(57)【要約】【課題】    オーガースクリューの作動中も当該オーガースクリューの傾き量と変位量を測定して、土留壁の施工精度をリアルタイムで管理できるようにした原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置を提供する。【解決手段】３本のオーガースクリュー１，１の下端部を互いに連結する結束バンドに、オーガースクリュー１，１の傾き量α１およびα２と変位量δを測定する計測器９と、当該計測器９によって測定された測定結果を地上に送信する送信器１０をそれぞれ取り付ける。地上に前記送信器１０から送信された測定結果を受信する受信器１１を設置する。前記送信器１０と受信器１１間の測定結果の伝送にデジタル無線通信を用いる。【選択図】                  図１
2007070963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーガースクリューを用いた原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置であって、オーガースクリューの先端近くの非回転部に、当該オーガースクリューの傾き量と変位量を測定するための計測器と、前記傾き量および変位量の測定値を地上に伝送するための送信器がそれぞれ取り付けられ、地上に前記測定値を受信するための受信器が設置され、前記測定値の伝送にデジタル無線通信が用いられてなることを特徴とする原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置。
【請求項２】
送信器は非磁性材によって防護されてなることを特徴とする請求項１記載の原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置。  
【請求項３】
計測器、送信器および受信器は、複数組設置されてなることを特徴とする請求項１または２記載の原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＭＷ工法に代表される原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置に関し、施工中のオーガースクリューの傾き量と変位量をリアルタイムで測定して当該オーガースクリューの姿勢を監視することにより、土留壁の施工を高精度かつ効率的に行えるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＭＷ工法に代表される原位置攪拌工法は、オーガースクリューによって原位置土を削孔しながら、同時にオーガースクリューの先端からセメント系懸濁液などの固化材を地中に吐出し、かつ当該固化材と掘削土を攪拌して複数のソイルセメント杭を連続的に形成して一体の地中連続壁を造成する方法で、都市部で多く採用されている。
【０００３】
近年、都市部における土留壁の施工は、４０ｍ級の大深度施工が多くなってきているが、市街地で４０ｍ級の大深度の土留壁を施工する場合、施工精度をより向上させること、さらに短期間内で効率的に施工することが求められる。
【０００４】
特に、路面工事による占用内の狭隘なスペースや交差点などの厳しい時間的制約下での施工、さらには高速道路などの桁下や橋脚のウイング下などといった空頭制限下での施工は、限られた施工期間内で効率的にかつ高精度に行うことを強いられる。
【０００５】
従来、上記した原位置攪拌工法によって土留壁を施工する場合、例えば、オーガースクリューの先端に取り付けた傾斜計によってオーガースクリューの傾きを測定し、当該傾きを地上に設置した受信器によってモニタリングし、オーガースクリューの姿勢を監視することで一定の施工精度を確保していた。
【０００６】
また、削孔後、オーガースクリューを回転させている減速機を取り外し、オーガースクリューのロッド内に傾斜計を挿入し、当該傾斜計によってオーガースクリューの傾きを計測することも行われていた。
【特許文献１】特開平９−２３６４３０号公報
【特許文献２】特開平９−３３２４８０号公報
【特許文献３】特許第３２３３８７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、傾斜計と地上の受信器との間の伝送に通信ケーブルが用いられ、当該通信ケーブルはオーガースクリューのロッド内に通してあるため、施工中はオーガースクリューの傾きを計測することができず、また、砂礫層などでの施工時は、掘削ずりで傾斜計が損傷するおそれがあるため、削孔完了後、オーガースクリューのロッド内に傾斜計を挿入してオーガースクリューの傾きを計測する必要があったため、土留壁の施工精度をリアルタイムで管理できないという課題があった。
【０００８】
また、桁下などの空頭制限下で土留壁を施工する場合、オーガースクリューの高さを低くし、施工深度が深くなるにつれてオーガースクリューを何本も継いで長くする必要があり、これに伴い通信ケーブルの接続回数も多くなるため、効率的な施工ができないという問題もあった。
【０００９】
さらに、通信ケーブルの接続作業の煩雑さから、通常は、傾斜計は１本だけ装備されていることから、オーガースクリューの傾きだけの計測となり、変位量の計測は行われないため、施工精度の管理にも自ずと限界があった。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特にオーガースクリューの作動中も当該オーガースクリューの傾き量と変位量を測定して、土留壁の施工精度をリアルタイムで管理できるようにした原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置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】
【００１１】
請求項１記載の原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置は、オーガースクリューを用いた原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置であって、オーガースクリューの先端近くの非回転部に、当該オーガースクリューの傾き量と変位量を測定するための計測器と、当該計測器によって測定された前記オーガースクリューの傾き量および変位量の測定値を地上に伝送するための送信器がそれぞれ取り付けられ、地上に前記測定値を受信するための受信器が設置され、前記測定値の伝送にデジタル無線通信が用いられてなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、地中の送信器と地上に設置された受信器間の測定値の伝送手段にデジタル無線通信を用いることにより、オーガースクリューの接続回数に関係なく、施工中のオーガースクリューの傾き量と変位（回転）量をリアルタイムで測定してオーガースクリューの姿勢を監視することで、土留壁の効率的な施工、管理システムの簡単化、コストダウン化等を可能にしたものである。
【００１３】
一般にデジタル無線通信は、地中、水中、海中および大気中などのあらゆる場所において通信可能な伝送システムであり、本発明の場合、通信距離が地中で１００ｍ、海中で５０ｍ程度可能なものを用いることができる。
【００１４】
また、この場合のデジタル無線通信の周波数は、１０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ範囲のものを用いることが可能であるが、周辺金属や背景ノイズ源の影響を受けにくい超低周波のものを用いるのがのぞましい。
【００１５】
また、ここで用いられる計測器と送信器はバッテリーで作動する簡易なものを用いることができ、したがってオーガースクリューの先端部には計測器および送信器とともにバッテリー等が備えてあればよい。
【００１６】
また、これら機器は、オーガースクリュー同士を結束するスクリューバンド等の非回転部に取り付けることにより、施工中でも、オーガースクリューの傾き量と変位量をリアルタイムで測定することができる。
【００１７】
請求項２記載の原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置は、請求項１記載の施工精度管理装置において、送信器は非磁性材料で防護されてなることを特徴とするものである。  
【００１８】
本発明は、特に送信器内のコイルに発生する磁界が周囲の金属の影響を受けて必要な通信距離が確保できなくなるを防止することができ、送信器の上下２０ｃｍ程度の範囲をＭＣナイロン等からなる非磁性材で被覆すればよい。
【００１９】
請求項３記載の原位置攪拌工法に用いられる施工精度管理装置は、請求項１または２記載の施工精度管理装置において、傾斜計、送信器および受信器は、複数組取り付けられてなることを特徴とするものであり、オーガースクリューの傾き量と変位量の両方を計測することで、施工精度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、オーガースクリューの先端近くの非回転部に取り付けられた送信器と、地上に設置された受信器間の測定値の伝送にデジタル無線通信が用いられていることで、土留壁の施工中を通してオーガースクリューの傾き量と変位量の両方をリアルタイムで測定してオーガースクリューの姿勢を監視することが可能なため、土留壁の施工をきわめて効率的に行うことができ、また施工精度を著しく高めることができる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１と図２は、本発明の施工精度管理装置を装備した多軸原位置攪拌装置を示し、図において、符号１はオーガースクリューであり、３本のオーガースクリュー１，１が同一鉛直面内に所定間隔をおいて鉛直に設置されている。
【００２２】
各オーガースクリュー１の下端部には削孔ビット２がそれぞれ突設され、当該削孔ビット２の上側に螺旋翼３，３がそれぞれ一定範囲にわたって突設され、さらに両側のオーガースクリュー１，１の中間部と上端部には攪拌翼４，４がそれぞれ突設されている。
【００２３】
また、３本のオーガースクリュー１、１の上端部と下端部は、それぞれ結束バンド５と結束バンド６によって互いに連結され、特に下端部は２本の結束バンド６，６によって連結され、各オーガースクリュー１の上端部はリーダ７にガイドされて昇降する駆動装置８にそれぞれ接続されている。
【００２４】
そして、駆動装置８によって各オーガースクリュー１を回転させながら、同時にリーダ７をガイドに各オーガースクリュー１を駆動装置８とともに下降させることにより溝状に削孔することができる。
【００２５】
また、各オーガースクリュー１の先端部からセメント系懸濁液などの固化材を吐出しつつ、オーガースクリュー１を回転させながら、同時にリーダ７をガイドに各オーガースクリュー１を上昇させ、攪拌翼４，４によって固化材と掘削土を攪拌することにより、一部が互いに重なる３本のソイルセメント杭を一度に造成することができる。したがって、複数のソイルセメント杭を連続的に重ね合わせて造成することにより、一体の地中連続壁を造成することができる。
【００２６】
また、各結束バンド６，６には結束された３本のオーガースクリュー１，１の傾き量α１およびα２と変位（回転）量δ（図３（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）を計測するための計測器９と、当該計測器９によって計測された傾き量α１，α２および変位量δの測定値をデジタル信号に変換し、地上にデジタル無線通信によって送信するための演算処理基盤および送信器１０、さらにこれらの機器を作動させるためのバッテリー（図省略）等がそれぞれ取り付けられている。
【００２７】
また特に、送信器１０の上下２０ｃｍ程度の範囲は、当該送信器に内蔵されたコイルに発生する磁界が周囲の金属の影響を受けて必要な通信距離が確保できなくなるを防止する目的で、ＭＣナイロン等からなる非磁性材によって被覆されている。
【００２８】
一方、地上のオペレーター室には送信器１０から送信された傾き量α１，α２および変位量δの測定値を受信するための受信器１１および受信データを処理するための演算処理部などが設置されている。
【００２９】
なお、この場合の傾き量α１は３本のオーガースクリュー１の横方向の傾き量を示し、傾き量α２は３本のオーガースクリュー１の前後方向の傾き量を示す（図３（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）。
【００３０】
このような構成において、施工中の各深さにおけるオーガースクリュー１，１の傾き量α１，α２および変位量δは、地上のオペレーター室からの指示により計測器９によってそれぞれ測定され、測定されたオーガースクリュー１の傾き量α１およびα２と変位量δは、演算処理基盤によってデジタル信号に変換され、そして送信機１０から地上の受信機１１にデジタル無線信号によって送信される。
【００３１】
一方、地上においては、受信器１１によって受信された傾き量α１およびα２と変位量δの測定値に関するデジタル信号はデータ処理部において処理され、このデータ処理された傾き量α１およびα２と変位量δの値が許容値範囲値内にあるように、施工中を通してオーガーガスクリュー１の姿勢をリアルタイムで監視することにより土留壁の施工精度を管理することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、施工中の各深さにおけるオーガースクリューの姿勢をリアルタイムで監視することにより、土留壁の施工をきわめて効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の施工精度管理装置を装備した多軸原位置攪拌装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１に図示した多軸原位置攪拌装置の要部を示し、（ａ）は図１におけるイ−イ線拡大断面図、（ｂ）はその正面図である。
【図３】（ａ）はオーガースクリューの変位を示す平面図、（ｂ）、（ｃ）はオーガースクリューの傾きを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  オーガースクリュー
２  削孔ビット
３  螺旋翼
４  攪拌翼
５  結束バンド
６  結束バンド
７  リーダ
８  駆動装置
９  計測器
１０  演算処理基盤および送信器
１１  受信器
【図１】
2007070963.tif 000003
【図２】
2007070963.tif 000004
【図３】
2007070963.tif 000005