JP2010077593A - 地中壁状体の築造工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溝(T)を掘削し、架台(14、16)を介して溝(T)内に袋状の部材(24、124)を進入させ、架台(14,16)に設けた投入機構(22)を介して袋状の部材(24、124)内に充填材(F)を充填し、充填材(F)を充填した袋状の部材(24、124)を溝(T)内に複数個配置して壁状体を築造する。
【選択図】図6
Description
例えば、固化材及び/又は水の高圧ジェットにより、施工するべき地盤を溝状に切削し、原位置土と固化材とを混合、攪拌して、地中壁を造成する技術や、多軸混練装置を用いて、複数の円柱状領域を切削しながら原位置土と固化材とを所定領域ずつ混合、攪拌することにより地中壁を造成する技術等が存在する。
一方、多軸混練装置を用いる従来技術においても同様な問題、すなわち、大規模な機械である多軸混練装置を施工現場まで搬送して、設置しなければならない。
さらに、上述した高圧ジェットを用いる従来技術や、多軸混練装置を用いる従来技術によって遮水壁を築造する場合において、従来技術を用いると、必要以上の強度を有する地中壁状体が造成されてしまい、その分だけコスト的に不都合である。
しかし、係る従来技術では、可塑性切削工具による切削の際に生じた切削土砂を処理する必要がある。また、可塑性切削工具による切削を行なうための機器と、切削個所に鋼板又はシート材を挿入するための機器とを、別途用意しなければならないという問題が存在する。さらに、可撓性のシートを切削部に挿入するための具体的な態様が開示されていない。
ここで、溝(T)を掘削する掘削工程では、例えばバックホウ(ロングアームタイプのバックホウ1)を用いて、溝(T)を掘削するのが好ましい。
或いは、架台(14、16)を介して溝(T)内に予め袋状に構成された部材(124)を挿入する前記工程では、袋状の部材(124)を溝(T)に進入させるのが好ましい(図20)。
但し、溝(T)を掘削する掘削工程では、充填材(F)を充填した袋状の部材(24、124)に相当する長さだけ溝(T)を掘削し、溝(T)を掘削する掘削工程、架台(14,16)を設置する工程、溝(T)内に袋状の部材(24、124)を進入させる工程、袋状の部材(24、124)内に充填材(F)を充填する工程を繰り返しても良い(いわゆるバッチ式:図8〜図10)。
或いは、水平方向(例えば、図19の矢印FR方向)について傾斜しているのが好ましい(図19)。
さらに、複数の袋状の部材(24、124)が配置(配列)される方向(図18の矢印W方向)について、互い違いに(千鳥状に)配置されているのが好ましい(図18)。
その場合、必要な遮水性を得るために、袋状部材(24、124)と充填材(F)の何れか一方、或いは両方が、遮水性を有する材料で構成されているのが好ましい。
そして、充填材(F)としては、例えば、セメント、ベントナイト、ミルク、モルタル、アスファルト等や、これ等と原位置土との混合物を用いることが好ましい。
また、充填材(F)として、ゴムその他の弾性材料を用いれば、築造された壁状体を振動吸収壁として用いることが可能である。
その場合は、築造された壁状体を土留壁として用いることが可能である。
また、固化材を原位置土と混合、攪拌する場合に比較して、本発明で築造された壁状体は、強度が高くはない。そのため、遮水壁として用いるには必要且つ十分な強度を発揮するが、それ以上の過剰な強度を壁状体が有してしまうことがない。
そのため、本発明により築造された遮水壁により、例えば、汚染土壌の封じ込めを確実に行なうことが出来る。
最初に、図1〜図19を参照して、第1実施形態を説明する。
図1〜図19で示す第1実施形態では、本発明を地中遮水壁の築造について用いている。
なお、符号GLは地表面を示している。
図1において、バックホウ1により、施工地盤に溝Tを掘削する。図示はされていないが、バックホウ1により溝Tを掘削した際に発生する掘削土は、地表面GLに一時的に貯留される(図7の符号GS)。
明確には図示されていないが、バックホウ1により所定の範囲について溝Tが掘削されたならば、掘削された溝Tの内壁面Twが崩落することを防止するため、溝T内に、例えばベントナイト泥水を充填する。
H鋼12は、図2において、紙面に垂直な方向に延在している。また、H鋼はあくまでも例示であり、その他の構造部材を使用することも可能である。
H鋼12には、架台14が載置されている。そして、図3で示すように、一対の架台14を接合するように、架台16が設けられている。
換言すれば、H鋼12上には、一対の架台14と一対の架台16とで構成された四角形状の架台が載置されている。
そして図3で示すように、架台16上にもリール16Rが設けられ、リール16Rにはシート状部材16Sが巻かれている。シート状部材16Sは、その長さ、材質はシート状部材14Sと同じである。但し、シート状部材16Sの長さ、材質を、シート状部材14Sとは別にすることも可能である。
図3で示すように、溝T上には四角形状の架台が設けられ、4つのリール14R、14R、16R、16Rが、溝Tの四方に配置されることになる。
なお、図2において、符号22は投入ホッパを示している。投入ホッパ22については、図6を参照して後述する。
接合部18は、例えば図4で示すように、いわゆる「ファスナー」を構成している。
図6を参照して後述する様に、袋状部材24に充填材Fを充填すると、袋状部材24はその重量により溝Tの下方へ移動し、シート状部材14S、16Sはリール14R、16Rから、さらに引き出される。そのため、把持部18Pは相対的に地上側(図4では矢印U方向)に引き上げられることになり、隣り合うシート部材14S、16Sは、ファスナーを構成して接合される。
例えば図5で示すように、隣り合うシート部材14S、16Sを複数のリング状部材18Rで接合し、当該複数のリング状部材18Rに可撓性を有するワイヤー状部材18Wを通すことにより、複数のリング状部材18Rによって接合されたシート部材14S、16Sが、ワイヤー状部材18Wに沿って移動するように構成することができる。
換言すれば、シート状部材14S、16Sを施工地盤内に進入させるに連れて、隣り合うシート状部材14Sと16Sが接合部18で接合され、以って、袋状部材24を構成する。
ここで、袋状部材24の底部については、例えば、4つのリール14R、16Rから引き出される4枚のシート状部材14S、16Sの内の何れか1枚で構成しても良い。勿論、2〜3枚のシート状部材で袋状部材24の底部を構成しても良いし、4枚のシート状部材14S、16Sを接合して袋状部材24の底部を構成することも可能である。すなわち、袋状部材24の底部の構成については、特に限定するものではない。
なお、シート状部材14S、16Sについては、図6を参照して後述する。
上述した様に、袋状部材24を溝T内に進入させた後に、溝T内に進入した袋状部材24内に対して充填材Fを充填する。ここで、袋状部材24を溝T内に進入させるのと同時に、当該袋状部材24内に充填材Fを充填しても良い。
換言すれば、充填材Fを袋状部材24に充填する工程は、袋状部材24を溝T内に進入させた後に行なっても良いし、或いは、袋状部材24を溝T内に進入させるのと同時に行なっても良いのである。
また、充填材Fを投入ホッパ22に投入して袋状部材24に充填するに際しては、例えば、図7において符号1Aで示す埋め戻し用のバックホウを用いて、図1の溝Tを掘削する工程で発生した掘削土を、図6の投入ホッパ22を介して、充填することが出来る。しかし、バックホウ1Aの仕様に限定される趣旨ではなく、例えば、手作業による埋め戻しや、図示しないコンベヤ等を利用することも可能である。
充填材Fについては、後述する。
その結果、充填材Fを充填した袋状部材24は、図6で示す様に溝Tの底部Tbと離隔した状態から、図7で示すように、溝Tの底部Tbに接触した状態となる。
図6、図7から明らかに様に、第1実施形態で築造される壁状体は、袋状部材24と充填材Fとから構成されている。そのため、袋状部材24と充填材Fの何れか一方が遮水性を有する材料で出来ているか、或いは、袋状部材24(シート状材料14S、16S)及び充填材Fの双方が遮水性を有する材料で出来ていれば、第1実施形態で築造される壁状体が遮水性を有する。
充填材Fに遮水性を持たせるのであれば、例えば、セメント系材料を、図1で示す掘削工程で発生した掘削土と混合して、袋状部材24の内部に充填すれば良い。掘削土に限らず、いわゆる「リサイクル材」を遮水性を発揮するような固化材と混合して、袋状部材に充填すれば、産業廃棄物として処理する必要がなくなるので、処理コストの分だけ、確実にコストが減少する。
勿論、充填材Fとし、セメント系等の硬化材(固化材)に、前記ゴムチップや、繊維系材料を混合して用いることも出来る。その様な混合物を用いた場合には、充填材Fも遮水性を発揮するので、築造された壁状体の遮水性能が向上する。
換言すれば、充填材Fが遮水性を有する場合には、袋状部材24(シート状材料14S、16S)としては、布状或いはシート状の材料に限定されず、充填材Fを収容可能な強度を有する全ての材料が適用できるのである。
すなわち、充填材Fや、袋状部材24(シート状材料14S、16S)としては、広範囲に亘る応用例が適用可能であり、その材質については、袋状部材24と充填材Fの何れか一方、或いは両方、が遮水性を有する材料で出来ていれば、特に限定する条件はない。
袋状部材24の地上側開口部を閉鎖する態様については、特に限定するものではなく、4枚のシート状部材14S、16Sの内の何れか1枚で、当該開口部を被覆する蓋状部材を構成することが出来る。勿論、2〜3枚のシート状部材で係る蓋状部材を構成しても良い。或いは、4枚のシート状部材14S、16Sを接合して、袋状部材24の開口部を閉鎖することも可能である。
ここで、袋状部材24の地上側開口部を閉鎖することなく、開放した状態でも構わない。図7で示す様に、袋状部材24の開口部は、地下水位Lよりも上方に位置している必要がある。
「図1〜図7で説明した工程を繰り返す」に際して、いわゆる「バッチ式」で行なう場合について、図8〜図10を参照して、説明する。
図8では、図7で説明した工程で、袋状部材24に充填材Fを充填して、袋状部材24の開口部を閉鎖して、リール14R、16R、架台14、16、H鋼12を取り外した状態を、図1と同一方向で示している。
図8において、溝Tにおいて、袋状部材24が配置されていない側の斜面を、符号TSで示す。
ここで、溝Tの斜面TS−1が崩落する恐れがある場合には、ベントナイト泥水を充填しつつ、掘削する(図示せず)。
そして図10で示すように、新たな袋状部材24−1を溝T内に設置して、充填材F(図10では図示せず)を充填する。
いわゆる「バッチ式」で行なう場合は、以後、施工予定の遮水体(或いは、築造されるべき直線状の遮水体:図15参照)を築造するまで、或いは、図16で示す様に所定領域CA(例えば汚染土壌)を包囲するまで、図8〜図10の工程を繰り返す。
充填材を充填した袋状部材24が、施工予定の遮水体に相当する数だけ設置されたならば、図10の符号αで示す様な隙間が残存しない様に、埋め戻しその他の手法により隙間αを充填する。
図11〜図14は、いわゆる「バッチ式」を行なわないので、第1実施形態の変形例に相当する。
係る変形例では、図11で示すように、施工地盤Gに対して、施工予定の遮水体に相当する長さの溝Tを掘削する。図1における溝Tの幅方向寸法Wと比較すれば明らかなように、図11で掘削される溝Tの幅方向寸法WLの方が、遥かに長い。
袋状部材24を溝T内に設置したならば、当該袋状部材24と密着する位置に、第2の袋状部材24−1に充填材Fを充填して、図13で示すように設置する。
第2の袋状部材24−1を袋状部材24と密着するように溝T内の所定位置に設置したならば、図14で示すように、第2の袋状部材24−1と密着する位置に、第3の袋状部材24−2に充填材Fを充填して、図14で示すように設置する。
以後、施工予定の遮水体に相当する長さの袋状部材を、溝T内にN個(Nは自然数:充填材Fを充填した袋状部材がN個で、施工予定の遮水体の長さに等しくなる)設置すれば、溝T内に遮水体が築造される。
充填材を充填した袋状部材24が、溝T内において、施工予定の遮水体に相当する数(N個)だけ設置されたならば、図14の符号αで示す様な隙間が残存しない様に、埋め戻しその他の手法により隙間αを充填する。
隣接する袋状部材24(24−1、24−2、24−3・・・)を構成するシート状材料14S、16S間の密着性が悪いと、隣接する袋状部材24同士が密着せず、境界部分の遮水性が悪化する可能性がある。
図17は、隣接する袋状部材の境界における遮水性を悪化させないような配置の一例を示している。
そして図17では、隣接する袋状部材24I−1、24Iの接触面或いは境界24JSは、鉛直方向(図17の矢印UD方向)に対して傾斜している。図17の矢印UD方向に対して傾斜している境界24JSは、隣接する袋状部材24I−1、24Iの境界が鉛直方向となる様に配置されている場合に比較して、その面積が大きくなる。そして、隣接する袋状部材24I−1、24Iの境界24JSの面積が大きくなれば、水は境界24JSを通り難くなり、遮水性が向上する。
さらに境界24JSが傾斜しているので、いわゆる「くさび効果」により、隣接する袋状部材24I−1と24Iが、大きな力で密着するという効果を奏する。
図18において、3つの連続する袋状部材24I−1、24I、24I+1が配置されている。ここで袋状部材24I−1、24I、24I+1は、図8〜図10の「バッチ式」の場合及び図11〜図14の第1変形例の場合において、溝T内に複数配置された連続する3つの(充填材Fを充填した)袋状部材であって、任意の袋状部材である。
そして、隣接する袋状部材24I−1、24Iの境界24JS1において、幅方向(図18の矢印W方向)について袋状部材24I−1、24Iが重なり合っている。また、隣接する袋状部材24I1、24I+1の境界24JS2において、幅方向(図18の矢印W方向)について袋状部材24I1、24+Iが重なり合っている。そのため、連続する3つの袋状部材24I−1、24I、24I+1は、矢印W方向については、確実に袋状部材(遮水体)が存在し、水道が形成されないようになっている。
図19においても、図18と同様に、連続する3つの袋状部材24I−1、24I、24I+1が配置されている。
ただし、袋状部材24I−1、24I、24I+1の境界24JS3、24JS4は、前後方向(図19の矢印FR方向)について傾斜している。
境界24JS3、24JS4が傾斜しているため、その面積が大きくなり、水が境界24JS3、24JS4を通り難くなる。その結果、遮水性が向上する。
さらに境界24JS3、24JS4が傾斜しているため、いわゆる「くさび効果」により、連続する3つの袋状部材24I−1、24I、24I+1同士が、大きな力で押し付け合い、密着するので、遮水性が更に向上する。
そのため、溝Tを掘削するに際して、機器の使用コストが低減し、掘削作業自体のコストも低く抑えることが出来る。
また、溝Tの掘削、袋状部材24の設置をバッチ式で行なうことも出来るが、特に図11〜図14で示すように、必要な長さ(築造するべき遮水壁の長さ)の溝Tを一度に掘削し、充填材Fを充填した袋状部材24、24−1、24−2・・・を、いわゆる「後追い」の形式で連続的に設置すれば、遮水体の築造期間を大幅に短縮することが出来る。
そのため、材料選定の範囲が広がり、種々の材料を再利用することが出来る。そして、溝T掘削時に発生した掘削土も、充填材Fとして袋状部材24内に充填することが可能であるため、掘削土を産業廃棄物として処理する必要性が無くなる。
その結果、遮水性を有する地中壁状体を、低いコストで築造することが可能である。
それに加えて、袋状部材24内に充填される充填材料Fとして、例えば、ゴムその他の弾性材料を用いれば、或いは、充填材料Fの組成の一部としてゴムその他の弾性材料を用いれば、図1〜図19の第1実施形態で築造される築造物は、振動吸収体(振動吸収壁)としての作用効果も奏する。
図1〜図19の第1実施形態では、袋状部材24は、例えば4枚のシート状部材14S、16Sを接合部18で接合することにより構成した。それに対して、図20の第2実施形態では、予め袋状に構成された部材124を投入ホッパ22の外側から、溝T内に進入させている。
そして、袋状部材124の開口部124E近傍が、輪形の口元フープ鉄筋32により、投入ホッパ22に取り付けられている。
ここで、充填材Fが袋状部材124内に充填されると、袋状部材124に作用する重量が大きくなり、袋状部材124が破損する可能性が存在する。
これに対して、図20では、袋状部材124には、充填材Fを充填して円筒形状に膨らんだ袋状部材124の半径方向の膨張を抑制する複数の輪型のフープロープ34・・・と、充填材Fを充填して円筒形状に膨らんだ袋状部材124の軸方向(図20の矢印UD方向)の強度を補強するための立地ロープ36・・・が設けられている。
そして、充填材Fが充填されるに連れて、袋状部材124は、図示しない折り畳まれた状態から、充填材Fの重量により、複数の輪型のフープロープ34・・・間の間隔が拡大して、下方(矢印D方向)へ伸長し、図20で示すような状態となる。
図20の状態から、さらに充填材Fを投入すれば、充填材Fを充填した袋状部材124の底部は、溝Tの底部Tbに接触する。
これに対して、予め袋状部材124が伸長して、溝Tの底部Tbに接触しているように、投入ホッパ22に取り付けても良い。
袋状部材124が最初から伸長して溝Tの底部Tbに接触している場合においても、投入ホッパ22を介して充填材Fを袋状部材124内に充填する点は同様である。
ここで、図21で示すように、充填材Fが充填された複数の袋状部材124を溝T内に連続して配置するに際して、複数の輪型のフープロープ34・・・により半径方向について凹んだ部分が、隣接する袋状部材124の輪型のフープロープ34・・・間で半径方向外方に膨らんだ部分38と接触するように配置するのが好ましい。
図21で示すように、凹んだ部分34と膨らんだ部分38とが密着すれば、隣接する袋状部材124の境界における遮水性が向上するからである。
図1〜図19の第1実施形態、図20、図21の第2実施形態は、何れも、遮水体或いは振動吸収体を築造しているが、図22の第3実施形態では、土留壁として作用する築造物を地盤中に築造している。
図22において、隣接して配置された袋状部材24(124)は、内部に充填材Fが既に充填されている。そして、H鋼40が袋状部材24(124)の中心部に配置されている。
中心部にH鋼40を配置することにより、土留壁として用いる場合に負荷される土圧が、H鋼40によって確実に支持される。換言すれば、H鋼40は土圧支持用の構造物として、袋状部材24(124)内に配置されている。
なお、止水性が要求されない場合には、袋状部材24(124)の材質と、充填材Fに、止水性の材料を用いる必要が無い。
T・・・溝
Tw・・・溝の内壁面
TS、TS−1・・・溝の斜面
12、40・・・H鋼
14、16・・・架台
14R、14R、16R、16R・・・リール
14S、16S・・・シート状部材
18・・・接合部
22・・・投入ホッパ
F・・・充填材F
24、24−1、24−2、24−3、24I−1、24I、24I+1、24N、124・・・袋状部材
24JS、24JS1、24JS2、24JS3・・・境界
34・・・フープロープ
36・・・立地ロープ
38・・・フープロープ間の膨らんだ領域
Claims (5)
- 施工現場の地上側から溝(T)を掘削する掘削工程と、掘削された溝(T)の地上側開口部分に架台(14、16)を設置する工程と、架台(14、16)を介して溝(T)内に袋状の部材(24、124)を進入させる工程と、架台(14、16)に設けた投入機構(22)を介して溝(T)内に進入した袋状の部材(24、124)内に充填材(F)を充填する工程とを有し、充填材(F)を充填した袋状の部材(24、124)を溝(T)内に複数個配置して壁状体を築造することを特徴とする地中壁状体の築造工法。
- 施工現場の地上側から溝(T)を掘削する掘削工程と、掘削された溝(T)の地上側開口部分に架台(14、16)を設置する工程と、架台(14、16)を介して溝(T)内に袋状の部材(24、124)を進入させると共に、架台(14、16)に設けた投入機構(22)を介して袋状の部材(24、124)内に充填材(F)を充填する工程とを有し、充填材(F)を充填した袋状の部材(24、124)を溝(T)内に複数個配置して壁状体を築造することを特徴とする地中壁状体の築造工法。
- 架台(14、16)を介して溝(T)内に袋状の部材(24)を挿入する前記工程では、架台(14、16)から複数のシート状部材(14S、16S)を溝(T)内に進入せしめ、架台(14、16)中或いは架台(14、16)近傍で複数のシート状部材(14S、16S)を接合して袋状の部材(24)を構成する請求項1、2の何れかの地中壁状体の築造工法。
- 溝(T)を掘削する掘削工程では、築造するべき壁状体の予定長さに相当する長さの溝(T)を掘削して、充填材(F)を充填した袋状部材(24、124)を当該溝(T)内に複数個配置する請求項1〜3の何れか1項の地中壁状体の築造工法。
- 袋状部材(24、124)内に構造物(40)を配置する請求項1〜4の何れか1項の地中壁状体の築造工法。
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