(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の軸をガイドする下部ガイドを有し、該一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法において、前記軸の地盤貫入過程で生じる軸の傾斜を検出する方法であって、該軸の傾斜を下部ガイドの前後方向の動きとして捉え、この動きを圧力センサーで検出することを特徴とする貫入軸傾斜検出方法。
【請求項２】
前記圧力センサーは、シリンダーロッドが前記下部ガイドに一体的に連結された固定油圧シリンダーと、該固定油圧シリンダーのピストンで区画されるシリンダー内の両側の圧力をそれぞれ検出する圧力スイッチとから構成されることを特徴とする請求項１記載の貫入軸傾斜検出方法。
【請求項３】
一対の軸をガイドする下部ガイドを有し、該一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法において、前記軸の地盤貫入過程で生じる軸の傾斜を検出し、修正する方法であって、該軸の傾斜を下部ガイドの前後方向の動きとして捉え、この動きを圧力センサーで検出し、次いで、前記一対の軸の回転方向を変換させて、該軸の傾斜を修正することを特徴とする貫入軸傾斜の修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用する地盤改良工法における貫入軸の傾斜検出方法とその修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、深層混合処理機の攪拌軸の貫入方向は、処理機のリーダーに付設された傾斜計により、地表上において、リーダーの垂直姿勢を確認し、これにより施工する攪拌軸の地中への貫入方向が垂直を保つようにしている。しかし、地盤中に貫入した攪拌軸の先端位置は、施工方法の種類、地盤硬さの不均一、地盤からの反力による攪拌軸の曲がりやねじれなどにより影響を受けて変位することから、地表上でのリーダーの垂直姿勢の確認に加えて、攪拌軸の地中先端位置や曲がりを工事の進行と共に検出して、該先端の貫入軌跡を計測、修正する方法が採られている。
【０００３】
例えば、特開平９−２４３３６８号公報には、回転軸の先端部の軸中心に傾斜計を取付けると共に、傾斜計からの測定値を中継ボックス、信号ケーブルを介して回転軸の上部に設けたバッテリーによって作動するアンプに入力し、該測定値を発信機及びアンテナを介して回転軸上部の支持アーム側に設けた受信機に伝達するようにしている。そして、該傾斜計は水平面に対する傾きのみを計測するよう回転軸に装着することから、回転軸が傾いた状態で回転するときは、その計測出力は、時間軸に対してサインカーブを描く。このような方法は、施工中に地盤中の回転軸先端の貫入位置を、刻々と検知することができる点でそれなりの効果を奏する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方法は、信号線の取出し、周辺機器の取付けなど制限された条件のなかでの作業が多く、設置及び設定作業は複雑で煩雑なものであった。
さらに、傾斜計や周辺機器はそれぞれが高価なものであり、施工コストを押し上げてしまうという問題があった。更に、該方法は、施工体の品質、形状を正確に検証、評価することは可能でも、該施工体の品質、形状を修正することまでは開示されていない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、簡易な設備で、且つ比較的安価な手段により、２軸型地盤改良施工機の回転軸の前後方向の傾斜を検知すると共に、その軸の傾斜を容易に修正することができる貫入軸傾斜検出方法及びその修正方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、(1) 一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法においては、通常、一対の軸は互いに逆方向に回転しており、この場合、一対の軸の傾斜はほとんどが共に前後方向で同一であること、(2) 従って、軸の傾斜を施工機に取付けられ一対の軸をガイドする下部ガイドの動きとして捉え、この動きを圧力センサーで検出する方法を採れば、簡易で、且つ比較的安価な手段により、一対の回転軸の前後方向の傾斜を検知できること、(3) また、この軸の傾斜はそのほとんどが、一対の回転軸間の外側と内側における回転方向に依存する地盤からの反力の差に起因するものであるため、軸の傾斜の修正は、回転方向の変換操作で解決できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、一対の軸をガイドする下部ガイドを有し、該一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法において、前記軸の地盤貫入過程で生じる軸の傾斜を検出する方法であって、該軸の傾斜を下部ガイドの前後方向の動きとして捉え、この動きを圧力センサーで検出する貫入軸傾斜検出方法を提供することにある。かかる構成を採ることにより、一対の攪拌軸の前後方向の傾斜を簡易な設備で、且つ比較的安価な手段により検知することができる。
【０００８】
また、本発明は、一対の軸をガイドする下部ガイドを有し、該一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法において、前記軸の地盤貫入過程で生じる軸の傾斜を検出し、修正する方法であって、該軸の傾斜を下部ガイドの前後方向の動きとして捉え、この動きを圧力センサーで検出し、次いで、前記一対の軸の回転方向を変換させて、該軸の傾斜を修正する貫入軸傾斜の修正方法を提供することにある。かかる構成を採ることにより、軸の傾斜を簡易に修正することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における貫入軸傾斜検出方法及びその修正方法を図１〜図３を参照して説明する。図１は本例で使用される２軸型地盤改良施工機の一部の斜視図、図２は貫入軸の傾斜の検出方法を説明する図、図３は攪拌軸の回転方向と軸の傾斜方向を説明する図をそれぞれ示す。
【００１０】
本発明で使用される一対の軸を地盤に貫入あるいは引抜きを行う２軸型地盤改良施工機を使用して地盤の改良を行う工法としては、施工機の一対の攪拌軸の下部にそれぞれ放射状に設けた１以上の攪拌翼の回転域の地盤中に、粉粒状又はスラリー状の地盤改良材を吐出させ、原位置土と攪拌混合して改良杭を造成する深層混合処理工法が例示される。２軸型地盤改良施工機１の攪拌軸２、２は、図では省略する施工機の回転駆動機に昇降自在、且つ回転自在に吊り下げられ、下部ガイド３で垂直姿勢を保持されている。下部ガイド３は、攪拌軸２、２とは滑動状態にあり、下部ガイドの基端部３１はリーダー６のリーダーガイド５に昇降自在に取付けられている。更に、基端部３１はコ字状の動作伝達ガイド部４に連接しており、且つ動作伝達ガイド部４は、固定油圧シリンダー７のシリンダーロッド７１と連接しているため、下部ガイド３の前後方向（図１中、矢印方向）の動きは、即、固定油圧シリンダー７のシリンダーロッド７１の動きとなるように設定されている。固定油圧シリンダー７は、下部ガイド３とほぼ同じ平面内であって、下部ガイド３とは離間した場所に固定すればよく、例えば、リーダー６に着脱自在の固定具８でシリンダー部が固定される。これにより、下部ガイド３が昇降する場合にもリーダー６から取り外し可能であるため、下部ガイド３の動きを妨げることはない。なお、攪拌軸２、２を地盤に貫入する際、下部ガイド３の攪拌軸支持位置は、地表に近い位置とすることが、軸の傾斜の検出感度を高めることができる点で好適である。
【００１１】
本例で使用される圧力センサー１０は、シリンダーロッド７１が下部ガイド３に一体的に連結された固定油圧シリンダー７と、固定油圧シリンダー７のピストン７２で区画されるシリンダー内の両側室７ａ、７ｂの圧力を検出する圧力スイッチ９ａ、９ｂとから構成される。すなわち、圧力スイッチ９ａは固定油圧シリンダー７のピストン７２で区画されるシリンダー内のロッド側室７ａ（Ａポート側）に圧力上昇が生じると、これを検知するものであり、圧力スイッチ９ｂは固定油圧シリンダー７のピストン７２で区画されるシリンダー内の反ロッド側室７ｂ（Ｂポート側）に圧力上昇が生じると、これを検知するものである。Ａポート側及びＢポート側共に、圧力の上昇が起こらない状態では、圧力スイッチ９ａ、９ｂは共に、無感応状態である。
【００１２】
圧力スイッチ９ａ、９ｂで検知された信号は、例えば、図では省略する攪拌軸回転方向変換部に送信されてもよいし、また、単に、信号ランプが点灯するようにしてもよい。攪拌軸回転方向変換部に該信号を送信する場合、例えば、Ａポート側の圧力を検知した圧力スイッチ９ａの検知信号は攪拌軸回転方向変換部に送信され、該送信信号により攪拌軸２、２の回転方向を逆転から正転に変換させる。逆に、Ｂポート側の圧力を検知した圧力スイッチ９ｂの検知信号は攪拌軸回転方向変換部に送信され、該送信信号により攪拌軸２、２の回転方向を正転から逆転に変換させる。また、信号ランプが点灯する場合は、この点灯を感知した作業者が手動で攪拌軸の回転方向を変換することもできる。
【００１３】
このような２軸型地盤改良施工機１を使用し、攪拌軸２、２を回転させながら地盤に貫入させる。この状態では、固定油圧シリンダー７は図２（Ａ）の状態にあり、Ａ側ポート７ａ及びＢ側ポート７ｂ共に平衡状態であって、圧力の上昇はない。攪拌軸２、２が地盤に貫入され、攪拌軸２、２の回転方向が、例えば、図３（Ａ）に示すような方向、すなわち正転であって、且つ地盤硬さの不均一などの影響がないとした場合、通常、攪拌軸２、２にはリーダー６側に作用力が働き（図３（Ａ）中、大矢印の方向）、地中の攪拌軸がその方向に傾斜する傾向がでてくる。これは、攪拌軸２、２の内側のラップ部は固化前であり、該ラップ部における地盤からの反力Ｒ1 と、攪拌軸２、２の外側における該ラップ部より硬質の地盤からの反力Ｒ2 はＲ1 ＜Ｒ2 の関係にあるためである。この場合、図２（Ｂ）に示すように、地中の攪拌軸が内側に傾斜するから、下部ガイド３も内側に動き、シリンダーロッド７１を介してピストン７２を押すため、Ｂ側ポート７ｂに圧力上昇が生じる。この圧力上昇は圧力スイッチ９ｂを作動させるため、自動又は手動により、攪拌軸２、２の回転方向を正転から逆転に変換できる。攪拌軸２、２の回転方向の変換により、リーダー６側への作用力は無くなる。なお、図３中、符号１１は攪拌領域を示す。
【００１４】
そして、図３（Ｂ）に示すような方向、すなわち攪拌軸２、２の回転方向が逆転であって、且つ地盤硬さの不均一などの影響がない状態で施工が進行すると、通常、攪拌軸２、２にはリーダー６側とは反対側に作用力が働き（図３（Ｂ）中、大矢印の方向）、地中の攪拌軸の内側への傾斜を解消する。そして、地中の攪拌軸が垂直姿勢を保持するため、固定油圧シリンダー７は当初の図２（Ａ）の状態に戻り、Ａ側ポート７ａ及びＢ側ポート７ｂ共に平衡状態であって、圧力の上昇は無くなる。そして、更に施工が進行すると、今度は地中の攪拌軸が外側に傾斜する傾向がでてくる。これは、前述と同様に、攪拌軸２、２の内側のラップ部における地盤からの反力Ｒ1 と、攪拌軸２、２の外側における地盤からの反力Ｒ2 はＲ1 ＜Ｒ2 の関係にあるためである。この場合、図２（Ｃ）に示すように、地中の攪拌軸が外側に傾斜するから、下部ガイド３も外側に動き、シリンダーロッド７１を介してピストン７２を引くため、Ａ側ポート７ａに圧力上昇が生じる。この圧力上昇は圧力スイッチ９ａを作動させるため、自動又は手動により、攪拌軸２、２の回転方向を逆転から正転に変換できる。このように、圧力スイッチ９ａ、９ｂからの信号により攪拌軸の回転方向の変換操作を繰り返すことにより、地盤中の攪拌軸２、２は垂直方向の軌跡をとるようになる。なお、図３における攪拌軸の正転及び逆転の場合、左右方向への作用力は互いに打ち消されるため、攪拌軸を傾斜させることはない。
【００１５】
本発明においては、地中の攪拌軸の傾斜は、前述の施工機の軸の回転方向に起因して生じるものの他、地盤硬さの不均一などの影響による前後方向の変位に対しても適用できる。また、本発明において、２軸型地盤改良施工機を使用して地盤改良を行う工法としては、前述の深層混合処理工法の他、交差噴流式複合攪拌工法などが例示される。また、深層混合処理工法の場合、前述のようなラップ施工に限定されず、接円施工などにも適用できる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、一対の攪拌軸の前後方向の傾斜を簡易で、且つ比較的安価な手段により検知することができる。また、攪拌軸の当該傾斜を簡易に修正することができる。また、深層混合処理工法の場合、改良杭の鉛直性が向上し、ラップ施工が確実になる。更に貫入時と引き抜き時の攪拌軸が同じ軌跡を通るため、施工する改良杭の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本例で使用される２軸型地盤改良施工機の一部の斜視図である。
【図２】貫入軸の傾斜の検出方法を説明する図である。
【図３】攪拌軸の回転方向と軸の傾斜方向を説明する図である。
【符号の説明】
１        ２軸型地盤改良施工機
２        攪拌軸
３        下部ガイド
４        動作伝達ガイド部
５        リーダーガイド
６        リーダー
７        固定油圧シリンダー
７ａ、７ｂ    シリンダー内の両側室
８        固定具
９ａ、９ｂ    圧力スイッチ
１０        圧力センサー
１１        攪拌領域
１２        攪拌翼
３１        基端部
７１        シリンダーロッド
７２        ピストン
Ｒ1 、Ｒ2   地盤からの反力
【図１】
0004570004.tif 000002
【図２】
0004570004.tif 000003
【図３】
0004570004.tif 000004