JPH0577320U - 垂直ドレーン材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水効率を大幅に向上させた軟弱地盤改良用
垂直ドレーン材を提供することを目的とする。 【構成】 全体的として板状に形成した長尺の合成樹脂
製導水材に不織布を付帯し、長さ方向を垂直方向にして
土中に埋設することで、土中の水を吸い上げる垂直ドレ
ーン材であり、前記合成樹脂製導水材は、導水材の長さ
方向に平行な多数の縦桁と、それら縦桁を連結する横桁
とを有し、前記縦桁間の間隔ｌを０．５ｍｍ〜５ｍｍと
してこの縦桁間を導水用空間とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は地盤、盛土等の土中に埋め込み、土中の水分を吸い上げて排水する垂 直ドレーン材に関する。更に詳しくは、軟弱地盤等の水分を多量に含んだ土中の 水分を地表に排水する地盤改良に好適な垂直ドレーン材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、多数の不織布を軟弱地盤に打設し、この不織布を伝わって上昇する水分 を外部に排出するようにした土質改良方法が種々実施されている。不織布は図１ ２に示すように、地中に等間隔で打設し、不織布を通って地表面に排出した軟弱 地盤の間隙水を地表に敷設した排水層（サンドマットなど）を通じ外部へポンプ 等で排出する。サンドマットの上方には盛土がなされこれによって軟弱地盤に荷 重を与えて水圧を上昇させ排水を促進する。

【０００３】 この地盤脱水用排水材に用いられる不織布の形態には種々あるが、筒形の不織 布内に合成樹脂製導水材を入れて外観を長尺の板状にしたものが知られている。 合成樹脂製導水材は図１３に示すように、薄板の表裏に多数のリブを長手方向に 平行に形成したものや（Ｂタイプとする）、図１４に示すように、合成樹脂を波 形に形成したものがある（Ｃタイプとする）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような軟弱地盤改良用排水材は排水効率の向上が設計上の課題であるが、 実験の結果、前記した従来のものにおいてはさらに改善の余地があることが判明 した。

【０００５】 本考案は前記事項に鑑みてなされたもので、排水効率を大幅に向上させた軟弱 地盤改良用垂直ドレーン材を提供することを技術的課題とする。

【０００６】 ところで、本件に関連して、英国特許願８７０１２５９、同８７０７５４５、 同８７１９５８４を基礎とした特願昭６３−１１８３８号（特開昭６３−３１５ ７２２号）に記載された排水材が知られている。

【０００７】 この公報に記載された排水材は、図１５，図１６，図１７に示されたように、 「その第１の表面に対して透過または不透過部材１６を有した編目構造を備えて おり、編目構造は略平行な副ストランド１３により相互に連結された略平行な主 ストランド１２を有しており、副ストランドの外表面が編目構造の一面と略同一 平面であり、これによって主流れ通路が副ストランド間に、主ストランドに対し て平行に形成されており、そして副流れ通路が副ストランド間に副ストランドに 対して平行に追加的に形成されているものであって、主ストランドが副ストラン ドの少なくとも２倍の背の高さであって、実質的な個々の副流れ通路の自由横断 面積に対する実質的な個々の主流れ通路の自由横断面積の割合が少なくとも２． ５：１である排水材」である。

【０００８】 この排水材は、排水量を増加させるために前記構成としたもので図１７に示し たように、周囲を透過材料１６で覆い、垂直に土中に埋設し、その下端に導管１ ９を接続し、この導管１９に下水本管２０を接続した排水システムを構成する。

【０００９】 排水材に捕捉された土中の水分は、主ストランド１２間の主流れ通路を通って 落下し、導管１９へ流れ込み、下水本管２０に集められて排水される。

【００１０】 このような特開昭６３−３１５７２２号に記載された排水材は、土中水分を捕 捉してから主ストランド間の主流れ通路を流下させるものである。従って、その 流量を増加させるため、主ストランドが副ストランドの少なくとも２倍の背の高 さであって、実質的な個々の副流れ通路の自由横断面積に対する実質的な個々の 主流れ通路の自由横断面積の割合が少なくとも２．５：１とし、主ストランドの 隣接区間の空間と副ストランドのそれとの比率が１．５：１から５：１で好まし くは２：１であるとし、また、主ストランド間の間隔の一例として８ｍｍとした 例が記載されている。

【００１１】 しかし、この特開昭６３−３１５７２２号に記載された排水材では、捕捉した 水を主ストランド間の主流れ通路を流下させるもので、本発明の垂直ドレーン材 のように土中の水を吸い上げようとするものではない。従って、土中の水を流下 させるために前記構造として主ストランド間の間隔を８ｍｍとすれば流量が増大 するかもしれないが、主ストランド間の間隔が８ｍｍであると土中の水を吸い上 げるには幅が広すぎることが種々の実験により明かとなった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記技術的課題を解決するために、以下のような構成とした。

【００１３】 本考案は、全体として板状に形成した長尺の合成樹脂製導水材に不織布を付帯 し、長さ方向を垂直方向にして土中に埋設することで、土中の水を吸い上げる垂 直ドレーン材に関するもので、 前記合成樹脂製導水材は、導水材の長さ方向に平行な多数の縦桁と、それら縦 桁を連結する横桁とを有し、 前記縦桁間の間隔ｌを０．５ｍｍ〜５ｍｍとしてこの縦桁間を導水用空間とし て垂直ドレーン材とした。

【００１４】

【作用】

このような構造の垂直ドレーン材を土中に例えば垂直に埋設すると、不織布が 周囲の土中から水分を吸収し、吸収された水分は水滴となって導水用空間に集ま り、その後この導水用空間を伝わって吸い上げられ、排水される。

【００１５】 そして、本考案のような構造とすることで、排水効率が向上する。 前記横桁は斜桁とすることができ、この斜桁は縦桁の片面に設けてもよいし、 また両面に設けてもよい。

【００１６】 本考案の垂直ドレーン材を構成する合成樹脂製導水材の形状は、垂直ドレーン 材の長さ方向に平行な縦桁とこれを連結して保持する横桁とからなる。

【００１７】 そして、図３，図４に示す縦桁の厚み（高さ）ｈは、通常１ｍｍ〜１５ｍｍで あり好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍが好適である。

【００１８】 また、縦桁の幅ｍは、通常０．１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜３ｍ ｍが好適である。

【００１９】 さらに、縦桁間の間隔ｌは、通常０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜３ ｍｍが好適である。

【００２０】 よって、前記導水用空間の断面積は０．５ｍｍ² 〜７５ｍｍ² である。 一方、横桁の厚み（高さ）ｈ₂ は、通常１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ 〜３ｍｍが好適である。

【００２１】 横桁の幅ｔは、通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍが好適 である。

【００２２】 さらに、横桁の間隔ｎは、縦桁を保持できればその間隔を問わないが通常１ｍ ｍ〜２０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が好適である。

【００２３】 よって、前記横桁間の横方向空間の断面積は１ｍｍ² 〜６００ｍｍ² である。 そして、これらの数値範囲で、横桁の高さｈ₂ が縦桁の高さｈの１／２倍以上 ２倍未満であるとよい。このようにすることで、縦桁間の導水用空間が保持され 、周囲をとりまく不織布が土圧で縦桁間に入ってきても、導水用空間が不織布で 目詰まりすることがない。

【００２４】 また、横桁は縦桁に直交するようにしてもよいが斜めに交差するようにしても よい。斜めとした場合斜桁の縦桁に対する角度は２０度〜７０度が好適である。

【００２５】 また、縦桁、横桁の断面形状は矩形、円形、半円形、多角形等様々のものを選 択できる。

【００２６】 前記導水材は、合成樹脂成型品とするのが好適で、例えば、ポリオレフィンな ど耐候性のよいものが望まれる。ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ ィン；または、エチレン・塩化ビニル共重合体などのエチレン・ビニル化合物共 重合体；スチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル 樹脂；ポリアクリル酸エステル；ポリアミド；ポリエチレンテレフタレート等の ポリエステルが例示できる。これらの化合物は単独で用いられてもよく、混合さ れて用いられてもよい。

【００２７】 本発明の垂直ドレーン材を構成する不織布は、種々公知のものを使用できる。 不織布の種類は、ウェブが湿潤状態で形成されたか乾燥状態で形成されたかによ って湿式不織布と乾式不織布に大別される。

【００２８】 湿式不織布は抄紙方法を利用したもので、レーヨン、ビニロン、アセテート、 ナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、木材パ ルプ、マニラ麻、その他天然繊維などの繊維をフィブリル化して液中に分散し、 この分散液にバインダを加えて、丸網式抄紙機や長網式抄紙機などで抄紙して製 造される。

【００２９】 次に、乾式不織布は、接着剤で原料フィラメントを結合した接着剤型、フィラ メント同士を機械的に絡ませて結合した機械結合型、紡糸したフィラメントを静 電気や空気流で移動捕集面に集積して結合した紡糸型、フィラメントとの一部を 熱で融着結合したヒートエンボス型に分けられる。

【００３０】 そして、接着剤型の乾式不織布は、浸漬法、プリント法、スプレイ法、粉末法 、溶融繊維法などで製造される。

【００３１】 機械結合型の乾式不織布は、ニードルパンチ法、ステッチ法などで製造される 。ニードルパンチ法は先端部分に倒鈎(barb)を持つ針でウェブをパンチングする もので、倒鈎(barb)によりウェブの構成繊維同士が機械的に絡み合う。ステッチ 法では、糸を用いて例えばミシンの鎖縫いを応用してウェブ同士を結合する。

【００３２】 紡糸型の乾式不織布は、短繊維法、長繊維法、フィルム法などで製造される。 短繊維法は紡糸ノズルから繊維を紡糸する際に空気を吹き付け短繊維化した繊 維を静電気や空気流で移動捕集面に集積する方法で、スプレイドファイバー法と もいう。長繊維法は紡糸ノズルから紡糸した連続繊維を移動捕集面で受けて集積 する方法で、スパンボンド法により代表される。

【００３３】 フィルム法は、延伸フィルムを割繊してフィブリル化し、積層して不織布を得 るもので、スプリットファイバー法とも呼ばれる。

【００３４】 乾式不織布の素材としては、紡糸して繊維化できるものであれば、前記導水材 の素材として列挙した合成樹脂を利用できる。

【００３５】 本発明で使用する不織布としては、排水性を有して、水を排水することができ る限り、以上述べた各種の不織布を使用できる。但し、軟弱地盤中及び盛土中の 水の排水に使用することから、腐食するおそれのない、合成樹脂製不織布が望ま しく、製造の容易さからスパンボンド法、耐候性がよいことからポリエチレン、 ポリプロピレン等のポリオレフィン製の不織布が望ましい。

【００３６】 フィルター効果の良好な不織布としては、嵩高性として、目付が１０〜２００ ｇ／ｍ²、好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ²の連続長繊維不織布で繊度０．５〜３ ０デニール（Ｄ）、好ましくは１〜１５（Ｄ）程度がのものが望ましい。

【００３７】 不織布は土粒子の圧力により、縦桁間の不織布がたわまず縦桁間に入り込んで 通水性を阻害しないためには不織布の伸びが小さいものが良い。そのような不織 布としては長繊維から成る薄い不織布を熱によるエンボス加工しているものが望 ましい。

【００３８】

【実施例】

本考案の実施例を図１ないし図１１に基づいて説明する。

【００３９】 合成樹脂製導水材１は、４２本の縦桁３と、この縦桁３の長さ方向に対し斜め に交差する複数の横桁４とからなり、両者は一体に接合している。

【００４０】 前記縦桁は、断面の幅ｍが約１．０ｍｍ、高さｈが約２．８ｍｍで、ピッチ（ 縦桁の中心間距離）＝２．５ｍｍ、間隔ｌ＝１．５ｍｍである。従って、縦桁３ 間の導水用空間の断面積は、４．２ｍｍ² である。

【００４１】 また、前記横桁４は断面の幅ｔが約１．０ｍｍ、高さｈ₂ が１．９ｍｍで、縦 桁３の長手方向に対して約５５度の角度で設けらている。

【００４２】 そして、横桁４間のピッチは１２．０ｍｍであり、間隔ｎは、１１．０ｍｍで 、縦桁３の４２本の全幅に対して横桁４が８本の割合で形成してある。また、横 桁４間の横方向空間の断面積は２０．９ｍｍ² で、前記導水用空間の断面積が横 方向空間の断面積の約０．２０倍となっている。

【００４３】 この合成樹脂製導水材１（図１）は高密度ポリエチレンで形成されている。そ してこの合成樹脂製導水材１（図１）にはポリプロピレンからなるスパンボンド 不織布２が図２に示すように巻回されている。

【００４４】 この不織布２の目付は９０ｇ／ｍ² で繊度は４Ｄでヒートエンボスされている 。

【００４５】 次に、製法を図８により説明する。図は押し出し成型機を示し、円柱状の固定 ダイ２０の外側に回転ダイ２１を回転自在に設けたものである。

【００４６】 固定ダイ２０の外周には縦桁３を押し出すためのノズル２２が設けられている 一方、回転ダイ２１の内側には斜めの横桁４を押し出すためのノズル２３が設け られている。

【００４７】 これら固定ダイ２０と回転ダイ２１に夫々ノズルはその基端部で溶融樹脂を圧 送する加圧装置（図示せず）に接続されている。

【００４８】 そして、加圧装置から溶融樹脂を圧送すると同時に回転ダイ２１を回転させて 溶融樹脂を押し出すと、ノズル２２からは直線的な縦桁３が押し出され、ノズル ２３からはスパイラル状の斜めの横桁４が押し出される。

【００４９】 ノズル２３の回転位置がノズル２２と合致したときには両者は連通した状態と なるので縦桁３と斜めの横桁４とが交差した部位では両者は完全に一体化し、連 続的に製造することができる。

【００５０】 そして、前記不織布２を合成樹脂製導水材１に巻回した後、止め金（ステープ ラ）で固定する。なお、係止方法は止め金に限らず接着剤等やヒートシール等他 の手段で行ってもよい。

【００５１】 以上のようにして製造した軟弱地盤改良用垂直ドレーン材を前記した各従来例 と比較したところ図１０に示す結果を得た。図１０においてＡは実施例のものに よる実験結果、Ｂは図１３に示したＢタイプによる実験結果、Ｃは図１４に示し たＣタイプによる実験結果である。

【００５２】 また、図１０で実線は土圧７．５tf/ｍ²、点線は土圧１５tf/ｍ²、一点鎖線は 土圧２２．５tf/ｍ²における載荷状態下での通水性の実験結果を夫々示す。そし て、縦軸は通水量cc/sec、横軸は動水勾配を示す。動水勾配は水が土中を流れる ときの土の単位長当りの損失水頭のことである。

【００５３】 実験は図９に示す装置で行った。 図９において容器１００に粘性土１０１と試験片１０２を入れ、水源１０３か ら容器１００に供給し、粘性土１０１の表面に荷重１０４をかけて水受１０５に 排出される水の量を計測した。ここで透水量Ｑは Ｑ＝Ｋ・（ｈ₀／ｌ₀）・Ｂ₀・Ｔｇで示される。

【００５４】 なお、ｈ₀ は水頭差、ｌ₀ は試料長、Ｂ₀ は試料幅、Ｔｇは材料厚、ｈ₀／ｌ₀ ＝ｉ（動水勾配）である。そして水頭差ｈ₀ を変えることにより動水勾配を変化 させて実験した。

【００５５】 以上要するに図１０に示すグラフから明らかなように、動水勾配が１．０のと きには、通水量はＢに比較して平均で約５０％向上し、またＣに比較して約１０ ０％向上した。 ＜実施例２＞ 次いで、図６のように、先の実施例１（図５）において、縦桁３を１本づつ間 引きし、全体として２２本としたものを用意し同様の実験を行った。縦桁３間の 間隔は４ｍｍである。この実施例２の実験結果を図１１にＤで示す。図１１で実 線は土圧７．５tf/ｍ²、点線は土圧１５tf/ｍ²、一点鎖線は土圧２２．５tf/ｍ² における実験結果である。

【００５６】 図１１のグラフから明かなように、土圧７．５tf/ｍ²における結果は良好であ るが、土圧１５tf/ｍ²、土圧２２．５tf/ｍ²の各場合では、従来のＢタイプのド レーン材と変わりのない効果であった。 ＜比較例＞ さらに、図７のように、先の実施例１（図５）において、縦桁３を２本づつ間 引きし、全体として１６本としたものを用意し、同様の実験を行った。縦桁３間 の間隔は６．５ｍｍである。この比較例の実験結果を図１１にＥで示す。図１１ で実線は土圧７．５tf/ｍ²、点線は土圧１５tf/ｍ²、一点鎖線は土圧２２．５tf /ｍ²における実験結果である。

【００５７】 図１１のグラフから明かなように、土圧７．５tf/ｍ²、土圧１５tf/ｍ²、土圧 ２２．５tf/ｍ²の各場合、従来のＢタイプのドレーン材と同等かそれ以下の効果 であった。

【００５８】 このことから、主ストランド間の間隔が８ｍｍである特開昭６３−３１５７２ ２号に記載された排水材を本発明に転用しても、水の充分な吸い上げ効果は発揮 できないことが分かる。 ＜結 論＞ 以上の結果から、縦桁間の間隔が５ｍｍ以下であるとき従来品に比較して良好 な結果を得られであろうことが判明した。

【００５９】 なお、横桁の高さｈ₂ が縦桁の高さｈの１／２倍以上２倍未満であれば、不織 布が土圧で縦桁間に入り込むことがなく、導水用空間を減ずることなく、いわゆ る目詰まりの恐れがない。

【００６０】

【考案の効果】

本考案によれば、従来の軟弱地盤改良用垂直ドレーン材に比較して排水効率を 大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る合成樹脂製導水材の斜視図

【図２】 本発明に係る地盤改良用垂直ドレーン材の斜
視図

【図３】 合成樹脂製導水材の断面図

【図４】 合成樹脂製導水材の平面図

【図５】 実施例１の合成樹脂製導水材の縦桁を示す図

【図６】 実施例２の合成樹脂製導水材の縦桁を示す図

【図７】 比較例の合成樹脂製導水材の縦桁を示す図

【図８】 製造装置の斜視図

【図９】 実験装置の概要図

【図１０】 実験結果のグラフ図（１）

【図１１】 実験結果のグラフ図（２）

【図１２】 地盤改良用垂直ドレーン材の使用状態を示
す断面図

【図１３】 従来の地盤改良用垂直ドレーン材の斜視図

【図１４】 従来の地盤改良用垂直ドレーン材の斜視図

【図１５】 特開昭６３−３１５７２２号に記載された
排水材の斜視図

【図１６】 特開昭６３−３１５７２２号に記載された
排水材の平面図

【図１７】 特開昭６３−３１５７２２号に記載された
排水材の使用状態を示す図

【符号の説明】

１ 合成樹脂製導水材 ２ 不織布 ３ 縦桁 ４ 横桁

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 全体的に板状に形成した長尺の合成樹脂
   製導水材に不織布を付帯し、長さ方向を垂直方向にして
   土中に埋設することで、土中の水を吸い上げる垂直ドレ
   ーン材であり、 前記合成樹脂製導水材は、導水材の長さ方向に平行な多
   数の縦桁と、それら縦桁を連結する横桁とを有し、 前記縦桁間の間隔ｌを０．５ｍｍ〜５ｍｍとしてこの縦
   桁間を導水用空間としたことを特徴とする垂直ドレーン
   材。
2. 【請求項２】 縦桁間の間隔ｌが、１ｍｍ〜３ｍｍであ
   る請求項１記載の垂直ドレーン材。
3. 【請求項３】 横桁の高さｈ₂ が縦桁の高さｈの１／２
   倍以上２倍未満であることを特徴とする請求項１記載の
   垂直ドレーン材。