地盤のブロック状混合処理工法
【課題】 地盤改良作業の時間短縮に有効な地盤改良の工法を提供する。
【解決手段】 建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所１１を形成し、該空所において、該空所の下方の所定深さＨの地盤にある支持層ＳＬの確認を行ない、前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材１３と混練水１４を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、前記スラリーを固化させる、ことを特徴とする地盤のブロック状混合処理工法。
【解決手段】 建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所１１を形成し、該空所において、該空所の下方の所定深さＨの地盤にある支持層ＳＬの確認を行ない、前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材１３と混練水１４を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、前記スラリーを固化させる、ことを特徴とする地盤のブロック状混合処理工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤を改良する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の地盤改良工法は、現地土壌とセメントや水、その他の添加材を機械撹拌混合して固化させることにより、次のように行われている。
【０００３】
この地盤改良工法では、図６に示されるように、まず、掘削機６０を使用して建造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を必要面積、必要深さまで掘削・排土し所定大きさの空所５２を形成する空所形成作業が行われる。排土した土壌は現地土壌Ｓとして空所５２の近くの敷地に積み置かれる。続いて、空所５２内にセメント等の固化材と水とを投入し撹拌混合を行なって固化材混入スラリーを生成する固化材混入スラリー生成作業と、空所５２内に先に掘削・排土した現地土壌Ｓを投入し固化材混入スラリーと共に撹拌混合して固化材と現地土壌混合スラリーを生成する固化材・現地土壌混合スラリー生成作業とを順次行う。その後、空所５２内の固化材・現地土壌混合スラリーを固化させることによって改良地盤（改良体Ｋ）を構築する（特許文献１）。
【０００４】
上記空所形成作業では、空所５２を形成すると、空所５２の底部の支持地盤の状態を目視又は接触等によって確認する。
【０００５】
なお、掘削機６０は、バケット６１部分に撹拌装置６２を備え、バケット６１による掘削機能だけでなく撹拌装置６２による回転撹拌機能も備えたものがある。
【０００６】
形成した空所５２の付近には、固化材を所定量ずつ分包した複数個の固化材入り袋Ｃａを運んでおく。また、空所５２の近くに水管６３の注水口６４を導いておく。水管６３には、バルブ６５と流量計６６が設けられており、流量計６６を見ながら空所５２内に注水する。
【０００７】
図７は、回転攪拌機能を持つバケットを備えた掘削機６０による空所形成作業、固化材混入スラリー生成作業、及び固化材・現地土壌混合スラリー生成作業を示す。
【０００８】
掘削機６０は、第１アーム６０−１と第２アーム６０−２を有し、第２アーム６０−２の先端に回転攪拌機能を持つバケット６０−３を備える。
【０００９】
図７（Ａ）は、掘削機６０が、第１アーム６０−１と第２アーム６０−２を介してバケット６０−３を地盤内に挿入し、掘削している状態を示す。
【００１０】
図７（Ｂ）は、掘削機６０が、バケット６０−３を空所５２内で上下左右方向に移動させて回転攪拌機能により空所５２内に投入された固化材、水、現地土壌の混合、攪拌を行い、固化材・現地土壌混合スラリーを生成している状態を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１０６４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の地盤改良工法は、あらかじめ建造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を必要面積、必要深さまで掘削・排土し所定大きさの空所５２を形成する作業が不可欠である。必要面積、必要深さは、図６に示した改良体Ｋのサイズで決まり、通常、空所５２の大きさは一辺が数ｍ程度の四角形、深さも数ｍ程度であることが多い。
【００１３】
このため、空所形成作業に時間を要するだけでなく、空所５２近くの敷地に排土した現地土壌を積み置くためのスペースを必要とする。空所５２の近くに必要なスペースを確保できない場合には、排土した現地土壌を一旦、別場所に移送、保管し、固化材・現地土壌混合スラリー生成作業を行なう時に保管場所にある現地土壌を空所まで運びなおすという作業が必要になる。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、地盤改良作業の時間短縮に有効な地盤のブロック状混合処理工法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好ましい態様による地盤のブロック状混合処理工法は、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所を形成し、該空所において、該空所の下方の所定深さの地盤にある支持層の確認を行ない、前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材と混練水を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、前記スラリーを固化させる、ことを特徴とする。
【００１６】
なお、前記支持層の確認は、前記空所に更に、前記支持層まで到達する前記所定深さの縦穴あるいは溝を形成して行ない、該支持層の確認後、前記縦穴あるいは溝を埋め戻すことで行うことができる。
【００１７】
前記掘削、攪拌、混合の並行作業は、可動アーム先端の掘削用バケットとして回転攪拌翼による攪拌混合機能を持つバケットミキサーを備えた掘削機で行なうことが好ましい。この場合、少なくとも前記バケットミキサーにセンサを備え、該センサからの検出信号により前記掘削、攪拌、混合の並行作業をモニターで確認しながら、前記スラリーの生成が前記所定深さに到達したかどうかの判別を行なうようにすることが望ましい。
【００１８】
前記センサとしては、前記バケットミキサーの先端部及び前記可動アームに設置した複数の傾斜計、前記バケットミキサーの先端部に設置した電気比抵抗値センサ、前記回転攪拌翼の回転数を検出する回転計、前記固化材の投入量を計測するセンサ、前記混練水の投入流量を計測するセンサを備えることが好ましい。この場合、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の位置を、現在の地盤改良位置として算出し、前記電気比抵抗値センサからの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の電気比抵抗値を攪拌混合度として求め、これらの値を前記各センサの検出値と共にメモリに記憶する。そして、前記メモリに記憶されている、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて算出された地盤改良位置と、その地盤改良位置での前記攪拌混合度を用い、地盤改良領域をその縦断面でかつ該縦断面全域について地盤改良位置毎の攪拌混合度の違いを色分けしてモニターにて表示することで前記掘削、攪拌、混合の並行作業を監視することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るブロック状混合処理工法による地盤改良工法は、排土を必要とする地盤の土壌の掘削、排土は、地盤改良を必要とする深さ、例えば支持層まで到達する所定深さに比べて十分に浅い深さについて行なえば良いので、前述した従来の空所形成作業の時間に比べて十分に短くて済む。そして、これにより生じる現地土壌は埋め戻しを必要としないだけでなく、掘削、排土の現場近くに積み置く必要がないので、そのためのスペースが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による地盤のブロック状混合処理工法の実施形態を作業の流れに沿って説明するための断面図である。
【図２】本発明による地盤のブロック状混合処理工法に用いられる掘削機のバケットとして好適なバケットミキサーを側面側から見た断面図である。
【図３】図２に示したバケットミキサーの一部断面正面図である。
【図４】本発明による地盤のブロック状混合処理工法を実施する際に適用される施工管理システムを構成するために必要な複数種類のセンサについて説明するための図である。
【図５】本発明による地盤のブロック状混合処理工法を実施する際に適用される施工管理システムの管理装置におけるモニターの表示画像の一例を示した図である。
【図６】従来の地盤改良工法の一例を説明するための斜視図である。
【図７】従来の地盤改良工法の作業工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、本発明に係るブロック状混合処理工法による地盤改良工法の実施形態について説明する。
【００２２】
（１）はじめに、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤（現状地盤）の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さｈの空所１１を形成する（図１ａ）。この掘削、排土は、第１アーム１０−１、第２アーム１０−２からなる可動アーム先端に備えられる掘削用バケットとして、攪拌混合機能を持つバケットミキサー２０を備えた掘削機１０で行われる。バケットミキサー２０は、これまでの回転攪拌機能を改良した構造を有しており、後で図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
空所１１の一定深さｈは、地盤改良を必要とする所定深さＨに比べて十分に浅い。そして、この掘削、排土により生じた現地土壌は廃棄される。
【００２４】
（２）次に、空所１１に更に一定深さｈよりも深い、支持層ＳＬまで到達する所定深さＨの縦穴あるいは溝１２を形成して支持層ＳＬの確認を行なう。この作業も掘削機１０で行われる（図１ｂ）。この作業は、地盤改良を支持層ＳＬに到達する深さまで行なうことが要求されることから、支持層ＳＬの確認のために必要な作業である。それゆえ、支持層ＳＬを確認できる大きさであれば良く、通常は縦穴で良いが、支持層ＳＬが不陸していることが想定される場合には、図面の表裏方向に延びる溝状にする。
【００２５】
いずれにしても、支持層ＳＬの確認ができたら、掘削機１０により縦穴あるいは溝１２は埋め戻される（図１ｃ）。
【００２６】
なお、地下水位が高い場合や、崩壊の可能性がある砂地盤の場合は、縦穴あるいは溝１２を形成しての支持層ＳＬの確認作業に代えて、穴あるいは溝形成を必要としない、スウェーデン式サウンディング試験等で支持層ＳＬの確認を行なうようにしても良い。
【００２７】
（３）続いて、空所１１に所定量の固化材（例えばセメント系固化材）１３と混練水１４を投入し（図１ｄ）、バケットミキサー２０で攪拌、混合を行なう。なお、固化材、混練水の供給方法は、地盤改良作業を行う場所、すなわち敷地の条件や工事規模により以下の２つのどちらかの方法を採用する。
【００２８】
第１の方法：敷地に余裕があり、かつ大規模工事で採用する方法で、セメントミルクプラントで混練水とプレミックスした固化材料を、空所１１に投入する。
【００２９】
第２の方法：狭隘敷地や小規模工事で採用する方法で、固化材と混練水を別々に空所１１に投入する。図１（ｄ）は、この第２の方法を示している。
【００３０】
（４）バケットミキサー２０による固化材１３と混練水１４との攪拌、混合に併せて、空所１１より下側の領域の地盤について掘削を行うことにより、該掘削により生じた土壌と上記工程（３）で投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行う（第１図ｅ）。
【００３１】
（５）上記の掘削、攪拌、混合の並行作業を、所定深さＨに到達するまで行うことにより、上記所定開口面積でかつ所定深さＨの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリー（固化材・土壌混合スラリー）を生成し、前記スラリーを固化させる。
【００３２】
このようにして、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤に、所定開口面積で且つ所定深さＨのブロック状の均質な改良体１が形成される。なお、改良体１の上面は改良天端と呼ばれ、一定深さｈよりやや浅い深さ位置になる。これは、添加される固化材の分だけ改良体１の体積が増え、この増加分が改良体１の上面側に現れるからである。少し浅くなった空所１１における改良天端の上には、建造物や構造物の基礎２が構築される。
【００３３】
なお、掘削、攪拌、混合の並行作業が、所定深さＨに到達したかどうかの判別についても、後で詳しく説明する。
【００３４】
以上のように、本実施形態においては、掘削、排土による空所１１の形成作業は、従来の地盤改良工法における空所の形成作業に比べて十分に浅いので、作業時間が短く、排出される土壌の量も少ない。また、支持層ＳＬを確認するための縦穴あるいは溝１２も空所１１に比べて十分に小さいので、空所１１の形成作業と合わせても、従来の地盤改良工法における空所の形成作業時間に比べて十分に短い時間で済む。加えて、空所１１の形成で生じた土壌は廃棄され、縦穴あるいは溝１２の形成で生じた土壌は埋め戻されるので、従来の地盤改良工法における空所の形成作業で生じた現地土壌を置くための大きなスペースは不要である。
【００３５】
なお、空所１１及び縦穴あるいは溝１２の形成は掘削のみであるので、バケットミキサー２０ではなく、掘削機の通常のバケット（攪拌混合機能を持たないもの）で行なわれても良い。
【００３６】
次に、図２、図３を参照して、従来よりも回転攪拌機能を向上させたバケットミキサー２０の一例について説明する。
【００３７】
図２、図３は、本発明による地盤のブロック状混合処理工法において使用される掘削機に備えられた改良型のバケットミキサーを示す図であり、図２は側面側から見た断面図、図３は一部断面正面図である。
【００３８】
バケットミキサー２０はバケット２１を有し、そのハウジング２３内には、横向きに回転軸２４が回転可能に支持されている。回転軸２４には、軸方向に間隔をおいてここでは３枚の回転撹拌翼２５が取付けられている。回転攪拌翼２５は、回転軸２４を間にしてその直径方向に延びる少なくとも２枚のブレードから成り、各ブレードの先端には周方向に延びるカッター（爪）２６が取付けられている。図２には回転攪拌翼２５の正回転方向を実線の矢印、逆転方向を破線の矢印でそれぞれ示しており、ブレード先端におけるカッター２６の延在方向は正回転方向である。３枚の回転攪拌翼２５はまた、回転軸２４を中心とする延在方向の角度が互いに異なるようにされている。
【００３９】
バケットミキサー２０は、隣り合う回転撹拌翼２５の間に適切な間隔をおいて非回転撹拌翼（固定翼）２７を攪拌促進ブレードとして備える。非回転攪拌翼２７は、回転軸２４を間にしてその直径方向に延び、両端がハウジング２３（バケット２１）の固定部に固定され、中間部を回転軸２４が回転可能に貫通している。ここでは、非回転攪拌翼２７の一端はハウジング２３の後部の上部内壁、他端はハウジング２３の開口に近い前端側にそれぞれ固定されているが、固定位置はこれらの場所に限定されるものではない。非回転攪拌翼２７は、回転攪拌翼２５が３枚の場合には２枚で回転攪拌翼の数に応じて設置枚数も変わる。また、ここでは、２枚の非回転攪拌翼２７は、回転軸２４を中心とする延在方向の角度が同じになるようにしているが、これに限定されるものではない。
【００４０】
次に、ハウジング２３に設置されている動力伝達部３０について説明する。動力伝達部３０は、油圧モーター３３と、油圧モーター３３の出力軸に固定されている第１歯車３１と、回転軸２４に固定されている第２歯車３２と、第１歯車３１と第２歯車３２の間に掛け渡されているチェーン３４とから構成される。
【００４１】
特に、ここに示したバケットミキサー２０は、地盤改良用の固化材を、図示しないグラウトホース内を経由してハウジング２３内に送り、４箇所の固化材液吐出口（ノズル）（図示省略）から各回転攪拌翼２５の付近に流出させることもできるものである。
【００４２】
バケット２１には傾斜計３６が設置されるが、傾斜計は掘削機１０のアーム部にも設置（２軸式の場合２箇所）される。後述する管理装置は、各アーム長と傾斜計の検出した角度から傾斜計を設置した各位置を演算し、基準の地表面からバケット２１の先端刃先までの位置と深さを算出する。
【００４３】
バケット２１の下部前端には、４個の爪（カッター）２２が固定されている。図示は省略しているが、ハウジング２３の下部における後部は網目格子とされる。この網目格子は、格子より小さい粘性土やローム・シルト粘土の土塊や砂利・土砂は通過させるが、それより大きい土塊や砂礫、またはごみ等は通過させない役目をする。
【００４４】
油圧モーター３３が回転すると、動力伝達部３０を介して回転撹拌翼２５は図２に実線で示される正転方向に回転するので、バケット２１内に取り込まれた土壌と固化材液吐出口から導入された固化材液が撹拌される。
【００４５】
なお、回転撹拌翼２５が図２に破線で示される逆転方向に回転すると、網目格子を通過できなかった砂礫や小石やごみ等がハウジング２３の開口から排出される。
【００４６】
以上のように、バケットミキサー２０の回転軸２４に複数枚の回転撹拌翼２５を設置し、しかも回転攪拌翼２５と交互に且つ適切な間隔をおいて非回転撹拌翼２７を配置したことにより、回転攪拌翼２５と非回転攪拌翼２７の間での土塊の切断や粉砕の効率が良くなり、結果的に土壌改良性能を向上させることができる。つまり、回転軸２４を回転させると、回転撹拌翼２５と非回転撹拌翼２７との間で強制的にせん断（はさみで切るような状態）や粉砕が行えるので、撹拌促進手段としての効果を創出できる。
【００４７】
次に、上述した掘削、攪拌、混合の並行作業が、所定深さＨに到達したかどうかの判別を伴う、地盤改良の施工管理について説明する。
【００４８】
本実施形態による地盤のブロック状混合処理工法は、以下の施工管理システムを適用することでその効果を発揮する。
【００４９】
施工管理システムは、複数種類のセンサ、これらのセンサからの検出信号を処理し処理結果をディスプレイに表示させるモニター機能付きの管理装置を含む。
【００５０】
図４を参照して、本施工管理システムに用いられるセンサは以下の通りである。但し、以下の例はあくまでも一例にすぎず、本発明で用いられるセンサは以下の例に限定されるものではない。
【００５１】
傾斜計Ｓ１（傾斜計３６）：掘削機の第１、第２アーム１０−１、１０−２及びバケット２１に設置され（図４中に白抜き数字１で示す）、それぞれの検出値を用いてバケット位置を算出し現在の地盤改良位置を確認するために用いられる。
【００５２】
電気比抵抗値センサＳ２：バケット２１、特にその先端に近い箇所に設置され（図４中に白抜き数字２で示す）、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度を確認するために用いられる。
【００５３】
回転計Ｓ３：バケットミキサー２０の回転軸２４に設置され（図４中に白抜き数字３で示す）、回転攪拌翼２５の回転数を、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合回数として確認するために用いられる。
【００５４】
ロードセルＳ４：固化材の使用量を確認するための重量センサで、図４ではセメントミルクプラントにおける固化材の投入部に設置され（図４中に白抜き数字４で示す）、投入される固化材の重量を計測する。
【００５５】
流量計Ｓ５：混練水の使用量を確認するための流量センサで、図４ではセメントミルクプラントにおけるグラウトポンプに設置され（図４中に白抜き数字５で示す）、投入される混練水の流量を計測する。
【００５６】
以上の各センサで検出された検出値は、まず、掘削機キャビン内のメモリ機能を持つデータ収録装置に無線で送信されてメモリに記憶され、更に、データ収録装置から後述する管理装置に無線送信されるが、各センサから直接管理装置に送信されても良いし、場合によっては有線で送信されても良い。各センサで検出された検出値は、管理装置の内部メモリあるいは外部メモリに記憶される。管理装置はパーソナルコンピュータで実現することができ、工事事務所等に配置されるが、ラップトップタイプであれば配置場所は問わないし、無線受信も可能である。
【００５７】
図５は管理装置のモニターによる表示画像の一例を示している。
【００５８】
管理装置は、回転計Ｓ３からの検出値に基づいて、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合回数をモニターにリアルタイム表示すると共にメモリに記憶する。攪拌混合回数は設計値と実施値（検出値）が表示される。
【００５９】
管理装置はまた、ロードセルＳ４からの検出値に基づいて固化材投入量を、流量計Ｓ５からの検出値に基づいて混練水の投入量をそれぞれモニターにリアルタイム表示すると共にメモリに記憶する。固化材、混練水の投入量も設計値と実施値が表示される。
【００６０】
管理装置は更に、３つの傾斜計Ｓ１からの検出値を用いてバケット位置を算出することで現在の地盤改良位置を割り出すと共に、電気比抵抗値センサＳ２からの検出値に基づいて、現在の地盤改良位置での固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度を判別し、モニターにて表示すると共にメモリに記憶する。特に、記憶に際しては、地盤改良位置とその位置での攪拌混合度とを対応付けて記憶することで、以後、複数の地盤改良位置毎の攪拌混合度をモニター表示するのに都合が良い。図５では、地盤改良領域におけるある部分（縦断面）全体を複数の円形のグリッドを並べた状態で表示している。ここでは、１つのグリッドは２０ｃｍ×２０ｃｍの面積の地盤改良位置に対応し、各グリッド、すなわち各地盤改良位置の攪拌混合度を電気比抵抗値別に色分け表示するようにしている。
【００６１】
例えば、図５に示すように、０〜１０．０（Ω・ｍ）までの電気比抵抗値は黄色（第１の攪拌混合度）、１０．１〜２０．０までの電気比抵抗値は灰色（第２の攪拌混合度）、２０．１〜３０．０までの電気比抵抗値は青色（第３の攪拌混合度）、３０．１以上の電気比抵抗値は黄緑色（第４の攪拌混合度）で表示する。この場合、例えばある部分（縦断面）の地盤改良領域全体が１０（Ω・ｍ）以下の電気比抵抗値であれば、すべてのグリッドは黄色で表示されることになる。
【００６２】
図５ではまた、深さ約６ｍ、幅約６ｍの部分（縦断面）について複数の地盤改良位置毎の攪拌混合度（電気比抵抗値）を表示可能であることを示しているが、太い実線により実際の計測領域は、太い実線内の領域、つまり深さ約６ｍ、幅約４ｍの縦断面領域であることが示されている。勿論、この縦断面領域を奥行き方向に移動させて表示してゆくことで、地盤改良領域全体の攪拌混合度の表示を行なうことができる。また、上記のある部分（縦断面）の地盤改良領域、すなわち垂直断面領域での地盤改良位置毎の攪拌混合度の表示に代えて、水平断面領域、すなわちある深さの水平断面領域での地盤改良位置毎の攪拌混合度を表示するようにしても良い。この場合、図５の表示形態では、横軸が地盤改良領域の幅、縦軸が奥行きとなる。
【００６３】
以上のようにして、管理装置は、地盤改良工法施工時のモニター画面に、リアルタイムに項目（少なくとも固化材投入量、混練水投入量、攪拌混合回数、地盤改良位置別の攪拌混合度）毎のデータを表示し、攪拌混合度を評価できるようにしている。これにより、地盤改良領域の奥行き方向に関する一定間隔（あるいは深さ方向に関する一定間隔）で規定される複数の計測領域のすべてについて、計測領域内のすべてのグリッドの電気比抵抗値が２０（Ω・ｍ）以下（すなわち、すべてのグリッドが黄色または灰色で表示）に均一に分布し、所定の攪拌混合回数であることが確認されると、固化材・土壌混合スラリーの形成作業を終了する。
【００６４】
以上のように、本管理装置により、地盤改良工法施工中の地盤改良領域、及びこの地盤改良領域内の固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度等をリアルタイムに表示できるので、工事中の固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合状態を常時監視することができる。これにより、未掘削、攪拌部分や大きな土塊の有無を早期に発見し、不具合な部分は撤去、または掘削、再攪拌、混合等の迅速な対応ができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 改良体
２ 基礎
１０ 掘削機
１０−１、１０−２ 第１、第２アーム
１１ 空所
１２ 縦穴または溝
１３ 固化材
１４ 混練水
２０ バケットミキサー
２１ バケット
２３ ハウジング
２４ 回転軸
２５ 回転撹拌翼
２６ カッター（爪）
２７ 非回転撹拌翼（固定翼）
３０ 動力伝達部
３１ 第１歯車
３２ 第２歯車
３３ 油圧モーター
３４ チェーン
３６ 傾斜計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤を改良する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の地盤改良工法は、現地土壌とセメントや水、その他の添加材を機械撹拌混合して固化させることにより、次のように行われている。
【０００３】
この地盤改良工法では、図６に示されるように、まず、掘削機６０を使用して建造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を必要面積、必要深さまで掘削・排土し所定大きさの空所５２を形成する空所形成作業が行われる。排土した土壌は現地土壌Ｓとして空所５２の近くの敷地に積み置かれる。続いて、空所５２内にセメント等の固化材と水とを投入し撹拌混合を行なって固化材混入スラリーを生成する固化材混入スラリー生成作業と、空所５２内に先に掘削・排土した現地土壌Ｓを投入し固化材混入スラリーと共に撹拌混合して固化材と現地土壌混合スラリーを生成する固化材・現地土壌混合スラリー生成作業とを順次行う。その後、空所５２内の固化材・現地土壌混合スラリーを固化させることによって改良地盤（改良体Ｋ）を構築する（特許文献１）。
【０００４】
上記空所形成作業では、空所５２を形成すると、空所５２の底部の支持地盤の状態を目視又は接触等によって確認する。
【０００５】
なお、掘削機６０は、バケット６１部分に撹拌装置６２を備え、バケット６１による掘削機能だけでなく撹拌装置６２による回転撹拌機能も備えたものがある。
【０００６】
形成した空所５２の付近には、固化材を所定量ずつ分包した複数個の固化材入り袋Ｃａを運んでおく。また、空所５２の近くに水管６３の注水口６４を導いておく。水管６３には、バルブ６５と流量計６６が設けられており、流量計６６を見ながら空所５２内に注水する。
【０００７】
図７は、回転攪拌機能を持つバケットを備えた掘削機６０による空所形成作業、固化材混入スラリー生成作業、及び固化材・現地土壌混合スラリー生成作業を示す。
【０００８】
掘削機６０は、第１アーム６０−１と第２アーム６０−２を有し、第２アーム６０−２の先端に回転攪拌機能を持つバケット６０−３を備える。
【０００９】
図７（Ａ）は、掘削機６０が、第１アーム６０−１と第２アーム６０−２を介してバケット６０−３を地盤内に挿入し、掘削している状態を示す。
【００１０】
図７（Ｂ）は、掘削機６０が、バケット６０−３を空所５２内で上下左右方向に移動させて回転攪拌機能により空所５２内に投入された固化材、水、現地土壌の混合、攪拌を行い、固化材・現地土壌混合スラリーを生成している状態を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１０６４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の地盤改良工法は、あらかじめ建造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を必要面積、必要深さまで掘削・排土し所定大きさの空所５２を形成する作業が不可欠である。必要面積、必要深さは、図６に示した改良体Ｋのサイズで決まり、通常、空所５２の大きさは一辺が数ｍ程度の四角形、深さも数ｍ程度であることが多い。
【００１３】
このため、空所形成作業に時間を要するだけでなく、空所５２近くの敷地に排土した現地土壌を積み置くためのスペースを必要とする。空所５２の近くに必要なスペースを確保できない場合には、排土した現地土壌を一旦、別場所に移送、保管し、固化材・現地土壌混合スラリー生成作業を行なう時に保管場所にある現地土壌を空所まで運びなおすという作業が必要になる。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、地盤改良作業の時間短縮に有効な地盤のブロック状混合処理工法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好ましい態様による地盤のブロック状混合処理工法は、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所を形成し、該空所において、該空所の下方の所定深さの地盤にある支持層の確認を行ない、前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材と混練水を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、前記スラリーを固化させる、ことを特徴とする。
【００１６】
なお、前記支持層の確認は、前記空所に更に、前記支持層まで到達する前記所定深さの縦穴あるいは溝を形成して行ない、該支持層の確認後、前記縦穴あるいは溝を埋め戻すことで行うことができる。
【００１７】
前記掘削、攪拌、混合の並行作業は、可動アーム先端の掘削用バケットとして回転攪拌翼による攪拌混合機能を持つバケットミキサーを備えた掘削機で行なうことが好ましい。この場合、少なくとも前記バケットミキサーにセンサを備え、該センサからの検出信号により前記掘削、攪拌、混合の並行作業をモニターで確認しながら、前記スラリーの生成が前記所定深さに到達したかどうかの判別を行なうようにすることが望ましい。
【００１８】
前記センサとしては、前記バケットミキサーの先端部及び前記可動アームに設置した複数の傾斜計、前記バケットミキサーの先端部に設置した電気比抵抗値センサ、前記回転攪拌翼の回転数を検出する回転計、前記固化材の投入量を計測するセンサ、前記混練水の投入流量を計測するセンサを備えることが好ましい。この場合、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の位置を、現在の地盤改良位置として算出し、前記電気比抵抗値センサからの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の電気比抵抗値を攪拌混合度として求め、これらの値を前記各センサの検出値と共にメモリに記憶する。そして、前記メモリに記憶されている、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて算出された地盤改良位置と、その地盤改良位置での前記攪拌混合度を用い、地盤改良領域をその縦断面でかつ該縦断面全域について地盤改良位置毎の攪拌混合度の違いを色分けしてモニターにて表示することで前記掘削、攪拌、混合の並行作業を監視することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るブロック状混合処理工法による地盤改良工法は、排土を必要とする地盤の土壌の掘削、排土は、地盤改良を必要とする深さ、例えば支持層まで到達する所定深さに比べて十分に浅い深さについて行なえば良いので、前述した従来の空所形成作業の時間に比べて十分に短くて済む。そして、これにより生じる現地土壌は埋め戻しを必要としないだけでなく、掘削、排土の現場近くに積み置く必要がないので、そのためのスペースが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による地盤のブロック状混合処理工法の実施形態を作業の流れに沿って説明するための断面図である。
【図２】本発明による地盤のブロック状混合処理工法に用いられる掘削機のバケットとして好適なバケットミキサーを側面側から見た断面図である。
【図３】図２に示したバケットミキサーの一部断面正面図である。
【図４】本発明による地盤のブロック状混合処理工法を実施する際に適用される施工管理システムを構成するために必要な複数種類のセンサについて説明するための図である。
【図５】本発明による地盤のブロック状混合処理工法を実施する際に適用される施工管理システムの管理装置におけるモニターの表示画像の一例を示した図である。
【図６】従来の地盤改良工法の一例を説明するための斜視図である。
【図７】従来の地盤改良工法の作業工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、本発明に係るブロック状混合処理工法による地盤改良工法の実施形態について説明する。
【００２２】
（１）はじめに、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤（現状地盤）の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さｈの空所１１を形成する（図１ａ）。この掘削、排土は、第１アーム１０−１、第２アーム１０−２からなる可動アーム先端に備えられる掘削用バケットとして、攪拌混合機能を持つバケットミキサー２０を備えた掘削機１０で行われる。バケットミキサー２０は、これまでの回転攪拌機能を改良した構造を有しており、後で図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
空所１１の一定深さｈは、地盤改良を必要とする所定深さＨに比べて十分に浅い。そして、この掘削、排土により生じた現地土壌は廃棄される。
【００２４】
（２）次に、空所１１に更に一定深さｈよりも深い、支持層ＳＬまで到達する所定深さＨの縦穴あるいは溝１２を形成して支持層ＳＬの確認を行なう。この作業も掘削機１０で行われる（図１ｂ）。この作業は、地盤改良を支持層ＳＬに到達する深さまで行なうことが要求されることから、支持層ＳＬの確認のために必要な作業である。それゆえ、支持層ＳＬを確認できる大きさであれば良く、通常は縦穴で良いが、支持層ＳＬが不陸していることが想定される場合には、図面の表裏方向に延びる溝状にする。
【００２５】
いずれにしても、支持層ＳＬの確認ができたら、掘削機１０により縦穴あるいは溝１２は埋め戻される（図１ｃ）。
【００２６】
なお、地下水位が高い場合や、崩壊の可能性がある砂地盤の場合は、縦穴あるいは溝１２を形成しての支持層ＳＬの確認作業に代えて、穴あるいは溝形成を必要としない、スウェーデン式サウンディング試験等で支持層ＳＬの確認を行なうようにしても良い。
【００２７】
（３）続いて、空所１１に所定量の固化材（例えばセメント系固化材）１３と混練水１４を投入し（図１ｄ）、バケットミキサー２０で攪拌、混合を行なう。なお、固化材、混練水の供給方法は、地盤改良作業を行う場所、すなわち敷地の条件や工事規模により以下の２つのどちらかの方法を採用する。
【００２８】
第１の方法：敷地に余裕があり、かつ大規模工事で採用する方法で、セメントミルクプラントで混練水とプレミックスした固化材料を、空所１１に投入する。
【００２９】
第２の方法：狭隘敷地や小規模工事で採用する方法で、固化材と混練水を別々に空所１１に投入する。図１（ｄ）は、この第２の方法を示している。
【００３０】
（４）バケットミキサー２０による固化材１３と混練水１４との攪拌、混合に併せて、空所１１より下側の領域の地盤について掘削を行うことにより、該掘削により生じた土壌と上記工程（３）で投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行う（第１図ｅ）。
【００３１】
（５）上記の掘削、攪拌、混合の並行作業を、所定深さＨに到達するまで行うことにより、上記所定開口面積でかつ所定深さＨの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリー（固化材・土壌混合スラリー）を生成し、前記スラリーを固化させる。
【００３２】
このようにして、建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤に、所定開口面積で且つ所定深さＨのブロック状の均質な改良体１が形成される。なお、改良体１の上面は改良天端と呼ばれ、一定深さｈよりやや浅い深さ位置になる。これは、添加される固化材の分だけ改良体１の体積が増え、この増加分が改良体１の上面側に現れるからである。少し浅くなった空所１１における改良天端の上には、建造物や構造物の基礎２が構築される。
【００３３】
なお、掘削、攪拌、混合の並行作業が、所定深さＨに到達したかどうかの判別についても、後で詳しく説明する。
【００３４】
以上のように、本実施形態においては、掘削、排土による空所１１の形成作業は、従来の地盤改良工法における空所の形成作業に比べて十分に浅いので、作業時間が短く、排出される土壌の量も少ない。また、支持層ＳＬを確認するための縦穴あるいは溝１２も空所１１に比べて十分に小さいので、空所１１の形成作業と合わせても、従来の地盤改良工法における空所の形成作業時間に比べて十分に短い時間で済む。加えて、空所１１の形成で生じた土壌は廃棄され、縦穴あるいは溝１２の形成で生じた土壌は埋め戻されるので、従来の地盤改良工法における空所の形成作業で生じた現地土壌を置くための大きなスペースは不要である。
【００３５】
なお、空所１１及び縦穴あるいは溝１２の形成は掘削のみであるので、バケットミキサー２０ではなく、掘削機の通常のバケット（攪拌混合機能を持たないもの）で行なわれても良い。
【００３６】
次に、図２、図３を参照して、従来よりも回転攪拌機能を向上させたバケットミキサー２０の一例について説明する。
【００３７】
図２、図３は、本発明による地盤のブロック状混合処理工法において使用される掘削機に備えられた改良型のバケットミキサーを示す図であり、図２は側面側から見た断面図、図３は一部断面正面図である。
【００３８】
バケットミキサー２０はバケット２１を有し、そのハウジング２３内には、横向きに回転軸２４が回転可能に支持されている。回転軸２４には、軸方向に間隔をおいてここでは３枚の回転撹拌翼２５が取付けられている。回転攪拌翼２５は、回転軸２４を間にしてその直径方向に延びる少なくとも２枚のブレードから成り、各ブレードの先端には周方向に延びるカッター（爪）２６が取付けられている。図２には回転攪拌翼２５の正回転方向を実線の矢印、逆転方向を破線の矢印でそれぞれ示しており、ブレード先端におけるカッター２６の延在方向は正回転方向である。３枚の回転攪拌翼２５はまた、回転軸２４を中心とする延在方向の角度が互いに異なるようにされている。
【００３９】
バケットミキサー２０は、隣り合う回転撹拌翼２５の間に適切な間隔をおいて非回転撹拌翼（固定翼）２７を攪拌促進ブレードとして備える。非回転攪拌翼２７は、回転軸２４を間にしてその直径方向に延び、両端がハウジング２３（バケット２１）の固定部に固定され、中間部を回転軸２４が回転可能に貫通している。ここでは、非回転攪拌翼２７の一端はハウジング２３の後部の上部内壁、他端はハウジング２３の開口に近い前端側にそれぞれ固定されているが、固定位置はこれらの場所に限定されるものではない。非回転攪拌翼２７は、回転攪拌翼２５が３枚の場合には２枚で回転攪拌翼の数に応じて設置枚数も変わる。また、ここでは、２枚の非回転攪拌翼２７は、回転軸２４を中心とする延在方向の角度が同じになるようにしているが、これに限定されるものではない。
【００４０】
次に、ハウジング２３に設置されている動力伝達部３０について説明する。動力伝達部３０は、油圧モーター３３と、油圧モーター３３の出力軸に固定されている第１歯車３１と、回転軸２４に固定されている第２歯車３２と、第１歯車３１と第２歯車３２の間に掛け渡されているチェーン３４とから構成される。
【００４１】
特に、ここに示したバケットミキサー２０は、地盤改良用の固化材を、図示しないグラウトホース内を経由してハウジング２３内に送り、４箇所の固化材液吐出口（ノズル）（図示省略）から各回転攪拌翼２５の付近に流出させることもできるものである。
【００４２】
バケット２１には傾斜計３６が設置されるが、傾斜計は掘削機１０のアーム部にも設置（２軸式の場合２箇所）される。後述する管理装置は、各アーム長と傾斜計の検出した角度から傾斜計を設置した各位置を演算し、基準の地表面からバケット２１の先端刃先までの位置と深さを算出する。
【００４３】
バケット２１の下部前端には、４個の爪（カッター）２２が固定されている。図示は省略しているが、ハウジング２３の下部における後部は網目格子とされる。この網目格子は、格子より小さい粘性土やローム・シルト粘土の土塊や砂利・土砂は通過させるが、それより大きい土塊や砂礫、またはごみ等は通過させない役目をする。
【００４４】
油圧モーター３３が回転すると、動力伝達部３０を介して回転撹拌翼２５は図２に実線で示される正転方向に回転するので、バケット２１内に取り込まれた土壌と固化材液吐出口から導入された固化材液が撹拌される。
【００４５】
なお、回転撹拌翼２５が図２に破線で示される逆転方向に回転すると、網目格子を通過できなかった砂礫や小石やごみ等がハウジング２３の開口から排出される。
【００４６】
以上のように、バケットミキサー２０の回転軸２４に複数枚の回転撹拌翼２５を設置し、しかも回転攪拌翼２５と交互に且つ適切な間隔をおいて非回転撹拌翼２７を配置したことにより、回転攪拌翼２５と非回転攪拌翼２７の間での土塊の切断や粉砕の効率が良くなり、結果的に土壌改良性能を向上させることができる。つまり、回転軸２４を回転させると、回転撹拌翼２５と非回転撹拌翼２７との間で強制的にせん断（はさみで切るような状態）や粉砕が行えるので、撹拌促進手段としての効果を創出できる。
【００４７】
次に、上述した掘削、攪拌、混合の並行作業が、所定深さＨに到達したかどうかの判別を伴う、地盤改良の施工管理について説明する。
【００４８】
本実施形態による地盤のブロック状混合処理工法は、以下の施工管理システムを適用することでその効果を発揮する。
【００４９】
施工管理システムは、複数種類のセンサ、これらのセンサからの検出信号を処理し処理結果をディスプレイに表示させるモニター機能付きの管理装置を含む。
【００５０】
図４を参照して、本施工管理システムに用いられるセンサは以下の通りである。但し、以下の例はあくまでも一例にすぎず、本発明で用いられるセンサは以下の例に限定されるものではない。
【００５１】
傾斜計Ｓ１（傾斜計３６）：掘削機の第１、第２アーム１０−１、１０−２及びバケット２１に設置され（図４中に白抜き数字１で示す）、それぞれの検出値を用いてバケット位置を算出し現在の地盤改良位置を確認するために用いられる。
【００５２】
電気比抵抗値センサＳ２：バケット２１、特にその先端に近い箇所に設置され（図４中に白抜き数字２で示す）、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度を確認するために用いられる。
【００５３】
回転計Ｓ３：バケットミキサー２０の回転軸２４に設置され（図４中に白抜き数字３で示す）、回転攪拌翼２５の回転数を、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合回数として確認するために用いられる。
【００５４】
ロードセルＳ４：固化材の使用量を確認するための重量センサで、図４ではセメントミルクプラントにおける固化材の投入部に設置され（図４中に白抜き数字４で示す）、投入される固化材の重量を計測する。
【００５５】
流量計Ｓ５：混練水の使用量を確認するための流量センサで、図４ではセメントミルクプラントにおけるグラウトポンプに設置され（図４中に白抜き数字５で示す）、投入される混練水の流量を計測する。
【００５６】
以上の各センサで検出された検出値は、まず、掘削機キャビン内のメモリ機能を持つデータ収録装置に無線で送信されてメモリに記憶され、更に、データ収録装置から後述する管理装置に無線送信されるが、各センサから直接管理装置に送信されても良いし、場合によっては有線で送信されても良い。各センサで検出された検出値は、管理装置の内部メモリあるいは外部メモリに記憶される。管理装置はパーソナルコンピュータで実現することができ、工事事務所等に配置されるが、ラップトップタイプであれば配置場所は問わないし、無線受信も可能である。
【００５７】
図５は管理装置のモニターによる表示画像の一例を示している。
【００５８】
管理装置は、回転計Ｓ３からの検出値に基づいて、固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合回数をモニターにリアルタイム表示すると共にメモリに記憶する。攪拌混合回数は設計値と実施値（検出値）が表示される。
【００５９】
管理装置はまた、ロードセルＳ４からの検出値に基づいて固化材投入量を、流量計Ｓ５からの検出値に基づいて混練水の投入量をそれぞれモニターにリアルタイム表示すると共にメモリに記憶する。固化材、混練水の投入量も設計値と実施値が表示される。
【００６０】
管理装置は更に、３つの傾斜計Ｓ１からの検出値を用いてバケット位置を算出することで現在の地盤改良位置を割り出すと共に、電気比抵抗値センサＳ２からの検出値に基づいて、現在の地盤改良位置での固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度を判別し、モニターにて表示すると共にメモリに記憶する。特に、記憶に際しては、地盤改良位置とその位置での攪拌混合度とを対応付けて記憶することで、以後、複数の地盤改良位置毎の攪拌混合度をモニター表示するのに都合が良い。図５では、地盤改良領域におけるある部分（縦断面）全体を複数の円形のグリッドを並べた状態で表示している。ここでは、１つのグリッドは２０ｃｍ×２０ｃｍの面積の地盤改良位置に対応し、各グリッド、すなわち各地盤改良位置の攪拌混合度を電気比抵抗値別に色分け表示するようにしている。
【００６１】
例えば、図５に示すように、０〜１０．０（Ω・ｍ）までの電気比抵抗値は黄色（第１の攪拌混合度）、１０．１〜２０．０までの電気比抵抗値は灰色（第２の攪拌混合度）、２０．１〜３０．０までの電気比抵抗値は青色（第３の攪拌混合度）、３０．１以上の電気比抵抗値は黄緑色（第４の攪拌混合度）で表示する。この場合、例えばある部分（縦断面）の地盤改良領域全体が１０（Ω・ｍ）以下の電気比抵抗値であれば、すべてのグリッドは黄色で表示されることになる。
【００６２】
図５ではまた、深さ約６ｍ、幅約６ｍの部分（縦断面）について複数の地盤改良位置毎の攪拌混合度（電気比抵抗値）を表示可能であることを示しているが、太い実線により実際の計測領域は、太い実線内の領域、つまり深さ約６ｍ、幅約４ｍの縦断面領域であることが示されている。勿論、この縦断面領域を奥行き方向に移動させて表示してゆくことで、地盤改良領域全体の攪拌混合度の表示を行なうことができる。また、上記のある部分（縦断面）の地盤改良領域、すなわち垂直断面領域での地盤改良位置毎の攪拌混合度の表示に代えて、水平断面領域、すなわちある深さの水平断面領域での地盤改良位置毎の攪拌混合度を表示するようにしても良い。この場合、図５の表示形態では、横軸が地盤改良領域の幅、縦軸が奥行きとなる。
【００６３】
以上のようにして、管理装置は、地盤改良工法施工時のモニター画面に、リアルタイムに項目（少なくとも固化材投入量、混練水投入量、攪拌混合回数、地盤改良位置別の攪拌混合度）毎のデータを表示し、攪拌混合度を評価できるようにしている。これにより、地盤改良領域の奥行き方向に関する一定間隔（あるいは深さ方向に関する一定間隔）で規定される複数の計測領域のすべてについて、計測領域内のすべてのグリッドの電気比抵抗値が２０（Ω・ｍ）以下（すなわち、すべてのグリッドが黄色または灰色で表示）に均一に分布し、所定の攪拌混合回数であることが確認されると、固化材・土壌混合スラリーの形成作業を終了する。
【００６４】
以上のように、本管理装置により、地盤改良工法施工中の地盤改良領域、及びこの地盤改良領域内の固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合度等をリアルタイムに表示できるので、工事中の固化材・土壌混合スラリーの攪拌混合状態を常時監視することができる。これにより、未掘削、攪拌部分や大きな土塊の有無を早期に発見し、不具合な部分は撤去、または掘削、再攪拌、混合等の迅速な対応ができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 改良体
２ 基礎
１０ 掘削機
１０−１、１０−２ 第１、第２アーム
１１ 空所
１２ 縦穴または溝
１３ 固化材
１４ 混練水
２０ バケットミキサー
２１ バケット
２３ ハウジング
２４ 回転軸
２５ 回転撹拌翼
２６ カッター（爪）
２７ 非回転撹拌翼（固定翼）
３０ 動力伝達部
３１ 第１歯車
３２ 第２歯車
３３ 油圧モーター
３４ チェーン
３６ 傾斜計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所を形成し、
該空所において、該空所の下方の所定深さの地盤にある支持層の確認を行ない、
前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材と混練水を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、
前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、
前記スラリーを固化させる、
ことを特徴とする地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項２】
前記支持層の確認を、前記空所に更に、前記支持層まで到達する前記所定深さの縦穴あるいは溝を形成して行ない、該支持層の確認後、前記縦穴あるいは溝を埋め戻すことを特徴とする請求項１に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項３】
前記掘削、攪拌、混合の並行作業は、可動アーム先端の掘削用バケットとして回転攪拌翼による攪拌混合機能を持つバケットミキサーを備えた掘削機で行ない、
少なくとも前記バケットミキサーにセンサを備え、
該センサからの検出信号により前記掘削、攪拌、混合の並行作業をモニターで確認しながら、前記スラリーの生成が前記所定深さに到達したかどうかの判別を行なうことを特徴とする請求項１に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項４】
前記センサとして、前記バケットミキサーの先端部及び前記可動アームに設置した複数の傾斜計、前記バケットミキサーの先端部に設置した電気比抵抗値センサ、前記回転攪拌翼の回転数を検出する回転計、前記固化材の投入量を計測するセンサ、前記混練水の投入流量を計測するセンサを備え、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の位置を、現在の地盤改良位置として算出し、前記電気比抵抗値センサからの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の電気比抵抗値を攪拌混合度として求め、これらの値を前記各センサの検出値と共にメモリに記憶することを特徴とする請求項３に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項５】
前記メモリに記憶されている、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて算出された地盤改良位置と、その地盤改良位置での前記攪拌混合度を用い、地盤改良領域をその縦断面でかつ該縦断面全域について地盤改良位置毎の攪拌混合度の違いを色分けしてモニターにて表示することで前記掘削、攪拌、混合の並行作業を監視することを特徴とする請求項４に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項１】
建造物や構造物の基礎を構築すべき位置の地盤の土壌を掘削、排土して所定開口面積で且つ一定深さの空所を形成し、
該空所において、該空所の下方の所定深さの地盤にある支持層の確認を行ない、
前記支持層が確認されたら、前記空所に所定量の固化材と混練水を投入し、続いて、前記所定開口面積の領域について掘削を行いつつ該掘削した土壌と前記投入された固化材と混練水との攪拌、混合を行い、
前記掘削、攪拌、混合の並行作業を、前記所定深さに到達するまで行うことにより、前記所定開口面積でかつ所定深さの領域内に土壌と固化材と混練水とのスラリーを生成し、
前記スラリーを固化させる、
ことを特徴とする地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項２】
前記支持層の確認を、前記空所に更に、前記支持層まで到達する前記所定深さの縦穴あるいは溝を形成して行ない、該支持層の確認後、前記縦穴あるいは溝を埋め戻すことを特徴とする請求項１に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項３】
前記掘削、攪拌、混合の並行作業は、可動アーム先端の掘削用バケットとして回転攪拌翼による攪拌混合機能を持つバケットミキサーを備えた掘削機で行ない、
少なくとも前記バケットミキサーにセンサを備え、
該センサからの検出信号により前記掘削、攪拌、混合の並行作業をモニターで確認しながら、前記スラリーの生成が前記所定深さに到達したかどうかの判別を行なうことを特徴とする請求項１に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項４】
前記センサとして、前記バケットミキサーの先端部及び前記可動アームに設置した複数の傾斜計、前記バケットミキサーの先端部に設置した電気比抵抗値センサ、前記回転攪拌翼の回転数を検出する回転計、前記固化材の投入量を計測するセンサ、前記混練水の投入流量を計測するセンサを備え、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の位置を、現在の地盤改良位置として算出し、前記電気比抵抗値センサからの検出値を用いて前記バケットミキサーの先端部の電気比抵抗値を攪拌混合度として求め、これらの値を前記各センサの検出値と共にメモリに記憶することを特徴とする請求項３に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【請求項５】
前記メモリに記憶されている、前記複数の傾斜計からの検出値を用いて算出された地盤改良位置と、その地盤改良位置での前記攪拌混合度を用い、地盤改良領域をその縦断面でかつ該縦断面全域について地盤改良位置毎の攪拌混合度の違いを色分けしてモニターにて表示することで前記掘削、攪拌、混合の並行作業を監視することを特徴とする請求項４に記載の地盤のブロック状混合処理工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５７７５４（Ｐ２０１１−１５７７５４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２８６（Ｐ２０１０−２１２８６）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（５０６３５４０１０）株式会社フレスコーヴォ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（５０６３５４０１０）株式会社フレスコーヴォ (5)
【Ｆターム（参考）】
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