JP2005325674A - ドレーン材 - Google Patents

Abstract

【課題】 錆などの腐食が発生することのない材料であって、巻回が可能な柔軟性を有しつつも、工事後の引き抜きに対して十分な強度を有するドレーン材を提供する。
【解決手段】 地盤中の水を内部に流入させて排水可能なドレーン材であって、ドレーン材本体が芯材及び被覆材からなり、芯材が延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなる、又は、芯材又は被覆材（若しくは、複数のドレーン材本体を重ね合わせたときに向合する被覆材）に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化されてなることを特徴とするドレーン材。
【選択図】 図１

Description

本発明は地盤改良に用いるドレーン材に関する。

従来、軟弱地盤改良工法として真空圧密工法が知られている。例えば、特許文献１には、透水性の鉛直ドレーン材を軟弱地盤中に挿入し、該鉛直ドレーン材内を減圧手段により減圧することにより、真空圧によって軟弱地盤を圧密させるとともに軟弱地盤中の水を前記鉛直ドレーン材内に流入させて排水するようにしてなる真空圧密による軟弱地盤改良工法において、軟弱地盤中への挿入深さに対応した長さに切断した鉛直ドレーン材の上端に排水用筒材を一体に備えた気密性キャップを予め固着し、該気密性キャップ付きの鉛直ドレーン材を軟弱地盤改良施工現場に搬入し、前記気密性キャップを上側にし、該気密性キャップが所定の深さに達するまで軟弱地盤中に挿入することを特徴としてなる真空圧密による軟弱地盤改良工法などが開示されている。

上記ドレーン材は、通常、工事後は埋設されたままの状態とされるが、このドレーン材が地中に残ると、（１）地下の利用時に障害となりやすい。（２）地中のガスや悪臭がドレーン材を伝って地上に流出し、最悪の場合はガス爆発などの原因になることがある。という問題があるため、近年、工事後に上記ドレーン材を地中から引き抜いて撤去することが求められている。

しかしながら、本発明者の検討によれば、従来のドレーン材はその引張強度など引き抜きに必要な強度が必ずしも十分ではなかった。この問題を解決するため、例えば鉄板などの高強度材料をドレーン材として単独または複合して用ることも考えられるが、この場合には以下の問題があった。
（１）錆などの腐食による劣化によって、工事後の引き抜きが困難になるとともに、錆による土壌汚染の原因になる。
（２）通常ドレーン材は多数のドレーン材が連結された状態で巻回ドラムなどに巻き付けられて施工現場に搬入されるが、鉄板などの剛体では巻回が困難となる。
（３）地盤の水を抜いて真空圧密する際には地盤沈下が起こると共に、地盤の圧密の方向は必ずしも同一方向ではないため、埋設されたドレーン材は不定形の形状に屈曲する場合がある。この場合鉄板などが屈曲した後にドレーン材を引き抜くことは極めて困難になる。

このため、上記問題を解決できる真空圧密工法に好適なドレーン材が要望されていた。
特開２００２−１３８４５６号公報

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、錆などの腐食が発生することのない材料であって、巻回が可能な柔軟性を有しつつも、工事後の引き抜きに対して十分な強度を有するドレーン材を提供することにある。

請求項１記載のドレーン材は、地盤中の水を内部に流入させて排水可能なドレーン材であって、ドレーン材本体が芯材及び被覆材からなり、芯材が延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなることを特徴とする。

請求項２記載のドレーン材は、地盤中の水を内部に流入させて排水可能なドレーン材であって、ドレーン材本体を構成する芯材又は被覆材に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化されてなることを特徴とする。

請求項３記載のドレーン材は、請求項２記載のドレーン材であって、複数のドレーン材本体を重ね合わせ、向合する被覆材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の被覆材に積層一体化されてなることを特徴とする。

請求項４記載のドレーン材は、請求項２記載のドレーン材であって、複数の芯材を重ね合わせ、向合する芯材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の芯材に積層一体化されるとともに、外面が被覆材で被覆されてなることを特徴とする。

請求項５記載のドレーン材は、請求項２〜４の何れか１項記載のドレーン材であって、延伸ポリオレフィン系樹脂シートが、熱可塑性樹脂フィルムを介して芯材又は被覆材に積層一体化されてなることを特徴とする。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のドレーン材は、軟弱地盤改良工法として真空圧密工法に好適に用いられるドレーン材料であって、地盤中の水をドレーン材の内部に流入させて排水可能な構造を有しており、例えば図１に示すように、波形断面を有する芯材２１の両側面に不織布からなる透水性被覆材２２，２２が被覆されて形成されたものである。このような構成とすることにより、芯材２１に形成された波形部分と透水性被覆材２２，２２との間に地盤中の水を流入させ、流入した水を減圧手段に連通された端部より排水することができる。

本発明のドレーン材は、上記のようなドレーン材であって、芯材が延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなることを特徴とする。延伸倍率が８〜３０倍であることによって極めて高い引張弾性率を発揮するポリオレフィン系樹脂シートが得られ、これを用いることによって、良好な柔軟性を有しつつも工事後のドレーン材料の引き抜きに対して十分な強度を有するドレーン材を提供することができる。

上記において、芯材を構成する上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートは、芯材と被覆材の間に地盤中の水を流入させ得る空隙を形成可能な形状に成形され、例えば波形や凹凸断面形状などに成形されて芯材が構成される。

本発明において、上記延伸オレフィン系樹脂シートの延伸倍率が小さ過ぎると充分な引張弾性率が発揮されないことがあり、また、熱伸縮が大きくなりすぎることがある。延伸倍率が大きくなり過ぎると延伸成形時にシートが破断し易くなることがある。

延伸オレフィン系樹脂シートを構成するオレフィン系樹脂としては、シート形成能を有する任意のオレフィン系樹脂が使用でき、例えば、高密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ペンテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等が挙げられ、高密度ポリエチレン樹脂が好適に使用される。

上記高密度ポリエチレン樹脂の密度は小さくなると延伸しても形状追随性が向上しなくなるので、０．９４ｇ／ｃｍ^３以上が好ましい。

また、高密度ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は、小さくなり過ぎると延伸しても剛性があまり向上せず、大きくなり過ぎると成形や延伸がしにくくなるので、２０万〜５０万が好ましく、メルトインデックス（ＭＩ）は成形性が優れている０．１〜２０が好ましく、より好ましくは０．２〜１０である。

本発明においては、上記高密度ポリエチレンを単独で用いてもよいが、他のポリオレフィンを高密度ポリエチレン１００重量部に対し３０重量部以下の割合で混入させてもよい。併用される他のポリオレフィンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニルなどを挙げることができる。

更に上記高密度ポリエチレンは架橋されたものが用いられてもよい。この場合得られる樹脂シートのゲル分率は２０％以上であることが好ましい。

上記オレフィン系樹脂シートの延伸方法は従来公知の任意の方法が採用されてよいが、８〜３０倍と高度に延伸するには、オレフィン系樹脂シートを圧延した後、延伸又は延伸を複数回繰り返す多段延伸する方法が好ましい。

上記圧延は、オレフィン系樹脂シートを一対の反対方向に回転するロールに供給し、押圧してシートの厚みを薄くすると共に伸長する方法であり、圧延されたシートは延伸シートとは異なり、オレフィン系樹脂が配向されることなく緻密になっているので、高度に延伸しやすくなっている。

圧延温度は、低くなると均一に圧延できず、高くなると溶融切断するので、圧延する際のロール温度は、圧延するオレフィン系樹脂シートのオレフィン系樹脂の「融点−４０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、オレフィン系樹脂の「融点−３０℃」〜「融点−５℃」である。

尚、本発明において、融点とは示差走査型熱量測定機（ＤＳＣ）で熱分析を行った際に認められる、結晶の融解に伴う吸熱ピークの最大点をいう。

又、圧延倍率は小さいと後の延伸に負担がかかり、大きくするのは圧延が困難になるので４〜１０倍が好ましい。尚、本発明において、圧延倍率及び延伸倍率は、圧延又は延伸前のシートの断面積を圧延又は延伸後のシートの断面積で除した値である。

上記延伸は、従来公知の任意の方法でよく、例えば、ロール延伸法、ゾーン延伸法により、ヒータや熱風により加熱しながら延伸する方法が挙げられる。

延伸温度は、低くなると均一に延伸できず、高くなるとシートが溶融切断するので、延伸するオレフィン系樹脂シートのオレフィン系樹脂の「融点−６０℃」〜融点の範囲が好ましく、より好ましくは、オレフィン系樹脂の「融点−５０℃」〜「融点−５℃」である。

又、圧延後の延伸倍率は、全体の延伸倍率が８〜３０倍であることから、圧延倍率を考慮し、全体の延伸倍率がこの範囲にはいるように決定すればよいが、圧延後の延伸が少ないと機械的強度が向上しないので、２倍以上が好ましく、より好ましくは３倍以上である。尚、全体の延伸倍率は圧延倍率と圧延後の延伸倍率を乗じた数値である。

本発明における、延伸オレフィン系樹脂シートは、必ずしも単層である必要はなく、複数の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化された複層のものであってもよい。

複数の延伸ポリオレフィン系樹脂シートを積層一体化する方法としては特に限定されず、例えば接着剤を用いて積層一体化してもよいし、熱可塑性樹脂フィルムを介して積層一体化してもよい。

熱可塑性樹脂フィルムを介して積層一体化する場合には、予め熱可塑性樹脂フィルムがラミネートされた延伸ポリオレフィン系樹脂シートを用い、表面の熱可塑性樹脂フィルムを溶融しながら熱プレスして積層一体化する方法が好適である。

上記熱可塑性樹脂フィルムの材料としては、延伸ポリオレフィン系樹脂シートと強固に熱融着されるものが好ましく、例えば、低温で優れた熱融着性を有するエチレン酢酸ビニル系樹脂からなるフィルムが、延伸ポリオレフィン系樹脂シートに対する過度の熱履歴を防止可能な点で好ましい。

上記に於いて、単層当たりの延伸ポリオレフィン系樹脂シートの厚みとしては、薄くなると機械的強度が低下し、厚くなると延伸方向に割れやすくなるため、その厚みは一般に０．０５〜２．０ｍｍであり、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。従って、更に厚みの大きな高強度の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが必要な場合には、複数の上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートを積層一体化して用いることが好ましい。即ち、例えば厚み２ｍｍの延伸ポリオレフィン系樹脂シートが必要な場合には、厚み１ｍｍの延伸ポリオレフィン系樹脂シートを２枚重ねて積層一体化して用いることができる。

また、本発明のドレーン材は、ドレーン材本体を構成する、例えば熱可塑性樹脂などからなる芯材、又は、透水性の不織布などからなる被覆材に、上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化されてなるものであってもよい。この場合、上記延伸ポリオレフィン系樹脂シートは必ずしも波形や凹凸断面形状などに成形される必要はなく、フラットなシートであることが被覆材に積層一体化する際の接着性が向上する点で好ましい。

更に、複数のドレーン材本体が用いられ、本体同士を重ね合わせたときに向合する被覆材の間に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の被覆材に積層一体化されてなるものであってもよい。

また、複数の芯材を重ね合わせ、向合する芯材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の芯材に積層一体化されるとともに、外面が被覆材で被覆されてなるものであってもよい。

上記延伸オレフィン系樹脂シートを芯材又は被覆材に積層一体化する方法としては、引き抜き時に剥がれないように強固に一体化されていれば特に限定されず、例えば接着剤（ホットメルト型接着剤を含む）や粘着剤、若しくはホッチキスタイプなどの係止金具などが用いられて積層一体化する方法が挙げられる。

延伸ポリオレフィン系樹脂シートが、熱可塑性樹脂フィルムを介して芯材又は被覆材に積層一体化される場合には、積層一体化し易く、また強固に一体化し得る点で好ましい。この場合、予め延伸ポリオレフィン系樹脂シートに熱可塑性樹脂フィルムが積層された積層シートを用いると、熱可塑性樹脂フィルムによって延伸オレフィン系樹脂シートの割れを防止できると共に、簡便にシートを積層一体化することができる点でより好ましい。

上記熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、延伸オレフィン系樹脂シートと強固に接着されるものが好ましいので、前述のオレフィン系樹脂が好適に使用できるが、中でも積層性に優れる点で、エチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムが好適である。エチレン酢酸ビニル系樹脂フィルムを用いることにより、低温での融着や接着が可能となり、加熱による芯材や被覆材の変形を防止できるだけでなく、延伸シートの緩和が抑制され寸法変化の増大や弾性率の減少を抑制することができる。

上記熱可塑性樹脂フィルムの厚みとしては、特に限定されないが、厚過ぎると得られる積層シートの剛性が大きくなり過ぎる傾向があるので、一般に０．０１〜１．０ｍｍであり、好ましくは０．０２〜０．５ｍｍである。

上記芯材としては、特に限定されないが、適度な柔軟性を有し、錆などの腐食が発生しない材料が好ましく、例えば、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂やビニル系樹脂などの熱可塑性樹脂が好適に用いられる。

また、被覆材としては特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂繊維や無機繊維からなるもので、透水性を有する織布や不織布などが挙げられる。

本発明における請求項１記載のドレーン材は、芯材が延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなるので、高度なレベルに延伸されて得られる極めて高い引張弾性率を有するオレフィン系樹脂シートが用いられることで、錆などの腐食が発生することのない材料であって、巻回が可能な柔軟性を有しつつも、工事後の引き抜きに対して十分な強度を有するドレーン材を提供することができる。

また、本発明の請求項２に記載のドレーン材は、ドレーン材本体を構成する芯材又は被覆材に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化されてなることを特徴とするので、高度なレベルに延伸されて得られる極めて高い引張弾性率を有するオレフィン系樹脂シートが積層一体化されて用いられることで、上記同様の効果を発揮するドレーン材を提供することができる。

更に、本発明の請求項３に記載のドレーン材は、複数のドレーン材本体を重ね合わせたときに向合する被覆材の間に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の被覆材に積層一体化されてなることを特徴し、また、請求項４に記載のドレーン材は、複数の芯材を重ね合わせ、向合する芯材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の芯材に積層一体化されるとともに、外面が被覆材で被覆されてなることを特徴とするとするので、何れにおいても、ドレーン材の製造が容易になると共に、両側外面の被覆材からの透水性を確保し得るので、上記効果は更に確実なものとなる。

上記において、延伸ポリオレフィン系樹脂シートが、熱可塑性樹脂フィルムを介して積層一体化された場合には、延伸ポリオレフィン系樹脂シートと芯材又は被覆材とを積層一体化し易く、また強固に一体化し得る点で上記効果は更に確実なものとなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜４は、本発明の実施形態を例示する模式斜視図である。
本発明のドレーン材１は、例えば、図１に示すように、波形形状を有する芯材２２の両側面に、透水性の被覆材２２，２２が被覆されて形成されるドレーン材本体２からなり、芯材２１が延伸ポリオレフィン系樹脂シート３からなるものであり、延伸ポリエチレンの延伸方向がドレーン材１の長手方向（工事後に引き抜く方向）になるように形成される。

また、本発明のドレーン材１は、図２に示すように、ドレーン材本体２を構成する被覆材２２，２２の少なくとも一方の表面側に、複数の帯状体に形成された単層又は複層の延伸ポリオレフィン系樹脂シート３，３，・・が、その延伸方向がドレーン材１の長手方向になるように積層一体化されてなるものであってもよい。この場合、延伸ポリオレフィン系樹脂シートの表面摩擦抵抗が小さいので、引き抜き時の地盤との摩擦力を低減する効果が向上する。

また、本発明のドレーン材１は、図３に示すように、ドレーン材本体２を構成する芯材２１の例えば凹部に沿うように複数の帯状体に形成された単層又は複層の延伸ポリオレフィン系樹脂シート３が、その延伸方向がドレーン材１の長手方向になるように積層一体化されてなるものであってもよい。

上記のように構成されることで、ドレーン材１の長手方向における強度が極めて高いものとなり、工事後の引き抜きが可能となる。

更に、本発明のドレーン材１は、図４又は図５に示すように、複数のドレーン材本体２，２が用いられ、本体２，２同士を重ね合わせたときに向合する被覆材２２ａ，２２ｂの間に、単層又は複層の延伸ポリオレフィン系樹脂シート３が、その延伸方向がドレーン材１の長手方向になるように挟み込まれ、双方の被覆材２２ａ，２２ｂに積層一体化されてなるものであってもよい。

また、上記において、被覆材２２ａ，２２ｂを用いずに、芯材２１ａ，２１ｂの間に、延伸ポリオレフィン系樹脂シート３が、その延伸方向がドレーン材１の長手方向になるように挟み込まれ、双方の芯材２１ａ，２１ｂに積層一体化されてなるものであってもよい。

上記のように構成されることで、ドレーン材１の製造が容易になると共に、挟み込まれた延伸ポリオレフィン系樹脂シート３によって長手方向における強度が向上し、また、両側外面の被覆材２２，２２から地盤中の水が内部に流入しやすいドレーン材１を得ることができる。

上記において、通常、ドレーン材１は、長尺もので巻回ドラムなどに巻き付けられて施工現場に搬入されるか、又は、図６に部分断面図を示すように、ドレーン材本体２の端部（鉛直方向に埋設される場合はその上部）が気密性材料４により被覆され、気密材料４に連結して排水用筒材５が取り付けられたドレーン材１が、次のドレーン材１に連結され、これが繰り返されて多数のドレーン材が連結されたものが巻回ドラムなどに巻き付けられて施工現場に搬入される。

従って、本発明のドレーン材によれば、適度な柔軟性が発揮されるため、容易に巻回可能なドレーン材を提供することができる。

本発明に係るドレーン材の実施形態を例示する模式斜視図である。 本発明に係るドレーン材の、他の実施形態を例示する模式斜視図である。 本発明に係るドレーン材の更に他の実施形態を例示する模式斜視図である。 本発明に係るドレーン材の更に他の実施形態を例示する模式斜視図である。 本発明に係るドレーン材の更に他の実施形態を例示する模式斜視図である。 本発明に係るドレーン材が連結された状態を説明する部分断面図である。

符号の説明

１ ドレーン材
２ ドレーン材本体
２１，２１ａ，２１ｂ 芯材
２２，２２ａ，２２ｂ 被覆材
３ 延伸ポリオレフィン系樹脂シート
４ 気密性材料
５ 排水用筒材

Claims (5)

1. 地盤中の水を内部に流入させて排水可能なドレーン材であって、ドレーン材本体が芯材及び被覆材からなり、芯材が延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートからなることを特徴とするドレーン材。
2. 地盤中の水を内部に流入させて排水可能なドレーン材であって、ドレーン材本体を構成する芯材又は被覆材に、延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが積層一体化されてなることを特徴とするドレーン材。
3. 複数のドレーン材本体を重ね合わせ、向合する被覆材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の被覆材に積層一体化されてなることを特徴とする請求項２記載のドレーン材。
4. 複数の芯材を重ね合わせ、向合する芯材の間に延伸倍率８〜３０倍の延伸ポリオレフィン系樹脂シートが挟み込まれ、双方の芯材に積層一体化されるとともに、外面が被覆材で被覆されてなることを特徴とする請求項２記載のドレーン材。
5. 延伸ポリオレフィン系樹脂シートが、熱可塑性樹脂フィルムを介して芯材又は被覆材に積層一体化されてなることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項記載のドレーン材。

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