JPH03233016A - 地下構造体及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、止水、有害物の遮蔽を目的として地盤中に構
築する低透水性パイル、連続止水壁等の地下構造体及び
その構築方法に関するものである。

［従来の技術］ 構築物を構築する際に止水を目的として工事用簡易連続
上氷壁（地下構造体）を構築することがある。また、有
害物を埋設する際に、有害物が対象敷地外へ流出するの
を防止するために、有害物の遮蔽処理等を目的とした長
期耐久連続止水壁（地下構造体）を構築することがある
。

かかる簡易連続化氷壁、長期耐久連続止水壁その他の連
続上氷壁の構築方法としては、■例えば本出願人が既に
提案しているＳＳＳ工法、ＰＩＰ工法（柱列式連続地中
壁工法）等の連続上氷壁工法、 ■デミック工法、ＳＭＷ工法等のソイル柱列壁工法、 ０Ｍｌ工法、ＬＷ工法等の薬液注入工法、■泥水浸透工
法 等が提案されている。

ところが、上記工法は以下に掲げる欠点を有する。

■連続地中壁工法 連続地中壁工法は、地盤の大きな水平変位の変化や沈下
等の変形に対する追従性が小さく、−度りラブクが発生
すると修復が難しく、又、連続地中壁の構築には高額を
要するという欠点を有する。

■ソイル柱列壁工法 ソイル柱列壁工法は、ＩｔＩ！盤の大きな変形に対する
追従性が小さく、−度クラックが発生すると修復が難し
く、また、ソイル柱列壁の止水性そのものが信頼性に乏
しいという欠点を有する。

■薬液注入工法 薬液注入工法は、長期耐久性が低く、又、連続止水壁の
連続性が低いという欠点がある。

■泥水浸透工法 泥水浸透工法は、止水壁を特定の範囲に構築しに＜＜、
広い範囲を改造する必要がある。

かかる欠点を鑑み、当業者において低含水比領域でヘン
トナイトを止水材料として用いることが試みられている
。

ベントナイトは以下に掲げる性質を持ち止水材料として
優れたものである。

ａ　水によって膨潤するため高い止水性を発揮すること
ができる。

ｂ　地盤と同定殿変形特性を持ち、−度クラックが発生
してもベントナイト粒子が再配列・構造化し、止水性を
維持しうるため、地盤の変形に追従することが可能で止
水性を長期にわたって確保することができる。

Ｃ９無機質であるため長期安定性に優れている。

以」−の性質を有するベントナイトを土と混合すれば追
従性、耐久性、連続性を有するを連続止水壁を安価に構
築することができる。

一般に、連続止水壁を構築するためには地盤中に３０ｋ
ｇ／ｍ”乃至１００ｋｇ／ｍ３程度のベントナイトを混
合する必要があると言われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、通常の泥水掘削に使用しているベントナイト
の含水比は５００％程度である。これはベントナイト粒
子と水とを混合した場合に、ベントナイト粒子の表面に
電気二重層を生じ、多量の水を吸着することに起因して
いる。即ち、ベントナイトをスラリー化するためには多
量の水の添加が必須となる。このため、３０乃至１００
ｋｇ／ｍ３のベントナイトを土と混合するためには１５
０乃至５００　ｋ　ｇ　／　ｍ　３の水を同時に添加す
る必要がある。

しかし、このような高含水比ではベントナイトと土との
混合土は自立せず、連続止水壁として機能することがで
きない。また、ベントナイトと土との混合物の透水性は
その密度の低下とともに増加するため、ベントナイトに
多量の水を添加すると土の密度を低下させるため、当該
ベントナイトにより構築した低通水パイル若しくは連続
止水壁の透水性は増加する。更に、混合時に発生する土
砂量か少なくとも１５０乃至５００ｋｇ／ｍ３となり、
土砂の処分費用が多大となる。

そこで、本発明者はベントナイトがアルコールその他の
水溶性有機溶剤と高い親和性を持ち、また電気二重層を
形成しないため、少量の水溶性有機溶剤でスラリー化で
きることに着目した。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、ベントナイトと土とを混合して
得られるベントナイトｉ合上を用いて、自立することが
できる地下構造体及びそらの構築方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１記載の発明の要旨は、止水、有害物の遮蔽を目
的として地盤中に構築する、低透水性パイル、連続止水
壁等の地下構造体であって、ベントナイトと、水溶性有
機溶剤を主成分とする溶媒とを混合してなるベントナイ
トスラリーと、土砂とを混合してなるベントナイト混合
土により地盤中に構築した地下構造体に存する。

請求項２記載の要旨は、止水、有害物の遮蔽を目的とし
て請求項１記載の地下構造体を地盤中に構築する地下構
造体の構築方法であって、水溶性有機溶剤を主成分とす
る溶媒にベントナイトを混入してベントナイトスラリー
を造り、地下構造体を構築すべき現地地盤中において、
前記ベントナイトスラリーと現地地盤土とを混合するこ
とによりを構築する地下構造体の構築方法に存する。

［作用］ ベントナイトはアルコール等の水溶性有機溶剤と高い親
和性を有するので、例えば、アルコール／ベントナイト
の重量比率で０．３程度でスラリー化できる。この比率
の場合、３０ｋｇ／ｍ３乃至１００　ｋ　ｇ　／　ｍ　
３のベントナイトに必要なアルコールは１０ｋｇ／ｍ３
乃至３０ｋｇ／ｍ’となる。

したがって、水をベントナイトの溶剤として用いる場合
に比べ溶剤量を削減でき、土の強度に及ぼす影響が少な
く、結果、安定な低透水性、連続止水壁等の地下構造体
を構築することができる。

故に、本発明は自立することができる地下構造体を構築
することができる。

さらに、水溶性有機溶剤は、経時的に水に置き替わるた
め、本発明は止水性の高いベントナイトと土と水との混
合物による地下構造体を構築することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。ただし、本実施例に記載されている構成部品の
寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な
記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限
定する趣旨のものではな（、単なる説明例にすぎない。

まず、本実施例にかかる低透水性パイル（地下構造体）
の構成について説明する。当該低透水性パイルは、第１
図（ニ）に示すように、地表面から所定深さにまで至る
横断面円形の柱状体であり、ベントナイトスラリー２０
と現地地盤土Ｓを混合してなるベントナイト混合土３０
を用いて地盤Ｇ内に構築してなるものである。

次ぎに、前記低透水性パイルＰの構築方法にっいて第１
図（イ）乃至第１図（ニ）を用いて説明する。

まず、エチルアルコール（水溶性有機溶剤）を主成分と
した溶剤にベントナイトをミキサー内で混入し、高濃度
のベントナイト混合＋７−２０を造る。エチルアルコー
ルとベントナイトとの比率は重量比（アルコール／ベン
トナイト）で０．３としている。ベントナイトの混合量
は、１００ｋｇ／　ｍ　３としている。なお、本発明の
範囲をそれに限定する趣旨ではなく、目標とする透水係
数や土の性質等を考慮し、１５ｋｇ／ｍ’乃至２００ｋ
ｇ／ｍ３程度とすればよい。また、本実施例においては
前記重量比を０．３としているが、本発明の範囲をそれ
に限定する趣旨ではなく、ベントナイトの性質、アルコ
ールの種類等を考慮し、０゜２乃至０．５程度とすれば
よい。

次いで、第１図（イ）乃至第１図（ニ）に示すようにデ
ミ・、り（混合装置）１０を使用して前記ベントナイト
スラリー２０を現地地盤土Ｓと地盤Ｇ内において混合撹
拌しベントナイト混合±３０を造る。当該現地地盤土Ｓ
は、低透水性パイルＰを構築する地盤Ｇに存する土のみ
ならず他の場所から移送してくる客土も含む。なお、図
中、符号１１は駆動モーター１１、符号１２は注入管、
符号１３は攪拌翼である。また、当該デミツク１０には
圧送ポンプにより圧送する等、本発明を実施するうえで
好適な方法によりベントナイトスラリー２０を移送すれ
ばよい。前記デミツク１０は地盤Ｇ中においてベントナ
イトスラリー２０と現地地盤土Ｓとを混合攪拌すること
ができる地中混合式地盤改良装置であり、既に実現化さ
れているものである。

さらに本実施例においては前記ベントナイトスラリー２
０と現地地盤土Ｓとの混合撹拌の際に、セメント（硬化
剤）も−緒に混合撹拌した。このようにセメントを使用
することによって、強度の高い連続止水壁Ｗを造ること
も可能である。なお、本実施例においては硬化剤として
セメントを用いたが、本発明の範囲をそれに限定する趣
旨ではなく、本発明においては他のもの、例えば石灰等
、本発明を実施するうえで好適な硬化剤を用いることが
できる。なお、セメントなどの添加量を増加させすぎた
場合、強度が大きくなりすぎて地盤Ｇの変形等に追従で
きなくなる場合がある。このため、セメント等の添加量
は地盤Ｇの強度を考え合わせて決定することになる。

以上の工程により第１図（ニ）に示す低透水性バイルＰ
を地盤Ｇ内に構築することができる。また、第３図（イ
）に示すように低透水性バイルＰを連続して構築すれば
柱列式の連続止水壁（ｌ′ｔＩｌ！下構造体）Ｗを構築
することができる。また、第３図（ロ）に示すように所
定間隔をおいて低透水性バイルＰを構築し、低透水性バ
イルＰ、　　Ｐ間に矢板等の遮水性を有する壁体４０を
打ち込めば連続止水壁（地下構造体）Ｗを構築すること
かできる。

さらに、第３図（ハ）に示すように通常の連続地盤地中
壁Ｗと同様の方法により布掘りし、かかる［ＩＭｓｏ内
にベントナイト混合土３０を用いて連続止水壁（地下構
造体）Ｗを構築することができる。

次ぎに、以上のように構成した低透水性パイルＰ若しく
は連続止水壁Ｗ及びそれらの構築方法の作用効果につい
て説明する。

本実施例にかかる低透水性バイルＰの構築方法において
は、地盤Ｇ内においてベントナイトスラリー２０と現地
地盤土Ｓとを混合撹拌しているので、かかる混合撹拌を
行うための用地を必要としない。また、掘削、混合攪拌
、埋め戻しに要する時間、労力を省くことができる。

また、水をベントナイトの溶剤として用いた場合、３０
ｋｇ／ｍ３乃至１００ｋｇ／ｍ３のベントナイトに必要
な水は１５０ｋｇ／ｍ’乃至５０００　ｋ　ｇ／　ｍ　
’となる。これに対し、ベントナイトはエチルアルコー
ルと高い親和性を有するので、エチルアルコール／ベン
トナイトの比率を０．　３としている本実施例において
は、３０ｋｇ／ｍ３乃至１００ｋｇ／ｍ３のベントナイ
トに必要なエチルアルコールは１０ｋｇ／ｍ’乃至３０
　ｋ　ｇ／ｍ３でたりる。したがって、水をベントナイ
トの溶剤として用いる場合に比べ土の強度に及ぼす影響
が少なく、その結果、従来技術に比べ低透水性バイルＰ
若しくは連続止水壁Ｗの安定性を向上することができる
。故に、本実施例によれば従来技術に比べ低透水性バイ
ルＰ若しくは連続止水壁Ｗの自立性を向上することがで
きる。

さらに、水溶性有機溶剤は、水に置き替わるため、止水
性の高いベントナイトと土と水との混合物による低透水
性バイルＰ若しくは連続止水壁Ｗを構築することができ
る。

前記ベントナイトスラリー２０を現地地盤土Ｓと地盤Ｇ
内において混合撹拌すると、前記ベントナイトスラリー
２０の中のエチルアルコールは、地盤Ｇ内において水と
自然置換し、高濃度の、ベントナイトと土と水との混合
物による低透水性パイルＰ若しくは連続止水壁Ｗを形成
する。かかる置換を行う際、ベントナイトは膨潤するの
で、第２図に示す点線のように低透水性パイルＰ若しく
は連続止水壁Ｗは、大きく膨潤し、周囲の地盤Ｇに圧密
を起こし、地盤Ｇの透水性を低下させる。

第２図における、白抜きの矢印はアルコールの移動を、
黒塗りの矢印は水の移動方向を示すものである。

ベントナイトと土とを混合してなるベントナイト混合土
３０は通常の土と同様の柔軟性に富むので、周囲の地盤
Ｇに変形があっても十分に追従することができる。した
がって、周囲の地盤Ｇに沈下や水平方向の変位があって
も追従できるほか、万一クラック等が発生しても再び粒
子が再配列して構造化するので、低透水性バイルＰ若し
くは連続止水壁Ｗの止水性の低下がない。

ベントナイトは重金属等の吸着能力が高いため、低透水
性バイルＰ若しくは連続止水壁Ｗは有害物の遮蔽を行う
ことができる。

ベントナイトは無機質であるため、低透水性バイルＰ若
しくは連続止水壁Ｗは長期耐久性に優れている。

さらに本実施例のように前記ベントナイトスラリー２０
と現地地盤土Ｓとの混合撹拌の際に、セメントも一緒に
混合撹拌すれば、強度の高い低透水性パイルＰ若しくは
連続止水壁Ｗを構築することができる。この場合、連続
止水壁Ｗの強度はセメントの添加量の調整によって調節
することができる。

なお、本実施例においては水溶性有機溶剤としてエチル
アルコールを用いたが、本発明の範囲をそれに限定する
趣旨ではなく、本発明においては他のもの、例えば、プ
ロピルアルコール、アルコールと水との混合物、界面活
性剤を添加した混合物等、本発明を実施するうえで好適
な水溶性有機溶剤を用いることができる。

また、混合装置としてデミツク１０を用いたが、本発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本発明において
は本発明を実施するうえで好適な混合装置を用いること
ができる。

また、本実施例にかかる低透水性パイルＰの構築方法に
おいてはおいては、地盤Ｇ内においてベントナイトスラ
リー２０と現地地盤土Ｓとを混合撹拌しベントナイト混
合土３０を造ったが、地盤Ｇ上においてベントナイトス
ラリー２０と現地地盤土Ｓとを混合撹拌しベントナイト
混合土３０を造ることもできる。

［発明の効果コ 本発明は、以上のように構成しているので、以下に記載
するような効果を奏する。

本発明にかかる水溶性有機溶剤の混合量は、溶媒として
混合する場合における水の混合量に比べ少ないので、ベ
ントナイトと、水溶性有機溶剤を主成分とする溶媒とを
混合してなるベントナイトスラリーと、現地地盤土とを
混合して得られたベントナイト混合土を用いて自立する
ことができる低透水性パイル、連続止水壁等の地下構造
体を構築することができる。

さらに、水溶性有機溶剤は、経時的に水に置き替わるた
め、本発明は長期にわたり止水性の高い、ベントナイト
と土と水との混合物による地下構造体を構築することが
できる。また、地下構造体の構築の際に発生する掘削残
土量を大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）乃至第２図は本発明の一実施例を示すもの
であり、第１図（イ）乃至第１図（ニ）はベントナイト
混合上による低透水性パイルの構築方法の工程図、第２
図は実施例により構築した連続止水壁の作用を示す縦断
面図、第３図（イ）乃至第３図（ハ）は本発明の他の実
施例を示すものであり、第３図（イ）は柱列式の連続止
水壁の平面図、第３図（ロ）及び第３図（）〜）は連続
止水壁の平面図である。 Ｇ・・・・・・地盤、Ｐ・・・・・・低透水性パイル（
地下構造体）、Ｗ・・・・・・連続止水壁（地下構造体
）、Ｓ・・・・・・現地地盤土、 １０・・・・・・デミツク、１１・・・・・・駆動モー
ター　１２・・・・・ベントナイトスラリー注入管、１
３・・・・・・攪拌翼、２０・・・・・・ベントナイト
スラリー　３０・・・・・・ベントナイト混合土

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）止水、有害物の遮蔽を目的として地盤中に構築す
   る、低透水性パイル、連続止水壁等の地下構造体であっ
   て、ベントナイトと、水溶性有機溶剤を主成分とする溶
   媒とを混合してなるベントナイトスラリーと、土砂とを
   混合してなるベントナイト混合土により地盤中に構築し
   た地下構造体。
2. （２）止水、有害物の遮蔽を目的として請求項１記載の
   地下構造体を地盤中に構築する地下構造体の構築方法で
   あって、水溶性有機溶剤を主成分とする溶媒にベントナ
   イトを混入してベントナイトスラリーを造り、地下構造
   体を構築すべき現地地盤中において、前記ベントナイト
   スラリーと現地地盤土とを混合することによりを構築す
   る地下構造体の構築方法。