JP4054108B2 - 地下構造物の防水工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、開削工法によって地下に設置される構造物に対する、防水工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、地下鉄、中でもその駅部や、地下街および地下駐車場などの地下構造物の構築には、地表面より所定の深さまで掘り下がり、地下の所定位置にて構造物を築造したのち、該構造物の上部から土砂を埋め戻し、地表面を元通り復旧する、いわゆる開削工法が広く用いられている。
【０００３】
ところで、特に都市部では、地下の浅いところに鉄道、上下水道、電気、通信および燃料用ガス等に関連した施設が輻輳しているため、新たに設ける地下構造物は、地下深くでの設置を余儀なくされる。すなわち、地下構造物の設置深さが地下水位以下であることは珍しくなく、ここで、構造物に対する防水工が極めて重要になる。なぜなら、地下構造物の内部への漏水があると、地下構造物内の機能に支障を来すことは勿論、この漏水に起因して地下水位の低下、ひいては地盤沈下を招いて、地下環境や既存の構造物に悪影響を与えることになるからである。また、地下構造物は大半がコンクリートによって築造され、その施工後のひび割れを完全に回避することは難しいため、防水工は必須になる。
【０００４】
この地下構造物の防水工は、該構造物の内、外壁面または壁内に防水層を設けることが基本であり、上記開削工法においては、構造物躯体を先に構築する場合が多いために、地下構造物の外周全面を防水層で覆う施工が一般的である。特に、地下構造物の築造の前または後に、大面積の防水シートを構造物の外周域に展張して構造物を防水シートで完全に包み込む手法が、防水性、作業性およびコスト面で優れるため、推奨されている。
【０００５】
すなわち、図１に地下に設ける駅部の場合を例示するように、地表から掘り下げた所定深度において、駅部となる構造物１をコンクリートの打設によって築造する際、該構造物１の設置場所に、予め防水シート２を敷いてから構造物１を築造し、次いで構造物１の側面および上面に沿って防水シート２を展張して防水シート２の端部同士を熱溶着することによって、構造物１を防水シート２で被覆するのである。その後、構造物１の上方から土砂の埋め戻しを行うが、この際、土砂が防水シート２に落下した際の衝撃によって、防水シート２が構造物１の凹凸や角部と強く接触して防水シートが損傷する、おそれがある。そのために、図２(a) に示すように、防水シート２の裏面に不織布などの緩衝材３を接合した、シート防水材４にて構造物１を被覆し、この緩衝材３で土砂の埋め戻しに伴う衝撃を吸収する工夫が成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シート防水材４の展張から埋め戻しまでの工程において、シート防水材４表面の防水シート２の損傷を完全に回避することは、小さな傷までを含めると極めて難しい。そして、防水シート２に、図２(b) に示すように、小さな孔2aがわずか１か所でも発生すると、その孔2aを介して防水シート２を通過した水が、防水シート裏面の緩衝材３に案内されて構造物１の外周部に満遍なく行き渡り、該構造物１の外周面にひび割れがあれば、ここから構造物１内部へ漏水が発生する、問題に発展する。
【０００７】
そこで、この発明は、開削工法によって地下に築造した構造物の外周面を防水シートで被覆する防水工において、防水シートの小さな傷付きによっても防水性を損なうことのない、新たな方途について提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1) 地表面より掘り下げた地下の所定位置に、構造物を築造する際、該構造物の外周面について、緩衝材に止水材として水膨潤性繊維を含む、布帛からなる止水層を介して防水シートで被覆することを特徴とする地下構造物の防水工法。
【０００９】
(2) 上記(1) において、止水層が自己止水機能を有する布帛からなることを特徴とする地下構造物の防水工法。
【００１０】
(3) 上記(2) において、布帛が水膨潤性繊維を20〜80wt％にて含有することを特徴とする地下構造物の防水工法。
【００１１】
(4) 上記(2) または(3) において、布帛が不織布であることを特徴とする地下構造物の防水工法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の方法について、図面を参照して詳しく説明する。
まず、防水工の手順は、図１に示したところと同様に、地表から掘り下げた所定深度において、予め防水シート２を敷いてから、構造物１をコンクリートの打設によって築造し、次いで該構造物１の外周面を防水シート２で包み込んで防水シート２の端部同士を熱溶着して、構造物１を防水シート２で被覆することを、基本とする。
【００１３】
ここで、構造物１を防水シート２で被覆するに当たり、図３に示すように、構造物１の外周面と防水シート２との間に、止水層５を介在させることが肝要である。この止水層５は、防水シート２の表側から裏側（構造物１側）へ漏水があった場合に、その漏水位置にて瞬時に水みちを遮断する、自己止水機能を有するものである。従って、止水層５を構造物１と防水シート２と間に介在させれば、図２(b) に示した、防水シート２の孔2aを介して防水シート２を通過した水は、孔2aを通過した時点で、それ以降の水みちが遮断されて、防水シート２の内側への漏水が阻止されるため、構造物１の防水性は維持される。
【００１４】
また、止水層５は、防水シート２と個別に設けることも可能であるが、防水シート２の裏側に止水層５を接合して成る、シート防水材６として用いると、該シート防水材６で構造物１を被覆すれば、防水シート２および止水層５の設置が一度で完了するため、施工上有利である。さらに、シート防水材６において防水シート２の裏面に接合される止水層５は、防水工後の埋め戻し時に緩衝材として機能させることが好ましい。
【００１５】
次に、緩衝機能を自己止水機能と併せ持つ、止水層を裏面に接合した、シート防水材について、詳しく説明する。
すなわち、シート防水材は、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン共重合体ビチューメンおよびエチレン・プロピレン・ジエンモノマー等による防水シートの裏面に、止水層として布帛、好ましくは不織布を接合して成り、特に不織布が、ポリエチレン・テレフタレート、ポリプロピレン、アクリルおよびナイロンのいずれか１種または２種以上による繊維（緩衝材）に、止水材として水膨潤性繊維を20〜80wt％で含有する、組成を有することが肝要である。
【００１６】
ここに、水膨潤性繊維とは、２層構造の少なくとも繊維外層の一部が親水性架橋重合体から成り、内層を含む残部がアクリロニトリル系重合体を含む重合体で構成される、水膨潤度が２〜200 cc／ｇの繊維であり、水に接触すると速やかに吸水して膨潤し、また多少の圧力を加えても離水しない、という特性を有する。
【００１７】
具体的には、アクリロニトリル系繊維に、高濃度のアルカリ金属水酸化物水性溶液を作用させるか、または所定濃度の電解質塩を共存させた低濃度アルカリ金属水酸化物水性溶液を作用させることによって、得ることができる。
【００１８】
ちなみに、水膨潤度は、繊維の吸水量を、該繊維自重に対する比で表したものであり、次の要領で求めることができる。まず、当該繊維から採取した約0.1 ｇの試料を、25℃の純水中に24時間浸漬し、その後ナイロン濾布（200 メッシュ）に包み、遠心脱水機（３Ｇ，30分）により繊維間の水分を除去し、試料重量Ｗ₁(g)を測定する。次いで、試料を80℃の真空乾燥機中で恒量になるまで乾燥して重量Ｗ₂(g)を測定する。そして、これら測定値に基づいて、（Ｗ₁ −Ｗ₂ ）／Ｗ₂ により算出した値を、水膨潤度とする。
【００１９】
この水膨潤性繊維を不織布に含有させることによって、不織布が持つ緩衝性に自己止水機能を併せ持たせることが可能であるが、その際、止水性および緩衝性を両立させるために、水膨潤性繊維の含有率を適正化する必要がある。そこで、防水工に使用するシート防水材に必要となる、止水性能および緩衝材としての機械的性質について、種々の調査を行った。
【００２０】
すなわち、止水性について、通水性のない防水シートの裏面に水膨潤性繊維［商品名：「ランシール」（東洋紡績株式会社製）］を種々の含有率で含む目付け量150 ｇ／m²の不織布（残部組成：ポリエステル繊維）を接合した、シート防水材を準備し、各シート防水材を、図４に示す試験装置に、コンクリート打設圧に相当する背面圧を加えた状態で装着し、試験装置への注水圧力を変化して、不織布での透水の有無によって止水性を評価した。その評価結果を、表１に示す。
【００２１】
また、機械的性質は、ＪＩＳ Ｌ １０９６に準じて測定したものであり、その調査結果を、表２に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
表１および２から、止水性および緩衝性を共に満足するには、水膨潤性繊維を20〜80wt％、好ましくは30〜40wt％で含有させればよいことがわかる。勿論、この含有率の下に、水膨潤性繊維が不織布内に均一に分散していることが必要である。
【００２５】
また、図１〜図３に示した、上述の防水工は、構造物の築造後に該構造物のまわりで防水シートの展張、包み込みを行う施工例であるが、例えば図５(a) および(b) に示すように、仮土留壁７または型枠８を用いて、始めに防水シート２を仮土留壁７または型枠８に沿って展張したのち、コンクリート打設を行って構造物１を築造する施工においては、防水シート２の裏側（構造物１側）に緩衝材を設ける必要はなく、逆に防水シート２の表側に、コンクリート打設時のための緩衝材を設けることが好ましい。このような場合、特に構造物１の外壁が平坦であってコンクリート打設後に防水シート２と密着する場合には、防水シート２の裏側の吸水層も基本的には不要になるが、構造物１の外壁に凹凸があって防水シート２との間に僅かながらも隙間が形成される場合には、この発明に従って、防水シート２の裏側に吸水層を設けることが、有利である。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、開削工法にて地下に築造した構造物の外周面を防水シートで被覆した際、その防水性を長期にわたり確実に保証するから、とりわけ地下水位以下の深度に設けられる地下構造物に最適の防水工を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】開削工法にて設けられる地下構造物における防水工を説明する図である。
【図２】地下構造物における防水工の詳細を示す図である。
【図３】この発明に従う地下構造物における防水工の詳細を示す図である。
【図４】止水性の評価に使用する試験装置を示す図である。
【図５】他の防水工の施工例を示す図である。
【符号の説明】
１ 構造物
２ 防水シート
３ 緩衝材
４ シート防水材
５ 止水層
６ シート防水材

Claims (4)

1. 地表面より掘り下げた地下の所定位置に、構造物を築造する際、該構造物の外周面について、緩衝材に止水材として水膨潤性繊維を含む、布帛からなる止水層を介して、防水シートで被覆することを特徴とする地下構造物の防水工法。
2. 請求項１において、止水層が自己止水機能を有する布帛からなることを特徴とする地下構造物の防水工法。
3. 請求項２において、布帛が水膨潤性繊維を20〜80wt％にて含有することを特徴とする地下構造物の防水工法。
4. 請求項２または３において、布帛が不織布であることを特徴とする地下構造物の防水工法。

Images