(57)【要約】【課題】この発明は、汚染土壌や軟弱土壌の地盤改良において、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給するための施工管理装置に関する。【解決手段】この発明は、汚染土壌及び軟弱地盤などの混合撹拌工法の施工管理装置であって、主剤サイロに充填される主剤の投入量または吐出量を検出する手段と、タンクに充填される水または液体の混和剤の流入量または吐出量を検出する手段とを有し、上記主剤と、水または液体の混和剤とを混入して撹拌するミキサーとを備え、上記各検出手段のデータを基に、ミキサーに投入される主剤、水または液体の混和剤の配合比を正確に行って、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給することを特徴とする。【選択図】　図１
2004076441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌及び軟弱地盤などの混合撹拌工法の施工管理装置であって、
少なくとも、主剤サイロに充填される主剤の投入量または吐出量を検出する手段と、タンクに充填される水または液体の混和剤の流入量または吐出量を検出する手段とを有し、
上記主剤と、水または液体の混和剤とを混入して撹拌するミキサーとを備え、上記各検出手段のデータを基に、ミキサーに投入される主剤、水または液体の混和剤の配合比を正確に行って、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給することを特徴とする混合撹拌工法の施工管理装置。
【請求項２】
ミキサーに投入される地盤改良剤の原料を供給する装置が、主剤を充填した主剤サイロと、粉体の混和剤を充填した混和剤ホッパーと、液体の混和剤を充填した混和剤タンクと、水タンクとの全部または選択された一部からなっており、上記装置にはそれらに充填された原料の流入量または吐出量を検出する検出手段を有しており、
ミキサーから排出された地盤改良剤は、アジテータに一時的に保存されて混合撹拌装置に供給されることを特徴とする請求項１に記載の混合撹拌工法の施工管理装置。
【請求項３】
前記各検出手段から、ミキサーに投入された主剤、粉体の混和剤、水または液体の混和剤の配合比を計測し、混合撹拌装置が注入する地盤改良剤の配合比を記録しうるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の混合撹拌工法の施工管理装置。
【請求項４】
混合撹拌工法が、掘削翼を上下二段に設けた掘削軸を、地盤内に回転しつつ貫入し、掘削軸で各掘削翼より下方位置に設けた各吐出口からそれぞれの掘削翼の掘削径内にスラリー状の地盤改良剤をジェット噴射して、地盤中の土砂と地盤改良剤とを混合、撹拌して柱状または盤状に固結してなる掘削撹拌翼を有する混合撹拌装置を用いたものであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の混合撹拌工法の施工管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、混合撹拌工法で混合撹拌装置に供給される地盤改良剤の施工管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤中に、スラリー状の地盤改良剤を注入し、これらを撹拌翼で混合撹拌して、硬化、固結反応によって軟弱地盤を杭状や盤状に改良し、これを基礎地盤とする深層混合処理工法が知られている。
この工法では、軟弱地盤の原土壌と、セメント系固化剤のスラリーを撹拌して、土中の間隙水との水和反応による硬化、固結を均一化したコラムを造成するしている。
この種の工法における施工の管理項目は、スラリー吐出量、施工深度、撹拌軸の回転数および昇降速度などであり、特許第２７８９２１９号のように検出手段を用いてこれらを自動的に計測して、基準値と対比しながら施工管理を行う構成が知られている。
しかし、汚染土壌や軟弱土壌の地盤改良においては、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給するための施工管理はオペレータがマニュアルによって行っており、未だ充分とはいえない。
また、注入中の地盤改良剤の配合比を正確に記録することは品質管理にとって重要であるが、これもオペレータのマニュアル作業に任されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の有する種々の問題点を解決するために提案されたもので、その目的とするところは、汚染土壌や軟弱土壌の地盤改良において、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給するための施工管理装置を提供することにある。
この発明の別の課題は、注入中の地盤改良剤の配合比を正確に記録して品質管理を行うことができる施工管理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するために、請求項１の発明では、
汚染土壌及び軟弱地盤などの混合撹拌工法の施工管理装置であって、
少なくとも、主剤サイロに充填される主剤の投入量または吐出量を検出する手段と、タンクに充填される水または液体の混和剤の流入量または吐出量を検出する手段とを有し、上記主剤と、水または液体の混和剤とを混入して撹拌するミキサーとを備え、上記各検出手段のデータを基に、ミキサーに投入される主剤、水または液体の混和剤の配合比を正確に行って、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給する、という技術的手段を講じている。
また、請求項２の発明では、
前記ミキサーに投入される地盤改良剤の原料を供給する装置が、主剤を充填した主剤サイロと、粉体の混和剤を充填した混和剤ホッパーと、液体の混和剤を充填した混和剤タンクと、水タンクとの全部または選択された一部からなっており、上記装置にはそれらに充填された原料の流入量または吐出量を検出する検出手段を有しており、
ミキサーから排出された地盤改良剤は、アジテータに一時的に保存されて混合撹拌装置に供給される、という技術的手段を講じている。
更に、請求項３の発明では、
前記各検出手段から、ミキサーに投入された主剤、粉体の混和剤、水または液体の混和剤の配合比を計測し、混合撹拌装置が注入する地盤改良剤の配合比を記録しうるようになっている、という技術的手段を講じている。
請求項４の発明では、
前記混合撹拌工法が、掘削翼を上下二段に設けた掘削軸を、地盤内に回転しつつ貫入し、掘削軸で各掘削翼より下方位置に設けた各吐出口からそれぞれの掘削翼の掘削径内にスラリー状の地盤改良剤をジェット噴射して、地盤中の土砂と地盤改良剤とを混合、撹拌して柱状または盤状に固結してなる掘削撹拌翼を有する混合撹拌装置を用いたものからなる、という技術的手段を講じている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の混合撹拌装置の施工管理装置の好適実施例について、図面を参照しながら説明する。
本実施例に示す施工管理装置２０は、後述の混合撹拌装置にスラリー状の地盤改良剤を供給するための装置である。
【０００６】
この施工管理装置２０は、図１に示すように、地盤改良剤の原料を供給する装置と、これを混練するミキサー３０と、該ミキサー３０から排出された地盤改良剤を一時的に貯留するアジテータ３１とを有し、該アジテータ３１は、その排出口が流量計Ｍ１を介して高圧ポンプＰに接続されており、該高圧ポンプＰから混合撹拌装置１０の掘削ロッド内に供給されるようになっている。
【０００７】
前記原料供給装置群は、セメントなどの主剤を充填する主剤サイロ２１と、活性炭などの粉体の混和剤を充填した混和剤ホッパー２２と、液体の混和剤を充填した混和剤タンク２３と、１または複数（図示例では２系統）の水タンク２４、２４’とからなっている。
この発明では、少なくとも主剤サイロ２１と、水タンク２４が必要となり、水タンク２４は、混和剤を混入して使用しうる。
この発明では、その他の前記原料を供給する装置の全部または一部を用途に応じて適宜に選択して使用することができる。
【０００８】
即ち、水和性を有する粉体は、前記水タンク２４の１つに所定量を混入して用いれば、混和剤ホッパー２２を省略することができる。同様に、混和剤タンク２３を省略してもよい。
また、これらの原料供給装置群には、それぞれ吐出量を検出する検出手段Ｓが設けられている。
【０００９】
主剤サイロ２１は、バイブレータを備え、スクリューフィーダでミキサー３０に投入する構成からなっており、サイロ２１からミキサー３０への投入量を検出するロードセルなどの検出手段Ｓ１が設けられている。
本実施例では、前記投入前後のサイロの重さを比較し、軽くなった分をミキサーへの投入量と算定する。
【００１０】
混和剤ホッパー２２は、バイブレータを備え、ロータリーバルブでミキサー３０に投入する構成からなっており、ホッパー２２からミキサー３０への投入量を検出するロードセルなどの検出手段Ｓ２が設けられている。
この場合も、前記投入前後のホッパーの重さを比較し、軽くなった分をミキサーへの投入量と算定する。
【００１１】
混和剤タンク２３は、内蔵されたモノフレックスポンプでミキサー３０に投入する構成からなっており、タンク２３からミキサー３０への投入量を検出する電磁流量計バルブなどの検出手段Ｓ３が設けられており、投入量を計測する。
【００１２】
次に、水タンク２４、２４’は、内蔵された水計量ポンプでミキサー３０に投入する構成からなっており、タンク２４、２４’からミキサー３０への投入量を検出する電磁流量計バルブなどの検出手段Ｓ４が設けられており、投入量を計測する。
また、エアバルブＶ１によっていずれか設定された一方の水タンクを選択しうるようになっている。
【００１３】
この水タンク２４、２４’には、前記検出手段Ｓ４と共に、水タンクへの流入量を測定する流量計などの検出手段Ｓ４’を設けることが好ましい。
これにより、水タンク２４、２４’に他の原料を混入する際の水の量を計測することができ、汎用性を高めることができる。
【００１４】
次に、ミキサー３０は、剪断撹拌方式の高速コロイダルミキサーからなっており、撹拌ないし排出が自動制御されている。また、図示例では、強制排出方式が２系統装備されている。
従って、アジテータ３１、３１’を２つ用意しておえば、それぞれ全く配合の異なる２種類の地盤改良剤を造ることができるので、従来はポンプ２台を使用する工法であっても１台で対応することができる。
【００１５】
なお、Ｓ５は、ミキサー３０の吐出量を検出するロードセルなどの検出手段であり、ミキサー３０からの排出前後のミキサー３０の重さを比較し、軽くなった分をアジテータ３１への投入量と算定する。
また、Ｓ６は、アジテータ３１のレベル検出器であり、アジテータ３１内の地盤改良剤の量を簡便に計測することができる。
【００１６】
上記構成からなっているので、この施工管理装置２０を用いることによって、地盤改良剤の原料配分を正確に行うことができ、高品質の地盤改良剤を連続的に効率よく作成し、混合撹拌装置１０に供給することができる。
また、上記検出手段によって得られた検出データは、施工管理装置２０のコントローラ（プラント制御盤）Ｃから、図２に示すように、土壌改良機としての混合撹拌装置１０に接続された土質改良管理装置４０に入力される。
【００１７】
土壌改良管理装置４０では、アジテータから供給される地盤改良剤の流量や圧力を、流量計Ｍ１や、圧力検出器Ｍ２から入力し、また混合撹拌装置１０の深度検出器Ｍ３から掘削深度のデータを入力するが、更に、前記検出手段によって検出されたデータから混合撹拌装置１０が注入中の地盤改良剤の配合比を併せて記録することができ、土壌改良工事の品質管理に大きく貢献することができる。
【００１８】
これらデータは、耐環境性に優れた非接触式のデータカード４１に記録され、パーソナルコンピュータ４２によって汎用ソフトによって作表やグラフ化などに加工することができる。
ここで、４３はカードリーダ、４４はプリンターである。
また、上記データは、混合撹拌装置のオペレータ席に配置された外部表示装置４５にも出力しうるので、オペレータはリアルタイムに施工データを見て、施工状態を監視しながら作業を遂行することができる。
【００１９】
上記実施例で、原料供給装置群や、ミキサ、アジテータの構成は一例を示すものであり、この発明の構成は上記実施例に限定されるものではない。
また、検出手段は、水タンクを除き、ミキサーへの投入量を検出する手段を用いたが、用途に応じて供給量を検出する手段であっても、あるいは供給量と吐出量の双方を検出する手段であってもよい。
【００２０】
次に、この施工管理装置により地盤改良剤が供給される混合撹拌装置の一例について説明する。
この混合撹拌装置１０は軟弱地盤中に、スラリー状の地盤改良剤を注入し、これらを撹拌翼で混合撹拌して、硬化、固結反応によって軟弱地盤を杭状や盤状に改良し、これを基礎地盤とする深層混合処理工法に用いられるもので、混合撹拌翼１を有している。
【００２１】
この混合撹拌翼１は、公知の駆動手段としての、例えばオーガにより回転駆動される掘削ロッド（図示せず）の先端に取り付けられる撹拌用ヘッドであるが、掘削ロッドと一体に形成されるものでもよい。
そして、前記掘削ロッドには地盤改良剤のスラリーを中空部内に供給する供給管（図示せず）を接続して駆動すれば良く、公知工法と同様に使用される。
【００２２】
混合撹拌翼１は、図３から図５に示すように、前記オーガーより駆動回転される堀削ロッドの先端に取り付けられる堀削軸２と、該堀削軸に取り付けられる第１堀削翼３および第２掘削翼５と、各掘削翼３、５の下方の設けられた第１吐出口４および第２吐出口６とからなっている。
【００２３】
掘削軸２は、掘削ロッドの中空部と連通する中空部を有しており、上端のジョイント部２ａを介して掘削ロッドと一体に連結される。
この掘削軸２の下端にはエッジ７を突設しており、その上方に第１掘削翼３が設けられており、更にその上方には第１掘削翼３と直交するように第２掘削翼５が形成されている。
【００２４】
第１掘削翼３と第２掘削翼５とは、掘削軸２に対する延出方向が９０度変位して直交しているが、その基本的な構成は本実施例の場合に同一となっている。
即ち、第１掘削翼３と第２掘削翼５は、掘削軸２を中心にして径方向に対向して延びる一対の翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂからなっており、一方の翼部３Ａ、５Ａと他方の翼部３Ｂ、５Ｂとがそれぞれ掘削軸２の軸線に対して鋭角に交差すると共に、掘削軸２を中心に左右が反対となるようにように形成されている。
【００２５】
この翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂには、それぞれ複数（図示例では４つ）の掘削刃１３、１５が、各翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂの短手辺の延長方向下方へ向かって突出している。
この掘削刃１３、１５は、各翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂに形成されたツース状の突起部１３ａ、１５ａと、その先端部に固着された、耐摩耗性並びに硬度に優れた、例えば超硬金属製のビット１３ｂ、１５ｂからなっている。
このビット１３ｂ、１５ｂは、混合撹拌翼１を土壌中に突入する際に、土壌を掘削、粉砕する。
【００２６】
上記掘削刃１３、１５のうち、翼部３Ａと３Ｂ、５Ａと５Ｂのそれぞれの外端側には、地盤改良剤の飛散防止用の掘削刃１３’、１５’が設けられている。
この掘削刃１３’、１５’は、他の掘削刃１３、１５より長く且つ低くなるように配置されており、図示例では、他の掘削刃１３、１５に対して取付位置が下方にずれている。
【００２７】
一方、掘削軸２で、前記第１掘削翼３の下方には、掘削ロッドから堀削軸２の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第１吐出口４が、左右の各翼部３Ａ、３Ｂに沿って噴射可能に一対に設けられている。
同様に、第２掘削翼５の下方には、掘削ロッドから堀削軸２の中空を通った地盤改良剤を高圧、または中圧で噴射させる第２吐出口６が、左右の各翼部５Ａ、５Ｂに沿って噴射可能に一対に設けられている。
【００２８】
そして、この第１吐出口４および第２吐出口６から吐出されたスラリーは、前記飛散防止用の掘削刃１３’、１５’に向かって噴射され、上記掘削刃１３’、１５’の内側で遮蔽されるので、掘削刃による掘削径を超えて吐出されることはない。
【００２９】
この第１吐出口４からスラリーを噴射し、堀削刃１３より下段の土を掘り起こす事により、堀削トルクを低域させることができる。
また、第２吐出口６から噴射した高圧・中圧のスラリーは原土壌との混合が適切に行われるので、例えば土壌の土質が砂礫や強粘性土である場合に、第１掘削翼３と第１吐出口４による掘削が不十分であっても、第２吐出口６によるスラリーの噴射と第２堀削翼によって撹拌処理されるので、均質なコラムの造成が可能となる。
上記実施例では、撹拌翼を上下２段に設けた構成を示したが、撹拌翼を３段以上設けてもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
この発明による混合撹拌工法の施工管理装置では、汚染土壌や軟弱土壌の地盤改良において、高品質の地盤改良剤を連続的に効率良く作成して混合撹拌装置に供給することができる。
また、混合撹拌装置の混合撹拌翼により注入中の地盤改良剤の配合比を正確に記録して品質管理を行うことができると共に、オペレータにリアルタイムに表示して施工の管理や監視を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】混合撹拌工法の施工管理装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】土壌改良管理装置のブロック図である。
【図３】混合撹拌装置に用いる混合撹拌翼の正面図である。
【図４】同、平面図の一部である。
【図５】混合撹拌翼の側面図である。
【符号の説明】
１　　　混合撹拌翼
２　　　掘削軸
３　　　第１掘削翼
４　　　第１吐出口
５　　　第２掘削翼
６　　　第２吐出口
１０　　　混合撹拌装置
２０　　　施工管理装置
２１　　　主剤サイロ
２２　　　混和剤ホッパー
２３　　　混和剤タンク
２４、２４’　水タンク
３０　　　ミキサー
３１、３１’　アジテータ
【図１】
2004076441.tif 000003
【図２】
2004076441.tif 000004
【図３】
2004076441.tif 000005
【図４】
2004076441.tif 000006
【図５】
2004076441.tif 000007