JP2829805B2

JP2829805B2 - 地中連続止水壁の構築方法

Info

Publication number: JP2829805B2
Application number: JP12461792A
Authority: JP
Inventors: 俊吉千北
Original assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Raito Kogyo Co Ltd
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH0641977A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設工事における止水
壁、ダム用連続止水壁や有害物質流失防止壁等として地
中に構築される連続止水壁の構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中内に止水壁を構築する方法として
は、近年、多用されている地下連続止水壁工法がある。
この地下連続止水壁工法としては、高圧ジェットを利用
して地盤内に溝を形成し、その空間にアスファルト乳
剤、セメント系グラウト材を注入する方法、地盤改良に
よる方法、また溝壁保護のためにベントナイト安定液等
を使用しながら、地中に所定深さの溝を掘削した後、ア
スファルト乳剤、セメント系グラウト材等を掘削溝内に
流し込んだり、前記安定液中に硬化剤を投入して自然硬
化させるなどして、連続した止水壁を地中に構築する方
法等がある。

【０００３】前述の連続止水壁工法により構築された壁
体を、止水壁として十分に機能させるためには、壁体に
クラックなどの発生がないこと、ジョイント部の水密構
造が優れていること等が要求されるが、現実には施工の
不確実さ、地震等による過大応力クラック等の理由によ
り、長期に渡って完全な止水性を期待することはできな
いため、止水シートを用いた連続止水壁工法が採用され
ている。近年、開発された連続止水壁工法としては、た
とえば特開平４−５０９４号公報、特公昭６１−４９４
５１号公報、特開昭６３−３０４８２１号公報、特開昭
５６−８５０１８号公報、特開昭６３−５２２号公報等
に記載されたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記止
水シートを用いた連続止水壁工法の主たる工法は、一枚
の止水シートを掘削溝中に建て込んだ後、その表裏側に
硬化剤を充填するものであるが、止水シートの建込みに
際して施工上種々の問題がある。たとえば、止水シート
を安定液中に建て込む場合、自重により降下させること
ができないため、前記特開昭５６−８５０１８号公報記
載の発明のように、両端に支柱等を取付けて止水シート
の降下を行う方法が提案されている。この場合には、ク
レーン等で一旦前記支柱を吊り下げた後、鉛直方向に建
て込むことになるが、正確に建て込めるシート横長に限
界があった。また、前記特開昭６３−３０４８２１号公
報に記載されているように、複数本の支柱間に止水シー
トを張設したものを横方向にコンパクトにまとめた状態
で建込む方法も提案されているが、掘削深度が大きくな
ると、コンパクトにまとめた止水シートを正確に張設す
ることが困難となる。さらに、止水シート間での連結に
際しても、止水シートを開いた状態で建込み、連結しな
ければならず、この連結作業が困難であるとともに、多
くの手間と時間を要していた。

【０００５】一方、連続壁の構築に際しては、掘削溝内
を所定ブロック（エレメント）単位ごとに順次施工が成
されるが、使用する壁面安定液との関係で種々の問題が
生じている。仮に、ベントナイト安定液を用いる場合に
は、既にセメント系硬化剤で硬化させたユニットに隣接
する次ユニットを掘削する際、硬化剤のカルシウムイオ
ンなどによりベントナイト安定液が汚染されるため、ベ
ントナイト安定液が劣化し壁面の崩壊を招いたり、廃液
量が多くなったりするとともに、既に硬化した隣接ユニ
ットの壁面および継手部にベントナイトが付着し結果的
に未固結部分が発生して漏水の原因となるなどの問題が
発生していた。さらに、ベントナイト安定液の劣化によ
りゲル粘性および比重が大きくなるため、掘削効率が低
下するとともに、排泥の分級作業、止水シートの設置作
業および固化作業が難化するなどの問題がある。また、
自硬性安定液を用いた場合には、硬化時間からの制約に
より掘削、止水シートの建込み等種々の作業に制限を受
ける、また自硬性安定液の劣化によりゲル粘性および比
重が増加し、前述した問題が同様に発生する。さらに、
ポリマー安定液を使用した場合には、それ自体を硬化さ
せることが困難であるなどの問題がある。

【０００６】そこで、本発明の主たる課題は、使用する
安定液の劣化を無くし、これに伴って発生していた種々
の問題点を解決すること、および止水シートの建込み、
連結作業を容易とし、施工性および止水性に優れた連続
止水壁の構築方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題は、壁面安定液
を用いながら地盤内に掘削溝を形成し、この掘削溝に対
して、前記掘削溝深さより若干短長とされ、かつその両
側部のそれぞれに実質的に前記溝深さ相当の長さを有
し、その相対差分の余長を下方に突出する連結金具を備
えた、不透液性シートよりなる袋体を収縮状態で建て込
んだ後、この袋体内部に充填材を注入し、前記掘削溝内
に不透液性シートによって被包された連続止水壁を形成
するとともに、隣接する止水壁同士を繋ぐ連結部におい
て前記連結金具によって地盤深さ方向の縦孔空間を確保
し、該縦孔空間より注入ロッドを挿入して、前記連結金
具によって浮き上がり状態で支持された前記袋体と掘削
溝底部との空間にグラウト材を充填し根固めを行ったこ
とで解決できる。

【０００８】

【作用】本発明における止水シートとしては、不透液性
シートよりなる袋体のものを使用する。この袋体は、掘
削溝深さより若干短めとされ、かつその両側部のそれぞ
れに実質的に前記溝深さ相当の長さを有し、その相対差
分の余長を下方に突出させた連結金具を備えるものであ
る。先ず、掘削溝内への建込みに際しては、袋体の両側
部に固設された連結金具を心材として前記袋体を収縮さ
せてコンパクトに固形化した状態で挿入するため、簡単
に建て込むことができるとともに、その連結作業も容易
に行うことができる。袋体の建込みが完了したならば、
前記袋体の内部に充填材を注入して、前記掘削溝内に不
透液性シートによって被包された止水壁を形成する。注
入される充填材は、掘削に使用される壁面安定液とは完
全に分離され、互いに混ざることがないため、壁面安定
液の汚染がなくなり、従来問題となっていた種々の問題
点が解決される。また、前記充填材は、地上においてそ
の品質管理を行い得るため、強度および品質等を任意に
調整できるとともに、スライム等の混入もないため、所
望の品質を有する止水壁体を構築できるようになる。な
お、前記袋体内部に溝幅方向に配設された隔壁または複
数の繋ぎ材を有するものを用いると、比較的簡単に注入
完了状態でも形状が保持されるとともに、掘削溝幅方向
への膨出を防止できる。

【０００９】さらに、在来工法の場合には、グラウト材
を充填したり、壁面安定液に硬化剤を投入して硬化させ
たり、自硬性安定液の硬化を待ったりして壁体を構築す
るものであるため、隣接するエレメントが所定の強度を
有するようになるまで掘削ができなかったが、本発明法
の場合には、前記袋体内に充填材を充填するものである
ため、施工上の制約がなくなり連続した作業を行うこと
ができるとともに、インターロッキングパイプ等の建込
みも不要となり、作業が効率化する。さらに、本発明で
は、隣接する止水壁同士を繋ぐ連結部において前記連結
金具によって深さ方向の縦孔空間を確保し、該空間より
注入ロッドを挿入して、前記連結金具によって浮き上が
り状態で支持された前記袋体と掘削溝底部との空間にグ
ラウト材を充填し根固めを行うため、確実でかつ信頼性
の高い止水壁を構築することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。図
１は本発明に係る地中連続止水壁における根固め施工要
領図であり、図２は本発明法に係る不透液性袋体１の建
込み状態図であり、図３および図４は前記袋体１の構造
図であり、図５は建込み後の注入施工手順を示す図であ
る。本発明法において用いられる不透液性の袋体１は、
ポリエチレンシート、ナイロンシート、キャンバスシー
ト等のプラスチックシート、あるいは合成ゴム等適宜の
不透液性シート素材よりなる直方体の袋体であって、建
込み時には、図３に示されるように、側壁シート部分が
蛇腹状に折り畳まれ、収縮した状態で挿入される。ま
た、袋体１は前記掘削溝深さよりも若干短めとされ、か
つその両側部に実質的に掘削溝深さ相当の長さとされる
雄雌それぞれの連結金具２ａ、２ｂが固設されており、
前記連結金具２ａ、２ｂは、前記袋体１との相対差分の
余長を下方に突出する足としている。前記連結金具２
ａ、２ｂとしては、好ましくは鋼製のものを使用する
と、前記袋体１の芯材となり、かつウエイトとして機能
するため、運搬および建込みが容易となる。前記袋体１
の内部には、建込み完了状態の方向で溝幅方向に配設さ
れた隔壁１ａ〜１ｅによって、複数のセル１Ａ〜１Ｆに
分割されている。前記隔壁１ａ〜１ｅは、たとえば図６
に示されるように、周辺地盤が軟弱または比較的弱い場
合に、鎖線で示されるように、袋体１が溝幅方向に膨出
するのを防止するとともに、注入後においても袋体１が
直方の形状を保持し得るように設けられたものである。
また、各セル１Ａ〜１Ｆの天井シート部分には、それぞ
れ注入孔１ｆ、１ｆ…が形成されており、セル１Ａ〜１
Ｆ内に順次充填材が注入され、注入完了状態では、図４
に示す形状となる。なお、前記袋体１の寸法Ｂおよびセ
ル割り等については、施工性、施工工程、日当りの施工
延長等を慎重に検討した上で決定される。なお、前記隔
壁１ａ〜１ｅは、前述の趣旨より、図４のように、各セ
ル１Ａ〜１Ｆを完全に仕切るシート材でなくてもよく、
図６のように、隔壁１ａ、１ｃ、１ｅについては、セル
間の流通を許容するように、たとえば網状のシート、ま
たは適宜の間隔で設けられた繋ぎ材であってもよい。

【００１１】地中止水壁の構築に当たっては、先ず一般
的な溝掘削の要領に従って、溝掘り用定規、孔壁の保
護、安定液の流出防止等より、一対のガイドウォール
４、４が溝を挟んで布設した後、バケット式、衝撃式ま
たは回転式等の適宜に選定された掘削機を用いて、その
掘削溝６内を壁面安定液５で満たしながら溝掘削が行わ
れる。なお、掘削に際しては、本発明法は隣接する壁体
の硬化を待つことなく連続して施工が行える関係上、掘
削順序は何ら制限されず、一方向へ連続して掘削するこ
とができる。

【００１２】次に、溝掘削の完了した部分から、前記袋
体１の建込みが行われる。建込みに際しては、図２に示
されるように、現場に持ち込まれたクレーン等の重機
（図示しない）により前記袋体１が吊持され、そのまま
鉛直方向に建込まれる。その際、施工済み止水壁Ｗ
（１')の側端に固設された雄連結金具２ａに対して、建
込み袋体１の雌連結金具２ｂを嵌入させ、これをガイド
として吊り下ろす。

【００１３】前記袋体１の建込みが完了したならば、図
５に示される要領に従って、充填材の注入が行われる。
壁体の延長方向が図面の右方である場合には、図５
（ｃ）に示されるように、袋体１の最左側セル１Ａに対
して充填が行われる。セル１Ａは充填材の注入とともに
脹らみ、これより右側の袋体１部分を溝６の右方側に押
し出す。次に図５（ｄ）に示されるように、左側セルよ
り順次、セル１Ｂ、１Ｃに充填材の注入を行い、溝６の
右方側に延長させ、１エレメント間において図５（ｅ）
に示されるように、不透液性シートによって被包された
止水壁Ｗが構築される。なお、袋体１の建込みに際して
は、前述図２のように、施工済みの袋体１’に対して建
込み時に連結する方法でも良いし、また予め地上で複数
の袋体１、１…を連結した後、これらをまとめて溝内に
建て込むこともできる。

【００１４】袋体１内に注入される前記充填材として
は、たとえばアスファルト乳剤、セメント系ミルク、モ
ルタル、コンクリート等を好適に用いることができる
他、単純に止水としての機能のみを持たせるのであれ
ば、水、廃液、砂等の液体、粒状体をも用いることがで
きる。さらに、産業廃棄物の減少を図るために、掘削時
に使用しているベントナイト安定液の置換分をそのま
ま、または硬化剤を混入して前記袋体１内に充填するこ
ともできる。また、その注入は、流し込みによることで
も良いし、また所定の圧力をもって圧入することでもよ
い。

【００１５】一方、止水壁構築深さが浅い、または地盤
が比較的強固であるなどの条件の下では、図７および図
８に示される袋体７を用いることもできる。前記袋体７
は、隔壁等の仕切り材を有しない直方の袋体であって、
前記袋体１と同様、その側部に連結金具２ａ、２ｂを有
するとともに、その天井シート部分には、注入孔７ａを
有し、建込み時には図６のように蛇腹状に折り畳まれ、
収縮した状態で挿入され、前記袋体１と同様の手順に従
って、充填材の注入が行われる。

【００１６】ところで、本発明における止水壁Ｗの連結
部においては、後述詳細の根固め施工との関係で、連結
金具２ａ，２ｂ…によって地盤深さ方向の縦孔空間Ｐが
形成される。具体的には、図３および図７に示される袋
体１、７の場合には、雄連結金具２ａには断面Ｔ字状の
鋼材が用いられ、雌連結金具２ｂには側方に開口溝を有
する断面箱型の鋼材が用いられることにより、これらの
連結金具が相互に連結された状態で、地盤深さ方向の縦
孔空間Ｐが確保される。他に用いられる連結金具の具体
的形状としては、たとえば、図９に示されるように、袋
体１０の左右両側部のそれぞれに連結アーム１１ａ、１
１ｂ（１２ａ、１２ｂ）が固設された断面コ字状の連結
金具１１（１２）を用いることもできるし、また、図１
０に示されるように、袋体１３の両側部のそれぞれに、
フランジの一方側を切断したＨ型シートパイル１４、１
６を用いることもできる。前記連結金具２ａ、２ｂ、１
１、…は、袋体１、７…の建込み時にはウエイトとして
機能し、掘削溝内への建込みを容易にするとともに、ス
ライム処理時には袋体の防護材として機能する。また、
これらによって袋体１、７…の伸長側側縁の鉛直面が確
保され、相互の連結が容易となる。

【００１７】本発明における袋体１は、図１に示される
ように、設置状態で両側部に固設された連結金具２ａ、
２ｂの先端が掘削溝の底部に当接することにより、掘削
溝底部より浮き上がり状態で支持され、その下部空間Ｍ
に対して、モルタルまたはコンクリート等のグラウト材
が充填され根固めが行われる。根固めに際しては、前記
連結金具２ａ、２ｂによって形成された縦孔空間Ｐよ
り、注入ロッド１５が挿入され、ロッド１５の先端ノズ
ルより、袋体１の下部空間Ｍに向けてベントナイト固化
材、またはセメントミルク、モルタル、若しくはコンク
リート等のグラウト材が圧入される。グラウト注入圧
は、３０kgf/cm²以上、好ましくは５０kgf/cm²以上程
度の圧力で充分である。注入されたグラウト材は、前記
袋体１の下部空間Ｍはもちろん、袋体１の隔壁１ａ．１
ｂ…部の縦溝６ａ、６ａ…に対しても入り込むため、充
分な止水性が確保される。なお、注入ロッド１５に代え
てトレミー管を用いて、コンクリートを前記下部空間Ｍ
に打設することもできる。コンクリートであっても、そ
の流動性により前記下部空間Ｍに充填することが可能と
思われる。さらに、グラウト材等の注入・打設に際し
て、たとえば図１１に示されるように、一方側の縦孔空
間Ｐよりベントナイト安定液をポンプアップするととも
に、他方側の縦孔空間Ｐに導入し、循環流を生ぜしめ、
注入・打設されるグラウト材等の袋体１下部への回り込
みを良好とすることもできる。特に連結間距離が長い場
合、コンクリートの打設の場合等に、比較的有効な方法
となる。

【００１８】他方、止水壁の構築に当たっては、掘削後
のスライム除去が必要となるが、仮に図１２に示される
ように、クラムシェルバケット９により袋体１の隣接す
る部分でのスライムＳの除去を行う場合には、図１３に
示されるように、断面コ字状の防護鋼材８によって建込
み後の袋体１を防護しながら除去作業を行うと、袋体１
を傷付けることなく作業を行うことができる。なお、前
記防護鋼材８は建込み時の治具としても使用することが
できる。

【００１９】ここで、前述した袋体１内への充填材の注
入に伴う側方移動について説明すると、図１４に示され
るように、溝６内に充満している壁面安定液５の比重を
γ_sとすると、深さ方向の圧力分布はγ_s・Ｈで表され
る。一方、袋体１内に注入される充填材の比重γｔとす
ると深さ方向の圧力分布は同様にγｔ・Ｈで表される。
通常、壁面安定液として用いられるベントナイト液の比
重は１．１５〜１．２５程度の範囲であり、前記充填材
はセメント系のもの等を用いると１．３０〜１．７０程
度の範囲であるため、その比重の差分による押出し力
（γｔ−γ_s）・Ｈが押出し方向に圧力ΔＰとして作用
することになる。したがって、この比重差による付加圧
力、および注入圧力等を必要に応じて用いることによ
り、十分に側方に押し出すことが可能と思われる。ま
た、場合によっては、袋体１の移動先端側上端Ａを適
時、何等かの方法で移動拘束した状態で注入を行うと下
端側での圧力を増すことができ、移動を容易ならしめる
ことができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明に係る連続止
水壁によれば、使用する安定液の劣化を無くし、これに
伴って発生していた種々の問題点を解決することができ
る。また、止水シートの建込み、連結作業が容易となり
施工性および止水性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地下連続止水壁における根固め施
工要領図である。

【図２】本発明法に係る袋体１の建込み状態図である。

【図３】袋体１の収縮状態図である。

【図４】袋体１の充填材注入後の状態図である。

【図５】袋体建込み後の注入施工手順図である。

【図６】隔壁の機能説明図である。

【図７】１セル構造の袋体の収縮状態図である。

【図８】１セル構造の袋体の充填材注入状態図である。

【図９】他の連結金具を備えた袋体の収縮状態図であ
る。

【図１０】他の連結金具を備えた袋体の収縮状態図であ
る。

【図１１】根固め工の施工状況図である。

【図１２】スライム処理要領図である。

【図１３】スライム処理時の袋体防護状態図である。

【図１４】袋体の側方移動についての説明図である。

【符号の説明】

１・７…袋体、１ａ〜１ｅ…隔壁、１ｆ…注入孔、２ａ
・２ｂ…連結金具、４…ガイドウォール、５…壁面安定
液、６…掘削溝、８…防護鋼材、９…クラムシェルバケ
ット、Ｗ…止水壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 5/18 102 E02D 19/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】壁面安定液を用いながら地盤内に掘削溝を
形成し、この掘削溝に対して、前記掘削溝深さより若干
短長とされ、かつその両側部のそれぞれに実質的に前記
溝深さ相当の長さを有し、その相対差分の余長を下方に
突出する連結金具を備えた、不透液性シートよりなる袋
体を収縮状態で建て込んだ後、この袋体内部に充填材を
注入し、前記掘削溝内に不透液性シートによって被包さ
れた連続止水壁を形成するとともに、隣接する止水壁同
士を繋ぐ連結部において前記連結金具によって地盤深さ
方向の縦孔空間を確保し、該縦孔空間より注入ロッドを
挿入して、前記連結金具によって浮き上がり状態で支持
された前記袋体と掘削溝底部との空間にグラウト材を充
填し根固めを行ったことを特徴とする地中連続止水壁の
構築方法。