(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に打ち込まれる函体の下端に着脱自在に設けられて、前記函体を引き抜くことにより、前記地盤中に排水溝を形成しながら残される先端部材であって、
前記函体の上端部に対して連結されるロッドの下端に連結されるカップラーと、このカップラーが取り付けられて、略Ｖ字状の溝を形成する溝部材とを備えたことを特徴とするドレーン工法に使用する先端部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレーン工法及びこれに使用する部材に関し、特に地盤中に打ち込まれて、内部に透水性材料を投入した後に引き抜かれる函体を使用したドレーン工法に使用される函体の下端に着脱自在に取り付けられる先端部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地すべり地（地すべりがあった土地または地すべりが予想される土地）や、堤防を代表とする法面形成地、及びその法尻部においては、地下水位が高いことが一般的であり、その地下水位の低下ならびに地下水の排除を必要としている部分であることが多い。勿論、軟弱地盤においても、地下水位の低下ならびに地下水の排除が必要であることは言うまでもない。
【０００３】
このため、従来では、この種の地すべり地や堤防、及びその法尻部等において所謂土木工事を行おうとした場合、その工事部分が崩壊し易く危険性の高い部分となっているため、排水溝を掘削したり、排水溝周辺に掘った井戸から地下水を吸引するウェルポイント工法を採用したり、さらには、矢板の打ち込みで工事区間を区切り掘削する矢板工法を採用し、排水溝内に透水性材料を投入する等の手段が採られてきている。
【０００４】
これらの従来工法の内、開削工法は、排水構内での人や重機での作業をし易くするために掘削断面を大きく取る（掘削勾配を緩くする）必要があって工期が長くなったりコストが掛かったりし、ウェルポイント工法では、排水溝とは別の井戸を掘る必要があるだけでなく、そのような場所の確保が必要となるため、施工できる場所が限定される。また、矢板工法では、矢板そのものを現場まで運搬しなければならず、矢板は相当な重量物となっていることが多いため、資材搬入が困難な場所での工事には向かない。
【０００５】
この矢板工法としては、例えば特開平８−２６０４５６号公報に、「打ち込み用構造物及び壁状構造物の構築方法」が提案されている。この工法は、その公報のフロントページの記載からすると、「地盤に矢板等を連続して打ち込むことにより形成された壁状構造物が地下水の流れを遮断することにより発生する悪影響を抑止する」ことを目的としてなされたものであり、図８にも示すように、
「コンクリート矢板１０においては、一方の側面から他方の側面に貫通する透水層１２が形成されている。この透水層１２は、透水性コンクリートからなる。そして、コンクリート矢板１０を一列に地盤に打ち込んで壁状構造物を構築した場合には、この壁状構造物が多数の透水層１２を有することになる」
ものである。
【０００６】
この図８に示した従来の矢板工法によれば、
・壁状構造物が地下水の流れを遮るように構築されても、地下水が透水層を通過することができる。
・壁状構造物が地下水の流れを遮り、地下水圧及び地下水位の上昇を招くようなことがない。
・壁状構造物の一側面側で液状化現象が発生した場合には、透水層１２により間隙水を他側面側に排水し、液状化の影響を抑制することができる。
といった効果がもたらされるものと思われるが、逆に次の難点が生じるものと思われる。
【０００７】
(１)この特開平８−２６０４５６号公報にて提案されているコンクリート矢板１０は、相当な重量物となっていると考えられるため、前述した通り、搬入の困難な場所での工事には向かない。
(２)コンクリート矢板１０を互いに密着し合ったものとするためには、例えば横方向の位置決めを行うゲージ等の部材を設置しなければならないが、このような部材は非常に重いものであってクレーン作業が必要となり、これら部材の運搬や設置作業は本作業より手間の掛かるものとなっていて、結局工期が非常に長くなると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明者等は、資材の運搬が困難な場所や、単純な掘削作業が困難な場所においても比較的簡単に施工でき、工期の短縮も十分行えるようにするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとする課題は、地盤内の排水を確実に行えて、しかも工期短縮ができコスト低減をも図ることのできるドレーン工法に使用する先端部材を、簡単な構成によって提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、後述する実施の形態の説明中で使用する符号を比して説明すると、
「地盤５０中に打ち込まれる函体１０の下端に着脱自在に設けられて、函体１０を引き抜くことにより、地盤５０中に排水溝を形成しながら残される先端部材２０であって、
函体１０の上端部に対して連結されるロッド１１の下端に連結されるカップラー２１と、このカップラー２１が取り付けられて、略Ｖ字状の溝２２ａを形成する溝部材２２とを備えたことを特徴とするドレーン工法に使用する先端部材２０」
であるが、その前に、この先端部材２０が適用されるドレーン工法について説明すると、次の通りである。
【００１１】
本発明の先端部材２０が適用されるドレーン工法は、次の各工程（１）〜（４）を繰り返しながら、地盤５０中に連続した排水溝を形成するものである。
（１）地盤５０中に打ち込まれるように形成した先端部材２０を下端に着脱自在に設けた函体１０を、地盤５０中に打ち込む工程；
（２）打ち込まれた函体１０中に、透水ブロックや砕石等の透水性材料３０を投入する工程；
（３）先端部材２０の函体１０に対する連結を外すとともに、先端部材２０及び透水性材料３０を地盤５０中に残した状態で、函体１０のみを引き抜く工程；
（４）その後、または前記各工程と並行して、函体１０を、その中に投入される透水性材料３０が前のものと連続し合うように打ち込んで、前記（２）及び（３）の工程を順次行う工程。
【００１２】
すなわち、このドレーン工法は、縦方向の空間を有する函体１０を使用して施工するものであり、この函体１０の下端に先端部材２０を着脱自在に設けておいて、バックホーやクレーン等に装着した打込装置４０により、この函体１０を施工の必要な地盤５０中に連続的に打ち込み、各函体１０の空間内に透水ブロックや砕石等の透水性材料３０を投入するものである。その後、各函体１０を上記の打込装置４０を利用して引き抜くことにより、地盤５０中に、各先端部材２０の溝部材２２による排水溝を形成するとともに、この排水溝の上に透水性材料３０による排水路を形成するようにしたものである。
【００１３】
つまり、このドレーン工法では、各函体１０の下端に着脱自在に設けておいた排水溝を形成するための各先端部材２０を、単なる函体１０の打ち込み作業によって地盤５０内に埋設するようにしたものであり、地盤５０の掘削作業を全く不要にしたものである。このドレーン工法を実施するにあたって、函体１０は最低２個あれば可能である。何故なら、最初の函体１０を打ち込んだ後には、これを利用して次の函体１０の打ち込み位置をガイドするようにすれば、各函体１０の打ち込みを、その中に投入される透水性材料３０が前のものと連続し合うようにすることができるからである。
【００１４】
打ち込まれた各函体１０の縦方向の空間内には、この函体１０を引き抜く前に砕石等の透水性材料３０を投入するのである。これらの透水性材料３０は、これを包み込んでいた各函体１０を引き抜く際に、その引き抜き作業時の打込装置４０からの振動が透水性材料３０に伝達されるため、従来行われていたような透水性材料３０転圧のための作業は全く不要となっている。また、各函体１０を引き抜くことによって、各函体１０内に投入された各透水性材料３０は互いに接触状態となって、連続したものとなるのである。このため、これら砕石等の透水性材料３０による排水路が各先端部材２０上に連続したものとして構成されるのである。
【００１５】
各透水性材料３０によって形成された排水路の上面は、地盤５０の表面に露出するか近い位置になるため、地盤５０の表面を流れる水や、地盤５０内の水が各透水性材料３０内に案内される。各透水性材料３０の下端には、溝部材２２を有する先端部材２０が連続状態で存在しているから、各溝部材２２によって形成された排水溝を通して、表面に流れてきた水及び当該地盤５０から透水性材料３０側に浸み出してきた地下水の全てが排水されることになるのである。
【００１６】
従って、このドレーン工法は、地盤５０の排水あるいは改良を、各函体１０の打ち込みと引き抜き、及び打ち込まれた各函体１０内への透水性材料３０の投入といった簡単な作業で短期間内に行えるのであり、各函体１０を再利用するのであるから、コストの低減をも図ることができるものとなっているのである。
【００１７】
以上のドレーン工法については、各函体１０を再利用するのに、本発明に係る先端部材２０を使用するのであるが、この先端部材２０は、上述したように、地盤５０中に打ち込まれる函体１０の下端に着脱自在に設けられて、函体１０を引き抜くことにより、地盤５０中に排水溝を形成しながら残される先端部材２０であって、函体１０の上端部に対して連結されるロッド１１の下端に連結されるカップラー２１と、このカップラー２１が取り付けられて、略Ｖ字状の溝２２ａを形成する溝部材２２とを備えたものである。
【００１８】
すなわち、本発明に係る先端部材２０は、上記のドレーン工法において使用されるものであり、施工後は互いに連続し合って、地盤５０内に排水溝を形成するものである。つまり、この先端部材２０は、各函体１０とともに地盤５０中に打ち込まれるものであり、函体１０が引き抜かれるときには、函体１０から離脱されて、そのまま地盤５０内に残留して排水溝を形成するのである。
【００１９】
このため、この先端部材２０は、図６及び図７に示すように、函体１０の上端部に対して連結されるロッド１１の下端に連結されるカップラー２１と、このカップラー２１が取り付けられて、略Ｖ字状の溝２２ａを形成する溝部材２２とを備えたものとしてあるのである。
【００２０】
後述する実施形態の先端部材２０は、函体１０側に連結されるロッド１１の下端に連結されるものであり、そのために、ロッド１１のネジ部１１ａに螺着されるカップラー２１を有しており、当然このカップラー２１は溝部材２２と一体化されているものである。勿論、ロッド１１の函体１０に対する連結位置は、図６に示す各固定ネジ１１ｂのロッド１１に対する螺着量を調整することにより適宜変更できるものであり、先端部材２０の函体１０に対する連結強度も調整し得るものである。これにより、各先端部材２０は、函体１０とともに地盤５０中に打ち込まれる際の衝撃に十分耐えられるようになっている。
【００２１】
また、函体１０に先端部材２０を取り付けるためには、図６にも示したように、ロッド１１上に螺着してある各固定ネジ１１ｂを利用して、当該ロッド１１の上端部を函体１０側の位置決め枠１３に連結するとともに、当該ロッド１１の下端を先端部材２０側のカップラー２１に連結する。このとき、各固定ネジ１１ｂの螺進あるいは螺退量を調整することにより、先端部材２０の函体１０下端に対する連結を確実なものとすることができる。以上とは逆に、先端部材２０が函体１０とともに地盤５０内に打ち込まれた後には、固定ネジ１１ｂを函体１０側の位置決め枠１３から外すとともに、当該ロッド１１を回転させてその下端を先端部材２０側のカップラー２１から外せば、各先端部材２０は、各函体１０からの連結が解かれたものとなる。従って、当該函体１０を引き抜けば、各先端部材２０は、地盤５０中に排水溝を形成しながら残されるのである。
【００２２】
これら各先端部材２０が地盤５０中に残されて排水溝を形成するためには、その各溝部材２２が互いに重なっていなければならない。そのために、後述する実施形態の先端部材２０においては、図２の（ｂ）及び図７の（ａ）等において示したように、函体１０の下端部より長くなるようにするとともに、重畳部分２３を形成したのである。
【００２３】
従って、この先端部材２０は、ドレーン工法を適用するに当たって非常に有用なものとなっているのであり、単に各函体１０を介して打ち込まれることにより、地盤５０中に連続した排水溝を簡単に形成することができ、地盤５０の排水を良好に行うのである。また、この先端部材２０は、単体物として地盤５０中に埋設されてしまうものであるから、その上方となる部分での地下水の流れを阻害することは全くなく、地下水圧及び地下水位の上昇を招くようなこともないものとなっている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、上記のように構成した各請求項に係る発明を、図面に示した実施の形態に従って説明するが、ドレーン工法は、これから説明する函体１０や先端部材２０等の施工順序中に含まれるものであるため、以下では、これらの函体１０や先端部材２０を中心に説明することとする。
【００２５】
図１の（ａ）には、地盤５０の施工場所にバックホーやクレーンに装着される打込装置４０によって各函体１０を打ち込んでいく様子が示してあり、図１の（ｂ）には、打ち込まれた函体１０内に透水ブロックや砕石等からなる透水性材料３０を投入した様子が示してある。
【００２６】
図１の（ｂ）に示したようにして打ち込まれた函体１０は、図２に示したようになっている。この図２の（ａ）及び（ｂ）には、打ち込まれて透水性材料３０が投入された函体１０の正面図及び正面図が示してあるが、この函体１０の下端には先端部材２０が位置しており、この先端部材２０はロッド１１によって函体１０側に連結されているものである。また、この函体１０の上端部は、地盤５０の表面から少し突出した状態にしてあり、これにより、この函体１０の先端部を打込装置４０によって掴めるようにするとともに、引き抜けるようにもしてある。
【００２７】
この函体１０は、図４の（ａ）にも示したように、その中が空洞となっているものであり、側面には何らの穴も形成してはいないものである。つまり、この函体１０は、その下端に着脱自在に連結される先端部材２０とともに、地盤５０を構成している土砂を掻き分けながら打ち込まれることになるものであり、上端部は、図１の（ａ）及び図３の（１）〜（３）等において示したように、打込装置４０側のチャックが連結できるようにしてある。そして、各函体１０の上端部には、図４に示したように、ロッド１１の先端を連結するためのロッド支持部１２が形成してあり、このロッド支持部１２には横方向からロッド１１の上端部が挿入できるようにするための切欠が形成してある。
【００２８】
ロッド１１は、図６に示したように、その全体にネジ部１１ａを形成したものであり、その上端部に螺着した２個の固定ネジ１１ｂによって函体１０側のロッド支持部１２を挟み込むことにより、その上端部が函体１０側に連結できるようになっているものである。勿論、この函体１０側に対するロッド１１の連結は、各固定ネジ１１ｂを緩めることによって簡単に行える。
【００２９】
このロッド１１の下端は、図６に示したように、先端部材２０側のカップラー２１に螺着されるものであり、これにより、このロッド１１は、先端部材２０を函体１０の下端に連結することになるものである。そして、このロッド１１を、カップラー２１に対する螺着を緩める方向に回転させることにより、当該ロッド１１による先端部材２０の函体１０に対する連結を解除することができるのである。つまり、このロッド１１は、先端部材２０を地盤５０内に打ち込むときには函体１０に対する先端部材２０の連結を行うのであり、打ち込み後において、函体１０を引き抜くときには、函体１０に対する先端部材２０の連結の解除を行うのである。
【００３０】
さて、各函体１０の上端部外側には、図４に示したように、位置決め枠１３及びガイドレール１４が一体化してある。これらの位置決め枠１３及びガイドレール１４は、各函体１０が互いに密接した状態で打ち込まれるようにするためのものであり、図５に示したように、打ち込みの終わった側の函体１０（図５ではこれを右側のものとする）の各位置決め枠１３内に、次に打ち込もうとする函体１０（図５ではこれを左側のものとする）の各ガイドレール１４を挿入して、打ち込まれるべき函体１０が前の函体１０に密接した状態で打ち込まれるようにするものである。このようにするため、各ガイドレール１４は函体１０の側面の上下方向の略全長にわたって形成してある。
【００３１】
先端部材２０とともに地盤５０内に打ち込まれた函体１０内には、前述したように透水性材料３０を投入するのであるが、この透水性材料３０を投入する前に、図３の（４）〜（６）に示したように、ドレーンパイプ３１を挿入するように実施してもよい。このドレーンパイプ３１は、周囲に多数の透水穴を有するものであり、その下端は、先端部材２０側の溝部材２２内に当接するように配置されるものである。つまり、各ドレーンパイプ３１は、その周囲に位置する透水性材料３０内の排水をより良好にするためのものである。
【００３２】
先端部材２０は、図６及び図７に示したようなものであり、地盤５０を押し分けて進入することになる溝部材２２と、この溝部材２２の内側に一体化したカップラー２１とを備えたものである。この溝部材２２は、函体１０を介して打込装置４０によって地盤５０内に無理矢理打ち込まれるものであるから、図６にも示したように、先端（下端）が尖ったＶ字状のものに形成してある。また、この溝部材２２は、透水性材料３０を通して落ち込んできた排水を受け取って別の場所に流すものでもあるから、その内側（図６では図示上側）にはＶ溝２２ａが形成してあるのである。
【００３３】
勿論、この先端部材２０は、地盤５０を押し分けて進入することができるものであれば、その溝部材２２の先端（下端）を尖ったＶ字状のものに形成する必要はなく、例えば「Ｕ」字状や、「逆台形」形状のものであってもよいものである。また、これらの先端形状に、植物の根を切断し易くするような「波形」形状をさらに付加するようにして実施してもよいものである。以上の結果、溝部材２２の内側の溝は、「Ｖ」形状のものに限らず、「Ｕ」字状であっても「四角」形状であってもよいことになる。
【００３４】
また、この先端部材２０は、その多数が地盤５０内に埋設されたとき、地盤５０内にて排水溝を形成するものであるから、互いに連続した状態にし易くなっていなければならない。そこで、本実施形態の先端部材２０では、その側面に、図７の（ａ）及び（ｂ）にも示したように、次に連続してくる先端部材２０側の溝部材２２が重なるようにするための重畳部分２３が設けてあるのである。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明においては、上記実施形態にて例示した如く、
「地盤５０中に打ち込まれる函体１０の下端に着脱自在に設けられて、函体１０を引き抜くことにより、地盤５０中に排水溝を形成しながら残される先端部材２０であって、
函体１０の上端部に対して連結されるロッド１１の下端に連結されるカップラー２１と、このカップラー２１が取り付けられて、略Ｖ字状の溝２２ａを形成する溝部材２２とを備えたこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、ドレーン工法を適用するに当たって非常に有用なものとなっているのであり、単に各函体１０を介して打ち込まれることにより、地盤５０中に連続した排水溝を簡単に形成することができ、地盤５０の排水を良好に行うのである。また、この先端部材２０は、単体物として地盤５０中に埋設されてしまうものであるから、その上方となる部分での地下水の流れを阻害することは全くなく、地下水圧及び地下水位の上昇を招くようなこともない先端部材２０を簡単な構成によって提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施されるドレーン工法を示すもので、（ａ）は函体を打込装置によって打ち込んでいる状態を示す部分斜視図、（ｂ）は各函体内に透水性材料を投入した状態の部分斜視図である。
【図２】図１の（ｂ）に示した函体の断面図であり、（ａ）は函体の正面側からみた縦断面図、（ｂ）は函体の側面側からみた縦断面図である。
【図３】ドレーン工法を実施している様子を、（１）〜（６）の段階に分けて、函体を中心に示した断面図である。
【図４】ドレーン工法において使用する函体を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は上記（ａ）中の１−１線に沿ってみた上端部の部分縦断面図である。
【図５】２個の函体を重ねたときの状態を示す平面図である。
【図６】本発明に係る先端部材と、これを函体側に連結するためのロッドとの正面図である。
【図７】同先端部材を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図８】従来の技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０    函体
１１    ロッド
１１ａ  ネジ部
１１ｂ  固定ネジ
１２    ロッド支持部
１３    位置決め枠
１４    ガイドレール
２０    先端部材
２１    カップラー
２２    溝部材
２２ａ  Ｖ溝
２３    重畳部分
３０    透水性材料
３１    ドレーンパイプ
４０    打込装置
５０    地盤
【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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