JP2001115458A

JP2001115458A - 土留め壁を用いた深井戸構築工法

Info

Publication number: JP2001115458A
Application number: JP29403999A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hashimoto; 正橋本; Tsuneo Kuzuno; 恒夫葛野; Nobuyuki Tanaka; 信幸田中; Yoshiaki Ando; 喜明安藤; Shigenori Kato; 成典加藤
Original assignee: GEO RES INST; GEO-RESEARCH INSTITUTE; OKIKO CORP KK; TANAKA JUKI KENSETSU KK; Japan Foundation Engineering Co Ltd
Current assignee: GEO RES INST; GEO-RESEARCH INSTITUTE; OKIKO CORP KK; TANAKA JUKI KENSETSU KK; Japan Foundation Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】土留め壁の構築作業中に、その土留め壁構成
杭の一部としてウエル構築管を打込んで、そのウエル構
築管の下端から揚水ポンプの設置深さ分の掘削をして、
土留め壁とともにディープウエルを合理的に構築できる
ようにする。【解決手段】地下構築物のオープン掘削構築工事にお
ける土留め壁構築作業に際し、所要深さまで掘削構築さ
れる土留め壁形成掘削穴（杭穴２）に杭材の一部として
ウエル構築管１０を挿入して土留め壁１を構築し、その
後に前記ウエル構築管１１の下端から掘り下げて揚水ポ
ンプ１９を設置するとともに、その揚水ポンプ１９から
地上部に揚水管１８を配管して土留め壁１内にディープ
ウエル１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開渠掘削作業にお
ける土留め壁構築作業にかかるものであって、地下水位
を合理的に低下させる土留め壁を用いた深井戸構築工法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オープンカットされる地下掘削工
事では、地下水位を低下させて掘削作業を容易にする水
位低下工法が採用される場合が多い。このような工法を
採用しての地下掘削工事においては、土留め壁の背後に
大口径のディープウエルを設置して揚水し、地下水位を
低く押さえるようにされている。

【０００３】しかしながら、工事が行われる地域の状況
によっては前記大口径のディープウエルを設置できない
場合がある。また、掘削のための土留め壁を構築する位
置が私有地に近い場所で、特に建物が接近するような条
件の悪い場所では、ディープウエルの設置スペースを確
保するために、例えば図６で示されるように、土留め壁
１の構築部に沿ってディープウエル１０の設置スペース
Ｂを土留め壁構築杭位置から背後に平面方形状に杭打ち
して構築され、その平面方形状に構築された擁壁の内側
にディープウエル１０を掘削構築して揚水する方法が採
用されている。

【０００４】また、ディープウエルを併用しないで地下
掘削工事を行う場合は、地下水位に対応してより深く土
留め壁構築杭を打込んで、掘削作業並びに地下構築物の
構築作業が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の地
下構築物の構築作業にあっては、ディープウエルを併用
しない場合には、土留め壁の構築深さを地下水位に応じ
て構造物構築作業条件以上に深く構築する必要がある。
そのために、土留め壁の構築に要する費用が過大にな
る。また、ディープウエルを併用して揚水しながら掘削
する場合は、土留め壁の構築深さを比較的浅くすること
ができるが、その反面、建設作業現場の状況によって、
前述のようにディープウエルの設置スペースの確保に問
題が生じる。

【０００６】しかも、ディープウエルを設置する地下水
位低下工法では、土留め壁の構築後に現場の状況に合わ
せて前述のような土留め壁の外側に膨らみを設けてから
ディープウエル設置のために所要径のウエル設置穴を掘
削する必要があるので、工費が多大になるという問題点
がある。また、工事現場において土留め壁の外側にディ
ープウエルの設置スペースが確保できない場所では、や
むを得ず地下掘削作業範囲内側にディープウエルを設置
して作業しなければならない。このような事態になる
と、そのディープウエル設置位置が地下構築物の構築ス
ペースにかかるとき、当該部分の地下構築物構築にダメ
が生じることになるので、その始末について多くの工費
が必要になるという問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、土留め壁の構築作業中に、その土
留め壁構成杭の一部としてウエル構築管を埋設し、その
ウエル構築管の下端から揚水ポンプの設置深さ分の掘削
をして、土留め壁とともにディープウエルを合理的に構
築できる土留め壁を用いた深井戸構築工法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、本発明による土留め壁を用
いた深井戸構築工法は、地下構築物のオープン掘削構築
工事における土留め壁構築作業に際し、所要深さまで掘
削構築される土留め壁形成掘削穴に杭材の一部としてウ
エル構築管を挿入して土留め壁を構築し、その後に前記
ウエル構築管の下端から掘り下げて揚水ポンプを設置す
るとともに、その揚水ポンプから地上部に揚水配管をし
て土留め壁内にディープウエルを設けることを特徴とす
るものである。

【０００９】本発明では、このようにすることで、ボー
リングマシンを用いて土留め壁の構築を行う際に、杭材
の一部としてディープウエルの構築管を挿入設置して改
めてディープウエルの掘削設置を行わずに、設置された
ウエル構築管の下端から所要深さまでの地下水の吸引揚
水部を構築する作業のみを付加するだけでディープウエ
ルを設置できる。したがって、ディープウエルの設置場
所を小さくして周囲の状況に影響なく設置できるという
効果を奏するのである。しかも、ディープウエルは土留
め壁部に自由に配置できることになり、地下湧水の状況
に応じて設置数の増減や能力を任意に設定できるという
効果がある。また、土留め壁構築作業に併用されて設置
できるので、著しく工費を削減できるという経済的な利
点を有するのである。もちろん、作業性も向上して合理
化できるという効果を奏するのである。

【００１０】本発明における前記ウエル構築管は、前記
鋼製杭材のウエブに沿わせて一体に取付けられ、その鋼
製杭材の接続部で鞘管による嵌め合いで接続されること
を特徴とする。こうすることにより、土留め壁構築のた
めの掘削穴に杭材を挿入して継足すとき、フランジなど
の継手部材を必要とせず、しかも鋼製杭材の接続長さと
ウエル構築管の接続長さとに違いが生じても、その長さ
方向に調整自在で、かつ接続部で鞘管を嵌め合わせるだ
けで接続できることから接続作業が容易であるという利
点がある。

【００１１】また、前記ウエル構築管は、鋼管杭を利用
して設けられるようにするのがよい。こうすると、前述
のような鋼製杭材とは独立させて打込まれる鋼管杭の内
部をウエル構築管に見たてて揚水設備を設置できること
になるので、口径の大きいディープウエルが設置でき
て、湧水量の多い地盤での排水処理を、そのディープウ
エル設置のために占有場所を特に設定することなく、土
留め壁を利用して合理的に設置できるという利点があ
る。

【００１２】また、本発明では、前記土留め壁内に構築
されたウエル構築管の下端を延長して揚水ポンプを設置
するには、そのウエル構築管内を利用して所要深さまで
ボーリングを行い、その後に穿削穴に前記ウエル構築管
上端から揚水ポンプを穴底部に挿入するとともに地下水
集水処置を施して地上部まで揚水配管を行わせるように
するのがよい。こうすれば、ディープウエルの設置に際
し、土留め壁の構築深さ分を既に杭材とともに確保され
ているので、それ以降の掘削で済み、その削孔長を著し
く削減できて、低コストで工期の短縮を図ることができ
るという効果がある。しかも、配管が簡単に行えるので
地下水の揚水排出処理を容易にすることができるという
利点がある。

【００１３】本発明における土留め壁は、ソイル連続壁
工法，ＲＣ連続壁工法，その他工法により構築される連
続地中壁を含むものである。したがって、地盤掘削には
それぞれの工法に適したボーリングマシンが採用され
る。なお、建て込む杭材にウエル構築管を組合わせるこ
とについては、採用する連続地中壁の構築工法に対応し
て行われる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の土留め壁を用いた
深井戸構築工法の実施の一形態につき、図面を参照しつ
つ説明する。この実施例ではソイル連続壁の構築につい
て記載している。

【００１５】図１に本発明に係る土留め壁を用いた深井
戸構築工法を採用された掘削工事個所の設置態様を表す
縦断面図が、図２に第1実施例における図１のＡ−Ａ視
拡大平面図が、図３にウエル構築管の接続部を表す図
を、（ａ）接続前の態様を表す図で、（ｂ）接続直前の
態様を表す図で、（ｃ）接続された態様を表す図とし
て、図4に地下水の吸引揚水部とその揚水配管の一例を
表す断面図が、それぞれ示されている。

【００１６】これらの図によって示される本実施例の深
井戸構築工法は、例えば地下鉄道の建設においてオープ
ンカットで地下構造物を構築するような工事に際し、水
位低下工法を採用するに当り深井戸１０（ディープウエ
ル、以下ディープウエル１０という。）を設置するの
に、土留め壁１の構築に組込まれて所要の間隔で設置さ
れる。

【００１７】このディープウエル１０を設けるには、ま
ず、従来周知の工法で土留め壁作成用の連続した杭穴２
をアースオーガ機（ボーリングマシン、図示せず）によ
って地下構築物の構築に必要な深さに対応したそれより
もやや深い位置まで掘削される。次いで、ソイルセメン
ト３をその掘削された杭穴２に注入して、予め準備され
た鋼製杭材４（一般にＨ型鋼杭。以下、Ｈ型鋼杭４とい
う）を順次接続して前記ソイルセメント３が注入された
杭穴２に押し込まれて、連続する土留め壁１が構築され
る。

【００１８】こうして土留め壁１が構築される過程で、
予め計測されて予測される地下水の排出量（地下水位の
低下保持に必要な揚水量）に見合ったディープウエル１
０の設置を行うために、必要な揚水ポンプの能力に応じ
て設定されたピッチで、土留め壁構築部内に鋼製杭材４
の一部としてウエル構築管１１を設置する。

【００１９】第1の実施例では、ウエル構築管１１は、
前記連続構築される土留め壁１内に打設される鋼製杭材
としてのＨ型鋼杭４のウエブ部分４ａに沿わせて所要口
径の鋼管をウエル構築管１１として一体に取付けられて
使用される。このウエル構築管１１はＨ型鋼杭４のウエ
ブ部分４ａに溶接などの手段で一体化して所定の位置で
統一されて軸線方向に付設される。そして、その全長
は、Ｈ型鋼杭４の接続部４Ａにおける継手部材５による
接続操作に支障を来さないように、当該Ｈ型鋼杭４の長
さ寸法よりも短くしたものが取付けられ、その端部１１
ａの所要長さ区間はＨ型鋼杭４のウエブ４ａと溶接され
ないようにされている。

【００２０】このようにされるウエル構築管１１は、そ
の接続部においてそれぞれ予めその外径に被嵌する内径
で所要長さの鞘管１２を、図３にて示されるように嵌め
合わせて用いられる。また、接続位置では、好ましくは
Ｈ型鋼杭４を継手部材５によって接続された状態での上
下に位置するウエル構築管１１端面間に挿入できる長さ
でそのウエル構築管１１と同一口径の接続管１３を、図
３（ｂ）で表されるように、軸心を合致させて挿入介在
させる。そして、図３（ｃ）で表されるように、上下に
位置するウエル構築管１１の端部１１ａ，１１ａに備え
る鞘管１２，１２を、それぞれ接続管１３側に摺動させ
て外嵌させる。この状態で、たとえば鞘管１２とウエル
構築管１１とを部分溶接するなどして接続部を固定する
ことにより継手部での接続を完成させる。

【００２１】こうして接続されたＨ型鋼杭４と、一体化
されたウエル構築管１１とは、従来の杭材と同様にして
ソイルセメント３が注入されている杭穴２へ垂直に挿入
される。なお、最先端となるウエル構築管１１の端部に
はプラスチック製のキャップ（図示せず）を装着してそ
の管内にソイルセメントが侵入しないようにされる。

【００２２】このようにして所要の間隔でウエル構築管
１１を付されたＨ型鋼杭４を打設して土留め壁１の構築
を行い、これとは別に揚水装置１５の設置準備を行うよ
うにする。

【００２３】揚水装置１５の設置は、前述のようにして
土留め壁１の内部に構築されたウエル構築管１１を基準
にして、周知のボウリングマシンを用い、そのウエル構
築管１１の下端から所要深さ地盤Ａを掘削穿孔して地下
水の吸引揚水部１６を構築する。なお、前記ウエル構築
管１１の下端から地下水の吸引揚水部１６構築用のボー
リング穴を削孔する際、そのウエル構築管１１下端には
前述のようにキャップを取付けられているが、そのキャ
ップはプラスチック製のものを用いることにより、簡単
に穿孔できるので何等支障を来すことはない。

【００２４】その地下水の吸引揚水部１６を設置するに
は、工事現場の地下水位低下目的深度より深い位置に設
けられ、所要口径のボウリング穴１７に対して、地上部
から順次揚水管１８を接続しながら揚水ポンプ１９を挿
入する。この揚水ポンプ１９の挿入に際しては、手順と
して種々の選択があるが、例えばボーリング穴１７の最
底部に適宜量の砂利２１を挿入してから前記揚水ポンプ
１９を吊り込んで挿入し、その後に所要直径のスクリー
ン管２２（多孔管）をボーリング穴１７内に挿入してこ
れらとボウリング穴１７の内壁との空間部に砂利２１を
充填して透水層を形成し、必要に応じて地上部からエア
の吹き込みを行い、エアリフトによって吸引揚水部１６
内の洗浄処理を施しておくようにする。このようにする
ことで、掘削時の残留した土砂などを揚水ポンプ１９が
吸引して破損するのを防止できる。なお、地下水の吸引
揚水部１６については、上記構成に限定されるものでは
なく、状況に応じて集水構造を変更することができる。

【００２５】一方揚水配管１８ａの地上部では、揚水配
管１８ａを排水処理設備に導くようにして周囲の環境を
汚染しないように浄化処理して下水道などに排水するよ
うにされる。図中符号２３は逆止弁、２４はストップバ
ルブ、２５は水圧計である。

【００２６】このような工法によれば、オープンカット
による地下掘削構築工事を実施する工事現場にあって、
その掘削個所の周囲に構築される土留め壁１の構築作業
と同時にディープウエルの設置準備が遂行できる。その
際に、予め予測される地下水位のデータに基づきディー
プウエル１０の能力が設定できれば、その条件に合った
ウエル構築管１１の設定並びに揚水ポンプ１９等の設定
を行えば、構築される土留め壁１内に所要のディープウ
エル１０を合わせて構築できることになる。したがっ
て、地下水の処理が合理的に行うことができ、従来の工
法に比べて格段に経済的で短工期で所期の目的を達成で
き、地下構築物の建設工費を低減できる優れた効果を奏
するのである。

【００２７】以上に説明した実施例によれば、Ｈ型鋼杭
４にウエル構築管１１を沿わせて一体化されたものを使
用する方式であるから、ウエル構築管１１はそのＨ型鋼
杭４のフランジ部４ｂ，４ｂ間以内の寸法に限定される
ことになるので、比較的小口径のディープウエルの設置
に適している。しかし、揚水量が多くなる工事現場では
その設置量を多くしなければならなくなる。

【００２８】第２実施例は、そのような問題点を解決す
るのに適した方式である。図５に第２実施例におけるウ
エル構築管の設置態様を表す平面図が示されている。

【００２９】この第２実施例では、土留め壁１の構築に
際してＨ型鋼杭４とは別に、ディープウエル１０の設置
場所に所要直径の鋼管杭１４を打設して、この鋼管杭１
４をそのままウエル構築管として使用するようにしたも
のである。なお、鋼管杭１４の継手部では従来同様に溶
接により接続される。また、図示省略するが、その鋼管
杭１４の打設最下端から地盤中に所要深さまでボウリン
グしてそのボウリング穴（図示せず）内に揚水装置を設
置する。この揚水装置を設置すること、および揚水配管
を地上部まで行って地下水を揚水排出させることについ
ては、前記第１実施例と同様であるので、その説明につ
いては省略する。

【００３０】このようにすると、その鋼管杭１４の口径
を許容範囲で大きくすることができるので、地下水の排
出量が多い場合には合理的に口径の大きいディープウエ
ルを設けることができる。

【００３１】上述のように、本実施例によれば、特別な
設置場所を用意することなく、土留め壁の構築とともに
ディープウエルの設置が行えるので、用地の狭い市街地
などでの地下構築物の建設作業を容易にして、低コスト
で、しかも工期を短縮して作業を行えることになり、地
下鉄道におけるオープンカット工法による構築作業や建
物などの地下構造部の構築作業などに採用してより効果
的な工法であるといえる。

【００３２】なお、前述したように、上記実施例以外の
連続地中壁構築工法によって本発明に係る深井戸構築工
法を実施する場合は、その作業状況に応じて、ウエル構
築管を杭材と一体にして掘削穴に所要の間隔で建て込む
ようにするほか、ウエル構築管を独立させて杭材として
建て込むようにしてもよい。そして、ウエル構築管の設
置後における地下水集水処置および揚水配管について
は、前記実施例と同様にして行われる。こうすることに
より、上記実施例以外の連続地中壁構築工法においても
前記実施例と同様の効果を奏するのである。

【００３３】前記実施例における杭穴２は、本発明の土
留め壁形成掘削穴に、また、吸引揚水部１６は地下水集
水処置に、それぞれ対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る土留め壁を用いた深井戸
構築工法を採用された掘削工事個所の設置態様を表す縦
断面図である。

【図２】図２は、第1実施例における図１のＡ−Ａ視拡
大平面図である。

【図３】図３は、ウエル構築管の接続部を表す図であっ
て、（ａ）は接続前の態様を表す図、（ｂ）は接続直前
の態様を表す図、（ｃ）は接続された態様を表す図であ
る。

【図４】図４は、地下水の吸引揚水部とその揚水配管の
一例を表す断面図である。

【図５】図５は、第２実施例におけるウエル構築管の設
置態様を表す平面図である。

【図６】図６は、従来のディープウエル設置態様の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１土留め壁２杭穴３ソイルセメント４Ｈ型鋼杭５継手部材１０ディープウエル１１ウエル構築管１１ａウエル構築管の端部１２鞘管１３接続管１４鋼管杭１５揚水装置１６揚水吸引部１７ボーリング穴１８揚水管１８ａ揚水配管１９揚水ポンプ２１砂利２２スクリーン管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599146048 株式会社オキココーポレーション大阪市北区国分寺１丁目３番４号 (71)出願人 000230788 日本基礎技術株式会社大阪府大阪市北区松ヶ枝町６番22号 (72)発明者橋本正大阪市西区立売堀４丁目３番２号財団法人大阪土質試験所内 (72)発明者葛野恒夫大阪府岸和田市東ケ丘町808−923 (72)発明者田中信幸奈良県香芝市西真美三丁目２番地４タナカ重機建設株式会社内 (72)発明者安藤喜明大阪市北区国分寺１丁目３番４号株式会社オキココーポレーション内 (72)発明者加藤成典東京都渋谷区桜丘町15−17 日本基礎技術株式会社東京本社内Ｆターム(参考） 2D043 DA01 2D049 EA02 GB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地下構築物のオープン掘削構築工事にお
ける土留め壁構築作業に際し、所要深さまで掘削構築さ
れる土留め壁形成掘削穴に杭材の一部としてウエル構築
管を挿入して土留め壁を構築し、その後に前記ウエル構
築管の下端から掘り下げて揚水ポンプを設置するととも
に、その揚水ポンプから地上部に揚水配管をして土留め
壁内にディープウエルを設けることを特徴とする土留め
壁を用いた深井戸構築工法。
【請求項２】前記ウエル構築管は、前記鋼製杭材のウ
エブに沿わせて一体に取付けられ、その鋼製杭材の接続
部で鞘管による嵌め合いで接続されることを特徴とする
請求項1に記載の土留め壁を用いた深井戸構築工法。
【請求項３】前記ウエル構築管は、鋼管杭を利用して
設けられる請求項1に記載の土留め壁を用いた深井戸構
築工法。
【請求項４】前記土留め壁内に構築されたウエル構築
管の下端を延長して揚水ポンプを設置するには、そのウ
エル構築管内を利用して所要深さまでボーリングを行
い、その後に穿削穴に前記ウエル構築管上端から揚水ポ
ンプを穴底部に挿入するとともに地下水集水処置を施し
て地上部まで揚水配管を行う請求項1に記載の土留め壁
を用いた深井戸構築工法。