(57)【要約】【課題】長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造およびその構築方法を提供する。【解決手段】  周辺地盤１２と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁１６の構造であって、地中免震壁１６は、地中１２に掘削した溝１８に挿入することにより横方向に隣接して複数設置した縦方向に長い遮水性の袋２０と、袋２０の中に所定の柔らかさを有した状態で充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料２２とを備える柱列状の地中免震壁である。【選択図】図２−４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造であって、
前記地中免震壁は、地中に掘削した溝または孔に挿入することにより横方向に隣接して複数設置した縦方向に長い遮水性の袋と、前記袋の中に所定の柔らかさを有した状態で充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料とを備える柱列状の地中免震壁であることを特徴とする地中免震壁構造。
【請求項２】
前記袋を横方向に千鳥配置したことを特徴とする請求項１に記載の地中免震壁構造。
【請求項３】
隣り合う前記袋どうしの間を接続する接続部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の地中免震壁構造。
【請求項４】
前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の地中免震壁構造。
【請求項５】
周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造の構築方法であって、
縦方向に長い遮水性の袋を、地中に掘削した溝または孔に挿入して設置し、その後、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させ、続いて、前記袋に横方向に隣接するように、同様な方法で別の縦方向に長い遮水性の袋を前記溝または孔に挿入して設置し、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させることを繰り返して、前記地中免震壁を柱列状に構築することを特徴とする地中免震壁構造の構築方法。
【請求項６】
前記袋を横方向に千鳥配置することを特徴とする請求項５に記載の地中免震壁構造の構築方法。
【請求項７】
吸水膨張性を有する粘土系材料は、前記袋の中の底の方から順に段階的に充てんされるものであり、前記袋に充てんしようとする部分を前記溝または孔に挿入して、挿入した前記袋の部分に前記粘土系材料を充てんすることを段階的に繰り返して、前記袋を前記溝または孔に設置することを特徴とする請求項５または６に記載の地中免震壁構造の構築方法。
【請求項８】
膜状の接続部材を介して横方向に接続された複数の前記袋を有し、前記袋の中に前記粘土系材料を充てんしない状態ではシート状をなす遮水シートを、前記溝に設置し、前記袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんすることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の地中免震壁構造の構築方法。
【請求項９】
前記遮水シートをロール状に巻回してなるシートロールを前記溝に挿入した後、前記シートロールから前記遮水シートを横方向に繰り出すことで、前記溝に複数の前記袋を設置することを特徴とする請求項８に記載の地中免震壁構造の構築方法。
【請求項１０】
前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給することを特徴とする請求項５〜９のいずれか一つに記載の地中免震壁構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時の開削トンネルなどの地中構造物への応力低減を図るための地盤変位吸収免震構造を構成する地中免震壁構造およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、開削トンネルなどの地中構造物への地震時の応力低減を目的とした地中免震壁として、地中構造物に接する形で延長方向に連続的に設置することが一般的であり、この設置位置であれば、地中構造物の建設時に同時に構築することができる。このような地震時の地中構造物への応力低減を目的とする地中免震壁として、ポリマー改良土を打設した地盤変位吸収工法が例えば特許文献１に提案されている。
【０００３】
一方、開削トンネルなどの地中構造物に対する地中免震壁として、地中構造物の延長方向に連続的に設置しない構造のものが例えば非特許文献１に開示されている。この非特許文献１では、地中に鉛直円柱状のポリマー改良土を地中構造物に沿って飛び飛びに断続的に配置している。
【０００４】
しかしながら、上記の従来の地中免震壁では、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１で開示されるようなポリマー改良土を打設する工法では、常時の土圧などの影響によりポリマー免震材が大きく圧縮変形する。そのため、施工時に設定した所定の地中免震壁の壁厚は、初期の壁厚を長期的に保持できず、場合によっては免震壁が潰れてしまう懸念があった。このような免震壁厚の変化は、ポリマー材免震壁の変位吸収性能が低下して地中免震壁による地盤変位吸収効果が十分に発揮されず、地震時の地中構造物の応力低減効果が低下するという問題があった。
【０００５】
この対応として、地中免震壁を開削トンネルなどの地中構造物に沿って連続的に配置することを避け断続的な配置とした非特許文献１が検討される。しかし、連続して配置されない地中免震壁では、周辺地盤と構造物とが土で繋がっているため、本来の目的である変位を十分に吸収するという免震効果が著しく低下するという欠点があった。
【０００６】
また、ポリマー材は、地下水位が存在する地盤においては、ポリマー材が水に溶けてしまうため、施工が容易ではないという問題もあった。さらに、ポリマー免震材には、所定の加強剤を添加しなければならないが、環境上の配慮から高価な加強剤が必要とされ、コストがかかるという問題があった。
【０００７】
このように、開削トンネルのような地中構造物に沿って地中免震壁を設ける場合には、地中免震壁に作用する土圧に対して十分に抵抗でき長期的安定性が確保できる材料である一方で、免震効果を発揮するためには、材料の剛性が小さいことが望ましいとされ、この両者がバランスよく設けられる地中免震壁が求められており、その点で改良の余地があった。
【０００８】
このような問題点を解決するための構造として、本願発明者の一人は既に特許文献２の地盤変位吸収免震構造を提供している。この構造は、地中免震壁の長期安定性を確保できるうえ、地震時の開削トンネルなどの地中構造物への応力低減を図ることができるものであり、下記の（１）〜（４）の工夫を施して実現されている。
【０００９】
（１）図８に示すように、周辺地盤１と地中構造物２との間に吸水膨潤性の粘土系材料で連続した壁状の地中免震壁３（地中壁）を設置する。
（２）地中壁は、ベントナイトと水の混合物あるいはベントナイトと骨材（砂礫等の土質材料あるいはガラスビーズ等の長期変質しにくい人工材料）と水の混合物からなる。
（３）地中壁を構成する粘性土系材料におけるベントナイトと水の混合物からなる材料で満たされている領域は、ベントナイト乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３である。
（４）地中壁を構成する粘性土系材料におけるベントナイトと骨材と水の混合物からなる材料において、ベントナイトと水で満たされている領域（骨材領域を除いた領域を満たしているベントナイトと水の混合物）は、ベントナイト乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３である。
【００１０】
一方、上記の特許文献２に関連して本願発明者の一人は既に特許文献３の地中壁の構築方法を提供している。この地中壁の構築方法では、ベントナイト１００％配合の材料に限らずに、「所定のベントナイト有効乾燥密度となるように調整したベントナイトの材料、又はベントナイトと骨材の混合物の材料を袋体に詰めたものを、前記地中空間に充填する工程と、を有すること」を特徴とするものである。
【００１１】
他方、地中に振動を吸収する壁構造を構築して、地盤振動が建築物の躯体に伝播することを抑制する構造および構築方法が知られている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１１２１８２号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３１６６２号公報
【特許文献３】特開２０１２−０３１６６３号公報
【特許文献４】特許第４９１５５８０号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】室野剛隆、館山勝、桐生郷史、小林正介著、「ポリマー免震壁による既設開削トンネルの補強」、基礎工、２００７．３、Ｐ６９−７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の特許文献２に記載の地盤変位吸収免震構造では、連続する地中壁でありながら、土圧に抵抗できる膨潤圧（吸水膨張圧）を発揮する吸水膨張性粘土（例えばベントナイト）を使うことによって、地中壁の構造形態を維持するところに特徴があった。しかし、この機能に関して下記の（１）〜（４）の課題があった。
【００１５】
（１）周囲の地盤の地下水浸透流れが卓越している場合には、地中壁を構成する土質材料（ベントナイト系粘土材料）の粒子が微量ではあるものの周囲地盤の間隙に流失する懸念がある。
（２）地中壁を構築するために溝あるいは孔を掘削する場合には、掘削済み空間を泥水に置換して、地盤壁が崩れないようにすることが多く実施される。泥水で満たされた地中壁構築空間に吸水膨張性の粘土材料を設置すると、構築途上において材料が吸水して密度変化や変形を起こし、ねらった材料仕様の構築が困難になることが懸念される。
（３）周囲地盤の地下水位が低い場合には、地表付近の地盤が乾燥しており、地中壁材料についても乾燥による体積縮小・密度上昇・剛性増大が生じて、その結果地震時の変形緩和効果が損なわれる。
（４）周囲地盤の地下水の水質の電解質濃度が大きい場合には、地盤から電解質濃度の高い地下水が地中壁材料に浸入して、材料の有していた吸水膨張性能が劣化する懸念があった。
【００１６】
ここで、上記の課題（３）の乾燥に関する懸念、および、課題（４）の水質に関する懸念について、より具体的に説明する。
【００１７】
例えば、上記の特許文献２では下記のような例を示している。すなわち、ベントナイトと水で満たされている領域がベントナイト有効乾燥密度の値で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３の範囲であるので、この密度範囲であれば、特許文献２に記載の図２（本願の図９）に示すように、吸水膨潤圧が０．０３〜０．３ＭＰａとなる。そのため、地盤の水中質量を約１ｇ／ｃｍ３と仮定して、側方土圧が土被り圧の１倍とすると、深さ３０ｍまでの土圧に耐えることができる。地中免震壁の設置する深さに応じて、材料の密度を適宜調整して構築することでより効果的にできる。
【００１８】
ここで、地中壁の周辺地盤の間隙には地下水が存在している。わが国では地下水位が地表面付近まで存在していることが普通であり、かつ、地下水の水質は淡水系であることが一般的であるので、地下水の水質による地中壁構造体（吸水膨張性粘土）の構造安定性への影響を配慮する必要はほとんど生じない。
しかし、地下水条件によっては、以下の問題が懸念材料となる。
【００１９】
（地下水条件１）
周辺の地盤が完全に乾燥していない湿潤状態であれば、ベントナイトの保水能力が維持されるので、地中壁の厚さと材料密度を長期間維持できる。しかし、著しく地下水位が地表面から低く、地中壁を構成する粘土が乾燥収縮する可能性がある場合には、地中壁が乾燥収縮し、厚さが減少するとともに、地中壁の剛性が大きくなるため、変位吸収能力が減じ、結果として免震性能が低下する。
【００２０】
（地下水条件２）
地下水の水質の電解質濃度が高い場合、例えば海岸付近の埋め立て地のように海水に近い水質である場合には、図１０に示すように、吸水膨張圧は低下する。その結果、地中壁に作用する土圧に抵抗できる吸水膨張圧を発揮できなくなり、地中壁は土圧を受けて変形し、厚さを減じるとともに、間隙水が排水されて地中壁を構成する粘土の密度が増加し、剛性が大きくなる。このような現象となった場合には、地中壁の変位吸収能力が減じるので、免震性能が低下する。
【００２１】
上記の特許文献２では図２にベントナイト有効乾燥密度と膨潤圧の関係を図示していたが、この関係は間隙水が純水の場合の特性である。図９に、特許文献２に記載の図２を示す。一方、図１０は、吸水膨張性粘土であるベントナイトの有効粘土密度（乾燥密度）と吸水膨張圧（膨潤圧）との関係を、間隙水が純水の場合とＮａＣｌ濃度１ｗｔ％の場合とで比較したものである。ベントナイトの膨潤特性は、ベントナイトの主要成分であるモンモリロナイトという粘土鉱物の平板状の結晶からなる層構造の間に、電気的な力で取り込まれている陽イオンの存在により、浸透圧作用で周囲の間隙から水分子を粘土鉱物結晶層の中に吸水する特性が原因で吸水膨張することにより発揮される。したがって、地中壁の周辺地盤の地下水の水質の電解質濃度が高い場合には、地中壁を構成する粘土の間隙水の水質も次第に電解質濃度が上昇し、やがては図１０に矢印で示したように、純水環境での膨張圧から電解質濃度の高い環境での膨張圧に減じることになる。
【００２２】
このため、従来の地盤変位吸収免震構造の地中免震壁における上記の課題（１）〜（４）に対して長期安定性を確保でき、しかも容易に施工できる構造の開発が求められていた。
【００２３】
なお、以下で開示する本発明は、特許文献４に記載のものと構造が類似しているが、袋状の膜構造内部に充てんする材料として、軟質性を長期間維持できて、土質材料としての特性を定量的にねらって材料を実現することができ、かつ、吸水膨張性を有しているので周囲地盤からの側方土圧による地中壁の変形や密度上昇を抑制できるという特徴がある材料とするところに独自性がある。
【００２４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造およびその構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る地中免震壁構造は、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造であって、前記地中免震壁は、地中に掘削した溝または孔に挿入することにより横方向に隣接して複数設置した縦方向に長い遮水性の袋と、前記袋の中に所定の柔らかさを有した状態で充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料とを備える柱列状の地中免震壁であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造は、上述した発明において、前記袋を横方向に千鳥配置したことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造は、上述した発明において、隣り合う前記袋どうしの間を接続する接続部材をさらに備えることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造は、上述した発明において、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するように構成したことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る地中免震壁構造の構築方法は、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造の構築方法であって、縦方向に長い遮水性の袋を、地中に掘削した溝または孔に挿入して設置し、その後、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させ、続いて、前記袋に横方向に隣接するように、同様な方法で別の縦方向に長い遮水性の袋を前記溝または孔に挿入して設置し、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させることを繰り返して、前記地中免震壁を柱列状に構築することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法は、上述した発明において、前記袋を横方向に千鳥配置することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法は、上述した発明において、吸水膨張性を有する粘土系材料は、前記袋の中の底の方から順に段階的に充てんされるものであり、前記袋に充てんしようとする部分を前記溝または孔に挿入して、挿入した前記袋の部分に前記粘土系材料を充てんすることを段階的に繰り返して、前記袋を前記溝または孔に設置することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法は、上述した発明において、膜状の接続部材を介して横方向に接続された複数の前記袋を有し、前記袋の中に前記粘土系材料を充てんしない状態ではシート状をなす遮水シートを、前記溝に設置し、前記袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんすることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法は、上述した発明において、前記遮水シートをロール状に巻回してなるシートロールを前記溝に挿入した後、前記シートロールから前記遮水シートを横方向に繰り出すことで、前記溝に複数の前記袋を設置することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法は、上述した発明において、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る地中免震壁構造によれば、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造であって、前記地中免震壁は、地中に掘削した溝または孔に挿入することにより横方向に隣接して複数設置した縦方向に長い遮水性の袋と、前記袋の中に所定の柔らかさを有した状態で充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料とを備える柱列状の地中免震壁である。このため、縦方向に長い遮水性の袋を一つずつ掘削した溝または孔に挿入して設置し、この袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんする作業を繰り返すことで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。また、袋は遮水性であることから、袋の中に充てんされた粘土系材料は、掘削した溝または孔内の泥水による影響や、周辺地盤の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができるという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、前記袋を横方向に千鳥配置したので、上記の効果に加え、千鳥配置された柱列状の地中免震壁を得ることができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、隣り合う前記袋どうしの間を接続する接続部材をさらに備えるので、上記の効果に加え、掘削した溝に接続部材で接続された複数の袋を一括して挿入して設置し、各袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんすることで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができるという効果を奏する。
【００３８】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するように構成したので、袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料は常に水溶液による水で飽和して保水能力が維持される。このため、粘土系材料は乾燥収縮することなく、縦方向に長い袋による柱列の径とその構成材料密度を長期間一定に維持し、その剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、柱列状の地中免震壁の変位吸収能力が維持されるので、免震性能の低下を招くおそれがなくなり、長期安定性に優れた地中免震壁構造を提供することができるという効果を奏する。
【００３９】
また、本発明に係る地中免震壁構造の構築方法によれば、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造の構築方法であって、縦方向に長い遮水性の袋を、地中に掘削した溝または孔に挿入して設置し、その後、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させ、続いて、前記袋に横方向に隣接するように、同様な方法で別の縦方向に長い遮水性の袋を前記溝または孔に挿入して設置し、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させることを繰り返して、前記地中免震壁を柱列状に構築する。このため、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。また、袋は遮水性であることから、袋の中に充てんされた粘土系材料は、掘削した溝または孔内の泥水による影響や、周辺地盤の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができるという効果を奏する。
【００４０】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記袋を横方向に千鳥配置するので、上記の効果に加え、千鳥配置された柱列状の地中免震壁を得ることができるという効果を奏する。
【００４１】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、吸水膨張性を有する粘土系材料は、前記袋の中の底の方から順に段階的に充てんされるものであり、前記袋に充てんしようとする部分を前記溝または孔に挿入して、挿入した前記袋の部分に前記粘土系材料を充てんすることを段階的に繰り返して、前記袋を前記溝または孔に設置するので、上記の効果に加え、袋に充てんされる粘土系材料を深さに応じた密度で構築することができるという効果を奏する。
【００４２】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、膜状の接続部材を介して横方向に接続された複数の前記袋を有し、前記袋の中に前記粘土系材料を充てんしない状態ではシート状をなす遮水シートを、前記溝に設置し、前記袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんするので、上記の効果に加え、掘削した溝に接続部材で接続された複数の袋を一括して挿入して設置し、各袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんすることで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができるという効果を奏する。
【００４３】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記遮水シートをロール状に巻回してなるシートロールを前記溝に挿入した後、前記シートロールから前記遮水シートを横方向に繰り出すことで、前記溝に複数の前記袋を設置するので、上記の効果に加え、遮水シートに備わる複数の袋を溝の全長に亘って容易に配置することができるという効果を奏する。
【００４４】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するので、袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料は常に水溶液による水で飽和して保水能力が維持される。このため、粘土系材料は乾燥収縮することなく、縦方向に長い袋による柱列の径とその構成材料密度を長期間一定に維持し、その剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、柱列状の地中免震壁の変位吸収能力が維持されるので、免震性能の低下を招くおそれがなくなり、長期安定性に優れた地中免震壁構造を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明に係る地中免震壁構造の基本的構成を示す正面断面図である。
【図２−１】図２−１は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例１の工程１を示す断面斜視図である。
【図２−２】図２−２は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例１の工程２を示す断面斜視図である。
【図２−３】図２−３は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例１の工程３を示す断面斜視図である。
【図２−４】図２−４は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例１の工程４を示す断面斜視図である。
【図３−１】図３−１は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例２の工程１を示す断面斜視図である。
【図３−２】図３−２は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例２の工程２を示す断面斜視図である。
【図３−３】図３−３は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例２の工程３を示す断面斜視図である。
【図３−４】図３−４は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例２の工程４を示す断面斜視図である。
【図４】図４は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例３を示す断面斜視図である。
【図５−１】図５−１は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程１を示す断面斜視図である。
【図５−２】図５−２は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程２を示す断面斜視図である。
【図５−３】図５−３は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程３を示す断面斜視図である。
【図５−４】図５−４は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程４を示す断面斜視図である。
【図５−５】図５−５は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程５を示す断面斜視図である。
【図５−６】図５−６は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例４の工程６を示す断面斜視図である。
【図６−１】図６−１は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例５の工程１を示す図であり、（１）は平面図、（２）は地中縦断面図である。
【図６−２】図６−２は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例５の工程２を示す図であり、（１）は平面図、（２）は地中縦断面図である。
【図６−３】図６−３は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例５の工程３を示す図であり、（１）は平面図、（２）は地中縦断面図である。
【図６−４】図６−４は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例５の工程４を示す図であり、（１）は平面図、（２）は地中縦断面図である。
【図７−１】図７−１は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例６を示す正面断面図である。
【図７−２】図７−２は、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施例６の変形例を示す断面斜視図である。
【図８】図８は、従来の地盤変位吸収免震構造を示す概略斜視図である。
【図９】図９は、特許文献２の図２に記載のベントナイト有効乾燥密度と膨潤圧の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、ベントナイト有効乾燥密度と膨潤圧の関係について、間隙水が純水の場合とＮａＣｌ濃度１ｗｔ％の場合とで比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下に、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００４７】
まず、本発明の前提となる地盤変位吸収免震構造の基本的な構成について説明する。
図１に示すように、地盤変位吸収免震構造１０は、周辺地盤１２に設けられる開削トンネルなどの地中構造物１４に作用する地震時の応力を低減するためのものである。地中構造物１４は、ボックスカルバートなどの鉄筋コンクリート製の構造物であり、上層地盤１２Ａに埋設された状態で所定方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びて構築されている。地中構造物１４が埋設される上層地盤１２Ａは、弾性波速度Ｖｓが例えば１００〜２００ｍ／ｓの軟弱地盤であり、弾性波速度Ｖｓが例えば３００〜５００ｍ／ｓの下層地盤１２Ｂ上に存在している。
【００４８】
地中構造物１４と周辺地盤１２の上層地盤１２Ａとの間には、吸水膨張性を有する粘土系材料からなる連続した壁状の地中免震壁１６（地中壁）が設置されている。地中免震壁１６は、所定の壁幅Ｄ（厚さ：図１参照）を有し、地中構造物１４の左右両側に接した状態で配置され、地中構造物１４の延長方向に連続する壁状体である。この地中免震壁１６は、上層地盤１２Ａ内に配置されており、地表部分から地中構造物１４の下端と略同じ深さまで設けられている。なお、地中免震壁１６は、延設される地中構造物１４の全長にわたって設けられることに限定されず、延長方向で部分的に設けられていてもよい。
【００４９】
地中免震壁１６を構成する粘土系材料として、ベントナイトと水の混合物（以下、「第１混合物」という）、あるいはベントナイトと骨材と水との混合物（以下、「第２混合物」という）が用いられる。このような粘土系材料は、地震時に繰り返し応力がかかると、履歴減衰によって地震エネルギーを吸収して塑性変形し、地震が終わると元に戻る特性を有している。
【００５０】
第１混合物からなる材料で満たされている領域は、ベントナイト有効乾燥密度で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３である。また、第２混合物からなる材料において、ベントナイトと水で満たされている領域は、ベントナイト有効乾燥密度（ベントナイトと骨材を混合した材料の場合で、骨材間隙を満たしているベントナイト部分の密度を乾燥密度で示した値）で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３である。なお、第２混合物の骨材としては、砂や砂礫などの土質材料、あるいはガラスビーズなどの長期変質しにくい人工材料を採用することができる。また、上述した第１混合物で骨材が入っていない材料の場合は、ベントナイト密度のみなのでベントナイト乾燥密度であるが、ここでは「ベントナイト有効乾燥密度」として以下統一して用いる。
【００５１】
また、地中免震壁１６の壁幅Ｄは、０．２〜２．５ｍであることが好ましく、より好ましくは０．２５〜１．０ｍとするのがよい。なお、一般的な施工装置の使用が可能なため壁幅Ｄは０．５〜１．０ｍとしてもよい。
【００５２】
上記構成の地盤変位吸収免震構造１０の基本的作用について説明する。
図１に示すように、地盤変位吸収免震構造１０では、地中免震壁１６として粘土系材料を用いて連続した壁状に構築することで、地中構造物１６への応力低減効果を大きくすることができる。そして、粘土系材料は周囲の上層地盤１２Ａに比べて例えば０．６倍以下の剛性とすることで、地中構造物１４のせん断力低減効果が得られ、地震時の地盤の変形を緩和することができ、免震効果を発揮することができる。
【００５３】
また、地中免震壁１６を構成する粘土系材料がベントナイトと水の第１混合物、あるいはベントナイトと骨材と水の第２混合物である場合には、ベントナイト有効乾燥密度を調整することにより、所定の膨潤圧を発揮することができるため、周囲の地盤から受ける常時の土圧に抵抗する反力を確保することができる。
【００５４】
そして、第１混合物の場合には、ベントナイトと水で満たされている領域がベントナイト有効乾燥密度の値で３００〜１２００ｋｇ／ｍ３の範囲であるので、この密度範囲であれば、図９に示すように吸水膨潤圧が０．０３〜０．３ＭＰａとなる。そのため、地盤（上層地盤１２Ａ）の水中質量を約１ｇ／ｃｍ３と仮定して、側方土圧が土被り圧の１倍とすると、深さ３０ｍまでの土圧に耐えることができる。地中免震壁１６の設置する深さに応じて、材料の密度を適宜調整して構築することでより効果的にできる。
【００５５】
また、ベントナイトのせん断剛性も同様にベントナイト有効乾燥密度によって異なる特性を有している。これは、骨材体積が材料中に占める割合が５割以下である場合には、骨材粒子相互が接触して相互に応力を伝達する粒子構造とはならずに、骨材と骨材との間にベントナイトゲル（ベントナイトと水の混合物）が介在しているので、材料のせん断特性はベントナイトゲルの特性によって主として決まるからである。したがって、ベントナイト有効乾燥密度を調整することにより、当接材料のせん断剛性を周囲の地盤より小さくすることができ、地震時の繰り返し変形により地盤変形を吸収し、躯体への悪影響を軽減して、外力を吸収する効果が期待できる。
【００５６】
ここで、地中免震壁１６の材料は、豊浦砂の結果と比較して剛性はかなり小さいことが知られている（例えば、特許文献２の図３を参照）。また、地中免震壁１６の材料の非線形特性は、地震時（繰り返しせん断時）にはヒステリシスを描くので、エネルギー吸収による履歴減衰材料（ダンパー材料）として適していることが知られている（例えば、特許文献２の図４を参照）。この履歴減衰効果は、ベントナイトに砂を混入することで、大きくすることができる。したがって、拘束圧依存性は、地盤材料ほど大きくなく、ベントナイト有効乾燥密度を適宜調整することができる。
【００５７】
また、地中免震壁１６の壁幅Ｄが０．２〜２．５ｍの範囲であれば、せん断力低減率（地中免震壁１６を設けた場合の地中構造物１４に生じるせん断力を地中免震壁１６が無い場合の地中構造物に生じるせん断力で除した値）が１より小さくなり、地中構造物１４のせん断力を低減する効果がある。これは、鉛直円柱状のポリマー改良土を地中に飛び飛びに配置して施工した場合の従来のポリマー工法よりも対策範囲（地中免震壁１６を配置する平面領域）が小さくなることから、大きな低減効果を得ることができ、コストダウンを図ることも可能となる。
【００５８】
そして、新規に地中構造物１４を構築する際に、それに接するようにして地中免震壁１６を構築しているが、このような場合に地中構造物１４の周囲に必要な構築空間を小さくすることができる。また、既設の地中構造物１４の近傍の地中に対して、後に地中免震壁１６を構築する場合も想定されるが、地中免震壁１６の壁幅Ｄが小さくても効果があることから、隣接した地中構造物が存在する狭隘な場所や狭い敷地の中で地中構造物の外側に、既設構造物の免震対策として設置することも可能である。さらに、耐震基準を満足しない地中構造物１４に対する耐震補強工事においても、この地盤変位吸収免震構造１０を用いることにより、既存構造物では耐震補強し難いとされている地中構造物１４の補強に有効に活用できる。
【００５９】
次に、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法の特徴的な構成について説明する。
【００６０】
（実施例１）
まず、本発明の実施例１について説明する。本実施例１は、地中に連続した溝を掘削する場合の例である。
【００６１】
図２−１〜図２−４は、本実施例１の地中免震壁構造の構築方法による概略施工手順（工程１〜４）を断面斜視図で示したものである。図２−１は、地中に地中免震壁用の溝を掘削したイメージ（工程１）、図２−２は、縦方向に長い遮水性の袋を挿入したイメージ（工程２）、図２−３は、袋内に粘土系材料を充てんしたイメージ（工程３）、図２−４は、地中免震壁の完成イメージ（工程４）を示している。
【００６２】
まず、図２−１に示すように、地中（周辺地盤１２）に溝１８を掘削する。続いて、図２−２に示すように、縦方向に長い遮水性の袋２０を、溝１８に挿入して設置する。その後、図２−３に示すように、袋２０の中に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、溝１８の壁面に袋２０の外面を密着させる。続いて、上記と同様な方法によって、設置済みの袋２０に対して横方向に隣接するように、別の縦方向に長い遮水性の袋２０を溝１８に挿入して設置し、この袋２０の中に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、溝１８の壁面に袋２０の外面を密着させることを繰り返す。こうすることで、図２−４に示すような柱列状の地中免震壁１６を構築する。
【００６３】
本実施例１によれば、縦方向に長い袋２０が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁１６を容易に施工することができる。また、袋２０は遮水性であることから、袋２０の中に充てんされた粘土系材料２２は、掘削した溝１８内の泥水による影響や、周辺地盤１２の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００６４】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例２は、地中に孔を柱列状に掘削する場合の例である。
【００６５】
図３−１〜図３−４は、本実施例２の地中免震壁構造の構築方法による概略施工手順（工程１〜４）を断面斜視図で示したものである。図３−１は、既設の孔に隣接するように孔を掘削したイメージ（工程１）、図３−２は、掘削孔に袋を挿入するイメージ（工程２）、図３−３は、掘削孔に設置した袋内に粘土系材料を充てんしたイメージ（工程３）、図３−４は、地中免震壁の完成イメージ（工程４）を示している。
【００６６】
まず、図３−１に示すように、既に掘削孔２４が１つ構築され、この掘削孔２４には粘土系材料２２が充てんされた袋２０が挿入されているものとする。この既設の掘削孔２４に横方向に隣接するように地中（周辺地盤１２）に孔２４を掘削する。続いて、図３−２に示すように、この掘削孔２４に縦方向に長い遮水性の袋２０を挿入して設置する。その後、図３−３に示すように、袋２０の中に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、掘削孔２４の壁面に袋２０の外面を密着させる。続いて、上記と同様な方法によって、この掘削孔２４に対して横方向に隣接するように別の孔２４を掘削し、ここに別の袋２０を挿入して設置し、この袋２０の中に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、掘削孔２４の壁面に袋２０の外面を密着させることを繰り返す。こうすることで、図３−４に示すような柱列状の地中免震壁１６を構築する。
【００６７】
本実施例２によれば、縦方向に長い袋２０が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁１６を容易に施工することができる。また、袋２０は遮水性であることから、袋２０の中に充てんされた粘土系材料２２は、掘削した孔２４内の泥水による影響や、周辺地盤１２の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００６８】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例３は、袋を横方向に千鳥配置した場合の例である。
【００６９】
図４に示すように、上記の実施例２において、地中（周辺地盤１２）に掘削する孔２４を千鳥配置するようにする。そして、各掘削孔２４に縦方向に長い遮水性の袋２０を挿入して設置し、各袋２０の中に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、掘削孔２４の壁面に袋２０の外面を密着させる。こうすることで、上記の実施例２と同様な効果が得られることはもちろんのこと、千鳥配置された柱列状の地中免震壁１６を得ることができる。
【００７０】
（実施例４）
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例４は、袋の中の底の方から順に段階的に粘土系材料を充てんする場合の例である。
【００７１】
図５−１〜図５−６は、本実施例４の地中免震壁構造の構築方法による概略施工手順（工程１〜６）を断面斜視図で示したものである。図５−１は、地中に地中免震壁用の溝を掘削したイメージ（工程１）、図５−２は、袋に充てんしようとする部分を挿入するイメージ（工程２）、図５−３は、充てんしようとする部分に粘土系材料を充てんしたイメージ（工程３）、図５−４は、続いて袋に充てんしようとする部分を溝に挿入するイメージ（工程４）、図５−５は、充てんが完了して溝に設置された袋のイメージ（工程５）、図５−６は、地中免震壁の完成イメージ（工程６）を示している。
【００７２】
まず、図５−１に示すように、地中（周辺地盤１２）に溝１８を掘削する。続いて、図５−２に示すように、縦方向に長い遮水性の袋２０を溝１８に挿入するが、このとき、袋２０に充てんしようとする部分２０ａを溝１８に挿入する。その後、図５−３に示すように、袋２０の中の充てんしようとする部分２０ａに吸水膨張性を有する粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんする。続いて、上記と同様な方法によって、図５−４に示すように、袋２０に充てんしようとする部分２０ｂを溝１８に挿入する。挿入した部分２０ｂに粘土系材料２２を所定の柔らかさを有した状態で充てんすることを段階的に繰り返す。こうすることで、図５−５に示すように、一つの袋２０の溝１８への設置が完了する。既設の袋２０に隣接して設ける別の袋２０に対して同様の手順を適用して、図５−６に示すような柱列状の地中免震壁１６を構築する。なお、本実施例は、溝１８だけでなく地中に柱列状に設けた掘削孔に対しても適用可能である。また、本実施例は、図２−２に示すように、袋２０を設置深さ下端まで挿入してから、実施してもよい。
【００７３】
本実施例４によれば、吸水膨張性を有する粘土系材料２２は、袋２０の中の底の方から順に段階的に充てんされるものであり、袋２０に充てんしようとする部分２０ａ（２０ｂ）を溝１８に挿入して、挿入した袋２０の部分２０ａ（２０ｂ）に粘土系材料２２を充てんすることを段階的に繰り返して、袋２０を溝１８に設置するので、上記の実施例１と同様な効果が得られることはもちろんのこと、袋２０に充てんされる粘土系材料２２の充てん密度を深さに応じて段階的または漸進的に変えて構築することができる。なお、本発明の地中免震壁１６は、周辺地盤よりも柔らかくて地震時の地盤変位を吸収することが可能で、周辺地盤からの作用土圧によって変形したり、厚さが減少しないような材料で構築する必要があるが、そのためには、地中免震壁１６を構成する材料は深くなるにつれて密度を大きくすることが望ましく、例えば、地表に近い部位では密度が小さく、より柔らかい材料とし、深い部位では密度が大きく柔らかさが多少なくなる材料とし、その中間はその中間的な材料として構成してもよい。
【００７４】
（実施例５）
次に、本発明の実施例５について説明する。本実施例５は、複数の袋を有する遮水シートをロール状に巻回してなるシートロールを溝に挿入した後、このシートロールから遮水シートを横方向に引き出すことで、溝に複数の袋を設置する場合の例である。
【００７５】
図６−１〜図６−４は、本実施例５の地中免震壁構造の構築方法による概略施工手順（工程１〜４）を平面図および地中縦断面図で示したものである。図６−１は、遮水シート引き出し途中のイメージ（工程１）、図６−２は、引き出し完了のイメージ（工程２）、図６−３は、粘土系材料の充てん途中のイメージ（工程３）、図６−４は、地中免震壁の完成イメージ（工程４）を示している。
【００７６】
まず、図６−１に示すように、地中（周辺地盤１２）の溝１８の一部にシートロール２６を挿入配置した後、このシートロール２６から遮水シート２８を横方向（水平方向）に引き出す（もしくは繰り出す）。ここで、遮水シート２８は、膜状の接続部材３０を介して横方向に接続された複数の袋２０を有しており、袋２０の中に粘土系材料２２を充てんしない状態ではシート状をなすものとして構成してある。こうすることで、図６−２に示すように、溝１８に複数の袋２０を一括して挿入設置することができる。続いて、図６−３に示すように、遮水シート２８の各袋２０の中に順に吸水膨張性を有する粘土系材料２２を充てんする。こうすることで、図６−４に示すような柱列状の地中免震壁１６を構築する。
【００７７】
本実施例５によれば、遮水シート２８に備わる複数の袋２０を溝１８の全長に亘って容易に配置することができ、柱列状の地中免震壁１６を容易に施工することができる。
【００７８】
（実施例６）
次に、本発明の実施例６について説明する。本実施例６は、袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給する場合の例である。
【００７９】
図７−１に示すように、本実施例６の地中免震壁構造は、柱列状に配置した袋からなる地中免震壁１６の地表ＧＬ側の上端部１６ａの上に、電解質濃度が1wt%未満で、かつ、周辺地盤１２の地下水よりも電解質濃度が低い水Ｗ（電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液。以下、これを「電解質濃度の低い水」と表記する。）を貯水する貯水部３２をさらに備えたものである。貯水部３２はＵ字溝状を呈しており、その天端部分は蓋板３４で覆われている。貯水部３２の底板３６は透水性構造であり、貯水部３２内に貯水された電解質濃度の低い水Ｗは底板３６を透過してその下方にある地中免震壁１６を構成する各袋の上端部１６ａに浸透可能となっている。
なお、電解質濃度の低い水Ｗの貯水構造は図７−１に限定されるものではなく、例えば、図７−２に示すように、電解質濃度の低い水Ｗを袋２０の上端部に貯水してもよい。この際、袋２０の上部の吸水膨張性の粘土系材料２２が膨張することを抑制するために、砂等の吸水膨張性を有さない土質材料２３を袋２０の最上部に装填し、当該最上部の間隙水を電解質濃度の低い水Ｗにしてもよい。
【００８０】
各袋の上端部１６ａに常に貯水部３２からの下向きの浸透流による電解質濃度の低い水Ｗの供給がある場合には、各袋の中の吸水膨張性の粘土系材料は常に水で飽和して保水能力が維持される。このため、本実施例６によれば、粘土系材料は乾燥収縮することなく、縦方向に長い袋による柱列の径とその構成材料密度を長期間一定に維持し、その剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、柱列状の地中免震壁１６の変位吸収能力が維持されるので、免震性能の低下を招くおそれがなくなり、長期安定性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００８１】
また、地中免震壁１６の上端部１６ａに常に貯水部３２からの下向きの浸透流による電解質濃度の低い水Ｗの供給がある場合には、各袋の中の吸水膨張性の粘土系材料の間隙水は常に電解質濃度の低い水で飽和される。このため、本実施例６によれば、仮に破損等によって袋の遮水性が損なわれても、周辺地盤１２の地下水の浸透による袋の中の粘土系材料の間隙水の電解質濃度の上昇は抑制される。電解質濃度の低い水で飽和した粘土系材料の膨潤圧は一定に維持されるので、袋による柱列の径の変化を抑制し、地中免震壁１６の壁幅Ｄとその構成材料の密度の変化を抑制して、地中免震壁１６の剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、地中免震壁１６の変位吸収能力は維持されるので、免震性能の低下を招くおそれはない。また、地中免震壁周辺の地盤変形や地表面沈下は生じなくなる。このため、周辺地盤１２の地下水の電解質濃度が海水のように比較的高い場合であっても、長期安定して所要の免震性能を発揮することができる。
【００８２】
以上説明したように、本発明に係る地中免震壁構造によれば、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造であって、前記地中免震壁は、地中に掘削した溝または孔に挿入することにより横方向に隣接して複数設置した縦方向に長い遮水性の袋と、前記袋の中に所定の柔らかさを有した状態で充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料とを備える柱列状の地中免震壁である。このため、縦方向に長い遮水性の袋を一つずつ掘削した溝または孔に挿入して設置し、この袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんする作業を繰り返すことで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。また、袋は遮水性であることから、袋の中に充てんされた粘土系材料は、掘削した溝または孔内の泥水による影響や、周辺地盤の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００８３】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、前記袋を横方向に千鳥配置したので、上記の効果に加え、千鳥配置された柱列状の地中免震壁を得ることができる。
【００８４】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、隣り合う前記袋どうしの間を接続する接続部材をさらに備えるので、上記の効果に加え、掘削した溝に接続部材で接続された複数の袋を一括して挿入して設置し、各袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんすることで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。
【００８５】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造によれば、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するように構成したので、袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料は常に水溶液による水で飽和して保水能力が維持される。このため、粘土系材料は乾燥収縮することなく、縦方向に長い袋による柱列の径とその構成材料密度を長期間一定に維持し、その剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、柱列状の地中免震壁の変位吸収能力が維持されるので、免震性能の低下を招くおそれがなくなり、長期安定性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００８６】
また、本発明に係る地中免震壁構造の構築方法によれば、周辺地盤と構造物との間に設けられ、粘土系材料により構成される連続した壁状の地中免震壁の構造の構築方法であって、縦方向に長い遮水性の袋を、地中に掘削した溝または孔に挿入して設置し、その後、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させ、続いて、前記袋に横方向に隣接するように、同様な方法で別の縦方向に長い遮水性の袋を前記溝または孔に挿入して設置し、前記袋の中に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんして膨らまして、前記溝または孔の壁面に前記袋の外面を密着させることを繰り返して、前記地中免震壁を柱列状に構築する。このため、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。また、袋は遮水性であることから、袋の中に充てんされた粘土系材料は、掘削した溝または孔内の泥水による影響や、周辺地盤の地下水の浸透流、水位、水質による影響を受けない。したがって、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【００８７】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記袋を横方向に千鳥配置するので、上記の効果に加え、千鳥配置された柱列状の地中免震壁を得ることができる。
【００８８】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、吸水膨張性を有する粘土系材料は、前記袋の中の底の方から順に段階的に充てんされるものであり、前記袋に充てんしようとする部分を前記溝または孔に挿入して、挿入した前記袋の部分に前記粘土系材料を充てんすることを段階的に繰り返して、前記袋を前記溝または孔に設置するので、上記の効果に加え、袋に充てんされる粘土系材料を深さに応じた密度で構築することができる。
【００８９】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、膜状の接続部材を介して横方向に接続された複数の前記袋を有し、前記袋の中に前記粘土系材料を充てんしない状態ではシート状をなす遮水シートを、前記溝に設置し、前記袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を所定の柔らかさを有した状態で充てんするので、上記の効果に加え、掘削した溝に接続部材で接続された複数の袋を一括して挿入して設置し、各袋に吸水膨張性を有する粘土系材料を充てんすることで、縦方向に長い袋が横方向に複数隣接してなる柱列状の地中免震壁を容易に施工することができる。
【００９０】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記遮水シートをロール状に巻回してなるシートロールを前記溝に挿入した後、前記シートロールから前記遮水シートを横方向に繰り出すことで、前記溝に複数の前記袋を設置するので、上記の効果に加え、遮水シートに備わる複数の袋を溝の全長に亘って容易に配置することができる。
【００９１】
また、本発明に係る他の地中免震壁構造の構築方法によれば、前記袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料に対して、電解質濃度が1wt%未満で周辺の地盤の地下水よりも低い水溶液を地上側から常時供給するので、袋の中に充てんした吸水膨張性を有する粘土系材料は常に水溶液による水で飽和して保水能力が維持される。このため、粘土系材料は乾燥収縮することなく、縦方向に長い袋による柱列の径とその構成材料密度を長期間一定に維持し、その剛性を小さい状態に保持することができる。この結果、柱列状の地中免震壁の変位吸収能力が維持されるので、免震性能の低下を招くおそれがなくなり、長期安定性に優れた地中免震壁構造を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明に係る地中免震壁構造およびその構築方法は、地震時の開削トンネルなどの地中構造物への応力低減を図るのに有用であり、特に、長期安定性と施工性に優れた地中免震壁構造を得るのに適している。
【符号の説明】
【００９３】
１０  地盤変位吸収免震構造
１２  周辺地盤
１４  地中構造物（構造物）
１６  地中免震壁（地中免震壁構造）
１６ａ  上端部
１８  溝
２０  袋
２０ａ，２０ｂ  充てんしようとする部分
２２  粘土系材料
２４  孔
２６  シートロール
２８  遮水シート
３０  接続部材
３２  貯水部
３４  蓋板
３６  底板
Ｗ  電解質濃度の低い水（水溶液）
ＧＬ  地表
【図１】
2015055147.tif 000003
【図２−１】
2015055147.tif 000004
【図２−２】
2015055147.tif 000005
【図２−３】
2015055147.tif 000006
【図２−４】
2015055147.tif 000007
【図３−１】
2015055147.tif 000008
【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図５−５】
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【図５−６】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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