JPH11172666A

JPH11172666A - 水平ドレーンおよびその連結体並びにその施工方法

Info

Publication number: JPH11172666A
Application number: JP33704497A
Authority: JP
Inventors: Tei Murakami; 禎村上; Yoshiji Shudo; 宜二周藤; Toshio Amihoshi; 壽夫網干
Original assignee: ABOSHI HISAO KENKYUSHO KK; Fukken Chosa Sekkei KK; Amano Corp
Current assignee: ABOSHI HISAO KENKYUSHO KK; Fukken Chosa Sekkei KK; Amano Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-06-29
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: JP3151428B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のサンドマットに代わる水平ドレーンと
して、盛土等による加圧によっても導水性が損なわれに
くく、素材の選択によって、地中への残存や地中での分
解消滅のいずれをも選択することが可能で、優れた導水
・排水機能を有し、地盤の歪み変形にも追随可能である
水平ドレーンを提供すること。【解決手段】ヤシ繊維等の天然繊維または合成繊維に
天然ゴム系または合成ゴム系のラテックス形接着剤を付
着させて不織布状または三次元編組織状に絡み合わせて
マット状に形成された繊維マットからなる充填材２が、
黄麻等の天然繊維または合成繊維からなる透水性を有す
る織布状または不織布状の外被材３にて被覆された平板
状の水平ドレーン１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は土木用の水平ドレー
ンに関し、より詳細には軟弱地盤の改良工事、埋め立て
工事、築堤工事等において、粘性土中から排出してくる
間隙水や築堤内に浸透してくる雨水等を効果的に排水し
て粘性土の圧密沈下を促進したり、盛土体等を安定化す
るために、現地盤上や盛土等の内部に配される水平ドレ
ーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】多量の間隙水を含む粘性土の上にそのま
ま道路工事や築堤工事が施工された場合、これらの道路
や築堤等の盛土荷重により、粘性土中に含まれている間
隙水が徐々に排水するために、粘性土の沈下は例えば数
年、数十年という長期にわたって生ずることになり、構
造物等が変状して重大な問題を引き起こす場合がある。
このため、多量の間隙水を含有する粘性土の上に前記の
ような工事を行う際には、粘性土中の間隙水を強制的に
排水して粘性土の沈下を促進して、安定化させた後に工
事に取りかかる必要がある。

【０００３】このように多量の間隙水を含む粘性土の圧
密沈下を促進する方法としては、まず施工重機のトラフ
ィカビリティーを確保することや鉛直ドレーンを打設し
て盛土載荷後に地中から出てくる水を効率よく排水する
ことを目的に、一般的にサンドマットと呼ばれる砂層を
地表面に敷きつめる。次に、粘性土の中に鉛直方向に砂
杭や、プラスチックボードドレーン等の鉛直ドレーンを
打設し、その後に前記サンドマット上面に盛土を計画高
さまで載荷する。これにより、粘性土中の間隙水は前記
鉛直ドレーンに沿って略鉛直方向に地表面に向かって導
かれると共に、前記サンドマット内の間隙を通って略水
平方向にサンドマット端部に向かって導かれ、排水され
る。以上のことにより、粘性土の圧密沈下が促進される
ことになる。尚、前記盛土は、粘性土が十分に圧密沈下
した後に取り除かれる場合もある。

【０００４】図１２は、前記した粘性土の圧密沈下の過
程を説明するために間隙水の動向を示した模式的部分断
面図である。粘性土２１中には多数の鉛直ドレーン２３
が略鉛直方向に打設されており、粘性土２１表面には水
平ドレーンとしてサンドマット４１が敷きつめられてい
て、サンドマット４１の上面には盛土２２が載せられて
いる。粘性土２１中の間隙水（図示せず）は、圧力によ
って略水平方向（図中矢印ｈ方向）に、鉛直ドレーン２
３に向かって導かれ、鉛直ドレーン２３内に取り込まれ
る。次に、間隙水は鉛直ドレーン２３内を略鉛直方法
（図中矢印ｖ方向）に粘性土２１表面に向かって導か
れ、サンドマット４１の間隙を通って水平方向に排水さ
れる。

【０００５】鉛直ドレーン２３としては上記したように
砂杭やプラスチックボードドレーン等が挙げられるが、
前記砂杭を形成する際に用いられるドレーン砂は、その
資源が枯渇化するとともにその品質が低下し、単価が高
騰しているのが現状であり、環境保全の観点からいって
も、また材料コストの点からいっても、砂に代わる鉛直
ドレーン２３が望まれる。一方、前記プラスチックボー
ドドレーンは、材料コストを低く抑えることが可能であ
るが、その表面に形成されている透水性を担うフィルタ
ー材の孔が細粒土によって目詰まりする等の問題があ
り、また、その素材は石油から作られる合成樹脂である
ために、地中で分解されることがなく、粘性土２１の圧
密沈下促進の目的を果たして利用価値がなくなった時点
で産業廃棄物と化してしまうと共に、後の建設工事に支
障をきたす場合がある。

【０００６】そこで、実公平６−３４４１３号公報にお
いては、砂杭やプラスチックボードドレーンに代わる鉛
直ドレーン２３として天然素材を用いたファイバードレ
ーンが提案されている。これによれば、粘性土２１中に
ファイバードレーンを打設して粘性土２１の圧密沈下促
進を図った後、そのまま粘性土２１中に放置しても、時
間の経過に伴って腐食して、粘性土２１中に取り込まれ
るため、粘性土２１中から回収する必要もなく、しかも
粘性土２１を汚染して公害を発生させる恐れもない。ま
た、材料コストの点からいっても低コスト化が可能であ
る。

【０００７】しかしながら、水平ドレーンとしては、依
然として殆どサンドマット４１が用いられているのが現
状であり、このサンドマット４１には砂が使用されるた
め、結局のところ砂の使用量を削減することが困難であ
るといった問題がある。サンドマット４１の場合、陸上
における施工の場合は５０〜１００ｃｍ程度の厚さにな
るように、また、海中における施工の場合は１００〜２
００ｃｍ程度の厚さになるように砂が敷設され、施工精
度によってもその敷設厚さは変わるものの、莫大な量の
砂が水平ドレーン作成のために必要となる。

【０００８】上記したように、砂の大量採取は環境保全
および経済性等の観点から適切でない面があり、また、
鉛直ドレーン材にもまして水平ドレーン材は、その使用
量が莫大であることから、砂を使用せずにサンドマット
と同等の機能を果たす新たな材料の開発が望まれてい
る。

【０００９】そこで、前記実公平６−３４４１３号公報
に開示されているファイバードレーンを鉛直ドレーンの
みならず水平ドレーンとして利用する方法も考えられる
が、水平ドレーン上には一般的に盛土がなされるため水
平ドレーンの厚さ方向にかなりの圧力がかかり、ファイ
バードレーンの１枚当たりの流路断面積が小さい（９ｃ
ｍ×０．９ｃｍ程度）ことに加え、盛土の圧力によって
導水空間が押しつぶされ、水平ドレーンとしての導水・
排水機能は小さいものである。また、鉛直ドレーン材の
一つであるプラスチックボードドレーンでも１枚当たり
の流路断面積（１０ｃｍ×０．３ｃｍ程度）がファイバ
ードレーンよりさらに小さく、水平ドレーンとしての導
水・排水機能も小さい。

【００１０】また、水平ドレーンの場合には、ある程度
広い面積に敷設する必要があるため、前記鉛直ドレーン
としてのファイバードレーンをそのまま水平ドレーンと
して利用する場合は、面的にはもちろん場合によっては
さらに数枚積み重ねる必要があり、相当多数のファイバ
ードレーンを使用することとなり、その施工が容易でな
いといった問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上、説明したよう
に、従来、鉛直ドレーンとして用いられているプラスチ
ックボードドレーンやファイバードレーンをそのまま水
平ドレーンとして利用してサンドマットの代替にしよう
とすると、１枚当たりの流路断面積が小さいことに加
え、盛土の圧力によって導水空間が押しつぶされて水平
ドレーンとしての導水・排水機能は小さく、さらに相当
多数のドレーン材を使用することになって施工性、経済
性が悪いといった問題がある。

【００１２】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、従来のサンドマットに代わる水平ドレーンとし
て、盛土等による加圧によっても導水性が損なわれにく
く、素材の選択によって、地中への残存や地中での分解
消滅のいずれをも選択することが可能で、優れた導水・
排水機能を有し、地盤の歪み変形にも追随可能である水
平ドレーンを提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る水平ドレーンは、天然繊維または合成繊
維に天然ゴム系または合成ゴム系のラテックス形接着剤
を付着させてマット状に形成された繊維マットからなる
充填材が、透水性を有する織布状または不織布状の外被
材にて被覆された平板状のものである。

【００１４】前記充填材および外被材は、その全てが天
然素材から構成されていてもよいし、そのうちの少なく
とも一つが合成素材から構成されてもよく、これらの素
材の選択は水平ドレーンの利用目的によって決定すれば
よい。

【００１５】前記充填材に天然素材のものを用いる場合
には、ヤシ繊維、黄麻、大麻、シュロ、草またはその他
の繊維質野菜等の天然繊維を用いるのが好ましく、前記
外被材に天然素材のものを用いる場合には、黄麻を用い
るのが好ましい。

【００１６】また、本発明の水平ドレーンの大きさとし
ては幅が３０〜２００ｃｍ、厚さが１〜１０ｃｍの範囲
の平板状であるのが好ましい。また、長さは１００〜４
００ｃｍ程度とする。本発明の水平ドレーンは、できる
限り長尺の平板状に作製しておき、施工時に必要に応じ
てカットする形態をとるのが好ましいのであるが、その
ような長尺に作製することが困難な場合は、上記のよう
に１００〜４００ｃｍの長さの複数の水平ドレーンを、
その外被材の端辺同士を互いに縫い合わせて連結して連
続した導水構造となるようにした水平ドレーン連結体と
してもよい。

【００１７】さらに、上記水平ドレーンの連結体を上下
に重ね合わせて施工する場合には、各連結体における水
平ドレーン連結部の位置を上下でずらせた状態で重ね合
わせることが好ましい。

【００１８】また、広い範囲に水平ドレーンを敷設する
場合には、上記水平ドレーンの連結体を互いに交差させ
て面状に敷設することが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
る水平ドレーンを示した模式的斜視図であり、図２はそ
の模式的断面図である。

【００２０】この水平ドレーン１は、例えば幅（Ｗ）が
３０〜２００ｃｍ程度、長さ（Ｌ）が１００〜４００ｃ
ｍ程度、厚さ（Ｈ）が１〜１０ｃｍ程度の平板状に形成
されている。

【００２１】前記水平ドレーン１は、天然繊維または合
成繊維に天然ゴム系または合成ゴム系のラテックス形接
着剤を付着させてマット状に形成された繊維マットから
なる充填材２が、水平ドレーン１の外形を形作っている
透水性を有した織布状または不織布状の外被材３にて被
覆され、上下に被覆した外被材３、３の四辺が糸条４に
て互いに縫い合わされている。

【００２２】充填材２の繊維マットを構成する繊維とし
ては、天然素材では、例えばコイヤ（ヤシの実の外皮繊
維）等のヤシ繊維、黄麻、大麻、シュロ、草、またはそ
の他のパイナップル繊維、バナナ繊維、サトウキビ繊維
等の繊維質野菜等の天然繊維を用いることができる。ま
た、合成素材としては、例えばナイロン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリル、さらに
は、それらを混紡したもの等の合成繊維を用いることが
できる。これらの各種繊維の中でも、ヤシ繊維は、繊維
径が太く、剛性が大きいことから、充填材２の繊維マッ
トの材料として好適である。これらの繊維は、反毛機、
製練機、ニードルパンチ等の手段により不織布状、ある
いは三次元編組織状に絡み合わされてマット状に形成さ
れる。

【００２３】上記繊維マットの繊維には、天然ゴム系ま
たは合成ゴム系のラテックス形接着剤が塗布される。前
記天然ゴム系ラテックス形接着剤としては、天然ゴムの
ラテックスにアンモニアを加えてｐＨをアルカリ側に調
整して安定化したものが用いられる。また、合成ゴム系
ラテックス形接着剤としては、ＳＢＲラテックス、ＮＢ
Ｒラテックス、ＭＢＲラテックス、クロロプレンゴムラ
テックス等が挙げられる。上記ラテックス形接着剤の繊
維マットへの塗布は、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げ
られる。また、予めラテックスと混合等して付着させて
おいた繊維をマット状に形成するようにしてもよい。こ
のようにして接着剤が塗布された繊維マットを、自然乾
燥、強制乾燥させることで、三次元に絡み合った繊維間
が接着された繊維マット状の充填材２が形成される。

【００２４】上記のように、充填材２を構成する繊維マ
ットの繊維にラテックス形接着剤が付着されていること
で、各繊維間が接着剤により接着されて繊維マットに弾
力性、および剛性（コシ）が付与され、型崩れが防止さ
れるとともに、盛土等によって水平ドレーン１の厚さ方
向への圧力が加わっても、上下の外被材３、３が密着し
て導水空間が押し潰されるといったことがなく、流路断
面積が確保され、導水・排水機能が発揮される。

【００２５】また、前記外被材３の形成材料は、天然素
材としては例えば黄麻の繊維を用い、これを織って黄麻
布としたものや、不織布としたもの等が挙げられる。ま
た、合成素材としては、例えばナイロン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリル、さらに
は、それらを混紡したもの等の合成繊維を用い、これら
の繊維を織って合成繊維布状、不織布状としたもの等が
挙げられる。

【００２６】ポリプロピレン等の合成素材を用いた場合
には、化学的に極めて安定であることから、長期間の使
用に充分耐えることができる。さらに、麻等の天然繊維
とポリプロピレン等の合成繊維とを組み合わせて耐久性
を向上させたものとしてもよい。

【００２７】また、ポリエステル製不織布を用いた場合
には、ポリエステルの長繊維が連続的な積層構造を有し
ているため、機械的強度、寸法安定性、耐熱性、耐侯
性、耐腐食性に優れた外被材３とすることができ、ま
た、繊維の接合に接着剤が使用されていないため、透水
性やフィルター性能を向上させることができる。

【００２８】繊維として例えば黄麻を用いる場合、例え
ば繊維径１．５〜２．０ｍｍで、密度１．５〜１．７ｇ
／ｃｍ³の範囲の黄麻繊維を３×３／ｃｍ²のメッシュ
に織製して６００〜６５０ｇ／ｍ²程度の重量とした黄
麻布を用いることにより、充分な引っ張り強度を有し、
適度の透水性を併せ持つ外被材３とすることができる。

【００２９】これら織布状または不織布状の外被材３に
よれば、細粒土等による水平ドレーン１の目詰まりを防
止しつつ、粘性土中の間隙水を水平ドレーン１内に取り
込むことができる。また、この外被材３を、例えば図２
に示したように二重に構成した場合は、土中の間隙水の
みを水平ドレーン１中に取り込むフィルターとしての機
能（以下、フィルター性と記す）をより向上させること
ができると共に、水平ドレーン１の強度を著しく向上さ
せることができる。

【００３０】水平ドレーン１の四辺を縫合するには、図
１、２に示したように水平ドレーン１の表裏に位置する
外被材３、３の端辺５どうしを糸条４で縫合する。

【００３１】連続した二重構造の外被材３とする場合
は、図２に示すように、二つ折りとした黄麻布の折り曲
げ端部５ａを自由端部５ｂと重ねた状態で、この重ね部
分と、該重ね部分を水平ドレーンの一辺とした時にこれ
と対向する辺となる外被材部分とを糸条４により縫合す
る。

【００３２】前記糸条４としては、麻糸等の天然繊維糸
や合成繊維糸、混紡糸等を用いることができる。その形
態としては帯状であってもよいし、また断面形状が楕円
または円形状の紐状であってもよい。なお、糸条４は外
被材３の周囲を縫い止めるためのものであって、水平ド
レーン１に占有する体積は決して多くないため、必ずし
も天然素材、合成素材の選択に重きをおく必要はなく、
縫合作業に耐え得る強度および柔軟性を有するものであ
ればよい。

【００３３】充填材２および外皮材３を、いずれも天然
素材を用いて形成し、水平ドレーン１を作製した場合に
は、地中への埋設後、時間の経過に伴ってそれぞれの部
材が土中で分解され、土に還元されるため、使用目的を
果たして不要となった後に産業廃棄物として土中に残存
するといったことがない。一方、合成素材を用いて形成
した場合には、時間の経過によっても地中で分解される
ことがないため、半永久的にその導水・排水効果を存続
させることができ、長期間の使用が予想されるグランド
等の整備目的には有効である。

【００３４】このように構成された本発明の水平ドレー
ン１においては、織布状または不織布状である外被材３
が透水性を有しているため、粘性土中の間隙水を外被材
３を通して水平ドレーン１内に取り込むことができる。
また、外被材３はフィルター性を有しているため、細粒
土等は透過させずに間隙水のみ透過させることができ、
例えば細粒土を多量に含むヘドロ中に敷設しても水平ド
レーンとしての導水性、排水性が極端に低下することが
ない。

【００３５】次に、間隙水が取り込まれる水平ドレーン
１の内部には、繊維マットからなる充填材２が充填され
ているため、取り込まれた間隙水がこの充填材２により
水平ドレーン１の長さ方向に導水され、その端部から排
水される。このとき、充填材２を形成する繊維マット
は、繊維がゴムラテックス形接着剤により接着されてい
ることから、間隙水を導水するための空間を確保するに
十分な強度、剛性とともに、柔軟性をも有する。したが
って、盛土等による荷重によって水平ドレーン１が厚さ
方向に圧縮されても、土砂等によって極端に潰されてし
まうのを防ぎ、流路断面積を確保することができ、繊維
間の空隙部分を通して導水・排水機能が発揮される。ま
た、外被材３、充填材２はいずれも繊維製で柔軟性、可
撓性を有しており、長さ方向、幅方向に柔軟な水平ドレ
ーン１とすることができるため、土中への埋設後も地盤
の歪み変形に充分追随することができる。

【００３６】上記のような本発明の水平ドレーン１を土
中に埋設する際の施工方法としては、各水平ドレーン１
を１枚ずつ順に並べて敷設していってもよいが、予め複
数の水平ドレーン１を連結させて所望の長さを有する水
平ドレーン連結体とした状態で施工することが好まし
い。

【００３７】この場合の水平ドレーン１の連結方法とし
ては、例えば図３（ａ）に示すように、各水平ドレーン
１における外被材３の端辺部分を互いに縫い合わせて連
結部６として連結してゆけばよい。このように連結され
た水平ドレーン連結体１０は、その輸送、保管の際に
は、例えば図３（ｂ）に示すように、折り畳んでおくこ
とができる。

【００３８】このように複数の水平ドレーン１同士を連
結させた連結体１０によれば、広範囲および長距離にわ
たる導水・排水機能を有する連続した構造体の施工を容
易に行うことができる。

【００３９】例えば、図４は、軟弱地盤改良のために本
発明の水平ドレーン１が施工された例を示した模式的断
面図である。尚、ここでは水平ドレーン連結体１０を用
いた例を示している。図中２１は圧密沈下促進を図ろう
とする軟弱な粘性土を、２２は粘性土２１上に載荷され
る盛土をそれぞれ示している。

【００４０】粘性土２１中には、その略鉛直方向に、フ
ァイバードレーン、プラスチックドレーン等の鉛直ドレ
ーン２３が打設されており、粘性土２１表面には水平ド
レーン連結体１０が図中向こう側に複数組並べられてい
る。水平ドレーン連結体１０は、例えば図５（ａ）に示
すように複数の水平ドレーン１が長さ方向に長く連結さ
れたものが例えば並列に並べられており、図５（ｂ）に
示すように、鉛直ドレーン２３の上端を折り曲げて水平
ドレーン１の下面に密着させることで、両ドレーン１、
２３の接続を良好なものとすることが好ましい。

【００４１】粘性土２１中の過剰な間隙水（図示せず）
は、土中を略水平方向（図中矢印ｈ方向）に鉛直ドレー
ン２３に向かって導かれて鉛直ドレーン２３内に取り込
まれる。次に、鉛直ドレーン２３内を略鉛直方向（図中
矢印ｖ方向）に、地表面に向かって導かれて水平ドレー
ン連結体１０との接続部分から水平ドレーン連結体１０
内へ入り、水平ドレーン連結体１０の長さ方向（図中矢
印ｘ、ｘ´方向）に向かって導かれて排水される。

【００４２】尚、複数の水平ドレーン連結体１０を上下
に積み重ねて施工する場合には、図６に示すように、各
連結体１０における連結部６の位置がずれた状態で重ね
合わせることにより、上下のそれぞれの連結体１０、１
０における隣接する水平ドレーン１、１が、他方の連結
体１０における１枚の水平ドレーン１と同時に面接触す
ることになり、図６（ａ）、（ｂ）に示すように上下の
連結体１０、１０に、長さ方向に連続した流水路が確実
に形成されうる。さらに、広い地域に面状に水平ドレー
ン１を敷設する場合には、図６（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、水平ドレーン連結体１０を互いに交差させて敷設
すれば、縦横に導水・排水経路が構成されて効率よく導
水・排水が行われる。

【００４３】次に、図７は、水平ドレーン１の別の施工
例として、宅地用等の盛土の安定化工事の例を示した模
式的断面図である。例えば３段に盛られた盛土２２の各
段には水平ドレーン連結体１０が敷設されている。盛土
２２施工中に発生する過剰水圧、斜面表面から浸透した
雨水等は略鉛直方向（図中矢印ｖ方向）に、水平ドレー
ン連結体１０に向かって導かれて水平ドレーン連結体１
０中に取り込まれ、該水平ドレーン連結体１０内を略水
平方向（図中矢印ｘ方向）に導かれて排水される。排水
された水は水平ドレーン連結体１０端面に臨んで形成さ
れた側溝２４に流れて集水される。

【００４４】また、図８は、水平ドレーン１のさらに別
の施工例として、グランド表土の排水構造の例を示した
模式的断面図である。現地盤２０とグランド表土（盛
土）２２との間には水平ドレーン連結体１０が敷設され
ており、これによってグランド表土２２に降る雨水等の
速やかな排水が図られる。ここでも、雨水等は、略鉛直
方向（図中矢印ｖ方向）に水平ドレーン連結体１０に向
かって導かれ、その中に取り込まれ、該水平ドレーン連
結体１０内を略水平方向（図中矢印ｘ方向）に導かれ
る。この導かれた水は、例えば図例の如く水平ドレーン
１の下面に配置した排水管２４ａへ流れて集水される。

【００４５】図９は、水平ドレーン１のさらに別の施工
例として、擁壁背面盛土内の排水構造の例を示した模式
的断面図である。擁壁２５背面の盛土２２内に水平ドレ
ーン連結体１０を複数段に敷設する。盛土２２中に浸み
込んだ雨水等は、略鉛直方向（図中矢印ｖ方向）に水平
ドレーン連結体１０に向かって導かれ、その中に取り込
まれ、該水平ドレーン連体１０内を、その長さ方向（図
中矢印ｘ方向）に導かれて排水される。尚、図例のもの
では、擁壁２５の背面に沿って水平ドレーン連結体１０
を設けているが、盛土２２中に略水平に設けた水平ドレ
ーン連結体１０の端部に位置する擁壁２５部分に排水孔
を設けて、ここから排水するようにしてもよい。

【００４６】上記した施工例の中で、例えば図７〜９に
示したように、水平ドレーン１の使用目的が盛土２２等
の排水を良くすることである場合は、時間の経過によっ
て水平ドレーン１が分解されて土に戻ってしまうことは
望ましくないため、充填材２や外被材３は合成素材によ
って作成された水平ドレーン１を用いるのが好ましい。
一方、例えば図４に示した軟弱地盤の圧密沈下促進の場
合のように、粘性土２１がある程度圧密された後には水
平ドレーン１の埋設理由がなくなる場合等にあっては、
充填材２や外被材３が天然素材によって作成された水平
ドレーン１を用いて、土への還元を図るのが好ましい。

【００４７】

【実施例】本発明に係る水平ドレーン１の通水性能を調
べるために下記の実験を行った。以下にその詳細につい
て説明する＜実験例１＞まず、外被材３のみの通水性能を調べるた
めに、図１０の模式的断面図に示す装置を用いて透水試
験（JIS A 1218）を行った。外被材３の黄麻織物２枚を
直径１１．９ｃｍ、断面積が１１１．２ｃｍ²の大きさ
に切断したものを試験体として用いた。この黄麻織物２
枚の厚さは２．５ｍｍである。

【００４８】図例の装置においては、外側円筒２６内に
設置された内側円筒２７の下部に外被材３が取り付けら
れ、その下方の内側円筒２７部分には通水孔２８ａが設
けられている。内側円筒２７内に上方から水を供給する
と、内側円筒２７内に水が溜まる一方、その水の一部は
外被材３を透過してその下方の通水孔２８ａから外側円
筒２６と内側円筒２７との間の空間２８に徐々に溜まっ
ていく。空間２８に溜まった水は外側円筒２６の越流口
２６ａから溢れる。一方、内側円筒２７には外側円筒２
６の越流口２６ａよりも上方の位置に越流口２７ａがあ
り、内側円筒２７内に溜まった水は前記越流口２７ａか
ら外方へ流れる。越流口２７ａと越流口２６ａの高さの
差をある一定の値にすると、外被材３にかかる水圧は一
定となる。この越流口２７ａと越流口２６ａとの位置差
が水頭差△ｈとなる。この水頭差△ｈを数種類変えて透
水試験を行った。

【００４９】透水係数（ｋ）は下記の次式により求めら
れる。ｋ＝ｑ／（ｉ×Ａ）＝ｑ／｛（Δｈ／ｔ）×Ａ｝ｑ：単位時間当たりの通水量（ｃｍ³／ｓｅｃ）ｉ：動水勾配（ｉ＝Δｈ／ｔ） Δｈ＝水頭差ｔ＝外被材３の厚さＡ：内側円筒２７の断面積（外被材３の断面積）

【００５０】上記条件のうち、越流口２６ａ、２７ａの
高さの差、すなわち水頭差（△ｈ）を変化させた時の透
水係数（ｋ）を算出した結果を下記の表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１から明らかなように、水温１５℃一定
の時の外被材３（黄麻織物２枚）の透水係数はｋ₁₅＝
１．５×１０^-1〜２．３×１０^-1（ｃｍ／ｓ）の範囲で
あった。これは、一般的に用いられるサンドマットの透
水係数ｋ＝１．０×１０^-3（ｃｍ／ｓ）よりも１００〜
２００倍程度大きい値であり、外被材３は十分な透水能
力を有することがわかった。

【００５３】＜実験例２＞次に、実施例に係る水平ドレ
ーン１の、長さ方向における通水性能を調べるために、
図１１の模式的断面図に示す装置を用いて、下記の実験
を行った。試験方法は透水試験（JIS A 1218）に準ず
る。

【００５４】〔試験体〕以下の条件により水平ドレーン
１を作製した。水平ドレーンの形状：幅（Ｗ）約９０ｃｍ、長さ（Ｌ）
約２００ｃｍ、厚さ（Ｈ）約８．０ｃｍ外被材３に用いた材料：黄麻繊維大きさ：幅９８ｃｍ×厚さ０．２５ｃｍ×長さ２００ｃ
ｍ（上下各２枚）形態：繊維織物（重量：６００ｇ／ｍ²、密度：６１本
×３２本／１０ｃｍ角）充填材２に用いた材料：ヤシ繊維マット（天然ラテック
ス接着剤使用）重量：約１０ｋｇ上記の水平ドレーン１から、概ね、幅３７ｃｍ×長さ１
００ｃｍ×厚さ８．０ｃｍの大きさに切り出し、試験体
とした。

【００５５】〔試験方法〕図１１に示すように、直方体
型の鋼製箱３０内に、試験体である切り出した水平ドレ
ーン材１をゴム膜２９ｂ、２９ｃに包んで設置して測定
した。即ち、まず下蓋３２上にゴム膜２９ｄを介して標
準砂３２ａを充填し、その上にゴム膜２９ｂ、２９ｃに
包んだ水平ドレーン材１を設置し、そらにその上から標
準砂３１ａを充填したうえでゴム膜２９ａを介して上蓋
３１を取り付ける。上蓋３１、下蓋３２は、圧力計３
３、レギュレーター３４を介してコンプレッサー３５と
接続されている。このレギュレーター３４によって上蓋
３１側のゴム膜２９ａ、下蓋３２側のゴム膜２９ｄに所
定の空気圧が付加され、砂３１ａ、３２ａ間に挟持され
る水平ドレーン材１に所定の鉛直圧が付加されるように
なっている。また、鋼製箱３０には前記水平ドレーン材
１の両側端部に接続される水槽３６、３７が連結されて
いる。この装置においては、例えば水槽３６から供給さ
れた水が前記鋼製箱３０内に設置された水平ドレーン材
１の片方の側端部から他方の側端部に抜けて、抜けた水
が水槽３７に集水されるようになっている。水槽３６、
３７の水位の高さの差が、水頭差（△ｈ）である。

【００５６】先ず、鉛直圧を負荷せずに通水して、試験
体である水平ドレーン材１内の空気を十分に除去する。
次に、上蓋３１、下蓋３２からの鉛直圧（ｋｇｆ／ｃｍ
²）、および動水勾配ｉを変化させて通水試験を行う。
試験条件は次のとおりである。ａ）鉛直圧 σ_v＝0.5 、1.0 、1.5 、2.0 の４段階。ｂ）動水勾配ｉ ≒0.1 、0.2 、0.3 、0.5 の４段階。

【００５７】透水係数ｋは、次式で求めることができ
る。ｋ＝ｑ／（ｉ×Ａ）＝ｑ／｛（Δｈ／ｌ）×Ａ｝ｑ：単位時間当たりの通水量（ｃｍ³／ｓｅｃ）ｉ：動水勾配（ｉ＝Δｈ／ｌ） Δｈ＝水頭差ｌ＝試験体（水平ドレーン材１）の長さＡ：試験体断面積（３７ｃｍ×８ｃｍ＝２９６ｃｍ²）

【００５８】結果を下記の表２に示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】表２から明らかなように、鉛直圧σ_v＝
０．５〜２．０（ｋｇｆ／ｃｍ²）の範囲で、水平ドレ
ーン１の長さ方向の透水係数はｋ₁₅＝１．４×１０⁰〜
２．６×１０^-1（ｃｍ／ｓ）であり、一方、通常使用さ
れるサンドマットの透水係数は前記したようにｋ＝１．
０×１０^-3（ｃｍ／ｓ）程度であり、実験例２に係る水
平ドレーン１の長さ方向の透水係数の大きさは、これよ
りも２６０〜１４００倍大きいことから、十分な通水能
力を有することがわかった。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る水平
ドレーンは、その外被材が十分な透水能力を有し、また
内部の繊維マットからなる充填材は加圧下でも十分な通
水能力を有することから、これを土中に埋設することに
より、土中の間隙水が水平ドレーンの外被材を通って、
その中に導かれ、水平ドレーン内の繊維マットからなる
充填材における繊維間の空隙を水平ドレーンの長さ方向
に導かれ、その長さ方向端部から排水される。

【００６２】即ち、前記のように外被材は十分な透水性
を有しているため、土中の間隙水を水平ドレーン中に容
易に取り込むことができる。また、その素材および織り
方等によって高いフィルター性を付加させることが可能
であるため、目詰まりすることなく、しかも細粒土等を
透過させることなく、土中の間隙水のみを透過させるこ
とが可能である。

【００６３】また、充填材としての繊維マットは、繊維
間がラテックス形接着剤で接着されいるため、十分な強
度と弾力性を有し、水平ドレーンの形状を安定させるこ
とができ、また、盛土等による荷重によっても極端に潰
れることなく導水空間を確保しうる。さらに前記外被材
および充填材はいずれも繊維製で柔軟性を有しているた
め、水平ドレーンは地盤の歪み変形にも追随可能であ
る。

【００６４】さらに、前記充填材は繊維が三次元的に絡
まり合った繊維マットからなるため通水性に優れてい
る。よって、水平ドレーン内に取り込まれた水を繊維間
の空隙を通って水平ドレーンの長さ方向に効率よく導く
ことができる。

【００６５】これらにより、本発明に係る水平ドレーン
を埋め立て工事、築堤工事等の際に用いた場合には、土
中の間隙水や雨水等を効率よく排水して軟弱な粘性土や
盛土体等を速やかに安定化することができる。また、盛
土等の圧力に対しても通水性が損なわれにくく、また、
地盤の歪み変形に対する追随性をも有している。さら
に、従来のサンドマットのように砂を使用しなくてもよ
いため、環境保全に貢献することができ、材料コストの
削減を図ることもできる。

【００６６】また、外被材が黄麻からなるものや、充填
材がヤシ繊維、黄麻、大麻、シュロ、草またはその他の
繊維質野菜等の天然繊維からなるものは、安価な輸入材
等を利用することができるため、より一層原料コストを
削減することができ、また、外被材および充填材のいず
れも天然素材からなるものは、地盤上に敷設して地中の
排水を図った後、そのまま放置しても時間の経過に伴っ
て自然に分解されることとなるため、後に回収する必要
がなく合理的であり、地盤を汚染して公害を発生させる
恐れも全くない。

【００６７】一方、外被材、充填材が合成素材からなっ
ている場合は、半永久的に水平ドレーンとしての機能を
発揮させることが可能となる。ポリプロピレン等の合成
素材を用いた場合には、化学的に極めて安定であること
から、特に長期間の使用に充分耐えることができる。さ
らに、麻等の天然繊維とポリプロピレン等の合成繊維と
を組み合わせて耐久性を向上させたものとしてもよい。

【００６８】外被材に、ポリエステルの長繊維が連続的
な積層構造を有した不織布を用いた場合には、機械的強
度、寸法安定性、耐熱性、耐侯性、耐腐食性に優れたも
のとすることができ、また、繊維の接合に接着剤が使用
されていないため、透水性やフィルター性能を向上させ
ることができる。

【００６９】外被材の繊維として例えば黄麻を用いる場
合、例えば繊維径１．５〜２．０ｍｍで、密度１．５〜
１．７ｇ／ｃｍ³の範囲の黄麻繊維を３×３／ｃｍ²の
メッシュに織製して６００〜６５０ｇ／ｍ²程度の重量
とした黄麻布を用いることにより、充分な引っ張り強度
を有し、適度の透水性と良好なフィルター性とを併せ持
つ外被材とすることができる。

【００７０】この外被材を二重に構成した場合は、前記
フィルター性をより向上させることができると共に、水
平ドレーンの強度を著しく向上させることができる。

【００７１】また、複数の水平ドレーンを、その端辺同
士を互いに縫い合わせて連結体とすれば、水平ドレーン
の施工が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る水平ドレーンの模式
的斜視図。

【図２】実施の形態に係る水平ドレーンの模式的断面
図。

【図３】実施の形態に係る水平ドレーン連結体を示すも
のであり、（ａ）は施工時、（ｂ）は輸送、保管時の状
態を示すものである。

【図４】実施の形態に係る水平ドレーンを用いた施工例
を示す模式的断面図。

【図５】実施の形態に係る水平ドレーン連結体の施工例
を示すものであり、（ａ）は模式的平面図、（ｂ）は模
式的断面図である。

【図６】（ａ）は水平ドレーン連結体を上下に重ね合わ
せた施工例を示す模式的断面図、（ｂ）はその平面図で
あり、（ｃ）は水平ドレーン連結体を交差させて敷設し
た施工例を示す模式的平面図、（ｄ）はその模式的断面
図である。

【図７】実施の形態に係る水平ドレーンを用いた別の施
工例の模式的断面図。

【図８】実施の形態に係る水平ドレーンを用いたさらに
別の施工例の模式的断面図。

【図９】実施の形態に係る水平ドレーンを用いたさらに
別の施工例の模式的断面図。

【図１０】外被材の通水実験に用いた装置の模式的断面
図。

【図１１】水平ドレーンの通水実験に用いた装置の模式
的断面図。

【図１２】従来の軟弱地盤の圧密沈下の過程を説明する
ための模式的断面図。

【符号の説明】

１水平ドレーン２充填材３外被材４糸条５外被材端辺５ａ折り曲げ端部５ｂ自由端部６連結部１０水平ドレーン連結体２０現地盤２１粘性土２２盛土２３鉛直ドレーン２４側溝２４ａ排水管２５擁壁２６外側円筒２６ａ越流口２７内側円筒２７ａ越流口２８空間２８ａ通水孔２９ａ〜２９ｄゴム膜３０鋼製箱３１上蓋３１ａ標準砂３２下蓋３２ａ標準砂３３圧力計３４レギュレーター３５コンプレッサー３６、３７水槽４１サンドマット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上禎明石市魚住町西岡1865−１ガーデンハイツ５−401号 (72)発明者周藤宜二広島市西区井口台２丁目23−４−103 (72)発明者網干壽夫広島市西区高須３丁目３番58号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然繊維または合成繊維に天然ゴム系ま
たは合成ゴム系のラテックス形接着剤を付着させてマッ
ト状に形成された繊維マットからなる充填材が、透水性
を有する織布状または不織布状の外被材にて被覆された
平板状の水平ドレーン。
【請求項２】充填材および外被材が天然素材からなる
請求項１記載の水平ドレーン。
【請求項３】充填材がヤシ繊維、黄麻、大麻、シュ
ロ、草またはその他の繊維質野菜から選択される少なく
とも１種の天然繊維からなる繊維マットである請求項１
または２記載の水平ドレーン。
【請求項４】外被材が黄麻からなる請求項１〜３のい
ずれかに記載の水平ドレーン。
【請求項５】幅が３０〜２００ｃｍ、長さが１００〜
４００ｃｍ、厚さが１〜１０ｃｍの範囲の平板状に形成
してなる請求項１〜４のいずれかに記載の水平ドレー
ン。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の水平ド
レーンの外被材の端辺同士が互いに縫い合わされて複数
の水平ドレーンが一体に連結された水平ドレーンの連結
体。
【請求項７】請求項６記載の水平ドレーン連結体を、
各水平ドレーンの連結部の位置をずらせた状態で、上下
に複数の水平ドレーン連結体を重ね合わせてなる水平ド
レーンの施工方法。
【請求項８】請求項６記載の水平ドレーンの連結体を
互いに交差させて敷設してなる水平ドレーンの施工方
法。