JP7471183B2 - 集水構造及び集水構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、集水構造及び集水構造の施工方法に関する。

特許文献１には、液状化地盤に構築される構造物を対象とする液状化被害低減構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、構造物の下方の液状化地盤中に水平ドレーンを設けるとともに構造物の周囲の液状化地盤中に鉛直ドレーンを設けてそれに水平ドレーンの両端部を接続し、構造物の下方の液状化地盤が液状化した際に過剰間隙水を水平ドレーンおよび鉛直ドレーンを通して地表部に排水するための排水ゾーンを形成している。

特許文献２には、地下水揚水設備の閉塞防止方法及び装置並びに閉塞防止型地下水揚水設備に関する技術が開示されている。この先行技術では、地下水を継続的に揚水する揚水設備の揚水井内に地下水位近傍に至る送気管を設け、送気管を介して揚水井内の地下水上部空間に低反応性ガスを充填し、上部空間からの低反応性ガスの漏洩速度に応じた流量で低反応性ガスを継続的に補給して地下水成分の酸化を抑制している。

特許文献３には、砂地盤などの液状化のおそれのある地盤上に建つ既設構造物の沈下および不同沈下を抑制する目的でなされる地盤改良工法に関する技術が開示されている。この先行技術では、複数のボーリング孔を構造物周辺の地上から構造物の直近まで、さらに構造物の直下に至るまで連続して削孔する。また、ボーリング孔を横方向に所定間隔おきにかつ二段に削孔する。さらに、地上から構造物の直近までを弧状に、それより先の構造物直下においては水平にそれぞれ削孔する。そして、上段側のボーリング孔から固化材を注入しつつ、他方のボーリング孔から吸引する。

特許５８２２２００号公報 特開２００６－１０４７１４号公報 特許３８４１６７９号公報

建物内部への地下水の浸水を抑制又は防止するために、建物の底部の底面に沿って横方向に集水管を設け、地下水を集水する工事を施工することがある。しかし、建物に隣接して別の建物が構築されている場合や建物に隣接する敷地が別の所有者である場合等では、集水管の両端部に集水した地下水を排水するための鉛直ドレーンを配置することができない場合がある。

本発明は、上記事実を鑑み、建物の底部の底面に沿って横方向に延びる集水管の両端部に鉛直ドレーンを配置することなく、地下水を集水管で集水することが目的である。

第一態様は、地下水を排水するための排水設備を備えた立坑と、前記立坑から建物の底部の下に延び、地下水を前記立坑へ流すカルバートと、前記カルバートから前記建物の底部の底面に沿って横方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第一集水管と、を備えた集水構造である。

第一態様の集水構造では、地下水を排水するための排水設備を備えた立坑から建物の底部の下にカルバートが設けられている。また、カルバートから建物の底部の底面に沿って横方向に延びる複数の集水管が設けられている。そして、集水管からカルバートに地下水を集水し、カルバートから地下水が立坑に流れ、排水設備で地下水が排水される。したがって、建物の底部の底面に沿って横方向に延びる集水管の両端部に鉛直ドレーンを配置することなく、地下水が集水管で集水される。

第二態様は、前記カルバートが、前記建物に隣接すると共に前記建物の底面よりも上側に底面を有する付属建物との隣接部に沿って延び、前記カルバートから前記建物の下部側面に沿って縦方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第二集水管が構築されている、第一態様に記載の集水構造である。

第二態様の集水構造では、付属建物との隣接部にカルバートから建物の底部下端部の側面に沿って縦方向に延びる複数の第二集水管によって、付属建物との隣接部の地下水がカルバートに集水される。

第三態様は、地下水を排水するための立坑を構築する工程と、前記立坑から建物の底部の下に延び、地下水を前記立坑へ流すカルバートを構築する工程と、前記カルバートから前記建物の底部の底面に沿って横平方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第一集水管を構築する工程と、前記立坑に地下水を排水するための排水設備を設ける工程と、を備えた集水構造の施工方法である。

第三態様の集水構造の施工方法では、集水管からカルバートに地下水を集水し、カルバートから地下水が立坑に流れ、排水設備で地下水が排水さされる。したがって、建物の底部の底面に沿って横方向に延びる集水管の両端部に鉛直ドレーンを配置することなく、地下水が集水管で集水される。

なお、排水設備を設ける工程は、立坑が構築された後であれば、いつ行ってもよい。例えば、第一集水管を構築する工程よりも前に行ってもよいし、同時並行で行ってもよい。

第四態様は、前記カルバートを、前記建物に隣接すると共に前記建物の底面よりも上側に底面を有する付属建物との隣接部に沿って延び、前記カルバートから前記建物の下部側面に沿って縦方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第二集水管を構築する工程を備えた、第三態様に記載の集水構造の施工方法である。

第四態様の集水構造の施工方法では、付属建物との隣接部にカルバートから建物の下部側面に沿って縦方向に延びる複数の第二集水管によって、付属建物との隣接部の地下水がカルバートに集水される。

本発明によれば、建物の底部の底面に沿って横方向に延びる集水管の両端部に鉛直ドレーンを配置することなく、地下水を集水管で集水することができる。

集水構造の平面図である。 図１の２－２線に沿った縦断面図である。 図１の３－３線に沿った縦断面図である。 集水構造の要部の斜視図である。

＜実施形態＞
本実施形態の集水構造について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。

図１、図２及び図３に示す建物１０は、地盤Ｇに構築されている。また、この建物１０には、隣接して第一付属建物５２（図２も参照）及び第二付属建物５４（図３も参照）が構築されている。

図１に示すように、本実施形態における建物１０は、平面視矩形状とされ、第一側壁部１１、第二側壁部１２、第三側壁部１３及び第四側壁部１４を有する構造とされている。前述した第一付属建物５２は建物１０の第一側壁部１１に隣接して構築され（図２も参照）、第二付属建物５４は建物１０の第二側壁部１２に隣接して構築されている（図３も参照）。

なお、本実施形態では、第一付属建物５２及び第二付属建物５４は、それぞれ建物１０の第一側壁部１１及び第二側壁部１２に対して、図示されていないエクスパンションジョイントで接続されているが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態では、第一付属建物５２及び第二付属建物５４は、それぞれ建物１０の第一側壁部１１及び第二側壁部１２に対して、間隔をあけて構築されているが、これに限定されるものではない。第一付属建物５２及び第二付属建物５４は、それぞれ建物１０の第一側壁部１１及び第二側壁部１２に対して、一部又は全面が接触又は接続していてもよい。

図２及び図３に示すように、建物１０は地下部分を有している。本実施形態では、建物１０の地下部分の基礎スラブが底部２０である。図２に示すように第一付属建物５２は地下部分を有し、地下部分の基礎スラブが底部５３である。同様に図３に示すように第二付属建物５４は地下部分を有し、地下部分の基礎スラブが底部５５である。なお、図２及び図３に示すＫは、地下水の水位である。

図２に示すように第一付属建物５２の底部５３の底面５３Ａは、建物１０の底部２０の底面２０Ａよりも上方に位置している。同様に、図３に示すように第二付属建物５４の底部５５の底面５５Ａは、建物１０の底部２０の底面２０Ａよりも上方に位置している。

これらの底部の段差部分をそれぞれ第一段差部２２（図２参照）及び第二段差部２４（図３参照）とする。また、図２に示す第一側壁部１１の第一段差部２２部分を第一地下外壁１１Ａとする。同様に、図３に示す第二側壁部１２の第二段差部２４部分を第二地下外壁１２Ａとする。

図１、図２、図３及び図４に示すように、本実施形態の集水構造１００は、立坑１１０、カルバート１０２、第一集水管１５０、第一側壁側第二集水管１６０（図１及び図２参照）及び第二側壁側第二集水管１７０を含んで構成されている。カルバート１０２は、第一カルバート１２０と第二カルバート１３０とで構成され、平面視でＬ字状を成している。

図１及び図３に示すように、立坑１１０は、建物１０の第四側壁部１４の外側且つ第一付属建物５２の外側で寄り付き可能な場所に設けられている。立坑１１０は、地下水（図３及び図４参照）を地上に排水するための排水設備１１２を備えている。

図１、図２、図３及び図４に示すように、第一カルバート１２０は、平面視において、建物１０の第一側壁部１１と第一付属建物５２の境界部分の下を立坑１１０の下端部１１４（図３参照）から底部２０の底面２２Ａに沿ってＸ方向に延びている。第一カルバート１２０の先端部分１２２は、第一付属建物５２の端部まで到達している（図１参照）。

第二カルバート１３０は、建物１０の第二側壁部１２と第二付属建物５４の境界部分の下を第一カルバート１２０の側壁部１２８（図４参照）から底部２０の底面２０Ａに沿ってＹ方向に延びている。第二カルバート１３０の先端部分１３２は、第二付属建物５４の端部まで到達している（図１参照）。

図３に示すように、本実施形態では、第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０は、断面が略矩形状のボックスカルバートで構成されている。また、第二カルバート１３０は、第一カルバート１２０よりも断面が小さい。第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０の底面部１２４、１３４は幅方向の中央部に向かって傾斜し、この中央部には溝部１２６、１３６が形成されている。

図１及び図２、図３及び図４に示すように、第一集水管１５０は、第二カルバート１３０の側壁部１３８（図１、図３及び図４参照）から建物１０の底部２０の底面２０Ａ（図１～図３参照）に沿ってＸ向に延びている。第一集水管１５０は、Ｙ方向に沿って間隔をあけて複数設けられている（図１、図２及び図４参照）。別の観点から説明すると、第一集水管１５０は、建物１０の底部２０全体の下に敷設されている（図１参照）。

図１及び図２に示すように、第一側壁側第二集水管１６０は、第一カルバート１２０の天井部１２９（図２参照）から第一地下外壁１１Ａ（図２参照）に沿ってＺ方向に延びている。第一側壁側第二集水管１６０は、Ｘ方向に沿って複数設けられている（図１参照）。

図１及び図３に示すように、第二側壁側第二集水管１７０は、第二カルバート１３０の天井部１３９（図３参照）から第二地下外壁１２Ａ（図３参照）に沿ってＺ方向に延びている。第二側壁側第二集水管１７０は、Ｙ方向に沿って複数設けられている（図１参照）。

図１に示す第一集水管１５０、第一側壁側第二集水管１６０及び第二側壁側第二集水管１７０は、本実施形態では、いずれも外周に複数の孔２０２（図４参照）が形成された鋼管２００（図４参照）で構成されている。

なお、本実施形態では、建物１０の第三側壁部１３及び第四側壁部１４に沿ってＺ方向に延びる第三集水管２１０が設けられているが、これに限定されるものではない。

（施工方法）
次に、本実施形態の集水構造１００の施工方法に一例について説明する。

まず、建物１０の第四側壁部１４の外側且つ第一付属建物５２の外側で寄り付き可能な場所に立坑１１０を設ける。

次に、建物１０の第一側壁部１１と第一付属建物５２の境界部分の下を立坑１１０の下端部１１４から底部２０の底面２０Ａに沿ってＸ方向に推進して第一カルバート１２０を設ける。

次に、建物１０の第二側壁部１２と第二付属建物５４の境界部分の下を第一カルバート１２０から底部２０の底面２０Ａに沿ってＹ方向に推進して第二カルバート１３０を設ける。

なお、本実施形態では、第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０は、ＳＦＴ工法で施工しているが、これに限定されるものではない。

第二カルバート１３０の側壁部１３８から建物１０の底部２０の底面２０Ａに沿ってＸ方向にボーリングを行って第一集水管１５０を敷設する。

また、第一側壁側第二集水管１６０を第一カルバート１２０の天井部１２９から第一地下外壁１１Ａに沿ってＺ方向に敷設する。また、第二側壁側第二集水管１７０を第二カルバート１３０の天井部１３９から第二地下外壁１２Ａに沿ってＺ方向に敷設する。

そして、立坑１０に、地下水を地上に排水するための排水設備１１２を設ける。

なお、上記施工手順は一例であってこれに限定されるものではない。例えば、排水設備１１２は、立坑１１０を設けた後であれば、いつでも施工することができる。また、第一側壁側第二集水管１６０は第一カルバート１２０を設けた後であれば、いつでも施工することができ、第二側壁側第二集水管１７０は第二カルバート１３０を設けた後であれば、いつでも施工することができる。

＜作用及び効果＞
次に本実施形態の作用及び効果について説明する。

第一集水管１５０で集水された地下水は、第二カルバート１３０に集水される。第一側壁側第二集水管１６０で集水された地下水は、第一カルバート１２０に集水される。

このように、建物１０の底部２０の下の第一集水管１５０で地下水を集水することで、底部２０に発生した亀裂等から建物１０の内部への地下水の浸水が抑制又は防止される。

よって、建物１０の底部２０の底面２０Ａに沿って横方向に延びる第一集水管１５０の両端部に鉛直ドレーンを配置することなく、地下水を集水して地上に排水することができる。

また、第二側壁側第二集水管１７０で集水された地下水は、第二カルバート１３０に集水される。第二カルバート１３０の地下水は、第一カルバート１２０に流れる。第一カルバート１２０の地下水は、立坑１１０に向かって流れ、排水設備１１２で地上に排水される。

このように、第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０を建物１０と隣接する第一付属建物５２及び第二付属建物５４との境界部分の下に設ける。そして、第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０から第一側壁側第二集水管１６０及び第二側壁側第二集水管１７０を縦方向に敷設することで、第一地下外壁１１Ａ及び第二地下外壁１２Ａの周囲の地下水を集水し、地上に排水することができる。

よって、第一側壁側第二集水管１６０で地下水を集水することで、第一地下外壁１１Ａに発生した亀裂等から建物１０の内部への地下水の浸水が抑制又は防止される。同様に、第二側壁側第二集水管１７０で地下水を集水することで、第二地下外壁１２Ａに発生した亀裂等から建物１０の内部への地下水の浸水が抑制又は防止される。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、第一集水管１５０は、第二カルバート１３０からＸ方向に沿って設けられていたが、これに限定されない。第一集水管１５０は、第一カルバート１２０からＹ方向に沿って設けられていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０は、断面が略矩形状のボックスカルバートで構成されていたが、これに限定されない。第一カルバート１２０及び第二カルバート１３０は、例えば断面が円筒状であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、第一付属建物５２と第二付属建物５４との間には、隙間が形成されているが、これに限定されるものではない。第一付属建物５２と第二付属建物５４とは、接触していてもよい。或いは、第一付属建物５２と第二付属建物５４とは一体的に構成、つまり平面視Ｌ字状の一つの建物であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、建物１０の第一側壁部１１に隣接して第一付属建物５２が構築され、建物１０の第二側壁部１２に隣接して第二付属建物５４が構築されているが、これに限定されない。

例えば、第一付属建物５２のみが構築されていてもよい。なお、この場合、第一カルバート１２０のみを設け、第一集水管１５０は第一カルバート１２０からＹ方向に沿って設ければよい。

或いは、建物１０の第三側壁部１３に隣接して第三付属建物が構築されていてもよい。なお、この場合、建物１０の第三側壁部１３と第三付属建物との境界部分の下に第三カルバートを第二カルバート１３０から設けると共に段差部に第三壁側第二集水管を設ければよい。

また、建物１０に離接して付属建物が構築されていなくてもよい。なお、この場合、第一カルバート１２０のみを設け、第一集水管１５０は第一カルバート１２０からＹ方向に沿って設ければよい。

また、上記実施形態では、集水した地下水を地上に排水したが、これに限定されない。集水した地下水を河川や海等に排水してもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ 建物
１１Ａ 第一地下外壁（下部側面の一例）
１２Ａ 第二地下外壁（下部側面の一例）
２０ 底部
２０Ａ 底面
５２ 第一付属建物
５３Ａ 底面
５４ 第二付属建物
５５Ａ 底面
１００ 集水構造
１０２ カルバート
１１０ 立坑
１１２ 排水設備
１５０ 第一集水管
１６０ 第一側壁側第二集水管
１７０ 第二側壁側第二集水管

Claims (4)

1. 地下水を排水するための排水設備を備えた立坑と、
   前記立坑から建物の底部の下に延び、地下水を前記立坑へ流すカルバートと、
   前記カルバートから前記建物の底部の底面に沿って横方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第一集水管と、
   を備えた集水構造。
2. 前記カルバートが、前記建物に隣接すると共に前記建物の底面よりも上側に底面を有する付属建物との隣接部に沿って延び、
   前記カルバートから前記建物の下部側面に沿って縦方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第二集水管が構築されている、
   請求項１に記載の集水構造。
3. 地下水を排水するための立坑を構築する工程と、
   前記立坑から建物の底部の下に延び、地下水を前記立坑へ流すカルバートを構築する工程と、
   前記カルバートから前記建物の底部の底面に沿って横平方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第一集水管を構築する工程と、
   前記立坑内に流れ込んだ地下水を、地上、河川及び海のいずれかに排水するための排水設備を設ける工程と、
   を備えた集水構造の施工方法。
4. 前記カルバートを構築する工程は、前記建物に隣接すると共に前記建物の底面よりも上側に底面を有する付属建物との隣接部に沿って延びるように前記カルバートを構築するものであり、
   前記カルバートから前記建物の下部側面に沿って縦方向に延び、地下水を前記カルバートに集水する複数の第二集水管を構築する工程をさらに備えた、
   請求項３に記載の集水構造の施工方法。