JP6374640B2 - 高圧噴射撹拌装置、地中圧力の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、高圧噴射撹拌装置および地中圧力の測定方法に関する。

高圧噴射撹拌工法は、改良ロッドを用いて地中で固化材スラリーを高圧噴射する工法であり、固化材スラリーと同時に噴射する圧縮空気によって、スライムと呼ばれる固化材スラリーの余剰分や泥土が、改良ロッドと原地盤との隙間を通って地上に排出される。このことは、一般的にエアリフト効果と呼ばれる。しかし、スライム等が排出経路に詰まって閉塞した場合、エアリフト効果が発揮されず行き場がなくなったスライム等が溜まって施工中の地中圧力が上昇し、地表面が隆起したり地中施工箇所近傍の構造物に変位が生じたりするなど、周囲に悪影響を及ぼすことがある。

そのため、高圧噴射撹拌工法による施工状況を把握する方法として、（１）スライム等の排出状況を目視によって確認する方法がある。上述したように、施工が良好であればスライム等が安定して排出されるが、閉塞が生じると排出が途切れる。このため、目視によりスライム等の排出が途切れたことを確認した場合に、施工状況が良好でないと判断する。また、場合によっては施工を一時中断するなどの処置を行う。

また、（２）施工中に固化材スラリーの濃度を測定して、その濃度に応じて固化材スラリー噴出圧や改良ロッド回転速度をリアルタイムで制御することで、固化材スラリーの地盤中における到達距離を一定に保つ方法がある（例えば、特許文献１参照）。

さらに、（３）改良ロッドとは別に排泥管を平行に設置して排泥管を通じてスライム等を地上に排出する仕組みとし、排泥管内に設けた圧力測定装置でスライム等の圧力を測定し、地中圧力を把握する方法がある（例えば、特許文献２から特許文献４参照）。

他に、改良ロッドとは別に地中に中性子水分計を設置し、中性子水分計を用いて改良範囲内の中性子計数率を測定することで、セメントミルク等の分布状況を確認する方法（例えば、特許文献５参照）や、改良ロッドとは別に温度や歪みを測定する光ファイバー測定器を設置し、この測定器を用いて地盤改良状況をリアルタイムで確認して地盤改良体の品質を管理する方法（例えば、特許文献６参照）がある。

特許第４０７０７９０号 特開２００２−２０６２３３号公報 特開２００４−３３９７９５号公報 特開２００４−３６０２０４号公報 特開平４−２０８４１号公報 特開２０１１−２２６２５０号公報

しかしながら、（１）の方法では、施工中に担当者が常にスライム等の排出状況を監視し続ける必要がある。また、地中圧力を定量化することができないため、施工が良好であるかの判断が個人によって異なる。さらに、地中圧力上昇が生じてからスライム等の排出状況が変化するまでに時間差があるため、即時性に欠ける。

（２）の方法では、閉塞の判定方法が具体的かつ合理的に記されておらず、本方法で閉塞の有無を直接的に判断するのは困難である。

（３）から（５）の方法で用いる装置では、改良ロッドとは別に削孔を必要としており、通常の高圧噴射撹拌工法と比較して、多くの時間と費用を要する。また、測定用の管を改良範囲の内側に設置すると、測定用の管によって固化材スラリーの噴射が阻害されるため良好な改良が困難となる可能性がある。一方で、改良範囲の外側に設置すると改良状況を正確に測定できない恐れがある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、ロッド以外の装置等を設置するための削孔や工期の延長が不要で、ロッド先端付近での圧力を測定して地中圧力を定量的に評価できる高圧噴射撹拌装置および地中圧力の測定方法を提供することである。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、噴射口を有するロッド本体と、前記噴射口の下方に配置され、外径が前記ロッド本体と略同じであり、側面に固化材スラリーと土砂との混合物取込み口を有する筒状のカバー部と、前記カバー部の内部に設けられた圧力センサと、コンピュータと、を具備し、前記ロッド本体を用いて固化材スラリー、圧縮空気を噴出しつつ、前記固化材スラリーと土砂との混合物取込み口から前記カバー部内に流入した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を前記圧力センサで測定し、前記コンピュータが、前記圧力センサの測定データから得られる地中圧力を、前記地中圧力の上限を定める管理値である、固化材スラリーの噴射圧、および、測定済みの全測定データの中央値の２倍以上２０倍以下の値と限界圧力の少なくともいずれである複数の値と比較することを特徴とする高圧噴射撹拌装置である。固化材スラリーと土砂との混合物は流体に近い性状であるため、測定した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力が改良範囲全体の地中圧力と考えることができる。

第１の発明では、固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を測定する圧力センサをロッド本体に設置する。そのため、センサを設置するために削孔したり工期を延長したりする必要がない。また、圧力センサをロッド本体に設けられた噴射口の下方に配置することにより、噴射口から噴射される固化材スラリーや圧縮空気等の影響を受けずに固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を測定することができる。さらに、固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を数値データで取得できるため、個人差による評価のばらつきがなく、地中の状況を定量的に評価でき、施工管理が容易となる。

第１の発明では、前記圧力センサを用いて測定した測定データを前記コンピュータに伝送する伝送手段をさらに具備してもよい。前記伝送手段として、例えば、有線伝送、磁気伝送、または、電波伝送が用いられる。また、前記ロッド本体を金属管とし、前記伝送手段として前記金属管を用いる場合もある。
伝送手段を設けることにより、施工中に測定データを伝送し、施工状況をリアルタイムで確認することができる。

第２の発明は、第１の発明の高圧噴射撹拌装置で、前記圧力センサを用いて測定した測定データを伝送する伝送手段をさらに具備するものを用いた地中圧力の測定方法であって、前記ロッド本体を用いて固化材スラリー、圧縮空気を噴出しつつ、前記固化材スラリーと土砂との混合物取込み口から前記カバー部内に流入した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を前記圧力センサで測定する工程（ａ）と、前記工程（ａ）と並行して、前記圧力センサを用いて測定した測定データを前記伝送手段によりコンピュータに伝送し、前記コンピュータが、前記圧力センサの測定データから得られる地中圧力を、前記地中圧力の上限を定める管理値である、固化材スラリーの噴射圧、および、測定済みの全測定データの中央値の２倍以上２０倍以下の値と限界圧力の少なくともいずれである複数の値と比較する工程（ｂ）と、を具備することを特徴とする地中圧力の測定方法である。

第２の発明では、高圧噴射撹拌工法の施工中に、圧力センサで測定した測定データを伝送し、施工状況をリアルタイムで確認することができる。施工中に施工不良が確認された場合、作業を一時中断して不良解消処置を行うことにより、地表面や近接する地中構造物への影響を最小限に抑えることができる。

本発明によれば、ロッド以外の装置等を設置するための削孔や工期の延長が不要で、ロッド先端付近での圧力を測定して地中圧力を定量的に評価できる高圧噴射撹拌装置および地中圧力の測定方法を提供できる。

高圧噴射撹拌装置１の概要を示す図 高圧噴射撹拌装置１を用いた地中圧力管理方法のフローチャート 高圧噴射撹拌装置１を用いて地盤３３を改良している状態を示す図 地中圧力の測定結果の例 閉塞の判定方法を示す図 施工方法の見直し例を示す図 図２に示す範囲Ｂの代替案、図７に示す範囲Ｃの代替案を示す図 高圧噴射撹拌装置を用いた地中圧力管理方法のフローチャート

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、高圧噴射撹拌装置１の概要を示す図である。図１（ａ）は、高圧噴射撹拌装置１の立面図、図１（ｂ）は、高圧噴射撹拌装置１の下端付近の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す矢印Ａ−Ａによる断面図である。

図１に示すように、高圧噴射撹拌装置１は、ロッド本体３、先端部５、カバー部１１、圧力センサ２５、メモリ２９、バッテリー部３１等からなる。
ロッド本体３は、外管２１と内管２３とからなる二重管である。ロッド本体３は、下部に噴射口７を有する。先端部５は、高圧噴射撹拌装置１の下端に設けられる。

カバー部１１は、外径１９がロッド本体３の外径１５と略同じである筒状体である。カバー部１１は、噴射口７の下方に配置される。カバー部１１は、側面に混合物取込み口１７を有する。圧力センサ２５、メモリ２９、バッテリー部３１は、カバー部１１の内部２７に設けられる。メモリ２９は、圧力センサ２５を用いて測定した測定データを記憶する記憶手段である。メモリ２９は、カバー部１１内から取り外し可能とする。圧力センサ２５と噴射口７との距離１３は、１ｍ以内とすることが望ましい。

図２は、高圧噴射撹拌装置１を用いた地中圧力管理方法のフローチャートである。以下に、図２を用いて、高圧噴射撹拌装置１を用いた地中圧力管理方法について説明する。図２に示す地中圧力管理方法は、地盤改良の施工後に地中圧力を確認するものであり、本施工前の試験施工等に適用すると効果的である。

高圧噴射撹拌装置１を用いた地中圧力管理方法では、まず、高圧噴射撹拌装置１を用いて地盤３３を改良しながら地中圧力を測定する（Ｓ２０１）。図３は、高圧噴射撹拌装置１を用いて地盤３３を改良している状態を示す図である。Ｓ２０１では、図３に示すように、地盤３３に削孔した孔３５に高圧噴射撹拌装置１を設置した後、高圧噴射撹拌装置１を孔３５から引き上げつつ、ロッド本体３の噴射口７からセメントミルク等の固化材を噴出することにより、地盤３３を切削して改良体９を形成する。

図４は、地中圧力の測定結果の例を示す。ロッド本体３を用いて地盤３３を切削して改良体９を形成する際、噴射口７から噴射された固化材の余剰分や泥土であるスライム等は、固化材と同時に噴射する圧縮空気によって、ロッド本体３と孔３５の壁部との隙間を通って地上に排出される。Ｓ２０１では、ロッド本体３を用いて地盤３３を切削して改良体９を形成する際に、噴射口７の下方の固化材スラリーと土砂との混合物取込み口１７からカバー部１１内に流入した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を、圧力センサ２５（図１（ａ））で測定し、図４に示すような測定データ３７を取得する。Ｓ２０１では、メモリ２９に測定データ３７が記憶される。

なお、圧力センサ２５と噴射口７との距離１３は、上述したように１ｍ以内とするのが望ましい。距離１３が１ｍ以上になると、圧力センサ２５が噴射口７やスライム等の排出経路から遠ざかって、地中圧力を適切に測定することができないためである。さらに、噴射口７と圧力センサ２５との距離１３が長くなると孔３５の削孔長が長くなるため、効率的ではない。

次に、カバー部１１を外し（Ｓ２０２）、メモリ２９からコンピュータへデータを転送し（Ｓ２０３）、コンピュータでデータを解析する（Ｓ２０４）。Ｓ２０２からＳ２０４では、改良体９の形成を終えた高圧噴射撹拌装置１のカバー部１１を外してメモリ２９を回収し、メモリ２９から図示しないコンピュータへ測定データ３７を転送して、地中圧力を算出する。施工深度が地下水位より低い場合、測定したデータから地下水圧を差し引いた値を地中圧力とする。

Ｓ２０４の次に、地中圧力が判定方法（１）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する（Ｓ２０５）。図５は、閉塞の判定方法を示す図である。図５（ａ）は、判定方法（１）を示す図である。図５（ａ）に示す実線４０ａは、Ｓ２０４で算出した地中圧力を示す。管理値３９ａは、ロッド本体３から噴出されるセメントミルク等の固化材の噴射圧とする。

Ｓ２０５では、図５（ａ）に示すように、Ｓ２０４で算出した地中圧力（実線４０ａ）に判定方法（１）の管理値３９ａを下回っていないピーク４１ａがある場合、すなわち、地中圧力が判定方法（１）の管理値３９ａと同等以上の箇所がある場合、Ｓ２０６に進み、閉塞が生じたと判断する。

Ｓ２０５で、Ｓ２０４で算出した地中圧力が全標高において判定方法（１）の管理値３９ａを下回っている場合、Ｓ２０７に進む。

Ｓ２０７では、地中圧力が判定方法（２）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する。図５（ｂ）は、判定方法（２）を示す図である。図５（ｂ）に示す実線４０ｂは、Ｓ２０４で算出した地中圧力を示す。管理値３９ｂは、測定済みの全測定データの中央値の２〜２０倍の値とする。事前の検討によると、閉塞が生じる時の地中圧力は、通常施工時の２〜２０倍となるためである。第１の実施の形態では、施工後に測定データを回収するため、全標高における測定データを対象として管理値３９ｂを設定する。

Ｓ２０７では、図５（ｂ）に示すように、Ｓ２０４で算出した地中圧力（実線４０ｂ）に判定方法（２）の管理値３９ｂを下回っていないピーク４１ｂがある場合、すなわち、地中圧力が判定方法（２）の管理値３９ｂと同等以上の箇所がある場合、Ｓ２０８に進み、閉塞が生じたと判断する。

Ｓ２０７で、Ｓ２０４で算出した地中圧力が全標高において判定方法（２）の管理値３９ｂを下回っている場合、Ｓ２０９に進む。

Ｓ２０９では、地中圧力が判定方法（３）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する。図５（ｃ）は、判定方法（３）を示す図である。図５（ｃ）に示す実線４０ｃは、Ｓ２０４で算出した地中圧力を示す。管理値３９ｃは、地盤の強度や近接地中構造物の位置等からＦＥＭ解析により求めた限界圧力とする。限界圧力は、地表面あるいは近接地中構造物等に変形等の悪影響を及ぼす地中圧力である。

Ｓ２０９では、図５（ｃ）に示すように、Ｓ２０４で算出した地中圧力（実線４０ｃ）に判定方法（３）の管理値３９ｃを下回っていないピーク４１ｃがある場合、すなわち、地中圧力が判定方法（３）の管理値３９ｃと同等以上の箇所がある場合、Ｓ２１０に進み、閉塞が生じたと判断する。

Ｓ２０９で、Ｓ２０４で算出した地中圧力が全標高において判定方法（３）の管理値３９ｃを下回っている場合、Ｓ２１１に進む。

Ｓ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０に進んだ場合には、施工方法の見直しを行う（Ｓ２１３）。そして、次回の施工では、見直した施工方法を用いる。

図６は、施工方法の見直し例を示す図である。図６（ａ）は、高圧噴射撹拌装置１の代わりに高圧噴射撹拌装置１ａを用いる例を示す。図６（ａ）に示す例では、ロッド本体３ａの外径１５ａが高圧噴射撹拌装置１のロッド本体３の外径１５よりも小さい高圧噴射撹拌装置１ａを用いる。これにより、孔３５と高圧噴射撹拌装置１ａとの隙間が広くなって排出経路が大きくなるため、スライム等の排出状況を改善することができる。

図６（ｂ）は、孔３５の代わりに孔３５ａを削孔する例を示す。図６（ｂ）に示す例では、孔３５よりも径の大きい孔３５ａを削孔して高圧噴射撹拌装置１を設置する。これにより、孔３５ａと高圧噴射撹拌装置１との隙間が広くなって排出経路が大きくなるため、スライム等の排出状況を改善することができる。

Ｓ２１１に進んだ場合には、施工状況が良好であると判断し、Ｓ２１２で、次回の施工でも同様の施工仕様を選定する。

このように、第１の実施の形態によれば、高圧噴射撹拌工法の施工後に、圧力センサ２５で測定した測定データを取得し、施工状況を確認することができる。施工後に施工不良が確認された場合、次回の削孔時の施工条件を適切に変更することにより、施工不良の防止を図ることができる。

なお、図６では、施工方法の見直し例として、ロッド本体の径を小さくすること、孔の径を大きくすることを挙げたが、これらを併用してもよい。

また、地中圧力の判定手順は、図２に示す範囲Ｃに記載したものに限らない。図２に示す地中圧力管理方法では、判定方法（１）の管理値３９ａ＞判定方法（２）の管理値３９ｂ＞判定方法（３）の管理値３９ｃであるとして、範囲Ｃにおいて、判定方法（１）、判定方法（２）、判定方法（３）の順に３段階で判定したが、判定の順序が異なる場合もある。図２に示す範囲Ｃでは、３つの判定方法を管理値が大きい順に用いて、３段階で判定を行うものとする。

図７は、図２に示す範囲Ｃの代替案を示す図である。図２に示す範囲Ｃでは、３段階で地中圧力の判定を行ったが、図７（ａ）は、２段階で判定を行う案を示す。図７（ａ）に示す案では、判定方法（１）、判定方法（２）、判定方法（３）のうち２つの判定方法を用いて判定する。図７（ａ）に示す案では、Ｓ２１４で、２つの判定方法のうち管理値が大きい判定方法について、地中圧力が管理値を下回っているか否かを判定し、Ｓ２１６で、２つの判定方法のうち管理値が小さい判定方法について、管理値を下回っているか否かを判定する。そして、Ｓ２１４でＮｏと判定した場合にはＳ２１５に進んで閉塞が生じたと判断する。また、Ｓ２１６でＮｏと判定した場合にはＳ２１７に進んで閉塞が生じたと判断する。

図７（ｂ）は、１段階で判定を行う案を示す。図７（ｂ）に示す案では、Ｓ２１８で、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）の管理値を下回っているか否かを判定する。または、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）のうち任意の２つの判定方法における管理値を下回っているか否かを判定する。または、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）のうち任意の１つの判定方法における管理値を下回っているか否かを判定する。そして、Ｓ２１８でＮｏと判定した場合にはＳ２１９に進んで閉塞が生じたと判断する。

次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、図１に示す高圧噴射撹拌装置１とほぼ同様の構成の高圧噴射撹拌装置を用いるが、圧力センサ２５で測定した測定データを伝送するための装置を、カバー部１１もしくはロッド本体３付近に設置する。この場合には、メモリ２９は不要である。

図８は、高圧噴射撹拌装置を用いた地中圧力管理方法のフローチャートである。以下に、図８を用いて、高圧噴射撹拌装置を用いた地中圧力管理方法について説明する。図８に示す地中圧力管理方法は、地盤改良の本施工中に地中圧力をリアルタイムで確認するものである。

高圧噴射撹拌装置を用いた地中圧力管理方法では、まず、地中圧力を測定する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１では、第１の実施の形態のＳ２０１と同様に、地盤３３に削孔した孔３５に高圧噴射撹拌装置を設置した後、高圧噴射撹拌装置を孔３５から引き上げつつ、ロッド本体３の噴射口７から固化材スラリー、圧縮空気等を噴出することにより、地盤３３を切削して改良体９を形成する。そして、ロッド本体３を用いて地盤３３を切削して改良体９を形成する際に、噴射口７の下方の固化材スラリーと土砂との混合物取込み口１７からカバー部１１内に流入したスライム等による圧力を、圧力センサ２５（図１（ａ））で測定し、測定データを取得する。

次に、装置からＰＣへデータを自動転送し、解析する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２では、地盤３３の改良作業および圧力センサ２５を用いたスライム等の圧力の測定と並行して、伝送手段である図示しないケーブルを用いて圧力センサ２５から図示しないコンピュータに測定データをリアルタイムで伝送し、地中圧力を算出する。施工深度が地下水位より低い場合、測定データから地下水圧を差し引いた値を地中圧力とする。

Ｓ１０２における測定データの伝送に要する時間を考慮すると、圧力センサ２５による測定の周波数は、０．１〜１０Ｈｚとすることが望ましい。周波数が大きい方がより多くの測定データを得られるが、データ数が多くなると伝送に時間がかかり、適切に地中圧力を把握することが困難となる。

Ｓ１０２の次に、地中圧力が判定方法（１）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３では、第１の実施の形態のＳ２０５で図５（ａ）を用いて説明したように、ロッド本体３から噴出される固化材スラリーの噴射圧を管理値３９ａとする。

Ｓ１０３で、図５（ａ）の実線４０ａのピーク４１ａに示すように、地中圧力が判定方法（１）の管理値３９ａを下回っていない場合には、スライム等の排出が完全に止まり、閉塞した状態であると判断する。そして、Ｓ１０４に進み、コンピュータ等がアラームを作動する。

Ｓ１０３で、図５（ａ）の実線４０ａのピーク４１ａ以外の部分に示すように、地中圧力が判定方法（１）の管理値３９ａを下回っている場合、Ｓ１０５に進む。

Ｓ１０５では、地中圧力が判定方法（２）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する。Ｓ１０５では、第１の実施の形態のＳ２０７で図５（ｂ）を用いて説明したように、測定済みの全測定データの中央値の２〜２０倍の値を管理値３９ｂとする。第２の実施の形態では、リアルタイムで測定データを伝送するため、施工途中までの測定データを対象として管理値３９ｂを設定する。

Ｓ１０５で、図５（ｂ）の実線４０ｂのピーク４１ｂに示すように、地中圧力が判定方法（２）の管理値３９ｂを下回っていない場合には、スライム等の排出が完全に止まり、閉塞した状態であると判断する。そして、Ｓ１０６に進み、コンピュータ等がアラームを作動する。

Ｓ１０５で、図５（ｂ）の実線４０ｂのピーク４１ｂ以外の部分に示すように、地中圧力が判定方法（２）の管理値３９ｂを下回っている場合、Ｓ１０７に進む。

Ｓ１０７では、地中圧力が判定方法（３）の管理値を下回っているか否かをコンピュータ等が判定する。Ｓ１０７では、第１の実施の形態のＳ２０９で図５（ｃ）を用いて説明したように、地盤の強度や近接地中構造物の位置等からＦＥＭ解析により求めた限界圧力を管理値３９ｃとする。

Ｓ１０７で、図５（ｃ）の実線４０ｃのピーク４１ｃに示すように、地中圧力が判定方法（３）の管理値３９ｃを下回っていない場合には、閉塞した状態であると判断する。そして、Ｓ１０８に進み、コンピュータ等がアラームを作動する。

Ｓ１０７で、図５（ｃ）の実線４０ｃのピーク４１ｃ以外の部分に示すように、地中圧力が判定方法（３）の管理値３９ｃを下回っている場合、Ｓ１０９に進む。

Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８に進んだ場合には、施工を一時中断する（Ｓ１１１）。そして、高圧噴射撹拌装置を上下に動かしながら水を高圧噴射して閉塞を解消する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２では、固化材スラリー等の固化材のかわりに水を噴射することにより、スライム等の流動性が高まり、閉塞状況が解消される。Ｓ１１２で閉塞状況を解消できれば、Ｓ１１０に進み、施工を再開して継続する。

Ｓ１０９に進んだ場合には、施工状況が良好であると判断し、Ｓ１１０に進み、そのまま施工を継続する。

このように、第２の実施の形態によれば、高圧噴射撹拌工法の施工中に、圧力センサ２５で測定した測定データを伝送し、施工状況を確認することができる。施工中に施工不良が確認された場合、作業を一時中断して不良解消処置を行うことにより、地表面や近接する地中構造物への影響を最小限に抑えることができる。

なお、第２の実施の形態では、伝送手段として図示しないケーブルを用いたが、伝送手段として、有線伝送の他に、磁気伝送、電波伝送等を用いてもよい。また、ロッド本体３を金属管とし、ロッド本体３を電気的な情報の伝送手段として用いてもよい。

また、地中圧力の判定手順は、図８に示す範囲Ｂに記載したものに限らない。図８に示す地中圧力管理方法では、判定方法（１）の管理値３９ａ＞判定方法（２）の管理値３９ｂ＞判定方法（３）の管理値３９ｃであるとして、範囲Ｂにおいて、判定方法（１）、判定方法（２）、判定方法（３）の順に３段階で判定したが、判定の順序が異なる場合もある。図８に示す範囲Ｂでは、３つの判定方法を管理値が大きい順に用いて、３段階で判定を行うものとする。

図７は、図８に示す範囲Ｂの代替案を示す図である。図８に示す範囲Ｂでは、３段階で地中圧力の判定を行ったが、図７（ａ）は、２段階で判定を行う案を示す。図７（ａ）に示す案では、判定方法（１）、判定方法（２）、判定方法（３）のうち２つの判定方法を用いて判定する。図７（ａ）に示す案では、Ｓ１１３で、２つの判定方法のうち管理値が大きい判定方法について、地中圧力が管理値を下回っているか否かを判定し、Ｓ１１５で、２つの判定方法のうち管理値が小さい判定方法について、管理値を下回っているか否かを判定する。そして、Ｓ１１３でＮｏと判定した場合にはＳ１１４に進んでアラームを作動する。また、Ｓ１１５でＮｏと判定した場合にはＳ１１６に進んでアラームを作動する。

図７（ｂ）は、１段階で判定を行う案を示す。図７（ｂ）に示す案では、Ｓ１１７で、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）の管理値を下回っているか否かを判定する。または、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）のうち任意の２つの判定方法における管理値を下回っているか否かを判定する。または、地中圧力が判定方法（１）、（２）、（３）のうち任意の１つの判定方法における管理値を下回っているか否かを判定する。そして、Ｓ１１７でＮｏと判定した場合にはＳ１１８に進んでアラームを作動する。

第１および第２の実施の形態の高圧噴射撹拌装置は、ロッド本体３の下方にカバー部１１を設けて圧力センサ２５を格納するため、ロッド本体３を設置する孔３５以外の削孔が不要である。また、施工毎に圧力の測定位置が変わることがなく、噴射口７に比較的近い位置で測定が可能である。さらに、噴射口７の下方に圧力センサ２５を設けるため、噴射口７から噴射される固化材スラリー等の固化材の影響を受けることなくスライム等の圧力を測定することができる。第１および第２の実施の形態の高圧噴射撹拌装置を用いれば、地中圧力を数値データで取得できるため、地盤の状況を定量的に評価でき、個人差のない均一な施工管理ができる。

第１および第２の実施の形態によれば、工期や工費を抑えて地中圧力の測定を行うことができる。また、圧力測定のための施工管理の人員が不要である。さらに、高圧噴射撹拌装置による地盤改良作業を妨げることなく、地中圧力の測定が可能である。

第１および第２の実施の形態では、高圧噴射撹拌装置を用いて地盤に改良体を形成する場合について説明したが、本発明の高圧噴射撹拌装置および地中圧力の測定方法は、汚染土壌を浄化する際などにも適用できる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ………高圧噴射撹拌装置
３、３ａ………ロッド本体
７………噴射口
９………改良体
１１………カバー部
１５、１５ａ、１９……外径
１７………混合物取込み口
２１………外管
２３………内管
２５………圧力センサ
２９………メモリ
３１………バッテリー部
３３………地盤
３５、３５ａ………孔

Claims (4)

1. 噴射口を有するロッド本体と、
   前記噴射口の下方に配置され、外径が前記ロッド本体と略同じであり、側面に固化材スラリーと土砂との混合物取込み口を有する筒状のカバー部と、
   前記カバー部の内部に設けられた圧力センサと、
   コンピュータと、
   を具備し、
   前記ロッド本体を用いて固化材スラリー、圧縮空気を噴出しつつ、前記固化材スラリーと土砂との混合物取込み口から前記カバー部内に流入した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を前記圧力センサで測定し、前記コンピュータが、前記圧力センサの測定データから得られる地中圧力を、前記地中圧力の上限を定める管理値である、固化材スラリーの噴射圧、および、測定済みの全測定データの中央値の２倍以上２０倍以下の値と限界圧力の少なくともいずれである複数の値と比較することを特徴とする高圧噴射撹拌装置。
2. 前記圧力センサを用いて測定した測定データを前記コンピュータに伝送する伝送手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の高圧噴射撹拌装置。
3. 前記伝送手段として、有線伝送、磁気伝送、または、電波伝送が用いられることを特徴とする請求項２記載の高圧噴射撹拌装置。
4. 請求項２に記載された高圧噴射撹拌装置を用いた地中圧力の測定方法であって、
   前記ロッド本体を用いて固化材スラリー、圧縮空気を噴出しつつ、前記固化材スラリーと土砂との混合物取込み口から前記カバー部内に流入した固化材スラリーと土砂との混合物の圧力を前記圧力センサで測定する工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）と並行して、前記圧力センサを用いて測定した測定データを前記伝送手段によりコンピュータに伝送し、前記コンピュータが、前記圧力センサの測定データから得られる地中圧力を、前記地中圧力の上限を定める管理値である、固化材スラリーの噴射圧、および、測定済みの全測定データの中央値の２倍以上２０倍以下の値と限界圧力の少なくともいずれである複数の値と比較する工程（ｂ）と、
   を具備することを特徴とする地中圧力の測定方法。

Images