(57)【要約】【課題】簡単な方法で圧縮空気の供給風量を常時監視し、その供給風量の異常を確認できるので、周囲地盤の隆起や硬化材の噴発を防止することができる。【解決手段】注入ロッド４に接続され、硬化材Ｎに噴射圧力を付与する圧縮空気を供給するコンプレッサ３と、コンプレッサ３の供給風量を検出する風量検出部３１と、風量検出部３１で検出された風量値を設定基準値と比較した結果に基づいて信号を発信する信号発信部３２とを備え、注入ロッド４に沿うボーリング孔１１の上端には、エア抜き管５１と地上排泥管５２とを分岐する分岐部５が設けられ、分岐部５には、エア抜き管５１と地上排泥管５２を接続する口部を有し、排泥中の異物を回収する異物回収部５４ａが備えられ、異物回収部５４ａには、開閉可能な蓋体が設けられた構成の施工管理システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に噴射孔を備えた注入ロッドを地盤に挿入し、該注入ロッドを回転させながら前記噴射孔から圧縮空気と共に硬化材を噴射して、地盤中に柱状の改良体を造成する高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システムであって、
前記注入ロッドに接続され、硬化材に噴射圧力を付与する前記圧縮空気を供給するエア供給部と、
該エア供給部の供給風量を検出する風量検出部と、
該風量検出部で検出された風量値を設定基準値と比較した結果に基づいて信号を発信する信号発信部と、
を備えていることを特徴とする高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システム。
【請求項２】
前記信号発信部で発信された信号に基づいて前記エア供給部による前記硬化材の噴射及び前記圧縮空気の供給を停止する制御部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システム。
【請求項３】
前記注入ロッドに沿う地中排泥部の上端には、エア抜き管と地上排泥管とを分岐する分岐部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システム。
【請求項４】
前記分岐部には、前記エア抜き管と地上排泥管を接続する口部を有し、排泥中の異物を回収する異物回収部が備えられ、
該異物回収部には、開閉可能な蓋体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システム。
【請求項５】
前記注入ロッドに沿う地中排泥部に接続される地上排泥管には、少なくとも一部が外部から管内を目視可能な透明管が配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に硬化材を噴射して攪拌混合することにより当該地盤中に改良体を造成する高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、改良対象地盤中に硬化材を噴射させて混合攪拌することによって改良体を造成する高圧噴射攪拌工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような高圧噴射攪拌工法は、例えば注入ロッドを地中に挿入し、超高圧硬化材と圧縮空気を圧入するとともに、注入管先端の噴射孔から地盤に向けて噴射することによって、噴射孔の周囲の地盤を切削し、噴射した硬化材と切削土砂とが混合して、その領域の地盤を改良するものである。
【０００３】
ここで、高圧噴射撹拌工法の場合には、超高圧噴流水で地盤を切削し、その切削スライム（排泥）をエアリフト作用によって注入ロッドの周囲から地表へ排出するため、高圧噴流のエネルギーが地盤中に残存しない機構となっている。そして、通常は、注入ロッドの挿入箇所に地盤改良装置、すなわち注入ロッドの挿入装置を設置し、注入ロッドを挿通させるための貫通孔の上部に排泥を一時的に溜めるピットを設け、このピット内に排出された排泥をバキューム車から延長された配管によって吸引して処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７７７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の高圧噴射撹拌工法では、以下のような問題があった。
例えば地上タンク等の基礎（構造物）の直下において地盤改良が施工される場合には、そのタンクの底部と基礎との間の作業空間に地盤改良装置を設置して施工されるが、その基礎を削って排泥用のピットを設けることが構造上できない。そのため、ピットの無い状態で施工を行うことになるが、地中から上がってくる排泥はエアリフト作用が働いて周囲に飛散するため、飛散を防止するための養生設備を設ける必要があるうえ、周囲の清掃に手間と時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、構造物直下で高圧噴射撹拌工法を実施する場合において、排泥流路が詰まるといった異常が生じ、正常な排泥が行われずに閉塞すると、注入ロッドの噴射孔付近での地中圧力が上昇し、高圧噴流のエネルギーが地盤中に残存することになり、周囲地盤が隆起したり、セメントミルクの噴発等が発生するおそれがあった。そのため、排泥の噴出状況を作業員が目視で行っているが、施工中、常時監視する必要があることから、その点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な方法で圧縮空気の供給風量を常時検出し、その供給風量の異常を確認できるので、周囲地盤の隆起や硬化材の噴発を防止することができる高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムは、先端部に噴射孔を備えた注入ロッドを地盤に挿入し、該注入ロッドを回転させながら前記噴射孔から圧縮空気と共に硬化材を噴射して、地盤中に柱状の改良体を造成する高圧噴射撹拌工法に用いられる施工管理システムであって、前記注入ロッドに接続され、硬化材に噴射圧力を付与する前記圧縮空気を供給するエア供給部と、該エア供給部の供給風量を検出する風量検出部と、該風量検出部で検出された風量値を設定基準値と比較した結果に基づいて信号を発信する信号発信部と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明では、噴射に必要な圧縮空気の供給風量を風量検出部で常時検出することができ、その検出された風量値と予め設定された設定基準値とを比較し、例えば前記風量値が設定基準値よりも下回る場合に信号発信部によって信号を発信させることができる。そして、その発信された信号に基づいて、硬化材の噴射及び圧縮空気の供給を手動又は自動で停止させることが可能となる。そのため、排泥流路で詰まりが生じ、注入ロッドの噴射孔付近での地中圧力が上昇したときに、速やかに硬化材の噴射及び圧縮空気の供給が停止されるので、高圧噴流のエネルギーが地盤中に残存して地盤が隆起したり、硬化材の噴発を防止することができる。とくに、構造物直下で施工される場合には、構造物自体の隆起を抑えることができ、効果的である。
【００１０】
また、本発明では、エア供給量を信号発信部による信号で確認することができるので、従来のように排泥の噴出状況を作業員が目視で常時監視を行う必要がなくなるという利点がある。
【００１１】
また、本発明に係る高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムは、前記信号発信部で発信された信号に基づいて前記エア供給部による前記硬化材の噴射及び前記圧縮空気の供給を停止する制御部が設けられていることが好ましい。
【００１２】
この場合には、信号発信部で信号が発信されると同時に、硬化材の噴射及びエア供給部での圧縮空気の供給を制御部で自動的に停止させる制御を行うことができる。そのため、作業員が前述の信号を確認したときでも、エア供給部による圧縮空気の供給を停止する作業を行う必要がなくなることから、停止忘れや遅れを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係る高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムは、前記注入ロッドに沿う地中排泥部の上端には、エア抜き管と地上排泥管とを分岐する分岐部が設けられていることが好ましい。
【００１４】
この場合には、分岐部で分岐されたエア抜き管によって地中から排出される排泥中の高圧のエアが排出されるので、排泥の吸い込み過ぎを防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムは、前記分岐部には、前記エア抜き管と地上排泥管を接続する口部を有し、排泥中の異物を回収する異物回収部が備えられ、該異物回収部には、開閉可能な蓋体が設けられていることが好ましい。
【００１６】
本発明では、改良する地盤中に木片等の異物が介在している場合に、排泥と共に排出される異物を地中排泥部の上端に設けられる分岐部の異物回収部で回収することができる。そのため、分岐部に接続される地上排泥管に異物が流入するのを防止することができ、地上排泥管が異物によって詰まることによる時間のかかる復旧作業が不要となり、作業効率の向上を図ることができる。
また、異物回収部には蓋体が設けられているので、供給風量の検出に伴い前述の信号が発信されたときに、硬化材の噴射及び圧縮空気の供給を停止させ、蓋体を開けて異物回収部内の異物を簡単に取り出すことができる。
【００１７】
また、本発明に係る高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムは、前記注入ロッドに沿う地中排泥部に接続される地上排泥管には、少なくとも一部が外部から管内を目視可能な透明管が配設されていることが好ましい。
【００１８】
この場合には、地上排泥管の詰まりを透明管から目視により確認することができ、詰まりを早期に発見できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムによれば、簡単な方法で圧縮空気の供給風量を常時検出し、その供給風量の異常を確認できるので、周囲地盤の隆起や硬化材の噴発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態による高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図１に示す分岐部の斜視図である。
【図３】分岐部の側面図である。
【図４】分岐部の平面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ線矢視図であって、（ａ）は蓋体を閉じた分岐部の図、（ｂ）は蓋体を開いた分岐部の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態による高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムについて、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１の符号１は、本実施の形態による施工管理システムは、先端部に噴射孔４ａを備えた注入ロッド４を地盤Ｇに挿入し、この注入ロッド４を回転させながら噴射孔４ａから圧縮空気と共に硬化材Ｎを噴射して、地盤Ｇ中に柱状の地盤改良体Ｋを造成する高圧噴射撹拌工法に用いられる。
ここで、本実施の形態の高圧噴射撹拌工法は、基礎１０上でその基礎１０にボーリング孔１１を削孔し、そのボーリング孔１１を用いて基礎１０直下の地盤Ｇを改良する一例を示している。
【００２３】
本実施の形態の高圧噴射撹拌工法は、先端ビットを装着した注入ロッド４を地盤Ｇ内に貫入させるための地盤改良装置１と、ミキサ２１から注入ロッド４内へ硬化材Ｎを送り込むための高圧ポンプ２と、硬化材Ｎとともに圧縮空気を注入ロッド４内に送り込むコンプレッサ３と、排泥を処理するバキューム車６と、を用いて施工される。
【００２４】
地盤改良装置１は、基礎１０上に設けられ、所定の深さまで貫入させたときに、高圧ポンプ２によって注入ロッド４の噴射孔４ａへ向けて硬化材Ｎを圧入して高圧噴射させる構成となっている。つまり、噴射孔４ａより硬化材Ｎを高圧噴射させつつ、注入ロッド４を回転させることで、注入ロッド４の周囲に地盤改良体Ｋが形成されることになる。
【００２５】
施工管理システムは、注入ロッド４に接続され、硬化材Ｎに噴射圧力を付与する圧縮空気を供給するエア供給部（上記コンプレッサ３）と、コンプレッサ３の供給風量を検出する風量検出部３１と、風量検出部３１で検出された風量値を設定基準値と比較した結果に基づいて信号を発信する信号発信部３２と、を備えている。
【００２６】
注入ロッド４に沿う地中排泥部（ボーリング孔１１）の上端には、エア抜き管５１と地上排泥管５２とを分岐する分岐部５が設けられている。分岐部５は、図２乃至図４に示すように、注入ロッド４を挿通可能なロッド支持部５３と、エア抜き管５１と地上排泥管５２を接続するための口部５ａ、５ｂを有する開閉可能な本体５４と、を備えている。
【００２７】
ロッド支持部５３は、箱状の本体５４の上流側において、上下面に対向して設けられる板部材５３Ａ、５３Ｂを有している。上板部材５３Ａは、注入ロッド４が挿通可能な第１開口５３ａが形成されている。下板部材５３Ｂは、ボーリング孔１１と略同径の第２開口５３ｂが形成されている。つまり、ボーリング孔１１内で注入ロッド４の外周側の隙間を排泥（スライム）の流路となり、その排泥が分岐部５の本体５４内に流入し、本体５４に接続されるエア抜き管５１によってエアが排出され、流入された排泥が地上排泥管５２を介してバキューム車６によって吸引される。このとき、エア抜き管５１によって地中から排出される排泥中の高圧のエアが排出されることで、排泥の吸い込み過ぎを防止することができる。
【００２８】
本体５４は、図４及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、下流側部分の上面に開閉可能な蓋体５５を備えており、蓋体５５の開閉により本体５４内の詰まりの状態を確認できるようになっている。本実施の形態の蓋体５５は、一端が蝶番５５ａにより本体５４に固定され、他端がボルト５５ｂによって取り外し可能に設けられている。
また、本体５４は、エア抜き管５１を接続する第１口部５ａと、地上排泥管５２を接続する第２口部５ｂと、本実施の形態において予備として設けられる第３口部５ｃと、を備えている。
【００２９】
注入ロッド４に沿う地中排泥部（ボーリング孔１１）に接続される地上排泥管５２には、少なくとも一部が外部から管内を目視可能な透明管５６（図４参照）が配設されている。
【００３０】
風量検出部３１は、コンプレッサ３に内装され、注入ロッド４に供給する圧縮空気の風量を常時検出し、制御部７に接続されている。
信号発信部３２は、制御部７に接続され、例えば発光体、警報器、表示板などの信号を発信する機能を有し、作業員が確認し易い位置に設置されている。そして、信号発信部３２は、発信された信号に基づいてコンプレッサ３による圧縮空気の供給が停止されるように制御されている。
【００３１】
制御部７による圧縮空気の風量の管理方法としては、所定の風量（例えば１．５Ｎｍ３／分）が予め設定した一定時間（例えば、数秒間）の間で下回ったときに、信号発信部３２で信号を発するように制御するとともに、コンプレッサ３の運転を停止させる制御を行い、圧縮空気の供給を停止する。
【００３２】
次に、上述した高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムの作用について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、先ず、図示しない削孔機を用いて基礎１０の適宜な位置にボーリング孔１１を形成して、基礎１０の直下の地盤Ｇに連通させる。次いで、地盤改良装置１によってボーリング孔１１内に注入ロッド４を挿入し、高圧ポンプ２で硬化材Ｎを高圧で注入ロッド４の噴射孔４ａへ圧入するとともに、コンプレッサ３を作動させて圧縮空気を所定風量（例えば１．５Ｎｍ３／分以上）で噴射孔４ａに供給し、超高圧噴流水で地盤Ｇを掘削しつつ硬化材Ｎを噴射することで地盤Ｇ中に地盤改良体Ｋを造成する。そして、ボーリング孔１１の注入ロッド４の外周側の隙間から排出される排泥（スライム）は、分岐部５を介して地上排泥管５２に連結されるバキューム車６によって吸引され処理される。
【００３３】
本実施の形態では、噴射に必要な圧縮空気の供給風量を風量検出部３１で常時検出することができ、その検出された風量値と予め設定された設定基準値とを比較し、例えば前記風量値が設定基準値よりも下回る場合に信号発信部３２によって信号を発信させることができる。そして、その発信された信号に基づいて、コンプレッサ３を自動で停止させることが可能となる。つまり、信号発信部３２で信号が発信されると同時に、コンプレッサ３での圧縮空気の供給を制御部７で自動的に停止させる制御が行われる。そのため、作業員が前述の信号を確認したときでも、コンプレッサ３による圧縮空気の供給を停止する作業を行う必要がなくなることから、停止忘れや遅れを防ぐことができる。
【００３４】
そのため、排泥流路（ボーリング孔１１や地上排泥管５２）で詰まりが生じ、注入ロッド４の噴射孔４ａ付近での地中圧力が上昇したときに、速やかに圧縮空気の供給が停止されるので、高圧噴流のエネルギーが地盤Ｇ中に残存して地盤Ｇが隆起したり、硬化材Ｎの噴発を防止することができる。とくに、構造物直下で施工される場合には、構造物自体の隆起を抑えることができ、効果的である。
【００３５】
また、本実施の形態では、エア供給量を信号発信部３２による信号で確認することができるので、従来のように排泥の噴出状況を作業員が目視で常時監視を行う必要がなくなるという利点がある。
【００３６】
また、本実施の形態では、改良する地盤Ｇ中に木片等の異物が介在している場合に、排泥と共に排出される異物をボーリング孔１１の上端に設けられる分岐部５の異物回収部５４ａで回収することができる。そのため、分岐部５に接続される地上排泥管５２に異物が流入するのを防止することができ、地上排泥管５２が異物によって詰まることによる時間のかかる復旧作業が不要となり、作業効率の向上を図ることができる。
また、異物回収部５４ａには蓋体５５が設けられているので、供給風量の検出に伴い前述の信号が発信されたときに、高圧ポンプ２及びコンプレッサ３を停止させ、蓋体５５を開けて異物回収部５４ａ内の異物を簡単に取り出すことができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、地上排泥管５２の詰まりを透明管５２ａから目視により確認することができ、詰まりを早期に発見することができる。
【００３８】
上述のように本実施の形態による高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムでは、簡単な方法で圧縮空気の供給風量を常時検出し、その供給風量の異常を確認できるので、周囲地盤の隆起や硬化材の噴発を防止することができる。
【００３９】
以上、本発明による高圧噴射撹拌工法に用いる施工管理システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、ボーリング孔１１の上部に分岐部５を設けているが、このような分岐部５を設ける構成に制限されることはない。
【００４０】
また、本実施の形態では、制御部７を設け、信号発信部３２における信号の発信とともに、自動的にコンプレッサ３の作動を停止する制御を行える構成としているが、制御部７を省略することも可能である。この場合には、信号発信部３２で発信された信号を作業員が確認し、手動で高圧ポンプ２及びコンプレッサ３を停止すればよい。
【００４１】
また、信号発信部３２による信号の発信基準は、任意に設定することが可能である。すなわち、本実施の形態では、供給風量（例えば１．５Ｎｍ３／分）が予め設定した一定時間（例えば、数秒間）の間で下回ったときを信号の発信基準とし、時間で制御を行っているが、これに限らず、ある所定の風量値以下となったときを発信基準とするように、風量値のみで制御するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、分岐部５の構成として、異物回収部５４ａが設けられ、その異物回収部５４ａを開閉する蓋体５５を備えた構成としているが、これら異物回収部５４ａや蓋体５５を省略したものでもよい。また、本実施の形態では分岐部５に３つの口部５ａ、５ｂ、５ｃを設け、その１つ（上記符号５ｃの口部）を予備としているが、この予備部の口部５ｃを省略してもよいし、また２つ以上の予備口部を設けた構成であってもよい。
【００４３】
さらにまた、本実施の形態では、地上排泥管５２の少なくとも一部に透明管５６を配置しているが、この透明管５６を省略してもよい。
また、本実施の形態では、基礎１０の直下の地盤Ｇを改良する一例としているが、基礎１０の無い施工条件を適用対象とすることも可能である。
【００４４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  改良機本体
２  高圧ポンプ
３  コンプレッサ（エア供給部）
４  注入ロッド
４ａ  噴出部
５  分岐部
６  バキューム車
１０  基礎
１１  ボーリング孔
３１  風量検出部
３２  信号発信部
５１  エア抜き管
５２  地上排泥管
５３  ロッド支持部
５４  本体
５４ａ  異物回収部
５５  蓋体
５６  透明管
【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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