特開 2022-107219 固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107219

(43)【公開日】2022-07-21

(54)【発明の名称】固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価システム

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20220713BHJP

   E02D 1/08 20060101ALI20220713BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 102

E02D1/08

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021002026

(22)【出願日】2021-01-08

(71)【出願人】

【識別番号】000182030

【氏名又は名称】若築建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】水野 健太

【テーマコード（参考）】

2D040

2D043

【Ｆターム（参考）】

2D040AB03

2D040BA01

2D040CB03

2D040GA02

2D043AC05

2D043BA01

2D043BB04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】固化改良地盤の造成出来形の評価を高精度かつ効率的に行うことができる固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価システムを提供する。
【解決手段】固化改良地盤の造成出来形の評価方法は、固化改良地盤にコーンを貫入したときに前記コーンに設けられるカメラにより固化改良地盤の着色前画像（造成後映像Ｐ３）を撮像する貫入工程（手順３）と、固化改良地盤からのコーンの引き上げ時にコーンに設けられる試薬散布部から試薬を固化改良地盤に散布してカメラにより固化改良地盤の着色後画像（造成後映像Ｐ４）を撮像する引き上げ工程（手順４）と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形の評価方法であって、
前記固化改良地盤にコーンを貫入したときに前記コーンに設けられるカメラにより前記固化改良地盤の着色前画像を撮像する貫入工程と、
前記固化改良地盤からの前記コーンの引き上げ時に前記コーンに設けられる試薬散布部から試薬を前記固化改良地盤に散布して前記カメラにより前記固化改良地盤の着色後画像を撮像する引き上げ工程と、
を含む評価方法。

【請求項2】

改良前地盤に前記コーンを貫入し、地盤性状に関する三成分を計測する事前貫入工程と、
前記事前貫入工程にて地盤に貫入された前記コーンを前記改良前地盤から引き上げる事前引き上げ工程と、
をさらに含み、
前記貫入工程において前記三成分を計測する、
請求項１に記載の評価方法。

【請求項3】

前記事前貫入工程において、前記カメラにより前記改良前地盤の着色前画像を撮像する、
請求項２に記載の評価方法。

【請求項4】

前記事前引き上げ工程において、前記試薬散布部により試薬を散布して前記カメラにより前記改良前地盤の着色後画像を撮像する、
請求項２または３に記載の評価方法。

【請求項5】

前記固化改良地盤の前記着色前画像と前記着色後画像を比較して出来形を評価する評価工程をさらに含む、
請求項１～４のいずれか１項に記載の評価方法。

【請求項6】

前記評価工程において、前記改良前地盤の前記着色前画像と、前記固化改良地盤の前記着色前画像または前記着色後画像とを比較して出来形を評価する、
請求項５に記載の評価方法。

【請求項7】

前記評価工程において、前記改良前地盤の前記着色前画像と前記着色後画像とを比較して出来形を評価する、
請求項５または６に記載の評価方法。

【請求項8】

前記深層混合処理工法が高圧噴射攪拌式であり、
前記造成出来形は、所定の設計改良径よりも大径で形成され、
前記コーンの貫入位置は前記設計改良径の位置である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の評価方法。

【請求項9】

前記深層混合処理工法が機械攪拌式であり、
前記コーンの貫入位置は改良中間部である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の評価方法。

【請求項10】

深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形の評価システムであって、
カメラと試薬散布部とを有するコーンと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記固化改良地盤に前記コーンを貫入し、引き抜く動作を制御するコーン制御部と、
前記固化改良地盤からの前記コーンの引き上げ時に試薬を前記固化改良地盤に散布するよう前記試薬散布部を制御する試薬制御部と、
前記固化改良地盤に前記コーンを貫入したときに前記固化改良地盤の着色前画像を撮像し、前記固化改良地盤からの前記コーンの引き上げ時に前記試薬散布部から試薬を前記固化改良地盤に散布した後に前記固化改良地盤の着色後画像を撮像するよう、前記カメラを制御する撮像制御部と、
を有する、
評価システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価システムに関する。

【背景技術】

【0002】

深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形を造成直後に確認できる効率的な調査方法が求められている。例えば特許文献１には、高圧噴射攪拌式の深層混合処理工法において、注入ロッドの貫入位置から径方向外側の改良端部の位置にカメラ付きコーンを貫入して、カメラの撮像画像に基づき改良地盤の造成径を確認する評価方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４８８６９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１などに記載される従来の評価方法では、固化改良地盤の造成出来形の評価を高精度かつ効率的に行う点で改善の余地がある。

【0005】

本開示は、固化改良地盤の造成出来形の評価を高精度かつ効率的に行うことができる固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価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】

【0006】

本発明の実施形態の一観点に係る固化改良地盤の造成出来形の評価方法は、深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形の評価方法であって、前記固化改良地盤にコーンを貫入したときに前記コーンに設けられるカメラにより前記固化改良地盤の着色前画像を撮像する貫入工程と、前記固化改良地盤からの前記コーンの引き上げ時に前記コーンに設けられる試薬散布部から試薬を前記固化改良地盤に散布して前記カメラにより前記固化改良地盤の着色後画像を撮像する引き上げ工程と、を含む。

【0007】

同様に、本発明の実施形態の一観点に係る固化改良地盤の造成出来形の評価システムは、深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形の評価システムであって、カメラと試薬散布部とを有するコーンと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、改良地盤に前記コーンを貫入し、引き抜く動作を制御するコーン制御部と、前記コーンの引き上げ時に試薬を前記固化改良地盤に散布するよう前記試薬散布部を制御する試薬制御部と、前記改良地盤に前記コーンを貫入したときに前記固化改良地盤の着色前画像を撮像し、前記コーンの引き上げ時に前記試薬散布部から試薬を前記固化改良地盤に散布した後に前記固化改良地盤の着色後画像を撮像するよう、前記カメラを制御する撮像制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、固化改良地盤の造成出来形の評価を高精度かつ効率的に行うことができる固化改良地盤の造成出来形の評価方法及び評価システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る固化改良地盤の造成出来形の評価システムの概略構成を示す図

【図2】実施形態における固化改良地盤の造成出来形の評価方法の手順を示す図

【図3】本実施形態における試薬散布前後の改良地盤の撮像方法を説明する模式図

【図4】地盤改良前後の三成分の計測データの一例を示す図

【図5】手順１～４の各段階の地盤画像の一例を示す図

【図6】機械攪拌式の深層混合処理工法の概略を説明する模式図

【図7】機械撹拌式の深層混合処理工法における撹拌不足時の造成後映像の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0011】

図１を参照して、実施形態に係る、深層混合処理工法における固化改良地盤の造成出来形の評価システム１（以下では単に「評価システム１」とも表記する）の構成について説明する。図１は、実施形態に係る固化改良地盤１１の造成出来形の評価システム１の概略構成を示す図である。

【0012】

図１に示すように、評価システム１は、コーン２と、制御装置６とを備える。評価システム１は、深層混合処理工法における固化改良地盤１１の所定位置にデータ取得用のコーン２を貫入して必要なデータを取得し、取得したデータに基づき固化改良地盤１１の造成出来形を評価する。ここで「出来形」とは、工事の目標物のできあがった部分や、工事施工が完了した部分のことを言い、本実施形態では固化改良地盤１１のことを指す。

【0013】

図１では、深層混合処理工法のうち高圧噴射攪拌式の場合を例示する。高圧噴射攪拌式では、地盤１０において改良したい範囲の中心にロッド貫入穴１２を開け、ロッド貫入穴１２に貫入された注入ロッド（図示せず）から水平方向、かつ、ロッド貫入孔１２を中心とする径方向外側に向けてセメントスラリーを超高圧、大流量で噴射して、周囲の土砂を切削しながら混合撹拌することで固化改良地盤１１を生成する。したがって、この固化改良地盤１１は、理想的にはロッド貫入孔１２を軸心とする略円柱状に形成される。

【0014】

このような改良地盤１１の所望の略円柱形状の軸心から外周面までの距離を、本実施形態では「設計改良径」とよび、図１ではその位置を符号１３で示す。なお、一般的な高圧噴射攪拌式の工法では、この設計改良径の条件を満たす改良地盤１１をより確実に形成できるように、実際に形成される改良地盤１１は設計改良径より径方向外側まではみ出るように形成される場合が多い。すなわち、所定の設計改良径よりも大径で造成出来形が形成される。このため図１の例では、設計改良径の位置１３は、改良地盤１１の外周側端部よりも軸心（ロッド貫入孔１２）側に入った位置となっている。

【0015】

高圧噴射攪拌式では、ロッド貫入穴１２の位置から径方向外側に所定の設計改良径をとる位置１３、すなわち所望の円柱形状の外周の位置にまで固化改良地盤１１が存在するか否かを判定することで、固化改良地盤１１の造成出来形を評価することができる。例えば、設計改良径の位置１３に固化改良地盤１１が生成されている場合、固化改良地盤１１が所望の範囲の全域に問題なく生成されており、出来形が満足できるものであると評価できる。一方、設計改良径の位置１３にて固化改良地盤１１が生成されていない、または、一部のみに生成されている場合、固化改良地盤１１が所望の範囲の全域に行き渡っておらず、出来形に問題があると評価できる。

【0016】

本実施形態の評価システム１では、高圧噴射攪拌式の深層混合処理工法の出来形を評価する場合には、図１に示すように、ロッド貫入孔１２から径方向外側に所定の設計改良径だけ離れた位置１３（以下では「コーン貫入位置１３」ともいう）にて、コーン２を地盤１０に貫入して評価用のデータを取得する。

【0017】

コーン２は、例えば図１に示すように略円柱形状に形成され、先端部が尖って地盤１０に貫入しやすく形成されている。コーン２は、カメラ３と、試薬散布部４と、駆動装置５とを有する。コーン２は、例えば、既存の三成分静的コーンに、カメラ３及び試薬散布部４の機能を追加することで実現できる。三成分静的コーンとは、地盤性状を調査するための三成分コーン貫入試験（Ｃｏｎｅ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ：ＣＰＴ）に用いられる装置であり、地盤に貫入中の各位置において地盤性状に関する三成分（貫入抵抗、周面摩擦、間隙水圧）を計測する装置である。

【0018】

カメラ３は、コーン２の貫入中に固化改良地盤１１（または改良前地盤１０）を撮像する。

【0019】

試薬散布部４は、コーン２の貫入中に固化改良地盤１１（または改良前地盤１０）へ試薬７（図３参照）を散布する。試薬７は、アルカリ性の物質を変色させる機能を有するものであり、例えばフェノールフタレイン水溶液である。試薬散布部４は、例えばコーン２の外部に試薬７を貯留するタンクを有し、ノズルなどの散布装置を用いて、コーン２の周面に開口される開口部からタンクに貯留されている試薬７を外部に散布する。試薬７を貯留するタンクは、例えば地表の駆動装置５や制御装置４の近傍に配置され、試薬７を供給可能なチューブなどを介してコーン２内部の試薬散布部４と接続されている。なお、試薬７を貯留するタンクがコーン２の内部に設けられる構成でもよい。

【0020】

駆動装置５は、コーン２を上下方向に移動させ、コーン２が改良地盤１１に貫入される動作、または、地盤１１に貫入されたコーン２を上方に引き抜く動作を実施する。駆動装置５は例えば地表のコーン貫入位置１３の直上に設置される。

【0021】

なお、特に本実施形態では、試薬散布部４は、コーン２の貫入方向（図１では下方）に対してカメラ３よりも後方（図１では上方）に配置される。この構成により、コーン２の引き抜き時に試薬散布部４から試薬７を散布すれば、試薬７によって着色された後の改良地盤１１の画像をカメラ３により撮像できる。一方、先にコーン２を地盤１０に貫入する際に、試薬散布部４を作動させずにカメラ３で撮像すれば、試薬７によって着色される前の改良地盤１１の画像を撮像できる。したがって、貫入時に着色前の画像を撮像し、引き抜き時に着色後の画像を撮像できるので、同一のコーン貫入位置１３にコーン２を貫入して引き抜くだけで、試薬による着色前後の同一位置の地盤の画像を撮像することができる。このように、コーン２の貫入と引き抜きという一往復の動作だけで２種類の画像を取得でき、効率的に評価を行うことができる。

【0022】

制御装置６は、コーン２に設けられているカメラ３、試薬散布部４、駆動装置５の動作を制御する。また、制御装置６は、カメラ３から取得した画像などの各情報に基づき、固化改良地盤１１の出来形を評価する。制御装置６は、これらの機能に関し、コーン制御部６１、試薬制御部６２、撮像制御部６３、評価部６４を有する。

【0023】

コーン制御部６１は、駆動装置５を制御して、改良地盤１１にコーン２を貫入し、引き抜く動作を制御する。

【0024】

試薬制御部６２は、試薬散布部４による改良地盤１１（または改良前地盤１０）への試薬の散布タイミングを制御する。より詳細には、試薬制御部６２は、コーン２の引き上げ時に、試薬を改良地盤１１（または改良前地盤１０）に散布してセメントミルクを含む部分を変色させるよう試薬散布部４を制御する。

【0025】

撮像制御部６３は、カメラ３による改良地盤１１（または改良前地盤１０）の撮像タイミングを制御する。より詳細には、撮像制御部６３は、改良地盤１１にコーン２を貫入したときに、固化改良地盤１１の着色前画像（以下では「造成後映像Ｐ３」ともいう）を撮像し、改良地盤１１からのコーン２の引き上げ時に、試薬散布部４から試薬を改良地盤１１に散布して変色させた後の固化改良地盤１１の着色後画像（以下では「造成後映像Ｐ４」ともいう）を撮像するよう、カメラ３を制御する。また、撮像制御部６３は、改良前地盤１０にコーン２を貫入したときに、改良前地盤１０の着色前画像（以下では「改良前映像Ｐ１」ともいう）を撮像し、改良前地盤１０からのコーン２の引き上げ時に、試薬散布部４から試薬を改良地盤１１に散布した後の改良前地盤１０の着色後画像（以下では「改良前映像Ｐ２」ともいう）を撮像するよう、カメラ３を制御する。

【0026】

評価部６４は、カメラ３により撮像された固化改良地盤１１の着色前画像（造成後映像Ｐ３）及び着色後画像（造成後映像Ｐ４）などの情報に基づき、改良地盤１１の出来形を評価する。また、評価部６４は、改良前地盤１０の着色前画像（改良前映像Ｐ１）または着色後画像（改良前映像Ｐ２）も利用して、改良地盤１１の出来形を評価することもできる。さらに、評価部６４は、改良前地盤１０と改良地盤１１の三成分（貫入抵抗、周面摩擦、間隙水圧）データを比較して、改良地盤１１の出来形を評価することもできる。

【0027】

制御装置６は、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、主記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置、ディスプレイ等の出力装置、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール、補助記憶装置、などを含むコンピュータシステムとして構成することができる。

【0028】

図１に示す制御装置６の各機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで通信モジュール、入力装置、出力装置を動作させるとともに、ＲＡＭや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。すなわち、本実施形態に係る評価システム１の改良地盤の評価作業のための制御プログラムをコンピュータ上で実行させることで、制御装置６は、図１のコーン制御部６１と、試薬制御部６２と、撮像制御部６３と、評価部６４として機能する。

【0029】

なお、制御装置６は、図１に示す機能の一部のみを実施する構成でもよい。例えば評価部６４の機能は制御装置６自体が備えず、外部装置が撮像画像に基づき出来形の評価を行う構成でもよい。

【0030】

図２を参照して、実施形態に係る、深層混合処理工法における固化改良地盤１１の造成出来形の評価方法について説明する。図２は、実施形態における固化改良地盤１１の造成出来形の評価方法の手順を示す図である。

【0031】

図２に示すように、本実施形態の評価方法は７段階の手順で行われる。以下手順１～手順７の内容を説明する。

【0032】

手順１（事前貫入工程）：改良前地盤１０の貫入試験を実施する。この試験は、深層混合処理工法の施工前に行う。コーン２の貫入位置は、図１に示したように深層混合処理工法の高圧噴射攪拌式が正常に実施された場合の改良地盤１１の設計改良径の位置１３に相当する位置である。駆動装置５によりコーン２を地盤１０に貫入しながら、改良前地盤１０の三成分データ（貫入抵抗、周面摩擦、間隙水圧）と、カメラ３により撮像される原地盤（改良前地盤）１０の映像データ（改良前映像Ｐ１）とを連続的に取得する。なお手順１では試薬散布部４による試薬の噴霧は行われない。手順１の処理は、制御装置６のコーン制御部６１と撮像制御部６３とにより実施される。

【0033】

手順２（事前引き上げ工程）：引き続き、改良前地盤１０の貫入試験において、貫入したコーン２を低速で引上げる。このとき、コーン２の試薬散布部４から試薬を連続的に噴霧し、試薬散布部４より下方に設置されるカメラ３により撮像される試薬散布後の原地盤（改良前地盤）１０の映像データ（改良前映像Ｐ２）を連続的に取得する。手順２の処理は、制御装置６のコーン制御部６１と、試薬制御部６２と、撮像制御部６３とにより実施される。

【0034】

手順３（貫入工程）：改良地盤１１の貫入試験を実施する。この試験は、深層混合処理工法の施工直後（改良地盤１１の硬化前、例えば造成終了後概ね３時間以内）に実施される。コーン２の貫入位置は、手順１と同一の設計改良径の位置１３の位置が好ましい。コーン２を地盤１０に貫入しながら、改良地盤１１の三成分データ（貫入抵抗、周面摩擦、間隙水圧）と、カメラ３により撮像される着色前改良地盤１１（セメントミルクと原地盤の撹拌状態）の映像データ（造成後映像Ｐ３）と、を連続的に取得する。なお手順３では試薬散布部４による試薬の噴霧は行われない。手順３の処理は、制御装置６のコーン制御部６１と撮像制御部６３とにより実施される。

【0035】

手順４（引き上げ工程）：引き続き、改良地盤１１の貫入試験において、貫入したコーン２を低速で引上げる。このとき、手順２と同様に、コーン２の試薬散布部４から試薬を連続的に噴霧し、試薬散布部４より下方に設置されるカメラ３により撮像される試薬散布後の改良地盤（着色されたセメント成分）の映像データ（造成後映像Ｐ４）を連続的に取得する。手順４の処理は、制御装置６のコーン制御部６１と、試薬制御部６２と、撮像制御部６３とにより実施される。

【0036】

図３は、本実施形態における試薬散布前後の改良地盤１１の撮像方法を説明する模式図である。図３（Ａ）は貫入時の撮像を示し、図３（Ｂ）は引き上げ時の撮像を示す。図３（Ａ）に示すように、貫入時にはコーン２が下方に移動しながらカメラ３で改良地盤１１の各深度位置の画像を撮像する。このとき試薬散布部４は作動しておらず試薬は散布されていない。図３（Ａ）は、上述の手順３に対応し、撮影対象を改良地盤１１から改良前地盤１０に置き換えれば手順１にも対応する。図３（Ａ）に示す方法によって、試薬散布前の未着色の地盤を撮像することができる。

【0037】

一方、図３（Ｂ）に示すように、引き上げ時にはコーン２が上方に移動しながら、試薬散布部４から試薬７が改良地盤１１の表面に噴霧される。試薬散布部４はカメラ３の上方に配置されるため、カメラ３が対向する改良地盤１１の表面にはすべて試薬７が散布された状態となる。図３（Ｂ）は、上述の手順４に対応し、撮影対象を改良地盤１１から改良前地盤１０に置き換えれば手順２にも対応する。図３（Ｂ）に示す方法によって、試薬散布後の着色後の地盤を撮像することができる。

【0038】

図２に戻り手順５以降の説明を続ける。

【0039】

手順５：第１のデータ分析が行われる。手順１にて取得した改良前地盤１０の三成分データ（図２中の「三成分［１］」）と、手順３にて取得した改良地盤１１の三成分データ（図２中の「三成分［３］」）とを比較する。具体的には、三成分［１］と［３］の貫入抵抗同士を比較し、周面摩擦同士を比較し、間隙水圧同士を比較する。手順５の処理は、制御装置６の評価部６４により実施される。

【0040】

手順６：第２のデータ分析が行われる。手順１、手順２、手順３、手順４にてそれぞれ取得した計４段階の画像Ｐ１～Ｐ４を比較する。具体的には、造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４とを比較し、改良前映像Ｐ１と、造成後映像Ｐ３またはＰ４とを比較し、改良前映像Ｐ１と改良前映像Ｐ２とを比較する。手順６の処理は、制御装置６の評価部６４により実施される。

【0041】

手順７（評価工程）：手順５の第１のデータ分析の結果と、手順６の第２のデータ分析の結果とに基づき、改良地盤１１の出来形の評価が行われる。

【0042】

地盤改良が所定の設計改良径１３の範囲まで問題なく行われていると判断するための三成分に基づく判断基準（判断基準１）は、本実施形態では下記の３つの条件をすべて満たすことである。下記の（１－１）、（１－２）、（１－３）の３条件は、改良地盤１１が高濃度泥水状であることの特徴を示す。
（１－１）貫入抵抗値ｑｃについて、ｑｃ_改良後がｑｃ_改良前よりも低下し、かつ概ね一様な深度分布傾向を示していること。
（１－２）周面摩擦ｆｓについて、砂質土と粘性土で明確な違いがあるｆｓ_改良前と比較し、ｆｓ_改良後はｑｔ_改良後と相似形の深度分布を示していること。
（１－３）間隙水圧ｕについて、ｕ_改良後が泥水圧分布を示していること。

【0043】

図４は、地盤改良前後の三成分の計測データの一例を示す図である。図４（Ａ）の横軸は貫入抵抗ｑｃ（ＭＮ／ｍ^２）を示し、図４（Ｂ）の横軸は周面摩擦ｆｓ（ｋＮ／ｍ^２）を示し、図４（Ｃ）の横軸は間隙水圧ｕ（ｋＮ／ｍ^２）を示す。各図の縦軸は標高（ｍ）、すなわちコーン２を挿入する孔の深度を示す。また、各図では、地盤改良前のグラフが点線で示され、地盤改良後のグラフが太い実線で示される。

【0044】

図４の例では、図４（Ａ）より、貫入抵抗値ｑｃについて、ｑｃ_改良後（太い実線）がｑｃ_改良前（点線）よりも低下し、かつ概ね一様な深度分布傾向を示していることがわかる。また、図４（Ｂ）より、周面摩擦ｆｓについて、砂質土と粘性土で明確な違いがあるｆｓ_改良前（点線）と比較し、ｆｓ_改良後（太い実線）は、（Ａ）のｑｔ_改良後と相似形の深度分布を示していることがわかる。さらに、図４（Ｃ）より、間隙水圧ｕについて、ｕ_改良後（太い実線）が泥水圧分布を示していること、すなわち略線形の深度分布傾向を示すことがわかる。したがって、図４の例では、上記の三成分に基づく判断基準（判断基準１）を満たすと評価できる。

【0045】

また、手順７において、地盤改良が所定の設計改良径１３の範囲まで問題なく行われていると判断するための地盤画像Ｐ１～Ｐ４に基づく判断基準（判断基準２）は、下記の（２－１）、（２－２）、（２－３）の３つの条件をすべて満たすことである。
（２－１）造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４との比較により、改良地盤１１に試薬７による着色反応があること。
（２－２）改良前映像Ｐ１と、造成後映像Ｐ３またはＰ４との比較により、造成後（地盤改良後）に泥水状態であること。
（２－３）改良前映像Ｐ１と改良前映像Ｐ２との比較により、改良前地盤１０に試薬７による着色反応が無く、アルカリ性地盤ではないこと。

【0046】

図５は、手順１～４の各段階の地盤画像の一例を示す図である。図５（Ａ）は改良前映像Ｐ１の一例である。改良前映像Ｐ１は地盤改良前の元の地盤１０、すなわちセメントミルクが混合されていない地盤が写されているので、図５（Ａ）に示すように、全体的に茶色などの暗い色となる。また、画像中の黒色の部分は地盤１０内に存在する空隙である。なお、改良前地盤１０がアルカリ性ではない場合には、改良前映像Ｐ２も図５（Ａ）と同様の画像となる。

【0047】

図５（Ｂ）は造成後映像Ｐ３の一例である。造成後映像Ｐ３は、改良地盤１１、すなわち改良前地盤１０にセメントミルクが撹拌されたものが写されているので、図５（Ｂ）に示すように、全体的に灰色や灰白色などの明るい色となる。また、地盤が撹拌されたことにより、図５（Ａ）の改良前地盤１０と比較して空隙の数が減少している。

【0048】

図５（Ｃ）は造成後映像Ｐ４の一例である。造成後映像Ｐ４は、改良地盤１１に試薬７が塗布されて変色した部分Ａが写されているので、図５（Ｃ）に示すように、図５（Ｂ）と比較して赤色などの変色部分Ａが含まれる画像となる。

【0049】

図５の例では、図５（Ｂ）の造成後映像Ｐ３と図５（Ｃ）の造成後映像Ｐ４との比較により、造成後画像Ｐ４に試薬による変色領域Ａが含まれるため、改良地盤１１に試薬による着色反応があり、条件（２－１）を満たすことが示される。着色反応が有ることを確認できると、改良地盤１１が撮像位置でセメントミルクを混合していることを判別できる。このように造成後映像Ｐ３、Ｐ４を比較することによって、着色反応の有無に着目して改良地盤１１のセメントミルクの部分をより明確に識別することが可能となり、改良地盤１１の出来形の評価を精度良くできる。

【0050】

また、図５の例では、図５（Ａ）の改良前映像Ｐ１と、図５（Ｂ）の造成後映像Ｐ３または図５（Ｃ）の造成後画像Ｐ４との比較により、造成後画像Ｐ３、Ｐ４の改良地盤１１の灰白色や、変色領域Ａの赤色が元の改良前地盤１０には無く、地盤改良の撹拌によって発生したものと判定できるので、造成後（地盤改良後）に泥水状態であることが示される。このように改良前映像Ｐ１と造成後画像Ｐ３、Ｐ４とを比較することによって、改良前地盤１０との相対的な変化を識別することが可能となり、改良地盤１１による改質部分の抽出を精度よくできる。これにより、地盤画像に基づく改良地盤１１の出来形の評価をさらに精度良くできる。

【0051】

さらに、図５（Ａ）の改良前映像Ｐ１と改良前映像Ｐ２との比較により、改良前映像Ｐ１と改良前映像Ｐ２との間に有意差が無い場合には、改良前地盤１０に試薬による着色反応が無く、アルカリ性地盤ではないことが示される。このように改良前映像Ｐ１と改良前映像Ｐ２とを比較することによって、改良前地盤１０の地質のアルカリ性有無を判別可能となり、改良地盤１１による改質部分の抽出精度をさらに向上できる。これにより、地盤画像に基づく改良地盤１１の出来形の評価の精度をさらに改善できる。

【0052】

以上より、図５の例では、地盤画像に基づく判断基準（判断基準２）を満たすと評価できる。

【0053】

図２に戻り、手順７では、上記の判断基準１、２の両方を満たすときに、出来形を満足すると判断することができる。手順７の処理は、制御装置６の評価部６４により実施される。

【0054】

なお、手順６の画像比較と、手順７の判断基準２は、一部のみを実施する構成でもよい。少なくとも手順６にて造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４との比較を行い、手順７にて条件（２－１）を満たすことを確認すればよい。または、手順６にてさらに改良前映像Ｐ１と、造成後映像Ｐ３またはＰ４との比較を行い、手順７にて条件（２－２）を満たすことも確認する構成、すなわち改良前映像Ｐ２による評価を省略する構成でもよい。

【0055】

なお、上記実施形態では高圧噴射撹拌式の深層混合処理工法の場合を例示して説明したが、本実施形態の評価システム１及び評価方法は、機械撹拌式の深層混合処理工法にも適用できる。

【0056】

図６は、機械攪拌式の深層混合処理工法の概略を説明する模式図である。図６では、作業領域を平面視で示している。図６に示すように、機械攪拌式では、撹拌翼１４の回転によって原位置土と改良材とを混合撹拌し、地中に円柱状の改良地盤１１を造成する工法である。なお、図６では、２つの撹拌翼１４を用いる二軸式が例示されている。

【0057】

図６に示す機械撹拌式の深層混合処理工法においても、地盤改良前後の作業領域（図中に符号１１で示す部分）にコーン２を貫入して必要なデータを取得し、取得したデータに基づき固化改良地盤１１の造成出来形を評価することができる。

【0058】

なお、図６に示す機械撹拌式の深層混合処理工法では、物理的な要素である撹拌翼１４によって撹拌が行われるため、高圧噴射攪拌式とは異なり、改良地盤１１の外縁位置までは確実に撹拌が行われる。このため、機械撹拌式では、固化改良地盤１１の造成出来形を評価するためのコーン２の貫入位置が、高圧噴射攪拌式の場合の設計改良径の位置１３とは異なる。例えば図６に示すように、撹拌翼１４の回転中心から改良地盤１１の外縁との間の設計改良径の中間位置１３Ａ（改良中間部）にて、固化改良地盤１１が存在するか否かを判定することで、固化改良地盤１１の全体の品質を評価でき、これにより固化改良地盤１１の造成出来形を評価することができる。

【0059】

また、機械撹拌式の深層混合処理工法では、土壌撹拌後の改良地盤１１の性状が高圧噴射攪拌式と相違する可能性がある。このため、評価部６４による上記の条件（２－１）における造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４との比較の着眼点を変更してもよい。

【0060】

高圧噴射攪拌式の場合は、撹拌不足があると、改良地盤１１の設計改良径の位置１３では撹拌自体が行われないため、造成後映像Ｐ４にはセメントミルクが含まれず、試薬７による変色も発生しない。すなわち、造成後映像Ｐ４は造成後映像Ｐ３とほとんど差異が無くなると考えられる。

【0061】

一方、機械撹拌式の場合は、少なくとも撹拌翼１４の範囲内では撹拌が行われるので、撹拌不足があっても、コーン貫入位置１３Ａでは造成後映像Ｐ４に変色領域Ａが含まれると考えられる。すなわち、機械攪拌式では撹拌不足がある場合でも、高圧噴射攪拌式とは異なり、造成後映像Ｐ４と造成後映像Ｐ３との間に差異が生じる場合が考えられる。このため機械攪拌式では、造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４との比較手法を高圧噴射攪拌式のものとは異ならせるのが好ましい。

【0062】

図７は、機械撹拌式の深層混合処理工法における撹拌不足時の造成後映像Ｐ４の一例を示す図である。機械攪拌式の場合、撹拌不足があると、土壌内に粘土ダマＢが生じ、造成後映像Ｐ４では粘土ダマＢの部分では着色反応を示さないと考えられる。また、上述のように撹拌自体は行われるため、良好に撹拌が行われた部分は試薬７塗布によって変色され、造成後映像Ｐ４では変色領域Ａも含まれる。一方、撹拌がきちんと行なわれた場合には、着色反応の無い粘土ダマＢの部分は縮小すると考えられる。

【0063】

したがって、機械撹拌式では、例えば図７に示す造成後映像Ｐ４における変色領域Ａの占有率に基づき出来形を評価する構成とすることができる。例えば、造成後映像Ｐ４の変色領域Ａの占有率が所定値以上の場合に、固化改良地盤１１の全体で撹拌が良好に行われていると判断することができ、この場合に、地盤画像に基づく判断基準（判断基準２）を満たすと評価する構成とすることができる。

【0064】

本実施形態に係る固化改良地盤１１の造成出来形の評価方法は、固化改良地盤１１にコーン２を貫入したときにコーン２に設けられるカメラ３により固化改良地盤１１の着色前画像（造成後映像Ｐ３）を撮像する貫入工程（手順３）と、固化改良地盤１１からのコーン２の引き上げ時にコーン２に設けられる試薬散布部４から試薬７を固化改良地盤１１に散布してカメラ３により固化改良地盤１１の着色後画像（造成後映像Ｐ４）を撮像する引き上げ工程（手順４）と、を含む。

【0065】

この構成により、コーン２の貫入時に着色前画像を撮像し、貫入したコーン２を引き抜く時に着色後画像を撮像できるので、同一のコーン貫入位置１３、１３Ａにコーン２を貫入して引き抜くだけで、試薬７による着色前後の同一位置の地盤の画像を撮像することができる。このように、コーン２の貫入と引き抜きという一往復の動作だけで２種類の画像を取得でき、効率的に評価を行うことができる。また、上述のように、固化改良地盤１１の着色前後の地盤の画像、すなわち造成後映像Ｐ３と造成後映像Ｐ４とを比較することによって、着色反応の有無に着目して改良地盤１１のセメントミルクの部分をより明確に識別することが可能となり、改良地盤１１の出来形の評価を精度良くできる。したがって、本実施形態に係る固化改良地盤１１の造成出来形の評価方法は、固化改良地盤１１の造成出来形の評価を高精度かつ効率的に行うことができる。

【0066】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0067】

１ 評価システム
２ コーン
３ カメラ
４ 試薬散布部
５ 駆動装置
６ 制御装置
６１ コーン制御部
６２ 試薬制御部
６３ 撮像制御部
６４ 評価部
７ 試薬
１０ 改良前地盤
１１ 固化改良地盤
１３、１３Ａ コーン貫入位置
Ｐ１ 改良前映像（改良前地盤の着色前画像）
Ｐ２ 改良前映像（改良前地盤の着色後画像）
Ｐ３ 造成後映像（固化改良地盤の着色前画像）
Ｐ４ 造成後映像（固化改良地盤の着色後画像）
手順１ 事前貫入工程
手順２ 事前引き上げ工程
手順３ 貫入工程
手順４ 引き上げ工程
手順７ 評価工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】