JP2004116007A

JP2004116007A - ドレーン材

Info

Publication number: JP2004116007A
Application number: JP2002276694A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamada; 山田　浩; Takayuki Hirano; 平野　孝行; Yasuhiko Sato; 佐藤　靖彦
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd; Nittoc Constructions Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd; Nittoc Constructions Co Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の適宜長さの排水材の先端に重りを分離するおそれが少なく簡単に取り付けることができる。
【解決手段】ケーシング建込み用の施工機械１０を用いてケーシング１２を地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング１２内に挿入してその後ケーシング１２を引き抜いて地盤中に配設するものとして、線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の排水材２を所定深度の地盤内まで設置するドレーン材１であり、排水材２への挿入部に挿入方向と逆向きで、挿入した状態で線状合成樹脂に係止する係止突起２０を設けた先端閉塞ビット１１を重りとして排水材２の先端に取り付ける。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレーン打設工法におけるドレーン材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
砂質地盤等における液状化の防止方法としては、従来、ドレーンパイプ工法及や砕石ドレーン工法があり、これらは砂質地盤に一種の井戸を掘り、地震発生時に上昇した地下水圧をその井戸から地表に逃がすことにより、液状化現象を抑制しようとするものである。
【０００３】
このうち、ドレーンパイプ工法は、直径が１０ｃｍ程度のプラスチック製のパイプに多数の孔を開けたドレーンパイプの外周面に織布からなる薄いシート状のフィルター材を巻き付けたものを、対象とする砂質地盤中に所定間隔をもって縦方向に複数本埋設する。
【０００４】
砕石ドレーン工法は対象とする砂質地盤に例えば直径５０ｃｍ、深さ２０ｍ程度の穴を所定間隔をもって複数個掘削し、その穴内に砕石を投入し、充填して砕石杭を形成するものである。
【０００５】
ドレーンパイプ工法においては、多数の孔を開けたプラスチック製パイプの外周面にシート状のフィルター材を被覆したものであり、多数開けた孔の間隔が広いと急激な地下水圧の上昇による排水ができないばかりでなく、孔の開いている部分に対応するフィルター材が局部的にしか作用せず、フィルター機能が著しく低下する恐れがある。またドレーンパイプの開孔率は２０〜３０％であるため水平方向の間隙水の流入量には限度があり、ドレーン材の透水性能に限界がある。
【０００６】
逆に、多数開けた孔の間隔を狭くすると、集水性は向上するがパイプ自体の強度、即ち土圧に対する耐圧性が劣化し長期埋設及び複数回の小地震によって、パイプが土圧により押し潰されてしまい、必要となった時（気象庁の震度階級で５程度以上の地震が生じた時）その機能が果たせなくなる。
【０００７】
また、砕石ドレーン工法においては、掘削した井戸穴内に砕石を投入、充填して作業を行うため、施工工事が大掛かりとなり作業性が悪く、大型の施工機械の使用が必要となるため特に近接して構造物がある場合や狭隘な場所での施工には向かない。さらに、降雨や地震等により地下水が上昇した時に、造成された砕石の間隙内に砂が入り込んで徐々に間隙を埋めるようになり、やはり必要となった時にその機能が充分果たせなくなるおそれがある。
【０００８】
そしてこれらドレーンパイプ工法及び砕石ドレーン工法の欠点を解消するものとして、下記の特許公報がある。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２５５６８０１号公報
【００１０】
【特許文献２】
特許第２６４２５７７号公報
【００１１】
これは、砂の地質・地盤に所定大きさで所定深さの井戸孔を所定間隔をもって削孔し、これら井戸孔にドレーン材１として図６に示すような樹脂ストリング（線状合成樹脂）３を不規則にカールさせた状態で中央部に長さ方向に沿って所定の孔４を有する中空円柱状に積層し樹脂ストリング３の接触部を熔着させ、且つ外周面にフィルター材（図示せず）を巻き付けて配設した排水材２を夫々埋設させたものである。
【００１２】
この特許第２５５６８０１号公報の液状化防止方法によれば、井戸孔に、空隙率８０％以上の排水材が使用されているので、外周面に巻き付けたフィルター材のあらゆる部分から排水材の内部に地下水が侵入するようになり、フィルター材の目詰まり現象がほとんど見られず、地震時等で地下水圧が急激に上昇した時に、ドレーン材の中央部の孔から地下水を速やかに外部に排水または噴出させるので、周辺地盤に液状化現象を生じさせない。さらに、長期にわたり充分な排水能力が維持でき、しかも排水材自体は耐圧性に優れているので、長期に渡る井戸孔の形状維持が可能になるとされる。
【００１３】
ところで、前記ドレーン材１の打設は図７に示すようにすると合理的に打設できる。まず、（ａ）に示すように、専用小型ボーリングマシン等の施工機械１０でケーシング１２により削孔を行う。削孔方法は地盤により単管水掘・単管水無掘・二重管水掘・二重管水無掘のいずれかから選択して行う。
【００１４】
（ｂ）に示すように、排水材２をケーシング１２内に挿入し、（ｃ）に示すようにケーシング１２を引き抜き、（ｄ）に示すように表層部の排水処理施設（グラベルマット・透水マット等）を施工するまで頭部を保護するための処理を行う。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記図７の（ｃ）のケーシング１２を引き抜きく際には、排水材２は比重が小さいので共上がりに注意する必要があり、排水材２の先端に重り（ウエイト）を設ける必要がある。
【００１６】
また、排水材２を埋設した後において、比較的弱い地震があった場合でも、地下水圧の上昇による押し上げ作用で排水材２が浮き上がることがあり、一度浮き上がってしまった排水材２は元の位置に沈めることができず、場所によっては邪魔になって突出部分を除去しなければならないし、その後において、いざとなった時（気象庁震度階級で５程度以上の地震が生じた時）その機能が果たせなくなる。
【００１７】
前記特許第２５５６８０１号公報では、重り（ウエイト）は例えばコンクリート等で形成され、該コンクリートを型枠内に投入し硬化する前に排水材とウエイトとを一体的に取り付けるようにする。しかし、これでは現場で排水材２に簡単かつ迅速に重り（ウエイト）を取り付けることはできない。コンクリート製のウエイトでは硬化・脱型するまで時間がかかる。
【００１８】
特許第２６４２５７７号公報では、ケーシング１２は先端ビットを取り付けるものであり、該先端ビットに排水材２を連結させ、ケーシング１２が抜かれても先端ビットを重り（ウエイト）として排水材２とを残すようにしている。なお、この特許第２６４２５７７号公報でも先端ビットはコンクリート製とされ、その硬度を増大させるために、ガーネットを混在させることもできるとされる。
【００１９】
しかし、特許第２６４２５７７号公報では、排水材２と先端ビットとの結合については、排水材２は、芯材の芯孔を貫通させた芯材とほぼ同寸法の樹脂製パイプにより先端ビットに取り付けられており、この場合のパイプは周面に多数の孔が穿設されたものが使用され、前記先端ビットの連結用凸部にパイプの下端部を嵌着して接着手段等の適宜の固定手段により固定し、上端部に蓋材を取り付けることにより、先端ビットと蓋材とで排水材２を挟み付けて固定する。
【００２０】
なお、特許第２６４２５７７号公報では、ケーシング１２に先端ビット及び排水材２をセットした後に、施工機械１０で削孔を行うが、削孔する孔の深さに対応した長さのケーシング１２が使用され、且つその長さに対応した排水材２が収納され、ケーシング１２や排水材２を継ぎ足すことは全く想定していない。
【００２１】
このように排水材２と先端ビットとの結合に芯材とほぼ同寸法の樹脂製パイプを使用するにしても接着させて固定するのでは、ケーシング１２を先行させ、あとで排水材２をケーシング１２内に挿入することは出来ないし、ケーシング１２や排水材２を適宜継ぎ足して所定深度を満たすようにすることは出来ない。
【００２２】
先端閉塞ビットを取り付けたケーシング１２により先行して削孔し、ケーシング１２内に排水材２を挿入して、ケーシング１２のみを引く抜く場合に、排水材２と先端閉塞ビットを結合させるのに、先端閉塞ビットから円筒形のジョイント部を突設してこれを排水材２の孔４に嵌め込むことも考えられるが、ただ嵌め込むだけでは排水材２を引き抜くような力が加わると、抜け出して分離してしまうおそれがある。
【００２３】
なお、このジョイントと排水材２の孔４径の関係も重要であり、差が大きいと抜け出しやすく、また、差が少ないかジョイント５の方が多少大きいと嵌め難いものとなり、結合作業が旨く行かない。
【００２４】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の適宜長さの排水材の先端に重りを分離するおそれが少なく簡単に取り付けることができるドレーン材を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、ケーシング建込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング内に挿入してその後ケーシングを引き抜いて地盤中に配設するものとして、線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の排水材を所定深度の地盤内まで設置するドレーン材であり、排水材への挿入部に挿入方向と逆向きで、挿入した状態で線状合成樹脂に係止する係止突起を設けた重りを排水材の先端に取り付けること、第２に、重りは、ケーシングの先端閉塞ビットであるか、ケーシング内に挿入可能な大きさであるかを要旨とするものである。
【００２６】
請求項１記載の本発明によれば、重りは挿入方向と逆向きの係止突起を形成し、ジョイントを排水材に挿入した状態で係止突起が線状合成樹脂に係止するので、一度嵌め込んだら排水材はこの重りから抜け出ることはない。
【００２７】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、重りは、ケーシングの先端閉塞ビットとして、この先端閉塞ビットを取り付けたケーシングにより先行して削孔し、その後にケーシング内に排水材を挿入して先端閉塞ビットと排水材を結合させてケーシングのみを引き抜く場合にも、排水材の先端に先端閉塞ビットを分離するおそれが少なく簡単に取り付けることができる。
【００２８】
請求項３記載の本発明によれば、重りはケーシング内に挿入可能な大きさであるので、先端開放のケーシングで先行して削孔し、その後にケーシング内に先端に重り付きの排水材を挿入してケーシングのみを引き抜くことが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のドレーン材の１実施形態を示す斜視図、図２はドレーン材の打設工程を示す説明図で、図中２は排水材である。
【００３０】
排水材２は、例えば、樹脂ストリング、即ちポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステル等の熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融してノズルから直径約１〜６ｍｍ（標準径２ｍｍ）の一定径の紐状に押し出し、不規則にカールさせた状態で樹脂ストリング（線状合成樹脂）３を順次積層させ、中央部に所定の空洞の孔４を長さ方向に沿って有する積層ストリング状ポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステルの相互接触部分が溶着し中空円筒状に成型されたものであり、外径５０ｍｍ〜１５０ｍｍのものを用いる。
【００３１】
前記排水材２は、その中央部に長さ方向に沿って所定の孔４が形成され、実質的にフレキシブルであると共に耐圧性が大きく、その表面開口率が９０〜９５％（密度により変化）、空隙率８５±５％（密度等調節可能）である。
【００３２】
図中１１は図２に示すようなドレーン材１の打設に用いる専用小型ボーリングマシン等の施工機械１０のケーシング１２の先端閉塞ビットで、逆円錐型または逆角錐型のもので、上端平面の中央に円筒状のジョイント部１９を形成している。この先端閉塞ビット１１は鋼製のものでよい。
【００３３】
なお、図示は省略するが、ケーシング１２とこの先端閉塞ビット１１との係合手段は種々あるが、一例として特許第２６４２５７７号公報にあるように、先端閉塞ビット１１には連結用凸部を一体に形成し、該連結用凸部の外周面に一方向（時計方向または削孔方向）の回転を係止する係止部を設けるようにしてもよい。前記係止部は、少なくとも１つの一方向に傾斜した傾斜部と絶壁部とから構成され、連結用凸部の外周面に２箇所の傾斜部と２箇所の絶壁部とを対称位置に形成し、これら傾斜部と絶壁部とによる係止部によって、ケーシング１２の削孔方向の回転時にのみ結合するようにしてある。
【００３４】
前記先端閉塞ビット１１の円筒状のジョイント部１９には、排水材２の孔４への挿入方向と逆向きの係止突起２０を形成した。本実施形態では係止突起２０は鍵状に突出する棒状体であり、その先端の向きは下向きになるように全体を傾斜させた。
【００３５】
また、係止突起２０の配列は特に限定はないが、例えば、上下方向に複数段並べ、また、周方向に複数を横並び（図示では１８０°間隔）にする。
【００３６】
さらに、ジョイント部１９に係止突起２０を設けるだけでなく、透水用の孔２１をこの係止突起２０以外の場所に適宜に設けた。図示の例では、透水用の孔２１は図示の例では円形孔で、横並びに配列したがこれに限定されるものではない。
【００３７】
ドレーン材１の打設は、図２に示すように、まず、専用小型ボーリングマシン等の施工機械１０を用いて先端閉塞ビット１１のケーシング１２により削孔を行う。この施工機械１０は、小型クローラ等の重機１５に比較的短尺なリーダ１３を起伏自在に設け、リーダ１３に沿ってケーシング１２の回転駆動装置１４を昇降させるものである。
【００３８】
このようにして施工機械１０でケーシング１２を回転させながら地盤に建込む。なお、先端閉塞ビット１１が所定深度へ達するまでケーシング１２は単位ピース体を継ぎ足して、所定の長さとする。
【００３９】
そして、建込んだケーシング１２内に前記ドレーン材１を挿入するが、ドレーン材１は排水材２を３〜４ｍ程度のものを順次ジョイント５で継ぎ足しながら挿入していく。このとき、排水材２の外周にはフィルターが装着されている。
【００４０】
ジョイント５は、ポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステル等の熱可塑性素材の合成樹脂製の筒体からなり、上下間でほぼ中央に水平な鍔片６を水平に一周するように突設した。
【００４１】
さらに、図５に示すように、ジョイント５にも排水材２の孔４への挿入方向と逆向きの係止突起７を形成するとよい。係止突起７は前記係止突起２０と同じく鍵状に突出する棒状体であり、その先端の向きは鍔片６を境にして上部では下向きに、下部では上向きになるように全体を傾斜させている。
【００４２】
前記ジョイント５は係止突起７が形成され、これがジョイント５を排水材２に挿入した状態で樹脂ストリング（線状合成樹脂）３に係止するので、一度嵌め込んだジョイント５は排水材から抜け出ることはなく、排水材２相互はこのジョイントの結合により分離しにくいものとなり、全体の湾曲等にも耐える。
【００４３】
建込んだケーシング１２内に前記ドレーン材１を挿入し、排水材２の先端は先端閉塞ビット１１の円筒状のジョイント部１９が孔４内に入り、係止突起２０が樹脂ストリング（線状合成樹脂）３に係止するので、一度嵌め込んだジョイント部１９から排水材２が抜け出ることはない。
【００４４】
ドレーン材１の挿入後、ドレーン材１とともに先端閉塞ビット１１を重りとして残してケーシング１２を引き抜き、表層部の排水処理施設としてグラベルマットや透水マット等の頭部水平ドレーン１８を施し、ドレーン材１をこの頭部水平ドレーン１８に接続する。図中１６は液状化層、１７は非液状化層である。
【００４５】
このようにして、ドレーン材１は空隙率８０％以上のものであり、あらゆる部分から排水材の内部に地下水が侵入するようになり、地震時等で地下水圧が急激に上昇した時に、ドレーン材の中央部の孔（ジョイント５の内部中空孔も含む）から地下水を速やかに外部に排水または噴出させるので、周辺地盤に液状化現象を生じさせない。
【００４６】
図３は本発明の第２実施形態を示すもので、図中２２は重り（ウエイト）であり、その外周径は排水材２の径と同じような大きさとし、ケーシング１２の上端から内部に挿入可能なものとする。
【００４７】
重り２２の形状や材質は特に限定はない。
【００４８】
重り２２は、前記先端閉塞ビット１１と同じように上端平面の中央に円筒状のジョイント部１９を形成し、このジョイント部１９には排水材２の孔４への挿入方向と逆向きの係止突起２０を形成した。
【００４９】
さらに、ジョイント部１９に係止突起２０を設けるだけでなく、透水用の孔２１を形成してもよい。
【００５０】
図４はドレーン材１の打設の工程を示すもので、施工機械１０を用いてケーシング１２により削孔を行うが、この場合のケーシング１２は先端開口ビットのものである。
【００５１】
そして、建込んだケーシング１２内に前記ドレーン材１を挿入するが、排水材２の先端には前記重り２２を取り付け、さらに排水材２は３〜４ｍ程度のものを順次ジョイント５で継ぎ足しながら挿入していく。このとき、排水材２の外周にはフィルターが装着されている。
【００５２】
ドレーン材１の挿入後、ケーシング１２を引き抜き、表層部の排水処理施設としてグラベルマットや透水マット等の頭部水平ドレーン１８を施し、ドレーン材１をこの頭部水平ドレーン１８に接続する。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のドレーン材は、線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の適宜長さの排水材の先端に重りを分離するおそれが少なく簡単に取り付けることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドレーン材の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のドレーン材の第１実施形態での打設施工工程を示す説明図である。
【図３】本発明のドレーン材の第２実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明のドレーン材の第２実施形態での打設施工工程を示す説明図である。
【図５】ジョイントの一例を示す斜視図である。
【図６】ドレーン材のうち、排水材の斜視図である。
【図７】従来でのドレーン材の打設工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ドレーン材　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２…排水材
３…樹脂ストリング　　　　　　　　　　　　　　　　　　４…孔
５…ジョイント　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６…鍔片
７…係止突起　　　　　　　　　　　　８…透水孔
９…透水用の孔　　　　　　　　　　　１０…施工機械
１１…先端閉塞ビット　　　　　　　　１２…ケーシング
１３…リーダ　　　　　　　　　　　　１４…回転駆動装置
１５…重機　　　　　　　　　　　　　１６…液状化層
１７…非液状化層　　　　　　　　　　１８…頭部水平ドレーン
１９…ジョイント部　　　　　　　　　２０…係止突起
２１…透水用の孔　　　　　　　　　　２２…重り

Claims

ケーシング建込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建込んだケーシング内に挿入してその後ケーシングを引き抜いて地盤中に配設するものとして、線状合成樹脂を重ねた中空円筒状の排水材を所定深度の地盤内まで設置するドレーン材であり、排水材への挿入部に挿入方向と逆向きで、挿入した状態で線状合成樹脂に係止する係止突起を設けた重りを排水材の先端に取り付けることを特徴としたドレーン材。
重りは、ケーシングの先端閉塞ビットである請求項１記載のドレーン材。
重りは、ケーシング内に挿入可能な大きさである請求項１記載のドレーン材。