JP4772159B1 - 地盤改良機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
コントローラは、上記支持部材の基端から混練ローター12あるいは改良度合い検出器13のうちの少なくとも一方にいたるまでの長さをあらかじめ記憶し、上記各回転角度センサーSから受信した角度信号に基づいて、上記混練ローターあるいは改良度合い検出器のうちの少なくともいずれか一方の三次元位置を演算し、その演算結果を、上記改良度合い検出器からの地盤情報とともに記憶し、かつ、このコントローラに接続した出力手段に出力させる構成にしている。
【選択図】 図1
Description
なお、上記改良度合い検出器は、混練して流動化した土と固化材液の混合体の電気比抵抗値を検出するものである。
したがって、オペレータは、モニターを確認すれば、二次元でとらえた位置の地盤の改良状況を確認することができる。
そして、上記のようにバケットの幅分だけの混練作業が終了したら、当該機体を上記バケットの幅分だけ幅方向に移動して、隣の作業幅における混練作業をする。
このようにして機体を幅方向に順次移動しながら、一定面積の改良エリアの地盤を改良していく。
そのために、上記したようにバケットの幅分だけの作業幅を何回も繰り返して、一定面積の改良エリアの地盤を改良せざるを得なかった。なぜなら、機体を一定位置に保って、バケットを適当に幅方向に振りながら地盤改良作業をすると、未作業エリアができてしまうので、このような未作業エリアができないようにするためである。
さらに、上記アーム7の先端には、回転軸9を回動支点にしたバケット10を回動自在に取り付けるとともに、アーム7とバケット10間にバケットシリンダ11を設け、このバケットシリンダ11の伸縮動作でバケット10が垂直方向に回動する。
上記混練ローター12は、図示していない油圧モータを駆動源として回転するもので、バケット10内で土砂およびセメント系の固化材液を混練するものである。
また、上記改良度合い検出器13は、上記のように混練された流動体の電気比抵抗を検出するもので、当該流動体が十分に混練されていれば検出する電気比抵抗の値が小さくなる。そして、その電気比抵抗が一定値以下になれば、改良度合いが十分であると判定される。
この垂直回転センサーSは、バケット10に固定したブラケット14にケーシングCを固定しているが、このケーシングCは、本体15の周囲に囲い壁15aを設けるとともに、この囲い壁15aに蓋板16を固定している。
さらに、第1プーリー17と回転板24とは、永久磁石18,25の吸引力で一体回転するので、第1プーリー17と回転板24との間に多少の土砂等が浸入しても、回転力は確実に伝達される。
また、ブーム4の基端における回動部にも垂直回転角度センサーを設けているが、この部分のセンサーは、どのような構造でもよい。なぜなら、ブーム4の基端部分は、流動化した土砂のなかに埋め込まれることがほとんどないからである。
また、上記したように機体2には基台1に対する水平方向の回転角を検出する水平回転角度センサーを設けているので、コントローラは、3箇所に設けた垂直回転角度センサーと水平回転角度センサーから受信した角度信号によって、バケット10の先端に設けた改良度合い検出器13の三次元位置を演算することができる。
すなわち、図5に示したグラフは、その縦軸を深さDとし、横軸を平面奥行き方向の長さLとするとともに、それら各軸には目盛をセンチメートルで示している。また、図5のグラフには、バケット10の移動位置に応じて伸縮するバー26,27を軸に沿って設け、これらバー26,27の先端が当該グラフ上の座標すなわちバケット10の現在地を示すようにしている。
そして、コントローラは、上記ポイントp1〜p5における改良度合いを電気比抵抗値として記憶するとともに、モニターに表示させる。
先ず、図4に示すように、地盤を改良すべき平面的なエリアである奥行き方向長さLと幅方向長さWとをあらかじめ設定するとともに、この地盤改良エリアをバックホー等の掘削機を用いて掘削して、基礎を形成する基礎底Bまでの土砂と、注入するセメント系の固化材液に相当する量の土砂を余剰土として排除する。
その後に、当該掘削した地盤改良エリア内であって、限られた範囲をいわゆる支持層にいたるまで掘り下げる。そして、支持層を確認できたら、その支持層Mまでの深さDを計測するとともに、その計測終了後に、支持層Mを確認するために掘り起こした土を再び埋め戻す。
このときには、最初に、当該地盤改良機の位置決めをするとともに、上記地盤改良エリアに対して、バケット10の先端のゼロ点位置を決め、このゼロ点を上記コントローラに記憶させる。
このとき、コントローラは、上記した垂直回転角度センサーSと図示していない水平角度センサーからの信号に基づいてバケット10の三次元位置を演算し、その演算結果を、図5,6に示したグラフに同時に表示する。
したがって、オペレータは、上記両グラフを見ながらバケット10の三次元位置及び色分けされた電気比抵抗値の点をチェックしながら、バケット10の位置と当該位置における改良度合いとを把握できることになる。
したがって、各幅区分W1〜W3における幅方向の中心をバケット10のゼロ点にしておけば、オペレータは、この幅区分W1〜W3の範囲でバケット10を多少振りながら、地盤改良作業をすることができる。バケット10を上記のように幅区分W1〜W3の範囲で振ることができるので、当該バケット10を一直線上に移動しながら作業する場合よりも、固定化した機体1で実施できる1回の作業幅を広くすることができる。
上記のように幅区分W1〜W3ごとにその中心をゼロ点に設定できるとともに、各幅区分W1〜W3の境界を、図6のグラフ上のコース区分w1〜w3を見ることによって明確に区分できるので、オペレータは、コース間の間隔をあけすぎて未作業分を残してしまうことがない。
したがって、地盤改良作業が終了した後に、コントローラに記憶されたデータにより、その改良度合いをチェックすることができる。
そして、各ポイントp1〜p5における深さごとの電気抵抗値は、コントローラに記憶される。
上記のように機体2を所定の位置に固定しながら、ポイントp1〜p5における電気比抵抗値を測定し、それをコントローラに記憶させたり、モニターに表示したりできるのは、改良度合い検出器13の位置を三次元で検出できるようにしたためである。
2 機体
3 操縦室
4 ブーム
7 アーム
10 バケット
12 混練ローター
13 改良度合い検出器
S 垂直回転角度センサー
22 出力計としてのポテンショメータ
Claims (1)
- 操縦室を備えるとともに基台に対して回転可能にした機体に、垂直方向に回動可能にしたブームおよびアームを設け、このアームの先端にバケットを設けるとともに、このバケットに、地盤改良をするための固化材液とともに土を練るための混練ローターを設け、かつ、この混練ローターの近傍に、地盤の地盤改良の度合いを電気比抵抗として検出する検出器を設け、上記機体には基台に対する水平方向の回転角を検出する水平回転角度センサーを設け、上記ブームとアームとの回動部およびアームとバケットとの回動部には、その回転角を検出する垂直回転角度センサーを設けるとともに、上記各回転角度センサーをコントローラに電気的に接続し、このコントローラは、上記ブームの基端から上記検出器にいたるまでの長さをあらかじめ記憶し、上記各回転角度センサーから受信した角度信号に基づいて上記改良度合い検出器の三次元位置を演算し、その演算結果を、上記改良度合い検出器で検出された電気比抵抗とともに記憶する構成にした地盤改良機において、上記コントローラは、地盤改良を必要とするエリアの平面を、その平面幅方向に平行でかつバケットの幅よりも広く設定するとともにバケットの移動をガイドするための複数のコースに区分し、その区分された複数のコースを出力手段に表示する機能と、この区分表示して出力手段に表示された上記コースに位置検出された検出器の平面二次元位置を表示する機能と、地盤改良を必要とするエリアの深さと平面奥行き方向長さを出力手段に表示させる機能と、この出力手段に表示された深さと平面奥行き方向長さの範囲に、改良度合い検出器で検出された電気比抵抗値を色分けして表示する機能とを備え、上記少なくともアームとバケットとの角度を検出する上記垂直回転角度センサーは、アーム側に固定するプレートと、このプレートに対向してバケット側に固定したケーシングと、このケーシング内に設けた回転体と、この回転体の回転角度に応じて電気的な出力が制御される出力計と、上記プレートに設けるとともに回転体と対向する円周方向に複数設けた永久磁石と、上記回転体の円周方向にもうけるとともにプレートに設けた永久磁石と対向する複数の永久磁石とからなり、これら永久磁石の吸引力で、上記プレートと回転体とが一体回転する構成にした地盤改良機。
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