(57)【要約】【課題】現場作業の工数を減らすとともに漏気の危険もない連結部材を提供する。【解決手段】地表から地中にかけて埋設されることにより地中の水分を地上へ導水するドレーン３が接続される複数の接続部２０と、接続部２０を介してドレーン３より導水された地中の水分を集水する集水部２１と、先端が集水管４と接続され集水部２１に集水された水分を集水管４へ導水する導水管２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表から地中にかけて埋設されることにより地中の水分を地上へ導水するドレーンが接続される複数の接続部と、
上記接続部を介して上記ドレーンより導水された地中の水分を集水する集水部と、
先端が集水管と接続され上記集水部に集水された水分を上記集水管へ導水する導水管とを備える連結部材。
【請求項２】
上記各接続部、上記集水部及び上記導水管は略同一平面上に設けられ、略扁平状に形成された請求項１記載の連結部材。
【請求項３】
上記各接続部、上記集水部及び上記導水管は一体成型されている請求項１記載の連結部材。
【請求項４】
地表から地中にかけて埋設されることにより地中の水分を地上へ導水するドレーンと、
上記ドレーンから集水された地中の水分を集水する集水管と、
上記ドレーンと上記集水管とを連結する連結部材と、
上記集水管と連結され、上記ドレーン内を減圧する減圧手段とを備え、
上記連結部材は、
上記ドレーンが接続される複数の接続部と、
上記接続部を介してドレーンより導水された地中の水分を集水する集水部と、
先端が上記集水管と接続され上記集水部に集水された水分を上記集水管へ導水する導水管とを備える軟弱地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤を軟弱化させている地盤中に含まれる水分等を排出し、軟弱地盤を改良するために用いられるドレーン装置の連結部材及びこの連結部材を用いた軟弱地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤中の水分や空気を排出することにより軟弱地盤を硬質地盤に改良する軟弱地盤の改良方法としては、軟弱地盤内に複数の鉛直ドレーンを打設するとともに、打設領域上を密封シートで覆い、真空ポンプで減圧することにより当該打設領域を大気圧にて押圧し、排水を促す大気圧工法が知られている。
【０００３】
また、近年では、軟弱地盤の改良方法として、上端部より一定の長さ分だけ外周面からの透水を遮断する不透水部を設け、不透水部の下側を地盤中の水分が浸透する透水部とする鉛直ドレーンを用いた工法も提案されている。かかる鉛直ドレーンは、不透水部が所定深さに埋設されるとともに、上端が地表に臨まされ、集水管と連結された気密性のキャップが嵌合される。そして、集水管内を真空ポンプにて減圧することにより、密封シートを用いることなく排水を促す。
【０００４】
このように、鉛直ドレーンは、鉛直ドレーンの上端に気密性キャップを取り付け、この気密性キャップを介して集水管と接続されている。気密性キャップは、一端に鉛直ドレーンの上端が挿入可能な大きさの開口部を有し、鉛直ドレーンの上端が挿入されると開口部をテープや接着剤等により封止することにより鉛直ドレーンと接続されている。
【０００５】
また、気密性キャップは、他端に鉛直ドレーンが集水した地中の水分を集水管へ導水するホースが設けられ、ホース先端が施工現場に設置された集水管に接続されることにより、鉛直ドレーンが集水した地中の水分を集水管に導水する。
【０００６】
気密性キャップと鉛直ドレーンとは、現場作業の工数削減の見地から、予め鉛直ドレーンの製造時に所定間隔毎に接続され、運搬等の都合からロール状に巻回されている。このように、気密性キャップが所定間隔毎に介在する鉛直ドレーンは、ロール状に巻回することが困難であり、また、施工現場における送り出しもスムーズに行うことができない場合があるなどの問題も生じ得る。
【０００７】
また、気密性キャップのホースと集水管とを接続することから、鉛直ドレーンの数だけ集水管との接続作業が必要となり、現場での作業工数が増大するとともに、気密性キャップと集水管との接続箇所の数だけ漏気の危険があり、漏気の確認作業も繁雑となっていた。
【０００８】
さらに、鉛直ドレーンの打設位置に応じて集水管を設置する必要があり、施工現場の土地形状に応じた集水管の設置の自由度がなく、効率化も図りにくい。例えば、狭小地が突出している施工現場において、当該狭小地に鉛直ドレーンを打設した場合、鉛直ドレーンが吸い上げた地中の水分を集水する集水管を当該鉛直ドレーンの近傍に設置する必要がある。かかる集水管は、施工現場の広大な領域に打設されている鉛直ドレーンとも接続可能な配置をとれるとは限らず、当該狭小地の地中の水分を集水するためだけに設置されるなど、非効率となる場合があった。
【特許文献１】特開２００６−２４１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、現場作業の工数を減らし、効率化を図ることができ、また漏気の危険もない連結部材及び、この連結部材を用いた軟弱地盤改良装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る連結部材は、地表から地中にかけて埋設されることにより地中の水分を地上へ導水するドレーンが接続される複数の接続部と、上記接続部を介して上記ドレーンより導水された地中の水分を集水する集水部と、先端が集水管と接続され上記集水部に集水された水分を上記集水管へ導水する導水管とを備えるものである。
【００１１】
また、本発明に係る軟弱地盤改良装置は、地表から地中にかけて埋設されることにより地中の水分を地上へ導水するドレーンと、上記ドレーンから集水された地中の水分を集水する集水管と、上記ドレーンと上記集水管とを連結する連結部材と、上記集水管と連結され、上記ドレーン内を減圧する減圧手段とを備え、上記連結部材は、上記ドレーンが接続される複数の接続部と、上記接続部を介してドレーンより導水された地中の水分を集水する集水部と、先端が上記集水管と接続され上記集水部に集水された水分を上記集水管へ導水する導水管とを備えるものである。
【００１２】
ここで、連結部材に接続されるドレーンには、地表に臨まされる先端部が不透水性の材料によって覆われた不透気部が形成されたものと、この不透気部が形成されていないものとが含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各ドレーンと集水管とを直接接続することなく、複数のドレーンと接続された連結部材を介して集水管と接続するため、集水管をドレーンの埋設位置にかかわらず最適な位置に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明が適用された連結部材及び、軟弱地盤改良装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用された軟弱地盤改良装置１は、図１に示すように、軟弱地盤２の地中に含まれる水分を吸い上げることにより圧密沈下を促進し、改良するものであり、軟弱地盤中に打設されるドレーン３と、ドレーン３から集水された地中の水分を集水する集水管４と、ドレーン３と集水管４とを連結する連結部材５と、集水管４と連結され、ドレーン３内部を減圧する減圧手段となる真空ポンプ８とを備える。
【００１５】
そして、軟弱地盤改良装置１は、軟弱地盤２中に所定間隔でドレーン３を打設し、地表面に臨まされたドレーン３の先端と連結部材５とを連結するとともに連結部材５と集水管４とを接続する。連結部材５には導水管２２が設けられ、導水管２２と連結されたサクションホース６が集水管４に接続される。その後、集水管４内及びドレーン３内部が減圧されることにより、ドレーン３を介して地中の水分が吸い上げられ、集水管から排出される。
【００１６】
ドレーン３は、図２に示すように、軟弱地盤２中の水分が通水するドレーン管１２と、ドレーン管１２の端部に設けられる不透気部１３とを備える。ドレーン管１２は、軟弱地盤２内の水分の通水路となる芯材１０と、芯材１０の周囲に設けられ軟弱地盤２内の水分が透過するフィルタ１１とを有する。芯材１０は、長尺体の両面に長手方向に亘る隔壁が幅方向に複数立設されることにより、長手方向に軟弱地盤２内の水分の通水路となる溝１０ａが複数形成されている。この芯材１０は、運搬等の利便性を考慮してある程度の可撓性を有するとともに、軟弱地盤２への打設後においても十分な通水路を確保するための形状保持性を有する材料、例えば塩化ビニル、ポリエチレン、その他の樹脂材料を用いて形成される。また、芯材１０は、例えば生分解性の樹脂材料で形成することにより、軟弱地盤２中に残置した場合にも環境負荷を低減させることができる。
【００１７】
芯材１０の周囲を覆うフィルタ１１は、透水性を有する材料、例えばポリエステル製の不織布から形成されている。フィルタ１１は、長尺状に形成されるとともに、芯材１０の周囲に巻回され、熱溶着等によって接着されることにより芯材１０の周囲を覆うようにしてもよい。
【００１８】
また、ドレーン３は、ドレーン管１２の地表から地下数十〜数百ｃｍに至る先端部に、不透水性の材料によって覆われることにより、不透気部１３が形成されている。不透気部１３は、図３に示すように、塩化ビニルなどの不透水性の材料を用いてドレーン３を覆うことができる大きさの環状体１４が形成され、ドレーン３の先端部を挿通させることにより形成される。なお、環状体１４とドレーン３の先端部とは、ホッチキスやテープ等で固定される。
【００１９】
また、不透気部１３は、図４に示すように、不透水性の材料を用いてドレーン３を覆うことができる大きさの長尺体１５をドレーン３の先端部に巻回するとともに、熱溶着等によって長尺体１５の端部を接着することにより形成するようにしてもよい。
【００２０】
軟弱地盤改良装置１は、ドレーン３の地表から地下数十〜数百ｃｍに至る箇所が不透水性材料によって覆われることにより、軟弱地盤２を密封するシートで覆うことなく、軟弱地盤２を真空圧密による地盤改良工事を行うことができる。
【００２１】
ドレーン３は、予め製造工場において、芯材１０をフィルタ１１及び不透水性材料で所定間隔ごとに覆うことにより製造されるとともに、ロール状に巻回された後、施工現場となる軟弱地盤２に搬入され、通常の鉛直ドレーン打設と同様の手順で、軟弱地盤２に所定間隔で打設される。次いで、ドレーン３は、地表に臨まされている先端部が連結部材５の接続部２０に接続される。連結部材５の接続部２０との接続は、ドレーン３の先端部を矩形開口部からなる接続部２０内に挿通するとともに接続部２０の周囲をテープで巻く等により行う。これにより、ドレーン３は、連結部材５を介して集水管４と連結され、減圧手段により内部が減圧されるとともに、軟弱地盤２中の水分を吸引し、集水管４に流すことができる。
【００２２】
ドレーン３内を流れる水分を集める集水管４は、軟弱地盤２上に所定間隔で設置される。集水管４は、外周部に後述する連結部材５と連結されたサクションホース６の先端が取り付けられる。一本の集水管４には、複数の連結部材５を介してさらに複数のドレーン３と連結され、各ドレーン３から吸引された軟弱地盤２中の水分が集水される。また、複数の集水管４は、排水管７に接続され、集められた水分は排水管７を通じて軟弱地盤２外へ排水される。
【００２３】
集水管４は、施行現場となる軟弱地盤２に搬入され、所定位置に設置されると、連結部材５と連結されたサクションホース６が取り付けられる。サクションホース６との取り付けは、集水管４の外周部に形成され取付孔を備えた取付部に、サクションホース６が挿通され、周囲をテープで巻く等により行う。
【００２４】
また、集水管４は、排水管７に取り付けられた真空ポンプ８等の減圧手段によって管内が減圧され、これによりドレーン３内に軟弱地盤２の地中にある水分を吸引させる。
【００２５】
次いで、ドレーン３と集水管４とを連結する連結部材５について説明する。連結部材５は、図５に示すように、ドレーン３が接続される複数の接続部２０と、接続部２０を介して導水された水分を集水する集水部２１と、集水部２１に集まった水分を集水管４へ導水する導水管２２とを有する。
【００２６】
接続部２０は、地表に臨まされているドレーン３の先端部が接続される箇所であり、ドレーン３の先端部が挿入される開口部２３が形成されている。開口部２３は、ドレーン３の形状に応じて例えば矩形状に形成されている。また、開口部２３は集水部２１に連続され、ドレーン３から流入した水分は集水部２１へ集められる。接続部２０は、一つの連結部材５につき、例えば４箇所設けられ、開口部２３が四方に臨まされている。
【００２７】
各接続部２０の内部には、挿入されるドレーン３の先端部が当接し、ドレーン３の挿入位置を決める位置決めピン２４が立設されている。位置決めピン２４は、接続部２０と集水部２１との間に立設され、開口部２３より挿入されたドレーン３の芯材１０の先端が当接される。これにより、位置決めピン２４は、芯材１０の集水部２１への進入を防止することができる。また、位置決めピン２４は、連結部材５の上下面間に亘って立設されることにより、連結部材５の上下方向に亘る荷重に対する補強部材となる。
【００２８】
接続部２０は、開口部２３にドレーン３の先端が挿入され、芯材１０が位置決めピン２４に当接されるまで差し込まれると、開口部２３の外周をテープ等によって巻回されることにより、固定される。ドレーン３の先端部は不透気部とされているため、開口部２３にテープ等で巻回されることにより、ドレーン３及び連結部材５は密閉される。
【００２９】
集水部２１は、接続部２０に固定されたドレーン３から導水された水分を集める箇所であり、連結部材５の中央に設けられ、複数の接続部２０と連続されている。集水部２１は、導水管２２と連続されており、集められた水分は、導水管２２に流出する。
【００３０】
導水管２２は、集水部２１から連結部材５の外方に導出され、先端にサクションホース６が連結されるとともに、サクションホース６を介して集水管４に接続される。導水管２２は、先端がサクションホース６を挿通可能な形状及び大きさを有し、サクションホース６が挿通されるとともに先端部がテープ等で巻回されることによりサクションホース６と連結される。導水管２２は、１つの連結部材５に１又は複数形成される。導水管２２が複数形成された場合には、サクションホース６を介して複数の連結部材５を連結することができる。サクションホース６は、可撓性を有するホースであり、一端を連結部材５の導水管２２に連結され、他端を集水管４の取付部に取り付けられる。
【００３１】
かかる連結部材５は、接続部２０、集水部２１及び導水管２２が、略同一平面上に設けられ、全体として扁平状に形成されている。したがって、図６に示すように、連結部材５は、各接続部２０にドレーン３の先端部が接続されるとともに、導水部２２にサクションホース６が連結された状態で、軟弱地盤２上に盛土９を行う盛土併用工法にも対応することができる。
【００３２】
また、連結部材５は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂を用いて、接続部２０、集水部２１及び導水管２２が、一体に形成され、接続箇所がない。したがって、連結部材５は、漏気の危険が無く、また漏気の検査に要する作業が不要となり、作業効率が向上される。
【００３３】
次いで、この連結部材５を用いた軟弱地盤改良装置１の設置例について説明する。ドレーン３は、予め工場において、ドレーン管１２に不透水性材料で覆われた不透気部１３を所定の間隔ごとに形成し、この不透気部１３が所定間隔毎に形成されたドレーン管１２をリールに巻きとった状態で施工現場に搬入される。そして、軟弱地盤改良装置１は、公知の打ち込み装置を用いて施工現場となる軟弱地盤２にドレーン３を所定間隔毎に鉛直に打設する。打設後は、軟弱地盤２に形成した打設用の孔を埋め戻す。このとき、ドレーン３は、先端の不透気部１３が地表から地下数十〜数百ｃｍに至る箇所に埋設され、不透気部１３が形成された先端部が地表に突出され、連結部材５の接続部２０に接続可能とされている。
【００３４】
次いで、４箇所に打設されたドレーン３の略中心位置に連結部材５を設置し、連結部材５の接続部２０に各ドレーン３の先端部を接続するとともに、連結部材５の導水管２２にサクションホース６を連結する。このように、４つのドレーン３と１つの連結部材５が接続されたユニット３０を形成し、複数のユニット３０間に集水管４を設置する。そして、複数のユニット３０から延設されたサクションホース６を集水管４の取付部に取り付けていく。
【００３５】
複数ユニット３０とサクションホース６を介して連結された集水管４は、他の集水管４とともに排水管７に接続される。また、排水管７には真空ポンプ８が取り付けられる。そして、真空ポンプ８が起動されると、集水管４及び連結部材５を介してドレーン３の内部が減圧され、軟弱地盤２の地中の水分が透気部を介してドレーン３内に吸引される。ドレーン３に吸引された水分は、連結部材５の集水部２１に集水され、導水管２２に導水され、サクションホース６を介して集水管４に流れ、排水管７より排水される。
【００３６】
なお、工場等で連結部材５の導水管２２に予めサクションホース６を連結して一体化しておくと、現場での作業が減り、効率がよい。
【００３７】
このような軟弱地盤改良装置１によれば、各ドレーン３と集水管４とを直接接続することなく、複数のドレーン３と接続された連結部材５を介して集水管４と接続しているため、集水管４をドレーン３の埋設位置にかかわらず最適な位置に設置することができる。すなわち、図１に示すように、集水管４が設置できる程度に広さを有しない狭小地３１にドレーン３を埋設した場合でも、連結部材５及びサクションホース６を介して水分を導水することができるため、集水管４を、他のユニット３０とも接続可能な箇所に設置させることができる。このように、軟弱地盤改良装置１は、軟弱地盤２の土地形状により無駄な集水管４を設置する必要が無く集水管の数を減らすことができ、また、集水管４を適当な箇所に設置することができる。
【００３８】
また、軟弱地盤改良装置１は、ドレーン３と集水管４とが直接接続されず、連結部材５と連結されたサクションホース６が集水管４に接続されるため、ドレーン３の数に比して集水管４の接続箇所の数が少ない。したがって、集水管４の取付部への取付作業の工数を減らすことができるとともに、集水管４の取付部における漏気の危険や漏気検査の工数を減らし、作業効率を改善することができる。
【００３９】
なお、各ドレーン３は、連結部材５の各接続部２０と接続されるが、かかる工数は、従来と同様に必要となる。しかし、軟弱地盤改良装置１では、ドレーン３と集水管４とを直接接続するものではないため、ドレーン３の埋設位置にかかわらず、集水管４の設置位置を選択することができ、また、設置位置に制約のある集水管４に接続する場合に比して、設置の自由度が高い連結部材５の接続部２０に接続するため、作業も効率よく行うことができる。
【００４０】
さらに、軟弱地盤改良装置１は、ドレーンを集水管に直接接続するものではないため、集水管にドレーンとの接続部をドレーンの数だけ設け、ドレーンを接続しながら移動する作業が不要となる。すなわち、軟弱地盤改良装置１は、４つのドレーン３を１つの連結部材５に連結するため、４つドレーン３の接続作業を連結部材５が設置される一箇所で行うことができる。したがって、ドレーンを集水管に直接接続しながら移動していく作業に比して作業効率を向上させることができる。また、軟弱地盤改良装置１は、サクションホース６を集水管４に取り付けるが、取り付け箇所はドレーン３の数に比して少なくて済む。
【００４１】
また、図１に示すように、軟弱地盤改良装置１は、ユニット３０を、他のユニット３０を介して集水管４に接続することもできる。すなわち、一方の連結部材５ａは、複数の導水管２２が形成されているため、各導水管２２に取り付けられるサクションホース６の一方を他方の連結部材５ｂの導水管２２に取り付け、他方のサクションホース６を集水管４の取付部に取り付けることもできる。一方のサクションホース６が取り付けられる連結部材５ｂは、当該サクションホース６が取り付けられない方の導水管２２をテープやキャップ等で塞ぐ。このように、軟弱地盤改良装置１は、複数のユニット３０を連結して集水管４に接続することで、地中の水分を吸引する必要のあるドレーン３の埋設箇所にかかわらず、集水管４の設置箇所を選択することができる。
【００４２】
なお、軟弱地盤改良装置１は、連結部材５の接続部２０の数は４箇所に限られず、２以上であればよく、また、ドレーン３が接続されない接続部２０は、テープやキャップ等で閉塞され、気密とされる。
【００４３】
また、軟弱地盤改良装置１は、ドレーン３の先端部を連結部材５の接続部２０に直接接続させる他、ドレーン３の先端部に公知のキャップ部材を接続し、このキャップ部材を介して接続部２０に接続してもよい。キャップ部材は、気密性を有し、一端に接続部２０に接続されるホースが形成され、他端にドレーン３の先端部が嵌合する嵌合部が形成されている。キャップ部材は、予め工場で所定長さに切断されたドレーン３の先端部に嵌合され、キャップ部材付きのドレーン３がロール状に巻装されて搬入される。また、キャップ部材は、施工現場で所定長さに切断されたドレーン３の先端部に取り付けられる。
【００４４】
かかるキャップ部材を介在させることにより、ドレーン３と接続部２０との接続作業を容易かつ迅速に行うとともに気密性を確保することができる。
【００４５】
また、本発明が適用された連結部材及び軟弱地盤改良装置は、上述したドレーン管１２に不透気部１３を設けたドレーン３のみならず、不透気部を設けないドレーンを用い、従来の軟弱地盤を密封シートで覆う大気圧工法に適用することもできる。この場合、不透気部１３が設けられていないドレーン管１２が軟弱地盤２中に打設され、連結部材５は、地表に臨まされているドレーン管１２の先端と接続部２０とが接続される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】軟弱地盤改良装置の構成を示す平面図である。
【図２】ドレーンの構成を示す斜視図である。
【図３】不透気部が形成されるドレーンを示す斜視図である。
【図４】不透気部が形成されるドレーンを示す斜視図である。
【図５】連結部材を示す斜視図である。
【図６】盛土併用工法に適用された連結部材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  軟弱地盤改良装置、２  軟弱地盤、３  ドレーン、４  集水管、５  連結部材、６  サクションホース、７  排水管、８  真空ポンプ、１０  芯材、１１  フィルタ、１２  ドレーン管、１３  不透気部、２０  接続部、２１  集水部、２２  導水管、２３  開口部、２４  位置決めピン、３０  ユニット
【図１】
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【図２】
2010127055.tif 000004
【図３】
2010127055.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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