JPH06336734A

JPH06336734A - 土留め壁の止水管理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH06336734A
Application number: JP12564593A
Authority: JP
Inventors: Takeo Suzuki; 健夫鈴木
Original assignee: Seiko Kogyo Co Ltd
Current assignee: Seiko Kogyo Co Ltd
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0830340B2

Abstract

(57)【要約】【目的】土留め壁に水が浸透することによって生じる
電気的な変化を測定し、土留め壁における浸透場所、浸
透量を初期の段階で察知する。【構成】土留め壁１の異なる位置に複数の電極２を配
設し、電極２間のインピーダンスのような電気量を測定
する。電気量の変化に基づき土留め壁１における水の浸
透箇所と浸透量を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土留め壁における止水
の管理方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地中構造物を建設するに当たっては、ま
ず、周囲に土留め壁を造成し、その内部を掘削して地中
構造物を建設するものである。ところが、地盤に含まれ
ている土中水（主として地下水）が湧き水となって土留
め壁の一部から内部に浸出し、周囲の地盤を沈下させた
り、あるいは、土留め壁内部における工事の阻害要因と
なっている。そこで、これらの対策として、従来は土留
め壁の壁厚を必要以上に厚くしたり、あるいは、土留め
壁を構成するためのセメント成分やその他の固結成分の
量を必要以上に増大させたりして湧き水防止をおこなっ
ているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に土留め壁の壁厚を必要以上に厚くしたり、あるいは、
土留め壁を構成するためのセメント成分やその他の固結
成分の量を必要以上に増大させたりして湧き水防止をお
こなうものにおいては、土留め壁全体の壁厚を厚くする
必要があり、また、セメント成分やその他の固結成分の
量を土留め壁全体にわたり増量する必要があり、コスト
が高くなるという問題がある。しかも、上記のように土
留め壁を必要以上に厚く形成したり、あるいはセメント
成分やその他の固結成分の量を必要以上に増量したりし
たものでも、土留め壁に不完全な部分があると湧き水が
浸出すという問題がある。そして、この土留め壁を浸透
する水は、浸透の初期の段階で察知できれば、対策が講
じられるが、従来は土留め壁における浸透場所、浸透量
を初期の段階で正確に察知することができず、大事故を
招いていた。

【０００４】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、その目的とするところは、土留め
壁に水が浸透することによって生じる電気的な変化を測
定し、土留め壁における浸透場所、浸透量を初期の段階
で察知することができる土留め壁の止水管理方法及びそ
の装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の従来例の問題点を
解決して本発明の目的を達成するため、本発明の土留め
壁の止水管理方法は、土留め壁１の異なる位置に複数の
電極２を配設し、電極２間の電気量を測定し、電気量の
変化に基づき土留め壁１における水の浸透箇所を推定す
ることを特徴とするものである。そして、測定する電気
量は例えばインピーダンスであることが好ましい。

【０００６】また、本発明の土留め壁１の止水管理装置
は、土留め壁１の異なる位置に埋設された複数の電極２
と、任意の電極２間の電気量を測定するための計測装置
３とより成ることを特徴とするものであり、計測装置３
として例えばインピーダンスを測定するための計測装置
３であることが好ましい。また、計測結果に基づいて土
留め壁１における水の浸透箇所を表示する表示装置４を
設ける構成とすることが好ましい。

【０００７】また、計測結果に基づいて水の浸透が所定
量以上の場合に警報する警報手段９を設ける構成とする
ことも好ましい。

【０００８】

【作用】しかして、上記のような方法、装置の本発明に
よれば、土留め壁１の異なる位置に複数の電極２を配設
し、電極２間の電気量を計測装置３により測定する。そ
して、水の浸透があると、ある電極２間の電気量の変化
の割合が他の電極２間の電気量の変化の割合と異なるの
で、これに基づき土留め壁１における水の浸透箇所を推
定するものであり、この時の電気量の変化量により水の
浸透量も推定するものである。

【０００９】また、計測結果に基づいて土留め壁１にお
ける水の浸透箇所を表示する表示装置４を設けると、表
示装置４により土留め壁１のどの場所が水の浸透箇所で
あるかが簡単に確認できるものである。また、計測結果
に基づいて水の浸透が所定量以上の場合に警報する警報
手段９を設ける構成とすると、水漏れが初期の段階で警
報できて、避難が早期にでき、また、止水を防止するた
めの対策に早期にかかれるものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて詳述する。土留め壁１は従来から公知の工法により
地盤６に造成される。一例を挙げれば、地盤６を掘削機
により掘削すると共に掘削孔にセメントミルク等の固結
用材を注入し、固結用材と掘削土砂とを攪拌混合してソ
イルセメントなどの柱体を形成し、これを連続して形成
することでソイルセメントなどの土留め壁１を形成する
ものである。土留め壁１にはＨ鋼のような補強材５が埋
入されるものである。この補強材５は土留め壁１が硬化
する前に埋入する。

【００１１】上記のような土留め壁１には複数箇所に電
極２が埋設して配置してある。そして、電極２にはリー
ド線７が接続してあって、リード線７は土留め壁１から
外部に導出してある。ここで、土留め壁１の複数箇所に
電極２を埋設するには、例えば、任意の補強材５の上下
方向の複数箇所に電極２を絶縁材を介して取付け、この
電極２付きの補強材５を土留め壁１に任意のピッチで埋
入することで、土留め壁１の上下方向及び横方向の複数
箇所にそれぞれ電極２を埋設することができる。もちろ
ん、土留め壁１を形成後、土留め壁１の内側を掘削して
地下建造物を構築する際に露出した土留め壁１の内側面
部の上下方向及び横方向の複数箇所にそれぞれ電極２を
埋入して土留め壁１の上下方向及び横方向の複数箇所に
電極２を配設するようにしてもよい。この場合は補強材
５がなくても電極２を埋設することができる。

【００１２】土留め壁１の上下方向及び横方向の複数箇
所に埋設した各電極２に接続されて外部に導出された各
リード線７は計測装置３に接続してある。ここで、計測
装置３においては、各電極２間の電気量を測定するよう
になっており、実施例においては各電極２間のインピー
ダンスを測定するようになっている。そして、水の浸透
がない場合には各電極２間のインピーダンスは変化しな
いが、土留め壁１のある場所に水の浸透があると、水の
浸透により水の浸透の影響を受ける電極２間のインピー
ダンスが低下する。この場合、ある電極２間はインピー
ダンスの変化の割合が大きく、また別の電極２間はイン
ピーダンスの変化の割合が比較的小さく、また、水の浸
透箇所から遠く離れた箇所の電極２間においては、イン
ピーダンスの変化ががほとんどなかったり、あるいは変
化の割合がきわめて小さいといったように、各電極２間
のインピーダンスの変化の割合が異なるものである。そ
して、この電極２間のインピーダンスの変化の割合の違
いに基づいて、土留め壁１における水の浸透箇所を推定
するものである。この時、同時にインピーダンスの変化
量により水の浸透量も推定する。

【００１３】計測装置３はマイクロコンピュータのよう
な制御手段８により制御されるようになっており、一定
時間毎に各電極２間のインピーダンスを測定し、この測
定結果をディスプレーのような表示装置４に表示した
り、プリンター１０で打ち出すようになっている。そし
て、水の浸透があった場合、計測信号を制御手段８によ
り処理し、土留め壁１のどの場所にどの程度の水の浸透
量があるのかを表示装置４に表示するようになってい
る。この場合、更に、異常とされる水の浸透量の場合に
はブザー、光、その他の警報手段９により異常を報知す
る。

【００１４】上記のようにして、土留め壁１のどの場所
にどの程度の水の浸透量があるかを初期の段階で察知す
ることで、土留め壁１の必要な場所のみに必要な止水工
事を初期の段階で行うことができ、このことにより湧き
水による地盤沈下や地下工事の中断、あるいは事故等を
防止することができることになる。次に、具体的実験例
につき説明する。

【００１５】（実験１）砂に含水比が５％となるように
水を加え、図３に示すような縦２４ｃｍ、横３２ｃｍ、
高さ１２ｃｍのプラスチック製のボックス１３内に単位
体積重量１．４５ｇｆ／ｃｍ³になるように突き固め
る。次に、電極２を図３のようにボックス１３内の４隅
に埋入する。この状態で、図４のイで示す部分（直径６
ｃｍの円の枠内）に水を１００ｍｌ単位で５００ｍｌま
で浸透させる。この場合における図において形成される
〜の６つの回路のインピーダンスの変化を測定し
た。ここで、測定周波数は１２０Ｈｚ、測定回路モード
は抵抗素子（Ｒ，Ｇ）とリアクタンス素子（Ｌ，Ｃ）の
並列等価回路である。また上記〜の回路は、電極２
ａと電極２ｂとの間の等価回路をとし、同様にして電
極２ｃと電極２ｄとの間の等価回路をとし、電極２ａ
と電極２ｃとの間の等価回路をとし、電極２ｂと電極
２ｄとの間の等価回路をとし、同様にして電極２ａと
電極２ｄとの間の等価回路をとし、電極２ｃと電極２
ｂとの間の等価回路をとしたものである。測定結果を
下記の表１に示し、この表１をグラフにしたものを図５
に示す。

【００１６】（実験２）実験１と同様にして、図６のロ
で示す部分（直径６ｃｍの円の枠内）に水を１００ｍｌ
単位で５００ｍｌまで浸透させる。この場合における図
６において形成される〜の６つの回路のインピーダ
ンスの変化を測定した。この場合も、測定周波数１２０
Ｈｚ、測定回路モードは抵抗素子（Ｒ，Ｇ）とリアクタ
ンス素子（Ｌ，Ｃ）の並列等価回路である。インピーダ
ンスの測定結果を、下記の表２に示し、表２をグラフに
したものをそれぞれ図７に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】上記表１及び図５により明らかなように、
電極２ａと２ｄとの間の等価回路、電極２ｂと電極２
ｃとの間の等価回路のインピーダンスの変化の割合が
ほぼ同じで一番大きく、また、電極２ａと電極２ｃとの
間の等価回路と電極２ｂと電極２ｄとの間の等価回路
のインピーダンスの変化の割合がほぼ同じで一番小さ
く、また、電極２ａと電極２ｂとの間の等価回路と電
極２ｃと電極２ｄとの間の等価回路のインピーダンス
の変化の割合がほぼ同じで中間の変化量であることが判
る。このデータを分析すると、図４のイで示す電極２ａ
と電極２ｄを結んだ線と電極２ｂと電極２ｃとを結んだ
線の交わる部分の近くが浸水場所であると推定できる。
そして、インピーダンスがどれだけ変化したかにより浸
水量も推定できる。

【００２０】また、上記表２及び図７により明らかなよ
うに、電極２ａと電極２ｂとの間の等価回路のインピ
ーダンスの変化量が一番大きく、電極２ａと２ｄとの間
の等価回路、電極２ｂと電極２ｃとの間の等価回路
のインピーダンスの変化の割合がほぼ同じで次に変化量
が大きく、また、電極２ａと電極２ｃとの間の等価回路
と電極２ｂと電極２ｄとの間の等価回路のインピー
ダンスの変化の割合がほぼ同じで変化量が小さく、ま
た、電極２ｃと電極２ｄとの間の等価回路のインピー
ダンスの変化の割合が一番小さいことが判る。このデー
タを分析すると、浸水場所が電極２ａと電極２ｂとを結
んだ線と電極２ａと電極２ｄを結んだ線と電極２ｂと電
極２ｃとを結んだ線とにより囲まれた部分の図６のロで
示す場所であることが推定できる。そして、インピーダ
ンスがどれだけ変化したかにより浸水量も推定できる。

【００２１】上記実験は砂に水を加えた場合の実験であ
るが、次に、砂と水とセメントとの混合による固結体で
実験した例につき説明する。（実験３）砂に含水比が１０％となるように水を加え、
次に普通ポルトランドセメントを６％混合し、これを実
験１に用いたプラスチック製のボックス１３内に単位体
積重量１．６ｇｆ／ｃｍ³になるように突き固める。次
に、電極２を図８のようにボックス１３内の４隅に埋入
する。この状態で、図８のハで示す部分（直径６ｃｍの
円の枠内）に水を１００ｍｌ単位で５００ｍｌまで浸透
させる。この場合における図８において形成される〜
の６つの回路のインピーダンスの変化を測定した。こ
こで、測定周波数は１２０Ｈｚ、測定回路モードは抵抗
素子（Ｒ，Ｇ）とリアクタンス素子（Ｌ，Ｃ）の並列等
価回路である。測定結果を、下記の表３に示し、この表
３をグラフにしたものを図９に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】上記表３及び図９により明らかなように、
電極２ａと２ｄとの間の等価回路、電極２ｂと電極２
ｃとの間の等価回路のインピーダンスの変化の割合が
ほぼ同じで一番大きく、また、電極２ａと電極２ｃとの
間の等価回路と電極２ｂと電極２ｄとの間の等価回路
のインピーダンスの変化の割合がほぼ同じで一番小さ
く、また、電極２ａと電極２ｂとの間の等価回路と電
極２ｃと電極２ｄとの間の等価回路のインピーダンス
の変化の割合がほぼ同じで中間の変化量であることが判
る。このデータを分析すると、図８のハで示す電極２ａ
と電極２ｄを結んだ線と電極２ｂと電極２ｃとを結んだ
線の交わる部分の近くが浸水場所であると推定できる。
このように、砂と水とセメントとの固結体も、実験１や
実験２で示した砂と水との混合物のものと同様に電極２
間のインピーダンスを測定することで、浸水場所が推定
できるのである。また、そして、インピーダンスがどれ
だけ変化したかにより浸水量も推定できる。

【００２４】上記実施例においては、電極間の電気量を
測定するに当たり、インピーダンスの変化に基づき土留
め壁における水の浸透箇所を推定した例を示したが、電
極２間の電気量の変化の測定としては、インピーダンス
の変化の測定のみに限定されるものではない。電極２間
の静電容量の変化を測定したり、あるいは、電極２間の
インダクタンスの変化を測定したりして水の浸透箇所、
浸透量を推定するようにしてもよいものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、土留
め壁の異なる位置に複数の電極を配設し、電極間の電気
量を測定し、電気量の変化に基づき土留め壁における水
の浸透箇所を推定するので、土留め壁の一部から浸水が
ある場合、浸水の初期の段階で土留め壁のどの場所で、
どの程度の浸水があるのかが推定でき、事故が発生する
前に土留め壁の必要な箇所のみ必要な止水工事を行えば
よく、この結果、はじめから土留め壁全体を必要以上に
厚く形成したり、あるいはセメント成分やその他の固結
成分の量を必要以上に増量したりする必要がなくてコス
トダウンがはかれ、土留め壁を安全な状態に管理するこ
とができるものである。

【００２６】しかも、本発明における装置は、土留め壁
の異なる位置に埋設された複数の電極と、任意の電極間
の電気量を測定するための計測装置とより成るので、簡
単な構成で、土留め壁の浸水箇所及び浸水量を初期の段
階でつかむことができるものである。しかも、計測結果
に基づいて土留め壁における水の浸透箇所を表示する表
示装置を設けることで、土留め壁のどの場所が水の浸透
している箇所であるかを表示装置で表すことができて、
浸透箇所が一目で判るものである。

【００２７】また、計測結果に基づいて水の浸透が所定
量以上の場合に警報する警報手段９を設ける構成とする
と、水漏れが初期の段階で警報できて、避難が早期にで
き、また、止水を防止するための対策に早期にかかれる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略斜視図である。

【図２】同上の制御を示すブロック図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は同上の実験に用いるボックスの
平面図及び断面図である。

【図４】同上の実験１の説明図である。

【図５】同上の実験１における各電極間のインーピダン
スの変化を示すグラフである。

【図６】同上の実験２の説明図である。

【図７】同上の実験２における各電極間のインーピダン
スの変化を示すグラフである。

【図８】同上の実験３の説明図である。

【図９】同上の実験３における各電極間のインーピダン
スの変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１土留め壁２電極３計測装置４表示装置９警報手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土留め壁の異なる位置に複数の電極を配
設し、電極間の電気量を測定し、電気量の変化に基づき
土留め壁における水の浸透箇所を推定することを特徴と
する土留め壁の止水管理方法。
【請求項２】土留め壁の異なる位置に複数の電極を配
設し、電極間のインピーダンスを測定し、インピーダン
スの変化に基づき土留め壁における水の浸透箇所を推定
することを特徴とする土留め壁の止水管理方法。
【請求項３】土留め壁の異なる位置に埋設された複数
の電極と、任意の電極間の電気量を測定するための計測
装置とより成ることを特徴とする土留め壁の止水管理装
置。
【請求項４】土留め壁の異なる位置に埋設された複数
の電極と、任意の電極間のインピーダンスを測定するた
めの計測装置とより成ることを特徴とする土留め壁の止
水管理装置。
【請求項５】計測装置の計測結果に基づいて土留め壁
における水の浸透箇所を表示する表示装置を設けて成る
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の土留め壁
の止水管理装置。
【請求項６】計測装置の計測結果に基づいて水の浸透
が所定量以上の場合に警報する警報手段を設けて成るこ
とを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項５記載
の土留め壁の止水管理装置。