JPH04182512A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、上水、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上水を目的として工事用簡易連続
止水壁（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）を構築することかある
。

かかる簡易連続止水壁、長期耐久連続止水壁その他の連
続止水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）等の連続地中壁工法、 ■デミック工法、ＳＭＷ工法等のソイル柱列壁工法、 ■ＭＩ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や沈下等の変
形に対する追従性が小さく、−度クラックか発生すると
修復か難しく、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、地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、又
、ソイル柱列壁の止水性そのものか信頼性に乏しいとい
う欠点を存する。

■薬液注入工法 薬液注入工法は、長期耐久性が低く、又、連続化氷壁の
連続性か低いという欠点かある。

■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かある。

かかる欠点を鑑み、当業者において低含水領域でベント
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。

以上の性質を有するヘ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化氷壁を安価に構築
することができる。

一般に、連続化氷壁を構築するためには地盤中に３０ｋ
ｇ／ｍ’乃至１０１０Ｃ１／ｍ３程度のヘントナイトを
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５００ｋｇ／ｍ３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、連続化氷壁として機能することがで
きない。また、水の添加は密度を低下させるため、含水
比が高くなるほど透水性を増加させる。更に、混合時に
発生する土砂量が少なくとも１５０乃至５００ｋｇ／ｍ
’となり、土砂の処分費用か多大となる。

したかって、ベントナイトを混合して低透水性パイル若
しくは連続化氷壁を構築するためには、ベントナイトを
、混合したときの含水比の増加を最低限にする必要があ
る。

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、粉体ベントナイトと土とを混合
して得られた粉体ヘントナイト混合土を用いて、自立す
ることかできる地下構造体及びそ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、連続化氷
壁等の地下構造体であって、粉体ベントナイトと、地下
構造体を構築する現地地盤上とを現地地盤中で混合して
なる粉体ペントナ４１４台土を用いて地盤中に構築した
地下構造体に存する。

請求項２記載の発明の要旨は、地盤中に構築する低透水
性パイル若しくは連続化氷壁の構築方法であって、粉体
ベントナイトと地下構造体を構築する現地地盤上とを、
地下構造体を構築すべき現地地盤中において混合するこ
とにより粉体ベントナイト混合土を造り、当該粉体ベン
トナイト混合土により地下構造体を構築する地下構造体
の構築方法に存する。

［作用］ 本発明の作用について第４図（イ）及び第４図（ロ）を
用いて説明する。第４図（イ）は透水係数と飽和度との
関係を示すグラフ、第４図（ロ）は透水係数とベントナ
イトの土に対する添加率との関係を示すグラフである。

第４図（イ）に示すようにベントナイトの土に対する添
加率の増加によって透水性は低下する。

したがって、粉体ベントナイトの添加によって土の透水
係数を低下することができる。

更に、第４図（ロ）に示すように一般に土は飽和度の低
下によって透水係数は低下する。ここで粉体ベントナイ
トは殆どの場合現地地盤上よりも飽和度が小さい。した
がって、粉体ベントナイトを土へ添加すると土の飽和度
を低下することができる。故に粉体ベントナイトは土の
透水係数を更に低下させることかできる。

土への粉体ベントナイトの混合には水を要しない。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
べ土の強度を低下させる場合が少なく、結果、安定な、
低透水性パイル、連続化氷壁等の地下構造体を構築する
ことができる。

故に、本発明によれば自立することができる地下構造体
を提供することかできる。

［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く、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（ホ）に示すように、地表面から所要深さにまで至る
横断面円形の柱状体であり、粉体ベントナイトＢと、現
地地盤上Ｓとを混合して得られた粉体ベントナイトａ台
土３０を用いて構築してなるものである。

前記低透水性パイルＰの構築方法について第１図（イ）
乃至第１図（ホ）を用いて説明する。

まず、第１図（イ）に示すように粉体混合式地盤改良装
置１０を低透水性パイルＰの構築位置に設置する。

次いで、第１図（ロ）に示すように当該粉体混合式地盤
改良装置１０の撹拌翼１５を地盤Ｇ中に貫入する。

次いで、第１図（ハ）に示すように当該撹拌翼１５の地
盤Ｇへの貫入が完了した後、第１図（ニ）に示すように
当該撹拌翼１５を引き抜、きつつ、粉体ベントナイｌ−
Ｂを噴射する。当該噴射は前記攪拌翼１５が有する噴射
孔から行う。また、かかる引き抜きの際、前記撹拌翼１
５を回転させ、粉体ベントナイトＢと現地地盤上Ｓとを
混合攪拌する。なお、粉体ベントナイトＢと現地地盤度
Ｓとの混合は攪拌翼＋５か地盤Ｇ中へ貫入する際に行っ
ても良い。

以上の工程により第１図（ホ）に示すように低透水性パ
イルＰを地盤Ｇに構築することができる。

また、第５図（イ）に示すように低透水性パイルＰを連
続して構築すれば柱列式の連続化氷壁（地下構造体）Ｗ
を構築することができる。また、第５図（ロ）に示すよ
うに所定間隔をおいて低透水性パイルＰを構築し、低透
水性パイルＰ、Ｐ間に矢板等の遮水性を有する壁体４０
を打ち込めば連続化氷壁（地下構造体）Ｗを構築するこ
とかできる。さらに、第５図（ハ）に示すように通常の
連続地中壁と同様の方法により布掘りし、かかる掘削溝
５０内に粉体ベントナイト混合土３０を用いて連続化氷
壁（地下構造体）Ｗを構築することもできる。

なお、前記粉体混合式地盤改良装置ｌＯをその付帯設備
とともに第２図を用いて説明すると、前記粉体混合式地
盤改良装置ＩＯはベースマンンｌｌと、改良装置本体１
２とからなり、当該改良装置本体１２は支柱上端付近に
位置するスイベルジヨイント１３と、当該スイベルジヨ
イント１３が支持する撹拌軸１４と、当該撹拌軸１４の
下端に備えている前記撹拌翼１５とからなる。また、付
帯設備１６は、粉体ベントナイト用サイロ１７と、当該
粉体ベントナイト用サイロ１７から肋記撹拌軸１４の上
端に粉体ベントナイトＢを圧送する粉体ヘットナイト供
給機１８と、＠記改良装置本体１２及び前記粉体ヘント
ナイト供給機１８に電源を供給する発側１９と、前記粉
体ベントナイト供給機１８に圧縮空気を送る空気圧縮機
２０と、前記粉体ベントナイト用サイロ１７に粉体ベン
トナイトＢを供給するローリ２１とからなるものである
。前記撹拌軸１４は中空であり、前記粉体ベットナイト
供給機１８が圧送した粉体ベントナイ（Ｂを前記撹拌′
！！ｔ１５に移送する。前記攪拌翼１５には前記攪拌軸
１４に連通ずる噴射孔を有する。

次ぎに、以し、）ように構成した低透水性パイルり若し
くは連続と水壁Ｗ並びにそれらの構築方法、）作用効果
について説明する。

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、地盤Ｇ中において粉体ベントナイト［３と現地地盤
ｔｈＳ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、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／ｍ’のベントナイトに必要
な水は１５０ｋｇ／ｍ’乃至５００ｋ　ｇ　／　ｍ　３
となる。これに対し、本実施例においては粉体ヘントナ
イトＢの溶剤として水を用いないので、水をへ、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はす影
響か少なく、その結果、安定な低透水性パイルＰ若しく
は連続止水壁Ｗを構築することができる。故に、本実施
例によれば自立性の高い低透水性ペイルＰ若しくは連続
止水壁Ｗを構築する二とができる。

また、粉体ベントナイトＢと土との混合物である粉体ベ
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、第３図（イ）及び第３図（ロ）に示すように周囲
の地盤Ｇに変形があっても子分に追従することができる
。したがって、周囲地盤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、低透水性パイルＰ
若しくは連続止水壁Ｗの正水性の低下がない。第３図（
イ）は水平方向のすべり破壊が生じた場合の低透水性パ
イルＰの変形状態を示す縦断面図、第３図（ロ）は圧密
により垂直方向の地盤Ｇに変動があった場合の低透水性
パイルＰの変形状態を示す縦断面図である。なお、低透
水性バイルＰ以外のパイルはＰＩＦ工法によるパイル等
の追従性の少ないパイルである。

また、ベントナイトは重金属等の吸着能力が高いため、
低透水性パイル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。

また、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。

なお、粉体ベントナイトＢと現地地盤上Ｓとの混合撹拌
の際に、セメントも一緒に混合することができる。かか
る場合においては、強度の高い低透水性パイルＰ若しく
は連続止水壁Ｗを構築することかできる。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
合わせて決定する二とになる。

また、地中混合式地盤改良装置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
かできる。

［発明の効果コ 本発明は、以上のように構成しているので、土の透水係
数を低下することができ、また、粉体ベントナイトの土
への混合に水を必要としない。したがって、粉体ベント
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及びにその構築方
法を提供することができる。

また、本発明にかかる粉体ベントナイト混合土は、粉体
ベントナイトに現地地盤上を混合してなるので、粉体ベ
ントナイトに客土を混合する場合に比べ、混合に要する
、時間を短縮し、労力及び経費を軽減することができる
。また、施工時に生じる残土量を大きく減することか出
ある。さらに、現地地盤において粉体ベントナイトと現
地地盤土を混合するので、かかる混合に要する用地を必
要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）乃至第３図（ロ）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（ホ）は粉体ベ
ントナイト混合土による低透水性パイルの構築方法の工
程図、第２図は粉体混合式地盤改良装置の概略図、第３
図（イ）は水平方向のすべり破壊が生じた場合の低透水
性パイルの変形状態を示す縦断面図、第３図（ロ）は圧
密変化により垂直方向の地盤変動があった場合の低透水
性パイルの変形状態を示す縦断面図、第４図（イ）は透
水係数と飽和度との関係を示すグラフ、第４図（ロ）は
透水係数とベントナイトの土に対する添加率との関係を
示すグラフ、第５図（イ）乃至第５図（ハ）は本発明の
他の実施例を示すものであり、第５図（イ）は柱列式の
連続止水壁の平面図、第５図（ロ）及び第５図（ハ）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）、Ｓ・・・・・・現地地盤土、Ｂ・・・・
粉体ベントナイト、Ｗ・・・・・連続止水壁（地下構造
体）、ＩＯ・・・・粉体混合式地盤改良装置、！ｌ・・
・・・ベースマシン、１２・・−改良装置本体、１３・
・・・・スイベルジヨイント、１４・・・・・・撹拌軸
、１５　・・・・撹拌翼、１６・・・・・・付帯設備、
１７・・・・・粉体ベントナイト用サイロ、１８・・・
・・・粉体ベントナイト供給機、１９−・・・・発電機
、２０・・・空気圧縮機、２１・・・・・ローリ、３０
・・・・・粉体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、粉体ベントナイトと、地下構造体を構築する現地地
   盤土とを現地地盤中で混合してなる粉体ベントナイト混
   合土を用いて地盤中に構築した地下構造体。
2. （２）地盤中に構築する低透水性パイル若しくは連続止
   水壁の構築方法であって、粉体ベントナイトと地下構造
   体を構築する現地地盤土とを、地下構造体を構築すべき
   現地地盤中において混合することにより粉体ベントナイ
   ト混合土を造り、当該粉体ベントナイト混合土により地
   下構造体を構築する地下構造体の構築方法。