不動テトラとソイルテクニカが、大型地盤改良機の自動打設システム「GeoPilot-AutoPile」(ジオパイロット・オートパイル)を開発した。地盤改良状況の見える化技術のシリーズ「Visios」(ビジオス)との組み合わせによる全自動化と、自社グループに機械オペレーターまで抱える強みを生かし、「地盤改良のリーディングカンパニー」(根岸保明不動テトラ執行役員営業部長地盤事業本部副本部長)として他の追随を許さない地位を確立・維持する。
左から不動テトラの鈴木室長、根岸副本部長、西川ソイルテクニカ社長
地盤改良の機械撹拌(かくはん)式深層混合処理工法「CI-CMC工法」は、通常、工機の位置決め、杭打ち機先端の撹拌翼を地盤に貫入しながら改良材のセメントスラリーを吐き出し、着底を確認後、先端処理のために引抜・貫入を繰り返し、最後に撹拌翼を逆回転しながら引き抜く。
一般の地盤改良機のオペレーターは15手順に及ぶ機械操作をしながら、貫入速度にあわせた改良材の流量調整や、改良材プラントの監視者との連絡、オーガーを吊るワイヤの貫入速度に合わせた調整、リーダーと本体の傾斜監視、リーダーを支えるステーの状況監視などを同時に進めなければならない。高い熟練度が必要で、施工できるまで約3年の習熟期間が必要だ。
不動テトラの子会社であるソイルテクニカでは、地盤改良機のオペレーターを50人抱えているものの、「このうち未習熟者が9人、60歳以上が14人を占め、このままでは施工量に対応できなくなる」(西川晋司ソイルテクニカ社長)と強い危機感があった。同工法はもともと不動テトラが開発した独自技術であり、自社グループで社員オペレーターを抱え、自社施工ができることでこの分野の先頭を走ってきたものの、このままでは強みを失いかねない。
ジオパイロット・オートパイルは、この事態に対応するために開発した。施工中の15手順の操作が、コントロールユニットで制御でき、操作手順も4回の画面タッチで終了する。「機械の操作を意識できるよう、あえて4回の操作を残した」(鈴木亮彦不動テトラ地盤事業本部ICT推進室長)というほど操作は自動化されており、法令による規制を考慮しなければ操作盤を持って遠隔で操作可能なほどだ。
ステーの状況やポンプ、オーガーの回転、オーガー電流など、施工機械の状態をセンサーで監視して不具合が起きる前に警告を発し、安全性も向上する。試験杭での実験では、熟練のオペレーターの施工と品質面で大きな差は見られず、土層ごとのスラリー添加量の切り替えや撹拌軸の昇降速度の管理が自動化され、オペレーターの熟練度による品質のバラツキが少なくなり、先端処理などが足りなかった場合の再貫入といった手戻りもなくなる。オペレーターが操作以外の周囲の状況に注意を払う余裕ができることも大きな効果となる。
そして、不動テトラグループにとって最大のメリットが、習熟期間の短縮だ。約3年の習熟期間がおよそ1年に短縮でき、供給力を維持・確保できる。海外で施工する際も、日本人の熟練オペレーターを連れて行かなくても、現地オペレーターで対応できる可能性もある。ただ、熟練オペレーターが不要になるわけではなく、今回の開発でも「熟練オペレーターの意見を聞きながら開発を進めた。社員オペレーターによる自社グループで施工するからこそ、本当に必要な技術を見定められる」(鈴木室長)という。
現在、ジオパイロット・オートパイルは「実験機が1台あるほか、システムを搭載可能な機械が2台あるので早々に改造したい。2021年度には新たに2台、実機を納入する予定なので、計5台の体制にしたい」(西川社長)と目論む。「小型機械やサンドコンパクションパイルの『SAVEコンポーザー』など、自動化技術の適用可能工法を順次、拡大する」(鈴木室長)という予定で、自動化技術を「ジオパイロット」としてシリーズ化する考え。
地盤改良状況をリアルタイムで視覚的に表示できるビジオスのシリーズと組み合わせ、機材センターの入出庫管理システムやスラリープラントアジテータの洗浄システムなどの開発も進めながら、施工の自動化・省人化技術により地盤改良分野で先頭を走り続ける。
ジオパイロット・オートパイルのシステム構成