(57)【要約】【課題】凍着凍上現象による縦管接合部の外れや縦管および縦管接合部の破損を防止する凍上防止構造を提供する。【解決手段】本発明の凍上防止構造は、寒冷時に凍結膨張する凍結土壌Ｇａ中に埋設された縦管３の凍着凍上現象による上昇を防止するものであって、縦管３に上下方向にスライド自在に外嵌される筒状の凍上防止部材５が設けられ、凍上防止部材５が縦管３に外嵌された状態で凍結土壌Ｇａ中に埋設されて、凍結土壌Ｇａが凍結膨張したときに凍上防止部材５が凍結土壌Ｇａに凍着されて縦管３に対してスライドしつつ上昇する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寒冷時に凍結膨張する凍結土壌中に埋設された縦管の凍着凍上現象による上昇を防止する凍上防止構造であって、
前記縦管に上下方向にスライド自在に外嵌される筒状の凍上防止部材が設けられ、
該凍上防止部材が前記縦管に外嵌された状態で前記凍結土壌中に埋設されて、
前記凍結土壌が凍結膨張したときに前記凍上防止部材が前記凍結土壌に凍着されて前記縦管に対してスライドしつつ上昇することを特徴とする凍上防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
寒冷時に凍結膨張する凍結土壌中に埋設された縦管の凍着凍上現象による上昇を防止する凍上防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、寒冷時に凍結膨張する凍結土壌中に埋設された縦管の凍着凍上現象による上昇を防止する凍上防止構造が知られている（特許文献１等参照）。
【０００３】
寒冷地では気温が低くなると、地中の水分が地中で凍って水平に広がるレンズ形状の氷、いわゆるアイスレンズとなり、このアイスレンズの形成に伴って土壌全体が上下方向に膨張して地表面が上昇する凍上現象が生じることがある。
【０００４】
凍上現象により上昇した地表面は、気温が上昇して地中の氷が融けるのに伴って元の高さに戻る。
【０００５】
水分を含んだ土壌の凍結は地表面側から生じるので、凍上現象が生じる土壌の深さは、その土地の気温などに依存し、地域ごとに異なる。
【０００６】
日本国内の寒冷地では、このような凍上現象が生じる土壌の深さ、いわゆる凍結深度は、おおよそ５０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲であることが知られている。
【０００７】
ところで、凍上現象が生じる地域では気温が低くなると、地中の埋設物が凍結した土壌に凍着して上昇する凍着凍上現象が生じる。
【０００８】
このような凍着凍上現象は、地中に垂直に埋設された下水道用の縦管などにも生じることがある。
【０００９】
図１（ａ）において、符号１は合成樹脂製の小型マンホール、符号２ａ，２ｂはそれぞれ小型マンホール１に接続された下水本管、符号３は小型マンホール１の上部に接続され地表付近まで伸びる縦管である。
【００１０】
図１（ｂ）に示すように、小型マンホール１は、縦管３を受け容れる略円筒状の接合部１ａを有しており、接合部１ａの内周部にはリング状のゴムパッキン１ｂが設けられている。この接合部１ａには縦管３の下端部が挿入されており、接合部１ａと縦管３とは嵌合接続されている。
【００１１】
小型マンホール１は通常凍結深度より深い約２ｍ〜２．５ｍの深さ位置に埋設されており、縦管３は長さが約２ｍで地表面付近まで伸び、縦管３の上部には蓋体４が設置されている。
【００１２】
図１（ａ）において、Ｌ１は凍結深度を示しており、符号Ｇａは地表から凍結深度Ｌ１の深さまでの土壌であり、寒冷時に凍結膨張する凍結土壌である。
【００１３】
また、符号Ｇｂは凍結土壌Ｇａの下側の土壌であり、凍結土壌Ｇａが凍結しても凍結しない非凍結土壌である。
【００１４】
本従来例の凍上防止構造では、凍着凍上現象による縦管３の上下動に対応するために、縦管３と小型マンホール１とを敢えて接合せずに、リング状のゴムパッキン１ｂを介して嵌合しており、図１（ｂ）に示す許容範囲Ｌ２の移動範囲内で上下動可能としている。
【００１５】
したがって、凍結土壌Ｇａの凍結・解凍に伴う縦管３の上下動の範囲が接合部１ａの許容範囲Ｌ２の移動範囲内にある場合には、縦管３は小型マンホール１から外れることがなく、凍着凍上力による小型マンホール１や縦管３への負荷を低減することができる。
【００１６】
この他に、縦管自体の下端部にフランジ部を設けて、このフランジ部を凍結深度より深い位置に埋設することにより、凍着凍上現象による縦管の上昇を防止する凍上防止構造が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−３２５１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、寒冷時に縦管３が凍着凍上現象により許容範囲Ｌ２を超えて上昇すると、図２（ａ）に示すように、縦管３の下端部は接合部１ａから外れてしまう。
【００１８】
そして、気温が上昇して凍結土壌Ｇａが解凍し収縮するのに伴い縦管３が降下する際に、縦管３の下端部が接合部１ａの外周部などに引っ掛かり、縦管３が小型マンホール１から外れたまま凍上すると、小型マンホール１と縦管３との隙間から水漏れが生じるという問題があった。
【００１９】
一方、このような縦管３下端部の接合部１ａからの外れを防止するために、施工時に接合部１ａと縦管３の下端部とを接着することもあるが、接合部１ａを接着すると、寒冷時に小型マンホール１と縦管３とに凍着凍上現象による引張力が生じて、凍結土壌Ｇａが膨張収縮を繰り返すうちに、接合部１ａや縦管３が破損するおそれがあった。
【００２０】
そこで、本発明では、凍着凍上現象による縦管接合部の外れや縦管および縦管接合部の破損を防止する凍上防止構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、寒冷時に凍結膨張する凍結土壌中に埋設された縦管の凍着凍上現象による上昇を防止する凍上防止構造であって、前記縦管に上下方向にスライド自在に外嵌される筒状の凍上防止部材が設けられ、該凍上防止部材が前記縦管に外嵌された状態で前記凍結土壌中に埋設されて、前記凍結土壌が凍結膨張したときに前記凍上防止部材が前記凍結土壌に凍着されて前記縦管に対してスライドしつつ上昇する凍上防止構造を特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１に記載の凍上防止構造では、凍結土壌が凍結膨張したときに凍上防止部材が凍結土壌に凍着されて縦管に対してスライドしつつ上昇するので、縦管は上昇することがなく、縦管の凍上を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２４】
〈構成〉
図３（ａ）において、符号１は合成樹脂製の小型マンホール、符号２ａ，２ｂはそれぞれ小型マンホール１に接続された下水本管、符号３は小型マンホール１の上部に接続され地表付近まで伸びる縦管である。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、小型マンホール１は、縦管３を受け容れる略円筒状の接合部１ａを有しており、接合部１ａの内周部にはリング状のゴムパッキン１ｂが設けられている。この接合部１ａには縦管３の下端部が挿入されており、接合部１ａと縦管３とは嵌合接続されている。
【００２６】
小型マンホール１は通常凍結深度より深い約２ｍ〜２．５ｍの深さ位置に埋設されており、縦管３は長さが約２ｍで地表面付近まで伸び、縦管３の上部には蓋体４が設置されている。
【００２７】
図３（ａ）において、Ｌ１は凍結深度を示しており、符号Ｇａは地表から凍結深度Ｌ１の深さまでの土壌であり、寒冷時に凍結膨張する凍結土壌である。
【００２８】
また、符号Ｇｂは凍結土壌Ｇａの下側の土壌であり、凍結土壌Ｇａが凍結しても凍結しない非凍結土壌である。
【００２９】
本実施例の凍上防止構造では、筒状の凍上防止部材５が設けられ、縦管３に上下方向にスライド自在に外嵌されている。
【００３０】
図４に示すように、凍上防止部材５は、管本体部５ａと、フランジ部５ｂとを有しており、フランジ部５ｂは管本体部５ａの一端の外周部に形成されている。
【００３１】
管本体部５ａの内径は縦管３の外径より僅かに大きくなっており、縦管３にスライド自在に外嵌可能となっている。
【００３２】
〈作用〉
図５（ａ）は、本実施例の凍上防止構造において、凍結土壌Ｇａが凍結膨張していない状態を示している。
【００３３】
そして、寒冷時に凍結土壌Ｇａが凍結膨張すると、凍上防止部材５は周囲の土壌に凍着されて、図５（ｂ）に示すように、凍結土壌Ｇａの膨張に伴い縦管３に対してスライドしつつ上昇する。
【００３４】
このとき、縦管３の凍上防止部材５によって包囲されている部分には凍着凍上力が直接作用せず、しかも凍上防止部材５は縦管３に対してスライド自在となっているので、縦管３は上昇しない。
【００３５】
また、気温が上昇して凍結膨張していた凍結土壌Ｇａが解凍されると、図５（ｃ）に示すように、凍結土壌Ｇａは収縮し、これに伴い周囲の土壌に凍着されている凍上防止部材５は下降する。
【００３６】
このとき、凍上防止部材５は縦管３に対してスライド自在となっているので、縦管３は下降しない。
【００３７】
〈効果〉
本実施例の凍上防止構造では、縦管３の周囲の凍結土壌に凍上防止部材５を凍着させて、凍結土壌Ｇａとの間に生じる凍着凍上力を凍上防止部材５に作用させることにより、縦管３に発生する凍着凍上力を軽減させる。
【００３８】
この際、凍上防止部材５のフランジ５ａが周囲の凍結土壌に食い込み、凍上防止部材５は、凍結土壌Ｇａの膨張・収縮に伴ってスムーズに上下動するので、凍着凍上力を効率よく吸収できる。
【００３９】
このように、凍結土壌Ｇａが凍結膨張したときに凍上防止部材５が凍結土壌Ｇａに凍着されて縦管３に対してスライドしつつ上昇するので、縦管３は上昇することがなく、縦管３の凍上を防止することができる。
【００４０】
これにより、小型マンホール１に接続された縦管３が寒冷時の凍結土壌Ｇａの凍結により凍上して小型マンホール１の接続部１ａから離脱するのを防止することができ、寒冷地であっても縦管３および小型マンホール１の排水機能を維持することができる。
【００４１】
〈変形例〉
図６において、符号６は、本変形例に係る凍上防止部材である。
【００４２】
図６に示すように、凍上防止部材６は、管本体部６ａと、フランジ部６ｂとを有しており、フランジ部６ｂは管本体部６ａの一端の外周部に形成されている。また、管本体部６ａの内径は縦管３の外径より僅かに大きくなっている。
【００４３】
本変形例に係る凍上防止部材では、管本体部６ａの内周部に管本体部６ａの伸びる方向に延び、半径方向内側に向けて膨出する４本のリブ６ｃが設けられている。
【００４４】
これらの４本のリブ６ｃにより、縦管３に対する凍上防止部材６のスライドが一層スムーズになる。
【００４５】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来例の凍上防止構造を示す概念図であり、図（ａ）は地中に埋設された小型マンホールと縦管との接続状態を示す図、図（ｂ）は小型マンホールの接続部の構造を示す部分破断図である。
【図２】従来例の凍上防止構造の問題点を示す概念図である。
【図３】実施例の凍上防止構造を示す概念図であり、図（ａ）は地中に埋設された小型マンホールと縦管との接続状態を示す図、図（ｂ）は小型マンホールの接続部の構造を示す部分破断図である。
【図４】実施例に係る凍上防止部材の図であり、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）は３面図である。
【図５】実施例の凍上防止構造の作用効果を示す概念図である。
【図６】変形例に係る凍上防止部材の図であり、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）は３面図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ                      凍結土壌
３                      縦管
５，６                  凍上防止部材
【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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