説明

ドレーン材及びその設置方法

【課題】 本発明は、簡単な作業によって集水孔に確実に挿入固定できる構造を有するドレーン材及びその設置方法を提供すること。
【解決手段】透水性棒状体4の周囲に透水性の弾力性材料層を設け、施工中は、該弾力性材料層に締付け力を与えて縮小断面状態にし、施工後は、締付け力を解放して拡大断面状態にするようにしたドレーン材1。締付け力は、弾力性材料層2の周囲に線状体3を圧接巻回させることにより与えること、また、弾力性材料層2の周囲に編地を圧接包囲させることにより与えることであるドレーン材1。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤の液状化を防止するためのドレーン材及びその設置方法に関する。
より詳しくは、簡易な作業によって集水孔内で拘束状態にすることができる構造を有するドレーン材及びその設置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、地盤の液状化の防止方法として、集水孔すなわち杭穴に棒状のドレーン材を挿入し、杭穴とドレーン材との間隙に砕石等を投入する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
より具体的には、ドレーン材より大きめの杭穴を穿孔ドリルを使って地盤に開けておき、この杭穴にドレーン材を挿入し、その周囲と杭穴との間を砕石等で埋めるのである。
【0003】
このようにして杭穴とドレーン材との間隙に土砂等が入ると、ドレーン材は安定した状態で杭穴に挿入固定される。
そして、このような構造にすれば、地震発生時に地中の水圧が大きくなっても、地中の水をドレーン材を介して地上へ逃がすことができるので、地盤の液状化が防止されるのである。
【特許文献1】特開2004−52335号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のドレーン材及びその設置方法では、集水孔すなわち杭穴にドレーン材を挿入した後は、杭穴壁とドレーン材との間に土砂等を入れてやる必要があり、この押し込み作業に意外と手間や労力を要するものであった。
また、土砂等をドレーン材の周囲に入れただけでは、数年するとその土砂がドレーン材に沿って排出されて周囲が痩せる結果、特に、水平状態のドレーン材等では集水孔から抜け出すような問題があった。
【0005】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものである。
すなわち本発明は、簡単な作業によって集水孔に確実に挿入固定できる構造を有するドレーン材及びその設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、締付け力を解放して縮小断面状態から拡大断面状態にできる弾力性材料層を設けることにより、上記の問題点を解決することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。
【0007】
すなわち、本発明は、(1)、透水性棒状体の周囲に透水性の弾力性材料層を設け、施工中は、該弾力性材料層に締付け力を与えて縮小断面状態にし、施工後は、締付け力を解放して拡大断面状態にするようにしたドレーン材に存する。
【0008】
すなわち、本発明は、(2)、締付け力は、弾力性材料層の周囲に線状体を圧接巻回させることにより与える上記(1)に記載のドレーン材に存する。
【0009】
すなわち、本発明は、(3)、締付け力は、弾力性材料層の周囲に編地を圧接包囲させることにより与える上記(1)に記載のドレーン材に存する。
【0010】
すなわち、本発明は、(4)、線状体は、水溶性材料よりなる上記(2)に記載のドレーン材に存する。
【0011】
すなわち、本発明は、(5)、編地はそれを編成している糸を引っ張ることで編地組織の少なくとも一部を溶かすものである上記(3)記載のドレーン材に存する。
【0012】
すなわち、本発明は、(6)、線状体又は編地は、化学的に除去するものである上記(2)又は(3)記載のドレーン材に存する。
【0013】
すなわち、本発明は、(7)、弾力性材料層は、不織布よりなる上記(1)に記載のドレーン材に存する。
【0014】
すなわち、本発明は、(8)、透水性棒状体は、プラスチック製細線を円筒状に編み込んで形成された上記(1)に記載のドレーン材に存する。
【0015】
すなわち、本発明は、(9)、透水性棒状体は、プラスチック製細線がランダムに屈曲されて中実になったものである上記(1)記載のドレーン材に存する。
【0016】
すなわち、本発明は、(10)、地盤に形成した集水孔へのドレーン材の設置方法であって、透水性棒状体とその周囲に透水性の弾力性材料層が設けられたドレーン材を締付け力により縮小断面状態にして集水孔に挿入し、その後、締付け力を解放することでドレーン材を拡大断面状態にして集水孔に押圧して挿入固定したドレーン材の設置方法に存する。
【0017】
なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記発明を適宜組み合わせた構成も当然採用可能である。
【発明の効果】
【0018】
本発明のドレーン材1及びその設置方法によれば、透水性棒状体4の周囲に透水性の弾力性材料層2を設けた構造としたので、施工中は、弾力性材料層2に締付け力を与えて縮小断面状態にし、その後、締付け力を解放して拡大断面状態にすれば、弾力性材料層2が直接集水孔の内壁を押圧する。
その押圧力によりドレーン材1は集水孔Gaに圧入された状態となり安定した状態で固定される。
そのため、従来のように砕石等を集水孔Gaとドレーン材1との間にわざわざ投入する必要がない。
【0019】
また、弾力性材料層2による集水孔内壁への押圧力によって、集水孔Gaが水平方向に沿って形成されていたり、集水孔Gaが下方に傾斜して形成されていても、ドレーン材が集水孔Gaから抜け出すようなことがない。
【0020】
また、弾力性材料層2の復元性を大きくした場合には、施工後、集水孔Gaの壁に対する押圧力が大きいために、何かの原因で集水孔Gaの壁が痩せても十分固定力を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明のドレーン材1の第一実施形態を説明する図を示し、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
【0022】
図2は、図1のドレーン材1の拡大断面状態を説明する図を示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
この実施形態のドレーン材1は、円筒状の透水性棒状体4と、その周囲に設けられた円筒状の弾力性材料層2とを有している。
円筒状の透水性棒状体4は中空であり、地盤Gの集水孔Gaに施工した場合に、周囲の水を中空部に集水し、その水を中空部を通して長手方向に流し外部に排出可能である。
この透水性棒状体4は、例えばプラスチック製細線を円筒状に編み込んで形成されており(いわゆる中空ネット管となっている)、周囲の水を内部に引込むことができる。
透水性棒状体4の周囲(外表部)に設けられた弾力性材料層2も、周囲の水を透水性棒状体4に渡すことができるように透水性の材料により形成されている。
【0023】
また弾力性材料層2は、縮小断面状態と拡大断面状態との両状態にできることが必要である。
すなわち締付け力を与えることで縮小断面状態(図1参照)にすることができ、また締付け力を解放することで拡大断面状態(図2参照)にすることができるように、復元力がある材料によって形成される。
その意味で弾力性材料層2は、例えば、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリウレタン繊維等の合成繊維からなる不織布(不織布はその形態から通気性と復元性を有する)や編地或いは織地を用いることが好ましい。
【0024】
ここで弾力性材料層2に対する締め付け力は、具体的には例えば、弾力性材料層2の周囲に線状体3を圧接巻回させることにより付与することができる。
周囲に線状体3を圧接巻回された弾力性材料層2は、通常の状態である拡大断面状態(層が厚くなった状態)から縮小断面状態(層が薄くなった状態)にある。
このように線状体3を除去して締め付け状態から解放すると、弾力性材料層2が拡大復元しドレーン材1自体の径Lが大きくなる(図2参照)。
【0025】
ここで線状体3としては、水に溶けるように水溶性の材料、例えばPVAを使用すれば除去するのに容易となる。
この本発明は拡大復元する原理を使って後述するように地盤中に設置施工するところに主な特徴がある。
【0026】
〔設置方法〕
本発明のドレーン材1は上記のような構造であり、まず透水性棒状体4とその周囲に透水性の弾力性材料層2が設けられたドレーン材1を締付け力により縮小断面状態にしておく。
そして、縮小断面状態のまま集水孔Gaに挿入する。
その後、締付け力を解放することでドレーン材1を縮小断面状態から拡大断面状態にして集水孔Gaの内壁を押圧し確実な挿入固定を行う。
【0027】
このドレーン材1を垂直方向の集水孔Gaに設置する方法について、更に図3を用いて原理的に工程を説明する。
1) まず、対象とする地盤Gに一定深さの集水孔Gaを形成する〔図3(A)〕。
この場合、通常、集水孔Gaの径は、ドレーン材1の径より大きい。
【0028】
2) 次に集水孔Gaに上方からドレーン材1を挿入する〔図3(B)〕。
ドレーン材1は透水性棒状体4の周囲に透水性の弾力性材料層2が設けられており、弾力性材料層2が締め付け状態にあるために、集水孔Gaにドレーン材1が容易に挿入される。
【0029】
3) ドレーン材1を挿入した後、弾力性材料層2への締付け力を解放することでドレーン材1を拡大断面状態にする〔図3(C)→図3(E)〕。
【0030】
この場合、弾力性材料層2を締め付けている線状体3を除去する作業を行う。
例えば、線状体3が水溶性のものであれば、水Wを集水孔Gaに注入することで、線状体3を容易に水に溶解させることができる〔図3(D)〕。
線状体3が水に溶けると締付け力が解消されて弾力性材料層2が復元する。
その結果、ドレーン材1が拡大断面状態となり、集水孔Gaとドレーン材1との間隙は埋められる〔図3(E)〕。
【0031】
この場合、弾力性材料層2は集水孔Gaの壁面を押圧するために、ドレーン材1は集水孔Gaに安定して挿入固定された状態となる。
以上で、ドレーン材1の地盤中への設置が終了する。
【0032】
次に、参考までに現場でのより具体的な設置方法を図4を用いて工程別に述べる。
先ず、ステップ1において、図4(a)に示すように、重機5に搭載されたボーリングマシン6によって地盤Gに集水孔Gaを形成する。
通常、集水孔Gaの形成にあたっては、ケーシング7(一般に高強度鋼管が使用される)と、ケーシング7内から抜脱可能なインナーロッド8(削孔ビット81を有する)とを用いて常法により行う。
【0033】
次いで、ステップ2において、インナーロッド8を引き抜き、図4(b)に示すように、集水孔Gaにケーシング7を残す。
【0034】
次いで、ステップ3において、図4(c)に示すように、線状体3である水溶性糸により弾力性材料層2に締付け力を与えて縮小断面状態にされたドレーン材1をケーシング7内に投入する。
【0035】
ドレーン材1は、特に合繊樹脂材で作製された場合、軽量となり、その長さが数メートル程度、その径が数cm程度であれば、一人の作業員により容易に押し込み作業を行うことができる。
【0036】
次いで、ステップ4において、図4(d)に示すように、ケーシング7を上方に引き抜く。
このケーシング7の内径は、通常、ドレーン材1の外径より大きくされており、ドレーン材1の水溶性糸3を損傷することなく、ケーシング7を抜き取ることができる。
【0037】
ケーシング7を集水孔Gaから抜き取ると、ドレーン材1と集水孔Gaの内壁とに間隙が生ずる状態になる。
【0038】
次いで、ステップ5において、水溶性糸3を溶かすことにより除去する。
水溶性糸の溶解は、図4(e)に示すように、集水孔Gaの内壁とドレーン材1との隙間に水W(温水がより好ましい)を注入して行う。
【0039】
そして、水溶性糸3を溶解させると、締付け力が解放され、ドレーン材1は縮小断面状態から拡大断面状態に変わる。
その結果、ステップ6において、図4(f)に示すように、ドレーン材1が集水孔Gaの壁に圧接された状態となる。
以上で、ドレーン材1の地盤中への設置が終了する。
【0040】
〔第2の実施の形態〕
第1の実施の形態では、弾力性材料層2の締め付けは線状体3(例えば水溶性糸)を巻回することにより行っているが、ここでは弾力性材料層2は周囲が編地で締め込まれている。
このように編地が圧接包囲されているので、編地30を編成している糸を引っ張ることで編地組織の少なくとも一部が解けることから、締め付け力が除去されて弾力性材料層2は拡大復元しドレーン材1は拡大断面状態に変わるのである〔図5(A)→図5(B)〕。
【0041】
〔第3の実施の形態〕
第1及び第2の実施の形態ではドレーン材1における透水性棒状体4の中が中空である場合を示したが、透水性棒状体4の中を中実とすることも可能である。
【0042】
図6は、その透水性棒状体4が中実となっている例を示す図である。
この場合、透水性棒状体4は、プラスチック製細線がランダムに屈曲されて中実の棒状となっている。
作り方としては、金型の中にプラスチックを細線状に押し出して充填することで、屈曲したプラスチック製細線が互いに熱融着点を有する形態となり中実の透水性棒状体として形成される(ここで中実といっても全部詰まっていることを意味するものではない)。
従って、内部は中実であるが完全に閉じて詰まってはいないため、水の排水路としてはやや抵抗があるもの排水することができる。
また、中実であるがために地盤からの圧力に対して十分な耐圧力が得られるメリットがある。
【0043】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、ドレーン材1として丸棒状のものを用いた例について説明したが、原理的に言えば本発明のドレーン材1の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、多角形断面を有するものであっても良い。
【0044】
また、上述した実施形態では、線状体3の巻回の仕方も、自由であり、要は弾力性材料層2に締め付け力を与えることができればよい。
【0045】
また弾力性材料層2を締め付ける物として線状体3や編地を使っており、これを解除するため水で溶かしたり、編地を解いたりする場合を述べたが、締め付ける物(線状体、編地等)を化学的に除去する(例えば、アルカリ処理、酸処理等)ことも可能である。
当然、その場合は弾力性材料層2は化学的に変化しないような材料を使うこととなる。
また、これらの締め付ける物に対して外力を与えることにより機械的に開放除去することも可能である。
【0046】
更に、上述した実施形態では、地盤Gに垂直に形成された集水孔Gaにドレーン材1を設置した例について説明したが、例えば、地盤Gに水平方向に形成された集水孔Gaにドレーン材1を設置してもよいし、或いは、傾斜方向に形成した集水孔Gaにドレーン材1を設置してもよい。
何れにしても、弾力性材料層2が集水孔Gaの壁を押圧するため、ドレーン材1は安定して固定され、抜け出るようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】図1は、本発明のドレーン材の第一実施形態を説明する図を示し、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
【図2】図2は、図1のドレーン材の拡大断面状態を説明する図を示し、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
【図3】図3は、このドレーン材の設置方法を原理的に示した説明した図である。
【図4】図4は、このドレーン材の具体的な設置方法を説明した図である。
【図5】図5は、本発明のドレーン材の第二実施形態を説明する図を示し、(A)は縮小状態を示す斜視図、(B)は一部拡大状態を示す斜視図である。
【図6】図6は、本発明のドレーン材の第三実施形態を説明する図を示し、(A)は縮小状態を示す斜視図、(B)は拡大状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0048】
1…ドレーン材
2…弾力性材料層
3…線状体(水溶性糸)
4…透水性棒状体
5…重機
6…ボーリングマシン
7…ケーシング
8…インナーロッド
81…削孔ビット
G…地盤
Ga…集水孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透水性棒状体の周囲に透水性の弾力性材料層を設け、
施工中は、該弾力性材料層に締付け力を与えて縮小断面状態にし、
施工後は、締付け力を解放して拡大断面状態にするようにしたことを特徴とするドレーン材。
【請求項2】
締付け力は、弾力性材料層の周囲に線状体を圧接巻回させることにより与えることを特徴とする請求項1に記載のドレーン材。
【請求項3】
締付け力は、弾力性材料層の周囲に編地を圧接包囲させることにより与えることを特徴とする請求項1に記載のドレーン材。
【請求項4】
線状体は、水溶性材料よりなることを特徴とする請求項2に記載のドレーン材。
【請求項5】
編地は、それを編成している糸を引っ張ることで編地組織の少なくとも一部を溶かすものであることを特徴とする請求項3記載のドレーン材。
【請求項6】
線状体又は編地は、化学的に除去するものであることを特徴とする請求項2又は3記載のドレーン材。
【請求項7】
弾力性材料層は、不織布よりなることを特徴とする請求項1に記載のドレーン材。
【請求項8】
透水性棒状体は、プラスチック製細線を円筒状に編み込んで形成されたことを特徴とする請求項1に記載のドレーン材。
【請求項9】
透水性棒状体は、プラスチック製細線がランダムに屈曲されて中実になったものであることを特徴とする請求項1記載のドレーン材。
【請求項10】
地盤に形成した集水孔へのドレーン材の設置方法であって、透水性棒状体とその周囲に透水性の弾力性材料層が設けられたドレーン材を締付け力により縮小断面状態にして集水孔に挿入し、
その後、締付け力を解放することでドレーン材を拡大断面状態にして集水孔に押圧して挿入固定したことを特徴とするドレーン材の設置方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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