JP4485674B2 - 連続地中壁の構築方法及び地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留め壁等として使用される連続地中壁の構造、及びこの連続地中壁の構造を使用した開削工事等における地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の連続地中壁を使用した開削工事における地下水位の低下方法は、山留め壁として使用する連続地中壁ａの掘削側Ａまたは背面側Ｂにディープウェルｂを配置することによっておこなっていた。
連続地中壁ａの掘削側Ａにディープウェルｂを設置する場合は、掘削地盤ｅより深い位置に予め深井戸を掘っておき、この井戸の内部にポンプｃなどを設置して井戸の底部付近から集まる水を汲み上げていた（図５右側参照）。
また、連続地中壁ａの背面側Ｂにディープウェルｂを設置する場合は、連続地中壁ａの近傍に予め井戸を掘っておき、この井戸の内部にポンプｃなどを設置して井戸の全長から集まる水を汲み上げていた（図５左側参照）。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した従来の連続地中壁を使用した地下水位の低下方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞連続地中壁ａの掘削側Ａにディープウェルｂを設置する場合は、掘削及び構築作業の障害となる。また、防水工の処理やディープウェルの残材の処理が困難で、漏水の一因となる。
＜ロ＞連続地中壁ａの掘削側Ａにディープウェルｂを設置する場合は、背面側Ｂの土砂を吸い込むことによって土留め壁の根入れ地盤が緩み、崩壊事故に発展するおそれがある。特に大深度の開削工事において、水頭差が大きく土留め壁の根入れが少ない場合は崩壊の危険性が大きくなる。
＜ハ＞連続地中壁ａの背面側Ｂにディープウェルｂを設置する場合は、ディープウェルの全長で地下水を取り込む。このため、地下水位ｄ低下の影響が広範囲に及ぶ場合が多い。
＜ニ＞ディープウェルｂを設置するためには、開削深度と同じくらいの深さまで井戸用の削孔をおこなう必要がある。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、地下水位を低下又は上昇させる機能を有する連続地中壁の構造と、それを使用した地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。特に、連続地中壁とは別に地下水位の低下又は上昇させる装置を設ける必要がない連続地中壁の構造と、それを使用した地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。
また、連続地中壁の補強と、地下水位の低下又は上昇を同時におこなうことができる連続地中壁の構造と、それを使用した地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。特に、連続地中壁の構造材と地下水位を低下又は上昇させる装置を兼ね備えた連続地中壁の構造と、それを使用した地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。
さらに、地下水位を低下させておこなう開削工事において、周辺地盤に及ぼす影響を抑えることができる連続地中壁の構造及び地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。
そして、効率的に掘削・構築作業がおこなえる連続地中壁の構造及び地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の連続地中壁の構築方法は、連続地中壁の構築に際し、連続地中壁内には、あらかじめ、その内部に切削しやすい材料の棒状体を配置し、連続地中壁を構築した後に、掘削予定位置に配置した棒状体を切削して削孔を形成し、この削孔内に、連続地中壁を深度方向に貫通する中空の管材を、下方にウエル部が突出する状態で配置して構築することを特徴としたものである。
また本発明の地下水位の低下方法は、上記の連続地中壁を使用し、前記ウェル部に設置した汲水装置で地下水を汲み上げることによって地下水位を低下させることを特徴とする方法である。
また本発明の地下水位の低下方法は、上記の地下水位の低下方法において、
特定した地層に前記ウェル部を配置して、特定した地層から地下水を汲み上げることによって地下水位を低下させることを特徴とする方法である。
また本発明の、地下水位の回復方法は、前記の連続地中壁を使用し、前記管材に水を注入することによって周辺地盤の地下水位を上昇させることを特徴とする方法である。
【０００６】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞連続地中壁の構造
連続地中壁の構造は、連続地中壁１と管材２とウェル部３とからなる。
連続地中壁１は、地中に構築する壁体である。
連続地中壁１には、鉄筋コンクリート壁、泥水固化壁、ソイルセメント壁などがある。
鉄筋コンクリート壁は、現地地盤に掘削した深い溝に鉄筋籠及びコンクリートを打設して構築する。また、泥水固化壁は、泥水を使用して掘削した溝に、固化材を投入して泥水を固化させることによって構築する。さらに、ソイルセメント壁は、セメントミルクなどを注入しながら現地地盤を混合・攪拌してソイルセメントとし、その中に鋼材等の芯材を挿入して構築する。
連続地中壁１は、土留め壁、止水壁、地下構造物の側壁などに使用できる。
【０００８】
＜ロ＞管材
管材２は、連続地中壁１内部を深度方向に貫通する中空の管体である。
管材２には、円筒形、多角筒形の鋼管などを使用する。
管材２は、連続地中壁１の厚さ及び深さ方向と直交する方向に間隔をおいて複数設置する（図３参照）。例えば、連続地中壁１に囲まれた範囲を開削する場合は、開削範囲の外周に複数本の管材２が配置されることになる。
設置した場合に連続地中壁１の下方に突出する管材２の部分には、スリットなどの透水孔２１を設ける。ここで、透水孔を設ける部分は、連続地中壁１の下方に突出するすべてではなく、集水をおこなうウェル部３に該当する部分だけでもよい。
また、透水孔２１として、管材２に公知の集水用のストレーナを取り付けてもよい。
【０００９】
管材２の設置は、連続地中壁１を構築した後に、地上から連続地中壁１及びその下方の地盤を連続して切削した削孔２２に管材２を挿入することによっておこなう。
ここで、連続地中壁１に形成した削孔２２と管材２との隙間にはセメントミルク等の固着材４を充填して、連続地中壁１と管材２を一体化させることが好ましい。
なお、連続地中壁１の削孔予定位置には、予め中空管を配置したり、エアモルタルや発泡スチロールなどの切削しやすい材料の棒材を配置したりすることもできる。この結果、連続地中壁１を切削する必要がなくなる、簡易な削孔機で容易に切削できるなどの効果が得られる。
また、連続地中壁１として泥水固化壁又はソイルセメント壁を使用する場合は、固化する前に管材２を挿入して設置することもできる。この場合、連続地中壁１を切削する作業を省略することができる上に、連続地中壁１と管材２は一体化する。
管材２に鋼材などの引張材料を使用し、上述したように連続地中壁１と管材２を一体化させた場合は、管材２を連続地中壁１の構造材として考えることができる。この結果、連続地中壁の鉄筋や鋼管などの芯材を削減することができる。
【００１０】
＜ハ＞ウェル部
ウェル部３は地盤中の地下水を集水する部分をいう。
ウェル部３は、連続地中壁１の下方の地盤を掘削した削孔２２に構築する。ウェル部３には、管材２の透水孔２１を設けた部分を配置する。
管材２と削孔２２の隙間には、砂利などのフィルター材３１を充填する。フィルター材３１の上方にはパッカー４１を設置して、固着材４がフィルター材に流れ込まないようにする。
ウェル部３は、透水性地盤からなる透水層７に設ける。特に、地下水位を低下させたい特定の地盤に設けるのが好ましい。
ここで、地下水位とは、地下水の水位又は地下水の水頭をいう。例えば、不透水層８の下層となる被圧水層７１から地下水を集水した場合に地下水の水頭が低下するが、このことも地下水位の低下とここではいう。
【００１１】
＜ニ＞汲水装置
汲水装置５は、例えば水中ポンプ及び排水用ホースで構成する。
汲水装置５は、連続地中壁１に設置した管材２の内部に、連続地中壁１の上方から挿入して設置する。
連続地中壁１の上方から挿入された汲水装置５は、管材２の内部を通ってウェル部３に到達する。
汲水装置５の水中ポンプなどがウェル部３に配置された状態で、汲水装置５を固定する。
【００１２】
＜ホ＞地下水位の低下方法
本発明の連続地中壁の構造を使用した開削工事において、地下水位を低下させる方法について説明する。
開削工事をおこなう場合は、連続地中壁１の背面の地下水位を低下させて、連続地中壁１に作用する側圧を低減させるのが好ましい。
地下水を低減させる効果は、山留め壁に作用する側圧が低下するばかりでなく、ボイリングやヒービング対策となり、山留めの安定性が向上する。
そこで、透水層７から流れ込み、ウェル部３を通って管材２内部に集まった地下水を汲水装置５で汲み上げる。
この結果、連続地中壁１の背面の地下水位は低下して、安全に開削工事をおこなうことができる。
地下水を汲み上げる地層を特定すれば、地下水位低下の影響の広がりを抑えることもできる。
【００１３】
＜ヘ＞地下水位の回復方法
本発明の連続地中壁の構造を使用して、地下水位を回復させることもできる。
連続地中壁１を使用して開削工事をおこなった場合、周辺地盤の地下水位が低下して地中の環境が変化することがある。
このような場合に、地下水を地中に戻すことによって周辺地盤に及ぼす影響を少なくすることができる。
そこで、管材２に水を注入し、透水孔２１及びフィルター材３１経由で水を地中に浸透させる。
地下水位を回復させる地盤の地下水位に比べて管材２内の水位が高ければ、水頭差によって水は地中に浸透する。ここで、管材２の途中にパッカーなどで蓋をして、その下方に圧力水を注入すれば、効率的に水を地中に戻すことも可能となる。
【００１４】
＜ト＞その他の実施例
上記では連続地中壁１の躯体内部に管材２を配置した場合について説明したが、管材２ａの一部を連続地中壁１から突出させることも可能である。
図４に管材２ａの一部を連続地中壁１から突出させた場合の斜視図を示す。
管材２ａの設置方法は上記した実施の形態と同様の方法で行う。
管材２ａには、全長にわたり透水孔２１を設けることができる。ここで、透水孔２１は、透水層に接する部分にだけ設けても、限定して集水又は復水したい地層にのみ設けてもよい。
連続地中壁１に接する位置に透水孔２１を設ける場合は、使用する管材２ａに例えば仕切材２３を設ける。
そして、削孔２２の仕切材２３より連続地中壁１側に固着材４を注入し、地盤側にフィルター材３１を充填する。この結果、固着材４がフィルター材側に流れ出すのを防止できる。
管材２ａの一部を連続地中壁１から突出させた場合は、上記した実施の形態の効果に加え、効率的に地下水位の低下又は地下水位の回復を行うことができる。
さらに、連続地中壁１に接する任意の地層からの集水又は任意の地層に水を戻すことも可能になる。
【００１５】
【本発明の効果】
本発明の連続地中壁の構造及び地下水位の低下方法及び地下水位の回復方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞地下水位を低下又は上昇させるための管材を連続地中壁の内部に設ける。このため、地下水位を低下又は上昇させるための装置が掘削・構築作業の障害になることがなく、効率的に掘削・構築作業をおこなうことができる。また、掘削側にディープウェルを設置した場合のように、掘削が進むにつれてディープウェルの処理を行う必要がなく、効率的である。
＜ロ＞管材に引張材料を使用して連続地中壁と一体化した場合は、管材を連続地中壁の構造材又は補強材とすることができる。この結果、連続地中壁の鉄筋又は芯材を削減することができる。さらに、管材は地下水位を低下又は上昇させるための装置の一部を兼ねるため、材料費及び別途ディープウェルなどを設ける費用を削減でき、経済的である。
＜ハ＞特定の地盤に限定して地下水を汲み上げることができる。このため、周辺地盤に及ぼす影響を抑えることができる。
＜ニ＞地下水位を低下又は上昇させるための管材を連続地中壁の内部に設ける。このため、連続地中壁の背面側にディープウェルを設置する場合のように、設置のための用地を確保する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続地中壁の構造及び地下水位の低下方法の実施例の説明図
【図２】連続地中壁の構造の実施例の断面図
【図３】連続地中壁の構造の実施例の平面図
【図４】連続地中壁の構造及び地下水位の低下方法のその他の実施例の説明図
【図５】従来の地下水位の低下方法の実施例の説明図
【符号の説明】
１・・・連続地中壁
２・・・管材
３・・・ウェル部
４・・・固着材
５・・・汲水装置
６・・・地下水位

Claims (4)

1. 連続地中壁の構築に際し、
   連続地中壁内には、あらかじめ、その内部に切削しやすい材料の棒状体を配置し、
   連続地中壁を構築した後に、
   掘削予定位置に配置した棒状体を切削して削孔を形成し、
   この削孔内に、連続地中壁を深度方向に貫通する中空の管材を、下方にウエル部が突出する状態で配置して構築する、
   連続地中壁の構築方法。
2. 請求項１記載の連続地中壁を使用し、
   前記ウェル部に設置した汲水装置で地下水を汲み上げることによって地下水位を低下させることを特徴とする、
   地下水位の低下方法。
3. 請求項２記載の地下水位の低下方法において、
   特定した地層に前記ウェル部を配置して、
   特定した地層から地下水を汲み上げることによって地下水位を低下させることを特徴とする、
   地下水位の低下方法。
4. 請求項１記載の連続地中壁を使用し、
   前記管材に水を注入することによって周辺地盤の地下水位を上昇させることを特徴とする、
   地下水位の回復方法。

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