JPH07190871A - 地盤内間隙水圧測定のための水圧計設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地盤内各所の地下水による間隙水圧を測定す
るため、水圧計を深浅所に埋設する際、ボーリング孔の
崩壊を防止して、工期を短縮し費用を削減する。 【構成】 地盤Ａにケーシング１１を刺入させながらボ
ーリング孔ａを削孔した後、排出孔１２ａを多数穿設し
た長尺管１２がボーリング孔ａに挿入され、次にケーシ
ング１１を抜き去るが、この際孔壁ｂが崩壊しても土砂
は排出孔１２ａから内側への侵入を阻止される。長尺管
１２に上下間隔をもって水圧計１を具備した間隙水圧測
定管２が挿入立装され、これと長尺管１２との間の内周
空隙ａ₁ に、フィルター材ｄとシール材ｅを交互に供給
して、これらを排出孔１２ａから孔壁ｂと長尺管１２間
の外周空隙ａ₂ に回送充填して、各水圧計１の外周部に
フィルター材ｄを配設する。各水圧計１のリード線３を
地上に導出して計測器にて間隙水圧の測知が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤の状況を判断する
のに必要とされている地下水圧の分布を知るため、当該
地盤の各種深さにおける夫々の水圧（間隙水圧）を測定
しようとするに際し、これらの水圧を計測するのに用い
られる複数の水圧計を、地盤内の所要地点にあって設置
するため供して好適な水圧計設置方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダムの基礎や切土斜面の安定、地滑りの
防止等の調査においては、地盤の強度や変形に関する性
質を理解すること、および地下の間隙水圧の分布とその
経時変化を知る事は、極めて重要である。深い地盤内の
間隙水圧の分布とその経時変化を測定するため、従来
は、深さが異なる多数のボーリング孔を削孔し、該ボー
リング孔の各々に間隙水圧計を設置して間隙水圧の測定
を行っていた。しかし、この方法では、多数のボーリン
グ孔の削孔や、その各々に間隙水圧計を設置すること等
に多大な時間および経費を必要とするという欠点があ
る。

【０００３】そこで、上記難点を解消するため、近年図
４に示されているような測定方法も実施されている。上
記の方法は、地盤Ａに削孔したボーリング孔ａに、予め
所定の深さ位置における間隙水圧を測定するため、高低
差を付けて複数の水圧計１を具備した間隙水圧測定管２
が挿入立装され、当該ボーリング孔ａの孔壁ｂと間隙水
圧測定管２との間に形成された空隙ｃにあって、水圧計
１の外周部である測定箇所には、砂などによる地下水が
透過可能なフィルター材ｄを充填すると共に、当該測定
箇所以外の空隙ｃにはセメントミルクや合成樹脂等によ
るシール材ｅを充填するのである。尚、ここで上記の各
水圧計は実際上、間隙水圧測定管２内に夫々隔離されて
内設すると共に、当該水圧計に地下水が流当するよう間
隙水圧測定管２の適所に通孔が穿設されることとなる。

【０００４】このようにすることで、地盤Ａからの地下
水が、上記の各フィルター材ｄを介して各水圧計１に押
当し、地盤Ａ内の各層における間隙水圧を測知できるこ
とになるが、もちろん、この際、各水圧計１に接続され
たリード線３は、間隙水圧測定管２外まで導出され、こ
れが地上側計測器４に結線されることとなる。従って、
上記の如き間隙水圧の測定方法によるときは、極めて多
数のボーリング孔を削孔したり、これらに一個宛の水圧
計を設置したりする必要がなくなり、労力と時間と経費
の点で大幅な改善が可能となる。

【０００５】ところが、上記の測定方法を実施するに
は、これまで上記水圧計１を地盤Ａに設置するのに、以
下のような方法を採択している。すなわち、図５（ａ）
に示す通り先ず地盤Ａにケーシング５を刺入させて、地
盤Ａの崩壊を防止しながらボーリング孔ａを削成して行
き、所定の深さｆまで当該ケーシング５を進入させた
後、前記した間隙水圧測定管２を、当該ボーリング孔ａ
の底部ａ′まで同上図（ｂ）のように挿入立装する。

【０００６】次に、前記のフィルター材ｄとシール材ｅ
である充填材を、ボーリング孔ａ内に順次投入して、図
４の如くこれらの充填材を交互に重積させるのである
が、当該充填材は、ボーリング孔ａの孔壁ｂと間隙水圧
測定管２との空隙ｃに充填しなければならないから、本
来、当該充填作業以前にケーシング５をボーリング孔ａ
から引き抜く必要がある。

【０００７】しかし、このケーシング５は、崩壊性地盤
における孔壁ｂを保護するために用いられているもので
あるから、ケーシング５を前記のように引き抜いてしま
ったのでは、孔壁ｂが崩壊してボーリング孔ａが閉塞し
てしまい、前記充填材の充填ができなくなってしまうこ
とになる。

【０００８】そこで、従来の水圧計設置方法にあって
は、一度に上記のケーシング５を抜き去ってしまうので
はなく、図５の（ｃ）〜（ｆ）に示した通り、当該ケー
シング５を、例えば２〜５ｍ程度宛引き抜き、この状態
でフィルター材ｄとかシール材ｅを、ケーシング５の下
端口縁５ａまで充填することを繰り返すのであって、こ
のようにしてケーシング５の深さｆである設置区間を段
階的に断続充填するのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の水
圧計設置方法によるときは、図６によって明示した通り
２〜５ｍといったケーシング５の引抜き長さｇを短くす
ることによって、孔壁ｂが崩壊したとしても、崩壊土砂
ｈによる閉塞区間ｊを可及的に小さくすることは可能と
なるものの、孔壁ｂの崩壊に伴う閉塞の危険性を解消す
ることはできず、従って、フィルター材ｄやシール材ｅ
を望ましい有効な位置に充填できるという保証はないこ
とになる。

【００１０】また、上記従来法にあっては、図７に示さ
れている如く、何回も断続的にケーシング５を引き抜く
こととなるが、その都度ケーシング５の上端開口部５ｂ
に対して、キャップ６を取り付け、これにボーリングロ
ッド７を連結して、ボーリング機によりケーシング５を
引き上げることになる。従って、この際当該作業を行い
得るようにするのに、どうしてもボーリング孔ａにおけ
る地上側の孔口ａ″近傍を整理しなければならない。

【００１１】すなわち、孔口ａ″近傍に配装されている
フィルター材ｄ供給用であるトレミ管８や、シール材ｅ
を送出するための注入管９、さらには充填材の深さ位置
を確認するためのセンサ１０等は、すべてボーリング孔
ａから撤去しなければならない。従って、実際上数十メ
ートルにおよぶケーシング孔ａ内の上記諸用具の建込み
作業と撤去の作業を、ケーシング５の断続的な引き抜き
作業の都度行うこととなり、そのために要する時間と経
費は多大なものとなる。

【００１２】本発明は上記従来法の難点を解消するため
検討されたもので、ボーリング孔の一部または全域にわ
たりケーシングを内装設置して、当該ボーリング孔を削
孔するのであるが、その後、フィルター材やシール材を
充填する以前にあって、当該ケーシングの内周側に多数
の排出孔が穿設されている長尺管を挿入し、当該挿入に
次いで、ケーシングをボーリング孔から一度に抜き去っ
ても、孔壁の崩壊によるボーリング孔の閉塞は、上記の
長尺管によって阻止できるようにすると共に、その排出
孔を介して、上記充填材によるボーリング孔への充填を
連続的に支障なく行い得るようにし、従来法の如き孔内
閉塞のトラブル発生を根絶するだけでなく、その作業時
間を大幅に短縮して、水圧計設置に要する費用を飛躍的
に削減しようとするのが、その目的である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、地盤のボーリング孔内に、所要の上下間隔
をもって水圧計の具備された間隙水圧測定管が挿入立装
され、当該ボーリング孔の孔壁と間隙水圧測定管との空
隙にあって、水圧計の外周部にはフィルター材が、他部
にはシール材が充填され、地盤からの地下水が上記フィ
ルター材を介して各水圧計に押当することにより、当該
各水圧計の計測結果を、間隙水圧測定管外に導出された
リード線に接続の地上側計測器によって測知するに際
し、前記のボーリング孔は、地盤内に孔壁崩壊防止用で
あるケーシングを所要深度まで押入して削成するように
し、このケーシングの内周側に、上記孔壁崩壊による土
砂の侵入を可及的に阻止可能とした多数の排出孔が穿設
されている長尺管を挿入して、当該ケーシングをボーリ
ング孔から抜出除去した後、当該長尺管の上位開口から
投入された前記フィルター材とシール材である充填材
を、この長尺管と前記間隙水圧測定管とによる内周空隙
から、長尺管の前記排出孔を介して、上記孔壁と長尺管
とによる外周空隙に充填されるようにしたことを特徴と
する地盤内間隙水圧測定のための水圧計設置方法を提供
しようとしている。

【００１４】

【作用】本発明によるときは、ボーリング孔に所定の深
さまでケーシングが押入された状態で、その内周側に、
多数の排出孔を有する長尺管が挿入立装されることで、
ボーリング孔は、当該長尺管によって内側と外側とに区
画される。

【００１５】この状態でボーリング機を用いて、上記の
ケーシングをボーリング孔から一度に引き抜いてしまう
と、ボーリング孔の軸心に立装の間隙水圧測定管と長尺
管との間に内周空隙が形成されると共に、長尺管とボー
リング孔の孔壁との間に外周空隙が形成される。

【００１６】ここで、上記ボーリング孔の孔壁が崩壊し
たとしても、長尺管の排出孔は崩壊土砂の侵入を可及的
に阻止できるよう細口に形成されているから、当該土砂
は外周空隙に堆積するのみで、内周空隙にまで侵入する
ことはないから、ここが閉塞されてしまうことはない。
長尺管の上位開口から投入されたフィルター材やシール
材は、上記の土砂に比し流動性が大なることから、充填
材は内周空隙から排出孔を介して外周空隙へ回り込み、
全空隙に上記の充填材が充分に充填されることとなる。

【００１７】上記の間隙水圧測定管について、これを何
時ボーリング孔に挿入立装すべきかの問題であるが、も
ちろん、上記の充填材を充填する工程以前であれば、ど
のような工程段階を選定してもよい。しかし、ボーリン
グ孔が削孔されたとき、直ぐに間隙水圧測定管を挿入し
たり、長尺管をボーリング孔のケーシング内に挿入後、
間隙水圧測定管を挿入するよりも、ケーシングを前記の
如くボーリング孔から抜き去ってしまった後に挿入した
方が、長尺管の挿入作業やケーシングのボーリング機に
よる撤去の作業が行い易く、全作業工程の能率化が促進
されて望ましい。

【００１８】

【実施例】本発明を図１と図２の参照によって以下詳記
すると、先ず、地盤Ａにあって間隙水圧を測定すべき場
所が、崩壊性地盤地域に位置していて、素掘りではボー
リングａの削孔中に孔壁ｂの崩壊が懸念されることか
ら、削孔によって得られた孔内における土の試料を慎重
に確認しながら、必要と思われる深さｆまで孔壁ｂの保
護を目的としたケーシング１１を進入設置しつつ常法に
よってボーリング機による削孔を行う。この際図１の
（ａ）に示されている実施例では、ｆを例えば３３ｍ程
度の深さでとどめ、さらにケーシング１１のない状態で
所要深さの底面ａ′までボーリング孔ａを削孔するよう
にしてある。

【００１９】次に図１（ｂ）のように、多数の排出孔１
２ａが穿設された長尺管１２を用意しておき、これを上
記のケーシング１１の内周側にあって、ボーリング孔ａ
内に挿入立装するのであり、このことによって当該ボー
リング孔ａ内の空隙は、長尺管１２の内側である内周空
隙ａ₁ と、長尺管１２とケーシング１１との間に形成さ
れた外周空隙ａ₂ とに区画されることとなり、この外周
空隙ａ₂ は、上記の内周空隙ａ₁ よりも狭く形成されて
いる。

【００２０】ここで、上記の長尺管１２としては図２に
示す如きものを使用することができ、当該図示例では塩
化ビニール製で、外径７６ｍｍ、内径６７ｍｍ程度のパ
イプを用いた場合、前記の排出孔１２ａは、図２と図３
によって理解される通り、長手方向へ１００ｍｍだけ離
間させて直径２０ｍｍのものを、対向位置となるよう２
個宛穿設すると共に、この際、当該一対の排出孔１２ａ
の穿設径方向は、一段だけ上下する毎に６０度だけ回転
変移させるようにしてある。

【００２１】そして長尺管１２の連結すべき単位管とし
ては、その長さを４０００ｍｍ程度とし、その両端部に
１００ｍｍ程の継手用である雄螺子部１２ｃと雌螺子部
１２ｄとが刻設してあり、従って、単位管の連結した場
合における有効長は３９００ｍｍとなる。ここで、長尺
管１２に塩化ビニール管を選定した理由は、安価で入手
し易く、また加工も容易で軽量であるため作業性がよい
ためであり、もちろん、その他の加工素材を使用しても
よい。

【００２２】本発明にあっては、次に図１の（ｃ）に示
されているように、図示されていないボーリング機によ
って、上記のケーシング１１をボーリング孔ａから引き
抜き、これを撤去してしまうのであり、実際に、当該撤
去時に、内周空隙ａ₁ へロッドを挿入して、ボーリング
孔ａの底面ａ′までの深さを測定したところ、ケーシン
グ引き抜き前の底面ａ′までの深さ４５ｍと同一値を計
測することができた。

【００２３】このことから、孔壁ｂの崩壊程度について
は不明であるものの、地盤状況を考慮したとき、全く崩
壊のないことは考え難いことから、崩壊土砂が外周空隙
ａ₂から内周空隙ａ₁ まで侵入することを、前記の排出
孔１２ａをもつ長尺管１２が阻止したものと考えられ
る。そして、当該ケーシング１１の抜出後、ボーリング
機は当該現場から搬出するようにした。

【００２４】次に、従来法によって説示した通り、所要
の上下間隔をもって水圧計１の具備された間隙水圧測定
管２を用意しておき、これをケーシング１１のない内周
空隙ａ₁ の軸心位置に挿入立装し、長尺管１２の上位開
口１２ｂから当該内周空隙ａ₁ に、前記の従来法と同様
にして順次フィルター材ｄとシール材ｅである充填材を
順次供給して行くこととなる。

【００２５】上記の充填工程によって、各充填材は、内
周空隙ａ₁ から長尺管１２の排出孔１２ａを介して外周
空隙ａ₂ にも充填されて行き、かくして、従来法と同じ
く水位計１の外周部にはフィルター材ｄが、他部にはシ
ール材ｅが充填され、地盤からの地下水が、上記のフィ
ルター材ｄを介して各水圧計１に押当し、これらの水圧
計１による計測結果が、前記従来法と同じく水位計１の
リード線３に接続の図示されていない地上側計測器によ
って測知できることになる。

【００２６】ここで、上記充填作業を行うに際し、長尺
管１２の内径は実際上６６ｍｍ以上あることが望まし
く、また、前記の如く雄螺子部１２ｃや雌螺子部１２ｄ
を設けるためには、当該長尺管１２の厚さを４ｍｍ以上
とするのが望ましい。さらに排出孔１２ａの仕様につい
ては、当該排出孔１２ａの直径および穿設配置を変えた
各種の長尺管１２を用意し、その内部にフィルター材ｄ
として珪砂６号および珪砂４号のものを、シール材ｅと
してエポキシ樹脂を用い、実際の工事と同じ速度で、こ
れらを充填する室内試験を行い、この際、当該各充填材
が、充填速度に見合った充分な速度で排出孔１２ａが排
出され、しかも、フィルター材ｄの充填にあって、充填
停止後に残留する内周空隙ａ₁ と外周空隙ａ₂ の充填高
さの差が、１００ｍｍ以下となるのに必要な排気孔１２
ａの直径と、その配置につき精査した。

【００２７】上記の条件を満足し、かつ孔壁ｂからの崩
壊土砂が、長尺管１２に流れ込んでしまうのを防止する
ため、その開口率を必要以上に大きくしないよう、排水
孔１２ａの口径等を決定するようにした。また排水孔１
１ａの穿設方向を前記の如く長尺管１２の外周６方向へ
分散させるようにし、これによって、例えば、長尺管１
２の一部が孔壁ｂに接してしまい、一方向にあって充填
材の排出が不能となってしまったような場合でも、他の
５方向からの充填材の排出により、外周空隙ａ ₂ への充
填作業が支障なく行えるよう配慮した。

【００２８】また、実際に上記の充填作業中にあって、
数度にわたって内周空隙ａ₁ と外周空隙ａ₂ にロッドを
挿入して、夫々の充填材につき、その高さを測定したと
ころ、フィルター材ｄ、シール材ｅともに、略同じ深度
となっていることを確認することができた。

【００２９】なお、上記の実施例にあっては、間隙水圧
測定管２のボーリング孔ａへの挿入を、ケーシング１１
の引き抜き除去後の工程としたが、この方法が最も望ま
しいにしても、ボーリング孔ａの削孔直後とか、長尺管
１２の挿入直後に行うようにすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上のようにして実施すること
ができるものであり、ケーシングを設置して削孔された
ボーリング孔に、排出孔を多数穿設の長尺管を挿入した
上で、ケーシングをボーリング孔から一度に抜き去って
しまい、その後にフィルター材やシール材の充填作業を
行うから、当該長尺管の存在によってボーリング孔が崩
壊土砂により閉塞してしまい、充填材の充填が不能とな
るといったトラブルの発生を、完全に解消できると共
に、間隙水圧の測定値にも信頼性を確保することができ
る。

【００３１】さらに、充填作業に先行してケーシングを
抜き去ってしまうから、ケーシングを数メートル程度宛
引き抜いては充填する作業を繰り返していた従来法に比
し、充填作業の連続化が可能となり、この結果、ケーシ
ングの断続的な引き上げの都度行っていたトレミ管や注
入管等の引き上げと建て込み作業が、一回だけ行えばよ
いこととなり、従って、作業時間の大幅な短縮と経費の
削減が可能となる。

【００３２】また、実際上、従来法ではケーシングの引
き抜きに使用する大型なボーリング機を、充填作業の最
終段階まで現場に設置しておかねがならなかったのに対
し、作業工程中の比較的初期に、一回だけボーリング機
を使ってケーシングを抜き去ってしまえば、最早同上機
は不要となるので、その搬出が可能となり、この点から
も経費の削減に寄与し得ると共に、作業し易い環境を整
備し得ることになる。

【００３３】また、間隙水圧測定管をボーリング孔内に
挿入する時点については、充填作業の開始前であればよ
いが、ケーシングの引き抜きが完了してから挿入するこ
とが、作業を実施する上で最も効率的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水圧計設置方法の工程を示し、
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、夫々工程順に表わ
した地盤内間隙水圧測定地点における縦断正面略示図で
ある。

【図２】本発明の実施に用いられる長尺管を示す一部切
欠の正面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図２の夫々ａ−ａ線、
ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線の各横断面図である。

【図４】従来の水圧計設置方法により地盤内間隙水圧を
測定している状態を示した縦断正面図である。

【図５】従来の水圧計設置方法の工程を示し、（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は夫々工程順に表わし
た地盤内間隙水圧測定地点における縦断正面略示図であ
る。

【図６】従来の水圧計設置方法によるボーリング孔崩壊
状態を示し、（ａ）は崩壊前、（ｂ）は崩壊後の夫々地
盤内間隙水圧測定地点における縦断正面略示図である。

【図７】従来の水圧計設置方法におけるケーシング引き
抜き作業工程を示し、（ａ）は引き抜き作業開始前、
（ｂ）は引き抜き作業開始の準備完了時における夫々地
盤内間隙水圧測定地点の縦断正面略示図である。

【符号の説明】

１ 水圧計 ２ 間隙水圧測定管 １１ ケーシング １２ 長尺管 １２ａ 排出孔 １２ｂ 長尺管の上位開口 Ａ 地盤 ａ ボーリング孔 ａ₁ 内周空隙 ａ₂ 外周空隙 ｂ ボーリング孔の孔壁 ｄ フィルター材 ｅ シール材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉松 弘行 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (72)発明者 檜垣 大助 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (72)発明者 梅田 美彦 東京都港区赤坂４丁目９番９号 日本国土 開発株式会社内 (72)発明者 鈴木 正人 東京都港区赤坂４丁目９番９号 日本国土 開発株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤のボーリング孔内に、所要の上下間
   隔をもって水圧計の具備された間隙水圧測定管が挿入立
   装され、当該ボーリング孔の孔壁と間隙水圧測定管との
   空隙にあって、水圧計の外周部にはフィルター材が、他
   部にはシール材が充填され、地盤からの地下水が上記フ
   ィルター材を介して各水圧計に押当することにより、当
   該各水圧計の計測結果を、間隙水圧測定管外に導出され
   たリード線に接続の地上側計測器によって測知するに際
   し、前記のボーリング孔は、地盤内に孔壁崩壊防止用で
   あるケーシングを所要深度まで押入して削成するように
   し、このケーシングの内周側に、上記孔壁崩壊による土
   砂の侵入を可及的に阻止可能とした多数の排出孔が穿設
   されている長尺管を挿入して、当該ケーシングをボーリ
   ング孔から抜出除去した後、当該長尺管の上位開口から
   投入された前記フィルター材とシール材である充填材
   を、この長尺管と前記間隙水圧測定管とによる内周空隙
   から、長尺管の前記排出孔を介して、上記孔壁と長尺管
   とによる外周空隙に充填されるようにしたことを特徴と
   する地盤内間隙水圧測定のための水圧計設置方法。