JP2016014291A - Water suction pipe system, groundwater level lowering method and saturated ground compaction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤内に設置可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法に関する。 The present invention relates to a water absorption pipe system that can be installed in the ground, a groundwater level lowering method using such a water absorption pipe system, and a method for compacting a saturated ground.
従来、地盤内に深井戸を掘り揚水して地下水位を低下させてから、衝撃や振動等で地盤を締め固める方法が公知である。たとえば、特許文献1は、埋め立て地盤に砂杭を多数造成して地盤の安定化を図る砂杭造成工程、砂杭造成地盤に揚水井を掘り地下水を汲み上げて地盤の不飽和化を図る地盤不飽和化工程、不飽和化された地盤を更に動圧密工法又は振動締固め工法などの衝撃や振動による締固めにより高密度の地盤を得る地盤締固め工程をこの順序で行う地盤強化複合工法を提案する(要約、図1)。
Conventionally, a method is known in which a deep well is dug in the ground and pumped to lower the groundwater level, and then the ground is compacted by impact or vibration. For example,
また、地下水位を低下させる工法として、ウェルポイント工法が知られ、この工法は、吸水管(ウェルポイント)を地中の地下水位面よりも下方に設置し、吸水管に接続した揚水管(ライザーパイプ)に地上から負圧を加えて地下水を吸引するものである。 In addition, a well point method is known as a method for lowering the groundwater level. This method is constructed by installing a water absorption pipe (well point) below the groundwater level surface in the ground and connecting it to the water absorption pipe (riser). Pipe)) applies negative pressure from the ground to suck groundwater.
ウェルポイント工法による従来の施工例およびその問題点について図6(a)〜(d)を参照して説明する。 A conventional construction example by the well point method and its problems will be described with reference to FIGS.
図6(a)のように、先端側にウェルポイントWPを設けたライザーパイプRPを、ウェルポイントWPの先端からジェットポンプJPによるジェット噴流を噴出して掘削をしながら、地面からシルト層G1内へ挿入する。図6(b)のように、ウェルポイントWPが貫入した穴内に砂礫SAを投入しながら掘削を進め、図6(c)のように、ウェルポイントWPの先端が粘性土層(不透水層)G2に達するまで掘削をし、地盤のシルト層G1内の穴内にライザーパイプRPおよびウェルポイントWPを設置する。穴内の砂礫SAにより、ウェルポイントWPとシルト層G1との間にサンドフィルタSFが形成される。 As shown in FIG. 6A, the riser pipe RP provided with the well point WP on the tip side is excavated from the tip of the well point WP by jetting a jet jet from the jet pump JP, and the inside of the silt layer G1 from the ground. Insert into. As shown in FIG. 6B, the excavation proceeds while the gravel SA is inserted into the hole where the well point WP penetrates, and the tip of the well point WP is a viscous soil layer (impermeable layer) as shown in FIG. 6C. Excavation is performed until G2 is reached, and a riser pipe RP and a well point WP are installed in a hole in the silt layer G1 of the ground. The sand filter SF is formed between the well point WP and the silt layer G1 by the gravel SA in the hole.
図6(c)の状態で、ライザーパイプRPの端部から負圧を加え、ウェルポイントWPによりシルト層G1内の地下水をサンドフィルタSFを通して吸引するが、吸引が進行するにつれて、図6(d)の拡大概略図に示すように、サンドフィルタSF内の砂礫SAの間隙に地盤のシルト層G1からのシルトSTが泥水状の細粒分となって入り込んでしまい、サンドフィルタSFの透水性が悪化することでウェルポイントWPにおける集水性が低下し、その結果、ウェルポイントWPの吸水性が低下してしまい、地下水位を効果的に低下させることができない。 In the state of FIG. 6C, negative pressure is applied from the end of the riser pipe RP, and the groundwater in the silt layer G1 is sucked through the sand filter SF by the well point WP. As the suction proceeds, FIG. ), The silt ST from the silt layer G1 of the ground enters the gap between the gravel SA in the sand filter SF as a muddy water-like fine particle, and the water permeability of the sand filter SF is reduced. As a result, the water collection at the well point WP decreases, and as a result, the water absorption at the well point WP decreases, and the groundwater level cannot be effectively reduced.
ここで、水で飽和した地盤を締め固めるには土粒子間の間隙水を排出することが必要である。ところが、事前に地下水位を低下させて地盤を不飽和化した後に締め固めを行う工法は、上述のようにシルト層のような透水性の低い地盤に対して地下水位を効果的に低下させる方法がないため、適用が困難であった。 Here, it is necessary to discharge the interstitial water between the soil particles in order to compact the ground saturated with water. However, the method of compacting the ground after lowering the groundwater level in advance to desaturate the ground is a method of effectively lowering the groundwater level against a low-permeability ground such as a silt layer as described above. Because there was no, it was difficult to apply.
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、シルト質のような透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a water absorption pipe system capable of effectively lowering the groundwater level even on a low-permeability ground such as silt, and groundwater using such a water absorption pipe system. It is an object to provide a method for lowering the position and a method for compacting saturated ground.
上記目的を達成するための吸水管システムは、地下水位を低下させるために地盤内に設置可能な吸水管システムであって、先端側に設けられたウェルポイントと、前記ウェルポイントに接続されたライザーパイプと、前記ウェルポイントに向けて排水をするように前記ライザーパイプの外面に取り付けられたドレーン材と、を備える。 A water absorption pipe system for achieving the above object is a water absorption pipe system that can be installed in the ground in order to lower the groundwater level, and includes a well point provided on the tip side and a riser connected to the well point. A pipe, and a drain member attached to an outer surface of the riser pipe so as to drain water toward the well point.
この吸水管システムによれば、地盤内に設置されると、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。 According to this water absorption pipe system, when installed in the ground, the groundwater in the ground flows toward the well point through the drain material on the outer surface of the riser pipe, thereby increasing the water collection at the well point, and the end of the riser pipe By applying a negative pressure from the side, the water can be drained efficiently, and therefore, the groundwater level can be effectively lowered even in the ground having low water permeability.
上記吸水管システムにおいて、前記ドレーン材は、水が流れる通水路と、前記通水路に流れ込む水を透過するフィルタと、を備えることが好ましい。フィルタは細粒分を透過させないので、通水路に流れ込んだ水がウェルポイントに向けて効率的に流れる。 In the above-described water absorption pipe system, it is preferable that the drain material includes a water passage through which water flows and a filter that transmits water flowing into the water passage. Since the filter does not allow fine particles to permeate, the water that has flowed into the water passage efficiently flows toward the well point.
また、前記ドレーン材は、プラスチックからなる芯材と、前記芯材の周囲に設けられた不織布等のフィルタと、から構成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said drain material is comprised from the core material which consists of plastics, and filters, such as a nonwoven fabric provided around the said core material.
また、前記ドレーン材は、外周面に多数の孔を形成した多孔管と、前記多孔管の外周面に巻き付けた不織布等のフィルタと、から構成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said drain material is comprised from the porous tube which formed many holes in the outer peripheral surface, and filters, such as a nonwoven fabric wound around the outer peripheral surface of the said porous tube.
なお、前記ドレーン材は平板状に構成され、一対の前記平板状のドレーン材が前記ライザーパイプを挟むようにして取り付けられるように構成できる。また、前記ドレーン材は、前記ライザーパイプの外周面に巻き付けられるようにして取り付けられるように構成してもよい。 In addition, the said drain material is comprised by flat form, and it can comprise so that a pair of said flat drain material may be attached so that the said riser pipe may be pinched | interposed. The drain material may be configured to be attached so as to be wound around the outer peripheral surface of the riser pipe.
また、前記ドレーン材は、前記ライザーパイプの設置深さよりも上部において少なくとも1m短いことが好ましい。これにより、吸水管システムが地盤内に設置されると地中のドレーン材の上端から地表面までの少なくとも厚さ1mの地盤表層を気密層として利用できるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。 Moreover, it is preferable that the said drain material is at least 1 m shorter in the upper part than the installation depth of the said riser pipe. Thereby, when the water absorption pipe system is installed in the ground, the ground surface layer having a thickness of at least 1 m from the upper end of the drain material in the ground to the ground surface can be used as an airtight layer, so that the negative pressure effect can be enhanced. Water absorption at the well point can be increased.
上記目的を達成するための地下水位低下工法は、地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、上述の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する。 The groundwater level lowering method for achieving the above purpose is a groundwater level lowering method for lowering the groundwater level in the ground, and the well point is located below the groundwater level in the ground. The groundwater is sucked by applying a negative pressure from the upper end side of the riser pipe.
この地下水位低下工法によれば、上記吸水管システムを地盤内に設置し、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。 According to this groundwater level lowering method, the water absorption pipe system is installed in the ground, and the groundwater in the ground flows toward the well point through the drain material on the outer surface of the riser pipe. By applying a negative pressure from the end side of the pipe, the water can be efficiently drained, and therefore, the groundwater level can be effectively lowered even in the ground having low water permeability.
上記目的を達成するためのもう1つの地下水位低下工法は、地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、上述のライザーパイプの設置深さよりも上部において少なくとも1m短いドレーン材を備える吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ドレーン材の上端が地表面から少なくとも1m以上深く位置し、前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する。 Another groundwater level lowering method for achieving the above object is a groundwater level lowering method for lowering the groundwater level in the ground, and is provided with a drain material that is at least 1 m shorter than the above-described riser pipe installation depth. A water absorption pipe system is installed in the ground such that the well point is located below the groundwater level in the ground, the upper end of the drain material is located at least 1 m deeper than the ground surface, and from the upper end side of the riser pipe A negative pressure is applied to suck groundwater.
この地下水位低下工法によれば、上記吸水管システムを地盤内に設置し、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができるとともに、地中のドレーン材の上端から地表面までの少なくとも厚さ1mの地盤表層を気密層として利用できるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。 According to this groundwater level lowering method, the water absorption pipe system is installed in the ground, and the groundwater in the ground flows toward the well point through the drain material on the outer surface of the riser pipe. It is possible to drain efficiently by applying negative pressure from the end side of the pipe, and therefore, even in the ground with low water permeability, the groundwater level can be effectively lowered, and the underground Since the ground surface layer having a thickness of at least 1 m from the upper end of the drain material to the ground surface can be used as an airtight layer, the negative pressure effect can be enhanced and the water absorption at the well point can be enhanced.
上記地下水位低下工法において、前記吸水管システムの地盤内への設置のために前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内に挿入することが好ましい。 In the groundwater level lowering construction method, it is preferable to insert the water absorption pipe system into the ground while jetting jet water from the tip of the well point in order to install the water absorption pipe system in the ground.
また、前記地下水の吸引が終了した後、前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内から引き上げることが好ましい。これにより、施工後、吸水管システムを効率的に回収することができ、吸水管システムが地盤内に残存しないので、その後の工程を実施する上での障害とならない。 In addition, after the suction of the groundwater is completed, it is preferable that the water suction pipe system is pulled up from the ground while jet water is jetted from the tip of the well point. Thereby, after construction, the water absorption pipe system can be efficiently recovered, and the water absorption pipe system does not remain in the ground, so that it does not become an obstacle to performing the subsequent steps.
また、前記地下水位を低下させる対象の地盤がシルト質地盤であることで、透水性の低いシルト質地盤内の地下水位を効率的に低下させることができる。 Moreover, since the ground targeted for lowering the groundwater level is silty ground, the groundwater level in the silty ground having low water permeability can be efficiently lowered.
上記目的を達成するための飽和地盤の締め固め工法は、上述の吸水管システムを地盤内に設置して前記地盤内の地下水位を低下させ、または、上述の地下水低下工法により前記地盤内の地下水位を低下させ、次に、前記地盤の締め固めを行う。 In order to achieve the above object, the saturated ground compaction method is to install the above-mentioned water absorption pipe system in the ground to lower the groundwater level in the ground, or the groundwater in the ground by the groundwater lowering method described above. The ground is lowered, and then the ground is compacted.
この飽和地盤の締め固め工法によれば、吸水管システムが地盤内に設置されると、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。したがって、その後、地盤の締め固めを行うことで、飽和地盤を効率的に締め固めることができる。 According to this saturated ground compaction method, when the water absorption pipe system is installed in the ground, the groundwater in the ground flows toward the well point through the drain material on the outer surface of the riser pipe. It is possible to efficiently drain water by applying a negative pressure from the end side of the riser pipe. For this reason, the groundwater level can be effectively lowered even in the ground having low water permeability. Therefore, after that, the saturated ground can be efficiently compacted by compacting the ground.
上記飽和地盤の締め固め工法において、前記地盤の締め固めを、前記地盤に対する材料の圧入、振動または衝撃により実施することができる。 In the above-mentioned saturated ground compaction method, the ground compaction can be performed by press-fitting, vibration or impact of a material to the ground.
本発明によれば、透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a water absorption pipe system capable of effectively lowering a groundwater level even on a low-permeability ground, a groundwater level lowering method using such a water absorption pipe system, and a method for compacting a saturated ground. Can do.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
〈吸水管システム〉
図1は本実施形態による吸水管システムの全体を概略的に示す正面図である。図2は、図1の吸水管システムのライザーパイプおよびドレーン材をII-II線方向に切断して見た断面図(a)(b)である。
<Water absorption pipe system>
FIG. 1 is a front view schematically showing the entire water absorption pipe system according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view (a) and (b) of the riser pipe and drain material of the water absorption pipe system of FIG.
図1に示すように、吸水管システム10は、先端側に設けられたたウェルポイント11と、ウェルポイント11に接続されたライザーパイプ12と、ライザーパイプ12の外面に取り付けられたドレーン材13と、を備え、ウェルポイント11を先端(下端)にして地盤内に設置することができる。
As shown in FIG. 1, the water
ドレーン材13は、下端13aがウェルポイント11とライザーパイプ12との接続部に位置し、上端13bまでの長さがライザーパイプ12よりも短くなっている。すなわち、図1のように、吸水管システム10が地盤内に設置されたとき、地表面Sよりも下側(地中側)に位置するライザーパイプ12の設置深さDに対し、ドレーン材13は地表面Sから上端13bまでの距離dの分だけ短くなるように構成される。距離dは少なくとも1mに設定される。
The
ドレーン材13は、図2(a)のように、ライザーパイプ12を挟むようにして取り付けられた一対の平板状ドレーン材13c、13dから構成されている。平板状ドレーン材13c、13dは、多数の通水路pが形成されたプラスチックボード14の両面に不織布からなるフィルタ15を貼り付けて構成されている。
As shown in FIG. 2A, the
また、ドレーン材13は、図2(b)のように、ライザーパイプ12の外周面に巻き付けられるようにして取り付けられた円形状ドレーン材13eから構成してもよい。円形状ドレーン材13eは、多数の通水路pが形成されたプラスチックボード14をライザーパイプ12の外周面に一周分巻き付け、その外周面に不織布からなるフィルタ15を貼り付けて構成することができる。
Moreover, the
ドレーン材13は、フィルタ15の不織布が水を透過し細粒分を透過させず、透過した水がプラスチックボード14内の通水路pへと流れ込むようになっている。
The
なお、平板状ドレーン材13c、13d、円形状ドレーン材13eは、ライザーパイプ12の外面に接着剤や締め付けバンド等を用いて取り付けることができる。また、ドレーン材13c〜ドレーン材13eは、真空圧密による軟弱地盤改良工法に使用されるプラスチックボードドレーンから構成することができる。
The
また、図1のウェルポイント11は、外周面に設けられた吸水部11aと、先端に設けられたノズル11bと、を有する。吸水部11aは吸水時に金網等からなるフィルタを通して周囲の地下水を吸引する公知の構造から構成され、ノズル11bはジェット噴流を噴出する公知の構造から構成され、吸水部11aにおける吸引時にノズル11bが自動的に閉じるようになっている。
Moreover, the
また、図1の吸水管システム10のウェルポイント11は、たとえば、内径50mm、長さ0.7〜1.0mとし、ライザーパイプ12は内径40mmとし、平板状ドレーン材13c、13dは、幅100mm、厚さ3mmとし、円形状ドレーン材13eは厚さ3mmとすることができるが、これらの寸法は、一例であって、適宜変更可能である。
Further, the
〈飽和地盤の地下水位低下工法および締め固め工法〉
次に、図1,図2の吸水管システムを用いた飽和地盤の地下水位低下工法および締め固め工法について図3〜図9を参照して説明する。図3は本実施形態による地下水位低下工法・締め固め工法の工程S01〜S07を説明するためのフローチャートである。図4は図3の吸水管システムの設置工程S01の主要工程(a)〜(c)を示す概略図である。図5は図3の吸水管システムによる吸水工程S03を示す概略図である。
<Groundwater level lowering method and compaction method for saturated ground>
Next, a groundwater level lowering method and a compacting method for saturated ground using the water absorption pipe system shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart for explaining steps S01 to S07 of the groundwater level lowering method / consolidation method according to this embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing main steps (a) to (c) of the installation step S01 of the water absorption pipe system of FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a water absorption step S03 by the water absorption pipe system of FIG.
図3,図4(a)〜(c)のように、水で飽和したシルト地盤G1とその下部の粘性土層(不透水層)G2とからなる地盤Gにおいてシルト地盤G1内の地下水位を低下させるために、図1,図2の吸水管システム10をシルト地盤G1に設置する(S01)。
As shown in FIGS. 3 and 4 (a) to 4 (c), the groundwater level in the silt ground G1 is determined in the ground G composed of the silt ground G1 saturated with water and the viscous soil layer (impermeable layer) G2 below the water. In order to reduce, the water
まず、図4(a)のように、ジェットポンプJPからホースHS,ライザーパイプ12の内部を通してジェット噴流を吸水管システム10のウェルポイント11のノズル11bから噴出させることで、地表面Sからシルト地盤G1を切削しシルト地盤G1の掘削を始めるとともに、吸水管システム10をノズル11bからシルト地盤G1内へと下方向aに挿入する。この掘削とともに掘削土砂が地表面Sに溢れ出す。
First, as shown in FIG. 4 (a), a jet jet is jetted from the
図4(b)のように、ジェット噴流の噴出を行いながら吸水管システム10のシルト地盤G1内への挿入を続ける。この間、従来のような掘削穴内への砂の投入は行わない。
As shown in FIG. 4B, the water
次に、図4(c)のように、吸水管システム10のウェルポイント11の先端にあるノズル11bが粘性土層(不透水層)G2に達すると、ジェットポンプJPを停止しジェット噴流の噴出を止め、吸水管システム10のシルト地盤G1内への挿入を停止する。このようにして吸水管システム10をシルト地盤G1内に設置する。このとき、図4(c)に示すように、地表面Sからドレーン材13の上端13bまでの距離dは少なくとも1mである。
Next, as shown in FIG. 4 (c), when the
上述のように吸水管システム10のシルト地盤G1への設置が完了すると、次に、図1,図5に示すように、ライザーパイプ12の地上側の端部12aを、スイングジョイント17を介してヘッダーパイプ18に接続する(S02)。ヘッダーパイプ18には、他の位置に同様にして設置された他の吸水管システムのライザーパイプがスイングジョイントを介して接続される一方、真空ポンプ等からなる負圧源(図示省略)が接続されている。
When the installation of the water
次に、負圧源(図示省略)を作動させて吸水管システム10のウェルポイント11の吸水部11aから吸水を開始し、地下水を吸引し外部に排出する(S03)。これにより、図5のように、シルト地盤G1内の地下水位Hは、自然地下水位H0から低下し、ウェルポイント11による井戸内では水位H1まで低下する。浸潤線は、吸水管システム10からから離れるにしたがって緩やかに自然地下水位H0に漸近する。
Next, a negative pressure source (not shown) is operated to start water absorption from the
吸水工程S03をシルト地盤G1内の地下水位Hが所定の水位に低下するまで続ける(S04)。これにより、飽和したシルト地盤G1を不飽和化することができる。 The water absorption step S03 is continued until the groundwater level H in the silt ground G1 falls to a predetermined water level (S04). Thereby, the saturated silt ground G1 can be desaturated.
次に、地下水位Hが所定の水位に低下すると、ドライワークによる掘削や締め固め等の目的の作業を実施する(S05)。 Next, when the groundwater level H falls to a predetermined water level, the target work such as excavation or compaction by dry work is performed (S05).
すなわち、不飽和化した地盤G1に対し砂等の粒状材料を圧入し、地盤を締め固める。かかる粒状材料の圧入は、公知のサンドコンパクションパイル(SCP)施工機械を用いてたとえば直径40〜50cm程度のケーシングパイプを振動させながら地盤に打ち込むようにしたSCP工法の打ち戻し締め固め方式により実施することができる。また、必要に応じて掘削工等を行う。 That is, a granular material such as sand is pressed into the unsaturated ground G1, and the ground is compacted. The press-fitting of the granular material is performed by a back compaction method of the SCP method in which a casing pipe having a diameter of about 40 to 50 cm is driven into the ground while being vibrated using a known sand compaction pile (SCP) construction machine. be able to. In addition, excavation work is performed as necessary.
次に、目的の作業工程S05が完了すると、負圧源を停止する(S06)。このように、目的の作業工程S05の完了まで吸水工程S03を連続して行う。 Next, when the target work process S05 is completed, the negative pressure source is stopped (S06). In this way, the water absorption step S03 is continuously performed until the completion of the target work step S05.
次に、ライザーパイプ12の地上側の端部12aにおいて図1,図5のスイングジョイント17を取り外し、ジェットポンプJPのホースHSを取り付けてから、ジェットポンプJPからジェット噴流を吸水管システム10のウェルポイント11のノズル11bから噴出させて地盤を緩めながら吸水管システム10を上方へと引き抜いて撤去する(S07)。
Next, the swing joint 17 shown in FIGS. 1 and 5 is removed from the
上述のようにして、本実施形態の吸水管システム10によれば、ドレーン材13が排水路を構成し、シルト地盤G1内の地下水がドレーン材13の中の通水路p(図2)を下向きに流れてウェルポイント11の吸水部11aの周囲に集まるので、効率的に排水を行うことができ、シルト層のような透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。また、図5のように、地中のドレーン材13の上端13bから地表面Sまでの距離dが少なくとも1mであり、この少なくとも厚さ1mのシルト層を気密層SLとして利用することができるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。
As described above, according to the water
以上のように、吸水管システム10によれば、ライザーパイプ12の周りにドレーン材13を設けることでウェルポイント11への確実な排水路を構築するとともに地表面の気密を確実にして負圧作用の効果を高めることで、地下水をより効率的に排出し、地下水位を効率的に低下できる。
As described above, according to the water
図7に図6の従来のウェルポイント工法による吸水工程を説明するための概略図を示すが、図6(a)〜(c)の従来例の吸水工程によれば、図7のように、砂の充填された井戸内の水位H2がウェルポイントWPの上端近傍まで低下するが、かかる井戸内の水位低下によってのみ周辺の地下水を排出するだけである。また、地下水排出のための負圧源による負圧は、井戸内の砂によるサンドフィルタSFの上端面S1が大気に開放されているので、シルト層に効率的に加わらず、地下水位を低下させるための吸引力が低い。これに対し、本実施形態によれば、井戸内の水位低下に加えて、図5のように少なくとも厚さ1mのシルト層を気密層SLとして利用でき、シルト地盤G1の全体に負圧を作用させることができるので、地下水をより効率的に排出することができる。 FIG. 7 shows a schematic diagram for explaining the water absorption process by the conventional well point method of FIG. 6, but according to the conventional water absorption process of FIGS. 6 (a) to (c), as shown in FIG. Although the water level H2 in the well filled with sand falls to the vicinity of the upper end of the well point WP, the surrounding groundwater is only discharged only by the lowering of the water level in the well. Moreover, since the upper end surface S1 of the sand filter SF made of sand in the well is open to the atmosphere, the negative pressure generated by the negative pressure source for discharging the groundwater does not efficiently apply to the silt layer and lowers the groundwater level. Low suction force for On the other hand, according to this embodiment, in addition to lowering the water level in the well, a silt layer having a thickness of at least 1 m can be used as the airtight layer SL as shown in FIG. 5, and negative pressure acts on the entire silt ground G1. Therefore, groundwater can be discharged more efficiently.
また、図6(a)〜(c)の従来のウェルポイント工法によれば、井戸内の砂礫によるサンドフィルタSFは、排水層を構築し、周囲のシルト層からの地下水をウェルポイントWPへと流すが、かかる排水が進行するにつれて、シルト層からのシルトが泥水状の細粒分となってサンドフィルタSFへ入り込んでしまい(図6(d))、サンドフィルタSFの透水性が低下し、サンドフィルタSFは排水層としての機能が低下してしまう。これに対し、本実施形態によれば、ドレーン材13内の多数の通水路p(図2)を通して地下水をウェルポイント11へと効率的に流すことができ、ドレーン材13が排水層として確実に機能するとともに、ドレーン材13では、フィルタ15がシルトのような細粒分を透過しないので、排水が進行しても目詰まりを起こしにくく、排水層の機能を効率的に維持できる。
In addition, according to the conventional well point method shown in FIGS. 6A to 6C, the sand filter SF by the gravel in the well constructs a drainage layer, and converts the groundwater from the surrounding silt layer to the well point WP. However, as the drainage proceeds, the silt from the silt layer enters the sand filter SF as a mud-like fine granule (FIG. 6 (d)), and the water permeability of the sand filter SF decreases. The sand filter SF has a reduced function as a drainage layer. On the other hand, according to this embodiment, groundwater can be efficiently flowed to the
図5と図7とを比較すると、破線で示す地下水位Hを表す浸潤線は、図5の本実施形態の方が図7の従来例よりも低下しているが、これは目詰まりを起こしにくいドレーン材の使用と気密層SLの存在による効果と考えられる。 5 and 7, the infiltration line representing the groundwater level H indicated by a broken line is lower in the present embodiment in FIG. 5 than in the conventional example in FIG. 7, but this causes clogging. This is probably due to the use of difficult drain materials and the presence of the airtight layer SL.
ここで、本実施形態の吸水管システム10による地下水位低下工法と従来のキャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法との相違について図8(a)〜(e)を参照して説明する。図8は、本実施形態の吸水管システムによる地下水位低下工法を説明するための概略図(a)、図2(a)に対応する吸水管システムの断面図(b)、図2(b)に対応する別のドレーン材を用いた吸水管システムの断面図(c)、従来のキャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法を説明するための概略図(d)およびドレーンの断面図(e)である。
Here, the difference between the groundwater level lowering method by the water
キャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法は、図8(d)のように、地盤G内に打設されたプラスチックボードドレーン(ドレーン材)PBDの上端に不透水性のキャップ部CPを介して接続された排水管DPに負圧を加えることで、負圧に起因する大気圧を地盤に加え地盤内から水を排出することで地盤改良を行う。このようなキャップ付プラスチックボードドレーンの具体例は、たとえば特開2006-241872号公報に記載されている。ドレーン材PBDの断面積は、図8(e)のように、通常、幅100mm×厚さ3mm程度であり、図8(a)の吸水管システム10のライザーパイプ12の内径をたとえば図8(b)(c)のように40mmとすると、ライザーパイプ12の1/4程度であり通水能が小さく、通水抵抗が大きい。粘土よりも透水係数の大きいシルト地盤の場合、吸水量が多くなるとエネルギーロスが問題となる。また、シルトは粘土と比べて水分を保持する力が小さいため、吸水とともに地盤は不飽和化しながら地下水位が下がる。地盤が上部から不飽和化すると、接しているドレーンの内部に空気が流入する。このため、上部の空気と下部から吸引されてくる水とがドレーンの通水路内で干渉し、通水抵抗が生じることから揚水能力が低下してしまう。
As shown in FIG. 8 (d), the vacuum consolidation method using a plastic board drain with a cap is connected to the upper end of a plastic board drain (drain material) PBD placed in the ground G through an impermeable cap portion CP. By applying a negative pressure to the drainage pipe DP, the atmospheric pressure resulting from the negative pressure is applied to the ground, and the ground is improved by discharging water from the ground. A specific example of such a plastic board drain with a cap is described in, for example, JP-A-2006-241872. As shown in FIG. 8 (e), the drain material PBD has a cross-sectional area of typically about 100 mm width × 3 mm thickness, and the inner diameter of the
これに対し、図8(a)〜(c)の吸水管システム10のようなドレーン材付ウェルポイントは下部に集めた水をライザーパイプ12(たとえば内径40mm)で揚水するため揚水能力を充分に確保することができる。砂層のような透水性の高い地盤で吸水量が増えてもエネルギーロスが少ない。ドレーン材13に集まった地下水はウェルポイント11の吸水部11aからライザーパイプ12を通して排水される。ウェルポイント11により最下部で揚水するため、ドレーン材13の上部が不飽和となっても揚水能力は低下しない。
On the other hand, a well point with a drain material such as the water
本実施形態による締め固め工法は、上述のように、水で飽和した透水性の低いシルト質地盤を対象にして効果的に地下水位を低下させた後に締め固める工法であるが、この効果について図9を参照して説明する。図9は、地盤を締め固める前の土粒子の状態を示す概略図(a)および締め固めた後の土粒子の状態を示す概略図(b)である。 As described above, the compacting method according to the present embodiment is a method of compacting after effectively lowering the groundwater level for low-permeability silty ground saturated with water. This will be described with reference to FIG. FIG. 9: is the schematic (a) which shows the state of the soil particle before compacting the ground, and the schematic (b) which shows the state of the soil particle after compacting.
すなわち、図9(a)のように、地盤内の土粒子D,D間の間隙Pが大きく地盤が緩い状態で、かつ、飽和地盤のため間隙Pが間隙水で飽和している場合、地盤を締めても、間隙Pから間隙水を速やかに排出することができないため、土粒子D,D間の間隙Pを小さくできず、地盤を締め固めるのが難しい。これに対し、本実施形態の飽和地盤の締め固め工法によれば、地盤を締める前に、飽和地盤の地下水位を低下させ、不飽和化することで、図9(a)の間隙Pから間隙水を排出し、しかる後に、粒状材料の圧入により地盤を締めることで、図9(b)のように、シルトのような細粒分が多く透水性が低い地盤であっても、土粒子D,D間の間隙水のない間隙Pを効率よく小さくすることができ、地盤を効率的に締め固めることができる。 That is, as shown in FIG. 9A, when the gap P between the soil particles D and D in the ground is large and the ground is loose, and the ground P is saturated with pore water due to the saturated ground, Even if tightened, pore water cannot be quickly discharged from the gap P, so the gap P between the soil particles D and D cannot be reduced, and it is difficult to compact the ground. On the other hand, according to the saturated ground compaction method of the present embodiment, the groundwater level of the saturated ground is lowered and desaturated before the ground is tightened, so that the gap P is changed from the gap P in FIG. After draining the water and then tightening the ground by press-fitting the granular material, even if the ground has many fine particles such as silt and low water permeability as shown in FIG. , D can be effectively reduced and the ground can be efficiently compacted.
また、図3の吸水管システム設置工程S01および撤去工程S07では、吸水管システム10を設置し、その後、引き抜き撤去するが、いずれの工程もジェット噴流を噴出しながら実施するので、設置・撤去を簡単かつ迅速に行うことができ、施工の効率性が向上する。
In addition, in the water absorption pipe system installation step S01 and the removal step S07 in FIG. 3, the water
また、図8(d)のように、ドレーン打設機によってプラスチックボードドレーンPBDを打設する真空圧密工法では、ドレーンの撤去にはかなりの困難が伴うのに対し、本実施形態では吸水管システム10の撤去は容易かつ迅速に行うことが可能である。 In addition, in the vacuum consolidation method in which the plastic board drain PBD is driven by the drain driving machine as shown in FIG. 8D, it is considerably difficult to remove the drain. Removal of 10 can be done easily and quickly.
また、本実施形態において地下水位を低下させ締め固める対象とする地盤は、粒径がシルト〜細砂であるシルト質地盤が好ましく、かかるシルト質地盤は、一般に透水性が低いが、粘土に比べると透水性が高い地盤である。 Further, in the present embodiment, the target ground for lowering and compacting the groundwater level is preferably a silty ground having a particle size of silt to fine sand, and such a silty ground is generally low in water permeability, but compared to clay. The ground is highly permeable.
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、ライザーパイプに取り付けるドレーン材として、本実施形態ではプラスチックボードドレーンを用いたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、ドレーン材を、外周面に多数の孔を形成した多孔管と、水を透過し細粒分を透過させないように多孔管の外周面に巻き付けた不織布等からなるフィルタと、から構成してもよい。かかるドレーン材を、ライザーパイプの外周面に配置して二重管構造の吸水管システムとすることができる。 As described above, the modes for carrying out the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, as the drain material to be attached to the riser pipe, a plastic board drain is used in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, for example, the drain material is a perforated tube having a large number of holes formed on the outer peripheral surface, You may comprise from the filter which consists of a nonwoven fabric etc. which were wound around the outer peripheral surface of a porous tube so that water might permeate | transmit and a fine particle part may not be permeate | transmitted. Such a drain material can be arranged on the outer peripheral surface of the riser pipe to form a double pipe structure water absorption pipe system.
たとえば、図10に示すように、吸水管システム10Aは、外周面に多数の孔19aを形成した多孔管19と、多孔管19の外周面に巻き付けられた不織布からなるフィルタ20(図10の破線で示す)とを有するドレーン材を備え、先端側にウェルポイント11を有するライザーパイプ12に多孔管19を挿入し部分的に固定することで構成される。吸水管システム10Aが地盤内に設置されたとき、ドレーン材の多孔管19は、ライザーパイプ12の設置深さDよりも上部において少なくとも1m短く、多孔管19の上端13bから地表面Sまでの距離dは少なくとも1mである。
For example, as shown in FIG. 10, the water
多孔管19の内面とライザーパイプ12の外面との間に形成される隙間が通水路pとなって、吸水管システム10Aが地盤内に設置されると、この通水路pが排水路を構築し、排水路を通してウェルポイント11へと排水される。
When the gap formed between the inner surface of the
図10の吸水管システム10Aによれば、ライザーパイプ12に被せるようにして多孔管19によるドレーン材を設けることでウェルポイント11への確実な排水路を構築するとともに多孔管19を上端で短くして地表面の気密を確実にし負圧作用の効果を高めることで、地下水をより効率的に排出し、地下水位を効率的に低下できる。
According to the water
また、図3の目的の作業工程S05における材料圧入工程は、振動や衝撃を地盤に与える工程に代えてもよく、同様の地盤の締め固め効果を得ることができる。 Further, the material press-fitting step in the target operation step S05 of FIG. 3 may be replaced with a step of applying vibration or impact to the ground, and the same ground compaction effect can be obtained.
本発明によれば、シルト質のような透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能であるので、地下水位の低下後の締め固めにより飽和地盤を効率的に締め固めることができる。 According to the present invention, since the groundwater level can be effectively lowered even for a low-permeability ground such as silt, the saturated ground can be efficiently compacted by compaction after the groundwater level is lowered. Can do.
10,10A 吸水管システム
11 ウェルポイント
11a 吸水部
11b ノズル
12 ライザーパイプ
13 ドレーン材
13b 上端
14 プラスチックボード
15 フィルタ
19 多孔管
20 フィルタ
G 地盤
G1 シルト地盤
H 地下水位
JP ジェットポンプ
SL 気密層
d 距離
p 通水路
10, 10A Water
Claims (12)
先端側に設けられたウェルポイントと、
前記ウェルポイントに接続されたライザーパイプと、
前記ウェルポイントに向けて排水をするように前記ライザーパイプの外面に取り付けられたドレーン材と、を備える吸水管システム。 A water absorption pipe system that can be installed in the ground to lower the groundwater level,
A well point provided on the tip side;
A riser pipe connected to the well point;
And a drain member attached to an outer surface of the riser pipe so as to drain water toward the well point.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、
前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する地下水位低下工法。 A groundwater level lowering method that lowers the groundwater level in the ground,
The water absorption pipe system according to any one of claims 1 to 4 is installed in the ground such that the well point is located below the groundwater level in the ground,
A groundwater level lowering method in which a negative pressure is applied from the upper end side of the riser pipe to suck groundwater.
請求項5に記載の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ドレーン材の上端が地表面から少なくとも1m以上深く位置し、
前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する地下水位低下工法。 A groundwater level lowering method that lowers the groundwater level in the ground,
The water absorption pipe system according to claim 5 is installed in the ground so that the well point is located below the groundwater level in the ground, and the upper end of the drain material is located at least 1 m deep from the ground surface,
A groundwater level lowering method in which a negative pressure is applied from the upper end side of the riser pipe to suck groundwater.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の吸水管システムを地盤内に設置して前記地盤内の地下水位を低下させ、または、請求項6乃至10のいずれか1項の地下水低下工法により前記地盤内の地下水位を低下させ、次に、前記地盤の締め固めを行う飽和地盤の締め固め工法。 A method for compacting saturated ground,
The water absorption pipe system according to any one of claims 1 to 5 is installed in the ground to lower the groundwater level in the ground, or by the groundwater lowering method according to any one of claims 6 to 10. A saturated ground compaction method that lowers the groundwater level in the ground and then compacts the ground.
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