(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂液に浸漬されている土ブロックの液中重量を測定し、浸漬前の土ブロック重量と比較することで含浸樹脂量を計測することと、前記土ブロックに複数の電極を打設してかかる電極位置での土ブロック内部の比電気伝導度を測定し、予め求めておいた比電気伝導度と樹脂含浸率との関係に照合して樹脂含浸率を計測することとを併せて行うことにより、前記土ブロック中の含浸樹脂量及び樹脂含浸率を把握して含浸工程を管理することを特徴とする土ブロックへの樹脂液含浸管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の土ブロックへの樹脂液含浸管理方法が、土構築物をブロック状をなす複数の土ブロックとして切り出す切り出し工程と、切り出された前記土ブロックを、移設及び保存の為に補強する補強工程と、補強された前記土ブロックを運搬する運搬工程と、前記土ブロックを、切り出し前の土構築物原型に即して積み上げ、前記土構築物の復元体を構築する積み上げ工程と、前記復元体の展示表面の表面仕上げを行う表面仕上げ工程とからなる土構築物の移設及び保存展示方法における補強工程実施に際し行われることを特徴とする土ブロックへの樹脂液含浸管理方法。
【請求項３】
前記土構築物が、埋蔵遺跡及び遺構であることを特徴とした請求項１または２に記載の土ブロックへの樹脂液含浸管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土工事中などに発見される遺跡、遺構等を移設して保存展示する技術に関し、特に土構築物を土ブロック体に切り出した後の補強工程において実施される樹脂含浸工程の管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縄文及び弥生時代のいわゆる古代、あるいはより以前の旧石器時代より近代に至る長年月にわたって、我々祖先の人類が営々と築き上げた墳墓、灌漑水路、堤体、住居等の遺跡や遺構などは、現代における考古学や人類学など学問上の貴重な文化財であるだけでなく、原型を保って維持しながら将来に向けて保存活用し、多くの人々に展示開放するべき性質のものである。
【０００３】
これらの遺跡や遺構などを展示保存する場合、従来では、それら遺跡や遺構の表面にウレタン樹脂などを吹き付けて表層のみを採取する剥ぎ取り法を実施したり、単に遺跡表面の型をとってレプリカを制作するかして、その結果得られた模造品を展示するか、あるいは、遺跡や遺構はそのままに、それらをガラス板で囲って保護し、さらにその周囲に建屋を建造したいわゆる遺跡展示館を設けるなどの方法をとることが多かった。
【０００４】
また、本出願人は、上述の様な手法に加えて、埋蔵遺跡や遺構などの土構築物を、ブロック状をなす複数の土ブロックとして切り出し、切り出された土ブロックを移設及び保存の為に補強を行った後に、切り出し前の土構築物原型に即して多段式棚を有する架台に積み上げて復元体を構築するといった土構築物の移設及び保存展示方法を発明することとなった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のごとく本出願人が発明した遺跡や遺構など土構築物を土ブロックにて切り出して移設及び保存展示する方法に関しては、従来かかる発明を実施することはなかったわけであるから、切り出された土ブロックを適切に補強して移設展示するといった方法は考案されておらず、ましてやかかる補強方法を適切に実施して管理する手法が確立されているわけでも無論ない。
【０００６】
したがって、例えば本出願人が発明した、樹脂を満たした槽中に土ブロックを浸漬して土ブロック内部に樹脂を含浸させて補強するといった土ブロックの補強方法を実施するとしても、樹脂液がどの程度土ブロック内部に含浸されているのか知るため、含浸中の土ブロックを樹脂液含浸槽などから引き揚げて、土ブロックのコアサンプルを採取し、かかるコアサンプルの比重その他について調査分析して含浸量を計測するといった手法や、または、土ブロックに電極を複数打設して、電極位置での電気伝導度の変化を計測し、樹脂液の含浸量を把握するなどの手法が考えられているのみであり、十分な含浸管理を実施することは困難であった。
【０００７】
これらの手法によれば、まず、コアサンプルを土ブロックより採取するにも採取時期をどのような基準をもって判断し実行すれば適切な結果を得られるのか不明確であり、またそれ以上に、貴重な遺跡や遺構をサンプリングとはいえ、損傷させてしまうといった問題がある。
【０００８】
さらに、電極を打設して電気伝導度を計測する手法によれば、電極位置での樹脂液含浸状況は把握することは可能であるが、反対に電極位置以外の箇所については含浸状況を把握することは困難となるし、これを解決しようと多数の電極を打設しても、時間とコストとの増大を招くばかりでなく、電極打設による土ブロック表面の損壊も懸念される。
【０００９】
そこで、本発明は、このような課題に着目してなされたもので、土ブロックの含浸処理にあたって、土ブロックを大幅に損傷することなく、しかも確実に土ブロック全体の含浸状況の把握を行えるとともに、効率的かつ低コストの土ブロックへの樹脂液含浸管理方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するためになされたもので、樹脂液に浸漬されている土ブロックの液中重量を測定し、浸漬前の土ブロック重量と比較することで含浸樹脂量を計測することと、前記土ブロックに複数の電極を打設してかかる電極位置での土ブロック内部の比電気伝導度を測定し、予め求めておいた比電気伝導度と樹脂含浸率との関係に照合して樹脂含浸率を計測することとを併せて行うことにより、前記土ブロック中の含浸樹脂量及び樹脂含浸率を把握して含浸工程を管理することを特徴とする。
【００１１】
また、上記の土ブロックへの樹脂液含浸管理方法が、土構築物をブロック状をなす複数の土ブロックとして切り出す切り出し工程と、切り出された前記土ブロックを、移設及び保存の為に補強する補強工程と、補強された前記土ブロックを運搬する運搬工程と、前記土ブロックを、切り出し前の土構築物原型に即して積み上げ、前記土構築物の復元体を構築する積み上げ工程と、前記復元体の展示表面の表面仕上げを行う表面仕上げ工程とからなる土構築物の移設及び保存展示方法における補強工程実施に際し行われることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記土構築物が、埋蔵遺跡及び遺構であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例について図１〜３に示しており、また、図４、図５及び図６には、本発明を実施した際の樹脂（ポリエチレングリコール）含有率と比電気伝導度との関係、土ブロック重量増加の経時変化、及び比電気伝導度低下の経時変化の動向についてのグラフを示しており、以下これらの図に基づきつつ本発明の樹脂含浸による土ブロックの補強方法について詳細に説明する。
【００１４】
まず本発明の樹脂含浸による土ブロックの補強方法を実施する以前の段階として、以下の手順で作業が進行することとなる。
【００１５】
まず最初の作業として、対象となる土構築物をナンバリングを施した土ブロックとして切り出すことになる。
【００１６】
なお、切り取られる土ブロックは、縦横３ｍ×１．５ｍで厚みが例えば４０〜５０ｃｍ程度の大きさのものであるとする。
【００１７】
土ブロック底部を拘束する枠材として、水平レベルを出しながらＨ型鋼を複数本、土構造物中に各種重機等で圧入し、次いでＨ型鋼の上面を水平ガイドとして、この上面に沿わせるように底部鋼板材を同様に圧入して地盤と縁切りする。その後、切り出される土ブロック側面の垂直レベルを各種計測器などで正確に指示しながらチェーンソー、ドリルを用いて横方向の地盤と縁切りする。ブロックの背面側は同様にチェーンソーなどで縁切りした後、バックホーなどで掘削する。土ブロックの正面および背面を人為的に削り、さらに表面平滑性と垂直レベルを確保した後、拘束枠を取り付け、底部Ｈ鋼および鋼板材と一体化する。このように縁切りしたブロックをクレーンで吊り上げて遺構から取り出した後、両側面の土表面を同様に削り、さらに表面平滑性と垂直レベルを確保した後、拘束枠を取り付け、底部Ｈ鋼、底部鋼板材および既に取り付けている正面および背面側の拘束枠と一体化する。
【００１８】
上記の土ブロックの切り出しを行うにあたり、土ブロックの拘束と、樹脂液中に土ブロックを浸漬しておく際の土ブロック表面からの土粒子溶出防止とを図るため、ガーゼ、スパイラル状弾性繊維（フィルター材）、エキスパンドメタル等を土ブロック表面に順に重ねて貼付し、さらにその外周の拘束枠材と緊結拘束する。
【００１９】
土ブロックの切り出しとその外周面の拘束とが上記のように完了したら、次に図１（ａ）、（ｂ）に示すように、土ブロック２０を樹脂液中に浸漬させ、その内部に樹脂液を含浸させることで土ブロック２０の補強を行う。
【００２０】
含浸させる樹脂液として、ここでは例えば常温、常圧で飽和濃度（３８〜４０％）のＰＥＧ（ポリエチレングリコール）水溶液４０を使用することとする。
【００２１】
このＰＥＧ水溶液４０の土ブロック２０への含浸処理として、図１（ａ）に示すような適宜深さと幅とを有した含浸槽４１に、土ブロック２０の上端部２０ａを、満たされたＰＥＧ水溶液４０液面上に出しつつ浸漬を行う部分含浸と呼ばれる方法を実施する。
【００２２】
なお、かかる土ブロック２０は、含浸槽４１に備えられた門型支持枠４２に、ロードセル４３を介して吊下されるものとする。
【００２３】
この方法は、液面上に位置してＰＥＧ水溶液４０に浸漬されていない土ブロック上端部２０ａから土中水分が蒸発することによって、一種のサクション効果が働き、液中部土ブロック２０ｂ表面からのＰＥＧ水溶液４０の土ブロック２０への含浸が促進されるといった特徴を有しており、また一方、土ブロック２０中に含浸されたＰＥＧ水溶液４０の水分は、前記と同様のサクション効果により土ブロック上端部２０ａから蒸発し、結局土ブロック２０中から放出されることとなるために、土ブロック２０中のＰＥＧ水溶液４０は次第に濃縮されることになる。
【００２４】
ただし、この部分含浸を行った後に、土ブロック中水分の蒸発にともなうＰＥＧ水溶液４０の濃縮という現象によって、液面より上の土ブロック上端部２０ａのＰＥＧ水溶液濃度が高まり、土ブロック中のＰＥＧ水溶液濃度が液中部２０ｂと液上部２０ａではばらつきを生じてしまうことがある。
【００２５】
その場合は、部分浸漬終了後に、図１（ｂ）に示すように、上記土ブロック２０全体を含浸槽４１中に浸す全面浸漬を行って、土ブロック中のＰＥＧ水溶液濃度を均一化すればよい。なお、本発明においては、最初から全面浸漬する方法を採用してもよい。
【００２６】
上記のような土ブロック２０へのＰＥＧ水溶液４０の含浸を、円滑にしかも適切に行うため、以下の（１）〜（４）に述べる本発明の樹脂液含浸管理方法を実施することとする。
【００２７】
（１）含浸槽中におけるＰＥＧ水溶液の液温管理
含浸槽４１中のＰＥＧ水溶液温の管理は、図２（ａ）に示すようにクロメル・アルメル熱電対５１を用いて液温を自動計測することで行われるものであり、その測定結果は、ＰＥＧ水溶液温度変化で生じる液の粘性および比重の変化を把握補正し、部分浸漬時の土ブロック重量を常温時の重量に補正することに供されることとなる。
対象となるＰＥＧ水溶液４０は、液温が高まるほど飽和濃度も高まり（６０℃で約１００％）、その結果、土ブロック２０への含浸もより促進される傾向を有しており、設定値と状況とに応じ、ヒータ等で液温を加減管理される。
【００２８】
（２）含浸槽中におけるＰＥＧ水溶液濃度の管理
ＰＥＧ水溶液濃度の管理は、図２（ｂ）に示すようにロードセル５２（例えば１０ｋｇ測定用）の下につるしたステンレス製おもり５３（例えば１５ｋｇ、比重１．２）を液中に入れ、液濃度変化で生じるおもり５３の比重変化を計測し、当初設定した比重正常値との差を把握することで行い、濃度の過不足が生じないよう適宜手段にてＰＥＧ水溶液４０の注入を実施する。
【００２９】
（３）液面位置管理
図２（ｃ）の様に、超音波センサー５４を含浸槽４１中のＰＥＧ水溶液面から例えば２０ｃｍ程度の高さ位置に固定し、液面からの超音波の反射を捉え、液面と超音波センサー５４との間の距離を測定することで、液面位置の測定を行う。この液面位置測定により、土ブロック部分浸漬時の液面位置変動で生じる浮力変化（土ブロック２０の液中重量変化）を把握し、初期液面位置での土ブロック重量と比較することで含浸された液量を把握して、ＰＥＧ水溶液不足分は適宜注入管理することとなる。
【００３０】
（４）土ブロック中ＰＥＧ水溶液含浸量の管理
図３（ａ）に示すように、例えば３本の電極６０（例えば長さ７５ｃｍ）をＰＥＧ水溶液含浸中の土ブロック２０に適宜間隔にて打ち込み、リード線６１を通して土ブロック２０の比電気伝導度を各種計測機器により測定することで電極位置での含浸ＰＥＧ濃度を測定し、含浸されたＰＥＧ量を把握し、さらに、（ｃ）のごとくロードセル等を使用しＰＥＧ水溶液４０中での土ブロック２０の重量を測定して土ブロック２０全体のＰＥＧ含浸量を把握することにより、土ブロック２０中のＰＥＧ含浸量の管理を行う。本実施例では、電極によって管理した後に重量による管理を行っているが、実際には、いずれかのみで管理を行う場合もある。
【００３１】
土ブロック２０に打ち込まれる前記電極６０は、（ｂ）に示すようにドリルなどで削孔された例えば深さ６５ｃｍ、直径１５〜２０ｍｍ程度の挿入孔６２に挿入され、それよりさらに１０ｃｍ程度土ブロック内部に打ち込まれるものであり、その先端部６３の１０ｃｍ程度以外は絶縁シール６４が施されるものとする。
【００３２】
なお、上記のように土ブロック２０に打ち込まれた電極６０によってＰＥＧ含浸量を測定するには、事前に別途試料について比電気伝導度とＰＥＧ含浸量との関係を求めてグラフ化するなどしておく必要がある。
【００３３】
比電気伝導度とＰＥＧ含浸量（グラフでは含有率）との関係を示したかかるグラフは、樹脂液（ここではポリエチレングリコール）の電気伝導度が水よりも低いことに起因して、土ブロック２０内部の水分と樹脂が置き換わるにつれ図４のグラフに示すように大幅に比電気伝導度が低下する傾向を示しており、かかるグラフと得られた比電気伝導度とを参照することで測定時でのＰＥＧ含有率を判断する。
【００３４】
以上の様な樹脂含浸の進行状況が、経時的にどのような変化を示すかは図５及び図６に示す通りであり、まず図５では、含浸開始日からおよそ２〜３ヶ月程度で土ブロック重量は一度飽和し、換算すると約６０％程度のＰＥＧ含有率に達することを示し、図６では、２ヶ月程度で比電気伝導度が収束する様子を示している。
【００３５】
いずれも、同程度の経過時期にＰＥＧ含有率が飽和に近づいており、両者のグラフ図５及び図６を併せて用いることで、電極６０から得られた比電気伝導度の計測データとＰＥＧ水溶液４０中での土ブロック重量とを土ブロック２０のＰＥＧ含有率に的確に反映させることが可能となる。
【００３６】
なお、土構築物より切り取られる土ブロックは、本実施例のごとく縦横３ｍ×１．５ｍで厚みが４０〜５０ｃｍ程度の大きさで外形が立方形のものに限らず、土ブロックを運搬する手段や、復元するための架台のサイズや形状に応じて自在に変更可能である。
【００３７】
また、土ブロックの補強を行うにあたり、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）液だけでなく、同様の効果を示すものであればいずれも採用することができるし、その濃度も常温で３８％の濃度だけでなく、補強後に求める含浸速度や補強後に求める強度、状況に応じて、適宜変更した液温および濃度またはそのいずれかに設定するものとする。
【００３８】
上記の含浸液温管理に関して、本実施例中では、クロメル・アルメル熱電対を用いたが、これに限らず他の素材で構成された熱電対であっても信頼性のおける計測精度と安定性を有するものであればよいし、また、熱電対でなくとも同様の性能と効果を発現する装置であればいずれも適用可能である。
【００３９】
さらに、比重測定による濃度管理において、本実施例では比重測定用としておもりを使用したが、かかる手法に限定されず、求める濃度測定の精度、安定性、及び測定頻度に応じて種々の手法を使用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の土ブロックへの樹脂液含浸管理方法によれば、樹脂液の液温、濃度及び液面位置の正確なデータを、自動的かつ連続的に安定して測定することが出来るから、時間経過とともに、含浸槽中の土ブロックへ樹脂液が含浸していくことで含浸槽中樹脂液の各種状態が時々刻々変化していくことに確実に対応することが可能であり、加えて、人員を配置して逐一測定を行うといった煩雑さも解消されることとなって、人員、コスト及び時間的制約にとらわれることない効率的な含浸管理を行うことができる。
【００４１】
また、電極による比電気伝導度の測定と含浸中土ブロックの重量測定とを併せて行うことで、含浸期間に対応した土ブロックの樹脂液含有率を的確かつ簡便に何時でも測定することが可能となり、含浸処理の完了時期を明確に判定することを容易ならしめる。
【００４２】
しかも、いたずらに多数の電極を土ブロックに打設する必要もなくなるため、かかる土ブロックが遺跡や遺構などから切り出されたものであれば、貴重な文化遺産の損傷を大幅に低減することにもつながるのである。
【００４３】
さらに、本発明によると、土ブロックの樹脂含浸管理が、明確な手順と手法とをもって系統的に策定されているため、一連の流れ作業としてすべての作業を効率よく、しかも確実に実施することができ、従来の手法を用いて人員が逐一実施する場合と比較して、費やすコスト及び時間を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土ブロックの補強工程において行われるＰＥＧ水溶液への土ブロックの部分浸漬について（ａ）図、および全面浸漬について（ｂ）図をもって示す説明断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、土ブロックのＰＥＧ水溶液への浸漬中に行われる本発明のＰＥＧ水溶液の液温、液濃度、液面位置の計測管理法についてそれぞれ示した概念図である。
【図３】本発明の、土ブロックのＰＥＧ水溶液への浸漬中に行われる土ブロックの比電気導度の計測法を示す概念図であり、（ａ）は電極が打ち込まれ土ブロックの説明図、（ｂ）は打ち込まれた電極付近の拡大断面図、（ｃ）は部分浸漬中土ブロックの液中重量計測を示す概念図である。
【図４】比電気伝導度を測定することで土ブロックへの樹脂含浸量を把握する際に用いられる、樹脂（ポリエチレングリコール）と比電気伝導度との関係を示したグラフである。
【図５】樹脂含浸処理を実施中の土ブロックに関し、かかる土ブロック重量についての経時変化を示したグラフである。
【図６】樹脂含浸処理を実施中の土ブロックに関し、かかる土ブロックの比電気伝導度についての経時変化を示したグラフである。
【符号の説明】
２０  土ブロック
４０  ＰＥＧ水溶液
４１  含浸槽
６０  電極
【図１】
0003597057.tif 000002
【図２】
0003597057.tif 000003
【図３】
0003597057.tif 000004
【図４】
0003597057.tif 000005
【図５】
0003597057.tif 000006
【図６】
0003597057.tif 000007