(57)【要約】【課題】地中固結体の造成径を精度良く判断することが出来る地盤改良管理方法及び装置の提供。【解決手段】地中固結体（Ｍ）の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所（Ｐ１）と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所（Ｐ２）のそれぞれに温度計測装置（１Ｋ１、１Ｋ２）を配置する工程（Ｓ１）と、回転体形状（円柱形状）の地中固結体（改良体）を造成する工程（Ｓ２）と、前記温度計測装置（１Ｋ１、１Ｋ２）により第１の箇所（Ｐ１）及び第２の箇所（Ｐ２）の地中温度（Ｔ１、Ｔｍ２）を計測する工程（Ｓ３）と、第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２）を演算する工程（Ｓ４）を有する。【選択図】図１
2014234669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中固結体の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所のそれぞれに温度計測装置を配置する工程と、
地中固結体の中心軸方向にボーリング孔を切削し、切削したボーリング孔内に固化材噴射装置を挿入し、固化材噴射装置を回転し且つ垂直方向へ移動しつつ、固化材噴射装置から噴流を噴射して半径方向外方の領域に存在する地盤を切削して固化材と混合撹拌し、回転体形状の地中固結体を造成する工程と、
前記温度計測装置により第１の箇所及び第２の箇所の地中温度を計測する工程と、
固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置と推定される位置から第２の箇所までの半径方向距離の推定値と第１の箇所の地中温度から、第２の箇所の地中温度の推定値を演算する工程と、
第２の箇所の地中温度の推定値と第２の箇所の地中温度の実測値から、固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置を決定する工程を有することを特徴とする地盤改良管理方法。
【請求項２】
前記固化材の到達位置を決定する工程は、
第２の箇所の地中温度の推定値の時間特性と実測値の時間特性を比較する工程と、
推定値の時間特性における地中温度が実測値の時間特性における地中温度よりも所定値以上高温である場合には、造成径推定値よりも固化材到達距離が長いと判断する工程と、
推定値の時間特性における地中温度が実測値の時間特性における地中温度よりも所定値以上低温である場合には、造成径推定値よりも固化材到達距離が短いと判断する工程と、
推定値の時間特性における地中温度と実測値の時間特性における地中温度の差異が所定値未満である場合には、造成径推定値が適正であると判断する工程を有している請求項１の地盤改良管理方法。
【請求項３】
前記固化材の到達位置を決定する工程は、
第２の箇所の地中温度の推定値と実測値を比較する工程と、
推定値よりも実測値の方が所定値以上高温である場合には、計画造成径を所定値だけ減少して第２の箇所の地中温度の推定値を演算する工程と、
推定値よりも実測値の方が所定値以上低温である場合には、計画造成径を所定値だけ増加して第２の箇所の地中温度の推定値を演算する工程と、
推定値と実測値の差異が所定値未満である場合には造成径推定値が適正であると判断する工程を有している請求項１の地盤改良管理方法。
【請求項４】
地中固結体の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所に配置された第１の温度計測装置と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所に配置された第２の温度計測装置と、第１及び第２の温度計測装置の計測結果が出力される制御装置を備え、
当該制御装置は、
固化材の到達位置と推定される位置と第２の箇所の半径方向距離の推定値と第１の温度計測装置の計測結果から、第２の箇所の地中温度の推定値を演算する機能と、
第２の箇所の地中温度の推定値の時間特性を表示する機能と、
第２の温度計測装置の計測値の時間特性を表示する機能を有していることを特徴とする地盤改良管理装置。
【請求項５】
地盤改良管理装置は、
地中固結体の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所に配置された第１の温度計測装置と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所に配置された第２の温度計測装置と、第１及び第２の温度計測装置の計測結果が出力される制御装置を備え、
当該制御装置は、
固化材の到達位置と推定される位置と第２の箇所の半径方向距離の推定値と第１の温度計測装置の計測結果から、第２の箇所の地中温度の推定値を演算する機能と、
第２の箇所の地中温度の推定値と第２の温度計測装置の計測結果から、固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置を決定する機能を有していることを特徴とする地盤改良管理装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
第２の箇所の地中温度の推定値と実測値を比較する機能と、
推定値よりも実測値の方が所定値以上高温である場合には、計画造成径を所定値だけ減少して第２の箇所の地中温度の推定値を演算機能と、
推定値よりも実測値の方が所定値以上低温である場合には、計画造成径を所定値だけ増加して第２の箇所の地中温度の推定値を演算する機能と、
推定値と実測値の差異が所定値未満である場合には造成径推定値が適正であると判断する機能を有している請求項５の地盤改良管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中固結体の造成径を判断する地盤改良管理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中固結体の造成径を測定する技術は、多岐にわたって存在する。
例えば、複数の管体により地中に複数の温度センサを配置して、当該温度センサにより固化材（例えば、セメントミルク）の水和反応における反応熱を検知して、固化材の到達径を計測する技術（例えば、特許文献１参照）が本出願人によって提案されている。
この技術は有用であるが、温度センサが温度上昇を検知している場合でも、固化材の噴射量によっては固化材が温度センサの位置まで到達していない場合が存在する、という問題を有している。
また、複数の温度センサ設置箇所毎に削孔が必要となり、削孔のためのコストを考慮しなければならないという問題も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８０１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、地中固結体の造成径を精度良く判断することが出来る地盤改良管理方法及び装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の地盤改良管理方法は、地中固結体（Ｍ）の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所（例えば、地中固結体Ｋの中心から計画造成径よりも半径方向内方の領域中の箇所Ｐ１）と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所（例えば、地中固結体の中心Ｌｃから計画造成径Ｄ／２よりも半径方向外方の領域中の箇所Ｐ２）のそれぞれに温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ１、１Ｋ２）を配置する工程（Ｓ１）と、
地中固結体（Ｍ）の中心軸（Ｌｃ）方向にボーリング孔を切削し、切削したボーリング孔内に固化材噴射装置を挿入し、固化材噴射装置を回転し且つ垂直方向（例えば上方）へ移動しつつ、固化材噴射装置から噴流を噴射して半径方向外方の領域に存在する地盤を切削して固化材と混合撹拌し、回転体形状（例えば、円柱形状）の地中固結体（改良体）を造成する工程（Ｓ２）と、
前記温度計測装置（１Ｋ１、１Ｋ２）により第１の箇所（Ｐ１）及び第２の箇所（Ｐ２）の地中温度（Ｔ１、Ｔｍ２）を計測する工程（Ｓ３）と、
固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置と推定される位置（地中固結体Ｍの中心Ｌｃから造成径推定値Ｄ／２だけ半径方向に離隔した位置）から第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離の推定値（Ｌ）と第１の箇所（Ｐ１）の地中温度（Ｔ１）から、（例えば熱伝導方程式により）第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する工程（Ｓ４）と、
第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２）と第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の実測値（Ｔｍ２）から、固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置を決定する工程（Ｓ５〜Ｓ９）を有することを特徴としている。
【０００６】
本発明において、前記固化材の到達位置を決定する工程（Ｓ５〜Ｓ９）は、
第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２）の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）と実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）を比較する工程（Ｓ６）と、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度が実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度よりも所定値以上温度が高い場合（Ｓ７）には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が長い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向外方に位置している）と判断する工程（Ｓ６、Ｓ７）と、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度が実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度よりも所定値以上温度が低い場合（Ｓ８）には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が短い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向内方に位置している）と判断する工程（Ｓ６、Ｓ８）と、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度と実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度の差異が所定値未満である場合には、造成径推定値（Ｄ／２）が適正である（造成径推定値Ｄ／２と固化材到達距離が等しい）と判断する工程（Ｓ９）を有しているのが好ましい（図１〜図３）。
【０００７】
また本発明において、前記固化材の到達位置を決定する工程（Ｓ１６〜Ｓ２０）は、
第２の箇所の地中温度の推定値（Ｔｅ２）と実測値（Ｔｍ２）を比較する工程（Ｓ１７）と、
推定値（Ｔｅ２）の方が実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上温度が高い場合には、計画造成径（Ｄ／２）を所定値（ΔＤ／２）だけ減少して（Ｓ１８）第２の箇所の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する（Ｓ１６）工程と、
推定値（Ｔｅ２）の方が実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上温度が低い場合には、計画造成径（Ｄ／２）を所定値（ΔＤ／２）だけ増加して（Ｓ１９）第２の箇所の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する（Ｓ１６）工程と、
推定値（Ｔｅ２）と実測値（Ｔｍ２）の差異が所定値未満である場合には造成径推定値（Ｄ／２）が適正である（造成径推定値Ｄ／２と固化材到達距離が等しい）と判断する（Ｓ２０）工程を有しているのが好ましい（図８、図９）。
【０００８】
ここで前記所定値は、施工現場の土質、固化材の種類、その他の使用により、ケース・バイ・ケースに決定される温度差であり、施工前に予め決定しておくことが可能である。
【０００９】
本発明の地盤改良管理装置（１００）は、
地中固結体（Ｍ）の中心（Ｌｃ）から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所（例えば、地中固結体の中心から計画造成径よりも半径方向内方の領域中の箇所Ｐ１）に配置された第１の温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ１）と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所（例えば、地中固結体の中心から計画造成径よりも半径方向外方の領域中の箇所Ｐ２）に配置された第２の温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ２）と、
第１及び第２の温度計測装置（１K１、１Ｋ２）の計測結果が出力される制御装置（１０）を備え、
当該制御装置（１０）は、
（固化材噴射装置から噴射された）固化材の到達位置と推定される位置（地中固結体の中心から造成径推定値Ｄ／２だけ半径方向に離隔した位置）から第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離の推定値（Ｌ）と第１の温度計測装置の計測結果（Ｔ１）から、（例えば熱伝導方程式により）第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する機能と、
第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）を表示する機能と、
第２の温度計測装置（１Ｋ２）の計測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）を表示する機能を有していることを特徴としている（図１〜図３）。
【００１０】
ここで本発明の地盤改良管理装置（１００）の作業者（オペレータ）は、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度が実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度よりも所定値以上温度が高い場合には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が長い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向外方に位置している）と判断し、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度が実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度よりも所定値以上温度が低い場合には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が短い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向内方に位置している）と判断し、
推定値の時間特性（Ｔｅ２の時間特性）における地中温度と実測値の時間特性（Ｔｍ２の時間特性）における地中温度の差異が所定値未満である場合には、造成径推定値（Ｄ／２）が適正である（造成径推定値Ｄ／２と固化材到達距離が等しい）と判断し、以って、
第２の箇所の地中温度の推定値（Ｔｅ２）と第２の温度計測装置の計測結果（Ｔｍ２）から、固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置を決定するのが好ましい。
【００１１】
あるいは本発明の地盤改良管理装置（１００Ａ）は、
地中固結体の中心から半径方向に離隔しており噴射された固化材が到達する第１の箇所（例えば、地中固結体の中心から計画造成径よりも半径方向内方の領域中の箇所Ｐ１）に配置された第１の温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ１）と、噴射された固化材が到達しない第２の箇所（例えば、地中固結体の中心から計画造成径よりも半径方向外方の領域中の箇所Ｐ２）に配置された第２の温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ２）と、
第１及び第２の温度計測装置（１Ｋ１、１Ｋ２）の計測結果が出力される制御装置（１０Ａ）を備え、
当該制御装置（１０Ａ）は、
（固化材噴射装置から噴射された）固化材の到達位置と推定される位置（地中固結体の中心から造成径推定値Ｄ／２だけ半径方向に離隔した位置Ｐ１）から第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離の推定値（Ｌ）と、第１の温度計測装置（１Ｋ１）の計測結果（Ｔ１）から、（例えば熱伝導方程式により）第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する機能と、
第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２）と第２の温度計測装置（１Ｋ２）の計測結果（Ｔｍ２）から、固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置（Ｄ／２）を決定する機能を有していることを特徴としている（図８、図９）。
【００１２】
係る地盤改良管理装置（１００Ａ）においては、前記制御装置（１０Ａ）は、
第２の箇所の地中温度の推定値（Ｔｅ２）と実測値（Ｔｍ２）を比較する機能と、
推定値（Ｔｅ２）が実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上温度が高い場合には、計画造成径（Ｄ／２）を所定値（ΔＤ／２）だけ減少して第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する機能と、
推定値（Ｔｅ２）が実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上温が低い場合には、計画造成径（Ｄ／２）を所定値（ΔＤ／２）だけ増加して第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する機能と、
推定値（Ｔｅ２）と実測値（Ｔｍ２）の差異が所定値未満である場合には造成径推定値（Ｄ／２）が適正である（造成径推定値Ｄ／２と固化材到達距離が等しい）と判断する機能を有しているのが好ましい。
【００１３】
本発明の地盤改良管理装置においても、前記所定値は、施工現場の土質、固化材の種類、その他の使用により、ケース・バイ・ケースに決定される温度差であり、施工前に予め決定しておくことが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
地中固結体（改良体）を造成する際に、固化材が到達して施工現場の現地土を切削して、固化材と現地土が混合、撹拌された領域（改良された領域）では、地中温度は均一になる。
そのため、上述する構成を具備する本発明において、前記第１の箇所（Ｐ１）及び第２の箇所（Ｐ２）の地中温度を計測すると、前記第２の箇所（Ｐ２）から固化材の到達地点までの半径方向距離（Ｌ）に対応して地中温度差が生ずる。
固化材の到達地点を推定し（造成径推定値Ｄ／２を設定し）、固化材の推定到達地点から第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離の推定値（Ｌ）と、第１の箇所（Ｐ１）の地中温度（Ｔ１）から、例えば熱伝導方程式により第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算することが出来る。
そして固化材の推定到達地点（Ｄ／２）が適正であれば、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）は、第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の実測値（Ｔｍ２）と概略等しくなる（推定値Ｔｅ２と実測値Ｔｍ２の温度差が所定値未満になる）。
【００１５】
一方、固化材の推定到達地点の改良体中心軸（Ｌｃ）からの半径方向距離（Ｄ／２）が実際よりも短ければ、固化材の推定到達地点から前記第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離（Ｌ）は演算で用いられた値よりも大きいので、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）は実測値（Ｔｍ２）よりも低温となる。従って、演算された第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）が第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上低温である場合には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が短い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向内方に位置している）ことになる。
或いは、固化材の推定到達地点の改良体中心軸（Ｌｃ）からの半径方向距離（Ｌ）が実際よりも長ければ、固化材の推定到達地点から前記第２の箇所（Ｐ２）までの半径方向距離（Ｌ）は演算で用いられた値よりも小さいので、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）は実測値よりも高温となる。従って、演算された第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）が第２の箇所（Ｐ２）の地中温度の実測値（Ｔｍ２）よりも所定値以上高温である場合には、造成径推定値（Ｄ／２）よりも固化材到達距離が長い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向外方に位置している）ことになる。
【００１６】
係る理由により、本発明によれば、第１の箇所（Ｐ１）及び第２の箇所（Ｐ２）の地中温度（Ｔ１、Ｔｍ２）が求まれば、固化材の推定到達地点（Ｄ／２）を正確に推定することが可能となる。
その結果、固化材が所定の計画造成径（Ｄ／２）まで到達していないにも拘らず、固化材が計画造成径まで存在すると誤判断してしまうことがない。
そして、第１の箇所（Ｐ１）及び第２の箇所（Ｐ２）のみを削孔すれば良いので、削孔のためのコストを低く抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の原理を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態を実行するシステムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の実施例における施工領域と第１の箇所と第２の箇所を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の原理を示す温度変化図である。
【図６】本発明の第１実施形態を適用した実施例における計測結果と演算結果を示す温度変化図である。
【図７】図６で求めた最終温度を各造成径毎に数値として表した比較表である。
【図８】本発明の第２実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態を実行するシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、第１実施形態の地盤改良管理方法は、先ず、完成時の直径寸法がＤの地中固結体Ｍの中心（中心軸）Ｌｃから半径Ｄ／２以内の箇所Ｐ１に計測用ボーリング孔Ｈｂ１を削孔し、当該ボーリング孔Ｈｂ１に第１の温度計測装置（例えば、第１の熱電対）１Ｋ１を配置する。
【００１９】
噴射される固化材が到達しない第２の箇所（例えば、地中固結体Ｍの中心Ｌｃから計画造成径Ｄ／２よりも半径方向外方の領域中の箇所）Ｐ２には、計測用ボーリング孔Ｈｂ２を削孔される。そして、当該ボーリング孔Ｈｂ２に第２の温度計測装置（例えば、第２の熱電対）１Ｋ２を配置する。
第１の温度計測装置（第１の熱電対：例えばＫ熱電対）１Ｋ１は、ラインＬ１１２によって地上のコントロールユニット１０と接続され、第２の温度計測装置（第２の熱電対：例えばＫ熱電対）１Ｋ２は、ラインＬ２１４によって地上のコントロールユニット１０と接続されている。
【００２０】
地中固結体Ｍの中心軸Ｌｃ方向（垂直下方）にボーリング孔ＨＢを切削し、切削したボーリング孔ＨＢ内に図示しない固化材噴射装置を挿入し、当該固化材噴射装置を回転し且つ垂直方向（例えば上方）へ移動しつつ、固化材噴射装置から噴流を噴射して半径方向外方の領域に存在する地盤を切削して固化材と混合撹拌し、回転体形状（例えば、円柱形状）の地中固結体（改良体）Ｍを造成する。
なお、計測用ボーリング孔Ｈｂ１、Ｈｂ２は地中固結体Ｍの造成前に切削しても良いし、造成後に切削しても良い。
【００２１】
次に、第１の熱電対１Ｋ１及び第２の熱電対１Ｋ２により、第１の箇所Ｐ１及び第２の箇所Ｐ２の地中温度Ｔ１、Ｔｍ２を計測する。
そして、図示しない固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置と推定される位置（地中固結体Ｍの中心Ｌｃから造成径推定値Ｄ／２だけ半径方向に離隔した位置）から第２の箇所Ｐ２までの半径方向距離の推定値Ｌと、第１の箇所Ｐ１で計測された地中温度Ｔ１を用いて、（例えば熱伝導方程式により）第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する。
図５で示すように、ΔＴは、第１の箇所Ｐ１で計測された地中温度Ｔ１と第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２の温度差である。
【００２２】
ここで、固化材の到達位置範囲内、すなわち、造成半径Ｄ／２内においては、地中温度は同一である。そして、地盤の物性値ａが同じであれば、固化材が到達した位置からの距離Ｌが分かれば、特定の２箇所間の地中温度の変化（温度差）を求めることができる。
地盤の物性値ａは、κを地盤の熱伝導率、ｃを地盤の比熱、ρを地盤の密度とすれば、下式１によって表される。
ａ＝κ／（ρ・ｃ）・・・式１
そして、下式２（熱伝導方程式）によって、固化材が到達した位置と、そこからの距離Ｌだけ離隔した地点における温度変化（温度差）を求めることができる。
∂ｕ／∂ｔ＝ａ（∂２ｕ／∂ｘ２）
（ただし、ｕは温度、ｔは時間、ｘは距離）  ・・・式２
【００２３】
すなわち、造成範囲における地中温度、すなわち第１の箇所Ｐ１の地中温度の測定値が求まり、造成範囲と第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値が分かれば、第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値（Ｔｅ２：＝Ｔ１−ΔＴ）を演算することができる。
そして、第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２と、第２の箇所Ｐ２の地中温度の実測値Ｔｍ２から、図示しない固化材噴射装置から噴射された固化材の到達位置Ｌを求めることができる。
【００２４】
次に、主として図２に基づいて図１をも参照して、第１実施形態の制御について、説明する。
図２のステップＳ１において、計画改良径の内部すなわち改良範囲内あるいは地中固結体Ｍの内部（第１の箇所）Ｐ１と、地中固結体Ｍの外部すなわち改良範囲から外れた箇所（第２の箇所）Ｐ２に、温度計測装置（例えば、熱電対１Ｋ１、１Ｋ２）を設けた測定管を設置する。測定管の設置箇所は、少なくとも２箇所である。
ここで複数の測定管の設置箇所は、改良範囲の中心Ｏ（図４参照）の同一半径上に配置するべきではない。測定管が改良範囲の中心Ｏの同一半径上に配置されると、改良体造成の際に、地盤切削用噴流が半径方向内側の測定管により阻害されてしまうので、当該測定管（半径方向内側の測定管）よりも半径方向外側の領域の地盤における物性が変化してしまう恐れが存在するからである。
図２のステップＳ２では、固化材噴射装置によって改良体Ｍを造成する。そして熱電対１Ｋ１、１Ｋ２により、第１の箇所Ｐ１と第２の箇所Ｐ２の地中温度を計測し、その計測値Ｔ１、Ｔｍ２を記録する（ステップＳ３）。
【００２５】
次のステップＳ４では、第１の箇所Ｐ１で計測される地中温度と、計画されている地中固結体の外縁部位置から第２の箇所Ｐ２までの推定距離Ｌに基づいて、上述した式１、式２による熱伝導解析を行う。そして、ステップＳ５でその結果（第２の箇所Ｐ２における地中温度の推定値Ｔｅ２の特性）を図示する（図５、図６参照）。
そしてステップＳ６に進み、計画されている地中固結体の外縁部位置から第２の箇所Ｐ２までの推定距離を仮定した場合の第２の箇所Ｐ２における地中温度の推定値Ｔｅ２の特性と、第２の箇所Ｐ２における地中温度の計測値（実測値）Ｔｍ２の特性を比較する。
【００２６】
図１において、破線で示した位置を、計画径Ｄ／２の推定値Ｄｐ／２とし、当該推定値Ｄｐ／２から第２の箇所Ｐ２までの推定距離をＬｐとする。
計画径Ｄ／２の位置まで固化材が噴射されていない場合には、地中固結体Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの推定距離Ｌｐは、実際の距離Ｌよりも短い。そのため、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２は、実際の距離Ｌから誘導した推定値よりも高い温度となる（第１の箇所Ｐ１の温度Ｔ１に比較した温度低下量が少ない）。
すなわち、計画径Ｄ／２の位置まで固化材が噴射されていない場合には、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２は、第２の箇所Ｐ２の実測温度Ｔｍ２よりも高くなる。従って、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２が第２の箇所Ｐ２の実測温度Ｔｍ２よりも高温であることは、計画径の推定値Ｄｐ／２が、実際の固化材到達距離（計画径）Ｄ／２よりも大きく見積もられたことを意味する。
一方、計画径Ｄ／２の位置を越えて固化材が噴射された場合には、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２は、第２の箇所Ｐ２の実測温度Ｔｍ２よりも低くなる。そして、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２が第２の箇所Ｐ２の実測温度Ｔｍ２よりも低温であることは、計画径の推定値Ｄｐ／２が、実際の固化材到達距離（計画径）Ｄ／２よりも小さく見積もられたことになる。
【００２７】
ステップＳ６で第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２の特性と実測値Ｔｍ２の特性の比較した結果、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２が実測温度Ｔｍ２よりも所定値以上高温であれば、ステップＳ７に進み、計画径Ｄ／２の推定値を所定量減らして（計画径Ｄ／２の推定値を所定量だけ小さく見積もり）、ステップＳ４まで戻り再びステップＳ４以降を繰り返す。
一方、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２が実測温度Ｔｍ２よりも所定値以上低温であれば、ステップＳ８に進み、計画径Ｄ／２の推定値を所定量増やして（計画径Ｄ／２の推定値を所定量だけ大きく見積もり）、ステップＳ４まで戻り再びステップＳ４以降を繰り返す。
ステップＳ６で第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２の特性と実測値Ｔｍ２の特性の比較した結果、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２と実測温度Ｔｍ２との差が所定値未満であれば、ステップＳ９に進み、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２と実測温度Ｔｍ２は等しいとみなして、改良径は妥当であると判断する。
【００２８】
第１実施形態では、ステップＳ６の判断は、特性図（図５、図６参照）に表示された第２の箇所Ｐ２における地中温度の推定値Ｔｅ２の特性と、第２の箇所Ｐ２における地中温度の計測値（実測値）Ｔｍ２の特性を比較して、オペレータが行う。
【００２９】
次に図３を参照して、第１実施形態で用いられる地盤改良管理装置１００を説明する。
図３において、第１実施形態で用いられる地盤改良管理装置１００は、制御手段であるコントロールユニット１０と、入力手段であるパソコン３と、第１の温度計測手段である第１の熱電対１Ｋ１と、第２の温度計測手段である第２の熱電対１Ｋ２を備えている。
【００３０】
コントロールユニット１０は、温度変化演算ブロック１２と、温度推定値演算ブロック１３と、グラフ作成ブロック１４を備えている。
温度変化演算ブロック１２は、第１の熱電対１Ｋ１とラインＬ１１２で接続され、入力用パソコン３とラインＬ３１２で接続されている。
そして、温度変化演算ブロック１２は、第１の熱電対１Ｋ１からの第１の箇所Ｐ１の地中温度（Ｔ１：実測値）に関する入力信号と、入力用パソコン３で入力した施工現場土壌の物性及び改良径（半径）Ｄ／２の値から、地中固結体Ｍの外縁部（地中固結体Ｍの改良径（半径）Ｄ／２の箇所）から距離Ｌだけ離れた位置Ｐ２の温度変化量（ΔＴ：温度差）を演算する機能を有して構成されている。
【００３１】
温度推定値演算ブロック１３は、温度変化演算ブロック１２とラインＬ１２３で接続され、上記温度変化量（ΔＴ）を用いて、第２の箇所Ｐ２（地中固結体Ｍの外縁部から距離Ｌ離れた位置）の温度推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）を演算する。
グラフ作成ブロック１４は、温度推定値演算ブロック１３とラインＬ３１４で接続され、第２の熱電対１Ｋ２とラインＬ２１４で接続されている。
そして、グラフ作成ブロック１４は、温度推定値演算ブロック１３で演算した温度推定値Ｔｅ２と、第２の熱電対１Ｋ２からの地中温度の実測値Ｔｍ２に基づいて、推定値Ｔｅ２の特性と実測値Ｔｍ２の特性を、図５で示すような地中温度の経時変化グラフとして作成する。
【００３２】
図３では、グラフ作成ブロック１４で作成したグラフ（Ｔｅ２のグラフ、Ｔｍ２のグラフはラインＬ１４３、ラインＬ２４３を介して入力用パソコン３のモニタ画面３Ｍで表示するように構成されている。しかし、専用のモニタに表示するように構成することもできる。
【００３３】
図４は、第１実施形態を実施するに際して、第１の箇所Ｐ１と第２の箇所Ｐ２を特定する施工エリアの平面図を示している。
図５において、第１の箇所Ｐ１の温度変化の実験データ（Ｔ１：太い実線）と、第２の箇所Ｐ２の温度変化の実験データ（Ｔｍ２：細い実線）がグラフに示されている。
また、第２の箇所Ｐ２の温度変化を熱伝導解析によって求め、第２の箇所Ｐ２の推定温度Ｔｅ２の演算結果（Ｔｅ２：破線）もグラフに示されている。
図５において、例えば、２４時間経過後の推定温度Ｔｅ２と実測地Ｔｍ２の差ΔＥＭの絶対値が所定値未満であれば、改良径は計画通り完成した（第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２と実測温度Ｔｍ２は等しい：図２のステップＳ９）と判断する。
【００３４】
図６、図７は第１実施形態における実施例を示している。
図６において特性Ｔ１は、第１の箇所Ｐ１の地中温度（実測値）Ｔ１を示す。そして特性Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃは、第２の箇所Ｐ２における地中温度の推定温度を各々示しており、各々は、Ｄ／２（地中固結体Ｍの外縁部と位置Ｐ２の距離の推定値）を変化させて演算した特性を示している。そして、特性Ｔｍ２は第２の箇所Ｐ２における地中温度の実測値である。
【００３５】
図６の実施例では、最初に設定したＤ／２（地中固結体Ｍの外縁部と位置Ｐ２の距離の推定値）における第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値Ｔ２ａが実測値Ｔｍ２よりも低温であった。
そのため、第２のＤ／２（計画径Ｄ／２の推定値を所定量だけ大きく見積もった推定値）を別途設定し、その推定値に基づいた第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値が符号Ｔ２ｃで示されている。
地中温度推定値Ｔ２ｃが実測値Ｔｍ２よりも高温であるため、第３のＤ／２（計画径Ｄ／２の推定値を所定量だけ小さく見積もった推定値）をさらに設定し、その推定値に基づいた第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値が符号Ｔ２ｂで示されている。
以後、第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値が実測値Ｔｍ２と概略等しくなるまで、上述した操作を繰り返す。
【００３６】
図７は、図６における第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ、Ｔ２ｃと、各々における第２の箇所Ｐ２の造成径Ｄ／２の値と、第２の箇所Ｐ２の地中温度実測値Ｔｍ２を表の形態で示している。
温度については、２４時間経過時における温度を「最終温度」として示されている。
図７から、造成径は２．５ｍ付近であると推定される。この数値は、造成径の実測値２．４５ｍと近接している。
【００３７】
上述したように、地中固結体（改良体）Ｍを造成する際に、固化材が到達して施工現場の現地土を切削して、固化材と現地土が混合、撹拌された領域（改良された領域）では、地中温度は均一になる。
第１の箇所Ｐ１及び第２の箇所Ｐ２の地中温度を計測すると、第２の箇所Ｐ２では固化材の水和反応による反応熱が存在しないので、第２の箇所Ｐ２から固化材の到達地点までの半径方向距離Ｌに対応して地中温度差が生ずる。
固化材の到達地点を推定し（造成径推定値Ｄ／２を設定し）、固化材の推定到達地点から第２の箇所Ｐ２までの半径方向距離の推定値Ｌと、第１の箇所Ｐ１の地中温度Ｔ１から、例えば熱伝導方程式により第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）を演算することが出来る。
そして固化材の推定到達地点Ｄ／２が適正であれば、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）は、第２の箇所Ｐ２の地中温度の実測値Ｔｍ２と概略等しくなる（推定値Ｔｅ２と実測値Ｔｍ２の温度差が所定値未満になる）。
【００３８】
一方、固化材の推定到達地点の改良体中心軸Ｌｃからの半径方向距離Ｄ／２が実際よりも短ければ、固化材の推定到達地点から前記第２の箇所Ｐ２までの半径方向距離Ｌは演算で用いられた値よりも大きいので、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）は実測値Ｔｍ２よりも低温となる。従って、演算された第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）が第２の箇所Ｐ２の地中温度の実測値Ｔｍ２よりも所定値以上低温である場合には、造成径推定値Ｄ／２よりも固化材到達距離が短い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向内方に位置している）ことになる。
或いは、固化材の推定到達地点の改良体中心軸Ｌｃからの半径方向距離Ｌが実際よりも長ければ、固化材の推定到達地点から前記第２の箇所Ｐ２までの半径方向距離Ｌは演算で用いられた値よりも小さいので、例えば熱伝導方程式に基づいて演算された第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）は実測値よりも高温となる。従って、演算された第２の箇所Ｐ２の地中温度の推定値Ｔｅ２（＝Ｔ１−ΔＴ）が第２の箇所Ｐ２の地中温度の実測値Ｔｍ２よりも所定値以上高温である場合には、造成径推定値Ｄ／２よりも固化材到達距離が長い（固化材到達位置が計画造成径よりも半径方向外方に位置している）ことになる。
【００３９】
係る理由により、図示の第１実施形態によれば、第１の箇所Ｐ１及び第２の箇所Ｐ２の地中温度Ｔ１、Ｔｍ２が求まれば、固化材の推定到達地点から前記第２の箇所Ｐ２までの半径方向距離Ｌを仮定（推定）して、演算値Ｔｅ２と実測値Ｔｍ２との差異が小さくなる様に当該半径方向距離Ｌを仮定（推定）しなおすことを繰り返して、固化材の推定到達地点Ｄ／２を正確に推定することが可能となる。
その結果、固化材が所定の計画造成径Ｄ／２まで到達していないにも拘らず、固化材が計画造成径まで存在すると誤判断してしまうことがない。
そして、第１の箇所Ｐ１及び第２の箇所Ｐ２のみを削孔すれば良いので、削孔のためのコストを低く抑えることが出来る。
【００４０】
次に、図８、図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態においても、固化材の到達径を推定する原理については、第１実施形態において、図１を参照して説明した通りである。
ここで第１実施形態では、オペレータが第２の熱電対１Ｋ２の温度の実測値Ｔｍ２の特性曲線と推定値Ｔｅ２の特性曲線を比較して、推定した改良径Ｄが妥当であるか否かを決定している。
それに対して第２実施形態では、第２の熱電対１Ｋ２の実測値Ｔｍ２と推定値Ｔｅ２の偏差から、推定した改良径Ｄが妥当であるか否かを自動制御により決定する。
【００４１】
図８の制御フローチャートにおいて、ステップＳ１１では、計画改良径、すなわち、地中固結体Ｍの範囲内における第１の箇所Ｐ１と、地中固結体Ｍの外部である第２の箇所Ｐ２に測定管（２箇所以上）を設置し、当該測定管内に温度計測装置（例えば、Ｋ熱電対１Ｋ１、１Ｋ２）を設置する。
次のステップＳ１２では、固化材噴射装置によって改良体Ｍを造成する。第１実施形態と同様に、測定管及び温度計測装置（例えば、Ｋ熱電対１Ｋ１、１Ｋ２）の設置は、改良体Ｍの造成前であっても造成後であっても良い。
また、複数の測定管の設置箇所は、改良範囲の中心Ｏ（図４参照）の同一半径上には位置していない。
図８のステップＳ１３では、コントロールユニット１０Ａ（図９）は、固化材噴射後、温度安定に必要な時間が経過したか否かを判断する。まだ、温度安定に必要な時間が経過していないならば（ステップＳ３がＮＯ）、ステップＳ１３を繰り返し、温度安定に必要な時間が経過したならば（ステップＳ３がＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。
【００４２】
ステップＳ１４では、熱電対１Ｋ１、１Ｋ２によって第１及び第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の地中温度を計測してステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５に進み、第１の箇所Ｐ１の温度Ｔ１、改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値（Ｌ）に基づいて熱伝導解析を行い、コントロールユニット１０Ａの温度変化演算ブロック１２により、第１の箇所Ｐ１の地中温度と第２の箇所Ｐ２の地中温度推定値Ｔｅ２の温度変化ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔｅ２）を演算する。
ステップＳ１６に進み、コントロールユニット１０Ａにおける温度推定値（Ｔｅ２）演算ブロック１３は、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２（Ｔ１−ΔＴ）を演算する。
【００４３】
そして、ステップＳ１７に進み、コントロールユニット１０Ａにおける判定ブロック１５は、温度推定値Ｔｅ２と実測地Ｔｍ２とは等しいか否か（図５における温度差ΔＴが所定範囲内であるか否か）を判断する。
温度推定値Ｔｅ２が実測地Ｔｍ２よりも所定値以上温度が高ければ、熱伝導解析で用いられた改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値は、実際の距離よりも小さいと判断して、ステップＳ１８で、計画径Ｄ／２（の推定値）を所定量（ΔＤ／２）だけ減らして（改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値を増加して）、ステップＳ１６まで戻り再びステップＳ１６以降を繰り返す。
一方、温度推定値Ｔｅ２が実測地Ｔｍ２よりも所定値以上温度が低ければ、熱伝導解析で用いられた改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値は、実際の距離よりも大きいと判断して、ステップＳ１９で、計画径Ｄ／２（の推定値）を所定量（ΔＤ／２）だけ増やして（改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値を減少して）、ステップＳ１６まで戻り再びステップＳ１６以降を繰り返す。
【００４４】
そして、ステップＳ１７の処理（解析結果と実測データの比較）の結果、第２の箇所Ｐ２の温度推定値Ｔｅ２と第２の箇所Ｐ２の実測温度Ｔｍ２との差が所定値未満であれば、熱伝導解析で用いられた改良径Ｍの外縁から第２の箇所Ｐ２までの距離の推定値が実際の距離と概略等しいと判断して、ステップＳ２０でコントロールユニット１０Ａにおける判定ブロック１５は、推定された改良径Ｄ／２は妥当であると判断する。
【００４５】
図９は、第２実施形態の地盤改良管理装置１００Ａをブロック図として示している。
図９において、第２実施形態の地盤改良管理装置１００Ａは、制御手段であるコントロールユニット１０Ａと、入力手段であるパソコン３と、第１の温度計測手段である第１の熱電対１Ｋ１と、第２の温度計測手段である第２の熱電対１Ｋ２を備えている。
【００４６】
コントロールユニット１０Ａは、温度変化演算ブロック１２と、温度推定値演算ブロック１３と、判定ブロック１５と、記憶装置１６と、タイマ１７を備えている。
入力用パソコン３は、ラインＬ３１６で記憶装置と接続し、タイマ１７とはラインＬ３１７で接続されている。
そして、入力作業者が入力用パソコン３を用いて、記憶装置１６に施工現場土壌の物性や、改良径Ｄ／２を記憶させる。
【００４７】
温度変化演算ブロック１２は、第１の熱電対１Ｋ１とラインＬ１１２で接続され、記憶装置１６とラインＬ６１２で接続され、タイマ１７とはラインＬ７１２で接続されている。
そして、温度変化演算ブロック１２は、第１の熱電対１Ｋ１からの第１の箇所Ｐ１の地中温度に関する入力信号Ｔ１と、記憶装置１６に記憶された施工現場土壌の物性及び改良径（半径）Ｄ／２の値から、改良径（半径）Ｄ／２から距離Ｌだけ離れた位置の温度変化量（ΔＴ：温度差）を演算する機能を有するように構成されている。
【００４８】
温度推定値演算ブロック１３は、温度変化演算ブロック１２とラインＬ２１３で接続され、上記温度変化量（ΔＴ）を用いて、第２の箇所（改良径（半径）Ｄ／２から距離Ｌ離れた位置）の温度推定値Ｔｅ２を演算する。
判定ブロック１５は、温度推定値演算ブロック１３とラインＬ３１５で接続され、第２の熱電対１Ｋ２とラインＬ２１５で接続されている。
そして、判定ブロック１５は、温度推定値演算ブロック１３で演算した温度推定値Ｔｅ２と、第２の熱電対１Ｋ２からの地中温度の実測値Ｔｍ２に基づいて、図８のステップＳ１７〜Ｓ２０で説明した様な処理を実行する機能を有している。
図８、図９の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図３で示す第１実施形態と同様である。
【００４９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００５０】
１Ｋ１・・・第１の熱電対
１Ｋ２・・・第２の熱電対
３・・・入力用パソコン
１０・・・制御手段／コントロールユニット
１２・・・温度変化演算ブロック
１３・・・温度推定値演算ブロック
１４・・・グラフ作成ブロック
１５・・・判定ブロック
１６・・・記憶装置、
【図１】
2014234669.tif 000003
【図２】
2014234669.tif 000004
【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】
2014234669.tif 000009
【図８】
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【図９】
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