JP2008156890A

JP2008156890A - 防水装置および防水方法

Info

Publication number: JP2008156890A
Application number: JP2006346475A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Oda; 俊一小田
Original assignee: WCB KK
Current assignee: WCB KK
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】
大がかりな施工工事を必要とせず、既存の構造物を利用した防水装置、防水方法を提供するものである。
【解決手段】
先端部において屈曲した状態で水密的に接合可能となるように形成された板状の第１の防水体および第２の防水体を、前記接合部が水位の高い方向に向かって突出するような角度となるように配置するとともに、前記第１の防水体および第２の防水体の後端を建築物や杭等の構造物の側面を利用して支持し、前記第１の防水体に作用する水圧の一部を前記第２の防水体を介して一方の前記構造物の側面で支持し、前記第２の防水体に作用する水圧の一部を前記第１の防水体を介して他方の前記構造物の側面で支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水害時における地下鉄入口、地下駐車場の入口、家屋の門等からの水の侵入を防止する防水装置、防水方法に関する。

従来、予め地中にＵ字溝を有する断面形状凹型の細長い台板を埋めておき、洪水等非常の場合に台板のＵ字溝へ剛性板を金属製折板で蔽った堰板を差し込んで塀を設ける構成の非常用防水擁壁が知られている（特許文献１）。
実用新案登録第３１１３３３３号公報

上記非常用防水擁壁は、予めＵ字溝を有する台板を地中に埋設する工事が必要であるから、既存の建造物に上記非常用防水擁壁を設ける場合には地表のコンクリートを破壊して取り除き、再施工するという大がかりな施工作業が必要になるという課題を有している。
本願発明は上記課題に鑑み発明されたものであって、大がかりな施工工事を必要とせず、既存の構造物を利用した防水装置、防水方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
先端部において屈曲した状態で水密的に接合または回動可能に形成された板状の第１の防水体および第２の防水体と、
前記第１の防水体の後端部を水密的に支持する第１の支持体と、前記第２の防水体の後端部を水密的に支持する第２の支持体を有したことを特徴とする防水装置。

また、本願請求項２記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
前記第１の防水体と第２の防水体の対向面によって形成される角度が、９０度〜１６０度の範囲であることを特徴とする請求項１記載の防水装置。

本願請求項３記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
先端部において屈曲した状態で水密的に接合または回動可能となるように形成された板状の第１の防水体および第２の防水体を、前記接合部または回動部が水位の高い方向に向かって突出するような角度で配置するとともに、
前記第１の防水体および第２の防水体の後端を建築物や杭等の構造物の側面を利用して支持し、
前記第１の防水体に作用する水圧の一部を前記第２の防水体を介して一方の前記構造物の側面で支持し、前記第２の防水体に作用する水圧の一部を前記第１の防水体を介して他方の前記構造物の側面で支持したことを特徴とする防水方法。

本願請求項４記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
前記第１の防水体と第２の防水体の対向面によって形成される角度が、９０度〜１６０度の範囲であることを特徴とする請求項３記載の防水方法。

本願発明に係る防水装置は、２枚の防水体が水圧を受けた際に互いに支え合う構造になっているので、その支え合う力を利用して支持体となる部材や壁などに押し付けることが
できる。したがって、防水体の取り付けにあたり、防水体を固定するための支持体の壁等への取り付けを比較的簡単に行うことができるという効果を有している。
また、支持体には、当該支持体に対して壁等との間に強い摩擦力を発生させるための垂直荷重を発生させることができ、前記効果に加えて防水体を強固に壁等に支持することができるという効果を有している。

本願発明に係る防水方法は、２枚の防水体が水圧を受けた際に互いに支え合うものであるので、その支え合う力を利用して支持体となる部材や壁などに防水体を押し付けることができる。当該押し付け力等により互いの接合部の水密性を高めることができき、防水壁としての機能を高めることができるという効果を有している。
また、支持体を使用した場合には、当該支持体に対して壁等との間に強い摩擦力を発生させるための垂直荷重を発生させることができ、前記効果に加えて防水体を強固に壁等に支持することができるという効果を有している。

以下、本願発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本願発明に係る防水装置１を構成する各手段の概略図である。防水装置１は、主な構成として板状の第１の防水体２、第２の防水体３および当該第１の防水体２の後端部を水密的に支持する第１の支持体４、第２の防水体３の後端部を水密的に支持する第２の支持体５を有している。
本実施の形態では、一例として第１の防水体２および第２の防水体３は、幅（高さ）が約４０ｃｍ程度、全長が約１００〜１１０ｃｍ程度の外形を有する板状体として形成されている。各防水体２、３は、２〜３ｍｍ厚のステンレス板によって形成されており、幅方向の両端を直角に折り曲げて５ｃｍ〜１０ｍｍ程度のフランジ状の折曲部６を上下両端に形成したものである。なお、図１その他各図に示した各手段は、構造をわかりやすく説明するために、ステンレス板の肉厚を厚く作図しており、実際のものとは異なった図として記載したものである。

各防水体２、３の上下にフランジ状の折曲部６を設けたのは、板状に形成した防水体２、３の強度を高め、水圧による荷重を受けた際の極端な変形や撓みを防止するためである。また、設置時に下面となる折曲部６の表面には、ネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成した板状体１９がパッキンとして貼り付けられ、折曲部６表面と設置面との間を弾性的に塞ぐようになっている。当該板状体１９によって、設置面との間の漏水を防ぐようになっている。また、折曲部６にも水圧にって設置面方向に押し付ける荷重をかけることができるので、当該板状体１９を設置面に押し付け、弾性的に水密状態を保つことが出来るようになっている。

第１の防水体２は、前述のように上下に折曲部６を有する断面が略コ字状の板状体として形成されており、折曲部６を突出させた側が表面（防水面）となっている。第１の防水体２の先端部７の裏面には、当該裏面に対して直角〜６０度程度の内角を有する凸板８が上下方向に亘って設けられている。凸板８は、第１の防水体２の裏面に水密的に強固に固定されており、詳細には後述するように、第２の防水体３との屈曲可能な接合部として、水圧によって生じた押圧力を受け止める部位となっている。凸板８の固定方法は、溶接の他、ボルト・ナット等の締結手段を用いることができる。
なお、第１の防水体２と第２の防水体３との接合部位は、水密かつ所定の角度範囲内において屈曲可能であればヒンジ連結構造や他の構造でも差し支えなく、図示した構造に限らない。

第１の防水体２の後端部９の裏面には、当該裏面との間に、端部方向に向かって所定幅の開口を有した受部１０を形成する受部材１１が強固に取り付けられている。
また、第１の防水体２の後端部９には、当該端部を覆うようにネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成された板状体１８が貼り付けられている。当該板状体１８の弾性によって、第１の防水体２の後端部９が第１の支持体４と水密的に当接するようになっている。

第１の支持体４は、建築物等の既存の壁、柱、杭等の側面と接する板状の台板１２と、当該台板１２の表面中央付近から、１５度程度の角度を成すように突出した上下方向に亘る板状の凸片１３を設けた形態に形成されている。台板１２は、ほぼ矩形の板状体として形成されており、ネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成した板状体１４が裏面に貼り付けられている。台板１２には、ボルト１５を挿通させるための複数の孔１６が穿設されている。
前記台板１２と１５度程度の角度を成して突出した凸片１３の間が第１の防水体２の後端部９と当接する受部１７となり、第１の防水体２に作用する荷重を受け止めるようになっている。

第２の防水体３は、前述のように上下に折曲部６を有する断面が略コ字状の板状体として形成されており、折曲部６を突出させた側が表面（防水面）となっている。第２の防水体３の先端部２０には、当該先端部２０の端縁を覆うようにネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成した板状体２１が貼り付けられている。
また、第２の防水体３の後端部２２にも、当該後端部２２の端縁を覆うようにネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成した板状体２３が貼り付けられている。さらに、第２の防水体３の後端部２２の裏面には、当該裏面との間に所定幅の開口を有する受部２４を形成するための受部材２５が強固に取り付けられている。

第２の支持体５は、建築物等の既存の壁、柱、杭等の側面と接する板状の台板２６と、当該台板２６の表面中央付近から、１５度程度の角度を成すように突出した上下方向に亘る板状の凸片２７を設けた形態に形成されている。台板２６は、ほぼ矩形の板状体として形成されており、ネオプレンゴムその他の弾力性のある素材によって形成した板状体２８が裏面に貼り付けられている。台板２６には、ボルト１５を挿通させるための複数の孔２９が穿設されている。
前記台板２６と１５度程度の角度を成して突出した凸片２７の間が第２の防水体３の後端部２２と当接する受部２４となり、第２の防水体３に作用する荷重を受け止めるようになっている。

第２図は、前記防水装置１の使用例を説明するための説明図であり、一例として門や駐車場入口等に設けられている互いに対向する壁Ｗ，Ｗを利用して防水装置１を設置し、当該防水装置１によって水の侵入を防止する例を斜め上から見た状体として表したものである。
第１の支持体４および第２の支持体５は、左右の壁Ｗ，Ｗの側面のほぼ対向する位置に取り付けられる。当該支持体４、５の取り付けは、ボルト１５による各台板１２、２６の固定によって行われる。壁Ｗ，Ｗの側面には、予め下穴を空けた後にボルト用のアンカーを埋め込み、当該アンカーにボルト１５を螺合させることで、各台板１２、２６を強固に固定している。
各支持体４、５の台板１２、２６の裏面には、水密性を保つ作用を有する弾性体としての板状体１４、２８がそれぞれ設けられているので、壁Ｗ，Ｗの壁面と台板１２、２６の間から水が漏れないようになっている。また、図示した例では壁Ｗ，Ｗに対する固定を各２本のボルト１５で固定するように記載されているが、当該例に限ることはない。

また、本実施の形態における各支持体４、５に設けられた各凸片１３、２７は、ほぼ防水体２、３の高さと同じ高さを有する矩形の板状体として形成されており、当該凸片１３
、２７の下端は地表部分まで到達するようになっている。
第１の防水体２、第２の防水体３の後端には、端縁の上下方向に亘って弾性体である板状体１８、２３が設けられており、各支持体４、５の台板１２、２６と凸片１３、２７の接合部付近に当接して水が漏れないようになっている。また、第１の防水体２、第２の防水体３は、当該部位において所定角度の範囲で屈曲可能であり、想定された角度の範囲では水が漏れないようになっている。

また、第１の防水体２、第２の防水体３の後端には、それぞれ受部材１１、２５が設けられているが、当該受部材１１、２５は、堰き止めた水の脈動的な水圧変動によって第１の防水体２および第２の防水体３が前方に移動しようとした際に、各支持体４、５から脱落しないように凸片１３、２７に当接するように設けられたものである。

第１の防水体２の先端部７の裏面に設けた凸板８には、第２の防水体３の先端が当接し、水圧によって押圧される第１の防水体２を裏面から支えるようになっている。第２の防水体３の先端には弾性体によって形成された板状体２１が端縁を覆うように取り付けられており、当該板状体２１によって第１の防水体２と第２の防水体３との間に隙間が生じないようになっている。
また、同様に第２の防水体３の先端は、凸板８を介して第１の防水体２によって支えられ、第２の防水体３に作用する水圧による押圧力を第１の防水体２によって支えるようになっている。
なお、第１の防水体２と第２の防水体３との当接構造は、上記した形態に限るものではなく、第１の防水体２の先端を所定の角度範囲内で屈曲可能となるように第２の防水体３の先端によって水密的に支え、かつ第２の防水体３の先端を第１の防水体２の先端によって支えるものであればヒンジ連結や他の構造であっても構わない。
また、第１の防水体と第２の防水体の対向面によって形成される角度は、９０度〜１６０度の範囲で使用可能となるように設計されている。

図３は、図２に示した防水装置１の使用状態を上から見た図であり、間隔がａの壁Ｗ、Ｗ間に防水装置１を設置した場合を表している。また、図４は、同様に図２に示した使用状態の防水装置１を上から見た図であり、壁Ｗ、Ｗ間の距離が前記ａよりも短いｂの場合を表している。
上記図３および図４に示すように、壁の間の距離が異なる場合であっても、中央付近の接合部において屈曲可能となっているので、同じ寸法形状の防水装置１を設置することができるようになっている。

図３を用いて、防水装置１が水を堰き止めている場合の、第１の防水体２、第２の防水体３、支持体４、５、壁Ｗ等に作用する力の釣り合いについて説明する。
防水装置１が水を堰き止めた状態とは、第１の防水体２と第２の防水体３の裏面よりも表面側における水位が高く、その水位差によって生じる押圧力を第１の防水体２と第２の防水体３によって支えている状態である。水位差によって第１の防水体２と第２の防水体３の表面が押圧されると、当該押圧に釣り合う力が壁Ｗ、Ｗを介して第１の防水体２、第２の防水体３に伝達される。
第１の防水体２の表面を押圧する圧力は、当該表面に対して直角に作用する。そして圧力に基づく力の総量は、第１の防水体２の後端１７に接する支持体４と先端７に接する第２の防水体３の先端２０の２点によって支持されることになる。以下、第１の防水体２の両端部に、表面と直角方向の加重Ｐ₁が作用している（総加重＝２×Ｐ₁である。）ものと想定して、力の釣り合いを説明する。

第１の防水体２の一端である先端７に作用する加重Ｐ₁は、第２の防水体３の先端２０の長手方向に沿った力ｆ_P2の分力（Ｐ₁）によって支えられている（釣り合っている）。
この際、当該第２の防水体３による力ｆ_P2は、第１の防水体２の長手方向に対しても分力として力ｆ₁を及ぼしている。
また、第１の防水体２の他端である後端１７に作用する荷重Ｐ₁は、壁Ｗ表面に固定された支持体４（凸片１３）によって支持される。当該荷重Ｐ₁は、壁Ｗ表面と平行なｆ_1y成分と壁Ｗ表面に垂直なｆ_1x成分として、支持体４に作用する。

また、第２の防水体３の表面に対しても直角方向に圧力が作用する。当該第２の防水体２の表面に作用する総量の略１／２が、第１の防水体２の先端に設けた凸板８によって受け止められている。凸板８は、当該加重Ｐ₂を受け止めており、当該Ｐ₂の分力ｆ₂が第１の防水体２の長手方向に伝達される（釣り合っている）。

次に、支持体４部分における力の釣り合いを説明する。第１の防水体２に作用する水圧による加重は、荷重はｘ方向成分（壁Ｗから支持体４を引き剥がそうとする力成分）を有している。当該ｘ方向成分は荷重Ｐ₁の分力として力ｆ_1xで表される。
また、支持体４部分には、第１の防水体２の先端７における第２の防水体３との接触によって、前述した第１の防水体２の長手方向に前述した力ｆ₁および力ｆ₂の加重が作用する。そして、この力ｆ₁および力ｆ₂による支持体４部分におけるｘ方向成分は、図示の通り前記力ｆ_1xと反対方向の力ｆ_xとなる。
ここで、支持体４部分に作用するｘ方向の力の釣り合いのみに着目すると、支持体４を壁Ｗから引き剥がそうとする力ｆ_1xよりも、支持体４を壁Ｗに押し付けようとする力ｆ_xが大きいことが解る。したがって、支持体４には、壁Ｗから引き剥がそうとする力は作用しない。

第２の防水体３との当接によって発生する前記ｘ方向成分ｆ_xが無い場合には、支持体４には壁Ｗから引き剥がそうとする力のみが発生するので、支持体４を固定しているボルト１５が抜けないように締結力を強くする必要がある。この場合、必然的に強度の強いサイズの大きいボルトを使用したり、壁Ｗに対する補強工事等が必要になる。
しかし、本実施の形態に係る防水装置１は、前記のように壁Ｗから支持体４を引き剥がそうとする力よりも、壁Ｗに対して支持体４を押し付ける力が大きいのであるから、ボルト１５が抜けないことを意図した強度は不要となる。

なお、支持体４には、壁Ｗ表面と平行な成分として、荷重Ｐ₁の分力ｆ_1yと前記第２の防水体３との当接によって発生する合成力（ｆ₁＋ｆ₂）のｙ方向成分である分力ｆ_yが作用する。当該合成力（ｆ_1y＋ｆ_y）は、主としてボルト１５の長手方向に対して直角方向の剪断力が作用するから、ボルトとしての強度を発揮しやすい方向で荷重を受け止めることができる。
さらに、支持体４は合成力（ｆ₁＋ｆ₂）のｘ方向成分ｆ_xから前記力ｆ_1xを除いた垂直荷重によって押圧されており、当該垂直荷重（ｆ_x−ｆ_1x）によって支持体４と壁Ｗ表面との間には、支持体４の移動を妨げる摩擦力Ｍが発生する。当該摩擦力Ｍは、垂直荷重（ｆ_x−ｆ_1x）と摩擦係数μとの積によるから、ボルトに対する剪断力（ｆ_1y＋ｆ_y）が増加した場合であっても、支持体４の移動を妨げる摩擦力Ｍも同時に発生する。
このように、防水体２、３に対する荷重が増加したとしても、これに比例して支持体４の移動に対抗する摩擦力Ｍが発生するので、ボルト１５の強度にのみ依存することなく支持体４の移動を規制することができる。
以上、上記の説明は第１の防水体２を中心に説明したが、第２の防水体３についても同様である。

上記のように、第１の防水体２と第２の防水体３を、その先端部で拝み合わせるように配置すると、一方の防水体に作用した力を、他方の防水体を支持する力として利用することができる。したがって、単に支持体４の固定強度のみで第１の防水体２を受け止める場
合と比較して、支持体４の壁に対する固定強度が小さくても良いという効果がある。
また、第１の防水体２と第２の防水体３の間の狭い側の角度は、約１５０度前後が望ましく、範囲としては９０度以上〜１６０度以下である。
図４に示したように、壁の間隔が狭い（間隔ｂ）建築物に本願発明に係る防水装置１を設置すると、図３に示した場合と比較して第１の防水体２と第２の防水体３間の角度が狭くなる。本願発明に係る防水装置１および当該防水装置１を用いた防水方法は、このような壁の間隔が異なる場合であっても、前記角度の範囲内であれば使用することができるものである。

なお、前述した第１の防水体２と第２の防水体３は、それぞれ長手方向の全長がほぼ同一のものとして説明しているが、前述した力の釣り合いや摩擦力等が適切に生じるものであれば、長さの比率が異なっても構わない。
また、第１の防水体２と第２の防水体３は、予め屈曲可能にヒンジ連結されていても構わない。この場合には、ヒンジ連結部分を覆うように、ゴムシート等の防水手段が貼り付けられる。

前述した防水装置は、既存の建築物において水の進入路となる部分に、その壁や他の構造物に取り付けて使用するものである。したがって、既存の構造物に対する取り付けは、その施工工事が簡単であることが必要であるが、本願発明に係る防水装置は、支持体をボルトによって固定するだけで良く工事が極めて簡単である。
また、図５に示すように、既存の建築物の壁Ｗにに図示したような凸部４０、４０がある場合、前述した支持体を設けずに凸部４０、４０を利用して第１の防水体２’と第２の防水体３’を設置することができる。なお、当該図５は原理を説明するために構造を簡略化して記載したものであり、実際には水密性を保つためのパッキン、第１の防水体２’と第２の防水体３’には変形を防止するための構造が採用される。

本願発明は、水害時における地下鉄入口、地下駐車場の入口、家屋の門等からの水の侵入防止に利用可能である。

本願発明に係る防水装置を構成する各手段の概略図である。防水装置の使用例を説明するための説明図である。防水装置に作用する力の釣り合いに関する説明図である。防水装置の他の使用例に関する説明図である。本願発明に係る他の防水装置および防水方法の説明図である。

符号の説明

１防水装置
２第１の防水体
３第２の防水体
４第１の支持体
５第２の支持体
６折曲部
７先端部
８凸板
９後端部
１０受部
１１受部材
１２台板
１３凸片
１４板状体
１５ボルト
１６孔
１７受部
１８板状体
１９板状体
２０先端部
２１板状体
２２後端部
２３板状体
２４受部
２５受部材
２６台板
２７凸片
２８板状体
２９孔
３０台板

Claims

先端部において屈曲した状態で水密的に接合または回動可能に形成された板状の第１の防水体および第２の防水体と、
前記第１の防水体の後端部を水密的に支持する第１の支持体と、前記第２の防水体の後端部を水密的に支持する第２の支持体を有したことを特徴とする防水装置。
前記第１の防水体と第２の防水体の対向面によって形成される角度が、９０度〜１６０度の範囲であることを特徴とする請求項１記載の防水装置。
先端部において屈曲した状態で水密的に接合または回動可能となるように形成された板状の第１の防水体および第２の防水体を、前記接合部または回動部が水位の高い方向に向かって突出するような角度で配置するとともに、
前記第１の防水体および第２の防水体の後端を建築物や杭等の構造物の側面を利用して支持し、
前記第１の防水体に作用する水圧の一部を前記第２の防水体を介して一方の前記構造物の側面で支持し、前記第２の防水体に作用する水圧の一部を前記第１の防水体を介して他方の前記構造物の側面で支持したことを特徴とする防水方法。
前記第１の防水体と第２の防水体の対向面によって形成される角度が、９０度〜１６０度の範囲であることを特徴とする請求項３記載の防水方法。