JP3583020B2

JP3583020B2 - 地中遮断板構築工法

Info

Publication number: JP3583020B2
Application number: JP12974499A
Authority: JP
Inventors: 澄雄板倉; 誠大塚; 友久出石; 健二原田
Original assignee: 不動建設株式会社
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: JP2000319872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、廃棄物による地下汚染の拡大防止、調整池や河川堤防の封じ込めを目的とする地中遮断板構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、廃棄物による地下汚染の拡大防止、調整池や河川堤防の封じ込めなどを目的として、地中遮断壁を構築する場合、通常、地中に適宜幅の矢板、止水板などの遮断板を幅方向に順次に接続しながら打設する方法が採られている。
【０００３】
遮断板には、主として厚さが薄くても剛性を示す鋼板や可撓性の合成樹脂製のシートが使用され、例えば、図３に示すように、遮断板の有効幅Ｗが約１〜１．５ｍ、板長Ｈが打設深度により異なる有効長さを有するシート本体部１１と、打設機にセットする際の下部掴みしろ１８と、隣接の遮断板と係合する両端の係合部１２を有する遮断板１０が知られている。
【０００４】
この遮断板１０の係合部１２のシール方法としては、水膨張性シール材を使用する方法及び継手グラウトを使用する方法がある。水膨張性シール材の場合、図４に示すように、係合部１２は遮断板のシート本体部１１をシート本体部１１の端部に溶着した係合オス部材１５と係合メス部材１４の嵌合により接続せしめ、係合オス部材１５と係合メス部材１４の嵌合隙間に水膨張性シール材１３を介在せしめて高い水密性を保持している。一方、継手グラウトの場合、図では省略するが、遮断板のシート本体部１１の係合部１２に生じる隙間にセメント、水、増量剤、膨張剤などを含有する不透性グラウトを充填して高い水密性を保持している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この遮断板１０の係合部１２においては、稀に、シール材や継手グラウトの充填不良が生じることがある。また、時間の経過と共に、振動など不慮の外力により損傷を受けることもある。このような場合には、シール部から水が漏れることがあり、遮断板が目的とする遮水性を保持できない恐れがある。また、遮断板の打設は、通常、地盤の不透水層に根入れ部が形成されるまで行うものの、遮断板の不透水層への着底が不完全となる恐れもあり、この場合にも、漏水が発生してしまうという問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、例え、シール材の充填不良があっても、また、振動などの外力が加わっても安定して高い遮水性能を保持すると共に、遮断板の打設が容易で施工性に優れる地中遮断板構築工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、遮断板が打設される地盤を、予め特定の低強度の人工粘土などに置き換え、その後、遮断板を貫入させて人工粘土中に連続遮断板を構築すれば、低抵抗のため遮断板の打設が容易で施工性に優れること、遮断板の周りは低強度遮水壁で包まれるサンドイッチ構造となるため、仮りにシール材の充填不良があっても、また、振動などの外力が加わっても安定して高い遮水性能を保持することなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１は、地盤中に溝を所定の深度で形成し、前記溝中に、人工粘土の置き換えか、又は原位置での攪拌混合により、固化後の一軸圧縮強さが０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２の低強度遮水壁を構築する第１工程、前記低強度遮水壁の未固化状態から固化状態に至る（固化状態を含む）いずれかの状態で前記低強度遮水壁中に遮断板を打設して、該低強度遮水壁が該遮断板を両面及び下面から挟み込むサンドイッチ構造の不透水壁を構築する第２工程とからなることを特徴とする地中遮断板構築工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、（１）シール材の充填不良などに係わらず常に安定した高い遮水性能を保持できる、（２）サンドイッチ状の３重構造を採るため、地盤への追従性が高く、地震などの揺れに対しても耐性を示す、（３）低強度地盤への貫入が容易（低抵抗）となり施工性が改善される、（４）人口粘土の遮水壁を造成する場合、掘削発生土を有効活用すれば、廃棄処理がなくなる、という効果を奏する。
【０００９】
【００１０】
また、請求項２は、前記低強度遮水壁は、地盤の不透水層に根入れ部が形成されるよう構築されることを特徴とする請求項１記載の地中遮断板構築工法を提供するものである。かかる構成を採ることにより、請求項１と同様の効果を奏する他、（５）根入れ部の先端にまで継手グラウトを充填せずとも、遮水性を保持でき、グラウトの使用量が削減でき、且つ施工が楽になるため、コストの削減が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における地中遮断板構築工法を図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施の形態例の第１工程を説明する図であり、（Ａ）は準備工程、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は掘削機で地盤を掘削して溝を形成し、溝中に遮水壁を構築する工程を示す模式図である。また、図２は本実施の形態例の第２工程を説明する図であり、（Ａ）は遮断板の打設準備工程、（Ｂ）は遮水壁への貫入工程、（Ｃ）は貫入終了及び引き抜き開始工程、（Ｄ）はサンドイッチ構造の不透水壁構築工程を示す模式図である。
【００１２】
図１（Ａ）において、掘削機１は地盤３に所定深度の溝４を削溝するものであり、クローラクレーン１ａの吊り下げワイヤー８には地盤を削溝する貫入機２が吊り下げられている。第１工程の地盤の削溝においては、貫入機２により所定の箇所に所定の深度で溝４が形成される。深度は地盤の不透水層７に貫入する程度にまで行うことが、後述する低強度遮水壁が地盤の不透水層７に根入れ部を形成させ、仮に、根入れ部の先端にまで継手グラウトを充填せずとも、遮水性を保持できる点で好ましい。また、溝４の幅としては、通常約３０〜５０ｃｍである。
【００１３】
次いで、溝４中に、一軸圧縮強さが０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２の低強度遮水壁５を構築する。低強度遮水壁５は地盤削溝による人工粘土の置き換えか、又は原位置での攪拌混合化により形成される。人工粘土の置き換えとしては、予めベントナイト又は現地発生粘土にセメント及び水を配合して人工粘土を作製し、これを溝４中に注入する方法が挙げられる。このうち、現地発生粘土、セメント及び水からなる人工粘土を用いれば、削溝発生土を有効利用でき、排土の廃棄処理が省略できる点でコストの削減にもなる。
【００１４】
また、原位置での攪拌混合化の例としては、例えば、機械式攪拌装置の先端を施工する柱体の芯に合わせてロッドを回転させ、装置先端から低強度固化材を吐出しながら攪拌羽根を回転し、掘削土と混合攪拌しながら掘進を行い、所定の深度に達したところで吐出を停止し、ロッドを逆転して、更に混合攪拌しながら地盤上に引き上げて柱状体を造成し、これを多数連ねて壁状の遮水壁５を構築する機械攪拌方法、及び先端部近傍に噴射ノズルを設けた挿入管を地盤に貫入させ、該噴射ノズルを回転させながら噴射ノズルから低強度固化材を噴射して、円筒状物を造成し、これを多数連ねて壁状の遮水壁５を構築する高圧ジェット噴流方法などが挙げられる。この原位置での攪拌混合化によれば、溝と遮水壁が同一装置で施工できる点で有利である。
【００１５】
低強度遮水壁５は、固化後の一軸圧縮強さが０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは０．３〜０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２である。遮水壁５の一軸圧縮強さがこの範囲にあれば、遮断板１０を打設する際、低抵抗であるため施工性が向上すると共に、遮断板１０を打設して形成されるサンドイッチ状の不透水壁の遮水性を安定して保持できる。ここで、一軸圧縮強さは、土質工学会基準「土の一軸圧縮試験方法（Ｔ５１１）」の一軸圧縮試験方法で求められる土の一軸強さを言う。
【００１６】
第１工程における地盤を削溝する削溝機又は地盤を削溝し、且つ低強度遮水壁を構築する貫入機としては、公知の装置が使用でき、例えば、オーガー削孔機、チェーン式削溝機、機械攪拌式固化杭造成機などが挙げられる。これらは、施工の環境状況や施工地盤の性質に応じて適宜に選択される。
【００１７】
本発明の第２工程では、第１工程で形成された低強度遮水壁中に遮断板を打設して、該低強度遮水壁が該遮断板を両面及び下面から挟み込むサンドイッチ構造の不透水壁を構築する。遮断板が打設される低強度遮水壁は、固化後の一軸圧縮強さは前記範囲のものであるが、打設時は、半固化状態又は固化状態のいずれであってもよい。
【００１８】
遮断板１０には、厚さが薄く剛性を示すか、剛性が比較的小さい鋼板又は可撓性の合成樹脂製のシートなどが使用できる。また、遮断板１０を低強度遮水壁５に貫入する方法は、公知の方法が使用される。すなわち、例えば、薄鋼板のような剛性が比較的小さい遮断板１０を、貫入機６により剛性に富む貫入フレーム９と共に地中３に貫入し（図２中、（Ａ）、（Ｂ））、所定深さに貫入した後（図２中、（Ｃ））、遮断板１０を残して貫入フレーム９を引き上げる（図２中、（Ｄ））ことにより行われる。遮断板１０は低強度遮水壁５中、幅方向で中央部に立設され、その先端は低強度遮水壁５の下端よりやや上側とするのがよい。これにより、低強度遮水壁５が遮断板１０を両面及び下面から挟み込み、その根切れ部の一部２１が地中の不透水層に形成されるサンドイッチ構造の不透水壁２０を構築することができる。このような不透水壁２０が構築されれば、シール材や継手グラウトの充填不良などに係わらず、また、地震などの揺れに対しても常に安定した高い遮水性能を保持することができる。
【００１９】
第２工程の遮断板１０を遮水壁中に打設する方法としては、例えば、圧入式貫入方法、高周波数振動機による貫入方法が挙げられ、これらは、騒音、振動防止対策が必要な施工の環境や施工地盤の性質に応じて適宜に選択される。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、シール材の充填不良などに係わらず常に安定した高い遮水性能を保持できる。不透水壁はサンドイッチ状の３重構造を採るため、地盤への追従性が高く、地震などの揺れに対しても耐性を示す。また、低強度地盤への貫入が容易（低抵抗）となり施工性が改善される。
【００２１】
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏する他、人工粘土の遮水壁を造成する場合、削溝発生土を人工粘土の一成分として有効活用すれば、廃棄処理が省略できる点でコスト削減にもなる。
請求項３の発明によれば、請求項１及び請求項２と同様の効果を奏する他、根入れ部の先端にまで継手グラウトを充填せずとも、遮水性を保持でき、グラウトの使用量が削減でき、且つ施工が楽になるため、コストの削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における地中遮断板構築工法の第１工程を説明する図であり、（Ａ）は準備工程、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は掘削機で地盤を削溝して溝を形成し、溝中に遮水壁を構築する工程を示す模式図である。
【図２】本実施の形態例の第２工程を説明する図であり、（Ａ）は遮断板の打設準備工程、（Ｂ）は低強度遮水壁への貫入工程、（Ｃ）は貫入終了及び引き抜き開始工程、（Ｄ）はサンドイッチ構造の不透水壁の構築工程を示す模式図である。
【図３】遮断板の一部を破断した正面図である。
【図４】図３の遮断板の結合部を示す一部の斜視図である。
【符号の説明】
１掘削機
１ａクローラクレーン
２、６貫入機
３地盤
４溝
５低強度遮水壁
７不透水層
９貫入フレーム
１０遮断板
１１シート本体部
１２係合部
１３水膨潤性シール材
２０サンドイッチ構造の不透水壁

Claims

地盤中に溝を所定の深度で形成し、前記溝中に、人工粘土の置き換えか、又は原位置での攪拌混合により、固化後の一軸圧縮強さが０．１〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２の低強度遮水壁を構築する第１工程、前記低強度遮水壁の未固化状態から固化状態に至る（固化状態を含む）いずれかの状態で前記低強度遮水壁中に遮断板を打設して、該低強度遮水壁が該遮断板を両面及び下面から挟み込むサンドイッチ構造の不透水壁を構築する第２工程とからなることを特徴とする地中遮断板構築工法。
前記低強度遮水壁は、地盤の不透水層に根入れ部が形成されるよう構築されることを特徴とする請求項１記載の地中遮断板構築工法。