JP2006226061A - 地中排水工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地中排水工法において、止水壁間の底部に難透水層を効率的かつ確実に形成する。
【解決手段】 止水壁２を施工する際に、一方の止水壁２Ａに地下水を揚水するための揚水管３を組み込むとともに、他方の止水壁２Ｂには止水薬液を注入するための注入管４を組み込み、揚水管により地下水を揚水するとともに注入管により止水薬液を注入することにより、止水壁間の底部に生じる地下水流によって止水薬液を一方向に向かうように拡散させて膜状ないし薄い盤状の難透水層５を双方の止水壁の底部相互間を横断するように形成する。止水壁としてはＨ形鋼６を芯材とするソイルセメント柱列壁を採用し、揚水管３および注入管４をＨ形鋼６に沿わせて設置する。あるいは止水壁を地中連続壁としてその底部にスクリーンを配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地下水位の高い透水性地盤に対する地中工事に際して、対象領域の周囲に止水壁を設置してその内側から地下水を揚水することで対象領域の地下水位を低下させる地中排水工法に関する。

ディープウエル等の揚水設備により地中より地下水を揚水して地下水位を低下させる地中排水工法においては、対象領域の周囲に止水壁を設けることで揚水に伴う周囲からの地下水の流入を止水壁によって阻止できるが、対象領域の底部からの地下水の流入は阻止できず、したがって地下水位を迅速に低下させるためには大規模な揚水設備により多量の揚水を行うことが必要であり、コスト的な負担が大きいばかりでなく周囲環境への影響が問題とされる場合もある。

そのため、対象領域の周囲のみならず底部に対しても止水を行って揚水量を低減することが検討されており、たとえば特許文献１に示されているように既存構造物の下方領域に薬液を注入して地盤改良するという工法をこの種の地中排水工法にも適用可能ではないかと考えられている。
特開平１１−３６２８０号公報

しかし、特許文献１に示される工法は、止水壁の内側に中空多孔管等からなる排水手段と注水手段とを設けるものであることから、止水壁の施工のみならずそれら排水手段および注水手段を施工するためのかなりの手間と費用を要するものであるし、しかも止水壁の内側全体に薬液を効率的に注入して隙間なく地盤改良を行うことは必ずしも容易ではないとも考えられ、それらの点を改善し得る有効適切な工法の開発が望まれていた。

上記事情に鑑み、請求項１の発明は、地下水位の高い透水性地盤に対する地中工事に際して、対象領域の周囲に止水壁を設置してその内側から地下水を揚水することで対象領域の地下水位を低下させる地中排水工法であって、止水壁を施工する際に、対向する止水壁の一方に地下水を揚水するための揚水管を組み込むとともに、他方の止水壁には止水薬液を注入するための注入管を組み込み、それら止水壁を施工した後、前記揚水管を通して前記一方の止水壁の底部付近より地下水を揚水することにより、止水壁の内側底部において前記他方の止水壁側から一方の止水壁側に向かって流れるような地下水流を生じさせるとともに、前記注入管を通して前記他方の止水壁の底部付近より止水薬液を注入することにより、注入した止水薬液を前記地下水流によって前記一方の止水壁側に向かって一方向に流れるように拡散させて該止水薬液による膜状ないし薄い盤状の難透水層を双方の止水壁の底部相互間を横断するように形成し、しかる後に止水壁の内側から揚水を行うことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明の地中排水工法であって、止水壁としてＨ形鋼を芯材とするソイルセメント柱列壁を施工するとともに、該ソイルセメント柱列壁の施工に際しては、先端にキャップを装着した揚水管および注入管をＨ形鋼に沿わせて地中に貫入した後、地表からの操作によりキャップを取り外してそれら揚水管および注入管の先端をソイルセメント柱列壁の下端面の位置において開放することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明の地中排水工法であって、止水壁として地中に形成した掘削溝内にコンクリートを充填することで形成される地中連続壁を施工するとともに、揚水管および注入管の先端にそれぞれスクリーンを接続するとともにスクリーンの上部にはスクリーン周囲へのコンクリートの充填を阻止するためのコンクリート止めとなる遮蔽材を取り付けたユニットを製作し、前記地中連続壁の施工に際しては、前記ユニットを掘削溝内に挿入して前記スクリーンを掘削溝内の底部において止水壁の内側に面するように配置した後、該掘削溝内の遮蔽材上にコンクリートを充填することにより、地中連続壁の底部に前記スクリーンを設置することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、対象領域からの揚水に先立って止水壁の内側底部に難透水層を形成することにより、揚水に伴う周囲からの地下水の流入を止水壁により阻止できるばかりでなく底部からの地下水の流入をも難透水層によって確実に阻止でき、したがって対象領域における地下水位を迅速に低下させることができ、揚水量を大幅に削減することができるし、揚水設備の簡略化を図ることもできる。また、難透水層を形成するための揚水管と注入管とをいずれも止水壁の施工の際にそれら止水壁に組み込んだ状態で設置することにより、それらを独立に設置する場合に較べて施工性を大きく改善し得て工費削減と工期短縮を図ることができる。

請求項２の発明によれば、止水壁としてのソイルセメント柱列壁の芯材であるＨ形鋼に揚水管および注入管を沿わせて貫入することでそれら揚水管および注入管を容易に設置することができるし、揚水管および注入管を十分に密に設置することによって止水壁間の全体にわたって難透水層を隙間なく形成することができ、十分な止水性能を確保することができる。

請求項３の発明によれば、止水壁としての地中連続壁の底部に揚水用および止水薬液注入用のスクリーンをそれぞれ設置することで難透水層をより確実かつ効率的に形成できるし、スクリーンと遮蔽材と揚水管または注入管とを予めユニット化しておくことにより、地中連続壁の施工に際してはそのユニットを掘削溝内に配置することのみで効率的な施工が可能である。

本発明の一実施形態を図１〜図２を参照して説明する。本実施形態の地中排水工法は、対象領域１の周囲に止水壁２を設置し、その内側からたとえばディープウエル等の揚水設備（図示せず）により揚水を行って周囲からの地下水の流入を阻止しつつ地下水位を低下させることを基本とするものであるが、本実施形態では止水壁２としてＨ形鋼６を心材とするソイルセメント柱列壁を採用するとともに、相対向する一対の止水壁２（２Ａ、２Ｂ）を施工する際に一方の止水壁２Ａには地下水揚水用の揚水管３を組み込むとともに、他方の止水壁２Ｂには止水薬液を注入するための注入管４を組み込み、それら揚水管３と注入管４とによって対象領域１の底部に膜状の難透水層５を人工的に形成することによって対象領域１に対する揚水に伴う底部からの地下水の流入をも阻止するようにしている。

すなわち、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように止水壁２であるソイルセメント柱列壁における芯材としてのＨ形鋼６のそれぞれに揚水管３および注入管４を付設して止水壁２中に一体に組み込んでおき、それら揚水管３および注入管４の先端（下端）を図１（ａ）に示すようにそれぞれ止水壁２の下端部の位置において開放させておく。

止水壁２に揚水管３および注入管４を組み込むには、止水壁２を施工する際にその芯材としてのＨ形鋼６に沿わせて揚水管３および注入管４を同時に設置していけば良く、そのためには、たとえば図２に示すように揚水管３および注入管４となる管材の先端部に尖頭状のキャップ７を装着してＨ形鋼６とともに地中に貫入し、貫入後に地表よりワイヤ８を引き上げてキャップ７を抜き取れば良い。

そして、そのような揚水管３と注入管４を組み込んだ止水壁２を施工した後、対象領域からの揚水に先立って揚水管３を通して地下水を揚水するとともに、注入管４を通して止水薬液を注入する。

これにより、止水壁２の内側底部においては、他方の止水壁２Ｂ側から一方の止水壁２Ａ側に向かって一方向に流れるような地下水流が生じ、その地下水流によって止水薬液は自ずと他方の止水壁２Ｂ側から一方の止水壁２Ａ側に向かって一方向に拡散するように流れ、それによって図１（ａ）に示すような止水薬液による膜状ないし薄い盤状の難透水層５が双方の止水壁２Ａ，２Ｂの底部相互間を横断するように形成される。

そのような難透水層５を形成した後に止水壁２の内側から揚水を行うことにより、止水壁２によって周囲からの地下水の流入が阻止されるばかりでなく、底部からの地下水の流入も難透水層５によって確実に阻止され、したがって対象領域１における地下水位を迅速に低下させることができて揚水量を大幅に削減することができるし、揚水設備の簡略化を図ることもできる。

しかも、本実施形態では止水壁２の施工の際に同時に揚水管３と注入管４を一体に組み込んでしまうので、特許文献１に示されるような従来の工法のように止水壁の内側に格別の排水手段と注入手段を独立に設ける場合に比較すれば遙かに施工性に優れ、工費および工期の負担も小さくて済む。また、揚水管３および注入管４をソイルセメント柱列壁の芯材であるＨ形鋼６のそれぞれに沿わせて密に設置することにより、止水壁２Ａ，２Ｂ間の全体にわたって止水薬液を隙間なく拡散させることができてほぼ完全な難透水層５を形成でき、止水性能を十分に確保することができる。

図３は本発明の他の実施形態を示すものである。これは止水壁２として地中連続壁を採用するとともに、その地中連続壁の施工の際にユニット９を掘削溝内に設置するようにしたものである。ユニット９は、揚水管３または注入管４となる管材と、その下端に接続されたスクリーン１０と、スクリーン１０の上部に取り付けられたコンクリート止めとしての遮蔽材１１からなる。スクリーン１０としては有孔管が好適に採用可能であり、その長さは止水壁２のほぼ全幅にわたるものとしておく。遮蔽材１１としてはスクリーン１０の周囲へのコンクリート充填を阻止できるものであれば良く、適宜の板材あるいはシート材が採用可能である。

止水壁２としての地中連続壁の施工に際しては、通常の地中連続壁の施工手順と同様に泥水を満たしつつ掘削溝を形成し、その内部に鉄筋かごを設置した後、泥水と置換しつつ掘削溝内にコンクリートを充填するのであるが、本実施形態では掘削溝を形成した段階でその内部にユニット９を挿入してスクリーン１０を底部に配置し、それから鉄筋かごを設置し、コンクリートを充填すれば良い。これにより、スクリーン１０の周囲へのコンクリート充填が遮蔽材１１により阻止され、スクリーン１０は自ずと止水壁２の内側に面する状態で設置されてスクリーン１０を通しての対象領域１からの揚水と止水薬液の対象領域１への注入が可能となる。

本実施形態においても、先の実施形態と同様に揚水管３から揚水を行い、注入管４により止水薬液の注入を行うことにより、止水壁２Ｂ側から止水壁２Ａ側に向かう地下水流が生じてその地下水流によって止水薬液が一方向に拡散するように流れることで難透水層５が効率的にかつ確実に形成される。

したがって本実施形態においても先の実施形態と同様に対象領域１における地下水位を迅速に低下させることができるし、通常の地中連続壁の施工工程に対して予め製作したユニット９を掘削溝内に設置する作業を付加するだけで良いので、先の実施形態に較べてより施工性に優れるものである。また、スクリーン１０を止水壁２の全幅にわたる長さとすることで難透水層５を自ずと止水壁２Ａ，２Ｂ間の全幅にわたって形成することができる。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されことなく適宜の設計的変更が可能であることは勿論であり、止水壁の構造やその施工法、止水壁への揚水管や注入管、スクリーンの設置形態やその施工手順等は、全体の規模や要求される止水性能等の諸条件を考慮して最適設計すれば良いことは言うまでもない。

本発明の一実施形態である地中排水工法の概要を示す図であり、（ａ）は立断面図、（ｂ）は平断面図である。 同、揚水管および注入管の設置工程を示す図である。 本発明の他の実施形態である地中排水工法の概要を示す図であり、（ａ）は立断面図、（ｂ）は平断面図である。

符号の説明

１ 対象領域
２，２Ａ，２Ｂ 止水壁
３ 揚水管
４ 注入管
５ 難透水層
６ Ｈ形鋼（芯材）
７ キャップ
８ ワイヤ
９ ユニット
１０ スクリーン
１１ 遮蔽材（コンクリート止め）

Claims (3)

1. 地下水位の高い透水性地盤に対する地中工事に際して、対象領域の周囲に止水壁を設置してその内側から地下水を揚水することで対象領域の地下水位を低下させる地中排水工法であって、
   止水壁を施工する際に、対向する止水壁の一方に地下水を揚水するための揚水管を組み込むとともに、他方の止水壁には止水薬液を注入するための注入管を組み込み、
   それら止水壁を施工した後、前記揚水管を通して前記一方の止水壁の底部付近より地下水を揚水することにより、止水壁の内側底部において前記他方の止水壁側から一方の止水壁側に向かって流れるような地下水流を生じさせるとともに、
   前記注入管を通して前記他方の止水壁の底部付近より止水薬液を注入することにより、注入した止水薬液を前記地下水流によって前記一方の止水壁側に向かって一方向に流れるように拡散させて該止水薬液による膜状ないし薄い盤状の難透水層を双方の止水壁の底部相互間を横断するように形成し、
   しかる後に止水壁の内側から揚水を行うことを特徴とする地中排水工法。
2. 請求項１記載の地中排水工法であって、
   止水壁としてＨ形鋼を芯材とするソイルセメント柱列壁を施工するとともに、
   該ソイルセメント柱列壁の施工に際しては、先端にキャップを装着した揚水管および注入管をＨ形鋼に沿わせて地中に貫入した後、地表からの操作によりキャップを取り外してそれら揚水管および注入管の先端をソイルセメント柱列壁の下端面の位置において開放することを特徴とする地中排水工法。
3. 請求項１記載の地中排水工法であって、
   止水壁として地中に形成した掘削溝内にコンクリートを充填することで形成される地中連続壁を施工するとともに、
   揚水管および注入管の先端にそれぞれスクリーンを接続するとともにスクリーンの上部にはスクリーン周囲へのコンクリートの充填を阻止するためのコンクリート止めとなる遮蔽材を取り付けたユニットを製作し、
   前記地中連続壁の施工に際しては、前記ユニットを掘削溝内に挿入して前記スクリーンを掘削溝内の底部において止水壁の内側に面するように配置した後、該掘削溝内の前記遮蔽材上にコンクリートを充填することにより、地中連続壁の底部に前記スクリーンを設置することを特徴とする地中排水工法。

Images