(57)【要約】【課題】  充填作業中に発生した間隙や充填後に発生した間隙を塞ぐことができる充填材及び止水方法を提供する。【解決手段】  充填材１０が、流動性を持つように配合された水とセメントとベントナイトとからなる硬化材１２と、これに混入される水膨張材１１とから構成され、水分と接する空間部に充填材１０を充填後、硬化材１２が硬化したあとに乾燥収縮するとヒビ割れ１３が発生し、このヒビ割れ１３の表面に露出した水膨張材１１が浸入してきた水分を吸収して膨張し、生じたヒビ割れ１３を塞ぐ。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化材に水膨張材を混入してなることを特徴とする充填材。
【請求項２】
前記水膨張材が、ウレタン系、スポンジ系、不織布系のいずれか１つの材質からなることを特徴とする請求項１に記載の充填材。
【請求項３】
前記水膨張材の形状が、
チップ状、らせん状、ひも状、棒状、円盤状、球状、のいずれか一つに形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充填材。
【請求項４】
水分に接する空間部に、水膨張材と硬化材とを混入してなる充填材を充填することを特徴とする止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間部に充填する充填材及び止水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、矢板などのジャンクション部（継手部）の止水処理においては、その継手部にセメント系材料からなるグラウト材（充填材）を充填する止水処理が行われている。これは、地下水が継手部を伝って内部に浸入するのを防止するために行うものであり、グラウト材が硬化するまでの間は、そのグラウト材の充填圧によって止水状態を補っている。
例えば、特許文献１は、鋼管矢板の本体両側に設けた継手部のうち、次に建て込む鋼管矢板と連結する継手部の底面を閉塞し、かつ継手部の鉛直方向に形成されたスリットを閉塞する部材を継手部内に取外し可能に配置し、鋼管矢板の建て込み後、前記継手部内にグラウト材を充填し、しかる後、閉塞部材を引抜きつつ、閉塞部材の容積分に相当する量のグラウト材を追加充填する止水処理が開示されている。
【０００３】
また、基礎工事における泥水固化処理（例えば、特許文献２参照）や開削工事における埋め戻し工事において、グラウト材が硬化するまでの間は、そのグラウト材（泥水）の自重によるヘッド圧及びグラウト（泥水）の濃度によって止水状態を補っている。
【特許文献１】特開２００１−３５５２３２号公報（段落０００８〜００１９、図３）
【特許文献２】特開平８−２６０４５４号公報（段落００１０〜００２１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、矢板は、地盤内部で地下水と接触しているため、充填したグラウト材（充填材）が硬化するまでの間に地下水によって希釈される恐れがある。また、グラウト材の充填が不完全になる場合があった。
また、基礎工事における泥水固化処理や開削工事における埋め戻し工事においても、地下水によってグラウト材が希釈される恐れがあり、また、グラウト材の充填が不完全になる場合があった。
さらに、セメント系のグラウト材では、乾燥収縮する場合があり、これにより、隙間（ヒビ割れも含む）が発生して漏水の原因となるという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、充填作業中に発生した間隙や充填後に発生した間隙を塞ぐことができる充填材及び止水方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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、硬化材に水膨張材を混入してなることを特徴とする充填材である。
【０００７】
このように、硬化材に水膨張材を混入したことにより、硬化材から露出した部分の水膨張材が水分等の流体に接することで膨張し、硬化材に生じた間隙を塞ぐことができるようになっている。つまり、水膨張材は、硬化材が硬化した後では、地下水等の水分を吸収することで膨張する。
なお、間隙には、ヒビ割れ（クラック）も含まれるものとする。
【０００８】
また、本発明は、前記水膨張材が、ウレタン系、スポンジ系、不織布系のいずれか１つの材質からなることを特徴とする。
【０００９】
この充填材によれば、ウレタン系、スポンジ系、不織布系のいずれか１つの材質からなる水膨張材を配合したことにより、硬化後に乾燥収縮等で間隙が発生した場合は、その間隙の表面に露出した水膨張材が浸入してきた水分を吸収して膨張することで、発生した間隙を塞ぐことができるようになっている。
【００１０】
また、本発明は、前記水膨張材の形状が、チップ状、らせん状、ひも状、棒状、円盤状、球状、のいずれか一つに形成されていても良い。
【００１１】
このように、水膨張材の形状を、チップ状、らせん状、ひも状、棒状、円盤状、球状、のいずれか一つに形成すると、硬化材に混合しやすくなるので、硬化材の製造が容易となる。また、水膨張材の形状を前記のようにすると、硬化材の硬化後の乾燥収縮等によるヒビ割れ時にこの水膨張材を表面に露出しやすくなるので、ヒビ割れの内部に浸入してきた水分を吸収しやすくなる。つまり、水膨張材の形状を硬化材と混合し易い形状とすることにより、硬化材に混合しやすくなり、加えて、ヒビ割れ時にこの水膨張材を表面に露出させやすくすることができる。
【００１２】
また、本発明は、水分に接する空間部に、水膨張材が混入された充填材を充填することを特徴とする止水方法である。
【００１３】
このように、水膨張材が混入された充填材を水分に接する空間部に充填することで、水分が浸入してきた場合に、水膨張材が水分と接することで膨張して浸入してくる水分を止めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
このような充填材によれば、充填作業中に発生した間隙や充填後に発生した間隙を塞ぐことができる。
また、このような充填方法によれば、水膨張材が水分と接することで水膨張材が膨張し、間隙内部に浸入してくる水分を止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の一形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第一の実施形態）
図１（ａ）はコンクリート矢板を接続した状態を示す平面図であり、図１（ｂ）はコンクリート矢板を接続して形成される空間部に充填材を充填した一例を示す平面図である。図２は、空間部に充填材を充填した状態の一例を示す部分拡大図である。図３（ａ）は、充填した充填材の硬化材が乾燥収縮により収縮して間隙が生じた状態の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は露出した水膨張材が水分に接して膨張した状態の一例を示す模式図である。図４（ａ）は鋼管矢板の接続状態を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ部拡大図である。図５は、空間部に充填材を充填した状態を示す断面図である。
【００１７】
本発明の第一の実施形態に係る充填材１０は、適宜、流動性を持つように配合された水とセメントとベントナイトからなるベントナイトモルタルである硬化材１２と、これに混入される水膨張材１１とから構成される。なお、硬化材１２には必要に応じて細骨材や粗骨材などの骨材を混入しても良い。また、セメントは、従来から用いられているものを用いることができる。また、図１に示すように、本実施形態では、充填材１０をコンクリート矢板Ｃに適用した場合について説明し、このコンクリート矢板が、地盤内部で地下水に浸された状態となっているものとし、また、水分を地下水とし、さらに、間隙をヒビ割れ（クラック）として説明する。
【００１８】
水膨張材１１（図３（ａ）（ｂ）参照）は、充填材１０の固化（硬化）が始まり、収縮などによるヒビ割れ１３が発生し始めるころから膨張が開始するという物性を有する。このようにすると、早い時期（硬化材１２の硬化前）に膨張を開始しにくくなるので、充填材１０の密実性を損なうことを防止することができる。
【００１９】
水膨張材１１の材質は、ウレタン系、スポンジ系、不織布系のいずれか１つの材質からなる。水膨張材１１にこれらの材質を用いたことにより、硬化材１２が硬化した後に、容易に地下水を吸収することができる。
つまり、充填材１０にヒビ割れ１３が発生すると、水膨張材１１が露出するとともに、発生したヒビ割れ１３に地下水が入り込み、その結果、水膨張材１１が、入り込んできた地下水を吸収して膨張する。
【００２０】
また、この水膨張材１１は、チップ状、らせん状、ひも状、棒状、円盤状、球状、のいずれか一つに形成されている。
複数のこのような水膨張材１１は、硬化材１２を練り混ぜる際に混入される。
【００２１】
また、水膨張材１１の粒径（大きさ）は、硬化材（ベントナイトモルタル）１２内で沈降分離することなく、平均して分散する程度の粒径が好ましい。
このようにすると、水膨張材１１を硬化材１２へ混入した場合に、硬化材１２のクラック発生の原因となるような水膨張材１１の「偏在」や「大きすぎ」、「硬化材１２に過度のストレスを与える」といった不具合が発生し難くなる。
【００２２】
また、膨張した場合の水膨張材１１の総量は、例えば、硬化材１２のブリージング等による体積収縮（例えば、泥水固化材の場合は５容積％を上限）を若干多めに補う程度に硬化材１２に混合するのが好ましい。
このように混合することにより、ヒビ割れ１３の発生が抑えられるとともに、止水性を向上させることができるようになっている。
【００２３】
なお、この水膨張材１１は、化学反応を起こすことなく地下水（水分）を吸収して膨張する。例えば、裏込めに用いられる従来の膨張材として、セメントと水とを練り混ぜて起こる水和反応によりエトリンガイトや水酸化カルシウム等を生成し、モルタル、コンクリートを膨張させる混和材が知られているが、本発明の充填材１０に混合される水膨張材１１は、これとは異なる。
【００２４】
ここで、チップ状とは、角棒材、丸棒材又は面状材を破砕して得られる不規則な形状となった状態をいう。
また、らせん状とは、角棒材、丸棒材を同心円で巻いた状態をいう。
ひも状とは、所定の長さを有し、断面が角形又は丸形で、長さ方向に湾曲自在となっている状態をいう。
棒状とは、所定の長さを有し、断面が角形又は丸形で、直線になっている状態をいう。
円盤状とは、所定の厚さを有し、断面が円形となっている状態をいう。
【００２５】
水膨張材１１をチップ状、円盤状又は球状に形成すると、硬化材１２が硬化した後、乾燥収縮によりヒビ割れ１３が発生した場合（図３（ａ）参照）は、点々と一面に露出した水膨張材１１が浸入してくる地下水を吸収し膨張する（図３（ｂ）参照）ので、的確にヒビ割れ１３を塞ぐことができる。
【００２６】
また、水膨張材１１をらせん状、ひも状又は棒状に形成することにより、硬化後、乾燥収縮によりヒビ割れ１３が生じた場合は、ヒビ割れ１３により露出した水膨張材１１がヒビ割れ１３に浸入してくる地下水を吸収し膨張するので、的確にヒビ割れ１３を塞ぐことができる。
【００２７】
本発明の充填材１０は、例えば、図１（ａ）に示すように、地盤内に設けられているコンクリート矢板Ｃの本体両側に設けた凹部Ｈが向かい合わせにされてできる空間部Ｓに充填される。
【００２８】
この空間部Ｓは、地盤内の地下水の通り道となるため、塞ぐ必要がある。
そこで、止水方法として、水とセメントとベントナイトを練り混ぜて硬化材１２を作りつつ、その硬化材１２に水膨張材１１（図３（ａ）参照）を混入して本発明の充填材１０を作り、図１（ｂ）に示すように、この充填材１０を前記空間部Ｓに充填する。
【００２９】
このようにして作られる充填材１０は、硬化材１２の硬化前は水膨張材１１が硬化材１２に含まれる水分（ブリージング）を所定量分だけ吸収するが、硬化材１２の密実性が損なわれることはない。この充填材１０を空間部Ｓの隅々まで充填する。
【００３０】
ここで、図２に示すように、充填材１０は硬化すると、所定径の棒状に形成される。したがって、棒状に硬化した充填材１０が乾燥収縮すると、ほぼ等間隔で複数のヒビ割れ１３が径方向に発生する。
【００３１】
このような場合、図３（ａ）に示すように、ヒビ割れ１３の表面には複数の水膨張材１１が露出し、地下水は、このヒビ割れ１３の内部に浸入してくることとなる。すると、水膨張材１１は、浸入してきた地下水を吸収し、膨張する。膨張した水膨張材１１は、ヒビ割れ１３を塞ぎ（図３（ｂ）参照）、地下水の浸入を止めることができる。
【００３２】
また、本発明の充填材１０は、水分と接する部分に充填されるものであり、前記した実施形態に限定されない。
例えば、図４（ａ）に示すように、鋼管矢板Ｋの側部に設けた継手部Ｊに他の鋼管矢板Ｋの側部に設けた継手部Ｊを嵌め合わせることにより形成される空間部Ｓ´（図４（ｂ）参照）に充填材１０を充填（図５参照）しても良い。
なお、このような場合においても、硬化材１２が乾燥収縮すると、継手部Ｊと充填材１０との間に隙間が発生したり、硬化材１２にヒビ割れが発生したりするが、どちらの間隙が発生しても、表面に露出した水膨張材１１が浸入してきた地下水を吸収し膨張するので、生じた間隙を塞ぐことができる。
【００３３】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態に係る充填材１０Ａは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、開削工事における埋め戻し工事に用いられ、硬化材たる流動化処理土１２Ａに水膨張材１１を混入させて構成されている点で第一の実施形態と異なる。
このように、水膨張材１１を流動化処理土１２Ａに混入させることにより、流動化処理土１２Ａ中に含まれる水分を吸収して膨張するので、遮水性があり締まった埋め戻しとすることができる。
【００３４】
例えば、地盤内に埋まる位置にある構造物（建物の基礎や配管等）Ｅの埋め戻しで用いる流動化処理土１２Ａに水膨張材１１を混入させた充填材１０Ａを用いた場合、図６（ａ）に示すように、構造物Ｅの周りの空間部Ｓに前記充填材１０Ａを充填する。
したがって、図６（ｂ）に示すように、構造物Ｅの周りに充填材１０Ａを充填したことで、構造物Ｅ内からの水分をこの充填材１０Ａで止めることや、地下水の構造物Ｅへの浸入を止めることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、水膨張材１１は、泥水固化材や水とセメントとの混合物の他に、流動化処理剤、エースコン等に混入させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）はコンクリート矢板を接続した状態を示す平面図であり、（ｂ）はコンクリート矢板を接続して形成される空間部に充填材を充填した一例を示す平面図である。
【図２】空間部に充填材を充填した状態の一例を示す部分拡大図である。
【図３】（ａ）は、充填した充填材の硬化材が乾燥収縮により収縮して間隙が生じた状態の一例を示す模式図であり、（ｂ）は露出した水膨張材が水分に接して膨張した状態の一例を示す模式図である。
【図４】（ａ）は鋼管矢板の接続状態を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図である。
【図５】空間部に充填材を充填した状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は構造物の周りに充填材を充填する前の状態の一例を示す模式図であり、（ｂ）は構造物の周りに充填材を充填した状態の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０、１０Ａ    充填材
１１    水膨張材
１２    硬化材
１２Ａ  流動化処理土（硬化材）
１３    ヒビ割れ（間隙）
Ｋ      鋼管矢板
Ｊ      継手部
Ｓ      空間部
Ｃ      コンクリート矢板
Ｈ      凹部
【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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【図６】
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