JP2000096556A - 鋼管柱列土留壁における地下水通水孔の開設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼管柱列土留壁に、その造成後、地下水脈と
連通して流通を復元する通水孔を開設する。 【解決手段】 建設地盤Ｃを挟んで鋼管柱列土留壁Ａ，
Ａを造成する。その際、土留部材となる鋼管の一部の本
数を、通水対象範囲に限っては、地下水脈Ｄの上端で留
めおき、その他の鋼管１は必要とする深さまで根入れ
し、留めおいた鋼管１ａの下部をソイルセメント壁３ａ
だけとする。工事終了後は、オーガスクリューを用いて
鋼管１ａを通してソイルセメント壁３ａに空胴部５ａを
形成した後、オーガスクリュー引き上げ、高圧水噴射パ
イプ８と吸引パイプ10を挿入し、未掘削部３ｂを破砕し
て地上に吸引、除去することにより、通水孔５を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下構造物等の建設に
あたって、止水及び土留めのために造成された鋼管柱列
土留壁の地下水脈復元工法において、該土留壁の鋼管下
のソイルセメント部分に地下水通水孔を開設する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地下構造物の建設等においては、その建
設区域を囲んで遮水性のよい土留壁を造成し、地下部分
の地盤掘削及び建造物の建設を行うようにしているが、
その土留壁は工事終了後は埋殺しにされる。土留壁は遮
水性が重視されることから、一般に、鉄筋コンクリート
による連続地中壁や鋼管柱列土留壁が用いられるが、こ
れが造成されることによって地下水脈が遮断されること
になり、地下水位に大きな変動をもたらし、周辺環境に
悪影響を与えることが多くなる。特に近年は工事が大規
模化するにつれ、これが社会的な問題となってきてい
る。

【０００３】この問題を解決するため、土留壁に地下水
脈を復元させる方策について種々研究開発が行われてき
た。しかし、鉄筋コンクリートによる土留壁では、通水
化の施工が面倒で多額の経費を要する。また、鋼管柱列
土留壁の場合は、既製鋼管を利用するため、その構造を
変えることが困難なことから、地下水流の復元を図るた
めの構造物としては不向きなものとされてきた。

【０００４】本発明者らは、施工性がよく耐力及び遮水
性に優れる等、利点の多い鋼管柱列土留壁における通水
化の研究開発を進め、地上からの作業によって、土留壁
の造成時に形成されたソイルセメントだけの土留壁に通
水孔を形成して、地下水脈の流通復元を図れるようにし
た工法を提案してきた（一例として特願平９−１８９０
０２号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の工法は、埋
設された鋼管内及びその下方にあるソイルセメントを、
地上よりオーガスクリューなどにより掘削、除去して通
水孔を開設するものである。しかし、鋼管を挿入、沈設
するソイルセメント柱は、外径が鋼管よりかなり大きい
ため、ソイルセメントを完全に除去するためには、鋼管
径に対し拡大掘削する必要がある。ところが、拡大掘削
するピットは、隣接する鋼管との間隔以上には拡大する
ことができないため、通水孔開設位置にあるソイルセメ
ントを完全に除去できず、削り残りが生ずるようにな
る。そのため、その削り残りの部分を別の機械等を挿入
して再度破砕、除去することが生じることになる、とい
った問題がある。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、オーガスクリューとウォータージェット
を使用することにより、地上での必要最小範囲の作業に
よって、鋼管柱列土留壁の造成時に形成されたソイルセ
メントだけの土留壁部分に、地下水脈との連通ができ、
地下水脈の流通復元を図ることのできる通水孔を開設す
る方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成について、実施例に対応する図面を参
照して説明すると、請求項１の方法は、土留部材となる
鋼管の一部のものの沈設を、地下水脈近くまでに留めお
き、その他の鋼管は必要とする深さまで沈設し、留めお
いた鋼管の下部を、鋼管の存在しないソイルセメントだ
けの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁Ａの施工におい
て、ソイルセメントの硬化後、地下水脈Ｄ近くまでに留
めおいた鋼管１ａ内に、中掘り用のオーガスクリュー６
を挿入して、該鋼管１ａ内にあるソイルセメントを掘削
除去するとともに、該鋼管１ａの下端より下方のソイル
セメント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除
去してオーガスクリュー６を撤去した後、ソイルセメン
ト壁３ａの掘削部の削り残り部分３ｂをウォータージェ
ットにより破砕除去して、地下水脈Ｄと連通する通水孔
５を形成することを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２の方法は土留部材となる鋼
管の必要根入れ長似深を鋼管の存在しないソイルセメン
トだけの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁Ａの施工にお
いて、ソイルセメントの硬化後、通水対象個所ａの上に
ある鋼管内１ａに、中掘り用のオーガスクリュー６を挿
入して、該鋼管１ａ内にあるソイルセメントを掘削除去
するとともに、該鋼管１ａの下端より下方のソイルセメ
ント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去し
てオーガスクリュー６を撤去した後、ソイルセメント壁
３ａの掘削部の削り残り部分３ｂをウォータージェット
により破砕除去して、地下水脈Ｄと連通する通水孔５を
形成することを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本発明は、地下構造物の建
設にあたって、遮水、土留のために造成される鋼管柱列
土留壁を対象として、これに、その造成により遮断され
た地下水脈に連通する通水孔を開設するものである。

【００１０】この土留壁Ａは従来図１、図２、図10、図
11に示すように、対向する外側面に継手材２を設けた鋼
管１，１を互いに継手材２，２どうしを嵌合、連結しな
がら、ソイルセメント３を充填した掘削孔４に挿入、沈
設して行われる。この方法はいわゆるＯＮＳ工法と称さ
れている。この土留壁Ａの施工態様としては、図１、図
２のように、鋼管１を含む土留壁Ａ全体を、地下水脈Ｄ
を越えてその下の不透水層Ｅに根入れして造成するもの
と、図10、図11のように、沈設する鋼管１は土留壁Ａの
安定計算上必要となる長さのものを使用するが、土留壁
Ａに遮水壁としての機能をもたせるため、掘削孔４にソ
イルセメント３だけを充填したソイルセメント壁が沈設
した鋼管１の下端より深く、透水層を越えてその下の不
透水層Ｅまでの深さに造成されるものとがある。

【００１１】請求項１に対応する第１の方法は、前者で
ある、鋼管１を不透水層Ｅまで根入れして造成する土留
壁Ａにおいて実施され、また、請求項２に対応する第２
の方法は、後者である、沈設した鋼管１より下のソイル
セメントのみの壁３ａを不透水層Ｅに根入れして造成す
る土留壁Ａにおいて実施される。

【００１２】まず、第１の方法の実施態様について説明
する。図１、図２に示すように、土留壁Ａは建設地盤Ｃ
を挟んで造成される。この第１の方法では、土留壁Ａの
造成にあたって、土留壁Ａの長さ方向に通水させる範囲
（通水対象範囲）ａを設定して、その範囲ａにあたる鋼
管１ａを、地下水脈Ｄの上端近くの深さまででソイルセ
メント中への沈設を留め置くようにし、その他の鋼管は
従来同様に透水層Ｄを越えて不透水層Ｄに根入れする。
したがって、通水対象範囲ａにおいては、鋼管１ａから
下方の部分は、芯材としての鋼管の存在しないソイルセ
メントのみの土留壁（ソイルセメント壁）３ａだけとな
る。

【００１３】そして、このソイルセメント壁３ａに地下
水脈Ｄに連通する通水孔５（図３、図４参照）を開設す
る。通水孔５の開設作業は、ソイルセメント３が硬化し
後に行う。通常は両土留壁Ａ，Ａの間の建設地盤Ｃを掘
削した後、或はそこに地下構造物Ｂを構築した後に行う
ようにする。

【００１４】通水孔５を開設するには、まず、図５、図
６に示すように、土留壁Ａの長さ方向に設定した通水対
象範囲ａの鋼管１ａ内に、従来公知のオーガスクリュー
６を挿入して、鋼管１ａ内にあるソイルセメント３を掘
削、除去するとともに、鋼管１ａの下端より下方のソイ
ルセメント壁３ａを、先端の掘削刃７を拡開して、地下
水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去する。それにより、ソ
イルセメント壁３ａには空胴部５ａが形成されることに
なる。

【００１５】この場合、土留壁Ａでは、ソイルセメント
柱の外径（ソイルセメント３の厚さ）が鋼管径より大き
いため、ソイルセメントを完全に除去するためには、鋼
管径に対して拡大掘削する必要がある。しかし、隣接す
る鋼管相互の間隔は、ソイルセメント３，３ａの厚さよ
り小さいため、掘削ビットをその間隔以上に拡大して掘
削することはできない。したがって、掘削、形成した空
胴部５ａの外側にはソイルセメントの未掘削部３ｂ（図
５参照）が残ることになる。

【００１６】次に、この未掘削部３ｂのソイルセメント
を除去する。それには、掘削に使用したオーガスクリュ
ー６を引き上げ、撤去し、それに代わって、図７、図８
に示すように、高圧水噴射パイプ８を挿入し、その先端
部に設けられたノズル９より高圧水を空胴部５ａより未
掘部３ｂに噴射してそのソイルセメントを破砕する。そ
の際、高圧水噴射パイプ８と共に吸引パイプ９を挿入
し、破砕されたソイルセメントを地上に吸引、除去する
のである。それによって、ソイルセメント壁３ａには地
下水脈Ｄと連通する通水孔５が開設されることになり、
土留壁Ａ，Ａにより遮断されていた地下水脈は通水孔
５，５を介して連通し、水流が復元されることになる。

【００１７】上記の実施例では、通水対象範囲ａの鋼管
１ａの本数は１本となっているが、これは、例えば図９
に示すように複数本を連ねた場合でも実施可能である。
そのようにすれば、通水孔５を大きくとることができ
る。

【００１８】次に、第２の方法の実施態様について、図
10、図11を参照して説明する。この場合の土留壁Ａもさ
きの第１の方法におけると同様に、建設地盤Ｃを挟んで
造成されるが、この土留壁Ａでは、沈設する鋼管１は土
留壁の安定計算上必要な長さのものが使用されるが、土
留壁Ａに遮水壁としての機能をもたせるため、掘削孔に
充填したソイルセメントだけの土留壁（ソイルセメント
壁）３ａが地下水脈Ｄを越えてその下の不透水層Ｅまで
の深さに造成される。

【００１９】この第２の方法は、このような土留壁Ａに
おいて、そのソイルセメント壁３ａに通水孔５を開設す
る。通水孔５を開設するには、土留壁Ａの長さ方向に通
水対象範囲ａを設定し、その範囲ａにあたる鋼管１ａ内
に、第１の方法におけると同様に、オーガスクリュー６
を挿入し（図５、図６参照）、鋼管１ａ内にあるソイル
セメント３を掘削、除去するとともに、鋼管１ａの下端
より下方のソイルセメント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ
下端まで掘削、除去する。それにより、ソイルセメント
壁３ａには空胴部５ａが形成される。

【００２０】空胴部５ａの開設後は、第１の方法におけ
ると同様に、オーガスクリュー６を引き上げて高圧水噴
射パイプ８及び吸引パイプを挿入し（図７、図８参
照）、未掘削部３ｂを破砕し、そのソイルセメントを地
上に吸引し、除去する。それにより、ソイルセメント壁
３ａには地下水脈Ｄと連通する通水孔５が開設されるこ
とになる。

【００２１】この場合、ソイルセメント壁３ａの掘削で
は、隣接する鋼管がないので、オーガスクリュー６の掘
削刃７の拡開径をソイルセメント柱の厚さ以上に大きく
してやれば、その掘削だけで通水孔５を開設することが
可能であるが、ソイルセメント柱の厚さは鋼管径よりも
かなり大であるから、拡開度合の相当大きな特別の掘削
刃を使用しなければならず、多額の費用を要することに
なる。

【００２２】また、オーガスクリューによる掘削だけで
通水孔５が開設できるとしても、掘削されたソイルセメ
ントのすべてをオーガスクリューにより除去することは
できないので、通水孔５は不完全な状態での開設とな
る。そのため、掘削されたソイルセメントを充分に除去
するには別途手段を講じなければならないという問題が
残る。

【００２３】さらに、オーガスクリュー６は、拡開でき
ない通常の掘削刃を使用するものであれば、その機械費
用が安く掘削の手間も少なくてすむことになる。そのた
め、第２の方法の場合は、オーガスクリュー６による掘
削により空胴部５ａを形成した後、ウォータージェット
による破砕を加え、そして、掘削、破砕されたソイルセ
メントを吸引により地上に排出し、通水孔５を貫通させ
るのである。

【００２４】上記図10、図11の実施例では、通水対象範
囲ａの鋼管１ａの本数は１本となっているが、この第２
の方法でも第１の方法の場合と同様で、例えば図12に示
すように、通水対象範囲ａを鋼管複数本にわたるように
広げ、その中の各鋼管１ａを通してオーガスクリュー６
による掘削とウォータジェットによる破砕とそのソイル
セメントの吸引排出を行って大きな通水孔５を開設する
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地下構造物等の建設において、従来、遮水性の高い土留
壁として埋め殺しにされる鋼管柱列土留壁を利用し、そ
の下部に、鋼管の存在しないソイルセメントのみの土留
壁を形成して、それに通水孔を開設するようにしたの
で、建設時は遮水壁として機能させている鋼管柱列土留
壁を、建設終了後は地下水脈を復元させる通水壁として
機能を発揮させることができる。

【００２６】そして、土留壁の全体を不透水層まで根入
れる施工においても、また、柱列鋼管下方のソイルセメ
ント壁が透水層を越えて不透水透に根入れる施工におい
ても、いずれも地上よりの従来機を使用した簡易な作業
で通水機能をもたせるための通水孔の開設することがで
きる。しかも、オーガスクリューによる掘削作業では完
全に除去できなかったソイルセメントの削り残りや掘
削、破砕くず類もウォータージェットにより完全に除去
でき、さらには、ウォータージェットによる洗浄効果に
より、地山中に浸透したセメントミルクも除去すること
ができ、地下水脈の復元が確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の方法の実施態様において、土留
壁を造成した状態を示す側断面図である。

【図２】同土留壁の一部正面図である。

【図３】同通水孔開設の状態を示す側断面図である。

【図４】同土留壁の一部正面図である。

【図５】オーガスクリューによる掘削の状態を示す要部
側断面図である。

【図６】同要部正断面図である。

【図７】ウォータージェット噴射の状態を示す要部側断
面図である。

【図８】同要部正断面図である。

【図９】第１の方法の他の実施例を示す要部正面図であ
る。

【図10】本発明の第２の方法の実施態様を示す要部側断
面図である。

【図11】同正面図である。

【図12】同他の実施例を示す要部正面図である。

【符号の説明】

Ａ 鋼管柱列土留壁 Ｂ 地下構造物 Ｃ 建設地盤 Ｄ 地下水脈 Ｅ 不透水層 １，１ａ 鋼管 ２ 継手材 ３ ソイルセメント ３ａ ソイルセメント壁 ３ｂ 未掘削部 ４ 掘削孔 ５ 通水孔 ５ａ 空胴部 ６ オーガスクリュー ７ 掘削刃 ８ 高圧水噴射パイプ ９ ノズル 10 吸引パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土留部材となる鋼管の一部のものの沈設
   を、地下水脈近くまでに留めおき、その他の鋼管は必要
   とする深さまで沈設し、留めおいた鋼管の下部を、鋼管
   の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成する鋼
   管柱列土留壁の施工において、ソイルセメントの硬化
   後、地下水脈近くまでに留めおいた鋼管内に、中掘り用
   のオーガスクリューを挿入して、該鋼管内にあるソイル
   セメントを掘削除去するとともに、該鋼管の下端より下
   方のソイルセメント壁を、地下水脈のほぼ下端まで掘
   削、除去してオーガスクリューを撤去した後、ソイルセ
   メント壁の掘削部の削り残り部分をウォータージェット
   により破砕除去して、地下水脈と連通する通水孔を形成
   することを特徴とする、鋼管柱列土留壁における地下水
   通水孔の開設方法。
2. 【請求項２】 土留部材となる鋼管の必要根入れ長似深
   を鋼管の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成
   する鋼管柱列土留壁の施工において、ソイルセメントの
   硬化後、通水対象個所の上にある鋼管内に、中掘り用の
   オーガスクリューを挿入して、該鋼管内にあるソイルセ
   メントを掘削除去するとともに、該鋼管の下端より下方
   のソイルセメント壁を、地下水脈のほぼ下端まで掘削、
   除去してオーガスクリューを撤去した後、ソイルセメン
   ト壁の掘削部の削り残り部分をウォータージェットによ
   り破砕除去して、地下水脈と連通する通水孔を形成する
   ことを特徴とする、鋼管柱列土留壁における地下水通水
   孔の開設方法。