JP5920931B2

JP5920931B2 - 地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システム

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Publication number: JP5920931B2
Application number: JP2013061741A
Authority: JP
Inventors: 山下　祐司; 祐司山下; 哲江副; 秋彦只野; 山口　博久; 博久山口
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: JP2014185472A

Description

本発明は、地盤強度の増強、液状化対策、土壌汚染の改善等を目的に施工機械にて地盤改良工事を行う際、又は、施工機械を用いて地盤中に基礎杭を打設して上部の構造物を支えるようにする杭基礎工事を行う際、施工機械を操作するオペレータに施工工程や施工目標位置といった情報を伝えるようにした地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムに関する。

従来、地盤強度の増強や液状化対策を目的に地盤改良工事を行う際の地盤改良工法として、深層混合処理工法というものが知られていた。
この深層混合処理工法は、図１２に示すように、下端に攪拌翼３６と噴射口３７を備えた２本の攪拌軸３５を施工機械３１のマスト３４に取り付け、この攪拌軸３５を回転させながら地盤中に挿入する。２本の攪拌軸３５を所定深度まで挿入した後、攪拌軸３５を回転させながら攪拌軸３５の下端に備えた噴射口３７よりセメントミルクを噴射し、攪拌軸３５の下端に備えた攪拌翼３６によって噴射したセメントミルクと地盤とを攪拌混合させる。そして、この攪拌翼３６による噴射したセメントミルクと地盤との攪拌混合を攪拌軸３５を上方に引き抜きながら行うことにより、地盤中に２本の円柱状の固結改良体Ｐｃを造成して地盤を改良するものである。なお、この固結改良体Ｐｃの造成については地盤改良工事の区域全体にわたって行うため、その数は数十から数百という数になる。

この深層混合処理工法による地盤改良工事を行う場合、その固結改良体Ｐｃを造成する箇所すなわち施工する位置については、測量を行って予め地表面に目印杭を打っておき、この目印杭を目標にして作業を行うようにしており、この目標となる目印杭は施工する位置それぞれに打つため、その数は数十から数百となる。

また、施工する位置にあっては、地盤改良工事の区域全体にわたって数十から数百という数になるが、この数十から数百という数の施工する位置において、どのような順序で施工を行うのかという施工する順序については、それぞれの施工現場ごとに現場技術者が今までの経験から判断して施工する順序を決定し、これを施工機械のオペレータに指示するようにしていた。

かかる従来の地盤改良工事を行う場合にあっては、地表面に打った目印杭が、施工機械やその他の機械の往来、近接した場所での施工等によってなくなったり、あるいはずれたりし、目印の役目を果たさなくなったり、さらには陸上での地盤改良工事はともかく、海上での地盤改良工事では目印杭自体を打つことができなかったりすることもあり、このため、目印杭を目標にする場合、施工する位置の精度を高めることが難しかった。また、施工する位置が数十から数百という数になるため、目印杭を打つという作業が非常に大変であり、しかも前記のように目印杭がなくなったりずれたりしてしまうと、再度測量をし直して目印杭を打つため、非常に手間のかかる作業となるおそれがあった。

一方、施工する位置において、どのような順序で施工を行うのかという施工する順序については、それぞれの現場ごとに現場技術者が今までの経験から判断して施工する順序を決定していたため、現場技術者の経験度に応じてその差が出ることがあり、経験の浅い現場技術者であるとミスが起こったり、効率良く施工を行うことができなかったりすることがあり、特に、施工現場において複数台の施工機械を使用して地盤改良工事を行う場合、施工する順序が煩雑となり、施工する順序の決定が非常に難く、煩わしいものとなってしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、これらの問題点に鑑み、施工機械を操作するオペレータに、施工する位置について正確な情報を伝え、地盤改良工事及び杭基礎工事における施工を極めて精度高く行えるようにしつつ、その作業も容易なものにして作業効率の向上を図ると共に、施工する順序についても常に的確な情報をオペレータに伝え、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う際、効率の良い施工を行えるようにした地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムを提供することを、その課題とする。

第一の発明は、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工機械にＧＮＳＳ現在位置を検出するＧＮＳＳ装置を搭載し、このＧＮＳＳ装置によるＧＮＳＳ現在位置を表示するディスプレーを施工機械に備え、地盤改良工法及び杭基礎工法の種類、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の地盤状態、周辺環境状態、施工の内容のそれぞれの施工条件に基づいていろいろなパターンに応じた施工する順序である施工工程のデータと施工する位置である施工目標位置のデータをそれぞれ記憶しておき、この記憶したデータを組み合わせることによって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の施工条件に最も適したものを、固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置として自動的に演算して求める中央管理装置を備え、この中央管理装置にて自動的に演算して求めた施工する位置である施工目標位置を、施工機械に備えたディスプレーにＧＮＳＳ現在位置と重ねて表示可能にすると共に、中央管理装置にて自動的に演算して求めた固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程を、施工機械に備えたディスプレーに表示可能にするようにした地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムである。

第二の発明は、第一の発明において、施工機械のＧＮＳＳ装置によるＧＮＳＳ現在位置である施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等をデータ化して施工現状データとし、
この施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データを中央管理装置に取り込むようにした地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムである。

第三の発明は、第二の発明において、前記中央管理装置において、取り込んだ施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データから、予め演算して求めていた固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置のままでは作業効率が悪くなると判断できるとき、この施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データを加味して改めて固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置を演算して求め直すようにした地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムである。

本発明によれば、施工機械に備えたディスプレーにおいて、中央管理装置にて求めた施工目標位置を、ＧＮＳＳ現在位置と重ねて表示するようにしたことで、施工目標位置を、施工機械を操作するオペレータに正確にかつ良好に伝えることができ、地盤中への固結改良体あるいは砂杭体の造成といった地盤改良工事における施工、及び地盤中に基礎杭を打設する杭基礎工事における施工を極めて精度高く行うことができ、しかも、その作業も容易なものにして作業効率の向上を図ることができる。

また、従来では地表面に打った目印杭を目標にして施工を行っていたが、この代わりに、ディスプレーに施工目標位置を表示し、この表示された施工目標位置によって、オペレータに施工する位置を容易に把握させるようにしたことで、従来行っていた数十から数百という数の目印杭を打つという前作業をなくすことができ、作業を容易にすると共に、工期の短縮化を図ることもできる。

また、本発明によれば、中央管理装置にて求めた施工工程を、ディスプレーに表示するようにしたことで、現場技術者の技量等に関係なく、施工する順序について常に的確な情報をオペレータに伝えることができ、これにより、地盤改良工事及び杭基礎工事の作業時におけるミスの発生をなくすと共に、効率の良い施工を行うことができる。

また、本発明によれば、施工機械のＧＮＳＳ装置によるＧＮＳＳ現在位置と施工機械の進捗状況等をデータ化した施工現状データを中央管理装置に取り込むようにしたことで、中央管理装置にて地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の進捗状況をリアルタイムに監視することができ、地盤改良工事及び杭基礎工事における施工を良好に管理することができる。

また、本発明によれば、中央管理装置にて、取り込んだ施工現状データに基づいて、予め求めた各施工条件に応じた施工工程と施工目標位置とを改めて求め直すようにしたことで、この求め直した施工工程と施工目標位置とをディスプレーに表示することにより、オペレータに最新の情報をリアルタイムに伝えることができ、地盤改良工事及び杭基礎工事における施工を常に最適な状態で行うことができる。

本発明における施工機械の側面図である。本発明における施工機械の説明図である。本発明における施工機械及び施工現場の説明図である。本発明における施工目標位置を表示したディスプレーの説明図である。本発明におけるメイン画面を表示したディスプレーの説明図である。本発明における施工する順序を示す説明図である。（ａ）本発明における施工工程を表示したディスプレーの説明図である。（ｂ）本発明における施工工程を表示したディスプレーの説明図である。（ｃ）本発明における施工工程を表示したディスプレーの説明図である。（ｄ）本発明における施工工程を表示したディスプレーの説明図である。本発明における別の施工目標位置表示したディスプレーの説明図である。本発明における別の施工する順序を示す説明図である。本発明における別の施工する順序を示す説明図である。深層混合処理工法による地盤改良工事の手順を示す説明図である。

本発明による地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムの一実施形態について説明する。
なお、この一実施形態において実際に行うものとしては、地盤改良工事の一つである２軸式の深層混合処理工法であるが、この工法に限定されるものではなく、例えば、高圧噴射攪拌工法といった固結工法、サンドコンパクションパイル工法等の締固め工法、サンドドレーン工法等の圧密促進工法、二重管ストレーナ工法や二重管ダブルパッカー工法等の薬液注入工法、あるいは浅層・中層混合処理工法といった他の地盤改良工事における地盤改良工法、さらには、振動工法や鋼管ソイルセメント杭工法等の既製杭工法といった杭基礎工事における杭基礎工法等の他の工法でも良い。

まず、図１に示すように、２軸式の深層混合処理工法による地盤改良工事を行う施工機械１としては、運転室２を備えた自走可能となる車体３の前部にマスト４を立設し、このマスト４に沿って２本の攪拌軸５を取り付ける。攪拌軸５はその内側を硬化材等が通るようになる中空状の鋼管であり、その下端において、水平方向に突出する攪拌翼６を上下に複数備えると共に、セメントミルク等を噴射する噴射口７を備える。また、図示していないが、この施工機械１の周辺には、セメントサイロや水槽やセメント混合機等から成るセメントミルクを供給するセメントミルク供給設備を備える。

そして、本発明による地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システムは、前記の施工機械１及びその周辺に備えた設備を用いて地盤改良工事及び杭基礎工事を行う際に使用するものであって、施工機械１にＧＮＳＳ現在位置を検出するＧＮＳＳ装置１０を搭載する。なお、ここで挙げたＧＮＳＳとは、人工衛星を使用して地上の現在位置を計測する全地球航法衛星システム（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）のことであって、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）、ガリレオ（ＧＡＬＩＬＥＯ）、準天頂衛星システム（Ｑｕａｓｉ−ＺｅｎｉｔｈＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）等が含まれる。

そして、このＧＮＳＳ装置１０は、車体にＧＮＳＳアンテナ１１を取り付けると共に、車体３にＧＮＳＳ本体１２を設けたもので、ＧＮＳＳアンテナ１１で受信したＧＮＳＳデータをＧＮＳＳ本体１２にて処理して施工機械１のＧＮＳＳ現在位置を算出し、この算出したＧＮＳＳ現在位置を車体３の運転室２に備えたディスプレー１５に表示する。なお、このディスプレー１５にあっては、車体３の運転席２に備えるだけでなく、持ち運び可能としたハンディタイプとし、オペレータが施工機械１の周囲でディスプレー１５を持ちながら作業を行うようにしても良い。

また、図２に示すように、施工機械１に中央管理装置２０を搭載し、この中央管理装置２０において、地盤改良工法及び杭基礎工法の種類、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の地盤状態、周辺環境状態、施工の内容といった各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置とを演算して求めるようにする。なお、中央管理装置２０については、施工機械１に搭載しているが、これに限定されるものではなく、図３に示すように、地盤改良工事を行う施工現場の現場事務所Ａ内に設置し、施工機械１と中央管理装置２０とを無線によってつなげるようにしても良いし、さらには現場事務所Ａではなく、会社の本社や支社、その他の管轄部署等に設置しても良い。

この中央管理装置２０における各施工条件に応じた施工工程と施工目標位置との求め方について具体的に述べる。まず、施工条件の一つである地盤改良工法及び杭基礎工法の種類としては、例えば、２軸式の深層混合処理工法、高圧噴射攪拌工法といった固結工法、サンドコンパクションパイル工法等の締固め工法、サンドドレーン工法等の圧密促進工法、二重管ストレーナ工法や二重管ダブルパッカー工法等の薬液注入工法、あるいは浅層・中層混合処理工法といった他の地盤改良工事における地盤改良工法、さらには、振動工法や鋼管ソイルセメント杭工法等の既製杭工法といった杭基礎工事における杭基礎工法等であって、これらの中から実際に行う地盤改良工法及び杭基礎工法の種類を見分ける。

また、施工条件の一つである地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の地盤状態としては、例えば砂や粘土といった地盤を構成する土質、さらにその強度といったものであって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の地盤がどのような状態であるかを見分ける。

また、施工条件の一つである周辺環境状態としては、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場においてビルやタンク等の建物、護岸といった既設構造物Ｋの有無等といったものであって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場がどのような環境であるかを見分ける。

また、施工条件の一つである施工の内容としては、陸上での地盤改良工事及び杭基礎工事なのか海上での地盤改良工事及び杭基礎工事なのかといったことから地盤中に造成する固結改良体Ｐｃ又は砂杭体Ｐｓ、さらには基礎杭の径等の大きさやその間隔、さらには施工する作業時間、造成する固結改良体Ｐｃや砂杭体Ｐｓや基礎杭の養生期間、施工機械の台数等といったものであって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場での施工の内容がどのようなものなのかを見分ける。

そして、これらの各施工条件から、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場において最も適した施工工程と施工目標位置とを、中央管理装置２０において自動的に演算して求める。これは、中央管理装置２０では、それぞれの施工条件に基づいていろいろなパターンに応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置とのデータを記憶しておき、これらを組み合わせることによって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の施工条件に最も適した施工工程と施工目標位置とを演算して求めるようにしている。なお、この中央管理装置２０における実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場において最も適した施工工程と施工目標位置とを求める方法については、自動的に演算して求めるのではなく、経験豊かな現場技術者あるいは工事設計者等が中央管理装置２０を操作して求めるようにしても良い。

そして、この中央管理装置２０にて求めた施工する位置である施工目標位置を、施工機械１の運転室２に備えたディスプレー１５にＧＮＳＳ現在位置と重ねて表示し、これから施工する位置を、施工機械１を操作するオペレータに伝える。

このディスプレー１５におけるＧＮＳＳ現在位置及び施工目標位置の表示は、図４に示すように、ディスプレー１５において、ＧＮＳＳ現在位置に基づいた現在の２本の攪拌軸５それぞれの中心から所定の半径で描かれた２つの円状のポジションマークＮを表示すると共に、これに重ねるようにして、中央管理装置２０にて求めた施工目標位置を示す所定の半径で描かれた２つの円状のターゲットマークＴを表示する。これにより、地盤改良工事を行う際、オペレータは施工機械１の運転室２に備えたディスプレー１５を見て、ディスプレー１５に表示されたＧＮＳＳ現在位置に基づいたポジションマークＮを、施工目標位置に基づいたターゲットマークＴに一致させるように施工機械１を移動させ、ポジションマークＮをターゲットマークＴに一致させた後、施工機械１を停止して固定し、施工を開始して地盤中に固結改良体Ｐｃを造成する。

さらに、施工機械１の運転室２に備えたディスプレー１５にあっては、中央管理装置２０にて求めた施工する位置である施工目標位置を表示する以外に、中央管理装置２０にて求めた施工する順序である施工工程を表示することもできる。これは、図５に示すように、ディスプレー１５においてメイン画面を表示し、ここで施工目標位置の表示と施工工程の表示のどちらかを選択できるようにすることで、施工目標位置から施工工程に、あるいは施工工程から施工目標位置に切り替え可能にして、施工機械１を操作するオペレータが必要とする情報をディスプレー１５に表示する。

このディスプレー１５における施工工程の表示は、地盤改良工事の区域全体あるいは区域の一部についての施工する順序、すなわち固結改良体Ｐｃを造成する順序を表示するものである。この施工する順序については、次の通りである。なお、ここでは地盤改良工事を行う施工現場に建物といった既設構造物Ｋがある場合である。図６に示すように、まず、（１）既設構造物Ｋに最も近い一列目の既設構造物Ｋに近い箇所を最初に施工を行う、すなわち二つの固結改良体Ｐｃを造成し、次に（２）一列目の１つ飛ばした箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成し、次に（３）一列目のさらに１つ飛ばした箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成する。そして、（４）一列目の端の箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成し、次に（５）一列目の１つ飛ばして先に造成された固結改良体Ｐｃの間の箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成し、次に（６）一列目のさらに１つ飛ばして先に造成された固結改良体Ｐｃの間の箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成する。これにより、一列目が完了し、完了後は二列目における施工となり、（７）二列目の端の箇所に二つの固結改良体Ｐｃを造成し、その後、一列目と同様の施工を行う。そして、既設構造物Ｋから離れて行く三列目、四列目、五列目においても同様に施工を行う。

そして、このような施工する順序である施工工程のディスプレー１５への表示としては、ディスプレー１５において、地盤改良工事の区域全体あるいは区域の一部を表示しつつ、ここに、第一工程における施工、第二工程における施工、第三工程における施工、第四工程における施工というように、各施工工程についてそれぞれ表示する。これは、例えば、第一工程における施工を行う場合の表示は、図７（ａ）に示すように、既設構造物Ｋに最も近い一列目の既設構造物Ｋに近い二つの固結改良体Ｐｃを造成する箇所を施工部として表示すると共に、その他の箇所を未施工部として表示する。また、第二工程における施工を行う場合の表示は、図７（ｂ）に示すように、一列目の１つ飛ばした二つの固結改良体Ｐｃを造成する箇所を施工部として表示すると共に、先に造成した箇所を養生部あるいは施工完了部として表示し、その他の箇所を未施工部として表示する。また、第三工程における施工を行う場合の表示は、図８（ｃ）に示すように、一列目のさらに１つ飛ばした二つの固結改良体Ｐｃを造成する箇所を施工部として表示すると共に、先に造成した箇所を養生部あるいは施工完了部として表示し、その他の箇所を未施工部として表示する。また、第四工程における施工を行う場合の表示は、図８（ｄ）に示すように、一列目の端の二つの固結改良体Ｐｃを造成する箇所を施工部として表示すると共に、先に造成した箇所を養生部あるいは施工完了部として表示し、その他の箇所を未施工部として表示する。

このように施工する順序を、既設構造物Ｋに最も近接した箇所から施工を開始し、その後、既設構造物Ｋから遠ざかる方向に順番に施工を行うことにより、既設構造物Ｋに対しての固結改良体Ｐｃの造成に伴う地盤変位の累積を抑え、既設構造物Ｋへの影響をなくすことができる。また、施工する順序において、固結改良体Ｐｃの造成を隣に順番に行うやり方であると、隣に新たに固結改良体Ｐｃを造成するとき、先に造成した固結改良体Ｐｃがまだ固化していない養生中であると、この固化してない先に造成した固結改良体Ｐｃにおいて、その弱部に新たに造成する固結改良体Ｐｃからの力が作用し、先に造成した固結改良体Ｐｃが破損してしまうといった問題が起こる。また、固結改良体Ｐｃの造成を隣に順番に行うやり方では、地盤改良工事の区域内の一部分のみに固結改良体Ｐｃが集中的に造成されることから、ここに地盤変位が累積し、地盤変位が大きくなるといった問題も起こる。しかしながら、前述のように固結改良体Ｐｃを造成する箇所である施工する位置を１つあるいは複数飛ばすようにして固結改良体Ｐｃを造成することにより、先に造成した固結改良体Ｐｃの養生期間が確保できずに固結改良体Ｐｃが破損するといった問題や固結改良体Ｐｃの集中的な造成による地盤変位が大きくなるといった問題をそれぞれ解消することができる。

さらに、地盤改良工事を行う施工機械１にあっては、施工機械１のＧＮＳＳ装置１０によるＧＮＳＳ現在位置と施工機械１の進捗状況等をデータ化し、これを現状施工データとし、この現状施工データを中央管理装置２０に取り込むようにする。なお、中央管理装置２０に現状施工データを取り込む手段としては、無線による送受信によって行うのが良いが、これに限定されるものではなく、例えば現状施工データを記憶させた記憶媒体を用いて中央管理装置２０に現状施工データを取り込むようにしても良い。

そして、中央管理装置２０への現状施工データの取り込みについては、施工機械１のＧＮＳＳ装置１０によるＧＮＳＳ現在位置である施工機械１の現在位置をデータ化すると共に、施工機械１の進捗状況、例えば、固結改良体Ｐｃを造成する前である施工前なのか、固結改良体Ｐｃを造成している途中である施工中なのか、固結改良体Ｐｃを造成し終わった後の養生中なのか、あるいは固結改良体Ｐｃが養生し終わった後の施工完了後なのかといった進捗状況等をデータ化し、これを現状施工データとして中央管理装置２０に取り込むようにする。このように中央管理装置２０にＧＮＳＳ現在位置と施工機械１の進捗状況といった現状施工データを取り込むことにより、中央管理装置２０を現場事務所Ａに設置したときは、現場事務所Ａ内で地盤改良工事の進捗状況をリアルタイムに監視することができ、さらに、中央管理装置２０を会社の本社や支社、その他の管轄部署等に設置したときは、この遠く離れた場所からでも中央管理装置２０にて地盤改良工事を行う施工現場の進捗状況をリアルタイムに監視することができる。

それから、この中央管理装置２０にあっては、取り込まれた現状施工データに基づいて、予め演算して求めていた各施工条件に応じた施工工程と施工目標位置とを改めて求め直すようにする。これは、現状施工データである施工機械１の現在位置及び施工機械１の進捗状況等から、現在、施工機械１がどの位置でどのような作業を行っているのかという施工機械１の状況を把握し、この最新の情報に基づいて、最初に求めた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置とでは作業効率が悪くなると判断すると、これを作業効率が良くなるように改めて求め直す。

そして、この改めて求め直した施工工程と施工目標位置を、施工機械１の運転室２に備えたディスプレー１５に表示し、施工機械１を操作するオペレータに最新の情報をリアルタイムに伝える。これは、例えば、地盤改良工事を行う施工現場において複数台の施工機械１を使用して地盤改良工事を行っているとき、その中の一台の施工機械１に何らかのアクシデントが起きて作業が遅れたり停止したりした場合、他の施工機械１の作業を邪魔するおそれがでてくるが、取り込まれた現状施工データに基づいて、改めて求め直した各施工条件に応じた施工工程と施工目標位置とを、施工機械１の運転室２に備えたディスプレー１５に表示してオペレータに最新の情報をリアルタイムに伝えることにより、地盤改良工事を行う施工現場において何らかのアクシデントが起きても、これを回避することができ、作業に支障を来すことがないようにする。

次に、地盤改良工事における地盤改良工法が異なる場合の実施形態について説明する。この実施形態では締固め工法のサンドコンパクションパイル工法、すなわち地盤中に砂杭体Ｐｓを造成して地盤改良工事を行うものである。なお、基本的な点については前述した実施形態と同じであるので、これらについては省略して異なる点のみを説明する。この異なる点としては、ディスプレー１５におけるＧＮＳＳ現在位置及び施工目標位置の表示、また、中央管理装置２０における施工する順序である施工工程の求め方である。

まず、ディスプレー１５におけるＧＮＳＳ現在位置及び施工目標位置の表示は、次の通りである。地盤中に砂杭体Ｐｓを造成して地盤改良工事を行うサンドコンパクションパイル工法にあっては、施工機械１に取り付けた１本の管ロッドにて砂杭体Ｐｓを１本ずつ地盤中に造成して行くので、図９に示すように、ディスプレー１５において、ＧＮＳＳ現在位置に基づいた現在の１本の管ロッドの中心から所定の半径で描かれた１つの円状のポジションマークＮを表示すると共に、これに重ねるようにして、中央管理装置２０にて求めた施工目標位置を示す所定の半径で描かれた１つの円状のターゲットマークＴを表示する。これにより、地盤改良工事を行う際、オペレータはディスプレー１５を見て、ディスプレー１５に表示されたＧＮＳＳ現在位置に基づいたポジションマークＮを、施工目標位置に基づいたターゲットマークＴに一致させるように施工機械１を移動させ、そして、ポジションマークＮをターゲットマークＴに一致させた後、施工機械１を停止して固定し、施工を開始して地盤中に砂杭体Ｐｓを造成する。

また、中央管理装置２０における施工する順序である施工工程の求め方については、次の通りである。図１０に示すように、（１）地盤改良工事の区域の一番外側である外周側において全周にわたって施工を行う、すなわち地盤中に砂杭体Ｐｓを造成し、一番外側の外周側に砂杭体Ｐｓを造成し終わったら、次に（２）その内側に砂杭体Ｐｓを造成し、それが終わったら、その内側に砂杭体Ｐｓを造成するというように、外周側から内側に向けて順次砂杭体Ｐｓを造成する。このように外周側である外側より砂杭体Ｐｓの造成し、その内側に向かって砂杭体Ｐｓの造成を行うことで、外側に造成する砂杭体Ｐｓが壁の役目を果たすようになり、これにより、地盤改良工事の区域における地盤の拘束効果が高まり、地盤強度の強い地盤に改良することができる。

さらに、この中央管理装置２０における施工する順序である施工工程の求め方において、地盤改良工事を行う施工現場にて複数台、例えば２台の施工機械１を使用して地盤改良工事を行う場合、図１１に示すように、２台の施工機械１を対角側にそれぞれ配置し、２台の施工機械１が近接した状態で砂杭体Ｐｓを造成するといったことをなくすことにより、２台の施工機械１による互いの作業が干渉されるのを防止し、施工する順序を効率の良いものにすることで、地盤改良工事における作業の効率化を図ることができる。

なお、前述した実施形態にあっては、すべて地盤改良工事について説明したものであったが、地盤中に基礎杭を打設する杭基礎工事においても同様である。

１…施工機械、２…運転室、３…車体、４…マスト、５…攪拌軸、６…攪拌翼、７…噴射口、１０…ＧＮＳＳ装置、１１…ＧＮＳＳアンテナ、１２…ＧＮＳＳ本体、１５…ディスプレー、２０…中央管理装置、３１…施工機械、３４…マスト、３５…攪拌軸、３６…攪拌翼、３７…噴射口

Claims

地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工機械にＧＮＳＳ現在位置を検出するＧＮＳＳ装置を搭載し、このＧＮＳＳ装置によるＧＮＳＳ現在位置を表示するディスプレーを施工機械に備え、
地盤改良工法及び杭基礎工法の種類、地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の地盤状態、周辺環境状態、施工の内容のそれぞれの施工条件に基づいていろいろなパターンに応じた施工する順序である施工工程のデータと施工する位置である施工目標位置のデータをそれぞれ記憶しておき、この記憶したデータを組み合わせることによって、実際に地盤改良工事及び杭基礎工事を行う施工現場の施工条件に最も適したものを、固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置として自動的に演算して求める中央管理装置を備え、
この中央管理装置にて自動的に演算して求めた施工する位置である施工目標位置を、施工機械に備えたディスプレーにＧＮＳＳ現在位置と重ねて表示可能にすると共に、中央管理装置にて自動的に演算して求めた固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程を、施工機械に備えたディスプレーに表示可能にするようにしたことを特徴とする地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システム。
施工機械のＧＮＳＳ装置によるＧＮＳＳ現在位置である施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等をデータ化して施工現状データとし、
この施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データを中央管理装置に取り込むようにしたことを特徴とする請求項１記載の地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システム。
前記中央管理装置において、取り込んだ施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データから、予め演算して求めていた固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置のままでは作業効率が悪くなると判断できるとき、この施工機械の現在位置と施工機械の進捗状況等の施工現状データを加味して改めて固結改良体又は基礎杭を１つ又は複数飛ばして造成して先に造成した養生中の固結改良体又は基礎杭に影響しないようにした各施工条件に応じた施工する順序である施工工程と施工する位置である施工目標位置を演算して求め直すようにしたことを特徴とする請求項２記載の地盤改良工事及び杭基礎工事における施工管理システム。