盤改良体Ｔを造成できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、地盤中に地盤挿入ボード７を設置し（第１工程）、地盤改良体Ｔを造成する際に地盤挿入ボード７に装着したセンサー２０で薬液Ｓを検出して、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する（第２工程）ことで、地盤改良体Ｔが設計通りの出来形になっているか否か、地盤中への薬液Ｓの充填状態をリアルタイムで判別することができ、造成する地盤改良体Ｔの出来形を適切に管理することができる。また、地盤中に地盤挿入ボード７を設置するだけのきわめて簡単な作業で、造成する地盤改良体Ｔの出来形を管理でき、その結果、手間がかかることなく安価に設計通りの地盤改良体Ｔを造成することができ、工費の削減を図ることができる。

また、地盤挿入ボード７を、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成することで、センサー２０に例えば振動センサーや温度センサーを用いた場合、地盤挿入ボード７において振動や熱が伝わりにくくなり、他の場所からの振動や熱などの影響を受けることがなくなる。これにより、センサー２０では、薬液Ｓの検出を良好に行うことができ、薬液Ｓの充填状態を高い精度で判別することができる。

また、第二実施形態において、地盤中に薬液Ｓを吐出して地盤改良体Ｔを造成する際に、地盤中に管ロッド１を挿入し、管ロッド１から薬液Ｓを吐出しているが、管ロッド１の代わりに、地盤挿入ボード３７を用いて薬液Ｓを吐出してもよい。

即ち、図１２に示すように、地盤挿入ボード３７は、前記の地盤挿入ボード７と同じように、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成された細長い板状で、その長手方向に延在する複数の長孔１１を板厚内に備えているが、長孔１１内にはセンサー２０が装着されておらず、それぞれの長孔１１に開口部１４のみが形成される。
これにより、地盤中に設置した地盤挿入ボード３７において、所定の長孔１１内に薬剤Ｓを注入することで、その長孔１１に形成した開口部１４から薬液Ｓを地盤中に吐出して、地盤中に地盤改良体Ｔを造成できる。

また、地盤挿入ボード３７を用いて薬液Ｓを吐出する場合、薬液Ｓを吐出する地盤挿入ボード３７には、吐出した薬液Ｓを検出するセンサー２０を装着することで、地盤中に薬液Ｓを吐出して地盤改良体Ｔを造成する地盤挿入ボード３７と、センサー２０を装着して地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する地盤挿入ボード７を一緒にすることができる。

例えば、図１３に示すように、地盤挿入ボード３７の複数の長孔１１のうちの数ヶ所には薬液Ｓを吐出する開口部１４のみを形成し、その他の長孔１１には上下２ヶ所にセンサー２０をそれぞれ装着する。
これにより、地盤中に薬液Ｓを吐出して地盤改良体Ｔを造成する際に、地盤挿入ボード３７の所定の長孔１１から薬液Ｓを吐出するとともに、他の長孔１１の上下２ヶ所に装着したセンサー２０で吐出した薬液Ｓを検出して、地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別することができる。

薬液Ｓを吐出して地盤改良体Ｔを造成する地盤挿入ボード３７と、センサー２０を装着して地盤中への薬液Ｓの充填状態を判別する地盤挿入ボード７を一緒にすることで、地盤中に設置する地盤挿入ボード３７を１つにすることができ、これにより、地盤中への地盤挿入ボード３７の設置作業が１回で済むことから、その作業工程を減らすことができ、また使用する地盤挿入ボード３７が１つであるから、使用する部品数も減らすことができる。

１…管ロッド、２…施工機械、３…マスト、４…昇降装置、５…回転装置、６…噴射口、７…地盤挿入ボード、８…管理装置、１１…長孔、１２…芯材、１３…シート材、１４…開口部、１５…アンカー、２０…センサー、２１…ケーブル、２５…ディスプレー、２７…挿入管、２８…開口部、３０…建設機械、３１…機体、３２…ブーム、３３…アタッチメント、３７…地盤挿入ボード、４０…管ロッド、４１…噴射口。

Claims (6)

1. 地盤中に硬化材を高圧噴射して又は薬液を吐出して造成する地盤改良体の造成管理方法であって、
   地盤改良体が造成される地盤中に、噴射した硬化材又は吐出した薬液を検出するセンサーを装着した地盤挿入ボードを設置する第１工程と、
   第１工程の後、地盤中に地盤改良体を造成する際に、地盤挿入ボードに装着したセンサーで噴射した硬化材又は吐出した薬液を検出し、当該検出結果に基づき地盤中への硬化材又は薬液の充填状態を判別する第２工程と、を有し、
   地盤挿入ボードは、剛性が低くて振動や熱が伝わりにくい非通水性の材料で形成されるともに、長手方向に延在する複数の長孔を備えた板状で、センサーが長孔内に配置されていることを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。
2. 請求項１に記載された地盤改良体の造成管理方法において、
   センサーの検出結果に基づいて硬化材又は薬液の充填状態を管理装置で判別し、かつ判別結果を表示装置に表示する工程を有することを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。
3. 請求項１又は２に記載された地盤改良体の造成管理方法において、
   センサーは、振動を測定することにより硬化材又は薬液を検出する振動センサー、温度を測定することにより硬化材又は薬液を検出する温度センサー、水素イオン指数を測定することにより硬化材又は薬液を検出する水素イオン指数センサー、酸化還元電位を測定することにより硬化材又は薬液を検出する酸化還元電位センサー、電気伝導率を測定することにより硬化材又は薬液を検出する電気伝導率センサーのうちの少なくとも1つであることを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された地盤改良体の造成管理方法において、
   複数の長孔内に配置されたセンサーは、長孔の延在方向において互いに間隔をおいて配置されていることを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載された地盤改良体の造成管理方法において、
   複数の長孔内に配置されたセンサーの少なくとも一部は、長孔の延在方向において互いに間隔を空けることなく同じ位置に配置されていることを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載された地盤改良体の造成管理方法において、
   第１工程で地盤中に地盤挿入ボードを設置するとき、地盤挿入ボードの向きは、地盤挿入ボードにおける噴射した硬化材又は吐出した薬液を検出する側の面が、地盤改良体造成時の硬化材の噴射方向又は薬液の吐出方向に対して直交するようにしたことを特徴とする地盤改良体の造成管理方法。

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