JP3863843B2 - 地中遮水壁およびその構築方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に連続して設けられる不透水性の地中遮水壁およびその構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長尺に形成された複数のＵ字型鋼矢板の側端縁同士を溶接により一体化して、止水壁構成体を形成し、複数の止水壁構成体の側端縁同士を嵌合させた状態で、地盤中に打設して連接した後、互いに隣接する止水壁構成体の接続部の周囲に地盤改良を施して止水壁を構築する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、地盤中に溝を形成して遮水壁を構築し、溝中に遮水板を打設して、遮水板を両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方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、地盤中に、間隔を隔てて複数の立坑を先行して掘削し、ついで、立坑を連結する溝をワイヤーソー掘削機を用いて形成した後、止水シートを挿入して立坑内で止水シートを連結したのち、必要に応じて立坑及び溝内にモルタルやセメントミルクなどの止水性を有する材料を充填する方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６９２５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１９８７２号公報
【特許文献３】
特開平１０−２３７８４７号公報
【０００６】
前記特許文献１のように、鋼製の止水壁を構築した後に、その継ぎ手近傍を地盤改良するためには、薬液注入や噴射撹拌方式にて地盤改良体を形成することになるが、薬液注入や噴射撹拌機器は、鋼矢板からある程度離れた位置で施工することになり、鋼矢板に近接した部分の均一な改良体を形成することが困難で、特に鋼矢板と地盤の境界に水みちが生じる恐れがあり、信頼性の高い止水壁を形成するのが困難であるといった欠点がある。
【０００７】
また、前記特許文献２のようにする場合は、サンドイッチ状の３層構造となるため、遮水板の継ぎ手の不良などに関わらず遮水信頼性が高いとされている。しかし、遮水板自体は透水性がなく、遮水上の弱点は遮水板継ぎ手のみであり、継ぎ手の回りのみ３層構造にすればよいにもかかわらず、横方向に連続する遮水壁全体を全長に渡ってサンドイッチ構造としているのは不経済である。この理由は、横方向に連続して溝を掘削しているために、このような不経済なサンドイッチ構造となっている。横方向に連続した溝掘削自体も特殊な建設機械を用いる必要があり、コスト高となるという欠点を持っている。
【０００８】
また、前記特許文献３のようにする場合には、何段階もの工程を経るため複雑で、溝掘削にワイヤーソー掘削機など特殊な施工機械を必要とするためコスト高となるといった欠点を有している。また、立坑の掘削後に、立坑への止水シートの挿入、立坑内での接合作業を行うため、作業中に立坑の坑壁が崩壊する恐れがあり、立坑にモルタルやセメントミルクを充填したとしても、遮水柱体の品質を確保するのが難しいという欠点を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
鋼矢板自体を遮水材として使用し、薬液注入や噴射撹拌方式にて地盤改良体を形成する前記第１特許文献のようにする場合よりも経済的に止水壁を構築可能な前記従来の特許文献２および３のような従来技術では、遮水板に剛性が比較的小さい鋼板や可とう性の合成樹脂性のシート等を用いているため、これらを地中に圧入させるために横方向に連続した溝掘削を予め行い、遮水板の圧入抵抗を無くするか、もしくは大幅に低減する必要があった。そのため、溝掘削にワイヤーソー掘削機など特殊な施工機械を必要とするためコスト高となるといった共通の欠点を有している。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために考案されたもので、単純な工程により特殊な建設機械などを用いることなく、施工しやすく、その上で止水性能に優れる低コストな地中遮水壁およびその構築方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明の地中遮水壁９では、地盤１中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度まで遮水性材料２からなる柱状の遮水柱体３が形成され、直列に隣り合う遮水柱体３を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手４を有する鋼製の継手付き遮水板５が前記遮水柱体３に渡って圧入され、かつ直列に隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体中にて上下方向に継ぎ手相互の嵌合により連結されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明によると、予め横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を、継手付き遮水板の継ぎ手間の幅間隔をおいて形成すればよいので、遮水性能の高い均一な品質の遮水柱体の構築が容易であり、また、継手付き遮水板５の継ぎ手４部分は遮水柱体３内において、遮水材料により埋め込まれているので、継ぎ手部分を確実に遮水でき、構造が簡単で遮水性能の高い地中遮水壁を容易に構築することができる。
【００１３】
また、第２発明では、第１発明の地中遮水壁９においては、前記継手付き遮水板５は、圧入時に一体化された着脱可能な補剛フレームの引き抜きによって残置された継手付き遮水板５であって、薄鋼板６の両側端部に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２発明によると、地中遮水壁９を構成する継手付き遮水板５の本体部分を広幅の薄鋼板を使用することができると共に、遮水柱体３の間隔を大きくすることができるので、遮水柱体３の構築数および遮水材料２の使用量を少なくすることができ、また継手付き遮水板５の使用数を少なくすることができ、経済的な地中遮水壁９とすることができる。
【００１５】
また、第３発明では、第１発明において、前記鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材７が使用され、かつその折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第３発明によると、安価な薄鋼板６を比較的低コストな冷間成形加工により、打設抵抗に耐えることができる座屈および曲げ剛性のある折り板状にすることができ、このような座屈および曲げ剛性をある折り板状部材の両側端部に継ぎ手を固着するだけで、打設抵抗に耐える剛性を有する継手付き遮水板５とすることができる。
【００１７】
第４発明では、第２発明の地中遮水壁９において、前記継手付き遮水板５から分離された補剛フレーム１０の引き抜きによって形成された継手付き遮水板５と地盤１との空間に遮水材料１１が充填されていることを特徴とする。
【００１８】
第４発明によると、補剛フレーム１０の引き抜き後の空間を遮水材料により充填された遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【００１９】
第５発明の地中遮水構造の構築方法では、地盤１中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度で遮水性材料２からなる柱状の遮水柱体３を形成する第１程と、前記の隣り合う遮水柱体３を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手４を有する鋼製の継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手相互の嵌合により連結されるように地盤中に圧入する第2工程とからなることを特徴とする。
【００２０】
第５発明によれば、あらかじめ柱状の遮水柱体３を形成するため、柱体の遮水性能を確保し、均一な品質の柱体を得ることが容易である。また、遮水柱体３の構築に引き続き嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手により連結されるように地盤中に圧入するので、遮水柱体３の遮水性材料２が硬化する前に継手付き遮水板５を圧入すれば、継ぎ手部周囲が均一な品質の遮水柱体３に囲まれた状態となり、鋼材である継手付き遮水材５と遮水柱体３の境界での水みちも発生する恐れは少ない。また、鋼製の継手付き遮水板５は、施工に必要な剛性を有していれば、横方向に間隔をおく遮水柱体３を接続する連続溝の溝掘削を行うことなく、地盤１中に圧入できるため、第１の工程では遮水柱体３を築造するのみで、特殊な施工機械を用いることなく、遮水柱体３の築造と鋼製の継手付き遮水板の圧入という簡単な施工を行うのみで、信頼性が高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００２１】
前記の第５発明において、鋼製の遮水板の幅が広いほうが、遮水柱体の間隔も広くなり、経済的であるといえるが、一方で鋼製の遮水板を地中に圧入する際の抵抗が大きくなり圧入が困難となる。従って、遮水板が打設抵抗に耐えるだけの剛性を有する必要がある。
【００２２】
そこで、第６の発明では、前記鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材７が使用され、かつその折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００２３】
一方で、前記の鋼製の継手付き遮水板５の剛性は、施工時のみに必要であり、地中１に圧入し完成時には遮水性のみが必要となるものであるから、第７の発明では、前記遮水柱体３を連結するように継手付き遮水板５を地盤１中に圧入するにあたり、板材の両側端部８に継ぎ手４を有する継手付き遮水板５に、着脱自在な補剛フレーム１０を重合すると共に、補剛フレーム１０に前記継手付き遮水板を着脱自在に係止して一体化した補剛フレーム付き遮水板１２を構成し、その補剛フレーム付き遮水板１２における継ぎ手４を、先行して地中に圧入した継手付き遮水板５の継ぎ手４に嵌合して前記補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程により連続した遮水壁９を構築することを特徴とする。
【００２４】
また、補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜いた場合、地盤中に補剛フレーム１０が在った空間が引抜直後には空隙となり、遮水性能が損なわれる恐れのある地質には、これに対応する必要がある。
【００２５】
そこで、第８の発明では、第７発明において、前記着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程と同時に、あらかじめ補剛フレーム１０に固定した遮水材料供給用の１つまたは複数の配管１３を介して、補剛フレーム１０の先端より遮水材料１１を噴出することで、地盤１と前記継手付き遮水板５の間の空間１４を充填することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１および図２は、本発明の各実施形態の第１工程を示し、地盤１に横方向に一定の間隔を置いて直列に遮水柱体３を構築した状態を示すものであって、この工程では、図示省略のアースオーガーもしくはロックオーガー等の縦孔掘削機を用いて、横方向に所定の間隔を保って直列に、地中に縦孔１５を所定の深度まで穿削するとともに、この縦孔１５にベントナイトモルタルや人工粘土などの遮水性の高い材料からなる遮水材料２を充填することにより、横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を構築する。横方向に間隔をおいて直列に構築される遮水柱体３は、直線状または円弧状あるいは環状になるように間隔をおいて直列に設けてもよい。
【００２８】
この際、アースオーガーなどの１軸の掘削機を用いて、縦孔１５の穿削と同時に、縦孔１５の穿孔により生じる現位置の土砂と、セメントモルタルやベントナイトなどの硬化液を撹拌混合して遮水材料２として、この遮水材料２を縦孔１５に充填して遮水柱体３を構築することも可能である。このようにすれば、残士処分量を減ずることができ、経済的となる。遮水柱体３は、遮水壁に要求される遮水性能に応じて、遮水柱体の大きさと遮水材料の性能、具体的には、透水係数を選定し、その組み合わせを決定することができる。
【００２９】
この遮水柱体３の構築は、所定の間隔を置いて直列に順次施工されるが、その第１の工程に引き続き、第２の工程では、図３および図４に示すように、所定の間隔をおいて構築された遮水柱体３の隣り合う遮水柱体３を連結するように、順次、両側端部８に嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を地中に圧入する。
地中に圧入する方法としては、バイブロハンマーによる振動工法、油圧ハンマーを用いて打撃工法による方法や、油圧加圧装置を用いて静的に圧入する方法等が考えられ、本発明においては、特にその圧入方法を限定するものではない。
【００３０】
この際、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４は、遮水柱体３内部にて先行して圧入された継手付き遮水板５の継ぎ手４と嵌合して接続される。すなわち、遮水柱体３の中心間距離と、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４間の幅が一致するように遮水柱体３を設けるようにすればよい。継手付き遮水板５の圧入は、遮水柱体３内の遮水材料２の硬化前に行うのが望ましく、従って、遮水柱体３と継手付き遮水板５の圧入は、順次遮水柱体３の築造後に、同時並行的に前記第１の工程に若干遅れて第２の工程が実施される。なお、遮水材料２に硬化遅延材を混入させ、硬化時間を遅らせることもできる。
【００３１】
継手付き遮水板５の幅は広いほうが、横方向に間隔をおく遮水柱体３の間隔も広くとることが出来るため経済的であるとともに、遮水壁全体としても継ぎ手箇所が少なくなり、止水性も格段に向上することになる。一方で、継手付き遮水板５の幅を広くすると、地盤１中に圧入する際の抵抗が大きくなるため、これを地盤中に押し込むためには、継手付き遮水板５には、地盤の固さや深さに応じて、所定の曲げ剛性が必要となる。
【００３２】
前記にように、特開２０００−３１９８７２、特開平１０−２３７８４７の従来技術では、剛性が小さい板状の薄鋼板や可とう性の合成樹脂性のシートが遮水板として用いられているため、溝掘削を行わずに、地盤中に直接圧入することは困難となり、溝掘削が必須条件となる。
【００３３】
そこで、本発明の第１実施形態では、継手付き遮水板５として、鋼製の薄い鋼板６を冷間成形加工により横断面台形角波形等の屈曲波形に折り曲げて、図３および図４に示すような横断面屈曲波形板７からなる折板状部材７として、その折板状部材７の幅方向の両側に、嵌合継ぎ手４を上下方向に連続した溶接により溶着したものを用いている。このように継手付き遮水板５を構成すれば、地盤１に対し圧入に必要な剛性を容易に確保することができる。
【００３４】
このようにすれば、横方向に連続したあるいは縦孔１５を接続する連続した溝掘削を行うこと無しに、継手付き遮水板５をバイブロハンマー等を用いて振動工法により地盤中に直接打ち込むことが出来る。また、継手付き遮水板５を構成する場合、複数のＵ型鋼矢板を側端縁同士を溶接により一体化した幅広の継手付き遮水板５とすることによっても、圧入に必要な剛性を有する継手付き遮水板５を構成することができる。
【００３５】
また、本発明では、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４が位置する部分は、第１の工程で、あらかじめアースオーガー等の縦孔掘削機にて縦孔１５の穿削と同時に、縦孔１５の掘削によって生じる現位置の土砂と、セメントモルタルやベントナイトなどの硬化液を撹拌混合させて遮水材料２を構成し、その遮水材料２を充填した遮水柱体３がまだ固まらない状態にあるため、継手付き遮水板５の圧入時に最も抵抗が大きい嵌合継ぎ手４部分の地盤１（遮水柱体３）が柔らかい状態であるため、圧入が容易になるといった利点もある。
【００３６】
このようにして構築された地中遮水壁９は、透水性の無い各継手付き遮水板５が、嵌合継ぎ手４にて幅方向に連結された上で、遮水上の弱点となる各嵌合継ぎ手４は遮水柱体３内にあるため、遮水柱体３の遮水性により、非常に高いレベルでの遮水性能を発揮することができる。
【００３７】
継手付き遮水板５における両側端部の嵌合継ぎ手４を構成するための素材としては、例えば、（１）直線矢板の両側端部の継ぎ手、（２）Ｕ型鋼矢板の両側端部の継ぎ手、（３）熱間押し出し成形により製作された継ぎ手、（４）Ｐ―Ｔ継ぎ手(パイプ（Ｐ）を用いたＰ継ぎ手（スリット入りパイプ(雌継ぎ手)）と、断面Ｔ字状部材からなるＴ形継ぎ手(雄継ぎ手)との組み合わせ)などが利用することができ、これらを断面角波形板７の両端部に連続した溶接により一体に固着して継手付き遮水板５とすることができる。
【００３８】
さらに、例えば、（１）直線矢板の両側端部の継ぎ手および（２）Ｕ型鋼矢板の継ぎ手には、水膨潤性の止水材を塗布しておいてもよく、また、（３）熱間押し出し成形により製作された継ぎ手には水膨張性のゴムシール材を使用してもよく、さらに、（４）Ｐ―Ｔ継ぎ手では、アスファルトを主成分とする粘弾性材料や、他の遮水性の充填材を予め充填しておいてもよく、このような方法などを用いれば、遮水壁の遮水性をさらに向上させることができ、従来技術の特開２０００−３１９８７２で提示されるサンドイッチ状の３構造の遮水壁と同等の遮水信頼性をもった地中遮水壁９を、低コストかつ短工期で構築することが可能となる。
【００３９】
前記実施形態のように、継手付き遮水板５を直接、地盤１中に圧入する場合、継手付き遮水板５に所定の剛性を持たせるため、鋼製板状の薄鋼板６を冷間成形加工により屈曲波形に折り曲げて、折板状部材７としてもよい。
【００４０】
なお、折板状部材７は、断面角波形，断面台形波形，断面Ｕ字状あるいはＶ字状波形、あるいは、これらの組み合わせ等が考えられるが、曲げ剛性が大きくなるように形成されていればよく、特に断面形状は問わないが、図示例の断面角波形の折板状部材７とすると、薄鋼板６でも、比較的効率よく曲げ剛性を大きくできる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に、前記第１実施形態のように薄鋼板を屈曲波形に冷間成形加工をすることもなく、また変形形態のように複数のＵ型鋼矢板を溶接により一体化することもなく、このような加工作業が不要となり、継手付き遮水板５の製作コストおよび地中遮水壁９の施工コストを低減することができる地中遮水壁の第２実施形態を、図１および図２ならびに、図５以降の図によって説明する。
【００４２】
継手付き遮水板５の剛性は、地盤圧入施工時のみに必要となるもので、遮水壁９完成時には、継手付き遮水板５には遮水性のみが求められる。従って、完成時に必要な継手付き遮水板５は、薄い鋼製の板材（薄鋼板６）の両側端部に継ぎ手４を有する継手付き薄鋼板で良いことになる。しかし、このままでは、前記継手付き遮水板５のハンドリング自体も困難であるとともに、地盤１に圧入することが困難となる。そこで、図６右側に示すように、薄鋼板６の両側端部８に継ぎ手４を有する継手付き遮水板５に、着脱自在な補剛フレーム１０を重合すると共に、補剛フレーム１０に前記継手付き遮水板５を着脱自在に係止して一体化することにより、継手付き遮水板５の剛性が非常に小さくても、継手付き遮水板５のハンドリング及び地盤１への圧入を容易に行うことができる。
【００４３】
さらに具体的に、補剛フレーム１０に一体化可能な継手付き遮水板５と、前記補剛フレーム１０とについて、図９以降によって説明する。
この実施形態の補剛フレーム付き遮水板１２は、独立した着脱自在な補剛フレーム１０と、前記補剛フレーム１０に着脱自在に取り付けられる継手付き遮水板５とから構成されており、次に補剛フレーム１０と継手付き遮水板５のそれぞれの形態について説明する。
【００４４】
先ず、継手付き遮水板５の構成について、図３〜図８と図１５および図１６を参照しながら説明すると、帯状薄鋼板６からなり継手付き遮水板本体を構成する帯状薄鋼板６の両端部に、薄鋼板６の長手方向に連続する雌型嵌合継ぎ手４ａおよび雄型嵌合継ぎ手４ｂまた雌雄兼用の嵌合継ぎ手４（４ａ，４ｂ）が連続した溶接により一体に固定されて継手付き遮水板５が構成されている。前記各継ぎ手４ａ，４ｂは、図９〜図１１に示すような、例えば直線形鋼矢板等の継ぎ手部分を使用してもよく、あるいは図３〜図８または図１６（ｂ）に示すように、直線形鋼矢板を中央部で長手方向にカットしたものをそれぞれ帯状薄鋼板６の両側部に連続溶接により固定して継ぎ手４とするようにしてもよい。その他、図１６（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｐ−Ｔ継ぎ手４やＰ−Ｐ継ぎ手４等を利用してもよい。
【００４５】
あるいは図１５（ａ），（ｂ）に示すように、各継ぎ手４ａ，４ｂを、熱間押し出し成型により製作してもよく、この場合の雄型継ぎ手４ｂは、ほぼ断面がＴ字状で先端部に係合フランジ４ｃを備えた雄型型鋼により構成され、また前記雌型継ぎ手４ｂは、その長手方向に連続する係止凹部４ｄを備えた雌型型鋼により構成している。
【００４６】
前記薄鋼板６の先端部（下端側）下面２０には、鉄筋または鋼棒等をＵ字状に折り曲げて一対の脚部２１と係合部２２とを備え、その各脚部２１の中間部から係合部２２に渡り薄鋼板６の上面側に向かって起立するように上向きに円弧状に湾曲させてなる複数の係合金具２３が、薄鋼板６の先端側に４つ巾方向に間隔をおいて平行に配置されると共に、前記各脚部２１が薄鋼板６の下面２０に当接されて溶接により固定され、前記係合部２２における係合孔２４が薄鋼板６の上面２５から突出するように設けられている。
【００４７】
前記薄鋼板６の後端部（上端側）下面２０には、鉄筋または鋼棒等を逆Ｕ字状に折り曲げて一対の脚部２１と係合部２６とを備え、その各脚部２１の中間部と係合部２６に渡り薄鋼板６の上面側に向かって起立するように上向きに円弧状に湾曲させてなる複数の係合金具２７が、薄鋼板６の先端側に２つ巾方向に間隔をおいて平行に配置されると共に、前記各脚部２１が薄鋼板６の下面２０に当接されて溶接により固定されて、前記係合部２６における係合孔２４が薄鋼板６の上面２５から突出するように設けられている。
【００４８】
次に、補剛フレーム１０の一形態について、図９〜図１４を参照しながら説明すると、厚板からなる帯状補剛フレーム本体２８の中央部に多数の大径孔２９および両側部に多数の小径孔３０が上下方向に間隔をおいて多数設けられて軽量化され、前記小径孔３０と大径孔２９の間において、上下方向に延長するように縦リブ３１が補剛フレーム本体２８の上面に連続溶接または断続溶接等により固定されている。前記補剛フレーム本体２８の下端部上面には、鋼製圧入ピン３２が巾方向に間隔をおいて平行に、かつ補剛フレーム本体２８の下端部から突出するように配置された状態で、鋼製圧入ピン３２の基端部が溶接により固定されて係止部３３が構成されている。前記各圧入ピン３２の間隔は前記継ぎ手付き遮水板５における各係合部２２の間隔と同間隔に配置されている。
【００４９】
補剛フレーム本体２８の上部には、図１３に示すように、継ぎ手付き遮水板５における後端部（上端部）の係合部２６に対向する位置において、左右両側に矩形状開口部からなる透孔３４が設けられ、補剛フレーム本体２８の上面には、前記透孔３４から上部に離れた上面の位置において、巾方向に間隔をおいて一対のブラッケット３５の下部が溶接により固定され、前記ブラケット３５には回動用アーム３６の基端部が横軸３７により回動可能に枢着され、前記回動アーム３７の中間部には、先端側に左ねじを有する螺杆３８の基端部が横軸３９により回動可能に枢着され、前記透孔３４側において先端部に係止用フック４０を有する係止杆４１の基部側右ねじ部と前記螺杆３８の先端部左ねじ部が長さ調整用ターンバックル４２に螺合されている。前記透孔３４，ブラケット３５，回動用アーム３６，螺杆３８，係止用フック４０，長さ調整用ターンバックル４２等により、継ぎ手付き遮水板５を引き上げるように係止することができる係止部４３が構成されている。
【００５０】
次に前記補剛フレーム１０と前記継ぎ手付き遮水板５を組み合わせて、本発明の補剛フレーム付き遮水板１２を構成する場合の組立て手順および分離して継ぎ手付き遮水板５を搬送またはトレーラ上に積み込む場合の手順、補剛フレーム付き遮水板１２のハンドリングならびに地盤に圧入するための施工機械を使用した施工手順について説明する。
【００５１】
まず前記継ぎ手付き遮水板５における薄鋼板６に補剛フレーム１０を取り付ける場合には、図１３および図１４に示すように、前記補剛フレーム１０における鋼製圧入ピン３２を前記継ぎ手付き遮水板５の上面側から先端部係合部２２に圧入係合させ、補剛フレーム１０の下端縁を係合部２２に当接させた状態で、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の上面に重合すると、継ぎ手付き遮水板５における上端部の係合部２６が前記補剛フレーム１０における透孔３４内に位置するので、係止用フック４０を前記係合部２６に係止した状態で、前記回動用レバー３６を補剛フレーム１０の上端部側の上面に向かって回動すると、前記横軸３７よりも前記横軸３９が補剛フレーム１０の上面に近い位置になるので、前記回動用レバー３６が元に戻るように付勢されることなく、緊張した状態で、継ぎ手付き遮水板５と補剛フレーム１０を一体化することができる。
【００５２】
補剛フレーム付き遮水板１２を組立てる場合に、例えば継ぎ手付き遮水板５をマグネット式（電磁吸着式）クレーンを備えているマグネット式（電磁吸着式）ハンドリングが可能な工場において製作し、図１８に示すように、トレーラー４４等の運搬重機荷台上に順次スペーサ４７を介在させた状態でほぼ水平状態で載置された継ぎ手付き遮水板５の上面側に、図１２に示すように補剛フレーム１０の先端側（下端側）を後端側よりも下方に位置するように傾斜した状態で、かつ補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の後端側に変位した位置から、補剛フレーム１０の下端側を継ぎ手付き遮水板５の下端側に当接または近接した状態で、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の下端側に向かって平行移動して、補剛フレーム１０における下端側の各鋼製圧入ピン３２からなる係止部３３を継ぎ手付き遮水板５の各係合部２２の透孔に圧入係止する。この圧入状態は、前記補剛フレーム１０の下端部が前記係合部２２に当接した状態まで、圧入するようにする。
【００５３】
その後、前記補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の薄鋼板６の上面に重合するように載置すると、補剛フレーム１０における透孔３４内の下端側に継ぎ手付き遮水板５における上端側の係合部２６が位置するようになる。すなわち補剛フレーム１０の下端部から透孔３４下部までの部材長手方向寸法と継ぎ手付遮水板５の寸法は、ほぼ同寸法の程度であり、継ぎ手付遮水板５の各係合部２２，２６の各係合孔間の寸法が同程度の寸法か若干長く設定されているので、図１３に示すように回動用アーム３６を透孔３４側に接近する位置に回動して、係止用フック４０を係合部２７に係止した後、前記回動用アーム３６を補剛フレーム１０の上端部側に回動して、前記係止用フック４０を引き上げるようにすると、継ぎ手付き遮水板５の下端部の係合部２２が補剛フレーム１０の下端部に係合しているので、前記継ぎ手付き遮水板５の上面が補剛フレーム１０の下面に密着すると共に、前記継ぎ手付き遮水板５が緊張した状態で、補剛フレーム１０に一体化した状態で取り付けることができる。
【００５４】
次に、継ぎ手付き遮水板５と補剛フレーム１０が一体化した状態の補剛フレーム付き遮水板１２から継ぎ手付き遮水板５のみをトレーラー４４に積み込む場合には、図１８の場合と逆に、補剛フレーム１０における縦リブ３１に設けた透孔３１ａ等に取り付けた吊り金具（図示を省略）に吊り下げ用条体４５を介在させて、クレーン（図示省略）等により繰り出される条体４６の先端部の係止用フック４７により前記吊り下げ用条体４５を係止して搬送し、トレーラー荷台上に適宜支承用スペーサ４７を介在させた状態で、支承用スペーサ４７上に載置し、その状態で、図１４に示す回動用レバー３６を開放方向に回動させて係止用フック４０を係合部２７から外して、補剛フレーム１０と継手付き遮水板５との後端部（上部側）の係合を解除した後、補剛フレーム１０のみを後端部方向に移動させることにより、補剛フレーム１０の先端部の鋼製圧入ピン３２と遮水板５先端部の係合部２２との係合を解除して、トレーラー４４上に遮水用の継手付き遮水板５を積み込むようにする。継手付き遮水板５を多段に積み込む場合は、支承用スペーサ４７を介在させて、前記と同様な操作により、順次継手付き遮水板５をトレーラー４４上に積み込む。なお、補剛フレーム１０の先端部の鋼製圧入ピン３２と継手付き遮水板５先端部の係合部２２との係合を解除する場合、継ぎ手付遮水板５の自重により、補剛フレーム１０を後退移動させても継ぎ手付遮水板５が相対的に移動することなく、鋼製圧入ピン３２を係合部２２から引き抜くことができる。
【００５５】
次に、トレーラー４４から遮水用の継手付き遮水板５を圧入施工機械４８に取り付ける場合には、図１８に示すように、トレーラー４４上において継ぎ手付き遮水板５に緊張力を付与した状態で、補剛フレーム１０に係止して一体化した補剛フレーム付き遮水板１２とすることにより、補剛フレーム１０に吊り下げ支持されても遮水板５における薄板状部分が下側に突出するように変形することはなく、補剛フレーム１０から継手付き遮水板５が外れる恐れを排除することができる。
【００５６】
次に、図１９および図２０に示すように、圧入施工機械４８におけるリーダー４９に沿って昇降移動される加圧用昇降フレームまたはバイブロハンマ付き昇降フレーム５０のチャック５１に補剛フレーム付き遮水材１２における前記補剛フレーム４の上端部を把持させて、前記補剛フレーム付き遮水材１２を、圧入施工機械４８に取り付け、次いで、図２０に示すように、補剛フレーム付き遮水板１２における各継ぎ手４部分が遮水柱体３の中央に位置するように地盤１に圧入した後、補剛フレーム１０と継ぎ手付き遮水板５の上端部の係合を解除して、図２１に示すように、補剛フレーム１０のみを地盤１から引き抜き、前記単体となった補剛フレーム１０を、トレーラー４４上の新たに装着すべく単体状態の継ぎ手付き遮水板５に向けて搬送する一方、補剛フレーム１０を装着した補剛フレーム付き遮水板１２を前記地盤１に打設された既設側の継ぎ手付き遮水板５に、遮水柱体３部分に位置する継ぎ手４相互で嵌合して、順次地盤１に圧入した後、補剛フレーム１０と継手付き遮水板５の上端部の係合を解除して、補剛フレーム１０のみを地盤１から引き抜く。
【００５７】
このように、前記補剛フレーム１０を重合してなる補剛フレーム付き遮水板１２における継手付き遮水板５の継ぎ手４（４ａ，４ｂ）を、先行して地中１に圧入した継手付き遮水板５の継ぎ手４（４ｂ，４ａ）に嵌合して前記補剛フレーム付き遮水板１２を地中１に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程を必要回数繰り返すことにより連続壁からなる地中遮水壁９を構築でき、完成時に必要な遮水機能を満足することができる。
【００５８】
前記実施形態では、補剛フレーム１０は十分な剛性をもったフレームであるので、幅の広い継手付き遮水板５を地中１に容易に圧入することが可能となる。しかも、補剛フレーム１０は施工サイクルのなかで再利用することができるので、大きなコストアップにつながらない。本発明の地中遮水壁９の構築に当たっては、継手付き遮水板５の幅をひろくできれば、それだけ、遮水柱体３の間隔を広く出来ることから、遮水柱体３の構築に必要な費用を低減することが出来ることになる。
【００５９】
なお、図１７は本発明において使用することができる補剛フレーム１０の上端部係止部４３の他の形態を示すものであり、この形態の場合は、各透孔３４の上部側において、ナット支承用のブラケット３５の基端部が補剛フレーム１０の上面に溶接により固定され、透孔３４側に位置する先端部に係止用フック４０を有する係止杆４１の基端部が、基端部（上端部）に係止フック５０を有すると共に中間部に雄ねじ部５１を有する係止用杆体５２の先端部の連結用アーム５３に横軸５４により回動自在に枢着され、前記ブラケット３５に係合されるナット５５に前記雄ねじ部５１の部分が螺合されている。
【００６０】
この形態の係止部４３を構成する場合には、ブラッケト３５にナット５３を係合した状態で、ナット５３に係止用杆体５２を螺合させた後、連結用アーム５３の基部側を係止用杆体５２に溶接により固定することにより構成することができる。前記ブラッケト３５から補剛フレーム本体２８の上端部側に離れた位置において、係止用横軸５６を有するブラケット５７の基部側が補剛フレーム本体２８の上面に溶接により固定され、前記係止用フック５０にレバーブロック（巻き上げ兼牽引装置）５８から繰り出されるチェーンの端末の係止用フック５９を係止し、前記レバーブロック５８の本体側の係止フック５９を前記ブラケット５７の横軸５６に係止した状態で、前記レバーブロック５８のレバー６０を巻き上げ（牽引）方向に反復揺動すると、継ぎ手付き遮水板５の上端部係合部２６が補剛フレーム１０の上端部側に引っ張られるにつれて、薄鋼板６の上面が補剛フレーム１０の下面に密着し、継手付き遮水板５が緊張状態で補剛フレーム１０に保持されるようになる。
【００６１】
この状態においては、前記ブラケット３４からナット５５が離反しているので、前記ナット５５を前記ブラケット３４に接近する方向に回転させて、ナット５５をブラッケト３４に係合させ、その後、レバーブロック５８のレバー６０を巻き下げ方向に反復揺動させてチェーンを緩めて、レバーブロック５８を取り外す。この状態の補剛フレーム付き遮水板１２は、前記実施形態と同様にクレーンによるハンドリングおよび圧入することができ、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５から分離する場合には、前記と逆の動作をしてレバーブロック５８を前記と同様に取り付けて、レバー６０を巻き上げ方向に反復揺動させてチェーンを緊張させてナット５５を緩めて、ナット５５をブラッケト３４に離反させ、その後、レバーブロック５８のレバー６０を巻き下げ方向に反復揺動させてチェーンを緩めて、レバーブロック６０を取り外した後、係止用フック４０を係合部２６から離脱させて、補剛フレーム１０のみを継ぎ手付き遮水板５の上端側にスライドするように上昇させて離脱させる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
補剛フレーム付き遮水板１２を地中１に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを、継手付き遮水板５から離脱して引抜いた場合、地盤１中に補剛フレーム１０があった空間が、その引抜直後には空隙（空間）となるが、地中部では、時間の経過とともに周辺の土圧によりその空隙が塞がれていくことになるが、地質条件等によっては比較的長期にわたり継手付き遮水板５と地盤１の間の空隙が塞がらず、その部分が水みちとなり、遮水性能が発揮できない恐れがある。そのようなことを防ぐために、補剛フレーム１０を引き抜く際に、補剛フレーム１０の先端部より、遮水材料１１を噴出しながら引抜き、その空隙を埋めることができる。遮水材料を噴出することにより、不透水層根入れ部での鋼材との境界での水みちの発生防止や、軟岩中に圧入した場合のクラック等による水みちをふさぐ効果も期待出来るため、さらに信頼性の高い地中遮水壁９を構築することができる。遮水材料１１としては、遮水柱体３に用いたベントナイトモルタルや人工粘土などを用いることができる。
【００６３】
さらに具体的に前記第３実施形態を説明すると、図７および図８に示すように、補剛フレーム１０にあらかじめ、その先端部付近まで遮水材料充填用の噴射ノズルを備えた１つまたは複数の配管１３を固定しておけば、補剛フレーム１０の引き抜きに際して、地上にてあらかじめ配合混練した上記遮水材料１１を、圧送装置などにより前記配管１３に圧送すれば、遮水材料１１を補剛フレーム１０の先端部付近より吐き出すことができ、さらに信頼性の高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００６４】
【発明の効果】
第１発明によると、予め横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を、継手付き遮水板の継ぎ手間の幅間隔をおいて形成すればよいので、遮水性能の高い均一な品質の遮水柱体の構築が容易であり、また、継手付き遮水板５の継ぎ手４部分は遮水柱体３内において、遮水材料により埋め込まれているので、継ぎ手部分を確実に遮水でき、構造が簡単で遮水性能の高い地中遮水壁を容易に構築することができる。
【００６５】
第２発明によると、地中遮水壁９を構成する継手付き遮水板５の本体部分を広幅の薄鋼板を使用することができると共に、遮水柱体３の間隔を大きくすることができるので、遮水柱体３の構築数および遮水材料２の使用量を少なくすることができ、また継手付き遮水板５の使用数を少なくすることができ、経済的な地中遮水壁９とすることができる。
【００６６】
第３発明によると、安価な薄鋼板６を比較的低コストな冷間成形加工により、打設抵抗に耐えることができる座屈および曲げ剛性のある折り板状にすることができ、このような座屈および曲げ剛性をある折り板状部材の両側端部に継ぎ手を固着するだけで、打設抵抗に耐える剛性を有する継手付き遮水板５とすることができる。
【００６７】
第４発明によると、補剛フレーム１０の引き抜き後の空間を遮水材料により充填された遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【００６８】
第５発明によれば、あらかじめ柱状の遮水柱体３を形成するため、柱体の遮水性能を確保し、均一な品質の柱体を得ることが容易である。また、遮水柱体３の構築に引き続き嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手により連結されるように地盤中に圧入するので、遮水柱体３の遮水性材料２が硬化する前に継手付き遮水板５を圧入すれば、継ぎ手部周囲が均一な品質の遮水柱体３に囲まれた状態となり、鋼材である継手付き遮水材５と遮水柱体３の境界での水みちも発生する恐れは少ない。また、鋼製の継手付き遮水板５は、施工に必要な剛性を有していれば、横方向に間隔をおく遮水柱体３を接続する連続溝の溝掘削を行うことなく、地盤１中に圧入できるため、第１の工程では遮水柱体３を築造するのみで、特殊な施工機械を用いることなく、遮水柱体３の築造と鋼製の継手付き遮水板の圧入という簡単な施工を行うのみで、信頼性が高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００６９】
また、第６発明によると、鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板７等の折板状部材７を使用し、その折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成しているので、容易に打設抵抗に耐えるだけの剛性を有する継手付き遮水板とすることができ、また鋼製の遮水板の幅を広くできると共に、遮水柱体の間隔も広くでき、経済的な地中遮水壁を構築できる。
【００７０】
第７発明によると、着脱自在な補剛フレーム１０を使用するので、施工時のみに継手付き遮水板５と一体となってその剛性を高め、地中１に圧入した後に分離して、継手付き遮水板５の遮水性を確保することができると共に、継手付き遮水板５の本体を薄鋼板により構成することができ、経済的な継手付き遮水板５を用いた地中遮水壁とすることができる。
【００７１】
第８発明によると、補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜いて、空間（空隙）が生じても、遮水材料供給用の配管１３を介して、補剛フレーム１０の先端より遮水材料１１を噴出するので、地盤１と前記継手付き遮水板５の間の空間１４を遮水材料１１により充填して、遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤に縦孔を所定の深度まで穿孔すると共に遮水性材料を充填した状態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図８】図７の状態の平面図である。
【図９】本発明において使用できる補剛フレーム付き遮水板の一実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】図９の（ａ）の一部切欠拡大正面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】補剛フレームに継手付き遮水板を係止させる工程を説明するための斜視図である。
【図１３】（ａ）は補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、補剛フレームと遮水板の上端部を係止する直前の状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１４】（ａ）は補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、補剛フレームと遮水板の上端部を係止した状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１５】本発明において使用される継手付き遮水板の他の実施形態を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１６】（ａ）は図１５の一部切欠横断平面図であり、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明において使用できる継手付き遮水板の他の例を示す一部切欠横断平面図である。
【図１７】（ａ）は遮水板の上端部に他の形態の係止部を備えた補剛フレームに遮水板を取り付ける状態を説明するための説明図であって、補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、レバーブロックを使用して補剛フレームと遮水板の上端部を係止した状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１８】本発明において使用する補剛フレームを使用して、トレーラーに遮水用の継手付き遮水板を積み込む状態を示す説明図である。
【図１９】矢板施工機械に補剛フレーム付き遮水板を装着させる状態を示す側面図である。
【図２０】矢板施工機械により補剛フレーム付き遮水板における補剛フレームを把持した状態で、補剛フレーム付き遮水板を地盤に振動圧入している状態を示す一部側面図である。
【図２１】矢板施工機械により補剛フレーム付き遮水板における補剛フレームを把持した状態で、補剛フレーム付き遮水板を地盤に振動圧入した後に、補剛フレームのみを引き抜いて、遮水壁を築造している状態を示す一部縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 地盤または地中
２ 遮水材料
３ 遮水柱体
４ 継ぎ手
４ａ 雌型継ぎ手
４ｂ 雄型継ぎ手
４ｃ 係合フランジ
４ｄ 係止凹部
５ 継手付き遮水板
６ 薄鋼板
７ 断面角波形板等の折板状部材
８ 側端部
９ 地中遮水壁
１０ 補剛フレーム
１１ 遮水材料
１２ 補剛フレーム付き遮水板
１３ 遮水材料供給用の配管
１４ 空間
１５ 縦孔
１６ 折り板
１９ 帯状板材
２０ 下面
２１ 脚部
２２ 係合部
２３ 係合金具
２４ 係合孔
２５ 上面
２６ 係合部
２７ 係合金具
２８ 帯状補剛フレーム本体
２９ 大径孔
３０ 小径孔
３１ 縦リブ
３１ａ 透孔
３２ 鋼製圧入ピン
３３ 係止部
３４ 透孔
３５ ブラケット
３６ 回動用アーム
３７ 横軸
３８ 螺杆
３９ 横軸
４０ 係止用フック
４１ 係止杆
４２ 長さ調整用ターンバックル
４３ 係止部
４４ トレーラー
４５ 吊り下げ用条体
４６ 条体
４７ 支承用スペーサ
４８ 圧入施工機械
４９ リーダー
５０ 係止フック
５１ 雄ねじ軸部
５２ 係止用杆体
５３ 連結用アーム
５４ 横軸
５５ ナット
５６ 係止用横軸
５７ ブラケット
５８ レバーブロック
５９ 係止用フック
６０ レバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に連続して設けられる不透水性の地中遮水壁およびその構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長尺に形成された複数のＵ字型鋼矢板の側端縁同士を溶接により一体化して、止水壁構成体を形成し、複数の止水壁構成体の側端縁同士を嵌合させた状態で、地盤中に打設して連接した後、互いに隣接する止水壁構成体の接続部の周囲に地盤改良を施して止水壁を構築する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、地盤中に溝を形成して遮水壁を構築し、溝中に遮水板を打設して、遮水板を両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方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、地盤中に、間隔を隔てて複数の立坑を先行して掘削し、ついで、立坑を連結する溝をワイヤーソー掘削機を用いて形成した後、止水シートを挿入して立坑内で止水シートを連結したのち、必要に応じて立坑及び溝内にモルタルやセメントミルクなどの止水性を有する材料を充填する方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６９２５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１９８７２号公報
【特許文献３】
特開平１０−２３７８４７号公報
【０００６】
前記特許文献１のように、鋼製の止水壁を構築した後に、その継ぎ手近傍を地盤改良するためには、薬液注入や噴射撹拌方式にて地盤改良体を形成することになるが、薬液注入や噴射撹拌機器は、鋼矢板からある程度離れた位置で施工することになり、鋼矢板に近接した部分の均一な改良体を形成することが困難で、特に鋼矢板と地盤の境界に水みちが生じる恐れがあり、信頼性の高い止水壁を形成するのが困難であるといった欠点がある。
【０００７】
また、前記特許文献２のようにする場合は、サンドイッチ状の３層構造となるため、遮水板の継ぎ手の不良などに関わらず遮水信頼性が高いとされている。しかし、遮水板自体は透水性がなく、遮水上の弱点は遮水板継ぎ手のみであり、継ぎ手の回りのみ３層構造にすればよいにもかかわらず、横方向に連続する遮水壁全体を全長に渡ってサンドイッチ構造としているのは不経済である。この理由は、横方向に連続して溝を掘削しているために、このような不経済なサンドイッチ構造となっている。横方向に連続した溝掘削自体も特殊な建設機械を用いる必要があり、コスト高となるという欠点を持っている。
【０００８】
また、前記特許文献３のようにする場合には、何段階もの工程を経るため複雑で、溝掘削にワイヤーソー掘削機など特殊な施工機械を必要とするためコスト高となるといった欠点を有している。また、立坑の掘削後に、立坑への止水シートの挿入、立坑内での接合作業を行うため、作業中に立坑の坑壁が崩壊する恐れがあり、立坑にモルタルやセメントミルクを充填したとしても、遮水柱体の品質を確保するのが難しいという欠点を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
鋼矢板自体を遮水材として使用し、薬液注入や噴射撹拌方式にて地盤改良体を形成する前記第１特許文献のようにする場合よりも経済的に止水壁を構築可能な前記従来の特許文献２および３のような従来技術では、遮水板に剛性が比較的小さい鋼板や可とう性の合成樹脂性のシート等を用いているため、これらを地中に圧入させるために横方向に連続した溝掘削を予め行い、遮水板の圧入抵抗を無くするか、もしくは大幅に低減する必要があった。そのため、溝掘削にワイヤーソー掘削機など特殊な施工機械を必要とするためコスト高となるといった共通の欠点を有している。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために考案されたもので、単純な工程により特殊な建設機械などを用いることなく、施工しやすく、その上で止水性能に優れる低コストな地中遮水壁およびその構築方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明の地中遮水壁９では、地盤１中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度まで遮水性材料２からなる柱状の遮水柱体３が形成され、直列に隣り合う遮水柱体３を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手４を有する鋼製の継手付き遮水板５が前記遮水柱体３に渡って圧入され、かつ直列に隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体中にて上下方向に継ぎ手相互の嵌合により連結されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明によると、予め横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を、継手付き遮水板の継ぎ手間の幅間隔をおいて形成すればよいので、遮水性能の高い均一な品質の遮水柱体の構築が容易であり、また、継手付き遮水板５の継ぎ手４部分は遮水柱体３内において、遮水材料により埋め込まれているので、継ぎ手部分を確実に遮水でき、構造が簡単で遮水性能の高い地中遮水壁を容易に構築することができる。
【００１３】
また、第２発明では、第１発明の地中遮水壁９においては、前記継手付き遮水板５は、圧入時に一体化された着脱可能な補剛フレームの引き抜きによって残置された継手付き遮水板５であって、薄鋼板６の両側端部に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２発明によると、地中遮水壁９を構成する継手付き遮水板５の本体部分を広幅の薄鋼板を使用することができると共に、遮水柱体３の間隔を大きくすることができるので、遮水柱体３の構築数および遮水材料２の使用量を少なくすることができ、また継手付き遮水板５の使用数を少なくすることができ、経済的な地中遮水壁９とすることができる。
【００１５】
また、第３発明では、第１発明において、前記鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材７が使用され、かつその折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第３発明によると、安価な薄鋼板６を比較的低コストな冷間成形加工により、打設抵抗に耐えることができる座屈および曲げ剛性のある折り板状にすることができ、このような座屈および曲げ剛性をある折り板状部材の両側端部に継ぎ手を固着するだけで、打設抵抗に耐える剛性を有する継手付き遮水板５とすることができる。
【００１７】
第４発明では、第２発明の地中遮水壁９において、前記継手付き遮水板５から分離された補剛フレーム１０の引き抜きによって形成された継手付き遮水板５と地盤１との空間に遮水材料１１が充填されていることを特徴とする。
【００１８】
第４発明によると、補剛フレーム１０の引き抜き後の空間を遮水材料により充填された遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【００１９】
第５発明の地中遮水構造の構築方法では、地盤１中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度で遮水性材料２からなる柱状の遮水柱体３を形成する第１程と、前記の隣り合う遮水柱体３を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手４を有する鋼製の継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手相互の嵌合により連結されるように地盤中に圧入する第2工程とからなることを特徴とする。
【００２０】
第５発明によれば、あらかじめ柱状の遮水柱体３を形成するため、柱体の遮水性能を確保し、均一な品質の柱体を得ることが容易である。また、遮水柱体３の構築に引き続き嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手により連結されるように地盤中に圧入するので、遮水柱体３の遮水性材料２が硬化する前に継手付き遮水板５を圧入すれば、継ぎ手部周囲が均一な品質の遮水柱体３に囲まれた状態となり、鋼材である継手付き遮水材５と遮水柱体３の境界での水みちも発生する恐れは少ない。また、鋼製の継手付き遮水板５は、施工に必要な剛性を有していれば、横方向に間隔をおく遮水柱体３を接続する連続溝の溝掘削を行うことなく、地盤１中に圧入できるため、第１の工程では遮水柱体３を築造するのみで、特殊な施工機械を用いることなく、遮水柱体３の築造と鋼製の継手付き遮水板の圧入という簡単な施工を行うのみで、信頼性が高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００２１】
前記の第５発明において、鋼製の遮水板の幅が広いほうが、遮水柱体の間隔も広くなり、経済的であるといえるが、一方で鋼製の遮水板を地中に圧入する際の抵抗が大きくなり圧入が困難となる。従って、遮水板が打設抵抗に耐えるだけの剛性を有する必要がある。
【００２２】
そこで、第６の発明では、前記鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材７が使用され、かつその折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成されていることを特徴とする。
【００２３】
一方で、前記の鋼製の継手付き遮水板５の剛性は、施工時のみに必要であり、地中１に圧入し完成時には遮水性のみが必要となるものであるから、第７の発明では、前記遮水柱体３を連結するように継手付き遮水板５を地盤１中に圧入するにあたり、板材の両側端部８に継ぎ手４を有する継手付き遮水板５に、着脱自在な補剛フレーム１０を重合すると共に、補剛フレーム１０に前記継手付き遮水板を着脱自在に係止して一体化した補剛フレーム付き遮水板１２を構成し、その補剛フレーム付き遮水板１２における継ぎ手４を、先行して地中に圧入した継手付き遮水板５の継ぎ手４に嵌合して前記補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程により連続した遮水壁９を構築することを特徴とする。
【００２４】
また、補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜いた場合、地盤中に補剛フレーム１０が在った空間が引抜直後には空隙となり、遮水性能が損なわれる恐れのある地質には、これに対応する必要がある。
【００２５】
そこで、第８の発明では、第７発明において、前記着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程と同時に、あらかじめ補剛フレーム１０に固定した遮水材料供給用の１つまたは複数の配管１３を介して、補剛フレーム１０の先端より遮水材料１１を噴出することで、地盤１と前記継手付き遮水板５の間の空間１４を充填することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１および図２は、本発明の各実施形態の第１工程を示し、地盤１に横方向に一定の間隔を置いて直列に遮水柱体３を構築した状態を示すものであって、この工程では、図示省略のアースオーガーもしくはロックオーガー等の縦孔掘削機を用いて、横方向に所定の間隔を保って直列に、地中に縦孔１５を所定の深度まで穿削するとともに、この縦孔１５にベントナイトモルタルや人工粘土などの遮水性の高い材料からなる遮水材料２を充填することにより、横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を構築する。横方向に間隔をおいて直列に構築される遮水柱体３は、直線状または円弧状あるいは環状になるように間隔をおいて直列に設けてもよい。
【００２８】
この際、アースオーガーなどの１軸の掘削機を用いて、縦孔１５の穿削と同時に、縦孔１５の穿孔により生じる現位置の土砂と、セメントモルタルやベントナイトなどの硬化液を撹拌混合して遮水材料２として、この遮水材料２を縦孔１５に充填して遮水柱体３を構築することも可能である。このようにすれば、残士処分量を減ずることができ、経済的となる。遮水柱体３は、遮水壁に要求される遮水性能に応じて、遮水柱体の大きさと遮水材料の性能、具体的には、透水係数を選定し、その組み合わせを決定することができる。
【００２９】
この遮水柱体３の構築は、所定の間隔を置いて直列に順次施工されるが、その第１の工程に引き続き、第２の工程では、図３および図４に示すように、所定の間隔をおいて構築された遮水柱体３の隣り合う遮水柱体３を連結するように、順次、両側端部８に嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を地中に圧入する。
地中に圧入する方法としては、バイブロハンマーによる振動工法、油圧ハンマーを用いて打撃工法による方法や、油圧加圧装置を用いて静的に圧入する方法等が考えられ、本発明においては、特にその圧入方法を限定するものではない。
【００３０】
この際、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４は、遮水柱体３内部にて先行して圧入された継手付き遮水板５の継ぎ手４と嵌合して接続される。すなわち、遮水柱体３の中心間距離と、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４間の幅が一致するように遮水柱体３を設けるようにすればよい。継手付き遮水板５の圧入は、遮水柱体３内の遮水材料２の硬化前に行うのが望ましく、従って、遮水柱体３と継手付き遮水板５の圧入は、順次遮水柱体３の築造後に、同時並行的に前記第１の工程に若干遅れて第２の工程が実施される。なお、遮水材料２に硬化遅延材を混入させ、硬化時間を遅らせることもできる。
【００３１】
継手付き遮水板５の幅は広いほうが、横方向に間隔をおく遮水柱体３の間隔も広くとることが出来るため経済的であるとともに、遮水壁全体としても継ぎ手箇所が少なくなり、止水性も格段に向上することになる。一方で、継手付き遮水板５の幅を広くすると、地盤１中に圧入する際の抵抗が大きくなるため、これを地盤中に押し込むためには、継手付き遮水板５には、地盤の固さや深さに応じて、所定の曲げ剛性が必要となる。
【００３２】
前記にように、特開２０００−３１９８７２、特開平１０−２３７８４７の従来技術では、剛性が小さい板状の薄鋼板や可とう性の合成樹脂性のシートが遮水板として用いられているため、溝掘削を行わずに、地盤中に直接圧入することは困難となり、溝掘削が必須条件となる。
【００３３】
そこで、本発明の第１実施形態では、継手付き遮水板５として、鋼製の薄い鋼板６を冷間成形加工により横断面台形角波形等の屈曲波形に折り曲げて、図３および図４に示すような横断面屈曲波形板７からなる折板状部材７として、その折板状部材７の幅方向の両側に、嵌合継ぎ手４を上下方向に連続した溶接により溶着したものを用いている。このように継手付き遮水板５を構成すれば、地盤１に対し圧入に必要な剛性を容易に確保することができる。
【００３４】
このようにすれば、横方向に連続したあるいは縦孔１５を接続する連続した溝掘削を行うこと無しに、継手付き遮水板５をバイブロハンマー等を用いて振動工法により地盤中に直接打ち込むことが出来る。また、継手付き遮水板５を構成する場合、複数のＵ型鋼矢板を側端縁同士を溶接により一体化した幅広の継手付き遮水板５とすることによっても、圧入に必要な剛性を有する継手付き遮水板５を構成することができる。
【００３５】
また、本発明では、継手付き遮水板５の嵌合継ぎ手４が位置する部分は、第１の工程で、あらかじめアースオーガー等の縦孔掘削機にて縦孔１５の穿削と同時に、縦孔１５の掘削によって生じる現位置の土砂と、セメントモルタルやベントナイトなどの硬化液を撹拌混合させて遮水材料２を構成し、その遮水材料２を充填した遮水柱体３がまだ固まらない状態にあるため、継手付き遮水板５の圧入時に最も抵抗が大きい嵌合継ぎ手４部分の地盤１（遮水柱体３）が柔らかい状態であるため、圧入が容易になるといった利点もある。
【００３６】
このようにして構築された地中遮水壁９は、透水性の無い各継手付き遮水板５が、嵌合継ぎ手４にて幅方向に連結された上で、遮水上の弱点となる各嵌合継ぎ手４は遮水柱体３内にあるため、遮水柱体３の遮水性により、非常に高いレベルでの遮水性能を発揮することができる。
【００３７】
継手付き遮水板５における両側端部の嵌合継ぎ手４を構成するための素材としては、例えば、（１）直線矢板の両側端部の継ぎ手、（２）Ｕ型鋼矢板の両側端部の継ぎ手、（３）熱間押し出し成形により製作された継ぎ手、（４）Ｐ―Ｔ継ぎ手(パイプ（Ｐ）を用いたＰ継ぎ手（スリット入りパイプ(雌継ぎ手)）と、断面Ｔ字状部材からなるＴ形継ぎ手(雄継ぎ手)との組み合わせ)などが利用することができ、これらを断面角波形板７の両端部に連続した溶接により一体に固着して継手付き遮水板５とすることができる。
【００３８】
さらに、例えば、（１）直線矢板の両側端部の継ぎ手および（２）Ｕ型鋼矢板の継ぎ手には、水膨潤性の止水材を塗布しておいてもよく、また、（３）熱間押し出し成形により製作された継ぎ手には水膨張性のゴムシール材を使用してもよく、さらに、（４）Ｐ―Ｔ継ぎ手では、アスファルトを主成分とする粘弾性材料や、他の遮水性の充填材を予め充填しておいてもよく、このような方法などを用いれば、遮水壁の遮水性をさらに向上させることができ、従来技術の特開２０００−３１９８７２で提示されるサンドイッチ状の３構造の遮水壁と同等の遮水信頼性をもった地中遮水壁９を、低コストかつ短工期で構築することが可能となる。
【００３９】
前記実施形態のように、継手付き遮水板５を直接、地盤１中に圧入する場合、継手付き遮水板５に所定の剛性を持たせるため、鋼製板状の薄鋼板６を冷間成形加工により屈曲波形に折り曲げて、折板状部材７としてもよい。
【００４０】
なお、折板状部材７は、断面角波形，断面台形波形，断面Ｕ字状あるいはＶ字状波形、あるいは、これらの組み合わせ等が考えられるが、曲げ剛性が大きくなるように形成されていればよく、特に断面形状は問わないが、図示例の断面角波形の折板状部材７とすると、薄鋼板６でも、比較的効率よく曲げ剛性を大きくできる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に、前記第１実施形態のように薄鋼板を屈曲波形に冷間成形加工をすることもなく、また変形形態のように複数のＵ型鋼矢板を溶接により一体化することもなく、このような加工作業が不要となり、継手付き遮水板５の製作コストおよび地中遮水壁９の施工コストを低減することができる地中遮水壁の第２実施形態を、図１および図２ならびに、図５以降の図によって説明する。
【００４２】
継手付き遮水板５の剛性は、地盤圧入施工時のみに必要となるもので、遮水壁９完成時には、継手付き遮水板５には遮水性のみが求められる。従って、完成時に必要な継手付き遮水板５は、薄い鋼製の板材（薄鋼板６）の両側端部に継ぎ手４を有する継手付き薄鋼板で良いことになる。しかし、このままでは、前記継手付き遮水板５のハンドリング自体も困難であるとともに、地盤１に圧入することが困難となる。そこで、図６右側に示すように、薄鋼板６の両側端部８に継ぎ手４を有する継手付き遮水板５に、着脱自在な補剛フレーム１０を重合すると共に、補剛フレーム１０に前記継手付き遮水板５を着脱自在に係止して一体化することにより、継手付き遮水板５の剛性が非常に小さくても、継手付き遮水板５のハンドリング及び地盤１への圧入を容易に行うことができる。
【００４３】
さらに具体的に、補剛フレーム１０に一体化可能な継手付き遮水板５と、前記補剛フレーム１０とについて、図９以降によって説明する。
この実施形態の補剛フレーム付き遮水板１２は、独立した着脱自在な補剛フレーム１０と、前記補剛フレーム１０に着脱自在に取り付けられる継手付き遮水板５とから構成されており、次に補剛フレーム１０と継手付き遮水板５のそれぞれの形態について説明する。
【００４４】
先ず、継手付き遮水板５の構成について、図３〜図８と図１５および図１６を参照しながら説明すると、帯状薄鋼板６からなり継手付き遮水板本体を構成する帯状薄鋼板６の両端部に、薄鋼板６の長手方向に連続する雌型嵌合継ぎ手４ａおよび雄型嵌合継ぎ手４ｂまた雌雄兼用の嵌合継ぎ手４（４ａ，４ｂ）が連続した溶接により一体に固定されて継手付き遮水板５が構成されている。前記各継ぎ手４ａ，４ｂは、図９〜図１１に示すような、例えば直線形鋼矢板等の継ぎ手部分を使用してもよく、あるいは図３〜図８または図１６（ｂ）に示すように、直線形鋼矢板を中央部で長手方向にカットしたものをそれぞれ帯状薄鋼板６の両側部に連続溶接により固定して継ぎ手４とするようにしてもよい。その他、図１６（ｃ），（ｄ）に示すように、Ｐ−Ｔ継ぎ手４やＰ−Ｐ継ぎ手４等を利用してもよい。
【００４５】
あるいは図１５（ａ），（ｂ）に示すように、各継ぎ手４ａ，４ｂを、熱間押し出し成型により製作してもよく、この場合の雄型継ぎ手４ｂは、ほぼ断面がＴ字状で先端部に係合フランジ４ｃを備えた雄型型鋼により構成され、また前記雌型継ぎ手４ｂは、その長手方向に連続する係止凹部４ｄを備えた雌型型鋼により構成している。
【００４６】
前記薄鋼板６の先端部（下端側）下面２０には、鉄筋または鋼棒等をＵ字状に折り曲げて一対の脚部２１と係合部２２とを備え、その各脚部２１の中間部から係合部２２に渡り薄鋼板６の上面側に向かって起立するように上向きに円弧状に湾曲させてなる複数の係合金具２３が、薄鋼板６の先端側に４つ巾方向に間隔をおいて平行に配置されると共に、前記各脚部２１が薄鋼板６の下面２０に当接されて溶接により固定され、前記係合部２２における係合孔２４が薄鋼板６の上面２５から突出するように設けられている。
【００４７】
前記薄鋼板６の後端部（上端側）下面２０には、鉄筋または鋼棒等を逆Ｕ字状に折り曲げて一対の脚部２１と係合部２６とを備え、その各脚部２１の中間部と係合部２６に渡り薄鋼板６の上面側に向かって起立するように上向きに円弧状に湾曲させてなる複数の係合金具２７が、薄鋼板６の先端側に２つ巾方向に間隔をおいて平行に配置されると共に、前記各脚部２１が薄鋼板６の下面２０に当接されて溶接により固定されて、前記係合部２６における係合孔２４が薄鋼板６の上面２５から突出するように設けられている。
【００４８】
次に、補剛フレーム１０の一形態について、図９〜図１４を参照しながら説明すると、厚板からなる帯状補剛フレーム本体２８の中央部に多数の大径孔２９および両側部に多数の小径孔３０が上下方向に間隔をおいて多数設けられて軽量化され、前記小径孔３０と大径孔２９の間において、上下方向に延長するように縦リブ３１が補剛フレーム本体２８の上面に連続溶接または断続溶接等により固定されている。前記補剛フレーム本体２８の下端部上面には、鋼製圧入ピン３２が巾方向に間隔をおいて平行に、かつ補剛フレーム本体２８の下端部から突出するように配置された状態で、鋼製圧入ピン３２の基端部が溶接により固定されて係止部３３が構成されている。前記各圧入ピン３２の間隔は前記継ぎ手付き遮水板５における各係合部２２の間隔と同間隔に配置されている。
【００４９】
補剛フレーム本体２８の上部には、図１３に示すように、継ぎ手付き遮水板５における後端部（上端部）の係合部２６に対向する位置において、左右両側に矩形状開口部からなる透孔３４が設けられ、補剛フレーム本体２８の上面には、前記透孔３４から上部に離れた上面の位置において、巾方向に間隔をおいて一対のブラッケット３５の下部が溶接により固定され、前記ブラケット３５には回動用アーム３６の基端部が横軸３７により回動可能に枢着され、前記回動アーム３７の中間部には、先端側に左ねじを有する螺杆３８の基端部が横軸３９により回動可能に枢着され、前記透孔３４側において先端部に係止用フック４０を有する係止杆４１の基部側右ねじ部と前記螺杆３８の先端部左ねじ部が長さ調整用ターンバックル４２に螺合されている。前記透孔３４，ブラケット３５，回動用アーム３６，螺杆３８，係止用フック４０，長さ調整用ターンバックル４２等により、継ぎ手付き遮水板５を引き上げるように係止することができる係止部４３が構成されている。
【００５０】
次に前記補剛フレーム１０と前記継ぎ手付き遮水板５を組み合わせて、本発明の補剛フレーム付き遮水板１２を構成する場合の組立て手順および分離して継ぎ手付き遮水板５を搬送またはトレーラ上に積み込む場合の手順、補剛フレーム付き遮水板１２のハンドリングならびに地盤に圧入するための施工機械を使用した施工手順について説明する。
【００５１】
まず前記継ぎ手付き遮水板５における薄鋼板６に補剛フレーム１０を取り付ける場合には、図１３および図１４に示すように、前記補剛フレーム１０における鋼製圧入ピン３２を前記継ぎ手付き遮水板５の上面側から先端部係合部２２に圧入係合させ、補剛フレーム１０の下端縁を係合部２２に当接させた状態で、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の上面に重合すると、継ぎ手付き遮水板５における上端部の係合部２６が前記補剛フレーム１０における透孔３４内に位置するので、係止用フック４０を前記係合部２６に係止した状態で、前記回動用レバー３６を補剛フレーム１０の上端部側の上面に向かって回動すると、前記横軸３７よりも前記横軸３９が補剛フレーム１０の上面に近い位置になるので、前記回動用レバー３６が元に戻るように付勢されることなく、緊張した状態で、継ぎ手付き遮水板５と補剛フレーム１０を一体化することができる。
【００５２】
補剛フレーム付き遮水板１２を組立てる場合に、例えば継ぎ手付き遮水板５をマグネット式（電磁吸着式）クレーンを備えているマグネット式（電磁吸着式）ハンドリングが可能な工場において製作し、図１８に示すように、トレーラー４４等の運搬重機荷台上に順次スペーサ４７を介在させた状態でほぼ水平状態で載置された継ぎ手付き遮水板５の上面側に、図１２に示すように補剛フレーム１０の先端側（下端側）を後端側よりも下方に位置するように傾斜した状態で、かつ補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の後端側に変位した位置から、補剛フレーム１０の下端側を継ぎ手付き遮水板５の下端側に当接または近接した状態で、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の下端側に向かって平行移動して、補剛フレーム１０における下端側の各鋼製圧入ピン３２からなる係止部３３を継ぎ手付き遮水板５の各係合部２２の透孔に圧入係止する。この圧入状態は、前記補剛フレーム１０の下端部が前記係合部２２に当接した状態まで、圧入するようにする。
【００５３】
その後、前記補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５の薄鋼板６の上面に重合するように載置すると、補剛フレーム１０における透孔３４内の下端側に継ぎ手付き遮水板５における上端側の係合部２６が位置するようになる。すなわち補剛フレーム１０の下端部から透孔３４下部までの部材長手方向寸法と継ぎ手付遮水板５の寸法は、ほぼ同寸法の程度であり、継ぎ手付遮水板５の各係合部２２，２６の各係合孔間の寸法が同程度の寸法か若干長く設定されているので、図１３に示すように回動用アーム３６を透孔３４側に接近する位置に回動して、係止用フック４０を係合部２７に係止した後、前記回動用アーム３６を補剛フレーム１０の上端部側に回動して、前記係止用フック４０を引き上げるようにすると、継ぎ手付き遮水板５の下端部の係合部２２が補剛フレーム１０の下端部に係合しているので、前記継ぎ手付き遮水板５の上面が補剛フレーム１０の下面に密着すると共に、前記継ぎ手付き遮水板５が緊張した状態で、補剛フレーム１０に一体化した状態で取り付けることができる。
【００５４】
次に、継ぎ手付き遮水板５と補剛フレーム１０が一体化した状態の補剛フレーム付き遮水板１２から継ぎ手付き遮水板５のみをトレーラー４４に積み込む場合には、図１８の場合と逆に、補剛フレーム１０における縦リブ３１に設けた透孔３１ａ等に取り付けた吊り金具（図示を省略）に吊り下げ用条体４５を介在させて、クレーン（図示省略）等により繰り出される条体４６の先端部の係止用フック４７により前記吊り下げ用条体４５を係止して搬送し、トレーラー荷台上に適宜支承用スペーサ４７を介在させた状態で、支承用スペーサ４７上に載置し、その状態で、図１４に示す回動用レバー３６を開放方向に回動させて係止用フック４０を係合部２７から外して、補剛フレーム１０と継手付き遮水板５との後端部（上部側）の係合を解除した後、補剛フレーム１０のみを後端部方向に移動させることにより、補剛フレーム１０の先端部の鋼製圧入ピン３２と遮水板５先端部の係合部２２との係合を解除して、トレーラー４４上に遮水用の継手付き遮水板５を積み込むようにする。継手付き遮水板５を多段に積み込む場合は、支承用スペーサ４７を介在させて、前記と同様な操作により、順次継手付き遮水板５をトレーラー４４上に積み込む。なお、補剛フレーム１０の先端部の鋼製圧入ピン３２と継手付き遮水板５先端部の係合部２２との係合を解除する場合、継ぎ手付遮水板５の自重により、補剛フレーム１０を後退移動させても継ぎ手付遮水板５が相対的に移動することなく、鋼製圧入ピン３２を係合部２２から引き抜くことができる。
【００５５】
次に、トレーラー４４から遮水用の継手付き遮水板５を圧入施工機械４８に取り付ける場合には、図１８に示すように、トレーラー４４上において継ぎ手付き遮水板５に緊張力を付与した状態で、補剛フレーム１０に係止して一体化した補剛フレーム付き遮水板１２とすることにより、補剛フレーム１０に吊り下げ支持されても遮水板５における薄板状部分が下側に突出するように変形することはなく、補剛フレーム１０から継手付き遮水板５が外れる恐れを排除することができる。
【００５６】
次に、図１９および図２０に示すように、圧入施工機械４８におけるリーダー４９に沿って昇降移動される加圧用昇降フレームまたはバイブロハンマ付き昇降フレーム５０のチャック５１に補剛フレーム付き遮水材１２における前記補剛フレーム４の上端部を把持させて、前記補剛フレーム付き遮水材１２を、圧入施工機械４８に取り付け、次いで、図２０に示すように、補剛フレーム付き遮水板１２における各継ぎ手４部分が遮水柱体３の中央に位置するように地盤１に圧入した後、補剛フレーム１０と継ぎ手付き遮水板５の上端部の係合を解除して、図２１に示すように、補剛フレーム１０のみを地盤１から引き抜き、前記単体となった補剛フレーム１０を、トレーラー４４上の新たに装着すべく単体状態の継ぎ手付き遮水板５に向けて搬送する一方、補剛フレーム１０を装着した補剛フレーム付き遮水板１２を前記地盤１に打設された既設側の継ぎ手付き遮水板５に、遮水柱体３部分に位置する継ぎ手４相互で嵌合して、順次地盤１に圧入した後、補剛フレーム１０と継手付き遮水板５の上端部の係合を解除して、補剛フレーム１０のみを地盤１から引き抜く。
【００５７】
このように、前記補剛フレーム１０を重合してなる補剛フレーム付き遮水板１２における継手付き遮水板５の継ぎ手４（４ａ，４ｂ）を、先行して地中１に圧入した継手付き遮水板５の継ぎ手４（４ｂ，４ａ）に嵌合して前記補剛フレーム付き遮水板１２を地中１に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜く工程を必要回数繰り返すことにより連続壁からなる地中遮水壁９を構築でき、完成時に必要な遮水機能を満足することができる。
【００５８】
前記実施形態では、補剛フレーム１０は十分な剛性をもったフレームであるので、幅の広い継手付き遮水板５を地中１に容易に圧入することが可能となる。しかも、補剛フレーム１０は施工サイクルのなかで再利用することができるので、大きなコストアップにつながらない。本発明の地中遮水壁９の構築に当たっては、継手付き遮水板５の幅をひろくできれば、それだけ、遮水柱体３の間隔を広く出来ることから、遮水柱体３の構築に必要な費用を低減することが出来ることになる。
【００５９】
なお、図１７は本発明において使用することができる補剛フレーム１０の上端部係止部４３の他の形態を示すものであり、この形態の場合は、各透孔３４の上部側において、ナット支承用のブラケット３５の基端部が補剛フレーム１０の上面に溶接により固定され、透孔３４側に位置する先端部に係止用フック４０を有する係止杆４１の基端部が、基端部（上端部）に係止フック５０を有すると共に中間部に雄ねじ部５１を有する係止用杆体５２の先端部の連結用アーム５３に横軸５４により回動自在に枢着され、前記ブラケット３５に係合されるナット５５に前記雄ねじ部５１の部分が螺合されている。
【００６０】
この形態の係止部４３を構成する場合には、ブラッケト３５にナット５３を係合した状態で、ナット５３に係止用杆体５２を螺合させた後、連結用アーム５３の基部側を係止用杆体５２に溶接により固定することにより構成することができる。前記ブラッケト３５から補剛フレーム本体２８の上端部側に離れた位置において、係止用横軸５６を有するブラケット５７の基部側が補剛フレーム本体２８の上面に溶接により固定され、前記係止用フック５０にレバーブロック（巻き上げ兼牽引装置）５８から繰り出されるチェーンの端末の係止用フック５９を係止し、前記レバーブロック５８の本体側の係止フック５９を前記ブラケット５７の横軸５６に係止した状態で、前記レバーブロック５８のレバー６０を巻き上げ（牽引）方向に反復揺動すると、継ぎ手付き遮水板５の上端部係合部２６が補剛フレーム１０の上端部側に引っ張られるにつれて、薄鋼板６の上面が補剛フレーム１０の下面に密着し、継手付き遮水板５が緊張状態で補剛フレーム１０に保持されるようになる。
【００６１】
この状態においては、前記ブラケット３４からナット５５が離反しているので、前記ナット５５を前記ブラケット３４に接近する方向に回転させて、ナット５５をブラッケト３４に係合させ、その後、レバーブロック５８のレバー６０を巻き下げ方向に反復揺動させてチェーンを緩めて、レバーブロック５８を取り外す。この状態の補剛フレーム付き遮水板１２は、前記実施形態と同様にクレーンによるハンドリングおよび圧入することができ、補剛フレーム１０を継ぎ手付き遮水板５から分離する場合には、前記と逆の動作をしてレバーブロック５８を前記と同様に取り付けて、レバー６０を巻き上げ方向に反復揺動させてチェーンを緊張させてナット５５を緩めて、ナット５５をブラッケト３４に離反させ、その後、レバーブロック５８のレバー６０を巻き下げ方向に反復揺動させてチェーンを緩めて、レバーブロック６０を取り外した後、係止用フック４０を係合部２６から離脱させて、補剛フレーム１０のみを継ぎ手付き遮水板５の上端側にスライドするように上昇させて離脱させる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
補剛フレーム付き遮水板１２を地中１に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを、継手付き遮水板５から離脱して引抜いた場合、地盤１中に補剛フレーム１０があった空間が、その引抜直後には空隙（空間）となるが、地中部では、時間の経過とともに周辺の土圧によりその空隙が塞がれていくことになるが、地質条件等によっては比較的長期にわたり継手付き遮水板５と地盤１の間の空隙が塞がらず、その部分が水みちとなり、遮水性能が発揮できない恐れがある。そのようなことを防ぐために、補剛フレーム１０を引き抜く際に、補剛フレーム１０の先端部より、遮水材料１１を噴出しながら引抜き、その空隙を埋めることができる。遮水材料を噴出することにより、不透水層根入れ部での鋼材との境界での水みちの発生防止や、軟岩中に圧入した場合のクラック等による水みちをふさぐ効果も期待出来るため、さらに信頼性の高い地中遮水壁９を構築することができる。遮水材料１１としては、遮水柱体３に用いたベントナイトモルタルや人工粘土などを用いることができる。
【００６３】
さらに具体的に前記第３実施形態を説明すると、図７および図８に示すように、補剛フレーム１０にあらかじめ、その先端部付近まで遮水材料充填用の噴射ノズルを備えた１つまたは複数の配管１３を固定しておけば、補剛フレーム１０の引き抜きに際して、地上にてあらかじめ配合混練した上記遮水材料１１を、圧送装置などにより前記配管１３に圧送すれば、遮水材料１１を補剛フレーム１０の先端部付近より吐き出すことができ、さらに信頼性の高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００６４】
【発明の効果】
第１発明によると、予め横方向に間隔をおいて直列に遮水柱体３を、継手付き遮水板の継ぎ手間の幅間隔をおいて形成すればよいので、遮水性能の高い均一な品質の遮水柱体の構築が容易であり、また、継手付き遮水板５の継ぎ手４部分は遮水柱体３内において、遮水材料により埋め込まれているので、継ぎ手部分を確実に遮水でき、構造が簡単で遮水性能の高い地中遮水壁を容易に構築することができる。
【００６５】
第２発明によると、地中遮水壁９を構成する継手付き遮水板５の本体部分を広幅の薄鋼板を使用することができると共に、遮水柱体３の間隔を大きくすることができるので、遮水柱体３の構築数および遮水材料２の使用量を少なくすることができ、また継手付き遮水板５の使用数を少なくすることができ、経済的な地中遮水壁９とすることができる。
【００６６】
第３発明によると、安価な薄鋼板６を比較的低コストな冷間成形加工により、打設抵抗に耐えることができる座屈および曲げ剛性のある折り板状にすることができ、このような座屈および曲げ剛性をある折り板状部材の両側端部に継ぎ手を固着するだけで、打設抵抗に耐える剛性を有する継手付き遮水板５とすることができる。
【００６７】
第４発明によると、補剛フレーム１０の引き抜き後の空間を遮水材料により充填された遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【００６８】
第５発明によれば、あらかじめ柱状の遮水柱体３を形成するため、柱体の遮水性能を確保し、均一な品質の柱体を得ることが容易である。また、遮水柱体３の構築に引き続き嵌合継ぎ手４を有する継手付き遮水板５を、隣り合う継手付き遮水板５における継ぎ手４同士が遮水柱体３中にて上下方向に嵌合継ぎ手により連結されるように地盤中に圧入するので、遮水柱体３の遮水性材料２が硬化する前に継手付き遮水板５を圧入すれば、継ぎ手部周囲が均一な品質の遮水柱体３に囲まれた状態となり、鋼材である継手付き遮水材５と遮水柱体３の境界での水みちも発生する恐れは少ない。また、鋼製の継手付き遮水板５は、施工に必要な剛性を有していれば、横方向に間隔をおく遮水柱体３を接続する連続溝の溝掘削を行うことなく、地盤１中に圧入できるため、第１の工程では遮水柱体３を築造するのみで、特殊な施工機械を用いることなく、遮水柱体３の築造と鋼製の継手付き遮水板の圧入という簡単な施工を行うのみで、信頼性が高い地中遮水壁９を構築することができる。
【００６９】
また、第６発明によると、鋼製の継手付き遮水板５は、薄鋼板６を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板７等の折板状部材７を使用し、その折板状部材７の両側端部８に嵌合継ぎ手４を固着して構成しているので、容易に打設抵抗に耐えるだけの剛性を有する継手付き遮水板とすることができ、また鋼製の遮水板の幅を広くできると共に、遮水柱体の間隔も広くでき、経済的な地中遮水壁を構築できる。
【００７０】
第７発明によると、着脱自在な補剛フレーム１０を使用するので、施工時のみに継手付き遮水板５と一体となってその剛性を高め、地中１に圧入した後に分離して、継手付き遮水板５の遮水性を確保することができると共に、継手付き遮水板５の本体を薄鋼板により構成することができ、経済的な継手付き遮水板５を用いた地中遮水壁とすることができる。
【００７１】
第８発明によると、補剛フレーム付き遮水板１２を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレーム１０のみを継手付き遮水板５から離脱して引抜いて、空間（空隙）が生じても、遮水材料供給用の配管１３を介して、補剛フレーム１０の先端より遮水材料１１を噴出するので、地盤１と前記継手付き遮水板５の間の空間１４を遮水材料１１により充填して、遮水性能の高い地中遮水壁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤に縦孔を所定の深度まで穿孔すると共に遮水性材料を充填した状態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の遮水壁を構築した状態を示す縦断側面図である。
【図８】図７の状態の平面図である。
【図９】本発明において使用できる補剛フレーム付き遮水板の一実施形態を示すものであって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】図９の（ａ）の一部切欠拡大正面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】補剛フレームに継手付き遮水板を係止させる工程を説明するための斜視図である。
【図１３】（ａ）は補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、補剛フレームと遮水板の上端部を係止する直前の状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１４】（ａ）は補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、補剛フレームと遮水板の上端部を係止した状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１５】本発明において使用される継手付き遮水板の他の実施形態を示すものであって、（ａ）は一部切欠側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１６】（ａ）は図１５の一部切欠横断平面図であり、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明において使用できる継手付き遮水板の他の例を示す一部切欠横断平面図である。
【図１７】（ａ）は遮水板の上端部に他の形態の係止部を備えた補剛フレームに遮水板を取り付ける状態を説明するための説明図であって、補剛フレームと遮水板の先端部を係止した状態で、レバーブロックを使用して補剛フレームと遮水板の上端部を係止した状態を示す一部切欠縦断側面図であり、（ｂ）はその一部切欠正面図である。
【図１８】本発明において使用する補剛フレームを使用して、トレーラーに遮水用の継手付き遮水板を積み込む状態を示す説明図である。
【図１９】矢板施工機械に補剛フレーム付き遮水板を装着させる状態を示す側面図である。
【図２０】矢板施工機械により補剛フレーム付き遮水板における補剛フレームを把持した状態で、補剛フレーム付き遮水板を地盤に振動圧入している状態を示す一部側面図である。
【図２１】矢板施工機械により補剛フレーム付き遮水板における補剛フレームを把持した状態で、補剛フレーム付き遮水板を地盤に振動圧入した後に、補剛フレームのみを引き抜いて、遮水壁を築造している状態を示す一部縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 地盤または地中
２ 遮水材料
３ 遮水柱体
４ 継ぎ手
４ａ 雌型継ぎ手
４ｂ 雄型継ぎ手
４ｃ 係合フランジ
４ｄ 係止凹部
５ 継手付き遮水板
６ 薄鋼板
７ 断面角波形板等の折板状部材
８ 側端部
９ 地中遮水壁
１０ 補剛フレーム
１１ 遮水材料
１２ 補剛フレーム付き遮水板
１３ 遮水材料供給用の配管
１４ 空間
１５ 縦孔
１６ 折り板
１９ 帯状板材
２０ 下面
２１ 脚部
２２ 係合部
２３ 係合金具
２４ 係合孔
２５ 上面
２６ 係合部
２７ 係合金具
２８ 帯状補剛フレーム本体
２９ 大径孔
３０ 小径孔
３１ 縦リブ
３１ａ 透孔
３２ 鋼製圧入ピン
３３ 係止部
３４ 透孔
３５ ブラケット
３６ 回動用アーム
３７ 横軸
３８ 螺杆
３９ 横軸
４０ 係止用フック
４１ 係止杆
４２ 長さ調整用ターンバックル
４３ 係止部
４４ トレーラー
４５ 吊り下げ用条体
４６ 条体
４７ 支承用スペーサ
４８ 圧入施工機械
４９ リーダー
５０ 係止フック
５１ 雄ねじ軸部
５２ 係止用杆体
５３ 連結用アーム
５４ 横軸
５５ ナット
５６ 係止用横軸
５７ ブラケット
５８ レバーブロック
５９ 係止用フック
６０ レバー
Claims (8)
- 地盤中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度まで遮水性材料からなる柱状の遮水柱体が形成され、直列に隣り合う遮水柱体を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手を有する鋼製の継手付き遮水板が前記遮水柱体に渡って圧入され、かつ直列に隣り合う継手付き遮水板における継ぎ手同士が遮水柱体中にて上下方向に継ぎ手相互の嵌合により連結されていることを特徴とする地中遮水壁。
- 前記継手付き遮水板は、圧入時に一体化された着脱可能な補剛フレームの引き抜きによって残置された継手付き遮水板であって、薄鋼板の両側端部に嵌合継ぎ手を固着して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の地中遮水壁。
- 前記鋼製の継手付き遮水板は、薄鋼板を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材が使用され、かつその折板状部材の両側端部に嵌合継ぎ手を固着して構成されていることを特徴とする請求項１記載の地中遮水板壁。
- 前記継手付き遮水板から分離された補剛フレームの引き抜きによって形成された継手付き遮水板と地盤との空間に、遮水材料が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の地中遮水壁。
- 地盤中に所定の間隔をおいて横方向に直列に、かつ所定の深度まで遮水性材料からなる柱状の遮水柱体を形成する第１工程と、前記の隣り合う遮水柱体を連結するように、両側端部に嵌合継ぎ手を有する鋼製の継手付き遮水板を、隣り合う継手付き遮水板における継ぎ手同士が遮水柱体中にて上下方向に嵌合継ぎ手相互の嵌合により連結されるように地盤中に圧入する第２工程とからなることを特徴とする地中遮水壁の構築方法。
- 前記鋼製の継手付き遮水板は、薄鋼板を折板状に冷間成形加工を施して形成された断面波形板等の折板状部材が使用され、かつその折板状部材の両側端部に嵌合継ぎ手を固着して構成されていることを特徴とする請求項５記載の地中遮水壁の構築方法。
- 前記鋼製の継手付き遮水板を地盤中に圧入するにあたり、板材の両側端部に継ぎ手を有する継手付き遮水板に、着脱自在な補剛フレームを重合すると共に、補剛フレームに前記継手付き遮水板を着脱自在に係止して一体化した補剛フレーム付き遮水板を構成し、その補剛フレーム付き遮水板における継ぎ手を、先行して地中に圧入した継手付き遮水板の継ぎ手に嵌合して前記補剛フレーム付き遮水板を地中に圧入した後、着脱自在な補剛フレームのみを継手付き遮水板から離脱して引抜く工程により連続した遮水壁を構築することを特徴とする請求項５に記載の地中遮水壁の構築方法。
- 前記着脱自在な補剛フレームのみを継手付き遮水板から離脱して引抜く工程と同時に、あらかじめ補剛フレームに固定した１つまたは複数の配管を介して、補剛フレームの先端より遮水材料を噴出することで、地盤と前記継手付き遮水板の間の空間に遮水材料を充填することを特徴とする請求項７に記載の地中遮水壁の構築方法。
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