(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入ホースを介して圧送ポンプに接続された注入ロッドを用いて、流動性の低いモルタルを間欠的に地盤中に注入することにより、該地盤中に塊状の造成体を連続的に形成する地盤改良工法であるコンパクショングラウチング工法に適した施工管理方法であって、
圧送される上記モルタルの流量と圧力をリアルタイムで計測し、
リアルタイムで得られる上記モルタルの注入量および注入圧の情報に応じて、上記圧送ポンプの稼働状態をリモートコントロールすることを特徴とするコンパクショングラウチング施工管理方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法を実施するためのシステムであって、
圧送されるモルタルの流量をリアルタイムで計測するための流量検出器と、
圧送されるモルタルの圧力をリアルタイムで計測するための圧力検出器と、
リアルタイムで得られる上記モルタルの注入量および注入圧の情報に応じて、圧送ポンプの稼働状態をリモートコントロールするためのコンピュータと、を有することを特徴とするコンパクショングラウチング施工管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
開示技術は、砂や礫や細粒分から成る骨材等の素材を有する低スランプ（０〜１０ｃｍ等）のモルタルを構築物の下の地盤等に注入するコンパクショングラウチングの最適施工を行うための技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く山間林野部が多く、しかも、複雑に入り組んだ長い海岸線に迫っている特殊な地勢条件の我が国にあっては、農耕牧畜は勿論のこと、各種産業施設は勿論、住宅等に有効利用し得る平野部は限られており、したがって、土地の有効再利用を可能であるようにする地盤改良技術が旧来より鋭意研究開発され、各種の改良技術が実用化されてはいる。
【０００３】
しかしながら、地盤の性情については様々であり、これを強化するべく旧くから当該地盤に所定ピッチを介して、削孔を形成して、当該削孔内から地盤中に所定の凝固材や固結材を充填圧入し、それらの自己硬化作用や地下水との化学反応による固結を介し、地山の硬化を図って当該地盤の強度アップを図るようなにした技術はある。
【０００４】
而して、かかる技術はとして、当業者に周知の如く一般には薬液注入工法や粉体圧入攪拌工法等の技術が各種開発されて実用化されてはいるが、世界有数の地震国である我が国にあっては、改良された地盤に於いても液状化現象や地盤の不等沈下や傾斜や凹凸を招く不具合を生じる場合はしばしば生じている。
【０００５】
これに対処するに、例えば、特許第２７４３２３２号に係る発明に示されているような、所謂コンパクショングラウチング工法技術が研究開発され、近時実用化も成されるようになり、その実績もかなり増加しているという良好な結果が得られてはいる。
【０００６】
しかしながら、当該コンパクショングラウチング工法は従来の薬液注入技術や粉体注入技術に比して、新規な工法であるが為に、改良すべき様々な問題を有している。
【０００７】
以下に、当該コンパクショングラウチング工法技術を図３以下の図面によって略説する。
まず、図３に示す基本的施工態様において、表層１´の地盤１，２の下側の地盤３´内に注入ロッド４を臨ませ、下部の支持層３´´まで当該注入ロッド４を到達させる。その間にトップダウン方式あるいはボトムアップ方式により低スランプ（０〜１０ｃｍ等）のモルタルを間欠的に注入して、各サイクルで塊状に接合して、周囲の軟弱地盤３´を圧縮させ、或いは、表層１´の水平化地盤改良を行う。
また、図４の（ホ），（ヘ）に示す様に、地盤３の液状化防止や不等沈下に対する補強を行ったり、当該地盤３´の上に構築した構造物６の傾斜状態や沈下を防止し、当該構造物６の所定に機能の安定化保持を図る技術とされている。
【０００８】
而して、当該コンパクショングラウチング工法では、図５に示す様に、低スランプのモルタルを構成する混合プラント（素材混合プラント）１０を用いる。この混合プラント１０においては、ダンプトラック１９やバックホウ２３等を利用して、固化材としてのセメント２０、及び、礫、砂、粘土等を最適に配合した骨材２１が、ホッパー２４、２５、２５´等に所定量供給される。
【０００９】
さらに、当該混合プラント１０にあっては、水タンク２６が搬入セットされ、各モルタルの素材はスクリュータイプのミキサー３０により、圧入プラント１１のポンプ車２８のポンプホッパー２９に導入されて、所定に均質状態に混合攪拌される。さらに、圧送ポンプ４４により、注入ホース３１を介し、注入ロッド４から軟弱地盤内の所定地層部位に塊状タイプの造成体５を積層状に相互接合形成するようにしていた。
【００１０】
しかしながら、このようなコンパクショングラウチング施工にあってはモルタルが低スランプ（０〜１０ｃｍ等）であるために、従来の薬液注入工法等に比して注入ロッド４まで圧送ポンプ４４から送給する注入ホース３１の長さは１００メートルを超える長距離輸送等では圧損が大きく、したがって、精々６０メートル前後の長さしか設計態様が取れないネックがあった。
【００１１】
また、当該施工プラントの設計態様に自由度が低いというネックがあるのみならず、コンパクショングラウチング施工においては、加えて次のような問題があった。
【００１２】
即ち、コンパクショングラウチング施工においては前述した如く、低スランプのモルタルの流動性が極めて低く、長工程の注入ホース３１が用い難い点もあり、また、その中途において流量や圧力を検出するための流量計や圧力計も低スランプのモルタルの故に適当なものが無く、最適経済性に見合うコンパクショングラウチング施工ができないという欠点があった。
【００１３】
また、前述した如く地盤の液状化現象や不等沈下防止等に画期的な効果がある当該コンパクショングラウチング工法の真価が近時認められるようになり、施工実績も増大すると、その施工システム、施工管理において、モルタルの最適管理システムによる注入が強く求められる状況になってきた。
【００１４】
そして、また、かかる低スランプのモルタルに対する流量計や圧力計等の装置類も精密なものが案出されて実用化可能になってきており、したがって、コンパクショングラウチング施工の最適注入のコンパクショングラウチングの施工管理装置によるシステムの現出が強く望まれていた。
【００１５】
而しながら、前述した如く、コンパクショングラウチング施工技術は前記特許第２７４３２３２号等限られた新規な施工であるために、最適注入施工が行える管理システムはその強い潜在的な要望があるにもかかわらず、その現出がされていない難点があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
この出願の発明の目的は、施工成績のよいコンパクショングラウチング工法のメリットを充分に生かしながら、最適効率の施工を経済的に充分に見合うようにして行えるようにし、しかも、その注入の制御管理がリアルタイムで行えるようにもし、また、適用対象の地盤の性情にマッチングする最適注入がディスプレイを介して直接的に目視、或いは、記録が行えるようにして、建設産業における土木技術利用分野に益する優れたコンパクショングラウチング管理方法及びシステムを提供せんとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）記載の方法および下記（２）記載のシステムによって達成される。
【００１８】
（１）  注入ホースを介して圧送ポンプに接続された注入ロッドを用いて、流動性の低いモルタルを間欠的に地盤中に注入することにより、該地盤中に塊状の造成体を連続的に形成する地盤改良工法であるコンパクショングラウチング工法に適した施工管理方法であって、
圧送される上記モルタルの流量と圧力をリアルタイムで計測し、
リアルタイムで得られる上記モルタルの注入量および注入圧の情報に応じて、上記圧送ポンプの稼働状態をリモートコントロールすることを特徴とするコンパクショングラウチング施工管理方法。
【００１９】
（２）  上記（１）記載の方法を実施するためのシステムであって、
圧送されるモルタルの流量をリアルタイムで計測するための流量検出器と、
圧送されるモルタルの圧力をリアルタイムで計測するための圧力検出器と、
リアルタイムで得られる上記モルタルの注入量および注入圧の情報に応じて、圧送ポンプの稼働状態をリモートコントロールするためのコンピュータと、を有することを特徴とするコンパクショングラウチング施工管理システム。
【００２０】
詳細に説明すると、この出願の発明の構成は低スランプのモルタルにより、地盤中にコンパクショングラウチングの注入施工を行うに際し、施工中の該モルタルの注入の状態をリアルタイムで測定して最適注入量をコントロールするようにするコンパクショングラウチング管理装置であって、注入ロッドの直前注入ホースにて注入するモルタルの流量と圧力がリアルタイムで計測してビューレコーダー等のデイスプレイに直接的に視認可能に表示すると共にチャート式の記録紙やファイル形式のデジタル方式で記録して注入状況を監視するようにすることを基幹とし、而して、上記モルタルの注入量、及び、注入圧をコンピューターに入力して、最適データに圧送ポンプの稼働状態に集中的にコントロールするようにし、また、上記注入ロッドの地盤表面から該注入ロッドでの注入ホースの圧損を予め実測値からデータ化しておき、実注入稼働に際し、当該圧損を補正した圧力表示を行うようにもするようにした技術的手段を講じたものである。
【００２１】
［作用］
而して、上述構成において、低スランプ（０〜１０ｃｍ等）のモルタルを用いてコンパクショングラウチング施工を行うにあたっては、各ホッパーに貯留した砂や礫や細粒分から成る骨材等をミキサーで混合し、所定長さの注入ホースを介して注入ロッドに供給する。そして、この注入ロッドの先端から地盤中に塊状タイプの造成体を積層状に圧入させて、周囲地盤を圧縮して、地盤改良を行う。
【００２２】
そして、この地盤改良施工に際し、圧送ポンプから注入ロッドの基端部までの部位に圧力検出メーターと流量検出メーター等の施工管理装置を設置し、検出データを瞬時、或いは、累計的にビューレコーダー等のディスプレイ装置に入力して目視するとともに、チャート式の記録紙やファイル形式のデジタル方式により記録し、フロッピーディスク等を介し、パソコンに入力してリアルタイムに注入するモルタルの量を検出し、コンパクショングラウチング施工を行う。
【００２３】
また、最適注入のモルタル量に修正するようにポンプ稼働を操作し、最適注入効果が現れるようにし、施工能率も良く、経済的にも充分にみあうようにし、その際、注入ロッド内における圧損等は予め実測データーや試験施工等によりデータ化されたものを用いて注入ロッド先端での注入圧力を補正するようにし、高施工能率で設計通りのコンパクショングラウチングシステムが合理的にまた、信頼性高く、高精度でできるようにしたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次ぎにこの出願の発明の実施しようとする形態を添付図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【００２５】
なお、図３以下の図面態様と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
【００２６】
図示実施例の態様は図３以下に示すコンパクショングラウチング施工の液状化現象防止、或いは、軟弱地盤改良の態様である。
【００２７】
そして、この出願の発明においては、軟弱地盤３´に対するコンパクショングラウチング工法を施工するに際し、低スランプ（０〜１０ｃｍ等）のモルタルを用いる。当該コンパクショングラウチング施工を行うに際し、図１における混合プラント１０は前記図５に示した態様と同一のものを用いることができる。
【００２８】
図１において、混合プラント１０中のホッパー２４，２５，２５´には、固化材としてのセメント２０、及び、砂や礫や細粒分２１が所定量供給貯留されている。ホッパー２５´の横には、水タンク２６が装備されている。ジェネレーター車２７には、管理システム計装品が装備されている。各ホッパー２４，２５，２５´は、上記ジェネレーター２７に電気的に接続されている。
【００２９】
また、ポンプホッパー２９に接続された注入ホース３１を介して、注入ロッド４が予め、地盤３´内に削孔して嵌入されている。該注入ホース３１の近くには、施工管理装置４５が介装されている。
【００３０】
すなわち、施工管理装置４５以外は図５に示す在来態様を用いることができるものである。
【００３１】
而して、注入ロッド４の基端部に接続されている注入ホース３１の所定部位（に設置した施工管理装置４５のケーシング内）には、図２に示す検出ボックス４８が介装されている。
【００３２】
そして、検出ボックス４８には電気式歪計タイプの圧力検出メーター（圧力検出器）４９が設けられ、また、その後段には電気式の周公知の流量検出メーター（流量検出器）５０が介装されている。
【００３３】
圧力検出メーター４９及び流量検出メーター５０は、注入ホース３１に介装されており、該注入ホース３１内を圧送される低スランプモルタルの圧力および流量を直ちに正確に検出できるものが用いられているものである。
【００３４】
圧力検出メーター４９は、図２に示すように、記録計としての液晶ビューレコーダー４７に電気的に接続されている。そして、該圧力検出メーター４９により検出されたモルタルの検出データは、変圧変換器５１を介して液晶ビューレコーダー４７に送信されるようになっている。
【００３５】
一方、後段の流量検出メーター５０は、記録計としての液晶ビューレコーダー４７に電気的に接続されているとともに、施工管理装置４５内に設けた所定カウンタ５２に電気的に接続されている。そして、該流量検出メーター５０により検出された流量検出データ（注入ホース３１内を圧送される低スランプのモルタルの流量データ）は、液晶ビューレコーダー４７に電気的に入力されるとともに、流量パルス５３が該所定カウンタ５２に入力される。
【００３６】
なお、流量検出メーター５０から液晶ビューレコーダー４７に接続されているリードケーブルには瞬時流量５４が入力されるようにされている。
【００３７】
また、５５は起算カウンターとしてのパラメータで上記流量検出メーター５０からの流量パルス５３から分岐した流量パルスを入力するようにされると共に、パルス信号５６を液晶ビューレコーダー４７に入力するようにされている。
【００３８】
また、設定カウンタ５２はブザー５７に接続されると共に、ステップ信号５８を液晶ビューレコーダー４７に入力することができるようにされている。
【００３９】
このようにされることにより、注入ホース３１内を圧送される低スランプのソイルモルタルは、圧力検出メーター４９及び流量検出メーター５０による検出を経て、その詳細がリアルタイムで液晶ビューレコーダー４７に表示される。これにより、注入ホース３１内を流過する低スランプモルタルの流過状態を、視認監視することができるようになる。その結果、予め用意したプログラムに沿っての注入ホース３１、即ち、注入ロッド４内に注入される低スランプのモルタルの量と比較して、該液晶ビューレコーダー４７と電気的に接続されているパソコン４６を操作することにより、圧送ポンプ４４の稼働状態をリモートコントロール的に操作して、実体的に設計注入量に調整することができる。
【００４０】
また、液晶ビューレコーダー４７に入力された圧力検出データと流量検出データは、フロッピーディスク５９に記録されるようになっている。そのため、パソコン４６を操作することにより、次段以降のコンパクショングラウチング施工データとして有効に利用することができる。
【００４１】
したがって、この出願の発明においては、地盤３´内に注入ロッド４を介して低スランプのモルタルを注入するに際し、該低スランプのモルタルの注入量をリアルタイムで監視できるようになっている。また、パソコン４６を介し、直ちに設計通りの流量にリモートコントロール的に操作して設計通りの最適注入量にすることができるようになっている。よって、この出願の発明によれば、設計通りの信頼性の高い地盤改良施工が行われる。
【００４２】
なお、正確を期するためには、検出する圧力データや流量データは、注入ロッド４による造成体５の注入部位に於いて検出することが望ましい。しかしながら、実際の施工において機構学的に無理であり為に、該注入ロッド４内に於ける圧損は設計通りの造成体５の形成には役立たない。そこで、予め試験施工等において得た実測データをプログラムしておいて、検出ボックス４８から注入ロッド４の造成体５の注入部位までの補正データをパソコン４６を介し入力して、圧送ポンプ４４をリモートコントロールする。
【００４３】
このようにすることにより注入ロッド４によって地盤３´内に造成されるブロック５は相互接合状態において、設計通りの正確な信頼性の高い形成状態を構築でき、効率良く、施工精度をあげることができる。
【００４４】
なお、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論であり、例えば注入ホース３１にモルタルを圧送するポンプ４のリモートコントロール操作については設定カウンタ１２から直接出力操作等する種々の態様が採用可能である。
【００４５】
また、この出願の対象とするコンパクショングラウチング施工は地盤の液状化現象防止施工や不等沈下防止ばかりではなく、堤体や擁壁保護の為の強固な地盤強度保持の為の施工等にも利用しうることは勿論のことである。
【００４６】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、地盤改良工事として用いられているコンパクショングラウチング施工において、地盤内に貫入した注入ロッドから地盤内に注入する低スランプ（０〜１０ｃｍ等）のモルタルを、注入ホース及び注入ロッドを介して注入するプロセスにおいて、圧送されるモルタルの圧力や流量をリアルタイムに検出し、目視すると共に記録するようになっている。これにより、予め設定された注入量に一致させるべく圧送ポンプの集中操作をリモートコントロール的に制御でき、その結果、確実な設計通りの地盤改良効果や地盤修正効果を奏することができるという優れた効果が奏される。
【００４７】
そして、注入ホースを流過する低スランプのモルタルのリアルタイムの検出データのディスプレイ表示やデジタル記録を行う管理システムとすることができる為に、低スランプモルタルの注入の中途において、圧送ポンプをリモートコントロール操作することができる。これにより、圧送ポンプによって設計通りのモルタルの注入量が圧送されることとなり、その結果、設計通りの正確な信頼性の高い改良が行われる効果がある。
【００４８】
また、注入ロッドに接続する注入ホースの所定部位に施工管理装置を設けることにより、注入ロッド内における圧損などの補正を要することが実測により得られたデータからパソコンを介し、注入ロッドを介して設計通りの補正されたモルタルの地盤内への注入ができ、この点からも通常の機械装置の高精度の製作と同様な地盤改良施工が精密に行われるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この出願の発明の管理システムの概略機構図である。
【図２】  検出システムの回路図である。
【図３】  コンパクショングラウチング施工の一般基本態様の部分断面図である。
【図４】  同コンパクショングラウチング施工の他の態様の断面図であり、（イ）は地盤強度保持の横断面図であり、（ロ）は地上構造物に対する安定化工法の横断面図である。
【図５】  従来態様のコンパクショングラウチング施工システムのプラントの概略図である。
【符号の説明】
３´      軟弱地盤
３´´    支持層
４        注入ロッド
１０      混合プラント
１１      圧入プラント
１９      ダンプトラック
２０      セメント
２１      骨材
２３      バックホウ
２４      ホッパー
２５      ホッパー
２５´    ホッパー
２６      水タンク
２７      ジェネレーター
２８      ポンプ車
２９      ポンプホッパー
３０      ミキサー
３１      注入ホース
４４      圧送ポンプ
４５      施工管理装置
４６      パソコン（パーソナルコンピュータ）
４７      液晶ビューレコーダー
４８      検出ボックス
４９      圧力検出メーター（圧力検出器）
５０      流量検出メーター（流量検出器）
５２      設定カウンタ
５３      流量パルス
５４      流量
５６      パルス信号
５７      ブザー
５８      ステップ信号
【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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