JPH0454772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、土中に構造物を埋設する工法に関
し、更に詳しくは、吸水膨張性高分子材料もしく
はそれを混合した土質材料で土中埋設構造物を巻
立て埋戻しを行い、構造物周囲の埋立て土に空隙
等が生じるのを防止することができる止水巻立て
工法に関するものである。

従つて、特に限定されるものではないが、本発
明は樋門や樋管等の埋設に好適な工法である。

［従来の技術］ 例えば樋門や樋管は構造物本体が堤体内に埋設
され、河川または水路を横断して設けられる制水
施設であると同時に堤防の一部を構成する構造物
である。このような土中に埋設された構造物は、
その支持構造や材質等の特性の差のために周辺の
土との間に隙間を生じたり、周辺土中にクラツク
や緩みを生じることが多い。

このような間隙や緩みには水が浸入し易く、こ
れが水ミチとしての繋がりをもつと、特に上記の
ような水利構造物の場合にはその機能上重大な障
害を生じ危険をもたらすことになる。

土中埋設構造物の周辺における緩みやクラツク
等の発生に対しては、比較的細粒土に富む土で埋
戻し、よく締め固めて難透水性と強度をもたせて
いるが、構造物と周辺土の相対的変位が生じると
土に剪断クラツクが生じ、よく締め固めた土ほど
明瞭な開口部が残され水ミチとなり易い。このよ
うな開口部は細粒土を含む土であり、また不定形
であるため、締め固め、充填、注入等の方法で処
理することが不可能である。

また従来技術では構造物の基礎形式を変えるこ
とにより、あるいは軟弱地盤の沈下量を減ずよう
な改良処理を施すことにより、顕著な空洞形成を
防ぐことができると言われており、そのような施
工もなされている。

更に土中埋設構造物の外壁面に沿う隙間や水ミ
チに対しては、構造物内部からの穿孔・充填材注
入や地上部から構造物周辺への充填・浸透性材料
の注入等の補修も行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来技術において構造物の基礎形式を変えた
り、あるいは軟弱地盤の沈下量を減ずるような改
良処理を施したとしても、地盤の比較的小さな沈
下や堤体土の圧縮、地震や交通振動、河川水位や
地下水位の変動によつて構造物と堤体土の接触面
付近では隙間を生じやすいし、ずれ変位が大きい
場合には土中に剪断による緩みゾーンが形成され
て水ミチとなりやすい。特に構造物周辺の盛土や
埋戻し土は、その強度や止水性を高める目的でよ
く締め固めることが求められているので、変位が
生じる時には土は土塊として動き、逆に隙間が発
生し残留しやすい欠点がある。

また既に形成された隙間や水ミチに対して各種
充填材を注入する補修作業では、土の変形とクラ
ツク発生は経時的に進行するものであるから、一
度の対策で処置しても再びクラツクの開きが生じ
るため対応が困難となつている。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、埋設した構造物の周辺で相当程度の変
位により空隙、クラツク、緩み等が発生しても、
その周辺に位置する巻立て材料がそれ自身の作用
によつて閉塞し止水性を確保するため、水ミチと
して発達するのを阻止し構造物の侵食や破壊を防
ぐことができ、しかも一旦施工したならば空隙充
填といつた補修作業を全く必要としないような新
しい土中埋設構造物の止水巻立て工法を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発
明は、土中構造物の埋戻しを行うに際して、該構
造物の外壁面を取り囲むように、水を吸収して膨
張する性質を有する高分子材料もしくはそれを含
む土質材料で巻立て埋戻しを行うように構成した
土中埋設構造物の止水巻立て工法である。

ここで用いる吸水膨張性高分子材料としては、
吸水膨張性高分子化合物そのもの、あるいはそれ
を軟質樹脂やゴム等に配合した複合体、またはそ
れらの混合物等である。ただし、土中において分
解等を受けず安定であり、かつ地下水等の混入し
た場合に毒性その他の点で公害上の問題を引き起
こさないような材料を選択する。またこれらの吸
水膨張性高分子材料の細粒子と土砂等を混合した
材料を使用することもできる。

吸水膨張性高分子化合物とは、水を吸収して自
重の数倍から千倍程度まで膨潤するが水に溶解す
ることがない物質をいう、例えば具体例として
は、酢酸ビニル−α，β不飽和ジカルボン酸エス
テル共重合体ケン化物、イソブチレン−無水マレ
イン酸共重合体の変性物の架橋体、架橋構造を有
するポリアクリル酸（塩）重合体、デンプン−ア
クリロニトリルグラフト共重合体ケン化物または
デンプン−アクリル酸（塩）共重合体等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。前記
吸水膨張性高分子化合物は単独で用いてもよく、
二種以上混合してもよい。なかでも酢酸ビニル−
アクリル酸エステル共重合体ケン化物は吸収倍率
が高くかつ吸水時の強度にもすぐれ、更に耐候性
が良く毒性も全く問題がないので最も好ましいも
のの一つである。また吸水膨張性高分子化合物を
配合した軟質樹脂またはゴムの複合体は、自重の
２倍から300倍の水を吸収しうるように調整した
ものが望ましい。軟質樹脂としては例えば、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−αオレフ
イン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共
重合耐、エチレン−アクリル酸塩共重合体、塩化
ビニル重合体、塩化ビニル共重合体、ウレタン樹
脂等がある。またゴムとしてはブタジエングム、
イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニ
トリルゴム、クロロプレンゴム、エピクロロヒド
リンゴム、天然ゴム、EPDM等が挙げられる。

周囲に地下水が存在する場合には単に上記のよ
うな材料で巻立てればよく、周囲に常時水が存在
していない場合には巻立ててから注水すればよ
い。埋設構造物が大型である場合には、下方に位
置する巻立て材料を吸水膨張性高分子物質の混入
量が多くなるように、受ける土圧に応じて混入量
を調節することが望ましい。この吸水膨張性高分
子材料の量は、施工後の初期状態において、その
膨張圧が静止状態となるようにする。

［作用］ 吸水膨張性高分子材料は土中において、その膨
張圧が静止土圧と兵衛している。従つて構造物埋
設後、土中に応力変化や間隙の発生がない限りそ
のままの状態が保たれる。

しかし構造物接触面付近に間隙が生じて、ここ
に水が浸入すると、間隙に面する部分に存在して
いる吸水膨張性高分子材料が応力解除下で吸水膨
張し間隙を閉塞する。これにより背後の土中の吸
水膨張性高分子材料は順次若干量ずつ膨張し、土
粒子の構造骨格は若干空隙側に変位する。このよ
うにして間隙が膨張性材料で閉塞されることによ
り、構造物と土の接触面付近に沿う水ミチの形成
や漏水発生を防止することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明について更に詳しく
説明する。第１図は本発明に係る工法の一実施例
を示す説明図である。ここで用いている土中埋設
構造物は樋管である。一般に樋管は地盤を開削し
て形成した後に埋戻すことによつて埋設施工され
る。まず施工期間中における止水上の安全を確保
するため、鋼矢板等を打ち込み河川堤防に代わる
仮締切りを施工する。そして地盤１０は所定のの
り面１２を有するような断面で開削され、次いで
基礎工が行われる。樋管の基礎は、一般に杭１４
を打ち込むことによつてなされる。このような基
礎杭１４上に樋管１６が形成されることになる。
樋管１６は、基礎の捨てコンクリート打設後、底
版、側壁、頂版に分けて本体コンクリートの打設
を行うことによつて製作される。

さて第１図からも明らかなように、本発明が従
来技術と顕著に相違する点は、樋管１６を取り囲
むように吸水膨張性を有する巻立て材料１８で被
い、そのまま土砂２０の埋戻しを行う点である。

樋管１６の外周を被う巻立て材料１８は、ここ
では酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケ
ン化物をスチレン−ブタジエンゴムと混合して自
重の50倍の水を吸収して膨張することができるよ
うに調整した高分子材料を、細粒状態にして土砂
と混合した土質材料である。この巻立て材料１８
は樋管１６の下方と上方で若干性質が異なるよう
に工夫されている。つまり下方に位置する巻立て
材料１８ａ、中間の巻立て材料１８ｂ、上方に位
置する巻立て材料１８ｃは、下方に位置するもの
ほど吸水膨張性高分子材料である酢酸ビニル−ア
クリル酸エステル共重合体ケン化物の含有量が多
くなるように、ある分布をもつて巻立てられてい
る。これは下方ほど土圧が高くなるからである。
巻立て材料１８中に混入する吸水膨張性高分子材
料の量は、その膨張圧がほぼ静止土圧程度となる
ように調整する。

このような材料で巻立てた後ほ、土砂２０で埋
戻しを行う。この埋戻しの手法は従来技術と同様
であつてよく、偏圧をかけないように数十cm程度
の層厚にして左右対称に一様に突き固めながら行
われる。

施工後、水位WLが巻立て材料１８の上端より
も上方に位置する場合には浸透した水が巻立て材
料１８中の吸水膨張性高分子材料に吸収されて周
囲の土圧と平衛に達するまで膨張する。樋管埋設
後、土中に応力噴火や間隙の発生がない限りその
ままの状態が維持される。地盤の比較的小さな沈
下や堤体土の圧縮、地震や交通振動、河川水位や
地下水位の変動等によつて樋管と埋戻し土の間で
間隙を生じ、ずれ変位が生じて緩みゾーンが形成
され水ミチが生じようとした場合には、それを通
つて浸透してくる水によつて吸水膨張性高分子材
料が更に膨張して隙間を閉塞させる。つまり地盤
沈下等で空隙が生じようとすると、その圧力の減
少を自らとらえて膨張する。膨張した吸水膨張性
高分子材料の物性は高い歪量をもつ弾性体であ
り、十分に止水を行うことができる。従つて施工
後、長年月にわたつておこる可能性のある変位に
追従して、常時空隙を閉塞することごでき、樋管
と土砂との接触面付近に沿う水ミチの形成や漏水
発生を防止することができるのである。

第２図は本発明に係る埋設工法の他の実施例を
示す説明図である。基本的には第１図の場合と同
様であるから、対応する部分には同一符号を付
し、それらについての詳細な説明は省略する。こ
の実施例が前記の実施例と大きく相違する点は、
巻立て材料を開削したのり面１２に至るまで広い
範囲で充填する点と、水位WLが巻立て材料１８
の上端よりも低いところに位置すると予想される
場合に対応可能な点である。巻立て材料１８が吸
水膨張性高分子材料と土砂との混合物のような場
合には、特に第２図のように広く分散して巻立て
締め固める方が施工上は極めて簡便であり、止水
性の点からみても好ましい。地下水が存在しない
ような土層部分には、水を注入して吸水膨張を生
じさせる。そして巻立て材料１８の上部を間隙を
有するシート２２で被い、その上を土砂２０で埋
戻す。シート２２としては、耐腐食性を有し多数
の穴が穿設された可撓性シートが用いられ、巻立
て材料１８中に吸水された水分が蒸発して体積が
収縮するのを防ぐとともに、上方からの漏水をあ
る程度許容して膨張状態を保たせる機能を果た
す。

巻立て材料による空隙の充填と止水作用は前記
第１図に関連して述べたものと全く同様であるか
ら、それらについての記載も省略する。

以上、本発明の好ましい二つの実施例について
詳述したが、本発明はかかる構成のみに限定され
るものでないこと無論である。上記の実施例は土
中埋設構造物として樋管に適用した場合の例であ
るが、それ以外の任意の構造物に対して本発明を
適用できることは言うまでもない。また巻立て材
料として吸水膨張性高分子材料の細粒化されたも
のと土砂等とを混合した土質材料を用いている
が、吸水膨張性高分子化合物そのものでもよい
し、それと軟質樹脂やゴム等とを混合したもので
もよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように構成した土中埋設構造物
の止水巻立て工法であり、埋設される構造物の周
辺を吸水膨張性高分子材料もしくはそれを含む土
質材料で巻立てるよう構成したから、周囲の水分
を吸収して静止土圧と平衛した膨張状態で保持さ
れ、相当程度の変位による空隙やクラツク、緩み
の発生等が生じたならら巻立て材料自体が吸水膨
張してそれらを閉塞し止水することができるた
め、空洞拡大に基づく構造物の侵食や破壊を防止
することができるという優れた効果を奏しうるも
のである。

また本発明では発生する空隙の拡大に追従して
巻立て材料自らが膨張し閉塞止水し続けるので、
施工後長期間にわたつて補修を必要とせず、定期
的な空隙の調査も不要となりメンテナンス・フリ
ーを実現できる点で甚だ優れた効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る止水巻立て工法の一実施
例を示す説明図、第２図は本発明の他の実施例を
示す説明図である。 １０……地盤、１２……のり面、１４……基礎
杭、１６……樋管、１８……巻立て材料、２０…
…土砂、２２……間隙を有するシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地盤を掘削して基礎工を施し、基盤上に構造
   物を設けた後、埋戻しを行う埋設工法において、
   前記構造物を取り囲むように吸水膨張性高分子材
   料を巻立てて埋戻しを行うことを特徴とする土中
   埋設構造物の止水巻立て工法。 ２ 地盤を掘削して基礎工を施し、基礎上に構造
   物を設けた後、埋戻しを行う埋設工法において、
   前記構造物を取り囲むように、吸水膨張性高分子
   材料を混合した土質材料を巻立てて埋戻しを行う
   ことを特徴とする土中埋設構造物の止水巻立て工
   法。