JP5320728B2 - 常用井戸、常用井戸の構築方法及び常用井戸の構造 - Google Patents

Description

本発明は、管が埋設された地中構造物内に常時使用可能な常用井戸を構築する方法に関するものである。

従来より、開削工法にて地盤を掘削する際、水抜き用の井戸を構築して地下水を揚水し、地下水位を低下させることが行われている。特に近年においては、ソイルセメントやＲＣ等の地中構造物内に水抜き用の井戸を設ける方法が用いられている。

例えば、特許文献１には、先端に蓋を取り付けた鋼管をソイルセメントからなる土留め壁内に挿入し、この鋼管をガイドにして該鋼管の下端から所定の深さまでの地盤を削孔して水抜き用井戸を構築する方法が開示されている。この方法は、ソイルセメントが内部に入らないように先端をプラスチック等の蓋でキャップした鋼管を未固結状態のソイルセメント内の下端まで挿入し、その後、削孔機で蓋を破砕するとともに鋼管の下端から所定の深さまで孔を削孔して水抜き用の井戸を構築するものである。

また、特許文献２には、複数の水抜き用井戸を構築し、これらの井戸間にソイルセメントからなる土留め壁を構築する方法が開示されている。この方法は、まず、土留め壁を構築する予定箇所にストレーナ付き鋼管を挿入し、これらのストレーナ付き鋼管の周りにソイルセメントを充填して複数の水抜き用井戸を構築し、次に、これらの井戸間の地盤を削孔してソイルセメントを充填して土留め壁を構築するとともにこの土留め壁の両端部を井戸に連結することにより水抜き用井戸を備えた土留め壁を構築するものである。

さらに、特許文献３には、連続地中壁を構築し、この連続地中壁内を貫通するように水抜き用井戸を構築する方法が開示されている。この方法は、まず、地盤を削孔し、この削孔した箇所にセメントミルク等を充填して連続地中壁を構築し、次に、地上からこの連続地中壁内を貫通して所定の深さまで到達する孔を削孔して水抜き用井戸を構築するものである。
特開２００１−１１５４５８号公報 特開平１１−８１３０１号公報 特開２００２−１３８４６１号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載の方法では、土留め壁等の地中構造物と水抜き用の井戸とが一体となるように構築されているので、地震等で水平方向の荷重が地中構造物に作用して地中構造物が変形すると、水抜き用井戸を構成している井戸管も変形して破損する可能性があるという問題点があった。

また、これらの水抜き用の井戸は、開削工法による工事中のみ使用され、すべての工事が終了するとセメント等で埋め戻して閉塞されているが、この閉塞作業にも、材料費がかかるうえに、埋め戻し作業、充填確認作業等の手間がかかるという問題点があった。さらに、水抜き用井戸の構築には、時間と費用がかかっているにもかかわらず、井戸を閉塞するのはもったいないという問題点があった。

そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地中構造物の構築等の工事中及び工事後も使用可能で、かつ、地震等による水平荷重が作用しても損傷しない常用井戸及びその構築方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の常用井戸の構築方法は、管が埋設されたソイルセメント柱列壁の下方の地盤内における所定の深度まで到達する孔を前記管の内部に形成し、地下水を集水するための揚水管を前記孔内に設置して前記揚水管を井戸とする常用井戸の構築方法において、前記管の下端部から前記管の内部に水を圧入することにより前記管の内部の固化し始めた状態のソイルセメントを押し上げて外部に排出することによって、前記管の内部に前記孔を形成することを特徴とする（第１の発明）。

本発明による常用井戸の構築方法によれば、地中構造物内に埋設された管の孔内に揚水管を設置することにより、孔の内周と揚水管との間に隙間が形成され、この隙間が存在するので、地震時等に地中構造物に作用する荷重が揚水管に作用しない。したがって、揚水管は構造部材としての機能を備える必要が無いので、肉厚を薄くすることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記孔の内周と前記揚水管との間に形成される隙間に、砂や礫等を充填して地下水を通水させるための通水部を形成する通水部形成工程を更に備えることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、揚水管の外周と孔の内周との間に形成される隙間に砂や礫等を充填して通水部を形成するので、この通水部を介して地下水を揚水管内に集水することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記通水部より上方の前記隙間に止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程を更に備えることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、通水部より上方の隙間に止水材が充填されているので、この隙間への地下水の流入を防止することができる。したがって、地中構造物内に埋設されている管が耐水処理されていない鋼材であっても地下水と接触しないので、腐食等による管の強度低下が生じない。

第４の発明は、第３の発明において、前記止水部より上方の前記隙間に緩衝材を充填して緩衝部を形成する緩衝部形成工程を更に備えることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、隙間に緩衝材が充填されているので、地震等で地中構造物が変形しても揚水管と直接接触することがなく、揚水管の損傷を防止することができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記揚水管の上端部の周囲にマンホールを構築するマンホール構築工程を更に備えることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、揚水管の上部の周囲にマンホールを構築するので、取水に必要な揚水ポンプの電源設備や常用井戸の点検道具等を備えることができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明において、前記揚水管は、ステンレスからなることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、揚水管はステンレスで、耐水性に優れているので、長期間にわたって使用することができる。

第７の発明は、第１の発明において、前記管内の前記孔は、前記地中構造物の構築にともなう工事用井戸として使用されることを特徴とする。
本発明による常用井戸の構築方法によれば、地中壁内に埋設されている管内の孔を工事用井戸として使用し、工事終了後は、その孔を利用して常用の井戸を構築するので、工事用井戸を有効に利用できる。

本発明の常用井戸の構築方法を用いることにより、地中構造物の構築等の工事中及び工事後も使用可能で、かつ、地震等による水平荷重が作用しても損傷しない常用井戸を構築することが可能となる。

以下、本発明の常用井戸の構築方法の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、地中構造物であるソイルセメント柱列壁内に地下水を揚水するための常用井戸を構築する方法を例として説明するが、本発明は、ＲＣ等の地中構造物にも適用することができる。

図１及び図２は、それぞれ本実施形態の第一の実施例に係る常用井戸１をソイルセメント柱列壁２内に設置した状態を示す斜視図及び縦断面図である。

図１及び図２に示すように、ソイルセメント柱列壁２は、地下構造物等を構築するために開削工法にて掘削される掘削予定箇所５の周囲を取り囲むように構築され、その下端は地表層２７を貫通して不透水層である粘土層３の上部に到達するように設置される。ただし、地層はこれらに限定されるものではなく、すべて砂層４からなるものであってもよい。

ソイルセメント柱列壁２内には、複数の筒状の丸型鋼管６ａがソイルセメント柱列壁２を深さ方向に貫通して、その下端がソイルセメント柱列壁２の下端から突出するように設置されている。

これらの丸型鋼管６ａは、常用井戸１を構築する際に、削孔方向を誘導するためのガイドとして利用されるとともに、地震時等にソイルセメント柱列壁２の壁面に対して垂直に作用するせん断荷重に対するせん断耐力を向上させるための構造用部材として利用される。

常用井戸１は、複数の丸型鋼管６ａのうち設計等により選択された丸型鋼管６ａ内に構築される。以下、複数の丸型鋼管６ａのうち設計等により選択されたものを井戸削孔用ガイド管６ｂという。

常用井戸１は、地下水を集水し、揚水するための揚水管７と、揚水管７の下端部周囲に設けられ、地下水を通過させるための砂が充填されて形成されたフィルター部１１と、フィルター部１１の上に止水材が充填されて形成された止水部８と、止水部８の上に緩衝材が充填されて形成された緩衝部９とを備える。

この常用井戸１は、ソイルセメント柱列壁２に取り囲まれた掘削予定箇所５を掘削する際に砂層４内の地下水を排水して地下水の水位を低下させたり、地下構造物の構築後に清掃用等の水として利用する地下水を揚水するために使用される。

揚水管７は、その外周と井戸削孔用ガイド管６ｂの内周との間及び井戸削孔用ガイド管６ｂ内に削孔された孔２９の内周との間にそれぞれ隙間を形成するように設置されている。また、揚水管７の下端が、井戸削孔用ガイド管６ｂの内側を貫通し、砂層４に到達するように設置されている。砂層４部分の揚水管７には、地下水が管内に流入できるようにスクリーン１０が設けられおり、フィルター部１１を通過した地下水がこのスクリーン１０を介して揚水管７内に流入する。揚水管７として、本実施形態においては、ステンレス管を用いた。

また、揚水管７の上端部の周囲には、メンテナンス時に利用するためのマンホール１２がソイルセメント柱列壁２内に構築されている。

止水部８は、上述した揚水管７の外周と井戸削孔用ガイド管６ｂの内周との間に形成される隙間への地下水の流入を防止するために、フィルター部１１の上に形成されている。なお、本実施形態においては、止水部８を構成する止水材としてベントナイトを用いたが、これに限定されるものではなく、一般的な止水材を用いてもよい。

緩衝部９は、地震等によってソイルセメント柱列壁２が変形したときに、井戸削孔用ガイド管６ｂが揚水管７に接触することを防止するために、止水部８の上に形成されている。なお、本実施形態においては、緩衝部９を構成する緩衝材として、工事で生じた現場の土や砂を用いたが、これに限定されるものではなく、セメントでもよい。

揚水管７の内側には、揚水ポンプ１３及びこの揚水ポンプ１３で揚水された地下水を地上に送給するための揚水管内配管１４が設置され、地上には、この揚水管内配管１４に接続され、揚水された地下水を所定の場所へ送給するための地上用配管１５が設置されている。

以下に、ソイルセメント柱列壁２内に常用井戸１を構築する方法について説明する。まず、ソイルセメント柱列壁２に囲まれた掘削予定箇所５に地下構造物等を構築する際に使用される工事用井戸２５の構築手順を示し、次に、この工事用井戸２５を利用して常用井戸１を構築する構築手順を示す。

図３〜図１０は、本実施例に係る工事用井戸２５の構築手順を示す図である。図３に示すように、地上に設置されたクレーン１６で井戸削孔用ガイド管６ｂを流動状態のソイルセメント柱列壁２内に建て込む。井戸削孔用ガイド管６ｂの建て込みは、図４に示すように、下端部がソイルセメント柱列壁２を貫通して粘土層３に到達するまで行う。

図５に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂは、井戸削孔用ガイド管６ｂ内に水や泥水等の液体を送給するための圧送管１９を備え、長手方向が工事用井戸２５の削孔方向と略同一になるように設置されている。

圧送管１９は、その下端が井戸削孔用ガイド管６ｂの下部に設けられた給水口１７に接続され、上端が給水ポンプ等の給水機１８に接続されている。また、圧送管１９は、井戸削孔用ガイド管６ｂの外周面に沿って溶接にて接合されており、下端（給水口１７）側の内部には水圧を測定するための圧力センサー２０が設けられている。圧力センサー２０による測定値は、地上へ伝達され、地上のモニター等（図示しない）でモニタリングできるようになっている。圧送管１９内に供給する水の圧力は、圧力センサー２０による測定値をモニタリングしつつ、給水機１８にて調整する。本実施例においては、圧送管１９は、丸型の鋼管を用いた。なお、井戸削孔用ガイド管６ｂ及び圧送管１９は、鋼管に限定されるものではなく、ソイルセメント柱列壁２内に建て込む際に破損しない強度を有するものであればよく、例えば、強化プラスチック等からなる筒状の管を用いてもよい。

井戸削孔用ガイド管６ｂの給水口１７には、圧送管１９内の水の圧力が所定の値以上になると開いて圧送管１９内の水を井戸削孔用ガイド管６ｂ内に供給可能にする止水手段２１が接続されている。本実施例においては、止水手段２１として、ゴムやプラスチックからなる止水栓を用いた。止水栓は、凸型の形状を有し、その突起部が給水口１７を井戸削孔用ガイド管６ｂ内から閉止するように装着されており、圧送管１９内に水を圧入すると、止水栓が水圧により井戸削孔用ガイド管６ｂ内に脱落して圧送管１９と井戸削孔用ガイド管６ｂとが連通し、水が井戸削孔用ガイド管６ｂ内に供給される。
なお、止水手段２１は、止水栓に限定されるものではなく、逆止弁を用いてもよい。

次に、図６に示すように、ソイルセメントが固化し始めた半固結状態のときに、地上に設置された給水ポンプ等の給水機１８を稼動させて圧送管１９内に水を圧入する。圧送管１９内に水が圧入されると給水口１７の止水栓が水の注入圧によって井戸削孔用ガイド管６ｂ内に脱落し、水が井戸削孔用ガイド管６ｂ内の下端部にソイルセメントを押し上げながら流入して貯留する。このまま井戸削孔用ガイド管６ｂ内の水が圧力値Ｐ１（後述する）になるまで水を注入する。
この井戸削孔用ガイド管６ｂ内に貯留した水の圧力（圧力値Ｐ１）で井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントを上方に移動させて外部に排出する。

以下に、井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントを上方に移動させるために必要な水の圧力値Ｐ１の算出方法について説明する。

図７に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂの下端部に貯留している水のソイルセメントの下端面に作用する荷重Ｆｗは（１）式となる。
Ｆｗ＝Ｐ×π×ｒ^２ ・・・（１）
ここで、Ｐ：水圧、ｒ：井戸削孔用ガイド管６ｂの内周面の半径である。

また、井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントの重量Ｆｓは（２）式となる。
Ｆｓ＝γｔ×Ｚ×π×ｒ^２ ・・・（２）
ここで、γｔ：ソイルセメント単位体積重量、Ｚ：ソイルセメント被り厚である。

また、ソイルセメントが井戸削孔用ガイド管６ｂ内を上方に移動する際に生じる摩擦力Ｆｍは（３）式となる。
Ｆｍ＝２×π×ｒ×Ｚ×ｆ ・・・（３）
ここで、ｆ：井戸削孔鋼管周面摩擦力である。

井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントを上方に移動させて外部に排出するためには、次の（４）式を満たす必要がある。
Ｆｗ＞Ｆｓ＋Ｆｍ ・・・（４）
そこで、この（４）式に（１）式〜（３）式をそれぞれ代入すると（５）式となる。
Ｐ×π×ｒ^２＞γｔ×Ｚ×π×ｒ^２＋２×π×ｒ×Ｚ×ｆ ・・・（５）式
この（５）式を変形すると（６）式となる。
Ｐ＞γｔ×Ｚ＋Ｚ×ｆ／ｒ ・・・（６）
つまり、（６）式に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントを上方に移動させて外部に排出するためには、井戸削孔用ガイド管６ｂ内に貯留した水の圧力Ｐが、ソイルセメントの自重による圧力（＝γｔ×Ｚ）とソイルセメントの摩擦力（＝Ｚ×ｆ／ｒ）との合算値よりも大きくならなければならない。

また、ソイルセメントを上方に移動させるとともに、ボイリングを防止するためには、次の（７）式を満たす必要がある。
Ｐ＞Ｗｐ ・・・・（７）
ここで、Ｗｐ：地下水の水圧であり、地質調査等により予め測定された値を用いる。

このように、井戸削孔用ガイド管６ｂ内に貯留する水の圧力Ｐは、（６）式を満たし、かつ、（７）式を満たす必要がある。そこで、井戸削孔用ガイド管６ｂ内の水の圧力を、ソイルセメントの自重による圧力（＝γｔ×Ｚ）とソイルセメントの摩擦力（＝Ｚ×ｆ／ｒ）との合算値よりも所定圧だけ大きい値の圧力値Ｐ１に調整する。これにより、ソイルセメントは上方に移動してソイルセメントの上部から順次地上に排出される。このとき、図８に示すように、この排出されたソイルセメントと同体積分の水が井戸削孔用ガイド管６ｂ内に注入される。なお、上記所定圧は、現場条件、例えば、給水機１８の圧力保持性能等に応じて適宜決定する。

ソイルセメントが順次排出されるとソイルセメントの自重が徐々に小さくなるので、圧力値Ｐ１を一定値のままで保持すると、圧力値Ｐ１とソイルセメントの自重による圧力にソイルセメントの摩擦力を加算した値との圧力差が徐々に大きくなり、ソイルセメントが地上に飛び出す可能性がある。そこで、排出したソイルセメントの体積から井戸削孔用ガイド管６ｂ内に残存しているソイルセメントの体積（ここでは、厚さＺ）を推定して、圧力値Ｐ１を徐々に小さくしてソイルセメントの飛び出しを防止しつつ、ソイルセメントを排出する。ただし、圧力値Ｐ１が地下水の水圧Ｗｐよりも小さくならないようにする。

そして、図９に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントをすべて排出する。

次に、図１０に示すように、工事用井戸２５の井戸削孔用ガイド管６ｂ内に掘削ビット２４を備えたロッド２３を挿入し、この井戸削孔用ガイド管６ｂを削孔時のガイドにして砂層４を削孔する。そして、図１１に示すように、削孔により形成された孔２９の崩壊を防止するため及び地下水を揚水するためにケーシング２８を挿入して工事用井戸２５を構築する。本実施形態においては、ケーシング２８として塩ビ管を用いたが、これに限定されるものではなく、鋼管でもよい。

なお、図１２に示すように、ソイルセメント柱列壁２に囲まれた掘削予定箇所５に地下構造物等を構築する工事期間中は、この工事用井戸２５から地下水を揚水する。揚水した地下水は、地上で処理し、あるいは、下流側の砂層４内に戻す。

次に、地下構造物等が完成し、工事が終了した後に、この工事用井戸２５を利用して常用井戸１を構築する構築方法について説明する。

図１３〜図１６は、本実施例に係る常用井戸１の構築手順を示す図である。

図１３に示すように、工事用井戸２５の孔２９からケーシング２８を引き抜いて、替わりにステンレスからなるケーシングを揚水管７として挿入し、揚水管７の外周と孔２９の内周との間に隙間が形成されるように設置する。そして、その隙間の下部に砂や礫を充填してフィルター部１１を形成する。

次に、図１４に示すように、フィルター部１１の上にベントナイトを充填して止水部８を形成する。

それから、図１５に示すように、この止水部８の上面より揚水管７の上部付近まで、工事で生じた現場の土砂を充填して緩衝部９を形成し、常用井戸１を構築する。揚水管７の上部の周囲の隙間には何も充填せずに空洞状態にして、マンホール１２を構築する。

最後に、図１６に示すように、揚水ポンプ１３を揚水管７内に挿入し、この揚水ポンプ１３から揚水された地下水を所定の場所に送給するための揚水管内配管１４及び地上用配管１５をそれぞれ設置する。

次に、本実施形態の第二の実施例について説明する。以下の説明において、上記の実施例に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

本実施形態の第二の実施例におけるソイルセメントの排出は、水の注入圧を一定のまま行うものである。

図１７〜図２１は、本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸２６の構築手順を示す図である。

図１７に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂをソイルセメント内に打設後、地上に設置された給水ポンプ等の給水機１８を稼動させて井戸削孔用ガイド管６ｂ内に水を圧入する。このとき、井戸削孔用ガイド管６ｂ内に貯留する水の圧力が圧力値Ｐ２になるまで水を圧入する。本実施例においては、圧力値Ｐ２は、ボイリングの防止を目的として、地下水の水圧Ｗｐよりもやや大きい値とした。

次に、図１８に示すように、井戸削孔用ガイド管６ｂの上端側の開口からアースオーガー２２を挿入し、ソイルセメントの上部から下方へむかって順次無水で破砕して、地上へ排出する。

ソイルセメントを地上に排出するにつれてソイルセメントの厚さが薄くなり、図１９に示すように、この厚さがＺ２になると、ソイルセメントの自重による圧力（＝γｔ×Ｚ２）とソイルセメントの摩擦力（＝Ｚ２×ｆ／ｒ）との合算値に圧力値Ｐ２が一致し、水の圧力値Ｐ２とソイルセメントの荷重等とが釣り合った状態になる。つまり、
Ｐ２ ＝ γｔ×Ｚ２ ＋ Ｚ２×ｆ／ｒ ・・・（８）
が成立する状態となる。

（８）式に示す状態からソイルセメントを更に排出すると、ソイルセメントの厚さがＺ２よりも薄くなり、厚さがＬ（＜Ｚ２）になると、水の圧力値Ｐ２がソイルセメントの自重による圧力（＝γｔ×Ｚ２）とソイルセメントの摩擦力（＝Ｚ２×ｆ／ｒ）との合算値よりも大きくなる。つまり、
Ｐ２ ＞ γｔ×Ｌ ＋ Ｌ×ｆ／ｒ ・・・（９）
が成立する状態となる。

（９）式が成立する状態になると、図２０に示すように、ソイルセメントは水圧により上方に押し上げられる。このソイルセメントが上方に移動するときに、移動したソイルセメントと同体積分の圧力値Ｐ２の水が井戸削孔用ガイド管６ｂ内に注入される。こうして、圧力値Ｐ２を維持しながら水を供給すると、図２１に示すように、ソイルセメントは地上に到達し、井戸削孔用ガイド管６ｂ内から排出される。井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントをすべて排出して工事用井戸２６を構築する。

最後に、第一実施例と同様に、井戸削孔用ガイド管６ｂをガイドにして砂層４を削孔するとともに、揚水管７を設置し、止水部８、緩衝部９及びマンホール１２を形成し、常用井戸１を構築する。

次に、本実施形態の第三の実施例について説明する。
図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、本実施形態の第三の実施例に係る井戸削孔用ガイド管３１ｂを示す図である。
図２２（ａ）〜図２２（ｃ）に示すように、井戸削孔用ガイド管３１ｂは下端面を閉止するための閉止手段３２を備える。

閉止手段３２は、井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端面を閉じる蓋３３と、この蓋３３を閉止する閉止装置とから構成される。
蓋３３は、井戸削孔用ガイド管３１ｂの内径と同じ長さの直径を有する円板形状の板材で、直径方向の両端に円柱形状のピン３４が取り付けられている。
井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端部には、蓋３３のピン３４を係合するための切り欠き部３７が形成されている。ピン３４が切り欠き部３７に係合するように組み付けると、蓋３３がこのピン３４の軸方向（つまり、蓋３３の直径方向）を中心にして回転可能に井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端に取り付けられる。

閉止装置は、蓋３３の一部に取り付けられたワイヤーロープ３５と、地上に設置され、このワイヤーロープ３５を巻取るための巻取機３６（図１９）とから構成されており、巻取機３６でワイヤーロープ３５を操作することにより蓋３３を回転させることができる。ワイヤーロープ３５は井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端から上端まで外周面に沿って配設されている。

次に、ソイルセメント柱列壁２内に井戸削孔用ガイド管３１ｂを用いて工事用井戸３０を構築する方法について説明する。
図２３〜図２５は、本実施例に係る工事用井戸３０の構築手順を示す図である。

図２３に示すように、井戸削孔用ガイド管３１ｂを蓋３３が取り付けられた側の端部が下になるように未固結状態のソイルセメント柱列壁２内に建て込む。

このとき、ソイルセメントに建て込む際の抵抗を減らすために、地上に設置された巻取機３６でワイヤーロープ３５を操作して蓋３３を鉛直にした状態に保っておく。このため、建て込み時には井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端は開口しており、ソイルセメントが井戸削孔用ガイド管３１ｂ内に流入する。建て込みは、この井戸削孔用ガイド管３１ｂ内に取り付けられた蓋３３がソイルセメント柱列壁２を貫通して砂層４に到達するまで行う。

そして、図２４に示すように、巻取機３６でワイヤーロープ３５を操作して蓋３３を水平な状態に回転させて井戸削孔用ガイド管３１ｂの下端面を閉じる。地下水の水圧Ｗｐ等により蓋３３が回転して下端面が開口しないようにワイヤーロープ３５に張力をかけた状態で固定する。

次に、図２５に示すように、井戸削孔用ガイド管３１ｂの上端側の開口からアースオーガー２２を挿入してソイルセメントを破砕して、地上へ排出し、工事用井戸３０を構築する。

最後に、第一及び第二実施例と同様に、井戸削孔用ガイド管３１ｂをガイドにして砂層４を削孔するとともに、揚水管７を設置し、止水部８、緩衝部９及びマンホール１２を形成し、常用井戸１を構築する。

次に、本実施形態の第四の実施例について説明する。
図２６は、本実施形態の第四の実施例に係る井戸削孔用ガイド管４１ｂを示す図である。図２６に示すように、井戸削孔用ガイド管４１ｂは、圧送管１９と閉止手段３２とを備える。

以下、ソイルセメント柱列壁２内に井戸削孔用ガイド管４１ｂを用いて工事用井戸４０を構築する方法について説明する。
図２７〜図２９は、本実施例に係る工事用井戸４０の構築手順を示す図である。

図２７に示すように、井戸削孔用ガイド管４１ｂ内に取り付けられた蓋３３が砂層４に到達するまで井戸削孔用ガイド管４１ｂをソイルセメント柱列壁２内に建て込む。

図２８に示すように、巻取機３６でワイヤーロープ３５を操作して蓋３３を水平な状態に回転させて井戸削孔用ガイド管４１ｂの下端面を閉じる。

次に、図２９に示すように、地上に設置された給水機１８を稼動させて圧送管１９内に水を圧入すると、この水が井戸削孔用ガイド管４１ｂ内の下端部にソイルセメントを押し上げながら流入して貯留する。このまま井戸削孔用ガイド管４１ｂ内の水が圧力値Ｐ１になるまで水を注入する。

そして、第一の実施例と同様に、この井戸削孔用ガイド管４１ｂ内に貯留した水の圧力で井戸削孔用ガイド管４１ｂ内のソイルセメントを上方に移動して外部に排出し、工事用井戸４０を構築する。

最後に、第一〜第三実施例と同様に、井戸削孔用ガイド管４１ｂをガイドにして砂層４を削孔するとともに、揚水管７を設置し、止水部８、緩衝部９及びマンホール１２を形成し、常用井戸１を構築する。

次に、本実施形態の第五の実施例について説明する。
図３０〜図３２は、本実施形態の第五の実施例に係る工事用井戸５０の構築手順を示す図である。

図３０に示すように、ソイルセメント柱列壁２内に井戸削孔用ガイド管５１ｂを建て込む。そして、井戸削孔用ガイド管６ｂの上端側の開口からアースオーガー２２を挿入し、ソイルセメントの上部から下方へむかって順次無水で破砕して、地上へ排出する。

次に、図３１に示すように、ソイルセメントの厚さがＺ２（（８）式参照）になるまで井戸削孔用ガイド管６ｂ内のソイルセメントを掘削する。ソイルセメントの厚さＺ２は、第二実施例で示したように、ソイルセメントの自重による圧力（＝γｔ×Ｚ２）とソイルセメントの摩擦力（＝Ｚ２×ｆ／ｒ）との合算値に地下水の圧力値Ｐ２が一致し、この地下水の圧力値Ｐ２とソイルセメントの荷重等とが釣り合った状態になる厚さである。なお、ソイルセメントで地下水や土砂の流入を確実に抑えるために、井戸削孔用ガイド管５１ｂ内に残置するソイルセメントの厚さをＺ２よりもやや厚いＺ３（＞Ｚ２）にしてもよい。

次に、図３２に示すように、井戸削孔用ガイド管５１ｂ内のソイルセメントを除去した部分に水を注入し、残置したソイルセメント２Ａの上に水を充満する。

そして、井戸削孔用ガイド管５１ｂ内に掘削ビット２４を備えるロッド２３を挿入し、井戸削孔用ガイド管５１ｂ内のソイルセメント２Ａを削孔して地上に排出すし、工事用井戸５０を構築する。

最後に、第一〜第四実施例と同様に、井戸削孔用ガイド管５１ｂをガイドにして砂層４を削孔するとともに、揚水管７を設置し、止水部８、緩衝部９及びマンホール１２を形成し、常用井戸１を構築する。

以上説明した本実施形態における常用井戸１の構築方法によれば、地下構造物等の構築工事中に利用していた工事用井戸２５、２６、３０、４０、５０を工事終了後に常用井戸１として利用することができる。

また、揚水管７の外周と井戸削孔用ガイド管６ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂの内周との間に形成される隙間に止水材を充填するので、この隙間への地下水の流入を防止することができる。したがって、ソイルセメント柱列壁２に埋設されている井戸削孔用ガイド管６ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂが耐水処理されていない鋼材であっても地下水と接触しないので、腐食等による井戸削孔用ガイド管６ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂの強度低下が生じない。

そして、地震時等にソイルセメント柱列壁２に作用する荷重は緩衝部９で緩衝されて揚水管７には作用しない。したがって、揚水管７は構造部材としての機能を備える必要が無いので、揚水管７の肉厚を薄くすることができる。さらに、地震等でソイルセメント柱列壁２が変形しても緩衝部９が存在するので、揚水管７と直接接触することがなく、揚水管７の損傷を防止することができる。

また、揚水管７の上部の周囲にマンホール１２を構築するので、取水に必要な揚水ポンプ１３の電源設備や常用井戸１の点検道具等を設置することができる。

そして、揚水管７はステンレスで、耐水性に優れているので、長期間にわたって常用井戸１を使用することができる。

なお、上述したすべての実施例において、井戸削孔用ガイド管６ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂとして丸型の鋼管を用いたが、丸型に限定されるものではなく四角等の角型のものを用いてもよい。

なお、上述したすべての実施例において、ソイルセメント柱列壁２内に井戸削孔用ガイド管６ｂを設置する場合について説明したが、壁に限定されるものではなく、例えば、杭や壁杭内に設置してもよい。

本実施形態の第一の実施例に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁内に設置した状態を示す斜視図である。 本実施形態の第一の実施例に係る常用井戸をソイルセメント柱列壁内に設置した状態を示す縦断面図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る常用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る常用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る常用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る常用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第二の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第三の実施例に係る井戸削孔用ガイド管を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第四の実施例に係る井戸削孔用ガイド管を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第五の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第五の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。 本実施形態の第五の実施例に係る工事用井戸の構築手順を示す図である。

符号の説明

１ 常用井戸、２ ソイルセメント柱列壁、３ 粘土層、４ 砂層、
５ 掘削予定箇所、６ａ 丸型鋼管、６ｂ 井戸削孔用ガイド管、
７ 揚水管、８ 止水部、９ 緩衝部、１０ スクリーン、
１１ フィルター部、１２ マンホール、１３ 揚水ポンプ、
１４ 揚水管内配管、１５ 地上用配管、１６ クレーン、
１７ 給水口、１８ 給水機、１９ 圧送管、２０ 圧力センサー、
２１ 止水手段、２２ アースオーガー、２３ ロッド、２４ 掘削ビット、
２５、２６ 工事用井戸、２７ 地表層、２８ ケーシング、２９ 孔、
３０ 工事用井戸、３１ｂ 井戸削孔用ガイド管、３２ 閉止手段、
３３ 蓋、３４ ピン、３５ ワイヤーロープ、３６ 巻取機、
３７ 切り欠き部、４０ 工事用井戸、４１ｂ 井戸削孔用ガイド管、
５０ 工事用井戸、５１ｂ 井戸削孔用ガイド管、
Ｐ１ 圧力値、Ｐ２ 圧力値

Claims (7)

1. 管が埋設されたソイルセメント柱列壁の下方の地盤内における所定の深度まで到達する孔を前記管の内部に形成し、地下水を集水するための揚水管を前記孔内に設置して前記揚水管を井戸とする常用井戸の構築方法において、
   前記管の下端部から前記管の内部に水を圧入することにより前記管の内部の固化し始めた状態のソイルセメントを押し上げて外部に排出することによって、前記管の内部に前記孔を形成することを特徴とする常用井戸の構築方法。
2. 前記孔の内周と前記揚水管との間に形成される隙間に、砂や礫等を充填して地下水を通水させるための通水部を形成する通水部形成工程を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の常用井戸の構築方法。
3. 前記通水部より上方の前記隙間に止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の常用井戸の構築方法。
4. 前記止水部より上方の前記隙間に緩衝材を充填して緩衝部を形成する緩衝部形成工程を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の常用井戸の構築方法。
5. 前記揚水管の上端部の周囲にマンホールを構築するマンホール構築工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の常用井戸の構築方法。
6. 前記揚水管は、ステンレスからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の常用井戸の構築方法。
7. 前記管内の前記孔は、前記地中構造物の構築にともなう工事用井戸として使用されることを特徴とする請求項１に記載の常用井戸の構築方法。

Images