JP3341142B2

JP3341142B2 - 走行式土壌締め固め機

Info

Publication number: JP3341142B2
Application number: JP00073096A
Authority: JP
Inventors: 信二北垣
Original assignee: 三井ホーム株式会社
Priority date: 1996-01-08
Filing date: 1996-01-08
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2016-01-08
Also published as: JPH09184128A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の基礎となる
土壌地盤を締め固める場合に用いる走行式土壌締め固め
機に関し、予め設定した地耐力を、締め固めるべき領域
全体に亘って均一に効率よく得ることができ、しかも、
締め固められた土壌地盤の品質を客観的に容易に確認で
きる走行式土壌締め固め機を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建物の基礎となる土壌地盤を
締め固める場合には、エンジン又はモータによるクラン
ク運動からの往復動作を利用するタンパー、エンジンの
爆発力を直接突き固めに利用するランマー及び偏心フラ
イホイールによる起振機構を利用する振動コンパクター
等の締め固め機械が使用されている。このタンパー、ラ
ンマー等は、比較的小型であるため、締め固めが困難な
他の建物との境目や狭い場所であっても、作業者が容易
に操作して締め固めることができるという利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建物の
構造設計上、土壌地盤の強度が一定基準を満たす必要が
あることから、所定能力の機械を使用するが、土壌状態
や移動速度の関係で、土壌地盤の締め固めに十分な機械
力が発揮されたかどうかの確認が必要で、信頼性に問題
があった。

【０００４】また、前記確認は、通常、砂置換法等原位
置試験を実施して、土壌地盤の密度を調べることによっ
て行われてきたが、この試験方法では、データをとりま
とめた後、その結果より、締め固めが十分でない領域を
再び締め固めるという作業を繰り返さなければならず、
あまりにも煩雑で効率性に問題があるため、短期施工が
求められる時代の実状に沿わないものとなっていた。

【０００５】この発明は、これらの問題に鑑み、建物の
基礎となる土壌地盤を締め固める場合に用いる走行式土
壌締め固め機に関し、特に、予め設定した地耐力を、締
め固めるべき領域全体に亘って均一に効率よく得ること
ができ、しかも、締め固められた土壌地盤の品質を客観
的に容易に確認できる手段を備えた走行式土壌締め固め
機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る走行式土壌締め固め機は、土壌締め固
め機と、該土壌締め固め機によって締め固められた地盤
の密度を計測して計測信号を発する土壌密度計測器と、
走行制御機構とを走行車体に搭載し、前記走行制御機構
は、前記土壌密度計測器からの計測信号を記録すると共
に、設定基準値と比較し、走行指示信号を前記土壌締め
固め機に伝えることを特徴とするものである。

【０００７】また、前記土壌締め固め機は、例えばラン
マー、タンパー、又は、振動コンパクターであることを
特徴とするものである。さらに、前記土壌密度計測器
は、例えば電流式計測器であるか、電磁波式計測器であ
るか、又は、反力式計測器であることことを特徴とする
ものである。さらにまた、前記走行車は、自走式である
か、又は、遠隔操作式であることを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る走行式土壌締め固め
機は、走行車体を走行させると共に、土壌締め固め機の
締め固め動作を繰り返して、土壌地盤を締め固める構成
としたので、走行車体を一定のスピードで走行させるよ
うにすれば、締め固め機の移動速度を一定に保つことが
でき、その結果、土壌地盤の締め固めに安定した機械力
が発揮されることになる。

【０００９】また、前記走行式土壌締め固め機は、土壌
締め固め機の他に、土壌密度計測器及び走行制御機構と
を前記走行車体上に搭載して、前記土壌密度計測器から
の計測信号と設定基準値とを比較し、走行指示信号を前
記土壌締め固め機に伝える走行制御機構を設けた構成と
している。従って、土壌締め固め機による締め固め作業
中に、土壌地盤の締め固めに十分な機械力が発揮されて
いるかどうかのデータを得ることができ、さらに、この
得られたデータを締め固め作業にフィードバックさせ
て、走行車体を最適な走行スピードに制御することがで
きるので、土壌地盤全域に亘って漏れがなく且つ均一に
締め固めることができるというだけでなく、効率よく設
定基準値を満たす地盤強度を得ることができる。

【００１０】さらに、走行式土壌締め固め機は、走行制
御機構を土壌密度計測器からの計測信号を記録すること
ができる構成としたので、所定の地耐力が得られたかど
うか第三者が容易に認識することができ、この結果、機
械全体として説得性、信頼性が飛躍的に向上することと
なる。

【００１１】土壌締め固め機としては、タンパー、ラン
マー又は振動コンパクターによるものを揃え、また、土
壌密度計測器としては、２点間の電流又は電磁波を測定
する電流式又は電磁波式計測器、及び、地盤の硬さに対
応する振動プレートの反力を測定する反力式計測器を揃
え、状況に応じて選択的に利用することができる。さら
にまた、走行車体の走行は、作業員が操作する遠隔操作
により行うことができ、また、所定領域内において、走
行制御機構のプログラムによる自動走行によって行うこ
ともできる。

【００１２】

【実施例】以下、実施の形態を示す図面により、この発
明に係る走行式土壌締め固め機として、締め固め機にタ
ンパーを使用した場合について説明する。図１及び図２
は、この発明に係る走行式土壌締め固め機の断面図及び
平面図である。

【００１３】これらの図において、本発明に係る走行式
土壌締め固め機１は、クローラ２の上部に上部旋回体３
を搭載し、この上部旋回体３の内部には、原動機（図示
せず）と、これに連動する原動機出力軸２ａと、走行面
に連続した土壌地盤Ｇを締め固めるための４台の第１締
め固め機４〜第４締め固め機７と、締め固めた後の土壌
地盤の地耐力を接地して計測するＲＩ密度計８と、上部
旋回体３の内部に搭載するタイミング制御装置９と、走
行式土壌締め固め機１を遠隔操作するための無線装置１
０とを備えている。

【００１４】以上のように構成した走行式土壌締め固め
機１の全ての動作は、オペレーターが遠隔操作装置（図
示外）を操作することにより、走行式土壌締め固め機１
に付設する無線装置１０との間で無線情報のやりとりを
行うことにより自在に操られる。

【００１５】また、走行式土壌締め固め機１は、原動機
出力軸２ａの回転力をクローラ２の駆動、上部旋回体３
の旋回動作、第１締め固め機４〜第４締め固め機７の締
め固め動作、すなわち、タンピング動作に分配すること
により、必要に応じてクローラ２を前進ないし後進させ
ながらタンピング動作を繰り返して土壌地盤の締め固め
を行う。

【００１６】さらに、４台の第１締め固め機４〜第４締
め固め機７のうち、第１締め固め機４は、図２に示す旋
回軌跡１１の外側で周回することができ、例えば隅角部
や障害物周辺部等においては、必要に応じて上部旋回体
３の旋回動作とクローラ２による前進又は後進動作とを
組み合わせて、特に第１締め固め機４を自在に用いて作
業を行うことにより、締め固めるべき領域全体に亘って
万遍なく、土壌地盤を締め固めることができる。

【００１７】さらにまた、上部旋回体３の内部に土壌密
度計測器としてＲＩ密度計８及び走行制御機構としてタ
イミング制御装置を搭載しており、上部旋回体３の内部
に備えられたバッテリー（図示せず）の電気力をタイミ
ング制御、ＲＩ密度計８の昇降動作及び計測動作に用い
て、タンピング動作の合間の予め設定したタイミング
で、土壌地盤が締め固められたかどうかを確認し、又
は、締め固められていない場合は、再びその領域をタン
ピング動作するようにして、容易に所定の品質、すなわ
ち、地耐力が得られるようになっている。

【００１８】また、４台の第１締め固め機４〜第４締め
固め機７は、それぞれ互いに同一の装置構成であるの
で、これらのうち、例えば第１締め固め機４について説
明すると、第１締め固め機４は、最下端に配設される打
撃板４ａと、原動機出力軸２ａに連結する減速ギア４ｂ
と、この減速ギア４ｂに連結され且つその下端部がピス
トン形状であるクランク４ｃと、上部スプリング４ｄ及
び下部スプリング４ｅと、前記打撃板４ａに連結され且
つその上端部がピストン形状であるラムロッド４ｆと、
ガイドシリンダ４ｇとからなり、走行面に連続する土壌
地盤を締め固める効果を発揮するように構成されてい
る。

【００１９】すなわち、例えば第１締め固め機４は、以
下のように締め固め動作を行うものである。先ず、原
動機出力軸２ａの回転力が減速ギア４ｂにて減速され、
続いて、この減速した回転力はクランク４ｃに伝達され
る。そして、この回転力は、クランク４ｃの働きによ
り、ピストンの上下運動に変換されて、ピストン形状部
を介して上部スプリング４ｄを打撃する。

【００２０】すると、上部スプリング４ｄが伸縮運動を
繰り返すようになり、これと略同時に、ピストン形状部
を介してラムロッド４ｆ及び下部スプリング４ｅに伝達
されて、下部スプリング４ｅも伸縮運動を繰り返すこと
になる。

【００２１】このようにして、原動機の力と、走行式土
壌締め固め機１全体の重力と、上部スプリング４ｄ及び
下部スプリング４ｅの伸縮運動による振動力とを合成し
て、打撃板４ａを介して締め固め効果を発揮する。

【００２２】この実施例において、タイミング制御装置
９には、各動作タイミングを制御する制御系として、図
３に示すマイクロコンピュータを内蔵している。同図に
おいて、本体スイッチ２１、リモコン操作２２等による
各出力が入力インターフェース３１を介して、制御部４
０にデータとして入力されるようになっている。

【００２３】そして、この制御部４０は、中央演算処理
装置（以下ＣＰＵという）４１と、リードオンリーメモ
リ（以下ＲＯＭという）４２及びランダムアクセスメモ
リ（以下ＲＡＭという）４３とからなり、前記ＲＯＭ４
２には、通常のタンピング工程を実行するためのプログ
ラム（図４参照）を格納しており、前記ＣＰＵ４１は、
入力インターフェース３１を介して、与えられたデータ
に基づいて前記プログラムを実行し、出力インターフェ
ース５１を介して、クローラ２の駆動、上部旋回体３の
旋回動作、第１締め固め機４〜第４締め固め機７の動
作、ＲＩ密度計８の昇降動作及び計測動作の各動作タイ
ミングを制御するようになっている。

【００２４】尚、ＲＩ密度計８が計測すべき土壌地盤に
降下して接地した後、ＲＩ密度計８本来の計測動作、即
ち、密度計測、地耐力演算及び地耐力算出結果出力につ
いては、ＲＩ密度計８に備えられた制御機能を用いるも
のとする。

【００２５】次に、図４に示すフローチャートに基づい
て、この実施例に係る走行式土壌締め固め機の作動につ
いて説明する。ここでは、新規土壌地盤に対し、これか
らタンピング工程を開始する場合について、例を挙げて
説明する。

【００２６】（１）ステップ１先ず、本体のエンジンスイッチを始動すると、クローラ
２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作、第１締め固め
機４〜第４締め固め機７のタンピング動作、ＲＩ密度計
８の昇降動作及び計測動作の各動作の動力が確保される
と共に、同時に走行式土壌締め固め機１の電気系統のス
イッチもＯＮされるため、タイミング制御装置９による
各動作タイミングの制御が可能となり、また、リモコン
による操作に対して待機の状態となる。

【００２７】（２）ステップ２次に、リモコンのスイッチをＯＮし、遠隔操作にて、走
行式土壌締め固め機１の前進走行を開始する（図示矢印
方向）。

【００２８】（３）ステップ３すると、前進走行を開始するのと略同時に、第１締め固
め機４〜第４締め固め機７がタンピング動作６２を開始
する。このタンピング動作６２は、通常、前進走行する
ときに限って行われるようになっており、後進走行又は
停止している場合は、タンピング動作しないように制御
されている。尚、マニュアル操作に切り替えることによ
り、いつでも、タンピング動作を行ったり、止めたりす
ることができる。

【００２９】（４）ステップ４次に、タンピングしながらの前進走行が、予め設定した
距離分終了したか否かが判定される。タンピング走行の
距離が、予め設定した距離に達したらステップ５へと進
み、達していないのなら再びタンピング走行を行う。こ
のように制御することで、走行距離が予め設定した距離
に達すれば、続いて、密度計測工程に入ることができ、
従って、締め固めた土壌地盤の密度計測の頻度を容易に
設定できるものである。尚、後進走行した場合、走行距
離は、差し引かれて算出される。

【００３０】（５）ステップ５予め設定した走行距離に達すると、クローラの走行動作
６１及びタンピング動作６２が強制的に停止し、代わり
に上部旋回体３の下面よりＲＩ密度計８が突出するよう
に降下動作６３を開始する。すると、ＲＩ密度計８の下
面が締め固められた土壌地盤面に接地して停止する。

【００３１】（６）ステップ６そして、接地するとまもなく、ＲＩ密度計８による計測
動作６４を開始する。すなわち、ＲＩ密度計８は、ガン
マ線が物質を透過する際の散乱を利用して密度計測６５
を行い、この計測結果より演算手段６６により地耐力を
算出し、続いて、算出結果、すなわち、地耐力データの
出力６７を行う。尚、ＲＩ密度計８は、密度測定後、上
昇動作６３を開始して、まもなく、上部旋回体３内に収
容される。

【００３２】（７）ステップ７ステップ６で土壌地盤の密度を計測すると、略同時に、
密度が予め設定した基準値を満たしているか否かが判定
される。密度が設定基準値以上であれば、ステップ９に
進み、密度が設定基準値に達していなければ、スッテプ
８に進む。

【００３３】（８）ステップ８密度が設定基準値以下であれば、クローラ走行動作６１
及びタンピング動作６２を制御して、最後に締め固めた
１スパンを後進走行のみ（タンピング動作をしない）で
ステップ３に戻り、再び、同一スパンのタンピング走行
を行い、以下同様にして密度計測を行う。

【００３４】（９）ステップ９ステップ７における密度の計測結果から、走行スピード
を算出して、最適な単位面積当たりのタンピング回数を
得るために、走行スピードをより適した値に調整して、
クローラ走行動作６１を制御する。

【００３５】（１０）ステップ１０次に、この調整された走行スピードに基づいて、クロー
ラ走行動作６１を制御してタンピング走行を行う。この
走行スピードの調整を行うことによって、現地の土質に
より適した単位面積当たりのタンピング回数を得ること
ができ、ひいては、効率よく締め固め動作を行うことに
より、施工時間を大幅に短縮することができる。

【００３６】（１１）ステップ１１次に、ステップ４と同じく、タンピングしながらの前進
走行が、予め設定した距離分終了したか否かが判定され
る。タンピング走行の距離が、予め設定した距離に達し
たらステップ１２へと進み、達していないのなら再びス
テップ１０に戻って、タンピング走行を行う。

【００３７】（１２）ステップ１２予め設定した走行距離に達すると、クローラ走行動作６
１及びタンピング動作６２が強制的に停止し、ステップ
５と同じく、上部旋回体３の下面よりＲＩ密度計８が突
出しきて降下動作６３を行い、土壌地盤面に接地して停
止する。

【００３８】（１３）ステップ１３そして、ステップ６と同じく、接地するとＲＩ密度計８
による計測動作６４を開始し、密度計測６５、演算手段
６６による地耐力の算出、地耐力データの出力６７を行
う。

【００３９】（１４）ステップ１４ステップ１３で密度計測の結果が認識されると略同時
に、密度が予め設定した基準値を満たしているか否かが
判定される。密度が設定基準値以上であれば、ステップ
１６に進み、密度が設定基準値以下であれば、スッテプ
１５に進む。

【００４０】（１５）ステップ１５密度が設定基準値以下なら、クローラ走行動作６１及び
タンピング動作６２を制御して、最後に締め固めた１ス
パンをタンピング動作せずに後進走行でステップ１０に
戻り、再び、同一スパンのタンピング走行を行い、以下
同様にして密度計測を行う。

【００４１】（１６）ステップ１６作業終了であれば、領域作業は終了し、作業終了でない
なら、ステップ１０に戻って、以下、タンピング走行及
び密度計測を繰り返し行う。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の走行式土壌締め固め機は、土壌締め固め機と、これに
より締め固めた地盤の密度計測をして計測信号を発する
土壌密度計測器と、前記計測信号を記録すると共に設定
基準値と比較して走行指示信号を土壌締め固め機に伝え
る走行制御機構とを走行車体に搭載した構成としたの
で、次の効果を奏する。

【００４３】（１）締め固めるべき土壌地盤の領域全体
に亘って、漏れがなく、且つ、均一な所定の地耐力が得
られるというだけでなく、効率よく締め固め動作を行う
ことができるので、施工時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００４４】（２）所定の地耐力の大きさを記録に残す
ことにより、施工者の立場からすると容易に品質管理が
できるという利点があり、一方、第三者に対して品質を
保証する上で、説得力のある表現が可能となるものであ
る。

【００４５】（３）特に、走行車体上に搭載される土壌
締め固め機を水平方向に回動自在とし、且つ、少なくと
も締め固め機の一台はこの回動に追従して走行車体の外
周部を締め固めることができる構成とすれば、従来の人
力による作業ではたたき難かった隅角部や障害物周辺部
等においても、漏れなく、しかも、確実に締め固めを行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走行式土壌締め固め機及び遠隔操作装
置を示す縦断面図である。

【図２】本発明の走行式土壌締め固め機を示す平面図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態で用いられる走行式土壌締
め固め機の制御系を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態で用いられる制御系の処理
内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…走行式土壌締め固め機２…クローラ３…上部旋回体４…第１締め固め機８…ＲＩ密度計９…タイミング制御装置１０…無線装置１１…旋回軌跡３１…入力インターフェース４０…制御部５１…出力インターフェース６１…クローラ走行動作

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−231504（ＪＰ，Ａ) 特開昭47−5079（ＪＰ，Ａ) 特開平２−167916（ＪＰ，Ａ) 特開平２−261118（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−138242（ＪＰ，Ａ) 特開平２−78939（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−52613（ＪＰ，Ａ) 特開平５−247921（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/046

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タンピング動作を行う一又は複数台の土
壌締め固め機と、前記土壌締め固め機によって締め固め
られた地盤の密度を計測して計測信号を発する土壌密度
計測器と、走行制御機構と、これらを搭載した旋回動作
を行う上部旋回体を含む走行車体とからなる走行式土壌
締め固め機であって、前記土壌締め固め機は、少なくとも一台が前記上部旋回
体の旋回軌跡の外側で周回できるものであり、前記走行制御機構は、前記土壌密度計測器からの計測信
号を記録するとともに、設定基準値と比較し、前記走行
車体による走行動作及び前記土壌締め固め機によるタン
ピング動作を制御することを特徴とする、走行式土壌締め固め機。
【請求項２】前記土壌締め固め機は、ランマー又はタ
ンパーであることを特徴とする、請求項１に記載の走行式土壌締め固め機。
【請求項３】前記土壌密度計測器は、電流式計測器、
電磁波式計測器又は反力式計測器であることを特徴とす
る、請求項１又は請求項２に記載の走行式土壌締め固め
機。