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技術 地盤改良システム及び地盤改良工法

出願人 ライト工業株式会社
発明者 阿部正直宮川充
出願日 2015年10月30日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-214274
公開日 2016年5月23日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2016-089623
状態 特許登録済
技術分野 地盤中に固結物質を施すことによる地盤強化
主要キーワード 工事区画 仮想区画 掘削加工 撹拌回数 リアルタイム値 立方体形 検出指標 撹拌作業
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

地盤改良における種々の情報をリアルタイムに把握することができ、高品質、高効率な地盤改良工程を実現する地盤改良システム及び地盤改良工法を提供する。

解決手段

地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられた回転ヘッド5の現在位置を検出する位置検出手段9a、回転ヘッド5の回転速度を検出する回転速度検出手段9c、及び、回転ヘッド5の掘削深度を検出する深度検出手段9e、を有する検出手段9と、検出手段9による検出結果の時間履歴を記録する記録部8と、地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積仮想的に区画した場合の各仮想区画Xにおける羽根切り回数を、検出手段9による検出結果に基づき演算する制御部7と、検出結果のリアルタイム値を表示する表示画面6と、を有する地盤改良システム。

概要

背景

掘削刃及び攪拌翼を有する掘削ヘッド地盤内部へと降下させ、セメントミルク等の地盤改良材地盤混合撹拌しつつ、地盤を改良する方法が行われている。例えば、特許文献1には、ベースマシンブームアームが接続され、更にアームに混合攪拌手段が接続されており、その混合攪拌手段を一区画ずつ移動させて帯状改良地盤を得て、最終的に、複数の工事区画縦横に連なった改良地盤を得る方法が開示されている。

概要

地盤改良における種々の情報をリアルタイムに把握することができ、高品質、高効率な地盤改良工程を実現する地盤改良システム及び地盤改良工法を提供する。地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられた回転ヘッド5の現在位置を検出する位置検出手段9a、回転ヘッド5の回転速度を検出する回転速度検出手段9c、及び、回転ヘッド5の掘削深度を検出する深度検出手段9e、を有する検出手段9と、検出手段9による検出結果の時間履歴を記録する記録部8と、地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積仮想的に区画した場合の各仮想区画Xにおける羽根切り回数を、検出手段9による検出結果に基づき演算する制御部7と、検出結果のリアルタイム値を表示する表示画面6と、を有する地盤改良システム。

目的

本発明が解決しようとする主たる課題は、地盤改良における種々の情報をリアルタイムに把握することができ、高品質、高効率な地盤改良工程を実現する地盤改良システム及び地盤改良工法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられて前記地盤を掘削及び撹拌する回転ヘッドの現在位置を検出する位置検出手段、前記回転ヘッドの回転速度を検出する回転速度検出手段、及び、前記回転ヘッドの掘削深度を検出する深度検出手段、を有する検出手段と、前記検出手段による検出結果の時間履歴を記録する記録手段と、前記地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積仮想的に区画した場合の各仮想区画における撹拌回数を、前記検出手段による検出結果に基づき演算する演算手段と、前記検出結果のリアルタイム値を表示する表示手段と、を有する地盤改良システム

請求項2

前記回転ヘッドが、前記地盤を改良するための地盤改良材を前記地盤に対して注入する改良材注入手段を更に有し、前記検出手段が、前記地盤への前記地盤改良材の注入量を検出する流量検出手段を更に有する、請求項1に記載の地盤改良システム。

請求項3

前記検出手段が、前記回転ヘッドの回転に対する負荷を検出する回転負荷検出手段を更に有する、請求項1又は請求項2に記載の地盤改良システム。

請求項4

前記表示手段が、前記地盤において、予め設定された掘削位置である掘削設定位置の情報と、前記回転ヘッドの現在位置の情報とを重畳表示する、請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の地盤改良システム。

請求項5

前記演算手段が、前記掘削設定位置に係る前記仮想区画の撹拌回数が予め設定された規定値以上となったか否かを判定し、前記表示手段が、撹拌回数が前記規定値以上の仮想区画と撹拌回数が前記規定値未満の仮想区画とを区別して表示する、請求項4に記載の地盤改良システム。

請求項6

地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられて前記地盤を掘削及び撹拌する回転ヘッドの現在位置、前記回転ヘッドの回転速度、及び、前記回転ヘッドの掘削深度、を検出する検出工程と、前記検出工程における検出結果の時間履歴を記録する記録工程と、前記地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積に仮想的に区画した場合の各仮想区画における撹拌回数を、前記検出結果に基づき演算する演算工程と、前記検出結果のリアルタイム値を表示する表示工程と、を有する地盤改良工法

技術分野

0001

本発明は、地面を掘削加工して地盤改良材とを混合、撹拌する地盤改良機械に用いる地盤改良システム及び地盤改良工法に関する。

背景技術

0002

掘削刃及び攪拌翼を有する掘削ヘッド地盤内部へと降下させ、セメントミルク等の地盤改良材を地盤と混合撹拌しつつ、地盤を改良する方法が行われている。例えば、特許文献1には、ベースマシンブームアームが接続され、更にアームに混合攪拌手段が接続されており、その混合攪拌手段を一区画ずつ移動させて帯状改良地盤を得て、最終的に、複数の工事区画縦横に連なった改良地盤を得る方法が開示されている。

先行技術

0003

特開2009−221770号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記特許文献1に開示のものは、ベースマシンを単に区画に応じて予め設定された距離移動させつつ掘削を行うものであり、設定された区画と現実掘削箇所との位置ずれを把握しておらず、またその位置調整を行っていない。地盤改良における種々の情報がリアルタイムに表示され、作業者にとって把握可能となっていれば、より一層高品質かつ高効率に地盤改良を進めることができる。また、地盤の掘削や混合攪拌のプロセスにおける種々の履歴情報が記録されるようになっていれば、地盤の固さや作業工程の履歴情報を用いて、将来における再度の地盤改良を円滑に行うことができる。

0005

本発明が解決しようとする主たる課題は、地盤改良における種々の情報をリアルタイムに把握することができ、高品質、高効率な地盤改良工程を実現する地盤改良システム及び地盤改良工法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この課題を解決した本発明は、以下の趣旨に基づく。

0007

[趣旨1]
地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられて前記地盤を掘削及び撹拌する回転ヘッドの現在位置を検出する位置検出手段、
前記回転ヘッドの回転速度を検出する回転速度検出手段、及び、
前記回転ヘッドの掘削深度を検出する深度検出手段、を有する検出手段と、
前記検出手段による検出結果の時間履歴を記録する記録手段と、
前記地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積仮想的に区画した場合の各仮想区画における撹拌回数を、前記検出手段による検出結果に基づき演算する演算手段と、
前記検出結果のリアルタイム値を表示する表示手段と、を有する地盤改良システム。

0008

[趣旨2]
前記回転ヘッドが、前記地盤を改良するための地盤改良材を前記地盤に対して注入する改良材注入手段を更に有し、
前記検出手段が、前記地盤への前記地盤改良材の注入量を検出する流量検出手段を更に有する、請求項1に記載の地盤改良システム。

0009

[趣旨3]
前記検出手段が、前記回転ヘッドの回転に対する負荷を検出する回転負荷検出手段を更に有する、請求項1又は請求項2に記載の地盤改良システム。

0010

[趣旨4]
前記表示手段が、
前記地盤において、予め設定された掘削位置である掘削設定位置の情報と、前記回転ヘッドの現在位置の情報とを重畳表示してもよい。

0011

[趣旨5]
前記演算手段が、
前記掘削設定位置に係る前記仮想区画の撹拌回数が予め設定された規定値以上となったか否かを判定し、
前記表示手段が、
撹拌回数が前記規定値以上の仮想区画と撹拌回数が前記規定値未満の仮想区画とを区別して表示してもよい。

0012

[趣旨6]
地盤上を走行可能な地盤改良機械に備えられて前記地盤を掘削及び撹拌する回転ヘッドの現在位置、前記回転ヘッドの回転速度、及び、前記回転ヘッドの掘削深度、を検出する検出工程と、
前記検出工程における検出結果の時間履歴を記録する記録工程と、
前記地盤を所定面積及び所定深さを有する単位体積に仮想的に区画した場合の各仮想区画における撹拌回数を、前記検出結果に基づき演算する演算工程と、
前記検出結果のリアルタイム値を表示する表示工程と、を有する地盤改良工法。

0013

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

発明の効果

0014

本発明によれば、地盤改良における種々の情報をリアルタイムに把握することができ、高品質、高効率な地盤改良工程を実現する地盤改良システム及び地盤改良工法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

実施形態に係る地盤改良工法を実現する地盤改良機械の外観図である。
制御部と各部との接続の様子を示すブロック図である。
地盤に複数の仮想区画を形成した様子を示す説明図である。
表示画面での表示例1を示す図である。
表示画面での表示例2を示す図である。
変形例に係る地盤改良機械の外観図である。

実施例

0016

装置構成
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る地盤改良工法を実現するための地盤改良機械1の外観図である。地盤改良機械1は、キャタピラ等の移動手段2を備えて地盤G上を自在に移動可能な機械本体3に、ブーム4を介して回転ヘッド5が備えられて構成される。図1は、地盤改良機械1の側面図と、その回転ヘッド5部分の正面図とを示している。

0017

回転ヘッド5は、地盤Gを掘削して地盤GにN1を削孔し、その坑N1にセメントミルク等の地盤改良材を注入しつつ撹拌するためのもので、掘削手段、撹拌手段、改良材注入手段を有する。掘削手段は掘削刃が回転することにより地盤Gを掘削し、地盤G内部へと鉛直方向に回転ヘッド5を下方進行(降下)させるものである。撹拌手段は撹拌翼が回転することにより、掘削された地盤Gの土と地盤改良材とを撹拌するものである。改良材注入手段は、ポンプホース等を有して構成され、掘削された地盤Gの坑N1内に地盤改良材を注入するものである。なお、掘削手段と撹拌手段とは、各々の機能に特化した別々の刃やを有してもよいし、掘削と撹拌の両方の機能を発揮するブレードが、両手段の機能を兼備するものとして回転ヘッド5に備えられていてもよい。本実施形態では、回転ヘッド5の掘削手段及び撹拌手段は、電動モータにより駆動される。以下、回転ヘッド5の回転とは、主として掘削手段及び/又は撹拌手段の回転を意味する。

0018

機械本体3内部には運転席が設けられ、その運転席の周りには各種操作ボタン及び操作レバー等を有して構成される操作部10が設けられている。この操作部10を操作することにより、移動手段2を制御して地盤改良機械1を移動させたり、ブーム4を制御して回転ヘッド5の位置を移動させたり、回転ヘッド5を制御して掘削、撹拌、改良材注入作業を実行したりすることができるようになっている。運転席の周囲には、表示画面(表示手段)6も配置されている。表示画面6には、地盤改良作業における種々の情報が表示可能であるが、詳細は後述する。

0019

機械本体3内部には、制御部(演算手段)7と記録部(記録手段)8とが設けられている。図2は、制御部7と各部との接続の様子を示すブロック図である。制御部7は、操作部10、移動手段2、ブーム4、回転ヘッド5、検出手段9、表示画面6、記録部8に接続されている。操作部10が操作されることによる操作指令が制御部7に入力されることにより、制御部7から移動手段2、ブーム4、回転ヘッド5に制御指令が送信され、機械本体3の移動、ブーム4の移動、回転ヘッドの動作(地盤Gの掘削や撹拌、改良材の注入)が実行されるようになっている。なお、この検出手段9、記録部8、制御部7、表示画面6を有して地盤改良システムWが構築されている。

0020

検出手段9は、位置検出手段9a、回転負荷検出手段9b、回転速度検出手段9c、速度検出手段9d、深度検出手段9e、傾斜角度検出手段9f、流量検出手段9gを有して構成される。各検出手段9a〜9gの配置位置については特段限定されない。地盤改良機械1内又はその近傍の適切な位置に配置され、各々の検出手段9a〜9gが検出対象を検出可能とされていればよい。ただし、いずれもが制御部7と情報通信可能に接続されている。

0021

位置検出手段9aは、回転ヘッド5の現在位置、すなわち地盤G上での二次元的位置を検出するものである。典型的には、位置検出手段9aとしてGPS測位手段が使用可能である。位置検出手段9aの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、回転ヘッド5が地盤G上のどの位置にあるかをリアルタイムに把握することができる。制御部7は、位置検出手段9aの検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0022

回転負荷検出手段9bは、回転ヘッド5の回転に対する負荷を検出するためのものである。本実施形態では、具体的には回転負荷検出手段9bとしての電流検出手段が回転ヘッド5の回転に必要な電流を検出する。典型的には、電流検出手段として電流計が使用可能である。回転ヘッド5の回転に必要な電流とは、掘削手段及び/又は撹拌手段の回転に必要な電流を意味する。電流検出手段の検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、回転ヘッド5のモータへの負荷をリアルタイムに把握することができる。モータへの負荷は、地盤Gの硬さを指標する。つまり、電流値が大きいほど、その地盤Gが硬いことを意味する。制御部7は、電流検出手段の検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0023

回転速度検出手段9cは、回転ヘッド5の回転速度(時間あたり回転数)を検出するものである。回転ヘッド5の回転速度は、ここでは、撹拌手段(撹拌翼)の単位時間あたり回転数(rps又はrpm)を意味する。回転速度検出手段9cの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、撹拌手段が地盤のある仮想区画を何回撹拌したかを把握することができる。地盤のある仮想区画における撹拌回数は羽根切り回数とも呼ばれ、当該仮想区画での地盤改良の進行の程度(例えば、本実施形態では、地盤改良が完了したか否か。)を指標する数値である。制御部7は、回転速度検出手段9cの検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0024

速度検出手段9dは、回転ヘッド5の掘削速度を検出するものである。掘削速度は、鉛直下方向に向かう回転ヘッド5の速度である。速度検出手段9dの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、回転ヘッド5の下方移動速度をリアルタイムに把握することができる。掘削速度と時間との積算に基づき回転ヘッド5の先端が地中のどのくらいの深さ位置にあるかをリアルタイムに把握することもできる。制御部7は、速度検出手段9dの検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0025

深度検出手段9eは、回転ヘッド5の掘削深度を検出するものである。掘削深度は、回転ヘッド5の先端が地中どのくらいの深さ位置にあるかを示す数値である。回転ヘッド5の掘削深度は、回転ヘッド5の掘削速度と時間との積算により求める手法や、回転ヘッド5の先端近傍に配置した測距センサにより、地盤G表面に設置した検出指標との距離を計測する手法など、種々の手法により検出することができる。深度検出手段9eの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、回転ヘッド5の先端の地中深さをリアルタイムに把握することができる。制御部7は、速度検出手段9dの検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0026

傾斜角度検出手段9fは、回転ヘッド5の傾斜角度を検出するためのものである。傾斜角度検出手段9fは、例えば、ブーム4と回転ヘッド5との接続部分の近傍に配置され、回転ヘッド5が鉛直方向からどの程度傾斜したかを検出する。傾斜角度検出手段9fの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、回転ヘッド5の先端が、本来あるべき位置からどの程度水平方向にずれているかをリアルタイムに把握することができる。制御部7は、傾斜角度検出手段9fの検出結果を表示画面6へと送信可能である。

0027

流量検出手段9gは、改良材注入手段による地盤への地盤改良材の注入量を検出するものである。典型的には、流量検出手段9gとして流量計が使用可能である。流量検出手段9gの検出結果が制御部7に送信されることにより、制御部7は、掘削中の地盤Gへの改良材の注入量をリアルタイムに把握することができる。制御部7は、流量検出手段9gの検出結果を表示画面6へと送信可能である。なお、地盤改良材としては、液体状のものも粉体状のものも用いられる場合があり、流量検出手段9gは、それらの流量(単位時間あたりの注入体積又は注入重量)を検出する。

0028

表示画面6は、例えば機械本体3の運転席に配置されて、制御部7からの受信情報に基づき種々の情報を表示するものである。表示画面6としては、CRT液晶表示装置プラズマディスプレイ等の種々の表示装置が適用可能である。表示画面6での画面表示例については、後述する。

0029

記録部8は、各種情報プログラム等を記録するためのもので、典型的には、ハードディスク等の磁気メモリ光学メモリフラッシュメモリ等を使用可能である。本実施形態では、記録部8には、検出手段9による検出結果が、すべて時刻情報とともに記録され、時間履歴情報として格納されるようになっている。

0030

<仮想区画の説明>
図3は、地盤Gに複数の仮想区画Xを形成した様子を示す説明図である。本実施形態では、仮想区画Xは、破線仕切られた立方体形状の区画であり、例えば一辺が50cmである。図3(a)は地盤Gの平面図であって、地盤G表面に仮想区画X(1,1)〜X(25,1)が形成されている様子を示している。図3(b)は地盤GのX(1,1)を通る断面図であって、深さ方向に仮想区画X(1,1)〜X(1,5)が形成されている様子を示している。したがって、本実施形態では、1つの仮想区画X(1,1)の地盤G表面での面積(所定面積)が0.25m2であり、その深さ(所定深さ)が0.5mである。

0031

仮想区画Xの形状は立方体に限られず、直方体多角形柱状、円柱状、楕円柱状であってもよい。また、その寸法(所定面積、所定深さ)も本実施形態の例に限られない。改良作業対象としての地盤Gを縦・横・深さ方向にいくつの仮想区画に区切るかについても、適宜設定可能である。地盤Gを仮想区画Xに区切ることにより、各仮想区画Xごとに撹拌回数(羽根切り回数)が所定値以上か否かを評価することができる。

0032

<表示例1>
図4は、表示画面6での表示例1を示す図である。表示例1では、表示画面6に、地盤Gの平面図が表示され、その周囲に各種情報のリアルタイム値が表示される。地盤Gの平面図内には、掘削設定位置12と回転ヘッド5の現在位置13とが表示されている。掘削設定位置12は、予め設定された掘削位置であり、本実施形態では、複数の掘削設定位置12が坑番号A−1−1,A−1−2,A−1−3・・・のように番号付けされて表示されている。

0033

掘削設定位置12の情報は、例えば予め記録部8に記録されており、制御部7を介して表示画面6へと送信される。又は、他の記録媒体から有線通信又は無線通信により制御部7へと送信され、その後表示画面6へと送信される。回転ヘッド5の現在位置13は、位置検出手段9aによる検出結果に基づき、表示画面6上に表示される。掘削設定位置12と回転ヘッド5の現在位置13とが地盤Gの平面図上に重畳表示されるので、地盤改良機械1の操作者は、回転ヘッド5の位置と掘削すべき坑の位置との位置ずれを把握することができる。

0034

この表示例1では、地盤改良が完了した坑番号A−1−1,A−1−2に対応する掘削設定位置12と地盤改良が未完了の坑番号A−1−3に対応する掘削設定位置12とを区別して表示している。すなわち、坑番号A−1−1,A−1−2と坑番号A−1−3とを色分け表示している。それにより、地盤改良が完了した坑番号に対応する掘削設定位置12がどれであるかを簡単に判別することができる。なお、ある坑番号に対応する掘削設定位置12での回転ヘッド5による掘削及び撹拌作業が完了し、その掘削設定位置12に対応する仮想区画Xのすべてにおいて、羽根切り回数が予め設定された規定値以上となった場合に、制御部7は、その坑番号に対応する掘削設定位置12において「地盤改良が完了した」と判定する。規定値は、記録部8に記録されていてもよい。

0035

なお、もちろん、色分け等による区別表示は、上述のように、「地盤改良が完了したか否か」に基づいて行われる場合に限られない。記録部8に複数の規定値が記録されており、羽根切り回数が各規定値以上となるごとに異る色分け表示によって区別表示されるものであってもよい。また、ここでいう「羽根切り(撹拌)」は、一般的には、改良材注入手段による地盤改良材の坑への注入後に行われる。もちろん、それに限られず、地盤改良材の注入なく地盤Gを撹拌することを「羽根切り」と概念することも可能である。

0036

図4における地盤Gの平面図の周囲には、坑番号表示14a、回転負荷検出手段9bの検出結果に基づく回転負荷表示(電流値表示)14b、回転速度検出手段9cの検出結果に基づく回転速度表示14c、速度検出手段9dの検出結果に基づく速度表示14d、深度検出手段9eの検出結果に基づく深度表示14e、流量検出手段9gの検出結果に基づく流量表示14gがされている。

0037

なお、図4に示す表示例1では、地盤改良機械1が回転ヘッド5を2つ有する場合の例を示している。したがって、回転負荷表示14b、回転速度表示14c、流量表示14gにおいては、それぞれ2つの数値が表示されている。もちろん、地盤改良機械1が回転ヘッド5を1つだけ有するものであってもよい。

0038

このように、表示画面6に、坑番号が表示されることで、作業者は、現在作業中の坑番号及び/又は次に作業すべき坑番号を容易に把握することができ、作業効率が向上する。回転ヘッド5の現在位置13が表示されることで、掘削設定位置12との位置ずれ量を容易に把握することができる。電流値が表示されることで、現在掘削及び/又は撹拌作業中の地盤Gの硬さを容易に把握することができる。回転ヘッド5の回転速度、掘削速度、深度、地盤改良材の注入流量が表示されることで、作業の状況をリアルタイムに把握することができ、作業の進度状況や問題点の発生の有無を容易に知ることができる。

0039

なお、これら各検出手段による検出結果は、時刻情報と共に時間履歴として記録部8に記録される。検出結果の時間履歴は、時刻情報と共に表示画面6に表示可能である。例えば、表示画面6に、横軸時刻縦軸を回転ヘッド5の深度とするグラフを表示可能である。それにより、後日、地盤改良の作業工程を履歴情報として確認することができる。例えば、数年後にこの地盤Gに対して再び地盤改良作業を行う場合に、参考情報として利用可能である。

0040

<表示例2>
図5は、表示画面6での表示例2を示す図である。表示例2では、表示画面6に、地盤Gの平面図15a及び断面図15bが仮想区画Xごとに区画して表示されている。平面図15aでは、地盤G表面での仮想区画X(1,1)〜X(5,1)が表示され、断面図15bでは、地盤Gの深さ方向における仮想区画X(1,1)〜X(1,3)が表示されている。

0041

各仮想区画Xは、地盤改良作業の進行の程度に応じて、例えば色分け表示のように区別して表示されている。ここでは、記録部8に複数の規定値(0%,20%,40%,60%,80%)が記録されており、地盤改良作業の進行の程度を、例えば、0%以上20%未満、20%以上40%未満、40%以上60%未満、60%以上80%未満、80%以上、の5段階で色分け表示している。地盤改良作業の進行の程度は、予め設定された所定回数の羽根切り回数(基準回数Tという)に対する特定の仮想区画Xにおける羽根切り回数の割合で示した数値である。特定の仮想区画Xにおける羽根切り回数は、制御部7の演算処理により算出される。

0042

例えば、基準回数Tが10回である場合に、回転ヘッド5が仮想区画X(2,1)全体を通過し、回転ヘッド5の回転速度、下降速度等の情報に基づき仮想区画X(2,1)内での羽根切り回数が10回以上であると制御部7が算出した場合には、仮想区画X(2,1)の地盤改良作業の進行の程度は100%となる。例えば、仮想区画X(2,2)において、制御部7が算出した羽根切り回数が8回である場合には、仮想区画X(2,1)の地盤改良作業の進行の程度は80%となる。また、例えば、回転ヘッド5が仮想区画X(3,1)を通過した体積が仮想区画X(3,1)の全体体積に対して半分であり、かつ、仮想区画X(3,1)における羽根切り回数が10回である場合には、制御部7は、仮想区画X(3,1)の地盤改良作業の進行の程度を50%と算出する。すなわち、特定の仮想区画Xでの地盤改良作業の進行の程度P、特定の仮想区画Xにおける羽根切り回数Q、特定の仮想区画Xの全体体積R、回転ヘッド5が特定の仮想区画Xを通過した体積Sとすると、P=100*(Q*S)/(T*R)[%]で表すことができる。なお、この場合において、仮想区画X(3,2)について、回転ヘッド5が仮想区画X(3,2)の体積の半分を通過し、仮想区画X(3,2)内での羽根切り回数が8回である場合には、仮想区画X(3,2)の地盤改良作業の進行の程度P=100*0.5*8/10=40%となる。

0043

このように、各仮想区画Xごとにその地盤改良作業の進行の程度を色分け表示することにより、地盤改良すべき仮想区画Xに対し、漏れなく基準回数T以上の撹拌(羽根切り)を実現することができる。また、作業が一旦中断し、再開する場合においても、地盤改良作業が完了した部位、作業が不充分な部位、作業が未着手な部位を容易に確認することができる。

0044

以上、実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。

0045

[変形例]
図6は、変形例に係る地盤改良機械1Bの外観図である。この地盤改良機械1Bにおいて、実施形態1の地盤改良機械1と同様の構成について同様の符号を付し、その説明を省略する。地盤改良機械1Bは、キャタピラ等の移動手段2を備えて地盤G上を自在に移動可能な機械本体3に、ブーム4を介して回転ヘッド5が備えられて構成される。

0046

機械本体3内部には運転席が設けられ、その運転席の周りには各種操作ボタン及び操作レバー等を有して構成される操作部10が設けられている。この操作部10を操作することにより、移動手段2を制御して地盤改良機械1を移動させたり、ブーム4を制御して回転ヘッド5の位置を移動させたり、回転ヘッド5を制御して掘削、撹拌、改良材注入作業を実行したりすることができるようになっている。運転席の周囲には、表示画面(表示手段)6も配置されている。表示画面6には、地盤改良作業における種々の情報が表示可能であるが、詳細は後述する。

0047

機械本体3内部には、制御部(演算手段)7と記録部(記録手段)8とが設けられている。制御部7は、操作部10、移動手段2、ブーム4、回転ヘッド5、検出手段9、表示画面6、記録部8に接続されている。変形例に係る地盤改良機械1Bは、回転ヘッド5の掘削手段及び撹拌手段が油圧により動作制御されるように構成されている。

0048

この地盤改良機械1Bにおいては、掘削手段及び/又は撹拌手段の回転(回転ヘッド5の回転)に対する負荷を検出する回転負荷検出手段を、回転速度検出手段9cが兼ねている。すなわち、回転速度検出手段9cにより検出された単位時間あたりの回転数が減少し、又は0となって停止した場合に、回転ヘッド5の回転に対する負荷が増大したと判断することが可能である。逆に、回転速度検出手段9cにより検出された単位時間あたりの回転数が増大した場合に、回転ヘッド5の回転に対する負荷が減少したと判断することが可能である。したがって、回転速度表示14cと別に表示画面6に表示される回転負荷表示14bでは、実施形態で説明した電流値ではなく、回転速度検出手段9cによって検出された回転数に応じた負荷の大小が、例えば色分け表示やバー表示等により表示される。

0049

実施形態の地盤改良機械1による坑N1の断面は、図1にその斜視図を示すように、大略2つの円が近接配置される形状(いわゆるひょうたん型)となるが、変形例の地盤改良機械1Bによる坑N2の断面は、図6にその斜視図を示すように、大略四角形状となる。

0050

G:地盤N1,N2:坑
P:特定の仮想区画での地盤改良作業の進行の程度
Q:特定の仮想区画における羽根切り回数
R:特定の仮想区画の全体体積S:回転ヘッドが特定の仮想区画を通過した体積
T:基準回数W:地盤改良システム
X:仮想区画
1,1B:地盤改良機械2:移動手段
3:機械本体 4:ブーム
5:回転ヘッド 6:表示画面(表示手段)
7:制御部(演算手段) 8:記録部(記録手段)
9:検出手段 9a:位置検出手段
9b:回転負荷検出手段 9c:回転速度検出手段
9d:速度検出手段 9e:深度検出手段
9f:傾斜角度検出手段 9g:流量検出手段
10:操作部 12:掘削設定位置
13:回転ヘッドの現在位置 14a:坑番号表示
14b:回転負荷表示 14c:回転速度表示
14d:速度表示 14e:深度表示
14g:流量表示15a:平面図
15b:断面図

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