地盤改良の施工品質管理システム
【課題】建築物の下部全面に固化材を注入、撹拌して地盤改良を行う場合、改良範囲全体の改良度合の把握が容易となる地盤改良の施工品質管理システムを提供する。
【解決手段】表示装置３１の表示画面に水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示画面３５Ａとを表示する。水平断面表示画面３３Ａおよび垂直断面表示画面３５Ａは、撹拌翼による撹拌面積に相当する広さと、一定の深さ毎の上下範囲を１つの表示単位３４として改良度合を表示する。水平断面表示画面３３Ａは、同じ深さ毎に水平方向にまとめられかつ複数の行、列に区画された複数の表示単位を１つの水平断面表示ブロックとする。垂直断面表示画面３５Ａは、水平断面表示画面３３Aに添えたスクロールバー４０で選択された１つの垂直断面表示ブロックを表示する。また、水平断面表示画面３３Aは垂直断面表示画面３５Aに添えたスクロールバー３６で選択された１つの水平断面表示ブロックを表示する。
【解決手段】表示装置３１の表示画面に水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示画面３５Ａとを表示する。水平断面表示画面３３Ａおよび垂直断面表示画面３５Ａは、撹拌翼による撹拌面積に相当する広さと、一定の深さ毎の上下範囲を１つの表示単位３４として改良度合を表示する。水平断面表示画面３３Ａは、同じ深さ毎に水平方向にまとめられかつ複数の行、列に区画された複数の表示単位を１つの水平断面表示ブロックとする。垂直断面表示画面３５Ａは、水平断面表示画面３３Aに添えたスクロールバー４０で選択された１つの垂直断面表示ブロックを表示する。また、水平断面表示画面３３Aは垂直断面表示画面３５Aに添えたスクロールバー３６で選択された１つの水平断面表示ブロックを表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部に撹拌翼を設け、撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に撹拌翼により注入領域を撹拌して地盤改良を行う地盤改良工事における施工品質管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１（Ａ）に示すように建築物５０用の地盤を改良するため、地中に杭５１を埋設することが行われる。このような杭５１を施工する工法として、既成杭を施工する方法以外に、地中に固化材（セメントミルク）を注入しながら撹拌することにより杭を施工する工法がある。このような工法を採用する場合、固化材が改良を行う地盤の深さ方向の全長にわたって均一に注入され攪拌されることが、杭５１の強度を確保する上で必要である。このような固化材の注入量、攪拌回数が基準値に達したか否かを監視するためのシステムとして、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載の監視システムは、表示画面の一方の軸を深さとし、その深さ毎の固化材添加量を他方の軸として表示した棒グラフと、その深さ毎の撹拌翼による撹拌混合回数を他方の軸として表示された棒グラフとして表示することにより、固化材の混合度合を表示するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３８４６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、基礎強度増大の要求に対応するため、図１１（Ｂ）に示すように、杭５１の数を増加させてきた。しかし最近、さらなる強度の増大に対応するため、図１１（Ｃ）に示すように、建築物５０の下部全面を改良領域５２とする立体的施工方法が採用されるようになってきている。このように建築物５０の下部全面に固化材を注入、混合すれば、固化材により硬化された地盤の横方向の相互の結合による支持作用により、杭による場合の改良部分の面積の増大分よりはるかに高い支持強度の地盤が得られる。
【０００６】
前述した特許文献１に記載の監視システムにおいては、硬化前の杭５１毎に、所定の深さ毎の固化材添加量と撹拌混合回数とを表示しているものの、図１１（Ｃ）のように建築物５０の下部全面を改良領域５２とする場合、全体としての改良度合の把握が困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、建築物の下部全面に固化材を注入、撹拌して地盤改良を行う場合、改良範囲全体の改良度合の把握が容易となり、固化材の注入、撹拌が不足した箇所の発生が防止され、固化材の注入、撹拌のむらが無い強度の高い地盤の実現が可能となる地盤改良の施工品質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】
請求項１の地盤改良の施工品質管理システムは、地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に前記撹拌軸の下端部に設けた撹拌翼により地中への固化材注入箇所を撹拌して地盤改良を行う地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
施工中の地盤改良の状況を表示する表示装置に、
前記地盤改良機の下部走行体を固定した状態でブーム、アームの回動および旋回によって一度に地盤改良の工事を施工する水平面上の範囲内について、異なる深さ毎に準備された複数の水平断面表示ブロックから選択された１つの水平断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する水平断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の異なる行または列毎に準備された複数の垂直断面表示ブロックから選択された１つの垂直断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する垂直断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の行または列方向に沿って設けられる第1のスクロールバーと、
前記垂直断面表示画面の高さ方向に沿って設けられる第２のスクロールバーとを表示し、
前記第1のスクロールバーの移動に連動して前記垂直断面表示画面に、前記第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、前記第２のスクロールバーの移動に連動して前記水平断面表示画面に、前記第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の地盤改良の施工品質管理システムは、請求項１に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記表示単位の改良度合の表示は固化材注入量または攪拌回数が設定値に達したか否かで表示内容が変更されると共に、固化材注入量と攪拌回数のうちのいずれかを選択して表示させる表示切換え手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の地盤改良の施工品質管理システムは、請求項１または２に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、前記地盤改良機が、下部走行体上に上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に多関節アームを取付け、前記多関節アームに前記撹拌軸を含む注入攪拌装置を取付けた構成を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明においては、第1のスクロールバーの移動に連動して垂直断面表示画面に第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、第２のスクロールバーの移動に連動して水平断面表示画面に第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示するため、水平断面の任意の行または列毎に垂直断面全体の表示が行えると共に、任意の深さについて、改良範囲の水平断面全体の表示が行える。このため、改良範囲全体についての改良度合の把握が容易となり、改良すべき部分が容易、迅速に確認できる。このため、的確な固化材の再注入、再撹拌が行え、全体として固化材注入量や攪拌回数のむらが無い強度の高い地盤が得られる。
【００１２】
請求項２の発明においては、固化材注入量と攪拌回数が切換え表示されるため、多数の表示単位を一度に表示する場合、固化材注入量と攪拌回数を同時に表示する場合に比較して表示単位のサイズをあまり小さくすることなく表示することができるので、目視しやすくなり、確認が容易となる。また、固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、何が不足しているかについて、確認が容易となり、不足分について対応する作業を行えばよく、対応が適切に行える。
【００１３】
請求項３の発明によれば、上部旋回体の旋回動作と多関節アームの伸縮動作により、地盤改良機の下部走行体の位置を変えないで広い範囲にわたり地盤改良が可能となるので、本発明を能率良く実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明による地盤改良作業を行う地盤改良機の一実施の形態を示す側面図である。この地盤改良機１の構成は次の通りである。下部走行体２上に旋回装置３を介して上部旋回体４を設置し、この上部旋回体４上に油圧パワーユニット５と運転室６を設置する。上部旋回体４にフロントとしての多関節アーム７にピン１３を介して地盤改良のための固化材の注入撹拌装置８を回動可能に取付ける。
【００１５】
多関節アーム７は、上部旋回体４にブームシリンダ９により起伏可能に取付けられたブーム１０と、このブーム１０の先端にアームシリンダ１１により上下回動可能に取付けられたアーム１２と、注入撹拌装置８を回動させるためにアーム１２に取付けられた作業具シリンダ１４とを備える。作業具シリンダ１４の先端は、アーム１２に取付けられたリンク１５の先端に連結すると共に、別のリンク１６の一端も連結し、このリンク１６の他端を、注入撹拌装置８の上端部に連結する。
【００１６】
注入撹拌装置８は、アーム１２にピン１３により取付けられるブラケット１７と、このブラケット１７に回転可能に取付けられた撹拌軸１８と、ブラケット１７に取付けられ、撹拌軸１８を回転させる油圧モータでなる駆動モータ１９と、撹拌軸１８の下端に取付けられた掘削機能を有する撹拌翼２０とを有する。撹拌軸１８の下端部には、撹拌軸１８を通して送られる固化材を地中に注入する注入口を有する。
【００１７】
次にこの地盤改良機に装備する施工管理システムについて説明する。２１は下部走行体２に対する多関節アーム７の向き（旋回角θ：図４参照）を検出するために設けられた旋回角度センサである。２２はブーム９の起伏角度αを検出するブーム角度センサである。２３はブーム１０に対するアーム１２の角度βを検出するアーム角度センサである。２４は多関節アーム７に沿って添設される固化材注入用配管（図示せず）を通して固化材供給装置（図示せず）から送られる固化材流量Ｖを検出する固化材流量センサである。２５は撹拌軸１８を回転させる駆動モータ１９の駆動油圧Ｐを検出することにより、撹拌軸１８のトルクを検出し、掘削抵抗を求める圧力センサである。この圧力センサ２５は、攪拌翼２０による掘削深さ（すなわち固化材の注入深さ）が所定の硬度の地盤まで達したか否かを検出するために設けられる。２６は固化材注入箇所の撹拌度合を検出するために撹拌軸１８の回転数Ｎを求める回転センサである。
【００１８】
２７は運転室６に装備したモニタであり、このモニタ２７は、施工状況を監視するため、図２に示すように、図１に示した各センサ２１〜２６からの検出信号に基づいて、注入撹拌装置８の位置や深さ、並びに固化材の注入量や撹拌回数等を演算する演算装置２９と、その演算結果等を記憶する記憶装置３０と、記憶された値などの表示装置３１を含むものである。
【００１９】
図３は地盤改良機１と施工範囲３２との関係を説明する図である。地盤改良機１を固定したままで地盤改良工事を施工する範囲３２は長方形または正方形に設定される。この施工範囲３２は、所定の深さまで到達できる多関節アーム７の長さによる到達範囲と、旋回装置３の旋回に伴う制限（Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ施工範囲３２の多関節アーム７の先端の内接円、外接円である。）により設定される。地盤改良工事は、地盤改良機１を固定した状態で１つの施工範囲３２を施工した後、別の箇所の施工範囲３２（例えば左右あるいは後方に隣接する箇所）に対応する位置に地盤改良機１を移動しその位置で地盤改良機１を固定した状態で地盤改良工事を施工するという段取りで行う。
【００２０】
図４に示すように、後述の表示を行う場合、１つの表示単位３４は、撹拌翼２０が撹拌可能な広さを有する。そして下部走行体２から見て左右方向をＸ軸、前後方向をＹ軸とした場合、１つの施工範囲３２は、複数の行Ｙ０〜Ｙｍ、列Ｘ０〜Ｘｎに区画された複数の表示単位３４を含む。
【００２１】
図５は表示単位３４を地盤改良機１の左右方向、前後方向、深さ方向について区分けする領域設定を説明する図である。３３は所定の深さ（Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２…）毎に区分けされた水平断面表示ブロックである。この水平断面表示ブロック３３の広さは、１つの施工範囲３２に対応している。
【００２２】
この実施の形態においては、図６に示すように、行Ｙ０〜Ｙｍ毎に分離された垂直断面表示ブロック３５も準備する。この垂直断面表示ブロック３５は地盤改良の全深さについて、行Ｙ０、Ｙ１…Ｙｍ毎に表示単位３４を垂直方向にまとめて１つの表示ブロック３５として表示するものである。
【００２３】
図７は表示装置３１にて表示される表示画面を示す。この実施の形態の表示画面は、タッチパネルで構成されており、図４に示した水平断面表示ブロック３３の水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示ブロック３５を表示する垂直断面表示画面３５Ａとを有する。また、異なる高さについて水平断面表示ブロック３３を切換え表示するため、スクロールバー（第２のスクロールバー）３６や上移動用指示マーク３７および下移動用指示マーク３８を表示する。これらのスクロールバー３６やマーク３７，３８は垂直断面表示画面３５Ａの側部に高さ方向に添えて設けられる。
【００２４】
また、異なる行について垂直断面表示ブロック３５を切換え表示するため、スクロールバー（第１のスクロールバー）４０や行変更用指示マーク４１，４２を表示する。これらのスクロールバー４０やマーク４１，４２は水平断面表示画面３３Ａの側部に添えて、すなわち列方向に設けられる。図示例は、スクロールバー３６の位置から分かるように水平断面表示画面３３Ａについては表面の水平断面表示ブロック３３が表示されている。また、スクロールバー４０の位置から分かるように、垂直断面表示画面３５Ａには２行目の垂直断面表示ブロック３５が表示されている。
【００２５】
さらに、表示画面には、各表示単位３４における目標攪拌回数を表示する欄４３と、固化材の目標注入量を表示する欄４４と、前後方向（Ｙ軸方向）の作業範囲（ｍ）を表示する欄４５と、左右方向（Ｘ軸方向）の作業範囲（ｍ）を表示する欄４６と、撹拌翼２０の現在の深さ（ｍ）を表示する欄４７と、撹拌翼２０の現在の左右方向の位置（例えば作業範囲の左端からの距離（ｍ））を表示する欄４９と、撹拌翼２０の現在の前後方向の位置（例えば作業範囲３２の地盤改良機１側に近い端部からの距離（ｍ））を表示する欄５４と、その作業現場の下部走行体２を固定した状態での作業における固化材の積算流量（Ｌ）を表示する欄５５と、水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示画面３５Ａとについて、固化材の注入量と撹拌回数のいずれを表示するかを選択する表示切換え手段５４とを備える。この表示切換え手段５４は、現在は固化材の注入量と撹拌回数のいずれを表示しているかを表す表示欄を兼用している。
【００２６】
この地盤改良機１を用いて地盤改良を行う場合は、施工範囲３２に対して好適な位置に地盤改良機１の位置を設定し、地盤改良機１の位置を固定したままで作業を行う。この施工範囲３２と地盤改良機１との位置関係は、予め決られた施工範囲３２（例えば４ｍ×４ｍ）を設定しておき、この施工範囲３２となる位置から地盤改良機１までの距離と向きを設定することで固定される。図４に示すように、施工範囲３２における例えば下部走行体１に近い方（後端）でかつ左端の左右位置３２ａに撹拌軸１８の位置を合わせて原点Ｏ（ｘ０，ｙ０）とし、後端の右端に撹拌軸１８の位置を合わせて右前端位置Ａ（ｘｎ，ｙ０）とし、さらに左端の前端位置に撹拌軸１８の位置を合わせて左前端位置Ｂ（ｘ０，ｙｍ）とする。右前端位置Ｃの座標（ｘｎ、ｙｍ）は原点Ｏと前記位置Ａ，Ｂから自動的に決定される。また、行、列に区画された表示単位３４の中心位置の座標は、これらの位置Ｏ，Ａ，Ｂ，Ｃの座標を等分して求められる。この等分される表示単位３４の広さは撹拌翼２０により撹拌可能な広さに設定される。
【００２７】
固化材の注入、撹拌作業は、不図示の固化材供給装置から多関節アーム７に沿って添設される固化材注入用配管を通して撹拌軸１８内に送られ、撹拌軸１８の下端の注入口から地中に流出させると同時に、撹拌翼２０により掘削しながら撹拌し、撹拌軸１８を次第に深くしてゆき、圧力センサ２５により検出される油圧Ｐが予め設定された油圧より高くなる（すなわち予め決められた基準の硬度以上に達する）と撹拌軸１８を引上げる。この引上げの際にも撹拌軸１８から固化材を注入してもよい。このような固化材の注入、撹拌作業を例えば（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）…（ｘｎ，ｙ０）とＹ０行について行い、次に（ｘ０，ｙ１）、（ｘ１，ｙ１）、（ｘｎ，ｙ１）…とＹ１行について行い、という風にＹｍ行まで行う。
【００２８】
このような固化材の注入、撹拌作業において、撹拌軸１８の座標上の位置設定は、地面上に表示単位３４に対応して付したマークをオペレータが目視により確認してそのマークを付した位置に撹拌軸１８の位置を合わせるか、あるいは表示装置の水平断面表示画面３３Ａに現在の撹拌軸１８の位置を表示するマークを表示してそのマークの位置を表示単位３４の中心位置に合わせることにより行う。この水平断面表示画面３３Ａ上の撹拌軸１８の位置は、旋回角度センサ２１により検出される旋回角度θ（図４参照）、ブーム角度センサ２２およびアーム角度センサ２３によりそれぞれ検出されるブーム角度α、アーム角度β（図１参照）の検出値を演算装置２９に入力し、予め設定されているブーム１０およびアーム１２の長さに基づいて公知の演算式により求められる。
【００２９】
撹拌軸１８の垂直降下制御は、地盤改良機１に備えられた垂直制御装置を用いるかあるいはオペレータの手動により行う。このような撹拌軸１８の降下は可及的に同じ速度で行われるように制御される。また、この作業における撹拌軸１８の水平位置、すなわちＸ，Ｙ座標上の位置は前述の演算により求められる。
【００３０】
撹拌翼２０すなわち固化材の地中への注入口の深さは、ブーム角度センサ２２により検出されるブーム９の起伏角度αと、アーム角度センサ２３により検出されるブーム１０に対するアーム１２の角度βと、ブーム１０の長さと、アーム１２の長さと、注入撹拌装置８の長さから演算装置２９により求められる。
【００３１】
表示単位３４における固化材注入量は、撹拌軸１８の注入口が１つの表示単位３４内にある間における固化材流量センサ２４により検出される流量Ｖを演算装置２９で積算することにより求められる。また、１つの表示単位３４における撹拌回数は、撹拌軸１８の注入口が１つの表示単位３４内にある間における回転センサ２６により検出される撹拌軸１８の回転数Ｎを演算装置２９で積算することにより求められる。
【００３２】
このような各表示単位３４における固化材注入量と撹拌回数は、記憶装置３０に記憶され、オペレータが表示装置３１を操作することにより、表示画面に表示される。この実施の形態においては、固化材注入量と撹拌回数が一度に表示されるのではなく、切換え表示される例について示している。
【００３３】
図７に示すように、表示装置３１においては、１つの水平断面表示ブロック３３の各表示単位３４毎に固化材注入量または撹拌回数が設定値に達しているか否かが水平断面表示画面３３Ａにて表示されると共に、１つの行の垂直断面表示画面３５Ａの各表示単位３４について固化材注入量または撹拌回数が表示される。水平断面表示画面３３Ａでどの深さの水平断面表示ブロック３３の固化材注入量または撹拌回数を表示するかは、オペレータがスクロールバー３６や上移動用指示マーク３７または下移動用指示マーク３８にタッチしてスクロールバー３６を移動させ、垂直断面表示画面３５Ａ上に表示された深さを選択し、スクロールバー３６に連動して、水平断面表示画面３３Aに、垂直断面表示画面３５A上の行に相当する水平断面表示ブロック３３を表示する。
【００３４】
また、オペレータがスクロールバー４０や行変更用指示マーク４１，４２をタッチすることにより、スクロールバー４０を移動させ、この移動に連動して、水平断面表示画面３３A上の行に相当する垂直断面表示ブロック３５を垂直断面表示画面３５A上にて選択表示する。また、固化材注入量を表示するか撹拌回数を表示するかは、表示切換え手段となる欄５６にタッチすることで交互に選択されると同時に、現在の表示内容が文字により表示される。
【００３５】
ここで、固化材注入量または撹拌回数が設定値に達しているかどうかは、演算装置２９において演算され、合否が判別されており、判別結果を、各表示単位３４毎に、目視により識別可能な手段で表示する。この合否の表示は、色分けにより行なうかまたは模様を変える等のように、一目で分かる表示により行う。図７において、３４ａは固化材注入量または撹拌回数が設定値に達していない表示内容を示している。表示画面においては、前記した各欄４３〜５１において、それぞれ前記した表示がなされる。
【００３６】
前記した水平断面表示画面３３Ａまたは垂直断面表示画面３５Ａのある表示単位３４において、固化材注入量または撹拌回数が不足している場合には、該当する個所に撹拌翼２０を挿入し、注入または撹拌のいずれかの作業を行い、固化材注入量と撹拌回数の双方が不足している場合には、注入と撹拌作業を行う。
【００３７】
このように、この実施の形態においては、任意の深さについて、水平断面表示画面３３Ａにより施工範囲３２の水平断面全体の表示が目視により識別可能な状態で行えると共に、垂直断面表示画面３５Ａにより行毎に垂直断面全体の表示が目視により識別可能な状態で行えるため、施工範囲３２全体についての改良度合の把握が一目で行え、改良すべき部分が容易、迅速に確認できる。このため、的確な固化材の注入、撹拌が行え、固化材注入量や攪拌回数のむらが無い強度の高い地盤が得られる。
【００３８】
また、本発明を実施する場合、各表示単位３４について固化材注入量と攪拌回数との双方が同時に満足できるか否かを表示してもよいが、固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、何が不足しているかについて、確認が容易となり、対応が適切になる。また、各表示単位３４について固化材注入量と攪拌回数を並記してもよいが、例えば合計１０００個にもおよぶ多数の表示単位が存在する場合、表示面積が細かくなり、目視しにくくなる。一方、本実施の形態のように固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、固化材注入量と攪拌回数を同時に表示する場合に比較して表示面積が拡大され、目視しやすくなり、確認が容易となる。
【００３９】
図８は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、表示単位において、固化材注入量と攪拌回数を共に満足する場合の態様３４と、固化材注入量のみが不足する場合を異なる態様３４ｂで表示し、撹拌回数のみが不足する場合を３４，３４ｂの場合と異なる態様３４ｃで表示し、固化材注入量と攪拌回数を共に満足しない場合を３４，３４ｂ，３４ｃと異なる態様３４ｄで表示するようにしたものである。異なる表示態様としては、色、模様、マークのいずれかまたはこれらを複合したものがある。このような表示形態をとれば、表示切換え手段５６は不要になると共に、表示単位３４内に固化材注入量と攪拌回数を併記する場合に比較して表示の面積を狭くする必要がないという利点がある。
【００４０】
図９は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、固化材注入量と撹拌回数を図７の例のように切換え表示する場合、不足の度合を識別可能な態様で表示するようにしたものである。３４ｅは撹拌回数の不足数が少ない場合であって、１つの丸印で示し、３４ｆは撹拌回数の不足数が多い場合であって、２つの丸印で示している。また、３４ｇは固化材注入量の不足量が少ない場合であって、１つの角印で表示し、３４ｈは固化材注入量の不足量が多い場合であって、２つの角印で表示している。このような表示態様とすれば、固化材の追加注入量と攪拌回数の追加回数の目安が得られ、より好適な対応が可能になる。なお、固化材注入量や撹拌回数の不足度合は３段階以上に表示するようにしてもよく、また、固化材注入量や撹拌回数の量や数をそれぞれ３以上の段階に分けてマークの数や色分けで表示してもよい。
【００４１】
図１０は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、固化材注入量と撹拌回数を図８の例のようにまとめて１つの表示単位３４で表示する場合、固化材注入量と撹拌回数の不足の度合もあわせて識別可能な態様で表示するようにしたものである。図１０において、３４ｅは撹拌回数のみが不足する場合で不足回数が少ない場合の表示態様で、色分け（バックの色）は固化材注入量と撹拌回数が設定値を満足する場合と同じであり、１つの丸印で示す。３４ｆは同じく撹拌回数だけが不足し、その不足数が多い場合であって、２つの丸印で示している。３４ｉ，３４ｊは固化材注入量のみが不足する場合で、その不足量が少ない場合（３４ｉ）と多い場合（３４ｊ）の表示態様であり、それぞれ異なる色で表示している。３４ｋは固化材注入量の不足量が少なく、かつ撹拌回数の不足数も少ない場合であり、３４ｅと３４ｉとを合成したパターンである。３４ｍは固化材注入量の不足量が少なく、かつ撹拌回数の不足数が多い場合であり、３４ｆと３４ｉとを合成したパターンである。３４ｎは固化材注入量の不足量が多く、かつ撹拌回数の不足数は少ない場合であり、３４ｅと３４ｊとを合成したパターンである。３４ｐは固化材注入量の不足量が多く、かつ撹拌回数の不足数も多い場合であり、３４ｆと３４ｊとを合成したパターンである。このような表示態様で区別すれば、図８の表示態様の利点と図９の表示態様の利点の両者が得られる。
【００４２】
本発明を実施する場合、フロントがリーダである場合にも適用可能であるが、しかしリーダ式の地盤改良機に比較し、本実施の形態のようにフロントとして多関節アーム７を用いたものを用いれば、上部旋回体４の旋回動作と多関節アーム７の伸縮動作により、広い範囲にわたり地盤改良が可能となので、地盤改良を能率良く実施する上で好ましい。多関節アームは、３本のアームを相互に回動可能に連結した垂直制御機能を持つものを用いれば、撹拌軸１８の垂直制御がより容易となる。
【００４３】
上記実施の形態においては、水平断面表示画面３３Aの行毎に垂直断面表示画面３５Ａの表示を変更したが、水平断面表示画面３３Aの列毎に垂直断面表示画面３５Aの表示を変更するようにしてもよい。また、行毎に表示するかまたは列毎に表示するかを選択できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による地盤改良機の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の各センサ、演算装置、表示装置との関係を説明するブロック図である。
【図３】図１の地盤改良機を用いて地盤改良を行う範囲について説明する図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本実施の形態の形態における水平断面表示ブロックを説明する斜視図である。
【図６】本実施の形態の形態における垂直断面表示ブロックを説明する斜視図である。
【図７】本実施の形態における表示装置の表示内容を説明する図である。
【図８】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例を示す図である。
【図９】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例をさらに示す図である。
【図１０】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例をさらに示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は従来多用されてきた杭の施工態様を示す図、（Ｃ）は最近賞用されてきつつある地盤改良態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：地盤改良機、２：下部走行体、３：旋回装置、４：上部旋回体、５：油圧パワーユニット、６：運転室、７：多関節アーム、８：注入攪拌装置、９：ブームシリンダ、１０：ブーム、１１：アームシリンダ、１２：アーム、１３：ピン、１４：作業具シリンダ、１５，１６：リンク、１７：ブラケット、１８：撹拌軸、１９：駆動モータ、２０：攪拌翼、２１：旋回角度センサ、２２：ブーム角度センサ、２３：アーム角度センサ、２４：固化材流量センサ、２５：圧力センサ、２６：回転センサ、２７：モニタ、２９：演算装置、３０：記憶装置、３１：表示装置、３２：施工範囲、３３：水平断面表示ブロック、３３Ａ：水平断面表示画面、３４：表示単位、３５：垂直断面表示ブロック、３５Ａ：垂直断面表示画面、３６：第2のスクロールバー、３７：上移動用指示マーク、３８：下移動用指示マーク、４０：第1のスクロールバー、４１，４２：行変更用指示マーク、４３：目標攪拌回数を表示する欄、４４：固化材の目標注入量を表示する欄、４５：前後方向の作業範囲を表示する欄、４６：左右方向の作業範囲を表示する欄、４７：撹拌翼の現在の深さを表示する欄、４９：撹拌翼の現在の左右方向の位置を表示する欄、５０：建築物、５１：杭、５２：改良領域、５４：撹拌翼の現在の前後方向の位置を表示する欄、５５：固化材の積算流量を表示する欄、５６：表示切換え手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部に撹拌翼を設け、撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に撹拌翼により注入領域を撹拌して地盤改良を行う地盤改良工事における施工品質管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１（Ａ）に示すように建築物５０用の地盤を改良するため、地中に杭５１を埋設することが行われる。このような杭５１を施工する工法として、既成杭を施工する方法以外に、地中に固化材（セメントミルク）を注入しながら撹拌することにより杭を施工する工法がある。このような工法を採用する場合、固化材が改良を行う地盤の深さ方向の全長にわたって均一に注入され攪拌されることが、杭５１の強度を確保する上で必要である。このような固化材の注入量、攪拌回数が基準値に達したか否かを監視するためのシステムとして、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この特許文献１に記載の監視システムは、表示画面の一方の軸を深さとし、その深さ毎の固化材添加量を他方の軸として表示した棒グラフと、その深さ毎の撹拌翼による撹拌混合回数を他方の軸として表示された棒グラフとして表示することにより、固化材の混合度合を表示するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３８４６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、基礎強度増大の要求に対応するため、図１１（Ｂ）に示すように、杭５１の数を増加させてきた。しかし最近、さらなる強度の増大に対応するため、図１１（Ｃ）に示すように、建築物５０の下部全面を改良領域５２とする立体的施工方法が採用されるようになってきている。このように建築物５０の下部全面に固化材を注入、混合すれば、固化材により硬化された地盤の横方向の相互の結合による支持作用により、杭による場合の改良部分の面積の増大分よりはるかに高い支持強度の地盤が得られる。
【０００６】
前述した特許文献１に記載の監視システムにおいては、硬化前の杭５１毎に、所定の深さ毎の固化材添加量と撹拌混合回数とを表示しているものの、図１１（Ｃ）のように建築物５０の下部全面を改良領域５２とする場合、全体としての改良度合の把握が困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、建築物の下部全面に固化材を注入、撹拌して地盤改良を行う場合、改良範囲全体の改良度合の把握が容易となり、固化材の注入、撹拌が不足した箇所の発生が防止され、固化材の注入、撹拌のむらが無い強度の高い地盤の実現が可能となる地盤改良の施工品質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】
請求項１の地盤改良の施工品質管理システムは、地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に前記撹拌軸の下端部に設けた撹拌翼により地中への固化材注入箇所を撹拌して地盤改良を行う地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
施工中の地盤改良の状況を表示する表示装置に、
前記地盤改良機の下部走行体を固定した状態でブーム、アームの回動および旋回によって一度に地盤改良の工事を施工する水平面上の範囲内について、異なる深さ毎に準備された複数の水平断面表示ブロックから選択された１つの水平断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する水平断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の異なる行または列毎に準備された複数の垂直断面表示ブロックから選択された１つの垂直断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する垂直断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の行または列方向に沿って設けられる第1のスクロールバーと、
前記垂直断面表示画面の高さ方向に沿って設けられる第２のスクロールバーとを表示し、
前記第1のスクロールバーの移動に連動して前記垂直断面表示画面に、前記第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、前記第２のスクロールバーの移動に連動して前記水平断面表示画面に、前記第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の地盤改良の施工品質管理システムは、請求項１に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記表示単位の改良度合の表示は固化材注入量または攪拌回数が設定値に達したか否かで表示内容が変更されると共に、固化材注入量と攪拌回数のうちのいずれかを選択して表示させる表示切換え手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の地盤改良の施工品質管理システムは、請求項１または２に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、前記地盤改良機が、下部走行体上に上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に多関節アームを取付け、前記多関節アームに前記撹拌軸を含む注入攪拌装置を取付けた構成を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明においては、第1のスクロールバーの移動に連動して垂直断面表示画面に第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、第２のスクロールバーの移動に連動して水平断面表示画面に第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示するため、水平断面の任意の行または列毎に垂直断面全体の表示が行えると共に、任意の深さについて、改良範囲の水平断面全体の表示が行える。このため、改良範囲全体についての改良度合の把握が容易となり、改良すべき部分が容易、迅速に確認できる。このため、的確な固化材の再注入、再撹拌が行え、全体として固化材注入量や攪拌回数のむらが無い強度の高い地盤が得られる。
【００１２】
請求項２の発明においては、固化材注入量と攪拌回数が切換え表示されるため、多数の表示単位を一度に表示する場合、固化材注入量と攪拌回数を同時に表示する場合に比較して表示単位のサイズをあまり小さくすることなく表示することができるので、目視しやすくなり、確認が容易となる。また、固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、何が不足しているかについて、確認が容易となり、不足分について対応する作業を行えばよく、対応が適切に行える。
【００１３】
請求項３の発明によれば、上部旋回体の旋回動作と多関節アームの伸縮動作により、地盤改良機の下部走行体の位置を変えないで広い範囲にわたり地盤改良が可能となるので、本発明を能率良く実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明による地盤改良作業を行う地盤改良機の一実施の形態を示す側面図である。この地盤改良機１の構成は次の通りである。下部走行体２上に旋回装置３を介して上部旋回体４を設置し、この上部旋回体４上に油圧パワーユニット５と運転室６を設置する。上部旋回体４にフロントとしての多関節アーム７にピン１３を介して地盤改良のための固化材の注入撹拌装置８を回動可能に取付ける。
【００１５】
多関節アーム７は、上部旋回体４にブームシリンダ９により起伏可能に取付けられたブーム１０と、このブーム１０の先端にアームシリンダ１１により上下回動可能に取付けられたアーム１２と、注入撹拌装置８を回動させるためにアーム１２に取付けられた作業具シリンダ１４とを備える。作業具シリンダ１４の先端は、アーム１２に取付けられたリンク１５の先端に連結すると共に、別のリンク１６の一端も連結し、このリンク１６の他端を、注入撹拌装置８の上端部に連結する。
【００１６】
注入撹拌装置８は、アーム１２にピン１３により取付けられるブラケット１７と、このブラケット１７に回転可能に取付けられた撹拌軸１８と、ブラケット１７に取付けられ、撹拌軸１８を回転させる油圧モータでなる駆動モータ１９と、撹拌軸１８の下端に取付けられた掘削機能を有する撹拌翼２０とを有する。撹拌軸１８の下端部には、撹拌軸１８を通して送られる固化材を地中に注入する注入口を有する。
【００１７】
次にこの地盤改良機に装備する施工管理システムについて説明する。２１は下部走行体２に対する多関節アーム７の向き（旋回角θ：図４参照）を検出するために設けられた旋回角度センサである。２２はブーム９の起伏角度αを検出するブーム角度センサである。２３はブーム１０に対するアーム１２の角度βを検出するアーム角度センサである。２４は多関節アーム７に沿って添設される固化材注入用配管（図示せず）を通して固化材供給装置（図示せず）から送られる固化材流量Ｖを検出する固化材流量センサである。２５は撹拌軸１８を回転させる駆動モータ１９の駆動油圧Ｐを検出することにより、撹拌軸１８のトルクを検出し、掘削抵抗を求める圧力センサである。この圧力センサ２５は、攪拌翼２０による掘削深さ（すなわち固化材の注入深さ）が所定の硬度の地盤まで達したか否かを検出するために設けられる。２６は固化材注入箇所の撹拌度合を検出するために撹拌軸１８の回転数Ｎを求める回転センサである。
【００１８】
２７は運転室６に装備したモニタであり、このモニタ２７は、施工状況を監視するため、図２に示すように、図１に示した各センサ２１〜２６からの検出信号に基づいて、注入撹拌装置８の位置や深さ、並びに固化材の注入量や撹拌回数等を演算する演算装置２９と、その演算結果等を記憶する記憶装置３０と、記憶された値などの表示装置３１を含むものである。
【００１９】
図３は地盤改良機１と施工範囲３２との関係を説明する図である。地盤改良機１を固定したままで地盤改良工事を施工する範囲３２は長方形または正方形に設定される。この施工範囲３２は、所定の深さまで到達できる多関節アーム７の長さによる到達範囲と、旋回装置３の旋回に伴う制限（Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ施工範囲３２の多関節アーム７の先端の内接円、外接円である。）により設定される。地盤改良工事は、地盤改良機１を固定した状態で１つの施工範囲３２を施工した後、別の箇所の施工範囲３２（例えば左右あるいは後方に隣接する箇所）に対応する位置に地盤改良機１を移動しその位置で地盤改良機１を固定した状態で地盤改良工事を施工するという段取りで行う。
【００２０】
図４に示すように、後述の表示を行う場合、１つの表示単位３４は、撹拌翼２０が撹拌可能な広さを有する。そして下部走行体２から見て左右方向をＸ軸、前後方向をＹ軸とした場合、１つの施工範囲３２は、複数の行Ｙ０〜Ｙｍ、列Ｘ０〜Ｘｎに区画された複数の表示単位３４を含む。
【００２１】
図５は表示単位３４を地盤改良機１の左右方向、前後方向、深さ方向について区分けする領域設定を説明する図である。３３は所定の深さ（Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２…）毎に区分けされた水平断面表示ブロックである。この水平断面表示ブロック３３の広さは、１つの施工範囲３２に対応している。
【００２２】
この実施の形態においては、図６に示すように、行Ｙ０〜Ｙｍ毎に分離された垂直断面表示ブロック３５も準備する。この垂直断面表示ブロック３５は地盤改良の全深さについて、行Ｙ０、Ｙ１…Ｙｍ毎に表示単位３４を垂直方向にまとめて１つの表示ブロック３５として表示するものである。
【００２３】
図７は表示装置３１にて表示される表示画面を示す。この実施の形態の表示画面は、タッチパネルで構成されており、図４に示した水平断面表示ブロック３３の水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示ブロック３５を表示する垂直断面表示画面３５Ａとを有する。また、異なる高さについて水平断面表示ブロック３３を切換え表示するため、スクロールバー（第２のスクロールバー）３６や上移動用指示マーク３７および下移動用指示マーク３８を表示する。これらのスクロールバー３６やマーク３７，３８は垂直断面表示画面３５Ａの側部に高さ方向に添えて設けられる。
【００２４】
また、異なる行について垂直断面表示ブロック３５を切換え表示するため、スクロールバー（第１のスクロールバー）４０や行変更用指示マーク４１，４２を表示する。これらのスクロールバー４０やマーク４１，４２は水平断面表示画面３３Ａの側部に添えて、すなわち列方向に設けられる。図示例は、スクロールバー３６の位置から分かるように水平断面表示画面３３Ａについては表面の水平断面表示ブロック３３が表示されている。また、スクロールバー４０の位置から分かるように、垂直断面表示画面３５Ａには２行目の垂直断面表示ブロック３５が表示されている。
【００２５】
さらに、表示画面には、各表示単位３４における目標攪拌回数を表示する欄４３と、固化材の目標注入量を表示する欄４４と、前後方向（Ｙ軸方向）の作業範囲（ｍ）を表示する欄４５と、左右方向（Ｘ軸方向）の作業範囲（ｍ）を表示する欄４６と、撹拌翼２０の現在の深さ（ｍ）を表示する欄４７と、撹拌翼２０の現在の左右方向の位置（例えば作業範囲の左端からの距離（ｍ））を表示する欄４９と、撹拌翼２０の現在の前後方向の位置（例えば作業範囲３２の地盤改良機１側に近い端部からの距離（ｍ））を表示する欄５４と、その作業現場の下部走行体２を固定した状態での作業における固化材の積算流量（Ｌ）を表示する欄５５と、水平断面表示画面３３Ａと垂直断面表示画面３５Ａとについて、固化材の注入量と撹拌回数のいずれを表示するかを選択する表示切換え手段５４とを備える。この表示切換え手段５４は、現在は固化材の注入量と撹拌回数のいずれを表示しているかを表す表示欄を兼用している。
【００２６】
この地盤改良機１を用いて地盤改良を行う場合は、施工範囲３２に対して好適な位置に地盤改良機１の位置を設定し、地盤改良機１の位置を固定したままで作業を行う。この施工範囲３２と地盤改良機１との位置関係は、予め決られた施工範囲３２（例えば４ｍ×４ｍ）を設定しておき、この施工範囲３２となる位置から地盤改良機１までの距離と向きを設定することで固定される。図４に示すように、施工範囲３２における例えば下部走行体１に近い方（後端）でかつ左端の左右位置３２ａに撹拌軸１８の位置を合わせて原点Ｏ（ｘ０，ｙ０）とし、後端の右端に撹拌軸１８の位置を合わせて右前端位置Ａ（ｘｎ，ｙ０）とし、さらに左端の前端位置に撹拌軸１８の位置を合わせて左前端位置Ｂ（ｘ０，ｙｍ）とする。右前端位置Ｃの座標（ｘｎ、ｙｍ）は原点Ｏと前記位置Ａ，Ｂから自動的に決定される。また、行、列に区画された表示単位３４の中心位置の座標は、これらの位置Ｏ，Ａ，Ｂ，Ｃの座標を等分して求められる。この等分される表示単位３４の広さは撹拌翼２０により撹拌可能な広さに設定される。
【００２７】
固化材の注入、撹拌作業は、不図示の固化材供給装置から多関節アーム７に沿って添設される固化材注入用配管を通して撹拌軸１８内に送られ、撹拌軸１８の下端の注入口から地中に流出させると同時に、撹拌翼２０により掘削しながら撹拌し、撹拌軸１８を次第に深くしてゆき、圧力センサ２５により検出される油圧Ｐが予め設定された油圧より高くなる（すなわち予め決められた基準の硬度以上に達する）と撹拌軸１８を引上げる。この引上げの際にも撹拌軸１８から固化材を注入してもよい。このような固化材の注入、撹拌作業を例えば（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）…（ｘｎ，ｙ０）とＹ０行について行い、次に（ｘ０，ｙ１）、（ｘ１，ｙ１）、（ｘｎ，ｙ１）…とＹ１行について行い、という風にＹｍ行まで行う。
【００２８】
このような固化材の注入、撹拌作業において、撹拌軸１８の座標上の位置設定は、地面上に表示単位３４に対応して付したマークをオペレータが目視により確認してそのマークを付した位置に撹拌軸１８の位置を合わせるか、あるいは表示装置の水平断面表示画面３３Ａに現在の撹拌軸１８の位置を表示するマークを表示してそのマークの位置を表示単位３４の中心位置に合わせることにより行う。この水平断面表示画面３３Ａ上の撹拌軸１８の位置は、旋回角度センサ２１により検出される旋回角度θ（図４参照）、ブーム角度センサ２２およびアーム角度センサ２３によりそれぞれ検出されるブーム角度α、アーム角度β（図１参照）の検出値を演算装置２９に入力し、予め設定されているブーム１０およびアーム１２の長さに基づいて公知の演算式により求められる。
【００２９】
撹拌軸１８の垂直降下制御は、地盤改良機１に備えられた垂直制御装置を用いるかあるいはオペレータの手動により行う。このような撹拌軸１８の降下は可及的に同じ速度で行われるように制御される。また、この作業における撹拌軸１８の水平位置、すなわちＸ，Ｙ座標上の位置は前述の演算により求められる。
【００３０】
撹拌翼２０すなわち固化材の地中への注入口の深さは、ブーム角度センサ２２により検出されるブーム９の起伏角度αと、アーム角度センサ２３により検出されるブーム１０に対するアーム１２の角度βと、ブーム１０の長さと、アーム１２の長さと、注入撹拌装置８の長さから演算装置２９により求められる。
【００３１】
表示単位３４における固化材注入量は、撹拌軸１８の注入口が１つの表示単位３４内にある間における固化材流量センサ２４により検出される流量Ｖを演算装置２９で積算することにより求められる。また、１つの表示単位３４における撹拌回数は、撹拌軸１８の注入口が１つの表示単位３４内にある間における回転センサ２６により検出される撹拌軸１８の回転数Ｎを演算装置２９で積算することにより求められる。
【００３２】
このような各表示単位３４における固化材注入量と撹拌回数は、記憶装置３０に記憶され、オペレータが表示装置３１を操作することにより、表示画面に表示される。この実施の形態においては、固化材注入量と撹拌回数が一度に表示されるのではなく、切換え表示される例について示している。
【００３３】
図７に示すように、表示装置３１においては、１つの水平断面表示ブロック３３の各表示単位３４毎に固化材注入量または撹拌回数が設定値に達しているか否かが水平断面表示画面３３Ａにて表示されると共に、１つの行の垂直断面表示画面３５Ａの各表示単位３４について固化材注入量または撹拌回数が表示される。水平断面表示画面３３Ａでどの深さの水平断面表示ブロック３３の固化材注入量または撹拌回数を表示するかは、オペレータがスクロールバー３６や上移動用指示マーク３７または下移動用指示マーク３８にタッチしてスクロールバー３６を移動させ、垂直断面表示画面３５Ａ上に表示された深さを選択し、スクロールバー３６に連動して、水平断面表示画面３３Aに、垂直断面表示画面３５A上の行に相当する水平断面表示ブロック３３を表示する。
【００３４】
また、オペレータがスクロールバー４０や行変更用指示マーク４１，４２をタッチすることにより、スクロールバー４０を移動させ、この移動に連動して、水平断面表示画面３３A上の行に相当する垂直断面表示ブロック３５を垂直断面表示画面３５A上にて選択表示する。また、固化材注入量を表示するか撹拌回数を表示するかは、表示切換え手段となる欄５６にタッチすることで交互に選択されると同時に、現在の表示内容が文字により表示される。
【００３５】
ここで、固化材注入量または撹拌回数が設定値に達しているかどうかは、演算装置２９において演算され、合否が判別されており、判別結果を、各表示単位３４毎に、目視により識別可能な手段で表示する。この合否の表示は、色分けにより行なうかまたは模様を変える等のように、一目で分かる表示により行う。図７において、３４ａは固化材注入量または撹拌回数が設定値に達していない表示内容を示している。表示画面においては、前記した各欄４３〜５１において、それぞれ前記した表示がなされる。
【００３６】
前記した水平断面表示画面３３Ａまたは垂直断面表示画面３５Ａのある表示単位３４において、固化材注入量または撹拌回数が不足している場合には、該当する個所に撹拌翼２０を挿入し、注入または撹拌のいずれかの作業を行い、固化材注入量と撹拌回数の双方が不足している場合には、注入と撹拌作業を行う。
【００３７】
このように、この実施の形態においては、任意の深さについて、水平断面表示画面３３Ａにより施工範囲３２の水平断面全体の表示が目視により識別可能な状態で行えると共に、垂直断面表示画面３５Ａにより行毎に垂直断面全体の表示が目視により識別可能な状態で行えるため、施工範囲３２全体についての改良度合の把握が一目で行え、改良すべき部分が容易、迅速に確認できる。このため、的確な固化材の注入、撹拌が行え、固化材注入量や攪拌回数のむらが無い強度の高い地盤が得られる。
【００３８】
また、本発明を実施する場合、各表示単位３４について固化材注入量と攪拌回数との双方が同時に満足できるか否かを表示してもよいが、固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、何が不足しているかについて、確認が容易となり、対応が適切になる。また、各表示単位３４について固化材注入量と攪拌回数を並記してもよいが、例えば合計１０００個にもおよぶ多数の表示単位が存在する場合、表示面積が細かくなり、目視しにくくなる。一方、本実施の形態のように固化材注入量と攪拌回数を切換え表示することにより、固化材注入量と攪拌回数を同時に表示する場合に比較して表示面積が拡大され、目視しやすくなり、確認が容易となる。
【００３９】
図８は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、表示単位において、固化材注入量と攪拌回数を共に満足する場合の態様３４と、固化材注入量のみが不足する場合を異なる態様３４ｂで表示し、撹拌回数のみが不足する場合を３４，３４ｂの場合と異なる態様３４ｃで表示し、固化材注入量と攪拌回数を共に満足しない場合を３４，３４ｂ，３４ｃと異なる態様３４ｄで表示するようにしたものである。異なる表示態様としては、色、模様、マークのいずれかまたはこれらを複合したものがある。このような表示形態をとれば、表示切換え手段５６は不要になると共に、表示単位３４内に固化材注入量と攪拌回数を併記する場合に比較して表示の面積を狭くする必要がないという利点がある。
【００４０】
図９は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、固化材注入量と撹拌回数を図７の例のように切換え表示する場合、不足の度合を識別可能な態様で表示するようにしたものである。３４ｅは撹拌回数の不足数が少ない場合であって、１つの丸印で示し、３４ｆは撹拌回数の不足数が多い場合であって、２つの丸印で示している。また、３４ｇは固化材注入量の不足量が少ない場合であって、１つの角印で表示し、３４ｈは固化材注入量の不足量が多い場合であって、２つの角印で表示している。このような表示態様とすれば、固化材の追加注入量と攪拌回数の追加回数の目安が得られ、より好適な対応が可能になる。なお、固化材注入量や撹拌回数の不足度合は３段階以上に表示するようにしてもよく、また、固化材注入量や撹拌回数の量や数をそれぞれ３以上の段階に分けてマークの数や色分けで表示してもよい。
【００４１】
図１０は本発明における表示単位３４の改良度合の表示形態の他の例であり、固化材注入量と撹拌回数を図８の例のようにまとめて１つの表示単位３４で表示する場合、固化材注入量と撹拌回数の不足の度合もあわせて識別可能な態様で表示するようにしたものである。図１０において、３４ｅは撹拌回数のみが不足する場合で不足回数が少ない場合の表示態様で、色分け（バックの色）は固化材注入量と撹拌回数が設定値を満足する場合と同じであり、１つの丸印で示す。３４ｆは同じく撹拌回数だけが不足し、その不足数が多い場合であって、２つの丸印で示している。３４ｉ，３４ｊは固化材注入量のみが不足する場合で、その不足量が少ない場合（３４ｉ）と多い場合（３４ｊ）の表示態様であり、それぞれ異なる色で表示している。３４ｋは固化材注入量の不足量が少なく、かつ撹拌回数の不足数も少ない場合であり、３４ｅと３４ｉとを合成したパターンである。３４ｍは固化材注入量の不足量が少なく、かつ撹拌回数の不足数が多い場合であり、３４ｆと３４ｉとを合成したパターンである。３４ｎは固化材注入量の不足量が多く、かつ撹拌回数の不足数は少ない場合であり、３４ｅと３４ｊとを合成したパターンである。３４ｐは固化材注入量の不足量が多く、かつ撹拌回数の不足数も多い場合であり、３４ｆと３４ｊとを合成したパターンである。このような表示態様で区別すれば、図８の表示態様の利点と図９の表示態様の利点の両者が得られる。
【００４２】
本発明を実施する場合、フロントがリーダである場合にも適用可能であるが、しかしリーダ式の地盤改良機に比較し、本実施の形態のようにフロントとして多関節アーム７を用いたものを用いれば、上部旋回体４の旋回動作と多関節アーム７の伸縮動作により、広い範囲にわたり地盤改良が可能となので、地盤改良を能率良く実施する上で好ましい。多関節アームは、３本のアームを相互に回動可能に連結した垂直制御機能を持つものを用いれば、撹拌軸１８の垂直制御がより容易となる。
【００４３】
上記実施の形態においては、水平断面表示画面３３Aの行毎に垂直断面表示画面３５Ａの表示を変更したが、水平断面表示画面３３Aの列毎に垂直断面表示画面３５Aの表示を変更するようにしてもよい。また、行毎に表示するかまたは列毎に表示するかを選択できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による地盤改良機の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の各センサ、演算装置、表示装置との関係を説明するブロック図である。
【図３】図１の地盤改良機を用いて地盤改良を行う範囲について説明する図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本実施の形態の形態における水平断面表示ブロックを説明する斜視図である。
【図６】本実施の形態の形態における垂直断面表示ブロックを説明する斜視図である。
【図７】本実施の形態における表示装置の表示内容を説明する図である。
【図８】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例を示す図である。
【図９】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例をさらに示す図である。
【図１０】本発明の表示単位における改良度合の表示態様の別の例をさらに示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は従来多用されてきた杭の施工態様を示す図、（Ｃ）は最近賞用されてきつつある地盤改良態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：地盤改良機、２：下部走行体、３：旋回装置、４：上部旋回体、５：油圧パワーユニット、６：運転室、７：多関節アーム、８：注入攪拌装置、９：ブームシリンダ、１０：ブーム、１１：アームシリンダ、１２：アーム、１３：ピン、１４：作業具シリンダ、１５，１６：リンク、１７：ブラケット、１８：撹拌軸、１９：駆動モータ、２０：攪拌翼、２１：旋回角度センサ、２２：ブーム角度センサ、２３：アーム角度センサ、２４：固化材流量センサ、２５：圧力センサ、２６：回転センサ、２７：モニタ、２９：演算装置、３０：記憶装置、３１：表示装置、３２：施工範囲、３３：水平断面表示ブロック、３３Ａ：水平断面表示画面、３４：表示単位、３５：垂直断面表示ブロック、３５Ａ：垂直断面表示画面、３６：第2のスクロールバー、３７：上移動用指示マーク、３８：下移動用指示マーク、４０：第1のスクロールバー、４１，４２：行変更用指示マーク、４３：目標攪拌回数を表示する欄、４４：固化材の目標注入量を表示する欄、４５：前後方向の作業範囲を表示する欄、４６：左右方向の作業範囲を表示する欄、４７：撹拌翼の現在の深さを表示する欄、４９：撹拌翼の現在の左右方向の位置を表示する欄、５０：建築物、５１：杭、５２：改良領域、５４：撹拌翼の現在の前後方向の位置を表示する欄、５５：固化材の積算流量を表示する欄、５６：表示切換え手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に前記撹拌軸の下端部に設けた撹拌翼により地中への固化材注入箇所を撹拌して地盤改良を行う地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
施工中の地盤改良の状況を表示する表示装置に、
前記地盤改良機の下部走行体を固定した状態でブーム、アームの回動および旋回によって一度に地盤改良の工事を施工する水平面上の範囲内について、異なる深さ毎に準備された複数の水平断面表示ブロックから選択された１つの水平断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する水平断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の異なる行または列毎に準備された複数の垂直断面表示ブロックから選択された１つの垂直断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する垂直断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の行または列方向に沿って設けられる第1のスクロールバーと、
前記垂直断面表示画面の高さ方向に沿って設けられる第２のスクロールバーとを表示し、
前記第1のスクロールバーの移動に連動して前記垂直断面表示画面に、前記第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、前記第２のスクロールバーの移動に連動して前記水平断面表示画面に、前記第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示することを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記表示単位の改良度合の表示は固化材注入量または攪拌回数が設定値に達したか否かで表示内容が変更されると共に、固化材注入量と攪拌回数のうちのいずれかを選択して表示させる表示切換え手段を備えたことを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記地盤改良機が、下部走行体上に上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に多関節アームを取付け、前記多関節アームに前記撹拌軸を含む注入攪拌装置を取付けた構成を有することを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【請求項１】
地盤改良機のフロントに取付けた注入攪拌装置の撹拌軸の下端部より固化材を地中に注入すると同時に前記撹拌軸の下端部に設けた撹拌翼により地中への固化材注入箇所を撹拌して地盤改良を行う地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
施工中の地盤改良の状況を表示する表示装置に、
前記地盤改良機の下部走行体を固定した状態でブーム、アームの回動および旋回によって一度に地盤改良の工事を施工する水平面上の範囲内について、異なる深さ毎に準備された複数の水平断面表示ブロックから選択された１つの水平断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する水平断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の異なる行または列毎に準備された複数の垂直断面表示ブロックから選択された１つの垂直断面表示ブロックに含まれる複数の表示単位を、行、列態様により、目視により改良度合が識別可能な手段で一度に表示する垂直断面表示画面と、
前記水平断面表示画面の行または列方向に沿って設けられる第1のスクロールバーと、
前記垂直断面表示画面の高さ方向に沿って設けられる第２のスクロールバーとを表示し、
前記第1のスクロールバーの移動に連動して前記垂直断面表示画面に、前記第1のスクロールバーの位置に対応する垂直断面表示ブロックを表示し、前記第２のスクロールバーの移動に連動して前記水平断面表示画面に、前記第２のスクロールバーの位置に対応する水平断面表示ブロックを表示することを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記表示単位の改良度合の表示は固化材注入量または攪拌回数が設定値に達したか否かで表示内容が変更されると共に、固化材注入量と攪拌回数のうちのいずれかを選択して表示させる表示切換え手段を備えたことを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地盤改良の施工品質管理システムにおいて、
前記地盤改良機が、下部走行体上に上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に多関節アームを取付け、前記多関節アームに前記撹拌軸を含む注入攪拌装置を取付けた構成を有することを特徴とする地盤改良の施工品質管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２７５４４２（Ｐ２００９−２７５４４２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２８８７６（Ｐ２００８−１２８８７６）
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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