特許 6207149 地中連続止水壁工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207149

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】地中連続止水壁工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/18 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/18 102

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-259965(P2012-259965)

(22)【出願日】2012年11月28日

(65)【公開番号】特開2013-136938(P2013-136938A)

(43)【公開日】2013年7月11日

【審査請求日】2015年8月21日

(31)【優先権主張番号】特願2011-259479(P2011-259479)

(32)【優先日】2011年11月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】899000068

【氏名又は名称】学校法人早稲田大学

(73)【特許権者】

【識別番号】597057254

【氏名又は名称】有限会社マグマ

(73)【特許権者】

【識別番号】596164652

【氏名又は名称】太洋基礎工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100093230

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 利夫

(72)【発明者】

【氏名】赤木 寛一

(72)【発明者】

【氏名】近藤 義正

(72)【発明者】

【氏名】土屋 敦雄

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３６３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９５２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４３４２５５８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−２０２３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １／００−５／２０

Ｅ０４Ｂ １／６２−１／９９

Ｃ０９Ｋ １７／００−１７／５２

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気泡又は気泡と水を添加した気泡混合土を安定液として掘削、混合を行う掘削、混合工程と、掘削、混合工程の完了後に、造壁組成物を、掘削の底部に送り込み、気泡混合土と造壁組成物の置換工程からなる地中連続止水壁工法であって、
気泡混合土が、掘削、混合時に、湿潤密度を１．０３〜１．７２ｇ／ｃｍ^３の範囲に調整した気泡混合土であり、
置換工程に用いる造壁組成物が、スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水又はスメクタイト系粘土鉱物粒状体と水及び気泡を混練した造壁組成物であり、
前記スメクタイト系粘土鉱物粒状体を予め、１〜１０％濃度の水溶性樹脂、セメントミルク、７０〜１００％濃度の硅酸ソーダ、油脂液のいずれかに浸漬して乾燥させ、
前記スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水を１：１〜１：０．５の重量比で混合させて用いることを特徴とする地中連続止水壁工法。

【請求項2】

スメクタイト系粘土鉱物粒状体に粘土、シルト、砂、礫、フライアッシュのいずれかを組み合わせて添加することにより粒度組成を調整し乾燥密度を大きくした造壁組成物を使用することを特徴とする請求項１に記載の地中連続止水壁工法。

【請求項3】

スメクタイト系粘土鉱物粒状体が、原鉱石を破砕し、又は粉体から造粒し、含水比、粒度を調整したスメクタイト系粘土鉱物粒状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の地中連続止水壁工法。

【請求項4】

造壁組成物に固化材を添加することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の地中連続止水壁工法。

【請求項5】

造壁組成物が未固結な状態のうちに、構造を強化する部材を造壁組成物中に挿入し、地中連続止水壁の強度を高めることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の地中連続止水壁工法。

【請求項6】

造壁組成物を掘削の底部に送り込む、気泡混合土と造壁組成物の置換手段として、トレミーにより造壁組成物を気泡掘削土底部に送り込み、それらの比重差を利用して置換することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の地中連続止水壁工法。

【請求項7】

造壁組成物を掘削の底部に送り込む、気泡混合土と造壁組成物の置換手段として、スパイラルオーガーを内蔵したトレミーを用いて、スパイラルオーガーの回転により造壁組成物を強制的に気泡混合土中に排出、置換することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の地中連続止水壁工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は地中連続止水壁工法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ソイルセメント地中連続止水壁は、構造物を構築するための仮設土留め壁、地下水を溜めるための地下ダム用止水壁や、有害物質で汚染された工場跡地等から有害物質の流出を遮断するための止水壁等として多用途に使用されている。

【0003】

ソイルセメント地中連続止水壁の施工法は、壁体の造成方法により原位置混合撹拌工法と置換工法に大別される。原位置混合撹拌工法は、掘削時の溝壁を安定に保つためにセメントスラリーを安定液として使用し、掘削土とセメントスラリーを混合、撹拌し、この混合土を固化させる工法である。

【0004】

置換工法は、安定液としてベントナイト系安定液を使用し、鉄筋コンクリート地下連続壁用の掘削機を使用して掘削を行い、排泥土とセメントスラリーを混合、撹拌したソイルセメント組成物を、ベントナイト系安定液と置換することにより、ソイルセメント地中連続壁を構築する工法である。置換工法による止水壁は品質がよいことから大深度で水密性の高い止水壁に適用されることが多い。

【0005】

これらの工法において止水壁の壁体材料は、掘削土を主要材料として、これに固化材を混合・混練したものであり、掘削土の物性によっては必ずしも止水壁として必要な性能を十分に満たした組成とはいえない。さらに、これまでのソイルセメント地中連続止水壁は、強度と透水係数に関しては設計品質を定めて一定の物性を確保しているが、地震等の外力によりクラックが入り、そこから漏水が生じることへの配慮はなく、まして自己修復する機能は保有していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許４３４２５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、地中連続止水壁の遮水性に関し、スメクタイト系粘土鉱物粒状体を主要構成材とする造壁組成物により地中連続止水壁を構築し、地中連続止水壁にクラックが入った場合、スメクタイト系粘土鉱物粒状体の水の吸収、膨張性により、クラックの自己修復性を有する地中連続止水壁工法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

【0009】

第１に、気泡又は気泡と水を添加した気泡混合土を安定液として掘削、混合を行う掘削、混合工程と、掘削、混合工程の完了後に、造壁組成物を掘削の底部に送り込み、気泡混合土と造壁組成物を置換する置換工程からなる地中連続止水壁工法であって、気泡混合土が、掘削、混合時に、湿潤密度を１．０３〜１．７２ｇ／ｃｍ^３の範囲に調整した気泡混合土であり、置換工程に用いる造壁組成物が、スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水、又はスメクタイト系粘土鉱物粒状体と水及び気泡を混練した造壁組成物であり、前記スメクタイト系粘土鉱物粒状体を予め、１〜１０％濃度の水溶性樹脂、セメントミルク、７０〜１００％濃度の硅酸ソーダ、油脂液のいずれかに浸漬して乾燥させ、前記スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水を１：１〜１：０．５の重量比で混合させて用いることを特徴とする地中連続止水壁工法である。

【0015】

第２に、上記第１の発明の地中連続止水壁工法において、スメクタイト系粘土鉱物粒状体に粘土、シルト、砂、礫、フライアッシュのいずれかを組み合わせて添加することにより乾燥密度を大きくした造壁組成物を使用する。

【0016】

第３に、上記第１又は第２の発明の地中連続止水壁工法において、スメクタイト系粘土鉱物粒状体が、原鉱石を破砕し、又は粉体から造粒し、含水比、粒度を調整したスメクタイト系粘土鉱物粒状体である。

【0017】

第４に、上記第１から第３の発明の地中連続止水壁工法において、造壁組成物に固化材を添加する。

【0018】

第５に、上記第１から第４の発明の地中連続止水壁工法において、造壁組成物が未固結な状態のうちに、構造を強化する部材を造壁組成物中に挿入し、地中連続止水壁の強度を高める。

【0019】

第６に、上記第１から第５の発明の地中連続止水壁工法において、造壁組成物を掘削の底部に送り込む、気泡混合土と造壁組成物の置換手段として、トレミーにより造壁組成物を気泡掘削土底部に送り込み、それらの比重差を利用して置換する。

【0020】

第７に、上記第１から第５の発明の地中連続止水壁工法において、造壁組成物を掘削の底部に送り込み、気泡混合土と造壁組成物の置換手段として、スパイラルオーガーを内蔵したトレミーにより、動力機によるスパイラルオーガーの回転により造壁組成物を強制的に気泡混合土中に排出、置換する。

【発明の効果】

【0021】

本発明の地中連続止水壁工法によれば、スメクタイト系粘土鉱物粒状体を主成分とした造壁組成物により地中連続止水壁を構築することにより、地震等の外力により地中連続止水壁にクラックが入り、水が浸入してもスメクタイト系粘土鉱物粒状体が水を吸収し膨張し、クラックを自己修復する機能を発現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の地中連続止水壁工法を示した概略図である。

【図2】経過時間０〜３５００分によるベントナイト粒状体の吸水による膨張圧を示すグラフである。

【図3】図２の経過時間０〜２００分を示したグラフである。

【図4】粒径に対する通過質量百分率の関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に、本発明の地中連続止水壁工法について詳述する。

【0024】

本発明の地中連続止水壁工法は、気泡又は気泡と水を添加した気泡混合土を安定液として掘削、混合を行う掘削、混合工程と、掘削、混合工程の完了後に、造壁組成物を掘削の底部に送り込み、気泡混合土と造壁組成物を置換する置換工程からなる構築法である。

【0025】

まず、掘削、混合工程について図１を用いて説明する。

【0026】

本発明の掘削、混合工程では、地中連続壁施工機械１の掘削機の先端部から気泡を添加しながら掘削、混合を行い、気泡と掘削土が混合した気泡混合土２を造成する。気泡混合土２の湿潤密度は、後述する置換工程（Ｉ、ＩＩ）で置換する造壁組成物３よりも小さく、かつ、溝壁の安定を保つために１．０３ｇ／ｃｍ^３より大きくなるように、気泡もしくは気泡と水の添加量により調節を行う。

【0027】

ここで、気泡混合土２の湿潤密度が置換工程で置換する造壁組成物３よりも小さい具体的な条件としては、従来経験的に得られたデータを基にした数値として、後述する造壁組成物３の湿潤密度の上限値の１．７２ｇ／ｃｍ^３とすることができる。

【0028】

なお、気泡混合土２の湿潤密度と気泡添加量は、下記式（１）に基づいて算定することができる。

【0029】

【数1】

【0030】

ここで、γ_ｃは気泡混合土の湿潤密度（ｇ／ｃｍ^３）、ｗは気泡混合土の含水比（％）、Ｑは気泡添加率（％）、γ_ｓは土粒子の密度（ｇ／ｃｍ^３）、γ_ｗは水の密度（ｇ／ｃｍ^３）、γ_ｂは気泡の密度（ｇ／ｃｍ^３）を表す。

【0031】

また気泡添加率Ｑは下記式（２）で表すことができる。

【0032】

【数2】

【0033】

ここで使用する気泡は、起泡剤を２４倍の空気により発泡させた気泡であり、掘削土の混練性、分離性等から、その物性値は密度が０．０４ｇ／ｃｍ^３、平均粒径は５００μｍ以下であることが望ましい。掘削土の土粒子の密度は概ね２．６〜２．７ｇ／ｃｍ^３であるので、密度が０．０４ｇ／ｃｍ^３の気泡を掘削土に混ぜると容易に気泡混合土２の湿潤密度を低下させることができる。

【0034】

さらに気泡を混合することにより、気泡混合土２の流動性がよくなるので、置換工程での造壁組成物３との置換が容易になる。

【0035】

なお、気泡混合土２は掘削時の安定液として有効であることは、本発明者らの研究による特許（特許第３７２５７５０号）で明らかであり、さらに溝壁面の安定を保つためには気泡混合土２の湿潤密度を１．０３ｇ／ｃｍ^３以上に保つことが必要であることが知られている。

【0036】

また、地中連続止水壁を構築する地盤が地下水位以下にある場合は、気泡のみの添加により気泡混合土２を容易に作成できるが、地下水位以上の部分においては気泡のみでは消泡が生じるので、気泡の添加と一緒に加水をするが、加水量が多いと気泡混合土が分離する可能性があるので、掘削土１ｍ^３当たり５０〜１００Ｌ程度の加水にとどめることが望ましい。

【0037】

孔壁の安定のための気泡混合土２の最低の湿潤密度１．０３ｇ／ｃｍ^３を得るために必要な気泡量を式（１）より計算すると、掘削土１ｍ^３当たり砂質土では概ね７８０Ｌ、粘性土では概ね５５０Ｌとなる。

【0038】

なお、上記本発明の掘削、混合工程の施工に使用する地中連続壁施工機械１は特に限定されるものではないが、例えば、ソイルセメント地中連続壁の施工に使用される等厚式ソイルセメント地中連続壁施工機械や、柱列式ソイルセメント地中連続壁の造成に用いられる地中連続壁施工機械を使用することができ、これらの中でも壁厚を一定に造成することができる点で、等厚式ソイルセメント地中連続壁施工機械を好適に用いることができる。

【0039】

次に、掘削、混合工程の完了後に、造壁組成物３を掘削の底部に送り込み、気泡混合土２と造壁組成物３を置換する置換工程に移る。

【0040】

置換工程に用いる造壁組成物３は、スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水、又はスメクタイト系粘土鉱物粒状体と水及び気泡を混練した造壁組成物３である。

【0041】

造壁組成物３は、地上部の混練機４により、気乾状態にあるスメクタイト系粘土鉱物粒状体と水を重量比で概ね１：１〜１：０．５、好ましくは１：０．６の範囲で混合して、組成を調整したものである。そして、このような条件で調整した造壁組成物３の湿潤密度は凡そ１．４６〜１．７２ｇ／ｃｍ^３となる。また、スメクタイト系粘土鉱物粒状体と水に、さらに気泡を添加した造壁組成物３は流動性が増加するため、置換作業をより容易にすることができる。

【0042】

なお、スメクタイト系粘土鉱物の形状として粉体を使用した場合、粉体は水と混合すると、直ちに水を吸収し膨張を始めると共に粘性が増加する。そのために、例えばスメクタイト系粘土と水を１：０．６の重量比で混合した場合でも急速に団子状となり、混練やさらにはトレミー５での置換が困難となる。しかしながら、大量の水を使用すると、スメクタイト系の粘土は混練時に吸水し膨張が終了するため、吸水、膨張による自己修復性が期待できない。

【0043】

それ故、スメクタイト系粘土鉱物粒状体を用いることが必要であり、この場合は造壁組成物３中のスメクタイト系粘土鉱物粒状体の表面のみが水を吸収した状態で、トレミー５を用いて気泡混合土２と置換でき、造壁組成物３中のスメクタイト系粘土鉱物粒状体は混練水や地中の水を吸収し、膨張して地中連続止水壁を構築する。

【0044】

なお、スメクタイト系粘土鉱物粒状体は、地中においてより多くの水を吸収させて膨張させるために、気乾状態に近い含水比のスメクタイト系粘土鉱物粒状体を使用することが望ましい。

【0045】

また、本発明で用いるスメクタイト系粘土鉱物粒状体は、原鉱石を破砕し、又は粉体から造粒し、含水比、粒度を調整したスメクタイト系粘土鉱物粒状体であってもよく、特に経済的な観点から、原鉱石を粉砕したスメクタイト系粘土鉱物粒状体を用いるのが望ましい。

【0046】

また、本発明では掘削、混合時に湿潤密度を調整した気泡混合土２と、上記のスメクタイト系粘土鉱物粒状体及び水、又はスメクタイト系粘土鉱物粒状体と水及び気泡を混練した造壁組成物３を使用することもできる。

【0047】

この場合には、地上に排泥した気泡混合土２と、スメクタイト系粘土鉱物粒状体の混合体を供試体として膨張試験を行い、溝壁の土圧以上の膨張圧が得られることを確認して造壁組成物３を利用することが望ましい。

【0048】

さらに本発明では、スメクタイト系粘土鉱物粒状体を予め、水溶性樹脂、セメントミルク、硅酸ソーダ、あるいは油脂液に浸漬し、乾燥させ、その表面を水溶性樹脂、セメントミルク、硅酸ソーダ、あるいは油脂液により被覆・含浸させたスメクタイト系粘土鉱物粒状体を使用することができる。

【0049】

乾燥したスメクタイト系粘土鉱物粒状体は、水と混合すると直ちに水を吸収し始め粘性が増加するので、時間の経過とともに置換が困難になる。そこで、スメクタイト系粘土鉱物粒状体を１〜１０％濃度の水溶性樹脂に短時間浸漬し、乾燥させ、スメクタイト系粘土鉱物粒状体表面を水溶性樹脂で被覆することにより、吸水開始時間を遅らせることができ、造壁組成物３の混練、置換作業のための時間的な余裕をとることが可能となる。

【0050】

スメクタイト系粘土鉱物粒状体の表面を被覆する水溶性樹脂としては、通常公知の水溶性樹脂であれば制限なく用いることができ、例えば、合成ポリマーとして、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン等、半合成ポリマーとして、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酸化デンプン等、天然ポリマーとして、アルギン酸等を挙げることができる。

【0051】

これらの中でもポリビニルアルコールを好適に用いることができ、重合度１００〜４００の超低重合度でケン化度（モル％）が８８〜９０のポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール（株）製 商品名：アニオン変性ＰＶＡ ＡＰ−１７）は水に溶けやすく、粘土の安定性がよい等の特徴があり特に好適に用いることができる。

【0052】

また本発明では、スメクタイト系粘土鉱物粒状体をセメントミルク、硅酸ソーダ、あるいは油脂液に浸漬し、乾燥させ、その表面をそれぞれ、セメント凝結体、硅酸ソーダ固化体、ないし油脂体により被覆・含浸させたスメクタイト系粘土鉱物粒状体を使用することもできる。

【0053】

この処理は、前記の水溶性樹脂により被覆する処理と同じく、スメクタイト系粘土鉱物粒状体への水の浸入を一時的に遅らせることにより、軟泥化の程度を防ぎ、施工時間に余裕を持たせるために、気乾状態のベントナイト粒状体の表面にセメント凝結体、硅酸ソーダ固化体、ないし油脂体の被膜を造成するものである。

【0054】

セメントミルク、硅酸ソーダ、あるいは油脂液中に固形の粘土鉱物粒状体を浸漬し、セメントミルク、硅酸ソーダ、ないし油脂液を付着させ、乾燥させることによりセメントミルク、硅酸ソーダ、ないし油脂液の被膜を固定化させた粘土鉱物粒状体は、水が被膜を通過し固形の粘土鉱物粒状体まで到達するのに少なくとも１００分の時間がかかることが確認されている。

【0055】

気乾状態の粘土鉱物粒状体にセメント被膜を造成するためのセメントと水の比率としては、好ましくは４０〜８０％、より好ましくは５０％程度の範囲である。水とセメントの比率がこの範囲であればセメントの被膜が十分に形成され、固形の粘土鉱物粒状体の粒子同士が付着することがなく、良質な固形物とすることができる。

【0056】

また、スメクタイト系粘土鉱物粒状体の表面を被覆する硅酸ソーダとしては、通常公知の硅酸ソーダであれば制限なく用いることができ、７０〜１００％濃度に希釈して使用することができる。

【0057】

これらの中でも、地盤改良等で用いられている硅酸ソーダ３号は廉価であり、また入手が容易であることから好適に用いることができる。

【0058】

スメクタイト系粘土鉱物粒状体の表面を被覆する油脂液としては、通常の油脂類であれば制限なく用いることができ、例えば、食用油、機械油類、あるいは水溶性切削油等を挙げることができる。

【0059】

さらに本発明では、スメクタイト系粘土鉱物粒状体に粘土、シルト、砂、礫、フライアッシュのいずれかを組み合わせて添加することにより乾燥密度を大きくした造壁組成物３とすることができる。

【0060】

なお、土質工学会の基準（ＪＳＦ）によれば、砂は粒径０．０７５〜２ｍｍ、礫は粒径２ｍｍ以上と定義されており、本発明で用いる砂、礫もこれに準拠したものである。

【0061】

造壁組成物３中のスメクタイト系粘土鉱物粒状体の配合量を多くし、かつ乾燥密度を大きくすることにより、スメクタイト系粘土鉱物粒状体が吸水膨張した時の膨張圧は大きくなるため、より安定した地中連続止水壁を構築することができる。

【0062】

造壁組成物３の粒度分布をよくすることにより乾燥密度及び膨張圧を大きくすることができる。この効果を発現させるために、粒度分布は下記式（３）を満たすことが望ましい。

【0063】

【数3】

【0064】

Ｕｃは均等係数、Ｕｃ´は曲率係数を表し、これらは土の粒度試験方法（ＪＳＦ Ｔ １３１−１９９０）で規定されている。

【0065】

これによると、Ｕｃは下記式（４）で、Ｕｃ´は下記式（５）で表される。

【0066】

Ｕｃ＝Ｄ_６０／Ｄ_１０ （４）
Ｕｃ´＝（Ｄ_３０）^２／（Ｄ_１０×Ｄ_６０） （５）
ここで、Ｄ_１０、Ｄ_３０、Ｄ_６０は粒径加積曲線から、通過質量百分率１０％、３０％、６０％に対する粒径Ｄ（ｍｍ）を表す。

【0067】

均等係数Ｕｃは、粒径加積曲線の傾度を表すもので、大きくなるほど、粒度分布が広いことを表している。一般にＵｃが４〜５以下の土は”粒度分布が悪い“とされ、１０以上の土は”粒度分布がよい“とされている。これらの表現は土の締固めの難易度に対応したものである。また、曲率係数Ｕｃ´は粒径加積曲線のなだらかさを示すもので、Ｕｃ´が１〜３の場合に”粒度分布がよい“としている。すなわち、”粒度分布がよい“ためにはＵｃとＵｃ´に関する上記の条件を同時に満足する必要がある。

【0068】

また本発明では、地中連続止水壁に強度を求める必要があるときは、固化材としてセメント類を造壁組成物３に添加使用することにより、強度のある地中連続止水壁体を構築することもできる。

【0069】

さらに、本発明の地中連続止水壁工法では、造壁組成物３のみで構成した地中連続止水壁を構造体として使用するために強度が必要な場合には、造壁組成物３が未固結な状態のうちに、Ｈ型鋼やシートパイル等の構造体を強化する部材を造壁組成物３中に挿入し、地中連続止水壁強度を高めることができる。

【0070】

置換工程に用いる手段としては、図１の２）置換工程Ｉに示すように地中連続壁工法においてコンクリートの打設に通常用いられるトレミー５を用いて、造壁組成物３と気泡混合土２の比重差を利用し、造壁組成物３を気泡混合土２中に打設する手段を用いることができるが、比重差が小さく置換が困難の場合は、図１の３）置換工程ＩＩに示すように、造壁組成物３を強制的に排出、置換する方法として、スパイラルオーガー７を用いることもできる。

【0071】

気泡混合土２と造壁組成物３の置換手段として、トレミー５に動力機８により回転されるスパイラルオーガー７を内蔵せしめ、トレミー５上部に投入された造壁組成物６をスパイラルオーガー７の回転によりトレミー５の先端より、掘削部底部の気泡混合土２中に強制的に排出し、気泡混合土２と置換しながら上部に引抜き、さらには水平方向に移動して地中連続止水壁全体を造壁組成物３にて満たす置換工程であり、この結果、地中連続止水壁の高密度化と高品質化を図ることが可能である。

【0072】

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

【実施例】

【0073】

以下に、実施例として本発明の地中連続止水壁工法の効果を確認するために行った膨張試験、被覆試験、粒度配合試験、透水試験について詳述する。
＜膨張試験＞
スメクタイト系粘土鉱物粒状体の吸水による膨張圧について、溝壁からの土圧による拘束圧中での造壁組成物の吸水、膨張を想定し、以下の膨張試験を行った。

【0074】

試験装置は、ＪＩＳ Ａ １２１７：２００９に準拠した土の圧密試験で使用する圧密試験機を用い、供試体はスメクタイト系粘土鉱物として、代表的な粘土鉱物であるベントナイトの原鉱石を粉砕し、最大粒径１０ｍｍと２０ｍｍの気乾状態の粒状体を使用して供試体とするための試料１〜７を調整した。

【0075】

これらの各試料１〜７を円筒状の圧密リング内に入れ、軽く締めて膨張試験の供試体とした。供試体の上部には膨張量を計測するために変位計と膨張圧を計測するための載荷装置を取り付けた。
表１に試験装置寸法及び試料の初期状態、配合量を示す。

【0076】

【表1】

【0077】

各供試体の下端から給水を始めるとベントナイトは吸水し膨張を始めるので、膨張量が常に１／１００ｍｍ以下になるように加圧力により調整し、この加圧力を膨張圧とした。表２に膨張試験終了時の試料の状態を、図２及び図３に膨張試験結果（時間と膨張圧の関係）のグラフを示す。

【0078】

図２は経過時間０〜３５００分のベントナイト粒状体の吸水による膨張圧を示し、図３は図２の経過時間０〜２００分を示したものである。

【0079】

【表2】

【0080】

図２、３に示す試料１は、最大粒径１０ｍｍのベントナイト粒状体のみの場合の時間と膨張圧の関係を示す。このグラフによると、吸水と同時に膨張を始めて、膨張圧が大きくなり始め、約５０分程度で膨張圧の増加は緩やかになり、１３６０分経過後には膨張圧は１５０ｋＮ／ｍ^２となる。

【0081】

給水開始時の供試体の含水比は０．３％であったが、１３６０分経過後の含水比は６５．９％であった。ベントナイトの膨張はその含有物により異なるが、通常は含水比が２００〜３００％程度なので、まだ十分な膨張が生じる含水比といえる。
＜被覆試験＞
水溶性樹脂、セメントミルク、硅酸ソーダ、あるいは油脂液を被覆する処理をしたベントナイト粒状体の有効性を確認するための被覆試験を行った。

【0082】

水溶性樹脂としてポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール（株）製 商品名 ＡＰ−１７）の重合度１００〜４００の超低重合度でケン化度（モル％）が８８〜９０の２％水溶液に、セメントミルクとして普通ポルトランドセメントを水セメント比４０%のミルクに、硅酸ソーダとして硅酸ソーダ３号の原液中に、油脂類として水溶性切削油（(株)エーゼット製 商品名 Ｎｏ．８２４）の原液中に、スメクタイト系の粘土鉱物である最大粒径２０ｍｍのベントナイト粒状体を１秒間浸漬し、気中で乾燥させ、表面にそれぞれ、ポリビニルアルコール、セメントミルク、硅酸ソーダ、油脂液の被膜を造成した。

【0083】

この表面を被覆したベントナイト粒状体を用いて調整した試料４〜７の膨張試験の結果を図２に示す。この結果から表面を被覆しない試料１〜３と比較して、表面を被覆した試料４〜７の吸水膨張圧の発現は遅くなり、表面を被覆したスメクタイト系粘土鉱物粒状体が有効に使用できることが確認された。
＜粒度配合試験＞
表１に試料１〜７のベントナイト粒状体と硅砂との配合割合を、図４に通過質量百分率の関係を示す。

【0084】

試料１は最大粒径１０ｍｍ以下のベントナイト粒状体のみによる試料であり、試料２は試料１のベントナイト粒状体を７５％、硅砂６号を２５％の重量比率で混合した試料であり、試料３は試料１のベントナイト粒状体を６０％、硅砂５号を２０％、硅砂６号を２０％の重量比率で混合した試料であり、試料４、５、６、７は最大粒径２０ｍｍのベントナイト粒状体を各々ポリビニルアルコール、セメントミルク、ケイ酸ソーダ及び水溶性切削液にて被覆したスメクタイト系粘土鉱物粒状体を５７％、硅砂３号を４３％の重量比率で混合した試料である。

【0085】

表２及び図２によると、数式４、５の条件を満たす粒度分布の良い試料２，３は、粒度分布の悪い試料１、４、５、６、７よりも膨張圧は大きく、粒度調整をすることが有効であることが確認された。
＜透水試験＞
さらに試料２、３、６についてＪＩＳ Ａ １２１８：２００９に準拠した変水位透水試験機を用いて透水試験を行うと、表２中に示すように透水係数は１×１０^−７〜１×１０^−８ｃｍ/ｓであり、地中連続止水壁としての遮水性能を十分満たしていることが確認できた。

【符号の説明】

【0086】

１ 地中連続壁施工機械
２ 気泡混合土
３ 造壁組成物
４ 混練機
５ トレミー
６ 造壁組成物投入
７ スパイラルオーガー
８ 動力機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】