JP2008081941A - 地中壁および透水性地中壁の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物の施工中に地下水流の流出を防ぐ一方、構造物の施工後には地下水流を適宜生じさせることができる地中壁を提供する。
【解決手段】地中壁１の壁内に生分解性材７を内設し、かつ地中壁１の壁内に生分解性材７に至り反応物および圧力水を導く導管６を設ける。これにより生分解性材７が地中壁１で覆われており当該生分解性材７の分解が止められるので、構造物の建設中に施工現場への地下水流の流出を防ぐことになる。また、構造物の建設後には、導管６を通して生分解性材７の分解反応を行わせる反応物を生分解性材７に導き、かつ導管６を通して生分解性材７が分解された後の空洞部９の周囲のソイルセメント４を破砕する圧力水を導くことで、地中壁１に地下水流を通すことになる。この結果、構造物の施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物の施工後に地下水流の流通を行うことができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、施工時に地下水流を遮断する一方で施工後には地下水流を確保する地中壁および前記地中壁を用いた透水性地中壁の形成方法に関するものである。

地下水流がある地盤に、その流れを横切るように不透水性の構造物を構築した場合、当該構造物が地下ダムのような機能を生じ、上流側では地下水位の上昇が起こり、下流側では水位の低下が起こる。この結果、上流側では構造物への浮上の影響や浸水が生じ、下流側では井戸枯れや地盤沈下が生じるおそれがある。そこで、土留め壁などの地中壁に地下水を通す透水機能を持たせることによって上記問題に対処することが可能である。

従来、生分解性プラスチックを用いた地下連続地中壁がある。ここでは、地下連続地中壁をなす柱杭を構築する際、土圧対抗用の芯材の下側に、断面十字状に成型された生分解性プラスチックを長さ方向軸線が鉛直状となるように配置してある。そして、施工後所定時間が過ぎると、生分解性プラスチックが土中のバクテリアによって水と二酸化炭素に分解される。このため、分解された箇所を通して地下連続地中壁をまたぐように地下水流が確保される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３６３９７６号公報

しかし、上述した従来の地下連続地中壁では、生分解性プラスチックの分解反応時間のコントロールが難しい。すなわち、構造物の施工中に分解反応が起こると地下水流が施工現場に流れ込むことで施工が妨げられ、止水を行わなければならない。さらに、従来の地下連続地中壁では、柱杭をなすソイルセメント中に生分解性プラスチックを直接沈下させるため、設置時に生分解性プラスチックが破損するおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、構造物の施工中に地下水流の流出を防ぐ一方で構造物の施工後には地下水流を適宜生じさせることができる地中壁および透水性地中壁の形成方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る地中壁は、透水層に位置する壁内に圧力水を導く導管を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る地中壁は、透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る透水性地中壁の形成方法は、透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けた地中壁を用いる透水性地中壁の形成方法であって、前記導管を通して前記反応物を放射して生分解性材を分解させて壁内に空洞を設けた後、前記導管を通して前記空洞内に高圧水を放射して前記地中壁を貫通する通水路を形成することを特徴とする。

本発明に係る地中壁は、構造物の建設中では、透水層に位置する壁によって施工現場への地下水流の流出を防ぐことが可能になる。また、構造物の建設後には、導管を通して透水層に位置する壁内に圧力水を導いて壁を破砕することで、壁に地下水流を通すことが可能になる。この結果、構造物の施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物の施工後の地下水流の流通を行うことができる。さらに、壁の破砕を圧力水によって行うため、大規模な装置や設備を必要としないのでコストが嵩むことがない。

また、本発明に係る地中壁は、透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けた。このため、生分解性材が壁内で覆われていることで当該生分解性材の分解が止められるので、構造物の建設中では、透水層に位置する壁によって施工現場への地下水流の流出を防ぐことが可能になる。また、構造物の建設後には、導管を通して生分解性材の分解反応を行わせる反応物を生分解性材に導き、その後、導管を通して生分解性材が分解された後の空洞の周囲を破砕する圧力水を導くことで、地中壁に地下水流を通すことが可能になる。この結果、生分解性材を用いた場合に当該生分解性材の分解反応時間のコントロールを行えるので、構造物の施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物の施工後に地下水流の流通を行うことができる。さらに、生分解性材の分解後に地中壁の破砕を圧力水によって行うため、大規模な装置や設備を必要としないのでコストが嵩むことがない。

また、本発明に係る透水性地中壁の形成方法は、透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けた地中壁を用いる透水性地中壁の形成方法であって、前記導管を通して前記反応物を放射して生分解性材を分解させて壁内に空洞を設けた後、前記導管を通して前記空洞内に高圧水を放射して前記地中壁を貫通する通水路を形成する。このため、生分解性材が壁内で覆われていることで当該生分解性材の分解が止められるので、構造物の建設中では、透水層に位置する壁によって施工現場への地下水流の流出を防ぐことが可能になる。また、構造物の建設後には、導管を通して生分解性材の分解反応を行わせる反応物を生分解性材に導き、その後、導管を通して生分解性材が分解された後の空洞の周囲を破砕する圧力水を導くことで、地中壁に地下水流を通すことが可能になる。この結果、生分解性材を用いた場合に当該生分解性材の分解反応時間のコントロールを行えるので、構造物の施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物の施工後に地下水流の流通を行うことができる。さらに、生分解性材の分解後に地中壁の破砕を圧力水によって行うため、大規模な装置や設備を必要としないのでコストが嵩むことがない。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る地中壁および透水性地中壁の形成方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明に係る地中壁を示す概略図、図２は図１に示した地中壁の平断面図、図３は図１に示した地中壁の斜視図、図４は図１に示した地中壁の縦断面図である。ここでの地中壁は、柱杭２を複数連続して並設した土留め壁などの地中壁１からなるもので、当該柱杭２を透水層１０１に貫通してその下方の不透水層１０２まで到達して設けてある。また、地中壁１は、地下水上流側と地下水下流側とにそれぞれ対向して設けてあり、その間の透水層１０１に例えば車両用トンネルなどの構造物Ｋが建設してある。

柱杭２は、例えば地表面ＧＬから透水層１０１を貫通してその下方の不透水層１０２に到達して掘削した削孔３内にソイルセメント４を充填したものであり、ソイルセメント４の内部に芯材５、導管６および生分解性材７を内設してある。

芯材５は、例えばＨ鋼などの長手状の鋼材からなり、その長手方向を地表面ＧＬから構造物Ｋを建設した透水層１０１の部位に至るように設けてある。

導管６は、中空のパイプからなり、芯材５の長手方向に沿って地表面ＧＬから芯材５の下端に至るまで設けてある。導管６は、削孔３（ソイルセメント４）のほぼ中心に配置してあることが好ましい。

生分解性材７は、例えばポリヒドロキシブチレートを成分とする微生物産生系のもの、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコールなどを成分とする化学合成系のもの、酢酸セルロース、キトサン、澱粉などを成分とする天然物利用系のものなど、反応物（バクテリアなど）によって水と二酸化炭素とに分解される物質が好ましい。なお、生分解性材７がポリ乳酸の場合には、当該ポリ乳酸が水による加水分解の性質をもっているので水を反応物として用いることが可能である。この生分解性材７は、芯材５の下部であって、構造物Ｋよりも下側である透水層１０１の位置に配設してある。また、生分解性材７は、図３に示すように導管６に連通する孔部７１を有している。さらに、生分解性材７は、その外周が保護材７２によって被覆してある。また、必要に応じて生分解性材７に植物繊維を混ぜて補強してもよい。なお、生分解性材７は、図３に示すように底部が下方に向けて尖っていることが好ましい。

上記地中壁１を構築するには、まず、削孔３を複数連続して掘削する。次いで、削孔３内にソイルセメント４を形成する。次いで、削孔３のソイルセメント４中に生分解性材７を挿入する。次いで、削孔３のソイルセメント４中に芯材５を生分解性材７の上から挿入する。この芯材５には、導管６が取り付けてある。すなわち、芯材５の挿入によって生分解性材７が構造物Ｋよりも下側である透水層１０１の位置に押し下げられる。その後、ソイルセメント４が固化することで透水性地中壁が完成する。なお、生分解性材７が削孔３内で押し下げられる際、当該生分解性材７の外周に保護材７２で被覆されているので、生分解性材７が破損する事態を防ぐことが可能である。ちなみに、上記地中壁１を構築する別方法として、導管６を取り付けた生分解性材７を芯材５の先端に予め取り付けておき、削孔３を複数連続して掘削し、削孔３内にソイルセメント４を形成した後、芯材５を先端からソイルセメント４中に挿入するようにしてもよい。

このように構築した地中壁１は、芯材５によって土圧に耐えるものとなり、対向した間の止水壁として機能する。そして、この対向した地中壁１の間に構造物Ｋが建設されることになる。

構造物Ｋの建設が完了した後、地中壁１に透水機能を付与する。図５は本発明に係る透水性地中壁の形成方法の工程を示す平断面図、図６は図５（ａ）の工程における縦断面図、図７は図５（ｃ）の工程における縦断面図である。なお、図５では地中壁１として１つの柱杭２のみを示してある。

まず、図５（ａ）および図６に示すように柱杭２の杭頭から導管６の内部にノズル８を挿通して生分解性材７の孔部７１に至らせ、当該ノズル８から生分解性材７を分解反応させるための反応物を放射する。すると、図５（ｂ）に示すように生分解性材７が反応を起こして分解することになる。このため、生分解性材７が内設されていた柱杭２の部位が空洞部９になる。

その後、図５（ｃ）および図７に示すように柱杭２の杭頭から導管６の内部にウォータジェットノズル１０を挿通して空洞部９に至らせ、当該ウォータジェットノズル１０から柱杭２のソイルセメント４にスリット１１を設けるための圧力水を放射する。スリット１１は、ウォータジェットノズル１０を上下方向に移動させることによって、空洞部９の上下（柱杭２の深さ方向）に渡って設けられる。なお、強度のあるソイルセメント４を切削する場合には、必要に応じて圧力水に研磨材を混入させたアブレシブジェットを使用することが好ましい。すると、図５（ｄ）に示すように空洞部９の周囲である柱杭２のソイルセメント４が破砕されて、透水機能をなす通水路１２が形成されることになる。この結果、通水路１２を透して透水層１０１の地下水上流から地下水下流に至り地中壁１をまたぐように地下水流が確保される。

このように、上述した地中壁１では、地中壁１の壁内に生分解性材７を内設し、かつ地中壁１の壁内に生分解性材７に至り反応物および圧力水を導く導管６を設けてある。このため、生分解性材７が地中壁１で覆われており当該生分解性材７の分解が止められるので、構造物Ｋの建設中に施工現場への地下水流の流出を防ぐことが可能になる。また、構造物Ｋの建設後には、導管６を通して生分解性材７の分解反応を行わせる反応物を生分解性材７に導き、その後、導管６を通して生分解性材７が分解された後の空洞部９の周囲のソイルセメント４を破砕する圧力水を導くことで、地中壁１に地下水流を通す透水性地中壁を形成することが可能になる。この結果、生分解性材７を用いた場合に当該生分解性材７の分解反応時間のコントロールを行えるので、構造物Ｋの施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物Ｋの施工後に地下水流の流通を行うことができる。さらに、生分解性材７の分解後にソイルセメント４の破砕を圧力水によって行うため、大規模な装置や設備を必要としないのでコストが嵩むことがない。

また、導管６に連通する孔部７１を生分解性材７に設けたことにより、反応物を生分解性材７に効率よく導き、生分解性材７を早期に分解反応させることが可能になる。さらに、生分解性材７の外周を保護材で被覆したことにより、生分解性材７を設置する際に生分解性材７が破損する事態を防ぐことが可能である。

なお、上述した実施の形態では、生分解性材７を用いた構成について説明したが、この限りではない。図には明示しないが、生分解性材７を用いず、透水層１０１に位置する地中壁１の内部に圧力水を導く導管６を設けた構成としてもよい。この場合でも、構造物Ｋの施工を妨げる地下水流の流出を防ぎ、かつ構造物Ｋの施工後の地下水流の流通を行うことができる。さらに、ソイルセメント４の破砕を圧力水によって行うため、大規模な装置や設備を必要としないのでコストが嵩むことがない。

本発明に係る地中壁を示す概略図である。 図１に示した地中壁の平断面図である。 図１に示した地中壁の斜視図である。 図１に示した地中壁の縦断面図である。 本発明に係る透水性地中壁の形成方法の工程を示す平断面図である。 図５の工程における縦断面図である。 図５の工程における縦断面図である。

符号の説明

１ 地中壁
２ 柱杭
３ 削孔
４ ソイルセメント
５ 芯材
６ 導管
７ 生分解性材
７１ 孔部
７２ 保護材
８ ノズル
９ 空洞部
１０ ウォータジェットノズル
１１ スリット
１２ 通水路
１０１ 透水層
１０２ 不透水層
ＧＬ 地表面
Ｋ 構造物

Claims (3)

1. 透水層に位置する壁内に圧力水を導く導管を設けたことを特徴とする地中壁。
2. 透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けたことを特徴とする地中壁。
3. 透水層に位置する壁内に生分解性材を内設し、かつ当該壁内に前記生分解性材に至り反応物および圧力水を導く導管を設けた地中壁を用いる透水性地中壁の形成方法であって、
   前記導管を通して前記反応物を放射して生分解性材を分解させて壁内に空洞を設けた後、前記導管を通して前記空洞内に高圧水を放射して前記地中壁を貫通する通水路を形成することを特徴とする透水性地中壁の形成方法。

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