(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直下向きの配置で回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸の下端部に備えた掘削翼と、同掘削翼の上部に備えた攪拌翼および共回り防止翼とを有し、前記駆動軸のスラリー注入管を通じてセメント系固化材を注入する構成の単軸の掘削施工機を用いた地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法であって、
前記共回り防止翼の側面部に、方位角を検出する３軸角速度センサと傾斜角を検出する３軸加速度センサとを備え、駆動軸の方位角と傾斜角を検出する検出記録装置を収容した装置収容ボックスを取り付け、
前記駆動軸を回転駆動させて、駆動軸の掘削貫入時間に対応する方位角と傾斜角を前記検出記録装置により検出し、
前記駆動軸の引抜時に地上に現れた前記装置収容ボックス内の検出記録装置の検出データ情報を読み取り、該検出記録装置の検出データ情報と、駆動軸の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸の方位角と傾斜角から駆動軸の位置を演算処理して求めることを特徴とする、地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法。
【請求項２】
垂直下向きの配置で回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸の下端部に備えた掘削翼と、同掘削翼の上部に備えた攪拌翼および軸間保持部材とを有し、前記駆動軸のスラリー注入管を通じてセメント系固化材を注入する構成の多軸の掘削施工機を用いた地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法であって、
前記軸間保持部材の側面部に、方位角を検出する３軸角速度センサと傾斜角を検出する３軸加速度センサとを備え、駆動軸の方位角と姿勢角を検出する検出記録装置を収容した装置収容ボックスを取り付け、
前記駆動軸を回転駆動させて、駆動軸の掘削貫入時間に対応する方位角と姿勢角を前記検出記録装置により検出し、
前記駆動軸の引抜時に地上に現れた前記装置収容ボックス内の検出記録装置の検出データ情報を読み取り、該検出記録装置の検出データ情報と、駆動軸の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸の方位角と姿勢角から駆動軸の位置を演算処理して求めることを特徴とする、地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法。
【請求項３】
前記装置収容ボックスは、前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材の側面部に据え付けるための方形状の基部と、基部より幅狭で該基部から立ち上がる装置収容部と、装置収容部の開口部を塞ぐ蓋材とからなり、
前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材は、複数の部材をボルト接合して組み立ててなる構成であり、
前記基部の四隅位置には、前記部材に設けたボルト通し孔と芯が一致するボルト通し孔が設けられており、前記各ボルト通し孔を利用して当該装置収容ボックスを前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材の側面部にボルト接合により取り付けることを特徴とする、請求項１又は２に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法。
【請求項４】
前記検出記録装置の検出データ情報は、前記装置収容ボックスから検出記録装置を取り出して読み取ること、又は前記装置収容ボックス内の検出記録装置から伝送された地上の施工管理装置の画面から読み取ることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法。
【請求項５】
前記掘削施工機は、幅寸が２．５ｍ以下、前後方向の長さが４．０〜８．０ｍ、前記駆動軸の軸径は、０．１〜０．２ｍの小型の地盤改良施工機であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法に技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
深層混合処理工法の中でも、特に液状化対策工事として採用される格子状改良（ＴＯＦＴ工法）は、深層混合処理工法で造成される円柱状の改良体をラップさせて連続した壁（連続壁）を造り、その連続壁を格子状に造る工法である。
格子状改良は、改良体の確実な連続性（ラップ）や強度管理が重要である。特に、改良径（φ）を１．０ｍとした場合の２０ｃｍのラップについては、止水性、格子壁厚（平均８０ｃｍ）の確保、および改良体の格子構造としての一体性、の各観点から、確実な施工が要求される。
また、地中連続壁を施工する工法として、ソイルセメント連続壁工法の一つであるいわゆるＳＭＷ工法（登録商標）についても、ソイルセメント連続壁（柱列壁）の確実な連続性（ラップ）や強度管理が重要であり、止水性、連続壁の壁厚の確保、連続壁の一体性の観点から、やはり確実な施工が要求される。
さらに、下記の特許文献１、２にかかる、本出願人の一人が近年開発した小型の地盤改良施工機は、掘削長が１３．０ｍ程度であるのに対し、使用する駆動軸の軸径（ロッド径）が０．１〜０．２ｍ程度と細いことから同施工機の駆動軸の垂直性の確保や証明が問題となっている。そのため、品質を確保しながら施工できるように、駆動軸の垂直精度（鉛直精度）について、何らかの孔曲がりの管理を行う必要があった。
【０００３】
従来、深層混合処理工法等における掘削翼などを備えた駆動軸（ロッド）の孔曲がり防止（垂直性確保）は、当業者にとって以前から課題とされており、該課題を解決又は改善する技術は種々開示されている（例えば、特許文献３〜５参照）。
【０００４】
前記特許文献３には、傾斜計１４とジャイロセンサ１５とを組み合わせた３次元ジャイロセンサを攪拌掘削軸６の連結軸受１０へ固定した防水型センサケース１６の中に設置して実施することにより、改良装置先端位置を計測する地盤改良装置が開示されている。それぞれの計測値は、図１、図３の信号保護管１８の中に通した信号線を通じて地上の図示を省略した演算処理装置（施工管理装置）へリアルタイムに送られる（請求項２〜６、明細書の段落［００３４］の１〜７行目等、および図３等を参照）。
この地盤改良装置によれば、改良したソイル柱列杭のラップ長の施工管理方法は、先に施工したソイル柱列杭と、これに隣接してラップさせる今回施工のソイル柱列杭それぞれの施工軌跡を、両者の相対的な水平距離として、特には３次元オートジャイロセンサで計測する方位角に基づく補正を加えて実情に近い精度で記録表示すると共に、前記の管理により求めた今回の施工軌跡の曲がり傾向は、適時に先端掘削カッターを逆転貫入掘削に切り換えてリアルタイムに修正を行うので、高品質、高精度の施工を実現出来るとの記載が認められる（明細書の段落［００５８］等を参照）。
【０００５】
前記特許文献４には、回転軸とは別異に設けた補助ロッド１６の内部に、地上の管理装置と接続されたＸ・Ｙ傾斜計１９を具備する地盤改良用の混合処理機が開示されている（請求項３、明細書の段落［００１６］等、および図７等を参照）。
この混合処理機によれば、回転軸３が、その全長にわたり、補助ロッド１６と一体的関係とされ補剛されているから、地盤中の地層の硬軟や障害物の有無あるいは先行の改良部分によって攪拌ヘッド５の逃げとか曲がり、傾斜を生ずるおそれがなく、リーダ２によって設定された垂直度の施工を高精度に実現できる。と同時に土中の建入施工管理は、傾斜計１９によってリアルタイムに測定し記録表示されるから、速やかに施工にフィードバックして品質、信頼性の高い地盤改良に寄与するとの記載が認められる（明細書の段落［００１８］等を参照）。
【０００６】
前記特許文献５には、複数本の単位掘削軸６ｃを長手方向に連結して構成された掘削軸（駆動軸）６内に傾斜計１１ｘ，１１ｙなどの掘削情報検出器が設けられ、この傾斜計１１ｘ，１１ｙの近傍に音響伝送管Ｓの下端に音響発振子１２が配設され、さらに地上側の適宜の位置、たとえば掘削軸６の上端部における音響伝送管Ｓの上端に前記音響発振子１２からの音響信号を受ける受信子１３が設けられている構成の掘削装置が開示されている（明細書の段落［００３７］等、および図４等を参照）。
この掘削装置によれば、信号ケーブル線が不要となり、掘削軸の継ぎ足しにおける信号ケーブル線の連結およびその付帯作業が不要となり、かつ掘削中に傾斜角度などの掘削情報をリアルタイムで得ることができ、もってきわめて高い精度の掘削を行うことが可能となるとともに、多数の単位掘削軸を連結した場合においても確実な信号伝送が可能となるなどの利点がもたらされるとの記載が認められる（明細書の段落［００７１］等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５１８１０６８号公報
【特許文献２】特許第５１９１５７３号公報
【特許文献３】特許第３１５６０４９号公報
【特許文献４】特開平５−２３０８２５号公報
【特許文献５】特許第３２３３８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献３にかかる発明は、攪拌掘削軸６の直上位置の連結軸受１０に固定した防水型センサケース１６から地上の施工管理装置まで鉛直に立ち上がる信号保護管１８を必要とする構成なので、必然的に、当該ケース１６は、最上段の攪拌翼９より上方に取り付けて実施するほかない。
よって、最上段の攪拌翼９より下方の攪拌掘削軸６の掘削精度を計測できない問題があった。また、信号保護管１８を安定した状態で鉛直方向に保持する構成を実現しなければならず、施工手間がかかり煩わしい上にコストが嵩む問題もあった。
【０００９】
上記特許文献４にかかる発明は、掘削孔から地上へ立ち上がる補助ロッド１６内にＸ・Ｙ傾斜計１９を設ける構成なので、必然的に、当該傾斜計１９は、最上段の攪拌ヘッド（攪拌翼）５より上方に取り付けて実施するほかない。
よって、最上段の攪拌ヘッド５より下方の回転軸３の掘削精度を計測できない等、上記特許文献３と同様の問題がった。
【００１０】
上記特許文献５にかかる発明は、掘削軸（駆動軸）６内に傾斜計１１ｘ，１１ｙなどの掘削情報検出器を内蔵して実施する構成なので、前記特許文献３、４にかかる問題は生じない。
しかし、前記掘削軸６内に音響伝送管Ｓ、音響発振子１２等の精密機器を設ける複雑な構成であるが故に、機器自体のコストのほか、機器の取付作業、メンテナンス等が大変煩わしい問題があった。また、前記掘削軸６は、複数本の単位掘削軸６ｃを長手方向に連結してなる構成であるが故に、該単位掘削軸６ｃの各連結部での回転伝達不良や信号伝達不良が生じやすく、精緻な連結作業を要求される煩わしさがある上に、定期的なメンテナンスを必要とする問題もあった。
また、上記特許文献１、２にかかる小型の地盤改良施工機は、駆動軸の軸径が小さいので、当該特許文献４にかかる発明は実施できない問題もあった。
【００１１】
本発明の目的は、シンプル、且つ計測用のワイヤ等の線材を用いない構成で掘削軸の位置を検出することができる、経済性に優れた地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法を提供することにある。
本発明の次の目的は、検出データ情報をリアルタイムでなく、あえて、前記装置収容ボックスが駆動軸の引抜時に地上に現れた段階で読み取れば足りる構成としたことにより、構成全体を簡略化でき、事後の施工に反映させることができる、使い勝手のよい地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法を提供することにある。
また、駆動軸の位置検出のために掘削作業を中断することなく、従来一般の工法と同様の施工を行うことができる、地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、上記特許文献１、２にかかる小型の地盤改良施工機に好適に実施できる地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明にかかる地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法は、垂直下向きの配置で回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸の下端部に備えた掘削翼と、同掘削翼の上部に備えた攪拌翼および共回り防止翼とを有し、前記駆動軸のスラリー注入管を通じてセメント系固化材を注入する構成の単軸の掘削施工機を用いた地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法であって、
前記共回り防止翼の側面部に、方位角を検出する３軸角速度センサと傾斜角を検出する３軸加速度センサとを備え、駆動軸の方位角と傾斜角を検出する検出記録装置を収容した装置収容ボックスを取り付け、
前記駆動軸を回転駆動させて、駆動軸の掘削貫入時間に対応する方位角と傾斜角を前記検出記録装置により検出し、
前記駆動軸の引抜時に地上に現れた前記装置収容ボックス内の検出記録装置の検出データ情報を読み取り、該検出記録装置の検出データ情報（図１０のボックスａ参照）と、駆動軸の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報（図１０のボックスｂ参照）とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸の方位角と傾斜角から駆動軸の位置を演算処理して求める（図１０のボックスｃ参照）ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明にかかる地盤改良工法における駆動軸の位置検出方法は、垂直下向きの配置で回転可能に支持された駆動軸と、同駆動軸の下端部に備えた掘削翼と、同掘削翼の上部に備えた攪拌翼および軸間保持部材とを有し、前記駆動軸のスラリー注入管を通じてセメント系固化材を注入する構成の多軸の掘削施工機を用いた地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法であって、
前記軸間保持部材の側面部に、方位角を検出する３軸角速度センサと傾斜角を検出する３軸加速度センサとを備え、駆動軸の方位角と姿勢角を検出する検出記録装置を収容した装置収容ボックスを取り付け、
前記駆動軸を回転駆動させて、駆動軸の掘削貫入時間に対応する方位角と姿勢角を前記検出記録装置により検出し、
前記駆動軸の引抜時に地上に現れた前記装置収容ボックス内の検出記録装置の検出データ情報を読み取り、該検出記録装置の検出データ情報（図１０のボックスａ参照）と、駆動軸の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報（図１０のボックスｂ参照）とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸の方位角と姿勢角から駆動軸の位置を演算処理して求める（図１０のボックスｃ参照）ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法において、前記装置収容ボックスは、前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材の側面部に据え付けるための方形状の基部と、基部より幅狭で該基部から立ち上がる装置収容部と、装置収容部の開口部を塞ぐ蓋材とからなり、
前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材は、複数の部材をボルト接合して組み立ててなる構成であり、
前記基部の四隅位置には、前記部材に設けたボルト通し孔と芯が一致するボルト通し孔が設けられており、前記各ボルト通し孔を利用して当該装置収容ボックスを前記共回り防止翼又は前記軸間保持部材の側面部にボルト接合により取り付けることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法において、前記検出記録装置の検出データ情報は、前記装置収容ボックスから検出記録装置を取り出して読み取ること、又は前記装置収容ボックス内の検出記録装置から伝送された地上の施工管理装置の画面から読み取ることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法において、前記掘削施工機は、幅寸が２．５ｍ以下、前後方向の長さが４．０〜８．０ｍ、前記駆動軸の軸径は、０．１〜０．２ｍの小型の地盤改良施工機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法によれば、以下の効果を奏する。
（１）シンプル、且つ計測用のワイヤ等の線材を用いない構成で掘削軸の位置を検出することができるので、経済性に優れている。また、前記線材を設置する煩わしさもない。
（２）検出データ情報をリアルタイムでなく、あえて、前記装置収容ボックスが駆動軸の引抜時に地上に現れた段階で読み取れば足りる構成としたので、構成全体を簡略化でき、事後の施工に反映させることができる。また、使い勝手がよい。
（３）駆動軸の位置検出のために掘削作業を中断することなく、従来一般の地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法と同様の施工を行うことができる。
（４）駆動軸内にセンサ等を取り付ける必要が一切ないので、駆動軸の軸径が小さい小型の地盤改良施工機でも好適に実施できる。
（５）請求項３にかかる発明によれば、上記（１）〜（４）に加え、既存の掘削施工機の共回り防止翼に用いたボルトの一部を長尺のボルトに代えるだけで装置収容ボックスを簡易、かつ確実に取り付けることができる。よって、至極合理的であり、作業性、経済性に優れた実施を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】Ａは、実施例１にかかる単軸の掘削施工機の駆動軸の下部構造を拡大して示した立面図であり、Ｂは、Ａの変位抑止板（４ｂ）と鉛直板（４ｃ）を示すｂ矢視図である。
【図２】Ａは、図１の共回り防止翼を抽出して示した正面図であり、Ｂは、同平面図であり、Ｃは、Ｂのｂ−ｂ矢視概略図である。なお、本来は見えない装置収容ボックス内の検出記録装置は、あえて図示している。
【図３】Ａは、前記駆動軸の下部構造の異なる実施例（実施例２）を示した立面図であり、Ｂは、Ａのｂ−ｂ矢視図である。
【図４】Ａは、図３の共回り防止翼を抽出して示した立面図であり、Ｂは、同平面図であり、Ｃは、Ｂのｂ−ｂ矢視概略図である。なお、本来は見えない装置収容ボックス内の検出記録装置は、あえて図示している。
【図５】実施例３にかかる２軸の掘削施工機の駆動軸の下部構造を概略的に示した平面図である。
【図６】Ａは、実施例４にかかる２軸の掘削施工機の駆動軸の下部構造を概略的に示した平面図（Ｂのａ−ａ矢視概略図）であり、Ｂは、同立面図である。
【図７】Ａは、図６の軸間保持部材を抽出して示した平面図であり、Ｂは、Ａの部分正面図であり、Ｃは、Ｂのｂ−ｂ矢視概略図である。なお、本来は見えない装置収容ボックス内の検出記録装置は、あえて図示している。
【図８】実施例５にかかる３軸の掘削施工機の駆動軸の下部構造を概略的に示した立面図である。
【図９】実施例５にかかる５軸の掘削施工機の駆動軸の下部構造を概略的に示した立面図である。
【図１０】本発明にかかる地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法の手順を概略的に示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係る地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
実施例１に係る発明は、図１に示すように、垂直下向きの配置で回転可能に支持された駆動軸１と、同駆動軸１の下端部に備えた掘削翼２と、同掘削翼２の上部に備えた攪拌翼３および共回り防止翼４とを有し、前記駆動軸１に内蔵したスラリー注入管（図示略）を通じてセメント系固化材を注入する構成の単軸の掘削施工機１０を用いた地盤改良工法における駆動軸１の位置検出方法であり、
前記共回り防止翼４の側面部に、図２にも示すように、方位角を検出する３軸角速度センサと傾斜角を検出する３軸加速度センサとを備え、駆動軸１の方位角と傾斜角を検出する検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を取り付けており、
前記駆動軸１を回転駆動させて、駆動軸１の掘削貫入時間に対応する方位角と傾斜角を前記検出記録装置５により検出し、
しかる後、前記駆動軸１の引抜時に地上に現れた前記装置収容ボックス６内の検出記録装置５の検出データ情報を読み取り、該検出記録装置５の検出データ情報（図１０のボックスａ参照）と、駆動軸１の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報（図１０のボックスｂ参照）とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸１の方位角と傾斜角から駆動軸１の位置をコンピュータで演算処理して求める（図１０のボックスｃ参照）ことを特徴とする。
【００２１】
ちなみに、図１中の符号１１、１１は上下のスラスト受け板、符号１２は回転軸筒、符号１３は掘削翼軸、符号１４は攪拌翼軸を示している。
具体的には、駆動軸１の下端部へ攪拌翼軸１４が、嵌め込み式の軸継手により同心状態に接続され、該攪拌翼軸１４の下端部へ掘削翼軸１３が、やはり嵌め込み式の軸継手により同心状態に接続されている。すなわち、前記駆動軸１が回転駆動されると、前記攪拌翼軸１４に取り付けられた攪拌翼３、３、および前記掘削翼軸１３に取り付けられた掘削翼２が連動して回転する構造とされている。一方、前記攪拌翼軸１４の外周には、所定の間隔をあけてスラスト軸受け板１１、１１が延設され、該スラスト軸受け板１１、１１の間に該攪拌翼軸１４と共回りしない構成で回転軸筒１２が挟持され、該回転軸筒１２に共回り防止翼４が設けられている。
【００２２】
この実施例１に用いる単軸の掘削施工機１０の本体は、地盤中に良質の円柱状の改良体を構築できるものであれば種々のバリエーションの掘削施工機（地盤改良施工機）を採用することができる。すなわち、地盤を掘削する掘削翼と、土壌とセメント系固化材とを攪拌混合する攪拌翼と、未改良土の共回りを防止する共回り防止翼とを備えた掘削施工機であれば好適に実施できる。本出願人の一人が近年開発した特許第5191573号にかかる地盤改良施工機、或いは特許第4988061号にかかる地盤改良装置でも好適に実施できる。
ちなみに、実施例１にかかる単軸の掘削施工機１０は、幅寸が２．５ｍ以下、前後方向の長さが４．０〜８．０ｍ、前記駆動軸の軸径は、０．１〜０．２ｍの小型の地盤改良施工機を想定している。
【００２３】
この実施例１にかかる単軸の掘削施工機１０の大きな特徴点は、前記掘削施工機本体の前記共回り防止翼４の側面部に、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を取り付けている点にある。よって、以下、この点の構成を中心に説明する。
【００２４】
図示例にかかる共回り防止翼４は、鋼製で、図２Ｂが分かりやすいように、駆動軸１の径よりも大きい半円状の凹部を有する一対の枠材４ａ、４ａと、掘削孔の円周方向の曲率と等しい円弧面状をなす一対の変位抑止板４ｂ、４ｂとをボルト接合して組み立てられている。
具体的に、前記一対の枠材４ａ、４ａはそれぞれ、前記半円状の凹部で前記駆動軸１を取り囲み、各々が反対方向の直径線方向に配置された状態でボルト７、８で接合され、駆動軸１へ、共回りしない状態に、且つ軸方向へは不動の状態に取り付けられている。
前記一対の変位抑止板４ｂ、４ｂは、前記各枠材４ａの外側端部であって掘削翼４で掘削した掘削孔の孔壁内面へ接する位置にボルト７、８で接合されている。前記変位抑止板４ｂの外面中央部には、半径方向外向きに鉛直板４ｃが突き出され、掘削孔の孔壁土中へ食い込む構成とされている。
なお、前記共回り防止翼４の構成は、もちろん図示例に限定されない。例えば、前記特許第4988061号にかかる共回り防止翼５など、駆動軸１へ、共回りしない状態に、且つ軸方向へは不動の状態に取り付けられている部材であれば好適に実施できる。
また、前記ボルト８は、後述する装置収容ボックス６の取り付け態様を考慮し、前記ボルト７よりも長いボルト（長ボルト）を用いている。
【００２５】
次に、図示例にかかる装置収容ボックス６は、ステンレス製で、前記共回り防止翼４のせいより若干小さく、前記共回り防止翼４を組み立てる際に用いた４本のボルト８を利用して、該共回り防止翼４（枠材４ａ）の側面部にボルト接合して取り付けられている。
前記装置収容ボックス６は、前記共回り防止翼４に据え付けるための基部６ａと、基部６ａより幅狭で該基部６ａから立ち上がる装置収容部６ｂと、装置収容部６ｂの前面開口部を塞ぐ蓋材６ｃとからなる。
前記基部６ａは、その四隅部に前記ボルト８の通し孔が設けられている。すなわち、このボルト通し孔は、枠材４ａ側に設けた対応するボルト通し孔と芯が一致する配置に穿設されている。なお、このボルト通し孔は、スムーズな取り付け作業を実現するべく、水平方向に長い長孔を用いて実施することもできる。
前記装置収容部６ｂは、前記基部６ａと一体成形され、その内部に、後述する検出記録装置５を鉛直姿勢でほぼぴったり嵌め込み得る直方体状の凹部が形成されている。
前記蓋材６ｃは、前記装置収容部６ｂの断面形状とほぼ一致する大きさで、該装置収容部６ｂの前端部（天端部）の四隅部に設けたボルト孔と一致するボルト通し孔を備え、該通し孔にボルト９をねじ込んで開口部を塞ぐ構成とされている。この蓋材６ｃは透明板で実施してもよい。
なお、図示例にかかる装置収容ボックス６は、前記共回り防止翼４（枠材４ａ）の側面部に設けたスチフナー１５の存在を考慮し、いわば、装置収容部６ｂを嵩上げした構成で実施している（図２Ｃ参照）。スチフナー１５が無い場合はその分だけ突き出し長さを小さくして実施でき、土圧抵抗も小さくすることができる。
また、前記装置収容ボックス６の構成は、図示例に限定されない。前記共回り防止翼４の側面部に確実に取り付けることができ、後述する検出記録装置５を安定した状態で収容でき、該検出記録装置５を必要に応じてスムーズに取り出すことができる構成であれば好適に実施できる。ただし、地盤中の障害物に衝突して破損等する虞をできるだけ回避するべく、前記共回り防止翼４のせいより小さくするなど小型化（コンパクト化）した方が好ましい。そのためには、小型の検出記録装置５を採用した方が好適と云える。
ちなみに、本実施例１にかかる装置収容ボックス６は、共回り防止翼４に、ボルト接合手段で取り付けているがこれに限定されず、溶接接合手段で取り付けて実施することも勿論できる。以下の実施例２〜５についても同様の技術的思想とする。
【００２６】
次に、図示例にかかる検出記録装置５は、多摩川精機株式会社製の小型３軸慣性センサユニットが好適に用いられる。前記センサユニットは、電源が供給された前記３軸角速度センサおよび前記３軸加速度センサ等を備え、駆動軸１の方位角と傾斜角を検出することができる。
具体的に、３軸角速度センサ（３軸ジャイロとも云う。）は、ＰＩＴＣＨ・ＲＯＬＬ・ＹＡＷの３軸の角速度を検出することにより、地球の角速度（３６０度／２４時間）から真北方位に対する相対角度を検出して掘削施工機１０の駆動軸１が配置されている方位角を検出するものである。
３軸加速度センサは、例えば、振り子の位置ずれをトルクモータにフィードバックし、トルクモータの電流から傾斜角を得るサーボ加速度計式の傾斜計をＸＹＺの３軸方向に配置し、それぞれの方向の傾斜角を検出して掘削施工機１０の駆動軸１の姿勢変化を検出するものである。なお、３軸加速度センサに利用される傾斜計としては、ひずみゲージ式、或いは差動トランス式を利用してもよい。
なお、本実施例に用いる検出記録装置５は、前記小型３軸慣性センサユニットに限定されない。振動や衝撃に強く、精度や耐久性に優れており、掘削施工機１０の駆動軸１の変位量を連続的かつ自動的に検出できるセンサであれば、適宜採用可能である。
【００２７】
ここで、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を、前記共回り防止翼４の側面部に設置する意義について説明する。
（１）先ず、装置収容ボックス６を共回り防止翼４に設置するのは、共回り防止翼４は自ら回転しないので、駆動軸１の正確な検出データを計測できるからである。
（２）掘削する地盤中には、ガラや礫などの障害物が存在している場合が多い。仮に、装置収容ボックス６を共回り防止翼４の下部に設置すると、掘削貫入時に装置収容ボックス６が障害物に当たって損傷する虞がある。よって、装置収容ボックス６を側面部に設置すれば、下部に設置するよりも、障害物に当たって損傷する虞を低減できる。
（３）仮に、装置収容ボックス６を共回り防止翼４の上部に設置すると、引き抜き攪拌時に改良土が装置収容ボックス６に覆い被さり、付着しやすい問題がある。この付着状態が重度であれば、装置収容ボックス６の蓋材６ｃを取り外して検出データを読み取る手法を採用する場合、蓋材６ｃの取り外し作業に難渋し、スムーズな施工に悪影響を及ぼす虞がある。よって、装置収容ボックス６を側面部に設置すれば、上部に設置するよりも、装置収容ボックス６に改良土が付着する虞を低減できる。
（４）仮に、装置収容ボックス６を共回り防止翼４の上部又は下部に設置すると、必然的に、装置収容ボックス６のせいの分だけ、該共回り防止翼４とその上方または下方に設ける攪拌翼３との間隔が大きくなる。そうすると、攪拌翼３全体の設置間隔が長くなる。当該設置間隔は、本来、掘削施工機１０の制約上なるべく短くする方が好ましいので不合理である。よって、装置収容ボックス６を側面部に設置することで、攪拌翼３全体の設置間隔を短くでき、合理的な構成の掘削施工機１０を実現できる。
（５）また、前記攪拌翼３全体の設置間隔が長くなると、共回り防止効果が十分に発揮できない問題もある。そもそも共回り防止翼４は、回転する攪拌翼３と合わせて粘性土などの共回りを防止する役割もあり、この点から云えば、攪拌翼３との間隔は短い方が効果的である。よって、装置収容ボックス６を側面部に設置すると、攪拌翼３との距離を従来通りに保持でき、従来通りの共回り防止効果を発揮できる。
（６）その他、装置収容ボックス６の取り付け作業、取り外し作業をスムーズに行うことができる。
【００２８】
次に、上記構成の単軸の掘削施工機１０を用いて地盤改良工法における駆動軸の位置を検出する方法について説明する。
【００２９】
先ず、図１、図２に示したように、地盤改良工法に用いる単軸の掘削施工機（地盤改良施工機）１０の共回り防止翼４の側面部に、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６をボルト８（又は溶接）で接合して取り付ける。この取り付け作業は、掘削施工機１０を、円柱状の改良体を構築する場所に位置決めする前でもよいし後でもよい。
【００３０】
次に、円柱状の改良体を構築する部位に位置決めした掘削施工機１０の回転駆動部を起動させて駆動軸１を回転駆動させ、駆動軸１の掘削翼２および攪拌翼３により地盤の掘削と固化材スラリー注入による機械式攪拌方式の地盤改良工程を、該掘削翼２が目標深度に到達するまで垂直下向きに進める。
この工程の間、先ず、前記検出記録装置５の３軸加速度センサで検出される加速度により駆動軸１の初期の傾斜角が算出され、この傾斜角より３軸角速度センサで検出される方位角（角速度）が水平成分及び垂直成分に分解される。そして、駆動軸１を回転させて掘削方向に降下させると、印加される角速度は３軸角速度センサで検出され、検出された角速度信号を積分することにより、駆動軸１の傾斜角及び方位角を検出することができる。
【００３１】
前記駆動軸１（掘削翼２）が目標深度に到達した後は、掘削施工機１０の回転駆動部により駆動軸１を引き抜き攪拌させて地上へ引き抜く。
【００３２】
しかる後、次の円柱状の改良体を構築する部位へ掘削施工機１０を移動させると共に、地上に現れた装置収容ボックス６内の検出記録装置５の検出データ情報を、地上の掘削施工機１０などに設けた施工管理装置のコンピュータ画面に伝送して（又は装置収容ボックスから検出記録装置を取り出して）読み取る（図１０のボックスａ参照）。
【００３３】
一方、駆動軸１の掘削貫入時間と掘削貫入深度は、地上の掘削施工機１０等に設けた従来一般の施工管理装置により計測される（図１０のボックスｂ参照）。
よって、前記検出記録装置５の検出データ情報と前記施工管理装置により計測されたデータ情報とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸１の方位角と傾斜角から駆動軸１の位置をコンピュータで演算処理して求める（図１０のボックスｃ参照）ことにより、掘削作業中の掘削施工機１０の駆動軸１の絶対位置（３軸方向の傾き）、すなわち掘削貫入深度、方位角（変位）、傾斜角（傾斜姿勢）を連続的且つ自動的に検出することができる。
【００３４】
所定の部位に移動させた掘削施工機１０は、掘削作業を再開し、前述の工程を次に構築する円柱状の改良体について行う（前記段落[0030]〜[0033]参照）。
以後、前述の工程を繰り返し行い、所定の範囲にわたり良質の円柱状の改良体を構築する。
【００３５】
そして、構築した改良体毎に取得した駆動軸１の位置に関するデータ情報について、構造設計上の許容値を超える孔曲がりをしていないと判断される場合は、孔曲がりしていないことを確認、証明するデータとして保存（管理）する。前記許容値を超える孔曲がりをしていると判断される場合は、孔曲がりしている改良体の近傍位置に掘削施工機１０を位置決めし、掘削作業を再開し、当該改良体とラップする新たな改良体を構築する等の補完作業を行う。
かくして、信頼性の高い高品質の連続壁を格子状等に形成した地下構造物を実現することができる。
【実施例２】
【００３６】
図３と図４は、上記実施例１にかかる単軸の掘削施工機１０の異なる実施例を示している。上記実施例１と同一の構成部材は同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３７】
この実施例２は、上記実施例１と比し、上記共回り防止翼４を上下二段の配置で実施している点が主に相違する。
すなわち、実施例２にかかる共回り防止翼４’は、水平方向に一連にボルト接合してなる枠材４ａ’、４ａ’を、小径の攪拌翼３を間に挟んで上下二段の配置とし、これを上下方向に長い変位抑止板４ｂ’で一体的に接合したダブルタイプに構成している。前記変位抑止板４ｂ’の外面から突き出された鉛直板４ｃ’も前記変位抑止板４ｂ’に沿って上下に長く構成し、掘削孔１６の孔壁土中へ例えば１０ｃｍ程度食い込んで前記掘削翼２及び攪拌翼３とは共回りしない構成としている。
このダブルタイプの共回り防止翼４’によれば、実施例１に係るシングルタイプの共回り防止翼４の構成では、地盤土壌が柔らかい等の原因で必要十分な土圧抵抗が得られず、芯ブレや変位の防止効果に乏しい条件下での地盤改良施工において、鉛直貫入精度を高めることに効果的に機能する。すなわち、上下二段のダブルタイプの共回り防止翼４’としたので、その分だけ変位抑止板４ｂ’および鉛直板４ｃ’の受圧面積が十分に大きく構成できるからである。
この実施例２では、上下二段構成の共回り防止翼４’の中間部位に攪拌翼３が設置されているから、掘削土と固化材スラリーとの攪拌効果も高いものとなる。
【００３８】
この実施例２にかかる単軸の掘削施工機１０’の大きな特徴点は、上記実施例１と同様に、前記掘削施工機本体の前記共回り防止翼４’の上段部分（又は下段部分）の側面部に、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を取り付けている点にある。
前記共回り防止翼４’、前記検出記録装置５、および前記装置収容ボックス６の具体的構成は既に説明しているので省略する（前記段落[0024]〜[0026]、[0037]参照）。
前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を、前記共回り防止翼４’の側面部に設置する意義についても既に説明しているので省略する（前記段落[0027]参照）。
【００３９】
要するに、この実施例２は、上記実施例１と比し、装置収容ボックス６を取り付ける共回り防止翼４’の形態が相違するだけで、駆動軸１の位置の検出については、何ら影響を与えるものではない。
よって、前記掘削施工機１０’を用いた地盤改良工法における駆動軸１の位置は、上記実施例１と同様の手順で検出することができる（前記段落[0029]〜[0034]、及び図１０参照）。
したがって、構築した改良体毎に取得した駆動軸１の位置に関するデータ情報について、構造設計上の許容値を超える孔曲がりをしていないと判断される場合は、孔曲がりしていないことを確認、証明するデータとして保存（管理）する。前記許容値を超える孔曲がりをしていると判断される場合は、孔曲がりしている改良体の近傍位置に掘削施工機１０’を位置決めし、掘削作業を再開し、当該改良体とラップする新たな改良体を構築する等の補完作業を行う。
かくして、信頼性の高い高品質の連続壁を格子状等に形成した地下構造物を実現することができる。
【実施例３】
【００４０】
図５は、上記実施例１、２にかかる駆動軸１を２軸とした掘削施工機３０の実施例を示している。
この実施例３にかかる掘削施工機３０は、前記共回り防止翼４（４’）を構成する枠材４ａ（４ａ’）に、該枠材４ａ（４ａ’）と直交する配置で軸間保持部材１７を設け、隣接する枠材４ａ（４ａ’）の軸筒部同士をボルト、溶接等の接合手段で連結している。なお、両端部に軸筒部を備えた軸間保持部材１７に枠材４ａ（４’）をボルト、溶接等の接合手段で接合して実施することも勿論できる。実施例２にかかる共回り防止翼４’の場合は、上部および下部の枠材４ａ’にそれぞれ軸間保持部材１７を上下二段の配置で設ける。
【００４１】
上記構成の２軸の掘削施工機３０を用いて地盤改良工法を実施する場合、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６は、より正確な検出データ情報を取得するべく、前記軸間保持部材１７の側面部に、上記実施例１、２と同様の手法で取り付けて駆動軸１の位置を検出する作業を行う。実施例２にかかる共回り防止翼４’の場合は、上部側（又は下部側）の枠材４ａ’の側面部に取り付けて駆動軸１の位置を検出する作業を行う。
【００４２】
要するに、この実施例３は、上記実施例１、２と比し、装置収容ボックス６を取り付ける相手材が相違するだけで、駆動軸１の位置の検出については、何ら影響を与えるものではない。
よって、前記２軸の掘削施工機３０を用いた地盤改良工法における駆動軸１の位置は、上記実施例１、２と同様の手順で検出することができる（前記段落[0029]〜[0034]、及び図１０参照）。
したがって、構築した改良体毎に取得した駆動軸１の位置に関するデータ情報について、構造設計上の許容値を超える孔曲がりをしていないと判断される場合は、孔曲がりしていないことを確認、証明するデータとして保存（管理）する。前記許容値を超える孔曲がりをしていると判断される場合は、孔曲がりしている改良体の近傍位置に掘削施工機３０を位置決めし、掘削作業を再開し、当該改良体とラップする新たな改良体を構築する等の補完作業を行う。
かくして、この実施例３によれば、上記実施例１、２と同様に、信頼性の高い高品質の連続壁を格子状等に形成した地下構造物を実現することができる。
【実施例４】
【００４３】
図６Ａ、Ｂは、２軸の掘削施工機４０の異なる実施例を示している。上記実施例１、２と同様の役割を果たす構成部材は同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
この実施例４にかかる掘削施工機４０は、上下二段に配置された両端部に軸筒部を備えた軸間保持部材１７のうち、下段側（又は上段側）の側面部に、前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を、上記実施例１、２と同様の手法で取り付けて実施している（図７も参照）。
ちなみに、図６中の符号４１は先端注入孔、符号４２は上部注入孔、符号４３は先導カッター、符号４４は前記軸間保持部材１７の両端部にボルト、溶接等の接合手段で設けた共回り防止板を示している。
【００４４】
要するに、この実施例４は上記実施例３と同様に、上記実施例１、２と比し、装置収容ボックス６を取り付ける相手材が相違するだけで、駆動軸１の位置の検出については、何ら影響を与えるものではない。
よって、前記２軸の掘削施工機４０を用いた地盤改良工法における駆動軸１の位置は、上記実施例１、２と同様の手順で検出することができる（前記段落[0029]〜[0034]、及び図１０参照）。
したがって、構築した改良体毎に取得した駆動軸１の位置に関するデータ情報について、構造設計上の許容値を超える孔曲がりをしていないと判断される場合は、孔曲がりしていないことを確認、証明するデータとして保存（管理）する。前記許容値を超える孔曲がりをしていると判断される場合は、孔曲がりしている改良体の近傍位置に掘削施工機４０を位置決めし、掘削作業を再開し、当該改良体とラップする新たな改良体を構築する等の補完作業を行う。
かくして、この実施例４によれば、上記実施例１〜３と同様に、信頼性の高い高品質の連続壁を格子状等に形成した地下構造物を実現することができる。
【実施例５】
【００４５】
図８と図９は、３軸又は５軸の掘削施工機５０、５０’を用いたソイルセメント連続壁工法における駆動軸１の位置検出方法の実施例を示している。上記実施例１〜４と同様の役割を果たす構成部材は同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
上記実施例１〜４は、地盤改良工法を中心に説明したが、この実施例５にかかるソイルセメント連続壁工法であっても同様に駆動軸１の位置を検出することができる。なぜなら、掘削施工機５０、５０’や駆動軸１の形態、セメント系固化材の配合、掘削翼２等の構成部材の形態の違いこそあれ、上記実施例３、４と同様に、軸間保持部材１７に前記検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を取り付けることができる点においては、何ら変わりはないからである。
【００４６】
要するに、この実施例５は上記実施例３、４と同様に、上記実施例１、２と比し、装置収容ボックス６を取り付ける相手材が相違するだけで、駆動軸１の位置の検出については、何ら影響を与えるものではない。
よって、前記３軸又は５軸の掘削施工機５０、５０’を用いたソイルセメント連続壁工法における駆動軸１の位置は、上記実施例１、２と同様の手順で検出することができる（前記段落[0029]〜[0034]、及び図１０参照）。
したがって、構築した各改良体（エレメント）毎に取得した駆動軸１の位置に関するデータ情報について、構造設計上の許容値を超える孔曲がりをしていないと判断される場合は、孔曲がりしていないことを確認、証明するデータとして保存（管理）する。前記許容値を超える孔曲がりをしていると判断される場合は、孔曲がりしている改良体の近傍位置に掘削施工機５０、５０’を位置決めし、掘削作業を再開し、当該改良体とラップする新たな改良体を構築する等の補完作業を行う。
かくして、この実施例５によれば、信頼性の高い高品質の山留め壁を実現することができる。
【００４７】
以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００４８】
１    駆動軸
２    掘削翼
３    攪拌翼
４    共回り防止翼
４ａ  枠材
４ｂ  変位抑止板
４ｃ  鉛直板
４’  共回り防止翼
４ａ’枠材
４ｂ’変位抑止板
４ｃ’鉛直板
５    検出記録装置（センサユニット）
６    装置収容ボックス
６ａ  基部
６ｂ  装置収容部
６ｃ  蓋材
７    ボルト
８    ボルト（長ボルト）
９    ボルト
１０    単軸の掘削施工機
１０’  単軸の掘削施工機
１１    スラスト受け板
１２    回転軸筒
１３    掘削翼軸
１４    攪拌翼軸
１５    スチフナー
１６    掘削孔
１７    軸間保持部材
３０    ２軸の掘削施工機
４０    ２軸の掘削施工機
４１    先端注入孔
４２    上部注入孔
４３    先導カッター
４４    共回り防止板
５０    ３軸の掘削施工機
５０’  ５軸の掘削施工機
【要約】
【課題】シンプル、且つ計測用のワイヤを用いない構成で掘削軸の位置を検出することができる、経済性に優れた、使い勝手のよい、地盤改良工法又はソイルセメント連続壁工法における駆動軸の位置検出方法を提供する。
【解決手段】共回り防止翼４又は軸間保持部材１７の側面部に検出記録装置５を収容した装置収容ボックス６を取り付けた状態で駆動軸１を回転駆動させ、駆動軸１の掘削貫入時間に対応する方位角と傾斜角を検出記録装置により検出し、駆動軸１の引抜時に地上に現れた検出記録装置５の検出データ情報を読み取り、該データ情報と、駆動軸１の掘削貫入時間と掘削貫入深度を測定する地上の施工管理装置のデータ情報とをコンピュータへ入力し、両データ情報に共通する掘削貫入時間を基に掘削貫入深度における駆動軸１の方位角と傾斜角から駆動軸１の位置を演算処理して求める。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005490301.tif 000008
【図８】
0005490301.tif 000009
【図９】
0005490301.tif 000010
【図１０】
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