JP2004068485A - ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 - Google Patents

ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 Download PDF

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【課題】ディープウェル工法において工事地盤の表面層の地下水をきわめて効果的に除去できるようにすることである。
【解決手段】工事地盤に設けられた縦孔3内に通水孔6を有するケーシングパイプ5を建て込み、そのケーシングパイプ5の外周面と縦孔3の内周面間にサンドフィルタ層7を形成し、ケーシングパイプ5内の下端部にサンドフィルタ層7を通過してケーシングパイプ5内に浸入する地下水の揚排水用水中ポンプ8を設ける。ケーシングパイプ5の上部内に密封空間15を形成し、その密封空間15内を真空ポンプ16の駆動により減圧し、工事地盤の表面層の地下水を密封空間15内に強制的に吸入して地上に揚排水する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物等の基礎工事に先だってその工事地盤の地下水の水位を安定化水位まで低下させるディープウェル工法に係り、詳しくは地盤表面層に含まれる表面水の強制排水方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビル建築や大型建設工事等においては、地盤表面を地中深くまで掘削する、所謂根切りが行なわれるが、掘削土には多くの水分を含み、その取り扱いがきわめて困難であるため、普通、根切りに先だって工事地盤の地下水を排水することが行なわれる。
【0003】
地下水の排水には、ウェルポイント工法による排水が知られているが、このウェルポイント工法においては、強制吸引によって集水する井戸が6m程度と比較的浅く、根切り底が深い場合に採用することができない。また、井戸の口径が小さいため、工事地盤の周囲に多数の井戸を設ける必要があり、コスト的にきわめて不利である。
【0004】
そこで、根切り底の深い基礎工事においては、ディープウェル工法によって排水することが行なわれている。
【0005】
ディープウェル工法は、図3(I)に示すように、掘削用のビット2を下部に有するインナーロッド1を回転させ、前記ビット2の回転による切削と、そのビット2先端から噴射される圧力水とによって縦孔3を形成し、その縦孔3にアウタチューブ4を建て込むようにしている。
【0006】
ここで、インナーロッド1およびアウタチューブ4は一定長さのものが使用されるため、インナーロッド1およびアウタチューブ4を順次継ぎ足して地中深くまでアウタチューブ4を建て込むようにしている。
【0007】
所定長さのアウタチューブ4が建て込まれると、インナーロッド1を引き抜き、図3(II)に示すように、アウタチューブ4内にケーシングパイプ5を挿入すると共に、アウタチューブ4を引き抜くようにしている。ここで、ケーシングパイプ5にはほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔6が設けられている。
【0008】
なお、ケーシングパイプ5を挿入しつつアウタチューブ4を引き抜く場合もある。
【0009】
アウタチューブ4の引き抜き後、図3(III )に示すように、縦孔3の内周面とケーシングパイプ5の外周面間に珪砂等を充填してサンドフィルタ層7を形成し、そのサンドフィルタ層7を透過して通水孔6からケーシングパイプ5内に浸入する地下水(被圧水)を、ケーシングパイプ5の下端部内に設けられた水中ポンプ8によって地表面に設置されたタンクT内に揚排水させるようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディープウェル工法においては、工事地盤が通水性の良好な砂層から成るものであると、地下水を安定化水位まで比較的スムーズに低下させることができるが、図3(I)乃至(III )に示すように、通水性の悪い粘土層S2 が存在すると、その粘土層S2 上の表面層S1 の地下水の圧力は低いため、ケーシングパイプ5内にスムーズに集水させることができず、表面層S1 の水分を効率よく取り除くことができない。この場合、表面層S1 は多くの水分を含む状態で掘削されるため、掘削土の取り扱いが困難になるという問題が発生する。
【0011】
この発明の課題は、工事地盤の表面層の地下水をきわめて効果的に取り除くことができるようにしたディープウェル工法における表面水の強制排水方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、地盤に形成された縦孔内にほぼ全長にわたって通水孔が設けられたケーシングパイプを挿入し、そのケーシングパイプの外周面と縦孔の内周面間にサンドフィルタ層を設け、このサンドフィルタ層および通水孔を介してケーシングパイプ内に浸入する地下水を、ケーシングパイプの下端部内に組込んだ水中ポンプによって地上に揚排水するディープウェル工法において、前記ケーシングパイプの地盤根切り部に対応する上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧し、地盤表層部の地下水を前記密封空間内に強制的に吸引して地上に揚排水する構成を採用したのである。
【0013】
上記のように、ケーシングパイプの上部に密封空間を形成し、その密封空間を減圧することによって工事地盤表層部の地下水をケーシングパイプ内に強制的に吸入させることができる。
【0014】
このため、工事地盤に粘土層が存在する場合でも、その粘土層上の表層部の地下水を効果的に除去することができ、含水率の低い取り扱い容易な掘削土を得ることができる。
【0015】
ここで、前記サンドフィルタ層の前記密封空間の底部および天井部と対応する位置に遮水層を設けることによって、密封空間内の減圧効果を高めることができるため、表層部の地下水をより効果的に取り除くことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1および図2に基づいて説明する。図1は、図3(I)乃至(III )の工程を経て工事地盤に形成された縦孔3内にほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔6が形成されたケーシングパイプ5を建て込み、そのケーシングパイプ5の外周面と縦孔3の内周面間に珪砂等から成るサンドフィルタ層7を設けた状態を示し、前記ケーシングパイプ5の下端部内には水中ポンプ8が設けられ、その水中ポンプ8の吐出口に接続された揚水管9は、ケーシングパイプ5の上部開口から上方に立ち上がり、上端の排水口9aがタンクTの上部に臨んでいる。
【0017】
縦孔3が設けられた工事地盤として、ここでは、砂層S1 、粘土層S2 および砂層S3 から成るものが示されている。
【0018】
ディープウェル工法では、ケーシングパイプ5内に組込まれた水中ポンプ8の駆動によってパイプ内に浸入する地下水を強制的に揚排水するため、工事地盤の地下水のケーシングパイプ5内への流れがスムーズであるが、粘土層S2 を有する工事地盤では、粘土層S2 上の表面層としての砂層S1 に含まれる地下水のケーシングパイプ5内への流れ込みが良いとは言えず、上記砂層S1 の地下水を効果的に取り除くことはできない。
【0019】
そこで、実施の形態では、根切り底Xとほぼ対応する位置までサイドフィルタ層7aを形成すると、その上にコンクリートを流し込んで遮水層10を形成し、その遮水層10上に珪砂等を充填して、上部サンドフィルタ層7bを形成し、その上部サンドフィルタ層7b上にコンクリートを流し込んで遮水層11を形成し、この遮水層11により縦孔3の上部開口を閉塞している。
【0020】
また、揚水管9を継ぎ足す過程において、図2に示すように、ゴム等の弾性を有するシール部材12を嵌合し、そのシール部材12をケーシングパイプ5の上部内に設けられたシール板13に弾性接触させると共に、ケーシングパイプ5の上端開口を蓋体14により閉塞して、ケーシングパイプ5内の根切り部とほぼ対応する位置に密封空間15を形成し、地表面に設置された自吸水ポンプ(自吸式ポンプ)16の吸込み管17を上記密封空間15内に挿入して、自吸水ポンプ16の駆動により密封空間15内を減圧するようにしている。
【0021】
上記のように、ケーシングパイプ5の上部に密封空間15を形成し、その密封空間15内を自吸水ポンプ16の駆動によって減圧することにより、工事地盤の上部の砂層S1 に吸引力を付与することができるため、砂層S1 に含まれる地下水はケーシングパイプ5の密封空間15内に強制的に吸引されることになり、砂層S1 の地下水を効果的に取り除くことができる。
【0022】
ここで、ケーシングパイプ5の密封空間15内に浸入した地下水は、吸込み管17により汲み上げられてタンクT等に排水される。
【0023】
実施の形態では、粘土層S2 を有する工事地盤にこの発明に係る表面水の強制排水工法を採用したが、粘土層が存在しない工事地盤にも採用することができる。この場合、工事地盤の地下水を安定化水位まで効率よく低下させることができる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、ケーシングパイプ内の上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧させるようにしたので、工事地盤の表層部の地下水は密封空間内に強制的に吸入されることになり、上記表層部の地下水をきわめて効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るディープウェル工法を実施した排水装置の断面図
【図2】図1の上部のみを拡大して示す断面図
【図3】(I)乃至(III )はディープウェル工法を段階的に示す断面図
【符号の説明】
3 縦孔
5 ケーシングパイプ
6 通水孔
7 サンドフィルタ層
8 水中ポンプ
10、11 遮水層
15 密封空間

Claims (2)

  1. 地盤に形成された縦孔内にほぼ全長にわたって通水孔が設けられたケーシングパイプを挿入し、そのケーシングパイプの外周面と縦孔の内周面間にサンドフィルタ層を設け、このサンドフィルタ層および通水孔を介してケーシングパイプ内に浸入する地下水を、ケーシングパイプの下端部内に組込んだ水中ポンプによって地上に揚排水するディープウェル工法において、前記ケーシングパイプの地盤根切り部に対応する上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧し、地盤表層部の地下水を前記密封空間内に強制的に吸引して地上に揚排水するディープウェル工法における表面水の強制排水方法。
  2. 前記サンドフィルタ層の前記密封空間の底部および天井部と対応する位置に遮水層を設けた請求項1に記載のディープウェル工法における表面水の強制排水方法。
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