JP2022185457A - 土質改良状況監視システムおよび土質改良状況監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信効率の向上を図りながら、地盤改良施工の品質を確認しうるシステム等を提供する。【解決手段】状況監視センサ２１１により、剪断補助翼１４の回転数が時系列的に測定され、地盤改良施工中の剪断補助翼１４の回転数の時系列データが第１記憶装置２１２に記憶保持される。第１指定条件が満たされた場合、剪断補助翼１４の回転数の時系列（地盤改良施工中の剪断補助翼１４の回転数の時系列データ）が第１記憶装置２１２から読み出されて第１状況監視モジュール２１から無線方式で第２状況監視モジュール２２に宛てて送信される。【選択図】図１

Description

本発明は、セメント系固化材スラリーを用いた深層混合処理工法における混合撹拌翼による対象土の土質改良状況を検知するシステムおよび方法に関する。

セメント系固化材スラリーを用いた深層混合処理工法においては、改良対象土が粘性の大きい土である場合に、撹拌翼に改良対象土が付着し、撹拌翼と改良対象土とが一体となって回転し、固化材スラリーと改良対象土とが混合できなくなるいわゆる共回り現象が起きる場合がある。

この共回り現象を防止するために、共回り防止翼（剪断補助翼）を備えている地盤改良機が提案されている（特許文献１参照）。この地盤改良機においては、撹拌領域内にある改良対象土が撹拌翼と共に回転しているか否かが施工中に地上で検知される。具体的には、剪断補助翼およびロッドのそれぞれにカウントセンサを設け、回転ロッド回転数に対する剪断補助翼の相対回転数を検出して地中の共回り状況がリアルタイムに判断される。

前記地盤改良機によれば、回転ロッド回転数に対する剪断補助翼回転数（相対回転数）を検出するために、掘削翼より長い板で構成される剪断補助翼が、回転ロッドに回転自在に取り付けられ、掘削範囲外の地盤に食い込んだ部分の抵抗力によって静止するという機構を採用している。

そして、共回り現象が起きていないならば撹拌翼が回転しても、剪断補助翼地中で静止しているはずであるから、ロッドの回転数と相対回転数は等しいと検知される、という前提で共回り現象が検知される。

前記地盤改良機によれば、ロッド先端部の混合撹拌装置近傍で検知されるロッドまたは撹拌翼と剪断補助翼の相対回転数に係わる信号を地上に伝達される。具体的には、通信ケーブルによる方法のほか、無線により地中部と地上のカウンター装置間の通信手段として、地中部に発信装置を地上に受信装置をそれぞれ備えた磁気伝送装置を利用する方法が採用されている。

特開２０００－１４４７０３号公報

しかし、ロッドまたは撹拌翼と剪断補助翼の相対回転数を表わす信号を地上に伝達するために通信ケーブルが用いられる場合、回転しつつ上下動もするロッドから相対回転数を表わす信号を地上の受信手段に取り込む手段が複雑になり、通信ケーブルの接続・取り外しのほか、ロッドおよびスイベル等の回転部分から静止する受信手段への接続に耐久性および操作の困難性があった。

そこで、本発明は、無線通信効率の向上を図りながら、地盤改良施工の品質を確認しうるシステム等を提供することを目的とする。

本発明の深層混合処理工法における地盤改良状況監視システムは、
回転ロッドと、前記回転ロッドに対して固定されて取り付けられている掘削翼および攪拌翼と、前記回転ロッドに対して回動自在に取り付けられている剪断補助翼と、を備え、セメント系スラリーを固化材として用いる深層混合処理施工機による改良土の土質改良状況を検知するシステムであって、
前記剪断補助翼に取り付けられている第１状況監視モジュールを備え、
前記第１状況監視モジュールが、
前記剪断補助翼の回転数を測定する状況監視センサと、
前記状況監視センサにより測定された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第１記憶装置と、
第１指定条件が満たされた場合、前記第１記憶装置に記憶されている前記剪断補助翼の回転数の時系列を無線方式で送信する第１無線通信機器と、を備えている。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、第１指定条件が満たされた場合、剪断補助翼の回転数の時系列（地盤改良施工中の剪断補助翼の回転数の時系列データ）が第１状況監視モジュールから外部機器に対して無線方式で送信される。この送信処理は、第１指定条件が満たされた後、第１指定条件の充足性とは無関係に、外部機器による剪断補助翼の回転数の時系列の受信が完了するまで周期的または断続的に繰り返されてもよい。このため、無条件で当該無線送信処理が実行される場合と異なり、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュールから外部機器に対して無線方式で送信される確度の向上、ひいては無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
地上において前記深層混合処理施工機の周囲に配置される第２状況監視モジュールを備え、
前記第２状況監視モジュールが、
前記第１指定条件が満たされた場合、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を受信する第２無線通信機器と、
前記第２無線通信機器を通じて受信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第２記憶装置と、を備えていることが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、剪断補助翼に設けられた第１状況監視モジュールと、地上において深層混合処理施工機の周囲に配置された外部機器としての第２状況監視モジュールと、の間の無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信し、前記第１状況監視モジュールにおいて前記第１無線通信機器を通じて当該状況確認信号が受信されたことを第１指定条件として、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を、前記第２無線通信機器を通じて受信し、かつ、前記第２記憶装置に記憶保持させることが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、第２状況監視モジュールから送信された状況確認信号が第１状況監視モジュールにより受信されることが「第１指定条件」として定義されている。このため、両状況監視モジュールの無線通信が確立される確度が高い状況で、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュールから第２状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。よって、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、第２指定条件が満たされた場合、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信することが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、第２指定条件が満たされた場合、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。この送信処理は、第２指定条件が満たされた後、第２指定条件の充足性とは無関係に、第１状況監視モジュールによる状況確認信号の受信が完了するまで周期的または断続的に繰り返されてもよい。このため、無条件で当該無線送信処理が実行される場合と異なり、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される確度の向上が図られる。

さらに、前記のように第１指定条件が満たされた場合、剪断補助翼の回転数の時系列（地盤改良施工中の剪断補助翼の回転数の時系列データ）が第１状況監視モジュールから第２状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。このため、無条件で当該無線送信処理が実行される場合と異なり、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュールから第２状況監視モジュールに対して無線方式で送信される確度の向上が図られる。そして、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、前記剪断補助翼または前記第１状況監視モジュールの高さが地表高さ以上になったこと、および、前記剪断補助翼および前記第１状況監視モジュールに付着した対象土が除去されたこと、のうち少なくとも一方を前記第２指定条件として、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信することが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、剪断補助翼または第１状況監視モジュールの高さが地表高さ以上になったことおよび／または剪断補助翼および第１状況監視モジュールに付着した対象土が除去されたことが「第２指定条件」として定義されている。このため、両状況監視モジュールの無線通信が確立される確度が高い状況で、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。よって、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、前記第２記憶装置に記憶保持されている前記剪断補助翼の回転数の時系列に応じた、対象土の改良状況を表わす情報または画像を出力する出力インターフェースを備えていることが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、前記のように無線通信効率の向上を図りながらも、出力インターフェースに出力される剪断補助翼の回転数の時系列に応じた情報または画像を通じて地盤改良施工の品質をユーザに確認させることができる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、前記第２記憶装置に記憶保持されている前記剪断補助翼の回転数の時系列に応じた、対象土の改良工程ごとに地中に形成される改良体の各深度範囲における局所的な品質の高低を表わす画像を前記出力インターフェースに出力させることが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、前記のように無線通信効率の向上を図りながらも、出力インターフェースに出力される剪断補助翼の回転数の時系列に応じた対象土の改良工程ごとに地中に形成される改良体の各深度範囲における局所的な品質の高低を表わす画像を通じて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

深層混合処理施工機の構成説明図。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った深層混合処理施工機の断面視図。 土質改良状況監視システムの構成説明図。 土質改良状況監視システムの機能説明図。 改良体の各深度範囲における品質の高低を表わす画像の例示図。

（深層混合処理施工機の構成）
図１に示されているように、本発明の土質改良状況監視システムが適用される深層混合処理施工機１は、回転ロッド１０と、掘削翼１１と、攪拌翼１２と、剪断補助翼１４と、を備えている。

回転ロッド１０は、略円筒状のロッド本体部１０１と、ロッド本体部１０１の下端部に同軸に接続されている略有底円筒状のヘッド部１０２と、により構成されている。ロッド本体部１０１がオーガーモータ等により回転駆動されることにより、回転ロッド１０が全体的に回転駆動される。回転ロッド１０の内部には、回転ロッド１０の下端部に設けられた吐出口１０４に連通する固化材流路（図省略）が設けられている。固化材（例えば、セメント系スラリー）が固化材流路を介して地上から回転ロッド１０の先端部まで送り込まれ、吐出口１０４から改良対象土に対して吐出される。

掘削翼１１は、ヘッド部１０２の先端部から略水平方向に突出するようにヘッド部１０２の先端部に対して固定して取り付けられている。掘削翼１１は、回転ロッド１とともに一体的に回転することにより土を掘削する役割を担う。例えば、図２に示されているように、掘削翼１１は、時計回りに回転駆動される回転ロッド１とともに一体的に時計回りに回転駆動される。

攪拌翼１２は、掘削翼１１よりも上側でヘッド部１０２から略水平方向に突出するようにヘッド部１０に対して固定して取り付けられている。攪拌翼１２は、掘削翼１１と同様、回転ロッド１とともに一体的に回転することにより、掘削翼１１で掘削された対象土と、ロッド１０の下端部の吐出口１０４から対象土に供給された固化材と、を攪拌・混合する役割を担う。例えば、図２に示されているように、攪拌翼１２は、時計回りに回転駆動される回転ロッド１とともに一体的に時計回りに回転駆動される。

剪断補助翼１４は、掘削翼１１と攪拌翼１２との間にヘッド部１０に対して遊嵌または挿嵌されて回動自在に取り付けられている。剪断補助翼１４は、回転ロッド１０が回転している状態で、通常は回転ロッド１０に対して相対的に静止することにより対象土と固化材との攪拌および混合を補助するとともに、対象土が攪拌翼１２に塊状に付着して攪拌翼１２と一緒に回転してしまう共回りを防止する役割を担う。例えば、図２に示されているように、剪断補助翼１４は、時計回りに回転駆動される回転ロッド１に対して静止することにより相対的に反時計回りに回転する状態になる。

回転ロッド１の軸線方向について間隔をおいて配置された攪拌翼１２および剪断補助翼１４の複数の組が、回転ロッド１の軸線方向について間隔をおいてヘッド部１０２に対して交互に取り付けられていてもよい。

（土質改良状況監視システムの構成）
図３に示されているように、本発明の一実施形態としての土質改良状況監視システム２は、第１状況監視モジュール２１と、第２状況監視モジュール２２と、を備えている。図１および図２に示されているように、第１状況監視モジュール２１は、剪断補助翼１４の根本部位に設けられているハウジングに収容されている。

ハウジングは、第１状況監視モジュール２１を保護する観点から、ステンレス等の堅牢な材料により構成されている。ハウジングは、容器部から蓋部が取り外されることによってその内部空間にアクセス可能に構成されている。容器部および蓋部の間には、ハウジングの内部空間への水および土の侵入を防止するためにシール部材が設けられている。電磁波透過性がある材料によってシール部材が構成されることにより、容器部および蓋部の間隙で変形している当該シール部材を通じて、ハウジングの内部空間と外部空間との間での無線通信が可能に構成されている。

第１状況監視モジュール２１は、その構成要素の小型化および／または近接配置、配線量の低減等により、ハウジングともども可能な範囲に小型化されたうえで、剪断補助翼１４の基部に形成された凹部に収容された形態で組み込まれてもよい。図１に示されているように、第２状況監視モジュール２２は、地上において深層混合処理施工機１の周囲の適当な箇所に配置されている。

図３に示されているように、第１状況監視モジュール２１は、第１演算処理装置２１０、状況監視センサ２１１、第１記憶装置２１２および第１無線通信機器２１４を備えている。第１演算処理装置２１０は、コンピュータを構成する演算処理装置（ＣＰＵ、シングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ）により構成されている。第１記憶装置２１２は、状況監視センサ２１１の出力信号または当該出力信号により表わされる剪断補助翼１４の回転数の時系列を記憶保持する。第１記憶装置２１２は、ＨＤＤもしくはＳＳＤまたはメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭなど）により構成されている。第１無線通信機器２１４は、例えば、近距離無線通信方式（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」は登録商標））または遠距離無線通信方式（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（「Ｗｉ－Ｆｉ」は登録商標））の無線通信機器により構成されている。第１演算処理装置２１０、状況監視センサ２１１、第１記憶装置２１２および第１無線通信機器２１４のそれぞれに共通のまたは別個の電源としてのバッテリが第１状況監視モジュール２１に含まれていてもよい。

状況監視センサ２１１は、剪断補助翼１４の回転数を測定するためのセンサであり、例えば、世界座標系における剪断補助翼１４の回転数を測定するためのジャイロセンサ、磁気センサおよび／または地磁気センサにより構成されている。状況監視センサ２１１は、回転ロッド１０において軸線方向について剪断補助翼１４に近接し、かつ、軸線から径方向に外れた位置で周方向に配置された一または複数のマグネットに対向して配置される磁気式近接スイッチにより構成されていてもよい。マグネットおよび磁気式近接スイッチが近接することにより、非接触方式で回転ロッド１０に対する剪断補助翼１４の相対的な回転数が測定される。

図３に示されているように、第２状況監視モジュール２２は、第２演算処理装置２２０、第２記憶装置２２２、第２無線通信機器２２４および出力インターフェース２２６を備えている。第２演算処理装置２２０は、コンピュータを構成する演算処理装置（ＣＰＵ、シングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ）により構成されている。第２記憶装置２１２は、第２無線通信機器２２４を通じて受信されたデータを記憶保持する。第２記憶装置２２２は、ＨＤＤもしくはＳＳＤまたはメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭなど）により構成されている。第２無線通信機器２２４は、第１無線通信機器２１４と共通の無線通信方式の無線通信機器により構成されている。出力インターフェース２２６は、画像表示装置（モニタ）および必要に応じて音響出力機器（スピーカ）により構成されている。第２演算処理装置２２０、第２記憶装置２２２、第２無線通信機器２２４および出力インターフェース２２６のそれぞれの電源としてバッテリのほか商用電源が採用されてもよい。

（土質改良状況監視システムの機能）
掘削翼１１が回転ロッド１とともに一体的に回転することにより改良対象土が掘削される。また、回転ロッド１０の下端部の吐出口１０４から固化材が対象土に対して吐出され、攪拌翼１２が回転ロッド１とともに回転することにより、対象土と固化材とが攪拌かつ混合される。さらに、攪拌翼１２が回転している間、剪断補助翼１４が周辺地盤の抵抗により、回転ロッド１に対し相対的に静止していることにより、共回りが抑えられ、掘削土と固化材との攪拌・混合が促進される。

この際、第１状況監視モジュール２１において、第１演算処理装置２１０により、状況監視センサ２１１を通じて剪断補助翼１４の回転数を表わすセンサデータが取得され、かつ、第１記憶装置２１２に時系列的に記憶保持させる（図４／ＳＴＥＰ２１１）。通常は、回転ロッド１０に対して回動自在に取り付けられている剪断補助翼１４の回転数は０またはほぼ０である。その一方、回転ロッド１０および剪断補助翼１４に付着した塊状の対象土によって、剪断補助翼１４に回転ロッド１０の回転力が伝達される場合、その回転数が回転ロッド１０の回転数に近くなる傾向がある。

第２状況監視モジュール２２において、第２演算処理装置２１０により、第２無線通信機器２２４を通じて状況確認信号が第１状況監視モジュール２１に宛てて送信される（図４／ＳＴＥＰ２２１）。

第１状況監視モジュール２１において、第１演算処理装置２１０により、状況確認信号が、第１無線通信機器２１４を通じて受信されたか否かが判定される（図４／ＳＴＥＰ２１２）。

当該判定結果が否定的である場合（図４／ＳＴＥＰ２１２‥ＮＯ）、第１演算処理装置２１０により、センサデータの取得および第１記憶装置２１２への記憶保持処理（図４／ＳＴＥＰ２１１）以降の処理が繰り返される。

その一方、当該判定結果が肯定的である（第１指定条件が満たされている）場合（図４／ＳＴＥＰ２１２‥ＹＥＳ）、第１演算処理装置２１０により、センサデータの時系列（センサデータログ）が第１記憶装置２１２から読み取られたうえで、第１無線通信機器２１４を通じて、第２状況監視モジュール２２に宛てて送信される（図４／ＳＴＥＰ２１４）。

第２状況監視モジュール２２において、第２演算処理装置２２０により、状況確認信号が、第２無線通信機器２２４を通じて受信されたか否かが判定される（図４／ＳＴＥＰ２２２）。

当該判定結果が否定的である場合（図４／ＳＴＥＰ２２２‥ＮＯ）、第２演算処理装置２２０により、状況確認信号の送信処理（図４／ＳＴＥＰ２２１）以降の処理が繰り返される。

その一方、当該判定結果が肯定的である場合（図４／ＳＴＥＰ２２２‥ＹＥＳ）、第２演算処理装置２２０により、センサデータの時系列（センサデータログ）が第２記憶装置２２２に記憶保持される（図４／ＳＴＥＰ２２４）。

そして、第２演算処理装置２２０により、センサデータの時系列が第２記憶装置２２２から読み取られ、当該センサデータの時系列に応じた対象土の改良状況を表わす情報または画像が出力インターフェースを通じて出力される（図４／ＳＴＥＰ２２６）。

これにより、例えば、図５に示されているように、１回の地盤改良工程ごとに地中に形成される各改良体Ｑｉ（ｉ＝１，２，‥）が矩形または円柱により表現され、各改良体Ｑｉの深さ方向の各箇所における改良体の品質の高低が明度の高低により表現されているモデル画像が出力インターフェース２２６に出力される。剪断補助翼１４の回転数が低いほど改良体の品質が高く評価され、剪断補助翼１４の回転数が高いほど改良体の品質が低く評価される。各深度範囲は、施工時間帯または深度センサにより測定される剪断補助翼１４の深度により定められてもよい。このモデル画像の生成のため、ＧＰＳ等を用いて得られる、深層混合処理施工機１および／または回転ロッド１０の測位データが用いられてもよい。

図５に示されている画像から、例えば、第１改良体Ｑ１は、深度範囲Ｑ１１における品質が中程度であり、深度範囲Ｑ１１よりも上方にある深度範囲Ｑ１２における品質が低いことがわかる。また、第２改良体Ｑ２は、深度範囲Ｑ２２における品質が著しく低いことがわかる。さらに、第３改良体Ｑ２は、全体的に品質が高いことがわかる。明度の高低に代えてまたは加えて、矩形または円柱の太さの軸線方向についての変化態様により、各改良体Ｑｉの深さ方向の各箇所における改良体の品質の高低が表現されていてもよい。

図５に示されているような画像に加えてまたは代えて、状況監視センサ２１１により測定された剪断補助翼１４の回転数（世界座標系における絶対回転数または回転ロッド１０に対する相対回転数）の時系列を表わす、ダイアグラム（例えば、横軸が時刻を表わし、縦軸が回転数を表わすダイアグラム）が出力インターフェース２２６に出力されてもよい。

（作用効果）
当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、第１指定条件が満たされた場合、剪断補助翼１４の回転数の時系列（地盤改良施工中の剪断補助翼１４の回転数の時系列データ）が第１状況監視モジュール２１から無線方式で送信される（図４／ＳＴＥＰ２１２‥ＹＥＳ→ＳＴＥＰ２１４参照）。第２状況監視モジュール２２から送信された状況確認信号（図４／ＳＴＥＰ２２１参照）が第１状況監視モジュール２１により受信されることが「第１指定条件」として定義されている。このため、両状況監視モジュール２１、２２の無線通信が確立される確度が高い状況で、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュール２１から第２状況監視モジュール２２に対して無線方式で送信される。よって、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュール２１から第２状況監視モジュール２２に対して無線方式で送信される確度の向上、ひいては無線通信効率の向上が図られる。

第２状況監視モジュール２２において、第２記憶装置２２４に記憶保持されている剪断補助翼の回転数の時系列に応じた、対象土の改良工程ごとに地中に形成される改良体Ｑｉの各深度範囲Ｑｉｊにおける局所的な品質の高低を表わす画像を出力インターフェース２２６に出力させる（図４／ＳＴＥＰ２２６および図５参照）。当該画像を通じて地盤改良施工の品質をユーザ・施工者に確認させることができる。

（本発明の他の実施形態）
前記実施形態では、第１状況監視モジュール２１により状況確認信号が受信されたことが「第１指定条件」として定義されている。他の実施形態として、第１状況監視モジュール２１または剪断補助翼１４の高さが地表高さ以上になったこと、および／または、回転ロッド１０の引き上げが開始されたこともしくは地盤改良の施工中にタイマにより計時される回転ロッド１０の引き上げ開始からの経過時間が指定時間以上になったことが「第１指定条件」として定義されていてもよい。当該他の実施形態においては、第２状況監視モジュール２２による状況確認信号の送信処理（図４／ＳＴＥＰ２２１参照）が省略されてもよい。あるいは、第１指定条件および第２指定条件が併存する場合、重複を回避する観点から第２指定条件とは相違している条件が第１指定条件として定義されていてもよい。

また、第１指定条件が満たされていると判定された後、当該第１指定条件の充足性の判定が省略され、第１状況監視モジュール２１によるセンサデータログ（剪断補助翼１４の回転数の時系列データ）の送信処理が、第２状況監視モジュール２２による当該センサデータログの受信が完了するまで周期的または断続的に繰り返されてもよい。深度センサにより測定される第１状況監視モジュール２１または剪断補助翼１４の地表からの深さが減少するほど、当該送信周期が断続的または連続的に短くなるように調節されてもよい。

第２状況監視モジュール２２を構成する第２演算処理装置２２０が、第２指定条件が満たされた場合、第２無線通信機器２２２を通じて状況確認信号を無線方式で送信してもよい（図４／ＳＴＥＰ２２１参照）。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、第２指定条件が満たされた場合、状況確認信号が第２状況監視モジュール２２から第１状況監視モジュール２１に対して無線方式で送信される。この送信処理は、第２指定条件が満たされた後、第２指定条件の充足性とは無関係に、第１状況監視モジュール２１による状況確認信号の受信が完了するまで周期的または断続的に繰り返されてもよい。

剪断補助翼１４または第１状況監視モジュール２１の高さが地表高さ以上になったことおよび／または剪断補助翼１４または第１状況監視モジュール２１に付着した対象土または混合土が除去されたことが「第２指定条件」として定義されていてもよい。剪断補助翼１４または第１状況監視モジュール２１に付着した対象土または混合土が除去されたことは、撮像装置を通じて取得された剪断補助翼１４または第１状況監視モジュール２１の撮像画像の画像解析によって第２状況監視モジュール２２により認識されてもよく、そのことを確認した者により操作される指定端末装置（例えば、スマートホン、パーソナルコンピュータなど）から第２状況監視モジュール２２が指定信号を受信したことにより認識されてもよい。

無条件で当該無線送信処理が実行される場合と異なり、状況確認信号が第２状況監視モジュール２２から第１状況監視モジュール２１に対して無線方式で送信される確度の向上が図られる。さらに、前記のように第１指定条件が満たされた場合、剪断補助翼の回転数の時系列（地盤改良施工中の剪断補助翼の回転数の時系列データ）が第１状況監視モジュール２１から第２状況監視モジュール２２に対して無線方式で送信される。このため、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュール２１から第２状況監視モジュール２２に対して無線方式で送信される確度の向上が図られる。そして、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼１４の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

地盤改良の施工中に回転ロッド１０の引き上げが開始されたことまたは地盤改良の施工中にタイマにより計時される回転ロッド１０の引き上げ開始からの経過時間が指定時間以上になったこと、が「第２指定条件」として定義されていてもよい。

１‥深層混合処理施工機、２‥土質改良状況監視システム、１０‥回転ロッド、１１‥掘削翼、１２‥攪拌翼、１４‥剪断補助翼、２１‥第１状況監視モジュール、２２‥第２状況監視ユニット、２１０‥第１演算処理装置、２１１‥状況監視センサ、２１２‥第１記憶装置、２１４‥第１無線通信機器、２２０‥第２演算処理装置、２２２‥第２記憶装置、２２４‥第２無線通信機器、２２６‥出力インターフェース。

本発明の深層混合処理工法における地盤改良状況監視システムは、
回転ロッドと、前記回転ロッドに対して固定されて取り付けられている掘削翼および攪拌翼と、前記回転ロッドに対して回動自在に取り付けられている剪断補助翼と、を備え、セメント系スラリーを固化材として用いる深層混合処理施工機による改良土の土質改良状況を検知するシステムであって、
前記剪断補助翼に取り付けられている第１状況監視モジュールと、地上において前記深層混合処理施工機の周囲に配置される第２状況監視モジュールと、を備え、
前記第１状況監視モジュールが、
前記剪断補助翼の回転数を測定する状況監視センサと、
前記状況監視センサにより測定された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第１記憶装置と、
第１指定条件が満たされた場合、前記第１記憶装置に記憶されている前記剪断補助翼の回転数の時系列を無線方式で送信する第１無線通信機器と、を備え、
前記第２状況監視モジュールが、
前記第１指定条件が満たされた場合、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を受信する第２無線通信機器と、
前記第２無線通信機器を通じて受信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第２記憶装置と、を備え、
前記第２状況監視モジュールが、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信し、前記第１状況監視モジュールにおいて前記第１無線通信機器を通じて当該状況確認信号が受信されたことを前記第１指定条件として、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を、前記第２無線通信機器を通じて受信し、かつ、前記第２記憶装置に記憶保持させ、
前記第２状況監視モジュールが、第２指定条件が満たされた場合、前記第２無線通信機器を通じて前記状況確認信号を無線方式で送信する。

また、剪断補助翼に設けられた第１状況監視モジュールと、地上において深層混合処理施工機の周囲に配置された外部機器としての第２状況監視モジュールと、の間の無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

さらに、第２状況監視モジュールから送信された状況確認信号が第１状況監視モジュールにより受信されることが「第１指定条件」として定義されている。このため、両状況監視モジュールの無線通信が確立される確度が高い状況で、剪断補助翼の回転数の時系列が第１状況監視モジュールから第２状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。よって、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

また、第２指定条件が満たされた場合、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。この送信処理は、第２指定条件が満たされた後、第２指定条件の充足性とは無関係に、第１状況監視モジュールによる状況確認信号の受信が完了するまで周期的または断続的に繰り返されてもよい。このため、無条件で当該無線送信処理が実行される場合と異なり、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される確度の向上が図られる。

前記構成の地盤改良状況監視システムにおいて、
前記第２状況監視モジュールが、前記剪断補助翼または前記第１状況監視モジュールの高さが地表高さ以上になったこと、および、前記剪断補助翼または前記第１状況監視モジュールに付着した対象土が除去されたこと、のうち少なくとも一方を前記第２指定条件として、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信することが好ましい。

当該構成の地盤改良状況監視システムによれば、剪断補助翼または第１状況監視モジュールの高さが地表高さ以上になったことおよび／または剪断補助翼または第１状況監視モジュールに付着した対象土が除去されたことが「第２指定条件」として定義されている。このため、両状況監視モジュールの無線通信が確立される確度が高い状況で、状況確認信号が第２状況監視モジュールから第１状況監視モジュールに対して無線方式で送信される。よって、無線通信効率の向上を図りながらも、剪断補助翼の回転数の時系列に基づいて地盤改良施工の品質を確認させることができる。

Claims (8)

1. 回転ロッドと、前記回転ロッドに対して固定されて取り付けられている掘削翼および攪拌翼と、前記回転ロッドに対して回動自在に取り付けられている剪断補助翼と、を備え、セメント系スラリーを固化材として用いる深層混合処理施工機による改良土の土質改良状況を検知するシステムであって、
   前記剪断補助翼に取り付けられている第１状況監視モジュールを備え、
   前記第１状況監視モジュールが、
   前記剪断補助翼の回転数を測定する状況監視センサと、
   前記状況監視センサにより測定された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第１記憶装置と、
   第１指定条件が満たされた場合、前記第１記憶装置に記憶されている前記剪断補助翼の回転数の時系列を無線方式で送信する第１無線通信機器と、を備えている
   地盤改良状況監視システム。
2. 請求項１に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   地上において前記深層混合処理施工機の周囲に配置される第２状況監視モジュールを備え、
   前記第２状況監視モジュールが、
   前記第１指定条件が満たされた場合、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を受信する第２無線通信機器と、
   前記第２無線通信機器を通じて受信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を記憶保持する第２記憶装置と、を備えている
   地盤改良状況監視システム。
3. 請求項２に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   前記第２状況監視モジュールが、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信し、前記第１状況監視モジュールにおいて前記第１無線通信機器を通じて当該状況確認信号が受信されたことを第１指定条件として、前記第１無線通信機器から送信された前記剪断補助翼の回転数の時系列を、前記第２無線通信機器を通じて受信し、かつ、前記第２記憶装置に記憶保持させる
   地盤改良状況監視システム。
4. 請求項３に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   前記第２状況監視モジュールが、第２指定条件が満たされた場合、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信する
   地盤改良状況監視システム。
5. 請求項４に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   前記第２状況監視モジュールが、前記剪断補助翼または前記第１状況監視モジュールの高さが地表高さ以上になったこと、および、前記剪断補助翼および前記第１状況監視モジュールに付着した対象土が除去されたこと、のうち少なくとも一方を前記第２指定条件として、前記第２無線通信機器を通じて状況確認信号を無線方式で送信する
   地盤改良状況監視システム。
6. 請求項２～５のうちいずれか１項に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   前記第２状況監視モジュールが、前記第２記憶装置に記憶保持されている前記剪断補助翼の回転数の時系列に応じた、対象土の改良状況を表わす情報または画像を出力する出力インターフェースを備えている
   地盤改良状況監視システム。
7. 請求項６に記載の地盤改良状況監視システムにおいて、
   前記第２状況監視モジュールが、前記第２記憶装置に記憶保持されている前記剪断補助翼の回転数の時系列に応じた、対象土の改良工程ごとに地中に形成される改良体の各深度範囲における局所的な品質の高低を表わす画像を前記出力インターフェースに出力させる
   地盤改良状況監視システム。
8. 回転ロッドと、前記回転ロッドに対して固定されて取り付けられている掘削翼および攪拌翼と、前記回転ロッドに対して回動自在に取り付けられている剪断補助翼と、を備え、セメント系スラリーを固化材として用いる深層混合処理施工機による改良土の土質改良状況を検知する方法であって、
   前記剪断補助翼に設けられた状況監視センサを用いて前記剪断補助翼の回転数を測定する工程と、
   測定された前記剪断補助翼の回転数の時系列を第１記憶装置に記憶保持させる工程と、
   第１指定条件が満たされた場合、前記第１記憶装置に記憶されている前記剪断補助翼の回転数の時系列を無線方式で第１無線通信機器に送信させる工程と、を含んでいる
   地盤改良状況監視方法。

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