JP3831898B2 - 地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡便で、精度よく、弾性波探査方法により既存の地下構造物の位置や健全性を判別できる地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
都市部における有効な公共用地として、供用中の道路の地下が注目されており、地下鉄や下水道の需要のほか、地下道路の計画がなされている。道路の計画では、広い用地幅を必要とすること、利便性を考えてできる限り地上から浅い位置への設置が望まれること等から、地盤中に残置された杭や土留め壁などの障害物を避けて構築することが難しく、これら障害物を事前に発見する調査方法、及び対処策が必要とされている。また、このような調査を実施するにあたり、供用中の道路の通行を排除することが困難であり、大がかりな試掘などの伴わない簡便で確実な調査方法が求められている。
【0003】
このような中、地中構造物の所在位置や健全性を測定するために、各種調査方法が提案されており、なかでも弾性波探査方法が一般に用いられている。
図5に示すように、弾性波探査方法は、地盤3中の掘削孔2にケーシングパイプ17が配されることにより構成された調査孔1に、発振器5、及び受振器6が取り付けられており、発振器5より発振された弾性波7が地中構造物4にあたり、反射した反射波8、または地盤中を伝搬する直接波9を前記受振器6で捕らえて、それを解析することにより地中構造物4の形状や健全性を判定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような弾性波探査方法による地下構造物の調査方法では、弾性波7が前記ケーシングパイプ17にもあたるため、鋼材等よりなるケーシングパイプ17が振動するとともに、その振動が継続し、ノイズとして残留することとなり、反射波8の計測や判別が非常に困難となる。
【0005】
上記事情に鑑み、本発明は、簡便で、精度よく、弾性波探査方法により既存の地下構造物の位置や健全性を判別できる地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の地下構造物の調査孔は、既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることを特徴としている。
【0007】
請求項2記載の地下構造物の調査孔は、前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることを特徴としている。
【0008】
請求項3記載の地下構造物の調査孔の作成方法は、地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第1の工程と、該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第2の工程と、前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第3の工程と、前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第4の工程と、前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第5の工程と、により作成することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法について、図1から図4を用いて詳述する。本発明の調査孔は、調査孔の内壁にセメント混合物よりなる非金属山止め壁、さらにその表面に孔壁保持袋体を設け、弾性波探査方法による発振器から弾性波を発振した際に、ノイズを生じさせない構造としたものである。
【0010】
図1に、弾性波探査方法に用いる調査孔1の概要を示す。該調査孔1は、地盤3中に掘削した掘削孔2に非金属山止め壁10と、孔壁保持袋体11が設けられたものである。前記掘削孔2は、地盤3中の鉛直方向に所望の深さまで削孔されたもので、その断面は円形状となっており、鉛直方向の断面全てが同一面積となるような円筒形状を有している。
【0011】
該掘削孔2の内壁面2aには、非金属山止め壁10が設けられている。該非金属山止め壁10は、掘削孔2の内壁面2aとの間に空隙が生じないようにして、その全面を一定の厚さで覆っている。該非金属山止め壁10は、打撃が与えられて振動しても、その振動を継続することのない材質より構成されており、本実施の形態では、非金属山止め壁10として、ソイルセメント、セメントベントナイト、及び泥水モルタル等を混合したセメント混合物15を用いている。
なお、非金属山止め壁10の材質は、これにこだわるものではなく、前記掘削孔2の内壁面2aの崩壊を防ぐことが可能で、かつ打撃を与えられても振動が継続しないものであれば、非金属の何れの材質のものを用いてもよい。
【0012】
該非金属山止め壁10の内周面10aには、孔壁保持袋体11が設けられている。該孔壁保持袋体11は、セメント混合物15が硬化することにより構成される前記非金属山止め壁10を構築する際に、その内部に水16が圧力注入されて内型枠として機能するものであり、構築後は捨て型枠として前記非金属山止め壁10の内周面10aに残されるものである。このような孔壁保持袋体11は、前記掘削孔2に比べてやや断面径の小さい円筒状の袋体であり、ビニールやサニーホース等による柔軟で内面が平滑な材質により構成されている。このような材質を用いることにより、孔壁保持袋体11に対して、直に打撃が与えられても振動が継続することがなく、さらに該孔壁保持袋体11の内面に取り付けられる受振器6、及び発振器6等の計器類をスムーズに挿入できるとともに、内面に沿って自在に移動可能となる。
【0013】
このような構成により形成された調査孔1の該孔壁保持袋体11の内周面には、従来の弾性波探査方法に用いられたものと同様に、発振器5、及び受振器6が取り付けられている。前記発振器5は、図示しない鉛直軸に対して垂直方向に振動する水平波を発振する水平波発振器と、前記鉛直軸に平行な方向に鉛直波を発振する鉛直波発振器を備えている。
【0014】
該発振器5の両隣には、受振器6が均一な離間距離を置いて複数配置されている。該受振器6は、図示しない前記水平波を受振する水平波受振器と、鉛直波を受振する鉛直波受振器とを備えており、その離間距離は自在に調整できるものである。該受振器6の離間距離は、短くとると、地中構造物4の表面形状を詳しく測定することが可能となり、長くとると、測定可能な距離が長くなり広範囲にわたって地中構造物4の有無を把握することが可能となる。このように、受振器6の離間距離は、適宜計測目的に応じてその長さを決定するものである。
【0015】
なお、本実施の形態では、前記発振器5が弾性波7を地盤3中に発振し、地下構造物4に反射し、地盤3中に伝わってきた反射波8、及び地盤中を伝搬する直接波9を受振器6が受振して測定を行うものであるため、前記発振器5及び受振器6は、前記孔壁保持袋体11を介して前記非金属山止め壁10の内周面10aに密着させることができるように形状が工夫されている。
【0016】
図2にしたがって、上述する弾性波探査方法による地下構造物4の調査孔1の作成方法を以下に示す。
第1の工程は、図2(a)に示すように、地盤3中に所望深さまで、断面形状が均一な円筒状の掘削孔2を削孔するとともに、その内部には掘削泥水13を充填させて、掘削孔2の内壁面2aが崩壊しないよう保持しておく。
【0017】
第2の工程では、図2(b)に示すように、前記掘削泥水13中に前記孔壁保持袋体11を挿入する。このとき、孔壁保持袋体11が掘削孔2の底部にまで挿入するように、孔壁保持袋体11の内部に適量の水16を注入しながら、挿入を行う。なお、該孔壁保持袋体11の内部には、泥水等を注入してもよい。
【0018】
第3の工程は、図2(c)に示すように、セメント混合物注入管14を介して前記掘削孔2の底部からセメント混合物15を打設していき、前記掘削孔2の内部を充填する。これにより、掘削孔2の内部は、掘削泥水13とセメント混合物15とが置換されることとなる。
【0019】
第4の工程は、図2(d)に示すように、前記孔壁保持袋体11の内部にさらに水16を注入して加圧し、孔壁保持袋体11の内径を拡径し、前記掘削孔2の内壁面2aとの間隔tが、全周面で一定となるように固定する。これにより、該孔壁保持袋体11は、前記セメント混合物15の内型枠として機能することとなる。また、内壁面2aとの間隔tは、セメント混合物15が硬化することにより構成される前記非金属山止め壁10の部材厚となる。
【0020】
第5の工程では、図2(e)に示すように、前記セメント混合物15が硬化して、非金属山止め壁10が構築された後に、前記孔壁保持袋体11の上部を解放し、内部に充填された水16を排水ポンプ12を介して排出する。このように構築された調査孔1の内部には、後に前記発振器5及び受振器6が装着されることとなる。
【0021】
なお、前記セメント混合物15による非金属山止め壁10が堅固で、地山が保持できるものであれば、前記孔壁保持袋体11は撤去し、前記非金属山止め壁10の内周面10aに、直に前記発振器5及び受振器6を装着してもよい。
また、前記孔壁保持袋体11内に充たされた水16は、後に取り付ける前記発振器5及び受振器6が防水性のものであれば、必ずしも排水する必要はない。
【0022】
上述する構成によれば、前記調査孔1が、前記掘削孔2の内壁面2aをセメント混合物15により構成される非金属山止め壁10と前記孔壁保護袋体11とにより保持することから、前記発振器5を用いて前記調査孔1の内方から地盤3中に向けて弾性波7を発振しても、前記調査孔1の構造が原因でノイズを生じることがなく、地中構造物4より反射した反射波8、または地盤中を伝搬する直接波9を、精度良く受振器6により受振することが可能となる。
【0023】
また、前記調査孔1は、鉛直方向に一定の同一の断面を有する円筒形状を有していることから、前記発振器5及び受振器6を前記調査孔1の内面に沿ってスムーズに移動させることができ、地上からこれら計器の方向を適宜制御することが可能となる。
【0024】
前記調査孔1を構成する前記孔壁保護袋体11は、その表面がなめらかで摩擦が生じにくく、打撃を受けても振動が継続しない材質よりなるため、前記発振器5及び受振器6の挿入を容易に行えるとともに、該発振器5から発振した弾性波7を受けてもノイズを生じることがなく、地中構造物4より反射した反射波8を精度良く受振器により受振することが可能となる。
【0025】
前記調査孔1によれば、構成が簡略であり、施工性が良く、施工期間を短縮することが可能となるとともに、コストを大幅に削減することが可能となる。
【0026】
このような前記発振器5及び受振器6を直接地山に設置した場合の効果を把握すべく、図3に示すように、地下構造物4の近傍に掘削孔2を設け、該掘削孔2の内壁面2aに発振器5及び受振器6を取り付け実験した。その結果、図4に示すように、前記受振器6による測定結果にはノイズが現れておらず、良好な結果を得られることが判明した。
【0027】
したがって、該発振器5及び受振器6を前記調査孔1の前記非金属山止め壁10、もしくは該非金属山止め壁10を覆う前記孔壁保持袋体11に取り付けることにより、従来のケーシングパイプ17に取り付ける場合と比較して、ノイズを取り除く効果を得るものである。
【0028】
【発明の効果】
請求項1記載の地下構造物の調査孔によれば、既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることから、前記発振器を用いて前記掘削孔の内方から地盤中に向けて弾性波を発振しても、前記調査孔の構造が原因でノイズを生じることなく、地中構造物より反射した反射波または地盤中を伝搬する直接波を、精度良く受振器により受振することが可能となる。
【0029】
また、前記調査孔は、鉛直方向に一定の同一の断面を有する円筒形状を有していることから、前記発振器及び受振器を前記調査孔の内周面に沿ってスムーズに移動させることができ、地上からこれら計器の方向を適宜制御することが可能となる。
【0030】
請求項2記載の地下構造物の調査孔によれば、前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることから、前記発振器及び受振器の挿入が容易で、内周面に沿っての移動もスムーズであるとともに、該発振器から発振した弾性波によりノイズを生じることがなく、地中構造物より反射した反射波、または地盤中を伝搬する直接波を精度良く受振器により受振することが可能となる。
【0031】
請求項3記載の地下構造物の調査孔の作成方法によれば、地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第1の工程と、該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第2の工程と、前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第3の工程と、前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第4の工程と、前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第5の工程と、により作成することから、構成が簡略であり、施工性が良く、施工期間を短縮することが可能となるとともに、コストを大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る地下構造物の調査孔の詳細を示す図である。
【図2】 本発明に係る地下構造物の調査孔の作成方法を示す図である。
【図3】 本発明に係る地下構造物の調査孔に直に発振器、及び受振器を設けた際の概略を示す図である。
【図4】 本発明に係る地下構造物の調査孔に直に発振器、及び受振器を設けた際の受振波を示す図である。
【図5】 従来の地下構造物の弾性波探査方法の調査方法の詳細を示す図である。
【符号の説明】
1 調査孔
2 掘削孔
2a 内壁面
3 地盤
4 地中構造物
5 発振器
6 受振器
7 弾性波
8 反射波
9 直接波
10 非金属山止め壁
10a 内周面
11 孔壁保持袋体
12 排水ポンプ
13 掘削泥水
14 セメント混合物注入管
15 セメント混合物
16 水
17 ケーシングパイプ
Claims (3)
- 既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、
地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、
該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、
該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることを特徴とする地下構造物の調査孔。 - 請求項1に記載の地下構造物の調査孔において、
前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることを特徴とする地下構造物の調査孔。 - 請求項1または2に記載の地下構造物の調査孔の作成方法であって、
地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第1の工程と、
該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第2の工程と、
前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第3の工程と、
前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第4の工程と、
前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第5の工程と、により作成することを特徴とする地下構造物の調査孔の作成方法。
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