(57)【要約】【課題】本発明は、揚水井戸の本数を削減することを目的とする。【解決手段】地下水の揚水方法は、格子状地盤改良体２２によって区画された地盤１０の第一区画領域Ｒ１及び第二区画領域Ｒ２の地下水を汲み上げる地下水の揚水方法であって、第一区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸１６から、格子状地盤改良体２２に設けられた通水部Ｗを介して、第二区画領域Ｒ２の地下水を汲み上げる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良体によって区画された地盤の第一区画領域及び第二区画領域の地下水を汲み上げる地下水の揚水方法であって、
前記第一区画領域に設けられた揚水井戸から、前記地盤改良体に設けられた通水部を介して、前記第二区画領域の地下水を汲み上げる、
地下水の揚水方法。
【請求項２】
前記地盤改良体は、平面視にて格子状に形成される、
請求項１に記載の地下水の揚水方法。
【請求項３】
前記通水部は、前記地盤改良体に設けられた未改良地盤部とされる、
請求項１又は請求項２に記載の地下水の揚水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水の揚水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面視にて格子状に形成された格子状地盤改良体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９１９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地下水位が高い地盤を掘削する場合、例えば、地盤に形成された揚水井戸から地下水を汲み上げることにより、地下水位を下げる必要がある。
【０００５】
しかしながら、格子状地盤改良体を形成された地盤では、格子状地盤改良体によって地盤が複数の領域（以下、「区画領域」という）に区画される。そのため、各区画領域に揚水井戸を設けなければならず、揚水井戸の本数が増加する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、揚水井戸の本数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の地下水の揚水方法は、地盤改良体によって区画された地盤の第一区画領域及び第二区画領域の地下水を汲み上げる地下水の揚水方法であって、前記第一区画領域に設けられた揚水井戸から、前記地盤改良体に設けられた通水部を介して、前記第二区画領域の地下水を汲み上げる。
【０００８】
請求項１に係る地下水の揚水方法によれば、地盤は、地盤改良体によって第一区画領域及び第二区画領域に区画される。また、地盤改良体には、通水部が設けられる。
【０００９】
ここで、地盤改良体に通水部がない場合、第一区画領域及び第二区画領域の地下水を汲み上げるためには、第一区画領域及び第二区画領域に揚水井戸をそれぞれ設ける必要がある。
【００１０】
これに対して本発明では、前述したように、地盤改良体に通水部が設けられる。これにより、第一区画領域に設けられた揚水井戸から、通水部を介して第二区画領域の地下水を汲み上げることができる。そのため、第二区画領域の揚水井戸を省略することができる。したがって、揚水井戸の本数を削減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の地下水の揚水方法は、請求項１に記載の地下水の揚水方法において、前記地盤改良体は、平面視にて格子状に形成される。
【００１２】
請求項２に係る地下水の揚水方法によれば、地盤改良体は、平面視にて格子状に形成される。これにより、揚水井戸の本数を削減しつつ、地盤の液状化を効率的に抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の地下水の揚水方法は、請求項１又は請求項２に記載の地下水の揚水方法において、前記通水部は、前記地盤改良体に設けられた未改良地盤部とされる。
【００１４】
請求項３に係る地下水の揚水方法によれば、通水部は、地盤改良体に設けられた未改良地盤部とされる。したがって、地盤改良体に通水部を容易に設けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明に係る地下水の揚水方法によれば、揚水井戸の本数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る地下水の揚水方法が適用される地盤を示す縦断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１に示される通水部が設けられた区画壁部を示す縦断面図である。
【図４】地盤から地下水を汲み上げた状態を示す図１に相当する縦断面図である。
【図５】比較例に係る格子状地盤改良体を示す図１に相当する縦断面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】一実施形態に係る地下水の揚水方法の変形例を示す図１に相当する縦断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、一実施形態に係る地盤改良体の変形例を示す図２に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る地下水の揚水方法について説明する。
【００１８】
（地盤）
図１には、本実施形態に係る地下水の揚水方法が適用される地盤１０が示されている。地盤１０は、一例として、非液状化層１０Ａと、非液状化層１０Ａの上に堆積された液状化層１０Ｂとを有している。
【００１９】
液状化層１０Ｂは、砂質土を含んで構成されており、所定規模以上の地震が発生したときに、液状化の可能性が高い層とされる。また、液状化層１０Ｂは、非液状化層１０Ａよりも通水性が高い帯水層とされ、地下水が流動し易くなっている。一方、非液状化層１０Ａは、液状化層１０Ｂよりも通水性が低い難透水層とされ、液状化する可能性が低い層とされる。
【００２０】
なお、本実施形態に係る地下水の揚水方法は、上記の地盤１０に限らず、例えば、非液状化層１０Ａが存在しない種々の地盤にも適用可能である。
【００２１】
（格子状地盤改良体）
液状化層１０Ｂには、格子状地盤改良体２２が設けられている。格子状地盤改良体２２は、地震時における液状化層１０Ｂの液状化を抑制するものである。この格子状地盤改良体２２は、例えば、セメント系固化材によって液状化層１０Ｂに形成されている。
【００２２】
なお、本実施形態では、格子状地盤改良体２２の下端部が、非液状化層１０Ａに達しているが、格子状地盤改良体２２の下端部は、非液状化層１０Ａに達していなくても良い。また、格子状地盤改良体２２は、地盤改良体の一例である。
【００２３】
図２に示されるように、格子状地盤改良体２２は、平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体２２によって液状化層１０Ｂにせん断剛性を付与することにより、液状化層１０Ｂの液状化が抑制されている。なお、各図に適宜示される矢印Ｆは、地下水の流れを示している。
【００２４】
格子状地盤改良体２２は、外周壁部２４と、複数の区画壁部２６を有している。外周壁部２４は、平面視にて矩形の枠状に形成されており、地盤１０の液状化層１０Ｂを囲んでいる。なお、図２に示される矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向は、互いに直交する水平二方向を示している。
【００２５】
複数の区画壁部２６には、矢印Ｙ方向に沿って配置される複数の区画壁部２６Ａと、矢印Ｘ方向に沿って配置される複数の区画壁部２６Ｂとがある。複数の区画壁部２６Ａは、矢印Ｘ方向に間隔を空けて配置されている。また、複数の区画壁部２６Ｂは、矢印Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。そして、複数の区画壁部２６Ａ及び区画壁部２６Ｂは、平面視にて格子状に接続されている。これらの区画壁部２６Ａ，２６Ｂによって、外周壁部２４の内側の領域（液状化層１０Ｂ）が複数の領域（以下、「区画領域」という）Ｒに区画されている。なお、以下では、区画壁部２６Ａ，２６Ｂの総称を区画壁部２６とする。
【００２６】
（通水部）
各区画壁部２６には、地下水を通す複数の通水部Ｗが設けられている。図３に示されるように、通水部Ｗは、区画壁部２６に部分的に設けられた未改良地盤部とされている。この通水部Ｗでは、地盤改良されていない。すなわち、通水部Ｗでは、地盤１０にセメント系固化材等の固化材が注入されていない。これにより、通水部Ｗでは、地下水が流動可能になっている。この通水部Ｗは、例えば、次の方法によって施工される。
【００２７】
すなわち、本実施形態の区画壁部２６は、壁状に連続する複数の柱状改良体２８Ａ，２８Ｂを有している。柱状改良体２８Ａは、通水部Ｗを含んでいない。この柱状改良体２８Ａは、機械攪拌工法によって施工される。具体的には、柱状改良体２８Ａは、図示しない掘削オーガの先端部からセメント系固化材等の固化材を噴射しながら地盤１０を掘削し、掘削土と固化材とを撹拌、混合することにより造成されている。
【００２８】
一方、柱状改良体２８Ｂは、通水部Ｗを含んでいる。この柱状改良体２８Ｂは、高圧噴射攪拌工法によって施工される。具体的には、地盤１０に打ち込まれた高圧噴射装置３０の回転ロッド３２の先端部３２Ｔから固化材を高圧噴射し、かつ、回転ロッド３２を回転させながら引き上げる。これにより、回転ロッド３２の先端部付近の地盤１０に固化材が注入され、柱状改良体２８Ｂがその下端から順に造成される。
【００２９】
ここで、回転ロッド３２の先端部３２Ｔが通水部Ｗを通過する際には、当該先端部３２Ｔからの固化材の高圧噴射が一時的に停止される。これにより、通水部Ｗでは、地盤１０に固化材が注入されず、地盤１０の通水性が維持される。
【００３０】
このように固化材の高圧噴射を一時的に停止しながら柱状改良体２８Ｂを造成することにより、区画壁部２６に複数の通水部Ｗが設けられる。また、高圧噴射攪拌工法では、機械攪拌工法と比較して、固化材の噴射と停止との切り替え管理が容易であるため、通水部Ｗの施工性が向上する。
【００３１】
なお、通水部Ｗは、機械攪拌工法において、固化材の噴射を一時的に停止しながら造成することも可能である。また、区画壁部２６に設けられる通水部Ｗの数、配置、形状、及び大きさは、適宜変更可能である。また、通水部Ｗによって区画壁部２６の剛性が低下する場合には、区画壁部２６の厚みを厚くしたり、隣り合う区画壁部２６の間隔を狭くしたりしても良い。
【００３２】
（地下水の揚水方法）
次に、地下水の揚水方法の一例について説明しつつ、本実施形態の効果について説明する。
【００３３】
図４に示されるように、本実施形態では、格子状地盤改良体２２が設けられた地盤１０を掘削し、例えば、図示しない地下構造物を施工する。この際、地盤１０の地下水を揚水し、掘削前の地下水位Ｌ０を目標地下水位Ｌ１以下に下げる。
【００３４】
なお、以下では、説明の便宜上、複数の区画領域Ｒのうち、格子状地盤改良体２２の中央に位置する区画領域Ｒを第一区画領域Ｒ１とし、第一区画領域Ｒ１と隣り合う他の区画領域Ｒを第二区画領域Ｒ２とする。さらに、第二区画領域Ｒ２と隣り合う第一区画領域Ｒ１以外の区画領域Ｒを第三区画領域Ｒ３（図２参照）とする。
【００３５】
先ず、格子状地盤改良体２２の内側の地盤１０を掘削し、地下空間４０を形成する。次に、格子状地盤改良体２２の第一区画領域Ｒ１に、揚水井戸１６を設ける。揚水井戸１６は、例えば、複数の揚水口１６Ａを有する鋼管等を地盤１０に打ち込むことにより形成される。
【００３６】
次に、揚水井戸１６に図示しない揚水管を挿入し、当該揚水管に設けられた揚水ポンプを作動する。この結果、第一区画領域Ｒ１内の地下水が、揚水井戸１６の揚水口１６Ａから地上に汲み上げられる。これにより、格子状地盤改良体２２内の地下水位Ｌ２が、目標地下水位Ｌ１以下に下げられる。
【００３７】
ここで、比較例として、図５及び図６に示されるように、格子状地盤改良体２２に通水部Ｗがない場合、第一区画領域Ｒ１、第二区画領域Ｒ２、及び第三区画領域Ｒ３の地下水を汲み上げるためには、第一区画領域Ｒ１以外に、第二区画領域Ｒ２及び第三区画領域Ｒ３にも揚水井戸１００をそれぞれ設ける必要がある。
【００３８】
これに対して本実施形態では、図２に示されるように、第一区画領域Ｒ１と第二区画領域Ｒ２との間にある区画壁部２６には、通水部Ｗが設けられている。これにより、矢印Ｆで示されるように、第一区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸１６から、通水部Ｗを介して第二区画領域Ｒ２の地下水を汲み上げることができる。そのため、第二区画領域Ｒ２の揚水井戸を省略することができる。したがって、揚水井戸１６の本数を削減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、格子状地盤改良体２２の全ての区画壁部２６に通水部Ｗが設けられている。つまり、本実施形態では、第二区画領域Ｒ２と第三区画領域Ｒ３との間にある区画壁部２６にも通水部Ｗが設けられている。これにより、矢印Ｆで示されるように、第一区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸１６から、第二区画領域Ｒ２を介して第三区画領域Ｒ３の地下水も汲み上げることができる。そのため、第三区画領域Ｒ３の揚水井戸１００（図５参照）も省略することができる。したがって、揚水井戸１６の本数をさらに削減することができる。
【００４０】
また、通水部Ｗは、格子状地盤改良体２２の区画壁部２６に設けられた未改良地盤部とされる。したがって、格子状地盤改良体２２に通水部Ｗを容易に設けることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の格子状地盤改良体２２は、平面視にて格子状に形成されている。これにより、揚水井戸１６の本数を削減しつつ、地盤１０の液状化層１０Ｂの液状化を効率的に抑制することができる。
【００４２】
（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００４３】
上記実施形態では、地盤１０の掘削に伴って地盤１０の地下水を揚水したが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、図７に示されるように、地盤１０を掘削せずに、地盤１０の地下水を汲み上げても良い。この場合、汲み上げた地盤１０の地下水は、例えば、工事用水等に用いることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、格子状地盤改良体２２の中央にある区画領域Ｒ（第一区画）に揚水井戸１６を設けたが、揚水井戸１６は、他の区画領域Ｒに設けても良い。この場合、揚水井戸１６が設けられた区画領域Ｒが第一区画領域となり、当該第一区画領域と隣り合う他の区画領域Ｒが第二区画領域となる。
【００４５】
また、１つの区画領域Ｒに対して複数本の揚水井戸１６を設けても良いし、複数の区画領域Ｒに対して揚水井戸１６をそれぞれ設けることも可能である。
【００４６】
また、上記実施形態では、格子状地盤改良体２２の各区画壁部２６に通水部Ｗを設けたが、上記実施形態ではこれに限らない。通水部Ｗは、揚水井戸１６が設けられた第一区画領域Ｒ１と第二区画領域Ｒ２との間にある区画壁部２６に少なくとも設けることができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、地盤改良体が格子状地盤改良体２２とされるが、上記実施形態はこれに限らない。例えば、図８（Ａ）に示されるように、地盤改良体５０は、平面視にて、「日」の字状に形成されても良い。
【００４８】
具体的には、地盤改良体５０は、外周壁部５２と、区画壁部５４とを有している。区画壁部５４は、外周壁部５２の内側の領域（液状化層１０Ｂ）を第一区画領域Ｒ１と第二区画領域Ｒ２とに区画している。この場合、揚水井戸１６は、第一区画領域Ｒ１に設けられ、通水部Ｗは、区画壁部５４に設けられる。これにより、矢印Ｆで示されるように、第一区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸１６から、通水部Ｗを介して第二区画領域Ｒ２内の地下水を汲み上げることができる。なお、地盤改良体は、平面視にて「田」の字状に形成されても良い。
【００４９】
また、上記実施形態では、複数の区画領域Ｒ（第一区画領域Ｒ１、第二区画領域Ｒ２、第三区画領域Ｒ３）の広さが略同じとされているが、例えば、図８（Ｂ）に示される地盤改良体６０のように、区画領域Ｒの広さは、異なっていても良い。
【００５０】
具体的には、地盤改良体６０は、外周壁部６２と、複数の区画壁部６４とを有している。複数の区画壁部６４は、外周壁部６２の内側の領域（液状化層１０Ｂ）を、広さが異なる複数の区画領域Ｒに区画している。ここで、本変形例では、最も狭い区画領域Ｒを第一区画領域Ｒ１とし、第一区画領域Ｒ１と隣り合う他の区画領域Ｒを、第二区画領域Ｒ２とする。
【００５１】
この場合、揚水井戸１６は、第一区画領域Ｒ１に設けられ、通水部Ｗは、第一区画領域Ｒ１と第二区画領域Ｒ２との間にある区画壁部６４に設けられる。これにより、矢印Ｆで示されるように、第一区画領域Ｒ１に設けられた揚水井戸１６から、通水部Ｗを介して第二区画領域Ｒ２内の地下水を汲み上げることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、格子状地盤改良体２２の区画壁部２６に通水部Ｗを設けたが、上記実施形態はこれに限らない。通水部は、地盤改良体の形状や構造に応じて、地盤改良体の所定部に設けることができる。
【００５３】
さらに、上記実施形態に係る地下水の揚水方法は、地下水が存在する種々の地盤に適用可能である。
【００５４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    地盤
１２    構造物
１６    揚水井戸
２２    格子状地盤改良体（地盤改良体）
５０    地盤改良体
６０    地盤改良体
Ｒ１    第一区画領域
Ｒ２    第二区画領域
Ｗ      通水部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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