(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土ブロックの少なくとも底面部及び側面部に、前記土ブロックを構成する土粒子以下の粒径の粒子を捕捉可能で、かつ液体は通過させるフィルター効果を有する拘束板を密着貼付し、さらにかかる拘束板を、土ブロック外縁に沿って枠状に設けられた拘束枠材と緊結拘束して一体化を図る拘束工程と、かかる拘束工程の完了した前記土ブロックを樹脂液中に浸漬して土ブロック内部に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、かかる樹脂含浸工程の完了した前記土ブロックを乾燥させ土ブロック中に含浸した樹脂の硬化を図る乾燥工程とからなり、前記拘束板は弾性繊維からなることを特徴とする樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項２】
前記拘束板はさらにガーゼを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項３】
前記拘束板はさらにエキスパンドメタルを含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項４】
前記樹脂含浸工程は、前記樹脂液の温度、濃度、及び液面の位置を管理することを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法が、土構築物をブロック状をなす１または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前記補強工程として行われることを特徴とする樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項６】
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１〜５のいずれかに記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【請求項７】
前記樹脂液が、ポリエチレングリコール液、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、スチレンブタジエンゴム樹脂、ポリビニルアルコールのうちいずれかであることを特徴とした請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法。
【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に、かかる土ブロックを補強する技術に関する。
【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、その結果得られた標本を展示するか、あるいは、遺跡や遺構はそのままか、もしくは保存展示する土構築物の表面に低濃度のアクリル樹脂やウレタン樹脂などを吹き付けて補強を行って、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１または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、上記のごとく従来の保存展示方法の、遺跡や遺構そのものの周囲を囲って保護し、建屋を建造する方法において、遺跡や遺構に実施されるアクリル樹脂やウレタン樹脂の吹き付けは土構築物表面に浸透するにとどまりやすく、内部も含めた土構築物全体の十分な補強効果を得ることは困難である。
【０００６】
また、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の適切な補強方法自体、考案されておらず、上記のアクリル樹脂やウレタン樹脂の吹き付けによる補強を施したとしても従来と同様の上記課題を抱えることとなる。
【０００７】
結局、従来の土ブロックの補強方法によれば、特別に綿密な温湿度管理を行なわない限り、土ブロックの急激な乾燥が表面だけでなく内部からも進行して、補強されているはずの表面部分に収縮やひび割れを生じるだけでなく、内部にもクラックを生じてしまい、土ブロック全体の崩壊につながるおそれがある。
【０００８】
加えて、たとえ土ブロックの乾燥を待って吹き付けを行うことにより、アクリル樹脂やウレタン樹脂などの補強材の浸透を土ブロックのより内部まで促進したとしても、表面から吹き付けた程度では内部で働くサクション効果を十分に生かし切って深く適切な浸透を図ることは難しい上、補強剤を吹き付けた箇所とそうでない箇所では色調に差異が生じてしまい、かかる土ブロックを展示した際にそれを見る者に違和感を与えることとなりやすい。
【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、土ブロック表面だけでなくその内部についても十分に補強を施すことが可能であり、また、補強後の土ブロック強度の向上と乾燥収縮の低減とを図ることのできる土ブロックの補強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、土ブロックの少なくとも底面部及び側面部に、前記土ブロックを構成する土粒子以下の粒径の粒子を捕捉可能で、かつ液体は通過させるフィルター効果を有する拘束板を密着貼付し、さらにかかる拘束板を、土ブロック外縁に沿って枠状に設けられた拘束枠材と緊結拘束して一体化を図る拘束工程と、かかる拘束工程の完了した前記土ブロックを樹脂液中に浸漬して土ブロック内部に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、かかる樹脂含浸工程の完了した前記土ブロックを乾燥させ土ブロック中に含浸した樹脂の硬化を図る乾燥工程とからなり、前記拘束板は弾性繊維からなることを特徴とする。なお、前記拘束板はさらにガーゼ又はエキスパンドメタルを含んで構成されていてもよい。また、前記樹脂含浸工程は、前記樹脂液の温度、濃度、及び液面の位置を管理することを含むこととしてもよい。
【００１１】
また、上記の樹脂含浸による土ブロック体の補強方法が、土構築物をブロック状をなす１または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前記補強工程として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し、加えて、前記樹脂液が、ポリエチレングリコール液、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、スチレンブタジエンゴム樹脂、ポリビニルアルコールのうちいずれかであると好適である。
【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及びび５には、本発明を実施した際の乾燥収縮及び強度向上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、土構築物Ｓから対象となる土ブロック２０を切り出すことになる。（ただし本実施例においては例えば土構築物Ｓとして堤体を挙げている。）
かかる土ブロック２０の切り出し手順としては、図１に示すごとく、堤体の形状を測量しそれに沿って土ブロック２０として切り出す区画を予め策定し、さらにブロック毎にナンバリングを施して堤体形状図面２１に重ねて記すことで、後々参照して復元作業に供することができるようにしておく。なお、本実施例の土ブロック２０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。
【００１６】
次に図２（ｄ）に示すような枠形状となるように、拘束枠材ＴとしてのＨ鋼３１（例えば、Ｈ−１００×１００）と底部鋼板材３２（例えば鋼板ｔ：６ｍｍ  ０．１ｍ×３．０ｍ）を各種重機等で堤体土中に圧入し、その後、切り出される土ブロック２０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重機アームに把持された鋼板や、もしくはチェーンソーなどの機器を用いて、挿入されているＨ鋼３１や底部鋼板材３２の外縁側部にそったブロック状に切り出し作業を行う。
【００１７】
上記の土ブロック２０の切り出しを行うにあたり、底部鋼板材３２を土構築物Ｓに圧入すると、反作用として底部鋼板材３２上部の土構築物Ｓが前面にせり出すことになりやすく、そのまま土ブロック２０の崩壊につながりかねないため、切り出される土ブロック前面部を適宜拘束する必要が生じる。
【００１８】
また、切り出された土ブロック２０を運搬する際にも、かかる土ブロック２０の全周側面が適宜拘束されていなければ運搬時の振動その他で土ブロック２０の崩壊が生じるおそれがある。
【００１９】
そこで、切り出した直後の土ブロック２０表面に拘束板Ｐとして、まず、ガーゼ３３、スパイラル状弾性繊維３４（フィルター材）、エキスパンドメタル３５を順に重ねて貼付して板状に一体化し（図２（ｂ）参照）、さらにその外周にＨ鋼３１を配置してこれと緊結拘束する（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）。ただし、これらは後述する樹脂液中に土ブロック２０を浸漬しておく際に、土ブロック表面から土粒子が溶出することを防ぎ、土ブロック崩壊防止を図るためのものでもあり、土ブロック２０を構成する土粒子以下の粒径の粒子を捕捉可能で、かつ液体は通過させるフィルター効果を有する。
【００２０】
その後、土ブロック側面部に関してもガーゼ３３、スパイラル状弾性繊維３４（フィルター材）、エキスパンドメタル３５を順に重ねて貼付し、Ｌ型チャネル材などを適宜加工して制作した側部拘束枠材３６（（ｃ）参照）を嵌めつけて緊結拘束する。
【００２１】
土ブロック２０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、次に本発明の樹脂含浸による土ブロック２０の補強を行う。
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。
【００２２】
このＰＥＧ水溶液４０の土ブロック２０への含浸処理として、図３（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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２０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。
【００２６】
その場合は、図３（ｂ）に示す様に、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。
【００２７】
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には、液温を自動計測して含浸槽中におけるＰＥＧ水溶液４０の液温管理を行ったり、含浸槽４１中におけるＰＥＧ水溶液濃度の管理を行ったり、また、各種センサー等を用いて液面位置管理を実施したりするといった含浸管理を実施することが好ましい。
【００２８】
以上のようなＰＥＧ液含浸が十分に行われた土ブロック２０は、その内部の水分とＰＥＧ液とが大部分置換されることとなるから、乾燥による土ブロック２０の収縮や、それにともなうひび割れの発生なども大幅に抑制することが可能となる。
【００２９】
このことは、本出願人が行った実験に基づく図４のグラフに、未含浸土と含浸土との両方について、その乾燥が進むにつれ（グラフでは含水比が低下するにつれ）、収縮が進行する様子（グラフでは長さ変化率の変化）を示しており、樹脂を含浸していない土ブロックの乾燥収縮が、含浸している土ブロックのそれに比較して最大約６％大きいことを明確に示している。
【００３０】
また、含浸完了した土ブロック２０は、乾燥させることで土ブロック中のＰＥＧ液が土中で固結し、土粒子同士の接着および土粒子間隙の充填固化が行われることとなって初めて補強効果が得られるのである。
【００３１】
この補強効果として、本出願人の実験に基づく図５のグラフに示すように、ここではサンプルＡ及びＢの２試料どちらについてもＰＥＧ含有率が高まれば、その一軸圧縮強度が大幅に向上していることが容易にわかる。
【００３２】
なお、本実施例においては、本発明の適用対象を堤体としたが、それに限定されず、対象となる土構築物は、墳墓、灌漑水路、住居等でも問題なく適用可能である。
【００３３】
また、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。
【００３４】
さらに、土ブロックの補強を行うにあたり、本実施例で示した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３８％だけに限定されず、補強後に求める強度など、状況に応じて適宜変更した濃度に設定可能であるものとする。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の樹脂含浸による土ブロックの補強方法によれば、適切な拘束手段により土ブロックが確実に拘束されるとともに、表面からの土粒子の溶出も防止された上で、樹脂含浸が土ブロック内部まで十分行われるため、補強処理中に土ブロックが損傷することもなく、また、含浸補強も土ブロック表面だけでなくその内部まで確実に実施される。
【００３６】
また、本発明の補強方法が実施された土ブロックについては、土ブロックを構成する土粒子同士が樹脂により強固に結合され間隙もほぼ充填されることとなるため、土ブロック強度の大幅な向上が見込めることに加え、土ブロックに含まれる水分量が少ないことにより、乾燥による土ブロックの乾燥収縮を低減してひび割れや、それによる土ブロック自体の崩壊といったおそれを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】土構築物より切り出される土ブロックの配置を示した説明図である。
【図２】本発明の補強方法における、土ブロックの拘束例を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は側面図Ａ部の拡大図、（ｃ）は土ブロック側面に嵌めつける枠材の概略図、（ｄ）は拘束された土ブロック正面図である。
【図３】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、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４】本発明の樹脂含浸による補強を実施した土ブロックと、補強を施されていない土ブロックとに関し、その後の乾燥収縮の状況を比較して示したグラフである。
【図５】本発明の樹脂含浸を実施した土ブロックについて、含浸樹脂としてのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の含有率と一軸圧縮強度との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
Ｓ    土構築物
２０  土ブロック
２１  堤体形状図面
Ｔ    拘束枠材
Ｐ    拘束板
４０  ＰＥＧ水溶液
４１  含浸槽
【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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