(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、
地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、
該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、
該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることを特徴とする地下構造物の調査孔。
【請求項２】
請求項１に記載の地下構造物の調査孔において、
前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることを特徴とする地下構造物の調査孔。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地下構造物の調査孔の作成方法であって、
地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第１の工程と、
該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第２の工程と、
前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第３の工程と、
前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第４の工程と、
前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第５の工程と、により作成することを特徴とする地下構造物の調査孔の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡便で、精度よく、弾性波探査方法により既存の地下構造物の位置や健全性を判別できる地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市部における有効な公共用地として、供用中の道路の地下が注目されており、地下鉄や下水道の需要のほか、地下道路の計画がなされている。道路の計画では、広い用地幅を必要とすること、利便性を考えてできる限り地上から浅い位置への設置が望まれること等から、地盤中に残置された杭や土留め壁などの障害物を避けて構築することが難しく、これら障害物を事前に発見する調査方法、及び対処策が必要とされている。また、このような調査を実施するにあたり、供用中の道路の通行を排除することが困難であり、大がかりな試掘などの伴わない簡便で確実な調査方法が求められている。
【０００３】
このような中、地中構造物の所在位置や健全性を測定するために、各種調査方法が提案されており、なかでも弾性波探査方法が一般に用いられている。
図５に示すように、弾性波探査方法は、地盤３中の掘削孔２にケーシングパイプ１７が配されることにより構成された調査孔１に、発振器５、及び受振器６が取り付けられており、発振器５より発振された弾性波７が地中構造物４にあたり、反射した反射波８、または地盤中を伝搬する直接波９を前記受振器６で捕らえて、それを解析することにより地中構造物４の形状や健全性を判定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような弾性波探査方法による地下構造物の調査方法では、弾性波７が前記ケーシングパイプ１７にもあたるため、鋼材等よりなるケーシングパイプ１７が振動するとともに、その振動が継続し、ノイズとして残留することとなり、反射波８の計測や判別が非常に困難となる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、簡便で、精度よく、弾性波探査方法により既存の地下構造物の位置や健全性を判別できる地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の地下構造物の調査孔は、既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の地下構造物の調査孔は、前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の地下構造物の調査孔の作成方法は、地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第１の工程と、該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第２の工程と、前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第３の工程と、前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第４の工程と、前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第５の工程と、により作成することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地下構造物の調査孔、および調査孔の作成方法について、図１から図４を用いて詳述する。本発明の調査孔は、調査孔の内壁にセメント混合物よりなる非金属山止め壁、さらにその表面に孔壁保持袋体を設け、弾性波探査方法による発振器から弾性波を発振した際に、ノイズを生じさせない構造としたものである。
【００１０】
図１に、弾性波探査方法に用いる調査孔１の概要を示す。該調査孔１は、地盤３中に掘削した掘削孔２に非金属山止め壁１０と、孔壁保持袋体１１が設けられたものである。前記掘削孔２は、地盤３中の鉛直方向に所望の深さまで削孔されたもので、その断面は円形状となっており、鉛直方向の断面全てが同一面積となるような円筒形状を有している。
【００１１】
該掘削孔２の内壁面２ａには、非金属山止め壁１０が設けられている。該非金属山止め壁１０は、掘削孔２の内壁面２ａとの間に空隙が生じないようにして、その全面を一定の厚さで覆っている。該非金属山止め壁１０は、打撃が与えられて振動しても、その振動を継続することのない材質より構成されており、本実施の形態では、非金属山止め壁１０として、ソイルセメント、セメントベントナイト、及び泥水モルタル等を混合したセメント混合物１５を用いている。
なお、非金属山止め壁１０の材質は、これにこだわるものではなく、前記掘削孔２の内壁面２ａの崩壊を防ぐことが可能で、かつ打撃を与えられても振動が継続しないものであれば、非金属の何れの材質のものを用いてもよい。
【００１２】
該非金属山止め壁１０の内周面１０ａには、孔壁保持袋体１１が設けられている。該孔壁保持袋体１１は、セメント混合物１５が硬化することにより構成される前記非金属山止め壁１０を構築する際に、その内部に水１６が圧力注入されて内型枠として機能するものであり、構築後は捨て型枠として前記非金属山止め壁１０の内周面１０ａに残されるものである。このような孔壁保持袋体１１は、前記掘削孔２に比べてやや断面径の小さい円筒状の袋体であり、ビニールやサニーホース等による柔軟で内面が平滑な材質により構成されている。このような材質を用いることにより、孔壁保持袋体１１に対して、直に打撃が与えられても振動が継続することがなく、さらに該孔壁保持袋体１１の内面に取り付けられる受振器６、及び発振器６等の計器類をスムーズに挿入できるとともに、内面に沿って自在に移動可能となる。
【００１３】
このような構成により形成された調査孔１の該孔壁保持袋体１１の内周面には、従来の弾性波探査方法に用いられたものと同様に、発振器５、及び受振器６が取り付けられている。前記発振器５は、図示しない鉛直軸に対して垂直方向に振動する水平波を発振する水平波発振器と、前記鉛直軸に平行な方向に鉛直波を発振する鉛直波発振器を備えている。
【００１４】
該発振器５の両隣には、受振器６が均一な離間距離を置いて複数配置されている。該受振器６は、図示しない前記水平波を受振する水平波受振器と、鉛直波を受振する鉛直波受振器とを備えており、その離間距離は自在に調整できるものである。該受振器６の離間距離は、短くとると、地中構造物４の表面形状を詳しく測定することが可能となり、長くとると、測定可能な距離が長くなり広範囲にわたって地中構造物４の有無を把握することが可能となる。このように、受振器６の離間距離は、適宜計測目的に応じてその長さを決定するものである。
【００１５】
なお、本実施の形態では、前記発振器５が弾性波７を地盤３中に発振し、地下構造物４に反射し、地盤３中に伝わってきた反射波８、及び地盤中を伝搬する直接波９を受振器６が受振して測定を行うものであるため、前記発振器５及び受振器６は、前記孔壁保持袋体１１を介して前記非金属山止め壁１０の内周面１０ａに密着させることができるように形状が工夫されている。
【００１６】
図２にしたがって、上述する弾性波探査方法による地下構造物４の調査孔１の作成方法を以下に示す。
第１の工程は、図２（ａ）に示すように、地盤３中に所望深さまで、断面形状が均一な円筒状の掘削孔２を削孔するとともに、その内部には掘削泥水１３を充填させて、掘削孔２の内壁面２ａが崩壊しないよう保持しておく。
【００１７】
第２の工程では、図２（ｂ）に示すように、前記掘削泥水１３中に前記孔壁保持袋体１１を挿入する。このとき、孔壁保持袋体１１が掘削孔２の底部にまで挿入するように、孔壁保持袋体１１の内部に適量の水１６を注入しながら、挿入を行う。なお、該孔壁保持袋体１１の内部には、泥水等を注入してもよい。
【００１８】
第３の工程は、図２（ｃ）に示すように、セメント混合物注入管１４を介して前記掘削孔２の底部からセメント混合物１５を打設していき、前記掘削孔２の内部を充填する。これにより、掘削孔２の内部は、掘削泥水１３とセメント混合物１５とが置換されることとなる。
【００１９】
第４の工程は、図２（ｄ）に示すように、前記孔壁保持袋体１１の内部にさらに水１６を注入して加圧し、孔壁保持袋体１１の内径を拡径し、前記掘削孔２の内壁面２ａとの間隔ｔが、全周面で一定となるように固定する。これにより、該孔壁保持袋体１１は、前記セメント混合物１５の内型枠として機能することとなる。また、内壁面２ａとの間隔ｔは、セメント混合物１５が硬化することにより構成される前記非金属山止め壁１０の部材厚となる。
【００２０】
第５の工程では、図２（ｅ）に示すように、前記セメント混合物１５が硬化して、非金属山止め壁１０が構築された後に、前記孔壁保持袋体１１の上部を解放し、内部に充填された水１６を排水ポンプ１２を介して排出する。このように構築された調査孔１の内部には、後に前記発振器５及び受振器６が装着されることとなる。
【００２１】
なお、前記セメント混合物１５による非金属山止め壁１０が堅固で、地山が保持できるものであれば、前記孔壁保持袋体１１は撤去し、前記非金属山止め壁１０の内周面１０ａに、直に前記発振器５及び受振器６を装着してもよい。
また、前記孔壁保持袋体１１内に充たされた水１６は、後に取り付ける前記発振器５及び受振器６が防水性のものであれば、必ずしも排水する必要はない。
【００２２】
上述する構成によれば、前記調査孔１が、前記掘削孔２の内壁面２ａをセメント混合物１５により構成される非金属山止め壁１０と前記孔壁保護袋体１１とにより保持することから、前記発振器５を用いて前記調査孔１の内方から地盤３中に向けて弾性波７を発振しても、前記調査孔１の構造が原因でノイズを生じることがなく、地中構造物４より反射した反射波８、または地盤中を伝搬する直接波９を、精度良く受振器６により受振することが可能となる。
【００２３】
また、前記調査孔１は、鉛直方向に一定の同一の断面を有する円筒形状を有していることから、前記発振器５及び受振器６を前記調査孔１の内面に沿ってスムーズに移動させることができ、地上からこれら計器の方向を適宜制御することが可能となる。
【００２４】
前記調査孔１を構成する前記孔壁保護袋体１１は、その表面がなめらかで摩擦が生じにくく、打撃を受けても振動が継続しない材質よりなるため、前記発振器５及び受振器６の挿入を容易に行えるとともに、該発振器５から発振した弾性波７を受けてもノイズを生じることがなく、地中構造物４より反射した反射波８を精度良く受振器により受振することが可能となる。
【００２５】
前記調査孔１によれば、構成が簡略であり、施工性が良く、施工期間を短縮することが可能となるとともに、コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２６】
このような前記発振器５及び受振器６を直接地山に設置した場合の効果を把握すべく、図３に示すように、地下構造物４の近傍に掘削孔２を設け、該掘削孔２の内壁面２ａに発振器５及び受振器６を取り付け実験した。その結果、図４に示すように、前記受振器６による測定結果にはノイズが現れておらず、良好な結果を得られることが判明した。
【００２７】
したがって、該発振器５及び受振器６を前記調査孔１の前記非金属山止め壁１０、もしくは該非金属山止め壁１０を覆う前記孔壁保持袋体１１に取り付けることにより、従来のケーシングパイプ１７に取り付ける場合と比較して、ノイズを取り除く効果を得るものである。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の地下構造物の調査孔によれば、既存の地下構造物の位置や健全性を調査する弾性波探査方法に用いる発振器、及び受振器を配置するための地下構造物の調査孔であって、地盤中の鉛直方向に掘削され、所定の断面径を有する円筒状の掘削孔と、該掘削孔の内壁面に所定の厚さで打設されたセメント混合物より構成される非金属山止め壁と、該非金属山止め壁の内周面を覆う孔壁保護袋体とにより構成されることから、前記発振器を用いて前記掘削孔の内方から地盤中に向けて弾性波を発振しても、前記調査孔の構造が原因でノイズを生じることなく、地中構造物より反射した反射波または地盤中を伝搬する直接波を、精度良く受振器により受振することが可能となる。
【００２９】
また、前記調査孔は、鉛直方向に一定の同一の断面を有する円筒形状を有していることから、前記発振器及び受振器を前記調査孔の内周面に沿ってスムーズに移動させることができ、地上からこれら計器の方向を適宜制御することが可能となる。
【００３０】
請求項２記載の地下構造物の調査孔によれば、前記孔壁保護袋体が、その表面が平滑であるとともに、打撃を受けても振動が継続しない材質により構成されることから、前記発振器及び受振器の挿入が容易で、内周面に沿っての移動もスムーズであるとともに、該発振器から発振した弾性波によりノイズを生じることがなく、地中構造物より反射した反射波、または地盤中を伝搬する直接波を精度良く受振器により受振することが可能となる。
【００３１】
請求項３記載の地下構造物の調査孔の作成方法によれば、地盤を鉛直方向で、円筒形状となるように掘削孔を削孔するとともに、内部に掘削泥水を充たす第１の工程と、該掘削孔の内部に、孔壁保護袋体を挿入する第２の工程と、前記掘削孔の下部よりセメント混合物を充填する第３の工程と、前記孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより該孔壁保護袋体を拡径し、その水力を保持させて内型枠とし、前記セメント混合物を前記掘削孔の壁面に均一な厚さを有するように硬化させる第４の工程と、前記セメント混合物が硬化することにより非金属山止め壁が形成された後に、前記孔壁保護袋体内の水を排水する第５の工程と、により作成することから、構成が簡略であり、施工性が良く、施工期間を短縮することが可能となるとともに、コストを大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る地下構造物の調査孔の詳細を示す図である。
【図２】  本発明に係る地下構造物の調査孔の作成方法を示す図である。
【図３】  本発明に係る地下構造物の調査孔に直に発振器、及び受振器を設けた際の概略を示す図である。
【図４】  本発明に係る地下構造物の調査孔に直に発振器、及び受振器を設けた際の受振波を示す図である。
【図５】  従来の地下構造物の弾性波探査方法の調査方法の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１  調査孔
２  掘削孔
２ａ  内壁面
３  地盤
４  地中構造物
５  発振器
６  受振器
７  弾性波
８  反射波
９  直接波
１０  非金属山止め壁
１０ａ  内周面
１１  孔壁保持袋体
１２  排水ポンプ
１３  掘削泥水
１４  セメント混合物注入管
１５  セメント混合物
１６  水
１７  ケーシングパイプ
【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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