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JP7464299B2 - Ground improvement methods - Google Patents
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JP7464299B2 - Ground improvement methods - Google Patents

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Description

本発明は、地盤中に地盤改良体を造成する際に地盤改良体の撹拌混合状況を確認する地盤改良方法に関するものである。 The present invention relates to a ground improvement method for checking the mixing status of a ground improvement body when constructing the ground improvement body in the ground.

地盤改良工法として、地盤中にセメントスラリーを吐出して機械撹拌にて撹拌混合し、地盤中に地盤改良体を造成する深層混合処理工法などが知られている。このような工法において、地盤改良体の品質を確保するためには、地盤改良体に万遍なくセメントが行き渡っている必要があるし、また地盤改良体に万遍なくセメントが行き渡っていることを確認することが必要となる。 A well-known ground improvement method is the deep mixing method, in which cement slurry is injected into the ground and mixed mechanically to create a ground improvement body in the ground. In this type of method, to ensure the quality of the ground improvement body, it is necessary for the cement to be distributed evenly throughout the ground improvement body, and it is also necessary to confirm that the cement has been distributed evenly throughout the ground improvement body.

現場施工で使用されるセメントの量は、実験室内で実施される配合試験の結果により決定されるが、この試験においても、セメントが同様に万遍なく行き渡っていることを確認する必要がある。 The amount of cement used in on-site construction is determined by the results of mix tests carried out in the laboratory, but these tests must also ensure that the cement is distributed evenly.

ところが、土壌とセメントスラリーとを混合すると、図7を参照して後述するように、土壌もセメントスラリーもいずれも同系の色(ほぼ灰色)であり、これらは区別できない。 However, when the soil and cement slurry are mixed, as described below with reference to Figure 7, both the soil and the cement slurry are the same color (almost gray) and cannot be distinguished from each other.

したがって、蛍光灯等のような通常の光源であって、可視光線を発するもので混合物を照らし、目視あるいはカメラ等の機器を使用して観察しても、混合ムラがあるかどうか、あるいは、混合状態の良否を判定することは、きわめて難しい。 Therefore, even if the mixture is illuminated with a normal light source that emits visible light, such as a fluorescent lamp, and observed visually or with a camera or other device, it is extremely difficult to determine whether there is uneven mixing or whether the mixture is good or bad.

特許文献1(特許第6944605号公報)は、(1)改良前の地盤に改良前に撮影した映像と改良後に撮影した画像明度を比較する、もしくは、(2)過去に撮影した地盤の様子の既知の画像と比較することで、地盤改良体の状態を確認する方法を提案する。 Patent Document 1 (Patent Publication No. 6944605) proposes a method for checking the condition of a ground improvement body by (1) comparing the brightness of an image taken before and after improvement of the ground, or (2) comparing it with a known image of the ground condition taken in the past.

しかしながら、黒い色調の土壌と、灰色のセメントとを混合することになるため、明度の差が小さく互いを識別するのが困難となる。また、地中深くにおいて、照明が必要となり、混合状態を正確に判断するのが困難となる。 However, because black soil and gray cement are mixed, the difference in brightness is small, making it difficult to distinguish between the two. Also, deep underground, lighting is required, making it difficult to accurately judge the state of the mixture.

また、特許文献2(特許第4886921号公報)は、着色された硬化剤を噴射し、硬化剤の分布により、地盤改良体内の混合度合いを確認する手法を開示する。 Patent Document 2 (Patent Publication No. 4,886,921) discloses a method of spraying a colored hardener and checking the degree of mixing within the ground improvement body based on the distribution of the hardener.

しかしながら、このように黒い色調の土壌に着色硬化剤を噴射しても、上述と同様に、ほぼ黒のまま変化せず、明度の差が不十分であって、互いを識別するのが困難となる。また、地中深くにおいて、照明が必要となり、混合状態を正確に判断するのが困難となる。 However, when colored hardener is sprayed on such black soil, it remains almost black, as described above, and the difference in brightness is insufficient, making it difficult to distinguish between the two. Also, deep underground, lighting is required, making it difficult to accurately determine the mixed state.

更には、非特許文献1(日本建築センター「2018年版建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」)には、撹拌状況検査においてフェノールフタレイン溶液を噴霧することでアルカリ反応(赤紫色)を観察する手法が記載されている。 Furthermore, non-patent document 1 (The Building Center of Japan, "Guidelines for Design and Quality Control of Improved Ground for Buildings, 2018 Edition") describes a method of observing an alkaline reaction (reddish purple color) by spraying a phenolphthalein solution during agitation status inspection.

フェノールフタレインの変色は、pH>10.0のアルカリ性の条件からなり、セメントが入っている箇所において、フェノールフタレインが変色する点を原理として、セメントの混合状態を示すものである。 The discoloration of phenolphthalein occurs under alkaline conditions of pH > 10.0, and is an indication of the mixed state of cement based on the principle that phenolphthalein changes color in areas where cement is present.

ここで、フェノールフタレインによる確認は、アルカリ成分であるセメントが入っている箇所が、赤紫色に変色する現象を利用して行われる。 Here, confirmation using phenolphthalein is carried out by taking advantage of the phenomenon in which areas containing cement, an alkaline component, turn reddish purple.

しかしながら実際には、フェノールフタレイン溶液が、周囲に滲み出たり、液だれすることにより、本来変色すべきでない箇所まで変色してしまいやすい。結果として、セメントが入っている箇所とセメントが入っていない箇所との境界が不明瞭となり、混合状態を適切に判定できないという問題がある。
特許第6944605号公報 特許第4886921号公報 日本建築センター「2018年版建築物のための改良地盤の設計及び品質管理指針」
However, in reality, the phenolphthalein solution tends to seep out or drip into the surrounding area, causing discoloration in areas that should not be discolored. As a result, the boundary between areas that contain cement and areas that do not contain cement becomes unclear, making it difficult to properly determine the mixing state.
Patent No. 6944605 Patent No. 4886921 The Building Center of Japan "2018 Edition: Design and Quality Control Guidelines for Improved Ground for Buildings"

そこで本発明は、セメントスラリーが入っている箇所と入っていない箇所を明確に区別できる、地盤改良方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a ground improvement method that can clearly distinguish between areas that contain cement slurry and areas that do not.

第1の発明に係る地盤改良方法は、所定濃度の水溶性蛍光染料を添加したセメントスラリーと土壌とを混合して地盤改良体を構築する地盤改良方法であって、地盤改良体に光源からブラックライトを照射する第1工程と、計測器を用いて光源によりブラックライトを照射される地盤改良体を計測する第2工程と、計測器が出力するデータに基づく演算値と所定閾値とを比較し、セメントスラリーの混合状態の可否を判定する第3工程とを含む。 The ground improvement method according to the first invention is a method for constructing a ground improvement body by mixing soil with a cement slurry to which a water-soluble fluorescent dye of a predetermined concentration has been added, and includes a first step of irradiating the ground improvement body with black light from a light source, a second step of measuring the ground improvement body irradiated with black light from the light source using a measuring device, and a third step of comparing a calculated value based on data output by the measuring device with a predetermined threshold value to determine whether the cement slurry is in a mixed state.

ここで、可視光線とは異なる、ブラックライトが地盤改良体に照射され、計測器を用いて光源によりブラックライトを照射される地盤改良体を計測することにより、セメントスラリーが入っている箇所と、入っていない箇所を明瞭に区別することが可能となる。さらに、計測器が出力するデータに基づく演算値と所定閾値とを比較するという、明確な基準に基づき、セメントスラリーの混合状態の可否を判定される。ここで、地中であっても、ブラックライトが照射された水溶性蛍光染料は円滑に発光し、状態を正しく認識できる。更には、複雑な処理や、外乱要素により、結果が不安定になることもない。 Here, black light, which is different from visible light, is irradiated onto the ground improvement body, and a measuring instrument is used to measure the ground improvement body irradiated with black light from a light source, making it possible to clearly distinguish between areas that contain cement slurry and areas that do not. Furthermore, the mixed state of the cement slurry is judged based on a clear criterion of comparing a calculated value based on data output by the measuring instrument with a predetermined threshold value. Here, even underground, the water-soluble fluorescent dye irradiated with black light emits light smoothly, allowing the state to be correctly recognized. Furthermore, the results are not unstable due to complex processing or external disturbances.

ここで、計測器は、地盤改良体からの反射光を捉えるセンサであっても良いし、地盤改良体の画像を撮影するカメラであっても良い。 Here, the measuring instrument may be a sensor that captures reflected light from the ground improvement body, or a camera that takes an image of the ground improvement body.

ブラックライトの波長は、365乃至405ナノメートルであることが好ましい。こうすれば、光源を容易に確保できる。 The wavelength of the black light is preferably between 365 and 405 nanometers, making it easier to secure a light source.

好ましくは、土壌は、工事現場の土壌であり、第1工程、第2工程及び第3工程は、地盤改良体が未だ固化していない状態で実施される。 Preferably, the soil is soil at a construction site, and steps 1, 2 and 3 are carried out when the ground improvement body has not yet solidified.

この構成によれば、現場で地盤改良を実施しつつ、それと平行して、セメントスラリーの混合状態の可否を判定することができる。 With this configuration, it is possible to carry out ground improvement work on-site while simultaneously determining whether the cement slurry is mixed properly.

好ましくは、土壌は、実験室内に用意された土壌であり、第1工程、第2工程及び第3工程は、実験室内で実施され、且つ、第3工程は、適切なセメント添加量を決定することを目的として実施される。 Preferably, the soil is a soil prepared in a laboratory, the first, second and third steps are performed in the laboratory, and the third step is performed for the purpose of determining an appropriate amount of cement to be added.

この構成によれば、実験室内で、適切なセメント添加量を決定する際にも、セメントスラリーが入っている箇所と、入っていない箇所を明瞭に区別しつつ、セメント添加量を正確に決定することができる。 With this configuration, when determining the appropriate amount of cement to be added in a laboratory, it is possible to accurately determine the amount of cement to be added while clearly distinguishing between areas that contain cement slurry and areas that do not.

本発明によれば、セメントスラリーが入っている箇所と、入っていない箇所を明瞭に区別して、計測器が出力するデータに基づく演算値と所定閾値とを比較するという、明確な基準に基づき、セメントスラリーの混合状態の可否を判定できる。したがって、撮影状況の如何や、土の色、照明の度合い等による、悪影響を受けない判定が可能となる。 According to the present invention, it is possible to clearly distinguish between areas containing cement slurry and areas not containing it, and to determine whether the cement slurry is mixed or not based on clear criteria, by comparing a calculated value based on data output by a measuring instrument with a predetermined threshold value. This makes it possible to make a determination that is not adversely affected by factors such as the shooting conditions, the color of the soil, or the degree of lighting.

(実施の形態1)
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図1(a)は、本発明の実施の形態1における地盤改良装置の側面図、図1(b)は、攪拌ヘッドの交換要領を示す部分図、図2(a)は、同地盤改良装置が混合状態を調べる状態を示す側面図、図2(b)は、同地盤改良装置の検査ヘッドの一部拡大断面図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1(a) is a side view of a ground improvement device in the first embodiment of the present invention, Fig. 1(b) is a partial view showing a mixing head replacement procedure, Fig. 2(a) is a side view showing the state in which the ground improvement device checks the mixing state, and Fig. 2(b) is a partially enlarged cross-sectional view of the inspection head of the ground improvement device.

実施の形態1は、図1に示す地盤改良装置(コラム施工機)により、比較的深い箇所に、土壌Sによる円柱状の地盤改良体を構築する場合に関する。 Embodiment 1 relates to a case in which a cylindrical ground improvement body is constructed from soil S at a relatively deep location using a ground improvement device (column construction machine) as shown in Figure 1.

図1に示すように、この地盤改良装置は、地面G上を走行するベースマシン1と、ベースマシン1の前方に配置され、作動時には、垂直に起立するリーダ2と、リーダ2に昇降自在に支持される、モータなどのアクチュエータを備える駆動部10と、駆動部10により回転力を付与され、地中において鉛直軸を中心に水平回転する回転軸3と、回転軸3の下端部に取り付けられる撹拌ヘッド4とを備える。 As shown in FIG. 1, this ground improvement device comprises a base machine 1 that travels on the ground G, a leader 2 that is positioned in front of the base machine 1 and stands vertically when in operation, a drive unit 10 that is supported by the leader 2 so that it can be raised and lowered freely and has an actuator such as a motor, a rotating shaft 3 that is given a rotational force by the drive unit 10 and rotates horizontally around a vertical axis in the ground, and a mixing head 4 that is attached to the lower end of the rotating shaft 3.

回転軸3の先端部に取り付けられる撹拌ヘッド4には、次の要素が備えられる。まず、撹拌ヘッド4の下端部には、地中を掘削する爪を有し、土砂を掘削する掘削翼5が設けられ、この掘削翼5は、回転軸3に軸着される。図1(b)に示すように、撹拌ヘッド4には、掘削翼5の上方に、撹拌翼12や供回り防止翼11を設けるのが望ましいが、これらは必須ではなく、省略してもよい。 The mixing head 4 attached to the tip of the rotating shaft 3 is equipped with the following elements. First, at the lower end of the mixing head 4, there is a drilling blade 5 that has a claw for digging into the ground and excavates soil and sand, and this drilling blade 5 is attached to the rotating shaft 3. As shown in Figure 1 (b), it is desirable to provide a mixing blade 12 and a co-rotation prevention blade 11 above the drilling blade 5 on the mixing head 4, but these are not essential and may be omitted.

セメントの種類は、通常通り選択して差し支えない。次に、セメントスラリーに水溶性蛍光染料を添加する。水溶性蛍光染料としては、ユウロピウムを微量添加したフッ化ホウ素酸ストロンチウム(SrB4O7F:Eu2+、ピーク波長は368-371ナノメートル)、鉛を微量添加したケイ化バリウム(BaSi2O5:Pb+、ピーク波長は350-353ナノメートル)、フローレッセン、硫酸キニーネ等が、好適に使用できる。 The type of cement may be selected as usual. Next, a water-soluble fluorescent dye is added to the cement slurry. Suitable water-soluble fluorescent dyes include strontium borofluoride with a small amount of europium added (SrB4O7F:Eu2+, peak wavelength 368-371 nm), barium silicide with a small amount of lead added (BaSi2O5:Pb+, peak wavelength 350-353 nm), fluorescein, and quinine sulfate.

より具体的には、蛍光漏洩検査剤として市販されているもの(例えば、マークテック株式会社製、スーパーグロー蛍光漏洩検査剤DF-300(商標)等)を使用すれば足り、水に対する蛍光染料の濃度は、0.05~20(%)とすればよい。なお、セメントの種類によって、水溶性蛍光染料を変更する必要は、通常ない。 More specifically, it is sufficient to use a commercially available fluorescent leak inspection agent (for example, Superglow fluorescent leak inspection agent DF-300 (trademark) manufactured by Marktec Co., Ltd.), and the concentration of the fluorescent dye in water should be 0.05 to 20 (%). Note that there is usually no need to change the water-soluble fluorescent dye depending on the type of cement.

次に、図1(a)に示すように、掘削撹拌装置の撹拌ヘッド4を地面Gに近い、初期位置にセットし、駆動部10の作動を開始し、回転軸3を回転させる。こうして、初期深さH1まで掘削翼5を至らせる。 Next, as shown in FIG. 1(a), the mixing head 4 of the excavation and mixing device is set to an initial position close to the ground surface G, and the drive unit 10 is started to operate, rotating the rotating shaft 3. In this way, the excavation blade 5 is brought to the initial depth H1.

次に、初期深さH1から下方において、スラリーを掘削翼5の根元から吐出すると共に、撹拌ヘッド4による、掘削混合を行う。ここで、上述したように、通常と異なり、スラリーには、水溶性蛍光染料が添加されているから、構築される地盤改良体にも、同様に、水溶性蛍光染料が混合することとなる。この状態を、目的深さH2(構築すべき地盤改良体の最低部)に至るまで、継続する。 Next, below the initial depth H1, the slurry is discharged from the base of the drilling blade 5, and excavation and mixing is performed by the mixing head 4. As described above, unlike normal, the slurry contains added water-soluble fluorescent dye, so the water-soluble fluorescent dye is also mixed into the ground improvement body to be constructed. This state continues until the target depth H2 (the lowest part of the ground improvement body to be constructed) is reached.

その後、攪拌ヘッド4を回転させつつ上昇させ(引き上げ)、地上まで至ることにより、地中に現場の土壌Sによる、円柱状の地盤改良体を構築する。 Then, the mixing head 4 is rotated and raised (pulled up) until it reaches the ground, creating a cylindrical ground improvement body in the ground using the on-site soil S.

地盤改良体を構築したら、これが未固化のうちに、攪拌ヘッド4を検査ヘッド14と交換して装置に装着する。 Once the ground improvement body has been constructed, the mixing head 4 is replaced with the inspection head 14 and attached to the device while it is still wet.

図2(b)は、検査ヘッド14の下部の断面図である。検査ヘッド14の下部且つ側方は、一部凹設され収納室14aとなっている。収容室14aの内部には、それぞれ横側外向きに、光源6と計測器7とのペアが収納される。なお、収納室14aは、下向きに開口するように構成しても良い。光源6は、地中において地盤改良体にブラックライト(波長:365乃至405ナノメートル)を照射する蛍光灯、白熱電球、水銀灯、LEDのいずれのタイプでも良いが、LEDが小型で使用しやすい。計測器7は、光源6によりブラックライトが照射される地盤改良体を計測する、蛍光光度計などのセンサ又は撮像素子を備えるカメラのいずれであっても良いが、実施の形態1ではセンサとする。なお、発光率の詳細については、図6を参照しながら、後述する。 2(b) is a cross-sectional view of the lower part of the inspection head 14. The lower part and the side of the inspection head 14 are partially recessed to form a storage chamber 14a. Inside the storage chamber 14a, a pair of a light source 6 and a measuring instrument 7 is stored, each facing outward on the side. The storage chamber 14a may be configured to open downward. The light source 6 may be any type of fluorescent lamp, incandescent lamp, mercury lamp, or LED that irradiates the ground improvement body with black light (wavelength: 365 to 405 nanometers) underground, but LEDs are small and easy to use. The measuring instrument 7 may be any type of sensor such as a fluorescent photometer or a camera equipped with an image sensor that measures the ground improvement body irradiated with black light by the light source 6, but in the first embodiment, it is a sensor. Details of the light emission rate will be described later with reference to FIG. 6.

更に、収容室14aの開口部には、透明又は半透明の保護カバー14bが取り付けられることにより、収納室14aは封止され、光源6及び計測器7は、周囲の土砂やスラリーなどが付着しないように保護される。保護カバー8は、アクリル等の樹脂板又は強化ガラスの板により好適に構成できる。したがって、光源6と計測器7とは、回転軸3と一体的に昇降する。検査ヘッド14は、回転軸3に軸着されるが、検査ヘッド14を昇降させる際に、回転軸3を回転させてもよいし、させなくてもよい。また、特許第6742633号の試験用アタッチメントを応用することもできる。 Furthermore, a transparent or translucent protective cover 14b is attached to the opening of the storage chamber 14a, sealing the storage chamber 14a and protecting the light source 6 and measuring instrument 7 from the surrounding soil and slurry. The protective cover 8 can be suitably constructed of a resin plate such as acrylic or a plate of reinforced glass. Therefore, the light source 6 and measuring instrument 7 rise and fall together with the rotating shaft 3. The inspection head 14 is axially attached to the rotating shaft 3, but the rotating shaft 3 may or may not be rotated when the inspection head 14 is raised and lowered. The test attachment of Patent No. 6742633 can also be applied.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における地盤改良装置の側面図、図4(a)は、同地盤改良装置が混合状態を調べる状態を示す側面図、図4(b)は、同地盤改良装置の検査ヘッドの一部拡大断面図である。
(Embodiment 2)
Figure 3 is a side view of a ground improvement device in embodiment 2 of the present invention, Figure 4(a) is a side view showing the ground improvement device inspecting the mixed state, and Figure 4(b) is an enlarged cross-sectional view of a portion of the inspection head of the ground improvement device.

実施の形態2は、図2に示す地盤改良装置(縦型施工機)により、比較的浅い箇所に平たい地盤改良体であって、現場の土壌Sによるものを構築する場合に関する。 Embodiment 2 relates to the case where a flat ground improvement body is constructed at a relatively shallow depth using on-site soil S using the ground improvement device (vertical construction machine) shown in Figure 2.

図3に示すように、この地盤改良装置は、地面G上を走行する本体21と、鉛直平面内で縦回転し、セメントスラリーの吐出及び土壌Sとの攪拌を行う、作動部20とを備える。 As shown in FIG. 3, this ground improvement device includes a main body 21 that travels on the ground G, and an operating unit 20 that rotates vertically in a vertical plane to eject the cement slurry and mix it with the soil S.

セメントの調整や、それに添加する水溶性蛍光染料については、実施の形態1と同様である。また、地盤改良体を構築したら、図4(b)に示すような実施の形態1における検査ヘッド14と同様のものを、作動部20の先端に装着して、セメントの混合状態を検査する。なお、発光率の詳細については、図6を参照しながら、後述する。 The preparation of the cement and the water-soluble fluorescent dye added to it are the same as in the first embodiment. After the ground improvement body is constructed, an inspection head similar to the inspection head 14 in the first embodiment, as shown in FIG. 4(b), is attached to the tip of the operating unit 20 to inspect the mixed state of the cement. Details of the light emission rate will be described later with reference to FIG. 6.

(実施の形態3)
図5(a)~図5(d)は、本発明の実施の形態3における方法の各工程を示す。
(Embodiment 3)
5(a) to 5(d) show the steps of a method according to a third embodiment of the present invention.

実施の形態3は、実験室内に用意された土壌Sによる、模擬的な地盤改良体を構築し、適切なセメント添加量を決定することを目的として実施される。セメントの調整や、それに添加する水溶性蛍光染料については、実施の形態1と同様である。 The third embodiment is carried out for the purpose of constructing a simulated ground improvement body using soil S prepared in a laboratory and determining the appropriate amount of cement to be added. The adjustment of the cement and the water-soluble fluorescent dye to be added to it are the same as in the first embodiment.

まず、図5(a)に示すように、ビーカー25内において、セメントスラリーに上記のような水溶性蛍光染料を添加し、さらにこれを、土壌Sに加えて混合物を得る。 First, as shown in FIG. 5(a), the water-soluble fluorescent dye as described above is added to the cement slurry in a beaker 25, and then this is added to the soil S to obtain a mixture.

次に、図5(b)に示すように、混合物を容器27に入れ、ミキサー28を用いて、混合攪拌する。良く混合攪拌したら、図5(c)に示すように、所定の容積を有するバット29に、攪拌済み土壌30を擦り切り一杯に収納する。 Next, as shown in FIG. 5(b), the mixture is placed in a container 27 and mixed and stirred using a mixer 28. Once thoroughly mixed, the mixed soil 30 is placed in a tray 29 having a specified volume, as shown in FIG. 5(c).

次に、図5(d)に示すように、以上のように用意したバット29を、暗室31内に載置する。暗室31には、ブラックライトを照射する光源6と、光源6からブラックライトを照射されたバット29内の、攪拌済み土壌30を撮影する計測器としての、カメラ7aが配置されている。 Next, as shown in FIG. 5(d), the vat 29 prepared as described above is placed in a darkroom 31. In the darkroom 31, a light source 6 that irradiates black light and a camera 7a that acts as a measuring device for photographing the mixed soil 30 in the vat 29 irradiated with black light from the light source 6 are placed.

次に、図7~図10を参照しながら、実際に撮影した例を解説する。図7は、図5(d)の状態において、ブラックライトを照射する光源6を用いずに、可視光線(蛍光灯等を使用してもよいし、太陽光そのものを使用してもよい。)を利用して撮影した写真の例である。この写真は、フルカラーであってもよいし、グレースケールであってもよい。特徴的にいえることは、画面全体において、濃淡の差がほとんどなく、明暗の区別がつきにくいという点である。 Next, we will explain some actual photographed examples with reference to Figures 7 to 10. Figure 7 shows an example of a photograph taken in the state shown in Figure 5(d) using visible light (fluorescent lamps or sunlight may be used) without using a light source 6 that irradiates black light. This photograph may be in full color or in grayscale. A notable feature is that there is almost no difference in shading across the entire screen, making it difficult to distinguish between light and dark.

一方、図8は、図7と全く同じ対象について、可視光線ではなく、光源6が照射するブラックライト(波長:365乃至405ナノメートル)を用いて、同様に撮影した写真である。この写真は、フルカラーであってもよいし、グレースケールであってもよい。特徴的にいえることは、画面全体において、図7よりも、濃淡の差がはっきり現れており、明暗の区別がつきやすくなっているという点である。 On the other hand, Figure 8 is a photograph of the exact same object as Figure 7, taken in the same way using black light (wavelength: 365 to 405 nanometers) emitted by a light source 6 rather than visible light. This photograph may be in full color or grayscale. A notable feature is that the difference in shading is more pronounced across the entire screen than in Figure 7, making it easier to distinguish between light and dark.

そして、図7の画像(ここでは、フルカラーとする)をグレースケール化すると、図9に示すようになり、さらに、これを白黒二値化すると、図10に示すようになる。減色するには、近似色、パターン、誤差拡散法等、周知の手法を用いて差し支えない。 When the image in Figure 7 (which is assumed to be full color here) is converted to grayscale, it becomes as shown in Figure 9, and when this is further converted to black and white, it becomes as shown in Figure 10. To reduce the number of colors, any well-known method can be used, such as approximate colors, patterns, error diffusion, etc.

カメラ画像を用いる場合には、通常2次元平面のデータが得られるため、発光率(%)は、ピクセル単位で計算するのが望ましい。すなわち、図10の例では、全体の画素数Aが236672ピクセルであり、白い部分の画素数Bが1641778ピクセルであったので、発光率(%)=(A/B)*100=(1641778/2336672)*100=70(%)となる。 When using camera images, data is usually obtained on a two-dimensional plane, so it is desirable to calculate the light emission rate (%) in pixel units. That is, in the example of Figure 10, the total number of pixels A is 236672 pixels, and the number of pixels B in the white part is 1641778 pixels, so the light emission rate (%) = (A/B) * 100 = (1641778/2336672) * 100 = 70 (%).

実施の形態3では、発光率(%)の良否を決定する閾値として、TH=80(%)を採用する。言うまでもなく、この数値は、単なる例にすぎず、より高い閾値やより低い閾値を用いる場合であっても、本願発明の保護範囲に属する点が理解されねばならない。したがって、上記数値例では、発光率が不足で混合状態は否定される結果となる。つまり、土壌Sに対するビーカー25内の溶液の量を増やすべきであるということになる。一方、発光率が80(%)以上であれば、混合状態は肯定される結果となる。 In the third embodiment, TH=80(%) is used as the threshold value for determining whether the light emission rate (%) is good or bad. Needless to say, this value is merely an example, and it must be understood that even if a higher or lower threshold value is used, it falls within the scope of protection of the present invention. Therefore, in the above numerical example, the light emission rate is insufficient, and the mixed state is rejected. In other words, the amount of solution in the beaker 25 relative to the soil S should be increased. On the other hand, if the light emission rate is 80(%) or more, the mixed state is confirmed.

以上述べたように、実施の形態1~3について共通するのは、次の点である。 As mentioned above, the following points are common to the first to third embodiments:

実施の形態3に即して言うと、所定濃度の水溶性蛍光染料を添加したセメントスラリー26と土壌Sとを混合して地盤改良体30を構築するにあたり、地盤改良体30に光源6からブラックライトを照射する第1工程と、計測器7aを用いて光源6によりブラックライトを照射される地盤改良体30を計測する第2工程と、計測器7aが出力するデータに基づく演算値と所定閾値とを比較し、セメントスラリーの混合状態の可否を判定する第3工程とを含む点。 In terms of the third embodiment, when constructing a ground improvement body 30 by mixing a cement slurry 26 to which a predetermined concentration of water-soluble fluorescent dye has been added with soil S, the method includes a first step of irradiating the ground improvement body 30 with black light from a light source 6, a second step of measuring the ground improvement body 30 irradiated with black light from the light source 6 using a measuring device 7a, and a third step of comparing a calculated value based on the data output by the measuring device 7a with a predetermined threshold value to determine whether the cement slurry is mixed.

光源6が照射するブラックライトの波長は、365乃至405ナノメートルである。 The wavelength of the black light emitted by light source 6 is 365 to 405 nanometers.

実施の形態1、2では、土壌Sは、工事現場の土壌であり、第1工程、第2工程及び第3工程は、地盤改良体が未だ固化していない状態で実施される。 In the first and second embodiments, the soil S is soil at the construction site, and the first, second and third steps are carried out when the ground improvement body has not yet solidified.

実施の形態3では、土壌Sは、実験室内に用意された土壌であり、第1工程、第2工程及び第3工程は、実験室内で実施され、且つ、第3工程は、適切なセメント添加量を決定することを目的として実施される。 In the third embodiment, the soil S is soil prepared in a laboratory, the first, second and third steps are performed in the laboratory, and the third step is performed for the purpose of determining an appropriate amount of cement to be added.

図6を参照しながら、実施の形態1~3の設備における、情報処理装置の構成を説明する。図6は、本発明の実施の形態1~3における情報処理装置の機能ブロック図である。まず、光源6、計測器7等については、既に述べたとおりである。 The configuration of the information processing device in the facilities of the first to third embodiments will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a functional block diagram of the information processing device in the first to third embodiments of the present invention. First, the light source 6, measuring instrument 7, etc. are as already described.

本装置のうち、記憶部40は、(画像処理用の周知プロセスを含む)制御プログラムや、一時的に記憶すべき各データを保存するためのメモリやハードディスク等のストレージからなる。 The memory unit 40 of this device consists of storage such as a memory or hard disk for storing control programs (including well-known processes for image processing) and various data to be temporarily stored.

制御部41は、プロセッサ等からなり、記憶部40に記憶された制御プログラムを実行し、周辺要素を制御する。 The control unit 41 is composed of a processor etc., and executes the control program stored in the memory unit 40 and controls the peripheral elements.

モニタ42は、動作状態をユーザに表示するディスプレイである。 The monitor 42 is a display that shows the operating status to the user.

インターフェイス43は、制御部本体21に制御されて、光源6を点灯/消灯させ、計測器7から計測値(計測信号)を入力する。 The interface 43 is controlled by the control unit main body 21 to turn the light source 6 on and off and input the measurement value (measurement signal) from the measuring instrument 7.

次に、発光率演算部44が演算する発光率について説明する。 Next, we will explain the light emission rate calculated by the light emission rate calculation unit 44.

実施の形態3については、既に、図10を参照しながら、説明したように、全体の画素数A、白い部分の画素数Bであるとき、
発光率(%)=(A/B)*100(%) (1)
とすればよい。
As already explained with reference to FIG. 10, in the third embodiment, when the total number of pixels is A and the number of pixels in the white portion is B,
Luminescence rate (%) = (A / B) * 100 (%) (1)
And it is sufficient.

実施の形態1、2においては、計測器7は、リニアに移動するので、距離を用いるとよい。 In the first and second embodiments, the measuring device 7 moves linearly, so it is best to use distance.

検査ヘッド14が移動する距離Lに対して、計測器7が反射光を捉えた距離をlとすると、
発光率=(l/L)*100(%) (2)
とすればよい。
If the distance the inspection head 14 moves is L and the distance at which the measuring device 7 captures the reflected light is l, then
Luminescence rate = (l / L) * 100 (%) (2)
And it is sufficient.

もちろん、以上の式は、単なる例示に過ぎず、本願発明の趣旨を変更しない限りにおいて、種々の異なる式や等価な式を使用できることは言うまでもない。 Of course, the above formulas are merely examples, and it goes without saying that various different formulas or equivalent formulas can be used as long as they do not change the spirit of the present invention.

(a)本発明の実施の形態1における地盤改良装置の側面図 (b)本発明の実施の形態1における攪拌ヘッドの交換要領を示す部分図(a) A side view of the ground improvement device in the first embodiment of the present invention. (b) A partial view showing a method for replacing the mixing head in the first embodiment of the present invention. (a)本発明の実施の形態1における掘削撹拌装置が混合状態を調べる状態を示す側面図 (b)本発明の実施の形態1における掘削撹拌装置の検査ヘッドの一部拡大断面図(a) A side view showing a state in which the excavation and stirring device in the first embodiment of the present invention checks the mixing state. (b) An enlarged cross-sectional view of a part of the inspection head of the excavation and stirring device in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2における地盤改良装置の側面図FIG. 11 is a side view of a ground improvement device according to a second embodiment of the present invention. (a)本発明の実施の形態2における掘削撹拌装置が混合状態を調べる状態を示す側面図 (b)本発明の実施の形態2における掘削撹拌装置の検査ヘッドの一部拡大断面図(a) A side view showing a state in which the excavation and stirring device in the second embodiment of the present invention checks the mixing state. (b) An enlarged cross-sectional view of a part of the inspection head of the excavation and stirring device in the second embodiment of the present invention. (a)本発明の実施の形態3における各工程の説明図 (b)本発明の実施の形態3における各工程の説明図 (c)本発明の実施の形態3における各工程の説明図 (d)本発明の実施の形態3における各工程の説明図(a) An explanatory diagram of each step in the third embodiment of the present invention. (b) An explanatory diagram of each step in the third embodiment of the present invention. (c) An explanatory diagram of each step in the third embodiment of the present invention. (d) An explanatory diagram of each step in the third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1~3における情報処理装置の機能ブロック図A functional block diagram of an information processing device according to first to third embodiments of the present invention. 本発明の実施の形態3における自然光による土壌表面を撮影した写真Photograph of soil surface taken under natural light in the third embodiment of the present invention 本発明の実施の形態3におけるブラックライトによる土壌表面を撮影した写真Photograph of soil surface taken with black light in embodiment 3 of the present invention 図8をグレースケール化した画像を示す図FIG. 9 is a grayscale image of FIG. 8. 図9を白黒二値化した画像を示す図FIG. 10 is a black and white binarized image of FIG. 9 .

1 ベースマシン
2 リーダ
3 回転軸
4 撹拌ヘッド
5 掘削翼
6 光源
7 計測器
7a カメラ
10 駆動部
11 供回り防止翼
12 撹拌翼
14 検査ヘッド
14a 収容室
14b 保護カバー
20 作動部
21 本体
25 ビーカー
26 溶液
27 容器
28 ミキサー
29 バット
30 攪拌済み土壌
31 暗室
40 記憶部
41 制御部
42 モニタ
43 インターフェイス
44 発光率演算部
G 地面
S 土壌
H1 初期深さ
H2 目的深さ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Base machine 2 Reader 3 Rotating shaft 4 Mixing head 5 Excavation blade 6 Light source 7 Measuring instrument 7a Camera 10 Driving unit 11 Co-rotation prevention blade 12 Mixing blade 14 Inspection head 14a Storage chamber 14b Protective cover 20 Operating unit 21 Main body 25 Beaker 26 Solution 27 Container 28 Mixer 29 Vat 30 Mixed soil 31 Darkroom 40 Memory unit 41 Control unit 42 Monitor 43 Interface 44 Luminescence rate calculation unit G Ground S Soil H1 Initial depth H2 Target depth

Claims (6)

所定濃度の水溶性蛍光染料を添加したセメントスラリーと土壌とを混合して地盤改良体を構築する地盤改良方法であって、
前記地盤改良体に光源からブラックライトを照射する第1工程と、
計測器を用いて前記光源によりブラックライトを照射される地盤改良体を計測する第2工程と、
前記計測器が出力するデータに基づく演算値と所定閾値とを比較し、前記セメントスラリーの混合状態の可否を判定する第3工程とを含む地盤改良方法。
A ground improvement method for constructing a ground improvement body by mixing soil with a cement slurry to which a water-soluble fluorescent dye of a predetermined concentration has been added,
A first step of irradiating the ground improvement body with black light from a light source;
A second step of measuring the ground improvement body irradiated with black light by the light source using a measuring instrument;
A ground improvement method comprising a third step of comparing a calculated value based on the data output by the measuring instrument with a predetermined threshold value to determine whether the cement slurry is in a mixed state.
前記計測器は、前記地盤改良体からの反射光を捉えるセンサである請求項1記載の地盤改良方法。 The ground improvement method according to claim 1, wherein the measuring instrument is a sensor that captures reflected light from the ground improvement body. 前記計測器は、前記地盤改良体の画像を撮影するカメラである請求項1記載の地盤改良方法。 The ground improvement method according to claim 1, wherein the measuring instrument is a camera that takes an image of the ground improvement body. 前記ブラックライトの波長は、365乃至405ナノメートルである請求項1に記載の地盤改良方法。 The ground improvement method according to claim 1, wherein the wavelength of the black light is 365 to 405 nanometers. 前記土壌は、工事現場の土壌であり、前記第1工程、前記第2工程及び前記第3工程は、前記地盤改良体が未だ固化していない状態で実施される請求項1に記載の地盤改良方法。 The ground improvement method according to claim 1, wherein the soil is soil at a construction site, and the first, second and third steps are carried out when the ground improvement body has not yet solidified. 前記土壌は、実験室内に用意された土壌であり、前記第1工程、前記第2工程及び前記第3工程は、前記実験室内で実施され、且つ、前記第3工程は、適切なセメント添加量を決定することを目的として実施される請求項1に記載の地盤改良方法。 The ground improvement method according to claim 1, wherein the soil is prepared in a laboratory, the first step, the second step, and the third step are carried out in the laboratory, and the third step is carried out for the purpose of determining an appropriate amount of cement to be added.
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