JP2005090015A - 地盤掘削工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 周辺地盤の沈下を回避しつつ、掘削能率の向上を図かること。
【解決手段】 地盤を掘削する際には、土留め壁１０が構築される。壁１０の構築前、後、同時進行のいずれかで、壁１０から所定の間隔を隔てた位置に外周壁１４が形成される。外周壁１４には、地盤１６中の砂質土層１６ａに対応させて、部分的に難透水部１８を設けている。外周壁１４の形成が終了すると、壁１０と外周壁１４との間に揚水井戸２０が設けられる。また、外周壁１４の外側に復水井戸２８を設けている。井戸２０から揚水した地下水は、復水井戸２８に送られて、この井戸２８を介して地盤１６中に戻される。揚水井戸２０により地下水の揚水排除が開始されると、土留め壁１０の内部が掘削され、その掘削が設定された根切り掘削面１２に到達すると、掘削が終了する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、地盤掘削工法に関し、特に、地下水位の高い個所で地盤を掘削する際に採用される地盤掘削工法に関するものである。

地盤中に土留め壁を構築して、地盤を掘削する工事において、地下水位が高い場合には、内部を掘削した際に土留め壁にかかる水圧を低減させるために、地下水位を低下させなければならない場合がある。

このような場合に採用される方法としては、例えば、非特許文献１に開示されているように、デイープウエル工法やウエルポイント工法が知られている。これらの工法では、地盤中に井戸を掘削して、揚水ポンプにより地下水を揚水して、地下水位を下げる。

しかしながら、このような従来の地下水位を低下させる方法には、以下に説明する課題があった。
「土木工法事典改訂Ｖ」 産業調査会２００１年９月発行 １６９〜１７９ｐ

すなわち、デイープウエル工法やウエルポイント工法で、土留め壁の外側に井戸を設置する場合には、揚水に伴って、周辺の地盤に沈下が発生する。また、掘削側に井戸を設置する場合には、井戸が掘削時に邪魔になり、掘削作業の効率が低下する。

さらに、揚水した地下水は、最終的には、リチャージウエル（復水井戸）で地盤中に戻す必要があるが、揚水に伴って地下水は、周辺から揚水井戸に流入するので、リチャージウエルの本数は、揚水量によりも多く（揚水井戸の１．５〜２倍程度）必要としていた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、周辺地盤の沈下を回避しつつ、掘削能率の向上を図り、かつ、復水井戸の設置数を低減することができる地盤掘削工法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に土留め壁を構築して、前記土留め壁の内部側を掘削する地盤掘削工法において、前記土留め壁の外周に、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁を形成し、前記土留め壁と前記外周壁との間に揚水井戸を設けて、前記揚水井戸を介して地下水を揚水排除するようにした。

このように構成した地盤掘削工法によれば、土留め壁の外周に、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁を形成し、土留め壁と外周壁との間に揚水井戸を設けて、揚水井戸を介して地下水を揚水排除するので、外周壁により、それよりも外方側の地下水が揚水井戸側に流動することが阻止ないしは制限されるので、揚水井戸を介して地下水を揚水排除しても、周辺地盤に沈下が発生しない。

また、揚水井戸は、土留め壁と外周壁との間に設けるので、掘削作業に何ら影響を及ぼすことがなく、掘削の作業能率の低下も回避することができる。

さらに、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁により、それよりも外方側の地下水が揚水井戸側に流動することが阻止ないしは制限されるので、揚水井戸の楊水量が少なくなり、これにより、揚水井戸の設置数を低減することができるとともに、復水井戸を設ける場合にも、従来のように、揚水井戸の数よりも多く設ける必要がなくなる。

前記外周壁は、深度方向の全長に亘って地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水性とすることができる。

前記外周壁は、地盤中の砂質土層に対応させて、部分的に地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水部を設けることができる。

前記外周壁の外側に復水井戸を設けて、前記揚水井戸から揚水した地下水を、前記復水井戸を介して地盤中に戻すことができる。

前記揚水井戸は、地盤中の砂質土層に対応させて集水部を設けることができる。

本発明にかかる地盤掘削工法によれば、周辺地盤の沈下を回避しつつ、掘削能率の向上を図り、かつ、復水井戸の設置数を低減することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１および図２は、本発明にかかる地盤掘削工法の一実施例を示している。同図に示した地盤掘削工法は、地盤の路面上に障害物がなく、路面から直接土留め壁１０を構築することができる場合の適用例である。なお、図１，２においては、土留め壁１０などは、中心線に対して対称に設けられているが、その一方を省略して示している。

地盤を掘削する際には、まず、路面上から土留め壁１０が、根切り掘削面１２よりも先端が深くなる所定深度まで構築される。このような土留め壁１０は、例えば、鋼矢板工法や連続地中壁工法により構築することができる。

この土留め壁１０の構築前、後、同時進行のいずれかの時点に、土留め壁１０の外周にあって、土留め壁１０から所定の間隔を隔てた位置に外周壁１４が形成される。

この場合、地盤１６は、地下水が流通している砂質土層１６ａと、地下水の流通がない粘性土層１６ｂとが互層状態に堆積しているものとする。外周壁１４は、例えば、ソイルセメント杭工法などにより形成され、土留め壁１０の先端よりも下方に位置している砂質土層１６ａよりも深い位置まで造成される。なお、外周壁１４は、ソイルセメント杭工法以外に、例えば、深層混合工法や、薬液注入工法により形成することができる。

このような外周壁１４は、その全長を、地下水の透過を、阻止ないしは制限する難透水性とすることもできるが、本実施例の場合には、地盤１６中の砂質土層１６ａに対応させて、部分的に地下水の透過を、阻止ないしは制限する難透水部１８を設けている。

このようにして、地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水部１８を部分的に設けると、全長を難透水性とする場合よりも経済的に外周壁１４を形成することができる。

外周壁１４において、深度方向に沿った部分で、部分的に地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水部１８を設けるには、例えば、外周壁１４をソイルセメント杭工法により形成する場合には、難透水部１８の形成個所で、セメントミルクなどの硬化剤の添加量を増量して、所定の透水係数となるようにすればよい。

外周壁１４の形成が終了すると、次に、図２に示すように、土留め壁１０と外周壁１４との間に揚水井戸２０が設けられる。揚水井戸２０は、地盤の掘削孔２２を形成し、掘削孔２２内に地下水の集水部２４を設けて、掘削孔２２の下端に揚水ポンプ２６を設置して、地下水を揚水排除する。

本実施例の場合、掘削孔２２は、外周壁１４とほぼ同じ深度まで掘削され、掘削孔２２には、地盤１６中の砂質土層１６ａに対応させて、集水部２４が設けられている。集水部２６は、例えば、砕石を鉄筋籠に充填したものであって、砂質土層１６ａを流通する地下水が集められる。

また、本実施例の場合には、外周壁１４の外側に復水井戸２８を設けている。この復水井戸２８は、最上層の砂質土層１６ａまで掘削された掘削孔３０と、掘削孔３０の下端に設けられた排水部３２とを備えている。揚水井戸２０から揚水した地下水は、復水井戸２８に送られて、この井戸２８を介して地盤１６中に戻される。

揚水井戸２０により地下水の揚水排除が開始されると、土留め壁１０の内部が掘削され、その掘削が設定された根切り掘削面１２に到達すると、掘削が終了する。

さて、以上のように構成された地盤掘削工法によれば、土留め壁１０の外周に、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁１４を形成し、土留め壁１０と外周壁１４との間に揚水井戸２０を設けて、揚水井戸２０を介して地下水を揚水排除するので、外周壁１４により、それよりも外方側の地下水が揚水井戸２０側に流動することが阻止ないしは制限されるので、揚水井戸２０を介して地下水を揚水排除しても、周辺地盤の沈下が発生しない。

また、揚水井戸２８は、土留め壁１０と外周壁１４との間に設けるので、掘削作業に何ら影響を及ぼすことがなく、掘削の作業能率の低下も回避することができる。

さらに、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁１４により、それよりも外方側の地下水が揚水井戸２０側に流動することが阻止されるので、揚水井戸２０の楊水量が少なくなって、井戸２０の設置数を低減することができるとともに、復水井戸２８を設ける場合にも、従来のように、揚水井戸の数よりも多く設ける必要がなくなる。

また、以上のようにして、経済的に地下水位を低下することができると、土留め壁１０にかかる主働側の側圧を大きく低下することができることから、土留め壁１０の根入れ長さを短くすることが可能になり、支保工も簡易な構造にすることもできる。

図３および図４は、本発明にかかる地盤掘削工法の他の実施例を示している。同図に示した地盤掘削工法は、地盤の路面上に障害物があって、路面から直接土留め壁１０を構築することができない場合の適用例であり、上記実施例と同一若しくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

これらの図に示した実施例では、路面上に覆工部３６が設けられていて、土留め壁１０を直接地盤中に構築することができないので、まず、覆工部３６の端部に隣接して、一次土留め壁３８が構築される。

この一次土留め壁３８は、例えば、鋼矢板などの比較的簡易な構造のものであって、比較的浅い深度まで形成される。一次土留め壁３８が造成されると、その内部の一次掘削が行われる。一次掘削の掘削深度は、土留め壁１０を構築するための掘削機械などの設置が可能な深度とされる。

一次掘削が終了すると、土留め壁１０が所定の深度まで構築され、この土留め壁１０の構築前、後、同時進行のいずれか時点に、実施例１と同様に、土留め壁１０の外周にあって、土留め壁１０から所定の間隔を隔てた位置に外周壁１４が形成される。

外周壁１４には、地盤１６中の砂質土層１６ａに対応させて、部分的に地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水部１８が設けられる。外周壁１４の形成が終了すると、次に、図４に示すように、土留め壁１０と外周壁１４との間に揚水井戸２０が設けられる。揚水井戸２０は、地盤の掘削孔２２を形成し、掘削孔２２内に地下水の集水部２４を設けて、掘削孔２２の下端に揚水ポンプ２６を設置して、地下水を揚水排除する。

また、本実施例の場合にも実施例１と同様に、外周壁１４の外側に復水井戸２８が設けられ、揚水井戸２０から揚水した地下水は、復水井戸２８に送られて、この井戸２８を介して地盤１６中に戻される。

揚水井戸２０により地下水の揚水排除が開始されると、土留め壁１０の内部が掘削され、その掘削が設定された根切り掘削面１２に到達すると、掘削が終了する。以上のように構成した実施例２の場合にも実施例１と同等の作用効果が奏される。

本発明にかかる地盤掘削工法は、例えば、地下構造物を構築する際の地盤掘削手段として、有効に活用することができる。

本発明にかかる地盤掘削工法の一実施例を示す初期状態の断面説明図である。 図１に引き続いて行われる工程の断面説明図である。 本発明にかかる地盤掘削工法の他の実施例を示す初期状態の断面説明図である。 図３に引き続いて行われる工程の断面説明図である。

符号の説明

１０ 土留め壁
１２ 根切り掘削面
１４ 外周壁
１６ 地盤
１６ａ 砂質土層
１６ｂ 粘性土層
１８ 難透水部
２０ 揚水井戸
２８ 復水井戸

Claims (5)

1. 地盤中に土留め壁を構築して、前記土留め壁の内部側を掘削する地盤掘削工法において、
   前記土留め壁の外周に、地下水の透過を阻止ないしは制限する外周壁を形成し、
   前記土留め壁と前記外周壁との間に揚水井戸を設けて、前記揚水井戸を介して地下水を揚水排除することを特徴とする地盤掘削工法。
2. 前記外周壁は、深度方向の全長に亘って地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水性とすることを特徴とする請求項１記載の地盤掘削工法。
3. 前記外周壁は、地盤中の砂質土層に対応させて、部分的に地下水の透過を阻止ないしは制限する難透水部を設けることを特徴とする請求項１記載の地盤掘削工法。
4. 前記外周壁の外側に復水井戸を設けて、前記揚水井戸から揚水した地下水を、前記復水井戸を介して地盤中に戻すことを特徴とする請求項１または２記載の地盤掘削工法。
5. 前記揚水井戸は、地盤中の砂質土層に対応させて集水部を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の地盤掘削工法。

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