(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土留部材となる鋼管の一部のものの沈設を、地下水脈近くまでに留めおき、その他の鋼管は必要とする深さまで沈設し、留めおいた鋼管の下部を、鋼管の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁の施工において、ソイルセメントの硬化後、地下水脈近くまでに留めおいた鋼管内に、中掘り用のオーガスクリューを挿入して、該鋼管内にあるソイルセメントを掘削除去するとともに、該鋼管の下端より下方のソイルセメント壁を、地下水脈のほぼ下端まで掘削、除去してオーガスクリューを撤去した後、ソイルセメント壁の掘削部の削り残り部分をウォータージェットにより破砕除去して、地下水脈と連通する通水孔を形成することを特徴とする、鋼管柱列土留壁における地下水通水孔の開設方法。
【請求項２】
土留部材となる鋼管の必要根入れ長似深を鋼管の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁の施工において、ソイルセメントの硬化後、通水対象個所の上にある鋼管内に、中掘り用のオーガスクリューを挿入して、該鋼管内にあるソイルセメントを掘削除去するとともに、該鋼管の下端より下方のソイルセメント壁を、地下水脈のほぼ下端まで掘削、除去してオーガスクリューを撤去した後、ソイルセメント壁の掘削部の削り残り部分をウォータージェットにより破砕除去して、地下水脈と連通する通水孔を形成することを特徴とする、鋼管柱列土留壁における地下水通水孔の開設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地下構造物等の建設にあたって、止水及び土留めのために造成された鋼管柱列土留壁の地下水脈復元工法において、該土留壁の鋼管下のソイルセメント部分に地下水通水孔を開設する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物の建設等においては、その建設区域を囲んで遮水性のよい土留壁を造成し、地下部分の地盤掘削及び建造物の建設を行うようにしているが、その土留壁は工事終了後は埋殺しにされる。土留壁は遮水性が重視されることから、一般に、鉄筋コンクリートによる連続地中壁や鋼管柱列土留壁が用いられるが、これが造成されることによって地下水脈が遮断されることになり、地下水位に大きな変動をもたらし、周辺環境に悪影響を与えることが多くなる。特に近年は工事が大規模化するにつれ、これが社会的な問題となってきている。
【０００３】
この問題を解決するため、土留壁に地下水脈を復元させる方策について種々研究開発が行われてきた。しかし、鉄筋コンクリートによる土留壁では、通水化の施工が面倒で多額の経費を要する。また、鋼管柱列土留壁の場合は、既製鋼管を利用するため、その構造を変えることが困難なことから、地下水流の復元を図るための構造物としては不向きなものとされてきた。
【０００４】
本発明者らは、施工性がよく耐力及び遮水性に優れる等、利点の多い鋼管柱列土留壁における通水化の研究開発を進め、地上からの作業によって、土留壁の造成時に形成されたソイルセメントだけの土留壁に通水孔を形成して、地下水脈の流通復元を図れるようにした工法を提案してきた（一例として特願平９−１８９００２号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案の工法は、埋設された鋼管内及びその下方にあるソイルセメントを、地上よりオーガスクリューなどにより掘削、除去して通水孔を開設するものである。しかし、鋼管を挿入、沈設するソイルセメント柱は、外径が鋼管よりかなり大きいため、ソイルセメントを完全に除去するためには、鋼管径に対し拡大掘削する必要がある。ところが、拡大掘削するピットは、隣接する鋼管との間隔以上には拡大することができないため、通水孔開設位置にあるソイルセメントを完全に除去できず、削り残りが生ずるようになる。そのため、その削り残りの部分を別の機械等を挿入して再度破砕、除去することが生じることになる、といった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、オーガスクリューとウォータージェットを使用することにより、地上での必要最小範囲の作業によって、鋼管柱列土留壁の造成時に形成されたソイルセメントだけの土留壁部分に、地下水脈との連通ができ、地下水脈の流通復元を図ることのできる通水孔を開設する方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の構成について、実施例に対応する図面を参照して説明すると、請求項１の方法は、土留部材となる鋼管の一部のものの沈設を、地下水脈近くまでに留めおき、その他の鋼管は必要とする深さまで沈設し、留めおいた鋼管の下部を、鋼管の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁Ａの施工において、ソイルセメントの硬化後、地下水脈Ｄ近くまでに留めおいた鋼管１ａ内に、中掘り用のオーガスクリュー６を挿入して、該鋼管１ａ内にあるソイルセメントを掘削除去するとともに、該鋼管１ａの下端より下方のソイルセメント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去してオーガスクリュー６を撤去した後、ソイルセメント壁３ａの掘削部の削り残り部分３ｂをウォータージェットにより破砕除去して、地下水脈Ｄと連通する通水孔５を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２の方法は土留部材となる鋼管の必要根入れ長似深を鋼管の存在しないソイルセメントだけの土留壁に形成する鋼管柱列土留壁Ａの施工において、ソイルセメントの硬化後、通水対象個所ａの上にある鋼管内１ａに、中掘り用のオーガスクリュー６を挿入して、該鋼管１ａ内にあるソイルセメントを掘削除去するとともに、該鋼管１ａの下端より下方のソイルセメント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去してオーガスクリュー６を撤去した後、ソイルセメント壁３ａの掘削部の削り残り部分３ｂをウォータージェットにより破砕除去して、地下水脈Ｄと連通する通水孔５を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、地下構造物の建設にあたって、遮水、土留のために造成される鋼管柱列土留壁を対象として、これに、その造成により遮断された地下水脈に連通する通水孔を開設するものである。
【００１０】
この土留壁Ａは従来図１、図２、図10、図11に示すように、対向する外側面に継手材２を設けた鋼管１，１を互いに継手材２，２どうしを嵌合、連結しながら、ソイルセメント３を充填した掘削孔４に挿入、沈設して行われる。この方法はいわゆるＯＮＳ工法と称されている。この土留壁Ａの施工態様としては、図１、図２のように、鋼管１を含む土留壁Ａ全体を、地下水脈Ｄを越えてその下の不透水層Ｅに根入れして造成するものと、図10、図11のように、沈設する鋼管１は土留壁Ａの安定計算上必要となる長さのものを使用するが、土留壁Ａに遮水壁としての機能をもたせるため、掘削孔４にソイルセメント３だけを充填したソイルセメント壁が沈設した鋼管１の下端より深く、透水層を越えてその下の不透水層Ｅまでの深さに造成されるものとがある。
【００１１】
請求項１に対応する第１の方法は、前者である、鋼管１を不透水層Ｅまで根入れして造成する土留壁Ａにおいて実施され、また、請求項２に対応する第２の方法は、後者である、沈設した鋼管１より下のソイルセメントのみの壁３ａを不透水層Ｅに根入れして造成する土留壁Ａにおいて実施される。
【００１２】
まず、第１の方法の実施態様について説明する。図１、図２に示すように、土留壁Ａは建設地盤Ｃを挟んで造成される。この第１の方法では、土留壁Ａの造成にあたって、土留壁Ａの長さ方向に通水させる範囲（通水対象範囲）ａを設定して、その範囲ａにあたる鋼管１ａを、地下水脈Ｄの上端近くの深さまででソイルセメント中への沈設を留め置くようにし、その他の鋼管は従来同様に透水層Ｄを越えて不透水層Ｄに根入れする。したがって、通水対象範囲ａにおいては、鋼管１ａから下方の部分は、芯材としての鋼管の存在しないソイルセメントのみの土留壁（ソイルセメント壁）３ａだけとなる。
【００１３】
そして、このソイルセメント壁３ａに地下水脈Ｄに連通する通水孔５（図３、図４参照）を開設する。通水孔５の開設作業は、ソイルセメント３が硬化し後に行う。通常は両土留壁Ａ，Ａの間の建設地盤Ｃを掘削した後、或はそこに地下構造物Ｂを構築した後に行うようにする。
【００１４】
通水孔５を開設するには、まず、図５、図６に示すように、土留壁Ａの長さ方向に設定した通水対象範囲ａの鋼管１ａ内に、従来公知のオーガスクリュー６を挿入して、鋼管１ａ内にあるソイルセメント３を掘削、除去するとともに、鋼管１ａの下端より下方のソイルセメント壁３ａを、先端の掘削刃７を拡開して、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去する。それにより、ソイルセメント壁３ａには空胴部５ａが形成されることになる。
【００１５】
この場合、土留壁Ａでは、ソイルセメント柱の外径（ソイルセメント３の厚さ）が鋼管径より大きいため、ソイルセメントを完全に除去するためには、鋼管径に対して拡大掘削する必要がある。しかし、隣接する鋼管相互の間隔は、ソイルセメント３，３ａの厚さより小さいため、掘削ビットをその間隔以上に拡大して掘削することはできない。したがって、掘削、形成した空胴部５ａの外側にはソイルセメントの未掘削部３ｂ（図５参照）が残ることになる。
【００１６】
次に、この未掘削部３ｂのソイルセメントを除去する。それには、掘削に使用したオーガスクリュー６を引き上げ、撤去し、それに代わって、図７、図８に示すように、高圧水噴射パイプ８を挿入し、その先端部に設けられたノズル９より高圧水を空胴部５ａより未掘部３ｂに噴射してそのソイルセメントを破砕する。その際、高圧水噴射パイプ８と共に吸引パイプ９を挿入し、破砕されたソイルセメントを地上に吸引、除去するのである。それによって、ソイルセメント壁３ａには地下水脈Ｄと連通する通水孔５が開設されることになり、土留壁Ａ，Ａにより遮断されていた地下水脈は通水孔５，５を介して連通し、水流が復元されることになる。
【００１７】
上記の実施例では、通水対象範囲ａの鋼管１ａの本数は１本となっているが、これは、例えば図９に示すように複数本を連ねた場合でも実施可能である。そのようにすれば、通水孔５を大きくとることができる。
【００１８】
次に、第２の方法の実施態様について、図10、図11を参照して説明する。この場合の土留壁Ａもさきの第１の方法におけると同様に、建設地盤Ｃを挟んで造成されるが、この土留壁Ａでは、沈設する鋼管１は土留壁の安定計算上必要な長さのものが使用されるが、土留壁Ａに遮水壁としての機能をもたせるため、掘削孔に充填したソイルセメントだけの土留壁（ソイルセメント壁）３ａが地下水脈Ｄを越えてその下の不透水層Ｅまでの深さに造成される。
【００１９】
この第２の方法は、このような土留壁Ａにおいて、そのソイルセメント壁３ａに通水孔５を開設する。通水孔５を開設するには、土留壁Ａの長さ方向に通水対象範囲ａを設定し、その範囲ａにあたる鋼管１ａ内に、第１の方法におけると同様に、オーガスクリュー６を挿入し（図５、図６参照）、鋼管１ａ内にあるソイルセメント３を掘削、除去するとともに、鋼管１ａの下端より下方のソイルセメント壁３ａを、地下水脈Ｄのほぼ下端まで掘削、除去する。それにより、ソイルセメント壁３ａには空胴部５ａが形成される。
【００２０】
空胴部５ａの開設後は、第１の方法におけると同様に、オーガスクリュー６を引き上げて高圧水噴射パイプ８及び吸引パイプを挿入し（図７、図８参照）、未掘削部３ｂを破砕し、そのソイルセメントを地上に吸引し、除去する。それにより、ソイルセメント壁３ａには地下水脈Ｄと連通する通水孔５が開設されることになる。
【００２１】
この場合、ソイルセメント壁３ａの掘削では、隣接する鋼管がないので、オーガスクリュー６の掘削刃７の拡開径をソイルセメント柱の厚さ以上に大きくしてやれば、その掘削だけで通水孔５を開設することが可能であるが、ソイルセメント柱の厚さは鋼管径よりもかなり大であるから、拡開度合の相当大きな特別の掘削刃を使用しなければならず、多額の費用を要することになる。
【００２２】
また、オーガスクリューによる掘削だけで通水孔５が開設できるとしても、掘削されたソイルセメントのすべてをオーガスクリューにより除去することはできないので、通水孔５は不完全な状態での開設となる。そのため、掘削されたソイルセメントを充分に除去するには別途手段を講じなければならないという問題が残る。
【００２３】
さらに、オーガスクリュー６は、拡開できない通常の掘削刃を使用するものであれば、その機械費用が安く掘削の手間も少なくてすむことになる。そのため、第２の方法の場合は、オーガスクリュー６による掘削により空胴部５ａを形成した後、ウォータージェットによる破砕を加え、そして、掘削、破砕されたソイルセメントを吸引により地上に排出し、通水孔５を貫通させるのである。
【００２４】
上記図10、図11の実施例では、通水対象範囲ａの鋼管１ａの本数は１本となっているが、この第２の方法でも第１の方法の場合と同様で、例えば図12に示すように、通水対象範囲ａを鋼管複数本にわたるように広げ、その中の各鋼管１ａを通してオーガスクリュー６による掘削とウォータジェットによる破砕とそのソイルセメントの吸引排出を行って大きな通水孔５を開設することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地下構造物等の建設において、従来、遮水性の高い土留壁として埋め殺しにされる鋼管柱列土留壁を利用し、その下部に、鋼管の存在しないソイルセメントのみの土留壁を形成して、それに通水孔を開設するようにしたので、建設時は遮水壁として機能させている鋼管柱列土留壁を、建設終了後は地下水脈を復元させる通水壁として機能を発揮させることができる。
【００２６】
そして、土留壁の全体を不透水層まで根入れる施工においても、また、柱列鋼管下方のソイルセメント壁が透水層を越えて不透水透に根入れる施工においても、いずれも地上よりの従来機を使用した簡易な作業で通水機能をもたせるための通水孔の開設することができる。しかも、オーガスクリューによる掘削作業では完全に除去できなかったソイルセメントの削り残りや掘削、破砕くず類もウォータージェットにより完全に除去でき、さらには、ウォータージェットによる洗浄効果により、地山中に浸透したセメントミルクも除去することができ、地下水脈の復元が確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第１の方法の実施態様において、土留壁を造成した状態を示す側断面図である。
【図２】同土留壁の一部正面図である。
【図３】同通水孔開設の状態を示す側断面図である。
【図４】同土留壁の一部正面図である。
【図５】オーガスクリューによる掘削の状態を示す要部側断面図である。
【図６】同要部正断面図である。
【図７】ウォータージェット噴射の状態を示す要部側断面図である。
【図８】同要部正断面図である。
【図９】第１の方法の他の実施例を示す要部正面図である。
【図１０】本発明の第２の方法の実施態様を示す要部側断面図である。
【図１１】同正面図である。
【図１２】同他の実施例を示す要部正面図である。
【符号の説明】
Ａ  鋼管柱列土留壁
Ｂ  地下構造物
Ｃ  建設地盤
Ｄ  地下水脈
Ｅ  不透水層
１，１ａ  鋼管
２  継手材
３  ソイルセメント
３ａ  ソイルセメント壁
３ｂ  未掘削部
４  掘削孔
５  通水孔
５ａ  空胴部
６  オーガスクリュー
７  掘削刃
８  高圧水噴射パイプ
９  ノズル
10  吸引パイプ
【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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【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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【図１１】
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【図１２】
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