JP5797394B2

JP5797394B2 - 地中壁設置用井戸装置

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Publication number: JP5797394B2
Application number: JP2010259957A
Authority: JP
Inventors: 和純増田; 高坂　信章; 信章高坂; 正州江頭; 村井　健一; 健一村井
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2030-11-22
Also published as: JP2012112110A

Description

本発明は、地盤に構築する地中壁内に設置される地中壁設置用井戸装置に関するものである。

従来、地盤に構築する地中連続壁内に井戸（地中壁設置用井戸）を設置することが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の井戸は、図１２（ａ）に示すように、集水管１と洗浄管２とを有する略扇状断面の長尺の一対の容器３と、この一対の容器３を長手方向と直交方向に連結するジャッキ機構４とからなる構造体である。容器３の外周面は凹状に開口しており、開口の奥側に設けたスクリーン５の前面にフィルタ室６を形成している。フィルタ室６には低強度固化体７が充填され、スクリーン５を塞いでいる。

この低強度固化体７は、井戸設置施工時にフィルタ室６から崩落しないように、かつ、井戸設置後にジェット水等で切削して除去可能なように、セメント系固化体や粘土等の低強度の材料で構成されている。低強度固化体７は、予めフィルタ室６に充填して現場輸送すると、輸送時の振動や衝撃によって壊れるおそれがあることから、現場や現場近辺に作業ヤードを設け、この作業ヤードにてフィルタ室６に直接打設することによって取り付けている。

具体的には、図１２（ｂ）に示すように、容器３からスクリーン部分８を取り外して作業ヤードの床に置き、このスクリーン部分８のフィルタ室６に低強度固化体７を流し込み、固化する養生期間を待ってからこのスクリーン部分７を井戸本体の容器３に取り付けている。地中壁設置用井戸は、こうして組み立てた井戸を揚重機で吊り上げて地中壁に貫入することによって施工される。

特許第３９６６１８４号公報

ところで、上記の従来の地中壁設置用井戸は、低強度固化体の充填に作業手間と時間を要していた。例えば低強度固化体の養生期間が３日の場合に、スクリーン部分の取り付け作業期間を含め都合５日の工期が必要となることがあった。このため、地中壁設置用井戸の施工コストは高いものとなっていた。特に、低強度固化体の数量や井戸本数が多いと低強度固化体の打設作業やスクリーン部分の取り付け作業の手間が増え、施工コストを押し上げる要因となる。また、低強度固化体の打設作業を行うための作業ヤードの確保や設備に係るコストが生じていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、施工に係るコストを低減することができる低コストの地中壁設置用井戸装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る地中壁設置用井戸装置は、収容部を有する容器と、前記収容部に収容されたプレキャストブロックからなる低強度固化体と、前記収容部底部に配置された透水性のスクリーンと、前記容器に接続されたジャッキ機構と、前記容器に接続された集水管と、前記容器に接続された洗浄管と、からなる地中壁設置用井戸装置であって、前記低強度固化体は、骨材に相当するフィルター分を含み、前記フィルター分は、前記低強度固化体を前記収容部に設置した時にはその骨格となる一方で、前記低強度固化体に対する洗浄切削後にはフィルター材となることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る地中壁設置用井戸装置は、上述した請求項１において、前記低強度固化体を、前記容器に紐材で縛り付けて固定したことを特徴とする。

本発明によれば、収容部を有する容器と、前記収容部に収容されたプレキャストブロックからなる低強度固化体と、前記収容部底部に配置された透水性のスクリーンと、前記容器に接続されたジャッキ機構と、前記容器に接続された集水管と、前記容器に接続された洗浄管と、からなるので、プレキャストブロックからなる低強度固化体を容器に迅速かつ容易に充填することができる。このため、現場で直接容器に打設養生していた作業手間をなくすことができる。したがって、施工に係るコストを低減することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る地中壁設置用井戸装置の実施例を示す斜視図である。図２は、低強度固化体が充填されてない地中壁設置用井戸装置の斜視図である。図３は、低強度固化体を充填中の地中壁設置用井戸装置の斜視図である。図４は、低強度固化体の一例を示す斜視図である。図５は、低強度固化体の他の一例を示す斜視図である。図６は、紐材で固定された地中壁設置用井戸装置の斜視図である。図７は、輸送車両に積載された低強度固化体を示す斜視図である。図８は、床に置かれた地中壁設置用井戸装置の上面図である。図９は、低強度固化体の充填施工状況を示す側面図である。図１０は、低強度固化体の充填施工状況を示す側面図である。図１１は、地中壁の孔内に設置された地中壁設置用井戸装置の斜視図である。図１２は、従来の低強度固化体の打設作業を説明する斜視図である。

以下に、本発明に係る地中壁設置用井戸装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１〜図３に示すように、低強度固化体１４を収容するために凹部形状をしたフィルタ室（収容部）２４を有する容器２０と、フィルタ室２４の底部に配置された透水性のスクリーン１２と、この容器２０に接続されたジャッキ機構２２とでスクリーン部を構成する。本発明に係る地中壁設置用井戸装置１０は、このスクリーン部と、集水管１６と、洗浄管１８と、フィルタ室２４に収容されるとともに工場などで製作（二次製品化）されたプレキャストブロックからなる低強度固化体１４とで構成されている。

地中壁設置用井戸装置１０は、集水管１６と洗浄管１８とを有する略扇状断面の長尺の一対の容器２０と、各容器２０を長手方向と直交方向に連結する伸縮可能なジャッキ機構２２とを備える。容器２０の外周面は凹状に開口してフィルタ室２４とされており、スクリーン１２はこのフィルタ室２４の底部に設けてある。そして、フィルタ室２４に低強度固化体１４が配置され、スクリーン１２を塞いでいる。

スクリーン１２は、巻き線ストレーナを用いている。１ｍｍ孔のパンチングメタル（開口率３０〜３５％）を用いることもある。これは、低強度固化体１４やフィルター材に混合されている２ｍｍ程度の径の硅砂を通過させないようにするためである。また、洗浄管１８は、容器２０の上部を貫通してフィルタ室２４に連通しており、集水管１６は、容器２０の上部を貫通するとともにスクリーン１２を隔ててフィルタ室２４の反対側（容器２０の内側）に位置して容器２０の下端まで延在し、その下端部は有孔管となっている。

低強度固化体１４は、略直方体状の小型のプレキャストブロックであり、その単体での大きさおよび重量は、一人の人力で取扱い可能な規格で構成してある。低強度固化体１４の形状は、充填するフィルタ室２４の形状に適合した形状とすれば充填性がよく好適である。本実施例では、フィルタ室２４が略円弧状断面の長尺の形状であることから、低強度固化体１４の単体は、図４に示すように、フィルタ室の形状を複数に分割してなる略円弧状断面のブロックとして構成してある。

なお、低強度固化体１４の重量は、１個あたり７〜１５ｋｇ程度である。また、低強度固化体１４は、輸送時に破壊しがたく、かつ、人力で取扱い容易な規格であれば、例えば図５に示すように、スクリーンの幅に合わせた幅広のサイズで構成することもできる。ここで、図４および図５において、（ａ）は低強度固化体１４の斜視図、（ｂ）は型枠１４ａに詰められた状態の低強度固化体１４の斜視図、（ｃ）は型枠１４ａの斜視図である。

フィルタ室２４に収容された低強度固化体１４の容器２０への固定は、図６に示すように、番線やインシュロックなどの紐材２６で縛り付けることで容易に行うことができる。例えば、容器２０の両縁２０ａに紐材２６を通す孔２０ｂを設けておき、多数の低強度固化体１４の単体をフィルタ室２４内に並置した後、紐材２６を低強度固化体１４の外表面に沿わせてその両端を両孔２０ｂに固定する。紐材２６の設置箇所は、容器２０の長手方向に間隔をあけて複数設ける。

低強度固化体１４は、粘土質材料と水と若干のセメント（固化材）とを混合攪拌し、それを型枠１４ａに充填して固化させてプレキャストブロックとする。なお、粘土質材料としては地盤採取の粘土の他コンクリート破砕処理時に発生する微粉末を使用してもよい。また、この微粉末を加熱処理すれば自硬性を有するようになるのでこのような微粉末の全部または一部を粘土質材料として使用するとセメントを混合しなくてもよい場合もある。また、上記配合に加え、細骨材あるいは地中壁の切削材に相当する珪砂を混合してもよい。表１に配合例を示す。

低強度固化体１４の一軸圧縮強度（材令７日）としては、例えば、井戸装置１０を地中壁内に建て込んだ後の洗浄切削が可能なように、１５０〜２００ｋＮ／ｍ^２程度としている。このようにすれば、低強度固化体１４を井戸装置１０に取り付けて揚重機で建て起した際に、低強度固化体１４が容器２０から崩落することを防ぐことができる。

このように、低強度固化体１４をプレキャストブロックで構成することで、井戸の施工現場で普通の作業員がこの低強度固化体１４を井戸装置１０に短時間で容易に取り付けることができる。このため、低強度固化体の打設作業や固化養生は不要となって作業時間が大幅に短縮され、打設作業ヤード用地の確保や設備も不要となる。したがって、作業コストなどの施工に係るコストを低減することができる。

次に、地中壁設置用井戸装置の施工方法について説明する。
地中壁設置用井戸装置の施工方法は、地上において地中壁設置用井戸装置１０のフィルタ室２４に低強度固化体１４を配置した後に、この地中壁設置用井戸装置１０を図示しない地中壁内に挿入するものである。

まず、工場等で予め製作した複数の低強度固化体１４を、図７に示すような輸送車両２８で現場に輸送・搬入する。この低強度固化体１４は小型であり自重によるたわみ変形がし難い形態であり、多少積み重ねても輸送時の振動などによる破壊は起こりにくい。図７では型枠１４ａに収容された状態の低強度固化体１４を示しているが、損壊を防止可能な状況であれば型枠１４ａを外した状態で輸送・搬入してもよい。

次に、輸送車両２８から低強度固化体１４を降ろして、図８、図９（ａ）の断面図および（ｂ）の側面図に示すように、現場の架台３０に長手方向を横にして置かれた井戸装置１０のフィルタ室２４内に対して低強度固化体１４を充填する作業を行う。ここで、低強度固化体１４の単体での大きさおよび重量は、一人の人力で取扱い可能な規格であることから、この作業は普通の作業員が手作業にて迅速かつ容易に行うことができ、従来のように特殊技能工（左官工）による打設作業を行わなくて済む。また、打設用の作業ヤードを確保する必要もなく、養生期間を設ける必要はない。

低強度固化体１４の充填は、図１０および図３に示すように、フィルタ室２４内に隙間なく上下左右に密接に並べ積み重ねることによって行う。隙間が生じた場合には隙間に液状の固化材を注入して密接度を高めてもよい。このようにプレキャストの低強度固化体１４を手作業にてフィルタ室２４内に充填することで、従来のように直接打設のためにスクリーン部を井戸装置本体から着脱する手間を省ける。フィルタ室２４内に充填した低強度固化体１４を紐材２６で容器２０に固定する。

図示しない揚重機で井戸装置１０を吊り上げ、長手方向を上下にして地中壁（不図示）に設けた孔に貫入する。ここで、低強度固化体１４は紐材２６で容器２０に固定されており、かつ、上記の所定強度で構成してあるので、容器２０から崩落しない。このようにして、井戸装置１０を地中壁内に設置し、施工を完了する。

なお、図１１は、ソイルセメント連続地中壁やコンクリート連続地中壁などの地中壁の孔内に設置された地中壁内設置用井戸装置１０の斜視図であり、（ａ）は設置直後を示す図、（ｂ）は低強度固化体１４の切削状況を示す図である。図１１（ｂ）に示すように、地中壁内設置用井戸装置１０の容器２０は、地中壁に挿入した後、ジャッキ機構２２を拡開して地山に圧接される。

この状態において、ジェットノズルを洗浄管１８内に挿入し、そのノズルから高圧ジェット水を噴出させながら、低強度固化体１４内に繰り出して低強度固化体１４を切削する。切削された低強度固化体１４は洗浄管１８内をリフトアップされて排出される。その後、洗浄管１８を通してフィルタ室２４に珪砂や豆砂利等のフィルタ材を充填する。そして集水管１６内にポンプ３２を設置してポンプ３２を駆動すれば、地中の透水層に位置するスクリーン部から水を汲み上げることができる集水井戸となり、ポンプ３２を設置せずに集水管１６を注水管として用いここから水を注入すれば、地中の透水層に位置する井戸部から透水層に水を注水することができる注水井戸となる。

以下に、本発明の地中壁設置用井戸装置により得られる効果について説明する。

（１）低強度固化体は、プレキャストブロックであるので大量生産することができる。

（２）現場および現場近辺に、低強度固化体の打設作業およびスクリーン部の取り付け作業のための作業ヤードを設ける必要がなくなる。したがって、作業ヤードの用地確保に係るコストを削減することができる。

（３）低強度固化体は、小型のプレキャストブロックであることから、自重によるたわみ変形が生じにくい。このため、製作工場から現場への輸送時に壊れる可能性を極端に減少することができる。

（４）低強度固化体は、プレキャストブロックであるので大量生産に適している。このため、これを作り置き（ストック）しておくことにより、急な要望（注文）が生じた場合に迅速に需要地に提供することができる。

（５）低強度固化体は、井戸本体に装着されたフィルタ室に直接配置することができるので、打設のためにスクリーン部を井戸装置本体から着脱する手間を省ける。このため、スクリーン部を吊り上げる揚重機が不要となる。

（６）低強度固化体は、小型のプレキャストブロックであることから、一般的な作業員がフィルタ室に取り付け可能であり、打設作業のための特殊技能工（左官工）を要しない。

（７）低強度固化体の取り付けは、多少の悪天侯下でも可能であり、打設作業や固化養生を要する従来の作業のように天候状況に制約されることはない。

（８）低強度固化体の取り付け作業時間は、従来の方法に比べて大幅に短縮される。実験によると、井戸装置本体（φ９００ｍｍ、スクリーン長４．０ｍ、両面型）への低強度固化体の取り付け完了までの作業時間は、輸送車両からの荷下ろし作業を含めて約１時間１０分で、この間の所要人員は２．５人であった。これに対し、従来の方法では、井戸装置本体からスクリーン部を取り外し、低強度固化体を打設して養生し、スクリーン部を井戸装置本体に取り付けるまでに延べ５日を要するが、この従来の方法に比べて大幅な短縮となった。

以上説明したように、本発明によれば、収容部を有する容器と、前記収容部に収容されたプレキャストブロックからなる低強度固化体と、前記収容部底部に配置された透水性のスクリーンと、前記容器に接続されたジャッキ機構と、前記容器に接続された集水管と、前記容器に接続された洗浄管と、からなるので、プレキャストブロックからなる低強度固化体をフィルタ室に迅速かつ容易に充填することができる。このため、現場で直接スクリーン部に打設養生していた作業手間をなくすことができる。したがって、施工に係るコストを低減することができるという効果を奏する。

以上のように、本発明に係る地中壁設置用井戸装置は、地中壁設置用井戸を低コストに施工するのに有用であり、特に、低強度固化体をスクリーン部に迅速かつ容易に充填するのに適している。

１０地中壁設置用井戸装置
１２スクリーン
１４低強度固化体
１６集水管
１８洗浄管
２０容器
２２ジャッキ機構
２４フィルタ室（収容部）
２６紐材

Claims

収容部を有する容器と、前記収容部に収容されたプレキャストブロックからなる低強度固化体と、前記収容部底部に配置された透水性のスクリーンと、前記容器に接続されたジャッキ機構と、前記容器に接続された集水管と、前記容器に接続された洗浄管と、からなる地中壁設置用井戸装置であって、
前記低強度固化体は、骨材に相当するフィルター分を含み、
前記フィルター分は、前記低強度固化体を前記収容部に設置した時にはその骨格となる一方で、前記低強度固化体に対する洗浄切削後にはフィルター材となることを特徴とする地中壁設置用井戸装置。
前記低強度固化体を、前記容器に紐材で縛り付けて固定したことを特徴とする請求項１に記載の地中壁設置用井戸装置。