JP2004068485A - ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディープウェル工法において工事地盤の表面層の地下水をきわめて効果的に除去できるようにすることである。
【解決手段】工事地盤に設けられた縦孔３内に通水孔６を有するケーシングパイプ５を建て込み、そのケーシングパイプ５の外周面と縦孔３の内周面間にサンドフィルタ層７を形成し、ケーシングパイプ５内の下端部にサンドフィルタ層７を通過してケーシングパイプ５内に浸入する地下水の揚排水用水中ポンプ８を設ける。ケーシングパイプ５の上部内に密封空間１５を形成し、その密封空間１５内を真空ポンプ１６の駆動により減圧し、工事地盤の表面層の地下水を密封空間１５内に強制的に吸入して地上に揚排水する。
【選択図】 図１
【解決手段】工事地盤に設けられた縦孔３内に通水孔６を有するケーシングパイプ５を建て込み、そのケーシングパイプ５の外周面と縦孔３の内周面間にサンドフィルタ層７を形成し、ケーシングパイプ５内の下端部にサンドフィルタ層７を通過してケーシングパイプ５内に浸入する地下水の揚排水用水中ポンプ８を設ける。ケーシングパイプ５の上部内に密封空間１５を形成し、その密封空間１５内を真空ポンプ１６の駆動により減圧し、工事地盤の表面層の地下水を密封空間１５内に強制的に吸入して地上に揚排水する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物等の基礎工事に先だってその工事地盤の地下水の水位を安定化水位まで低下させるディープウェル工法に係り、詳しくは地盤表面層に含まれる表面水の強制排水方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビル建築や大型建設工事等においては、地盤表面を地中深くまで掘削する、所謂根切りが行なわれるが、掘削土には多くの水分を含み、その取り扱いがきわめて困難であるため、普通、根切りに先だって工事地盤の地下水を排水することが行なわれる。
【０００３】
地下水の排水には、ウェルポイント工法による排水が知られているが、このウェルポイント工法においては、強制吸引によって集水する井戸が６ｍ程度と比較的浅く、根切り底が深い場合に採用することができない。また、井戸の口径が小さいため、工事地盤の周囲に多数の井戸を設ける必要があり、コスト的にきわめて不利である。
【０００４】
そこで、根切り底の深い基礎工事においては、ディープウェル工法によって排水することが行なわれている。
【０００５】
ディープウェル工法は、図３（Ｉ）に示すように、掘削用のビット２を下部に有するインナーロッド１を回転させ、前記ビット２の回転による切削と、そのビット２先端から噴射される圧力水とによって縦孔３を形成し、その縦孔３にアウタチューブ４を建て込むようにしている。
【０００６】
ここで、インナーロッド１およびアウタチューブ４は一定長さのものが使用されるため、インナーロッド１およびアウタチューブ４を順次継ぎ足して地中深くまでアウタチューブ４を建て込むようにしている。
【０００７】
所定長さのアウタチューブ４が建て込まれると、インナーロッド１を引き抜き、図３（ＩＩ）に示すように、アウタチューブ４内にケーシングパイプ５を挿入すると共に、アウタチューブ４を引き抜くようにしている。ここで、ケーシングパイプ５にはほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔６が設けられている。
【０００８】
なお、ケーシングパイプ５を挿入しつつアウタチューブ４を引き抜く場合もある。
【０００９】
アウタチューブ４の引き抜き後、図３（ＩＩＩ ）に示すように、縦孔３の内周面とケーシングパイプ５の外周面間に珪砂等を充填してサンドフィルタ層７を形成し、そのサンドフィルタ層７を透過して通水孔６からケーシングパイプ５内に浸入する地下水（被圧水）を、ケーシングパイプ５の下端部内に設けられた水中ポンプ８によって地表面に設置されたタンクＴ内に揚排水させるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディープウェル工法においては、工事地盤が通水性の良好な砂層から成るものであると、地下水を安定化水位まで比較的スムーズに低下させることができるが、図３（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）に示すように、通水性の悪い粘土層Ｓ２ が存在すると、その粘土層Ｓ２ 上の表面層Ｓ１ の地下水の圧力は低いため、ケーシングパイプ５内にスムーズに集水させることができず、表面層Ｓ１ の水分を効率よく取り除くことができない。この場合、表面層Ｓ１ は多くの水分を含む状態で掘削されるため、掘削土の取り扱いが困難になるという問題が発生する。
【００１１】
この発明の課題は、工事地盤の表面層の地下水をきわめて効果的に取り除くことができるようにしたディープウェル工法における表面水の強制排水方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、地盤に形成された縦孔内にほぼ全長にわたって通水孔が設けられたケーシングパイプを挿入し、そのケーシングパイプの外周面と縦孔の内周面間にサンドフィルタ層を設け、このサンドフィルタ層および通水孔を介してケーシングパイプ内に浸入する地下水を、ケーシングパイプの下端部内に組込んだ水中ポンプによって地上に揚排水するディープウェル工法において、前記ケーシングパイプの地盤根切り部に対応する上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧し、地盤表層部の地下水を前記密封空間内に強制的に吸引して地上に揚排水する構成を採用したのである。
【００１３】
上記のように、ケーシングパイプの上部に密封空間を形成し、その密封空間を減圧することによって工事地盤表層部の地下水をケーシングパイプ内に強制的に吸入させることができる。
【００１４】
このため、工事地盤に粘土層が存在する場合でも、その粘土層上の表層部の地下水を効果的に除去することができ、含水率の低い取り扱い容易な掘削土を得ることができる。
【００１５】
ここで、前記サンドフィルタ層の前記密封空間の底部および天井部と対応する位置に遮水層を設けることによって、密封空間内の減圧効果を高めることができるため、表層部の地下水をより効果的に取り除くことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は、図３（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）の工程を経て工事地盤に形成された縦孔３内にほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔６が形成されたケーシングパイプ５を建て込み、そのケーシングパイプ５の外周面と縦孔３の内周面間に珪砂等から成るサンドフィルタ層７を設けた状態を示し、前記ケーシングパイプ５の下端部内には水中ポンプ８が設けられ、その水中ポンプ８の吐出口に接続された揚水管９は、ケーシングパイプ５の上部開口から上方に立ち上がり、上端の排水口９ａがタンクＴの上部に臨んでいる。
【００１７】
縦孔３が設けられた工事地盤として、ここでは、砂層Ｓ１ 、粘土層Ｓ２ および砂層Ｓ３ から成るものが示されている。
【００１８】
ディープウェル工法では、ケーシングパイプ５内に組込まれた水中ポンプ８の駆動によってパイプ内に浸入する地下水を強制的に揚排水するため、工事地盤の地下水のケーシングパイプ５内への流れがスムーズであるが、粘土層Ｓ２ を有する工事地盤では、粘土層Ｓ２ 上の表面層としての砂層Ｓ１ に含まれる地下水のケーシングパイプ５内への流れ込みが良いとは言えず、上記砂層Ｓ１ の地下水を効果的に取り除くことはできない。
【００１９】
そこで、実施の形態では、根切り底Ｘとほぼ対応する位置までサイドフィルタ層７ａを形成すると、その上にコンクリートを流し込んで遮水層１０を形成し、その遮水層１０上に珪砂等を充填して、上部サンドフィルタ層７ｂを形成し、その上部サンドフィルタ層７ｂ上にコンクリートを流し込んで遮水層１１を形成し、この遮水層１１により縦孔３の上部開口を閉塞している。
【００２０】
また、揚水管９を継ぎ足す過程において、図２に示すように、ゴム等の弾性を有するシール部材１２を嵌合し、そのシール部材１２をケーシングパイプ５の上部内に設けられたシール板１３に弾性接触させると共に、ケーシングパイプ５の上端開口を蓋体１４により閉塞して、ケーシングパイプ５内の根切り部とほぼ対応する位置に密封空間１５を形成し、地表面に設置された自吸水ポンプ（自吸式ポンプ）１６の吸込み管１７を上記密封空間１５内に挿入して、自吸水ポンプ１６の駆動により密封空間１５内を減圧するようにしている。
【００２１】
上記のように、ケーシングパイプ５の上部に密封空間１５を形成し、その密封空間１５内を自吸水ポンプ１６の駆動によって減圧することにより、工事地盤の上部の砂層Ｓ１ に吸引力を付与することができるため、砂層Ｓ１ に含まれる地下水はケーシングパイプ５の密封空間１５内に強制的に吸引されることになり、砂層Ｓ１ の地下水を効果的に取り除くことができる。
【００２２】
ここで、ケーシングパイプ５の密封空間１５内に浸入した地下水は、吸込み管１７により汲み上げられてタンクＴ等に排水される。
【００２３】
実施の形態では、粘土層Ｓ２ を有する工事地盤にこの発明に係る表面水の強制排水工法を採用したが、粘土層が存在しない工事地盤にも採用することができる。この場合、工事地盤の地下水を安定化水位まで効率よく低下させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、ケーシングパイプ内の上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧させるようにしたので、工事地盤の表層部の地下水は密封空間内に強制的に吸入されることになり、上記表層部の地下水をきわめて効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るディープウェル工法を実施した排水装置の断面図
【図２】図１の上部のみを拡大して示す断面図
【図３】（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）はディープウェル工法を段階的に示す断面図
【符号の説明】
３ 縦孔
５ ケーシングパイプ
６ 通水孔
７ サンドフィルタ層
８ 水中ポンプ
１０、１１ 遮水層
１５ 密封空間
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物等の基礎工事に先だってその工事地盤の地下水の水位を安定化水位まで低下させるディープウェル工法に係り、詳しくは地盤表面層に含まれる表面水の強制排水方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビル建築や大型建設工事等においては、地盤表面を地中深くまで掘削する、所謂根切りが行なわれるが、掘削土には多くの水分を含み、その取り扱いがきわめて困難であるため、普通、根切りに先だって工事地盤の地下水を排水することが行なわれる。
【０００３】
地下水の排水には、ウェルポイント工法による排水が知られているが、このウェルポイント工法においては、強制吸引によって集水する井戸が６ｍ程度と比較的浅く、根切り底が深い場合に採用することができない。また、井戸の口径が小さいため、工事地盤の周囲に多数の井戸を設ける必要があり、コスト的にきわめて不利である。
【０００４】
そこで、根切り底の深い基礎工事においては、ディープウェル工法によって排水することが行なわれている。
【０００５】
ディープウェル工法は、図３（Ｉ）に示すように、掘削用のビット２を下部に有するインナーロッド１を回転させ、前記ビット２の回転による切削と、そのビット２先端から噴射される圧力水とによって縦孔３を形成し、その縦孔３にアウタチューブ４を建て込むようにしている。
【０００６】
ここで、インナーロッド１およびアウタチューブ４は一定長さのものが使用されるため、インナーロッド１およびアウタチューブ４を順次継ぎ足して地中深くまでアウタチューブ４を建て込むようにしている。
【０００７】
所定長さのアウタチューブ４が建て込まれると、インナーロッド１を引き抜き、図３（ＩＩ）に示すように、アウタチューブ４内にケーシングパイプ５を挿入すると共に、アウタチューブ４を引き抜くようにしている。ここで、ケーシングパイプ５にはほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔６が設けられている。
【０００８】
なお、ケーシングパイプ５を挿入しつつアウタチューブ４を引き抜く場合もある。
【０００９】
アウタチューブ４の引き抜き後、図３（ＩＩＩ ）に示すように、縦孔３の内周面とケーシングパイプ５の外周面間に珪砂等を充填してサンドフィルタ層７を形成し、そのサンドフィルタ層７を透過して通水孔６からケーシングパイプ５内に浸入する地下水（被圧水）を、ケーシングパイプ５の下端部内に設けられた水中ポンプ８によって地表面に設置されたタンクＴ内に揚排水させるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディープウェル工法においては、工事地盤が通水性の良好な砂層から成るものであると、地下水を安定化水位まで比較的スムーズに低下させることができるが、図３（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）に示すように、通水性の悪い粘土層Ｓ２ が存在すると、その粘土層Ｓ２ 上の表面層Ｓ１ の地下水の圧力は低いため、ケーシングパイプ５内にスムーズに集水させることができず、表面層Ｓ１ の水分を効率よく取り除くことができない。この場合、表面層Ｓ１ は多くの水分を含む状態で掘削されるため、掘削土の取り扱いが困難になるという問題が発生する。
【００１１】
この発明の課題は、工事地盤の表面層の地下水をきわめて効果的に取り除くことができるようにしたディープウェル工法における表面水の強制排水方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、地盤に形成された縦孔内にほぼ全長にわたって通水孔が設けられたケーシングパイプを挿入し、そのケーシングパイプの外周面と縦孔の内周面間にサンドフィルタ層を設け、このサンドフィルタ層および通水孔を介してケーシングパイプ内に浸入する地下水を、ケーシングパイプの下端部内に組込んだ水中ポンプによって地上に揚排水するディープウェル工法において、前記ケーシングパイプの地盤根切り部に対応する上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧し、地盤表層部の地下水を前記密封空間内に強制的に吸引して地上に揚排水する構成を採用したのである。
【００１３】
上記のように、ケーシングパイプの上部に密封空間を形成し、その密封空間を減圧することによって工事地盤表層部の地下水をケーシングパイプ内に強制的に吸入させることができる。
【００１４】
このため、工事地盤に粘土層が存在する場合でも、その粘土層上の表層部の地下水を効果的に除去することができ、含水率の低い取り扱い容易な掘削土を得ることができる。
【００１５】
ここで、前記サンドフィルタ層の前記密封空間の底部および天井部と対応する位置に遮水層を設けることによって、密封空間内の減圧効果を高めることができるため、表層部の地下水をより効果的に取り除くことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は、図３（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）の工程を経て工事地盤に形成された縦孔３内にほぼ全長にわたってスリットから成る通水孔６が形成されたケーシングパイプ５を建て込み、そのケーシングパイプ５の外周面と縦孔３の内周面間に珪砂等から成るサンドフィルタ層７を設けた状態を示し、前記ケーシングパイプ５の下端部内には水中ポンプ８が設けられ、その水中ポンプ８の吐出口に接続された揚水管９は、ケーシングパイプ５の上部開口から上方に立ち上がり、上端の排水口９ａがタンクＴの上部に臨んでいる。
【００１７】
縦孔３が設けられた工事地盤として、ここでは、砂層Ｓ１ 、粘土層Ｓ２ および砂層Ｓ３ から成るものが示されている。
【００１８】
ディープウェル工法では、ケーシングパイプ５内に組込まれた水中ポンプ８の駆動によってパイプ内に浸入する地下水を強制的に揚排水するため、工事地盤の地下水のケーシングパイプ５内への流れがスムーズであるが、粘土層Ｓ２ を有する工事地盤では、粘土層Ｓ２ 上の表面層としての砂層Ｓ１ に含まれる地下水のケーシングパイプ５内への流れ込みが良いとは言えず、上記砂層Ｓ１ の地下水を効果的に取り除くことはできない。
【００１９】
そこで、実施の形態では、根切り底Ｘとほぼ対応する位置までサイドフィルタ層７ａを形成すると、その上にコンクリートを流し込んで遮水層１０を形成し、その遮水層１０上に珪砂等を充填して、上部サンドフィルタ層７ｂを形成し、その上部サンドフィルタ層７ｂ上にコンクリートを流し込んで遮水層１１を形成し、この遮水層１１により縦孔３の上部開口を閉塞している。
【００２０】
また、揚水管９を継ぎ足す過程において、図２に示すように、ゴム等の弾性を有するシール部材１２を嵌合し、そのシール部材１２をケーシングパイプ５の上部内に設けられたシール板１３に弾性接触させると共に、ケーシングパイプ５の上端開口を蓋体１４により閉塞して、ケーシングパイプ５内の根切り部とほぼ対応する位置に密封空間１５を形成し、地表面に設置された自吸水ポンプ（自吸式ポンプ）１６の吸込み管１７を上記密封空間１５内に挿入して、自吸水ポンプ１６の駆動により密封空間１５内を減圧するようにしている。
【００２１】
上記のように、ケーシングパイプ５の上部に密封空間１５を形成し、その密封空間１５内を自吸水ポンプ１６の駆動によって減圧することにより、工事地盤の上部の砂層Ｓ１ に吸引力を付与することができるため、砂層Ｓ１ に含まれる地下水はケーシングパイプ５の密封空間１５内に強制的に吸引されることになり、砂層Ｓ１ の地下水を効果的に取り除くことができる。
【００２２】
ここで、ケーシングパイプ５の密封空間１５内に浸入した地下水は、吸込み管１７により汲み上げられてタンクＴ等に排水される。
【００２３】
実施の形態では、粘土層Ｓ２ を有する工事地盤にこの発明に係る表面水の強制排水工法を採用したが、粘土層が存在しない工事地盤にも採用することができる。この場合、工事地盤の地下水を安定化水位まで効率よく低下させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、ケーシングパイプ内の上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧させるようにしたので、工事地盤の表層部の地下水は密封空間内に強制的に吸入されることになり、上記表層部の地下水をきわめて効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るディープウェル工法を実施した排水装置の断面図
【図２】図１の上部のみを拡大して示す断面図
【図３】（Ｉ）乃至（ＩＩＩ ）はディープウェル工法を段階的に示す断面図
【符号の説明】
３ 縦孔
５ ケーシングパイプ
６ 通水孔
７ サンドフィルタ層
８ 水中ポンプ
１０、１１ 遮水層
１５ 密封空間
Claims (2)
- 地盤に形成された縦孔内にほぼ全長にわたって通水孔が設けられたケーシングパイプを挿入し、そのケーシングパイプの外周面と縦孔の内周面間にサンドフィルタ層を設け、このサンドフィルタ層および通水孔を介してケーシングパイプ内に浸入する地下水を、ケーシングパイプの下端部内に組込んだ水中ポンプによって地上に揚排水するディープウェル工法において、前記ケーシングパイプの地盤根切り部に対応する上部に密封空間を形成し、その密封空間内を減圧し、地盤表層部の地下水を前記密封空間内に強制的に吸引して地上に揚排水するディープウェル工法における表面水の強制排水方法。
- 前記サンドフィルタ層の前記密封空間の底部および天井部と対応する位置に遮水層を設けた請求項１に記載のディープウェル工法における表面水の強制排水方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002231486A JP2004068485A (ja) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002231486A JP2004068485A (ja) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004068485A true JP2004068485A (ja) | 2004-03-04 |
Family
ID=32017244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002231486A Pending JP2004068485A (ja) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | ディープウェル工法における表面水の強制排水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004068485A (ja) |
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- 2002-08-08 JP JP2002231486A patent/JP2004068485A/ja active Pending
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