(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水位を低下させるために地盤内に設置可能な吸水管システムであって、
先端側に設けられたウェルポイントと、
前記ウェルポイントに接続されたライザーパイプと、
前記ウェルポイントに向けて排水をするように前記ライザーパイプの外面に取り付けられたドレーン材と、を備える吸水管システム。
【請求項２】
前記ドレーン材は、水が流れる通水路と、前記通水路に流れ込む水を透過するフィルタと、を備える請求項１に記載の吸水管システム。
【請求項３】
前記ドレーン材は、プラスチックからなる芯材と、前記芯材の周囲に設けられたフィルタと、から構成される請求項１または２に記載の吸水管システム。
【請求項４】
前記ドレーン材は、外周面に多数の孔を形成した多孔管と、前記多孔管の外周面に巻き付けたフィルタと、から構成される請求項１または２に記載の吸水管システム。
【請求項５】
前記ドレーン材は、前記ライザーパイプの設置深さよりも上部において少なくとも１ｍ短い請求項１乃至４のいずれか１項に記載の吸水管システム。
【請求項６】
地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、
前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する地下水位低下工法。
【請求項７】
地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、
請求項５に記載の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ドレーン材の上端が地表面から少なくとも１ｍ以上深く位置し、
前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する地下水位低下工法。
【請求項８】
前記吸水管システムの地盤内への設置のために前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内に挿入する請求項６または７に記載の地下水位低下工法。
【請求項９】
前記地下水の吸引が終了した後、前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内から引き上げる請求項６乃至８のいずれか１項に記載の地下水位低下工法。
【請求項１０】
前記地下水位を低下させる対象の地盤は、シルト質地盤である請求項６乃至９のいずれか１項に記載の地下水位低下工法。
【請求項１１】
飽和地盤の締め固め工法であって、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の吸水管システムを地盤内に設置して前記地盤内の地下水位を低下させ、または、請求項６乃至１０のいずれか１項の地下水低下工法により前記地盤内の地下水位を低下させ、次に、前記地盤の締め固めを行う飽和地盤の締め固め工法。
【請求項１２】
前記地盤の締め固めを、前記地盤に対する材料の圧入、振動または衝撃により実施する請求項１１に記載の飽和地盤の締め固め工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤内に設置可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地盤内に深井戸を掘り揚水して地下水位を低下させてから、衝撃や振動等で地盤を締め固める方法が公知である。たとえば、特許文献１は、埋め立て地盤に砂杭を多数造成して地盤の安定化を図る砂杭造成工程、砂杭造成地盤に揚水井を掘り地下水を汲み上げて地盤の不飽和化を図る地盤不飽和化工程、不飽和化された地盤を更に動圧密工法又は振動締固め工法などの衝撃や振動による締固めにより高密度の地盤を得る地盤締固め工程をこの順序で行う地盤強化複合工法を提案する（要約、図１）。
【０００３】
また、地下水位を低下させる工法として、ウェルポイント工法が知られ、この工法は、吸水管（ウェルポイント）を地中の地下水位面よりも下方に設置し、吸水管に接続した揚水管（ライザーパイプ）に地上から負圧を加えて地下水を吸引するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2000-319865号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェルポイント工法による従来の施工例およびその問題点について図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【０００６】
図６（ａ）のように、先端側にウェルポイントＷＰを設けたライザーパイプＲＰを、ウェルポイントＷＰの先端からジェットポンプＪＰによるジェット噴流を噴出して掘削をしながら、地面からシルト層Ｇ１内へ挿入する。図６（ｂ）のように、ウェルポイントＷＰが貫入した穴内に砂礫ＳＡを投入しながら掘削を進め、図６（ｃ）のように、ウェルポイントＷＰの先端が粘性土層（不透水層）Ｇ２に達するまで掘削をし、地盤のシルト層Ｇ１内の穴内にライザーパイプＲＰおよびウェルポイントＷＰを設置する。穴内の砂礫ＳＡにより、ウェルポイントＷＰとシルト層Ｇ１との間にサンドフィルタＳＦが形成される。
【０００７】
図６（ｃ）の状態で、ライザーパイプＲＰの端部から負圧を加え、ウェルポイントＷＰによりシルト層Ｇ１内の地下水をサンドフィルタＳＦを通して吸引するが、吸引が進行するにつれて、図６（ｄ）の拡大概略図に示すように、サンドフィルタＳＦ内の砂礫ＳＡの間隙に地盤のシルト層Ｇ１からのシルトＳＴが泥水状の細粒分となって入り込んでしまい、サンドフィルタＳＦの透水性が悪化することでウェルポイントＷＰにおける集水性が低下し、その結果、ウェルポイントＷＰの吸水性が低下してしまい、地下水位を効果的に低下させることができない。
【０００８】
ここで、水で飽和した地盤を締め固めるには土粒子間の間隙水を排出することが必要である。ところが、事前に地下水位を低下させて地盤を不飽和化した後に締め固めを行う工法は、上述のようにシルト層のような透水性の低い地盤に対して地下水位を効果的に低下させる方法がないため、適用が困難であった。
【０００９】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、シルト質のような透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法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】
上記目的を達成するための吸水管システムは、地下水位を低下させるために地盤内に設置可能な吸水管システムであって、先端側に設けられたウェルポイントと、前記ウェルポイントに接続されたライザーパイプと、前記ウェルポイントに向けて排水をするように前記ライザーパイプの外面に取り付けられたドレーン材と、を備える。
【００１１】
この吸水管システムによれば、地盤内に設置されると、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。
【００１２】
上記吸水管システムにおいて、前記ドレーン材は、水が流れる通水路と、前記通水路に流れ込む水を透過するフィルタと、を備えることが好ましい。フィルタは細粒分を透過させないので、通水路に流れ込んだ水がウェルポイントに向けて効率的に流れる。
【００１３】
また、前記ドレーン材は、プラスチックからなる芯材と、前記芯材の周囲に設けられた不織布等のフィルタと、から構成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記ドレーン材は、外周面に多数の孔を形成した多孔管と、前記多孔管の外周面に巻き付けた不織布等のフィルタと、から構成されることが好ましい。
【００１５】
なお、前記ドレーン材は平板状に構成され、一対の前記平板状のドレーン材が前記ライザーパイプを挟むようにして取り付けられるように構成できる。また、前記ドレーン材は、前記ライザーパイプの外周面に巻き付けられるようにして取り付けられるように構成してもよい。
【００１６】
また、前記ドレーン材は、前記ライザーパイプの設置深さよりも上部において少なくとも１ｍ短いことが好ましい。これにより、吸水管システムが地盤内に設置されると地中のドレーン材の上端から地表面までの少なくとも厚さ１ｍの地盤表層を気密層として利用できるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。
【００１７】
上記目的を達成するための地下水位低下工法は、地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、上述の吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する。
【００１８】
この地下水位低下工法によれば、上記吸水管システムを地盤内に設置し、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。
【００１９】
上記目的を達成するためのもう１つの地下水位低下工法は、地盤内の地下水位を低下させる地下水位低下工法であって、上述のライザーパイプの設置深さよりも上部において少なくとも１ｍ短いドレーン材を備える吸水管システムを前記ウェルポイントが地盤内の地下水位よりも下方に位置するように地盤内に設置し、前記ドレーン材の上端が地表面から少なくとも１ｍ以上深く位置し、前記ライザーパイプの上端側から負圧を作用させて地下水を吸引する。
【００２０】
この地下水位低下工法によれば、上記吸水管システムを地盤内に設置し、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができるとともに、地中のドレーン材の上端から地表面までの少なくとも厚さ１ｍの地盤表層を気密層として利用できるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。
【００２１】
上記地下水位低下工法において、前記吸水管システムの地盤内への設置のために前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内に挿入することが好ましい。
【００２２】
また、前記地下水の吸引が終了した後、前記ウェルポイントの先端からジェット水を噴射しながら前記吸水管システムを地盤内から引き上げることが好ましい。これにより、施工後、吸水管システムを効率的に回収することができ、吸水管システムが地盤内に残存しないので、その後の工程を実施する上での障害とならない。
【００２３】
また、前記地下水位を低下させる対象の地盤がシルト質地盤であることで、透水性の低いシルト質地盤内の地下水位を効率的に低下させることができる。
【００２４】
上記目的を達成するための飽和地盤の締め固め工法は、上述の吸水管システムを地盤内に設置して前記地盤内の地下水位を低下させ、または、上述の地下水低下工法により前記地盤内の地下水位を低下させ、次に、前記地盤の締め固めを行う。
【００２５】
この飽和地盤の締め固め工法によれば、吸水管システムが地盤内に設置されると、ライザーパイプの外面のドレーン材を通して地盤内の地下水がウェルポイントに向けて流れることでウェルポイントにおける集水性が高まり、ライザーパイプの端部側から負圧を作用させることで効率的に排水することができ、このため、透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。したがって、その後、地盤の締め固めを行うことで、飽和地盤を効率的に締め固めることができる。
【００２６】
上記飽和地盤の締め固め工法において、前記地盤の締め固めを、前記地盤に対する材料の圧入、振動または衝撃により実施することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能な吸水管システム、かかる吸水管システムを用いた地下水位低下工法および飽和地盤の締め固め工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態による吸水管システムの全体を概略的に示す正面図である。
【図２】図１の吸水管システムのライザーパイプおよびドレーン材をII-II線方向に切断して見た断面図（ａ）（ｂ）である。
【図３】本実施形態による地下水位低下工法・締め固め工法の工程Ｓ０１〜Ｓ０７を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３の吸水管システムの設置工程Ｓ０１の主要工程（ａ）〜（ｃ）を示す概略図である。
【図５】図３の吸水管システムによる吸水工程Ｓ０３を示す概略図である。
【図６】ウェルポイント工法による従来の施工例を説明するための概略図（ａ）〜（ｄ）である。
【図７】図６の従来のウェルポイント工法による吸水工程を説明するための概略図である。
【図８】本実施形態の吸水管システムによる地下水位低下工法を説明するための概略図（ａ）、図２（ａ）に対応する吸水管システムの断面図（ｂ）、図２（ｂ）に対応する別のドレーン材を用いた吸水管システムの断面図（ｃ）、従来のキャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法を説明するための概略図（ｄ）およびドレーンの断面図（ｅ）である。
【図９】本実施形態において地盤を締め固める前の土粒子の状態を示す概略図（ａ）および締め固めた後の土粒子の状態を示す概略図（ｂ）である。
【図１０】本実施形態による別の吸水管システムの全体を概略的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００３０】
〈吸水管システム〉
図１は本実施形態による吸水管システムの全体を概略的に示す正面図である。図２は、図１の吸水管システムのライザーパイプおよびドレーン材をII-II線方向に切断して見た断面図（ａ）（ｂ）である。
【００３１】
図１に示すように、吸水管システム１０は、先端側に設けられたたウェルポイント１１と、ウェルポイント１１に接続されたライザーパイプ１２と、ライザーパイプ１２の外面に取り付けられたドレーン材１３と、を備え、ウェルポイント１１を先端（下端）にして地盤内に設置することができる。
【００３２】
ドレーン材１３は、下端１３ａがウェルポイント１１とライザーパイプ１２との接続部に位置し、上端１３ｂまでの長さがライザーパイプ１２よりも短くなっている。すなわち、図１のように、吸水管システム１０が地盤内に設置されたとき、地表面Ｓよりも下側（地中側）に位置するライザーパイプ１２の設置深さＤに対し、ドレーン材１３は地表面Ｓから上端１３ｂまでの距離ｄの分だけ短くなるように構成される。距離ｄは少なくとも１ｍに設定される。
【００３３】
ドレーン材１３は、図２（ａ）のように、ライザーパイプ１２を挟むようにして取り付けられた一対の平板状ドレーン材１３ｃ、１３ｄから構成されている。平板状ドレーン材１３ｃ、１３ｄは、多数の通水路ｐが形成されたプラスチックボード１４の両面に不織布からなるフィルタ１５を貼り付けて構成されている。
【００３４】
また、ドレーン材１３は、図２（ｂ）のように、ライザーパイプ１２の外周面に巻き付けられるようにして取り付けられた円形状ドレーン材１３ｅから構成してもよい。円形状ドレーン材１３ｅは、多数の通水路ｐが形成されたプラスチックボード１４をライザーパイプ１２の外周面に一周分巻き付け、その外周面に不織布からなるフィルタ１５を貼り付けて構成することができる。
【００３５】
ドレーン材１３は、フィルタ１５の不織布が水を透過し細粒分を透過させず、透過した水がプラスチックボード１４内の通水路ｐへと流れ込むようになっている。
【００３６】
なお、平板状ドレーン材１３ｃ、１３ｄ、円形状ドレーン材１３ｅは、ライザーパイプ１２の外面に接着剤や締め付けバンド等を用いて取り付けることができる。また、ドレーン材１３ｃ〜ドレーン材１３ｅは、真空圧密による軟弱地盤改良工法に使用されるプラスチックボードドレーンから構成することができる。
【００３７】
また、図１のウェルポイント１１は、外周面に設けられた吸水部１１ａと、先端に設けられたノズル１１ｂと、を有する。吸水部１１ａは吸水時に金網等からなるフィルタを通して周囲の地下水を吸引する公知の構造から構成され、ノズル１１ｂはジェット噴流を噴出する公知の構造から構成され、吸水部１１ａにおける吸引時にノズル１１ｂが自動的に閉じるようになっている。
【００３８】
また、図１の吸水管システム１０のウェルポイント１１は、たとえば、内径50mm、長さ0.7〜1.0mとし、ライザーパイプ１２は内径40mmとし、平板状ドレーン材１３ｃ、１３ｄは、幅100mm、厚さ3mmとし、円形状ドレーン材１３ｅは厚さ3mmとすることができるが、これらの寸法は、一例であって、適宜変更可能である。
【００３９】
〈飽和地盤の地下水位低下工法および締め固め工法〉
次に、図１，図２の吸水管システムを用いた飽和地盤の地下水位低下工法および締め固め工法について図３〜図９を参照して説明する。図３は本実施形態による地下水位低下工法・締め固め工法の工程Ｓ０１〜Ｓ０７を説明するためのフローチャートである。図４は図３の吸水管システムの設置工程Ｓ０１の主要工程（ａ）〜（ｃ）を示す概略図である。図５は図３の吸水管システムによる吸水工程Ｓ０３を示す概略図である。
【００４０】
図３，図４（ａ）〜（ｃ）のように、水で飽和したシルト地盤Ｇ１とその下部の粘性土層（不透水層）Ｇ２とからなる地盤Ｇにおいてシルト地盤Ｇ１内の地下水位を低下させるために、図１，図２の吸水管システム１０をシルト地盤Ｇ１に設置する（Ｓ０１）。
【００４１】
まず、図４（ａ）のように、ジェットポンプＪＰからホースＨＳ，ライザーパイプ１２の内部を通してジェット噴流を吸水管システム１０のウェルポイント１１のノズル１１ｂから噴出させることで、地表面Ｓからシルト地盤Ｇ１を切削しシルト地盤Ｇ１の掘削を始めるとともに、吸水管システム１０をノズル１１ｂからシルト地盤Ｇ１内へと下方向ａに挿入する。この掘削とともに掘削土砂が地表面Ｓに溢れ出す。
【００４２】
図４（ｂ）のように、ジェット噴流の噴出を行いながら吸水管システム１０のシルト地盤Ｇ１内への挿入を続ける。この間、従来のような掘削穴内への砂の投入は行わない。
【００４３】
次に、図４（ｃ）のように、吸水管システム１０のウェルポイント１１の先端にあるノズル１１ｂが粘性土層（不透水層）Ｇ２に達すると、ジェットポンプＪＰを停止しジェット噴流の噴出を止め、吸水管システム１０のシルト地盤Ｇ１内への挿入を停止する。このようにして吸水管システム１０をシルト地盤Ｇ１内に設置する。このとき、図４（ｃ）に示すように、地表面Ｓからドレーン材１３の上端１３ｂまでの距離ｄは少なくとも１ｍである。
【００４４】
上述のように吸水管システム１０のシルト地盤Ｇ１への設置が完了すると、次に、図１，図５に示すように、ライザーパイプ１２の地上側の端部１２ａを、スイングジョイント１７を介してヘッダーパイプ１８に接続する（Ｓ０２）。ヘッダーパイプ１８には、他の位置に同様にして設置された他の吸水管システムのライザーパイプがスイングジョイントを介して接続される一方、真空ポンプ等からなる負圧源（図示省略）が接続されている。
【００４５】
次に、負圧源（図示省略）を作動させて吸水管システム１０のウェルポイント１１の吸水部１１ａから吸水を開始し、地下水を吸引し外部に排出する（Ｓ０３）。これにより、図５のように、シルト地盤Ｇ１内の地下水位Ｈは、自然地下水位Ｈ０から低下し、ウェルポイント１１による井戸内では水位Ｈ１まで低下する。浸潤線は、吸水管システム１０からから離れるにしたがって緩やかに自然地下水位Ｈ０に漸近する。
【００４６】
吸水工程Ｓ０３をシルト地盤Ｇ１内の地下水位Ｈが所定の水位に低下するまで続ける（Ｓ０４）。これにより、飽和したシルト地盤Ｇ１を不飽和化することができる。
【００４７】
次に、地下水位Ｈが所定の水位に低下すると、ドライワークによる掘削や締め固め等の目的の作業を実施する（Ｓ０５）。
【００４８】
すなわち、不飽和化した地盤Ｇ１に対し砂等の粒状材料を圧入し、地盤を締め固める。かかる粒状材料の圧入は、公知のサンドコンパクションパイル（ＳＣＰ）施工機械を用いてたとえば直径40〜50cm程度のケーシングパイプを振動させながら地盤に打ち込むようにしたＳＣＰ工法の打ち戻し締め固め方式により実施することができる。また、必要に応じて掘削工等を行う。
【００４９】
次に、目的の作業工程Ｓ０５が完了すると、負圧源を停止する（Ｓ０６）。このように、目的の作業工程Ｓ０５の完了まで吸水工程Ｓ０３を連続して行う。
【００５０】
次に、ライザーパイプ１２の地上側の端部１２ａにおいて図１，図５のスイングジョイント１７を取り外し、ジェットポンプＪＰのホースＨＳを取り付けてから、ジェットポンプＪＰからジェット噴流を吸水管システム１０のウェルポイント１１のノズル１１ｂから噴出させて地盤を緩めながら吸水管システム１０を上方へと引き抜いて撤去する（Ｓ０７）。
【００５１】
上述のようにして、本実施形態の吸水管システム１０によれば、ドレーン材１３が排水路を構成し、シルト地盤Ｇ１内の地下水がドレーン材１３の中の通水路ｐ（図２）を下向きに流れてウェルポイント１１の吸水部１１ａの周囲に集まるので、効率的に排水を行うことができ、シルト層のような透水性の低い地盤であっても地下水位を効果的に低下させることができる。また、図５のように、地中のドレーン材１３の上端１３ｂから地表面Ｓまでの距離ｄが少なくとも１ｍであり、この少なくとも厚さ１ｍのシルト層を気密層ＳＬとして利用することができるので、負圧効果を高めることができ、ウェルポイントにおける吸水性を高めることができる。
【００５２】
以上のように、吸水管システム１０によれば、ライザーパイプ１２の周りにドレーン材１３を設けることでウェルポイント１１への確実な排水路を構築するとともに地表面の気密を確実にして負圧作用の効果を高めることで、地下水をより効率的に排出し、地下水位を効率的に低下できる。
【００５３】
図７に図６の従来のウェルポイント工法による吸水工程を説明するための概略図を示すが、図６（ａ）〜（ｃ）の従来例の吸水工程によれば、図７のように、砂の充填された井戸内の水位Ｈ２がウェルポイントＷＰの上端近傍まで低下するが、かかる井戸内の水位低下によってのみ周辺の地下水を排出するだけである。また、地下水排出のための負圧源による負圧は、井戸内の砂によるサンドフィルタＳＦの上端面Ｓ１が大気に開放されているので、シルト層に効率的に加わらず、地下水位を低下させるための吸引力が低い。これに対し、本実施形態によれば、井戸内の水位低下に加えて、図５のように少なくとも厚さ１ｍのシルト層を気密層ＳＬとして利用でき、シルト地盤Ｇ１の全体に負圧を作用させることができるので、地下水をより効率的に排出することができる。
【００５４】
また、図６（ａ）〜（ｃ）の従来のウェルポイント工法によれば、井戸内の砂礫によるサンドフィルタＳＦは、排水層を構築し、周囲のシルト層からの地下水をウェルポイントＷＰへと流すが、かかる排水が進行するにつれて、シルト層からのシルトが泥水状の細粒分となってサンドフィルタＳＦへ入り込んでしまい（図６（ｄ））、サンドフィルタＳＦの透水性が低下し、サンドフィルタＳＦは排水層としての機能が低下してしまう。これに対し、本実施形態によれば、ドレーン材１３内の多数の通水路ｐ（図２）を通して地下水をウェルポイント１１へと効率的に流すことができ、ドレーン材１３が排水層として確実に機能するとともに、ドレーン材１３では、フィルタ１５がシルトのような細粒分を透過しないので、排水が進行しても目詰まりを起こしにくく、排水層の機能を効率的に維持できる。
【００５５】
図５と図７とを比較すると、破線で示す地下水位Ｈを表す浸潤線は、図５の本実施形態の方が図７の従来例よりも低下しているが、これは目詰まりを起こしにくいドレーン材の使用と気密層ＳＬの存在による効果と考えられる。
【００５６】
ここで、本実施形態の吸水管システム１０による地下水位低下工法と従来のキャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法との相違について図８（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図８は、本実施形態の吸水管システムによる地下水位低下工法を説明するための概略図（ａ）、図２（ａ）に対応する吸水管システムの断面図（ｂ）、図２（ｂ）に対応する別のドレーン材を用いた吸水管システムの断面図（ｃ）、従来のキャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法を説明するための概略図（ｄ）およびドレーンの断面図（ｅ）である。
【００５７】
キャップ付プラスチックボードドレーンによる真空圧密工法は、図８（ｄ）のように、地盤Ｇ内に打設されたプラスチックボードドレーン（ドレーン材）ＰＢＤの上端に不透水性のキャップ部ＣＰを介して接続された排水管ＤＰに負圧を加えることで、負圧に起因する大気圧を地盤に加え地盤内から水を排出することで地盤改良を行う。このようなキャップ付プラスチックボードドレーンの具体例は、たとえば特開2006-241872号公報に記載されている。ドレーン材ＰＢＤの断面積は、図８（ｅ）のように、通常、幅100mm×厚さ3mm程度であり、図８（ａ）の吸水管システム１０のライザーパイプ１２の内径をたとえば図８（ｂ）（ｃ）のように40mmとすると、ライザーパイプ１２の1/4程度であり通水能が小さく、通水抵抗が大きい。粘土よりも透水係数の大きいシルト地盤の場合、吸水量が多くなるとエネルギーロスが問題となる。また、シルトは粘土と比べて水分を保持する力が小さいため、吸水とともに地盤は不飽和化しながら地下水位が下がる。地盤が上部から不飽和化すると、接しているドレーンの内部に空気が流入する。このため、上部の空気と下部から吸引されてくる水とがドレーンの通水路内で干渉し、通水抵抗が生じることから揚水能力が低下してしまう。
【００５８】
これに対し、図８（ａ）〜（ｃ）の吸水管システム１０のようなドレーン材付ウェルポイントは下部に集めた水をライザーパイプ１２(たとえば内径40mm）で揚水するため揚水能力を充分に確保することができる。砂層のような透水性の高い地盤で吸水量が増えてもエネルギーロスが少ない。ドレーン材１３に集まった地下水はウェルポイント１１の吸水部１１ａからライザーパイプ１２を通して排水される。ウェルポイント１１により最下部で揚水するため、ドレーン材１３の上部が不飽和となっても揚水能力は低下しない。
【００５９】
本実施形態による締め固め工法は、上述のように、水で飽和した透水性の低いシルト質地盤を対象にして効果的に地下水位を低下させた後に締め固める工法であるが、この効果について図９を参照して説明する。図９は、地盤を締め固める前の土粒子の状態を示す概略図（ａ）および締め固めた後の土粒子の状態を示す概略図（ｂ）である。
【００６０】
すなわち、図９（ａ）のように、地盤内の土粒子Ｄ，Ｄ間の間隙Ｐが大きく地盤が緩い状態で、かつ、飽和地盤のため間隙Ｐが間隙水で飽和している場合、地盤を締めても、間隙Ｐから間隙水を速やかに排出することができないため、土粒子Ｄ，Ｄ間の間隙Ｐを小さくできず、地盤を締め固めるのが難しい。これに対し、本実施形態の飽和地盤の締め固め工法によれば、地盤を締める前に、飽和地盤の地下水位を低下させ、不飽和化することで、図９（ａ）の間隙Ｐから間隙水を排出し、しかる後に、粒状材料の圧入により地盤を締めることで、図９（ｂ）のように、シルトのような細粒分が多く透水性が低い地盤であっても、土粒子Ｄ，Ｄ間の間隙水のない間隙Ｐを効率よく小さくすることができ、地盤を効率的に締め固めることができる。
【００６１】
また、図３の吸水管システム設置工程Ｓ０１および撤去工程Ｓ０７では、吸水管システム１０を設置し、その後、引き抜き撤去するが、いずれの工程もジェット噴流を噴出しながら実施するので、設置・撤去を簡単かつ迅速に行うことができ、施工の効率性が向上する。
【００６２】
また、図８（ｄ）のように、ドレーン打設機によってプラスチックボードドレーンＰＢＤを打設する真空圧密工法では、ドレーンの撤去にはかなりの困難が伴うのに対し、本実施形態では吸水管システム１０の撤去は容易かつ迅速に行うことが可能である。
【００６３】
また、本実施形態において地下水位を低下させ締め固める対象とする地盤は、粒径がシルト〜細砂であるシルト質地盤が好ましく、かかるシルト質地盤は、一般に透水性が低いが、粘土に比べると透水性が高い地盤である。
【００６４】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、ライザーパイプに取り付けるドレーン材として、本実施形態ではプラスチックボードドレーンを用いたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、ドレーン材を、外周面に多数の孔を形成した多孔管と、水を透過し細粒分を透過させないように多孔管の外周面に巻き付けた不織布等からなるフィルタと、から構成してもよい。かかるドレーン材を、ライザーパイプの外周面に配置して二重管構造の吸水管システムとすることができる。
【００６５】
たとえば、図１０に示すように、吸水管システム１０Ａは、外周面に多数の孔１９ａを形成した多孔管１９と、多孔管１９の外周面に巻き付けられた不織布からなるフィルタ２０（図１０の破線で示す）とを有するドレーン材を備え、先端側にウェルポイント１１を有するライザーパイプ１２に多孔管１９を挿入し部分的に固定することで構成される。吸水管システム１０Ａが地盤内に設置されたとき、ドレーン材の多孔管１９は、ライザーパイプ１２の設置深さＤよりも上部において少なくとも１ｍ短く、多孔管１９の上端１３ｂから地表面Ｓまでの距離ｄは少なくとも１ｍである。
【００６６】
多孔管１９の内面とライザーパイプ１２の外面との間に形成される隙間が通水路ｐとなって、吸水管システム１０Ａが地盤内に設置されると、この通水路ｐが排水路を構築し、排水路を通してウェルポイント１１へと排水される。
【００６７】
図１０の吸水管システム１０Ａによれば、ライザーパイプ１２に被せるようにして多孔管１９によるドレーン材を設けることでウェルポイント１１への確実な排水路を構築するとともに多孔管１９を上端で短くして地表面の気密を確実にし負圧作用の効果を高めることで、地下水をより効率的に排出し、地下水位を効率的に低下できる。
【００６８】
また、図３の目的の作業工程Ｓ０５における材料圧入工程は、振動や衝撃を地盤に与える工程に代えてもよく、同様の地盤の締め固め効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、シルト質のような透水性の低い地盤に対しても地下水位を効果的に低下可能であるので、地下水位の低下後の締め固めにより飽和地盤を効率的に締め固めることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０，１０Ａ 吸水管システム
１１ ウェルポイント
１１ａ 吸水部
１１ｂ ノズル
１２ ライザーパイプ
１３ ドレーン材
１３ｂ 上端
１４ プラスチックボード
１５ フィルタ
１９ 多孔管
２０ フィルタ
Ｇ 地盤
Ｇ１ シルト地盤
Ｈ 地下水位
ＪＰ ジェットポンプ
ＳＬ 気密層
ｄ 距離
ｐ 通水路
【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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【図９】
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【図１０】
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