WO2012161282A1 - 地盤改良工法および地盤改良工法における施工管理システム - Google Patents

地盤改良工法および地盤改良工法における施工管理システム Download PDF

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WO2012161282A1
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ground improvement
ground
screw rod
improvement material
blade
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PCT/JP2012/063387
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French (fr)
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久 深田
辰夫 高橋
上村　一義
幸男 遠西
高橋　強
上　周史
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株式会社不動テトラ
清水建設株式会社
あおみ建設株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • E02D3/126—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and mixing by rotating blades

Definitions

  • the present invention is applied to the ground improvement method and the ground improvement method used when the soft ground is improved and a solid body such as a block shape, a wall shape, a lattice shape, a pile shape, a layered shape or an improved ground is created in the ground. It relates to a construction management system.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application Nos. 2011-118234 and 2011-118235 filed in Japan on May 26, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • solidifying materials such as lime and cement are prepared in a slurry state, and these slurries are stirred and mixed with the soil in the ground, so that the hydration reaction of the solidifying material slurry and the hydration by this hydration reaction are performed.
  • the soil is improved by chemically solidifying the soil using an ion exchange action between the product and clay mineral, or a chemical consolidation reaction mainly composed of a pozzolanic reaction, and creating an improved pile in the ground.
  • a ground improvement method for increasing the strength of the ground or creating a solidified body for example, see Patent Document 1). This type of ground improvement method is called a deep mixing method.
  • a ground improvement device (processing machine) 1 and a construction management system based on a pile driving machine as shown in FIG. 8 are used.
  • the processing machine 1 vertically supports a screw rod 3 having a stirring blade 2 at the tip by a base machine 4 and rotates the screw rod 3 by a driving device 5 to penetrate to the deepest part in the range to be improved. Pulling out the screw rod 3 while injecting cement slurry as a ground improvement material into the ground from the discharge port provided at the tip of the rod 3 and stirring and mixing the injected cement slurry and earth and sand with the stirring blade 2 It is configured to form an improved pile.
  • the construction management system in the case of forming an improved pile by the processing machine 1 includes a slurry flow meter 6, a shaft tachometer 7 of the screw rod 3, a current detector 8 of the drive device 5, a depth meter 9 of the screw rod 3, and An elevation speed meter 10 is provided, and detection values from these sensors are input to the management device 11 so as to monitor the amount of cement slurry injected, the number of rotations of the screw rod 3, the depth of penetration, the penetration speed, and the withdrawal speed as management items. It is configured.
  • Reference numeral 12 denotes an operation monitor installed in the base machine 4, and 13 denotes a personal computer for storing data.
  • the screw rod 3 provided with the stirring blade 2 is rotated and penetrated into the ground to a predetermined depth without injecting the ground improvement material.
  • the screw rod 3 is rotated, and the ground improvement material is injected from the tip of the screw rod 3 and the ground is stirred and mixed with the stirring blades 2 and the screw rod 3 is pulled out, so that the soil is formed into a columnar shape in the ground. Create a solidified improved pile.
  • the number of blade cuts at the time of extraction per unit depth (1 m) in the ground of the stirring blade 2 (at the time of ground improvement material injection) is a construction management item.
  • the number of blade cuts affects the degree of agitation and mixing of the ground improvement material and the ground. If the number of blade cuts is increased, the construction speed is reduced, but the ground improvement material and the ground are mixed well. If the ground improvement material and the ground are mixed well, the generated ground improvement body will exhibit good strength as a whole, so that the on-site strength needs only a small additional to the design strength.
  • the “in-situ strength” is increased at a predetermined rate with respect to the design strength in consideration of variations in strength in actual construction.
  • the construction speed increases.
  • the coefficient of variation is related to this premium, and the coefficient of variation and the number of blade cuts have a predetermined relationship.
  • the relationship between the number of blade cuts after the ground improvement material was injected and the coefficient of variation was obtained, and in construction management, the number of blade cuts related to construction efficiency and the coefficient of variation related to construction costs were taken into account.
  • the blade cutting frequency corresponding to the coefficient of variation is obtained, and construction management is performed so that the blade cutting frequency is equal to the blade cutting frequency at the site.
  • the relationship between the above coefficient of variation and the number of blade cuttings The conventional ground improvement method, in which the ground improvement material is injected into the ground while rotating the screw rod during penetration of the screw rod, and the ground improvement material and the ground are stirred and mixed.
  • the number of blade cuts is set based on a relationship diagram (one logarithmic graph) as shown in FIG.
  • the number of blade cuts is the number of blade cuts when the ground improvement material is poured into the ground and the ground improvement material and the ground are stirred and mixed.
  • the target variation in the ground improvement method that does not inject the ground improvement material at the time of screw rod penetration, injects the ground improvement material while pulling out the screw rod at the time of screw rod withdrawal, and stirs and mixes the ground improvement material and the ground.
  • This relationship diagram is also used when setting the number of times of blade cutting at the time of pulling out the screw rod that injects the ground improvement material from the coefficient.
  • soil equivalent to the injection amount (discharge amount) of ground improvement material (cement slurry) is discharged from the original ground.
  • discharge amount ground improvement material
  • the present applicant has also proposed a soil-excluded deep mixing process method and its construction management system for avoiding volume expansion of the original ground (see, for example, Patent Document 1).
  • An important point in this ground improvement method is whether the amount of ground improvement material injected and the amount of soil discharged are balanced, and it is the point of construction management to grasp both amounts.
  • the amount of ground improvement material injected can be measured with a flow meter, but it is difficult to grasp the actual amount of soil discharged during construction.
  • the actual measurement test for obtaining the estimated soil discharge amount V needs to be performed at least three times for each construction site and each soil quality, which takes time and effort.
  • a considerable number of data is required to ensure reliability, but it is difficult to obtain a considerable number of data in an actual measurement test.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide a ground improvement method capable of improving construction efficiency while ensuring construction quality.
  • the second object of the present invention is to provide a construction management system in the ground improvement method capable of quickly calculating a highly reliable estimated soil discharge amount.
  • the present invention has been achieved by evaluating the number of blade cuttings when the screw rod penetrates to a predetermined depth without injecting the ground improvement material.
  • the screw rod provided with the stirring blades is rotated into the ground and penetrated to a predetermined depth without injecting the ground improvement material, and the screw rod is rotated.
  • the stirring blade at the time of penetration of the screw rod without injecting the ground improvement material is included in the number of blade cuts of the stirring blades when pulling out the screw rod for injecting the ground improvement material, and the number of blade cuts is adjusted. Set based on the target ground improvement body strength variation coefficient from the relationship with the number of adjustment blade cuts, and implement the set number of adjustment blade cuts.
  • the blade cutting frequency at the time of pulling out the screw rod for injecting the ground improving material may be made smaller than before. Therefore, it is possible to improve the construction efficiency by reducing the number of blade cuttings than in the past.
  • construction management can be performed directly using the adjustment blade cutting frequency. For example, as a construction management system for ground improvement, it is possible to calculate and display the number of blade cuts at the time of screw rod penetration and the number of blade cuts at the time of screw rod withdrawal for each improvement depth, and the number of adjustment blade cuts is a construction management item. Can be set and managed as
  • the second aspect according to the present invention is that the screw rod having the stirring blades is rotated into the ground and penetrated to a predetermined depth without injecting the ground improvement material, and the screw rod is rotated to rotate the ground.
  • the blade cutting of the stirring blade at the time of penetration of the screw rod without injecting the ground improvement material The number of adjustments is included in the number of blade cutting operations of the agitating blades when the screw rod is drawn to inject the ground improvement material, and the number of adjustment blade cuttings is calculated.
  • the blade cutting of the stirring blade when pulling out the screw rod is injected by injecting the ground improvement material by performing ground improvement with the number of blade cutting when pulling out the screw rod minus the number of blade cutting when penetrating the screw rod.
  • the number of blade cutting of the stirring blade at the time of pulling out the screw rod for injecting the ground improvement material when ensuring the same quality is reduced.
  • the construction management system that manages the status of ground improvement can calculate and display the number of adjustment blade cuts simply by calculating the number of blade cuts during screw rod penetration and screw rod withdrawal. If the system is such that the blade cutting frequency when the screw rod penetrates can be made substantially constant for each improved depth, the construction management can be performed based on the blade cutting frequency when the screw rod is pulled out.
  • the screw rod provided with the stirring blade is rotated into the ground and penetrated to a predetermined depth without injecting the ground improvement material, and the screw rod is rotated to rotate the ground.
  • the blade cutting of the stirring blade at the time of penetration of the screw rod without injecting the ground improvement material is set as the number of adjustment blades, and the target ground improvement body strength variation coefficient is set as the number of adjustment blades cut in advance.
  • the ground improvement body strength variation coefficient set based on a predetermined number of adjustment blade cutting
  • the ground improvement body set A screw rod pull-out for pouring the ground improvement material by setting the injection amount of the ground improvement material into the ground from the degree variation coefficient and injecting the ground improvement material of the set injection amount into the ground
  • the injection amount of the ground improvement material is set to ensure the same quality. Decrease.
  • the ground improvement method by improving the ground based on the number of adjustment blade cutting, even if the construction efficiency remains the same, the injection amount of the ground improvement material is reduced, and the ground improvement method The cost can be reduced.
  • water is injected from the screw rod when the screw rod penetrates into the ground.
  • the ground can be softened by pouring water into the ground.
  • the penetration and rotation of the screw rod becomes smoother, and the effect of unraveling by blade cutting prior to discharging the ground improvement material can be enhanced.
  • the amount of water injection is set to an amount approximate to the amount of water obtained from the liquid limit of the ground to be improved.
  • the ground improvement construction method by making the amount injected into the ground appropriate, it is possible to prevent the amount of water injection into the ground from being excessively increased and the strength of the ground improvement body from being lowered. be able to. That is, penetration and rotation of the screw rod becomes smoother, and it is possible to enhance the effect of unraveling by cutting blades before discharging the ground improvement material, and to ensure the strength of the ground improvement body.
  • the 6th aspect which concerns on this invention penetrates the screw rod which has a stirring blade in a front-end
  • the ground for the improved ground The ratio of the improvement material slurry injection amount is defined as the ground improvement material mixing rate. From the relationship between the ground improvement material mixing rate obtained in advance for each ground condition and the soil removal coefficient, Set the soil removal coefficient based on the improved material mixing rate, calculate the estimated soil removal amount by the screw rod based on the set soil removal coefficient and the rotation speed, and monitor the estimated soil removal amount as a management item To do.
  • the soil removal coefficient can be set based on the ground improvement material mixing rate, the estimated soil removal amount can be calculated based on the soil removal coefficient, and the estimated soil removal amount is a management item.
  • the estimated amount of soil removal is compared with the injection amount of the ground improvement material, and the quality of construction is determined.
  • the construction reliability can be sufficiently ensured by determining the quality of construction by comparing the estimated amount of soil removal with the amount of ground improvement material injected, and the necessity for correction construction Becomes clear.
  • the screw rod having the stirring blades is rotated into the ground and the ground improvement material is not injected, and the screw rod is rotated to rotate the screw rod. It is also possible to apply when performing a ground improvement method for pulling out the screw rod while stirring and mixing the ground with the stirring blade while injecting a ground improvement material from the screw rod.
  • the screw rod provided with the stirring blade at the tip portion is inserted into the ground, and when the tip portion reaches the vicinity of the deepest portion of the ground improvement range,
  • the stirring blade The ground improvement material is discharged into the ground from the upper discharge port provided in the upper part of the ground, and is applied when performing the ground improvement method of pulling out the screw rod while stirring and mixing the ground with the stirring blade. Is also possible.
  • sixth and seventh aspects can be applied when the ground improvement method according to the first to third aspects is carried out.
  • the ground improvement method of the present invention by improving the ground based on the number of adjustment blade cuttings, the number of blade cuttings at the time of pulling out the screw rod for injecting the ground improvement material can be reduced. Therefore, it is possible to improve the construction efficiency by reducing the number of blade cuttings than in the past. Alternatively, the construction efficiency can be kept as before, and the injection amount of the ground improvement material can be reduced to reduce the construction cost.
  • the soil removal coefficient can be set based on the ground improvement material mixing rate, and the estimated soil removal amount can be calculated based on the soil removal coefficient.
  • the ground improvement method according to the present embodiment is applied to, for example, a soil removal type deep mixing treatment method using the processor 1 shown in FIGS. 10A and 10B. That is, in the processing machine 1 shown in FIGS. 10A and 10B, the screw rod 3 provided with the stirring blade 2 is rotated, and the cement slurry (ground improvement material slurry) made of water and cement is not injected into the ground. And when the front-end
  • the cement slurry ground improvement material slurry
  • the construction management system used in this embodiment is based on the conventional construction management system shown in FIG. 8 and adds “soil removal amount” that is different from the conventional calculation method to the management items. By monitoring the amount of soil discharged by the processing machine 1 and maintaining it appropriately, it is configured to prevent displacement of the original ground (swelling and adverse effects on the surrounding ground). Furthermore, in the construction management system of the present embodiment, “the number of blade cuts” that takes into account the number of blade cuts when the screw rod penetrates in order to quantitatively grasp the stirring and mixing state of the cement slurry and the sand and properly manage them. Is added as a management item.
  • the construction management system used in the present embodiment sets “material”, “formulation”, “mixing (number of blade cuttings)” as management items for quality control, as shown in FIG. “Positioning position”, “placement depth” and “bottom” are set as management items in the finished shape management, and “amount of soil removal” is set as a management item in the ground displacement management.
  • “material”, “composition”, “placement position”, “placement depth”, and “bottom” are common to the conventional construction management system shown in FIG.
  • “mixing (number of blade cuttings)” and “soil removal amount” are management items added in the present embodiment by changing the contents.
  • “material” is an item for managing the state of cement slurry (cement amount and water amount) as a ground improvement material
  • mixing is the slurry injection amount (discharge) detected by the slurry flow meter 6
  • the amount of injection per unit depth is appropriate based on the lifting / lowering speed of the screw rod 3 detected by the lifting / lowering speed meter 10
  • “placement position” is an improved pile by surveying by transit etc.
  • An item for managing the formation position of the screw “placement depth” is an item for managing the position of the screw rod 3 detected by the depth meter 9, and “bottom” is for the drive device 5 detected by the current detector 8. This is an item for managing whether or not the tip of the screw rod 3 has reached the deepest part of the improvement target range from the operating state and the penetration speed detected by the elevating speed meter 10.
  • the “soil removal amount” is calculated by calculating the estimated soil removal amount based on the rotational speed of the screw rod 3 detected by the shaft tachometer 7, the screw shape and the soil removal coefficient. This is an item to be managed so that it is equivalent to the slurry injection amount.
  • the estimated amount of soil removal is performed as follows.
  • the estimated soil removal amount V is a function of the screw cross-sectional area S, screw pitch P, and shaft rotation speed N, and is expressed as follows, with the proportionality constant being the soil removal coefficient K.
  • V K ⁇ S ⁇ P ⁇ N (2)
  • V estimated amount of earth removal (m 3 )
  • K earth removal coefficient
  • S screw cross-sectional area (m 2 )
  • P screw pitch (m)
  • N shaft rotation speed (times)
  • the screw cross-sectional area S and the screw pitch P are inherent constants of the processing machine 1, so once the value of the soil removal coefficient K is determined, the shaft rotational speed N from penetration to withdrawal is measured. It is possible to calculate the estimated soil discharge amount V only by doing.
  • the ground improvement material mixing rate x is a volume ratio of the injection amount of the ground improvement material slurry to the improved ground, and is determined by how much the strength of the improved ground is to be increased.
  • the addition amount (kg) of the ground improvement material added to the unit improved ground (1 m 3 ) is determined in advance. For example, the amount of ground improvement material added per 1 m 3 of roughly improved ground is about 100 kg.
  • the ground improvement material is injected as a ground improvement material slurry (cement slurry) in which water is added to cement.
  • the addition ratio W / C of water (W) to cement (C) is also set in advance in consideration of workability. Keep it. In general, W / C is set to about 100%.
  • the ground improvement material slurry corresponding to the added amount of 100 kg is about 133 liters (the specific gravity of the cement is 3).
  • the ground improvement material mixing rate x 0.133 (13.3%).
  • the soil removal coefficient K obtained in advance from the above equation (3) is calculated and set based on the predetermined ground improvement material mixing rate x.
  • the soil removal coefficient K corresponding to the ground improvement material mixing rate x is set from the straight line of the above equation (3) on the orthogonal coordinates of the ground improvement material mixing rate x and the soil discharge coefficient K (see FIG. 2 above). To do. Then, if the set soil removal coefficient K, the screw cross-sectional area S, and the screw pitch P are input to the management device 11, the shaft rotational speed N detected by the shaft tachometer 7 is only input to the management device 11.
  • the estimated soil discharge amount V is calculated and calculated by the above equation (2).
  • the output of the shaft rotational speed N from the shaft tachometer 7 may be automatically input to the management device 11.
  • the estimated soil removal amount V is immediately calculated and calculated after the screw rod 3 is pulled out with the soil removal coefficient K, screw cross-sectional area S, and screw pitch P inputted in advance.
  • the estimated amount of soil removal V is calculated, and the construction is compared with the amount of slurry injected detected by the slurry flow meter 6. Pass / fail judgment is performed. Note that, if the shaft rotational speed N is adjusted, the estimated soil removal amount V can be increased or decreased. Therefore, if necessary, the estimated soil removal amount V can be controlled momentarily.
  • the ground improvement material is discharged as a slurry while the screw rod 3 is pulled out, and the blade cutting frequency T (times / m) when the ground improvement material and the ground are stirred and mixed, and the improved body A collected therefrom.
  • Table 1 shows the relationship with the variation coefficient Vc (%) of the intensity of D to D. Further, these results plotted in the conventional relational graph (FIG. 9) are triangular points A1 to D1 in FIG.
  • the magnitude of the variation coefficient Vc based on the number T of blade cuts after discharging the ground improvement material at the triangular points A1 to D1 is smaller than the magnitude of the variation coefficient Vc obtained from the conventional relation graph.
  • the number of blade cutting when the screw rod penetrates before discharging the ground improvement material contributes to the coefficient of variation, in other words, stirring the ground without discharging the ground improvement material and unraveling the ground improvement material after that It can be inferred that it has a positive effect on the ground stirring effect after discharging.
  • the round points A2 to D2 are closer to the conventional relationship graph than the triangular points A1 to D1. In other words, it can be determined that the total number of blade cuts may be evaluated.
  • the target variation coefficient Vc is substituted into the above equation (4) to calculate and set the total blade cutting number T, and the construction management is performed with this total blade cutting number T.
  • the total blade cut count T can be managed. It can be set and managed as an item.
  • the above equation (4) may be a chart of orthogonal coordinates, and in that case, the target variation coefficient Vc may be applied to this chart to set the total number of blade cutting times T corresponding thereto.
  • the number of blade cuts at the time of screw rod penetration may be subtracted, that is, subtracted, and construction management may be performed based on the number of blade cuts at the time of screw rod pull-out. Construction can be managed by either method.
  • the total number of blade cutting is 740 times.
  • the number of blade cuts when the screw rod is inserted is 300 times
  • the number of blade cuts when the screw rod is pulled out is 440 times.
  • the number of times of blade cutting at the time of pulling out the screw rod has been close to 1000 times in the conventional case, but the number is reduced significantly compared to that. As a result, the screw rod drawing speed can be increased as compared with the conventional case, and the construction efficiency is improved.
  • the total number of blade cuts displayed in the construction management system or the number of blade cuts when the screw rod is pulled out is calculated based on the target ground improvement body strength coefficient of variation. And adjust the screw rod rotation speed and screw rod extraction speed so that they do not deviate from the predetermined control value of the total blade cutting frequency or the blade cutting frequency when pulling out the screw rod. Perform construction management and improve the ground.
  • the relationship between the ground improvement body strength variation coefficient and the total number of blade cuttings is not limited to the above formula, and may change depending on future construction data.
  • the number of blade cutting of the stirring blade when the screw rod penetrates without the ground improvement material being added to the number of blade cutting of the stirring blade when the screw rod is injected with the ground improvement material added is added to the total blade cutting frequency.
  • a part of the blade cutting frequency when the screw rod penetrates for example, about 70% to 80%
  • the number of blade cuttings when penetrating the screw rod is added by multiplying by a predetermined coefficient
  • the predetermined value is added as the upper limit, or the stirring blade is inserted when the rod is not injected with ground improvement material.
  • the total blade cutting frequency in the present embodiment includes adjusting and counting the blade cutting frequency of the stirring blade when the screw rod is inserted, and can be said to be the adjusting blade cutting frequency.
  • Each of the above management items is input to the management device (computer) 11 for evaluation, that is, whether the construction is good or bad, and based on the judgment, correction construction is performed as necessary. Then, the construction data is stored in the personal computer 13, and appropriate management data, for example, a “construction result table” as shown in FIG. 5 and a “pile placing daily report” as shown in FIG. 6 are printed out as necessary. .
  • a “construction result table” as shown in FIG. 5 and a “pile placing daily report” as shown in FIG. 6 are printed out as necessary.
  • the target variation coefficient Vc and the total number of blade cuttings as the management value are not displayed, but the management value is obtained by a separate calculation using equation (4) or the like. Is calculated and set, and this management value is input to the construction management device.
  • the regression formula for each ground of the coefficient of variation Vc and the total blade cutting frequency T is programmed in advance, and the total blade cutting as a management value is entered by inputting the target coefficient of variation Vc and the ground type into the construction management device.
  • the number of times T may be calculated and set.
  • the coefficient of variation Vc can be set smaller than the conventional method.
  • the fact that the variation coefficient Vc can be set small can set the field strength of the ground improvement body smaller than the conventional one. That is, the injection amount of the ground improvement material can be made smaller than before. If comprised in this way, although construction efficiency is not different from the past, about construction cost, it can reduce more than before.
  • the number of blade cuttings after injection of the ground improvement material at the time of screw rod drawing is 500 times / m.
  • the ground improvement body strength variation coefficient at this time is 20% from FIG.
  • the number of blade cuts when the screw rod penetrates without injecting the ground improvement material can be counted, if the number of blade cuts during the screw rod penetration is 300, the total number of blade cuts is 800 times. .
  • Vc 14.3%.
  • the conventional field strength setting is 1350 kN / m 2
  • the field strength setting in this embodiment is 1230 kN / m 2 . Since the on-site strength is 0.5 to 0.8 relative to the indoor blending strength, if this is 0.5, the indoor blending strength is 2700 kN / m 2 against the on-site strength of 1350 kN / m 2 , For the field strength of 1230 kN / m 2 , the indoor blending strength is 2460 kN / m 2 .
  • the relationship between the amount of cement (ground improvement material) added and the indoor blending strength is set by performing an indoor strength test, but for an indoor blending strength of 2700 kN / m 2 , it is about 165 kg / m 3 and the indoor blending strength is 2460 kN / m. 2 is about 150 kg / m 3 .
  • For water-cement ratio of soil improvement material slurry (cement slurry) is often to 100%, if this is 100%, relative to the amount 165 kg / m 3, soil improvement material slurry injection volume 165L / m 3
  • the ground improvement material slurry injection amount is 150 l / m 3 .
  • the ground improvement material slurry injection amount is calculated and set as described above. Then, the ground improvement material slurry injection amount is controlled and controlled so that the actual ground improvement material slurry injection amount falls within a predetermined range with respect to the ground improvement material slurry amount (150 l / m 3 ) set above. To improve the ground. According to this embodiment, the ground improvement material slurry can be reduced as compared with the conventional case, and the construction cost can be reduced.
  • the construction efficiency can be kept as it is, and the ground improvement material slurry injection amount can be reduced to reduce the construction cost.
  • Which method should be adopted may be determined in consideration of priorities in the actual site. Of course, it is possible to adjust the balance well so as to obtain a moderate cost reduction effect while reducing the number of blade cuttings moderately and decreasing the ground improvement material slurry injection amount moderately and improving the construction efficiency moderately. is there.
  • water may be discharged / injected from the ground improvement material slurry discharge port (at the lower end position of the screw rod 3 in FIG. 8) at the tip of the screw rod when the screw rod penetrates.
  • the ground improvement material slurry discharge port at the lower end position of the screw rod 3 in FIG. 8
  • the screw rods penetrate and rotate more smoothly, and the effect of unraveling by prior blade cutting before the ground improvement material slurry discharge is increased.
  • the assumed regression line of the coefficient of variation and the total number of blade cuttings is located further lower than that according to the above equation in the graph shown in FIG.
  • the amount of water added is at most the amount of water calculated from the liquid limit of the target ground to be improved, and it can be said that an amount close to the amount of water obtained from the liquid limit is preferable.
  • the addition of water at the time of penetration of the screw rod is a conventional ground improvement method in which the ground improvement material and the ground are stirred and mixed by a stirring blade other than this embodiment. Is also applicable.
  • the actual earth removal It is possible to quickly estimate the amount of soil that is close to the amount, which enables high-precision construction management and contributes to the improvement of construction efficiency.
  • the degree of stirring and mixing of cement slurry and earth and sand can be quantitatively grasped by managing the number of blade cuttings, so that an excellent ground improvement effect can be obtained.
  • the calculation of the soil removal coefficient K is automatically performed if a plurality of correlation equations for each soil type are programmed in the construction management system, and the soil improvement material mixing rate x is selected by selecting the soil type in the construction management system.
  • the soil removal coefficient K may be calculated and set by manual calculation using a separate computer, and the calculated value of the soil removal coefficient K may be input to the construction management system.
  • the subsequent method of calculating the estimated soil discharge amount V from the soil discharge coefficient K is as described above.
  • the “construction result table” in FIG. 5 is an output example of a system that automatically calculates the estimated soil discharge amount V when the ground improvement material mixing rate x is input.
  • FIG. 7 is a graph showing the correlation between the soil improvement material mixing rate x and the soil discharge coefficient K in the case of sandy soil.
  • the estimated soil removal rate can be calculated quickly by obtaining a formula for calculating the soil removal factor in advance for each soil condition or by creating a setting chart.
  • the correlation equation described in the present embodiment can be changed by taking in more data from the implementation.
  • the construction management method based on the total blade cutting frequency (adjustment blade cutting frequency) in the present embodiment can be applied even if it is not a soil removal type deep mixing treatment method that discharges soil equivalent to the amount of ground improvement material injection.
  • the soil removal coefficient calculation method of this embodiment can also be applied to the ground improvement method in which the ground improvement material slurry is injected into the ground and stirred when the screw rod penetrates.
  • the ground improvement construction method and construction management system penetrates to a predetermined depth while rotating a screw rod provided with stirring blades into the ground and does not inject a ground improvement material, and rotates the screw rod.
  • the ground improvement method of pulling out the screw rod while stirring and mixing the ground with a stirring blade while injecting the ground improvement material from the screw rod the method of discharging the ground improvement material into the ground at the timing disclosed in the above embodiment It is also possible to apply to other ground improvement methods.
  • the arrangement of the stirring blades in the screw rod is not particularly limited.
  • the amount of soil removal may be adjusted by changing the arrangement of the stirring blades according to the properties of the ground, such as not providing the stirring blades in a part of the screw rod, or by adjusting the pitch interval of the stirring blades.
  • the position of the discharge port in the screw rod is not particularly limited.
  • the ground improvement method of the present invention it is possible to improve the construction efficiency by reducing the number of blade cuttings compared to the prior art. Alternatively, the construction efficiency can be kept as before, and the injection amount of the ground improvement material can be reduced to reduce the construction cost. Moreover, according to the construction management system in the ground improvement construction method of the present invention, it is possible to quickly calculate an estimated amount of soil removal with high reliability. As a result, it is possible to contribute to shortening the construction period and cost in the ground improvement method while suppressing the displacement of the original ground.

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Abstract

攪拌羽根（２）を備えたスクリューロッド（３）を地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、スクリューロッドを回転させて地盤改良材をスクリューロッドから注入しながら攪拌羽根で地盤を攪拌混合しつつ、スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の攪拌羽根の羽根切り回数を、地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、調整羽根切り回数を、予め設定した地盤改良体強度変動係数と調整羽根切り回数との関係から、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて設定し、設定された調整羽根切り回数を施工管理項目として地盤改良を行う。これにより、施工品質を確保しつつ施工能率を向上することができる。

Description

地盤改良工法および地盤改良工法における施工管理システム
　本発明は、軟弱な地盤を改良して地盤中にブロック状、壁状、格子状、杭状、層状等の固化体や改良地盤を造成する際に用いる地盤改良工法およびこの地盤改良工法に適用する施工管理システムに関する。
　本願は、２０１１年５月２６日に日本に出願された特願２０１１－１１８２３４号及び特願２０１１－１１８２３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　周知のように、石灰、セメント等の固化材をスラリー状に調製し、これらのスラリーを地盤内の土と攪拌・混合することにより、固化材スラリーの水和反応，この水和反応による水和生成物と粘土鉱物とのイオン交換作用，あるいはポゾラン反応などを主体とする化学的固結反応を利用して土を化学的に固化させて、地盤内に改良杭を造成することによって地盤を改良（地盤の強度を増大）したり固化体を造成したりする地盤改良工法がある（例えば、特許文献１参照）。この種の地盤改良工法は、深層混合処理工法と呼ばれている。
　このような地盤改良工法では、図８に示すような、杭打ち機をベースとした地盤改良装置（処理機）１および施工管理システムが用いられている。処理機１は先端部に攪拌羽根２を備えたスクリューロッド３をベースマシン４により鉛直に支持し、駆動装置５によりスクリューロッド３を回転させて改良対象範囲の最深部まで貫入させた後、スクリューロッド３の先端部に設けてある吐出口から地盤改良材としてのセメントスラリーを地中に注入しつつ、かつ注入したセメントスラリーと土砂とを攪拌羽根２により攪拌混合しながらスクリューロッド３を引き抜くことで改良杭を形成するように構成されている。
　また、その処理機１により改良杭を形成する場合における施工管理システムは、スラリー流量計６、スクリューロッド３の軸回転計７、駆動装置５の電流検出計８、スクリューロッド３の深度計９および昇降速度計１０を備え、それら各センサによる検出値を管理装置１１に入力して、セメントスラリーの注入量、スクリューロッド３の回転数、到達深度、貫入速度および引き抜き速度を管理項目として監視するように構成されている。符号１２はベースマシン４に設置されているオペレーションモニタ、１３はデータ保存用のパーソナルコンピュータである。
　このような処理機１を用いた地盤改良工法では、まず、攪拌羽根２を備えたスクリューロッド３を回転しながら、かつ、地盤改良材を注入しないで所定深度まで地盤中に貫入させる。次いで、そのスクリューロッド３を回転させて地盤改良材をスクリューロッド３の先端部から注入しながら攪拌羽根２で地盤を攪拌混合しつつスクリューロッド３を引き抜くことで、地盤内に円柱状に土を固化させた改良杭を造成する。このような地盤改良工法においては、攪拌羽根２の地盤中における単位深度（１ｍ）あたりの引抜時（地盤改良材注入時）における羽根切り回数が施工管理項目となっている。
　この羽根切り回数の多少は、地盤改良材と地盤との攪拌混合の程度に影響し、羽根切り回数を多くすれば、施工スピードは遅くなるが地盤改良材と地盤との混り具合がよくなる。地盤改良材と地盤とがよく混合されれば、生成される地盤改良体は全体的に良好に強度を発現するようになるため、現場強度は設計強度に対して小さい割増しで済む。なお、この「現場強度」は、実際の施工における強度のバラツキを考慮して、設計強度に対して所定の割合で割増ししている。
　逆に、羽根切り回数を少なくすると、施工スピードは速くなる。しかし、地盤改良材と地盤との混合不足から強度が低下する部位が出現する可能性があるため、このような場合、現場強度は設計強度に対しておおきく割増しする必要がある。この割増しに関係するのが変動係数であり、変動係数と羽根切り回数とは所定の関係性を有している。
　ちなみに、地盤改良体の設計強度と現場強度と変動係数との関係式は以下の通りである。
　Ｑｆ＝Ｑｄ／（１－α・Ｖｃ／１００）　　…（１）
　なお、Ｑｆ：現場一軸圧縮強度（現場強度）、Ｑｄ：設計一軸圧縮強度（設計強度）、Ｖｃ：変動係数（％）、α：係数（不良発生率１０％を考慮した場合α＝１．３）
　上記（１）式によると、例えば、設計強度Ｑｄ＝１０００ｋＮ／ｍ２のとき、変動係数Ｖｃ＝３０％とすると、現場強度Ｑｆ＝１６４０ｋＮ／ｍ２であり、変動係数Ｖｃ＝１５％とすると、現場強度Ｑｆ＝１２４０ｋＮ／ｍ２となる。
　現場強度Ｑｆを大きくするには、水とセメントとからなる地盤改良材（セメントスラリー）の地盤中への注入量を増やす必要がある。地盤改良材の水とセメントとの重量比はほぼ同じであるため、このことはセメントの混入量を増やすことでもある。つまり、変動係数Ｖｃの大小は施工コストに影響する。
　従来では、地盤改良材が注入された後の羽根切り回数と変動係数との関係を求め、施工管理においては、施工能率に関係する羽根切り回数と施工コストに関係する変動係数を勘案し、目標とする変動係数に対応する羽根切り回数を求め、この羽根切り回数と現場の羽根切り回数が同じになるように施工管理している。
　上記の変動係数と羽根切り回数との関係であるが、スクリューロッド貫入時にスクリューロッドを回転しながら地盤改良材を地盤に注入して、地盤改良材と地盤とを攪拌混合する従来の地盤改良工法においては、図９のような関係図（片対数グラフ）に基づいて羽根切り回数を設定している。なお、ここでの羽根切り回数は、地盤改良材を地盤中に注入し、地盤改良材と地盤とを攪拌混合するときの羽根切り回数である。
　一方、スクリューロッド貫入時に地盤改良材を注入せず、スクリューロッド引抜時にスクリューロッドを引き抜きながら地盤改良材を注入して、地盤改良材と地盤とを攪拌混合する地盤改良工法において、目標とする変動係数から地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を設定する際にも、この関係図を利用している。
　また、上記のような従来一般の深層混合処理工法では、地盤改良材（セメントスラリー）を原地盤に対して多量に注入するため原地盤の体積が増大することが不可避である。そのため、この体積の増大に起因して原地盤が盛り上がったり、周辺地盤に対して悪影響を及ぼす懸念がある。
　そこで、上記のような深層混合処理工法における周辺地盤に対する悪影響を防止するための対策として、地盤改良材（セメントスラリー）の注入量（吐出量）相当分の土砂を原地盤から排土することで原地盤の体積膨張を回避するという排土式の深層混合処理工法やその施工管理システムが本出願人からも提案されている（例えば、特許文献１参照）。この地盤改良工法で重要な点は、地盤改良材の注入量と排土量とのバランスがとれているかという点であり、この双方の量を把握することが施工管理のポイントとなっている。ただし、地盤改良材の注入量については流量計で計測できるが、施工中の実際の排土量についての把握は困難である。
そこで、特許文献１では、実測試験において、実測排土量Ｖ１および（スクリュー断面積Ｓ）×（スクリューピッチＰ）×（軸回転数Ｎ）の値を求め、これらの結果からＫ＝Ｖ１／（Ｓ×Ｐ×Ｎ）を基に排土係数Ｋを求めている。具体的には、（Ｓ×Ｐ×Ｎ）を横軸、Ｖ１を縦軸とする直交座標上に、（Ｓ×Ｐ×Ｎ）の値に対するＶ１の値の点をいくつかプロットする。これらの点から一次近似式を求める。この一次近似式における傾きがＫとなる。そして、この設定された排土係数Ｋとその後の実施工における実測可能なＳ，Ｐ，Ｎ値とから、Ｖ＝Ｋ×Ｓ×Ｐ×Ｎの算定式によって実施工での推定排土量Ｖを求めている。
特許第３５８３３０７号公報
　しかし、攪拌羽根による地盤改良工法においては、上述したように、羽根切り回数を多くすれば地盤改良材と地盤との混り具合がよくなるものの施工スピードは遅くなり、逆に、羽根切り回数を少なくすると、施工スピードは速くなるものの地盤改良体に所望の強度が発現しない可能性がある。
　また、推定排土量Ｖを求めるための実測試験は、施工現場ごと、土質ごとに３回以上は行う必要があり手間と時間がかかる。また、信頼性の担保のためにはそれなりに相当数のデータ数が必要であるが、実測試験では相当数のデータを得ることが難しい。
　そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、施工品質を確保しつつ施工能率を向上することができる地盤改良工法を提供することを第一の目的とする。
　また、本発明は、信頼性の高い推定排土量をスピーディに算出可能な地盤改良工法における施工管理システムを提供することを第二の目的とする。
　上記の課題を解決するために、出願人は、施工能率に大きく関係する羽根切り回数に着目した。具体的には、スクリューロッド貫入時に地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入するときの羽根切り回数を評価することで本発明に至った。
　具体的には、本発明に係る第一の態様は、攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記ロッドを引き抜く地盤改良工法において、前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、調整羽根切り回数を、予め設定した地盤改良体強度変動係数と調整羽根切り回数との関係から、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて設定し、前記設定された調整羽根切り回数を施工管理項目として地盤改良を行うことにより、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみを施工管理項目とした場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を減少させる。
　前記第一の態様に係る地盤改良工法によれば、調整羽根切り回数に基づいて地盤改良することにより、地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を従来より少なくしてもよくなる。そのため、従来よりも羽根切り回数を減少させて施工能率を向上することができる。
　また、このように構成することで、地盤改良の状況を管理する施工管理システムにおいて、直接的に調整羽根切り回数を用いて施工管理することができる。たとえば、地盤改良の施工管理システムとしてスクリューロッド貫入時の羽根切り回数とスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を改良深度毎に合計して算出・表示できるようにして、調整羽根切り回数を施工管理項目として設定して施工管理することができる。
　また、本発明に係る第二の態様は、攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、調整羽根切り回数を、予め設定した地盤改良体強度変動係数と調整羽根切り回数との関係から、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて設定し、前記設定された調整羽根切り回数からスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を控除したスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を施工管理項目として地盤改良を行うことにより、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみを施工管理項目とした場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を減少させる。
　前記第二の態様に係る地盤改良工法によれば、調整羽根切り回数に基づいて地盤改良することにより、地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を従来より少なくしてもよくなる。そのため、従来よりも羽根切り回数を減少させて施工能率を向上することができる。
　また、このように構成することで、地盤改良の状況を管理する施工管理システムにおいて、スクリューロッド貫入時とスクリューロッド引抜時の羽根切り回数をそれぞれ算出するのみで調整羽根切り回数の算出・表示ができるようになっておらず、スクリューロッド貫入時の羽根切り回数が改良深度毎にほぼ一定にできるようなシステムであれば、スクリューロッド引抜時羽根切り回数を基に施工管理をすることができる。
　また、本発明に係る第三の態様は、攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、目標とする地盤改良体強度変動係数を、予め設定した調整羽根切り回数と地盤改良体強度変動係数との関係から、所定の調整羽根切り回数に基づいて設定し、前記設定された地盤改良体強度変動係数から前記地盤中への前記地盤改良材の注入量を設定し、設定された注入量の前記地盤改良材を前記地盤中に注入することにより、前記地盤改良材を注するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみから前記地盤改良体強度変動係数を求めて前記地盤改良材の注入量を設定した場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材の注入量を減少させる。
　前記第三の態様に係る地盤改良工法によれば、調整羽根切り回数に基づいて地盤改良することにより、施工能率は従来のままであっても地盤改良材の注入量を減らして、地盤改良工法のコストを低減することができる。
　また、本発明に係る第四の態様では、前記第一～第三の態様において、前記地盤中へのスクリューロッド貫入時に前記スクリューロッドから注水する。
　前記第四の態様に係る地盤改良工法によれば、地盤への注水で地盤を軟らかくすることができる。その結果、スクリューロッドの貫入・回転がよりスムーズになって、地盤改良材吐出前の事前の羽根切りによるほぐし効果を高めることができる。
　また、本発明に係る第五の態様では、前記第四の態様において、前記注水の量を、改良対象地盤の液性限界から求めた水量に近似した量とする。
　前記第五の態様に係る地盤改良工法によれば、地盤へ注入する量を適量とすることで、地盤への注水量が多くなり過ぎて地盤改良体の強度が低下してしまうのを防止することができる。つまり、スクリューロッドの貫入・回転がよりスムーズになって、地盤改良材吐出前の事前の羽根切りによるほぐし効果を高めることができるとともに、地盤改良体の強度を確実に確保することができる。
　また、上記の課題を解決するために、本発明に係る第六の態様は、先端部に攪拌羽根を有するスクリューロッドを地中に貫入し、スクリューロッドを介して地中に地盤改良材を注入して、前記攪拌羽根の回転により前記地盤改良材と土砂とを攪拌混合しつつ前記スクリューロッドを引き抜くとともに、前記地盤改良材の注入量相当分の土砂を前記スクリューロッドにより地中から排土する地盤改良工法を実施する際に適用され、前記スクリューロッドの深度、回転数、貫入速度および引抜速度、並びに前記地盤改良材の注入量を検出して監視する施工管理システムにおいて、改良地盤に対する前記地盤改良材スラリー注入量の比率を地盤改良材混入率とし、予め地盤条件別に求められた地盤改良材混入率と排土係数との関係から、所定の地盤改良材混入率に基づいて排土係数を設定し、設定された排土係数と前記回転数とに基づいて前記スクリューロッドによる推定排土量を演算し、その推定排土量を管理項目として監視する。
　前記第六の態様によれば、地盤改良材混入率に基づいて排土係数を設定し、その排土係数に基づいて推定排土量を演算することができ、推定排土量を管理項目とすることで、信頼性の高い推定排土量をスピーディに算出することができる。その結果、原地盤の変位を抑制しつつ地盤改良工法における工期の短縮やコストの低減に貢献できる。
　本発明に係る第七の態様では、前記第六の態様において、前記推定排土量を前記地盤改良材の注入量と比較して施工の良否を判定する。
　前記第七の態様によれば、推定排土量を地盤改良材の注入量と比較して施工の良否を判定することにより、施工信頼性を十分に確保することができ、修正施工の必要性が明確になる。
前記第六および第七の様態を、前記攪拌羽根を備えた前記スクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ前記地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法を実施する際に適用することも可能である。
この場合、例えば前記第六および第七の様態を、先端部に前記攪拌羽根を備えた前記スクリューロッドを前記地盤中に貫入させ、前記先端部が地盤改良範囲の最深部付近に達したら、前記スクリューロッドの先端に設けられた下部吐出口から前記地盤改良材を前記地盤中に吐出して更に貫入を行い、前記スクリューロッドの最先端が前記地盤改良範囲の最深部に達したら、前記撹拌羽根の上部に設けられた上部吐出口から前記地盤改良材を前記地盤中に吐出し、前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法を実施する際に適用することも可能である。
また、前記第六および第七の様態を、前記第一～第三の態様の地盤改良工法を実施する際に適用することも可能である。
　本発明の地盤改良工法によれば、調整羽根切り回数に基づいて地盤改良することにより、地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を従来より少なくすることができる。そのため、従来よりも羽根切り回数を減少させて施工能率を向上することができる。または、施工能率は従来のままにして地盤改良材の注入量を減らして、施工のコストを低減することができる。
　また、本発明の地盤改良工法における施工管理システムによれば、地盤改良材混入率に基づいて排土係数を設定し、その排土係数に基づいて推定排土量を演算することができ、推定排土量を管理項目とすることで、信頼性の高い推定排土量をスピーディに算出することができる。その結果、原地盤の変位を抑制しつつ地盤改良工法における工期の短縮やコストの低減に貢献できる。
本発明の実施形態の地盤改良工法に用いる施工管理システムの概要を示す図である。 本発明の実施形態に用いる施工管理システムにおいて用いる排土係数（粘性土の場合）の決定法を示す図である。 本発明の実施形態の地盤改良工法における羽根切り回数と変動係数との関係を示すグラフである。 本発明実施形態の地盤改良工法における羽根切り回数と変動係数との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に用いる施工管理システムにおける管理データの一例を示す図である。 同システムにおける管理データの他の例を示す図である。 同システムにおいて用いる排土係数（砂質土の場合）の決定法を示す図である。 従来の深層混合処理工法における処理機と施工管理システムの概要を示す図である。 従来の地盤改良工法における羽根切り回数と変動係数との関係を示すグラフである。 本発明が適用可能な深層混合処理工法における処理機の概要を示す図である。 図１０Ａに示すスクリューロッドの先端部の拡大図である。
　以下、本発明の地盤改良工法の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の地盤改良工法は、例えば図１０Ａ及びＢに示した処理機１による排土式の深層混合処理工法に適用される。
つまり、図１０Ａ及びＢの処理機１において、攪拌羽根２を備えたスクリューロッド３を回転しながら、かつ水とセメントからなるセメントスラリー（地盤改良材スラリー）を注入しないで地盤中に貫入する。そして、スクリューロッド３の先端部が所定の改良範囲の上部吐出口５０と下部吐出口６０の間の長さに達したら、スクリューロッド３の先端に設けられている下部吐出口６０からセメントスラリーを地盤中に吐出し、攪拌羽根２により地盤に対する羽根切りを行いつつさらに貫入を行う。そして、スクリューロッド３の最先端が改良範囲の最深部に達したら、今度は攪拌羽根２の上部に設けられている上部吐出口５０からセメントスラリーを地盤中に吐出し、攪拌羽根２により羽根切りを行いつつスクリューロッド３を引き抜いていく。
この地盤改良工法では、地盤改良材スラリー注入量相当分の土砂を排出することで、地盤改良材スラリー注入に伴う地盤変位を低減させている。すなわち、本実施形態で用いられる施工管理システムは、図８に示した従来の施工管理システムを基本としつつ、その管理項目に従来とは算出方法を異ならせた「排土量」を付加して処理機１による排土量を監視し、それを適正に維持することで原地盤の変位（盛り上がりや周辺地盤への悪影響）を防止するように構成されている。
さらに、本実施形態の施工管理システムでは、セメントスラリーと土砂との攪拌混合状態を定量的に把握してそれを適正に管理するべくスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を加味した「羽根切り回数」を管理項目として付加している。
　すなわち、本実施形態で用いられる施工管理システムは、図１にその概要を示すように、品質管理上の管理項目として「材料」、「配合」、「混合（羽根切り回数）」を設定し、出来形管理上の管理項目として「打設位置」、「打設深度」、「着底」を設定し、地盤の変位管理上の管理項目として「排土量」を設定している。それら各管理項目のうち「材料」、「配合」、「打設位置」、「打設深度」、「着底」については図８に示した従来の施工管理システムと共通する。また、「混合（羽根切り回数）」および「排土量」は本実施形態において従来とは内容を変えて付加した管理項目である。
　従来と共通する管理項目のうち、「材料」は地盤改良材としてのセメントスラリーの状態（セメント量や水量）を管理する項目、「配合」はスラリー流量計６により検出されるスラリー注入量（吐出量）と昇降速度計１０により検出されるスクリューロッド３の昇降速度とにより単位深度当たりの注入量が適正であるか否かを管理する項目、「打設位置」はトランシット等による測量により改良杭の形成位置を管理する項目、「打設深度」は深度計９によりスクリューロッド３の位置を検出してそれを管理する項目、「着底」は電流検出計８により検出される駆動装置５の作動状態と昇降速度計１０により検出される貫入速度とからスクリューロッド３の先端が改良対象範囲の最深部に達したか否かを管理する項目である。
　また、本実施形態において付加した管理項目のうち、「排土量」は軸回転計７により検出されるスクリューロッド３の回転数と、スクリュー形状および排土係数とにより推定排土量を演算し、それがスラリー注入量と同等になるように管理する項目である。
　本実施形態においては推定排土量の演算は次のようにして行う。推定排土量Ｖはスクリュー断面積ＳとスクリューピッチＰと軸回転数Ｎの関数であり、その比例定数を排土係数Ｋとして、以下のように表される。
　Ｖ＝Ｋ・Ｓ・Ｐ・Ｎ　　　…（２）
　なお、Ｖ：推定排土量（ｍ３）、Ｋ：排土係数、Ｓ：スクリュー断面積（ｍ２）、Ｐ：スクリューピッチ（ｍ）、Ｎ：軸回転数（回）
　上記（２）式では、スクリュー断面積ＳとスクリューピッチＰは処理機１の固有の定数であるから、排土係数Ｋの値が決まれば、あとは貫入から引き抜きまでの軸回転数Ｎを測定することのみで推定排土量Ｖを演算することができる。
　ここで、本願の発明者らは、排土係数Ｋと地盤改良材混入率ｘとの間に相関関係があるのではないかと考え、多数の工事実績（データ数ｎ＝９９）に基づいて、排土係数Ｋと地盤改良材混入率ｘとの相関関係を調べた。
　ここで、本願の発明者らは、排土係数Ｋと地盤改良材混入率ｘとの間に相関関係があるのではないかと考え、多数の工事実績に基づいて、排土係数Ｋと地盤改良材混入率ｘとの相関関係を調べた。
その結果、図２に示すような地盤改良材混入率ｘと排土係数Ｋとの相関関係が得られた。図２はデータ数ｎ＝９９のものであり、これから下記の式（図２での直線。相関係数ｒ＝０．８１）が得られた。
　Ｋ＝０．５１１６ｘ＋０．００６６　　…（３）
　なお、ｘ：地盤改良材混入率（％）
　上記（３）式は、地盤が粘性土の場合の式であり、相関係数ｒ＝０．８１であるから強い相関があるといえる。同様の相関式は地盤の土質条件ごとに予め求めることができる。
　また、地盤改良材混入率ｘは、改良地盤に対する地盤改良材スラリーの注入量の容積比率のことで、改良地盤の強度をどの程度にするかで決定される。単位改良地盤（１ｍ３）に添加される地盤改良材の添加量（ｋｇ）は予め決めておく。例えば大よそ改良地盤１ｍ３当たりの地盤改良材の添加量は１００ｋｇ程度である。
また、地盤改良材はセメントに水を加えた地盤改良材スラリー（セメントスラリー）として注入するもので、セメント（Ｃ）に対する水（Ｗ）の添加比率Ｗ／Ｃも施工性を考慮して予め設定しておく。なお、Ｗ／Ｃ＝１００％程度に設定するのが一般的である。この場合、添加量１００ｋｇに相当する地盤改良材スラリーは約１３３リットル（セメントの比重を３とする）である。改良地盤１ｍ３中に１３３リットルの地盤改良材スラリーが注入・混入されている場合、地盤改良材混入率ｘ＝０．１３３（１３．３％）となる。このように、地盤改良材混入率ｘは予め決めておく。そして、ｘ＝０．１３３を上記（３）式に代入して排土係数Ｋ＝０．０７５を算出する。
　上記のようにして、所定の地盤改良材混入率ｘに基づいて上記（３）式から予め求めておいた排土係数Ｋを算出設定する。あるいは、地盤改良材混入率ｘと排土係数Ｋの直交座標上において上記（３）式を直線にしたもの（上記図２参照）から地盤改良材混入率ｘに対応する排土係数Ｋを設定する。そして、設定された排土係数Ｋとスクリュー断面積Ｓ、スクリューピッチＰとを管理装置１１に入力しておけば、軸回転計７により検出した軸回転数Ｎを管理装置１１に入力するだけで、上記（２）式により推定排土量Ｖが演算されて算出される。なお、軸回転計７からの軸回転数Ｎの出力を自動で管理装置１１に入力するとよい。そのようにすれば、予め入力された排土係数Ｋ，スクリュー断面積Ｓ，スクリューピッチＰによりスクリューロッド３を引き抜いた後、すぐに推定排土量Ｖが演算されて算出される。そして、本実施形態の施工管理システムにおいては、１本の改良杭を施工するごとにその推定排土量Ｖを演算し、それをスラリー流量計６により検出されるスラリー注入量と比較して施工良否の判定を行う。なお、軸回転数Ｎを調節すれば推定排土量Ｖを増減することができるから、必要であれば推定排土量Ｖが適正になるように刻々と制御することも可能である。
　次に、本実施形態において付加した管理項目である「羽根切り回数」について説明する。羽根切り回数は、スクリューロッド３が単位長さ引き抜かれる際に各攪拌羽根２による羽根切りがなされた回数を示す値である。
つまり、羽根切り回数Ｔ（回／ｍ）＝（スクリューロッド回転数ｎ［回／分］×攪拌羽根枚数Ｍ［枚］）／（スクリューロッド引き抜き速度ｖ［ｍ／分］）で表される。この式における攪拌羽根の総枚数Ｍは処理機固有の定数であるから、軸回転計７により検出される回転数ｎと速度計９により検出される引き抜き速度ｖとにより羽根切り回数Ｔを求めることができる。管理装置１１では攪拌羽根の総枚数Ｍを入力すれば自動的に羽根切り回数Ｔが演算・算出され、羽根切り回数が所定の管理範囲値内であるかどうか分かるようになっている。
　実際の施工においてスクリューロッド３を引き抜きつつ地盤改良材をスラリーにして吐出し、地盤改良材と地盤とを攪拌混合したときの羽根切り回数Ｔ（回／ｍ）と、そこから採取した改良体Ａ～Ｄの強度の変動係数Ｖｃ（％）との関係を表１に示す。また、これらの結果を従来の関係グラフ（図９）にプロットしたものが、図３の三角点Ａ１～Ｄ１である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　この三角点Ａ１～Ｄ１の地盤改良材吐出後の羽根切り回数Ｔに基づく変動係数Ｖｃの大きさは、従来の関係グラフから求めた変動係数Ｖｃの大きさよりも小さい値になっている。つまり、地盤改良材吐出前のスクリューロッド貫入時の羽根切り回数が変動係数に貢献している、言い換えれば、地盤改良材を吐出しないで地盤を攪拌してほぐすことが、その後の地盤改良材を吐出しての地盤攪拌効果に良い影響を与える、と推察できる。
　そこで、地盤改良材吐出・注入前のスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を、地盤改良材を吐出・注入した後のスクリューロッド引抜時の羽根切り回数に算入して加えたものを合計羽根切り回数とした。この合計羽根切り回数と変動係数との関係を表２に示す。これを従来の関係グラフ（図９）にプロットしたものが、図４の丸点Ａ２～Ｄ２である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図４に示すように、丸点Ａ２～Ｄ２の方が、三角点Ａ１～Ｄ１よりも従来の関係グラフに接近している。つまり、合計羽根切り回数で評価してもよいと判断できる。
　図４の４つの丸点Ａ２～Ｄ２における検証範囲付近を回帰式で表したものが下式である。
　Ｖｃ＝－７．４５ｌｎ（Ｔ）＋６４．２２１　ｒ＝０．９３４５　…（４）
　なお、Ｖｃ：変動係数（％）、Ｔ：合計羽根切り回数、ｒ：相関係数、ｌｎ（Ｔ）：自然対数
　本実施形態においては、目標とする変動係数Ｖｃを上記（４）式に代入して合計羽根切り回数Ｔを算出設定し、この合計羽根切り回数Ｔで施工管理する。例えば、地盤改良の施工管理システムとしてスクリューロッド貫入時の羽根切り回数とスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を改良深度ごとに合計して算出・表示できるようにすると、合計羽根切り回数Ｔを施工管理項目として設定して施工管理することができる。なお、上記（４）式を直交座標の図表にしてもよく、その場合は目標とする変動係数Ｖｃをこの図表に当てはめてこれに対応する合計羽根切り回数Ｔを設定してもよい。
　一方で、地盤の種別・硬軟により地盤改良材を吐出しない状態でのスクリューロッドの好ましい貫入速度やそのときの好ましいスクリューロッド回転数は経験上把握されていることから、スクリューロッド貫入時の羽根切り回数はほぼ決まってくると考えられる。
　そして、地盤改良の施工管理システムとしてはスクリューロッド貫入時と引抜時の羽根切り回数をそれぞれ算出するのみで合計羽根切り回数の算出・表示ができるようになっていない場合は、合計羽根切り回数Ｔからスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を差し引く、つまり控除して、スクリューロッド引抜時羽根切り回数を基に施工管理をしてもよい。いずれの方法でも施工管理することができる。
　例えば、地盤改良体強度の変動係数Ｖｃを１５％に設定した場合、上記（４）式によれば、合計羽根切り回数は７４０回となる。スクリューロッド貫入時の羽根切り回数を３００回とする場合、スクリューロッド引抜時の羽根切り回数は４４０回となる。このスクリューロッド引抜時の羽根切り回数は、従来であれば１０００回近い羽根切り回数となっていたが、それと比較すれば大幅な減少となる。このことにより、従来よりもスクリューロッド引抜速度を大きくすることができ、施工能率が向上する。
　実際の地盤改良においては、施工管理システムに表示される合計羽根切り回数またはスクリューロッド引抜時の羽根切り回数が、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて上式（地盤改良体強度変動係数と合計羽根切り回数との関係式）から求めた合計羽根切り回数またはスクリューロッド引抜時の羽根切り回数の所定管理値から外れないように、スクリューロッド回転数やスクリューロッド引抜速度を調整するなどの施工管理をして地盤改良をする。なお、地盤改良体強度変動係数と合計羽根切り回数との関係は上式に限定されず、今後の施工データの積み上げによって変わり得る。
　また、地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の攪拌羽根の羽根切り回数を、地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の攪拌羽根の羽根切り回数に算入して加えたものを合計羽根切り回数とするにあたり、上記実施形態のようにスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を１００％加算する場合の他に、スクリューロッド貫入時の羽根切り回数の一部（例えば、７割～８割程度）を加算する場合や、スクリューロッド貫入時の羽根切り回数の加算に所定の上限値を設ける場合などが、土質条件などの相違によっては考えられる。
本実施形態でのスクリューロッド貫入時の羽根切り回数の算入は、所定係数を乗じて加算することや、所定値を上限として加算することや、地盤改良材を注入しないロッド貫入時の攪拌羽根の羽根切りによる地盤ほぐし効果を考慮して、地盤改良材を注入するロッド引き抜き時の攪拌羽根の羽根切り回数に所定係数を乗じることを含むものであり、単純な加算だけを意味するものではない。
その意味で、本実施形態における合計羽根切り回数は、スクリューロッド貫入時の攪拌羽根の羽根切り回数を調整して算入することを含むものであるから、調整羽根切り回数ともいえる。なお、合計羽根切り回数から貫入時の羽根切り回数を控除して引抜時の羽根切り回数で施工管理する上記実施形態において、貫入時の羽根切り回数を調整した場合、控除する貫入時羽根切り回数は、調整した後の貫入時羽根切り回数である。
　上記の各管理項目は管理装置（コンピューター）１１に入力されて評価すなわち施工の良否の判定がなされ、それに基づき必要に応じて修正施工がなされる。そしてパーソナルコンピュータ１３に施工データが保存され、必要に応じて適宜の管理データ、たとえば図５に示すような「施工結果表」や図６に示すような「杭打設日報」がプリントアウトされる。なお、図５の「施工結果表」においては、目標とする変動係数Ｖｃや管理値としての合計羽根切り回数が表示されていないが、（４）式などを用いての別途の計算によって管理値としての合計羽根切り回数を算出設定し、この管理値を施工管理装置に入力している。
または、変動係数Ｖｃと合計羽根切り回数Ｔとの地盤ごとの回帰式を予めプログラムしておき、施工管理装置に目標とする変動係数Ｖｃと地盤種別を入力することで管理値としての合計羽根切り回数Ｔを算出設定してもよい。
　また、他方の観点としては、スクリューロッド引抜時の羽根切り回数を従来方法と同様な回数に設定した場合、従来よりも変動係数Ｖｃを小さく設定することができる。変動係数Ｖｃを小さく設定できるということは、地盤改良体の現場強度を従来よりも小さく設定することができる。つまり、地盤改良材の注入量を従来よりも少なくすることができる。
このように構成すると、施工能率としては従来と変わりはないが、施工コストについては従来よりも低減させることができる。
　例えば、スクリューロッド引抜時における地盤改良材注入後の羽根切り回数を５００回／ｍとする。従来の技術思想では、このときの地盤改良体強度変動係数は図９から２０％となる。一方、本実施形態では、地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の羽根切り回数をカウントできるため、スクリューロッド貫入時の羽根切り回数を３００回とすれば、合計羽根切り回数は８００回となる。これを上記（４）式に代入すると、変動係数Ｖｃ＝１４．３％となる。
　設計強度１０００ｋＮ／ｍ２とした場合、従来の現場強度設定は１３５０ｋＮ／ｍ２であるが、本実施形態での現場強度設定は１２３０ｋＮ／ｍ２となる。室内配合強度に対して現場強度は０．５～０．８の関係にあるから、これを０．５とすると、現場強度１３５０ｋＮ／ｍ２に対しては室内配合強度２７００ｋＮ／ｍ２であり、現場強度１２３０ｋＮ／ｍ２に対しては室内配合強度２４６０ｋＮ／ｍ２となる。
　セメント（地盤改良材）添加量と室内配合強度との関係は、室内強度試験をして設定するが、室内配合強度２７００ｋＮ／ｍ２に対しては１６５ｋｇ／ｍ３程度、室内配合強度２４６０ｋＮ／ｍ２に対しては１５０ｋｇ／ｍ３程度となる。地盤改良材スラリー（セメントスラリー）の水セメント比は１００％とすることが多いため、これを１００％とすると、添加量１６５ｋｇ／ｍ３に対しては、地盤改良材スラリー注入量１６５ｌ／ｍ３となり、添加量１５０ｋｇ／ｍ３に対しては、地盤改良材スラリー注入量１５０ｌ／ｍ３となる。
　施工においては、所定の合計羽根切り回数（調整羽根切り回数）に基づいて上式（地盤改良体強度変動係数と合計羽根切り回数との関係式）から目標とする地盤改良体強度変動係数を算出設定し、その設定した地盤改良体強度変動係数から、上記のように地盤改良材スラリー注入量を算出設定する。そして、実際の地盤改良材スラリー注入量が、上記で設定した地盤改良材スラリー量（１５０ｌ／ｍ３）に対して所定範囲内におさまるように、地盤改良材スラリー注入量を制御しつつ管理して地盤改良を行う。本実施形態によれば、従来よりも地盤改良材スラリーを減らすことができ、施工コストを低減することができる。
　以上、本実施形態によれば、従来よりも羽根切り回数を減少させて施工能率を上げることができる。また、別の方法としては、施工能率は従来のままにして地盤改良材スラリー注入量を減らして、施工コストを低減することができる。いずれの方法を採用するかについては、実際の現場における優先度を考慮して決定すればよい。もちろん、羽根切り回数を程々に減少させるとともに、地盤改良材スラリー注入量を程々に減少させて、施工能率向上を程々にしつつ、程々のコスト低減効果を得るようにバランスよく調整することも可能である。
　また、本実施形態において、スクリューロッド貫入時にスクリューロッド先端部の地盤改良材スラリー吐出口（図８においてスクリューロッド３の下端位置にある。）から水を吐出・注入してもよい。このように構成すれば、地盤への加水で地盤が軟らかくなり、スクリューロッドの貫入・回転がよりスムーズになって、地盤改良材スラリー吐出前の事前の羽根切りによるほぐし効果が高まると推察される。その場合、変動係数と合計羽根切り回数の想定回帰線は図４に示すグラフにおいて上式によるものよりもさらに下方に位置することが考えられる。
　ただし、このスクリューロッド貫入時の加水もあまり多すぎると地盤改良体強度の低下に影響することが想定される。そのため、この加水量は、多くてもほぼ改良しようとする対象地盤の液性限界から算出した水量までであり、この液性限界から求めた水量に近似した量が好ましいといえる。このスクリューロッド貫入時の加水は、地下水位より上方の地盤に対しては特に効果がある他、本実施形態以外の、攪拌羽根で地盤改良材と地盤とを攪拌混合する従来の地盤改良工法にも適用できる。
　また、以上で説明した本実施形態の施工管理システムによれば、排土式の深層混合処理工法による地盤改良に際して従来と同様の品質管理と出来形管理を行い得ることに加え、実際の排土量に近い排土量をスピーディに推定することができ、精度の高い施工管理ができるとともに施工能率の向上に寄与する。
　加えて、本実施形態の施工管理システムにおいては、羽根切り回数の管理を行うことでセメントスラリーと土砂との攪拌混合の度合いを定量的に把握できるので、優れた地盤改良効果を得ることができる。
　また、排土係数Ｋの演算は、施工管理システム内で土質ごとの複数の相関式がプログラムされていて、施工管理システム内で土質を選択して地盤改良材混入率ｘを入力すれば自動的に演算して算出設定してもよいし、別途の計算機を用いての手計算により排土係数Ｋを算出設定し、この排土係数Ｋの算出値を施工管理システムに入力してもよい。その後の、排土係数Ｋから推定排土量Ｖを演算する方法は既述した通りである。図５の「施工結果表」は、地盤改良材混入率ｘを入力すれば自動的に推定排土量Ｖを演算するシステムの出力例である。
　尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
　例えば、本実施形態では、地盤が粘性土の場合の排土係数の算出式を示したが、地盤が砂質土の場合の排土係数の算出式も粘性土の場合と同様に導き出すことができる。図７は、砂質土の場合の地盤改良材混入率ｘと排土係数Ｋとの相関関係を示すグラフである。図７はデータ数ｎ＝１６の結果であり、これから下記の式（図７での直線）が得られる。
Ｋ＝０．４９３５ｘ－０．０２５２　　…（５）
　なお、上記（５）式は相関係数ｒ＝０．８５８であるから強い相関があるといえる。
このように、土質条件ごとに予め排土係数の算出式を求めておく、あるいは設定図表を作成しておくことにより、スピーディに推定排土量を算出することができる。ただし、本実施形態で説明した相関式は、実施工でのデータをさらに多く取り入れることにより変更され得る。
　例えば、本実施形態における合計羽根切り回数（調整羽根切り回数）による施工管理方法は、地盤改良材注入量相当分の土砂の排出を行う排土式の深層混合処理工法でなくても適用できる。また、本実施形態の排土係数演算手法は、スクリューロッド貫入時に地盤改良材スラリーを地盤内に注入して攪拌する地盤改良工法にも適用できる。
さらに、本発明に係る地盤改良工法および施工管理システムは、攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、スクリューロッドを回転させて地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら攪拌羽根で地盤を攪拌混合しつつ、スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、上記実施形態に開示されたタイミングで地盤改良材を前記地盤中に吐出する工法以外の地盤改良工法に適用することも可能である。
この際、スクリューロッドにおける撹拌羽根の配置は特に限定されない。例えば、スクリューロッドの一部に撹拌羽根を設けない等、撹拌羽根の配置を地盤の性状に合わせて変更したり、撹拌羽根のピッチ間隔を調整して排土量を調節してもよい。また、スクリューロッドにおける吐出口の位置も特に限定されない。
本発明の地盤改良工法によれば、従来よりも羽根切り回数を減少させて施工能率を向上することができる。または、施工能率は従来のままにして地盤改良材の注入量を減らして、施工のコストを低減することができる。
また、本発明の地盤改良工法における施工管理システムによれば、信頼性の高い推定排土量をスピーディに算出することができる。その結果、原地盤の変位を抑制しつつ地盤改良工法における工期の短縮やコストの低減に貢献できる。
１…地盤改良装置（処理機）　２…攪拌羽根　３…スクリューロッド（ロッド）　４…ベースマシン　５…駆動装置　６…スラリー流量計　７…軸回転計　８…電流検出計　９…深度計　１０…速度計　１１…管理装置　５０…上部吐出口　　６０…下部吐出口

Claims (10)

  1. 　攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、
    　前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、
    　前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、
    　調整羽根切り回数を、予め設定した地盤改良体強度変動係数と調整羽根切り回数との関係から、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて設定し、
    　前記設定された調整羽根切り回数を施工管理項目として地盤改良を行うことにより、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみを施工管理項目とした場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を減少させる地盤改良工法。
  2. 　攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、
    　前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、
    　前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、
    　調整羽根切り回数を、予め設定した地盤改良体強度変動係数と調整羽根切り回数との関係から、目標とする地盤改良体強度変動係数に基づいて設定し、
    　前記設定された調整羽根切り回数からスクリューロッド貫入時の羽根切り回数を控除したスクリューロッド引抜時の羽根切り回数を施工管理項目として地盤改良を行うことにより、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみを施工管理項目とした場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を減少させる地盤改良工法。
  3. 　攪拌羽根を備えたスクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、
    　前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法において、
    　前記地盤改良材を注入しないスクリューロッド貫入時の前記攪拌羽根の羽根切り回数を、前記地盤改良材を注入するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数に算入して調整羽根切り回数とし、
    　目標とする地盤改良体強度変動係数を、予め設定した調整羽根切り回数と地盤改良体強度変動係数との関係から、所定の調整羽根切り回数に基づいて設定し、
    　前記設定された地盤改良体強度変動係数から前記地盤中への前記地盤改良材の注入量を設定し、注入量を前記地盤中に注入することにより、前記地盤改良材を注するスクリューロッド引抜時の前記攪拌羽根の羽根切り回数のみから前記地盤改良体強度変動係数を求めて前記地盤改良材の注入量を設定した場合に較べ、同品質を確保する際に前記地盤改良材の注入量を減少させる地盤改良工法。
  4. 　前記地盤中へのスクリューロッド貫入時に前記スクリューロッドから注水する請求項１～３のいずれか１項に記載の地盤改良工法。
  5. 　前記注水の量は、改良対象地盤の液性限界から求めた水量に近似した量である請求項４に記載の地盤改良工法。
  6. 　先端部に攪拌羽根を有するスクリューロッドを地中に貫入し、スクリューロッドを介して地中に地盤改良材を注入して、前記攪拌羽根の回転により前記地盤改良材と土砂とを攪拌混合しつつ前記スクリューロッドを引き抜くとともに、前記地盤改良材の注入量相当分の土砂を前記スクリューロッドにより地中から排土する地盤改良工法を実施する際に適用され、前記スクリューロッドの深度、回転数、貫入速度および引抜速度、並びに前記地盤改良材の注入量を検出して監視する施工管理システムにおいて、
    　改良地盤に対する前記地盤改良材スラリー注入量の比率を地盤改良材混入率とし、
    　予め地盤条件別に求められた地盤改良材混入率と排土係数との関係から、所定の地盤改良材混入率に基づいて排土係数を設定し、
    　設定された排土係数と前記回転数とに基づいて前記スクリューロッドによる推定排土量を演算し、その推定排土量を管理項目として監視する地盤改良工法における施工管理システム。
  7. 　前記推定排土量を前記地盤改良材の注入量と比較して施工の良否を判定する構成とした請求項６に記載の地盤改良工法における施工管理システム。
  8. 前記攪拌羽根を備えた前記スクリューロッドを地盤中に回転しながら、かつ前記地盤改良材を注入しないで所定深度まで貫入し、前記スクリューロッドを回転させて前記地盤改良材を前記スクリューロッドから注入しながら前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法を実施する際に適用される、請求項６または７に記載の地盤改良工法における施工管理システム。
  9. 地盤改良材の注入量相当分の土砂をスクリューロッドにより前記地盤中から排土する地盤改良工法において、先端部に前記攪拌羽根を備えた前記スクリューロッドを前記地盤中に貫入させていきながら貫入させた体積相当分の土砂の排土を行いつつスクリューロッドを貫入していき、前記先端部が地盤改良範囲の最深部付近に達したら、前記スクリューロッドの先端に設けられた下部吐出口から前記地盤改良材を前記地盤中に吐出して更に貫入を行い、前記スクリューロッドの最先端が前記地盤改良範囲の最深部に達したら、前記撹拌羽根の上部に設けられた上部吐出口から前記地盤改良材を前記地盤中に吐出し、前記攪拌羽根で前記地盤を攪拌混合しつつ、前記スクリューロッドを引き抜く地盤改良工法を実施する際に適用される、請求項８に記載の地盤改良工法における施工管理システム。
  10. 請求項１～３のいずれか１項に記載の地盤改良工法を実施する際に適用される、請求項６または７に記載の地盤改良工法における施工管理システム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
JP2018159264A (ja) * 2018-04-13 2018-10-11 株式会社上村開発 地盤改良方法
JP2019090262A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 清水建設株式会社 貫入時補助水施工に対する改良土配合試験方法、及び排土式深層混合処理工法
JP7430103B2 (ja) 2020-04-17 2024-02-09 株式会社フジタ 杭引き抜き孔の地盤改良方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452808A (en) * 1977-10-05 1979-04-25 Japan Dev & Construction Method of construction of deep layer mixing treating pile
JPH09177067A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Raito Kogyo Co Ltd 地盤改良工法およびそのための地盤改良装置
JP2000220134A (ja) * 1999-02-02 2000-08-08 Tenox Corp 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置
JP2001040653A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Fudo Constr Co Ltd 高品質固化処理杭の造成方法
JP3583307B2 (ja) * 1999-01-25 2004-11-04 不動建設株式会社 地盤改良工法における施工管理システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452808A (en) * 1977-10-05 1979-04-25 Japan Dev & Construction Method of construction of deep layer mixing treating pile
JPH09177067A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Raito Kogyo Co Ltd 地盤改良工法およびそのための地盤改良装置
JP3583307B2 (ja) * 1999-01-25 2004-11-04 不動建設株式会社 地盤改良工法における施工管理システム
JP2000220134A (ja) * 1999-02-02 2000-08-08 Tenox Corp 地盤改良工法の管理方法および地盤改良機の管理装置
JP2001040653A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Fudo Constr Co Ltd 高品質固化処理杭の造成方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2018080534A (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 あおみ建設株式会社 深層混合処理装置の管理装置
JP2019090262A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 清水建設株式会社 貫入時補助水施工に対する改良土配合試験方法、及び排土式深層混合処理工法
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
JP2019105084A (ja) * 2017-12-13 2019-06-27 株式会社大林組 地盤改良方法および地盤改良装置
JP2018159264A (ja) * 2018-04-13 2018-10-11 株式会社上村開発 地盤改良方法
JP7430103B2 (ja) 2020-04-17 2024-02-09 株式会社フジタ 杭引き抜き孔の地盤改良方法

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