JP4174359B2 - 部材間の止水連結構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は構造物を構成する部材間、例えば地中壁を構成するユニット間の止水連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
堰堤(構造物)を構成するケーソン(部材)間の止水連結構造として、ケーソン間を吸水膨張性ゴム(水膨潤ゴム)を用いて止水連結する構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、本出願人と他の出願人との共願による特許出願である特願2002−155693号においては、地中壁(構造物)を構成するユニット(部材)間に水膨潤ゴム袋を配置し、この水膨潤ゴム袋内に水やモルタル等を充填してユニット(部材)間の止水連結を行う発明が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平1−271527号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
水膨潤ゴムは水を吸収して所定時間経過した後に膨張する性質を有するが、水膨潤ゴムは部材との接触面に圧力が生じていないと水膨潤ゴムによる止水性能を確保できない。従って、特許文献1の構造では、部材間の間隔が狭い場合(数cm程度)には水膨潤ゴムの内部に発生する膨潤圧により部材との接触面に圧力が生じて止水性能が確保されるが、部材間の間隔が広い場合には水膨潤ゴムの内部に発生する膨潤圧では部材との接触面に十分な圧力が生じず止水性能が確保されない場合があるという課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による部材間の止水連結構造は、対向配置された部材間に、一方の部材の対向面に接触する第1水膨潤ゴムと、他方の部材の対向面に接触する第2水膨潤ゴムと、これら第1水膨潤ゴムと第2水膨潤ゴムとの間に配置され、流動する状態から時間経過に伴って硬化する硬化材料あるいは水が内部に充填されて外周が第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムに接触する袋体とを備え、この袋体に充填される硬化材料あるいは水により、袋体の外周と第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとの接触面,一方の部材の対向面と第1水膨潤ゴムとの接触面,他方の部材の対向面と第2水膨潤ゴムとの接触面に圧力が付与された状態において膨張する第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムで上記各接触面の密着が確保されて一方の部材の対向面と他方の部材の対向面との間の止水連結がなされる構造であって、第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとして機能させる水膨潤ゴムが、袋体の上端から下端に延長するように袋体の外周に間隔をあけて複数設けられ、上記間隔が対向面の幅より小さく設定されたことを特徴とする。
また、硬化材料あるいは水が充填された袋体の外周が上記対向面に沿う方向に孕み過ぎることを防止する袋体孕み過ぎ防止材を一方の部材の対向面と他方の部材の対向面との間に設けた。
【0006】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
図1は本発明の実施の形態1による部材間の止水連結構造を示す図であって、ここでは複数の壁構成部材(以下、「ユニット」という)を横に連結して構成される地中壁(立坑壁)を構成するユニット間の止水連結を例にして説明する。図1(a)はユニット間の止水連結構造を示す横断面図、図1(b)はユニット間の止水連結構造を示す縦断面図である。
【0007】
実施の形態1による地中壁を構成するユニット間の止水連結方法は、図1に示すように、まず、地盤を掘削して溝1(穴を含む)を形成する際、溝1の崩壊を防ぐために泥水等の安定液を充填しながら掘削し、掘削した溝1内に先行ユニット2をクレーン等の揚重機で吊りながら入れる。この場合、予め先行ユニット2の対向面3(後述する後行ユニット7の対向面8に対向する面)に上下に一直線状に延長するように第1水膨潤ゴム4を接着剤などで取付けておき、さらに、第1水膨潤ゴム4の先行ユニット2に接着された側とは反対側の面5にも予め上下に一直線状に延長するようにモルタル充填用の袋体6を接着剤などで取付けておく。この袋体6は例えばゴム,軟質プラスチックなどで形成されたものを用いる。次に溝1内に後行ユニット7をクレーン等の揚重機で吊りながら入れる。この場合、後行ユニット7の対向面8が先行ユニット2の対向面3と数十cm離れるように後行ユニット7を設置する。この場合も、予め後行ユニット7の対向面8に上下に一直線状に延長するように第2水膨潤ゴム9を接着剤などで取付けておいてから溝1内に入れる。尚、先行ユニット2及び後行ユニット7は、鉄筋コンクリート製のものを予め工場等で製作しておく。そして、モルタル充填用の袋体6の上部口6tから袋体6の内部に、流動する状態から時間経過に伴って硬化する硬化材料としてのモルタル10を流し込んで袋体6を膨らませ、袋体6の外周6aを第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9に確実に接触させるとともに、この袋体6の外周6aと第1水膨潤ゴム4との接触面46、袋体6の外周6aと第2水膨潤ゴム9との接触面96、先行ユニット2の対向面3と第1水膨潤ゴム4との接触面42、後行ユニット7の対向面8と第2水膨潤ゴム9との接触面97に圧力を付与し、これら接触面に圧力を生じさせることにより、先行ユニット2と後行ユニット7との間が止水連結される。さらに、この状態で、第1水膨潤ゴム4と第2水膨潤ゴム9とが溝1内に溜まっている安定液や水(地下水及び雨水)を吸水して所定時間経過後に膨潤(膨張)することにより、先行ユニット2と後行ユニット7との間が強固に止水連結される。第1水膨潤ゴム4、第2水膨潤ゴム9をそれぞれ先行ユニット2、後行ユニット7に予め取付けた例を示したが、これに限らず、先行ユニット2、後行ユニット7の設置後に、袋体6に予め取付けた第1水膨潤ゴム4、第2水膨潤ゴム9をそれぞれのユニットの対向面側にくるように設置してもよい。これにより、水膨潤ゴムの膨潤(膨張)の開始がユニットの設置後に行われることになって止水連結が容易にできるようになり止水性が更に向上する。
以上のように先行ユニット2と後行ユニット7との間を止水連結していって円形、方形等の地中壁本体を形成し、地中壁本体と溝1の側壁1aとの間にコンクリートを打設して地中壁が築造される。
【0008】
即ち、実施の形態1では、対向配置された先行ユニット2と後行ユニット7との間に、先行ユニット2の対向面3に接触する第1水膨潤ゴム4と、後行ユニット7の対向面8に接触する第2水膨潤ゴム9と、これら第1水膨潤ゴム4と第2水膨潤ゴム9との間に配置され、内部にモルタル10が充填されて外周6aが第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9に接触する袋体6とを備え、この袋体6に充填されるモルタル10の圧力によって、上記接触面46、接触面96、接触面42、接触面97に圧力が付与された状態で第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9が膨張するので、第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9の膨潤圧により上記各接触面46,96,42,97の密着が確保されて、先行ユニット2と後行ユニット7との間が確実に止水連結される。
【0009】
実施の形態1では、対向配置される先行ユニット2と後行ユニット7の対向間隔が広い場合においても、先行ユニット2と後行ユニット7との間を確実に止水連結できるという点で特許文献1と比べて特有の効果が得られる。さらに実施の形態1では水膨潤ゴムの使用を最小限にできるためコスト的にも有利である。
【0010】
尚、大深度の地中壁を築造する場合は、複数の分割ユニットを上下方向に積み重ねて先行ユニットや後行ユニットを形成すればよい。この場合、分割ユニットの製作時に分割ユニットの上下端に接続用の金属製フランジ等を予め埋め込んでおき、上下の分割フランジをボルトナット等で接続し、また、下の分割フランジの上端面と上の分割フランジの下端面との間に例えば上述したような水膨潤ゴムを設けておくことにより、上下分割ユニット間を止水連結できる。例えば、まず、分割ユニットをいくつか連結してこの連結ユニットをクレーン等で吊りながら溝1内に溜まっている泥水内に入れ、連結ユニットの上端側が水面上に突出する状態に保持材を用いて保持する。そして、この連結ユニットの上端に次の分割ユニットを連結し、いくつかの分割ユニットを連結していく。いくつかの分割ユニットを連結したら、以上の連結ユニットをまたクレーンで吊りながら沈めていき、その連結ユニットの上端側が水面上に突出する状態に保持材を用いて保持する。以後同様にして分割ユニットを連結していくことで、先行ユニット2や後行ユニット7を形成する。この場合、接着剤などで袋体6が予め取付けられた第1水膨潤ゴム4、及び第2水膨潤ゴム9はドラムなどに巻いておき、ドラムから順次巻き出して分割ユニットに順次取付けていけばよいし、先行ユニット2及び後行ユニット7を設置後に、第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9を予め取付けた袋体6を沈めて設置してもよい。
【0011】
また、大深度の場合、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面間の距離が下側と上側とで異なってくる場合があるが、このような場合であっても、先行ユニット2と後行ユニット7との間を確実に止水連結できる。一方、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面間の距離が下側と上側とで異なってくる構造において、特許文献1の水膨潤ゴムを採用した場合は、上下において水膨潤ゴムの膨潤圧に差が生じ、上下に止水性能が異なってくるので、均等な止水性能が得られず好ましくない。
【0012】
実施の形態2
実施の形態1において、対向面3,8に第1,第2水膨潤ゴム4,9を取付けた先行ユニット2と後行ユニット7を対向配置させた後に、袋体6内にモルタルを充填しながら第1水膨潤ゴム4と第2水膨潤ゴム9との間に袋体6を落とし込んで行ってもよいが、この場合、袋体6の位置が定まらず、袋体6の外周6aが第1,第2水膨潤ゴム4,9と接触しない状態に設置されるおそれがある。また、袋体6を予め第1水膨潤ゴム4に接着しておく場合においても、袋体6の外周6aが第2水膨潤ゴム9と接触しない状態に設置されるおそれがある。そこで、図2に示すように、対向面3,8に相対向する凹部11,12を形成するようにすれば、凹部11,12が袋体6の位置決め部として機能するので、袋体6の位置がずれず、袋体6の外周6aと第2水膨潤ゴム9とが確実に接触する。また、凹部11,12間において袋体6内にモルタル10を充填しながら落とし込んでいくことにより、外周6aが第1,第2水膨潤ゴム4,9と確実に接触するように袋体6を落とし込めるようにしてもよい。即ち、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8にそれぞれ凹部11,12を設け、凹部11の底面11aと第1水膨潤ゴム4とを接触させ、凹部12の底面12aと第2水膨潤ゴム9とを接触させるようにしてもよい。
【0013】
実施の形態3
第1,第2水膨潤ゴム4,9と接触する部分以外の外周6aが孕み過ぎると、接触面の圧力が弱くなるので好ましくない。従って、図3に示すように、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8に沿う方向に対する袋体6の孕み過ぎを防止するために先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8間に鉄筋等の棒材や板材等の袋体孕み過ぎ防止材13を設けるようにしてもよい。例えば、先行ユニット2の対向面3に袋体孕み過ぎ防止材13,13を設け、後行ユニット7の対向面8には袋体孕み過ぎ防止材13の先端部13aを収納して保持するための溝14を形成しておいてもよい。実施の形態3によれば、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8に沿う方向に対する袋体6の孕み過ぎを防止することができ、第1水膨潤ゴム4及び第2水膨潤ゴム9の膨潤圧により各接触面46,96,42,97を高い圧力で確実に密着させることができるので、高い止水性能が得られる。
【0014】
実施の形態4
図4に示すように袋体6の外周6aに筒状の水膨潤ゴム49を設けるようにした二重構造の袋体60を用いてもよい。即ち、第1水膨潤ゴム4と第2水膨潤ゴム9とが袋体6の外周6aの全域に設けられた筒状水膨潤ゴム49により形成された二重構造の袋体60を用いてもよい。この場合、先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8に予め水膨潤ゴムを取付ける作業を省け、二重構造の袋体60の袋体6内にモルタルを充填しながら先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8間に落とし込んでいくだけで筒状水膨潤ゴム49の外周が先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8に確実に接触するので、作業が容易になる。また、筒状水膨潤ゴム49の内側が袋体6で保護されるので、筒状水膨潤ゴム49が硬化したモルタルにより損傷したりするようなことを防止できる。
【0015】
実施の形態5
図5(a),(b)に示すように、袋体6の上端6tから下端6uにかけて延長する細長い形状に形成された水膨潤ゴム61を袋体6の外周6aに所定間隔Hをあけて複数設けた二重構造の袋体62を用いてもよい。この場合、各水膨潤ゴム61の設置間の所定間隔Hを対向面3,8の幅X(図1参照)より小さく設定する。この実施の形態5によれば、二重構造の袋体62の袋体6内にモルタルを充填しながら先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8間に落とし込んでいくだけでいずれかの水膨潤ゴム61が先行ユニット2と後行ユニット7の対向面3,8に確実に接触し、接触した水膨潤ゴム61が第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとして機能するので、作業が容易になり、かつ、ユニット2,7間の止水連結を確実に行えるようになる。また、実施の形態4に比べて水膨潤ゴムの使用量を少なくでき、コスト的にも有利になる。
【0016】
上記では、袋体6内にモルタルを充填するようにしたが、袋体6内に水を充填するようにしてもよい。この場合、大深度地中壁築造においては、袋体6の底に重りとしてモルタル等を充填しておけば袋体6を落とし込んでいくことが可能である。
【0017】
また上記では、地中壁を構成する先行ユニット2と後行ユニット7との間の止水連結を例にして説明したが、本発明は、構造物を構成する部材間の止水連結に広く適用できる。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、袋体の上端から下端に延長する水膨潤ゴムを袋体の外周に間隔をあけて複数設け、上記間隔を対向面の幅より小さく設定し、これら水膨潤ゴムを第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとして機能させた二重構造の袋体を用いることにより、対向配置される部材間の対向間隔が広い場合においても、部材間を確実に止水連結できるとともに、作業が容易になり、かつ、第1水膨潤ゴムと第2水膨潤ゴムとを袋体の外周全域に設けられた筒状水膨潤ゴムで形成した二重構造の袋体を用いる場合に比べて、水膨潤ゴムの使用量を少なくでき、コスト的にも有利になる。
また、袋体孕み過ぎ防止材を設けたので、接触面に対する圧力を確実に得られるようになり、信頼性の高い止水構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1による地中壁を構成するユニット間の止水連結構造を示す横断面図及び縦断面図。
【図2】 実施の形態2による地中壁を構成するユニット間の止水連結構造を示す横断面図。
【図3】 実施の形態3による地中壁を構成するユニット間の止水連結構造を示す横断面図。
【図4】 実施の形態4による地中壁を構成するユニット間の止水連結構造に用いる二重構造の袋体を示す横断面図。
【図5】 実施の形態5による地中壁を構成するユニット間の止水連結構造に用いる二重構造の袋体を示す横断面図及び側面図。
【符号の説明】
2 先行ユニット(部材)、3 先行ユニットの対向面、4 第1水膨潤ゴム、6 袋体、6a 袋体の外周、7 後行ユニット(部材)、
8 後行ユニットの対向面、9 第2水膨潤ゴム、10 モルタル、
11,12 凹部、13 袋体孕み過ぎ防止材、49 筒状の水膨潤ゴム、
60,62 二重構造の袋体、61 細長い形状に形成された水膨潤ゴム。
Claims (2)
- 構造物を構成する部材間の止水連結構造において、対向配置された部材間に、一方の部材の対向面に接触する第1水膨潤ゴムと、他方の部材の対向面に接触する第2水膨潤ゴムと、これら第1水膨潤ゴムと第2水膨潤ゴムとの間に配置され、流動する状態から時間経過に伴って硬化する硬化材料あるいは水が内部に充填されて外周が第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムに接触する袋体とを備え、この袋体に充填される硬化材料あるいは水により、袋体の外周と第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとの接触面,一方の部材の対向面と第1水膨潤ゴムとの接触面,他方の部材の対向面と第2水膨潤ゴムとの接触面に圧力が付与された状態において膨張する第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムで上記各接触面の密着が確保されて一方の部材の対向面と他方の部材の対向面との間の止水連結がなされる構造であって、第1水膨潤ゴム及び第2水膨潤ゴムとして機能させる水膨潤ゴムが、袋体の上端から下端に延長するように袋体の外周に間隔をあけて複数設けられ、上記間隔が対向面の幅より小さく設定されたことを特徴とする部材間の止水連結構造。
- 硬化材料あるいは水が充填された袋体の外周が上記対向面に沿う方向に孕み過ぎることを防止する袋体孕み過ぎ防止材を一方の部材の対向面と他方の部材の対向面との間に設けたことを特徴とする請求項1に記載の部材間の止水連結構造。
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