土木の造成工事では、振動ローラーなどで荷重をかけて土を締め固める「転圧」が欠かせない。しかし、土中の状態は目に見えず、「十分に土が締め固まっているか」の確認が難しかった。安藤ハザマは、省人化を目的に先行開発していた自動運転システムに、ICT(情報通信技術)を活用した品質管理手法を組み合わせ、転圧と同時に施工の品質を確認できる自動運転振動ローラーを開発した。

安藤ハザマが開発した自動運転振動ローラー。衛星測位システムと加速度センサーを使って、土を締め固める「転圧」の品質をリアルタイムに確認できる
(写真:安藤ハザマ)
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 転圧の施工品質は現状、転圧した回数で担保する工事現場が多い。振動ローラーの施工範囲内の土質を調査し、土の柔らかさなどを考慮して転圧回数を決める。施工品質は、掘り起こした土の重さを計測することで確認している。しかし、広い施工範囲で数カ所のチェックポイントにおける確認にとどまるため、敷地全体での品質のばらつきを把握できなかった。

 安藤ハザマ建設本部技術研究所土木研究部耐震・土質グループの永井裕之研究員は、「従来のチェック方法では施工後に品質不足が分かるため、再施工が必要になる場合があった。施工中に振動ローラーが通過した面の品質を目視で確認できれば、品質管理の精度が大幅に向上する」と話す。安藤ハザマの自動運転振動ローラーは、衛星測位システムと加速度センサーを使って、締め固めの状態をリアルタイムで把握できる。

転圧のモニタリングシステムの画面。建機が動いた軌跡を“ぬり絵”のように表示し、施工範囲の土の密度などを色で表現する
(資料:安藤ハザマ)
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 この振動ローラーは、施工範囲を座標で設定すると、走行ルートを算定して自動走行する。振動ローラーの移動を追尾する位置情報と、加速度応答値を組み合わせることで、施工範囲の土の密度や飽和度(土の間隙容積に占める水の割合)をリアルタイムで評価する。建機が動いた軌跡が“ぬり絵”のようにモニターに表示される仕組みだ。

 永井研究員は、「ローラーの振動を測る加速度センサーは、計測値を波形で示す。土が締め固まっていればきれいな波形を描くが、土が柔らかい部分は波形が乱れる」と説明する。締め固めが不十分な地面は赤色で表示され、施工完了を示す黄色になるまで振動ローラーを走行させる。安藤ハザマは、この技術を熊本県合志市の「新環境工場等敷地造成工事(1工区)」に投入し、自動転圧作業の面的な品質の確保を確認したという。

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