JP2020084485A - Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method - Google Patents

Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method Download PDF

Info

Publication number
JP2020084485A
JP2020084485A JP2018217369A JP2018217369A JP2020084485A JP 2020084485 A JP2020084485 A JP 2020084485A JP 2018217369 A JP2018217369 A JP 2018217369A JP 2018217369 A JP2018217369 A JP 2018217369A JP 2020084485 A JP2020084485 A JP 2020084485A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground improvement
ground
improvement device
water bottom
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018217369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
タング タン ビン グエン
Tang Thanh Binh Nguyen
タング タン ビン グエン
上野 一彦
Kazuhiko Ueno
一彦 上野
哲平 秋本
Teppei Akimoto
哲平 秋本
熊谷 隆宏
Takahiro Kumagai
隆宏 熊谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Penta Ocean Construction Co Ltd filed Critical Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority to JP2018217369A priority Critical patent/JP2020084485A/en
Publication of JP2020084485A publication Critical patent/JP2020084485A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

To provide a ground improvement device, and a ground improvement method capable of improving a water bottom ground without requiring a press-in configuration toward the water bottom ground and a stir configuration stirring the water bottom ground.SOLUTION: A ground improvement device 1 is suspended in water with a wire 22 connected on its upper surface, penetrating in a soft weak layer 51 by its own weight after touching a surface of the soft weak layer 51. An operator instructs a lifting device to lift up the ground improvement device 1 when recognizing that the ground improving device 1 has descended to a determined distance from the touched surface of the soft weak layer 51. The lifting device lifts the ground improving device 1 by winding up the wire 22. A space S is created along a track below the ground improvement device 1 to be lifted. A supply device supplies a ground improvement material to the ground improvement device 1 through a hose 32 at a supplying speed in accordance with a lifting-up speed of the ground improvement device 1. The ground improvement material is discharged downward from a discharge port 11, the space S being filled with the ground improvement material.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、地盤改良装置、地盤改良システム、及び地盤改良方法に関する。 The present invention relates to a ground improvement device, a ground improvement system, and a ground improvement method.

日本近海の深海には、メタンハイドレート、レアアース、熱水鉱床等の深海資源が存在している。深海資源の採取方法は様々あり、例えば海底面に設置した掘削機により海底地盤を掘削して地盤中の資源を採取する方法もある。 Deep sea resources such as methane hydrate, rare earths, and hydrothermal deposits exist in the deep sea near Japan. There are various methods for collecting deep-sea resources, and for example, there is also a method for extracting resources in the ground by excavating the seabed ground with an excavator installed on the seabed.

しかし深海底の地盤には、せん断強度が2乃至10キロパスカル程度の超軟弱地盤もあり、掘削機等の重機の設置及び走行には適していないことがある。超軟弱地盤において重機を用いる場合、その運搬性や支持力・安定性を確保しなければならず、重機を設置する地盤の改良が必要となる。 However, there are some ultra-soft grounds having a shear strength of about 2 to 10 kilopascals on the deep sea floor, which may not be suitable for installing and running heavy equipment such as an excavator. When using heavy equipment on ultra-soft ground, it is necessary to secure its transportability, bearing capacity and stability, and it is necessary to improve the ground on which heavy equipment is installed.

水中の軟弱土を改良する技術としては、特許文献1、2に記載の技術が挙げられる。特許文献1に記載の技術は、含水軟弱土に固化材を添加する際に、回転する撹拌翼が含水軟弱土を上下するため、含水軟弱土が舞い上がり水を汚濁する、という問題を解決するためのものである。特許文献1には、船体から下降させる枠体の下端に逆有底筒状シェルを設け、この逆有底筒状シェル内に撹拌翼を配置し、着底の後、撹拌翼を含水軟弱土に貫入させる、という方法が記載されている。 Examples of techniques for improving soft soil in water include the techniques described in Patent Documents 1 and 2. The technique described in Patent Document 1 is to solve the problem that when the solidifying material is added to the water-containing soft soil, the rotating stirring blade moves up and down the water-containing soft soil, so that the water-containing soft soil floats up and pollutes water. belongs to. In Patent Document 1, an inverted bottomed cylindrical shell is provided at the lower end of a frame body to be lowered from a hull, a stirring blade is arranged in the inverted bottomed cylindrical shell, and after the bottoming, the stirring blade is attached to a water-containing soft soil. The method of making it penetrate into is described.

また、特許文献2には、船体上に設けられた櫓からワイヤにより水中に吊り下げられている地盤改良機の傾き角及び位置を一定に保持するために、地盤改良機を伸縮式クランプ装置により拘束し、船体の傾き及び位置の変化に応じて、伸縮式クランプ装置のストロークを制御する、という技術が記載されている。 Further, in Patent Document 2, in order to maintain a constant inclination angle and position of a ground improvement machine suspended in water by a wire from a turret provided on the hull, the ground improvement machine is provided with a telescopic clamp device. A technique is disclosed in which the stroke of the telescopic clamp device is restrained and the stroke of the telescopic clamp device is controlled according to changes in the inclination and position of the hull.

特開昭61−1718号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-1718 特開昭60−233223号公報JP, 60-233223, A

しかし、特許文献1、2の技術は、いずれも地盤改良装置を水底地盤に向けて押し込む構成、及び、セメントスラリー等を供給して水底地盤とともに撹拌する構成を必要とするので、水深が例えば300メートル以上の深い水底地盤の改良に適用することが難しい。 However, both of the techniques of Patent Documents 1 and 2 require a configuration in which the ground improvement device is pushed toward the bottom of the water and a configuration in which cement slurry or the like is supplied and agitated together with the bottom of the ground, so that the water depth is, for example, 300. It is difficult to apply to the improvement of deep-sea floors more than a meter.

本願の発明の目的の一つは、水底地盤に向けて押し込む構成及び水底地盤を撹拌する構成を必要とせずに、水底地盤を改良することにある。 One of the objects of the invention of the present application is to improve a water bottom ground without requiring a configuration of pushing toward the water bottom ground and a configuration of stirring the water bottom ground.

本発明の請求項1に係る地盤改良装置は、水中に吊り下げられ、ホースにより供給される地盤改良材を吐出する吐出口を備え、水底地盤に貫入された状態から引き上げられるときに、自装置の軌跡に沿って下方に生じる空間を前記吐出口から吐出する前記地盤改良材により充填する地盤改良装置である。 The ground improvement device according to claim 1 of the present invention is provided with a discharge port for discharging the ground improvement material that is suspended in water and is supplied by a hose, and when the ground improvement device is pulled up from the state of being penetrated into the water bottom ground, the device itself The ground improvement device fills the space generated below along the locus with the ground improvement material discharged from the discharge port.

本発明の請求項2に係る地盤改良装置は、請求項1に記載の態様において、自重によって前記水底地盤に貫入されることを特徴とする地盤改良装置である。 A ground improvement device according to a second aspect of the present invention is the ground improvement device according to the aspect of the first aspect, characterized in that the ground improvement device penetrates into the water bottom ground by its own weight.

本発明の請求項3に係る地盤改良装置は、請求項1又は2に記載の態様において、側方に凸部を備えることを特徴とする地盤改良装置である。 A ground improvement device according to a third aspect of the present invention is the ground improvement device according to the aspect of the first or second aspect, which is provided with a convex portion on a lateral side.

本発明の請求項4に係る地盤改良装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の態様において、前記吐出口から貫入補助材を吐出しながら前記水底地盤に貫入されることを特徴とする地盤改良装置である。 The ground improvement device according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in the aspect according to any one of claims 1 to 3, the ground improvement device is penetrated into the water bottom ground while discharging a penetration auxiliary material from the discharge port. It is a ground improvement device.

本発明の請求項5に係る地盤改良システムは、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の地盤改良装置と、前記地盤改良装置の位置を特定する測位システムと、を備える地盤改良システムである。 A ground improvement system according to claim 5 of the present invention is a ground improvement system comprising the ground improvement device according to any one of claims 1 to 4 and a positioning system for specifying a position of the ground improvement device. is there.

本発明の請求項6に係る地盤改良方法は、ホースにより供給される地盤改良材を吐出する吐出口を備える地盤改良装置を水中に吊り下ろし、水底地盤に貫入させる工程と、前記水底地盤に貫入した前記地盤改良装置を引き上げるとともに、前記地盤改良装置の軌跡に沿って下方に生じる空間を前記吐出口から吐出する前記地盤改良材により充填する工程と、を備える地盤改良方法である。 The ground improvement method according to claim 6 of the present invention comprises: a step of suspending a ground improvement device having a discharge port for discharging a ground improvement material supplied by a hose into water to penetrate into the water bottom ground; and a step of penetrating into the water bottom ground. The step of raising the ground improvement device described above, and filling the space generated below along the locus of the ground improvement device with the ground improvement material discharged from the discharge port.

本発明の請求項7に係る地盤改良方法は、請求項6に記載の態様において、前記貫入させる工程において、前記水底地盤の表面から所定の距離だけ高い位置から前記地盤改良装置が落下される地盤改良方法である。 A ground improvement method according to a seventh aspect of the present invention is the ground improvement method according to the sixth aspect, wherein in the step of intruding, the ground improvement device is dropped from a position higher than a surface of the water bottom ground by a predetermined distance. It is an improved method.

本発明の請求項8に係る地盤改良方法は、請求項6又は7に記載の態様において、前記貫入させる工程において前記地盤改良装置が前記水底地盤に貫入した深さを計測する工程と、前記計測する工程において計測した前記深さに基づき、前記水底地盤の強度を特定する工程と、を備える地盤改良方法である。 The ground improvement method according to claim 8 of the present invention is, in the aspect according to claim 6 or 7, a step of measuring a depth at which the ground improvement device penetrates into the water bottom ground in the step of penetrating; And a step of specifying the strength of the water bottom ground based on the depth measured in the step of performing the ground improvement method.

本願に係る発明によれば、水底地盤に向けて押し込む構成及び水底地盤を撹拌する構成を必要とせずに、水底地盤を改良することできる。 According to the invention of the present application, it is possible to improve the water bottom ground without requiring the configuration of pushing toward the water bottom ground and the configuration of stirring the water bottom ground.

地盤改良システム9の全体構成を示す概略図。Schematic which shows the whole structure of the ground improvement system 9. 地盤改良装置1の構成を示す図。The figure which shows the structure of the ground improvement apparatus 1. 地盤改良装置1を水底地盤5に貫入させる動作を示した図。The figure which showed the operation|movement which penetrates the ground improvement apparatus 1 in the water bottom ground 5. 複数の改良体6が形成された水底地盤5を上方から見た図。The figure which looked at water bottom ground 5 from which a plurality of improvement bodies 6 were formed from the upper part. 変形例における重錘10の形状の例を示す図。The figure which shows the example of the shape of the weight 10 in a modification. 変形例における地盤改良装置1dの構成を示す図。The figure which shows the structure of the ground improvement apparatus 1d in a modification. 変形例において複数の改良体6が形成された水底地盤5を説明するための図。The figure for demonstrating the water bottom ground 5 in which the some improvement body 6 was formed in the modification.

<実施形態>
<地盤改良装置の構成>
図1は、地盤改良システム9の全体構成を示す概略図である。図1に示す地盤改良システム9は、地盤改良装置1、昇降装置2、供給装置3、音波トランシーバ7、及び船8を有する。船8は、水上又は陸上の施工装置の例であり、例えば起重機船である。図1に示す船8は、河川や海等の水4の水面上に浮かぶ船であり、昇降装置2及び供給装置3を搭載し、これらを制御する情報処理装置81を備える。
<Embodiment>
<Structure of ground improvement device>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the ground improvement system 9. The ground improvement system 9 shown in FIG. 1 includes a ground improvement device 1, a lifting device 2, a supply device 3, a sound wave transceiver 7, and a ship 8. The ship 8 is an example of construction equipment on the water or on land, and is, for example, a hoist ship. The ship 8 shown in FIG. 1 is a ship that floats on the surface of water 4 such as a river or the sea, and is equipped with an elevating device 2 and a supply device 3, and is equipped with an information processing device 81 that controls these.

昇降装置2は、ウインチ21と、このウインチ21により巻き上げられるワイヤ22と、ワイヤ22を吊り下げるクレーン23とを有する。ワイヤ22の先端は、地盤改良装置1の上面に接続されている。 The lifting device 2 includes a winch 21, a wire 22 that is wound up by the winch 21, and a crane 23 that suspends the wire 22. The tip of the wire 22 is connected to the upper surface of the ground improvement device 1.

供給装置3は、ポンプ31と、ホース32と、タンク33とを有する。タンク33は、地盤改良材を収容する容器である。地盤改良材は、セメントミルク、モルタル、グラウト等に代表されるポンプ圧送可能な固化材料であって、大水深でポンプ圧送距離が長くなる場合は、遅延剤等の混和剤を添加してもよい。タンク33は、例えば図示しない地盤改良材製造設備等により製造された地盤改良材を収容する。ポンプ31は、タンク33に収容された地盤改良材を吸引して地盤改良装置1へ供給する。 The supply device 3 includes a pump 31, a hose 32, and a tank 33. The tank 33 is a container that stores the ground improvement material. The ground improvement material is a solidified material that can be pumped by pumping, represented by cement milk, mortar, grout, etc., and if the pumping distance becomes long at deep water, an admixture such as a retarder may be added. .. The tank 33 accommodates the ground improvement material manufactured by, for example, a ground improvement material manufacturing facility (not shown). The pump 31 sucks the ground improvement material stored in the tank 33 and supplies the ground improvement material to the ground improvement device 1.

ホース32は、地盤改良装置1に地盤改良材を供給するための管である。ホース32は、一端がポンプ31の吐出側に取り付けられており、他端が地盤改良装置1の上面に接続されている。 The hose 32 is a pipe for supplying the ground improvement material to the ground improvement device 1. The hose 32 has one end attached to the discharge side of the pump 31 and the other end connected to the upper surface of the ground improvement device 1.

地盤改良装置1は、昇降装置2のワイヤ22により水4の中(以下、「水中」ともいう)に吊り下げられた状態で水底地盤5に向けて下降する。図2は、地盤改良装置1の構成を示す図である。図2(a)には地盤改良装置1の斜視図が、図2(b)には、垂直方向に沿った平面における地盤改良装置1の断面図が、それぞれ示されている。 The ground improvement device 1 descends toward the water bottom ground 5 while being suspended in the water 4 (hereinafter also referred to as “underwater”) by the wire 22 of the lifting device 2. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the ground improvement device 1. FIG. 2A shows a perspective view of the ground improvement apparatus 1, and FIG. 2B shows a cross-sectional view of the ground improvement apparatus 1 in a plane along the vertical direction.

地盤改良装置1は、角柱状の重錘10を有する。この重錘10は、上面をワイヤ22で吊るされ、長辺が重力方向に沿った姿勢で用いられる。重錘10の内部には、図2(b)に示す通り、流体の流路を形成する筒状のパイプ111が垂直方向に設けられている。このパイプ111の上端は、ホース32と接続されている。重錘10の底面101には、パイプ111の下端と接続した吐出口11が設けられている。吐出口11は、ホース32により供給され、パイプ111を通過した地盤改良材を地盤改良装置1の下方に向けて吐出する。すなわち、吐出口11は、ホース32により供給される地盤改良材を吐出する吐出口の一例である。 The ground improvement device 1 has a prismatic weight 10. The weight 10 has an upper surface suspended by a wire 22, and is used in a posture in which the long side is along the direction of gravity. Inside the weight 10, as shown in FIG. 2B, a cylindrical pipe 111 that forms a fluid flow path is provided in the vertical direction. The upper end of the pipe 111 is connected to the hose 32. The bottom face 101 of the weight 10 is provided with a discharge port 11 connected to the lower end of the pipe 111. The discharge port 11 is supplied by the hose 32 and discharges the ground improvement material that has passed through the pipe 111 toward the lower side of the ground improvement device 1. That is, the discharge port 11 is an example of a discharge port for discharging the ground improvement material supplied by the hose 32.

地盤改良装置1は、音波トランスポンダ16を備える。音波トランスポンダ16は、受波した音波に対応する音波を送波する機器である。 The ground improvement device 1 includes a sound wave transponder 16. The sound wave transponder 16 is a device that transmits a sound wave corresponding to the received sound wave.

水底地盤5は、水4の下方に存在する地盤であり、軟弱層51及び砂層52を含む。軟弱層51は、砂層52の上に積層されている。軟弱層51は、非排水せん断強度が2乃至10キロパスカル程度の超軟弱地盤である。砂層52は、軟弱層51よりもせん断強度が大きい層である。 The water bottom ground 5 is the ground existing below the water 4, and includes a soft layer 51 and a sand layer 52. The soft layer 51 is laminated on the sand layer 52. The soft layer 51 is an ultra-soft ground having an undrained shear strength of about 2 to 10 kPa. The sand layer 52 is a layer having a higher shear strength than the soft layer 51.

軟弱層51の表面には、音波トランシーバ7が設置されている。音波トランシーバ7は、音波を送波し、その反射波を受波して、音波を反射させた物体の位置を測定する装置である。 The sound wave transceiver 7 is installed on the surface of the soft layer 51. The sound wave transceiver 7 is a device that transmits a sound wave, receives the reflected wave, and measures the position of an object that reflects the sound wave.

地盤改良システム9において、音波トランシーバ7が設置された位置及び姿勢が、緯度、経度、深度、方位の基準とされる。音波トランシーバ7の緯度、経度及び深度は、例えば設置時のボーリング地点を全地球航法衛星システム(GNSS: Global Navigation Satellite System)等により測定することで特定される。音波トランシーバ7の姿勢は、例えば設置時に調整されることで特定される。 In the ground improvement system 9, the position and orientation of the sound wave transceiver 7 are used as a reference for latitude, longitude, depth, and azimuth. The latitude, longitude, and depth of the sound wave transceiver 7 are specified, for example, by measuring a boring point at the time of installation by a Global Navigation Satellite System (GNSS) or the like. The posture of the sound wave transceiver 7 is specified by being adjusted at the time of installation, for example.

音波トランシーバ7は、超音波等の音波を水中に送波する送波部と、水中に送波された音波を受波する複数の受波部と、を有する。複数の受波部は、いわゆる受波アレイと呼ばれる構成である。 The sound wave transceiver 7 includes a wave transmitting unit that transmits sound waves such as ultrasonic waves into water, and a plurality of wave receiving units that receives sound waves transmitted into water. The plurality of wave receiving units has a configuration called a wave receiving array.

音波トランシーバ7が水中に音波を送波すると、水中に吊り下げられた地盤改良装置1の音波トランスポンダ16は、この音波を受波して対応する音波を送波する。 When the sound wave transceiver 7 sends a sound wave into the water, the sound wave transponder 16 of the ground improvement device 1 suspended in the water receives this sound wave and sends a corresponding sound wave.

音波トランスポンダ16により送波された音波は、音波トランシーバ7の複数の受波部により受波される。音波トランシーバ7は、有線又は無線により情報処理装置81に接続されている。音波トランスポンダ16から送波された音波を受波すると、音波トランシーバ7は、受波した音波に応じた信号を情報処理装置81に送信する。このやり取りをすることで、音波トランシーバ7による音波トランスポンダ16の呼出が行われる。 The sound waves transmitted by the sound wave transponder 16 are received by the plurality of wave receiving units of the sound wave transceiver 7. The sound wave transceiver 7 is connected to the information processing device 81 by wire or wirelessly. When the sound wave transmitted from the sound wave transponder 16 is received, the sound wave transceiver 7 transmits a signal according to the received sound wave to the information processing device 81. Through this exchange, the sound wave transceiver 7 calls the sound wave transponder 16.

情報処理装置81は、制御部、記憶部、接続部等を有する。情報処理装置81が備える制御部は、(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有し、CPUがROM及び記憶部に記憶されているコンピュータプログラム(以下、単にプログラムという)をRAMに読み出して実行することにより、情報処理装置81、昇降装置2、及び供給装置3を制御する。 The information processing device 81 has a control unit, a storage unit, a connection unit, and the like. The control unit included in the information processing device 81 has a (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and the CPU stores computer programs stored in the ROM and the storage unit (hereinafter, The information processing device 81, the elevating device 2, and the supplying device 3 are controlled by reading out and executing a program (simply called a program) in the RAM.

情報処理装置81は、音波トランシーバ7から信号を受信すると、この信号から音波トランシーバ7と音波トランスポンダ16との間を音波が伝播するのに要した時間、及び受波部の位相差を特定する。そして、情報処理装置81は、特定したこの時間及び位相差に基づいて、音波トランシーバ7から音波トランスポンダ16までの距離と受波の角度とを算出する。これにより、情報処理装置81は、音波トランスポンダ16の位置、すなわち、地盤改良装置1の位置の情報を特定する。 Upon receiving the signal from the sound wave transceiver 7, the information processing device 81 identifies the time required for the sound wave to propagate between the sound wave transceiver 7 and the sound wave transponder 16 and the phase difference of the wave receiving unit from the signal. Then, the information processing device 81 calculates the distance from the sound wave transceiver 7 to the sound wave transponder 16 and the received wave angle based on the specified time and phase difference. As a result, the information processing device 81 identifies the position of the sound wave transponder 16, that is, the position information of the ground improvement device 1.

つまり、地盤改良システム9は、音波トランシーバ7、音波トランスポンダ16、及び情報処理装置81等から構成される測位システムと、地盤改良装置1とを備え、測位システムは、地盤改良装置1の位置を特定する。 That is, the ground improvement system 9 includes a positioning system including the sound wave transceiver 7, the sound wave transponder 16, the information processing device 81, and the like, and the ground improvement device 1. The positioning system specifies the position of the ground improvement device 1. To do.

<地盤改良装置の動作>
図3は、地盤改良装置1を水底地盤5に貫入させる動作を示した図である。
<Operation of ground improvement device>
FIG. 3 is a diagram showing an operation of penetrating the ground improvement device 1 into the water bottom ground 5.

図3(a)に示す通り、地盤改良装置1は、その上面にワイヤ22が接続されており、このワイヤ22で水中に吊り下げられる。地盤改良装置1は、周囲の水4に比べて比重が大きいため、ウインチ21がワイヤ22を巻下げることで自重により水中を下降する。 As shown in FIG. 3A, the ground improvement device 1 has a wire 22 connected to the upper surface thereof and is suspended in water by the wire 22. Since the ground improvement device 1 has a larger specific gravity than the surrounding water 4, the winch 21 lowers the wire 22 to descend the water by its own weight.

図3(b)に示す通り地盤改良装置1が水底地盤5の軟弱層51に着底すると、地盤改良装置1の底面101が水底地盤5の表面に接触し、この表面から垂直抗力を受けるため、ワイヤ22にかかる張力が変化する。船8にいる操作者は、例えばこの張力の変化を観察することで地盤改良装置1が着底したことを認識する。 As shown in FIG. 3( b ), when the ground improvement device 1 reaches the soft layer 51 of the water bottom ground 5, the bottom surface 101 of the ground improvement device 1 comes into contact with the surface of the water bottom ground 5 and receives a normal force from this surface. , The tension applied to the wire 22 changes. The operator on the ship 8 recognizes that the ground improvement device 1 has reached the bottom by observing the change in the tension, for example.

地盤改良装置1は、軟弱層51に比べて比重が大きいため、軟弱層51の表面に着底した後も、図3(c)に示す通り自重により軟弱層51に貫入する。つまり、地盤改良装置1は、自重によって水底地盤5に貫入される。図3(c)に示す排土511は、軟弱層51のうち、貫入された地盤改良装置1により押し退けられた土等である。 Since the soil improvement device 1 has a larger specific gravity than the soft layer 51, even after landing on the surface of the soft layer 51, it penetrates into the soft layer 51 by its own weight as shown in FIG. 3C. That is, the ground improvement device 1 penetrates into the water bottom ground 5 by its own weight. The soil 511 shown in FIG. 3C is soil or the like in the soft layer 51 that has been pushed away by the ground improvement device 1 that has penetrated.

地盤改良装置1は、図3(d)に示す通り、さらに軟弱層51を決められた距離にわたって下降し、自重によって砂層52の手前まで貫入される。操作者は、地盤改良装置1が軟弱層51に着底してから決められた距離にわたって下降したことを認識すると、情報処理装置81を操作して昇降装置2に対し、地盤改良装置1を引き上げるよう指示する。昇降装置2のウインチ21はワイヤ22を巻き上げて地盤改良装置1を引き上げる。 As shown in FIG. 3D, the ground improvement device 1 further descends the soft layer 51 over a predetermined distance, and penetrates to the front of the sand layer 52 by its own weight. When the operator recognizes that the ground improvement device 1 has descended over a predetermined distance after landing on the soft layer 51, the operator operates the information processing device 81 to pull up the ground improvement device 1 with respect to the elevating device 2. Instruct. The winch 21 of the lifting device 2 winds up the wire 22 and pulls up the ground improvement device 1.

また、情報処理装置81は、供給装置3に対し、地盤改良装置1の引き上げ速度に応じて地盤改良装置1へ地盤改良材を供給するよう指示する。指示を受けた供給装置3は、ポンプ31を駆動しホース32を経由して、地盤改良装置1の引き上げ速度に応じた供給速度で、タンク33に収容された地盤改良材を地盤改良装置1に供給する。地盤改良装置1に供給された地盤改良材は、吐出口11から下向きに吐出される。 In addition, the information processing device 81 instructs the supply device 3 to supply the ground improvement material to the ground improvement device 1 according to the pulling speed of the ground improvement device 1. In response to the instruction, the supply device 3 drives the pump 31 and passes the hose 32 to the ground improving material stored in the tank 33 to the ground improving device 1 at a supply speed according to the pulling speed of the ground improving device 1. Supply. The ground improvement material supplied to the ground improvement device 1 is discharged downward from the discharge port 11.

図3(e)に示す通り、引き上げられる地盤改良装置1の下方には、その軌跡に沿って空間Sが生じる。この空間Sは、地盤改良装置1の引き上げ速度に応じて排土511が流れ込んだり、空間Sを取り囲む軟弱層51の孔壁が崩壊したりして容積が減少することがある。情報処理装置81は、地盤改良装置1の引き上げ速度と地盤改良材の供給速度とを調整して指示を出す。これにより、地盤改良装置1は、空間Sの容積が減少しないように、この空間Sを地盤改良材によって充填する。なお、この調整は、上述した空間Sの容積が全く減少しないように行われることが望ましいが、空間Sのうち少なくとも一部を地盤改良材によって充填することができれば、空間Sの容積は減少してもよい。 As shown in FIG. 3E, a space S is formed below the ground improvement device 1 to be pulled up along the locus thereof. The volume of the space S may decrease due to the discharged soil 511 flowing in according to the pulling rate of the ground improvement device 1 or the hole wall of the soft layer 51 surrounding the space S collapsing. The information processing device 81 adjusts the pulling speed of the ground improvement device 1 and the supply speed of the ground improvement material to give an instruction. Thereby, the ground improvement device 1 fills the space S with the ground improvement material so that the volume of the space S does not decrease. It is desirable that this adjustment be performed so that the volume of the space S described above does not decrease at all, but if at least a part of the space S can be filled with the ground improvement material, the volume of the space S will decrease. May be.

つまり、地盤改良装置1は、水底地盤5に貫入された状態から引き上げられるときに、自装置の軌跡に沿って下方に生じる空間Sを吐出口11から吐出する地盤改良材により充填する。地盤改良装置1は、空間Sに元々存在していた軟弱層51を、供給装置3から供給された地盤改良材で置換するのであり、自装置が押し退けた排土511と地盤改良材とを撹拌する必要はない。また、この地盤改良装置1による地盤改良を行う施工者が、例えば、予め地盤改良材の比重を、押し退けられる排土511と同等程度に調整している場合、孔壁の崩壊を防ぐ効果も期待できる。 That is, the ground improvement device 1 fills the space S generated downward along the locus of the device with the ground improvement material discharged from the discharge port 11 when the ground improvement device 1 is pulled up from the state of penetrating the water bottom ground 5. The ground improvement device 1 replaces the soft layer 51 that originally existed in the space S with the ground improvement material supplied from the supply device 3, and agitates the soil 511 and the ground improvement material that the device itself has pushed away. do not have to. In addition, when the builder who performs the soil improvement by the soil improvement device 1 adjusts the specific gravity of the soil improvement material in advance to the same level as that of the discharged soil 511, the effect of preventing collapse of the hole wall is also expected. it can.

地盤改良装置1が引き上げられ、例えばその底面101が軟弱層51の表面に到達すると、供給装置3は地盤改良材の供給を停止する。これにより、引き上げられる地盤改良装置1の軌跡に沿ってその下方に生じる空間Sは、吐出口11から吐出する地盤改良材により充填される。充填された地盤改良材は、図3(f)に示す通り、固化して改良体6となる。 When the ground improvement device 1 is pulled up and, for example, the bottom surface 101 thereof reaches the surface of the soft layer 51, the supply device 3 stops the supply of the ground improvement material. As a result, the space S generated below the ground improvement device 1 along the path of the ground improvement device 1 to be pulled up is filled with the ground improvement material discharged from the discharge port 11. The ground improvement material thus filled is solidified into the improved body 6 as shown in FIG.

図4は、複数の改良体6が形成された水底地盤5を上方から見た図である。図4(a)に示す通り、複数の改良体6は、略等間隔で水底地盤5に形成される。 FIG. 4 is a view of the water bottom ground 5 on which the plurality of improvement bodies 6 are formed, viewed from above. As shown in FIG. 4A, the plurality of improvement bodies 6 are formed on the water bottom ground 5 at substantially equal intervals.

改良体6は、水底地盤5の軟弱層51よりもせん断強度が大きい。そのため、複数の改良体6が形成された水底地盤5は、元の水底地盤5に比べて支持力、曲げ剛性、せん断剛性等が改良される。 The improved body 6 has a larger shear strength than the soft layer 51 of the water bottom ground 5. Therefore, in the water-bed ground 5 on which the plurality of improvement bodies 6 are formed, the supporting force, bending rigidity, shear rigidity, etc. are improved as compared with the original water-bed ground 5.

地盤改良システム9は、求められる改良率、すなわち、単位面積当たりの改良面積に応じて、改良体6を大きさや、配置間隔等を調整する。また、地盤改良システム9は、求められる改良率に応じて、既に形成した複数の改良体6の間を地盤改良装置1により貫入して、新たな改良体6を形成してもよい。この場合、地盤改良装置1は、軟弱層51のうち、既に形成した改良体6と重なる位置に貫入されてもよく、図4(b)に示す通り、2以上の改良体6同士が連結してもよい。 The ground improvement system 9 adjusts the size, the arrangement interval, etc. of the improvement body 6 according to the required improvement rate, that is, the improvement area per unit area. Further, the ground improvement system 9 may form a new improved body 6 by penetrating between the already formed plurality of improved bodies 6 by the ground improving apparatus 1 according to the required improvement rate. In this case, the ground improvement device 1 may penetrate into the soft layer 51 at a position overlapping the already formed improvement body 6, and as shown in FIG. 4B, two or more improvement bodies 6 are connected to each other. May be.

上述した地盤改良装置1の動作は、ホース32により供給される地盤改良材を吐出する吐出口11を備える地盤改良装置1を水中に吊り下ろし、水底地盤5に貫入させる工程と、水底地盤5に貫入した地盤改良装置1を引き上げるとともに、地盤改良装置1の軌跡に沿って下方に生じる空間Sを吐出口11から吐出する地盤改良材により充填する工程と、を備える地盤改良方法として認識し得る。 The operation of the soil improvement device 1 described above includes the steps of suspending the soil improvement device 1 equipped with the discharge port 11 for discharging the soil improvement material supplied by the hose 32 into water and allowing the soil improvement device 1 to penetrate into the water bottom soil 5, and the water bottom soil 5. The ground improvement method can be recognized as a ground improvement method including a step of pulling up the ground improvement apparatus 1 that has penetrated and filling the space S generated below along the trajectory of the ground improvement apparatus 1 with the ground improvement material discharged from the discharge port 11.

上述した通り従来技術では、地盤を改良するための装置を水底地盤に向けて押し込むために、逆有底筒状シェルや伸縮式クランプ装置等の構成(「押し込み機構」という)が必要であった。本発明に係る地盤改良装置1は、説明した通り自重により水底地盤5を貫入していくため、上述した押し込み機構を設ける必要がない。 As described above, in the prior art, in order to push the device for improving the ground toward the submarine ground, it is necessary to have a configuration such as a cylindrical shell with an inverted bottom and an extendable clamp device (referred to as a "pushing mechanism"). .. Since the ground improvement device 1 according to the present invention penetrates the water bottom ground 5 by its own weight as described above, it is not necessary to provide the above-mentioned pushing mechanism.

また、本発明に係る地盤改良装置1は、自装置が押し退けた排土511と地盤改良材とを撹拌しないので、水底地盤5を撹拌する構成を設ける必要がない。すなわち、本発明に係る地盤改良装置1には、水底地盤5を撹拌する構成に用いる回転機構等が不要である。 Further, since the ground improvement device 1 according to the present invention does not mix the discharged soil 511 and the ground improvement material that the device itself has pushed away, it is not necessary to provide a structure for mixing the water bottom ground 5. That is, the ground improvement device 1 according to the present invention does not require a rotating mechanism or the like used in the configuration for stirring the water bottom ground 5.

<変形例>
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組合せてもよい。
<Modification>
The above is the description of the embodiment, but the contents of this embodiment can be modified as follows. Further, the following modified examples may be combined.

<変形例1>
上述した実施形態において、地盤改良装置1は、角柱状の重錘10を有していたが、地盤改良装置1が有する重錘10の形状はこれに限られない。地盤改良装置1は、例えば、円筒状、円錐状、球状であってもよい。図5は、変形例における重錘10の形状の例を示す図である。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, the ground improvement device 1 includes the prismatic weight 10, but the shape of the weight 10 included in the ground improvement device 1 is not limited to this. The ground improvement device 1 may have, for example, a cylindrical shape, a conical shape, or a spherical shape. FIG. 5: is a figure which shows the example of the shape of the weight 10 in a modification.

図5(a)に示す地盤改良装置1aの重錘10aは、円筒状であり、底面101aには吐出口11aが設けられている。図5(b)に示す地盤改良装置1bの重錘10bは、先端が下向きになっている円錐状である。図5(b)に示す重錘10bの円錐面101bは、下方に向いており、中央に吐出口11bが設けられている。図5(c)に示す地盤改良装置1cの重錘10cは、球状である。重錘10cの表面のうち、下方に向いた領域の一部には、吐出口11cが設けられている。 The weight 10a of the ground improvement apparatus 1a shown in FIG. 5(a) has a cylindrical shape, and the bottom surface 101a is provided with a discharge port 11a. The weight 10b of the ground improvement device 1b shown in FIG. 5(b) has a conical shape with its tip facing downward. The conical surface 101b of the weight 10b shown in FIG. 5B is directed downward, and the discharge port 11b is provided in the center. The weight 10c of the ground improvement device 1c shown in FIG. 5(c) is spherical. A discharge port 11c is provided in a part of the surface of the weight 10c facing downward.

図5に示したこれらの地盤改良装置1a、1b、及び1cも、水底地盤5に貫入された状態から引き上げられるときに、自装置の軌跡に沿って下方に空間Sが生じる。地盤改良装置1a、1b、及び1cは、この空間Sを、それぞれ吐出口11a、11b、11cから吐出する地盤改良材により充填すればよい。 When the ground improvement devices 1a, 1b, and 1c shown in FIG. 5 are also pulled up from the state of being penetrated into the water bottom ground 5, a space S is formed downward along the locus of the device itself. The ground improvement devices 1a, 1b, and 1c may fill the space S with ground improvement materials discharged from the discharge ports 11a, 11b, and 11c, respectively.

<変形例2>
上述した実施形態に代えて、例えば、側方に羽根や突起等の凸部が設けられてもよい。
<Modification 2>
Instead of the embodiment described above, for example, a convex portion such as a blade or a protrusion may be provided on the side.

図6は、変形例における地盤改良装置1dの構成を示す図である。図6(a)には地盤改良装置1dの斜視図が、図6(b)には、垂直方向に沿った平面における地盤改良装置1dの断面図が、それぞれ示されている。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a ground improvement device 1d in a modified example. FIG. 6A shows a perspective view of the ground improvement apparatus 1d, and FIG. 6B shows a cross-sectional view of the ground improvement apparatus 1d in a plane along the vertical direction.

図6に示す地盤改良装置1dは、側方に凸部12を備える。図6(a)に示す通り地盤改良装置1dの重錘10は四角注であり、4つの側面における底面101側で、それぞれ凸部12が伸びている。図6(b)に示す凸部12は、吐出口11よりも重力方向における上方に設けられている。 The ground improvement device 1d shown in FIG. 6 includes a convex portion 12 on the side. As shown in FIG. 6( a ), the weight 10 of the ground improvement device 1 d is a square note, and the convex portions 12 extend on the bottom surface 101 side of the four side surfaces. The convex portion 12 shown in FIG. 6B is provided above the ejection port 11 in the gravity direction.

図6に示した地盤改良装置1dも、水底地盤5に貫入された状態から引き上げられるときに、自装置の軌跡に沿って下方に空間Sが生じる。地盤改良装置1dには、側方に凸部12が備えられているため、空間Sは、重錘10と凸部12とが一体となった地盤改良装置の軌跡に沿って生じる空間となる。そのため、吐出口11から地盤改良材を吐出させることにより、重錘10の軌跡のみならず、凸部12の軌跡も含んだ空間Sが、この地盤改良材により充填される。 Also in the ground improvement device 1d shown in FIG. 6, when the ground improvement device 1d is pulled up from the state of penetrating the water bottom ground 5, a space S is formed below along the locus of the device itself. Since the ground improvement device 1d is provided with the convex portion 12 on the side, the space S is a space generated along the locus of the ground improvement device in which the weight 10 and the convex portion 12 are integrated. Therefore, by discharging the ground improvement material from the discharge port 11, the space S including not only the trajectory of the weight 10 but also the trajectory of the convex portion 12 is filled with the ground improvement material.

図7は、変形例において複数の改良体6aが形成された水底地盤5を説明するための図である。図7(a)には、比較のため、凸部12が設けられていない地盤改良装置1で複数の改良体6を形成したときの水底地盤5を上方から見た図が示されている。一方、図7(b)には、凸部12が設けられている地盤改良装置1dで複数の改良体6aを形成したときの水底地盤5を上方から見た図が示されている。 FIG. 7: is a figure for demonstrating the water bottom ground 5 in which the some improvement body 6a was formed in the modification. For comparison, FIG. 7A shows a view from above of the water bottom ground 5 when a plurality of improvement bodies 6 are formed by the ground improvement device 1 in which the convex portion 12 is not provided. On the other hand, FIG. 7B shows a view from above of the water bottom ground 5 when a plurality of improvement bodies 6a are formed by the ground improvement device 1d provided with the convex portion 12.

水底地盤5に対して地盤改良装置1を複数回にわたって貫入させると、複数の改良体6は、図7(a)に示す範囲及び分布で形成される。 When the ground improvement device 1 is penetrated into the water bottom ground 5 a plurality of times, the plurality of improvement bodies 6 are formed in the range and distribution shown in FIG. 7A.

一方、図7(a)に示す位置と同じ位置に、水底地盤5に対して地盤改良装置1dを複数回にわたって貫入させると、複数の改良体6aは、図7(b)に示す範囲及び分布で形成される。図7(b)に示す改良体6aによる水底地盤5の改良率は、図7(a)に示す改良体6のそれよりも高い。これは、地盤改良装置1dにより形成される改良体6aが、重錘10の軌跡に由来する部分60aに加えて、凸部12の軌跡に由来する部分61aを有するからである。 On the other hand, when the ground improvement device 1d is penetrated into the water bottom ground 5 multiple times at the same position as that shown in FIG. 7(a), the plurality of improved bodies 6a have the same range and distribution as shown in FIG. 7(b). Is formed by. The improvement rate of the water bottom ground 5 by the improvement body 6a shown in FIG. 7(b) is higher than that of the improvement body 6 shown in FIG. 7(a). This is because the improvement body 6a formed by the ground improvement device 1d has the portion 60a derived from the trajectory of the weight 10 and the portion 61a derived from the trajectory of the convex portion 12.

例えば、改良した水底地盤5に掘削機等の重機を設置して走行させると、水平方向に力がかかって水底地盤5の内部にすべり面が発生し易くなる。上述した通り、地盤改良装置1dには凸部12が設けられている。このため、形成される改良体6aによる水底地盤5の改良率は、凸部12が設けられていない場合に比べて高くなる。その結果、水底地盤5の全体としての曲げ剛性、断面二次モーメントは向上し、すべり面が発生し難くなり、水底地盤5が崩落する可能性が抑制される。 For example, when a heavy machine such as an excavator is installed and run on the improved water bottom ground 5, a force is applied in the horizontal direction, and a slip surface is likely to be generated inside the water bottom ground 5. As described above, the ground improvement device 1d is provided with the convex portion 12. Therefore, the improvement rate of the water bottom ground 5 by the formed improvement body 6a is higher than that in the case where the convex portion 12 is not provided. As a result, the bending rigidity and the moment of inertia of area of the submerged ground 5 as a whole are improved, a slip surface is less likely to occur, and the possibility that the submerged ground 5 collapses is suppressed.

<変形例3>
上述した実施形態において、地盤改良装置1は自重のみで水底地盤5に貫入されていたが、吐出口11から貫入補助材を吐出しながら水底地盤5に貫入されてもよい。この場合、供給装置3は、地盤改良装置1を水底地盤5に貫入させる際に、水や海水等の貫入補助材を供給してもよい。供給された貫入補助材は、吐出口11から下向きに吐出し、地盤改良装置1の水底地盤5(軟弱層51)に対する貫入を補助する。この貫入補助材の吐出圧は、水底地盤の固さに応じて調整ができるものとする。
<Modification 3>
In the above-described embodiment, the ground improvement device 1 penetrates into the water bottom ground 5 only by its own weight, but it may penetrate into the water bottom ground 5 while discharging the penetration auxiliary material from the discharge port 11. In this case, the supply device 3 may supply a penetration auxiliary material such as water or seawater when the ground improvement device 1 penetrates into the water bottom ground 5. The supplied penetration auxiliary material is discharged downward from the discharge port 11 and assists the penetration of the ground improvement device 1 into the water bottom ground 5 (soft layer 51). The discharge pressure of the penetration assisting material can be adjusted according to the hardness of the water bottom ground.

この貫入補助材は、例えば、タンク33以外の容器に収容されており、吸引側の流路を切り替えることでポンプ31により吸引されてもよい。また、この貫入補助材は、ポンプ31以外のポンプで供給されてもよい。また、この貫入補助材は、ホース32で供給されてもよいし、ホース32以外のホースで供給されてもよい。 The penetration assisting material may be contained in a container other than the tank 33 and may be sucked by the pump 31 by switching the flow path on the suction side. Further, the penetration assisting material may be supplied by a pump other than the pump 31. Further, the penetration assisting material may be supplied by a hose 32 or a hose other than the hose 32.

貫入補助材は、ホース内を移動可能で、吐出するとき急速に硬化して吐出口が閉塞することがない材料であれば何でもよいが、ポンプ圧送を効率よく行うためには、流体が好ましい。なお、地盤改良材を供給するホースは、ホース内を洗浄する際に水又は海水を使用する。よって、貫入補助材を水又は海水とすれば、供給するホースを共用することができ、さらに好都合である。 The penetration assisting material may be any material as long as it can move in the hose and does not harden rapidly at the time of discharging and does not block the discharge port, but a fluid is preferable for efficiently pumping. The hose that supplies the ground improvement material uses water or seawater when cleaning the inside of the hose. Therefore, if the penetration auxiliary material is water or seawater, the hose to be supplied can be shared, which is more convenient.

また、この貫入補助材は、地盤改良装置1が水底地盤5へ貫入される速度に応じて地盤改良装置1に供給されてもよい。例えば、情報処理装置81は、ワイヤ22の巻下げられた長さや、測位システムにより特定される地盤改良装置1の位置等に基づいて、地盤改良装置1の貫入の速度を監視する。そして、情報処理装置81は、監視したこの速度が決められた値を下回ったときに、供給装置3に向けてその速度に応じた圧力で貫入補助材を地盤改良装置1へ供給するよう指示をすればよい。 Further, the penetration assisting material may be supplied to the ground improvement device 1 according to the speed at which the ground improvement device 1 penetrates into the water bottom ground 5. For example, the information processing device 81 monitors the penetration speed of the ground improvement device 1 based on the length of the unwound wire 22 and the position of the ground improvement device 1 specified by the positioning system. Then, when the monitored speed falls below the determined value, the information processing device 81 instructs the supply device 3 to supply the penetration auxiliary material to the ground improvement device 1 at a pressure according to the speed. do it.

<変形例4>
上述した実施形態において、音波トランシーバ7は、自身の緯度、経度及び深度をGNSS等により測定していたが、他の構成により、これらのいずれかを測定又は推定してもよい。例えば、音波トランシーバ7は、水圧を測定する水圧計を備えていてもよい。この場合、音波トランシーバ7の位置のうち深度は、この水圧計によって測定された水圧から推定される。
<Modification 4>
In the above-described embodiment, the sound wave transceiver 7 measures its own latitude, longitude, and depth by GNSS or the like, but any of these may be measured or estimated by another configuration. For example, the sound wave transceiver 7 may include a water pressure gauge that measures water pressure. In this case, the depth of the position of the sound wave transceiver 7 is estimated from the water pressure measured by this water pressure gauge.

<変形例5>
上述した実施形態において、音波トランシーバ7は、軟弱層51の表面に設置されていたが、船8の船底や船8の下の水中に設置されてもよい。この場合、音波トランシーバ7は、例えば船8から水中に下ろしたワイヤ等で吊り下げたり、船8から水中に伸ばしたロッドの先端等に取り付けられたりして、水中に設置されればよい。
<Modification 5>
In the above-described embodiment, the sound wave transceiver 7 is installed on the surface of the soft layer 51, but may be installed on the bottom of the ship 8 or in the water under the ship 8. In this case, the sound wave transceiver 7 may be installed in water by, for example, being suspended by a wire or the like that is lowered from the ship 8 into water, or attached to the tip of a rod extended from the ship 8 into water.

また、音波トランシーバ7は、地盤改良装置1に設置されてもよい。この場合、音波トランスポンダ16は、船8から水中に下ろしたワイヤ、ロッド、又は水底地盤5の表面等に設置されてもよい。 The sound wave transceiver 7 may be installed in the ground improvement device 1. In this case, the sound wave transponder 16 may be installed on a wire, a rod, or the surface of the submarine ground 5 that is dropped from the ship 8 into the water.

また、上述した音波トランシーバ7は複数の受波部を有していたが、異なる位置に配置された複数の音波トランシーバ7が、それぞれ一つずつ受波部を有していてもよい。 Further, the sound wave transceiver 7 described above has a plurality of wave receiving portions, but a plurality of sound wave transceivers 7 arranged at different positions may each have a wave receiving portion.

また、音波トランシーバ7及び音波トランスポンダ16は、いわゆる音響モデム、音響変換器等を有してもよい。この場合、音波トランシーバ7及び音波トランスポンダ16は、音響変換器等を用いて互いにやり取りする情報を、音波に変換して水中に送信し、この音波を受信したときにこの音波から上述した情報を抽出すればよい。 Further, the sound wave transceiver 7 and the sound wave transponder 16 may include a so-called acoustic modem, an acoustic transducer, or the like. In this case, the sound wave transceiver 7 and the sound wave transponder 16 convert the information exchanged with each other using an acoustic transducer or the like into a sound wave and transmit it to the water, and when the sound wave is received, the above-mentioned information is extracted from this sound wave. do it.

また、測位システムは音波を用いた構成に限られない。例えば、ワイヤ22に沿って1つ以上のセンサを配置し、情報処理装置81は、このセンサにより検知された位置に関する情報を基に、地盤改良装置1の位置を特定してもよい。このセンサには、例えば、光ファイバ・ジャイロ等の角速度センサや、ひずみゲージ式、圧電素子式、静電容量式等の加速度センサ等が用いられる。 Further, the positioning system is not limited to the configuration using sound waves. For example, one or more sensors may be arranged along the wire 22, and the information processing device 81 may specify the position of the ground improvement device 1 based on the information regarding the position detected by this sensor. As the sensor, for example, an angular velocity sensor such as an optical fiber gyro, an acceleration sensor such as a strain gauge type, a piezoelectric element type, or an electrostatic capacitance type is used.

地盤改良システム9は、複数回にわたって地盤改良装置1を水底地盤5の改質対象領域に貫入させ、その度に例えば音波トランシーバ7を基準とした、地盤改良装置1の位置を特定する。これにより、情報処理装置81には、貫入の位置の分布、すなわち、地盤改良材が固化して形成された改良体6の位置の分布が記憶される。この分布を参照することにより、上述した操作者は、水底地盤5の改質対象領域において、どの部分の改質が進んでいるかを把握する。 The ground improvement system 9 penetrates the ground improvement device 1 into the modification target region of the water bottom ground 5 a plurality of times, and specifies the position of the ground improvement device 1 based on, for example, the sound wave transceiver 7 each time. As a result, the information processing device 81 stores the distribution of the penetration positions, that is, the distribution of the positions of the improvement bodies 6 formed by solidifying the ground improvement material. By referring to this distribution, the above-mentioned operator grasps which part of the reforming target area of the water bottom ground 5 is being reformed.

<変形例6>
上述した実施形態において、重錘10は、上面をワイヤ22で吊るされ、長辺が重力方向に沿った姿勢で用いられていたが、重錘10の姿勢はこれに限られない。重錘10は、長辺が水平方向に沿った姿勢で用いられてもよい。なお、地盤改良装置1の姿勢は、例えば、水底地盤5の軟弱層51に着底し、この軟弱層51の表面から抗力を受けても、傾きの変化が10度以内に収まる等、略変化せずに安定していることが望ましい。
<Modification 6>
In the above-described embodiment, the weight 10 has the upper surface suspended by the wire 22 and is used in a posture in which the long side is along the direction of gravity, but the posture of the weight 10 is not limited to this. The weight 10 may be used in a posture in which the long side is along the horizontal direction. The posture of the ground improvement device 1 is substantially changed, for example, even if the bottom of the ground improvement device 1 bottoms on the soft layer 51 of the submerged ground 5 and a drag force is received from the surface of the soft layer 51, the change in the inclination falls within 10 degrees. It is desirable to be stable without doing so.

<変形例7>
上述した実施形態において、地盤改良装置1は、軟弱層51の表面に着底した後も、自重により軟弱層51に貫入していたが、着底した位置から所定の距離だけ引き上げられてもよい。この場合、例えば上述した操作者は、地盤改良装置1が着底したことを認識したときに、情報処理装置81を操作して、昇降装置2に地盤改良装置1の引き上げを指示する。昇降装置2は、ワイヤ22を巻き上げて水底地盤5の表面から所定の距離だけ高い位置に地盤改良装置1を引き上げる。操作者は、さらに情報処理装置81を操作して、引き上げられた地盤改良装置1を落下させて、水底地盤5に貫入させる指示を昇降装置2に送ってもよい。
<Modification 7>
In the above-described embodiment, the ground improvement device 1 penetrates into the soft layer 51 by its own weight even after landing on the surface of the soft layer 51, but may be pulled up by a predetermined distance from the landed position. .. In this case, for example, when the operator described above recognizes that the ground improvement device 1 has reached the bottom, the operator operates the information processing device 81 to instruct the lifting device 2 to pull up the ground improvement device 1. The lifting/lowering device 2 winds up the wire 22 and pulls up the ground improvement device 1 to a position higher than the surface of the water bottom ground 5 by a predetermined distance. The operator may further operate the information processing device 81 to drop the ground improvement device 1 that has been pulled up and send to the elevating device 2 an instruction to penetrate the water bottom ground 5.

地盤改良装置1には、水底地盤5の表面から所定の距離hだけ高い位置から落下することで地盤改良装置1が水底地盤5に貫入する際の抵抗値を計測する計測部を設けてもよい。この計測部は、例えばばね式、圧電素子式、磁歪式、静電容量型、ジャイロ式、ひずみゲージ式等のロードセルである。計測部は、例えば地盤改良装置1の底面101の内側に取り付けられ、底面101が水底地盤5の表面から垂直抗力を受けたときに、その垂直抗力による抵抗値を計測する。 The ground improvement device 1 may be provided with a measuring unit that measures a resistance value when the ground improvement device 1 penetrates the water bottom ground 5 by dropping from a position higher by a predetermined distance h from the surface of the water bottom ground 5. .. This measuring unit is, for example, a spring type, a piezoelectric element type, a magnetostrictive type, an electrostatic capacitance type, a gyro type, a strain gauge type load cell, or the like. The measuring unit is attached, for example, inside the bottom surface 101 of the ground improvement device 1, and when the bottom surface 101 receives a vertical drag force from the surface of the water bottom ground 5, measures the resistance value due to the vertical drag force.

例えば、地盤改良装置1は、図3(a)に示す通り、水底地盤5の表面よりも所定の距離hだけ高い位置に引き上げられた後、自由落下させられて水底地盤5に貫入する。このとき、上述した計測部は水底地盤5から受ける抵抗値を計測して、この計測結果を情報処理装置81に送る。情報処理装置81は、この計測結果に基づいて、水底地盤5の強度を特定してもよい。なお、計測部は、計測された抵抗値を記憶装置に記憶してもよい。この場合、記憶装置に記憶された抵抗値は、地盤改良装置1が水上に回収されたときに情報処理装置81等によって読み出されてもよい。 For example, as shown in FIG. 3( a ), the ground improvement device 1 is pulled up to a position higher than the surface of the water bottom ground 5 by a predetermined distance h, and then freely dropped to penetrate into the water bottom ground 5. At this time, the above-described measuring unit measures the resistance value received from the water bottom ground 5 and sends the measurement result to the information processing device 81. The information processing device 81 may specify the strength of the water bottom ground 5 based on the measurement result. The measurement unit may store the measured resistance value in the storage device. In this case, the resistance value stored in the storage device may be read by the information processing device 81 or the like when the ground improvement device 1 is collected on the water.

この変形例に係る地盤改良装置1によれば、水底地盤5の表面から所定の距離hだけ高い位置から落下したときに、地盤改良装置1が水底地盤5に貫入する際の抵抗値が計測されるため、水底地盤5の強度が特定される。地盤改良装置1の利用者は、例えば、特定した強度に基づいて、水底地盤5に供給するべき地盤改良材を選択し、又は、地盤改良装置1の重量を変更してもよい。 According to the ground improvement apparatus 1 of this modification, when the ground improvement apparatus 1 falls from a position higher than the surface of the water bottom ground 5 by a predetermined distance h, the resistance value when the ground improvement apparatus 1 penetrates into the water bottom ground 5 is measured. Therefore, the strength of the water bottom ground 5 is specified. The user of the ground improvement device 1 may select the ground improvement material to be supplied to the water bottom ground 5 or change the weight of the ground improvement device 1, for example, based on the specified strength.

なお、この変形例に係る地盤改良装置1の動作は、ホース32により供給される地盤改良材を吐出する吐出口11を備える地盤改良装置1を水中に吊り下ろし、水底地盤5に貫入させる工程において、水底地盤5の表面から所定の距離だけ高い位置から地盤改良装置1が落下される地盤改良方法として認識し得る。 The operation of the ground improvement device 1 according to this modification is performed in the process of suspending the ground improvement device 1 including the discharge port 11 that discharges the ground improvement material supplied by the hose 32 into the water and penetrating the water bottom ground 5. It can be recognized as a ground improvement method in which the ground improvement device 1 is dropped from a position higher than the surface of the water bottom ground 5 by a predetermined distance.

<変形例8>
上述した実施形態又は変形例1において、操作者は、地盤改良装置1が着底したことを認識したときに、水底地盤5の表面の重力方向の位置を計測しなかったが、これを計測してもよい。この変形例に係る地盤改良装置1によれば、例えば、水面等の基準となる面から水底地盤5までの深さが計測される。
<Modification 8>
In the above-described embodiment or modified example 1, the operator did not measure the position of the surface of the water bottom ground 5 in the direction of gravity when recognizing that the ground improvement device 1 reached the bottom, but measured this. May be. According to the ground improvement device 1 of this modification, for example, the depth from the reference surface such as the water surface to the water bottom ground 5 is measured.

<変形例9>
上述した変形例において、地盤改良装置1は、落下して水底地盤5に貫入する際の抵抗値を計測する計測部を備えていたが、水底地盤5に貫入する際の深さを計測する構成を有していてもよい。
<Modification 9>
In the above-described modified example, the ground improvement device 1 includes the measuring unit that measures the resistance value when the ground material 5 drops and penetrates into the water bottom ground 5. However, the structure that measures the depth when penetrating into the water bottom ground 5 is provided. May have.

例えば、図4(d)に示す通り、操作者は、地盤改良装置1を水底地盤5の表面から所定の距離hだけ高い位置から落下させて、水底地盤5に貫入させたときに、ワイヤ22の巻下げの状態に基づいて、水底地盤5の軟弱層51の表面から、貫入させた地盤改良装置1の底面101までの深さdを計測してもよい。 For example, as shown in FIG. 4D, when the operator drops the ground improvement device 1 from a position higher than the surface of the water bottom ground 5 by a predetermined distance h and penetrates into the water bottom ground 5, The depth d from the surface of the soft layer 51 of the water bottom soil 5 to the bottom surface 101 of the ground improvement device 1 that has penetrated may be measured based on the unwinding state of No.

この場合、操作者は、距離h、及び、計測した深さdに基づいて、水底地盤5の強度を特定してもよい。なお、深さdは、水圧計を用いて計測した水圧から推定されてもよい。 In this case, the operator may specify the strength of the water bottom ground 5 based on the distance h and the measured depth d. The depth d may be estimated from the water pressure measured using a water pressure gauge.

この変形例に係る地盤改良装置1の動作は、ホース32により供給される地盤改良材を吐出する吐出口11を備える地盤改良装置1を水中に吊り下ろし、水底地盤5に貫入させる工程において、地盤改良装置1が水底地盤5に貫入した深さを計測する工程と、この深さを計測する工程において計測した深さに基づき、水底地盤5の強度を特定する工程と、を備える地盤改良方法として認識し得る。 The operation of the ground improvement device 1 according to this modification is performed in the process of suspending the ground improvement device 1 including the discharge port 11 that discharges the ground improvement material supplied by the hose 32 in water and allowing the ground improvement device 1 to penetrate into the water bottom ground 5. As a ground improvement method comprising a step of measuring the depth of penetration of the water bottom ground 5 by the improvement device 1 and a step of specifying the strength of the water bottom ground 5 based on the depth measured in the step of measuring the depth Can be recognized.

この変形例に係る地盤改良装置1によれば、例えば、地盤改良装置1を水底地盤5に貫入させたときの抵抗値を計測しなくても、水底地盤5の強度が特定される。 According to the ground improvement device 1 according to this modification, for example, the strength of the water bottom ground 5 is specified without measuring the resistance value when the ground improvement device 1 penetrates into the water bottom ground 5.

1…地盤改良装置、1a…地盤改良装置、1b…地盤改良装置、1c…地盤改良装置、1d…地盤改良装置、10…重錘、10a…重錘、10b…重錘、10c…重錘、101…底面、101a…底面、101b…円錐面、11…吐出口、11a…吐出口、11b…吐出口、11c…吐出口、111…パイプ、12…凸部、16…音波トランスポンダ、2…昇降装置、21…ウインチ、22…ワイヤ、23…クレーン、3…供給装置、31…ポンプ、32…ホース、33…タンク、4…水、5…水底地盤、51…軟弱層、511…排土、52…砂層、6…改良体、6a…改良体、60a…部分、61a…部分、7…音波トランシーバ、8…船、81…情報処理装置、9…地盤改良システム。 1... Ground improvement device, 1a... Ground improvement device, 1b... Ground improvement device, 1c... Ground improvement device, 1d... Ground improvement device, 10... Weight, 10a... Weight, 10b... Weight, 10c... Weight, 101...bottom surface, 101a...bottom surface, 101b...conical surface, 11...ejection port, 11a...ejection port, 11b...ejection port, 11c...ejection port, 111...pipe, 12...convex part, 16...sound transponder, 2...elevation Device, 21... Winch, 22... Wire, 23... Crane, 3... Feeding device, 31... Pump, 32... Hose, 33... Tank, 4... Water, 5... Water bottom ground, 51... Soft layer, 511... Soil discharge, 52... Sand layer, 6... Improved body, 6a... Improved body, 60a... Part, 61a... Part, 7... Sound wave transceiver, 8... Ship, 81... Information processing device, 9... Ground improvement system.

Claims (8)

水中に吊り下げられ、
ホースにより供給される地盤改良材を吐出する吐出口を備え、
水底地盤に貫入された状態から引き上げられるときに、自装置の軌跡に沿って下方に生じる空間を前記吐出口から吐出する前記地盤改良材により充填する
地盤改良装置。
Suspended in water,
Equipped with a discharge port for discharging the ground improvement material supplied by a hose,
A ground improvement device that fills a space generated downward along the locus of the device with the ground improvement material that is discharged from the discharge port when being pulled up from the state of penetrating the water bottom ground.
自重によって前記水底地盤に貫入される
ことを特徴とする請求項1に記載の地盤改良装置。
The ground improvement device according to claim 1, wherein the ground improvement device penetrates into the subseabed by its own weight.
側方に凸部を備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の地盤改良装置。
The ground improvement device according to claim 1 or 2, further comprising a convex portion on a lateral side.
前記吐出口から貫入補助材を吐出しながら前記水底地盤に貫入される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の地盤改良装置。
The ground improvement device according to any one of claims 1 to 3, wherein the ground improvement device is penetrated into the water bottom ground while discharging a penetration auxiliary material from the discharge port.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の地盤改良装置と、
前記地盤改良装置の位置を特定する測位システムと、
を備える地盤改良システム。
A ground improvement device according to any one of claims 1 to 4,
A positioning system for specifying the position of the ground improvement device,
Ground improvement system equipped with.
ホースにより供給される地盤改良材を吐出する吐出口を備える地盤改良装置を水中に吊り下ろし、水底地盤に貫入させる工程と、
前記水底地盤に貫入した前記地盤改良装置を引き上げるとともに、前記地盤改良装置の軌跡に沿って下方に生じる空間を前記吐出口から吐出する前記地盤改良材により充填する工程と、
を備える地盤改良方法。
A step of suspending the ground improvement device equipped with a discharge port for discharging the ground improvement material supplied by a hose into the water and allowing it to penetrate into the water bottom ground,
While pulling up the ground improvement device penetrating into the water bottom ground, filling the space generated below along the trajectory of the ground improvement device with the ground improvement material discharged from the discharge port,
A method for improving the ground.
前記貫入させる工程において、前記水底地盤の表面から所定の距離だけ高い位置から前記地盤改良装置が落下される
請求項6に記載の地盤改良方法。
The ground improvement method according to claim 6, wherein, in the step of intruding, the ground improvement device is dropped from a position higher than a surface of the water bottom ground by a predetermined distance.
前記貫入させる工程において前記地盤改良装置が前記水底地盤に貫入した深さを計測する工程と、
前記計測する工程において計測した前記深さに基づき、前記水底地盤の強度を特定する工程と、
を備える請求項6又は7に記載の地盤改良方法。
In the step of intruding, the step of measuring the depth at which the ground improvement device has penetrated into the water bottom ground,
Based on the depth measured in the measuring step, a step of specifying the strength of the water bottom ground,
The ground improvement method according to claim 6 or 7, further comprising:
JP2018217369A 2018-11-20 2018-11-20 Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method Pending JP2020084485A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018217369A JP2020084485A (en) 2018-11-20 2018-11-20 Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018217369A JP2020084485A (en) 2018-11-20 2018-11-20 Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020084485A true JP2020084485A (en) 2020-06-04

Family

ID=70906779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018217369A Pending JP2020084485A (en) 2018-11-20 2018-11-20 Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020084485A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5079915A (en) * 1973-11-15 1975-06-28
JPS60219318A (en) * 1984-04-16 1985-11-02 Shigeyoshi Kitamura Soft ground improving method
JPH06116935A (en) * 1991-01-31 1994-04-26 Akira Kobayashi Liquefaction preventing method for sand ground
JP2005073585A (en) * 2003-09-01 2005-03-24 Saikai Kensetsu:Kk Mixing working method for ground at bottom of water and system therefor
JP2016138432A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 清水建設株式会社 Water bottom ground penetration depth measurement device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5079915A (en) * 1973-11-15 1975-06-28
JPS60219318A (en) * 1984-04-16 1985-11-02 Shigeyoshi Kitamura Soft ground improving method
JPH06116935A (en) * 1991-01-31 1994-04-26 Akira Kobayashi Liquefaction preventing method for sand ground
JP2005073585A (en) * 2003-09-01 2005-03-24 Saikai Kensetsu:Kk Mixing working method for ground at bottom of water and system therefor
JP2016138432A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 清水建設株式会社 Water bottom ground penetration depth measurement device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104776834B (en) A kind of deep-sea floor pore water pressure long-term observation automatic distributing and discharging System and method for
WO2020082690A1 (en) Seabed sediment mechanical properties measurement system suitable for use at full sea depth
CN111351528B (en) Submarine boundary layer observation device and laying and recycling method thereof
CN203824784U (en) Underwater vibration sampling device
CN102653308B (en) Wind turbine is transported to ship and the method to set up thereof in &#34; offshore &#34; place
CN107034931B (en) Steel pipe pile verticality detection device and deepwater steel pipe pile construction method
JP5446005B2 (en) Submerged mound compaction method and compaction device
US11802767B2 (en) In-situ observation system for bottom boundary layer over shallow-water cohesive seabed and arrangement method thereof
JP2013242265A (en) Underwater floating mud collection device
EP2963185B1 (en) Method and device for taking a soil sample from an underwater bottom
CN104792452A (en) Auto-lift cable-free long-term observation apparatus for deep-sea bed pore-water pressure
CN103603364A (en) Deepwater suction-type gravity foundation and deepwater mounting device and deepwater mounting method thereof
JP2020084485A (en) Ground improvement device, ground improvement system, and ground improvement method
EP3063337B1 (en) Device and method for arranging a layer of material of predetermined height level on an underwater bottom
JP2020056728A (en) Shoe device, water bottom ground penetration testing device, and water bottom ground penetration testing method
JP7060399B2 (en) Ground improvement equipment, ground improvement system, and ground improvement method
AU2014343966A1 (en) Device and method for arranging a layer of material of predetermined height level on an underwater bottom
JP7245145B2 (en) Seafloor crustal deformation observation equipment
CN115298088A (en) Carrier for mounting an anchor in an underwater substrate
JP7421190B2 (en) Suction foundation, supply equipment, construction method, and removal method
CN219547750U (en) Self-floating static sounding device
CN109113055A (en) The construction method of composite pile
CN215595561U (en) Bored pile pore-forming quality detection device
JPH10253355A (en) Ultrasonic type pulse height meter
CN213448590U (en) Based on buoyancy formula drilling bored concrete pile measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220607

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221129