JPH10114957A - 立坑等の掘削工事におけるボイリング防止工法 - Google Patents

立坑等の掘削工事におけるボイリング防止工法

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JPH10114957A
JPH10114957A JP26893396A JP26893396A JPH10114957A JP H10114957 A JPH10114957 A JP H10114957A JP 26893396 A JP26893396 A JP 26893396A JP 26893396 A JP26893396 A JP 26893396A JP H10114957 A JPH10114957 A JP H10114957A
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JP
Japan
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shaft
ground
excavation
boiling
sand
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JP26893396A
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English (en)
Inventor
Tateo Kobayashi
健郎 小林
Akira Gosou
章 五艘
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Maeda Corp
Fujimi Koken Co Ltd
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Maeda Corp
Fujimi Koken Co Ltd
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】立坑等の掘削工事におけるボイリング発生防止
工法を提供する。 【解決手段】掘削工程に入る前に、ボイリングの発生が
予想される部位に、掘削底盤5を超えて所定の地盤深度
dに達するまで柱状孔15を削孔する。この柱状孔15
に砕石9を少なくとも掘削底盤5の高さまで投入してグ
ラベルパイル20を形成する。あるいは、グラベルパイ
ル20の上方に砂及び/または土4を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は立坑等の掘削工事に
おけるボイリング防止工法に関し、更に詳細に言えば、
砂質地盤に立坑や建築物の根切り等の掘削工事を行う際
に好適なボイリング防止工法に関する。
【0002】
【従来の技術】地盤に立坑や建築物の根切り等(以下、
本明細書において「立坑等」と略称する)の掘削工事を
行うには、図4に示すように地盤Gにシートパイル、連
壁、連続柱列坑壁などの山留1を施工した後、山留1の
内部の掘削を開始し、立坑10等を開削する。この掘削
の進行に伴い、腹起2によって山留1を横方向に止め、
さらに、この腹起2の間に切梁3を入れることによって
山留1の安定を図りながら、下方へ掘削を進めていく。
そして、所定の深度まで掘削したところで、捨てコンク
リート等の処理を行い、構造物の施工やトンネル発進等
の段取り等の次工程に移行して行く。
【0003】ところで、立坑10等の掘削工事が砂質地
盤に対して行われる場合には、地下水流7が山留1の根
入れ下方1aを伝わって立坑10の内部に流れ込み、さ
らに上方に流れて土砂粒子4と共に掘削底盤5に噴出し
て、いわゆるボイリング6が発生した。
【0004】ボイリングとは、地下水流7が土砂粒子4
に作用し、土砂粒子4の重心と浮心との偏距によって土
砂粒子4を回転させ、さらに土砂粒4子を激しく撹乱さ
せ、これが更に発達してパイピング現象を生じ、遂には
土砂粒子4を噴出するに至る現象である。
【0005】このように噴出した土砂粒子4は山形状に
盛り上がり、その結果、地下水流7の周辺に緩みを生じ
させると共に、地下水流7内の流水力によって、たちま
ち地盤Gが抜けて、地表の陥没を惹起するに至った。
【0006】そこで、地質条件、立坑等の周辺の条件、
施工法等により地下水位低下工として、1)山留1の外
部にディープウエルを削孔したり、あるいはウエルポイ
ントをその下端部に設けた集水管を打設して、ディープ
ウエルやウエルポイントから土砂粒子の流入を防止しな
がら地下水を揚水したり、2)薬液等を地盤に注入して
地盤の透水性を減少させたり、3)山留1の根入れ部1
aの近傍の地盤に集水管を打設し、ウエルポインとから
揚水する、ことが行われてきた。
【0007】しかし、ボイリング6は掘削底盤5に生じ
るとは限らず、不測の事態として掘削途中に生じる場合
もある。この場合には、a)立坑等を水没させて地下水
位を低下させたり、b)立坑等を水没させてから水中掘
削を行い、水中コンクリートを打設した後に、上記1)
〜3)に示すような対策が採られてきた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のこの種のボイリング地下水対策工では、以下のような
問題があった。すなわち、上記のように、山留1の外部
にディープウエルを削孔したり、ウエルポイントをその
下端部に設けた集水管を打設して、ディープウエルやウ
エルポイントから土砂粒子の流入を防止しながら地下水
を揚水する場合には、ディープウエルを山留1の外部に
掘削したり、集水管を打設するには山留の周囲に十分な
スペースを要するうえ、地下水位の低下が山留範囲を中
心にして周囲に広範囲に及び、その結果、井戸涸れや地
盤低下が生じた。
【0009】さらに、薬液等を地盤に注入して地盤の透
水性を減少させる場合には、地盤改良を完璧に施工する
ことは困難であり、一部に欠陥が生じることが多く、そ
れに起因してボイリングが発生するという問題があっ
た。
【0010】また、山留1の根入れ部1aの近傍の地盤
に集水管を打設し、ウエルポイントから揚水する場合に
は、集水管などの仮設物がその後の掘削の邪魔になるた
め、後片づけを必要とした。また、立坑等を水没させた
り、水中コンクリートを打設するには時間がかかり、対
応の大幅な遅れによって立坑等の周辺が陥没するおそれ
があった。
【0011】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解決するためになされたものであり、立坑等の掘削工
程に先立ってボイリングの発生が予想される部位にグラ
ベルパイルを施工し、掘削の進行に伴ってこのグラベル
パイルから地下水を排出させることを可能にした立坑等
の掘削工事におけるボイリング発生防止工法を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は立坑等の掘削工
事におけるボイリング発生防止工法であり、前述した技
術的課題を解決するために以下のように構成されてい
る。すなわち、本発明の立坑等の掘削工事におけるボイ
リング発生防止工法は、地盤にシートパイル、連壁、連
続柱列坑壁などの山留を施工する工程と、山留の施工後
に立坑や建築用根切り等を掘削底盤に向けて掘削する工
程と、掘削の進行に伴って腹起によって山留を横方向に
止めるとともに、腹起の間に切梁を入れることによって
山留の安定を図る工程と、を含む立坑等の掘削工事にお
いて、前記掘削工程に入る前に、ボイリングの発生が予
想される部位に、前記掘削底盤を超えて所定の地盤深度
に達するまで柱状孔を削孔し、この柱状孔に砕石を少な
くとも掘削底盤の高さまで投入してグラベルパイルを形
成し、地下水を前記砕石の間の隙間を通って排水すると
共に、地盤の土砂の流出を防止するようにしたことを特
徴とする。
【0013】以下、この発明の重要な構成要素について
更に詳細に説明する。 <本発明における具体的構成>本発明の立坑等の掘削工
事におけるボイリング発生防止工法は、前述した必須の
構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のよ
うな場合であっても成立する。
【0014】(柱状孔)柱状孔は地盤上のボイリングの
発生が予想される部位に設けられるのであり、ボイリン
グの発生が予想される個所に応じてその本数及び位置を
定めることができる。通常、山留の近傍にボイリングの
発生頻度が高い傾向があるため、山留近傍には密に削孔
し、開削中央に向けて順次粗く柱状孔を削孔することが
好ましい。
【0015】(砕石)グラベルパイルを形成する砕石に
は適宜の粒径をもつものを用いることができるが、日本
工業規格(JIS)A5001−1995(道路用砕
石)で規定される3号及び/または4号の単粒度中粒砕
石を用いるのが好ましい。しかし、砕石の粒径は上記の
ものに限定されないことはもちろんである。
【0016】<本発明における付加的構成>本発明の立
坑等の掘削工事におけるボイリング発生防止工法は、前
述した必須の構成要素からなるが、前記グラベルパイル
の上方に砂及び/または土を充填することを特徴とす
る。
【0017】(砂、土)本発明において砂や土は、柱状
孔の削孔による周辺地盤の沈下を防止するために柱状孔
に充填するものであり、地盤の状態に応じて単独で用い
ることも、混合して用いる用いることもできる。また、
砂や土の粒度、混合割合なども地盤の状態に応じて適宜
選択する。
【0018】<作用>本発明の立坑等の掘削工事におけ
るボイリング発生防止工法によると、グラベルパイルは
ボイリング現象を誘発する地下水流のみを砕石の間に形
成される隙間を通して掘削底盤に噴出させる。同時にグ
ラベルパイルは地盤の土砂粒子の流出を妨げる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の立坑等の掘削工事
におけるボイリング発生防止工法を図に示される実施形
態について更に詳細に説明する。図1には本発明の一実
施形態に係る立坑等の掘削工事におけるボイリング発生
防止工法の施工状態の断面図を示し、図2は図1に示す
立坑の開削後の平面図あってグラベルパイルの施工状態
を示し、図3は図2のA−A線における断面図であって
立坑の掘削完了時を示す。
【0020】まず、砂質の地盤Gにシートパイル、連
壁、連続柱列坑壁などの山留1を施工する。次いでボイ
リングが予想される部位に、オーガによって掘削底盤5
を超えて柱状孔15を削孔する。図1では柱状孔15は
一本のみが例示されているが、図2から明らかなように
複数の柱状孔15を掘削底盤5を超えて削孔している。
【0021】なお、本発明の実施形態では柱状孔15は
掘削底盤5よりも下方である山留1の根入れ部1aと略
同一の地盤深度dまで削孔する。地盤深度dは地盤条件
によって決定されるのであるから、上記の実施形態に限
定されないことはいうまでもない。また、柱状孔15は
図2から明らかなように、山留1に沿って密に打設し、
開削部8の中央部に向けて次第に粗く削孔してある。
【0022】柱状孔15には、粒径が30〜40mm、あ
るいは20〜40mmの3号、及び/または4号の単粒度
中粒砕石9を自然落下または圧搾空気の作用で投入して
詰め込んでグラベルパイル20を形成する。本実施形態
では、砕石9を掘削底盤5の高さよりも僅かに上方、つ
まり地盤深度dよりも長い、深さDになるまで投入して
グラベルパイル20を形成する。そして、グラベルパイ
ル20の上方に続く柱状孔15には、山留1の立坑10
内側への変形に伴う周辺の地盤の沈下を防止すべく砂ま
たは土11を充填してボイリング防止工を行う。
【0023】上記のボイリング防止工を施した後、図4
に示すように腹起2によって山留1を横方向に止めると
共に、腹起2の間に切梁3を入れ、山留1の安定を図り
ながら立坑10の掘削を進行する。そして、図3に示す
ように、所定の掘削底盤5まで掘削が進行した時点で掘
削を完了する。
【0024】かくして、ボイリング6を誘発する地下水
流7はグラベルパイル20を通って掘削底盤5に噴出す
る。そして、グラベルパイル20は地盤の土砂粒子4の
流出を防止して、地下水のみ排出する。かくて地下水位
Hは、掘削底盤5ではhで示すように低下する。なお、
グラベルパイル20を構成する砕石9およびその上方に
充填された砂または土11は、立坑10の掘削土と一緒
に処分される。
【0025】本実施形態では、ボイリングの予想される
地盤が掘削底盤5の付近にあるものを示したが、ボイリ
ングの予想される地盤が浅い地層にある場合でも実施可
能であり、その場合には、実施形態よりも遥かに上方
の、地表の近くまで砕石9を投入することにより、グラ
ベルパイル20を浅い位置まで形成することができるの
はいうまでもない。
【0026】その他、立坑10を建築用根切りとする場
合に、基礎地盤Gにドレンを設けることにより、構築物
を形成した後に地震が発生しても、グラベルパイル20
は過剰間隙水圧の抜け道として作用して地盤液状化を防
止する。
【0027】あるいは、グラベルパイルの上方に砂や土
を密に充填することにより、サンドパイルとしても作用
させて、地盤改良を可能にし、ひいては立坑等の掘削に
より生じる山留の変形対策、すなわち周辺地盤の沈下対
策に役立たせる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の立坑等の
掘削工事におけるボイリング発生防止工法によれば、掘
削工程に入る前に、ボイリングの発生が予想される部位
に、掘削底盤を超えて所定の地盤深度に達するまで柱状
孔を削孔し、この柱状孔に砕石を少なくとも掘削底盤の
高さまで投入してグラベルパイルを形成すると共に、こ
のグラベルパイルの上方に砂または土を充填したのであ
るから、 a)開削される範囲、すなわち山留の内側で対応するこ
とができ狭い場所でもボイリング防止が可能であり、山
留の周辺に特別のスペースを確保する必要がない。
【0029】b)山留範囲内で地下水処理するために、
周辺地盤の沈下等の悪影響を最小限にくい止めることが
できる。 c)グラベルパイルを用いたために立坑の開削の施工と
一緒に砕石や砂や土を処理することができるので、水中
コンクリートやウエルポインを用いた場合のようにこれ
ら支障物処理を後片づけする必要がなく、作業を迅速に
実施することができる。
【0030】d)基礎地盤にドレンを設ければ、グラベ
ルパイルは過剰間隙水圧の抜け道として作用して地震時
の地盤液状化を防止する。 e)グラベルパイルの上方に砂などを充填することによ
り、サンドパイルとして作用させ、立坑等の掘削により
生じる周辺地盤の沈下対策に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の立坑の掘削開始前の状態の
断面図である。
【図2】図1の立坑の開削後の平面図である。
【図3】図2のA−A線における断面図である。
【図4】ボイリング発生状態を示す従来の立坑の断面図
である。
【符号の説明】
1 山留 2 腹起 3 切梁 4 砂または土 5 掘削底盤 6 ボイリング 9 砕石 10 立坑 15 柱状孔 20 グラベルパイル d 地盤深度 G 地盤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤にシートパイル、連壁、連続柱列坑
    壁などの山留を施工する工程と、山留の施工後に立坑や
    建築用根切り等を掘削底盤に向けて掘削する工程と、掘
    削の進行に伴って腹起によって山留を横方向に止めると
    ともに、腹起の間に切梁を入れることによって山留の安
    定を図る工程と、を含む立坑等の掘削工事において、 前記掘削工程に入る前に、ボイリングの発生が予想され
    る部位に、前記掘削底盤を超えて所定の地盤深度に達す
    るまで柱状孔を削孔し、この柱状孔に砕石を少なくとも
    掘削底盤の高さまで投入してグラベルパイルを形成し、
    地下水を前記砕石の間の隙間を通って排水すると共に、
    地盤の土砂の流出を防止するようにしたことを特徴とす
    る立坑等の掘削工事におけるボイリング防止工法
  2. 【請求項2】 前記グラベルパイルの上方に砂及び/ま
    たは土を充填することを特徴とする請求項1に記載の立
    坑等の掘削工事におけるボイリング防止工法。
JP26893396A 1996-10-09 1996-10-09 立坑等の掘削工事におけるボイリング防止工法 Withdrawn JPH10114957A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101892668A (zh) * 2010-07-30 2010-11-24 中铁四局集团第六工程有限公司 联合支护开挖溶蚀地质深基坑及其施工方法
CN102966109A (zh) * 2012-11-05 2013-03-13 天津二十冶建设有限公司 软土地基带状深基坑封底施工方法
CN110984162A (zh) * 2019-11-07 2020-04-10 广西建工集团第五建筑工程有限责任公司 一种临近河流基坑防渗阻渗施工方法

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Effective date: 20040106