JP4954166B2 - 攪拌混合装置の管理システム - Google Patents

Description

本発明は、地盤を攪拌する攪拌混合装置の管理システムに関する。詳しくは、本体との連結部を中心に回動可能に支持されたブームと、該ブームとの連結部を中心に回動可能に連結されたアームと、該アームとの連結部を中心に回動可能に連結された地盤攪拌部とを有し、地盤攪拌部の攪拌翼を回転させることにより地盤が攪拌される攪拌混合装置の管理システムに関する。

軟弱地盤改良工法の中で、主にセメント系固化材等を用いて地盤改良を行う工法として、バックホウ等の建設機械をベースマシンとし、該ベースマシンのアームの先端ブラケットに取り付けた鉛直方向に回動する混合撹拌装置の先端部より固化材スラリーを吐出しながら、該混合撹拌装置を地表面から軟弱地盤中に貫入し、引き抜きを行いつつ軟弱土と固化材を混合攪拌し、軟弱地盤を固化処理する地盤改良工法が知られている。この地盤改良工法は、直接ベースマシンに取り付けられた混合撹拌装置の先端部分の左右両側に、鉛直方向に回転する複数の撹拌翼を有する混合撹拌装置が取り付けられ、該撹拌装置を地中に貫入・引抜きしつつ混合攪拌装置の先端部の撹拌翼を回転させ、その近傍から固化材スラリーを吐出することによって改良対象土と固化材を混合攪拌し、軟弱地盤を改良するものであった（例えば、特許文献１参照）。

また、起伏可能なブームとそのブームの先端に連結されたアームと、アームの先端に鉛直姿勢に連結支持されたヘッドケーシングとを有するバックホウで、ヘッドケーシングに支持された撹拌混合ヘッドの貫入深度を検出し、その検出した貫入深度を表示する表示手段を有するものもあった（例えば、特許文献２）。

特開平１０−６８１２４号公報 特開２００４−２２５３６８号公報

しかしなから、従来のバックホウでは、地盤の改良する際に攪拌深度をリアルタイムに数値でデジタル表示するものであったので、攪拌深度のみでは地中のどの部分が攪拌されているかをイメージとして把握することが困難であった。そのため攪拌位置を水平方向に移動させた後において、攪拌すべき地中部分を満遍なく均一に攪拌できているかを正確に判断するが困難であった。特に、現在の攪拌深度を数値でデジタル表示するものであったので、今まで攪拌してきたところとの関係を把握することが困難で、時には同じところを複数回攪拌したり、時には攪拌が不十分なところが生じたりするという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、地盤改良の攪拌改良状態を明確化することにより、作業者の作業効率を向上させるとともに、地盤の攪拌を品質よく行うことができる攪拌混合装置の管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、本体との連結部を中心に回動可能に支持されたブームと、該ブームとの連結部を中心に回動可能に連結されたアームと、該アームとの連結部を中心に回動可能に連結された地盤攪拌部とを有し、地盤攪拌部の攪拌翼を回転させることにより地盤が攪拌される攪拌混合装置の管理システムにおいて、地盤攪拌部の先端部の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された地盤攪拌部の先端部の位置を基準地点からの地盤攪拌部の先端部の水平方向の移動距離と深度とを２軸座標軸上に表示する表示手段と、を有し、表示手段は、位置検出手段により検出された地盤攪拌部の先端部の現在位置を２軸座標軸上に表示するとともに、該地盤攪拌部の先端部が通過した過去の位置をも表示することにより、地盤攪拌部により攪拌された地中内の地盤を視認可能にしたことを特徴とする。

本発明によれば、位置検出手段により検出された地盤攪拌部の先端部の現在位置を２軸座標軸上に表示するとともに、該地盤攪拌部の先端部が通過した過去の位置をも表示することにより地盤攪拌部により攪拌された地中内の地盤を視認可能にしたので、攪拌した領域を確実に把握することができ、攪拌が完了した位置を繰り返し攪拌するといった攪拌の無駄を防止することができるとともに、未だ攪拌されていないところも明確になるので地中を漏れなく攪拌することができる。これにより、地盤を均一に品質よく攪拌することができる。

本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る攪拌混合装置の管理システムであって、位置検出手段は、地盤攪拌部の攪拌翼の回転軸の位置を検出し、表示手段は、位置検出手段により検出された地盤攪拌部の攪拌翼の回転軸の位置を表示させることを特徴とする。

本発明によれば、表示手段に位置検出手段により検出された地盤攪拌部の攪拌翼の回転軸の位置が表示されるので、未だ攪拌されていないところがより明確になり、地中を未攪拌のところなく満遍なく攪拌することができる。

本発明のうち第３の態様に係るものは、第１または第２の態様に係る攪拌混合装置の管理システムであって、表示手段は、地盤攪拌部が通過した過去の位置と地盤攪拌部の現在位置とを区別できるように、地盤攪拌部の現在位置にマークを表示することを特徴とする。

本発明によれば、地盤攪拌部が通過した過去の位置と地盤攪拌部の現在位置とを区別できるように、地盤攪拌部の現在位置にマークが表示されるので、作業者は地盤攪拌部の現在位置を把握しながら作業ができ、作業効率が向上する。

本発明のうち第４の態様に係るものは、第１〜第３のいずれかの態様に係る攪拌混合装置の管理システムであって、取出可能な記録媒体を装着する装着手段と、該装着手段に装着された取出可能な記録媒体にデータの記録を行う記録手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、装着手段に装着された記録媒体に攪拌位置などのデータの記録し、その記録媒体を取り出して、パソコンなどを使用して攪拌状況のデータを集計、分析などを行い、その結果をプリンタなどを用いて出力することができる。

本発明によれば、地盤改良の攪拌改良状態を明確化することにより、作業者の作業効率を向上させることができるとともに、地盤を均一に品質よく攪拌することができる。

以下、本発明の攪拌混合装置の管理システムの一実施形態について図面を参照にしながら説明する。本実施形態では、攪拌混合装置としてバックホウについて説明するが、これに限らず、地盤を攪拌する装置であればその他のものも含む。図１は、本発明の一実施形態におけるバックホウの側面図である。

図１に示すように、バックホウ１は、上部旋回体２、ブーム３、アーム４、地盤攪拌部５、および下部走行体６などから構成されている。

下部走行体６は、キャタピラ７を備え、該キャタピラ７を駆動させることにより地上を走行することができる。

上部旋回体２は、下部走行体６の上部に旋回部８を介して設置され、油圧モー夕により３６０度旋回できるようになっている。上部旋回体２には、ブーム３が回動可能に支持されており、上部旋回体２とブーム３の中間部との間にはブームシリンダ（アクチュエータ）９が連結されている。ブーム３は、ブームシリンダ９の伸縮に基づいてブーム３と上部旋回体２との連結部（図示略）を中心に回動するようになっている。ブーム３の先端部にはアーム４が回動可能に支持されており、ブーム３の中間部とアーム４の末端部との間にはアームシリンダ（アクチュエータ）１０が連結されている。

アーム４は、アームシリンダ１０の伸縮に基づいてブーム３とアーム４との連結部３ａを中心に回動するようになっている。アーム４の先端部には、地盤攪拌部５が回動可能に連結（支持）されており、アーム４の中間部と地盤攪拌部５の基端部との間には地盤攪拌部シリンダ（アクチュエータ）１１が連結されている。

地盤攪拌部５は、地盤攪拌部シリンダ１１の伸縮に基づいてアーム４と地盤攪拌部５との連結部４ａを中心に回動し、アーム４の操作により地盤に対して垂直上下方向に動かすことができる。各シリンダ９〜１１は、ピストンロッドの伸縮運動によってストローク（シリンダストローク）が調節され、ブーム３，アーム４，地盤攪拌部５が夫々個々に駆動されるようになっている。ここで、地盤攪拌部５は、縦長の支持体５１と、攪拌体５２となどからなる。

また、ブーム３には、ブーム３の回動角を測定する角度センサ１２が設置（図面背面に設置）され、アーム４には、アーム４の回動角を測定する角度センサ１３が設置され、地盤攪拌部５には、地盤攪拌部５のＸ軸方向とＹ軸方向の掘削角を測定するＸＹ傾斜センサ１４０が設置されている。これらの角度センサ１２、１３、ＸＹ傾斜センサ１４０としては、ポテンショメータ等が用いられる。なお、上部旋回体２と，下部走行体６と、旋回部８により本体１が構成されている。ここで、バックホウ１の前方水平方向をＹ軸方向とし、そのＹ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向と規定している。

地盤攪拌部５には、圧送ホース１４（図３参照）が取り付けられている。この圧送ホース１４を用いて、外部のスラリープラント（図示略）からバックホウ１の後部を介して、セメント系固化材と水を混合したセメントミルクが地盤攪拌部５に送られ、地盤攪拌部５の先端に取り付けられた吐出口６５からセメントミルクが噴射される。これにより、攪拌体５２により土壌が掘削されながら、土壌とセメントミルクとが攪拌混合される。なお、圧送ホース１４から送られてくるセメントミルクの流量は、流量センサ１５により検出される。

上部旋回体２の前側には、運転室１６が設けられている。この運転室１６内には、図２に示すようにシート１７が備え付けられている。作業員は、このシート１７に座ってバックホウ１の運転を行う。図２は、本発明の一実施形態におけるバックホウの運転室内の座席を示す図である。

図２に示すように、シート１７の右側には第１操作レバー１８が設けられ、シート１７の左側には第２操作レバー１９が設けられている。この第１操作レバー１８を前方に操作することによりブーム３が下がり、後方に操作することによりブーム３が上がり、右方に操作することにより地盤攪拌部５が上がり、左方に操作することにより地盤攪拌部５が下がる。また、第２操作レバー１９を前方に操作することによりアーム４が下がり、後方に操作することによりアーム４が上がり、右方に操作することにより上部旋回体２が右旋回し、左方に操作することにより上部旋回体２が左旋回する。

次に、図３および図４を用いて地盤攪拌部５の具体的構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態における地盤攪拌部の正面図であり、図４は、本発明の一実施形態における地盤攪拌部の側面図である。

図３および図４に示すように、縦長の支持体５１の先端部両側に攪拌体５２が配置され、攪拌体５２は回転軸５３を介して支持体５１に連結されている。撹拌体５２の構成は左右において同様である。支持体５１は内部が空間となっており、この空間に撹拌体５２の駆動源となる油圧モータ６１の駆動力を回転軸５３を介して撹拌体５２に伝達するための伝達手段（図示略）及び改良材の圧送ホース１４が配されている。また、この空間は、伝達手段等の保護のため土砂等が空間内に入り込まないように外部と液密とされている。

支持体５１の上部には撹拌体５２の駆動源となる油圧モータ６１が配置され、その駆動軸（図示略）が支持体５１の内部の空間に突出している。この駆動軸には駆動スプロケット（図示略）が嵌着されている。この油圧モータ６１の回転数の制御や油圧の供給は送油経路６２および制御経路６８を介して外部から操作される。

回転軸５３は、掘削の際に撹拌体５２の回転軸５３が掘削面に対して平行となるように、それぞれ支持体５１を側部から貫通するように設けられている。回転軸５３の支持体５１内部に位置する部位にはスプロケット（図示略）が嵌着され、このスプロケット（図示略）および上述した駆動スプロケット（図示略）に伝達手段（図示略）となる無端チェーン（図示略）が掛けられ、油圧モータ６１の駆動力が回転軸５３に伝達される。また、回転軸５３の支持体５１外部に露出する部分に攪拌体５２を取り付けるための撹拌体取付台座６３が設けられている。

撹拌体取付台座６３に取り付けられる撹拌体５２は、撹拌体取付台座６３の先端に取り付けられた撹拌爪取付台座６６と、この撹拌爪取付台座６６から回転方向に直交方向に突出する複数の撹拌爪６７とを有する。ＸＹ傾斜センサ１４０は、地盤攪拌部５のＸ軸方向とＹ軸方向の掘削角を測定するものである。

シート１７の周辺には、移動可能なＷＩＬＬ工法管理装置（以下「管理装置」）１００が設置されている。管理装置１００は、管理装置ディスプレイ部１０１と管理装置本体１０２とから構成され、管理装置ディスプレイ部１０１は管理装置本体１０２に配線により接続されている（図９参照）。図５（ａ）は、本発明の一実施形態におけるバックホウの管理装置ディスプレイ部を示す図であり、図５（ｂ）は、本発明の一実施形態におけるバックホウの管理装置本体を示す図である。

図５（ａ）に示すように、管理装置ディスプレイ部１０１には、操作パネル２２と、開始／完了スイッチ２３、中断／再開スイッチ２４などが備えられている。また、管理装置本体１０２には管理装置電源スイッチ（図示略）などが備えられている（図５（ｂ）参照）。

操作パネル２２は、設定メニュースイッチ２３０および運転スイッチ２４０を備えている。この「設定メニュースイッチ２３０」は、表示画面を設定メニュー画面２００に移行させるためのスイッチであり、作業者により設定メニュースイッチ２３０が押されることにより、表示画面が後述する設定メニュー画面２００に移行する。また、「運転スイッチ２４０」は、運転画面５００に移行させるためのスイッチであり、作業者により運転スイッチ２４０が押されることにより、表示画面が後述する運転画面５００に移行する。「管理装置電源スイッチ（図示略）」は、管理装置１００のＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、この管理装置電源スイッチ（図示略）が押されることにより管理装置１００が作業可能状態になる。

「開始／完了スイッチ２３」は、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測を開始または開始した後に終了させるスイッチであり、作業者によりこの開始／完了スイッチ２３が押されることにより、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が開始され、そして、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が実行されているときに、この開始／完了スイッチ２３が押されることにより、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が終了する。また、「中断／再開スイッチ２４」は、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測を中断し、またその中断した地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測を再開させるためのスイッチであり、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が実行されているときに、作業者により中断／再開スイッチ２４が押されることにより、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が中断し、そして、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が中断しているときに、この中断／再開スイッチ２４が押されることにより、再び地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などの計測が実行される。

次に、設定メニュー画面２００について図６を参照にしながら説明する。図６は、本発明の一実施形態における設定メニュー画面を示す図である。なお、この設定メニュー画面２００は、タッチパネル式になっている。

図６に示すように、設定メニュー画面２００は、「ブーム長／アーム長設定スイッチ２７」と、「ブーム角／アーム角調整スイッチ２８」と、「回転数設定スイッチ２９」と、「流量定格ゼロ調整スイッチ３０」と、「日付・時間合わせスイッチ３１」と、「ブロック設定スイッチ３２」と、「運転画面表示スイッチ３３」とを有している。

「ブーム長／アーム長設定スイッチ２７」は、ブーム長、アーム長および地盤攪拌部長を設定するためのスイッチである。このブーム長／アーム長設定スイッチ２７が押されることにより、ブーム長、アーム長および地盤攪拌部長を入力するための画面が表示され、その入力画面を用いてブーム長、アーム長および地盤攪拌部長を入力し「確定」を押すと、ブーム長、アーム長および地盤攪拌部長が登録され設定される。なお、このブーム長、アーム長および地盤攪拌部長はそれぞれ回転ピンの芯間の寸法，回転ピンの芯と回転軸５３間の寸法（図８参照）が入力される。

「ブーム角／アーム角調整スイッチ２８」は、ブーム角、アーム角および地盤攪拌部角（ＸＹ掘削角度）を調整するためのスイッチである。このブーム角／アーム角調整スイッチ２８が押されることにより、ブーム角、アーム角および地盤攪拌部角を調整するための画面が表示され、その調整画面を用いてブーム角、アーム角および地盤攪拌部角の微調整が行なわれる。具体的には、角度センサ１２、１３およびＸＹ傾斜センサ１４０を所定の位置にセットし、ブーム３、アーム４および地盤攪拌部５の角度を実際の角度に合わせて調整し取り付け、その後に調整画面を用いてブーム角、アーム角および地盤攪拌部角の微調整を行なう。

「回転数設定スイッチ２９」は、１回転当たりのパルス数を登録するためのスイッチである。この回転数設定スイッチ２９が押されることにより、１回転当たりのパルス数を入力するための画面が表示され、その入力画面を用いて１回転当たりのパルス数を入力し「確定」を押すと、１回転当たりのパルス数が登録され設定される。

「流量定格ゼロ調整スイッチ３０」は、セメントミルクの流量値を調整するためのスイッチである。この流量定格ゼロ調整スイッチ３０が押されることにより、流量値を調整するための画面が表示され、その調整画面を用いて流量値の微調整を行う。具体的には、流量定格設定スイッチ（図示略）を用いて３００Ｌ／ｍｉｎまたは６００Ｌ／ｍｉｎの定格流量にセットし、実際のセメントミルクの流量値（瞬間値）である瞬時流量値をあわせてゼロ調整を行い、変更終了スイッチが押されることにより流量のゼロ調整が終了する。

「日付・時間合わせスイッチ３１」は、日付と時間を設定変更するためのスイッチであり、「ブロック設定スイッチ３２」は、今回の施工現場情報をブロック名として登録するためのスイッチである。

「運転画面表示スイッチ３３」は、運転画面５００に移行させるためのスイッチである。この運転画面表示スイッチ３３が押されることにより、運転画面５００が表示される。

次に、運転画面５００について図７を参照にしながら説明する。図７（ａ）は、本発明の一実施形態における運転画面を示す図である。運転画面５００は、「運転中／休止中表示部３４」と、「中断中表示部３５」と、「設定深度表示部３６」と、「改良深度ピーク保持表示部３７」と、「貫入速度表示部３８」と、「設定深度到達メッセージ表示部３９」と、「回転数表示部４０」と、「積算流量表示部４１」と、「瞬時流量表示部４２」と、「ＸＹ掘削角度表示部４３」と、「改良深度表示部４４」と、「スタート画面スイッチ４５」と、「設定メニュースイッチ４６」などを有している。

「運転中／休止中表示部３４」は、開始／完了スイッチ２３が押され、地盤攪拌部５の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などが計測されているときに「運転中」と表示し、また計測されていないときは「休止中」と表示するものである。また、「中断中表示部３５」は、中断／再開スイッチ２４が押され、計測を中断しているときに「中断中」と表示するものである。

「設定深度表示部３６」は、目標深度を表示するものである。この「設定深度表示部３６」が押されることにより、目標深度を設定するための画面が表示され、その設定画面を用いて目標深度の入力し登録する。

、
「改良深度ピーク保持表示部３７」は、地盤攪拌装置５により改良された最も深い地盤の位置（回転軸５３の位置）を表示するものである。この改良深度ピークを表示することにより、作業者はどれくらいの深度まで地盤が攪拌されているか知ることができる。また、この「改良深度ピーク保持表示部３７」が押されることにより、「改良深度ピーク保持表示」と「現在深度表示（図示略）」が切り替わり、現在深度表示部（図示略）により地盤攪拌部５の現在の深度が表示される。なお、地盤攪拌部５の現在の深度は、後述するように角度センサ１２、１３およびＸＹ傾斜センサ１４０を用いて測定される。ここで、地盤攪拌部５の深度とは、本実施形態では地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の深度のことをいう。

「貫入速度表示部３８」は、地盤攪拌部５の貫入速度を表示するものである。貫入速度は深度データをもとに算出される。

「設定深度到着メッセージ表示部３９」は、地盤攪拌部５が設定深度に到着したときに発光するものである。これにより、作業者は地盤攪拌部５が設定深度に到着したことを知ることができる。

「回転数表示部４０」は、地盤攪拌部５の攪拌体５２の回転数を表示するものである。この攪拌体５２の回転数は攪拌体５２の近傍に設置された近傍スイッチ（図示略）により計測される。

「積算流量表示部４１」は、開始／完了スイッチ２３が押されてから、スラリープラントから送り込まれたセメントミルクの積算流量値を表示するものであり、また、「瞬時流量表示部４２」は、スラリープラントから送り込まれるセメントミルクの流量の瞬間値を表示するものであり、この積算流量および瞬時流量は、流量センサ１５を用いて検出される。

「ＸＹ掘削角度表示部４３」は、地盤攪拌部５の基準地点からの傾斜角（Ｘ軸方向とＹ軸方向の傾斜角）を表示するものである。具体的には、基準地点と地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）とを結んだ直線と基準地点の鉛直方向の直線とのＸ軸方向（−４５度〜＋４５度）とＹ軸方向（−４５度〜＋４５度）の角度差を０.１度単位で表示する。なお、Ｘ軸方向の角度差とＹ軸方向の角度差は、地盤攪拌部５に設置されたＸＹ傾斜センサ１４０により求められる。詳細は後述する。ここで、上述したようにバックホウ１の前方水平方向をＹ軸方向とし、そのＹ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向としている。

「改良深度表示部４４」は、地盤攪拌部５の深度と距離を表示させるものである。この改良深度表示部４４が押されることにより、画面が改良深度表示画面４７（図７（ｂ）参照）が表示され、この改良深度表示画面４７には地盤攪拌部５により攪拌された箇所（深度と距離）が表示される。具体的には、改良深度表示画面４７には、計測開始時（開始／完了スイッチ２３の「ＯＮ」時）の地盤攪拌部５の深度と距離（基準地点）をそれぞれ「０」ｍとして、そこから計測される地盤攪拌部５の深度（鉛直方向）と距離（Ｙ軸方向（水平方向））を表示（デジタル表示）する。さらに詳細に説明すると、地盤攪拌部５がある位置（基準地点から深度Ａと距離Ｂ）を所定の時間攪拌することにより、改良深度表示画面４７（格子状の枠）のその位置（深度Ａと距離Ｂ）に対応する枠の色を変化させる。このように、改良深度表示画面４７のそれぞれの格子状の枠には地盤攪拌部５により攪拌された箇所（深度と距離）が表示され、作業者は地盤攪拌部５により攪拌された地中内を知ることができる。ここで、図７（ｂ）の改良深度表示画面４７内の「○印」は地盤攪拌部５により現在攪拌されている位置を示すものである。なお、図７（ｂ）は、本発明の一実施形態における改良深度表示画面を示す図である。

「スタート画面スイッチ４５」は、画面をスタート画面（図５参照）に移行させるためのスイッチである。このスタート画面スイッチ４５が押されることにより、画面がスタート画面（図５参照）に移行する。また、「設定メニュースイッチ４６」は、画面を設定メニュー画面２００（図６参照）に移行させるためのスイッチである。この設定メニュースイッチ４６が押されることにより、画面が設定メニュー画面２００（図６参照）に移行する。

次に、図９を用いて、バックホウ１の構成の概略について説明する。図９は、本発明の一実施形態におけるバックホウの主たる構成を示す図である。

図９に示すように、角度センサ１２、１３、およびＸＹ傾斜センサ１４０は、管理装置１００に接続されている。そして、角度センサ１２、１３、およびＸＹ傾斜センサ１４０により検出されたブーム角とアーム角と地盤攪拌部角（Ｘ軸方向とＹ軸方向の掘削角）が管理装置１００に入力されると、その入力されたブーム角とアーム角と地盤攪拌部角、およびあらかじめ入力されているブーム３の長さとアーム４の長さと地盤攪拌部５の長さを用いて、地盤攪拌部５のＸ軸方向の掘削角およびＹ軸方向の掘削角、地盤攪拌部５の深度（掘削深度）と距離（Ｙ軸方向の距離）が算出される。具体的にはＸＹ傾斜センサ１４０を用いて、地盤攪拌部５の地盤攪拌部角（Ｘ軸方向とＹ軸方向の掘削角）が求められ、ブーム３の長さとブーム角、アーム４の長さとアーム角、地盤攪拌部５と地盤攪拌部角（Ｙ軸方向）を用いて、地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の深度（掘削深度）および距離（Ｙ軸方向の距離）が算出される（図８参照）。

そして、この地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の深度（掘削深度）および距離（Ｙ軸方向の距離）から改良深度表示画面４７の深度距離表示データが作成され、運転画面５００や改良深度表示画面４７に地盤攪拌部５のＸ軸方向の掘削角およびＹ軸方向の掘削角とともに表示される（図７（ａ）、図７（ｂ）参照）。また、流量センサ１５と管理装置１００も接続され、流量センサ１５により検出されたスラリープラントから送り込まれたセメントミルクの流量が管理装置１００に入力されると、その入力された流量が運転画面５００および改良深度表示画面４７の瞬時流量表示部（図７（ａ）、図７（ｂ）参照）に表示される。また、開始／完了スイッチ２３が押されてからの積算流量が算出され、その算出された積算流量は運転画面５００および改良深度表示画面４７の積算流量表示部（図７（ａ）、図７（ｂ）参照）に表示される。

管理装置ディプレイ１０１には、ＣＦカード挿入口（図示略）が設けられ、そのＣＦカード挿入口にＣＦカード５４を挿入し、管理装置１００内のデータをＣＦカード５４に記憶することができる。そして、データが記憶されたＣＦカード５４を管理装置ディプレイ１０１から取り出し、その取り出されたＣＦカード５４をパソコン５５に差し込んで、そのＣＦカード５４に記憶されているデータの集計、分析などを行い、その結果をプリンタ５６を用いて出力することができる。なお、本実施形態では、ＣＦカード挿入口（図示略）を管理装置ディスプレイ１０１に設けたが、これに限らず、管理装置１０２にも設けてもよい。

次に、図１０を用いて、地盤攪拌部を用いた攪拌作業について説明する。図１０は、本発明の一実施形態におけるバックホウの攪拌作業を説明する図ある。

作業者は、まず、バックホウ１を作業領域付近に移動させて停止させ、地盤攪拌部５が掘削作業位置にくるように上部旋回体２を所定位置まで回動させる。そして、作業者により開始／完了スイッチ２３が押されると、押されたタイミングでの地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の位置が掘削深度「０ｍ」で「ＸＹ座標軸（０、０）」に設定される。なお、地盤攪拌部５の掘削深度およびＸＹ座標軸を計測する際には、上述したように、あらかじめ設定深度（図７参照）が管理装置１００の操作パネル２２を用いて入力されている。

そして、アーム４を移動させてバックホウ１から遠い位置に地盤撹拌部５を保持する（図１０（ａ））。その後、撹拌体５２を回転させつつ、アーム４を下降させて地盤撹拌部５を地盤に押し込み挿入する。このとき、支持体５１の先端から改良材を噴射する。これにより押し込み抵抗が低減される。撹拌体５２が地盤に挿入されれば、アーム４を操作して地盤撹拌部５の垂直を保持したままバックホウ１側に引き寄せる（図１０（ｂ））。この過程で撹拌体５２が回転して地盤を撹拌しつつ移動させながら所定領域の地盤撹拌が行なわれる（図１０（ｃ））。次いで、地盤撹拌部５がバックホウ１の近くまで引き寄せられれば、アーム４を操作して地盤撹拌部５を上方に引き上げるとともに、必要に応じて撹拌体５２の回転を停止させる（図１０（ｄ））。この操作を繰り返し操作して所望の範囲の地盤の改良を行なう。

ここで、左右の撹拌体５２を別々の油圧モータ６１で駆動させる地盤撹拌部５の場合には、必要に応じて左右の撹拌体５２の回転力を変更させるようにしてもよい。このようにすれば、例えば、支持体５１の地盤への挿入時や支持体５１をバックホウ１側に引き寄せている撹拌時等に一方の撹拌体５２が硬い地盤や石などに当たったときにその当たっている撹拌体５２に高い回転力を与えるように施工することができる。なお、本実施形態では、支持体５１をバックホウ１のアーム４に取り付けた例を示したが、これに限らず、バックホウ１のアーム４以外の移動体に支持体５１を取り付けてもよい。

次に、図１１を用いて、改良深度の表示方法について詳述する。図１１は、本発明の一実施形態における地盤攪拌処理のフローチャートである。

まず、Ｓ１１において、電源が「ＯＮ」かが判断される。電源が「ＯＮ」か否かは、管理装置本体１０２に備えられた管理装置電源スイッチ（図示略）が押されたか否かにより判断される。そして、Ｓ１１で「ＹＥＳ」の場合は、Ｓ１２に進む。

次に、Ｓ１２において、設定メニューの各項目が入力されているかが判断される。設定メニューがすべて入力されているかは、ブーム長、アーム長および地盤攪拌部長の入力、ブーム角、アーム角および地盤攪拌部角の調整、1回転当りの回転数の入力、日付と時間の調整、ブロックの設定、および設定深度（目標深度）の入力がすべて行なわれているかにより判断される。これらは、設定メニュー画面２００の「ブーム長／アーム長設定スイッチ２７」、「ブーム角／アーム角調整スイッチ２８」、「回転数設定スイッチ２９」、「流量定格ゼロ調整スイッチ３０」、「日付・時間合わせスイッチ３１」、「ブロック設定スイッチ３２」、および運転画面５００の「設定深度表示部３６」を用いて行なわれる。そして、Ｓ１２で「ＹＥＳ」の場合は、Ｓ１３に進む。

次に、Ｓ１３において、開始／完了スイッチ２３が「ＯＮ」かが判断される。そして、Ｓ１３で「ＹＥＳ」の場合はＳ１４に進み、Ｓ１４により改良深度表示が行なわれる。ここで、この開始／完了スイッチ２３が「ＯＮ」になった位置を基準位置（深度（Ｏｍ）、ＸＹ座標（０、０））として、地盤攪拌部５の深度と距離、およびＸＹ軸方向の掘削角が計測される。

Ｓ１４において、地盤攪拌部５の攪拌体５２が回転することにより地盤が攪拌される。なお、この開始／完了スイッチ２３が「ＯＮ」になる前もしくはその直後に地盤攪拌部５の攪拌体５２を回転させている。そして、地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の深度や回転速度やＸＹ掘削角度などが計測され、改良深度表示画面４７のデジタル表示部の格子状の枠には地盤攪拌部５の先端部（回転軸）の位置が赤色で色付けされ（図７（ｂ））、運転画面５００には、ＸＹ角度が数値とともにＸＹ座標軸上に表示される。このように、改良深度表示画面４７には、地盤攪拌部５の現在位置が２軸座標上に表示されるとともに、該地盤攪拌部が通過した過去の位置も表示される。これにより、地盤の攪拌領域が詳細に把握でき、攪拌が完了した位置を繰り返し攪拌するといった攪拌の無駄を防止することができる。また、未だ攪拌されていないところも明確になるので地中を満遍なく攪拌することができる。

Ｓ１５において、開始／完了スイッチ２３が「ＯＦＦ」かが判断される。この開始／完了スイッチ２３が「ＯＦＦ」かは、開始／完了スイッチ２３が「ＯＮ」の状態のときに、再度開始／完了スイッチ２３が押されたか否かにより判断される。そして、Ｓ１５により「ＮＯ」と判断された場合にはＳ１６に進み、Ｓ１６により中断／再開スイッチ２４が「ＯＮ」かが判断され、Ｓ１６により「ＮＯ」と判断されたときには、Ｓ１５により「ＹＥＳ」と判断されるまで、Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１６→Ｓ１４の処理が実行される。また、Ｓ１６で「ＹＥＳ」と判断された場合は、Ｓ１６により「ＮＯ」と判断されるまでＳ１５→Ｓ１６→Ｓ１５の処理が実行される。なお、Ｓ１５で「ＹＥＳ」と判断された場合は最初に戻り再度Ｓ１１が実行される。このように、地盤攪拌部５の攪拌体５２により地盤が攪拌され、地盤攪拌部５がさらに深い地盤の中に入り込むと、今まで地盤が攪拌された箇所とともに、現在地盤攪拌部５により攪拌されている箇所（「○」印）も改良深度表示画面４７に表示される。これにより、地盤攪拌部５により攪拌された箇所が基準位置からの水平方向の移動距離と深度とを２軸座標上に表示されるので、作業者は地中内の地盤攪拌部の実際の位置を二次元的なイメージで確認しながら作業することができる。これにより、地中の攪拌改良状態が明確に把握でき作業効率が向上するとともに、地盤を均一に品質よく攪拌することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以下、本発明の変形例について説明する。
（１） 本実施形態では、地盤攪拌部５の先端部（回転軸５３）の深度を計測し改良深度表示画面４７に表示させたが、これに限らず、地盤攪拌部の攪拌体５２の先端部（アーム４との連結点４ａから最も離れたところ）や地盤攪拌部５の中間部の深度を計測し改良深度表示画面４７に表示させてもよく、また地盤攪拌部５の後端部の深度を計測し改良深度表示画面４７に表示させてもよい。このように、地盤攪拌部５の攪拌体５２の先端部の深度を計測することにより地盤攪拌部５により地盤が攪拌されている最も深い箇所を求めることができ、また地盤攪拌部５の中間部の深度や後端部の深度を計測することにより地盤攪拌部５によって十分攪拌されている箇所の深度を求めることができる。

（２） 本実施形態では、地盤攪拌部５に取り付けられた圧送ホース１４からセメントミルクを噴射させるものを用いて説明したが、これに限定されず、地盤攪拌部５を用いて、地盤を攪拌するものであれば本発明の範囲にすべて含まれる。

本発明の一実施形態におけるバックホウの側面図である。 同バックホウの運転室内の座席を示す図である。 同バックホウに用いられる地盤攪拌部の正面図である。 同バックホウに用いられる地盤攪拌部の側面図である。 （ａ）同バックホウの管理装置ディスプレイ部を示す図である。 （ｂ）同バックホウの管理装置本体を示す図である。 同バックホウの管理装置の設定メニュー画面を示す図である。 （ａ）同バックホウの管理装置の運転画面を示す図である。 （ｂ）同バックホウの管理装置の改良深度表示画面を示す図である。 本発明の一実施形態におけるバックホウのブーム長、アーム長および地盤攪拌部長とブーム角、アーム角および地盤攪拌部角の関係を示す図である。 同バックホウの主たる構成を示す図である。 同バックホウの攪拌方法を説明する図ある。 同バックホウの地盤攪拌処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ バックホウ
３ ブーム
４ アーム
４ａ 連結部
５ 地盤攪拌部
１２ 角度センサ
１３ 角度センサ
２２ 操作パネル
２３ 開始／完了スイッチ
４３ ＸＹ掘削角度表示部
４７ 改良深度表示画面
５１ 支持体
５２ 攪拌体
５４ ＣＦカード
１００ 管理装置
１４０ ＸＹ傾斜センサ
２００ 設定メニュー画面
２３０ 設定メニュースイッチ
２４０ 運転スイッチ

Claims (4)

1. 本体との連結部を中心に回動可能に支持されたブームと、該ブームとの連結部を中心に回動可能に連結されたアームと、該アームとの連結部を中心に回動可能に連結された地盤攪拌部とを有し、前記地盤攪拌部の攪拌翼を回転させることにより地盤が攪拌される攪拌混合装置の管理システムにおいて、
   前記地盤攪拌部の先端部の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出された前記地盤攪拌部の先端部の位置を基準地点からの前記地盤攪拌部の先端部の水平方向の移動距離と深度とを２軸座標軸上に表示する表示手段と、を有し、
   前記表示手段は、前記位置検出手段により検出された前記地盤攪拌部の先端部の現在位置を２軸座標軸上に表示するとともに、該地盤攪拌部の先端部が通過した過去の位置をも表示することにより、前記地盤攪拌部により攪拌された地中内の地盤を視認可能にしたことを特徴とする攪拌混合装置の管理システム。
2. 前記位置検出手段は、前記地盤攪拌部の攪拌翼の回転軸の位置を検出し、
   前記表示手段は、前記位置検出手段により検出された前記地盤攪拌部の攪拌翼の回転軸の位置を表示させることを特徴とする請求項１記載の攪拌混合装置の管理システム。
3. 前記表示手段は、地盤攪拌部が通過した過去の位置と地盤攪拌部の現在位置とを区別できるように、地盤攪拌部の現在位置にマークを表示することを特徴とする請求項１または請求項２記載の攪拌混合装置の管理システム。
4. 取出可能な記録媒体を装着する装着手段と、
   該装着手段に装着された取出可能な記録媒体にデータの記録を行う記録手段と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の攪拌混合装置の管理システム。
   

Images