JP2808352B2 - 建物の浮上り防止工法及び装置 - Google Patents

建物の浮上り防止工法及び装置

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JP2808352B2 JP2215756A JP21575690A JP2808352B2 JP 2808352 B2 JP2808352 B2 JP 2808352B2 JP 2215756 A JP2215756 A JP 2215756A JP 21575690 A JP21575690 A JP 21575690A JP 2808352 B2 JP2808352 B2 JP 2808352B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、地下水位が高い地盤中に建設された建物
の浮き上り防止、特に洪水時等に浮上りの可能性がある
建物の安定化を目的として実施される、建物の浮上り防
止工法及び装置に関する。
従来の技術 地上で洪水等が発生すると、もともと地下水位が高い
地盤中の地下水位は増々上昇し、上昇した地下水位によ
る浮力の作用及び上昇した地下水圧によって建物が浮き
上る心配があり、深刻な問題になっている。
従来、建物の浮上りを防止する工法及び防止装置とし
ては、第3図に示したように、建物aの最深部のピット
bの下部にコンクリートの増し打ちc等を施して建物自
重量を増し、建物aの浮き上りに対する抵抗力を増大す
ることが一般的に行われている。
あるいは、第4図に示したように、建物下方の地盤d
中に永久アンカーe又は図示を省略した摩擦杭等を打込
んで建物aを地盤d上に定着させ同建物aの浮上りを防
止することも行なわれている。
さらには第5図に示したように、建物下方の地盤d中
に深井戸fを設け、地下水を揚水して地下水圧を下げ建
物aの浮上がりを防止することも行なわれている。
本発明が解決しようとする課題 第3図のようにコンクリートの増し打ちcによる場
合、地盤の根切り深度が深まるに従い、コンクリート等
の必要打設量が多くなる。また、コンクリート増し打ち
cの作業工程が面倒な上、コストも非常に多くかかる、
という問題点が生じている。しかもコンクリート増し打
ちcが建物最深部の生計の自由度を制限するという不都
合も生じている。
このような問題点は、第5図の永久アンカーe等を使
用する場合にも同様に生じている。特に永久アンカーe
を設置する工程は、建物の地下構造の建築に先立って行
なわねばならず不都合である上に、永久アンカーeのコ
ストが工事費を圧迫する不都合もある。
さらに、第6図のような深井戸fにより地下水を揚水
する場合は、揚水した地下水の排水に伴うランニングコ
ストが非常に高くなる。しかも、揚水に伴い、止水壁g
の外側の周辺地盤d′が沈下する可能性が高い、等々の
問題点が生じている。
したがって、本発明の目的は、洪水時等に著しく上昇
した地下水をポンプで揚水すると共にそれを止水壁の外
側地盤へ強制注水(復水)することによって建物直下の
地下水圧を下げ建物の浮上がり防止すること、及び止水
壁外部の地下水位を確保して周辺地盤の沈下を未然に防
ぐ、建物の浮上り防止工法及び装置を提供することにあ
る。
課題を解決するための手段 第1〜4の発明 上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係る建物の浮上り防止工法は、図面の第1図と
第2図に好適な実施例を示したとおり、 建物1の最深部に揚水タンク2及びポンプ室3を設
け、ポンプ室3に設置したポンプユニット4と連通する
揚水井戸5を建物直下の地盤6中に設置した。また、ポ
ンプユニット4と連通した注水井戸7は水平方向に止水
壁8を貫通せしめて外部地盤9中に設置し、揚水井戸5
を通じてポンプユニット4で地下水を揚水し、その地下
水は注水井戸7を通じて止水壁8の外側地盤9中に注入
し復水せしめることを特徴とする。
また、本発明に係る建物の浮上り防止装置は、建物1
の最深部に設けられた揚水タンク2及びポンプ室3と、
前記ポンプ室3内に設置されたポンプユニット4と、前
記ポンプユニット4と連通され建物直下の地盤6中に設
置された揚水井戸5と、同じくポンプユニット4と連通
され水平方向に止水壁8を貫通せしめて外部地盤9中に
設置された注水井戸7とから成ることを特徴とする。
本発明において、前記ポンプユニット4は、揚水井戸
5の揚水管5a及び揚水タンク2の排水管2aを切替える自
動弁10を吸込側に設けた揚水用ポンプ11と、前記揚水ポ
ンプ11の吐出側に設けた濾過ユニット12と、吸込側を前
記濾過ユニット12に接続された注水用ポンプ13と、前記
注水用ポンプ13の吐出側とは自動切替弁14を介して接続
された注水井戸7の注水管7aと、吸込側を前記自動切替
弁14と接続され、吐出側は前記濾過ユニット12を介して
揚水タンク2に接続された逆洗浄用ポンプ15と、及び自
動制御装置16とより成ること、 そしてまた、前記のポンプユニット4は、センサーと
して建物1の耐圧盤下の水圧を計測する水圧計が一定値
以上の地下水圧を検出すると、自動的に地下水の揚水及
び止水壁8の外部地盤9への強制注水を行ない、同じく
センサーとしての流量計が揚水効率(又は注水効率)の
低下を検出すると自動的に逆洗浄及び揚水タンク注水を
行なうこと、 もそれぞれ特徴とする。
作用 ポンプユニット4を運転し、揚水井戸5を通じて建物
直下の地盤6中から地下水を揚水すると、同地盤6中の
地下水位及び地下水圧が下がり、建物1を浮上させる作
用力が低減される。
また、揚水した地下水は、同じポンプユニット4の働
きにより、注水井戸7を通じて、止水壁8の外側の外部
地盤9の中へ強制注入し復水させるので、同外部地盤9
中の地下水位が確保され、地下水の移動に伴う周辺地盤
の不同沈下等を防ぐ。
実 施 例 次に、図示した本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明に係る建物の浮上り防止装置の実施
要領を示し、第2図は主要部の構造詳細を示している。
第1図において、止水壁8に囲まれた建物1(但し、
建物は図示した地下式構造の限りではない)の最深部に
は、揚水タンク2とポンプ室3,3が設けられている。ポ
ンプ室3内には、第2図に構造詳細に示したポンプユニ
ット4が設置されている。このポンプユニット4と連通
する揚水井戸5は、建物直下の地盤6中に略垂直に設置
されている。また、同じくポンプユニット4に連通され
た注水井戸7は、水平方向横向きに止水壁8を貫通せし
められ、外部地盤9の中に十分に深く設置されている。
注水井戸7は、止水壁8のコアー抜きにより設置されて
いる。
要するに、ポンプユニット4により揚水井戸5を通じ
て揚水した地下水は、そのまま注水井戸7を通じて止水
壁8より外方の外部地盤9の中へ強制注入(復水)し、
もって建物直下(耐圧盤下)の地盤6中の地下水圧を下
げ、建物1の浮き上りが防止される。同時に、止水壁8
の外部地盤9中の地下水位は十分に高く確保され、もっ
て地下水の移動に伴なう周辺地盤の不同沈下等の悪影響
が防止されるのである。
第2図に基いてさらに詳しく説明すると、揚水井戸5
は、ケーシングパイプによる揚水ストレーナー5bの中に
揚水管5aが十分に深く設置された構成である。同揚水管
5aは、建物1の耐圧盤1aのコアー抜き部をパッキン18で
水封した上でポンプ室3内の自動切替弁10と接続されて
いる。自動切替弁10には、揚水タンク2からの排水管2a
も接続されている。この自動切替弁10は、揚水ポンプ11
の吸込側に接続されている。
揚水ポンプ11の吐出側は濾過ユニット12と接続され、
同濾過ユニット12には注水用ポンプ13の吸込側が接続さ
れている。注水用ポンプ13の吐出側は自動切替弁14を介
して注水井戸7の注水管7aと接続されている。注水井戸
7は、建物1の側壁及び止水壁8をコアー抜きして、ケ
ーシングパイプによる注水ストレーナー7bが水平方向横
向きに設置され、その中に前記注水管7aを十分に深く挿
入した構成とされている。
前記自動切替弁14には、逆洗浄用ポンプ15の吸込側が
接続され、同ポンプ15の吐出側は揚水タンク2と接続さ
れている。第2図中16は当該ポンプユニット4の制御装
置である。
要するに、地上の洪水等の影響で地下水位が上昇する
と、建物1の耐圧盤19の下側に設置された水圧計(図示
は省略)が地下水圧の異常な上昇を計測してこれを制御
装置16へ入力する。制御装置16においては、前記入力信
号により地下水圧が一定値(建物の安定性を害する圧
力)に達すると、自動的に揚水ポンプ11が起動され、揚
水井戸5を通じて地下水を揚水し地下水圧の減圧を進め
て建物1の浮き上りを防止する。
かくして揚水ポンプ11がくみ上げた地下水は、まず濾
過ユニット12へ送って濾過し、濾過水は注水用ポンプ13
によって注水井戸7へ送られ、止水壁8より外方の外部
地盤9の中へ強制注入(復水)される。
こうして注水井戸7による強制注入が長時間継続し、
注水ストレーナー7bに目詰りを生じる等して注水効率
(又は揚水効率)が低下すると、例えば注水用ポンプ13
の吐出管に設置された流量計(図示は省略)がその管内
流量の変化を計測する。そして、流量が一定値以下にな
り、その情報が前記流量計によって制御装置16に入力さ
れると、制御装置16aにおいては、まず揚水ポンプ11を
停止させる。そして、自動切替弁14を揚水タンク2の方
向へ切換え、逆洗浄用ポンプ15が起動され、注水井戸7
の注水用ストレーナー7bを通じて外部地盤9中から地下
水を集水して揚水ピット2へ送る。もしもこの時、耐圧
盤下の地下水圧が高いときは、揚水ポンプ11の運転を併
用し、地下水をくみ上げて逆洗浄用ポンプ15の経路で揚
水タンク2への注水を増大させ、揚水タンク2内の水重
量を増大させて建物1の浮き上がりに抵抗させる。
かくして地下水圧が一定値以下に下り、あるいは逆洗
浄の必要もなくなったときは、自動切替弁10を揚水タン
ク2の排水管2aの方向に切替え、揚水ポンプ11で揚水タ
ンク2内の水をくみ出し、濾過ユニット12で濾過したあ
と、注水用ポンプ13で注水井戸7を通じて止水壁8より
外方の外部地盤9の中へ注水し、揚水タンク2を空にす
る。
本発明が奏する効果 本発明に係る建物の浮き上り防止工法及び装置によれ
ば、自動化された機械化システムとして建物1の耐圧盤
下の地下水圧を減圧し、もって実効性と信頼性の高い建
物1の浮上り防止の効果を奏し、建物の安定性保持に寄
与する。
と同時に、止水壁8の外部地盤9への強制注水(復
水)によって同外部地盤9の地下水位の確保が図られ、
周辺地盤の不同沈下等の悪影響を未然に防止することが
できる。
したがって、本発明は、地下水位が著しく高い条件下
では、従来のコンクリート増し打ち工法(第3図)の補
助工法として併用すると有効的である。何故なら、地下
水圧が著しく高い条件下では、重量コンクリートを用い
て増し打ちを行なう場合の重量コンクリートに比べる
と、本発明の浮上り防止装置はコストが安いからであ
る。しかも、従来のコンクリート増し打ち工法(第3
図)のように建物地下の利用空間を減らす必要がないの
で、地下空間設計の自由度が向上する。
本発明の工法及び装置は、従来の永久アンカー工法
(第4図)に比べて施工工期の短縮が図れる。
また、従来の揚水工法(第5図)に比べて、排水料金
は全く必要でないため、ランニングコストが安く経済的
である。特に洪水時等には一般的に考えて揚水した地下
水を公共の下水道施設へ放流することは難しいことも考
慮されるから、一層有効的である。勿論、周辺地盤の沈
下を防止することが出来ることも利点である。
従来のアンカー工法(第4図)に比べると、本発明の
浮上り防止装置は配置が自由になるため、設計の自由度
を確保できる、等々の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る建物の浮上り防止工法及び装置の
実施要領を示した断面図、第2図はポンプユニットの主
要部構造を示した拡大詳細図、第3図〜第5図は従来工
法の実施例を示した断面図である。 1……建物、2……揚水タンク、3……ポンプ室 4……ポンプユニット、5……揚水井戸 8……止水壁、7……注水井戸、5a……揚水管 2a……排水管、10……自動弁 11……揚水ポンプ、12……濾過ユニット 13……注水用ポンプ、14……自動切替弁 7a……注水管、15……逆洗浄用ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石瀬 俊明 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 真田 慎一 東京都中央区銀座8丁目21番1号 株式 会社竹中土木内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02D 31/12 E02D 31/02 E02D 29/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】建物の最深部に揚水タンク及びポンプ室を
    設け、ポンプ室に設置したポンプユニットと連通する揚
    水井戸を建物直下の地盤中に設置し、また、ポンプユニ
    ットと連通した注水井戸は水平方向に止水壁を貫通せし
    めて外部地盤中に設置し、揚水井戸を通じてポンプユニ
    ットで地下水を揚水し、その地下水は注水井戸を通じて
    止水壁の外部地盤中に注入し復水せしめることを特徴と
    する建物の浮上がり防止工法。
  2. 【請求項2】建物の最深部に設けられた揚水タンク及び
    ポンプ室と、前記ポンプ室に設置されたポンプユニット
    と、前記ポンプユニットと連通され建物直下の地盤中に
    設置された揚水井戸と、同じくポンプユニットと連通さ
    れ水平方向に止水壁を貫通せしめて外部地盤中に設置さ
    れた注水井戸とから成ることを特徴とする建物の浮上り
    防止装置。
  3. 【請求項3】ポンプユニットは、揚水井戸の揚水管と揚
    水タンクの排水管とを切替える自動弁を吸込側に設けた
    揚水用ポンプと、前記揚水ポンプの吐出側に設けた濾過
    ユニットと、吸込側を前記濾過ユニットに接続された注
    水用ポンプと、前記注水用ポンプの吐出側と自動切替弁
    を介して接続された注水井戸の注水管と、吸込側を前記
    自動切替弁と接続され吐出側は前記濾過ユニットを介し
    て揚水タンクに接続された逆洗浄用ポンプと、及び自動
    制御装置とより成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    2項に記載した建物の浮上り防止装置。
  4. 【請求項4】ポンプユニットは、センサーとして建物の
    耐圧盤下の水圧を計測する水圧計が一定値以上の水圧を
    検出すると自動的に地下水の揚水及び止水壁外への注水
    を行ない、同じくセンサーとしての流量計が揚水効率の
    低下を検出すると自動的に逆洗浄及び揚水タンクへの注
    水を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第2項又は
    第3項に記載した建物の浮上り防止装置。
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