親杭横矢板からなる土留め壁、親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造、及び親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法、並びに親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法
【課題】土留め壁の構築際は、地下水の突出や土砂の流出を防止し、構築後は、撤去が容易な親杭横矢板からなる土留め壁及びその構築方法を提供する。
【解決手段】親杭横矢板1は、所定の間隔で地盤10内に打設される親杭2と、親杭2間に設置される横矢板3と、地盤10の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみそれぞれ形成される止水部4とを備える。
【解決手段】親杭横矢板1は、所定の間隔で地盤10内に打設される親杭2と、親杭2間に設置される横矢板3と、地盤10の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみそれぞれ形成される止水部4とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、親杭横矢板からなる土留め壁に関するものである。
【背景技術】
【0002】
地下に構造物を構築する際は、地盤を掘削して空洞部を形成した後に、周囲の地盤(以下、背面地盤という)の側面が崩壊するのを防止するための土留め壁が構築される。土留め壁として、一般的に、親杭横矢板やソイルセメント柱列壁等が用いられている。
【0003】
例えば、特許文献1に示すように、親杭横矢板は、地盤に打設されたH形鋼からなる親杭のフランジ間に、複数枚の横矢板を上下方向に積層状態で架設し、横矢板によって背面地盤の土砂の崩壊を防ぐものである。
【0004】
また、特許文献2に示すように、ソイルセメント柱列壁は、アースオーガ機で地盤を掘削しつつ、アースオーガ機の先端からセメントミルクを注入し、このセメントミルクと掘削土砂とを掘削した孔内で混合してソイルセメントを作製するとともに、このソイルセメント内の所定の位置にH形鋼を打設して構築されたもので、背面地盤の崩壊を防止するとともに、背面地盤内の水を止水するものである。
【特許文献1】特開2001−107361
【特許文献2】特開2002−146774
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載されている親杭横矢板を設置する方法では、地盤を掘削する際に、背面地盤内に存在する地下水の突出とともに、土砂が空洞部に流出して、背面地盤が沈下する可能性があるという問題点があった。
【0006】
また、特許文献2に記載されているソイルセメント柱列壁を構築する方法では、このソイルセメント柱列壁を仮設構造物として使用すると、撤去時に、セメント柱列壁の破砕、斫り等の作業に時間と手間がかかり、施工期間が長くなるという問題点があった。
【0007】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、土留め壁の構築時は、地下水の突出や土砂の流出を防止することができ、構築後は、撤去が容易な親杭横矢板からなる土留め壁及びその構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成するため、本発明の親杭横矢板からなる土留め壁は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁であって、前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする(第1の発明)。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁によれば、地盤内の地下水の流れを遮断するように止水部が形成されているので、地盤を掘削して空洞部を形成する際に、背面地盤から空洞部構築予定箇所への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤の崩落を防止することができるとともに、横矢板入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
また、地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部を形成するので、地盤全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁によれば、止水部の止水面は、地下水の流れの方向に対して傾斜するので、下流側に向かって水平に作用する地下水の圧力は、止水部に対して垂直に作用する水圧よりも小さくなる。したがって、止水部が地下水の流れに対して垂直に形成されていて、水圧がそのままの大きさで下流側に水平に作用する場合と比べて、下流側に向かって作用する圧力(以下、背面水圧という)を低減することができる。
【0010】
第3の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造であって、前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造によれば、地盤の地下水の流れを遮断するように止水部が形成されているので、地盤を掘削して空洞部を形成する際に、背面地盤内から空洞構築予定箇所への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤の崩落を防止することができるとともに、横矢板入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
また、地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部を形成するので、地盤全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0011】
第4の発明は、第3の発明において、前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造によれば、止水部の止水面は地下水の流れの方向に対して傾斜する止水面を備えるので、下流側に向かって水平に作用する地下水の圧力は、止水部に対して垂直に作用する水圧よりも小さくなる。したがって、止水部が地下水の流れに対して垂直に形成されていて、水圧がそのままの大きさで下流側に水平に作用する場合と比べて、下流側に向かって作用する背面水圧を低減することができる。
【0012】
第5の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法において、前記土留め壁の構築予定位置に間隔をおいて複数の親杭を打設する打設工程と、前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程と、前記地盤の所定の位置を掘削して、前記親杭間に横矢板を設置する横矢板設置工程とを備えることを特徴とする。
【0013】
第6の発明は、第5の発明において、地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする。
【0014】
第7の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法において、地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成することを特徴とする。
【0015】
第8の発明は、第7の発明において、地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、土留め壁の構築時は、地下水の突出や土砂の流出を防止することができ、構築後は、容易に土留め壁を撤去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板1の設置状況を示し、それぞれ平面図、斜視図、側断面図である。
【0018】
図1〜図3に示すように、地盤10を掘削して形成された空洞部13の周囲の地盤(以下、背面地盤14という)の崩壊を防止するための土留め壁である親杭横矢板1は、所定の間隔で地盤10内に打設される親杭2と、親杭2間に設置される横矢板3と、地盤10の第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみそれぞれ形成される止水部4とを備える。
【0019】
親杭横矢板1は、第一及び第二の帯水層6、8と第一及び第二の不透水層5、7とが交互に積層した背面地盤14を支持している。第一の帯水層6は砂層で、透水係数は、例えば、7.1×10−3cm/sである。また、第二の帯水層8は礫層で、透水係数は、例えば、2.0×10−2cm/sである。そして、第一の不透水層5及び第二の不透水層7は共に粘度層であり、地下水を通さない。
【0020】
止水部4は、帯水層6、8の上面よりやや上部から第一及び第二の帯水層6、8の下面のやや下部までの位置にゲル状の止水材を圧入して充填することにより形成される。本実施形態では、止水材として水ガラスを用いた。止水材はゲル状で第一及び第二の帯水層6、8内の地下水と混合しないため、流出することがない。
【0021】
以下に、親杭横矢板1からなる土留め壁の構築方法について、施工手順にしたがって説明する。
図4A〜図4Eは、本実施形態に係る親杭横矢板1の設置方法を示す図である。
【0022】
まず、図4Aに示すように、複数の親杭2を親杭横矢板1の構築予定位置の地盤10内に打設する。親杭2は、親杭横矢板1の構築予定位置の面内方向に所定の間隔で打設される。
【0023】
次に、図4Bに示すように、地上に削孔機11を設置し、ロッド12を回転させて鉛直孔15を掘削する。鉛直孔15は、第二の帯水層8を貫通し、土丹層9の上部に到達するまで掘削される。
【0024】
それから、図4Cに示すように、掘削した鉛直孔15内の第二の帯水層8の位置にロッド12を介して止水材を圧入して充填し、止水部4を形成する(図中の鉛直孔15内の斜線部分)。具体的には、鉛直孔15の孔底から孔口へ向かってロッド12を引き上げつつ、第二の帯水層8の下面よりやや下方の深度から第二の帯水層8の上面よりもやや上方の深度まで止水材を圧入して充填し、第二の帯水層8に止水部4を形成する。その後、第二の不透水層7の位置に、埋め戻しを目的として、止水材に圧力を加えることなく注入する(図中の鉛直孔15内の水平点線部分)。
【0025】
次に、図4Dに示すように、鉛直孔15内の第一の帯水層6の位置に、第二の帯水層8の位置に止水部4を形成するときと同様に、止水材を圧入して充填し、第一の不透水層5の位置には、第二の不透水層7の位置のときと同様に、止水材に圧力を加えることなく注入する。
【0026】
なお、本実施形態においては、第二の不透水層7の位置にも止水材を注入する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第二の不透水層7の位置には、掘削時に排出した土砂等を埋め戻してもよい。
【0027】
最後に、図4Eに示すように、空洞部13を形成する予定位置の地盤10をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置することにより親杭横矢板1が構築される。
【0028】
以上説明した本実施形態における親杭横矢板1によれば、第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断するように止水部4がそれぞれ形成されているので、背面地盤14の両帯水層6、8から空洞部13への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤14の崩落を防止することができるとともに、横矢板3入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
【0029】
また、帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部4をそれぞれ形成するので、地盤10全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0030】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【0031】
図5は、本発明の第二実施形態に係る親杭横矢板21の設置状況を示す側断面図である。図5に示すように、親杭横矢板21は、親杭2と、横矢板3と、帯水層6、8内の地下水の流れる向きに対して止水面24aが傾斜するようにそれぞれ形成された止水部24とを備える。
【0032】
止水部24の地下水に接する止水面24aは、第一及び第二の帯水層6、8内を水平に流れる地下水に対してα(0°<α<90°)の角度を有するように(図5参照)傾斜して形成されている。
【0033】
第一の帯水層6内の水圧F1は、第一の帯水層6の位置に形成された止水部24の止水面24aに対して垂直に作用する。かかる状態において、水圧F1の鉛直方向の分力V1は、止水部24を下向きに押すように作用し、水平方向の分力H1は、止水部24を親杭横矢板21側に押すように作用する。この分力H1は、止水部24を介して親杭横矢板21に背面水圧として載荷される。
【0034】
従来のように、例えば、止水部24が、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対して垂直に形成されている場合には、水圧F1がそのままの大きさで水平方向に作用するが、本実施形態においては、止水部24は、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜しているので、水平方向へは、分力H1(<F1)が作用する。したがって、止水部24が垂直に形成された場合よりも親杭横矢板21に作用する背面水圧が低減される。つまり、αの角度を小さくすると止水部24を介して親杭横矢板21に作用する分力H1を低減することができる一方、止水部24を形成するための施工性が悪くなり、作業効率が低下してしまう。そこで、分力H1の大きさと作業効率との兼ね合いから止水面24aの角度は、45°程度(例えば、40°〜50°)が好ましい。なお、この角度に限定されるものではなく、止水面24aの角度αは、0°<α<90°であればよい。
【0035】
また、第二の帯水層8に形成された止水部24も第一の帯水層6に形成された止水部24と同様に、第二の帯水層8内の地下水の流れの方向に対して傾斜しているので、止水部24が垂直に形成された場合に作用する水圧F2よりも小さい分力H2が作用し、背面水圧が低減される。
【0036】
以下に、親杭横矢板21からなる土留め壁の構築方法について、施工手順にしたがって説明する。
図6A〜図6Gは、本実施形態に係る親杭横矢板21の設置方法を示す図である。
【0037】
まず、図6Aに示すように、第一実施形態と同様に、複数の親杭2を親杭横矢板21の構築予定位置の地盤10内に打設する。
【0038】
次に、図6Bに示すように、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第一の不透水層5をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の第一の不透水層5の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0039】
それから、図6Cに示すように、空洞部13に削孔機11を設置し、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜した斜孔16を掘削する。斜孔16は、背面地盤14の第一の帯水層6を貫通し、第二の不透水層7の上部に到達するまで掘削される。
【0040】
そして、図6Dに示すように、掘削した斜孔16内に止水材を圧入して充填し、止水部24を形成する。止水材は、第一実施形態と同様に、掘削に使用したロッド12を地上に向かって引き上げつつ、そのロッド12の下端から斜孔16内に注入する。止水材の充填により、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜した止水部24が形成される。
【0041】
次に、図6Eに示すように、背面地盤14内の第一の帯水層6を止水部24で遮水した状態で、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第一の帯水層6及び第二の不透水層7をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の第一の帯水層6及び第二の不透水層7の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0042】
そして、図6Fに示すように、空洞部13に、再び、削孔機11を設置し、第一の帯水層6に斜孔16を掘削するときと同様に、第二の帯水層8を貫通し、土丹層9の上部に到達するまで斜孔17を掘削する。そして、斜孔17内に止水材を圧入して充填し、止水部24を形成する。
【0043】
最後に、図6Gに示すように、背面地盤14内の第二の帯水層8を止水部24で遮水した状態で、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第二の帯水層8をユンボ等で掘削すると同時に、第二の帯水層8の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0044】
以上説明した本実施形態における親杭横矢板21によれば、第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断するように止水部24がそれぞれ形成されているので、空洞部13を形成する際に、背面地盤14の両帯水層6、8から空洞部13への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。
【0045】
また、止水部24の止水面24aは、第一及び第二の帯水層6、8内に地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されるので、止水部24に作用する分力H1、H2を低減することができる。したがって、止水部24を介して親杭横矢板21に作用する背面水圧を低減することができる。
【0046】
なお、上述した各実施形態においては、親杭横矢板1、21を、第一及び第二の帯水層6、8と第一及び第二の不透水層5、7とが互いに積層された地盤10に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、帯水層、つまり地下水が存在する地盤10すべてに適用可能である。
【0047】
なお、上述した各実施形態においては、止水材として水ガラスを用いた場合について説明したが、この材料に限定されるものではなく、例えば、アクリルアミド、尿素等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図2】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図3】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図4A】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4B】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4C】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4D】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4E】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図5】本発明の第二実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示す側断面図である。
【図6A】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6B】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6C】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6D】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6E】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6F】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6G】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【符号の説明】
【0049】
1 親杭横矢板
2 親杭
3 横矢板
4 止水部
5 第一の不透水層
6 第一の帯水層
7 第二の不透水層
8 第二の帯水層
9 土丹層
10 地盤
11 削孔機
12 ロッド
13 空洞部
14 背面地盤
15 鉛直孔
16、17 斜孔
21 親杭横矢板
24 止水部
24a 止水面
【技術分野】
【0001】
本発明は、親杭横矢板からなる土留め壁に関するものである。
【背景技術】
【0002】
地下に構造物を構築する際は、地盤を掘削して空洞部を形成した後に、周囲の地盤(以下、背面地盤という)の側面が崩壊するのを防止するための土留め壁が構築される。土留め壁として、一般的に、親杭横矢板やソイルセメント柱列壁等が用いられている。
【0003】
例えば、特許文献1に示すように、親杭横矢板は、地盤に打設されたH形鋼からなる親杭のフランジ間に、複数枚の横矢板を上下方向に積層状態で架設し、横矢板によって背面地盤の土砂の崩壊を防ぐものである。
【0004】
また、特許文献2に示すように、ソイルセメント柱列壁は、アースオーガ機で地盤を掘削しつつ、アースオーガ機の先端からセメントミルクを注入し、このセメントミルクと掘削土砂とを掘削した孔内で混合してソイルセメントを作製するとともに、このソイルセメント内の所定の位置にH形鋼を打設して構築されたもので、背面地盤の崩壊を防止するとともに、背面地盤内の水を止水するものである。
【特許文献1】特開2001−107361
【特許文献2】特開2002−146774
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載されている親杭横矢板を設置する方法では、地盤を掘削する際に、背面地盤内に存在する地下水の突出とともに、土砂が空洞部に流出して、背面地盤が沈下する可能性があるという問題点があった。
【0006】
また、特許文献2に記載されているソイルセメント柱列壁を構築する方法では、このソイルセメント柱列壁を仮設構造物として使用すると、撤去時に、セメント柱列壁の破砕、斫り等の作業に時間と手間がかかり、施工期間が長くなるという問題点があった。
【0007】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、土留め壁の構築時は、地下水の突出や土砂の流出を防止することができ、構築後は、撤去が容易な親杭横矢板からなる土留め壁及びその構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成するため、本発明の親杭横矢板からなる土留め壁は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁であって、前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする(第1の発明)。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁によれば、地盤内の地下水の流れを遮断するように止水部が形成されているので、地盤を掘削して空洞部を形成する際に、背面地盤から空洞部構築予定箇所への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤の崩落を防止することができるとともに、横矢板入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
また、地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部を形成するので、地盤全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁によれば、止水部の止水面は、地下水の流れの方向に対して傾斜するので、下流側に向かって水平に作用する地下水の圧力は、止水部に対して垂直に作用する水圧よりも小さくなる。したがって、止水部が地下水の流れに対して垂直に形成されていて、水圧がそのままの大きさで下流側に水平に作用する場合と比べて、下流側に向かって作用する圧力(以下、背面水圧という)を低減することができる。
【0010】
第3の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造であって、前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造によれば、地盤の地下水の流れを遮断するように止水部が形成されているので、地盤を掘削して空洞部を形成する際に、背面地盤内から空洞構築予定箇所への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤の崩落を防止することができるとともに、横矢板入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
また、地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部を形成するので、地盤全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0011】
第4の発明は、第3の発明において、前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする。
本発明による親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造によれば、止水部の止水面は地下水の流れの方向に対して傾斜する止水面を備えるので、下流側に向かって水平に作用する地下水の圧力は、止水部に対して垂直に作用する水圧よりも小さくなる。したがって、止水部が地下水の流れに対して垂直に形成されていて、水圧がそのままの大きさで下流側に水平に作用する場合と比べて、下流側に向かって作用する背面水圧を低減することができる。
【0012】
第5の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法において、前記土留め壁の構築予定位置に間隔をおいて複数の親杭を打設する打設工程と、前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程と、前記地盤の所定の位置を掘削して、前記親杭間に横矢板を設置する横矢板設置工程とを備えることを特徴とする。
【0013】
第6の発明は、第5の発明において、地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする。
【0014】
第7の発明の親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法は、地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法において、地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成することを特徴とする。
【0015】
第8の発明は、第7の発明において、地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、土留め壁の構築時は、地下水の突出や土砂の流出を防止することができ、構築後は、容易に土留め壁を撤去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板1の設置状況を示し、それぞれ平面図、斜視図、側断面図である。
【0018】
図1〜図3に示すように、地盤10を掘削して形成された空洞部13の周囲の地盤(以下、背面地盤14という)の崩壊を防止するための土留め壁である親杭横矢板1は、所定の間隔で地盤10内に打設される親杭2と、親杭2間に設置される横矢板3と、地盤10の第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみそれぞれ形成される止水部4とを備える。
【0019】
親杭横矢板1は、第一及び第二の帯水層6、8と第一及び第二の不透水層5、7とが交互に積層した背面地盤14を支持している。第一の帯水層6は砂層で、透水係数は、例えば、7.1×10−3cm/sである。また、第二の帯水層8は礫層で、透水係数は、例えば、2.0×10−2cm/sである。そして、第一の不透水層5及び第二の不透水層7は共に粘度層であり、地下水を通さない。
【0020】
止水部4は、帯水層6、8の上面よりやや上部から第一及び第二の帯水層6、8の下面のやや下部までの位置にゲル状の止水材を圧入して充填することにより形成される。本実施形態では、止水材として水ガラスを用いた。止水材はゲル状で第一及び第二の帯水層6、8内の地下水と混合しないため、流出することがない。
【0021】
以下に、親杭横矢板1からなる土留め壁の構築方法について、施工手順にしたがって説明する。
図4A〜図4Eは、本実施形態に係る親杭横矢板1の設置方法を示す図である。
【0022】
まず、図4Aに示すように、複数の親杭2を親杭横矢板1の構築予定位置の地盤10内に打設する。親杭2は、親杭横矢板1の構築予定位置の面内方向に所定の間隔で打設される。
【0023】
次に、図4Bに示すように、地上に削孔機11を設置し、ロッド12を回転させて鉛直孔15を掘削する。鉛直孔15は、第二の帯水層8を貫通し、土丹層9の上部に到達するまで掘削される。
【0024】
それから、図4Cに示すように、掘削した鉛直孔15内の第二の帯水層8の位置にロッド12を介して止水材を圧入して充填し、止水部4を形成する(図中の鉛直孔15内の斜線部分)。具体的には、鉛直孔15の孔底から孔口へ向かってロッド12を引き上げつつ、第二の帯水層8の下面よりやや下方の深度から第二の帯水層8の上面よりもやや上方の深度まで止水材を圧入して充填し、第二の帯水層8に止水部4を形成する。その後、第二の不透水層7の位置に、埋め戻しを目的として、止水材に圧力を加えることなく注入する(図中の鉛直孔15内の水平点線部分)。
【0025】
次に、図4Dに示すように、鉛直孔15内の第一の帯水層6の位置に、第二の帯水層8の位置に止水部4を形成するときと同様に、止水材を圧入して充填し、第一の不透水層5の位置には、第二の不透水層7の位置のときと同様に、止水材に圧力を加えることなく注入する。
【0026】
なお、本実施形態においては、第二の不透水層7の位置にも止水材を注入する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第二の不透水層7の位置には、掘削時に排出した土砂等を埋め戻してもよい。
【0027】
最後に、図4Eに示すように、空洞部13を形成する予定位置の地盤10をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置することにより親杭横矢板1が構築される。
【0028】
以上説明した本実施形態における親杭横矢板1によれば、第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断するように止水部4がそれぞれ形成されているので、背面地盤14の両帯水層6、8から空洞部13への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。したがって、背面地盤14の崩落を防止することができるとともに、横矢板3入れ作業を安全に、かつ、効率良く施工することが可能となる。
【0029】
また、帯水層6、8内の地下水の流れを遮断する位置にのみ止水材を充填して止水部4をそれぞれ形成するので、地盤10全体に止水材を注入して地盤を改良する場合よりも、止水材の量及び注入時間を少なくすることができるので、コストの低減及び工期を短縮することができる。
【0030】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【0031】
図5は、本発明の第二実施形態に係る親杭横矢板21の設置状況を示す側断面図である。図5に示すように、親杭横矢板21は、親杭2と、横矢板3と、帯水層6、8内の地下水の流れる向きに対して止水面24aが傾斜するようにそれぞれ形成された止水部24とを備える。
【0032】
止水部24の地下水に接する止水面24aは、第一及び第二の帯水層6、8内を水平に流れる地下水に対してα(0°<α<90°)の角度を有するように(図5参照)傾斜して形成されている。
【0033】
第一の帯水層6内の水圧F1は、第一の帯水層6の位置に形成された止水部24の止水面24aに対して垂直に作用する。かかる状態において、水圧F1の鉛直方向の分力V1は、止水部24を下向きに押すように作用し、水平方向の分力H1は、止水部24を親杭横矢板21側に押すように作用する。この分力H1は、止水部24を介して親杭横矢板21に背面水圧として載荷される。
【0034】
従来のように、例えば、止水部24が、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対して垂直に形成されている場合には、水圧F1がそのままの大きさで水平方向に作用するが、本実施形態においては、止水部24は、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜しているので、水平方向へは、分力H1(<F1)が作用する。したがって、止水部24が垂直に形成された場合よりも親杭横矢板21に作用する背面水圧が低減される。つまり、αの角度を小さくすると止水部24を介して親杭横矢板21に作用する分力H1を低減することができる一方、止水部24を形成するための施工性が悪くなり、作業効率が低下してしまう。そこで、分力H1の大きさと作業効率との兼ね合いから止水面24aの角度は、45°程度(例えば、40°〜50°)が好ましい。なお、この角度に限定されるものではなく、止水面24aの角度αは、0°<α<90°であればよい。
【0035】
また、第二の帯水層8に形成された止水部24も第一の帯水層6に形成された止水部24と同様に、第二の帯水層8内の地下水の流れの方向に対して傾斜しているので、止水部24が垂直に形成された場合に作用する水圧F2よりも小さい分力H2が作用し、背面水圧が低減される。
【0036】
以下に、親杭横矢板21からなる土留め壁の構築方法について、施工手順にしたがって説明する。
図6A〜図6Gは、本実施形態に係る親杭横矢板21の設置方法を示す図である。
【0037】
まず、図6Aに示すように、第一実施形態と同様に、複数の親杭2を親杭横矢板21の構築予定位置の地盤10内に打設する。
【0038】
次に、図6Bに示すように、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第一の不透水層5をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の第一の不透水層5の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0039】
それから、図6Cに示すように、空洞部13に削孔機11を設置し、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜した斜孔16を掘削する。斜孔16は、背面地盤14の第一の帯水層6を貫通し、第二の不透水層7の上部に到達するまで掘削される。
【0040】
そして、図6Dに示すように、掘削した斜孔16内に止水材を圧入して充填し、止水部24を形成する。止水材は、第一実施形態と同様に、掘削に使用したロッド12を地上に向かって引き上げつつ、そのロッド12の下端から斜孔16内に注入する。止水材の充填により、第一の帯水層6内の地下水の流れの方向に対してαの角度で傾斜した止水部24が形成される。
【0041】
次に、図6Eに示すように、背面地盤14内の第一の帯水層6を止水部24で遮水した状態で、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第一の帯水層6及び第二の不透水層7をユンボ等で掘削すると同時に、背面地盤14の第一の帯水層6及び第二の不透水層7の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0042】
そして、図6Fに示すように、空洞部13に、再び、削孔機11を設置し、第一の帯水層6に斜孔16を掘削するときと同様に、第二の帯水層8を貫通し、土丹層9の上部に到達するまで斜孔17を掘削する。そして、斜孔17内に止水材を圧入して充填し、止水部24を形成する。
【0043】
最後に、図6Gに示すように、背面地盤14内の第二の帯水層8を止水部24で遮水した状態で、空洞部13を形成する予定位置の地盤10の第二の帯水層8をユンボ等で掘削すると同時に、第二の帯水層8の側面が崩壊しないように、親杭2間に横矢板3を設置する。
【0044】
以上説明した本実施形態における親杭横矢板21によれば、第一及び第二の帯水層6、8内の地下水の流れを遮断するように止水部24がそれぞれ形成されているので、空洞部13を形成する際に、背面地盤14の両帯水層6、8から空洞部13への地下水の突出及び土砂の流出を防止することができる。
【0045】
また、止水部24の止水面24aは、第一及び第二の帯水層6、8内に地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されるので、止水部24に作用する分力H1、H2を低減することができる。したがって、止水部24を介して親杭横矢板21に作用する背面水圧を低減することができる。
【0046】
なお、上述した各実施形態においては、親杭横矢板1、21を、第一及び第二の帯水層6、8と第一及び第二の不透水層5、7とが互いに積層された地盤10に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、帯水層、つまり地下水が存在する地盤10すべてに適用可能である。
【0047】
なお、上述した各実施形態においては、止水材として水ガラスを用いた場合について説明したが、この材料に限定されるものではなく、例えば、アクリルアミド、尿素等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図2】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図3】本発明の第一実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示し、それぞれ平面図、側面部図、断面図である。
【図4A】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4B】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4C】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4D】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図4E】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図5】本発明の第二実施形態に係る親杭横矢板の設置状況を示す側断面図である。
【図6A】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6B】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6C】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6D】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6E】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6F】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【図6G】本実施形態に係る親杭横矢板の設置方法を示す図である。
【符号の説明】
【0049】
1 親杭横矢板
2 親杭
3 横矢板
4 止水部
5 第一の不透水層
6 第一の帯水層
7 第二の不透水層
8 第二の帯水層
9 土丹層
10 地盤
11 削孔機
12 ロッド
13 空洞部
14 背面地盤
15 鉛直孔
16、17 斜孔
21 親杭横矢板
24 止水部
24a 止水面
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁であって、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁。
【請求項2】
前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の親杭横矢板からなる土留め壁。
【請求項3】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造であって、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造。
【請求項4】
前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項3に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造。
【請求項5】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法において、
前記土留め壁の構築予定位置に間隔をおいて複数の親杭を打設する打設工程と、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程と、
前記地盤の所定の位置を掘削して、前記親杭間に横矢板を設置する横矢板設置工程とを備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法。
【請求項6】
地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする請求項5に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法。
【請求項7】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法において、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成することを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法。
【請求項8】
地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする請求項7に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法。
【請求項1】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁であって、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁。
【請求項2】
前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の親杭横矢板からなる土留め壁。
【請求項3】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造であって、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する位置にのみ形成される止水部を備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造。
【請求項4】
前記止水部は、地下水に接する前記止水部の止水面がその地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成されることを特徴とする請求項3に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の止水構造。
【請求項5】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法において、
前記土留め壁の構築予定位置に間隔をおいて複数の親杭を打設する打設工程と、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成する止水部形成工程と、
前記地盤の所定の位置を掘削して、前記親杭間に横矢板を設置する横矢板設置工程とを備えることを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法。
【請求項6】
地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする請求項5に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の構築方法。
【請求項7】
地盤の崩壊を防止するための親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法において、
前記地盤内の地下水の流れを遮断する箇所にのみ止水材を充填して止水部を形成することを特徴とする親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法。
【請求項8】
地下水に接する前記止水部の止水面を、その地下水の流れの方向に対して傾斜するように形成することを特徴とする請求項7に記載の親杭横矢板からなる土留め壁の止水工法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【公開番号】特開2009−68203(P2009−68203A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−235706(P2007−235706)
【出願日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【Fターム(参考)】
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