JPH0721279B2 - 特殊シール材層の形成による地盤内の間隙水圧測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、地盤の状況を判断するのに必要とされている
地下水圧の分布を知るため、当該地盤の各種深さにおけ
る夫々の水圧（間隙水圧）を測定する方法に関し、特に
当該測定に際し、上記地盤に掘削したボーリング孔内の
適所に、合成樹脂製のシール材を注入して不透水層であ
るシール材層を形成するに際し、上記シール材に特殊な
混合物を採択するようにしたものである。

《従来の技術》 ダムの基礎や切土斜面の安定、地滑りの防止等の調査に
おいて、地盤の強度や変形に関する性質を知るため、地
下の間隙水圧の分布とその経時変化を計測することが必
要となるが、このためには、所要地盤にボーリングを行
い、当該ボーリング孔に高精度の間隙水圧計を設置し
て、当該間隙水圧を測定していた。

従って上記従来法では深さが異なる多数のボーリング孔
を削孔し、間隙水圧の測定を行うこととなるから、その
ために多大の時間と経費を要するという問題があった。

そこで、上記の弊害を解消するため、近年では第４図に
示すような一本のボーリング孔だけで複数箇所の間隙水
圧を測定することが実施されている。

これは、地盤に穿設した一本のボーリング孔ａ内におけ
る間隙水圧測定箇所に、砂等のフィルター材ｂが、モル
タルやセメントミルクそして合成樹脂等のシール材ｃを
介して交互に充填され、これら多段状のフィルター材ｂ
中に、夫々の水圧計ｄが設置されて各層における水圧を
測定するものであり、従って、この方法によれば、多数
のボーリング孔を削孔したり、その各々に間隙水圧計を
設置する手間がなくなり、時間および経費の節約が可能
になる。

《発明が解決しようとする課題》 しかし、第４図で示す上記の従来技術においては、ボー
リング孔ａ内の割れ目や凹孔部に、シール材ｃが浸透逸
失してしまい、この結果ボーリング孔ａ内の充填量が不
足することによりシール材層が規定の高さに達しないこ
とから、十分なシール効果を得ることができず、各層の
間隙水が漏出してしまうことがある。

このようなシール材の浸透逸失が起きる箇所は、ボーリ
ング孔ａの孔壁にあって、長い範囲で起きることがあ
り、当該シール材層の形成作業に重大な障害となる。

さらに、各層に埋設された水圧計ｄのコードｅが水みち
となり、各層の間隙水圧を正確に測定することができな
くなる。

これに加えて、シール材ｃがフィルター材ｂの中に深く
浸透すると、間隙水が水圧計ｄに到達するのを阻害する
結果水圧測定ができなくなるという問題もある。

本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案される
もので、その請求項（１）では、ボーリング孔内の凹孔
部や割れ目等による間隙に対する浸透を最小限度にする
ことのできるシール材を用いるようにし、しかもシール
材の充填深度を正確に測定することにより、より高精度
に地盤内の間隙水圧が測定できる方法の提供を目的とし
たものであり、さらに、請求項（２）では上記のシール
材につき、さらに速硬化性と低発熱性とを兼備させるこ
とで、施工の能率化と、発熱による電気的部材等への悪
影響や、硬化時のシール材収縮に伴い諸部材との間に間
隙が発生することを防止し、より信頼性の高い測定がで
きるようにしようとしている。

《課題を解決するための手段》 本願は上記の目的を達成するため、請求項（１）では導
水口と連通する水圧計が適宜間隔毎に区分内蔵され、上
記水圧計のリード線が地上側へ導出された水圧測定管を
ボーリング孔内へ挿入する工程と、当該ボーリング孔内
へ少なくともフィルター材を充填する工程と、フィルタ
ー材の充填深度を測定して前記導水口を被装する箇所に
フィルター材層を形成する工程と合成樹脂系によるシー
ル材を充填する工程と、上記シール材の充填深度を測定
してシール材層を積層する工程とを含み、上記フィルタ
ー材層とシール材層の積層を複数回繰り返し、上記リー
ド線を接続した地上側の計測器によって、各深度におけ
る前記各水圧計の測定値が測知されるようにした方法に
おいて、上記の合成樹脂系によるシール材が、充填後に
水中にて反応硬化するエポキシ樹脂等の主剤と硬化剤と
の混合物であり、比重が水よりも大きく、粘度が常温で
800〜9000cpであって、かつ、揺変性を付与したもので
あることを特徴とする特殊シール材層の形成による地盤
内の間隙水圧測定方法を提供しようとしており、請求項
（２）では、上記請求項（１）の内容に加えて、当該シ
ール材につき硬化反応促進触媒と非反応性希釈剤とを添
加して、速硬化と低発熱性とを兼備させるようにしたこ
とを、その内容としている。

《作用》 上記した構成に基づく地盤内の間隙水圧測定方法によれ
ば、水圧測定管の所定位置に予め所要数の水圧計が内蔵
され、各水圧計は測定管内で隔離されているので、これ
を所定深さのボーリング孔内に挿入位置することで、地
盤内における水圧計の深さを正確に特定することができ
る。

また、エポキシ樹脂等によるシール材の充填作業に際し
ては、充填深度を測定する作業を含んでいるので、シー
ル材層の充填深度を充填作業の度毎に正確に求めること
ができる。

さらに、上記シール材層の充填深度を充填作業毎に正確
に求めることに関連して、ボーリング孔内の割れ目や凹
孔部等にシール材が浸透したとしても、シール材層が所
定の深度に到達するまで充填作業が継続されることとな
る。

さらに、請求項（１）では、シール材として合成樹脂系
の主剤に硬化剤を加えた混合物を注入するようにしたの
で、これが、ボーリング孔内における水中で硬化するこ
ととなるが、比重が水より重いため浮上してしまうこと
なく、しかも粘度も800〜9000cpであるから、当該混合
物を圧送するのに支障がなく、しかも上記シール材に揺
変性を付与するようにしたので、当該シール材は注入の
ための給送中は流動性を保有しており、従って、圧送管
による注入を行い易いと共に、ボーリング孔内の所定箇
所に充填されて静止し、機械的外力を受けない状態とな
ったときは、その流動性が大幅に低下し、当該ボーリン
グ孔内の凹孔部とか隙間の目詰めは行うこととなるが、
この際、それ以上隙間等から浸透して行くことなく硬化
してしまうので、シール材の浪費がなくなり、しかも地
盤本来の透水性を損ずるといったことにもならず、正し
い地下水圧の測定が保証される。

次に請求項（２）にあっては、上記請求項（１）と同じ
作用を果し得ると共に、上記シール材としての混合物
に、硬化反応促進触媒を添加したので、シール材の速硬
化性が得られて施工時間を大巾に短縮できると共に、別
途非反応性希釈剤をも添加するようにしたから、主剤と
硬化剤とによる混合物が硬化する際生ずる反応熱による
最高到達温度を低下させることができ、これにより水圧
計とかリード線などを損ずることなく、また、当該低発
熱性によって硬化時の冷却に伴う熱収縮も小さく、この
結果、水圧計との接触部分等に隙間が生じ、これにより
ボーリング孔内の遮水性が阻害されるといったこともな
くなり、しかも、上記のように速硬化性を兼備すること
で、前記の揺変性を有することと相俟って、ボーリング
孔内の隙間などから当該シール材が逸出してしまうこと
を、より効果的に阻止することができる。

《実 施 例》 以下本発明の一実施例を、第１図ないし第３図によって
詳細に説示する。

先ず、予め水圧測定管１を用意しておくが、これは第２
図に明示される通り長尺管体1aの所定複数箇所に、水圧
計２を内蔵させ、この際当該水圧計２の上下には、合成
樹脂材などによる遮水壁3a,3bが上記長尺管体1a内を遮
断することで区画管部４を形成しており、当該各区画管
部４に開設した導水口５から流入した地下水の水圧を、
上記各水圧計２が測知できるようにしてある。

上記各水圧計２の各リード線６は、長尺管体1a内を通
り、前記遮水壁3a,3bを気密に貫通して、管体1aの上端
口1bから外部へ導出されており、もちろん、このリード
線６は図示しない地上における測定器に接続されること
となり、同上第２図にあって1bは、長尺管体1aを構成す
るための延長用管体1cを、螺合手段などで継いだ連結部
を示している。

このようにして形成された水圧測定管１を、先ず、第１
図の（イ）に示す如く地盤Ａの所要箇所にあって、所定
長の深さに掘削したボーリング孔ａ内の略中央位置に挿
入立置させるのであり、従って、この際ボーリング孔ａ
の深さと水圧測定管１の長さからして、夫々の水圧計２
の深度を所要の位置に決めることができる。

次に、図示例では同上図（ロ）の如く、別途用意した圧
送管７を、ボーリング孔ａ内へ挿入して、その孔底箇所
ａ′の直上に臨装し、地上における図示しない注入ポン
プを稼動することで、エポキシ樹脂等の合成樹脂シール
材を圧送管７により供与し、これにより最下位における
シール材層８を形成する。

ここで、上記エポキシ樹脂等のシール材注入に際して
は、その主剤と硬化剤とを夫々のポンプにより所要量宛
送り出し、これらを混合器にて混合した後、圧送管７に
より注送するのがよい。

上記主剤としてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用い
ることができ、混合物としてのシール材は、比重が1.05
〜1.60等、水よりも大であることが必要であり、その粘
度が常温で800〜9000cpで、かつ揺変性をもたせること
が不可欠である。

上記揺変性とは、機械的な外力が付与されているとき
（例えば圧送管７により注入されている場合）、流動性
を保有しているが、上記の外力がなくなったとき（例え
ば所定箇所にて静止状態となった場合）には、当該流動
性が大巾に低下する性質を意味しているが、かかる揺変
性を付与するためには、低粘度のエポキシ樹脂等に疎水
性を煙霧状シリカ（例えばキャボシルTS720（キャボッ
ト社商品名）とか、アエロジルR202（アエロジル社商品
名）を１〜６重量％添加すればよく、この場合の粘度は
2500〜7000cpの範囲に調整される。

また、請求項（２）の方法にあっては、シール材の硬化
反応を促進するために、硬化反応促進触媒を用いるが、
これにはDMP30（ロームアンドハアス社商品名）をエポ
キシ樹脂等成分100重量部に対し２〜８重量部の範囲に
て添加すればよい。

さらに、同上請求項（２）にあっては、上記シール材の
速硬化性だけでなく低発熱性を兼備させようとしてい
る。

既知の如く速硬化性を有するエポキシ樹脂等にあって
は、主剤と硬化剤との混合物たるシール材が硬化する
際、反応熱による温度上昇が大きいので、これを抑制す
るため非反応性希釈剤を添加するのであり、これには芳
香族系の液状樹脂である例えば、エポジールＬ（アンカ
ーケミカル社商品名）やオリゴテック1030（三菱石油株
式会社製商品名）を、エポキシ樹脂成分100重量部に対
し40〜60重量部の範囲で添加すればよい。

低粘度速硬化性のエポキシ樹脂（400cp）に増粘材を加
えて揺変性を付与した一混合物につき、その特性を調べ
たところ、比重は1.08、粘度は3300cp（20℃において）
であり、その硬化時間は１時間20分（10℃において）、
反応による最高到達温度は63℃（注入30分後）であっ
た。

これに比し、通常のエポキシ樹脂注入材によるときは、
その最高到達温度を60℃とした場合、主剤と硬化剤混合
後、硬化までに４時間以上を要し、この硬化までの時間
を短縮しようとすると、最高到達温度が200℃等非常に
高くなってしまうこととなる。

上記のように使用するシール材に関し、その比重、粘
度、そして揺変性について、前記の条件を満足させてや
れば、シール材の圧送管７による移送が容易に行われ、
かつボーリング孔ａ内に注入された後のシール材は、流
動性が著しく低下するので、ボーリング材の凹孔部や割
れ目は、当該シール材にて閉止され、かつ当該割れ目な
どから地盤内に逸出してしまうといったことがない。

第１図（ロ）に示す如く、ボーリング孔ａ内にシール材
の液面感知センサ10が挿入され、地上に据え付けられた
前記注入ポンプを介してシール材が、圧送管７により供
与されるが、当該充填作業は、液面が液面感知センサ10
の設定された深度に達し、第１図（ハ）に示すようにな
るまで続けられる。

この際、実際上は圧送管７内のシール材が時間の経過と
共に落下してしまうことを考慮し、残存するシール材を
別途用意した水圧送ポンプにより水押しすることで、該
シール材の全供与量がボーリング孔内に充填されるよう
にしている。

かくして形成されたシール材層８の上面を、別途用意し
た適宜の測長手段により測知し、当該上面の深度が水圧
測定管１における最下位の水圧計２に対応する導水口５
の規定深度に対し、適切であるか否かを確認する。

シール材層８が所定の深度に達していない場合には、再
度シール材を充填し、一方、所定の深度まで充填されて
いる場合にはシール材の充填作業を終了する。

次に上記シール材層８の上面にフィルター材層９を積層
するのであり、その層厚は第１図（ニ）示す如く、前記
最下段の導水口５の下位から上位までに達し、これによ
り当該フィルター材層９を通して進入した間隙水が、上
記導水口５から当該水圧計２に達するように施すのであ
り、この際フィルター材としては標準砂を用いることが
でき、もちろん、この場合もフィルター材層９の上面に
つき、その深度を測定し、導水口５の規定深度と比較し
て、その適否を確認することとなる。

フィルター材層９の形成手段としてはボーリング孔ａの
開口部から砂等を落下させるとか、長い漏斗状のものを
用いて供給してもよい。

次に、フィルター材層９の上面に前記の如くエポキシ樹
脂等によるシール材の充填作業を行い、必要な段数に達
するまで前記の作業を繰り返し、第１図（ホ）（ヘ）に
示す工程を経てシール材注入作業を完了する。

このような作業が終了すれば、本実施例では第１図に示
すように上、中、下の三段にフィルター材層９が形成さ
れ、夫々における間隙水圧が、夫々の区画管内部４に設
けられた各水圧計２により測定され、図示しない地上側
の測定器により、その測定値を知ることができる。

尚、上記の実施例にあっては、シール材層８上に、直接
フィルター材層９を積層する場合を示したが、本発明に
あっては、例えば、上記シール材層８上にベントナイト
などによる図示しない止水材層を形成し、この上にシー
ル材層を積層するようにし、シール材層の形成に際し、
当該シール材が、標準砂等によるフィルター材層９中に
まで、不本意に浸透していくことを、上記止水材層によ
り阻止するようにするといった付加的な積層工程が存す
る場合をも含むものである。

《発明の効果》 本願の請求項（１）によるときは、水圧測定管をボーリ
ング孔に挿入することで極めて精度の高い深度における
水圧を測定することができ、その測定結果に高い信頼性
を与えることができ、水圧計のコードを損傷したり当該
コードが水みちを形成してしまうこともない。

また、ボーリング孔内の割れ目等にシール材が浸透して
も、所定の深度に到達するまで充填作業が継続されるの
で、高精度に不透水層を形成することができる。

さらに、重要なことは上記シール材に主剤と硬化剤との
混合物を用い、これにつき比重、粘度の特定条件を満足
させただけでなく、揺変性を付与したので、混合物の圧
送供与が円滑に行われたのはもちろん、ボーリング孔内
に注入してしまったシール材は、流動性が低下し、これ
により凹孔部や割れ目の目詰めが確実に行われ、かつ、
当該割れ目などにシール材が逸脱してしまうことがない
ので、シール材の浪費をさけ、地盤の不本意な遮水状態
を生じさせることもないので、測定結果の信頼性を向上
することができる。

また、請求項（２）によるときは、さらに速硬化性と低
発熱性とを兼備させたことにより、施工時間の短縮と、
止水性の向上を達成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）（ヘ）は、本願
請求項（１）に係る地下間隙水圧の測定方法の一実施例
による工程順を示した縦断正面説明図、第２図は同上方
法の実施に用いられる水圧測定管の一例を示す部分縦断
正面図、第３図は同上間隙水圧測定状態における地盤要
部の縦断正面拡大説明図、第４図は従来の地下間隙水圧
の測定方法を示した地盤要部の縦断面正面説明図であ
る。 １……水圧測定管 ２……水圧計 ５……導水口 ６……リード線 ８……シール材層 ９……フィルタ材層 ａ……ボーリング孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 美彦 東京都港区赤坂４―９―９ 日本国土開発 株式会社内 (72)発明者 宮内 鋭弌 東京都港区赤坂４―９―９ 日本国土開発 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−36819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−65101（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導水口と連通する水圧計が適宜間隔毎に区
   分内蔵され、上記水圧計のリード線が地上側へ導出され
   た水圧測定管をボーリング孔中へ挿入する工程と、当該
   ボーリング孔内へ少なくともフィルター材を充填する工
   程と、フィルター材の充填深度を測定して前記導水口を
   被装する箇所にフィルター材層を形成する工程と合成樹
   脂系によるシール材を充填する工程と、上記シール材の
   充填深度を測定してシール材層を積層する工程とを含
   み、上記フィルター材層とシール材層の積層を複数回繰
   り返し、上記リード線を接続した地上側の計測器によっ
   て、各深度における前記各水圧計の測定値が測知される
   ようにした方法において、上記の合成樹脂系によるシー
   ル材が、充填後に水中にて反応硬化するエポキシ樹脂等
   の主剤と硬化剤との混合物であり、比重が水よりも大き
   く、粘度が常温で800〜9000cpであって、かつ、揺変性
   を付与したものであることを特徴とする特殊シール材層
   の形成による地盤内の間隙水圧測定方法。
2. 【請求項２】導水口と連通する水圧計が適宜間隔毎に区
   分内蔵され、上記水圧計のリード線が地上側へ導出され
   た水圧測定管をボーリング孔中へ挿入する工程と、当該
   ボーリング孔内へ少なくともフィルター材を充填する工
   程と、フィルター材の充填深度を測定して前記導水口を
   被装する箇所にフィルター材層を形成する工程と合成樹
   脂系によるシール材を充填する工程と、上記シール材の
   充填深度を測定してシール材層を積層する工程とを含
   み、上記フィルター材層とシール材層の積層を複数回繰
   り返し、上記リード線を接続した地上側の計測器によっ
   て、各深度における前記各水圧計の測定値が測知される
   ようにした方法において、上記の合成樹脂系によるシー
   ル材が、充填後に水中にて反応硬化するエポキシ樹脂等
   の主剤と硬化剤との混合物であり、比重が水よりも大き
   く、粘度が常温で800〜9000cpであって、かつ、揺変性
   が付与されていると共に、硬化反応促進触媒と非反応性
   希釈剤とを添加して、速硬化性と低発熱性とを兼備させ
   たものであることを特徴とする特殊シール材層の形成に
   よる地盤内の間隙水圧測定方法。