(57)【要約】【課題】トレンチ等を設置することなく構造物を貫通する可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力を向上させる。【解決手段】構造物Ｋの貫通孔Ｋａに固定された可撓配管１０の管径に対応する断面円弧状の溝２１が設定された曲率半径に湾曲して形成された支持部材２０を、可撓配管１０の管底部を支持するように構造物Ｋの貫通孔Ｋａに配設する。これにより、地盤沈下時に可撓配管１０を支持部材２０の湾曲する溝２１に沿って支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の貫通孔に固定された可撓配管の耐震性を向上させる耐震構造であって、可撓配管の管径に対応する断面円弧状の溝が設定された曲率半径に湾曲して形成された支持部材を可撓配管の管底部を支持するように構造物の貫通孔に配設し、地盤沈下時に可撓配管を支持部材の湾曲する溝に沿って支持することを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【請求項２】
請求項１に記載の可撓配管の耐震構造において、前記支持部材の断面円弧状の溝の中心角が６０度以上、１８０度以下であることを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の可撓配管の耐震構造において、前記支持部材の溝の曲率半径が、当該可撓配管の許容曲げ歪み時の最小曲げ半径に対応することを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の可撓配管の耐震構造において、構造物にその外面から突出する支持部材及び可撓配管の設定長さ分の上方を覆う保護部材を設けることを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の可撓配管の耐震構造において、構造物にその外面から突出する支持部材及び可撓配管の設定長さ分を収容する筒状保護部材を設けることを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つに記載の可撓配管の耐震構造において、構造物にその貫通孔の内径に対応する外径と、可撓配管の外径に対応する内径のスペーサリングを構造物の貫通孔に配設することを特徴とする可撓配管の耐震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物壁や基礎等の構造物を貫通するポリエチレン管等の可撓配管の耐震性を向上させる耐震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、耐蝕性、耐久性に優れるとともに、重量が軽く施工性がよい、可撓性があるため耐震性に優れるといった利点から、給水や排水にポリエチレン管等の可撓配管が採用されている。
【０００３】
このような配管が建物壁や基礎等の構造物を貫通する場合、図１０に示すように、配管Ｐは、構造物Ｋの貫通口ＫａにモルタルＭを介して固定されるとともに、その前後がコーキング材Ｃを介して密封される。ここで、地盤上の１点に集中するような地盤変位が鉛直方向に作用すると、地盤と構造物Ｋとの境界、具体的には、コーキング材Ｃが軟質の場合は、モルタルＭとの境界で、または、コーキング材Ｃが硬化系の場合は、コーキング材Ｃとの境界で剪断力が発生し、配管Ｐの曲げ歪みが最大となる。この場合、配管Ｐが許容曲げ歪みの範囲内で吸収できる地盤変位量を超えると、配管Ｐは破断する。
【０００４】
地盤変位による配管の変形や破断に対応するため、トレンチを設けるとともに、トレンチ内に配設したフレキシブルジョイントやボールジョインを介して固定配管と埋設配管とを接続し、固定配管と埋設配管との相対変位をフレキシブルジョイントやボールジョインによって吸収することが実施されている。また。配管方向を互いに異ならせて複数の接続用直管同士を一連に接続し、固定配管と埋設配管とを接続用直管を介して接続し、固定配管と埋設配管との相対変位を接続用直管同士の相対変位で吸収することも実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１５９６２号公報図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、継手を設けたトレンチを配設したり、配管方向を異ならせた複数本の接続用直管を接続するためには、構造物の外側にそれらを埋設するための設置スペース及び作業空間が必要であり、狭小地では施工が困難である。また、コストがかさむという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、トレンチ等を設置することなく構造物を貫通する可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力を向上させることのできる可撓配管の耐震構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、構造物の貫通孔に固定された可撓配管の耐震性を向上させる耐震構造であって、可撓配管の管径に対応する断面円弧状の溝が設定された曲率半径に湾曲して形成された支持部材を可撓配管の管底部を支持するように構造物の貫通孔に配設し、地盤沈下時に可撓配管を支持部材の湾曲する溝に沿って支持することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、可撓配管の管軸直角方向の地盤沈下が発生し、可撓配管が地盤によって下方に向けて荷重を受けたとしても、構造物の貫通孔から延出された可撓配管は支持部材の溝に連続して支持されることから、構造物との境界に剪断力が発生することはなく、その可撓性によって支持部材の湾曲する溝に沿うように緩やかに曲げ変形する。しかも、可撓配管は、支持部材の湾曲する溝に支持されてその曲率半径よりも小さな曲率半径に曲げ変形されることもない。
【００１０】
この結果、トレンチ等を設けることができない場合であっても、構造物との境界に剪断力が発生することはなく、可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力を向上させることができる。また、トレンチ等を設置する場合に比較してコストを削減しつつ容易に作業を行なうことができる。
【００１１】
本発明において、前記支持部材の断面円弧状の溝の中心角が６０度以上、１８０度以下であることが好ましい。溝の中心角が６０度未満であると、地盤沈下に伴って可撓配管に作用する荷重を受け止めきれず、可撓配管が部分的に陥没するおそれがある。一方、中心角が１８０度を超えると、地盤沈下に伴って荷重を受けた可撓配管が溝に沿って撓むことができないものとなる他、可撓配管に対する施工性が低下する。
【００１２】
本発明において、前記支持部材の溝の曲率半径が、当該可撓配管の許容曲げ歪み時の最小曲げ半径に対応することが好ましい。これにより、可撓配管を許容曲げ歪みの範囲内で撓み変形させることができる。
【００１３】
本発明において、構造物にその外面から突出する支持部材及び可撓配管の設定長さ分の上方を覆う保護部材を設けることが好ましい。これにより、地盤沈下に伴う荷重を一次的に保護部材が受けるため、可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力をさらに向上させることができる。
【００１４】
本発明において、構造物にその外面から突出する支持部材及び可撓配管の設定長さ分を収容する筒状保護部材を設けることが好ましい。これにより、地盤沈下に伴う荷重を一次的に筒状保護部材が受けるため、可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力をさらに向上させることができる。
【００１５】
本発明において、構造物にその貫通孔の内径に対応する外径と、可撓配管の外径に対応する内径のスペーサリングを構造物の貫通孔に配設することが好ましい。これにより、可撓配管を貫通孔にモルタルやヤーンを介して固定する際、可撓配管を貫通孔に芯出しして仮に固定することができ、モルタルの打ち込み作業やヤーンの充填作業を容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トレンチを設置することなく構造物を貫通する可撓配管の管軸直角方向の地盤変位吸収能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の可撓配管の耐震構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の可撓配管の支持部材を示す斜視図及びその背面図である。
【図３】図１の可撓配管の耐震構造の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の可撓配管の耐震構造の他の実施形態を示す正面図及びその断面図である。
【図５】本発明の可撓配管の耐震構造のもう一つの実施形態を示す断面図である。
【図６】図５の保護部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】図６の保護部材の変形例を示す斜視図である。
【図８】図５の可撓配管の耐震構造の変形例を示す断面図である。
【図９】図３の可撓配管の耐震構造の変形例を示す断面図である。
【図１０】従来の構造物を貫通する可撓配管の固定構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１には、本発明の可撓配管の耐震構造の一実施形態が示されている。
【００２０】
この耐震構造は、建物壁や基礎等の構造物Ｋを貫通する可撓配管、具体的には、ポリエチレン管１０の管底部を支持する支持部材２０を構造物Ｋの貫通孔Ｋａに固定して構成されている。
【００２１】
なお、構造物Ｋの貫通孔Ｋａに挿通されたポリエチレン管１０は、芯出しされてその周囲にモルタルＭが打ち込まれて固定され、また、モルタルＭの前後にコーキング材Ｃが充填されてモルタルＭとポリエチレン管１０との境界面を伝って地下水や不明水等が構造物Ｋの内部に浸入するのが防止されている。
【００２２】
支持部材２０は、ポリエチレン管１０の管径に対応する半径の断面円弧状の溝２１を有しており、この溝２１は、設定された曲率半径に湾曲されている。そして、支持部材２０の溝２１の一端は、ポリエチレン管１０を固定するモルタルＭの孔の管底部にほぼ面一に連続するように形成されている。また、支持部材２０の後半部外周面は、構造物Ｋの貫通孔Ｋａの内径に対応する外径の円弧状載置面２２に形成されている。これにより、支持部材２０を構造物Ｋの貫通孔Ｋａに挿入し、その円弧状載置面２２を介して貫通孔Ｋａの管底部に配置することができ、その際、支持部材２０の溝２１の一端部において、モルタルＭの孔から延出するポリエチレン管１０の管底部を支持することができる。この場合、モルタルＭと支持部材２０の内奥側一端面との間には、コーキング材Ｃが介在され、ポリエチレン管１０の外周面が密封されている。
【００２３】
ここで、支持部材２０の溝２１は、ポリエチレン管１０の管底部を中心角φ＝６０度以上、１８０度以下の範囲にわたって支持できるように設定されている（実施例においては、中心角φ＝１８０度を例示している。）。中心角φが６０度未満であると、地盤沈下に伴うポリエチレン管１０に作用する荷重を受け止めきれず、ポリエチレン管１０を部分的に陥没させるおそれがある。一方、中心角φが１８０度を超えると、ポリエチレン管１０が荷重を受けた際に撓むことができないおそれがあり、また、支持部材２０を貫通孔Ｋａに配置する際、ポリエチレン管１０に対する施工性が低下するものとなる。
【００２４】
また、支持部材２０の溝２１の曲率半径としては、ポリエチレン管１０の許容曲げ歪み（地盤沈下想定の場合、設計値６％）時の最小曲げ半径を挙げることができる。この場合、埋め戻しに際して、土砂を噛むことを想定し、予め土砂の噛む分を見越して曲率半径を設定してもよいが、ポリエチレン管１０が許容し得る最小曲げ半径以下に撓まないように曲率半径を設定する必要がある。
【００２５】
さらに、支持部材２０の材質としては、湾曲した溝２１の形状を保持できるならば、樹脂、金属、コンクリート等、特に限定されない。
【００２６】
このように、ポリエチレン管１０を固定するモルタルＭの孔に湾曲する溝２１の一端が延長線上で連続するように、構造物Ｋの貫通孔Ｋａに支持部材２０をコーキング材Ｃを介して接着することにより、ポリエチレン管１０の管軸直角方向の地盤沈下が発生し、ポリエチレン管１０が地盤による下向きの荷重を受けたとしても、モルタルＭから延出されたポリエチレン管１０は支持部材２０の溝２１に連続して支持されるため、モルタルＭとの境界に剪断力が発生することはない。また、ポリエチレン管１０は、その可撓性によって支持部材２０の湾曲する溝２１に沿うように緩やかに曲げ変形することになる。しかも、大きな地盤変位が発生したとしても、ポリエチレン管１０は、支持部材２０の湾曲する溝２１に支持されて、その曲率半径を超える曲率半径、すなわち、許容曲げ歪み時の最小曲げ半径よりも小さな曲率半径に曲げ変形させられることもない。
【００２７】
この結果、支持部材２０に支持されるポリエチレン管１０に剪断力が作用することはなく、また、許容曲げ歪み時の最小曲げ半径以下に曲げ変形させられることもなく、地盤変位吸収能力を向上させることができる。しかも、構造物Ｋの貫通孔Ｋａに支持部材２０を配設すればよく、トレンチを設置する場合に比較して簡単に、かつ、安価に施工することができるとともに、構造物Ｋの外面から設定された最小曲げ半径に沿うように設定長さだけ突出すればよく、狭小地であっても施工することができる。
【００２８】
なお、ポリエチレン管１０をモルタルＭを介して固定する際、図３に示すように、構造物Ｋの貫通孔Ｋａに対応する外径とポリエチレン管１０の外径に対応する内径を有するとともに、少なくとも５ｍｍ以上の厚みを有するスペーサリング３０を貫通孔Ｋａに配設することが好ましい。これにより、ポリエチレン管１０を貫通孔Ｋａに簡単に芯出しして固定することができる。具体的には、構造物Ｋの外側からモルタルＭを打ち込む場合、予めポリエチレン管１０にスペーサリング３０を嵌挿しておき、これを構造物Ｋの外側から貫通孔Ｋａに差し込んでスペーサリング３０を貫通孔Ｋａの所定位置に配置する一方、構造物Ｋの内側からコーキング材Ｃを打ち込むことにより、ポリエチレン管１０を貫通孔Ｋａに対して芯出しして仮固定することができる。この後、モルタルＭを打ち込むことで、ポリエチレン管１０を芯出し状態で固定することができる。
【００２９】
また、構造物Ｋの内側からモルタルＭを打ち込む場合は、前述とは逆に、構造物Ｋの内側から作業すればよい。
【００３０】
図４には、可撓配管の耐震構造の他の実施形態が示されている。
【００３１】
この耐震構造は、ポリエチレン管１０の上方を覆う保護部材４０を構造物Ｋの外面にアンカービスを介して固定して構成されている。
【００３２】
この保護部材４０は、ポリエチレン管１０を庇状に覆うように、ほぼポリエチレン管１０の管径以上の幅を有している。これにより、ポリエチレン管１０の管軸直角方向の地盤沈下が発生した場合、地盤による荷重を一次的に保護部材４０によって支持することができ、ポリエチレン管１０に作用する荷重を緩和することができる。すなわち、ポリエチレン管１０の地盤変位吸収能力をさらに向上させることができる。また、埋設土が支持部材２０に噛み込むことを抑制することもできる。
【００３３】
この場合、保護部材４０としては、ポリエチレン管１０の上方を覆えばよいことから、断面円弧状に限らず三角形状等、任意の形状を選択することができる。
【００３４】
図５には、可撓配管の耐震構造のもう一つの実施形態が示されている。
【００３５】
この耐震構造は、支持部材２０及び支持部材２０の突出長さに相当する長さ分のポリエチレン管１０を内部に収容可能な管径、あるいは、高さと幅の筒状保護部材５０を構造物Ｋの外面にアンカービスを介して固定して構成されている。
【００３６】
この場合、筒状保護部材５０の断面形状としては、円管状、角管状（菱形管状）、卵管状、水滴管状、三角管状等を挙げることができる。ただし、地盤沈下に際して、一次的に荷重を受ける筒状保護部材５０が変形し、ポリエチレン管１０と干渉することがないように、空間を確保する必要がある。
【００３７】
また、筒状保護部材５０を設ける場合において、図６に示すように、内部に埋設土が流入するのを防止するため、筒状保護部材５０の前面に蓋体５１を設けることもできる。ただし、蓋体５１には、上下方向に伸びる長穴５１ａを形成して地盤沈下時におけるポリエチレン管１０の曲げ変形（下方移動）を許容する必要がある。
【００３８】
さらに、筒状保護部材５０に長穴５１ａを形成した蓋体５１を設ける場合において、図７に示すように、長穴５１ａを通して埋設土が筒状保護部材５０の内部に侵入するのを防止するため、長穴５１ａを塞ぐ遮蔽板５２をポリエチレン管１０に装着孔５２ａを通して懸吊し、蓋体５１に接触して配設することが好ましい。遮蔽板５２としては、鋼板等の板材の他、スリットを形成した柔軟材、例えば、布やゴム等を用いることもできる。
【００３９】
この場合、遮蔽板５２は、埋設土によって筒状保護部材５０の蓋体５１に接触するように押圧され、その状態を維持することになる。
【００４０】
また、筒状保護部材５０を設ける場合において、内部に埋設土が流入するのを防止するため、ポリエチレン管１０の、地盤沈下に伴う下方移動を阻害しない発泡体等の軟質材５５を筒状保護部材５０の内部に充填することもできる（図８参照）。
【００４１】
ところで、前述した実施形態においては、ポリエチレン管１０をモルタルＭを介して固定する場合を例示したが、図９に示すように、ヤーン（荒縄詰め）Ｙを介してポリエチレン管１０を支持する場合においても、支持部材２０を設けて地盤変位吸収能力を向上させることができる。この場合、ヤーンＹによる芯出し及びその維持機能は低いため、通常、ポリエチレン管１０は、構造物Ｋの内部に設けられた支持金具Ｓとともに、前述したスペーサリング３０を介して支持されている。
【００４２】
なお、前述した実施形態においては、可撓配管としてポリエチレン管を例示したが、可撓性を有すればよく、ポリエチレン管に限定するものではない。また、給水配管以外にも、排水配管に適用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ポリエチレン管（可撓配管）
２０  支持部材
２１  溝
３０  スペーサリング
４０  保護部材
５０  筒状保護部材
Ｋ  構造物
Ｋａ  貫通孔
Ｍ  モルタル
Ｃ  コーキング材
Ｙ  ヤーン
【図１】
2014070663.tif 000003
【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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【図７】
2014070663.tif 000009
【図８】
2014070663.tif 000010
【図９】
2014070663.tif 000011
【図１０】
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