JP2016023515A - 排液パイプ - Google Patents

Abstract

【課題】液体分が多量に含有されている地盤などで、広範囲にわたって回収し易くする排液性能を有することで地中の液体分を排出性能を向上できる廃液パイプを提供する。
【解決手段】排液パイプ１０は、地中に埋設されるパイプ本体１１と、パイプ本体１１の外面に設けられたパイプ軸周りに沿った螺旋状に形成されている突出部１２と、パイプ本体１１の外面に設けられてパイプ本体１１の外部と内部とを連通し、突出部１２に接続された通液孔１３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、排液パイプに関する。

従来から、例えば下記特許文献１に示すような排液パイプが知られている。この排液パイプは、地中に埋設されるパイプ本体と、パイプ本体の外面に設けられてパイプ本体の外部と内部とを連通する通液孔と、を備えている。

特開２００３−１４７７７５号公報

しかしながら、前記従来の排液パイプでは、排液性能を向上させることについて改善の余地がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、排液性能を向上させることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る排液パイプは、地中に埋設されるパイプ本体と、前記パイプ本体の外面に設けられた突出部と、前記パイプ本体の外面に設けられて前記パイプ本体の外部と内部とを連通し、前記突出部に接続された通液孔と、を備えている。

この場合、地中の液体分が、突出部の表面に沿って突出部の突端から基端に向けて流れ、通液孔を通してパイプ本体内に排液される。

前記パイプ本体は、地表から地中にパイプ軸方向に沿った前側に向けて進入することで地中に埋設されていてもよい。

この場合、パイプ本体が、地表から地中にパイプ軸方向に沿った前側に向けて進入することで地中に埋設されるので、例えば既存の地盤に適用する等、この排液パイプの適用範囲を多岐にわたらせることができる。

前記突出部は、前記パイプ軸回りに沿うパイプ周方向に延びる螺旋状に形成されていてもよい。

この場合、突出部が、パイプ周方向に延びる螺旋状に形成されているので、パイプ本体を地表から地中に埋設させるときに、パイプ本体をパイプ周方向に回転させ、突出部が地盤から受ける反力を、パイプ本体の推進力とすることができる。

前記突出部は、表裏面が前記パイプ本体のパイプ軸方向を向く板状に形成されていてもよい。

この場合、突出部が、表裏面がパイプ軸方向を向く板状に形成されているので、地中の液体分を広範囲にわたって回収し易くすることができる。

前記通液孔は、前記パイプ本体の側面視において、前記突出部に交差していてもよい。

この場合、通液孔が、前記側面視において、突出部に交差しているので、通液孔の開口面積を広く確保することで、仮にパイプ本体の強度が低下したとしても、この強度の低下分を、突出部によるパイプ本体の補強効果によって補うことができる。

請求項１に係る発明によれば、地中の液体分が、突出部の表面に沿って突出部の突端から基端に向けて流れ、通液孔を通してパイプ本体内に排液される。したがって、地中の液体分を通液孔に効果的に集約させることが可能になり、排液性能を向上させることができる。これにより、例えば地盤の安定化を図ること等ができる。
またこのように、通液孔を突出部に接続することにより、排液性能を向上させることができるので、排液性能を確保しつつ、通液孔の開口面積を小さく抑えることができる。これにより、パイプ本体の強度を確保し易くすることが可能になり、例えば、パイプ本体を地中に埋設するときの施工性を向上させること等ができる。

請求項２に係る発明によれば、この排液パイプの適用範囲を多岐にわたらせることができるので、例えば液体分が多量に含有されている地盤などにこの排液パイプを適用することで、排液性能を向上させることができる効果を顕著に奏功させることができる。

請求項３に係る発明によれば、パイプ本体をパイプ周方向に回転させ、突出部が地盤から受ける反力を、パイプ本体の推進力とすることができるので、パイプ本体を地表から地中に埋設させ易くすることができる。

請求項４に係る発明によれば、地中の液体分を広範囲にわたって回収し易くすることができるので、排液性能をより向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、通液孔の開口面積を広く確保することで、仮にパイプ本体の強度が低下したとしても、この強度の低下分を、突出部によるパイプ本体の補強効果によって補うことができる。したがって、パイプ本体の強度を保ちながら、通液孔の開口面積を広く確保し易くすることができる。

本発明の一実施形態に係る排水パイプが埋設された地盤の断面図であって、排水パイプを側面図で示したものである。 図１に示す排水パイプの側面図である。 図２に示す排水パイプをパイプ周方向に展開した展開図である。 図２に示す排水パイプを、突出部が螺旋方向の全長にわたって連続するようにパイプ周方向に展開した展開図である。 本発明の第１変形例に係る排水パイプの側面図である。 図５に示す排水パイプをパイプ周方向に展開した展開図である。 図５に示す排水パイプを、突出部が螺旋方向の全長にわたって連続するようにパイプ周方向に展開した展開図である。 本発明の第２変形例に係る排水パイプの側面図である。 本発明の参考例に係る排水パイプの側面図である。 本発明の第１検証試験に用いた第１検証装置の縦断面図である。 本発明の第１検証試験の試験結果を示すグラフである。 本発明の第２検証試験に用いた第２検証装置の縦断面図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る排水パイプ（排液パイプ）１０を説明する。排水パイプ１０は、例えば、盛土斜面や切り土斜面などの斜面を安定させることが可能であり、地すべり防止杭として機能させることができる。
図１から図４に示すように、排水パイプ１０は、パイプ本体１１と、突出部（羽根部、受圧板）１２と、通水孔（通液孔）１３と、を備えている。なお図１では便宜上、通水孔１３の図示を省略している。

パイプ本体１１は、地中Ｇ１に埋設される。パイプ本体１１は、地表Ｇ０から地中Ｇ１にパイプ軸Ｏ方向に沿った前側に向けて進入することで地中Ｇ１に埋設される。本実施形態では、パイプ本体１１は、地表Ｇ０から水平方向に沿って地中Ｇ１に進入している。パイプ本体１１は、地中Ｇ１において水平方向に平行に配置されても、水平方向に対して傾斜して配置されてもよい。

なおパイプ本体１１の前端部（先端部）には、多様な形状を採用することができる。例えば、パイプ本体１１の前端部においてパイプ軸Ｏ方向を向く端面が、パイプ軸Ｏに対して直交する方向に延びる平坦形状に形成されていてもよい。また、パイプ本体１１の前端部が、前側に向かうに従い漸次縮径する錐形状に形成されていてもよい。さらには、パイプ本体１１の前端部が閉塞され閉端となっていてもよく、開放され開端となっていてもよい。

突出部１２は、パイプ本体１１の外面に設けられている。突出部１２は、表裏面がパイプ本体１１のパイプ軸Ｏ方向を向く板状に形成されている。突出部１２は、パイプ軸Ｏ回りに沿うパイプ周方向に延びる螺旋状に形成されている。
突出部１２は、パイプ周方向に回転するパイプ本体１１に、パイプ軸Ｏ方向への推進力を付与する。突出部１２は、パイプ本体１１をパイプ軸Ｏ方向の後側から見て、時計回りに回転するパイプ本体１１に前側への推進力を付与し、反時計回りに回転するパイプ本体１１に後側への推進力を付与する。

突出部１２は、パイプ本体１１において前端部を含む領域に設けられている。突出部１２は、パイプ本体１１の前端部から後側に向けて延びている。突出部１２の後端部は、パイプ本体１１におけるパイプ軸Ｏ方向の中央部よりも後側に位置している。突出部１２は、パイプ本体１１に、パイプ周方向に沿って２周半にわたって延びている。
なおパイプ本体１１において、突出部１２よりも後側に位置する後端部には、把持部１４が設けられている。把持部１４は、例えばオーガ等の回転装置により把持される。把持部１４は、突起状に形成されている。

通水孔１３は、パイプ本体１１の外面に設けられてパイプ本体１１の外部と内部とを連通している。図３および図４に示すように、通水孔１３は、突出部１２が延びる螺旋方向に、間隔をあけて複数配置されている。複数の通水孔１３は、互いに同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。

通水孔１３は、突出部１２に接続されていて、パイプ本体１１の外面において突出部１２の基端が連結される部分を含む領域に形成されている。通水孔１３の少なくとも一部は、突出部１２よりも前側に位置している。通水孔１３は、パイプ本体１１の側面視において、突出部１２に交差している。通水孔１３は、パイプ軸Ｏ方向に延びる長穴状に形成されていて、突出部１２をパイプ軸Ｏ方向に跨っている。本実施形態では、通水孔１３のうち、パイプ軸Ｏ方向の中央部が突出部１２上に配置されている。

ここで図３に示す展開図は、パイプ本体１１上でパイプ軸Ｏ方向に直線状に延びる基準線Ｌを基準として、排水パイプ１０をパイプ周方向に展開している。前記基準線Ｌは、パイプ本体１１のうち、突出部１２の前端部が配置された部分を通過する。図４に示す展開図は、突出部１２が螺旋方向の全長にわたって連続するように、パイプ本体１１を前記基準線Ｌからパイプ周方向に展開している。

これらの図３および図４に示すように、螺旋方向に隣り合う通水孔１３同士の螺旋方向に沿った各間隔は、互いに同等になっている。突出部１２がパイプ周方向を１回転する間に、つまり突出部１２の螺旋方向に沿った１周期の間に、通水孔１３は５つ設けられている。全ての通水孔１３は、周方向の位置が互いにずれるように配置されている。突出部１２において螺旋方向の周期が互いに異なる各部分に接続される通水孔１３同士は、互いにパイプ周方向の位相が異なるように配置されている。

前記排水パイプ１０は、例えば以下のようにして製造される。すなわち、通水孔１３が形成されたパイプ本体１１と突出部１２とを別部材で形成した後、パイプ本体１１と突出部１２とを、例えば溶接などにより固着させる。ここで本実施形態のように、通水孔１３をパイプ軸Ｏ方向に延びる長穴状に形成した場合、突出部１２をパイプ本体１１に固着させる位置がパイプ軸Ｏ方向に多少ずれたとしても、通水孔１３を突出部１２に接続させた状態を維持し易くすることができる。

前記排水パイプ１０を図１に示すような地表Ｇ０から地中Ｇ１に進入させるときには、パイプ本体１１の把持部１４を前記回転装置により把持し、パイプ本体１１を、前進を許容させた状態で回転させる。これにより、パイプ本体１１に推進力が加えられ、パイプ本体１１が前進して地中Ｇ１に埋設される。この推進力は、地盤において、突出部１２に対して後側に位置する部分からの反力に基づく。

以上説明したように、本実施形態に係る排水パイプ１０によれば、地中Ｇ１の水分が、突出部１２の表面に沿って突出部１２の突端から基端に向けて流れ、通水孔１３を通してパイプ本体１１内に排水される。したがって、地中Ｇ１の水分を通水孔１３に効果的に集約させることが可能になり、排水性能を向上させることができる。これにより、例えば地盤の安定化を図ること等ができる。

またこのように、通水孔１３を突出部１２に接続することにより、排水性能を向上させることができるので、排水性能を確保しつつ、通水孔１３の開口面積を小さく抑えることができる。これにより、パイプ本体１１の強度を確保し易くすることが可能になり、例えば、パイプ本体１１を地中Ｇ１に埋設するときの施工性を向上させること等ができる。

またパイプ本体１１が、地表Ｇ０から地中Ｇ１にパイプ軸Ｏ方向に沿った前側に向けて進入することで地中Ｇ１に埋設されるので、例えば既存の地盤に適用する等、この排水パイプ１０の適用範囲を多岐にわたらせることができる。したがって、例えば水分が多量に含有されている地盤などにこの排水パイプ１０を適用することで、排水性能を向上させることができる効果を顕著に奏功させることができる。

また突出部１２が、パイプ周方向に延びる螺旋状に形成されているので、パイプ本体１１を地表Ｇ０から地中Ｇ１に埋設させるときに、パイプ本体１１をパイプ周方向に回転させ、突出部１２が地盤から受ける反力を、パイプ本体１１の推進力とすることができる。したがって、パイプ本体１１を地表Ｇ０から地中Ｇ１に埋設させ易くすることができる。

また突出部１２が、表裏面がパイプ軸Ｏ方向を向く板状に形成されているので、地中Ｇ１の水分を広範囲にわたって回収し易くすることができる。したがって、排水性能をより向上させることができる。

また通水孔１３が、前記側面視において、突出部１２に交差しているので、通水孔１３の開口面積を広く確保することで、仮にパイプ本体１１の強度が低下したとしても、この強度の低下分を、突出部１２によるパイプ本体１１の補強効果によって補うことができる。したがって、パイプ本体１１の強度を保ちながら、通水孔１３の開口面積を広く確保し易くすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、図５から図８に示すような第１変形例および第２変形例に係る排水パイプ３０、４０を採用することも可能である。
図５から図７に示す第１変形例、および図８に示す第２変形例に係る排水パイプ３０、４０では、通水孔１３は、前記側面視において突出部１２に交差していない。第１変形例に係る排水パイプ３０では、通水孔１３が、突出部１２から前側に向けて延びていて、突出部１２の後側には配置されていない。第２変形例に係る排水パイプ４０では、通水孔１３が、突出部１２から後側に向けて延びていて、突出部１２の前側には配置されていない。

突出部１２は前記実施形態に示したものに限られない。
例えば、互いに独立する突出部１２が複数設けられていてもよい。また、突出部１２が板状でなくてもよい。さらに、突出部１２が螺旋状でなくてもよい。突出部１２として、パイプ軸Ｏ方向に延びる突条を採用することも可能である。パイプ本体１１は、打ち込みや圧入により地表Ｇ０から地中Ｇ１に埋設される他の構成に適宜変更することができる。

通水孔１３は前記実施形態に示したものに限られない。
例えば前記実施形態では、螺旋方向に隣り合う通水孔１３同士の螺旋方向に沿った各間隔が互いに同等になっているが、本発明はこれに限られない。例えば、前述の各間隔が互いに異なっていてもよい。また通水孔１３が、例えば、パイプ本体１１のうち、このパイプ本体１１が地中Ｇ１に埋設されたときに上側を向く一部分に集中して設けられていてもよい。さらに通水孔１３が長穴状でなくてもよく、通水孔１３が円形状でもよい。また通水孔１３が、突出部１２の螺旋方向に沿って、パイプ本体１１の外面において突出部１２の基端が連結される部分の全長にわたって延びていてもよい。
以上のように、通水孔１３の位置や形状を適宜変更することが可能である。

把持部１４は前記実施形態に示したものに限られない。
例えば、把持部１４としてボルト孔を形成し、ボルト孔に対応したボルトを用いてパイプ本体１１を回転させることも可能である。
さらには把持部１４がなくてもよい。

前記実施形態では、パイプ本体１１が、地表Ｇ０から地中Ｇ１に進入することで地中Ｇ１に埋設されるが、本発明はこれに限られない。例えば、地盤作りの際に合わせて排水パイプ１０を埋設してもよい。
排水パイプ１０は、水とは異なる液体も排出可能である。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、本願発明の作用効果を検証する第１検証試験および第２検証試験を実施した。

（第１検証試験）
第１検証試験では、排水量について検証した。第１検証試験では、実施例および比較例の２種類の排水パイプ１０、５０を準備した。実施例として、図１から図４に示す排水パイプ１０を採用した。比較例として、図９に示すような、通水孔１３が突出部１２と非接続とされた排水パイプ５０を採用した。なお、実施例および比較例の各排水パイプ１０、５０では、通水孔１３が配置される位置のみを異ならせた。

第１検証試験には、図１０に示す第１試験装置６０を用いた。第１試験装置６０は、本体部６１と、給水管６２と、連通部６３と、を備えている。本体部６１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されている。本体部６１内には、上下一対の仕切り板６４、６５が設けられている。上下一対の仕切り板６４、６５のうち、下側の仕切り板６４（以下、「下仕切り板」という）は、通水可能に形成され、上側の仕切り板６５（以下、「上仕切り板」という）は通水不能に形成されている。上下一対の仕切り板６４、６５は、本体部６１内を、上側空間６１ａ、中間空間６１ｂおよび下側空間６１ｃに区画する。

中間空間６１ｂには、仮想の地盤としての土層６６が収容されている。土層６６には、排水パイプ１０、５０が、上側から下側に向けて差し込まれている。排水パイプ１０、５０は、上仕切り板６５を鉛直方向に貫通している。排水パイプ１０、５０は、土層６６内の水を、上側空間６１ａに排出する。上側空間６１ａには、オーバーフロー管６７が設けられている。オーバーフロー管６７は、排水パイプ１０、５０から上側空間６１ａに排出された水を、上側空間６１ａから外部に排出する。

給水管６２は、本体部６１に隣接して配置され、鉛直方向に延びている。給水管６２の上端部は、本体部６１の上側空間６１ａよりも上側に位置している。連通部６３は、給水管６２の下端部と本体部６１の下側空間６１ｃとを連通している。

前記第１試験装置６０では、給水管６２の上端部から給水管６２に給水され、給水管６２に供給された水が、連通部６３、本体部６１の下側空間６１ｃおよび下仕切り板６４を通して土層６６に浸透する。給水管６２の上端部には、水抜き管６８が配置されていて、給水管６２の水位は、水が過剰に供給された場合でも、水抜き管６８が配置された位置に維持される。

そして第１検証試験では、前記第１試験装置６０に、実施例および比較例それぞれの排水パイプ１０、５０を適用した場合において、オーバーフロー管６７から排水される排水量について測定した。実施例および比較例それぞれについての試験では、適用する排水パイプ１０、５０以外の実験条件を同一とした。

結果を図１１に示す。図１１に示すグラフ線のうち、グラフ線Ｌ１は実施例の結果であり、グラフ線Ｌ２は比較例の結果である。なお、試験開始から１４０分後のそれぞれの排水量は、実施例では４６．０ｇ／ｍｉｎであり、比較例では２５．３ｇ／ｍｉｎであった。比較例の排水量を１とすると、実施例の排水量は１．８１となる。
以上より、実施例に係る排水パイプ１０の排水性能が優れていることが確認された。

（第２検証試験）
第２検証試験では、排水量および間隙水圧について検証した。第２検証試験では、第１検証試験と同様に、実施例および比較例の２種類の排水パイプ１０、５０を準備した。
第２検証試験には、図１２に示す第２試験装置７０を用いた。第２試験装置７０は、本体部７１と、水位計７２と、を備えている。本体部７１は、鉛直方向に延びる筒状に形成されている。本体部７１内には、１つの支持板７３が設けられている。支持板７３は、通水可能に形成され、本体部７１内を、上側空間７１ａと下側空間７１ｂとに区画する。

上側空間７１ａには、仮想の地盤としての土層７４が収容されている。土層７４には、排水パイプ１０、５０が、本体部７１の径方向の外側から内側に向けて差し込まれている。排水パイプ１０、５０は、本体部７１を径方向に貫通している。排水パイプ１０、５０は、土層７４内の水を外部に排出する。上側空間７１ａには、オーバーフロー管７５が設けられている。オーバーフロー管７５は、土層７４から溢れた水を、上側空間７１ａから外部に排出する。
水位計７２は、鉛直方向に延びる管状に形成され、本体部７１に隣接して配置されている。水位計７２の上端部は、大気開放され、水位計７２の下端部は、本体部７１の下側空間７１ｂに連通されている。

前記第２試験装置７０では、本体部７１の下側空間７１ｂおよび水位計７２に水が充填され、かつ、土層７４に水が十分供給された状態で、本体部７１の上側空間７１ａから土層７４に水が供給される。するとこの水が、オーバーフロー管７５から排水されたり、排水パイプ１０、５０から排水されたりする。水が排水パイプ１０、５０から排水されると、土層７４における間隙水圧が低下する。この間隙水圧の低下分は、土層７４の上面と水位計７２の水位との鉛直方向の距離である水頭差Ｄとして現れる。

そして第２検証試験では、前記第２試験装置７０に、実施例および比較例それぞれの排水パイプ１０、５０を適用した場合において、排水パイプ１０、５０から排水される排水量、および間隙水圧の低下についてそれぞれ測定した。実施例および比較例それぞれについての試験では、適用する排水パイプ１０、５０以外の実験条件を同一とした。

その結果、試験開始から１２０分後のそれぞれの排水量は、実施例では１６８．１ｇ／ｍｉｎであり、比較例では１４８．１ｇ／ｍｉｎであった。比較例の排水量を１とすると、実施例の排水量は１．１３となる。
また間隙水圧の低下（水頭差）は、実施例では４２ｍｍ、比較例では２２ｍｍであった。第２検証試験では、位置水頭が３３２ｍｍであったので、間隙水圧の低下率（水頭差／位置水頭）は、実施例では１２．７％となり、比較例では６．６％となる。
以上より、実施例に係る排水パイプ１０の排水性能が優れていることが確認された。

１０、３０、４０ 排水パイプ（排液パイプ）
１１ パイプ本体
１２ 突出部
１３ 通水孔（通液孔）
Ｇ０ 地表
Ｇ１ 地中
Ｏ パイプ軸

Claims (5)

1. 地中に埋設されるパイプ本体と、
   前記パイプ本体の外面に設けられた突出部と、
   前記パイプ本体の外面に設けられて前記パイプ本体の外部と内部とを連通し、前記突出部に接続された通液孔と、を備えている排液パイプ。
2. 前記パイプ本体は、地表から地中にパイプ軸方向に沿った前側に向けて進入することで地中に埋設される請求項１記載の排液パイプ。
3. 前記突出部は、前記パイプ軸回りに沿うパイプ周方向に延びる螺旋状に形成されている請求項２に記載の排液パイプ。
4. 前記突出部は、表裏面が前記パイプ本体のパイプ軸方向を向く板状に形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の排液パイプ。
5. 前記通液孔は、前記パイプ本体の側面視において、前記突出部に交差している請求項１から４のいずれか１項に記載の排液パイプ。

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