JPS6259727A - 山留壁の水圧低減工法および水抜管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建設工事における山留壁の水圧低減工法お
よび水抜管に関する。

〔従来技術〕

建設工事において、土砂の崩壊を防止するために、山留
壁が設けられる。山留壁は、背面の地盤に含まれる地下
水の水圧を負担するように、止水性に優れた構造に形成
される。山留壁は、土質調査等の資料をもとに背面＃！
盤の地下水位を想定し、山留壁に作用する水圧を計算し
て、設計される、しかし、地下水位は、一定でなく、集
中豪雨等一時的な降水によって変動する。地下水位が高
くなれば、山留壁に作用する水圧が増加し、計算水位を
上回る過大な水圧が作用する。そして、山留壁に変形、
損傷を生じたり、あるいは、崩壊を生じる虞れがある。

しかしながら、地下水位の変動を正確に想定することが
極めて難しく、また、地下水位が一時的に変動したとき
、過剰水圧を処理する工法も提供されていない、そのた
め、生じる可能性の小さな地下水位の変動を考慮して、
安全率を大きくとった山留壁が、従来から、設計されて
いる。このような設計の山留壁は、大量の資材を余分に
使用しており、経済的でない。

また、地下水位が高い１′Ｉ！！盤を深く掘削して山留
壁を設ける場合、山留壁に大きな水圧が作用する、しか
し、地盤沈下を誘発することなく、山留壁背面の地下水
位を低下させて、山留壁に作用する水圧を低減すること
が難しいため、断面の大きな山留壁が、従来から設計さ
れている。

山留壁背面の地下水位を低下させて山留壁への水圧を低
減する工法として、以下のものが知られている。

（１）ディープウェルを山留壁背面の地盤に穿設しディ
ープウェルを介して揚水して背面の地下水位を低下させ
る。

（２）山留壁の内面から背面にかけてウェルボイ′トを
穿設し、揚水して背面の地下水位を低下させる。

（３）山留壁の内側地盤にディープウェルを穿設し、山
留壁の内側地盤の地下水を揚水することによって、山留
壁背面の地下水の揚水を誘発し、それによって、山留壁
背面の地下水位を低下させる。

（４）山留壁に穿設された水抜穴に水抜管を挿入し、水
圧によって、山留壁背面の地下水を水抜管から流出させ
、地下水位を低下させる。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、これらの工法には以下のような問題点が
それぞれ指摘されている。

工法（１）では、ディープウェルを形成する空間（敷地
）が山留壁の背面に必要とされ、空間的余裕のない場所
では、適用できない、また、ディープウェルを利用する
揚水は、ディープウェルに隣接する地域の地下水位は、
十分低下するが、ディープウェルから離反するに従って
低下しない、そのため、山留壁との境界面での地下水を
均一に低下させるように、間隔を狭くして多数のディー
プウェルを設ける必要があり、ディープウェルの穿設工
事費が増加する。

工法（２）では、ウェルポイントが高価であるため、多
額の工事費が必要となる。また、この工法では、バキュ
ームを利用して、地下水を強制的に吸引しているため、
山留壁の背面の地盤から地下水が吸引され、地質条件に
よっては、山留壁背面に、広範囲な地盤沈下を招く虞れ
がある。

更に、工法（３）は、山留壁内側地盤から地下水を揚水
して、山留壁背面の地下水位の低下を期待する間接的な
工法であるため、山留壁背面の地下水位が確実に低下し
ない、特に、粘性土壌が介在すれば、粘性土壌の上方の
位置する地下水の水位低下は、期待できない。

工法（４）において、水抜管は、地下水のみを流出し、
土砂の流出を防止する構成でなければならない、そのた
め、中空の水抜管の先端開口をフィルターで覆った水抜
管が利用される。しかし、フイルターの目詰りが生じて
、地下水の流出が中断サレ・地下水の水位を十分に低下
できない、フィルターの目詰りは、以下の理由で生じや
すいものと考えられる。

つまり、山留壁に水抜穴を穿設すれば、水抜穴背面の地
下水の水圧によって、地下水が、勢いよく流出する。そ
して、地下水は、地盤に自然に浸透するよりもはるかに
早い速度で、移動する。そのため、地盤は、ボイリング
状態に似た状態になり、土粒子間のせん断抵抗が低下し
、流動化しやすくなる。そして、土砂は、地下水ととも
に、水抜穴から、勢いよく流出する。土砂の流出を妨げ
るように、水抜管は、水抜穴に直ちに挿入される。しか
し、地盤が安定化していないため、土砂を伴なった地下
水が、フィルターを浸透して流れ、その際、微細な土粒
子が係止されて、フィルターに目詰りを生じる。特に、
流動化しやすい地盤に水抜管を押込む力は、地下水の水
圧と相反する方向に作用するため、フィルターの目詰り
が、一層、生じやすい。

〔発明の目的〕

この発明は、上記工法（０の改良であり、フィルターの
目詰りを防止して、地下水の水位を低下させる山留壁の
水圧低減工法およびその工法に直接使用される水抜管の
提供を目的としている。

〔発明の概略〕

この目的を達成するため、この発明に係る山留壁の水圧
低減工法では、山留壁に複数の水抜穴を穿設し、その後
、水抜穴を閉じて、地下水の流出を停止する。そして、
水抜穴背面の地盤が安定した後、水抜穴を解放して、フ
ィルターを介して、水抜管背面の地下水を流出させてい
る。

更に、この発明の水抜管は、中空の外管と、押込み可使
に外管内に収納された中空の内管とを具備して構成され
ている。外管は、離脱可能に取付けられて先端を閉塞す
る蓋を備えている。他方。

内管は、壁部に形成されたスリットと、スリットを覆う
フィルターとを備え、押込み可能に外管内に収納され、
押込まれると蓋を外管先端から離脱させて外管先端を開
口するように構成されている〔実施例〕 以下、図面を参照しながらこの発明の山留壁の水圧低減
工法および水抜管の実施例について詳細に説明する。

第１図および＄２図に示すように、この発明によれば、
山留壁１ｏの壁面に、穿岩機によって・複数の水抜穴１
２が穿設される。水抜穴１２は、たとえば、直径４０な
いし５０ｍｍの大きさで、水平および垂直方向に、１な
いし４ｍのピッチで形成される。

山留壁１０に水抜穴１２を穿設されると、背面の水圧に
よって、土砂を伴なって、山留壁背面の地下水が、水抜
穴を介して、勢いよく流出する。地下水の流出を防止す
るために、第１図および第３図からよくわかるように、
水抜管１４が、山留壁の厚さ相当分だけ、水抜穴１２に
挿入される。

水抜管１４は、多重管構造をしており、実施例では、第
４図に示すように、中空の外管１Ｂと、押込み可能に外
管内に収納された中空の内管ｌＢとを具備した二重管に
構成されている。そして、外管１６は、地下水の流出を
防止するように外周に配設されて水抜穴１２との空隙を
埋めるパッキング２０と、先端を閉塞する蓋２２とを備
え、ガイド管を構成する。パッキング２０を設けること
なく、フランジ、または、テーパ面を外管１６の外周に
形成して、地下水の流出を防止してもよい、蓋２２は、
外管１６の先端に、離脱可能に、たとえば、点溶接によ
って、取付けられる（第５図参照）、実施例において、
蓋２２は、乎板形に形成されているが、第３図に一点鎖
線で示すように、円錐形に形成すれば、水抜穴１２への
水抜管１４の挿入が容易となる利点がある。また、点溶
接するとともに、外管先端にヒンジ止めすれば、内管１
８を押込んだとき、蓋２２は。

内管の先端開口を閉塞したまま一体的に移動しない、そ
のため、内管先端開口を介した地下水の流れを妨げる虞
れがない。

内管１８は、壁部に形成された多数の吸水用スリット２
４と、先端開口およびスリットを覆うように、内管の外
周および内部に配設されたフィルター２Ｂとを備え、水
抜管本体を構成する（第６図参照）、そして、内管１４
は、押込まれると蓋２２を外管先端から離脱させて外管
先端を解放するように、スライド可能に構成されている
。

実施例において、スリット２４は、内管の先端から軸線
方向に延出しているが、地下水が通過可能な形状であれ
ば足り、丸穴等信の種々な形状を取ることができる。ま
た、内管１８の先端を開口しているため、局部的に厚く
することなく、内管の外周および内部にフィルター２６
が均一に配設される、しかし、内管先端に基盤を設け、
この基盤にスリット２６を形成するとともに、フィルタ
ー２８で覆う構成にしてもよい、なお、フィルター２６
として、タフネルのような不織布等が利用でき、パフキ
ング２０として、同様に、タフネルのような不織布、ま
たは、ウェス等が使用できる。

上記のように、水抜管１４の先端が蓋２２によって閉塞
されるとともに、水抜穴１２との空隙がパッキング２０
によって埋められている。そのため、水抜穴１２からの
地下水の流出は、水抜管１４が水抜穴１２に挿入される
ことによって、防止される。

ここで、山留壁１０に水抜穴１２を穿設した直後は、水
抜式背面の地下水の急激な流出によって、水抜穴１２背
面の地盤は、土粒子間のせん断抵抗が低下し、流動化し
て不安定な状態にある。そのため、水抜管１４を水抜穴
１２に挿入して地下水の流出を止めた後、地盤が安定化
するまで放置する。水抜穴１２背面の地下水の水圧は、
水抜穴１２から水抜管１４を引抜くように、蓋２２に作
用するが、パフキング２０によって生じる抵抗力によっ
て、水抜管１４の引抜きが防止される。水抜穴１２背面
の土粒子間のせん断抵抗が回復して地盤が安定化した後
、内管１８が押込まれる。蓋２２は離脱可能に外管１６
に取付けられているため、内管が押込まれることによっ
て、押し開かれ、外管から離脱する。蓋２２が外管１６
から離脱すると、第７図に示すように、水抜管１４は開
口され、水抜穴１２背面の地下水が、水抜管を介して、
具体的には、内管１８の先端開口およびスリット２４を
介して、急激に流出しようとする。

しかし、内管１８の先端開口およびスリット２４は、フ
ィルター２８によって覆われている。そのため、地下水
の流れが制限され、多量の地下水の移動が許されず、フ
ィルター２８を浸透した少量の地下水のみが、内管先端
の開口およびスリット２４から、徐々に流出するにすぎ
ない。

このように、地下水を多量に流出させず、少量づつ流出
させる工法では、地下水の流速圧が小さい。そのため、
回復している水抜式背面の地盤のせん断抵抗が、再度、
低下することもなく、地盤の流動化が防止され、安定状
態が維持される。従って、土砂の移動が防止され、フィ
ルターの目詰りが妨げられる。また、地下水の流動圧が
小さいため、山留壁背面地盤から離反するに従って地下
水位の低下が少なく、山留壁との境界面において地下水
位の低下が最大となる。つまり、地下水位は、第１図に
実線２８で示すように、最初、あまり低下せず、山留壁
１０の背後で急激に低下する。そして、山留壁との境界
面での水頭高さが最低値を示す、山留壁との境界面以外
での水位の低下が少ないため、安定状態が保たれ、地盤
沈下が生じない、また、山留壁に作用する水圧は、境界
面における水頭高さであるため、山留壁背面の地盤を沈
下させることなく、山留壁に作用する水圧が十分に低減
される。実験によれば、この発明の工法は、地盤が、細
砂層、または、シルトを少し混入した細砂層に特に効果
的であった。なお、ウェルポイントを利用した工法では
、第１図に一点鎖線３０で示すように、地下水位は、比
較的広範囲にわたって緩やかに低下する。

〔発明の効果〕

上記のように、この発明に係る山留壁の水圧低減工法に
よれば、山留壁背面地盤の地下水位の低下を最小におさ
えながら、山留壁との境界面での地下水位を十分低下さ
せている。そのため、山留壁背面地盤の地下水位が、集
中豪雨等によって、一時的に上昇しても、山留壁に作用
する水圧が制御され、低減される。従って、経済的な断
面の山留壁が設計できる。また、山留壁との境界面以外
での水位の低下が少ないため、安定状態が保たれ、ｊ１
！！盤沈下が生じない、そのため、山留工事期間中にお
いても、地盤沈下を生じるとこなく、山留壁に作用する
水圧変動を制御でき、安全な工事が遂行できる。更に、
この工法では、山留壁背面に空間的余裕を必要とせず、
かつ、ディープウェルやウェルポイントを利用する工法
に比較して、安価に行なえる。

また、この発明の水抜管によれば、山留壁背面の土砂の
流出が防止されるため、フィルターに目詰りが生じない
、従って、山留壁背面地盤の地丁水が効果的に流出され
、山留壁に作用する水圧が制御でき、経済的な断面を有
する山留壁の設計が可能となる。

上記実施例は、この発明を説明するためのものであり、
この発明な何等限定するものでなく、この発明の技術範
囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包
含されることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第り図および第２図は、山留壁の横断面図および部分斜
視図、 第３図は、山留壁の水抜穴に挿入された水抜管の、内管
の押込み前での、縦断面図、 第４図は、水抜管の縦断面図、 第５図は、水抜管の外管の縦断面図、 第６図は、水抜管の内管の縦断面図、 第７図は、山留壁の水抜穴に挿入された水抜管の、内管
の押込み後での、縦断面図である。 １０：山留壁、１２：水抜穴、１４：水抜管、１６：外
管、１８：内管、２０：パッキング、２２：蓋、２４：
スリブ　　ト　、　　２６　：　　フ　　イ　ル　タ　
−　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）山留壁に複数の水抜穴を穿設し、その後、水抜穴
   を閉じて、地下水の流出を停止し、水抜穴背面の地盤が
   安定した後、水抜穴を解放して、フィルターを介して、
   水抜管背面の地下水を流出させる山留壁の水圧低減工法
   。 （２）先端が閉塞された水抜管を水抜穴に挿入して水抜
   穴からの地下水の流れを防止し、水抜穴背面の地盤が安
   定した後、水抜管先端を開口し、フィルターを介して、
   水抜管背面の地下水を流出させる特許請求の範囲第１項
   記載の山留壁の水圧低減工法。 （３）水抜管を多重管より構成し、内管を押込むことに
   よって外管先端の蓋を解放して地下水を流出させる特許
   請求の範囲第２項記載の山留壁の水圧低減工法。 （４）離脱可能に取付けられて先端を閉塞する蓋を備え
   た中空の外管と、 壁部に形成されたスリットと、スリットを覆うフィルタ
   ーとを備え、押込み可能に外管内に収納され、押込まれ
   ると蓋を外管先端から離脱させて外管先端を開口する中
   空の内管と、 を具備する水抜管。 （５）内管先端が開口され、先端開口が、フィルターで
   覆われている特許請求の範囲第４項記載の水抜管。 （６）パッキングが、外管の周囲に配設されて、水抜穴
   との空隙からの地下水の流出を防止する特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の水抜管。 （７）外管の蓋が、点溶接によって外管先端に取付けら
   れている特許請求の範囲第６項記載の水抜管（８）外管
   の蓋が、点溶接されるとともにヒンジによって、外管先
   端に取付けられている特許請求の範囲第６項記載の水抜
   管。 （９）外管の蓋が、平板形に形成されている特許請求の
   範囲第４項ないし第８項のいずれか記載の水抜管。 （１０）外管の蓋が、円錐形に形成されている特許請求
   の範囲第４項ないし第８項のいずれか記載の水抜管。