JP3384959B2 - 地盤改良施工域における工事の排出水浄化方法 - Google Patents

地盤改良施工域における工事の排出水浄化方法

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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤改良工法のう
ち、特に地表にサンドマットを敷設してバーチカルドレ
ーンを打設する工法を適用する場合、完了施工域におけ
る使用済みのサンドマットを濾過材として再び活用する
ようにした地盤改良施工域における工事の排出水浄化方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地盤改良工法としては、図5に例示する
如く地表1にサンドマット2を敷設し、更にその上に覆
土3を施工した状態から、杭打設用の機械類を使用して
地盤に所定の間隔で多数のバーチカルドレーン4を深さ
方向に形成し、その後、設計重量の盛土5を施して荷重
を加えることにより軟弱層である圧密対象層の排水を促
すと共に、サンドマット2に通じる揚水井6を設けて吸
水するようにした工法がある。この工法において、サン
ドマット2は、バーチカルドレーン4を通じて圧密対象
層から上昇する水の排水を容易にすることと、施工機械
の足場を確保するために必須となる。覆土3は、施工機
械類の足場がサンドマット2だけでは充分でないとき等
に施工される。また、使用されたサンドマット2や覆土
3は、施工が完了した後も撤去されることはなく、地盤
の一部としてそのまま残される。これに対し、盛土5
は、設計荷重により圧密を促進するものであり、施工完
了後は除荷されて次の施工域等に移される。なお、特
に、地盤改良を行う施工域が広く大規模になると、バー
チカルドレーン4としては、例えば、サンドドレーンや
ペーパードレーンに限られず、振動を加えて締め固める
サンドコンパクションパイルなど区域毎に使い分けるこ
ともあり、また地盤の支持力が特に問題となる施工域に
は固化系のパイルを混在することもある。
【0003】以上のような地盤改良工法において、サン
ドマット2は、排水材作用及び足場を得るため不可欠で
あり、盛土5を除荷して施工が完了する迄の間にそれ自
身重要な役目を果たし、盛土5を除去した段階で役目を
終える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から、
工事対象である改良施工域が大規模になると、例えば、
隣接して基礎構造物を構築したり、施工に付随する工事
等も行われ、それらに伴って大量の排出水がでてくる場
合がある。また、そのような大量の排出水には、それを
施工域外へ放流する場合に問題にならない程度まで浄化
しなければならないことがあり、積極的に工事用として
利用可能な程度まで浄化されることもある。しかし、従
来、そのような排出水は、施工域や隣接地に濾過処理等
の浄化設備を仮設してそこで不純物等を除去処理してお
り、それに要する経費についてはやむをえないものと諦
めていた。
【0005】本発明者らは、長年の大規模実施工を通じ
て、前述した排出水処理について、経費増及び資源の有
効利用等の観点から、合理的な対案を得るべく検討を重
ねてきた結果、地盤改良工法の特性を利用して問題にな
らない程度まで容易かつ簡易に浄化することができるこ
とを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、図1から図4に例示される如く、地表1にサ
ンドマット2を敷設し、地盤中に所定の間隔で多数のバ
ーチカルドレーン4を深さ方向に形成し、その上に盛土
5を施して荷重を加えることにより圧密対象層の排水を
促すと共に、盛土5側にサンドマット2に通じる揚水施
設6を設けている地盤改良施工域10に適用されるもの
であって、施工域10のうち、地盤改良を終了して盛土
5を取り除いた完了施工区10Aと、盛土5が未だ残さ
れている進行施工区10Bがある場合、進行施工区10
Bに接近した完了施工区10Aにあるサンドマット2側
に貯留部8を区画形成し、濾過処理しなければ放流でき
ない排出水を、貯留部8に入れることにより、サンドマ
ット2を自然浸透させ揚水施設6から回収して施工域外
へ放流可能にする、ようにしたものである。
【0007】この構造にあっては、地盤改良が大規模に
行われる場合に好適なものであり、採用地盤改良工法が
排出水を処理する濾過施設に必要なサンドマット2及び
揚水施設6を元々備えていることに加え、使用されたサ
ンドマット2は施工完了後も撤去されずに地盤の一部と
してそのまま残されていることに着目したものである。
そして、施工域が大規模になると、施工手順として施工
域の一端側から他端側というように順に行われるため、
通常、揚水施設6を持つ進行施工区10Bが前の完了施
工区10Aに隣接しており、この施工特性を利用するよ
うにした点に特長がある。すなわち、本発明は、濾過施
設に必要な要素を全て既設のもので代用して経費を削減
し、しかも完了施工区10Aのサンドマッド2は地盤改
良用として既に役目を終えており、これを再び濾過材と
して使用することで資源の有効活用を図ることができ
る。
【0008】上記の本発明は次のように具体化されるこ
とがより好ましい。第1に、貯留部8は、進行施工区1
0Bから数メートルから数十メートルの範囲にある完了
施工区10Aにおいて、使用期間に応じ新たな場所に順
に変えることである。この位置的な要件は、サンドマッ
ト2の厚さや貯留部8に入れる排出水の種類や量等によ
って異なるが、各種の試験からおおよその目安として分
かったことに基づく。つまり、貯留部8が揚水施設6を
持つ進行施工区10Bに数メートルよりも近づき過ぎる
とサンドマット2の濾過作用を目詰まり等で短期に損ね
たり、進行施工区10のサンドマット2の本来の排水作
用を損ねる虞がある。逆に、数十メートル、より好まし
くは約40メートルより遠くなり過ぎると回収効率が悪
くなるからである。また、本発明は、地盤改良での役目
を既に終えたサンドマッド2を活用するものであること
から、使用期間の経過で貯留部8から揚水施設6に至る
までのサンドマット2が目詰まりを起こしたと思われる
段階で、貯留部8を新たな場所に変えるようにし、排出
水の処理を常に良好に維持することが好ましい。第2
に、覆土3は施工機械類の足場がサンドマット2だけで
は充分でないとき等に施工される。そして、このような
施工条件の場合は、覆土3の一部を取り除いてサンドマ
ット2を露出し、その取り除いた部分を貯留部8とする
ことができるので、より合理的なものとなる。また、サ
ンドマット2の貯留部8と対応する部分を砂利等の粗骨
材9に置き換えると、濾過作用的に荒目から細目にな
り、より好ましい濾過作用を得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な形態を図1
から図4に基づいて説明する。なお、図1から図4で
は、図5と同じ部材ないしは作用をなすものに同じ符号
を付し、重複した説明を極力省き、要部構造を詳述す
る。
【0010】図4は段落0002に記載した工法にて地
盤改良を行う施工域例であり、本発明を実際に試験適用
した施工現場の平面図である。この施工域10は、全体
の面積が30万 m2 以上という大規模なもので、目的
とする地盤強度と間隙比を得るため、施工エリア10−
1と施工エリア10−2において、打設されるバーチカ
ルドレーン4の種類を変えた仕様設計になっている。施
工エリア1ではサンドドレーンが、施工エリア2ではサ
ンドコンパクションパイルが打設される。また、施工エ
リア10−2にLNGタンク設置部Cが計画され、その
内部掘削工事において、地下水位低下のため揚水した地
下水に問題があり、その地下水の処理を工事用排水例と
して本発明を適用したものである。つまり、この地下水
は、酸欠等により揚水後に空気に接触すると、水に含ま
れる鉄分等が酸化し、赤く変色(いわゆる赤水現象)し
たため、そのままの状態で施工区外へ放流できず、問題
のない程度まで変色する濾過処理設備を必要とした。
【0011】図1は本発明の浄化方法の適用例を示し、
同(a)は図4の施工エリア10−2中、符号Aの場所
に相当する断面を模式的に示し、同(b)は貯留部8を
上から見て作図の関係で90度回転した状態で模式的に
示している。本発明の浄化方法では、設置場所の選定が
重要であり、地盤改良を終了して盛土5を取り除いた完
了施工区10Aのうち、盛土5が残されている進行施工
区10Bに近い場所が必須となる。場所選定後は、貯留
部8を形成するだけである。ここで、サンドマット2の
厚さは1メートルであり、覆土2の厚さも1メートルに
施されている。盛土5は約3メートルの高さに設けら
れ、この盛土5にはサンドマット2に通じる揚水施設6
が設けられている。揚水施設6は集水井又は揚水井と称
されているものであり、図示を省略しているが、サンド
マット2を自然流下して集水されたものをポンプにて汲
み上げて、施工区外へ排水できるようになっている。揚
水施設6の設置は覆土2上にあって、(80メートル×
80メートル)に一箇所の割合で設けられている。
【0012】以上の条件を前提とし、貯留部8は、進行
施工区10Bに近い完了施工区10Aにあって、この例
では揚水施設6からの距離Lが約24メートル離れた場
所に設けられている。なお、距離L1は揚水施設6から
盛土6の有効端までの長さを示し、距離L2は盛土6の
法面部の水平長さを示し、距離L3は盛土6の法面部の
外端から貯留部8までの長さを示している。なお、下記
の実施例は、L1が8メートル、L2が8メートル、L3
が8メートルのときの例である。貯留部8の形成は、覆
土3の対応部を掘削して取り除いた構造であり、サンド
マット2の部分2aが内部底面に露出している。なお、
この構造は覆土3が存在している場合であり、施工仕様
によっては覆土3を必要としないケースもある。そのよ
うな場合には、図2に例示す如くサンドマット2の対応
部に土やブロック等により区画壁9を設けることが好ま
しい。要は、上記地下水や他の処理する排出水を供給す
るための凹状の領域が貯留部8として確保されるもので
あればよい。貯留部8の大きさは、上記地下水や他の処
理する排出水量に応じ任意に決められるものである。こ
の例では、上面の幅h1が7メートルで、長さh2が14
メートルの大きさとなっている。
【0013】貯留部8の内部構造は、図1の如くサンド
マット2の部分2aをそのままにしておく以外に、図2
の如く部分2aを掘り出して砂利等の粗骨材12に置換
するようにしてもよい。この場合は、濾過する排出水が
荒目の粗骨材12からサンドマット2の細目に吸い込ま
れることから濾過作用的に好ましい。これに加え、濾過
する排出水はサンドマット2側へ効率的に吸い込まれる
ことから、貯留部8に対し、濾過する排出水の導入ない
しは供給流量的な点で制約され難くなる。
【0014】また、本発明方法を適用する場合は、設置
場所的に、例えば、図4の符号Bで示すように施工領域
外に近い所で行わなければならず、しかも施工領域外へ
の流出が懸念されその流出を防がなくてはならない場合
もある。そのような場合には、図3に示す如く流出を防
ぐ側に適宜な遮水壁13を設けることもある。この遮水
壁13としては、例えば、各種の矢板や合成樹脂等の遮
水板が挙げられる。
【0015】
【実施例】次に、本発明の浄化方法を実際に適用した試
験のうち、代表的な例を挙げてその有用性を明らかにす
る。この実施例は、図1に示した設置条件で行ったとき
のものであり、貯留部8に対し上記の地下水を約300
トン/日の流量で供給し、所定時間後に揚水施設6で回
収したものを、試験機関で当初の地下水と共に水質を分
析したときの例である。なお、サンドマット2の仕様
は、層厚が1メートルで、平均粒径が1mm、最大粒径
が10〜20mm、細粒分含有率が5%以下のものであ
る。その一部を表1に一覧表示する。
【0016】 なお、表1において、透視度は、水などの透視の度合い
を示すもので、明るさ、色、濁りなどの総合された性質
を意味し、ガラス製円筒からできている透視度計に水を
満たして底部の5号活字を初めて読むことができる水層
の厚さ(cm)を度で示す値である。
【0017】本発明方法は、表1の例からも濾過作用的
に充分満足できることが分かる。また、同様な条件で他
の排出水として、土砂が混入した濁水、水替え工事に伴
う濁水等についても試験したが、何れも通常条件で放流
可能な程度まで濾過処理されることが確認されている。
このように、本発明を採用することにより、従来必要と
した経費を大幅に削減することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の地盤改良
施工域における工事の排出水浄化方法では、濾過施設に
必要な要素を全て既設をものを使用することから経費を
大幅に削減でき、地盤改良用として既に役目を終えてい
るサンドマッドを再び濾過材として使用することから、
資源の有効活用の点でも優れている。なお、本発明方法
では、揚水施設が既に存在しており、しかも濾過作用を
行うサンドマット部分が目詰まりを起こした段階で、貯
留部を新たな場所に区画形成するだけで工事の排出水を
継続して処理できることからも、極めて経済的である。
更に、貯留部は、例えば、簡単な土壁等で区画形成した
り、サンドマット上に覆土が施される場合にその覆土の
一部を取り除いててサンドマットの対応部を露出するだ
けでよいので、設置工数的な負担がほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用した施工区を示す断面模式図
である。
【図2】本発明に係る貯留部の他の例を示す断面模式図
である。
【図3】本発明方法を適用する場合の他の構成例を示す
断面模式図である。
【図4】本発明を試験適用した地盤改良施工域の全体を
示す模式図である。
【図5】前記地盤改良施工域で行われた改良工法を示す
断面模式図である。
【符号の説明】
1 地表 2 サンドマット 3 覆土 4 バーチカルドレーン 5 盛土 6 揚水施設 8 貯留部 10 地盤改良施工域 10A 完了施工区 10B 進行施工区
フロントページの続き (72)発明者 山田 清 愛知県名古屋市港区入場2丁目105番地 当知東住宅2−5−8 (72)発明者 森本 明 愛知県知多市旭3−38−3 (56)参考文献 特開 昭51−53711(JP,A) 特開 平8−215691(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 3/10 104 E02D 3/02 101 C02F 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地表にサンドマットを敷設し、地盤中に
    所定の間隔で多数のバーチカルドレーンを深さ方向に形
    成し、その上に盛土を施して荷重を加えることにより圧
    密対象層の排水を促すと共に、前記盛土側に前記サンド
    マットに通じる揚水施設を設けている地盤改良施工域に
    適用されるものであって、 施工域のうち、地盤改良を終了して前記盛土を取り除い
    た完了施工区と、前記盛土が未だ残されている進行施工
    区がある場合、前記進行施工区に接近した前記完了施工
    区にある前記サンドマット側に貯留部を区画形成し、濾過処理しなければ放流できない 排出水を、前記貯留部
    に入れることにより、前記サンドマットを自然浸透させ
    前記揚水施設から回収して施工域外へ放流可能にする、
    ことを特徴とする地盤改良施工域における工事の排出水
    浄化方法。
  2. 【請求項2】 前記貯留部を、前記進行施工区から約2
    メートルから30メートルの範囲にある前記完了施工区
    において、使用期間に応じ新たな場所に順に変える請求
    項1に記載の地盤改良施工域における工事の排出水浄化
    方法。
  3. 【請求項3】 前記サンドマット上に敷かれた覆土を有
    し、前記貯留部を前記覆土の対応部を取り除いた状態で
    形成している請求項1又は2に記載の地盤改良施工域に
    おける工事の排出水浄化方法。
  4. 【請求項4】 前記サンドマットの前記貯留部と対応す
    る部分を砂利類に置き換える請求項1から3の何れかに
    記載の地盤改良施工域における工事の排出水浄化方法。
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