JP2006322155A

JP2006322155A - 伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法

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Publication number: JP2006322155A
Application number: JP2005143690A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kamimura; 宏紀上村; Yoshio Hirai; 芳雄平井; Tsutomu Namikawa; 努並河
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: JP4532337B2

Abstract

【課題】地盤掘削時に山留め壁を構築するために実施される、伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法を提供する。
【解決手段】掘削地盤を掘削し、掘削の進行とともに、親杭の相互間に矢板を挿入して山留めを行う。掘削が伏流水層に到達すると、露出した伏流水層の周辺の掘削底面のみを先行掘削し、伏流水層以下の掘削側面に透水性シートを宛う。親杭の相互間に矢板を挿入して透水性シートを支持し、矢板の前面を止水性シートで覆う。伏流水を矢板の背面に配置した透水性シートから、矢板の下方に形成した集水溝に導く構成とし、集水溝に導いた伏流水を汲み上げる。掘削の進行とともに、伏流水を矢板の背面に配置した透水性シートから矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、集水溝に導いた伏流水を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削する。
【選択図】図１５

Description

この発明は、地盤掘削時に山留め壁を構築するために実施される親杭横矢板工法の技術分野に属し、更に云うと、地盤調査等の事前調査で調べられない伏流水層等が掘削深度内に存在した場合に、事後的に伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法に関する。

従来の親杭横矢板工法には、地盤調査等の事前調査で調べることができる、例えば地下水位の高い地盤を止水処理しながら掘削することができるように工夫されたものがある（特許文献１〜５）。つまり、前提として地下水の処理が必要であることが当初から判明している場合に、有効な技術であり、事前調査で必要がないと判明した場合は採用されることが殆どない。

その場合は、掘削の進行とともにＨ形鋼から成る親杭の相互間に矢板を挿入する、通例の親杭横矢板工法が採用されるが、地盤調査等の事前調査で調べられない伏流水層等が掘削深度内に存在していた場合は、事後的に伏流水等の処理をする必要がある。当該伏流水等の処理方法としては（Ｉ）山留め壁の背面で伏流水等を汲み上げたり、又は（II）伏流水層等に薬液を注入することで遮水層を構築するのが一般的である。
特公平７−４７８４４号公報特開平９−７１９３１号公報特開平９−１１１７５４号公報特開２００１−１０７３６１号公報特許第２８１８８４３号公報

上記（Ｉ）の処理方法は、伏流水層等が深いと揚水するための設備の構築にコストが嵩む。しかも、山留め壁の背面に余裕がないと揚水するための設備が構築できない。また、設備を構築するため、山留め壁の背面の地盤が乱れるなどの問題点を有する。

上記（II）の処理方法は、薬液が高価でしかも大量に必要であるため、コストが嵩む。しかも、薬液を注入するための準備や、注入作業及び硬化待ちに時間を要するため、工期が大幅に遅れる。また、硬化するまでの間に、山留め壁の背面の砂が伏流水等に押し流され、山留め壁の背面の地盤が乱れるなどの問題点を有する。

本発明の目的は、通例の親杭横矢板工法の流れを大きく変えることなく、事後的に伏流水等の処理が可能で、すなわち掘削が伏流水層等に到達すると、以後、掘削の進行とともに、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削することで、伏流水等を汲み上げるための大掛かりな設備を構築したり、又は薬液を注入する必要がなくコストの削減と工期の短縮に寄与し、しかも、山留め壁の背面に余裕がなくても実施可能な、伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法を提供することである。

本発明の次の目的は、山留め壁の背面の地盤を健全な状態に維持しながら、伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法を提供することである。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法は、
伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法であって、
掘削地盤の周辺にＨ形鋼から成る親杭を、最終掘削底面の深さ以下まで打設する工程と、
掘削地盤を掘削し、掘削の進行とともに、親杭の相互間に矢板を挿入して山留めを行う工程と、
掘削が伏流水層等に到達すると、露出した伏流水層等の周辺の掘削底面のみを先行掘削し、伏流水層等以下の掘削側面に、水は通すが、砂は殆ど通さない繊維材料で構成した透水性シートを宛い、前記親杭の相互間に矢板を挿入して前記透水性シートを支持し、更に、同矢板の前面を止水性シートで覆い、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから、同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成とし、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げる工程と、
以後、掘削の進行とともに、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削する工程と、
から成ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
先行掘削は伏流水層等の下方に堆積する不透水層に到達する深さまで掘削することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
掘削が伏流水層等に到達した直後に形成する集水溝は、矢板の前面を止水性シートで覆った後に、先行掘削した平面領域を更に掘削して形成することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
掘削が伏流水層等に到達した直後に形成する集水溝は、露出した伏流水層等の周辺の掘削底面を先行掘削すると共に形成することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
先行掘削した平面領域に形成した集水溝を段階的に掘り下げて、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した同集水溝に導く構成を盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げる工程と、集水溝に導いた伏流水等の汲み上げを続け、先行掘削した平面領域以外の平面領域を掘削する工程とを、繰り返して最終掘削底面の深さまで掘削することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１又は５に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
集水溝に釜場を形成しており、最終工程で集水溝を形成した後に同集水溝の釜場に簡易揚水井戸を形成して同簡易揚水井戸から伏流水等の汲み上げを続け、前記集水溝に砕石を敷き詰めて最終掘削底面と略等しい高さに整え、矢板の前面を覆った止水性シートの下端部と連続するように、敷き詰めた砕石の上面を底面用止水性シートで隙間なく覆い、露出する掘削底面及び底面用止水性シートの上面に均しコンクリートを打設することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法において、
集水溝を掘削地盤の平面内方まで導き、同集水溝に釜場を形成することを特徴とする。

本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法は、通例の親杭横矢板工法の流れを大きく変えることなく、事後的に伏流水等の処理が可能で、すなわち掘削が伏流水層等に到達すると、以後、掘削の進行とともに、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削するので、伏流水等を汲み上げるための大掛かりな設備を構築したり、又は薬液を注入する必要がなくコストの削減と工期の短縮に寄与する。

しかも、矢板の背面に透水性シートを配置できるスペースがあれば実施できるので、山留め壁の背面に余裕がなくても実施可能である。

また、掘削側面に水は通すが、砂は殆ど通さない繊維材料で構成した透水性シートを宛い、同透水性シートに伏流水等を通して処理するので、濾過機能が働いて伏流水等と共に砂が流出することがなく、山留め壁の背面の地盤を健全に維持しながら、伏流水等の処理をすることができる。

掘削地盤の周辺にＨ形鋼から成る親杭を、最終掘削底面の深さ以下まで打設する。掘削地盤を掘削し、掘削の進行とともに、親杭の相互間に矢板を挿入して山留めを行う。掘削が伏流水層等に到達すると、露出した伏流水層等の周辺の掘削底面のみを先行掘削し、伏流水層等以下の掘削側面に、水は通すが、砂は殆ど通さない繊維材料で構成した透水性シートを宛い、前記親杭の相互間に矢板を挿入して前記透水性シートを支持し、更に、同矢板の前面を止水性シートで覆い、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから、同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成とし、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げる。以後、掘削の進行とともに、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削する。

請求項１〜請求項３及び請求項５、６に記載した発明に係る伏流水等（伏流水以外の地下流水などを含む。）の処理が可能な親杭横矢板工法（以下、単に親杭横矢板工法と省略する場合がある。）を、図面に基づいて説明する。

本発明の親杭横矢板工法は、地盤掘削時に山留め壁を構築するために実施され、特に、地盤調査等の事前調査で調べられない伏流水層（但し、流水層でも同様に実施可能）が掘削深度内に存在していた場合に好適に実施される。

先ず、通例の親杭横矢板工法と同じく、掘削地盤１の周辺に親杭として複数本のＨ形鋼２…を、等間隔に最終掘削底面の深さＨ_１以下まで打設する。そして、掘削地盤１を掘削し、掘削の進行とともに、Ｈ形鋼２、２の相互間に矢板３を挿入する（図１及び図２を参照）。

掘削を進めていき、伏流水層４に到達すると、露出した伏流水層４の周辺の掘削底面１ａ（図２を参照）のみを、伏流水層４直下（但し、この限りでない。）に堆積する不透水層５（例えば、粘土層）に到達し、且つ新たな矢板３を挿入可能な深さＨ_２まで先行掘削する（請求項２記載の発明）。そして、伏流水層４が露出したＨ形鋼２、２の相互間における同伏流水層４以下の掘削側面１ｂに透水性シート６を宛い、前記Ｈ形鋼２、２の相互間に矢板３を挿入して前記透水性シート６を支持する（図３〜図５を参照）。

前記透水性シート６は水を通すが、砂は殆ど通さない繊維材料（例えば、日大工業株式会社販売のヘチマロン（登録商標））で構成しており、矢板３と略同じ幅寸法、高さに形成している。この透水性シート６がＨ形鋼２、２の相互間に挿入した矢板３で押しつぶされないように、矢板３の背面に配置している。伏流水層４に到達すると、直ぐに不透水層５まで先行掘削し、掘削側面１ｂに透水性シート６を宛うので、伏流水層４内の伏流水は不透水層５に比べて透水性の高い透水性シート６に導かれる。そして、前記伏流水は透水性シート６を通って濾過されるので、伏流水と共に砂が流出することが殆どなく、矢板３の背面の地盤を健全に保つことができる。ちなみに、前記掘削側面１ｂは矢板３と透水性シート６との厚さ分だけ背面方向に掘削している。

前記矢板３の前面を止水性シート７で覆う（図５等を参照）。具体的には、前記止水性シート７は通例の止水性シートと同様にポリフィルムで構成しており、矢板３より幅寸法、高さ共に一回り大きく形成している。この止水性シート３の両側部を両側のＨ形鋼２、２のフランジ２ａ、２ａに接着剤（図示は省略、ガムテープ等でも可能。）で止着している。

先行掘削した平面領域（以後、掘削底面１ａと同じ符号を用いる。）１ａを更に掘削して、矢板３の前方の掘削底部１ｃから同矢板３の下方を通って透水性シート６まで連続する集水溝８を形成する（請求項３記載の発明、図６及び図７を参照）。その結果、伏流水層４内の伏流水が矢板３の背面に配置した透水性シート６から、同矢板３の下方に形成した集水溝８に導かれる構成となる。この集水溝８に釜場９を形成し、同釜場９に集水してポンプ１０で汲み上げる。ちなみに、前記集水溝８は伏流水を導いた際に溢れ出ない深さを有する。

以後、掘削の進行とともに、伏流水を矢板３の背面に配置した透水性シート６から同矢板３の下方に形成した集水溝８に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝８に導いた伏流水を汲み上げながら、最終掘削底面の深さＨ_１まで掘削する。

具体的には、釜場９から伏流水をポンプ１０で汲み上げ続け、先行掘削した平面領域１ａ以外の平面領域１ｄを、集水溝８から伏流水が溢れ出さないように、同集水溝８の底面８ａ（釜場９より一段上の掘削底面）より高い位置まで掘削し、Ｈ形鋼２、２の相互間に矢板３を挿入する（以下、先行掘削した平面領域１ａ以外の平面領域１ｄの掘削工程と云う。図８及び図９を参照）。

次に、釜場９から伏流水を汲み上げ続けることができるように、集水溝８を段階的に掘り下げて、盛り替えながら伏流水をポンプ１０で汲み上げ続け、新たな矢板３を挿入した際に同矢板３の下方に集水溝８が形成される深さＨ_３まで到達すると、上段の透水性シート６と連続するように、Ｈ形鋼２、２の相互間の掘削側面１ｂに透水性シート６を宛い、前記Ｈ形鋼２、２の相互間に矢板３を挿入して前記透水性シート６を支持し、更に、同矢板３の前面を止水性シート７で覆う（以下、集水溝８の盛り替え工程と云う。図１０を参照）。すなわち、矢板３の背面に配置した透水性シート６から同矢板３の下方に形成した集水溝８に導く構成を段階的に盛り替えていく。ちなみに、前記止水性シート７の上端部は上段の止水性シート７の下端部にラップさせて連続させている（図１１を参照）。そのため、矢板３の前面から伏流水が漏れ出すおそれがない。

上記集水溝８の盛り替え工程と、先行掘削した平面領域１ａ以外の平面領域１ｄの掘削工程とを繰り返して、最終掘削底面の深さＨ_１まで掘削すると、山留め壁１１の構築が完了する（請求項５記載の発明、図１２を参照）。

その後、本実施例では、集水溝８を段階的に掘り下げて、盛り替えながら伏流水を汲み上げ続け、新たな矢板３を挿入可能な深さまで到達すると、上段の透水性シート６と連続するように、Ｈ形鋼２、２の相互間の掘削側面１ｂに透水性シート６を宛い、前記Ｈ形鋼２、２の相互間に矢板３を挿入して前記透水性シート６を支持している（図１３〜図１５を参照）。このとき、透水性シート６と集水溝８とが矢板３で遮断されているが、同矢板３の前面に止水性シート７を設置していないので、伏流水は上段の矢板３との間や矢板３自身からしみ出てくるので、集水機能に問題がない。

更に、前記集水溝８の釜場９に、複数の孔（図示は省略）を下部に備えた鋼管１２を立設して簡易揚水井戸を形成し、同鋼管１２の中に挿入したポンプ１０で伏流水を汲み上げ続ける。そして、鋼管１２の周辺に砕石１３を敷き詰めて最終掘削底面と略等しい高さに整え、最下段直上の矢板３の前面を覆った止水性シート７の下端部と連続するように、前記砕石１３の上面を隙間なく底面用止水性シート１４で覆う。具体的には、底面用止水性シート１４の側端部が、最下段直上の矢板３の前面を覆った止水性シート７の前面に凭れた状態でラップさせて連続させる（図１６を参照）。最後に、露出する掘削底面１ｅ及び底面用止水性シート１４の上面に均しコンクリート１５を打設する。

上記した親杭横矢板工法は、通例の親杭横矢板工法の流れを大きく変えることなく、事後的に伏流水の処理が可能で、すなわち掘削が伏流水層４に到達すると、以後、掘削の進行とともに、伏流水を矢板３の背面に配置した透水性シート６から同矢板３の下方に形成した集水溝８に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝８に導いた伏流水を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削するので、伏流水を汲み上げるための大掛かりな設備を構築したり、又は薬液を注入する必要がなくコストの削減と工期の短縮に寄与する。

しかも、矢板３の背面に透水性シート６を配置できるスペースがあれば実施できるので、山留め壁１１の背面に余裕がなくても実施可能である。

また、掘削側面１ｂに水は通すが、砂は殆ど通さない繊維材料で構成した透水性シート６を宛い、同透水性シート６に伏流水を通して処理するので、濾過機能が働いて伏流水と共に砂が流出することがなく、山留め壁１１の背面の地盤を健全に維持しながら、伏流水の処理をすることができる。

なお、上記実施例は平面領域１ａと、同平面領域１ａ以外の平面領域１ｄとを別工程で掘削しているが、掘削中の平面領域１ａと同平面領域１ａ以外の平面領域１ｄとの高低差が１ｍ以上となる場合は、安全性を確保するために、平面領域１ａの掘削と平行して、同平面領域１ａ以外の平面領域１ｄを掘削する。

上記実施例１は、伏流水層４の周辺の掘削底面１ａの先行掘削と、集水溝８の形成とが別工程で行われているが、伏流水の流量が少ない場合は、同時に行っても良い。
即ち、掘削が伏流水層４に到達すると、露出した伏流水層４の周辺の掘削底面１ａのみを、伏流水層４直下に堆積する不透水層５に到達し、且つ新たな矢板３を挿入した際に、同矢板３の下方に集水溝８が形成される深さまで先行掘削する（請求項４記載の発明）。すなわち、図６に示す形態となるように一気に先行掘削する。

図７等に示した釜場９は掘削地盤１の側部に形成しているが、集水溝８を掘削地盤１の平面内方まで導き、同集水溝８に釜場９を形成しても良い（図１７を参照、請求項７記載の発明）。

以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。

本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。矢板周辺の構造を示した断面図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。上段の止水性シートと下段の止水性シートとの連続構造を示した図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の工程図である。図１３のＥ−Ｅ矢視断面図である。本発明に係る伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法の最終形態を示した概略斜視図である。最下段直上の矢板の前面に設置された止水性シートと底面用止水性シートとの連続構造を示した図である。本発明の異なる実施例を示した水平断面図である。

符号の説明

１掘削地盤
１ａ伏流水層の周辺の掘削底面
１ｂ伏流水層以下の掘削側面
１ｄ先行掘削した領域以外の平面領域
２Ｈ形鋼
３矢板
４伏流水層
５不透水層
６透水性シート
７止水性シート
８集水溝
９釜場
１３砕石
１４底面用止水性シート
Ｈ_１最終掘削底面の深さ

Claims

伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法であって、
掘削地盤の周辺にＨ形鋼から成る親杭を、最終掘削底面の深さ以下まで打設する工程と、
掘削地盤を掘削し、掘削の進行とともに、親杭の相互間に矢板を挿入して山留めを行う工程と、
掘削が伏流水層等に到達すると、露出した伏流水層等の周辺の掘削底面のみを先行掘削し、伏流水層等以下の掘削側面に、水は通すが、砂は殆ど通さない繊維材料で構成した透水性シートを宛い、前記親杭の相互間に矢板を挿入して前記透水性シートを支持し、更に、同矢板の前面を止水性シートで覆い、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから、同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成とし、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げる工程と、
以後、掘削の進行とともに、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した集水溝に導く構成を段階的に盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げながら、最終掘削底面の深さまで掘削する工程と、
から成ることを特徴とする、伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
先行掘削は伏流水層等の下方に堆積する不透水層に到達する深さまで掘削することを特徴とする、請求項１に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
掘削が伏流水層等に到達した直後に形成する集水溝は、矢板の前面を止水性シートで覆った後に、先行掘削した平面領域を更に掘削して形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
掘削が伏流水層等に到達した直後に形成する集水溝は、露出した伏流水層等の周辺の掘削底面を先行掘削すると共に形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
先行掘削した平面領域に形成した集水溝を段階的に掘り下げて、伏流水等を矢板の背面に配置した透水性シートから同矢板の下方に形成した同集水溝に導く構成を盛り替え、同集水溝に導いた伏流水等を汲み上げる工程と、集水溝に導いた伏流水等の汲み上げを続け、先行掘削した平面領域以外の平面領域を掘削する工程とを、繰り返して最終掘削底面の深さまで掘削することを特徴とする、請求項１に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
集水溝に釜場を形成しており、最終工程で集水溝を形成した後に同集水溝の釜場に簡易揚水井戸を形成して同簡易揚水井戸から伏流水等の汲み上げを続け、前記集水溝に砕石を敷き詰めて最終掘削底面と略等しい高さに整え、矢板の前面を覆った止水性シートの下端部と連続するように、敷き詰めた砕石の上面を底面用止水性シートで隙間なく覆い、露出する掘削底面及び底面用止水性シートの上面に均しコンクリートを打設することを特徴とする、請求項１又は５に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。
集水溝を掘削地盤の平面内方まで導き、同集水溝に釜場を形成することを特徴とする、請求項６に記載した伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法。