(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁を一体化した構造の合成地下壁であって、柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化するためのスタッドが柱列式地下壁の芯材である鉄骨に固着されて鉄筋コンクリート壁中に埋設されているとともに、そのスタッドには環状の水膨張止水材が環装され、かつ柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁との境界面には少なくとも鉄筋コンクリート壁に引張応力が生じると想定される位置に止水シートまたは塗膜系防水材が介装されていることを特徴とする合成地下壁。
【請求項２】
柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁を一体化した構造の合成地下壁を施工する方法であって、地中に柱列式地下壁を設けてその前面側を掘削し、柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面を露出させ、環状の水膨張止水材を環装したスタッドを芯材の表面に固着し、少なくとも鉄筋コンクリート壁に引張応力が生じると想定される位置には柱列式地下壁の前面に止水シートまたは塗膜系防水材を取り付け、しかる後に、柱列式地下壁の前面側に壁筋を配筋し型枠を組み立ててコンクリートを打設することで鉄筋コンクリート壁を形成することを特徴とする合成地下壁の施工方法。
【請求項３】
止水性が要求されるコンクリート壁中にスタッド等として埋設される鉄筋に装着して用いる水膨張止水材であって、鉄筋が挿通する中心孔を有する環状をなし、かつ、非膨張ゴム層の内周側および外周側にそれぞれ水膨張ゴム層を積層した３層構造をなすことを特徴とする水膨張止水材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルミキシングウォール等の柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁を一体化した構造の合成地下壁、およびその施工方法、ならびに止水性が要求されるコンクリート壁中に埋設される鉄筋に装着して用いる水膨張止水材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ソイルミキシングウォール（Soil Mixing Wall、以下ＳＭＷと記す）は、現場にて造成される柱列式の地下壁であって、一般に多軸型オーガー掘削機で所定深度まで地盤を攪拌掘削しながらセメント系固化材を地盤に注入して地盤とともに混練し、オーガー引き上げ後にＨ形鋼等の鉄骨からなる芯材を建て込んで硬化させることで造成されるものである。この工法は排水が少ないことから安価に造成できるものであり、従来より山留めあるいは止水壁として多用されている。
【０００３】
ところで、従来においてはＳＭＷ等の柱列式地下壁はあくまで仮設の山留めあるいは止水壁として設けられるものであって本設として利用されるものではなかったが、最近においてはこれを本設の地下壁の一部として利用することが検討されつつある。図４はその一例を示すもので、仮設の山留めあるいは止水壁として造成したＳＭＷ１の前面側を掘削した後、ＳＭＷ１の芯材２である鉄骨（Ｈ形鋼）にスタッド３を溶接により固着し、そのＳＭＷ１の前面側に壁筋４を二重に配筋しコンクリート５を打設して鉄筋コンクリート壁（以下、ＲＣ壁と記す）６を形成することで、スタッド３を介してＳＭＷ１とＲＣ壁６とを一体化した本設の合成地下壁７を形成するようにしたものである。このような合成地下壁７によれば、仮設のＳＭＷ１をそのまま本設の壁体の一部としても利用できるので合理的であり、ＳＭＷ１の強度を見込める分だけＲＣ壁６の所要強度を軽減できてその壁厚を薄くすることができ、全体として工費削減を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の合成地下壁７にあっては、ＲＣ壁６の施工に際してスタッド３の周囲にコンクリート５が十分に充填されずにスタッド３の周面とコンクリート５との間に隙間が生じることが想定され、その場合にはＲＣ壁６の止水性を十分に確保できなくなることが想定される。
【０００５】
また、上記の合成地下壁７が正曲げ（内側＝ＲＣ壁６側に湾曲するような変形）を生じた場合には、ＲＣ壁６は全体として圧縮応力を生じるのでひび割れが生じる懸念は少ないが、逆に負曲げ（外側＝ＳＭＷ１側へ湾曲するような変形）が生じた際にはＲＣ壁６の背面側には引張応力が生じてそこにひび割れが発生する余地があり、万一、ひび割れが発生した場合には止水性を十分に確保できなくなることが想定される。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明はＳＭＷ等の柱列式地下壁とＲＣ壁との合成地下壁における上記のような要因による止水性の低下を防止するための有効な手段を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁を一体化した構造の合成地下壁であって、柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化するためのスタッドが柱列式地下壁の芯材である鉄骨に固着されて鉄筋コンクリート壁中に埋設されているとともに、そのスタッドには環状の水膨張止水材が環装され、かつ柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁との境界面には少なくとも鉄筋コンクリート壁に引張応力が生じると想定される位置に止水シートまたは塗膜系防水材が介装されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁を一体化した構造の合成地下壁を施工する方法であって、地中に柱列式地下壁を設けてその前面側を掘削し、柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面を露出させ、環状の水膨張止水材を環装したスタッドを芯材の表面に固着し、少なくとも鉄筋コンクリート壁に引張応力が生じると想定される位置には柱列式地下壁の前面に止水シートまたは塗膜系防水材を取り付け、しかる後に、柱列式地下壁の前面側に壁筋を配筋し型枠を組み立ててコンクリートを打設することで鉄筋コンクリート壁を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、止水性が要求されるコンクリート壁中にスタッド等として埋設される鉄筋に装着して用いる水膨張止水材であって、鉄筋が挿通する中心孔を有する環状をなし、かつ、非膨張ゴム層の内周側および外周側にそれぞれ水膨張ゴム層を積層した３層構造をなすことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施形態である合成地下壁１０の構造を示す。図１において符号１１はＨ形鋼を芯材１２として施工された柱列式地下壁であるＳＭＷ（ソイルミキシングウォール）、１３はその前面側に一体に設けられたＲＣ壁（鉄筋コンクリート壁）である。本例におけるＳＭＷ１１は千鳥配置された柱列からなり、その前面側は柱列に応じて凹凸形状に掘削され、したがってＲＣ壁１３の背面側は自ずとその凹凸形状に倣う形状に形成され、ＳＭＷ１１とＲＣ壁１３とは双方の凹凸が噛み合った状態で一体化したものとなっている。
【００１１】
図４に示した従来の合成地下壁７におけるＲＣ壁６と同様に、本実施形態のＲＣ壁１３には壁筋１４が埋設されている他、必要に応じて補強筋１５が埋設され、またＳＭＷ１１の芯材１２であるＨ形鋼の表面にはスタッド１６が溶接されて固着されていて、それらスタッド１６によりＳＭＷ１１とＲＣ壁１３とが確実に一体化したものとなっている。本実施形態におけるスタッド１６は、異形鉄筋あるいは単なる棒鋼等の鉄筋の先端部をテーパ状に増肉加工することで円錐台形状の定着頭部（こぶ）１６ａを一体形成したものが用いられている。定着頭部１６ａを形成するための増肉加工は、鉄筋の端部を高周波誘導加熱して赤熱化させた状態で軸方向に圧縮して径方向に膨出させることで容易にかつ効率的に行うことができる。なお、鉄筋を増肉加工することに代えて、厚鋼板からなる定着プレートを鉄筋の端部に溶接することでそれを定着頭部とするスタッドも採用可能である。
【００１２】
本実施形態では、各スタッド１６の長さがＲＣ壁１３の背面側の凹凸形状に応じて調節されていて、それらスタッド１６の先端部が所定のかぶりを確保したうえでＲＣ壁１３の表面近くに達するものとされている。つまり、背面側が凸部となっている位置には長いスタッド１６が用いられ、凹部となっている位置には短いスタッド１６が用いられている。
【００１３】
そして、それらスタッド１６の基端部には水膨張止水材１７が環装されている。水膨張止水材１７は図２〜図３に示すようにスタッド１６が挿通可能な中心孔１７ａを有する環状のもので、非水膨張ゴム層１７ｃの内周側および外周側にそれぞれ水膨張ゴム層１７ｂ、１７ｄを積層した３層構造をなすものであり、特にゴム層として加硫ゴムを用いたものが好適に採用可能である。
【００１４】
この水膨張止水材１７は、非水膨張ゴム層１７ｃの弾性によりスタッド１６に対してきっちりと隙間なく装着され、そのままスタッド１６とともにＲＣ壁１３中に埋設されるものである。これにより、ＲＣ壁１３を形成する際のコンクリート打設時にスタッド１６の周囲に対する生コンクリートの充填性が十分でないような場合であっても、水膨張ゴム層１７ｂ、１７ｄが生コンクリート中の水分と反応して自ずと大きく膨張し、スタッド１６の周囲に隙間が生じることを防止して優れた止水性が得られるものとなっている。特にスタッド１６が異形鉄筋からなる場合にも、内周側の水膨張ゴム層１７ｂが膨張してスタッド１６の外周面に隙間なく確実に密着し得て確実な止水性が得られるものとなっている。
【００１５】
また、ＳＭＷ１１とＲＣ壁１３との境界面の要所には止水シート１８が介装されている。止水シート１８としては、単なるゴムシートや、水膨張加硫ゴム層と非水膨張加硫ゴム層とを積層したシート状の積層型水膨張止水材、あるいは生コンクリートとの反応により大きな接着力が得られる非加硫ブチルゴム系の止水シート等が好適に採用可能である。
【００１６】
その止水シート１８は境界面全体に全面的に設けることでも良いが、少なくともＲＣ壁１３が負曲げによる引張応力を生じてひび割れの発生が想定される位置に設ければ良く、図示例のものでは芯材１２の表面を除いた範囲に設けられている。このような止水シート１８を設けることにより、ＲＣ壁１３が負曲げを生じて万一ひび割れが生じたとしても、止水シート１８により止水性能が確保されて漏水を生じるようなことを確実に防止することができる。なお、図１に示しているように、必要であれば止水シート１８の背面側に水抜きパイプ１９を設けることが好ましい。また、止水シート１８に代えて、塗膜系防水材（たとえばクロロプレンゴム系のもの）を設けることでも同様の効果が得られる。
【００１７】
上記の合成地下壁１０を施工するには、ＳＭＷ１１を通常の工法により施工した後、その前面側を掘削して芯材１２の表面を露出させる。そして、必要箇所に止水シート１８を接着等により取り付け、あるいは止水シート１８に代えて塗膜系防水材を設け、水膨張止水材１７を環装したスタッド１６を芯材１２に溶接等により取り付ける。なお、止水シート１８を芯材１２の表面にも取り付ける場合には、ＳＭＷ１１の表面をサンドブラスターあるいは高圧水洗浄機等により洗浄するとともに、止水シート１８にはスタッド１６の取付予定位置に穴ないし切込を形成しておき、スタッド１６をその穴ないし切込に通して芯材１２に取り付けた後に、スタッド１６の基部に止水シート片を重ねてシールすれば良い。その後、通常のように壁筋１４や必要に応じて補強筋１５を配筋し、型枠を建て込み、コンクリートを打設し、所定の養生期間を経て型枠を解体して完成となる。
【００１８】
上記の合成地下壁１０によれば、スタッド１６に水膨張止水材１７を環装したので、スタッド１６の周囲に対するコンクリートの充填性が十分でないような場合にも水膨張止水材１７により止水性能が確保され、また、少なくとも引張応力が生じる懸念がある位置に対して止水シート１８または塗膜系防水材を設けたので、万一、ＲＣ壁１３にひび割れが生じても止水シート１８または塗膜系防水材により止水性能が確保され、以上のことからこの合成地下壁１０は極めて止水性に優れるものとなり、この種の合成地下壁の止水性に対する信頼性を大きく向上させることができる。
【００１９】
なお、本発明においては上記実施形態で示したように定着頭部１６ａを一体成型したスタッド１６を用いることが好ましいが、同様の機能を有しかつ環状の水膨張止水材１７を環装できるものであれば他の形式のスタッドを用いることでも良い。また、上記実施形態では柱列式地下壁としてＳＭＷ１１を採用したが、芯材１２として鉄骨を用いるものであれば他の柱列式地下壁も採用可能である。さらに、本発明の水膨張止水材は上記実施形態のような合成地下壁１０に適用するのみならず、止水性が要求される鉄筋コンクリート壁中にスタッド等として埋設される鉄筋全般に広く適用できるものである。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明の合成地下壁は、柱列式地下壁の芯材に固着されてその前面側の鉄筋コンクリート壁に埋設されるスタッドに環状の水膨張止水材を環装したので、スタッドの周囲へのコンクリートの充填が十分になされないような場合であってもそこでの止水性が確保され、また柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁との境界面の必要箇所、少なくとも引張応力が生じることが想定される位置に止水シートまたは塗膜系防水材を介装したので、鉄筋コンクリート壁に万一ひび割れが生じたような場合にも止水シートまたは塗膜系防水材により止水性が確保され、したがって合成地下壁全体の止水性を向上させることができる。
【００２１】
請求項２の発明の合成地下壁の施工方法は、柱列式地下壁を設けてその前面側を掘削し、その芯材である鉄骨の表面を露出させ、水膨張止水材を環装したスタッドを固着し、少なくとも引張応力が生じることが想定される位置に止水シートまたは塗膜系防水材を取り付け、壁筋を配筋し、型枠を組み立ててコンクリートを打設することで鉄筋コンクリート壁を形成するので、止水性に優れた合成地下壁を効率的に施工することができる。
【００２２】
請求項３の発明の水膨張止水材は、鉄筋が挿通する中心孔を有する環状をなし、かつ非膨張ゴム層の内周側および外周側にそれぞれ水膨張ゴム層を積層した３層構造をなすものであるので、止水性が要求されるコンクリート壁中にスタッド等として埋設される鉄筋に装着して用いることにより、その鉄筋の周囲のコンクリート充填性が十分でない場合でもそこでの止水性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である合成地下壁の平断面図である。
【図２】  同、ソイルミキシングウォールの芯材にスタッドおよび止水シートを取り付けた状態を示す図である。
【図３】  同、スタッドに環装される水膨張止水材を示す図である。
【図４】  従来の合成地下壁の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  合成地下壁
１１  ソイルミキシングウォール（柱列式地下壁）
１２  芯材（鉄骨）
１３  鉄筋コンクリート壁（ＲＣ壁）
１４  壁筋
１５  補強筋
１６  スタッド
１６ａ  定着頭部
１７  水膨張止水材
１７ａ  中心孔
１７ｂ，１７ｄ  水膨張ゴム層
１７ｃ  非水膨張ゴム層
１８  止水シート
１９  水抜きパイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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