JP2015034408A - 水平ドレーン材の埋設方法及び水平ドレーン材埋設装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主に液状化対策に用いられるドレーン材を、地表を開削することなく水平方向に向けて埋設することができる水平ドレーン材の埋設工法及び水平ドレーン材埋設装置の提供。
【解決手段】両立坑１，２間に水平方向に向けた管状のケーシング１０を埋設し、ケーシング１０内に透水性を有するドレーン材１４を挿通させた後、ケーシング１０の一端の開口部に止水体４０をケーシング１０の内側面に管軸方向に摺動可能に密接させてケーシング１０の一方の開口部を水密するとともに、立坑１内に配置された反力受け用構造部に一端が固定された止水体支持部材４１の他端を止水体４０の後端に当接させ、止水体支持部材４１を介して反力受け用構造部に支持された止水体４０に対してケーシング１０を立坑１側に相対移動させ、地盤中よりケーシング１０を引き抜くことによりドレーン材１４を地盤中に埋設する。
【選択図】図３

Description

本発明は、主に液状化対策工法に用いられる人工材料系の水平ドレーン材を地盤中に水平方向に向けて埋設する水平ドレーン材の埋設工法及び水平ドレーン材埋設装置に関する。

地下水の滞留した砂質地盤（滞水地盤という）等では、地震動等による衝撃で地盤中の土砂粒子間の水（間隙水）の圧力が急激に上昇することにより土砂粒子間の均衡が崩れ、土砂が液体の如き挙動を示す現象、即ち、地盤の液状化現象が発生することが知られている。

このような滞水地盤では、液状化現象に伴う地盤沈下によって建築物の倒壊等の甚大な被害を招く虞があることから、液状化の発生を予防する対策を講じることが求められている。

従来、液状化対策工法としては、サンドコンパクションパイル工法や高圧噴射攪拌工法等の多くの工法が開発されており、その中で排水ドレーン工法は、複雑又は大掛かりな装置を要せず、騒音や振動の原因となる締め固め作業を抑えられることから市街地等で有用な工法として知られている。

排水ドレーン工法は、地盤の縦（鉛直）方向に向けて通水性を有する複数のドレーン材を設置し、このドレーン材に地震動等の衝撃により生じた過剰間隙水を流入させることにより間隙水圧の上昇を抑制又は間隙水を消散させるようになっている。

この排水ドレーン工法には、対象となる地盤の所望の深さまで掘削排土しつつケーシングを貫入した後、ケーシング内に砕石、砂利等のドレーン材を投入し、そのドレーン材を締め固めつつケーシングを引き抜くことにより地盤中に砕石等からなる砕石ドレーン杭を打設する砕石ドレーン工法や（例えば、特許文献１を参照）、管状のケーシングを掘削排土しつつ地盤の所望深さまで貫入するとともに、このケーシング内に人工材料系ドレーン材を挿入し、ケーシングを地盤より引抜くことにより人工材料系ドレーン材を地盤中に埋設する人工材料系ドレーン工法（例えば、特許文献２を参照）がある。

特開平０７−１８０１３２号公報 特開２００４−３６３００号公報

しかしながら、上述の如き従来の排水ドレーン工法においては、ドレーン材を縦（鉛直）方向に向けて設置することを前提としているため、所望の排水性能を確保するためには多くのドレーン材を設けなければならず、また、各ドレーン材間を連結する集水管も多く設けなければならないという問題があった。

また、従来の排水ドレーン工法では、対象地盤上にビルや家屋等の建築物が存在した場合、その建築物下にドレーン材を設置することができないという問題があり、それ故に建築物下の排水効率の向上が図り難いという問題があった。

更には、従来の砕石ドレーン工法にあっては、砂や砕石等のドレーン材からなる砕石ドレーン杭を打設しなければならず、その打設に手間がかかり作業効率が悪いという問題があった。

一方、このような従来の排水ドレーン工法の問題に鑑み、対象地盤中にドレーン材を水平方向に向けて埋設することも考えられるが、従来、地盤にドレーン材を水平に埋設するには、対象地盤の地表部を開削して水平ドレーン材の埋設を行う開削工法に頼らざるを得ず、対象地盤上にビルや家屋等の建築物が存在した場合に対応することができず、また、地表面の開削に伴いその開削地域の周辺を閉鎖することによる交通渋滞等の公害を生じる虞がある。

そこで本発明は、このような従来の問題に鑑み、主に地盤の液状化対策に用いられるドレーン材を、地表を開削することなく水平方向に向けて地盤に埋設することができる水平ドレーン材の埋設工法及び水平ドレーン材埋設装置の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設する水平ドレーン材の埋設工法であって、複数のケーシング部材を連設することにより立坑間に亘ってケーシングを埋設し、該ケーシング内に透水性を有するドレーン材を挿通させた後、前記ケーシングの一端又は両端の開口部に止水体を嵌め込み、該止水体を前記ケーシングの内側面に管軸方向に摺動可能に密接させて前記ケーシングの一方又は両方の開口部を水密するとともに、前記立坑内に配置された反力受け用構造部に一端が固定された止水体支持部材の他端を前記止水体の後端に当接させ、前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、地盤中より前記ケーシングを引き抜くことにより前記ドレーン材を地盤中に埋設する水平ドレーン材の埋設工法にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、後方に順次ケーシング部材を連設しつつ先導体を一方の立坑より他方の立坑に向けて推進させ、前記両立坑間に前記複数のケーシング部材からなる水平方向に向けた管状のケーシングを埋設することにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２のいずれか１項の構成に加え、前記ケーシングの一端の開口部のみに前記止水体を嵌め込み、該止水体による水密が完了した後、他端開口側の立坑内に水を充填し、然る後、前記ケーシングを前記止水体で水密された側の立坑に向けて相対移動させることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３のいずれか１項の構成に加え、前記止水体に前記ケーシングの内側面に対する接触圧を調節する圧力調節手段を備えるとともに、前記止水体支持部材に取り外し可能な着脱式支持部を備え、前記引き抜かれた部分のケーシング部材を撤去するに際し、前記止水体の前記ケーシングの内側面に対する接触圧を高めた後、前記ケーシング部材とともに前記着脱式支持部を取り外すことにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１〜４のいずれか1項の構成に加え、前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とが離脱可能継手を介して離脱可能に連結されたものを使用し、前記ケーシングを引き抜くことにより前記先端のケーシング部材を前記ケーシングから離脱させ、他方の立坑内に先端を突出させた状態で地盤中に残存させることにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設するための水平ドレーン材埋設装置であって、一方の立坑より他方の立坑に亘って地盤中水平方向に向けて埋設されるケーシングと、該ケーシングを地盤中より引き抜くためのケーシング撤去手段とを備え、該ケーシング撤去手段は、前記ケーシングの一端又は両端の開口部に嵌めこまれる止水体と、立坑内に配置される反力受け用構造部と、該反力受け用構造部に一端が固定され、他端が前記止水体の外側端面に当接される止水体支持部材と、前記止水体支持部材の外周側を前後移動する移動部と、該移動部と前記ケーシングの後端部とを連結する連結アタッチメントと、前記移動部を前後移動させる前後駆動ユニットとを備え、前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、前記ケーシングを地盤中より引抜くことにより前記ケーシング内に挿通させた前記ドレーン材を地盤中に埋設するようにした水平ドレーン材埋設装置にある。

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項６の構成に加え、前記止水体は、円柱状の基部と、該基部の外周部に固定された中空環状のシール部とを有するパッカーを備え、該パッカーは、前記シール部内に注排気することにより前記ケーシング内周面に対する接触圧を調節できるようにしたことにある。

請求項８に記載の発明の特徴は、請求項６又は７のいずれか１項の構成に加え、前記止水体支持部材は、前記反力受け用構造部に一端が固定される基端支持部と、該基端支持部の他端に着脱可能に支持される着脱式支持部とを備え、前記基端支持部又は前記着脱式支持部は、伸縮可能な構造を有することにある。

請求項９に記載の発明の特徴は、請求項６〜８の何れか１項の構成に加え、前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とを離脱可能に連結する離脱可能継手を備え、前記後方のケーシング部材に引抜き方向の力が作用した際に前記先端のケーシング部材から前記後方のケーシング部材が離脱するようにしたことにある。

請求項１０に記載の発明の特徴は、請求項６〜９のいずれか１項の構成に加え、前記ケーシングは、ねじ継ぎ手により連結される複数のケーシング部材を備え、前記連結アタッチメントは、その端部に前記ねじ継手と連結されるねじ継手部を備え、前記移動部に前記連結アタッチメントを回転可能に支持させ、該連結アタッチメントを回転手段により回転させるようにしたことにある。

請求項１１に記載の発明の特徴は、請求項６〜１０のいずれか１項の構成に加え、先導管の進行方向前面部にカッターヘッドを回転可能に有する先導体と、先端が前記カッターヘッドの後端に接続された回転軸と、該回転軸の基端が取り外し可能に連結される回転動作部を有し、該回転動作部を介して前記回転軸に回転動力を付与する回転駆動ユニットと、該回転駆動ユニットとともにベース上を前後に移動し、最後端の前記ケーシング部材を進行方向に押圧する押圧部と、該押圧部及び前記回転駆動ユニットを前後移動させる推進機用前後駆動ユニットとを備えてなる推進機を備え、前記ケーシング撤去手段は、前記推進機の先導体及び回転軸を取り外し、前記回転動作部に前記連結アタッチメントを介して前記最後端のケーシング部材の後端部を着脱可能に連結させ、前記押圧部及び回転駆動ユニットを前記移動部とするとともに、前記推進機用前後駆動ユニットを前記前後駆動ユニットとし、前記回転動作部を通して前記止水体支持部材を配置してなることにある。

本発明に係る水平ドレーン材の埋設工法は、上述したように、地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設する水平ドレーン材の埋設工法であって、複数のケーシング部材を連設することにより立坑間に亘ってケーシングを埋設し、該ケーシング内に透水性を有するドレーン材を挿通させた後、前記ケーシングの一端又は両端の開口部に止水体を嵌め込み、該止水体を前記ケーシングの内側面に管軸方向に摺動可能に密接させて前記ケーシングの一方又は両方の開口部を水密するとともに、前記立坑内に配置された反力受け用構造部に一端が固定された止水体支持部材の他端を前記止水体の後端に当接させ、前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、地盤中より前記ケーシングを引き抜くことにより前記ドレーン材を地盤中に埋設することにより、開削工法に依らずにドレーン材を地盤中に水平方向に向けて埋設することができ、それにより、少ないドレーン材で効率よく地盤に液状化対策を施すことができる。また、建築物直下にもドレーン材を埋設できる。

また、本発明において、後方に順次ケーシング部材を連設しつつ先導体を一方の立坑より他方の立坑に向けて推進させ、前記両立坑間に前記複数のケーシング部材からなる水平方向に向けた管状のケーシングを埋設することにより、地表を開削することなく効率よく地盤中にケーシングを埋設することができる。

また、本発明において、前記ケーシングの一端の開口部のみに前記止水体を嵌め込み、該止水体による水密が完了した後、他端開口側の立坑内に水を充填し、然る後、前記ケーシングを前記止水体で水密された側の立坑に向けて相対移動させることにより、ケーシングを引き抜くに際し、予めケーシング内外の水圧差をなくすことにより、水圧で土砂がドレーン材内に流入するのを防止することができる。

更に本発明において、前記止水体に前記ケーシングの内側面に対する接触圧を調節する圧力調節手段を備えるとともに、前記止水体支持部材に取り外し可能な着脱式支持部を備え、前記引き抜かれた部分のケーシング部材を撤去するに際し、前記止水体の前記ケーシングの内側面に対する接触圧を高めた後、前記ケーシング部材とともに前記着脱式支持部を取り外すことにより、止水体支持部材による支持が無くとも止水体のみで地下水圧に対抗させておき、容易にケーシング部材の撤去作業を行うことができる。

また、本発明において、前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とが離脱可能継手を介して離脱可能に連結されたものを使用し、前記ケーシングを引き抜くことにより前記先端のケーシング部材を前記ケーシングから離脱させ、他方の立坑内に先端を突出させた状態で地盤中に残存させることにより、立坑内と地盤との間の止水を容易に行うことができる。

本発明に係る水平ドレーン材埋設装置は、上述したように、地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設するための水平ドレーン材埋設装置であって、一方の立坑より他方の立坑に亘って地盤中水平方向に向けて埋設されるケーシングと、該ケーシングを地盤中より引き抜くためのケーシング撤去手段とを備え、該ケーシング撤去手段は、前記ケーシングの一端又は両端の開口部に嵌めこまれる止水体と、立坑内に配置される反力受け用構造部と、該反力受け用構造部に一端が固定され、他端が前記止水体の外側端面に当接される止水体支持部材と、前記止水体支持部材の外周側を前後移動する移動部と、該移動部と前記ケーシングの後端部とを連結する連結アタッチメントと、前記移動部を前後移動させる前後駆動ユニットとを備え、前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、前記ケーシングを地盤中より引抜くことにより前記ケーシング内に挿通させた前記ドレーン材を地盤中に埋設するようにしたことにより、地表を開削することなく地盤中に水平方向に向けてドレーン材を埋設することができる。

また、本発明において、前記止水体は、円柱状の基部と、該基部の外周部に固定された中空環状のシール部とを有するパッカーを備え、該パッカーは、前記シール部内に注排気することにより前記ケーシング内周面に対する接触圧を調節できるようにしたことにより、止水体のケーシング内周面に対する接触状態をケーシング内周面に対して摺動可能な状態と止水体単独で水圧に耐え得る状態とに容易に切り替えることができる。

更に、本発明において、前記止水体支持部材は、前記反力受け用構造部に一端が固定される基端支持部と、該基端支持部の他端に着脱可能に支持される着脱式支持部とを備え、前記基端支持部又は前記着脱式支持部は、伸縮可能な構造を有することにより、着脱式支持部をケーシング部材とともに容易に取り外すことができ、ケーシング部材の撤去作業を効率よく行うことができる。

更にまた、前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とを離脱可能に連結する離脱可能継手を備え、前記後方のケーシング部材に引抜き方向の力が作用した際に前記先端のケーシング部材から前記後方のケーシング部材が離脱するようにしたことにより、先端のケーシング部材をケーシングから離脱させ、他方の立坑内に先端を突出させた状態で地盤中に残存させることができ、それにより、立坑内と地盤との間の止水を容易に行うことができる。

また、前記ケーシングは、ねじ継ぎ手により連結される複数のケーシング部材を備え、前記連結アタッチメントは、その端部に前記ねじ継手と連結されるねじ継手部を備え、前記移動部に前記連結アタッチメントを回転可能に支持させ、該連結アタッチメントを回転手段により回転させるようにしたことにより、ケーシング部材間の着脱を容易に行えるとともに、移動部とケーシング後端部との連結を容易に行うことができる。

また、本発明において、先導管の進行方向前面部にカッターヘッドを回転可能に有する先導体と、先端が前記カッターヘッドの後端に接続された回転軸と、該回転軸の基端が取り外し可能に連結される回転動作部を有し、該回転動作部を介して前記回転軸に回転動力を付与する回転駆動ユニットと、該回転駆動ユニットとともにベース上を前後に移動し、最後端の前記ケーシング部材を進行方向に押圧する押圧部と、該押圧部及び前記回転駆動ユニットを前後移動させる推進機用前後駆動ユニットとを備えてなる推進機を備え、前記ケーシング撤去手段は、前記推進機の先導体及び回転軸を取り外し、前記回転動作部に前記連結アタッチメントを介して前記最後端のケーシング部材の後端部を着脱可能に連結させ、前記押圧部及び回転駆動ユニットを前記移動部とするとともに、前記推進機用前後駆動ユニットを前記前後駆動ユニットとし、前記回転動作部を通して前記止水体支持部材を配置してなることにより、推進機にケーシング撤去手段を兼用させることで設備費を抑えることができる。

本発明に係る水平ドレーン材埋設装置の概略を示す図であって、ケーシングを地盤中に埋設するための推進機を示す縦断面図である。 先端のケーシング部材と後方のケーシング部材との継ぎ手部分を示す縦断面図である。 本発明に係る水平ドレーン材埋設装置の概略を示す図であって、ケーシングを地盤中より引抜く際の状態を示す縦断面図である。 図３中の止水体の一例を示す部分拡大縦断面図である。 （ａ）は図２中の止水体の他の実施例の使用状態を示す部分拡大縦断面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線断面図である。 本発明に係る水平ドレーン材の埋設工法における推進工法によるケーシング埋設の状態を示す断面図である。 同上のケーシングが埋設された状態を示す縦断面図である。 同上のドレーン材挿通工程の状態を示す縦断面図である。 同上のケーシングの水密工程を示す部分拡大縦断面図である。 同上の地下水レベル合わせ工程の状態を示す縦断面図である。 同上のケーシングを引抜く際の状態を示す縦断面図である。 本発明方法の引き抜かれた部分のケーシング部材を撤去する際の状態を示す部分拡大縦断面図である。 同上のドレーン材が埋設された状態を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る水平ドレーン材埋設装置の実施の態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは液状化対策を施す砂地地盤（以下、単に地盤Ａという）、符号Ｂは地下水水位、符号１，２は作業用の立坑１，２である。

各立坑１，２は、内面が遮水壁３により覆われたドライな状態に形成され、一方の立坑１には、後述する推進機１２等が設置されるようになっている。

また、遮水壁３には、所望の位置に貫入孔４が形成され、この貫入孔４を通して先導体１１及びケーシング１０を地盤中に圧入するようになっており、図中符号５はケーシング１０の外周面と遮水壁３内側との間を止水する止水材である。

水平ドレーン材埋設装置は、管状のケーシング１０と、先導体１１の後方に順次ケーシング部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃを連設することによりケーシング１０を地盤Ａ中に埋設する推進機１２と、ケーシング１０を地盤Ａ中より引き抜くためのケーシング撤去手段１３とを備え、一方の立坑１より他方の立坑２に亘って地盤中水平方向に向けて埋設されたケーシング１０内にドレーン材１４を挿通させ、その状態からケーシング１０を立坑１側に引抜くことにより、ドレーン材１４を地盤Ａ中に水平方向に向けて埋設できるようになっている。

ドレーン材１４は、透水性を有する柱状又は筒状の人工材料系ドレーン材であって、例えば、透水性を有する合成樹脂製のフィルター材により中空円筒柱状に形成され、互いに軸方向端部が接続されてケーシング１０内に挿通されるようになっている。

ケーシング１０は、鋼管や塩化ビニル管等からなる管状の複数のケーシング部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備え、このケーシング部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃを管軸方向に連結することにより両立坑１，２間に亘る長尺の管状に形成されるようになっている。

各ケーシング部材１０ｃは、管状に形成され、一方の端部外周面に形成された雄ねじ部１５と、他端部の内周面に形成された雌ねじ部１６とを備え、互いに管軸方向で隣り合うケーシング部材１０ｃ，１０ｃ間が雌雄両ねじ部１５，１６からなるねじ継手により連結されるようになっている。

また、先端のケーシング部材１０ａとその後方のケーシング部材１０ｂとは、離脱可能継手を介して連結され、後方のケーシング部材１０ｂに引抜き方向の力が作用した際に先端のケーシング部材１０ａから後方のケーシング部材１０ｂが離脱するようになっている。

この離脱可能継手は、図２に示すように、先端のケーシング部材１０ａの後端内周縁部に形成された凹状の拡径部１７と、後方のケーシング部材１０ｂの先端外周部に形成された凸状の縮径部１８とを備え、拡径部１７に縮径部１８が嵌合されるようになっている。尚、図中符号１９は拡径部１７の内周面と縮径部１８外周面との間に介在されるパッキン等の止水材である。

推進機１２は、図１に示すように、先導管２０の進行方向前面部にカッターヘッド２１を回転可能に有する先導体１１と、先端がカッターヘッド２１の後端に接続されたスクリュー軸等からなる回転軸２２と、回転軸２２の基端が取り外し可能に連結される回転動作部２３を有し、回転動作部２３を介して回転軸２２に回転動力を付与する回転駆動ユニット２４と、回転駆動ユニット２４とともにベース２５上を前後に移動し、最後端のケーシング部材１０ｃを進行方向に押圧する押圧部２６と、押圧部２６及び回転駆動ユニット２４を前後移動させる推進機用前後駆動ユニット２８とを備えている。

押圧部２６は、推進方向に前面を向けた平板状に形成され、中央に回転軸２２が挿通される挿通孔２７が形成されている。

この押圧部２６は、下端がベース２５上に移動可能に支持され、推進機用前後駆動ユニット２８により前後移動するようになっている。

推進機用前後駆動ユニット２８は、押圧部２６に固定されたシリンダ本体２９ａと、シリンダ本体２９ａに出入り可能に支持されたロッド２９ｂとを有する油圧シリンダ等のシリンダ２９を備え、先端をベース２５の後方部に配置された基端固定部３０に固定したロッド２９ｂをシリンダ本体２９ａに対し出し入れすることにより押圧部２６を前後移動させるようになっている。

また、押圧部２６には、ショックアブソーバを兼用した連結部材３１を介して回転駆動ユニット２４が連結され、押圧部２６の移動に伴って回転駆動ユニット２４も移動するようになっている。

回転駆動ユニット２４は、ユニット本体部２４ａ内に回転可能に支持された回転動作部２３を備え、この回転動作部２３を減速機を介して電動モータ又は油圧モータ等のモータ３２により回転動作させるようになっている。

この回転動作部２３は、中央に挿通孔３３を有する円板状のフランジ体３４を備え、このフランジ体３４に固定用アタッチメント（図示せず）を介して回転軸２２の基端が取り外し可能に連結されるようになっている。

一方、ケーシング撤去手段１３は、ケーシング１０の一端又は両端の開口部に嵌めこまれる止水体４０と、立坑１の内壁からなる反力受け用構造部と、反力受け用構造部に一端が固定され、他端が止水体４０の外側端面に当接される止水体支持部材４１と、止水体支持部材４１の外周側を前後移動する移動部４２と、移動部４２とケーシング１０の後端部とを連結する連結アタッチメント４３と、移動部４２を前後移動させる前後駆動ユニット２８とを備え、止水体支持部材４１を介して反力受け用構造部、即ち立坑１の内壁面に支持された止水体４０に対してケーシング１０を立坑１側に相対移動させ、ケーシング１０を地盤中より引抜くようになっている。

このケーシング撤去手段１３には、上述の推進機１２を使用し、推進機１２の先導体１１及び回転軸２２を取り外し、回転動作部２３に連結アタッチメント４３を介して最後端のケーシング部材１０ｃの後端部を着脱可能に連結させ、押圧部２６及び回転駆動ユニット２４を移動部４２にするとともに、推進機１２の推進機用前後駆動ユニット２８をケーシング撤去手段１３の前後駆動ユニット２８とし、ケーシング１０の後端が連結された移動部４２を後退させることによりケーシング１０を地盤Ａより引抜くようになっている。

連結アタッチメント４３は、図３に示すように、筒状に形成され、その前端外周部にケーシング部材１０ｃの雌ねじ部１６と互いに係合する雄ねじ部４４からなるねじ継手部を備え、後端部に回転動作部２３のフランジ体３４にボルト締め等により固定されるフランジ部４５を備えている。

そして、連結アタッチメント４３は、回転動作部２３に取り付けられることにより、移動部４２に回転可能に支持され、回転手段により回転させるようになっている。尚、回転手段としては、回転駆動ユニット２４の動力を使用してもよく、また、手動であってもよい。

止水体４０は、図４に示すように、互いに連設された複数のパッカー５０，５０を備え、各パッカー５０，５０の外周部をケーシング１０の内周面に密接させることによりケーシング１０の立坑１側の開口部を水密するようになっている。

また、この止水体４０は、後方のパッカー５０の後端面に当接部材５１を介して止水体支持部材４１の一端が当接されるようになっている。

各パッカー５０，５０は、円柱状の基部５２と、基部５２の外周部に固定された中空環状のシール部５３とを備え、シール部５３内への注排気によりケーシング１０内周面に対する接触圧を調節できるようになっている。

尚、図中符号５４はシール部５３内への注排気を行うコンプレッサー等からなる圧力調整手段、符号５５は圧力調整手段５４とパッカー５０，５０とを接続する注排気ホースであり、注排気ホース５５は、途中にカプラー５５ａを備え、途中で切り離しできるようになっている。

シール部５３は、ゴム材等の弾性体をもって中空環状に形成され、その外周面に周方向に向けた複数の突条５３ａ，５３ａ...が一体に突設され、この突条５３ａ，５３ａ...がケーシング１０の内周面に圧接されることにより、パッカー５０，５０がケーシング１０の内側面に管軸方向に摺動可能に密接される。

尚、止水体の態様は、上述の実施例に限定されず、例えば、止水体４０を一つのパッカー５０により構成するようにしてもよく、図５に示すように、一端にフランジ状のゴム板体固定部５６ａを有する円筒状の本体部５６と、ゴム板体固定部５６ａに固定されたケーシング１０内周面に密着させるゴム板体５７と、本体部５６の外周より管径方向外側に向けて放射状に突設され、先端がケーシング１０内面に当接される複数の当接ロッド５８，５８...とを備えた止水体５９を用いてもよい。

この止水体５９においては、当接ロッド５８，５８...をねじ機構や油圧機構等によって伸縮可能とすることにより、ケーシング１０内周面に対する接触圧を調整できるようになっている。

止水体支持部材４１は、その長手方向の基端部が固定用フランジ６０を介して反力受け用構造部を構成する遮水壁３の前面部に支持される基端支持部６１と、基端支持部６１の先端部に着脱可能に支持された着脱式支持部６２とを備え、着脱式支持部６２の先端が当接部材５１を介して後方のパッカー５０の後端面に当接する。

基端支持部６１は、基端が固定用フランジ６０を介して反力受け用構造部に支持される基端支持部本体６１ａに対し油圧機構等により出入りするロッド６１ｂを有する伸縮可能な構造を有し、ロッド６１ｂの先端部に着脱式支持部６２が着脱可能に支持されるようになっている。

そして、この基端支持部６１は、ロッド６１ｂを伸長させた状態で先端部に着脱式支持部４１を介して止水体４０を支持し、ロッド６１ｂを基端支持部本体６１ａに引き入れた状態で着脱式支持部６２を取り外すようになっている。

尚、基端支持部６１に替えて着脱式支持部６２をシリンダ等によって構成し、着脱式支持部６２が伸縮可能な構造を有するようにしてもよい。

次に、本発明に係る水平ドレーンの埋設工法の実施態様を図６〜図１３に示す実施例に基づいて説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明し、詳細な説明は省略する。

まず始めに、液状化対策を施す対象地盤Ａに水平方向に間隔を置いて立坑１，２を形成するとともに、立坑１，２内面を遮水壁３で遮蔽してドライな空間を形成する。

次に、図６に示すように、一方の立坑１内に推進機１２を設置し、推進工法により鋼管や塩化ビニル管等からなるケーシング１０を両立坑１，２間の地盤中に埋設する。

即ち、カッターヘッド２１によって地盤Ａを掘削するとともに、押圧部２６を前進させ、先導体１１の後方に配置された最後端のケーシング部材１０ｃを所望の距離だけ押し込む推進工程と、押圧部２６を後退させ、回転軸２２の継ぎ足し及び最後端のケーシング部材１０ｃの後端に新たなケーシング部材１０ｃを継ぎ足す工程とを繰り返し、両立坑１，２間に亘って管状のケーシング１０を埋設する。

そして、ケーシング１０の埋設が完了し、先導体１１が他方の立坑２に到達したら、図７に示すように、先導体１１を他方の立坑２より撤去するとともに、回転軸２２を回転動作部２３より取り外し、回転軸２２をケーシング１０より引抜きつつ順次撤去し、推進機１２をケーシング撤去手段１３に切り替え可能な状態とする。

次に、図８に示すように、一方の立坑１側からケーシング１０内に順次ドレーン材１４を継ぎ足しつつ挿通させ、ケーシング１０の略全長に亘って、即ち、対象地盤Ａ中に水平方向にいきわたるように配置させる（ドレーン材挿通工程）。

そして、ドレーン材挿通工程が完了したら、図９に示すように、一方の立坑１側のケーシング１０の端部開口に止水体４０を嵌め込み、止水体４０をケーシング１０の内側面に管軸方向に摺動可能に密接させてケーシング１０の一方の開口部を水密するとともに、反力受け用構造部としての立抗１の内壁面に止水体支持部材４１の基端支持部６１を固定する。

また、回転動作部２３に連結アタッチメント４３を取り付け、それにより推進機１２がケーシング撤去手段１３に切り替えられる。

止水体４０の取り付けは、両パッカー５０，５０をケーシング１０の端部開口であって、所定の位置、即ち後方のパッカー５０が雌ねじ部１６より前方に位置するように設置し、その位置で圧力調整手段５４によってシール部５３内に空気を注入して接触圧を高めシール部５３の外周をケーシング１０の内周面に密着させて水密状態とする。

その際、各パッカー５０，５０のケーシング１０内周面に対する接触圧は、水密状態を維持しつつ各パッカー５０，５０がケーシング１０内周面に対して摺動できる程度の圧力に設定する。

次に、着脱式支持部６２の後端を基端支持部６１に固定するとともに、基端支持部６１のロッド６１ｂを伸長させ、着脱式支持部６２の先端を当接部材５１に接続し、当接部材５１を介してロッド先端を止水体４０の後端面に当接させる。

これにより止水体４０は、止水体支持部材４１を介して反力受け用構造部、即ち、立抗１の内壁面に支持され、一方の立坑１側への移動が規制された状態となる。

次に、図１０に示すように、他方の立坑２内に地下水水位Ｂに到達するまで水を充填するとともに、ケーシング１０内に水を充填し、地盤中の地下水圧とケーシング１０内との間で圧力差が生じないようにする（地下水レベル合わせ工程）。

その状態で押圧部２６及び回転駆動ユニット２４からなる移動部４２を前進させるとともに、連結アタッチメント４３前端の雄ねじ部１５を最後端のケーシング部材１０ｃの雌ねじ部１６に螺合させ、移動部４２とケーシング１０とを連結する（連結アタッチメント連結工程）。

尚、連結アタッチメント４３とケーシング１０との着脱に際しては、手動で連結アタッチメント４３を回転させてもよいが、回転駆動ユニット２４を動作させ、回転駆動ユニット２４を回転手段として連結アタッチメント４３を回転させることにより、連結アタッチメント４３前端の雄ねじ部１５をケーシング部材１０ｃ後端の雌ねじ部１６に容易に螺進させることができるようになっている。

そして、図１１に示すように、前後駆動ユニット２８を動作させ、ケーシング１０の後端が連結された移動部４２を後退させることによりケーシング１０を所望の位置、即ち、次のケーシング部材１０ｃの後端が立坑１内に突出する位置まで引抜く（ケーシング引抜き工程）。

その際、先端のケーシング部材１０ａとその後方のケーシング部材１０ｂとが離脱可能継手を介して離脱可能に連結されているので、ケーシング１０を引き抜くことにより先端のケーシング部材１０ａをケーシング１０から離脱させ、他方の立坑２内に先端を突出させた状態で地盤Ａ中に残存させることができる。

また、ケーシング１０の引き抜きにより地盤Ａとケーシング１０内部とが連通した状態となるが、予め他方の立坑２及びケーシング１０内に水が充填され、ケーシング１０内外の水圧に圧力差がないので、地下水がドレーン材１４内に急激に流れ込むのを防止し、地下水圧により土砂がドレーン材１４内に流入し難いようにしている。

更には、止水体４０を構成する各パッカー５０，５０がケーシング１０の内周面に対して摺動可能に密接し、且つ、止水体支持部材４１を介して反力受け用構造部、即ち立抗１の内壁面に支持されて引抜き方向の移動が規制されているので、地盤Ａと立坑１との間が止水された状態を維持しつつ止水体４０に対してケーシング１０を立坑１側に相対移動させることができ、ケーシング１０のみを立坑１側に引抜くことができる。

次に、図１２に示すように、立坑１内に引き抜かれた部分のケーシング部材１０ｃをケーシング１０より取り外し、その取り外したケーシング部材１０ｃを撤去する（ケーシング部材撤去工程）。

この引き抜かれた部分のケーシング部材１０ｃを撤去するに際しては、まず、圧力調節手段５４によりシール部５３に空気を注入し、止水体４０、即ち各パッカー５０，５０のケーシング１０の内側面に対する接触圧を高める。

その際、各パッカー５０，５０のケーシング１０内周面に対する接触圧は、各パッカー５０，５０が止水体支持部材４１による支持が無くとも地下水圧に対抗し、ケーシング１０と立坑１との間の水密状態が維持できるように設定する。

そして、止水体４０のケーシング１０内周面に対する接触圧を高めた状態を維持しつつ、ケーシング１０より引き抜かれた部分のケーシング部材１０ｃを取り外すとともに、ケーシング部材１０ｃを連結アタッチメント４３から取り外す。

また、その状態では、撤去対象のケーシング部材１０ｃ内を止水体支持部材４１が貫通しているので、着脱式支持部６２を止水体４０及び基端支持部６１より取り外すとともに、基端支持部６１のロッド６１ｂを収縮させ、図１２に示すように、撤去対象のケーシング部材１０ｃとともに着脱式支持部６２を一時的に撤去する。

また、その際、注排気ホース５５は、途中のカプラー５５ａで切り離し、ケーシング部材１０ｃの撤去を阻害しないようにする。

ケーシング部材１０ｃの撤去が完了したら、取り外した着脱式支持部６２を再度基端支持部６１に取り付けるとともに、基端支持部６１のロッド６１ｂを伸長させてその先端を当接部材５１に接続し、当接部材５１を介して着脱式支持部６２の先端を止水体４０の後端面に当接させた後、圧力調節手段５４を動作させて各パッカー５０，５０のケーシング１０内周面に対する接触圧を元の接触圧に戻す。

そして、この図９〜図１２に示す一連の連結アタッチメント連結工程、ケーシング引抜き工程及びケーシング部材撤去工程を最後のケーシング部材１０ｂの後端が一方の立坑１内に突出するまで順次繰り返し、それによりドレーン材１４が地盤Ａ中に水平方向に向けて埋設される。

次に、圧力調節手段５４によりシール部５３に空気を注入し、止水体４０（パッカー５０，５０）のケーシング１０の内側面に対する接触圧を高め、止水体支持部材４１による支持が無くとも地下水圧に対抗でき、ケーシング１０と立坑１との間の水密が維持された状態とし、その状態を維持しつつ、最後のケーシング部材１０ｂから連結アタッチメント４３を離脱させるとともに、基端支持部６１のロッド６１ｂを収縮させて止水体支持部材４１を止水体４０より離脱させ、推進機１２（ケーシング撤去手段１３）をケーシング部材１０ｂ及び止水体４０より独立させた後、推進機１２を立坑１より撤去する。

そして、圧力調節手段５４を動作させて各パッカー５０，５０のケーシング部材１０ｂに対する接触圧を低めて止水体４０（各パッカー５０，５０）を取り外すと、ドレーン材１４を通して一方の立坑１内にも地下水が流入し充填される。

最後に、図１３に示すように、両立坑１，２内にポンプ７０等の排水手段を設置し、立坑１，２内の水を外部に排水できるようにし、立坑１，２内の水位を常に一定に保てるようにして作業が完了する。

これにより、地表を開削することなく地盤Ａ中に水平方向に向けてドレーン材１４を埋設することができ、このドレーン材１４を通して過剰間隙水を立坑１，２に流入させることで、地震動等による衝撃で地盤中の土砂粒子間の水（間隙水）の圧力が急激に上昇することを抑制することができ、地盤Ａの液状化現象の発生を防止できる。

また、本発明方法によれば、家屋やビル等の建築物下の地盤中にもドレーン材１４を傷つけること無く且つ、精度良く水平方向に向けて埋設することができ、当該水平ドレーン材１４によって少ない本数で建築物直下の地盤Ａ中も効率よく排水することができる。

尚、上述の実施例では、ケーシング撤去手段１３に推進機１２を用いた例について説明したが、ケーシング撤去手段１３を推進機１２と別個に備えてもよく、また、その場合において、他方の立坑２にケーシング撤去手段１３を設置するようにしてもよい。

また、上述の実施例では、両立坑１，２をドレーン材１４埋設後も残存させ、両立坑１，２内にポンプ７０等の排水手段を設置した例について説明したが、ドレーン材１４埋設後に一方の立坑１より遮水壁３を撤去するとともに土砂を埋め戻して一方の立坑１を除去するようにしてもよい。

更には、上述の実施例では、ケーシング１０の一方の立坑１側にのみ止水体４０及び止水体支持部材４１を設置し、他方の立坑２内に水を充填した例について説明したが、ケーシング１０の両立坑１，２側部に止水体４０及び止水体支持部材４１を設置し、両立坑１，２内をドライ空間としたままケーシング１０の引き抜きを行うようにしてもよく、ケーシング１０の一端を閉鎖する蓋を設けておいてもよい。

Ａ 地盤
Ｂ 地下水水位
１，２ 立坑
３ 遮水壁
４ 貫入孔
５ 止水材
１０ ケーシング
１０ａ〜１０ｃ ケーシング部材
１１ 先導体
１２ 推進機
１３ ケーシング撤去手段
１４ ドレーン材
１５ 雄ねじ部
１６ 雌ねじ部
１７ 拡径部
１８ 縮径部
１９ 止水材（パッキン）
２０ 先導管
２１ カッターヘッド
２２ 回転軸
２３ 回転動作部
２４ 回転駆動ユニット
２５ ベース
２６ 押圧部
２７ 挿通孔
２８ 前後駆動ユニット
２９ シリンダ
３０ 基端固定部
３１ 連結部材
３２ モータ
３３ 挿通孔
３４ フランジ体
４０ 止水体
４１ 止水体支持部材
４２ 移動部
４３ 連結アタッチメント
４４ 雄ねじ部
４５ フランジ部
５０ パッカー
５１ 当接部材
５２ 基部
５３ シール部
５４ 圧力調節手段
５５ 注排水ホース
５６ 本体部
５７ ゴム板体
５８ 当接ロッド
５９ 止水体
６０ 固定用フランジ
６１ 基端支持部
６２ 着脱式支持部
７０ ポンプ

Claims (11)

1. 地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設する水平ドレーン材の埋設工法であって、
   複数のケーシング部材を連設することにより立坑間に亘ってケーシングを埋設し、該ケーシング内に透水性を有するドレーン材を挿通させた後、
   前記ケーシングの一端又は両端の開口部に止水体を嵌め込み、該止水体を前記ケーシングの内側面に管軸方向に摺動可能に密接させて前記ケーシングの一方又は両方の開口部を水密するとともに、
   前記立坑内に配置された反力受け用構造部に一端が固定された止水体支持部材の他端を前記止水体の後端に当接させ、
   前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、地盤中より前記ケーシングを引き抜くことにより前記ドレーン材を地盤中に埋設することを特徴としてなる水平ドレーン材の埋設工法。
2. 後方に順次ケーシング部材を連設しつつ先導体を一方の立坑より他方の立坑に向けて推進させ、前記両立坑間に前記複数のケーシング部材からなる水平方向に向けた管状のケーシングを埋設する請求項１に記載の水平ドレーン材の埋設工法。
3. 前記ケーシングの一端の開口部のみに前記止水体を嵌め込み、該止水体による水密が完了した後、他端開口側の立坑内に水を充填し、然る後、前記ケーシングを前記止水体で水密された側の立坑に向けて相対移動させる請求項１又は２のいずれか１項に記載の水平ドレーン材の埋設工法。
4. 前記止水体に前記ケーシングの内側面に対する接触圧を調節する圧力調節手段を備えるとともに、前記止水体支持部材に取り外し可能な着脱式支持部を備え、
   前記引き抜かれた部分のケーシング部材を撤去するに際し、前記止水体の前記ケーシングの内側面に対する接触圧を高めた後、前記ケーシング部材とともに前記着脱式支持部を取り外す請求項１〜３のいずれか1項に記載の水平ドレーン材の埋設工法。
5. 前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とが離脱可能継手を介して離脱可能に連結されたものを使用し、前記ケーシングを引き抜くことにより前記先端のケーシング部材を前記ケーシングから離脱させ、他方の立坑内に先端を突出させた状態で地盤中に残存させる請求項１〜４のいずれか1項に記載の水平ドレーン材の埋設工法。
6. 地盤中に水平方向に向けて透水性を有するドレーン材を埋設するための水平ドレーン材埋設装置であって、
   一方の立坑より他方の立坑に亘って地盤中水平方向に向けて埋設されるケーシングと、該ケーシングを地盤中より引き抜くためのケーシング撤去手段とを備え、
   該ケーシング撤去手段は、前記ケーシングの一端又は両端の開口部に嵌めこまれる止水体と、立坑内に配置される反力受け用構造部と、該反力受け用構造部に一端が固定され、他端が前記止水体の外側端面に当接される止水体支持部材と、前記止水体支持部材の外周側を前後移動する移動部と、該移動部と前記ケーシングの後端部とを連結する連結アタッチメントと、前記移動部を前後移動させる前後駆動ユニットとを備え、
   前記止水体支持部材を介して前記反力受け用構造部に支持された前記止水体に対して前記ケーシングを立坑側に相対移動させ、前記ケーシングを地盤中より引抜くことにより前記ケーシング内に挿通させた前記ドレーン材を地盤中に埋設するようにしたことを特徴としてなる水平ドレーン材埋設装置。
7. 前記止水体は、円柱状の基部と、該基部の外周部に固定された中空環状のシール部とを有するパッカーを備え、
   該パッカーは、前記シール部内に注排気することにより前記ケーシング内周面に対する接触圧を調節できるようにした請求項６に記載の水平ドレーン材埋設装置。
8. 前記止水体支持部材は、前記反力受け用構造部に一端が支持される基端支持部と、該基端支持部の他端に着脱可能に支持される着脱式支持部とを備え、前記基端支持部又は前記着脱式支持部は、伸縮可能な構造を有する請求項６又は７のいずれか１項に記載の水平ドレーン材埋設装置。
9. 前記ケーシングは、先端のケーシング部材とその後方のケーシング部材とを離脱可能に連結する離脱可能継手を備え、前記後方のケーシング部材に引抜き方向の力が作用した際に前記先端のケーシング部材から前記後方のケーシング部材が離脱するようにした請求項６〜８の何れか１項に記載の水平ドレーン材埋設装置。
10. 前記ケーシングは、ねじ継ぎ手により連結される複数のケーシング部材を備え、前記連結アタッチメントは、その端部に前記ねじ継手と連結されるねじ継手部を備え、前記移動部に前記連結アタッチメントを回転可能に支持させ、該連結アタッチメントを回転手段により回転させるようにした請求項６〜９のいずれか１項に記載の水平ドレーン材埋設装置。
11. 先導管の進行方向前面部にカッターヘッドを回転可能に有する先導体と、先端が前記カッターヘッドの後端に接続された回転軸と、該回転軸の基端が取り外し可能に連結される回転動作部を有し、該回転動作部を介して前記回転軸に回転動力を付与する回転駆動ユニットと、該回転駆動ユニットとともにベース上を前後に移動し、最後端の前記ケーシング部材を進行方向に押圧する押圧部と、該押圧部及び前記回転駆動ユニットを前後移動させる推進機用前後駆動ユニットとを備えてなる推進機を備え、
    前記ケーシング撤去手段は、前記推進機の先導体及び回転軸を取り外し、前記回転動作部に前記連結アタッチメントを介して前記最後端のケーシング部材の後端部を着脱可能に連結させ、前記押圧部及び回転駆動ユニットを前記移動部とするとともに、前記推進機用前後駆動ユニットを前記前後駆動ユニットとし、前記回転動作部を通して前記止水体支持部材を配置してなる請求項６〜１０に記載の水平ドレーン材埋設装置。

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