(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-30
(45)【発行日】2022-12-08
(54)【発明の名称】砂杭造成工法の砂材料供給方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/10 20060101AFI20221201BHJP
【ＦＩ】
E02D3/10 104
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019110802
(22)【出願日】2019-06-14
(65)【公開番号】P2020204153
(43)【公開日】2020-12-24
【審査請求日】2022-02-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000236610
【氏名又は名称】株式会社不動テトラ
(74)【代理人】
【識別番号】100110319
【弁理士】
【氏名又は名称】根本 恵司
(72)【発明者】
【氏名】山下 祐司
(72)【発明者】
【氏名】廣畑 憲史
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 亮彦
(72)【発明者】
【氏名】今給黎 健一
【審査官】小倉 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－２３９１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０６３８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５２－１４５００９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００３－２５３６６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤中に砂材料を排出して砂杭を造成する地盤改良施工機に材料運搬車両で砂材料を供給する砂杭造成工法の砂材料供給方法であって、地盤改良施工機に演算処理部を備え、演算処理部において、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料の量に基づいて材料運搬車両で地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量を算出する第１の工程と、
演算処理部で算出した地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量の情報を材料運搬車両に無線で送信する第２の工程と、
材料運搬車両に通知部を備え、通知部において、受信した地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量の情報を通知する第３の工程と、
材料運搬車両に砂材料の重量を検出する重量検出部を備え、材料運搬車両において、通知部で通知された地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量になるように重量検出部を用いて砂材料を積み込む第４の工程と、
積み込んだ砂材料を材料運搬車両で運搬して地盤改良施工機に供給する第５の工程と、
を有することを特徴とする砂杭造成工法の砂材料供給方法。
【請求項2】
請求項１に記載された砂杭造成工法の砂材料供給方法において、通知部は表示装置又は音声出力装置であり、第３の工程において、地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量の情報を表示装置で表示するか、又は音声出力装置で音声出力することを特徴とする砂杭造成工法の砂材料供給方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載された砂杭造成工法の砂材料供給方法において、地盤改良施工機に、ケーシングパイプ内の砂材料の量を検出する砂材料検出部を備え、砂材料検出部で検出した砂材料の量が所定量以下になったときに、砂材料を地盤改良施工機に供給する指示を材料運搬車両に無線で送信することを特徴とする砂杭造成工法の砂材料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤中に砂材料を排出して砂杭を造成する地盤改良施工機に材料運搬車両で砂材料を供給する砂杭造成工法の砂材料供給方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、地盤を改良するための砂杭造成工法は、例えば、地盤中に砂材料を排出し、排出した砂材料を圧縮することで、地盤中に拡径した砂杭を造成して、地盤を強固なものに改良するサンドコンパクションパイル工法や静的締固め砂杭工法などが知られている（特許文献１参照）。
【0003】
砂杭造成工法では、地盤改良施工機を用いて地盤の改良が行われる。
地盤改良施工機は、前部にマストを立設した車体を備えるとともに、マストに沿って上下に向かう地盤中に貫入可能なケーシングパイプを備える。ケーシングパイプは、円筒形の管で、下部に排出口を設けて、排出口から砂材料を地盤中に排出する。また、マストには、昇降動自在の昇降バケットを取り付け、昇降バケットに砂材料を入れてマストの上方まで搬送し、マストの上方において、昇降バケットに入れた砂材料をケーシングパイプ内に投入する。
地盤改良施工機は、前部にマストを立設した車体を備えるとともに、マストに沿って上下に向かう地盤中に貫入可能なケーシングパイプを備える。ケーシングパイプは、円筒形の管で、下部に排出口を設けて、排出口から砂材料を地盤中に排出する。また、マストには、昇降動自在の昇降バケットを取り付け、昇降バケットに砂材料を入れてマストの上方まで搬送し、マストの上方において、昇降バケットに入れた砂材料をケーシングパイプ内に投入する。
【0004】
砂杭造成工法は、地盤改良施工機の昇降バケットに砂材料を入れて、この昇降バケットからケーシングパイプ内に砂材料を投入する。ケーシングパイプ内に砂材料を投入した後、ケーシングパイプを所定深度まで貫入する。貫入後、ケーシングパイプを少し引抜き、引抜いた跡にケーシングパイプの排出口から砂材料を排出する。地盤中に砂材料を排出した後、ケーシングパイプを打ち戻して排出した砂材料を圧縮する。このケーシングパイプの引抜きと、ケーシングパイプからの砂材料の排出と、ケーシングパイプの打ち戻しによる砂材料の圧縮を、上方に向かって繰り返し行うことで、地盤中に拡径した砂杭を造成して地盤を強固なものに改良する。
【0005】
この砂杭造成工法において、地盤改良施工機に砂材料を供給する砂杭造成工法の砂材料供給方法としては、材料運搬車両を用いて行われる。材料運搬車両は、ショベルローダー、ログローダー、バックホウなどのバケットを有する建設機械である。
砂杭造成工法の砂材料供給方法は、材料運搬車両のバケットで砂材料をすくい上げて積み込み、積み込んだ砂材料を運搬する。材料運搬車両に積み込んだ砂材料を地盤改良施工機まで運搬した後に、地盤改良施工機の昇降バケットに砂材料を入れることで、地盤改良施工機に砂材料を供給する。
砂杭造成工法の砂材料供給方法は、材料運搬車両のバケットで砂材料をすくい上げて積み込み、積み込んだ砂材料を運搬する。材料運搬車両に積み込んだ砂材料を地盤改良施工機まで運搬した後に、地盤改良施工機の昇降バケットに砂材料を入れることで、地盤改良施工機に砂材料を供給する。
【0006】
砂杭造成工法では、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な量の砂材料を地盤改良施工機のケーシングパイプ内に投入して、地盤中に砂杭を造成する。砂杭を地盤中に造成する場合、ケーシングパイプの容量の数倍の量の砂材料が必要になり、ケーシングパイプ内への砂材料の投入を繰り返し行わなくてはならない。また、材料運搬車両を用いた砂材料供給方法では、昇降バケットや材料運搬車両のバケットの大きさ（容量）に限度があることで、材料運搬車両による１回の供給で、ケーシングパイプの容量を満たすことはできず、そのため、砂材料の供給を複数回に分けて行う必要がある。
即ち、地盤改良施工機への砂材料の供給において、地盤改良施工機に１本の砂杭を造成するのに必要な量の砂材料を供給しようとすると、材料運搬車両による砂材料の供給は、複数回行わなくてはならず、造成する砂杭の長さが長くなると、砂材料の供給する回数はさらに多くなる。
即ち、地盤改良施工機への砂材料の供給において、地盤改良施工機に１本の砂杭を造成するのに必要な量の砂材料を供給しようとすると、材料運搬車両による砂材料の供給は、複数回行わなくてはならず、造成する砂杭の長さが長くなると、砂材料の供給する回数はさらに多くなる。
【0007】
ところで、砂杭造成工法の砂材料供給方法において、材料運搬車両のバケットで砂材料をすくい上げて積み込む際に、熟練した作業者であれば、砂材料のすくう量を調整し、適切な量の砂材料をすくい上げて積み込み、積み込んだ砂材料を材料運搬車両で地盤改良施工機に運搬して、地盤改良施工機に正確な量の砂材料を供給することができる。また、地盤改良施工機への砂材料の供給も、必要最小限の回数で行うことができる。
【0008】
しかしながら、熟練していない作業者では、材料運搬車両のバケットで砂材料をすくい上げて積み込む際に、適切な量の砂材料をすくい上げることが難しく、そのため、地盤改良施工機に正確な量の砂材料を供給することができない虞がある。これにより、材料運搬車両のバケットで砂材料をすくい上げて積み込む量が少ないと、地盤改良施工機への砂材料の供給する回数が増え、砂杭の造成作業において、材料運搬車両から砂材料が供給されるのを待つ時間が大幅に増える。つまり、作業ロスが生じ、作業効率が悪くなるという問題がある。
また、複数回に分けて行う地盤改良施工機に供給する砂材料の量が、１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも少ないと、地盤中に造成した砂杭において、品質不良（砂杭の強度不足など）になる。また、供給する砂材料の量が１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも多いと、砂杭の造成の作業終了後に、ケーシングパイプ内に砂材料が残り、材料ロスという問題がある。
また、複数回に分けて行う地盤改良施工機に供給する砂材料の量が、１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも少ないと、地盤中に造成した砂杭において、品質不良（砂杭の強度不足など）になる。また、供給する砂材料の量が１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも多いと、砂杭の造成の作業終了後に、ケーシングパイプ内に砂材料が残り、材料ロスという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開平８－２８４１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、材料運搬車両において、バケットで砂材料をすくい上げて積み込む際に、作業者の技量に関係なく、どのような作業者であっても、適切な量の砂材料をすくい上げて積み込むことができ、地盤改良施工機に正確な量の砂材料を供給することができる砂杭造成工法の砂材料供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、地盤中に砂材料を排出して砂杭を造成する地盤改良施工機に材料運搬車両で砂材料を供給する砂杭造成工法の砂材料供給方法であって、地盤改良施工機に演算処理部を備え、演算処理部において、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料の量に基づいて材料運搬車両で地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量を算出する第１の工程と、演算処理部で算出した地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量の情報を材料運搬車両に無線で送信する第２の工程と、材料運搬車両に通知部を備え、通知部において、受信した地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量の情報を通知する第３の工程と、材料運搬車両に砂材料の重量を検出する重量検出部を備え、材料運搬車両において、通知部で通知された地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量になるように重量検出部を用いて砂材料を積み込む第４の工程と、積み込んだ砂材料を材料運搬車両で運搬して地盤改良施工機に供給する第５の工程とを有する砂杭造成工法の砂材料供給方法である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、材料運搬車両において、通知部で通知された地盤改良施工機に供給する１回当たりの砂材料の供給量になるように重量検出部を用いて砂材料を積み込むことで、地盤改良施工機に正確な量の砂材料を供給することができ、また、地盤改良施工機への砂材料の供給も、必要最小限の回数で行うことができる。これにより、地盤改良施工機への砂材料の供給回数が増えるのをなくし、砂材料の供給の待ち時間を減らして、作業ロスを低減する。これとともに、地盤改良施工機に供給する砂材料の量が、１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも少なくなったり又は多くなったりすることをなくして、造成した砂杭の品質不良という問題をなくすとともに、作業終了後にケーシングパイプ内に砂材料が残るのを防止して、材料ロスの問題をなくす。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の砂杭造成工法の砂材料供給方法で用いる地盤改良施工機と材料運搬車両を説明する図である。
【図2】材料運搬車両に備える表示装置を説明する図である。
【図3】地盤改良施工機に備える砂材料検出部及び深度検出部を説明する図である。
【図4】本発明の砂杭造成工法の砂材料供給方法の手順を示すフロー図である。
【図7】地盤中に造成する複合型砂杭を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の砂杭造成工法の砂材料供給方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る砂杭造成工法の砂材料供給方法（以下、単に本砂杭造成工法の砂材料供給方法という）は、地盤中に貫入可能なケーシングパイプを備える地盤改良施工機で、砂材料を地盤中に排出し、地盤中に砂杭を造成する砂杭造成工法において、地盤改良施工機に材料運搬車両で砂材料を供給する砂材料供給方法である。ここで使用する砂材料は、砂のみ、あるいは砂に添加剤を混ぜたものである。ただし、これらに限らず、砂利、砕石、建設発生土、再生材（コンクリート廃材などを破砕したもの）などでもよく、また、これらと砂などを混ぜたものでもよい。
なお、ここでの砂杭造成工法は、地盤中に砂材料を排出し、排出した砂材料を圧縮することで、地盤中に拡径した砂杭を造成して、地盤を強固なものに改良する方法である。ただし、砂杭造成工法は、これに限らず、地盤中に砂材料を排出して、砂材料を圧縮することなく、地盤中に砂杭を造成し、造成した砂杭で地盤の間隙水を排出するサンドドレーン工法などでもよい。
本実施形態に係る砂杭造成工法の砂材料供給方法（以下、単に本砂杭造成工法の砂材料供給方法という）は、地盤中に貫入可能なケーシングパイプを備える地盤改良施工機で、砂材料を地盤中に排出し、地盤中に砂杭を造成する砂杭造成工法において、地盤改良施工機に材料運搬車両で砂材料を供給する砂材料供給方法である。ここで使用する砂材料は、砂のみ、あるいは砂に添加剤を混ぜたものである。ただし、これらに限らず、砂利、砕石、建設発生土、再生材（コンクリート廃材などを破砕したもの）などでもよく、また、これらと砂などを混ぜたものでもよい。
なお、ここでの砂杭造成工法は、地盤中に砂材料を排出し、排出した砂材料を圧縮することで、地盤中に拡径した砂杭を造成して、地盤を強固なものに改良する方法である。ただし、砂杭造成工法は、これに限らず、地盤中に砂材料を排出して、砂材料を圧縮することなく、地盤中に砂杭を造成し、造成した砂杭で地盤の間隙水を排出するサンドドレーン工法などでもよい。
【0015】
図１は、本砂杭造成工法の砂材料供給方法で用いる地盤改良施工機と材料運搬車両を説明する図である。図２は、材料運搬車両に備える表示装置を説明する図である。図３は、地盤改良施工機に備える砂材料検出部及び深度検出部を説明する図である。
材料運搬車両１は、図１に示すように、例えば、バケット１０を有するショベルローダーである。材料運搬車両１は、地表面に野積みされた砂材料Ｓをバケット１０ですくい上げて積み込み、積み込んだ砂材料Ｓを地盤改良施工機２に運搬する。なお、材料運搬車両１は、ショベルローダーに限らず、ログローダーやバックホウなどの他の建設機械でもよい。
材料運搬車両１は、図１に示すように、例えば、バケット１０を有するショベルローダーである。材料運搬車両１は、地表面に野積みされた砂材料Ｓをバケット１０ですくい上げて積み込み、積み込んだ砂材料Ｓを地盤改良施工機２に運搬する。なお、材料運搬車両１は、ショベルローダーに限らず、ログローダーやバックホウなどの他の建設機械でもよい。
【0016】
材料運搬車両１には、バケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量を検出する重量検出部１１を備える。重量検出部１１は、例えばバケット１０のアーム１２に取り付けたロードセルであり、このロードセルで測定した荷重によりバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量を検出できる。
【0017】
材料運搬車両１の運転室１３には、通知部１４を備え、通知部１４は、例えば表示装置１５である。表示装置１５は、図２に示すように、重量検出部１１で検出した砂材料Ｓの重量、つまりバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量を数字で表示（デジタル表示）する。また、表示装置１５は、後述する地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量も数字で表示（デジタル表示）する。
なお、通知部１４は、表示装置１５に限らず、音声出力する音声出力装置でもよい。
また、表示装置１５（通知部１４）には、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給の開始の合図を表示する、例えばスタートランプ１６を設ける。これにより、作業者は、スタートランプ１６の点灯を確認すると、材料運搬車両１を操作して、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給を開始する。
なお、通知部１４は、表示装置１５に限らず、音声出力する音声出力装置でもよい。
また、表示装置１５（通知部１４）には、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給の開始の合図を表示する、例えばスタートランプ１６を設ける。これにより、作業者は、スタートランプ１６の点灯を確認すると、材料運搬車両１を操作して、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給を開始する。
【0018】
地盤改良施工機２は、図１に示すように、運転室２１を有する車体２０を備え、車体２０の前部にマスト２２を立設し、立設したマスト２２に沿って上下に向かう地盤中に貫入可能なケーシングパイプ２３を備える。ケーシングパイプ２３は、円筒形の管で、その内部を砂材料Ｓの通る供給路にし、下部に排出口２４を設けて、排出口２４から砂材料Ｓを地盤中に排出する。
【0019】
マスト２２は、その上部にケーシングパイプ２３を地盤中に貫入し又は地盤中から引抜くための昇降装置２５及び回転装置２６を取り付けるとともに、ケーシングパイプ２３内に砂材料Ｓを投入するためのホッパー２７を取り付ける。また、マスト２２には、砂材料Ｓを入れて昇降動する昇降バケット２８を取り付けている。昇降バケット２８は、マスト２２の上部まで上昇して、マスト２２の上部において、ホッパー２７内に砂材料Ｓを移すことで、砂材料Ｓをケーシングパイプ２３内に投入する。
【0020】
また、地盤改良施工機２は、車体に演算処理部３０を備える。演算処理部３０は、コンピューターであり、例えば車体２０の運転室２１内に設置する。演算処理部３０は、各種のプログラムを実行することで、各種の処理を行う。
【0021】
地盤改良施工機２には、ケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの量を検出する砂材料検出部３１を備える。砂材料検出部３１は、図３に示すように、ケーシングパイプ２３内にワイヤー３２で錘３３を吊り下げ、吊り下げた錘３３をケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの上面に載せる。これにより、ワイヤー３２が引き出された長さから砂材料Ｓの上面の高さを検出することで、ケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの量を検出できる。砂材料検出部３１で検出したケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの量は、演算処理部３０に伝達される。なお、砂材料検出部３１は、従来用いている既存の機器である。
【0022】
また、地盤改良施工機２には、ケーシングパイプ２３先端の深度を検出する深度検出部３４を備える。深度検出部３４は、図３に示すように、ケーシングパイプ２３にワイヤー３５を固着し、ワイヤー３５の移動がケーシングパイプ２３の昇降動と連動するようにしている。これにより、ワイヤー３５の移動量を検出することで、ケーシングパイプ２３先端の深度を検出できる。深度検出部３４で検出したケーシングパイプ２３先端の深度は、演算処理部３０に伝達される。なお、深度検出部３４は、従来用いている既存の機器である。
【0023】
また、地盤改良施工機２には通信機４０を備え、材料運搬車両１にも通信機４１を備える。これにより、地盤改良施工機２と材料運搬車両１の間で情報を伝達（送受信）することができ、この情報の伝達は、無線で行う。
【0024】
次に、本砂杭造成工法の砂材料供給方法について説明する。
図４は、本砂杭造成工法の砂材料供給方法の手順を示すフロー図である。
本砂杭造成工法の砂材料供給方法は、図示のように、演算処理部３０で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する第１の工程Ｐ１と、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を材料運搬車両１に送信する第２の工程Ｐ２と、材料運搬車両１の通知部１４で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を通知する第３の工程Ｐ３と、材料運搬車両１において、通知部１４で通知された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを積み込む第４の工程Ｐ４と、砂材料Ｓを材料運搬車両１で運搬して地盤改良施工機２に供給する第５の工程Ｐ５を有する。
図４は、本砂杭造成工法の砂材料供給方法の手順を示すフロー図である。
本砂杭造成工法の砂材料供給方法は、図示のように、演算処理部３０で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する第１の工程Ｐ１と、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を材料運搬車両１に送信する第２の工程Ｐ２と、材料運搬車両１の通知部１４で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を通知する第３の工程Ｐ３と、材料運搬車両１において、通知部１４で通知された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを積み込む第４の工程Ｐ４と、砂材料Ｓを材料運搬車両１で運搬して地盤改良施工機２に供給する第５の工程Ｐ５を有する。
【0025】
（第１の工程）
演算処理部３０で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する第１の工程Ｐ１は、地盤改良施工機２に備える演算処理部３０において、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量に基づいて材料運搬車両１で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する。
演算処理部３０で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する第１の工程Ｐ１は、地盤改良施工機２に備える演算処理部３０において、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量に基づいて材料運搬車両１で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する。
【0026】
即ち、演算処理部３０において、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を求める。砂材料Ｓの量は、体積によって表されるものである。求め方は、実際に地盤中に砂杭を１本造成し、このときの使用した砂材料Ｓの量（体積）から、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を求める。また、実際に地盤中に砂杭を１本造成したときに、砂杭を例えば１ｍ造成するのに必要な砂材料Ｓの量も求めておくことで、地盤中に造成する砂杭の長さが変わっても、その長さに応じて必要な砂材料Ｓの量を求めることができる。
なお、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量の求め方は、上記のような実際に地盤中に砂杭を造成して求める方法に限らず、例えば、造成予定の砂杭の出来型（直径及び砂杭長さ）との関係から、従来行っている既存の計算式で必要な砂材料Ｓの量を求めるようにしてもよい。
なお、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量の求め方は、上記のような実際に地盤中に砂杭を造成して求める方法に限らず、例えば、造成予定の砂杭の出来型（直径及び砂杭長さ）との関係から、従来行っている既存の計算式で必要な砂材料Ｓの量を求めるようにしてもよい。
【0027】
１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量は、体積で表され、この体積によって管理する。ところが、砂材料Ｓは、地表面に野積みしたとき、ケーシングパイプ２３内に投入したとき、地盤中に排出して圧縮したときのそれぞれで、その体積が変化する。
即ち、図５Ａに示す、地表面に野積みしたときの砂材料Ｓの量（体積）を、図６Ａのような体積とした場合、図５Ｂに示す、ケーシングパイプ２３内に投入したときの砂材料Ｓの量は、図６Ｂのように、投入時の落下による衝撃や振動などにより密度が高くなり、体積が減少する。また、図５Ｃに示す、地盤中に排出して圧縮したときの砂材料Ｓの量は、図６Ｃのように、締固めによる圧縮などにより密度がさらに高くなり、体積がさらに減少する。つまり、砂材料Ｓにおいては体積変化が起こる。
そのため、この体積変化を考慮して砂材料Ｓの量を管理し、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を求めるようにしている。
即ち、図５Ａに示す、地表面に野積みしたときの砂材料Ｓの量（体積）を、図６Ａのような体積とした場合、図５Ｂに示す、ケーシングパイプ２３内に投入したときの砂材料Ｓの量は、図６Ｂのように、投入時の落下による衝撃や振動などにより密度が高くなり、体積が減少する。また、図５Ｃに示す、地盤中に排出して圧縮したときの砂材料Ｓの量は、図６Ｃのように、締固めによる圧縮などにより密度がさらに高くなり、体積がさらに減少する。つまり、砂材料Ｓにおいては体積変化が起こる。
そのため、この体積変化を考慮して砂材料Ｓの量を管理し、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を求めるようにしている。
【0028】
次に、演算処理部３０において、上記で求めた地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量に基づいて材料運搬車両１で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出する。砂材料Ｓの供給量は、重量によって表されるものである。１回当たりの砂材料Ｓの供給量の算出は、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量（体積）に基づいて、材料運搬車両１のバケット１０の容量及び地盤改良施工機２の昇降バケット２８の容量などから、材料運搬車両１で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量と、材料運搬車両１で地盤改良施工機２に砂材料Ｓを供給する回数をそれぞれ算出する。つまり、砂材料Ｓを供給する回数が複数の場合、例えば、１回目の砂材料Ｓの供給量、２回目の砂材料Ｓの供給量、３回目以降の砂材料Ｓの供給量、それから最後の砂材料Ｓの供給量というように、それぞれの砂材料Ｓの供給量を算出する。
【0029】
また、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量から材料運搬車両１で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を算出しているが、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量が体積で表され、算出する１回当たりの砂材料Ｓの供給量が重量で表されることから、体積から重量に換算する必要がある。つまり、砂材料Ｓにおいて、その重量は、体積が同じでも砂材料Ｓの密度及びその成分などの砂の質や状態により変わる。砂の質や状態とは、砂の密度やその成分（砂の種類や含まれる物質）、砂が乾燥した状態かあるいは湿った状態かなどである。例えば、砂材料Ｓの密度が高いと重量が重くなり、密度が低いと重量が軽くなる。また、砂材料Ｓに含まれる水分量が多いと重量が重くなり、水分量が少ないと重量が軽くなる。これらのことから、体積から重量への換算は、砂材料Ｓの密度及びその成分などの砂の質や状態を考慮して行うようにする。
【0030】
なお、体積から重量に換算する場合は、体積で表した１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を、砂の質や状態を考慮して重量に換算する。これにより、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量について、体積から換算した重量で表して管理する。このように重量で管理することで、上記のような体積変化に影響されることなく、１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量（ここでは重量）から１回当たりの砂材料Ｓの供給量（重量）を算出することができる。
【0031】
（第２の工程）
地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を材料運搬車両１に送信する第２の工程Ｐ２は、上記の第１の工程Ｐ１において、地盤改良施工機２の演算処理部３０で算出した地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を、地盤改良施工機２に備えた通信機４０から材料運搬車両１に備えた通信機４１に無線で送信する。
地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を材料運搬車両１に送信する第２の工程Ｐ２は、上記の第１の工程Ｐ１において、地盤改良施工機２の演算処理部３０で算出した地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を、地盤改良施工機２に備えた通信機４０から材料運搬車両１に備えた通信機４１に無線で送信する。
【0032】
（第３の工程）
材料運搬車両１の通知部１４で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を通知する第３の工程Ｐ３は、材料運搬車両１の運転室１３に備えた表示装置１５（通知部１４）において、受信した（地盤改良施工機２から送信されてきた）地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を表示する。つまり、表示装置１５では、１回当たりの砂材料Ｓの供給量（重量）が数字で表示される。
材料運搬車両１の通知部１４で地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を通知する第３の工程Ｐ３は、材料運搬車両１の運転室１３に備えた表示装置１５（通知部１４）において、受信した（地盤改良施工機２から送信されてきた）地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量の情報を表示する。つまり、表示装置１５では、１回当たりの砂材料Ｓの供給量（重量）が数字で表示される。
【0033】
（第４の工程）
材料運搬車両１において、通知部１４で通知された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを積み込む第４の工程Ｐ４は、作業者が材料運搬車両１を操作して砂材料Ｓを積み込む。例えば、作業現場の地表面に野積みされた砂材料Ｓを材料運搬車両１のバケット１０ですくい上げて積み込む。
即ち、材料運搬車両１において、作業者が表示装置１５で表示された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を見て、それに基づいて、材料運搬車両１を操作して砂材料Ｓを積み込む。このとき、表示装置１５には、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量とともに、重量検出部１１で検出した砂材料Ｓ（バケット１０ですくい上げた砂材料Ｓ）の重量も表示される。これにより、作業者は、表示装置１５に表示された重量検出部１１で検出した砂材料Ｓの重量が、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量になるように、表示装置１５を見ながら、材料運搬車両１を操作して、砂材料Ｓをバケット１０ですくい上げて積み込む。つまり、材料運搬車両１において、適切な量の砂材料Ｓをすくい上げて積み込む。
材料運搬車両１において、通知部１４で通知された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを積み込む第４の工程Ｐ４は、作業者が材料運搬車両１を操作して砂材料Ｓを積み込む。例えば、作業現場の地表面に野積みされた砂材料Ｓを材料運搬車両１のバケット１０ですくい上げて積み込む。
即ち、材料運搬車両１において、作業者が表示装置１５で表示された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量を見て、それに基づいて、材料運搬車両１を操作して砂材料Ｓを積み込む。このとき、表示装置１５には、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量とともに、重量検出部１１で検出した砂材料Ｓ（バケット１０ですくい上げた砂材料Ｓ）の重量も表示される。これにより、作業者は、表示装置１５に表示された重量検出部１１で検出した砂材料Ｓの重量が、地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量になるように、表示装置１５を見ながら、材料運搬車両１を操作して、砂材料Ｓをバケット１０ですくい上げて積み込む。つまり、材料運搬車両１において、適切な量の砂材料Ｓをすくい上げて積み込む。
【0034】
（第５の工程）
砂材料Ｓを材料運搬車両１で運搬して地盤改良施工機２に供給する第５の工程Ｐ５は、上記の第４の工程Ｐ４において、材料運搬車両１に積み込んだ地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを地盤改良施工機２まで運搬して、地盤改良施工機２の昇降バケット２８に砂材料Ｓを入れる。これにより、地盤改良施工機２に砂材料Ｓを供給する。
地盤改良施工機２では、砂材料Ｓを入れた昇降バケット２８がマスト２２の上部まで上昇し、マスト２２の上部でホッパー２７を介してケーシングパイプ２３内に砂材料Ｓが投入される。
砂材料Ｓを材料運搬車両１で運搬して地盤改良施工機２に供給する第５の工程Ｐ５は、上記の第４の工程Ｐ４において、材料運搬車両１に積み込んだ地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量となる砂材料Ｓを地盤改良施工機２まで運搬して、地盤改良施工機２の昇降バケット２８に砂材料Ｓを入れる。これにより、地盤改良施工機２に砂材料Ｓを供給する。
地盤改良施工機２では、砂材料Ｓを入れた昇降バケット２８がマスト２２の上部まで上昇し、マスト２２の上部でホッパー２７を介してケーシングパイプ２３内に砂材料Ｓが投入される。
【0035】
次に、上記の第５の工程Ｐ５での地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給が終わった後、砂材料Ｓの供給が所定回数（演算処理部で算出した砂材料Ｓを供給する回数）に達していない場合は、次の砂材料Ｓの供給、例えば、２回目、３回目の砂材料Ｓの供給を行う。また、砂材料Ｓの供給が所定回数に達した場合は、これが最後の砂材料Ｓの供給となり、砂材料Ｓの供給作業を終了する。
これにより、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給において、１回当たりの適切な量の砂材料Ｓの供給と、砂材料Ｓの供給を所定回数行うことで、地盤改良施工機２に正確な量（１本の砂杭を造成するのに必要な量）の砂材料Ｓを供給することができる。
これにより、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給において、１回当たりの適切な量の砂材料Ｓの供給と、砂材料Ｓの供給を所定回数行うことで、地盤改良施工機２に正確な量（１本の砂杭を造成するのに必要な量）の砂材料Ｓを供給することができる。
【0036】
また、砂材料Ｓにあっては、その重量は、上記で述べた通り、砂の質や状態によって変わる。つまり、砂材料Ｓの重量は、それぞれの作業現場あるいは日時などによって変化する。そのため、砂材料Ｓの重量を検出する際は、この重量の変化を補正するためのキャリブレーション（調整）を行う必要がある。
【0037】
例えば、作業開始前に、作業現場の地表面に野積みされた砂材料Ｓを材料運搬車両１のバケット１０で所定量すくい上げて、砂材料Ｓの重量を検出する。砂材料Ｓをすくう際は、バケット１０の決められた位置まで、例えばバケット１０の上端まで砂材料Ｓを入れることで、所定量の砂材料Ｓをすくうことができる。このすくい上げて検出した砂材料Ｓの重量と、予め設定した重量の標準値とを対比して、その差に基づいて検出した砂材料Ｓの重量を補正し、つまりキャリブレーションを行う。なお、キャリブレーションのタイミングは、上記の作業開始前に限らず、その他のタイミングで行うようにしてもよい。
【0038】
砂材料Ｓの重量を検出する際に、キャリブレーションを行うことで、作業現場あるいは日時などにより砂材料Ｓの重量が変化しても、この重量の変化に応じて検出する砂材料Ｓの重量を補正することができる。これにより、砂材料Ｓの重量を常に正確に検出して、地盤改良施工機２に的確な量の砂材料Ｓを供給できるようにする。
【0039】
また、地盤改良施工機２では、砂材料検出部３１でケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの量を検出し、検出した砂材料Ｓの量が所定量以下になったときに、砂材料Ｓを地盤改良施工機２に供給する指示を材料運搬車両１に無線で送信するようにしている。
即ち、砂材料検出部３１は、演算処理部３０に接続し、砂材料検出部３１で検出した砂材料Ｓの量の情報を演算処理部３０に伝達する。演算処理部３０では、この検出した砂材料Ｓの量が所定量以下になったら、砂材料Ｓの不足と判断し、材料運搬車両１に砂材料Ｓを地盤改良施工機２に供給する指示を自動で送信する。これにより、材料運搬車両１では、演算処理部３０からの指示により、表示装置１５のスタートランプ１６が点灯し、つまり、表示装置１５において、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給の開始の合図が表示される。材料運搬車両１を操作する作業者は、この合図を見て、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給を開始する。
即ち、砂材料検出部３１は、演算処理部３０に接続し、砂材料検出部３１で検出した砂材料Ｓの量の情報を演算処理部３０に伝達する。演算処理部３０では、この検出した砂材料Ｓの量が所定量以下になったら、砂材料Ｓの不足と判断し、材料運搬車両１に砂材料Ｓを地盤改良施工機２に供給する指示を自動で送信する。これにより、材料運搬車両１では、演算処理部３０からの指示により、表示装置１５のスタートランプ１６が点灯し、つまり、表示装置１５において、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給の開始の合図が表示される。材料運搬車両１を操作する作業者は、この合図を見て、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給を開始する。
【0040】
以上のように、ケーシングパイプ２３内の砂材料Ｓの量が所定量以下になったら、材料運搬車両１の表示装置１５において、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給の開始の合図が表示されることで、材料運搬車両１を操作する作業者に対し、地盤改良施工機２を操作する作業者がいちいち指示を出す必要がなくなる。これにより、地盤改良施工機２の作業者において、わずらわしい作業をなくすことができ、作業者への負担を低減することができる。また、材料運搬車両１における地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給も最適なタイミングで行うことができ、砂材料Ｓの供給作業を、無駄なく効率的に行うことができる。
ただし、材料運搬車両１に指示を出すのは、自動ではなく、地盤改良施工機２の作業者による操作（手動）で行うようにしてもよい。
ただし、材料運搬車両１に指示を出すのは、自動ではなく、地盤改良施工機２の作業者による操作（手動）で行うようにしてもよい。
【0041】
また、地盤改良施工機２に備えた通信機４０と材料運搬車両１に備えた通信機４１は、送受信可能であることから、材料運搬車両１の重量検出部１１で検出したバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量の情報を、材料運搬車両１から地盤改良施工機２に無線で送信して、地盤改良施工機２の演算処理部３０にバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量の情報を伝達することができる。つまり、地盤改良施工機２の演算処理部３０では、材料運搬車両１のバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓの重量を把握できるようにしている。
【0042】
これにより、材料運搬車両１のバケット１０ですくい上げた砂材料Ｓが所定の量よりも多くなったり、又は少なくなったりした場合、このずれた量を把握することで、ずれた量に基づいて、次の砂材料Ｓの供給、例えば、２回目、３回目の砂材料Ｓの供給のときに、砂材料Ｓの供給量を調整（供給量を減らしたり、増やしたり）することができる。このように砂材料Ｓの供給量を調整することで、複数回に分けて行う地盤改良施工機２に供給する砂材料Ｓの量を、１本の砂杭を造成するのに必要な量と同じにすることができ、地盤改良施工機２において、最終的にケーシングパイプ２３内に砂材料Ｓが残ったり、又は砂材料Ｓが不足したりするのを防止することができる。
【0043】
以上説明したように、本砂杭造成工法の砂材料供給方法によれば、材料運搬車両１において、バケット１０で砂材料Ｓをすくい上げて積み込む際に、表示装置１５で表示された地盤改良施工機２に供給する１回当たりの砂材料Ｓの供給量になるように重量検出部１１を用いて砂材料Ｓを積み込むことで、地盤改良施工機２に正確な量の砂材料Ｓを供給することができ、また、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給も、必要最小限の回数で行うことができる。これにより、地盤改良施工機２への砂材料Ｓの供給回数が必要以上に増えるのをなくし、砂材料Ｓの供給の待ち時間を減らして、作業ロスを低減することで、作業効率の向上を図ることができる。また、地盤改良施工機２に供給する砂材料Ｓの量が、１本の砂杭を造成するのに必要な量よりも少なくなったり又は多くなったりすることをなくして、造成した砂杭の品質不良という問題をなくすとともに、作業終了後にケーシングパイプ２３内に砂材料Ｓが残るのを防止して、材料ロスの問題をなくすことができる。
【0044】
また、本砂杭造成工法の砂材料供給方法において、その砂杭造成工法は、砂材料Ｓを圧縮して地盤中に拡径した砂杭を造成する方法（締固め砂杭工法）であるが、これに限らない。例えば、前述したようにサンドドレーン工法でもよいし、あるいは、地盤中に複合型砂杭を造成する方法でもよい。
【0045】
図７は、地盤中に造成する複合型砂杭を示す図である。
複合型砂杭は、図示のように、砂材料Ｓを圧縮（締固め）して地盤中に拡径して造成する砂杭部分Ａと、砂材料Ｓを圧縮することなく造成する砂杭部分Ｂをそれぞれ設けるもので、例えば、異なる層が組み合わさっている複合地盤などに造成する砂杭である。
複合型砂杭は、図示のように、砂材料Ｓを圧縮（締固め）して地盤中に拡径して造成する砂杭部分Ａと、砂材料Ｓを圧縮することなく造成する砂杭部分Ｂをそれぞれ設けるもので、例えば、異なる層が組み合わさっている複合地盤などに造成する砂杭である。
【0046】
この複合型砂杭を造成する場合、圧縮して造成する砂杭部分Ａに使用する砂材料Ｓと、圧縮することなく造成する砂杭部分Ｂに使用する砂材料Ｓとでは、砂材料Ｓの体積変化が異なる。即ち、圧縮して造成する砂杭部分Ａに使用する砂材料Ｓは、締固めによる圧縮が行われることで、その体積変化が、圧縮することなく造成する砂杭部分Ｂに使用する砂材料Ｓよりも大きくなる（体積の減少が大きくなる）。そのため、圧縮して造成する砂杭部分Ａにおける砂材料Ｓの体積変化と、圧縮することなく造成する砂杭部分Ｂにおける砂材料Ｓの体積変化をそれぞれ考慮して、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を求めるようにする。これにより、地盤中に複合型砂杭を造成する場合でも、地盤中に１本の砂杭を造成するのに必要な砂材料Ｓの量を正確に求めることができる。
【符号の説明】
【0047】
１…材料運搬車両、２…地盤改良施工機、１０…バケット、１１…重量検出部、１２…アーム、１３…運転室、１４…通知部、１５…表示装置、１６…スタートランプ、２０…車体、２１…運転室、２２…マスト、２３…ケーシングパイプ、２４…排出口、２５…昇降装置、２６…回転装置、２７…ホッパー、２８…昇降バケット、３０…演算処理部、３１…砂材料検出部、３２…ワイヤー、３３…錘、３４…深度検出部、３５…ワイヤー、４０…通信機、４１…通信機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】