JP3437108B2 - 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 - Google Patents
地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置Info
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- JP3437108B2 JP3437108B2 JP02514599A JP2514599A JP3437108B2 JP 3437108 B2 JP3437108 B2 JP 3437108B2 JP 02514599 A JP02514599 A JP 02514599A JP 2514599 A JP2514599 A JP 2514599A JP 3437108 B2 JP3437108 B2 JP 3437108B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤中に地盤改良
固化材等と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し、地盤とセメントミルクを攪拌混合することにより地
盤を固結する深層混合処理工法に適用される地盤改良工
法の管理方法および地盤改良機の管理装置に関するもの
である。
固化材等と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し、地盤とセメントミルクを攪拌混合することにより地
盤を固結する深層混合処理工法に適用される地盤改良工
法の管理方法および地盤改良機の管理装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】深層混合処理工法には地盤改良機が用い
られており、この地盤改良機は、図１２に示すように、
施工機本体１の前面に鉛直に設置されたリーダマスト２
のガイドレールに攪拌軸３の駆動部４を昇降自在に設け
ると共に、ワイヤー５で吊り保持し、攪拌軸３の先端部
に掘削翼や攪拌翼を有する攪拌ヘッド６を設けて構成さ
れている。施工に際しては、駆動部４のモータにより攪
拌軸３および攪拌ヘッド６を回転させて掘進し、攪拌ヘ
ッドにより地盤とセメントミルクを攪拌混合する。プラ
ントで製作されたセメントミルク１１は、掘進時もしく
は引上げ時、あるいは掘進時と引上げ時の両方において
攪拌軸の中空部を通して、攪拌ヘッド先端より地盤に吐
出される。
られており、この地盤改良機は、図１２に示すように、
施工機本体１の前面に鉛直に設置されたリーダマスト２
のガイドレールに攪拌軸３の駆動部４を昇降自在に設け
ると共に、ワイヤー５で吊り保持し、攪拌軸３の先端部
に掘削翼や攪拌翼を有する攪拌ヘッド６を設けて構成さ
れている。施工に際しては、駆動部４のモータにより攪
拌軸３および攪拌ヘッド６を回転させて掘進し、攪拌ヘ
ッドにより地盤とセメントミルクを攪拌混合する。プラ
ントで製作されたセメントミルク１１は、掘進時もしく
は引上げ時、あるいは掘進時と引上げ時の両方において
攪拌軸の中空部を通して、攪拌ヘッド先端より地盤に吐
出される。
【０００３】このような深層混合処理工法における施工
管理は、従来、攪拌軸３の掘進・引上げ速度Ｖ（深度Ｄ
／時間ｔ）と、スラリー（セメントミルク）の吐出量Ｑ
と、攪拌軸３の回転数Ｒを個々に測定し、それぞれの検
出量が所定の管理値に収まるように行われている。ま
た、必要改良深さは、事前の土質調査により得られた平
面方向および鉛直方向に変化する地層構成および地盤の
堅さなどの土質調査結果を基に判断して決めていた。
管理は、従来、攪拌軸３の掘進・引上げ速度Ｖ（深度Ｄ
／時間ｔ）と、スラリー（セメントミルク）の吐出量Ｑ
と、攪拌軸３の回転数Ｒを個々に測定し、それぞれの検
出量が所定の管理値に収まるように行われている。ま
た、必要改良深さは、事前の土質調査により得られた平
面方向および鉛直方向に変化する地層構成および地盤の
堅さなどの土質調査結果を基に判断して決めていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の攪拌軸の昇降速
度Ｖ・スラリー吐出量Ｑ・攪拌軸の回転数Ｒを個々に調
整する方法では、管理項目が多いため管理が難しく、
昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を同時に制御
して地盤土への固化材添加量を確保し、昇降速度Ｖと回
転数Ｒの２項目を同時に制御して混合度を確保する必要
があり、煩雑でオペレーターの労力が大きく、良好な
施工管理が行われているかの判断を即座に行うことがで
きないなどの問題があった。また、設計で決められた深
度で必要改良深さを管理すると、当初予想していなかっ
た地層の変化、例えば、支持層が傾斜している場合、改
良部底面の一部が支持層に乗り、一部は軟弱地盤中にと
どまっている状態も予想される。鉛直支持力を期待する
改良の場合は、支持力不足が一部の範囲で生じ、上部構
造物の不同沈下につながるという問題があった。
度Ｖ・スラリー吐出量Ｑ・攪拌軸の回転数Ｒを個々に調
整する方法では、管理項目が多いため管理が難しく、
昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を同時に制御
して地盤土への固化材添加量を確保し、昇降速度Ｖと回
転数Ｒの２項目を同時に制御して混合度を確保する必要
があり、煩雑でオペレーターの労力が大きく、良好な
施工管理が行われているかの判断を即座に行うことがで
きないなどの問題があった。また、設計で決められた深
度で必要改良深さを管理すると、当初予想していなかっ
た地層の変化、例えば、支持層が傾斜している場合、改
良部底面の一部が支持層に乗り、一部は軟弱地盤中にと
どまっている状態も予想される。鉛直支持力を期待する
改良の場合は、支持力不足が一部の範囲で生じ、上部構
造物の不同沈下につながるという問題があった。
【０００５】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたもので、その目的は、管理項目を減らすことで
管理が容易となり、また良好な施工管理が行われている
かの判断を瞬時に正確に行うことができ、さらに、当初
予想していなかった地層の変化に対しても対応すること
ができる地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管
理装置を提供することにある。
なされたもので、その目的は、管理項目を減らすことで
管理が容易となり、また良好な施工管理が行われている
かの判断を瞬時に正確に行うことができ、さらに、当初
予想していなかった地層の変化に対しても対応すること
ができる地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管
理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】深層混合処理工法により
地盤を固化させ、良好な地盤改良を実現させるための要
点として、次の３項目を挙げることができる。 (1) 先ず、第１点として、地盤と固化材を結合させるこ
とにより強度増加を図る改良原理から、改良地盤の強度
は地盤中に注入した固化材添加量に比例することが、図
９に示すように、実験的に確かめられている。 (2) 第２点として、注入した固化材と地盤が接触するこ
とにより化学反応が生じるものであり、両者を十分に混
合することが重要である。その混合度として、地盤中を
回転している攪拌ヘッドの攪拌混合回数と、強度ばらつ
きの指標となる強度の変動係数（＝標準偏差／平均値）
との相関を調べた結果を図１０に示す。 (3) 第３点として、構造物を支持する地盤の補強として
地盤改良を用いる場合、所定の支持力を発揮できる深度
まで確実に改良する必要がある。
地盤を固化させ、良好な地盤改良を実現させるための要
点として、次の３項目を挙げることができる。 (1) 先ず、第１点として、地盤と固化材を結合させるこ
とにより強度増加を図る改良原理から、改良地盤の強度
は地盤中に注入した固化材添加量に比例することが、図
９に示すように、実験的に確かめられている。 (2) 第２点として、注入した固化材と地盤が接触するこ
とにより化学反応が生じるものであり、両者を十分に混
合することが重要である。その混合度として、地盤中を
回転している攪拌ヘッドの攪拌混合回数と、強度ばらつ
きの指標となる強度の変動係数（＝標準偏差／平均値）
との相関を調べた結果を図１０に示す。 (3) 第３点として、構造物を支持する地盤の補強として
地盤改良を用いる場合、所定の支持力を発揮できる深度
まで確実に改良する必要がある。
【０００７】本発明は上記に示した良好な地盤改良を実
現するための３項目を、施工時に目に見える形で管理し
ようとするものであり、具体的には次の３つを主要な管
理項目とする。 逐次、地盤中に投入される固化材添加量［ｋｇ／ｍ
3 ］（地盤土１ｍ3 に投入される固化材の重量）を管理
する。 所定の深度区間毎の攪拌混合回数［回／ｍ］を管理
する。 攪拌ヘッド先端の地盤の硬さを計測判断する。
現するための３項目を、施工時に目に見える形で管理し
ようとするものであり、具体的には次の３つを主要な管
理項目とする。 逐次、地盤中に投入される固化材添加量［ｋｇ／ｍ
3 ］（地盤土１ｍ3 に投入される固化材の重量）を管理
する。 所定の深度区間毎の攪拌混合回数［回／ｍ］を管理
する。 攪拌ヘッド先端の地盤の硬さを計測判断する。
【０００８】即ち、本発明の地盤改良工法の管理方法
は、施工機本体のリーダーマストに昇降自在に装着され
た駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸
を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を掘削すると
共に、地盤改良用固化材等（固化材（セメント）と添加
材など）と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し土砂と攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法にお
いて、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化材
添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を常時監視し、所定の深度区
間毎に前記固化材添加量ＷC をデータ表示器にグラフ表
示し、攪拌ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数と、
攪拌ヘッドの羽根枚数から算出された攪拌ヘッドによる
単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎ［回／ｍ］を常時監視
し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎをデータ表
示器にグラフ表示し、攪拌ヘッドによる単位長さ当たり
の掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を常時監視
し、所定の深度区間毎に前記掘進攪拌抵抗値Ｗをデータ
表示器にグラフ表示し、所定の深度区間毎に前記固化材
添加量ＷC と固化材添加量設定値とを比較して判定を行
い、満足しない場合にはその深度区間の再施工を促す警
報を出力し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎと
攪拌混合回数基準値とを比較して判定を行い、満足しな
い場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力し、
前記掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが
所定の支持層に到達したと判定することを特徴とする
（請求項１）。
は、施工機本体のリーダーマストに昇降自在に装着され
た駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸
を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を掘削すると
共に、地盤改良用固化材等（固化材（セメント）と添加
材など）と水を混合して製作したセメントミルクを注入
し土砂と攪拌混合して地盤を改良する地盤改良工法にお
いて、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化材
添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を常時監視し、所定の深度区
間毎に前記固化材添加量ＷC をデータ表示器にグラフ表
示し、攪拌ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数と、
攪拌ヘッドの羽根枚数から算出された攪拌ヘッドによる
単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎ［回／ｍ］を常時監視
し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎをデータ表
示器にグラフ表示し、攪拌ヘッドによる単位長さ当たり
の掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を常時監視
し、所定の深度区間毎に前記掘進攪拌抵抗値Ｗをデータ
表示器にグラフ表示し、所定の深度区間毎に前記固化材
添加量ＷC と固化材添加量設定値とを比較して判定を行
い、満足しない場合にはその深度区間の再施工を促す警
報を出力し、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎと
攪拌混合回数基準値とを比較して判定を行い、満足しな
い場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力し、
前記掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが
所定の支持層に到達したと判定することを特徴とする
（請求項１）。
【０００９】本発明の地盤改良機の管理装置は、施工機
本体のリーダーマストに昇降自在に装着された駆動部に
攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸を駆動部の
モータにより回転駆動して地盤を掘削すると共に、地盤
改良用固化材等（固化材（セメント）と添加材など）と
水を混合して製作したセメントミルクを注入し土砂と攪
拌混合して地盤を改良する地盤改良機において、前記駆
動部の移動距離から深度Ｄ［ｍ］を検出する深度検出器
と、前記攪拌軸の回転数Ｒ［回／分］を検出する回転数
検出器と、セメントミルクプラントから地盤中へ吐出さ
れるセメントミルクの吐出量Ｑ［Ｌ／分］を検出する吐
出量検出器と、施工の経過時間ｔ［分］を計測する時間
検出器と、前記各検出器で検出された深度Ｄ，回転数
Ｒ，吐出量Ｑ，時間ｔを用いて演算する演算処理装置と
を備え、前記演算処理装置は、前記深度検出器から得ら
れた深度に基づいて掘進引上速度Ｖ［ｍ／分］を算出す
る機能と、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固
化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する機能と、攪拌
ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数と、攪拌ヘッド
の羽根枚数から算出された攪拌ヘッドによる単位長さ当
たりの攪拌混合回数Ｎ［回／ｍ］を算出する機能と、攪
拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値（仕事
量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を算出する機能と、これら演算結果
を所定の深度区間毎に逐次グラフ表示するディスプレイ
表示機能と、所定の深度区間毎に前記固化材添加量ＷC
と固化材添加量設定値とを比較して判定を行い、満足し
ない場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力す
る機能と、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎと攪
拌混合回数基準値とを比較して判定を行い、満足しない
場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力する機
能と、前記掘進攪拌抵抗値Ｗが設定値に達したとき攪拌
ヘッドが所定の支持層に到達したと判定する機能を有す
ることを特徴とする（請求項７）。演算処理装置は、施
工機側に設置された重機計測盤とプラント側に設置され
たプラント計測盤から構成することができる。また、こ
れに限らず、両者を一緒にした制御装置などで演算処理
装置を構成することも可能である。
本体のリーダーマストに昇降自在に装着された駆動部に
攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、この攪拌軸を駆動部の
モータにより回転駆動して地盤を掘削すると共に、地盤
改良用固化材等（固化材（セメント）と添加材など）と
水を混合して製作したセメントミルクを注入し土砂と攪
拌混合して地盤を改良する地盤改良機において、前記駆
動部の移動距離から深度Ｄ［ｍ］を検出する深度検出器
と、前記攪拌軸の回転数Ｒ［回／分］を検出する回転数
検出器と、セメントミルクプラントから地盤中へ吐出さ
れるセメントミルクの吐出量Ｑ［Ｌ／分］を検出する吐
出量検出器と、施工の経過時間ｔ［分］を計測する時間
検出器と、前記各検出器で検出された深度Ｄ，回転数
Ｒ，吐出量Ｑ，時間ｔを用いて演算する演算処理装置と
を備え、前記演算処理装置は、前記深度検出器から得ら
れた深度に基づいて掘進引上速度Ｖ［ｍ／分］を算出す
る機能と、地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固
化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する機能と、攪拌
ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数と、攪拌ヘッド
の羽根枚数から算出された攪拌ヘッドによる単位長さ当
たりの攪拌混合回数Ｎ［回／ｍ］を算出する機能と、攪
拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値（仕事
量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を算出する機能と、これら演算結果
を所定の深度区間毎に逐次グラフ表示するディスプレイ
表示機能と、所定の深度区間毎に前記固化材添加量ＷC
と固化材添加量設定値とを比較して判定を行い、満足し
ない場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力す
る機能と、所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数Ｎと攪
拌混合回数基準値とを比較して判定を行い、満足しない
場合にはその深度区間の再施工を促す警報を出力する機
能と、前記掘進攪拌抵抗値Ｗが設定値に達したとき攪拌
ヘッドが所定の支持層に到達したと判定する機能を有す
ることを特徴とする（請求項７）。演算処理装置は、施
工機側に設置された重機計測盤とプラント側に設置され
たプラント計測盤から構成することができる。また、こ
れに限らず、両者を一緒にした制御装置などで演算処理
装置を構成することも可能である。
【００１０】前記管理方法または管理装置において、固
化材添加量ＷC は、セメントミルクプラントから地盤中
へ吐出されるセメントミルクの吐出量Ｑと、攪拌ヘッド
の深度Ｄ・速度Ｖと、別途測定した水，固化材比Ｗ／Ｃ
および固化材比重等を用いて求める（請求項２・請求項
８）。即ち、吐出量Ｑと水，固化材比Ｗ／Ｃおよび固化
材比重等を用いて固化材投入量ＷC ’を算出し、この固
化材投入量ＷC ’を固化材が投入された深度区間の体積
で割って、地盤の単位体積当たりの固化材添加量ＷC を
得る（式（１）等参照）。
化材添加量ＷC は、セメントミルクプラントから地盤中
へ吐出されるセメントミルクの吐出量Ｑと、攪拌ヘッド
の深度Ｄ・速度Ｖと、別途測定した水，固化材比Ｗ／Ｃ
および固化材比重等を用いて求める（請求項２・請求項
８）。即ち、吐出量Ｑと水，固化材比Ｗ／Ｃおよび固化
材比重等を用いて固化材投入量ＷC ’を算出し、この固
化材投入量ＷC ’を固化材が投入された深度区間の体積
で割って、地盤の単位体積当たりの固化材添加量ＷC を
得る（式（１）等参照）。
【００１１】請求項１の管理方法または請求項７の管理
装置に記載したように、攪拌混合回数Ｎは、攪拌ヘッド
の深度Ｄ・速度Ｖと、攪拌軸の回転数Ｒと、攪拌ヘッド
の羽根枚数ｎを用いて求める。即ち、掘進時および引上
時に、ある深度区間を通過した羽根の合計枚数により、
単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎを得る（式（４）参
照）。
装置に記載したように、攪拌混合回数Ｎは、攪拌ヘッド
の深度Ｄ・速度Ｖと、攪拌軸の回転数Ｒと、攪拌ヘッド
の羽根枚数ｎを用いて求める。即ち、掘進時および引上
時に、ある深度区間を通過した羽根の合計枚数により、
単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎを得る（式（４）参
照）。
【００１２】請求項１の管理方法または請求項７の管理
装置に記載したように、攪拌ヘッドによる単位長さ当た
りの掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を常時監
視し、この掘進攪拌抵抗値をデータ表示器に表示し、こ
の掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが所
定の支持層に到達したと判定する。この掘進攪拌抵抗値
は、駆動部のモータの電流値Ａ（電動モータ）またはト
ルク（油圧モータ）と、攪拌ヘッドの掘進速度Ｖを用い
て求める（請求項３・請求項９）。即ち、１ｍ掘進する
のに要した時間にオーガモータのした仕事量を掘進攪拌
抵抗値Ｗとする（式（３）参照）。
装置に記載したように、攪拌ヘッドによる単位長さ当た
りの掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を常時監
視し、この掘進攪拌抵抗値をデータ表示器に表示し、こ
の掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが所
定の支持層に到達したと判定する。この掘進攪拌抵抗値
は、駆動部のモータの電流値Ａ（電動モータ）またはト
ルク（油圧モータ）と、攪拌ヘッドの掘進速度Ｖを用い
て求める（請求項３・請求項９）。即ち、１ｍ掘進する
のに要した時間にオーガモータのした仕事量を掘進攪拌
抵抗値Ｗとする（式（３）参照）。
【００１３】
【００１４】前記管理方法または管理装置において、得
られた固化材添加量ＷC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Ｖに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを自動制御
し、固化材添加量ＷC を固化材添加量設定値に一致させ
る（請求項４・請求項１０）。即ち、得られた固化材添
加量ＷC が少ない場合には、セメントミルクの吐出量Ｑ
を増やし、所定の深度区間の固化材添加量ＷC が設定値
を満足するようにする。昇降速度Ｖが低下した場合に
は、吐出量Ｑを低下させ、所定の深度区間の固化材添加
量ＷC が設定値を満足するようにする。
られた固化材添加量ＷC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Ｖに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを自動制御
し、固化材添加量ＷC を固化材添加量設定値に一致させ
る（請求項４・請求項１０）。即ち、得られた固化材添
加量ＷC が少ない場合には、セメントミルクの吐出量Ｑ
を増やし、所定の深度区間の固化材添加量ＷC が設定値
を満足するようにする。昇降速度Ｖが低下した場合に
は、吐出量Ｑを低下させ、所定の深度区間の固化材添加
量ＷC が設定値を満足するようにする。
【００１５】前記管理方法または管理装置において、得
られた固化材添加量ＷC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Ｖに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整
し、固化材添加量ＷC を固化材添加量設定値に一致させ
る（請求項５・請求項１１）。手動調整は、オペレータ
室の遠隔操作盤などで行うことができ、前述の自動制御
と同様の操作を行う。
られた固化材添加量ＷC 、あるいは攪拌ヘッドの昇降速
度Ｖに基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整
し、固化材添加量ＷC を固化材添加量設定値に一致させ
る（請求項５・請求項１１）。手動調整は、オペレータ
室の遠隔操作盤などで行うことができ、前述の自動制御
と同様の操作を行う。
【００１６】前記管理方法または管理装置において、施
工機本体のオペレータ室にデータ表示器を設置し、この
データ表示器に所定の深度区間毎の固化材添加量ＷC ，
攪拌混合回数Ｎ，掘進攪拌抵抗値Ｗ等を表示する（請求
項６・請求項１２）。
工機本体のオペレータ室にデータ表示器を設置し、この
データ表示器に所定の深度区間毎の固化材添加量ＷC ，
攪拌混合回数Ｎ，掘進攪拌抵抗値Ｗ等を表示する（請求
項６・請求項１２）。
【００１７】従来のように、攪拌軸の昇降速度Ｖ・スラ
リー吐出量Ｑ・攪拌軸の回転数Ｒを個々に測定した場
合、攪拌軸の昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を
同時に制御することで、地盤中に投入される所定の固化
材添加量を確保しなければならず、煩雑でオペレーター
の労力が大きかった。これに対して、本発明では、Ｖと
Ｑから地盤中に投入される固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ
3 ］を算出して１項目に集約し、１元管理することによ
り、管理が容易となり、また省力化・迅速化が図られ
る。
リー吐出量Ｑ・攪拌軸の回転数Ｒを個々に測定した場
合、攪拌軸の昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を
同時に制御することで、地盤中に投入される所定の固化
材添加量を確保しなければならず、煩雑でオペレーター
の労力が大きかった。これに対して、本発明では、Ｖと
Ｑから地盤中に投入される固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ
3 ］を算出して１項目に集約し、１元管理することによ
り、管理が容易となり、また省力化・迅速化が図られ
る。
【００１８】さらに、攪拌軸の昇降速度Ｖと攪拌軸の回
転数Ｒの２項目を同時に制御することで、所定の混合攪
拌回数としての混合度を確保しなければならず、煩雑で
オペレーターの労力が大きかった。これに対して、本発
明では、前述の場合と同様に、所定分割深度内における
混合攪拌回数Ｎ［回／ｍ］を算出して１項目に集約し、
１元管理することにより、管理が容易となり、また省力
化・迅速化が図られる。
転数Ｒの２項目を同時に制御することで、所定の混合攪
拌回数としての混合度を確保しなければならず、煩雑で
オペレーターの労力が大きかった。これに対して、本発
明では、前述の場合と同様に、所定分割深度内における
混合攪拌回数Ｎ［回／ｍ］を算出して１項目に集約し、
１元管理することにより、管理が容易となり、また省力
化・迅速化が図られる。
【００１９】また、必要改良深さに関しては、攪拌ヘッ
ドの掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を検出し
て支持層への到達を判定するため、当初予想していなか
った地層の変化にも対応することができる。
ドの掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗ［ｋＪ／ｍ］を検出し
て支持層への到達を判定するため、当初予想していなか
った地層の変化にも対応することができる。
【００２０】さらに、良好な地盤改良に必要な固化材添
加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値がディスプレイに
各深度区間毎に逐次表示され、オペレーターに瞬時に伝
達されるため、正確な施工が可能となり、また設定値や
基準値を満足しない場合には警報も発せられるので安心
して施工を行うことができると共に、警報箇所を再施工
することで良好な地盤改良を行うことができる。
加量・攪拌混合回数・掘進攪拌抵抗値がディスプレイに
各深度区間毎に逐次表示され、オペレーターに瞬時に伝
達されるため、正確な施工が可能となり、また設定値や
基準値を満足しない場合には警報も発せられるので安心
して施工を行うことができると共に、警報箇所を再施工
することで良好な地盤改良を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態に基づいて説明する。図１は深層混合処理工法に適用
した本発明の施工管理装置の全体構成を模式的に示した
ものである。図２は攪拌軸先端の掘削攪拌装置（攪拌ヘ
ッド）を示したものである。図３はデータのディスプレ
イ表示例、図４〜図６はデータの施工記録例を示したも
のである。図７は本発明の管理方法のフローチャート、
図８は地盤改良施工例を深度−時間図で示したものであ
る。
態に基づいて説明する。図１は深層混合処理工法に適用
した本発明の施工管理装置の全体構成を模式的に示した
ものである。図２は攪拌軸先端の掘削攪拌装置（攪拌ヘ
ッド）を示したものである。図３はデータのディスプレ
イ表示例、図４〜図６はデータの施工記録例を示したも
のである。図７は本発明の管理方法のフローチャート、
図８は地盤改良施工例を深度−時間図で示したものであ
る。
【００２２】図１において、施工機本体１の前面に設け
られたリーダーマスト２には攪拌軸３の駆動部４がガイ
ドレールにより昇降自在に取付けられ、ワイヤー５によ
り吊り保持され、攪拌軸３の先端部には攪拌ヘッド６が
設けられている。攪拌ヘッド６は、図２に示すように、
先端側から順に、掘削翼７と、共回り防止翼８と、上下
に間隔をおいて複数の攪拌翼９が設けられている。共回
り防止翼８は、攪拌ヘッド部分に土が団子状に付着して
攪拌ヘッド６と共に同期回転する、いわゆる土の共回り
現象を防止するためのものであり、先端が掘削孔壁に挿
入されて土中に静止するように攪拌軸３に回転自在に取
付けられている。
られたリーダーマスト２には攪拌軸３の駆動部４がガイ
ドレールにより昇降自在に取付けられ、ワイヤー５によ
り吊り保持され、攪拌軸３の先端部には攪拌ヘッド６が
設けられている。攪拌ヘッド６は、図２に示すように、
先端側から順に、掘削翼７と、共回り防止翼８と、上下
に間隔をおいて複数の攪拌翼９が設けられている。共回
り防止翼８は、攪拌ヘッド部分に土が団子状に付着して
攪拌ヘッド６と共に同期回転する、いわゆる土の共回り
現象を防止するためのものであり、先端が掘削孔壁に挿
入されて土中に静止するように攪拌軸３に回転自在に取
付けられている。
【００２３】一方、図１に示すように、プラント１０で
は水Ｗと固化材Ｃ（セメント）等を混練してセメントミ
ルク１１を作製する。作製されたセメントミルク１１は
スラリーポンプ１２を介して施工機本体１に送られ、攪
拌軸３の内部を通り、攪拌ヘッド６の先端部の吐出口１
３から吐出される（図２参照）。吐出されたセメントミ
ルク１１は、掘削翼７・共回り防止翼８・攪拌翼９によ
り、掘削土砂と効率良く攪拌混合され、地盤改良柱体が
築造される。
は水Ｗと固化材Ｃ（セメント）等を混練してセメントミ
ルク１１を作製する。作製されたセメントミルク１１は
スラリーポンプ１２を介して施工機本体１に送られ、攪
拌軸３の内部を通り、攪拌ヘッド６の先端部の吐出口１
３から吐出される（図２参照）。吐出されたセメントミ
ルク１１は、掘削翼７・共回り防止翼８・攪拌翼９によ
り、掘削土砂と効率良く攪拌混合され、地盤改良柱体が
築造される。
【００２４】以上のような地盤改良機において、この実
施例では、図１に示すように、駆動部４の移動距離から
攪拌ヘッド６の深度を検出する深度（速度）検出器（例
えば、ワイヤーのシーブに取付けたエンコーダ）１４を
施工機本体１に設け、攪拌軸３の回転数を検出する回転
数検出器１５を駆動部４に設け、駆動部４の電動モータ
（または油圧モータ）の電流値（または油圧力）を検出
する電流検出器（または油圧力検出器）１６を施工機本
体１に設ける。一方、プラント側には、セメントミルク
１１の吐出量を検出する吐出量検出器（流量検出器）１
７を設ける。施工条件によっては、図２(b) に示すよう
に、攪拌ヘッド６には、攪拌軸３と共回り防止翼８の相
対回転を検出する検出用マグネット１８ａと磁気式近接
スイッチ１８ｂなどからなる相対回転検出器１８を設け
る。
施例では、図１に示すように、駆動部４の移動距離から
攪拌ヘッド６の深度を検出する深度（速度）検出器（例
えば、ワイヤーのシーブに取付けたエンコーダ）１４を
施工機本体１に設け、攪拌軸３の回転数を検出する回転
数検出器１５を駆動部４に設け、駆動部４の電動モータ
（または油圧モータ）の電流値（または油圧力）を検出
する電流検出器（または油圧力検出器）１６を施工機本
体１に設ける。一方、プラント側には、セメントミルク
１１の吐出量を検出する吐出量検出器（流量検出器）１
７を設ける。施工条件によっては、図２(b) に示すよう
に、攪拌ヘッド６には、攪拌軸３と共回り防止翼８の相
対回転を検出する検出用マグネット１８ａと磁気式近接
スイッチ１８ｂなどからなる相対回転検出器１８を設け
る。
【００２５】施工機側には重機計測盤１９が設置されて
おり、この重機計測盤１９に深度検出器１４・回転数検
出器１５・電流検出器（または油圧力検出器）１６・相
対回転検出器１８からの検出値が入力される。この重機
計測盤１９では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う（詳細は後述する）。
おり、この重機計測盤１９に深度検出器１４・回転数検
出器１５・電流検出器（または油圧力検出器）１６・相
対回転検出器１８からの検出値が入力される。この重機
計測盤１９では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う（詳細は後述する）。
【００２６】 深度検出器１４からの深度Ｄと、施工
時間を計測するタイマーからの施工時間ｔを用いて、攪
拌ヘッド６の昇降速度Ｖ［ｍ／分］を算出する。 深度Ｄおよび昇降速度Ｖと、回転数検出器１５から
の攪拌軸回転数Ｒと、攪拌ヘッド６の羽根枚数ｎを用い
て、地盤土の単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎ［回／
ｍ］を算出する。 深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に攪拌混合回
数Ｎが基準値Ｎthを満足するか否かの判定を行い、満足
しない場合には、その深度区間の再施工を促す判定結果
を出力する。 攪拌ヘッド６の掘進速度Ｖと、電流検出器１６から
の電流値Ａ（またはトルク）を用いて、地盤土の単位長
さ当たりの掘進攪拌抵抗値Ｗ［ｋＪ／ｍ］を算出する。 深度区間毎に掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗが支持層
管理設定値Ｗthを上回るかどうかの判定を行い、攪拌ヘ
ッドが支持層へ到達したか否かの判断を行う。 攪拌ヘッド６に設けた相対回転検出器１８の検出値
を用いて、土の共回りが発生したかどうかを検出する。
時間を計測するタイマーからの施工時間ｔを用いて、攪
拌ヘッド６の昇降速度Ｖ［ｍ／分］を算出する。 深度Ｄおよび昇降速度Ｖと、回転数検出器１５から
の攪拌軸回転数Ｒと、攪拌ヘッド６の羽根枚数ｎを用い
て、地盤土の単位長さ当たりの攪拌混合回数Ｎ［回／
ｍ］を算出する。 深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に攪拌混合回
数Ｎが基準値Ｎthを満足するか否かの判定を行い、満足
しない場合には、その深度区間の再施工を促す判定結果
を出力する。 攪拌ヘッド６の掘進速度Ｖと、電流検出器１６から
の電流値Ａ（またはトルク）を用いて、地盤土の単位長
さ当たりの掘進攪拌抵抗値Ｗ［ｋＪ／ｍ］を算出する。 深度区間毎に掘進攪拌抵抗値（仕事量）Ｗが支持層
管理設定値Ｗthを上回るかどうかの判定を行い、攪拌ヘ
ッドが支持層へ到達したか否かの判断を行う。 攪拌ヘッド６に設けた相対回転検出器１８の検出値
を用いて、土の共回りが発生したかどうかを検出する。
【００２７】一方、プラント側には、プラント計測盤２
０が設置されており、このプラント計測盤２０に吐出量
検出器１７からの検出値が入力され、また重機計測盤１
９から深度Ｄ・昇降速度Ｖが入力される。このプラント
計測盤２０では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う（詳細は後述する）。
０が設置されており、このプラント計測盤２０に吐出量
検出器１７からの検出値が入力され、また重機計測盤１
９から深度Ｄ・昇降速度Ｖが入力される。このプラント
計測盤２０では、入力された検出値により、次のような
演算処理を行う（詳細は後述する）。
【００２８】 深度Ｄまたは昇降速度Ｖと、吐出量検
出器１７からのセメントミルク吐出量Ｑと、固化材の比
重ＧC 等を用いて、地盤土の単位体積当たりの固化材添
加量Ｗ C ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する。 深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に固化材添加
量ＷC が設定値ＷCth を満足するか否かの判定を行い、
満足しない場合には、必要なセメントミルク吐出量Ｑを
算出し、固化材添加量が設定値を満足するようにスラリ
ーポンプ１２を自動制御あるいは手動調整してセメント
ミルク吐出量をコントロールする。また、昇降速度Ｖが
変化した場合にも、固化材添加量が設定値を満足するよ
うにスラリーポンプ１２を自動制御あるいは手動調整し
てセメントミルク吐出量をコントロールする。 さらに、何らかの原因により、固化材添加量ＷC が
設定値ＷCth を満足しない場合に、その深度区間の再施
工を促す判定結果を出力する。
出器１７からのセメントミルク吐出量Ｑと、固化材の比
重ＧC 等を用いて、地盤土の単位体積当たりの固化材添
加量Ｗ C ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する。 深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に固化材添加
量ＷC が設定値ＷCth を満足するか否かの判定を行い、
満足しない場合には、必要なセメントミルク吐出量Ｑを
算出し、固化材添加量が設定値を満足するようにスラリ
ーポンプ１２を自動制御あるいは手動調整してセメント
ミルク吐出量をコントロールする。また、昇降速度Ｖが
変化した場合にも、固化材添加量が設定値を満足するよ
うにスラリーポンプ１２を自動制御あるいは手動調整し
てセメントミルク吐出量をコントロールする。 さらに、何らかの原因により、固化材添加量ＷC が
設定値ＷCth を満足しない場合に、その深度区間の再施
工を促す判定結果を出力する。
【００２９】施工機本体１のオペレータ室１ａには、デ
ータ表示器２１、遠隔操作盤２２、警報報知器２３、通
話器２４が設置されており、重機計測盤１９・プラント
計測盤２０における入力データおよび処理データがデー
タ表示器２１に表示される。図３は、データ表示器２１
の施工中の画面イメージの１例であり、 コラムNo. と径・深度・速度・電流値（油圧力）・
軸回転数・吐出量 固化材添加量・攪拌混合回数・仕事量（掘進攪拌抵
抗値）の設定値・基準値 所定の深度区間毎の固化材添加量・攪拌混合回数・
仕事量の検出値 固化材添加量・攪拌混合回数が設定値・基準値を満
足しない場合の警報 固化材添加量が設定値を満足するために現在必要と
なる必要吐出量 掘進攪拌抵抗値が管理設定値に達した場合の着底表
示 共回り防止翼と攪拌軸の相対回転数と、共回り現象
が確認された場合の警報表示 などがグラフ表示され、誤視認のない分かりやすい画面
表示となっている。また、警報が画面表示される場合に
は、同時に警報報知器２３で音声による警報を発する。
ータ表示器２１、遠隔操作盤２２、警報報知器２３、通
話器２４が設置されており、重機計測盤１９・プラント
計測盤２０における入力データおよび処理データがデー
タ表示器２１に表示される。図３は、データ表示器２１
の施工中の画面イメージの１例であり、 コラムNo. と径・深度・速度・電流値（油圧力）・
軸回転数・吐出量 固化材添加量・攪拌混合回数・仕事量（掘進攪拌抵
抗値）の設定値・基準値 所定の深度区間毎の固化材添加量・攪拌混合回数・
仕事量の検出値 固化材添加量・攪拌混合回数が設定値・基準値を満
足しない場合の警報 固化材添加量が設定値を満足するために現在必要と
なる必要吐出量 掘進攪拌抵抗値が管理設定値に達した場合の着底表
示 共回り防止翼と攪拌軸の相対回転数と、共回り現象
が確認された場合の警報表示 などがグラフ表示され、誤視認のない分かりやすい画面
表示となっている。また、警報が画面表示される場合に
は、同時に警報報知器２３で音声による警報を発する。
【００３０】オペレータ室１ａの遠隔操作盤２２では、
コラムNo. の選択、施工設定値・基準値の入力・変更、
施工開始、施工終了等の操作が行われる。また、遠隔操
作盤２２により重機計測盤１９、プラント操作盤２０を
介してスラリーポンプ１２へ信号を送り、スラリーポン
プ１２を遠隔操作し、セメントミルク吐出量を手動調整
することができる。
コラムNo. の選択、施工設定値・基準値の入力・変更、
施工開始、施工終了等の操作が行われる。また、遠隔操
作盤２２により重機計測盤１９、プラント操作盤２０を
介してスラリーポンプ１２へ信号を送り、スラリーポン
プ１２を遠隔操作し、セメントミルク吐出量を手動調整
することができる。
【００３１】施工中に検出された施工データは、全てが
遠隔操作盤２２の内部にある記憶装置に保存され、この
データはフロッピーディスク等の記憶媒体２５を介して
日報作成システム２６に移動・複写することができる。
この日報作成システム２６は、パーソナルコンピュータ
２７とプリンター２８からなり、施工記録・日報・施工
集計表・固化材管理表の作成・印刷を行う。図４は、印
刷された帳票例である。図５に示すようなチャート式の
施工記録の印刷も可能である。また、必要に応じて、図
６に示すような解析も可能である。
遠隔操作盤２２の内部にある記憶装置に保存され、この
データはフロッピーディスク等の記憶媒体２５を介して
日報作成システム２６に移動・複写することができる。
この日報作成システム２６は、パーソナルコンピュータ
２７とプリンター２８からなり、施工記録・日報・施工
集計表・固化材管理表の作成・印刷を行う。図４は、印
刷された帳票例である。図５に示すようなチャート式の
施工記録の印刷も可能である。また、必要に応じて、図
６に示すような解析も可能である。
【００３２】図７は、掘進時にセメントミルクを吐出す
る場合の施工管理フローの例を示したものである。掘進
工程において、固化材添加量・支持層の確認等を行い、
引上工程において攪拌混合回数の確認等を行っている。
以下に各処理について詳述する。
る場合の施工管理フローの例を示したものである。掘進
工程において、固化材添加量・支持層の確認等を行い、
引上工程において攪拌混合回数の確認等を行っている。
以下に各処理について詳述する。
【００３３】(i) 固化材添加量
掘進工程において、攪拌ヘッド６の深度Ｄ・掘進速度Ｖ
と、セメントミルク１１の地盤への注入量（吐出量）Ｑ
と、固化材Ｃの比重ＧC から、地盤の単位体積当たりの
固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する。また、各
深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に固化材添加量Ｗ
C が設定値ＷCth を満足するか否かの判定を行い、固化
材添加量ＷC が設定値ＷCth を常に満足するように、必
要吐出量Ｑを算出してスラリーポンプ１２へ必要吐出量
を指示し、スラリーポンプ１２を自動制御あるいは手動
調整する。また、昇降速度Ｖに応じてスラリーポンプ１
２を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量ＷC が
設定値ＷCth を満足するようにする。さらに、このよう
な制御等を行っても、何らかの原因により、固化材添加
量ＷC が設定値ＷCth より低い場合には、警報が発せら
れ当該深度区間の修正施工を行う。
と、セメントミルク１１の地盤への注入量（吐出量）Ｑ
と、固化材Ｃの比重ＧC から、地盤の単位体積当たりの
固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出する。また、各
深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎に固化材添加量Ｗ
C が設定値ＷCth を満足するか否かの判定を行い、固化
材添加量ＷC が設定値ＷCth を常に満足するように、必
要吐出量Ｑを算出してスラリーポンプ１２へ必要吐出量
を指示し、スラリーポンプ１２を自動制御あるいは手動
調整する。また、昇降速度Ｖに応じてスラリーポンプ１
２を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量ＷC が
設定値ＷCth を満足するようにする。さらに、このよう
な制御等を行っても、何らかの原因により、固化材添加
量ＷC が設定値ＷCth より低い場合には、警報が発せら
れ当該深度区間の修正施工を行う。
【００３４】固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］の算出方
法は以下による。即ち、次に示す（１）式を用いて、セ
メントミルク吐出量（注入量）Ｑ［Ｌ／分］と水・固化
材比Ｗ／Ｃ等を用いて固化材投入量ＷC ’［ｋｇ／分］
を求める。ここで、添加材等を使用しない場合には、セ
メントミルク比重の実測値を使用し、（２）式により固
化材の比重ＧC を算出し、これを（１）式で用いれば、
より正確な固化材投入量ＷC ’を算出することができ
る。
法は以下による。即ち、次に示す（１）式を用いて、セ
メントミルク吐出量（注入量）Ｑ［Ｌ／分］と水・固化
材比Ｗ／Ｃ等を用いて固化材投入量ＷC ’［ｋｇ／分］
を求める。ここで、添加材等を使用しない場合には、セ
メントミルク比重の実測値を使用し、（２）式により固
化材の比重ＧC を算出し、これを（１）式で用いれば、
より正確な固化材投入量ＷC ’を算出することができ
る。
【００３５】
【数１】
【００３６】以上により求まる固化材投入量ＷC ’を、
投入された区間の体積で割ったものが固化材添加量ＷC
［ｋｇ／ｍ3 ］となる。即ち、区間の長さをΔＤ
［ｍ］、この区間の通過時間をΔｔ［分］、コラムの横
断面積をａ［ｍ2 ］とすれば、ＷCは、次式で求めるこ
とができる。 ＷC ＝（ＷC ’×Δｔ）／（ΔＤ×ａ） ＝ ＷC ’／（Ｖ・ａ）
投入された区間の体積で割ったものが固化材添加量ＷC
［ｋｇ／ｍ3 ］となる。即ち、区間の長さをΔＤ
［ｍ］、この区間の通過時間をΔｔ［分］、コラムの横
断面積をａ［ｍ2 ］とすれば、ＷCは、次式で求めるこ
とができる。 ＷC ＝（ＷC ’×Δｔ）／（ΔＤ×ａ） ＝ ＷC ’／（Ｖ・ａ）
【００３７】固化材添加量の管理の具体例について説明
する。設計固化材添加量（設定値）が３００ｋｇ／ｍ3
の場合、例えば１ｍ3 の地盤土に必要となる固化材添加
量は３００ｋｇとなる。単位区間１ｍ3 のうち０．５ｍ
3 まで改良が進んでいる時、地盤中に投入された固化材
量が１２０ｋｇだとすると、設定値より３０ｋｇ不足し
ていることになる。この場合は、不足分の３０ｋｇ分を
加算した固化材量１８０ｋｇを残りの０．５ｍ3 で投入
すればよい。この場合、残りの０．５ｍ3 の区間の必要
吐出量Ｑを算出し、この必要吐出量でスラリーポンプ１
２を自動制御あるいは手動調整し、全体の１ｍ3 におけ
る固化材添加量が設定値を満足するようにする。上記の
ような自動制御・手動調整を管理区間長内（本実施例で
は０．５ｍ）で行う。
する。設計固化材添加量（設定値）が３００ｋｇ／ｍ3
の場合、例えば１ｍ3 の地盤土に必要となる固化材添加
量は３００ｋｇとなる。単位区間１ｍ3 のうち０．５ｍ
3 まで改良が進んでいる時、地盤中に投入された固化材
量が１２０ｋｇだとすると、設定値より３０ｋｇ不足し
ていることになる。この場合は、不足分の３０ｋｇ分を
加算した固化材量１８０ｋｇを残りの０．５ｍ3 で投入
すればよい。この場合、残りの０．５ｍ3 の区間の必要
吐出量Ｑを算出し、この必要吐出量でスラリーポンプ１
２を自動制御あるいは手動調整し、全体の１ｍ3 におけ
る固化材添加量が設定値を満足するようにする。上記の
ような自動制御・手動調整を管理区間長内（本実施例で
は０．５ｍ）で行う。
【００３８】また、掘進速度Ｖが０．５ｍ／分のときの
必要吐出量Ｑが１００Ｌ／分の場合、単位深度区間１ｍ
に１００／０．５＝２００Ｌ吐出することになるが、掘
進速度が０．４ｍ／分に低下し同一吐出量のまま施工す
ると、１００／０．４＝２５０Ｌと過大に吐出すること
になる。このような場合には、掘進速度Ｖの低下に応
じ、吐出量も８０Ｌ／分に低下させればよい。逆に、掘
進速度Ｖが速くなれば、それに応じて吐出量Ｑを増やせ
ばよい。この場合、掘進速度Ｖに応じてスラリーポンプ
１２を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量が設
定値を満足するようにする。
必要吐出量Ｑが１００Ｌ／分の場合、単位深度区間１ｍ
に１００／０．５＝２００Ｌ吐出することになるが、掘
進速度が０．４ｍ／分に低下し同一吐出量のまま施工す
ると、１００／０．４＝２５０Ｌと過大に吐出すること
になる。このような場合には、掘進速度Ｖの低下に応
じ、吐出量も８０Ｌ／分に低下させればよい。逆に、掘
進速度Ｖが速くなれば、それに応じて吐出量Ｑを増やせ
ばよい。この場合、掘進速度Ｖに応じてスラリーポンプ
１２を自動制御あるいは手動調整し、固化材添加量が設
定値を満足するようにする。
【００３９】以上の機能により、固化材添加量は常に設
定値を満足し、かつ過不足のない値となる。何らかのト
ラブルにより、単位区間で設定値を満足することができ
なかった場合には、データ表示器２１に警報が表示され
る。また、警報報知器２３より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド６を
引上げ、再度注入攪拌を行うことにより（図８参照）、
確実な固化材添加量管理を行うことができる。
定値を満足し、かつ過不足のない値となる。何らかのト
ラブルにより、単位区間で設定値を満足することができ
なかった場合には、データ表示器２１に警報が表示され
る。また、警報報知器２３より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド６を
引上げ、再度注入攪拌を行うことにより（図８参照）、
確実な固化材添加量管理を行うことができる。
【００４０】(ii)掘進攪拌抵抗値
掘進工程において、攪拌ヘッド６の掘進速度Ｖ（１ｍ掘
進に要した時間ｔ［秒／ｍ］）と、駆動部４のモータ電
流値Ａなどから、オーガモータのした仕事量に相当する
掘進攪拌抵抗値Ｗを算出し、予め土質柱状図の近傍にて
試験施工をすることにより得られた掘進攪拌抵抗値（設
定値）との比較を行い、攪拌ヘッド６が支持層に到達し
たかどうかの判定を行う。支持層に到達したと判断され
た場合には、データ表示器２１、警報報知器２３により
オペレータに通知される。掘進攪拌抵抗値Ｗの算出は次
の（３）式による。図１１は掘進攪拌抵抗（仕事量）の
実測例を示す。
進に要した時間ｔ［秒／ｍ］）と、駆動部４のモータ電
流値Ａなどから、オーガモータのした仕事量に相当する
掘進攪拌抵抗値Ｗを算出し、予め土質柱状図の近傍にて
試験施工をすることにより得られた掘進攪拌抵抗値（設
定値）との比較を行い、攪拌ヘッド６が支持層に到達し
たかどうかの判定を行う。支持層に到達したと判断され
た場合には、データ表示器２１、警報報知器２３により
オペレータに通知される。掘進攪拌抵抗値Ｗの算出は次
の（３）式による。図１１は掘進攪拌抵抗（仕事量）の
実測例を示す。
【００４１】
【数２】
【００４２】(iii) 攪拌混合回数
引上工程において、攪拌ヘッド６の深度Ｄ・速度Ｖと、
攪拌軸３の回転数Ｒと、攪拌ヘッド６の羽根枚数ｎか
ら、各深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎の攪拌混合
回数Ｎを算出する。また、この算出された攪拌混合回数
Ｎが、ばらつきの小さい高品質な地盤改良柱体を築造す
るために必要となる攪拌混合回数の基準値Ｎthを満足し
ているかの判定を行う。単位区間で基準値を満足するこ
とができなかった場合には、データ表示器２１に警報が
表示され、警報報知器２３より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド６を
引下げ、再度攪拌混合を行うことにより（図８参照）、
攪拌混合回数の確保を確実に行うことができる。攪拌混
合回数Ｎは、掘進時および引上時にある区間を通過した
羽根の合計枚数より求まり、次の（４）式による。な
お、攪拌混合回数Ｎの基準値は、図１０(b) に示すよう
に、改良対象土質毎に試験施工を行い、攪拌混合回数と
一軸圧縮強さのばらつきの関係を調査した結果より決定
している。
攪拌軸３の回転数Ｒと、攪拌ヘッド６の羽根枚数ｎか
ら、各深度区間（本実施例では０．５ｍ）毎の攪拌混合
回数Ｎを算出する。また、この算出された攪拌混合回数
Ｎが、ばらつきの小さい高品質な地盤改良柱体を築造す
るために必要となる攪拌混合回数の基準値Ｎthを満足し
ているかの判定を行う。単位区間で基準値を満足するこ
とができなかった場合には、データ表示器２１に警報が
表示され、警報報知器２３より警報が発せられ、修正施
工が促される。その場合には、いったん攪拌ヘッド６を
引下げ、再度攪拌混合を行うことにより（図８参照）、
攪拌混合回数の確保を確実に行うことができる。攪拌混
合回数Ｎは、掘進時および引上時にある区間を通過した
羽根の合計枚数より求まり、次の（４）式による。な
お、攪拌混合回数Ｎの基準値は、図１０(b) に示すよう
に、改良対象土質毎に試験施工を行い、攪拌混合回数と
一軸圧縮強さのばらつきの関係を調査した結果より決定
している。
【００４３】
【数３】
【００４４】(iv) 共回り防止翼の相対回転
掘進工程・先端部練り返し工程・引上工程において、攪
拌ヘッド６に設けられた相対回転検出器１８（検出用マ
グネット１８ａと磁気式近接スイッチ１８ｂ）からのＯ
Ｎ信号をカウントすることで、共回り防止翼８と攪拌軸
３の相対回転数を常時計測する。共回り防止翼８が静止
状態の場合には、攪拌軸３の回転数と同じ相対回転数が
得られるが、相対回転数が０に近い場合（攪拌軸３と共
回り防止翼８の回転数が同程度の場合）には、共回り防
止翼８が攪拌軸３と共に回転し、土と攪拌ヘッドが同期
回転する土の共回り現象が発生していると判断される。
この場合、データ表示器２１・警報報知器２３により警
報が発せられ、修正施工が促される。この修正施工は攪
拌ヘッド６を引上げ、再掘進等を行えばよく、迅速な処
理が可能である。
拌ヘッド６に設けられた相対回転検出器１８（検出用マ
グネット１８ａと磁気式近接スイッチ１８ｂ）からのＯ
Ｎ信号をカウントすることで、共回り防止翼８と攪拌軸
３の相対回転数を常時計測する。共回り防止翼８が静止
状態の場合には、攪拌軸３の回転数と同じ相対回転数が
得られるが、相対回転数が０に近い場合（攪拌軸３と共
回り防止翼８の回転数が同程度の場合）には、共回り防
止翼８が攪拌軸３と共に回転し、土と攪拌ヘッドが同期
回転する土の共回り現象が発生していると判断される。
この場合、データ表示器２１・警報報知器２３により警
報が発せられ、修正施工が促される。この修正施工は攪
拌ヘッド６を引上げ、再掘進等を行えばよく、迅速な処
理が可能である。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成からなるの
で、次のような効果を奏することができる。
で、次のような効果を奏することができる。
【００４６】(1) 従来の管理項目が、深度，速度．回転
数，吐出量，電流値と多数にわたっていたのに対し、本
発明では、固化材添加量，攪拌混合回数，掘進攪拌抵抗
値に集約して管理項目を減らすことができ、その上に、
これらがグラフ表示され、誤視認のない分かりやすい画
面表示となっているため、管理が容易となる。
数，吐出量，電流値と多数にわたっていたのに対し、本
発明では、固化材添加量，攪拌混合回数，掘進攪拌抵抗
値に集約して管理項目を減らすことができ、その上に、
これらがグラフ表示され、誤視認のない分かりやすい画
面表示となっているため、管理が容易となる。
【００４７】(2) 良好な地盤改良に必要な固化材添加
量，攪拌混合回数，掘進攪拌抵抗値がディスプレイに各
深度区間毎に逐次グラフ表示され、オペレーターに瞬時
に伝達されるため、正確な施工が可能となり、また不満
足の場合には警報も発せられるので安心して施工を行う
ことができると共に、警報箇所を再施工することで良好
な地盤改良を行うことができる。
量，攪拌混合回数，掘進攪拌抵抗値がディスプレイに各
深度区間毎に逐次グラフ表示され、オペレーターに瞬時
に伝達されるため、正確な施工が可能となり、また不満
足の場合には警報も発せられるので安心して施工を行う
ことができると共に、警報箇所を再施工することで良好
な地盤改良を行うことができる。
【００４８】(3) 攪拌ヘッドの掘進攪拌抵抗値（仕事
量）を検出して支持層への到達を判定するため、当初予
想していなかった地層の変化にも対応することができ、
構造物の支持力不足を解消することができる。 (4) 従来のように、攪拌軸の昇降速度Ｖ，スラリー吐出
量Ｑ，攪拌軸の回転数Ｒを個々に測定した場合、攪拌軸
の昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を同時に制御
することで、地盤中に投入される所定の固化材添加量を
確保しなければならず、煩雑でオペレーターの労力が大
きかった。これに対して、本発明では、ＶとＱから地盤
中に投入される固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出
して１項目に集約し、１元管理することにより、管理が
容易となり、また省力化・迅速化が図られる。(5) さらに、攪拌軸の昇降速度Ｖと攪拌軸の回転数Ｒの
２項目を同時に制御することで、所定の混合攪拌回数と
しての混合度を確保しなければならず、煩雑でオペレー
ターの労力が大きかった。これに対して、本発明では、
前述の場合と同様に、所定分割深度内における混合攪拌
回数Ｎ［回／ｍ］を算出して１項目に集約し、１元管理
することにより、管理が容易となり、また省力化・迅速
化が図られる。
量）を検出して支持層への到達を判定するため、当初予
想していなかった地層の変化にも対応することができ、
構造物の支持力不足を解消することができる。 (4) 従来のように、攪拌軸の昇降速度Ｖ，スラリー吐出
量Ｑ，攪拌軸の回転数Ｒを個々に測定した場合、攪拌軸
の昇降速度Ｖとスラリー吐出量Ｑの２項目を同時に制御
することで、地盤中に投入される所定の固化材添加量を
確保しなければならず、煩雑でオペレーターの労力が大
きかった。これに対して、本発明では、ＶとＱから地盤
中に投入される固化材添加量ＷC ［ｋｇ／ｍ3 ］を算出
して１項目に集約し、１元管理することにより、管理が
容易となり、また省力化・迅速化が図られる。(5) さらに、攪拌軸の昇降速度Ｖと攪拌軸の回転数Ｒの
２項目を同時に制御することで、所定の混合攪拌回数と
しての混合度を確保しなければならず、煩雑でオペレー
ターの労力が大きかった。これに対して、本発明では、
前述の場合と同様に、所定分割深度内における混合攪拌
回数Ｎ［回／ｍ］を算出して１項目に集約し、１元管理
することにより、管理が容易となり、また省力化・迅速
化が図られる。
【図１】本発明の地盤改良機の管理装置の１例を示す装
置構成図である。
置構成図である。
【図２】本発明の地盤改良機における攪拌ヘッド部分で
あり、(a) は側面図、(b) は共回り防止翼の相対回転を
検出するセンサーを示す部分断面図である。
あり、(a) は側面図、(b) は共回り防止翼の相対回転を
検出するセンサーを示す部分断面図である。
【図３】本発明におけるデータのディスプレイ表示例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明におけるデータの記録例を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明におけるデータのチャート式記録例を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明におけるデータの解析例を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明の管理方法のフローチャートである。
【図８】本発明の地盤改良の施工例を深度−時間図で示
したグラフである。
したグラフである。
【図９】本発明における固化材添加量と現場平均強度の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１０】(a) は本発明における攪拌混合回数と改良地
盤の一軸圧縮強度の変動係数の関係を示すグラフ、(b)
は各種土質に対する攪拌混合回数基準値を示す図であ
る。
盤の一軸圧縮強度の変動係数の関係を示すグラフ、(b)
は各種土質に対する攪拌混合回数基準値を示す図であ
る。
【図１１】本発明における地盤のＮ値と仕事量の測定例
を示す図である。
を示す図である。
【図１２】従来における地盤改良機の施工管理装置を示
す装置構成図である。
す装置構成図である。
１……施工機本体
２……リーダマスト
３……攪拌軸
４……駆動部
５……ワイヤー
６……攪拌ヘッド
７……掘削翼
８……共回り防止翼
９……攪拌翼
１０……プラント
１１……セメントミルク
１２……スラリーポンプ
１３……吐出口
１４……深度（速度）検出器
１５……回転数検出器
１６……電流検出器（または油圧力検出器）
１７……吐出量（流量）検出器
１８……相対回転検出器
１８ａ…検出用マグネット
１８ｂ…磁気式近接スイッチ
１９……重機計測盤
２０……プラント計測盤
２１……データ表示器
２２……遠隔操作盤
２３……警報報知器
２４……通話器
２５……フロッピーディスク等の記憶媒体
２６……日報作成システム
２７……パーソナルコンピュータ
２８……プリンター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 村山 篤史
東京都港区赤坂６丁目13番７号 株式会
社テノックス内
(56)参考文献 特開 平３−2415（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−125720（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−88568（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−138937（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−53833（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−173248（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−102478（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−74637（ＪＰ，Ｕ)
Claims (12)
- 【請求項１】 施工機本体のリーダーマストに昇降自在
に装着された駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、
この攪拌軸を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を
掘削すると共に、地盤改良用固化材等と水を混合したセ
メントミルクを注入し土砂と攪拌混合して地盤を改良す
る地盤改良工法において、 地盤中に投入される地盤単位体積当たりの固化材添加量
を常時監視し、所定の深度区間毎に前記固化材添加量を
データ表示器にグラフ表示し、 攪拌ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数と、攪拌ヘ
ッドの羽根枚数から算出された攪拌ヘッドによる単位長
さ当たりの攪拌混合回数を常時監視し、所定の深度区間
毎に前記攪拌混合回数をデータ表示器にグラフ表示し、攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値を常
時監視し、所定の深度区間毎に前記掘進攪拌抵抗値をデ
ータ表示器にグラフ表示し、 所定の深度区間毎に前記固化材添加量と固化材添加量設
定値とを比較して判定を行い、満足しない場合にはその
深度区間の再施工を促す警報を出力し、 所定の深度区間毎に前記攪拌混合回数と攪拌混合回数基
準値とを比較して判定を行い、満足しない場合にはその
深度区間の再施工を促す警報を出力し、 前記掘進攪拌抵抗値が設定値に達したとき攪拌ヘッドが
所定の支持層に到達したと判定する ことを特徴とする地
盤改良工法の管理方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の管理方法において、固
化材添加量は、セメントミルクプラントから地盤中へ吐
出されるセメントミルクの吐出量と、攪拌ヘッドの深度
・速度と、別途測定した水，固化材比および固化材比重
等を用いて求めることを特徴とする地盤改良工法の管理
方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の管理方
法において、掘進攪拌抵抗値は、駆動部のモータの電流
値またはトルクと、攪拌ヘッドの掘進速度を用いて求め
ることを特徴とする地盤改良工法の管理方法。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２、または請求項３に
記載の管理方法において、得られた固化材添加量、ある
いは攪拌ヘッドの昇降速度に基づいて、セメントミルク
吐出ポンプを自動制御し、固化材添加量を固化材添加量
設定値に一致させることを特徴とする地盤改良工法の管
理方法。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、または請求項３に
記載の管理方法において、得られた固化材添加量、ある
いは攪拌ヘッドの昇降速度に基づいて、セメントミルク
吐出ポンプを手動調整し、固化材添加量を固化材添加量
設定値に一致させることを特徴とする地盤改良工法の管
理方法。 - 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、または請求項５に記載の管理方法において、施工機
本体のオペレータ室にデータ表示器を設置し、このデー
タ表示器に所定の深度区間毎の固化材添加量・攪拌混合
回数・掘進攪拌抵抗値等を表示することを特徴とする地
盤改良工法の管理方法。 - 【請求項７】 施工機本体のリーダーマストに昇降自在
に装着された駆動部に攪拌翼を有する攪拌軸を装着し、
この攪拌軸を駆動部のモータにより回転駆動して地盤を
掘削すると共に、地盤改良用固化材等と水を混合したセ
メントミルクを注入し土砂と攪拌混合して地盤を改良す
る地盤改良機において、 前記駆動部の移動距離から深度を検出する深度検出器
と、前記攪拌軸の回転数を検出する回転数検出器と、セ
メントミルクプラントから地盤中へ吐出されるセメント
ミルクの吐出量を検出する吐出量検出器と、施工の経過
時間を計測する時間検出器と、前記各検出器で検出され
た深度，回転数，吐出量，時間を用いて演算する演算処
理装置とを備え、 前記演算処理装置は、前記深度検出器から得られた深度
に基づいて掘進引上速度を算出する機能と、地盤中に投
入される地盤単位体積当たりの固化材添加量を算出する
機能と、攪拌ヘッドの深度・速度と、攪拌軸の回転数
と、攪拌ヘッドの羽根枚数から算出された攪拌ヘッドに
よる単位長さ当たりの攪拌混合回数を算出する機能と、
攪拌ヘッドによる単位長さ当たりの掘進攪拌抵抗値を算
出する機能と、これら演算結果を所定の深度区間毎に逐
次グラフ表示するディスプレイ表示機能と、所定の深度
区間毎に前記固化材添加量と固化材添加量設定値とを比
較して判定を行い、満足しない場合にはその深度区間の
再施工を促す警報を出力する機能と、所定の深度区間毎
に前記攪拌混合回数と攪拌混合回数基準値とを比較して
判定を行い、満足しない場合にはその深度区間の再施工
を促す警報を出力する機能と、前記掘進攪拌抵抗値が設
定値に達したとき攪拌ヘッドが所定の支持層に到達した
と判定する機能を有することを特徴とする地盤改良機の
管理装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の管理装置において、演
算処理装置は、セメントミルクプラントから地盤中へ吐
出されるセメントミルクの吐出量と、攪拌ヘッドの深度
・速度と、別途測定した水，固化材比および固化材比重
等を用いて固化材添加量を求める機能を有することを特
徴とする地盤改良機の管理装置。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の管理装
置において、演算処理装置は、駆動部のモータの電流値
またはトルクと、攪拌ヘッドの掘進速度を用いて掘進攪
拌抵抗値を求める機能を有することを特徴とする地盤改
良機の管理装置。 - 【請求項１０】 請求項７、請求項８、または請求項９
に記載の管理装置において、演算処理装置は、得られた
固化材添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降速度に基づい
て、セメントミルク吐出ポンプを自動制御し、固化材添
加量を固化材添加量設定値に一致させる機能を有するこ
とを特徴とする地盤改良機の管理装置。 - 【請求項１１】 請求項７、請求項８、または請求項９
に記載の管理装置において、施工機本体のオペレータ室
に、得られた固化材添加量、あるいは攪拌ヘッドの昇降
速度に基づいて、セメントミルク吐出ポンプを手動調整
し、固化材添加量を固化材添加量設定値に一致させる遠
隔操作盤を備えていることを特徴とする地盤改良機の管
理装置。 - 【請求項１２】 請求項７、請求項８、請求項９、請求
項１０、または請求項１１に記載の管理装置において、
施工機本体のオペレータ室に、所定の深度区間毎の固化
材添加量，攪拌混合回数，掘進攪拌抵抗値等を表示する
データ表示器を備えていることを特徴とする地盤改良機
の管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02514599A JP3437108B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02514599A JP3437108B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002021539A Division JP3753240B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000220134A JP2000220134A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3437108B2 true JP3437108B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=12157835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02514599A Expired - Lifetime JP3437108B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437108B2 (ja) |
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| JP4993719B2 (ja) * | 2007-06-14 | 2012-08-08 | 住友林業株式会社 | 地盤の柱状改良工事装置とその制御プログラム |
| JP4478187B2 (ja) * | 2008-05-13 | 2010-06-09 | 株式会社エルフ | 地盤改良機 |
| JP2010007284A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Yukio Sakai | 流動化処理土の施工管理方法 |
| SG195116A1 (en) * | 2011-05-26 | 2013-12-30 | Fudo Tetra Corp | Ground improvement method, and system for managing construction in ground improvement method |
| JP4885326B1 (ja) * | 2011-05-26 | 2012-02-29 | 清水建設株式会社 | 地盤改良工法 |
| JP5819152B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2015-11-18 | 三和機材株式会社 | 杭埋設工法で用いる支持層到達推定方法および支持層到達推定支援装置 |
| JP6488510B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2019-03-27 | 東急建設株式会社 | 自穿孔型補強体の掘削装置 |
| KR20150144454A (ko) * | 2014-06-16 | 2015-12-28 | 현대중공업 주식회사 | 지반 천공장치 및 이를 이용한 지반 천공방법 |
| JP6564240B2 (ja) * | 2014-09-18 | 2019-08-21 | 株式会社ワイビーエム | 柱状改良杭造成システム |
| JP6166833B1 (ja) * | 2016-11-17 | 2017-07-19 | あおみ建設株式会社 | 深層混合処理装置の管理装置 |
| JP6825930B2 (ja) * | 2017-02-14 | 2021-02-03 | ライト工業株式会社 | 高圧噴射攪拌工法の施工管理方法及び施工管理システム |
| JP6532111B2 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-06-19 | ケミカルグラウト株式会社 | 削孔工法 |
| JP6293352B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-03-14 | 株式会社大林組 | 地盤改良方法および地盤改良装置 |
| JP7470974B2 (ja) | 2020-05-20 | 2024-04-19 | 三和機材株式会社 | 地盤改良装置の駆動制御方法および地盤改良装置 |
| CN115742009B (zh) * | 2023-01-05 | 2023-04-28 | 北京慕湖仪器制造有限公司 | 一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP02514599A patent/JP3437108B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2000220134A (ja) | 2000-08-08 |
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