遮水壁材の継手充填用注入材及び該注入材を使用した遮水壁の施工方法
【課題】雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にほとんど変化が見られなく、また継手外へ流れ出すおそれが無く、固化後に所定の優れた遮水性能を有するものとなる遮水壁材の雌継手用充填材を提供し、それと共にこの充填材を用いた遮水壁の打設方法を提供する。
【解決手段】遮水壁材１の継手充填用注入材は注入材が、セメント、粘土、ベントナイト、膨張性混和剤、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物とする。
【解決手段】遮水壁材１の継手充填用注入材は注入材が、セメント、粘土、ベントナイト、膨張性混和剤、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遮水壁材の継手部内に充填するための注入材及び該注入材を使用した遮水壁の打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮水壁材として使用される鋼管矢板を打設するときに継手に土砂等が入らないように雌継手の下端を封鎖した遮水壁材は古くから知られていた（例えば、特許文献１参照）。
また、雌継手のスリット部からも土砂等が入らないように工夫されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等参照）。
そして特許文献２では、スリット部を例えば合成樹脂フイルムなどの雄継手の先端部により容易に破断される強度の材料で防ぐことが開示されているが、雌継手内には何も充填されていなかった。
【０００３】
そこで特許文献３に見られるように、雌継手内に発泡樹脂の棒状物やピートモスを固めたもの等を充填することが提案されている。雌継手内に第２の鋼管矢板（遮水壁材）の雄継手が挿入されることにより、これらの棒状物等が切り裂かれながら第２の鋼管矢板（遮水壁材）が貫入されていくことになる。しかしながら雌継手がその径に比べて長さが極めて大きい場合、これらの充填物は長手方向に圧縮されて強度が増す虞があり、深度が深くなると第２の鋼管矢板（遮水壁材）が貫入され難くなる虞がある。
そこで雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、鋼管矢板（遮水壁材）を打設した後に、雌継手内に遅延剤を添加したモルタルやコンクリート等の遅延性固化材を注入して充填することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
しかしながら、遅延剤を添加すると硬化しても強度が充分に発揮できないという欠点を有しているほかに、銅管矢板（遮水壁材）が長手方向（深度方向）に長い場合、最後に注入された地表側の充填材は、未だ流動性を有しているものの、最初に注入されることになる最深部では遅延性固化材の部分的な硬化が始まる深部での第２の矢板の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の鋼管矢板（遮水壁材）をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。そして打設箇所では地下水の水流が存在し、この地下水を遮水壁材で止水する必要があるが、このように継手部の固化材がひび割れていると止水（遮水）効果が失われる可能性がある。
【０００５】
また、モルタルやコンクリートなどのように骨材が含まれた固化材の場合は、雌継手内に充填した後で骨材が沈降して、深度が深い部分に骨材が多く含まれる状態となり、地上側では反対に骨材の混入量が少ない状態になり、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞があり、また深度方向で遮水性能が変化する虞がある。
【０００６】
更に雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、鋼管矢板（遮水壁材）を打設した後に、雌継手内にセメントとベントナイトと水からなるＣＢモルタルを注入する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながらＣＢモルタルも鋼管矢板（遮水壁材）が長手方向（深度方向）に長い場合、最後に注入された地表側のＣＢモルタルは、未だ流動性を有しているものの、最初に注入されることになる最深部ではＣＢモルタルの部分的な硬化が始まる深部での第２の鋼管矢板（遮水壁材）の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。そして打設箇所では地下水の水流が存在し、この地下水を遮水壁材で止水（遮水）する必要があるが、このように継手部の固化材がひび割れていると止水（遮水）効果が失われる可能性がある。
【０００７】
またＣＢモルタルは、セメントとベントナイトが分離して地表側に水分が浮き上がり、地上側では水分量が多くなり、深度方向に水分量が少なくなる現象が生じ、深部での第２の矢板の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。
【０００８】
なお、上記した従来のいずれの注入材でも流動性注入材を継手内に充填した後も相当時間の間、流動性を有するため、継手の嵌合時に生じる隙間から注入材が土中に漏れ出すために、注入材が流出した継手内に地下水や細砂が流入し、そのため継手部での遮水性能を満足できない可能性がある。
【０００９】
また、上記した従来のいずれの注入材でもウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設する場合は、継手内に充填された従来の充填材が流動抵抗が小さいために、この継手と嵌合させる次の遮水壁材をウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設するとき、継手の嵌合時に生じる隙間から土中に噴出されたジェット水が充填材が充填された継手内に流入し、そのため継手部での遮水性能を満足できないという問題を生じる可能性がある。
【特許文献１】実開昭５５−７１７４４号公報
【特許文献２】実公平０７−２９０１７号公報
【特許文献３】特開平１０−１０２４８３号公報
【特許文献４】特許第３７５５６４１号公報
【特許文献５】特開２００２−２８５５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にほとんど変化が見られなく、また継手外へ流れ出すおそれが無く、固化後に所定の優れた遮水性能を有するものとなる遮水壁材の雌継手用充填材を提供することであり、それと共にこの充填材を用いた遮水壁の打設方法を提供することである。
なお、本発明では、遮水壁として使用される鋼管矢板も遮水壁材という。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の遮水壁材の継手充填用注入材は注入材が、セメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする。
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載した遮水壁材の継手充填用注入材は膨張性混和剤が添加されたものであることが更に好ましい。
【００１２】
このようなセメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤の中でいずれかの材料が欠落したときは、次の遮水壁材を打設するときにより大きな打設力を必要とするなどのトラブルが発生し、また雌継手の中に打設された雄継手と固化した注入材の間に水道を生じる等の理由で継手部の遮水性能が低下するなどの欠陥を生じる。
また、セメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤の他に目的とする性能に悪影響を与えないなれば他の材料を添加してもよい。
なお、セメントとして特に好ましいのは高炉セメントである。高炉セメントは化学抵抗性が優れている、長期強度の発現性が良好である、アルカリ骨材反応抑制効果が優れている、という特性を有しているので、遮水壁材の継手充填用注入材として特に好ましく中でも高炉セメントＢ種を使用することが特に好ましい。
【００１３】
また上記注入材の特に好ましい配合比は、注入材の立方メートル当たり高炉セメント２００〜３００ｋｇ、粘土１００〜２００ｋｇ、ベントナイト６０〜１８０ｋｇ、膨張性混和剤０〜６０ｋｇ（特に好ましくは１〜６０ｋｇ）、泥水調整剤０．１〜０．３ｋｇ、流動化剤０．５〜２ｋｇであり、配合する水の量は、これらを配合した結果の注入材が丁度１立方メートルになる量である。
例えば、注入材の立方メートル当たり高炉セメントＢ種が２４０ｋｇ、粘土１５０ｋｇ、ベントナイト１２０ｋｇ、膨張性混和剤１０ｋｇ、泥水調整剤０．２ｋｇ、流動化材１ｋｇを用いたときの水の使用量は８１３ｋｇである。
【００１４】
また、この注入材の好ましい混合方法は、配合に使用する全量の水とベントナイトとを最初に撹拌混合後、粘土を加えて撹拌混合する。その後に泥水調整剤、流動化剤を添加する。なお、流動化剤よりも泥水調整剤を先に添加した方が望ましいようである。以上の材料の混合は充分に行う。
施工日に充分な混合状態を保持できればこのような高炉セメントと膨張性混和剤以外の混合作業は、施工日前に行うことができる。
そして施工日に、既に粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤が水に混和されたものに高炉セメントと膨張性混和剤とを加えて撹拌混合して充填材量とすることが特に好ましい。
【００１５】
なお、泥水調整剤としては、財団法人建設物価調査会発行の「建設物価」に一般土木用材としての泥水調整剤として示されているものが使用できる。
膨張性混和剤は、これを加えなかったときに流動性が低すぎて雌継手内に充填させて固化した場合に隙間が生じるおそれがある場合に流動性を高くするためのものであり、膨張性混和剤を加えなくとも所期の性能が確保される場合は、膨張性混和剤を加える必要がない。しかしながら、より確実に注入材の性能を発揮させるためには膨張性混和剤を加えておくことが特に好ましい。
【００１６】
次ぎに注入材を使用した遮水壁の施工方法を説明する。
本発明による注入材を使用した遮水壁の施工方法は、請求項３に記載したように、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有する遮水壁材を地中に打設した後に、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を打設し、所定時間経過後に打設された遮水壁材の雌継手内の注入材が固化することを特徴とする。
【００１７】
なお、雌継手のスリット部を封鎖する塞ぎ材が薄肉の金属板（薄肉鋼板）であると、該雌継手と嵌合し得る継手部材による引き裂き時に見事に引き裂かれるので特に好ましい封鎖材料である。
【００１８】
また、本発明によるソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法は、請求項４に記載したようにソイルセメント地中連続壁が未だ未硬化で流動性を有する段階で、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有し、この二つの継手問の本体部分が薄肉で幅が大きい遮水壁材を補助フレームを使用して地中に打設し、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を最初の遮水壁材の打設と同じ条件で打設し、所定時間経過後に雌継手内の注入材が固化することを特徴とする。
【００１９】
このように遮水壁材が薄くてもソイルセメントの中心部に遮水壁材が存在していることにより、ソイルセメント壁の遮水効果が高くなる。またソイルセメント中に遮水壁材を打設するため、土中に遮水壁材を打設することに比べると極めて容易に打設できる。
なお、ソイルセメント中に打設する為、薄肉な遮水壁材が使用できる。しかし打設の際には、遮水壁板が薄肉な為に補助フレームを用いて打設するのである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の注入材は、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にはとんど変化が見られなく、また空隙も発生しないという効果を発揮することができる。
【００２１】
そして本発明の注入材は、遮水壁材の雌継手内に充填した状態で該雌継手に嵌合し得る継手と嵌合する際に、トラブルを発生することが無いという効果を発揮し、また雄継手が嵌合した状態で雌継手内から注入材が継手部外に流出する虞が無く、更に雌継手と嵌合された継手と注入材の密着性が確保できるという作用があるので、注入材が硬化すると継手部の止水性が確保できる。即ち、本発明の遮水材は、完全に固化した後には透水係数が１０−６ｃｍ／秒以下となる優れた遮水性能を発揮するという優れた効果を発揮する。
【００２２】
即ち、本発明の注入材は、注入時は流動性がよく（例えば、テーブルフロー値で２００ｍｍ以上の流動性）、通常のポンプで送ることができる。そして充填した注入材（充填材）が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有する状態（例えば、テーブルフロー値で１６０ｍｍとなってやや流動性を失った状況）になった段階で、雌継手内にこれに嵌合する継手を挿入させるので、次の遮水壁材の打設時にバイブロハンマーを用いて打設したとしても、破断した塞ぎ材の隙間から注入材が外部地盤中に流出することもなく、土砂が継手内に流入することもない。またバイブロハンマーによる振動で注入材が塑性変形することもなく、注入材が隙間を生じることがない。
またウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設した場合でも問題を生じない。
ここでテーブルフロー値は、日本道路公団規格のＪＨＳ Ａ ３１３−１９９２のシリンダーをフローコーンの代替物としてＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７のフロー試験方法で測定した値である。
なお、膨張性混和剤が添加されたものである注入材は、更に品質が安定して注入し易くなる。
【００２３】
更に、高炉セメントと膨張性混和剤以外の混合作業は、施工日前にも行うことができ、施工日に既に粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤が水に混和されたものに高炉セメントと膨張性混和剤とを加えて撹拌混合して充填材量とすることができるので、配合量の調整や混合時期等の自由度がある。
【００２４】
本発明による注入材を使用した遮水壁の施工方法に従うと、雌継手は底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖されているので、注入材を注入して充填することができ、使用する注入材が雌継手内に隙間を生じることなく充填できるという性能を有しているので、雌継手内に泡粒などが存在しない状態で充填される。
【００２５】
また、雌継手のスリットを封鎖する塞ぎ材が薄肉の金属板（薄肉鋼板）であると、該雌継手に嵌合し得る継手部材による引き裂き時に見事に引き裂かれ、継手の嵌合時に問題を生じない。
【００２６】
更に、本発明によるソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法に従うと、ソイルセメント壁の遮水効果が高くなる。また補助フレームを使用するが、ソイルセメント中に遮水壁材を打設するため、土中に遮水壁材を打設することに比べると極めて容易に打設できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図面を用いて本発明を説明する。
本発明に使用した遮水壁材は、図１に示したものであり、例えば鋼板などの不透水性材料からなる遮水壁材１であり、板状の遮水壁材本体２の両側に上下方向に延長する連続した継手を備えている。即ち、遮水壁材本体２の一側部に側面に開口するスリット部４により分断された横断面一部切欠円環状の雌継手５が設けられ、遮水壁材本体２の他側には横断面丁字状の雄継手３が設けられている。図２は図１の要部を拡大して示したものである。
【００２８】
雌継手５の下端側の傾斜部は、鋼板製の底板６が溶接等により固定されて閉塞され、前記のスリット部４には、図３に示すように、スリット部４の幅寸法よりも広幅で薄肉の鋼板からなる塞ぎ材９が、スリット部４の上下方向に連続して配置されると共に、塞ぎ材９の両側部縁部外側に帯状鋼板１０が当接されて、薄肉の塞ぎ材９の縁部および前記帯状鋼板１０の縁部が、図３（ａ）に示すように、Ｔｉｇ溶接Ｗにより、雌継手構成片７に固定されている。
【００２９】
なお、スリット部４の下端側は、図１，図２、図３（ｂ）に示すように、薄肉鋼板からなる塞ぎ材９および帯状鋼板１０より広く横断するように断面半円状の鋼製のフリクションカッター８が雌継手構成片７に溶接等により固定され、塞ぎ材９と底板６との間に隙間が生じないようにされている。
【００３０】
また、図１，図２，図３（ｃ）に示すように、遮水壁材本体２の雄継手３側の下端部には、図３（ｄ）に示すように先端部を先細状に形成した塞ぎ材破断用のカッター部１１が形成されている。
前記の塞ぎ材被断用カッター部１１は、遮水壁材本体２の先端部の側面延長面が先細状の刃先とされ、前記塞ぎ材破断用カッター部１１には、焼き入れ等の熱処理が施され
て硬化処理されている。
なお、塞ぎ材破断用カッター部１１は、隣接する雌継手５における塞ぎ材９を破断する役割を果たすものであり、破断された塞ぎ材９が雌継手５の内側に入り込まないようにするために、図２に２点鎖線で示すように、塞ぎ材破断用カッター部１１の下端部を、遮水壁材本体２の幅方向に雌継手５側に向かって下端レベルが上昇するように傾斜させて、塞ぎ材破断用カッター部１１により常時、塞ぎ材９を雌継手５におけるスリット部４の半径方向に向かって破断（切断）するようにさせてもよい。
【００３１】
前記のフリクションカッター８により、遮水壁材１を図４（ａ）に示すように地盤１３に打設する場合に、フリクションカッター８の上側の塞ぎ材９と地盤１３との間に間隔が形成されるため、塞ぎ材９の負担を低減でき、塞ぎ材９を薄鋼板９ａ等の薄板材料により構成することができる。また前記の薄鋼板９ａの側面をＴｉｇ溶接等により、雌継手構成片７に固定する場合、帯状当金として帯状鋼板１０が塞ぎ材９の両側に当接されて、塞ぎ材９の縁部および前記帯状鋼板１０の縁部を雌継手構成片７に溶接により固定することで、薄鋼板９ａを塞ぎ材９として実用的に使用することができると共に、地中への打設時や雄継手による塞ぎ材９の破断時に、塞ぎ材９の縁部で破損されないようにしている。
【００３２】
なお、塞ぎ材９としての薄鋼板９ａは板厚が０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましく０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものが特に好ましい。
そこでこの実施例で使用した遮水壁材１は、雌継手５における鋼管の直径が１１４．３ｍｍで、スリット部４の幅寸法が３０ｍｍで、雌継ぎ手５としての鋼管の長さが１２ｍのもので製作され、塞ぎ材９として板厚が０．２ｍｍで、幅が１４０ｍｍで長さが１２ｍの薄鋼板が使用された。
また、塞ぎ材９の両側縁部に、厚さ３．Ｏｍｍで幅１３ｍｍで長さ１２ｍの帯状鋼板１０を重ねて、Ｔｉｇ溶接により雌継手構成片７に固定されて、雌継手５のスリット部４が封鎖されている。
なお、雄継手３は板状の遮水壁材本体２の先端部に直角に、板厚９ｍｍで、幅寸法６５ｍｍの鋼板が溶接により固定されているものである。
なお、遮水壁材１の本体２は、板厚が５ｍｍ〜９ｍｍ前後の鋼板で幅が２ｍ〜２．４ｍ程度、長さが遮水壁材１として必要な長さ、例えば１２ｍのものである。
【００３３】
このように幅と長さに対して板厚が薄い遮水壁材１を地中に打設する場合やソイルセメント中に所定の位置に設置するためには、補助フレームを使用する必要がある。
そこで遮水壁材１側に補助フレームと一体化させるために、図５に示すように、遮水壁材１の本体２の下端部に補強鋼板が溶接され、補強鋼板に幅方向に複数の係止フック２２が溶接され、遮水壁材１の本体２の上端側にはピンまたはボルトの挿通孔を有する複数の連結用ブラケット２３を備えさせる。
【００３４】
このような形態の遮水壁材１を図６に示すように保持させる補助補強フレーム２１には、その下端部には幅方向に間隔をおいて複数個の縦ピン２４を備えており、前記係止フック２２に挿入される構造になっている。また補助補強フレーム２１の上部には補助補強フレームの吊り手を有していると共に、図７に示すように、ターンバックル２５の一端側に、連結金具２６に一体のネジ軸部がねじ込まれ、またターンバックル２５の他端側には補助補強フレーム２１に一端側が回動自在に連結された左ネジ軸部２８がねじ込まれることにより長さ調整機能を有する緊張連結金具２７が備えられている。このように緊張連結金具２７は補助補強フレーム２１に回動可能に設けられている。
【００３５】
前記したような形状の遮水壁材１を補助補強フレーム２１に図６に示すように保持させる場合は、補助補強フレーム２１の先端側の各縦ピン２４を、遮水壁材１の係止フック２２に挿入して、補助補強フレーム２１を遮水壁材１に重ね合わせ、遮水壁材１の連結用ブラケット２３に、補助補強フレーム２１における緊張金具２７の連結金具２６をボルト等の横軸により連結し、この状態で前記ターンバックル２５を回勤して、遮水壁材１を補助補強フレーム２１の上部方向に引き上げるようにすると、補助補強フレーム２１の縦ピン２４により遮水壁材１の係止フック２２側の移動が阻止されて、遮水壁材１が緊張状態となり、補助補強フレーム２１と共に運搬あるいは地中への打ち込みが可能になる。
【００３６】
なお、遮水壁材１が所定の位置に打設された後に、ターンバックル２５を逆回転させて前記緊張金具２７を開放し、補助補強フレーム２１を遮水壁材１に沿って、例えば上方ヘスライド移動させると、補助補強フレーム２１を遮水壁材１から分離させて地上に回収することができる。
【実施例１】
【００３７】
遮水壁材１の本体２は板厚が５ｍｍ〜９ｍｍ前後の鋼板で幅が２ｍ〜２．４ｍ程度、長さが遮水壁材として必要な長さである１２ｍのもので、塞ぎ材９として板厚が０．２ｍｍで、幅が１４０ｍｍで長さが１２ｍの薄鋼板９ａが使用された上記に示した遮水壁材１を実施例に使用する遮水壁材とした。
【００３８】
また、遮水壁材の継手充填用注入材として、１立方メートル当たりの注入材の量の継手充填用注入材の混合量として、ベントナイト１２０ｋｇと水８１３ｋｇとを充分撹拌混合した後に、粘土１５０ｋｇを加えて充分撹拌混合する。その後に泥水調整剤０．２ｋｇを加え、次ぎに流動化材１ｋｇを加え充分に撹拌混合する。その後、高炉セメントＢ種が２４９ｋｇと膨張性混和剤１ｋｇを加えて充分撹拌して遮水壁材の継手充填用注入材を準備した。この継手充填用注入材はテーブルフロー値で２００ｍｍ以上の流動性を示し流動性がよいものであった。
なお、この例では粘土として粉末粘土を使用し、泥水調整剤としてアクリルアミド共重合体を使用し、流動化材としポリカルボン酸共重合物のナトリウム塩を使用し、膨張性混和剤としてエトリンガイト一石灰複合系の膨張性セメント混和材を使用した。
【００３９】
ソイルセメント壁施工機は、例えば特開平９−１７７１２３号公報に記載された外周に切削撹拌翼を突設された無端チェーンがカッターポストに設けられた施工機を使用して、予め深さ１３ｍ、壁幅６０ｃｍ、長さ１０ｍの掘削土と固化材とが充分にかつ均一に撹拌されたソイルセメント地中連続壁を築造した。
【００４０】
このソイルセメント地中連続壁が未硬化で流動性を有する時期に、前記した遮水壁材１を補助補強フレーム２１を用いてソイルセメント中の所定の位置に打設（沈設）した。その後、打設した遮水壁材の塞ぎ材９でスリット部４が塞がれた雌継手５内に、前記した注入材を通常のポンプで送り、雌継手５内に注入材を隙間なく充填した。この状態を図４（ｂ）に示す。１２は雌継手５内に充填された注入材、１４はソイルセメントである。
【００４１】
この注入材１２がやや流動性が低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているとき（例えば、充填された注入材のテーブルフロー値が１６０ｍｍ以下とやや流動性が低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているとき）に、次の遮水壁材を先の遮水壁材を打設（沈設）するときと同様にし、かつ先に打設した遮水壁材の雌継手内に、次の打設する遮水壁材の雄継手が入るように打設（沈設）し始める。即ち、図４（ｃ）に示すように、次の遮水壁材１ａの雄継手３が既に打設した雌継手５のスリット部４の塞ぎ材９を引き裂きつつ雌継手５と嵌合するようにして次の遮水壁材１ａを打設（沈設）する。
次の遮水壁材の打設（沈設）が終了すると、その雌継手内に注入材を隙間なく充填させた。その後に、最初に打設（沈設）した遮水壁材の補助補強フレーム２１を地上に回収した。
同様にして遮水壁材を次々に打設（沈設）させて、連続された遮水壁材を有するソイルセメント地中連続壁とする。
なお、雌継手の塞ぎ材が引き裂かれても雄継手が存在し、充填した注入材（充填材）がソイルセメント中に流出しない。
所定時間経過後に雄継手が嵌合した状態の雌継手内の注入材が固化するのである。
【００４２】
なお、使用した注入材の透水係数を調べるために、用意した前記の注入材を成型して２８日後に、ＪＩＳ Ａ １２１８−１９９８の定水位透水試験方法に準じて１５０ｋＰａの加圧（水位差１５ｍに相当）条件で透水係数を測定した。
測定結果は、７．５９×１０−９ｃｍ／ｓｅｃであり、優れた遮水性を有していた。
更に注入材の配合比を注入材の立方メートル当たり高炉セメント２００〜３００ｋｇ、粘土１００〜２００ｋｇ、ベントナイト６０〜１８０ｋｇ、膨張性混和剤０〜６０ｋｇ（特に好ましくは１〜６０ｋｇ）、泥水調整剤０．１〜０．３ｋｇ、流動化剤０．５〜２ｋｇの範囲で変化してもいずれも優れた遮水性を示した。
【００４３】
また、本発明の注入材を適用可能な遮水壁材は図１に示した遮水壁材に限られるのではなく、少なくとも底部が封鎖され、スリット部に所定の塞ぎ材で封鎖された継手（本発明では該継手の形状に拘わらず雌継手と称する）を有する遮水壁材であればよい。従って該雌継手に嵌合し得る継手の形状は図１に示した形状に限られるものではなく、該雌継手に嵌合し得る形状をした継手であればよい。なお、両側に雌継手を有する遮水壁材を使用し、これと嵌合可能な形状をした雇い継手にて両側の遮水壁材を一体的に連結するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にほとんど変化が見られない遮水壁材の雌継手用充填材が提供でき、それと共にこの充填材を用いた遮水壁の打設方法が提供でき、優れた遮水性を有する地中連続壁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に使用される遮水壁材の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の上端部付近および下端部付近を拡大して示す一部切欠斜視図である。
【図３】（ａ）は図１の遮水壁材の中間部の横断平面図、（ｂ）はフリクションカッター付近の横断平面図、（ｃ）は遮水壁材における雄継手下端部のカッター部付近を拡大して示す側面図、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は遮水壁材を地盤に打設した状態を示す横断面図、（ｂ）はソイルセメント中に打設した遮水壁材の雌継手内に注入材を充填した状態を示す横断面図、（ｃ）は隣接する遮水壁材の雄継手により雌継手の塞ぎ材を破断しながら打設している状態を示す横断平面図である。
【図５】本発明に使用される遮水壁材の他の一例を示す斜視図である。
【図６】補助補強フレームを遮水壁材に重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 遮水壁材
１ａ 次に打設する遮水壁材
２ 遮水壁材本体
３ 雄継手
４ スリット部
５ 雌継手
６ 底板
７ 雌継手構成片
８ フリクションカッター
９ 塞ぎ材
１０ 帯状鋼板
１１ 塞ぎ材破断用カッター部
１２ 雌継ぎ手内に充填された注入材
１３ 地盤
１４ ソイルセメント
２１ 補助補強フレーム
２２ 係止フック
２３ 連結用ブラケット
２４ 縦ピン
２５ ターンバックル
２６ 連結金具
２７ 緊張用金具
２８ 左ねじ軸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は遮水壁材の継手部内に充填するための注入材及び該注入材を使用した遮水壁の打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮水壁材として使用される鋼管矢板を打設するときに継手に土砂等が入らないように雌継手の下端を封鎖した遮水壁材は古くから知られていた（例えば、特許文献１参照）。
また、雌継手のスリット部からも土砂等が入らないように工夫されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等参照）。
そして特許文献２では、スリット部を例えば合成樹脂フイルムなどの雄継手の先端部により容易に破断される強度の材料で防ぐことが開示されているが、雌継手内には何も充填されていなかった。
【０００３】
そこで特許文献３に見られるように、雌継手内に発泡樹脂の棒状物やピートモスを固めたもの等を充填することが提案されている。雌継手内に第２の鋼管矢板（遮水壁材）の雄継手が挿入されることにより、これらの棒状物等が切り裂かれながら第２の鋼管矢板（遮水壁材）が貫入されていくことになる。しかしながら雌継手がその径に比べて長さが極めて大きい場合、これらの充填物は長手方向に圧縮されて強度が増す虞があり、深度が深くなると第２の鋼管矢板（遮水壁材）が貫入され難くなる虞がある。
そこで雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、鋼管矢板（遮水壁材）を打設した後に、雌継手内に遅延剤を添加したモルタルやコンクリート等の遅延性固化材を注入して充填することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
しかしながら、遅延剤を添加すると硬化しても強度が充分に発揮できないという欠点を有しているほかに、銅管矢板（遮水壁材）が長手方向（深度方向）に長い場合、最後に注入された地表側の充填材は、未だ流動性を有しているものの、最初に注入されることになる最深部では遅延性固化材の部分的な硬化が始まる深部での第２の矢板の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の鋼管矢板（遮水壁材）をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。そして打設箇所では地下水の水流が存在し、この地下水を遮水壁材で止水する必要があるが、このように継手部の固化材がひび割れていると止水（遮水）効果が失われる可能性がある。
【０００５】
また、モルタルやコンクリートなどのように骨材が含まれた固化材の場合は、雌継手内に充填した後で骨材が沈降して、深度が深い部分に骨材が多く含まれる状態となり、地上側では反対に骨材の混入量が少ない状態になり、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞があり、また深度方向で遮水性能が変化する虞がある。
【０００６】
更に雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、鋼管矢板（遮水壁材）を打設した後に、雌継手内にセメントとベントナイトと水からなるＣＢモルタルを注入する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながらＣＢモルタルも鋼管矢板（遮水壁材）が長手方向（深度方向）に長い場合、最後に注入された地表側のＣＢモルタルは、未だ流動性を有しているものの、最初に注入されることになる最深部ではＣＢモルタルの部分的な硬化が始まる深部での第２の鋼管矢板（遮水壁材）の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。そして打設箇所では地下水の水流が存在し、この地下水を遮水壁材で止水（遮水）する必要があるが、このように継手部の固化材がひび割れていると止水（遮水）効果が失われる可能性がある。
【０００７】
またＣＢモルタルは、セメントとベントナイトが分離して地表側に水分が浮き上がり、地上側では水分量が多くなり、深度方向に水分量が少なくなる現象が生じ、深部での第２の矢板の貫入が困難になるばかりか、最深部では第２の遮水壁材をバイブロ振動を加えて打設することとなり、この部分の固化材にひび割れを生じる虞がある。
【０００８】
なお、上記した従来のいずれの注入材でも流動性注入材を継手内に充填した後も相当時間の間、流動性を有するため、継手の嵌合時に生じる隙間から注入材が土中に漏れ出すために、注入材が流出した継手内に地下水や細砂が流入し、そのため継手部での遮水性能を満足できない可能性がある。
【０００９】
また、上記した従来のいずれの注入材でもウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設する場合は、継手内に充填された従来の充填材が流動抵抗が小さいために、この継手と嵌合させる次の遮水壁材をウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設するとき、継手の嵌合時に生じる隙間から土中に噴出されたジェット水が充填材が充填された継手内に流入し、そのため継手部での遮水性能を満足できないという問題を生じる可能性がある。
【特許文献１】実開昭５５−７１７４４号公報
【特許文献２】実公平０７−２９０１７号公報
【特許文献３】特開平１０−１０２４８３号公報
【特許文献４】特許第３７５５６４１号公報
【特許文献５】特開２００２−２８５５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にほとんど変化が見られなく、また継手外へ流れ出すおそれが無く、固化後に所定の優れた遮水性能を有するものとなる遮水壁材の雌継手用充填材を提供することであり、それと共にこの充填材を用いた遮水壁の打設方法を提供することである。
なお、本発明では、遮水壁として使用される鋼管矢板も遮水壁材という。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の遮水壁材の継手充填用注入材は注入材が、セメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする。
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載した遮水壁材の継手充填用注入材は膨張性混和剤が添加されたものであることが更に好ましい。
【００１２】
このようなセメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤の中でいずれかの材料が欠落したときは、次の遮水壁材を打設するときにより大きな打設力を必要とするなどのトラブルが発生し、また雌継手の中に打設された雄継手と固化した注入材の間に水道を生じる等の理由で継手部の遮水性能が低下するなどの欠陥を生じる。
また、セメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤の他に目的とする性能に悪影響を与えないなれば他の材料を添加してもよい。
なお、セメントとして特に好ましいのは高炉セメントである。高炉セメントは化学抵抗性が優れている、長期強度の発現性が良好である、アルカリ骨材反応抑制効果が優れている、という特性を有しているので、遮水壁材の継手充填用注入材として特に好ましく中でも高炉セメントＢ種を使用することが特に好ましい。
【００１３】
また上記注入材の特に好ましい配合比は、注入材の立方メートル当たり高炉セメント２００〜３００ｋｇ、粘土１００〜２００ｋｇ、ベントナイト６０〜１８０ｋｇ、膨張性混和剤０〜６０ｋｇ（特に好ましくは１〜６０ｋｇ）、泥水調整剤０．１〜０．３ｋｇ、流動化剤０．５〜２ｋｇであり、配合する水の量は、これらを配合した結果の注入材が丁度１立方メートルになる量である。
例えば、注入材の立方メートル当たり高炉セメントＢ種が２４０ｋｇ、粘土１５０ｋｇ、ベントナイト１２０ｋｇ、膨張性混和剤１０ｋｇ、泥水調整剤０．２ｋｇ、流動化材１ｋｇを用いたときの水の使用量は８１３ｋｇである。
【００１４】
また、この注入材の好ましい混合方法は、配合に使用する全量の水とベントナイトとを最初に撹拌混合後、粘土を加えて撹拌混合する。その後に泥水調整剤、流動化剤を添加する。なお、流動化剤よりも泥水調整剤を先に添加した方が望ましいようである。以上の材料の混合は充分に行う。
施工日に充分な混合状態を保持できればこのような高炉セメントと膨張性混和剤以外の混合作業は、施工日前に行うことができる。
そして施工日に、既に粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤が水に混和されたものに高炉セメントと膨張性混和剤とを加えて撹拌混合して充填材量とすることが特に好ましい。
【００１５】
なお、泥水調整剤としては、財団法人建設物価調査会発行の「建設物価」に一般土木用材としての泥水調整剤として示されているものが使用できる。
膨張性混和剤は、これを加えなかったときに流動性が低すぎて雌継手内に充填させて固化した場合に隙間が生じるおそれがある場合に流動性を高くするためのものであり、膨張性混和剤を加えなくとも所期の性能が確保される場合は、膨張性混和剤を加える必要がない。しかしながら、より確実に注入材の性能を発揮させるためには膨張性混和剤を加えておくことが特に好ましい。
【００１６】
次ぎに注入材を使用した遮水壁の施工方法を説明する。
本発明による注入材を使用した遮水壁の施工方法は、請求項３に記載したように、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有する遮水壁材を地中に打設した後に、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を打設し、所定時間経過後に打設された遮水壁材の雌継手内の注入材が固化することを特徴とする。
【００１７】
なお、雌継手のスリット部を封鎖する塞ぎ材が薄肉の金属板（薄肉鋼板）であると、該雌継手と嵌合し得る継手部材による引き裂き時に見事に引き裂かれるので特に好ましい封鎖材料である。
【００１８】
また、本発明によるソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法は、請求項４に記載したようにソイルセメント地中連続壁が未だ未硬化で流動性を有する段階で、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有し、この二つの継手問の本体部分が薄肉で幅が大きい遮水壁材を補助フレームを使用して地中に打設し、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を最初の遮水壁材の打設と同じ条件で打設し、所定時間経過後に雌継手内の注入材が固化することを特徴とする。
【００１９】
このように遮水壁材が薄くてもソイルセメントの中心部に遮水壁材が存在していることにより、ソイルセメント壁の遮水効果が高くなる。またソイルセメント中に遮水壁材を打設するため、土中に遮水壁材を打設することに比べると極めて容易に打設できる。
なお、ソイルセメント中に打設する為、薄肉な遮水壁材が使用できる。しかし打設の際には、遮水壁板が薄肉な為に補助フレームを用いて打設するのである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の注入材は、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にはとんど変化が見られなく、また空隙も発生しないという効果を発揮することができる。
【００２１】
そして本発明の注入材は、遮水壁材の雌継手内に充填した状態で該雌継手に嵌合し得る継手と嵌合する際に、トラブルを発生することが無いという効果を発揮し、また雄継手が嵌合した状態で雌継手内から注入材が継手部外に流出する虞が無く、更に雌継手と嵌合された継手と注入材の密着性が確保できるという作用があるので、注入材が硬化すると継手部の止水性が確保できる。即ち、本発明の遮水材は、完全に固化した後には透水係数が１０−６ｃｍ／秒以下となる優れた遮水性能を発揮するという優れた効果を発揮する。
【００２２】
即ち、本発明の注入材は、注入時は流動性がよく（例えば、テーブルフロー値で２００ｍｍ以上の流動性）、通常のポンプで送ることができる。そして充填した注入材（充填材）が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有する状態（例えば、テーブルフロー値で１６０ｍｍとなってやや流動性を失った状況）になった段階で、雌継手内にこれに嵌合する継手を挿入させるので、次の遮水壁材の打設時にバイブロハンマーを用いて打設したとしても、破断した塞ぎ材の隙間から注入材が外部地盤中に流出することもなく、土砂が継手内に流入することもない。またバイブロハンマーによる振動で注入材が塑性変形することもなく、注入材が隙間を生じることがない。
またウオータジェットを使用して遮水壁材を地中に打設した場合でも問題を生じない。
ここでテーブルフロー値は、日本道路公団規格のＪＨＳ Ａ ３１３−１９９２のシリンダーをフローコーンの代替物としてＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７のフロー試験方法で測定した値である。
なお、膨張性混和剤が添加されたものである注入材は、更に品質が安定して注入し易くなる。
【００２３】
更に、高炉セメントと膨張性混和剤以外の混合作業は、施工日前にも行うことができ、施工日に既に粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤が水に混和されたものに高炉セメントと膨張性混和剤とを加えて撹拌混合して充填材量とすることができるので、配合量の調整や混合時期等の自由度がある。
【００２４】
本発明による注入材を使用した遮水壁の施工方法に従うと、雌継手は底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖されているので、注入材を注入して充填することができ、使用する注入材が雌継手内に隙間を生じることなく充填できるという性能を有しているので、雌継手内に泡粒などが存在しない状態で充填される。
【００２５】
また、雌継手のスリットを封鎖する塞ぎ材が薄肉の金属板（薄肉鋼板）であると、該雌継手に嵌合し得る継手部材による引き裂き時に見事に引き裂かれ、継手の嵌合時に問題を生じない。
【００２６】
更に、本発明によるソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法に従うと、ソイルセメント壁の遮水効果が高くなる。また補助フレームを使用するが、ソイルセメント中に遮水壁材を打設するため、土中に遮水壁材を打設することに比べると極めて容易に打設できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図面を用いて本発明を説明する。
本発明に使用した遮水壁材は、図１に示したものであり、例えば鋼板などの不透水性材料からなる遮水壁材１であり、板状の遮水壁材本体２の両側に上下方向に延長する連続した継手を備えている。即ち、遮水壁材本体２の一側部に側面に開口するスリット部４により分断された横断面一部切欠円環状の雌継手５が設けられ、遮水壁材本体２の他側には横断面丁字状の雄継手３が設けられている。図２は図１の要部を拡大して示したものである。
【００２８】
雌継手５の下端側の傾斜部は、鋼板製の底板６が溶接等により固定されて閉塞され、前記のスリット部４には、図３に示すように、スリット部４の幅寸法よりも広幅で薄肉の鋼板からなる塞ぎ材９が、スリット部４の上下方向に連続して配置されると共に、塞ぎ材９の両側部縁部外側に帯状鋼板１０が当接されて、薄肉の塞ぎ材９の縁部および前記帯状鋼板１０の縁部が、図３（ａ）に示すように、Ｔｉｇ溶接Ｗにより、雌継手構成片７に固定されている。
【００２９】
なお、スリット部４の下端側は、図１，図２、図３（ｂ）に示すように、薄肉鋼板からなる塞ぎ材９および帯状鋼板１０より広く横断するように断面半円状の鋼製のフリクションカッター８が雌継手構成片７に溶接等により固定され、塞ぎ材９と底板６との間に隙間が生じないようにされている。
【００３０】
また、図１，図２，図３（ｃ）に示すように、遮水壁材本体２の雄継手３側の下端部には、図３（ｄ）に示すように先端部を先細状に形成した塞ぎ材破断用のカッター部１１が形成されている。
前記の塞ぎ材被断用カッター部１１は、遮水壁材本体２の先端部の側面延長面が先細状の刃先とされ、前記塞ぎ材破断用カッター部１１には、焼き入れ等の熱処理が施され
て硬化処理されている。
なお、塞ぎ材破断用カッター部１１は、隣接する雌継手５における塞ぎ材９を破断する役割を果たすものであり、破断された塞ぎ材９が雌継手５の内側に入り込まないようにするために、図２に２点鎖線で示すように、塞ぎ材破断用カッター部１１の下端部を、遮水壁材本体２の幅方向に雌継手５側に向かって下端レベルが上昇するように傾斜させて、塞ぎ材破断用カッター部１１により常時、塞ぎ材９を雌継手５におけるスリット部４の半径方向に向かって破断（切断）するようにさせてもよい。
【００３１】
前記のフリクションカッター８により、遮水壁材１を図４（ａ）に示すように地盤１３に打設する場合に、フリクションカッター８の上側の塞ぎ材９と地盤１３との間に間隔が形成されるため、塞ぎ材９の負担を低減でき、塞ぎ材９を薄鋼板９ａ等の薄板材料により構成することができる。また前記の薄鋼板９ａの側面をＴｉｇ溶接等により、雌継手構成片７に固定する場合、帯状当金として帯状鋼板１０が塞ぎ材９の両側に当接されて、塞ぎ材９の縁部および前記帯状鋼板１０の縁部を雌継手構成片７に溶接により固定することで、薄鋼板９ａを塞ぎ材９として実用的に使用することができると共に、地中への打設時や雄継手による塞ぎ材９の破断時に、塞ぎ材９の縁部で破損されないようにしている。
【００３２】
なお、塞ぎ材９としての薄鋼板９ａは板厚が０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましく０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものが特に好ましい。
そこでこの実施例で使用した遮水壁材１は、雌継手５における鋼管の直径が１１４．３ｍｍで、スリット部４の幅寸法が３０ｍｍで、雌継ぎ手５としての鋼管の長さが１２ｍのもので製作され、塞ぎ材９として板厚が０．２ｍｍで、幅が１４０ｍｍで長さが１２ｍの薄鋼板が使用された。
また、塞ぎ材９の両側縁部に、厚さ３．Ｏｍｍで幅１３ｍｍで長さ１２ｍの帯状鋼板１０を重ねて、Ｔｉｇ溶接により雌継手構成片７に固定されて、雌継手５のスリット部４が封鎖されている。
なお、雄継手３は板状の遮水壁材本体２の先端部に直角に、板厚９ｍｍで、幅寸法６５ｍｍの鋼板が溶接により固定されているものである。
なお、遮水壁材１の本体２は、板厚が５ｍｍ〜９ｍｍ前後の鋼板で幅が２ｍ〜２．４ｍ程度、長さが遮水壁材１として必要な長さ、例えば１２ｍのものである。
【００３３】
このように幅と長さに対して板厚が薄い遮水壁材１を地中に打設する場合やソイルセメント中に所定の位置に設置するためには、補助フレームを使用する必要がある。
そこで遮水壁材１側に補助フレームと一体化させるために、図５に示すように、遮水壁材１の本体２の下端部に補強鋼板が溶接され、補強鋼板に幅方向に複数の係止フック２２が溶接され、遮水壁材１の本体２の上端側にはピンまたはボルトの挿通孔を有する複数の連結用ブラケット２３を備えさせる。
【００３４】
このような形態の遮水壁材１を図６に示すように保持させる補助補強フレーム２１には、その下端部には幅方向に間隔をおいて複数個の縦ピン２４を備えており、前記係止フック２２に挿入される構造になっている。また補助補強フレーム２１の上部には補助補強フレームの吊り手を有していると共に、図７に示すように、ターンバックル２５の一端側に、連結金具２６に一体のネジ軸部がねじ込まれ、またターンバックル２５の他端側には補助補強フレーム２１に一端側が回動自在に連結された左ネジ軸部２８がねじ込まれることにより長さ調整機能を有する緊張連結金具２７が備えられている。このように緊張連結金具２７は補助補強フレーム２１に回動可能に設けられている。
【００３５】
前記したような形状の遮水壁材１を補助補強フレーム２１に図６に示すように保持させる場合は、補助補強フレーム２１の先端側の各縦ピン２４を、遮水壁材１の係止フック２２に挿入して、補助補強フレーム２１を遮水壁材１に重ね合わせ、遮水壁材１の連結用ブラケット２３に、補助補強フレーム２１における緊張金具２７の連結金具２６をボルト等の横軸により連結し、この状態で前記ターンバックル２５を回勤して、遮水壁材１を補助補強フレーム２１の上部方向に引き上げるようにすると、補助補強フレーム２１の縦ピン２４により遮水壁材１の係止フック２２側の移動が阻止されて、遮水壁材１が緊張状態となり、補助補強フレーム２１と共に運搬あるいは地中への打ち込みが可能になる。
【００３６】
なお、遮水壁材１が所定の位置に打設された後に、ターンバックル２５を逆回転させて前記緊張金具２７を開放し、補助補強フレーム２１を遮水壁材１に沿って、例えば上方ヘスライド移動させると、補助補強フレーム２１を遮水壁材１から分離させて地上に回収することができる。
【実施例１】
【００３７】
遮水壁材１の本体２は板厚が５ｍｍ〜９ｍｍ前後の鋼板で幅が２ｍ〜２．４ｍ程度、長さが遮水壁材として必要な長さである１２ｍのもので、塞ぎ材９として板厚が０．２ｍｍで、幅が１４０ｍｍで長さが１２ｍの薄鋼板９ａが使用された上記に示した遮水壁材１を実施例に使用する遮水壁材とした。
【００３８】
また、遮水壁材の継手充填用注入材として、１立方メートル当たりの注入材の量の継手充填用注入材の混合量として、ベントナイト１２０ｋｇと水８１３ｋｇとを充分撹拌混合した後に、粘土１５０ｋｇを加えて充分撹拌混合する。その後に泥水調整剤０．２ｋｇを加え、次ぎに流動化材１ｋｇを加え充分に撹拌混合する。その後、高炉セメントＢ種が２４９ｋｇと膨張性混和剤１ｋｇを加えて充分撹拌して遮水壁材の継手充填用注入材を準備した。この継手充填用注入材はテーブルフロー値で２００ｍｍ以上の流動性を示し流動性がよいものであった。
なお、この例では粘土として粉末粘土を使用し、泥水調整剤としてアクリルアミド共重合体を使用し、流動化材としポリカルボン酸共重合物のナトリウム塩を使用し、膨張性混和剤としてエトリンガイト一石灰複合系の膨張性セメント混和材を使用した。
【００３９】
ソイルセメント壁施工機は、例えば特開平９−１７７１２３号公報に記載された外周に切削撹拌翼を突設された無端チェーンがカッターポストに設けられた施工機を使用して、予め深さ１３ｍ、壁幅６０ｃｍ、長さ１０ｍの掘削土と固化材とが充分にかつ均一に撹拌されたソイルセメント地中連続壁を築造した。
【００４０】
このソイルセメント地中連続壁が未硬化で流動性を有する時期に、前記した遮水壁材１を補助補強フレーム２１を用いてソイルセメント中の所定の位置に打設（沈設）した。その後、打設した遮水壁材の塞ぎ材９でスリット部４が塞がれた雌継手５内に、前記した注入材を通常のポンプで送り、雌継手５内に注入材を隙間なく充填した。この状態を図４（ｂ）に示す。１２は雌継手５内に充填された注入材、１４はソイルセメントである。
【００４１】
この注入材１２がやや流動性が低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているとき（例えば、充填された注入材のテーブルフロー値が１６０ｍｍ以下とやや流動性が低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているとき）に、次の遮水壁材を先の遮水壁材を打設（沈設）するときと同様にし、かつ先に打設した遮水壁材の雌継手内に、次の打設する遮水壁材の雄継手が入るように打設（沈設）し始める。即ち、図４（ｃ）に示すように、次の遮水壁材１ａの雄継手３が既に打設した雌継手５のスリット部４の塞ぎ材９を引き裂きつつ雌継手５と嵌合するようにして次の遮水壁材１ａを打設（沈設）する。
次の遮水壁材の打設（沈設）が終了すると、その雌継手内に注入材を隙間なく充填させた。その後に、最初に打設（沈設）した遮水壁材の補助補強フレーム２１を地上に回収した。
同様にして遮水壁材を次々に打設（沈設）させて、連続された遮水壁材を有するソイルセメント地中連続壁とする。
なお、雌継手の塞ぎ材が引き裂かれても雄継手が存在し、充填した注入材（充填材）がソイルセメント中に流出しない。
所定時間経過後に雄継手が嵌合した状態の雌継手内の注入材が固化するのである。
【００４２】
なお、使用した注入材の透水係数を調べるために、用意した前記の注入材を成型して２８日後に、ＪＩＳ Ａ １２１８−１９９８の定水位透水試験方法に準じて１５０ｋＰａの加圧（水位差１５ｍに相当）条件で透水係数を測定した。
測定結果は、７．５９×１０−９ｃｍ／ｓｅｃであり、優れた遮水性を有していた。
更に注入材の配合比を注入材の立方メートル当たり高炉セメント２００〜３００ｋｇ、粘土１００〜２００ｋｇ、ベントナイト６０〜１８０ｋｇ、膨張性混和剤０〜６０ｋｇ（特に好ましくは１〜６０ｋｇ）、泥水調整剤０．１〜０．３ｋｇ、流動化剤０．５〜２ｋｇの範囲で変化してもいずれも優れた遮水性を示した。
【００４３】
また、本発明の注入材を適用可能な遮水壁材は図１に示した遮水壁材に限られるのではなく、少なくとも底部が封鎖され、スリット部に所定の塞ぎ材で封鎖された継手（本発明では該継手の形状に拘わらず雌継手と称する）を有する遮水壁材であればよい。従って該雌継手に嵌合し得る継手の形状は図１に示した形状に限られるものではなく、該雌継手に嵌合し得る形状をした継手であればよい。なお、両側に雌継手を有する遮水壁材を使用し、これと嵌合可能な形状をした雇い継手にて両側の遮水壁材を一体的に連結するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
雌継手のスリット部を蓋材で塞ぎ、遮水壁材を打設した後に、雌継手内に注入しても、地表側でも最深部でも性能にほとんど変化が見られない遮水壁材の雌継手用充填材が提供でき、それと共にこの充填材を用いた遮水壁の打設方法が提供でき、優れた遮水性を有する地中連続壁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に使用される遮水壁材の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の上端部付近および下端部付近を拡大して示す一部切欠斜視図である。
【図３】（ａ）は図１の遮水壁材の中間部の横断平面図、（ｂ）はフリクションカッター付近の横断平面図、（ｃ）は遮水壁材における雄継手下端部のカッター部付近を拡大して示す側面図、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は遮水壁材を地盤に打設した状態を示す横断面図、（ｂ）はソイルセメント中に打設した遮水壁材の雌継手内に注入材を充填した状態を示す横断面図、（ｃ）は隣接する遮水壁材の雄継手により雌継手の塞ぎ材を破断しながら打設している状態を示す横断平面図である。
【図５】本発明に使用される遮水壁材の他の一例を示す斜視図である。
【図６】補助補強フレームを遮水壁材に重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図７】図６の一部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 遮水壁材
１ａ 次に打設する遮水壁材
２ 遮水壁材本体
３ 雄継手
４ スリット部
５ 雌継手
６ 底板
７ 雌継手構成片
８ フリクションカッター
９ 塞ぎ材
１０ 帯状鋼板
１１ 塞ぎ材破断用カッター部
１２ 雌継ぎ手内に充填された注入材
１３ 地盤
１４ ソイルセメント
２１ 補助補強フレーム
２２ 係止フック
２３ 連結用ブラケット
２４ 縦ピン
２５ ターンバックル
２６ 連結金具
２７ 緊張用金具
２８ 左ねじ軸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入材がセメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする遮水壁材の継手充填用注入材。
【請求項２】
注入材がセメント、粘土、ベントナイト、膨張性混和剤、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする遮水壁材の継手充填用注入材。
【請求項３】
底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有する遮水壁材を地中に打設した後に、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を打設し、所定時間経過後に打設された遮水壁材の雌継手内の注入材が固化することを特徴とする注入材を使用した遮水壁の施工方法。
【請求項４】
ソイルセメント地中連続壁が未だ未硬化で流動性を有する段階で、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有し、この二つの継手間の本体部分が薄肉で幅が大きい遮水壁材を補助フレームを使用して地中に打設し、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を最初の遮水壁材の打設と同じ条件で打設し、所定時間経過後に雌継手内の注入材が固化することを特徴とするソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法。
【請求項１】
注入材がセメント、粘土、ベントナイト、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする遮水壁材の継手充填用注入材。
【請求項２】
注入材がセメント、粘土、ベントナイト、膨張性混和剤、泥水調整剤、流動化剤及び水が配合されてなる流動物であることを特徴とする遮水壁材の継手充填用注入材。
【請求項３】
底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有する遮水壁材を地中に打設した後に、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を打設し、所定時間経過後に打設された遮水壁材の雌継手内の注入材が固化することを特徴とする注入材を使用した遮水壁の施工方法。
【請求項４】
ソイルセメント地中連続壁が未だ未硬化で流動性を有する段階で、底部が封鎖され、スリット部が所定の塞ぎ材で封鎖された雌継手を有し、雌継手と反対側に該雌継手に嵌合し得る継手を有し、この二つの継手間の本体部分が薄肉で幅が大きい遮水壁材を補助フレームを使用して地中に打設し、雌継手内に請求項１もしくは請求項２に記載した注入材を充填し、該注入材が注入時の流動性よりも低下しているが未だ硬化せずに流動性を有しているときに、次の遮水壁材の継手が既に打設した雌継手のスリット部の塞ぎ材を引き裂きつつ雌継手と嵌合するようにして次の遮水壁材を最初の遮水壁材の打設と同じ条件で打設し、所定時間経過後に雌継手内の注入材が固化することを特徴とするソイルセメント地中連続壁中への注入材を使用した遮水壁の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２２２５３７（Ｐ２００８−２２２５３７Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７７２９（Ｐ２００７−６７７２９）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００１３３８８１）株式会社テノックス (62)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００１３３８８１）株式会社テノックス (62)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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