JP4125066B2

JP4125066B2 - 地面の排水構造の施工方法

Info

Publication number: JP4125066B2
Application number: JP2002221422A
Authority: JP
Inventors: 観司中島; 義國古賀; 昌史鹿田
Original assignee: 株式会社シーマコンサルタント
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP2004060329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グランドや公園等の未舗装の地面の排水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、グランドや公園等の未舗装の地面の排水構造においては透水性を有するポーラスコンクリートで形成されたＵ字溝が広く使用されている。このようなＵ字溝として、実公昭５０−４４６９５号公報、実開昭５１−１３７８６８号公報、実開昭５２−４８７６４号公報、実開昭５７−７１５３０号公報、特開昭５９−２７０３８号公報、特開昭６０−１８１４３４号公報、及び特開平１１−１５８９８２号公報に記載のものが知られている。これらのＵ字溝は、その側面又は底面をポーラスコンクリートで構成することによって、側面又は底面を通して、Ｕ字溝側部の地面からＵ字構内に水を吸引排水するようにしている点で共通している。
【０００３】
図３は従来のＵ字溝を用いた地面の排水構造の一例を示す斜視断面図であり、図４は従来のＵ字溝を用いた地面の排水構造の排水作用を示す図である。
【０００４】
図３において、Ｕ字溝１００は、両側の平板状の側壁１０１が多数の微小な透孔を有する透水性部材により構成され、円弧状の底部１０２は不透水性のコンクリートにより構成されている。このようなＵ字溝を地面１０３に埋め込むことによって、図４に示すように、地面１０３に浸透した水は側壁１０１を透過してＵ字溝１００の内部に流入し底部１０２上を流れて排水される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の地面の排水構造においては、Ｕ字溝１００の側壁１０１を透過して水が地面からＵ字溝１００内へ流入する際に、側壁１０１を透過する水に浮遊する粘土のような微細な土壌粒子が側壁１０１内の透孔内に捕捉され、透孔が閉塞し、早期に側壁１０１の透水性が失われるという欠点を有していた。特に、側壁１０１の空隙率の大きさを小さくすると閉塞が生じやすく、水の透過性も低くなることとなる。
【０００６】
一方、側壁１０１の透水性を高めるために側壁１０１の空隙率を大きくすると、水の透過性は向上し側壁１０１の閉塞も生じにくくはなるが、こんどは雨水により側壁の周囲の土壌が側壁１０１を通過して側溝１００の内部に流出し、図５に示すように、側溝１００の両側に陥没１０４が生じるという欠点を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の欠点を取り除くためになされたものであって、その目的とするところは、透水性の側壁を有する地面の排水構造において、地中水分の排水性を高めるとともに、排水溝の側壁内の透孔の閉塞が生じにくく、かつ、排水溝周囲の地面の土壌流出も防止することが可能な地面の排水構造を提供することにある。
【０００８】
また他の目的は、外観上周囲の景観にとけ込みやすく、景観の破壊を防止することができるとともに、施工が容易で、工費も低廉な地面の排水構造を提供することにある。
【０００９】
更に他の目的は、残土の排出を最小限に抑えることが可能であり、施工が容易で、工費も低廉な、上記地面の排水構造の施工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の地面の排水構造の第１の構成は、少なくとも一側面が透水性を有する多孔質部材により形成された排水溝と、前記排水溝の多孔質部材により形成された側面の側部に密接して打設された団粒化処理土層とを備え、前記団粒化処理土層は、自然土と団粒化剤とを混練することにより団粒化されたものからなるとともに、前記側部の全面および隣接する地盤に密接し且つ前記地盤の表面と同じ高さの表面を有することを特徴とするものである。この構成により、以下のような作用が得られる。
【００１１】
まず、団粒化処理土層は、自然土と団粒化剤とを混練することによって団粒化されているため、自然土に比べて孔隙率が大きく、土壌粒子の団粒間に粗孔隙が形成された構造となっている。すなわち、団粒化剤は、各分子が強い正電荷を有する高分子化合物からなるため、これを土壌に混入することによって、当該団粒化剤の有する電荷とは逆の極性を有する土壌粒子と団粒化剤とが瞬時に結合し、これらの粒子同士を結合して集合体（団粒）が形成された状態となり、更に、これらの団粒が連結、架橋され立体網目構造が形成されている。従って、このようにして形成された立体網目構造体は、優れた強度、安定性、持続性を発揮することとなり、また、高い浸透性を発揮する。従って、降雨時に地面に滴下した雨水は、団粒化処理土層に素早く浸透する。また、団粒化処理土層内部の粗孔隙は雨水柱に浮遊する微小な土壌粒子やゴミ等を濾過・吸着するには充分に微細であるため、団粒化処理土層に浸透した雨水は、団粒化処理土層において濾過される。その後、雨水は多孔質部材により形成された排水溝側面を通過して排水溝内に流入し、排水溝を通って排水される。このように、粒化処理土層がフィルタとなって、雨水は一旦団粒化処理土層で濾過されて微小な土壌粒子やゴミ等が除去された後に、多孔質部材により形成された排水溝側面を通過するため、多孔質部材により形成された排水溝側面がこれらの微小土壌粒子やゴミ等によって閉塞されることを防止することが可能となる。
また、団粒化処理土層は、自然土の土壌粒子が団粒化剤を結合材として集合体を形成し、更に、これらの集合体が連結、架橋して立体網目構造を形成した構造を有している。従って、雨滴によって団粒化処理土層の団粒構造が破壊されることが防止され、団粒化処理土層の表面にクラスト（土膜）が形成されるのが防止される。これにより、長期間にわたって団粒化処理土層の水の浸透性が低下することはなく、団粒化処理土層は長期間にわたってフィルタの役割を果たすことが可能となる。
また、団粒化処理土層は自然土を団粒化剤によって団粒化したものであるため、外観上は周囲の自然土の土壌との区別がつきにくく、周囲の景観にとけ込みやすいため、排水構造の打設によって景観を破壊することも防止される。
また、自然土が砂質系であれば、材料としてそのまま使用できて、それを捨てる処理をしなくてもよいため、残土処理のコストがなく、排水溝の施工コストが低減される。
【００１２】
ここで、「透水性を有する多孔質部材」とは、多数の連続した空孔を有し、その空孔を通して水を通過させる性質を有する部材をいい、例えば、ポーラスコンクリート、ゴムチップ等が使用される。「排水溝」の形状は特に特定するものではなく、Ｕ字溝、Ｖ字溝、長尺Ｕ字溝、ＣＨ可変排水溝、ＭＣ可変排水溝、ＳＲ排水溝、皿型排水溝、暗渠管等が用いられる。「団粒化剤」とは、土壌の団粒の生成及び維持を促進する添加剤をいい、団粒化剤としては、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物等が使用される。より具体的には、例えば、有限会社グローバル研究所製の商品名「ケミカルブイ」、「ＧＢ−２０００」、「ＣＧ−２０００」等が使用される。団粒化処理土層の孔隙率については、特に特定するものではないが、団粒化処理土層の孔隙率を５〜１５体積％とすることが好適である。孔隙率が５体積％より小さくなると、水の浸透性が低下し、団粒化処理土層を雨水が充分に通過することができなくなり、排水性能が低下することとなり、また、孔隙率が１５体積％より大きくなると、団粒化処理土層の土壌粒子の団粒間の孔隙が広くなり、団粒化処理土層がフィルタとしての機能を充分に発揮できなくなり、排水溝の側壁が微小土壌粒子等により閉塞を生じやすくなるからである。また、自然土と団粒化剤との混合比率は、団粒化剤としてＧＢ−２０００を使用する場合には、水の浸透性のよい適度な孔隙率を得るため、自然土１ｍ^３に対して、団粒化剤を２〜４リットルの割合で添加することが好ましい。自然土と団粒化剤の混練は、ミキサ、トラクター等により土壌と団粒化剤と水とを混練して行う。この際の水の比率は、自然土の含水比を測定して、混練後の含水比が１５％以下になるようにする。
【００１３】
また、本発明の地面の排水構造の第２の構成は、上記第１の構成において、前記団粒化剤は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物であることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、団粒化剤は、各分子が強い正電荷を有する高分子化合物からなることから、これを土壌に混入したときには、当該団粒化剤の有する電荷とは逆の極性を有する土壌粒子と瞬時に結合し、これらの粒子同士を結合して集合体を形成する。更に、これらの集合体を連結、架橋して立体網目構造を形成する。従って、このようにして形成された土壌粒子の立体網目構造体は、優れた強度、安定性、持続性を発揮することとなり、また、高い浸透性を発揮する。
【００１５】
また、本発明の地面の排水構造の第３の構成は、上記第１又は２の構成において、前記団粒化処理土層は、自然土１ｍ^３に対して、セメント２０乃至１００ｋｇ及び団粒化剤２乃至４リットルを混合してなることを特徴とする。
【００１６】
上記混合比率により自然土とセメントと団粒化剤とを混練した混合物を打設することにより、団粒化処理土層の孔隙率は略５〜１５体積％となる。従って、団粒化処理土層の水の浸透性が充分に維持され、かつ団粒化処理土層のフィルタとしての機能が充分に発揮される。
【００１７】
また、本発明の地面の排水構造の第４の構成は、上記第１乃至３の何れか一の構成において、前記自然土は、前記団粒化処理土層を打設する施工現場の土壌であることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、団粒化処理土層には、施工現場の土壌を使用するため、打設後の団粒化処理土層の外観は施工現場周囲の自然土と殆ど同じ外観を呈すこととなり、排水構造の打設により景観が乱されることが防止される。また、団粒化処理土層の打設時に地面の掘削により排出される土壌をそのまま使用することができるため、残土の排出量が少なく、残土処理の労力や費用を低減することができる。さらに、別途自然土を必要としないため、排水構造の施工費用が低減されるとともに、自然土の運搬等が不要となり、排水構造の施工も極めて容易となる。
【００１９】
また、本発明の地面の排水構造の施工方法は、排水を行う地面に排水構造を敷設する溝を掘削する掘削工程と、前記掘削工程において掘削した溝に、少なくとも一側面が透水性の多孔質部材により形成された排水溝を敷設する排水溝敷設工程と、前記掘削工程における掘削により排出された自然土に団粒化剤を添加して混練し団粒化する混練工程と、前記排水溝の多孔質部材により形成された側面の側部に、前記混練工程において団粒化した自然土を打設することによって前記側部の全面および隣接する地盤に密接し且つ前記地盤の表面と同じ高さの表面を有する団粒化処理土層を形成する処理土層打設工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
この構成により、排水溝側部が微小土壌粒子やゴミにより閉塞することが防止され、長期間にわたって排水性能を発揮することができる地面の排水構造を施工することができる。また、掘削工程により、排水構造の敷設のために排出された自然土に団粒化剤を混合して団粒化処理し、団粒化処理土層とするため、団粒化処理土層は現地土壌と同じ外観を呈することとなり、景観を乱すことがない。更に、団粒化処理土層の打設時に地面の掘削により排出される土壌をそのまま使用することができるため、残土の排出量が少なく、残土処理の労力や費用を低減することができる。加えて、別途自然土を必要としないため、排水構造の施工費用が低減されるとともに、自然土の運搬等が不要となり、排水構造の施工も極めて容易となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る地面の排水構造の斜視断面図である。
図１において、地面の排水構造１は、一側面２ａが透水性を有する多孔質部材により形成された排水溝２、及び排水溝２の側面２ａの側部に密接して打設された団粒化処理土層３を有する。また、排水溝２の下部には、モルタルやクラッシャーランからなる不陸調整層４が打設されている。排水溝２は、断面が倒コの字形状を有するＵ字溝であり、側面２ａはポーラスコンクリートにより構成されており、側面２ａと逆側の側面２ｂ及び底面２ｃは、不透水性のレディミクスコンクリートにより構成されている。また、団粒化処理土層３は、地面の排水構造１の周囲の地盤５を構成する土壌同じ自然土とセメントと団粒化剤とを混練することにより団粒化されたものからなる。団粒化剤としては、有限会社グローバル研究所製の「ＧＢ−２０００」が使用されている。この「ＧＢ−２０００」は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物であり、鎖状の極めて長い分子長の有機高分子がヘリックス状の分子構造を形成した高分子化合物である。この高分子化合物は、各分子が強い正電荷を有しており、これを土壌やセメントと混合すると、負の電荷を有する土壌粒子又はセメント粒子と結合して集合体（団粒）を形成する。さらに、団粒化剤はこれらの団粒を連結、架橋し、立体網目構造の団粒を形成する。従って、このような団粒は、強度、安定性、持続性に優れており、雨滴によっても団粒構造は破壊されにくく、クラスト（土膜）が生成されることが防止される。また、団粒化処理土層３は粗孔隙を有する網目構造となるため、透水性に優れ、周囲の地盤５の水を容易に吸収・透過する。
【００２２】
以上のように構成された本実施の形態の地面の排水構造について、以下その排水作用を説明する。
【００２３】
図２は降雨時における地面の排水構造の付近の水の移動を示す図である。
降雨時などにおいては、地盤５の表面から排水溝２へ水が流れて排水されるが、その一部は、団粒化処理土層３の表面を流れる際に、団粒化処理土層３に吸収されて、排水溝２の側壁２ａを通って排水溝２の内部へ排水される。また、地盤５の内部に浸透した雨水は、地盤５の内部から団粒化処理土層３へ流入し、排水溝２の側壁２ａを通って排水溝２の内部へ排水される。このように、排水溝２の側壁２ａを雨水が通過する前には、必ず団粒化処理土層３を通過することになる。従って、団粒化処理土層３を雨水が通過する際に、雨水中に浮遊する粘土粒子等の微細な土壌粒子が団粒化処理土層３内部で捕捉され、濾過された雨水が排水溝２の側壁２ａを通過することとなるため、側壁２ａ内の透孔が微細土壌粒子により閉塞される事態を避けることができる。また、団粒化処理土層３の土壌粒子は、団粒化剤により団粒化されており、また、セメントを結合材として更に強固に結合されているため、雨滴により容易に団粒が破壊されることはない。従って、雨水により団粒化処理層３の土壌が排水溝２の内部に流出することはなく、排水溝２の側壁２ａには、空隙率の比較的大きなポーラスコンクリートを使用して排水性を向上させることが可能である。また、空隙率の大きいポーラスコンクリートを使用することで、側壁２ａが閉塞を生じる可能性も低減する。
また、雨水は団粒化処理層３で濾過された後に側溝に流れ込むため、側溝に濁水が流れこむのを低減することができる。
【００２４】
次に、本実施の形態における地面の排水構造の施工方法について説明する。
施工にあたっては、まず、地盤５を掘削し、地盤５に排水溝２及び団粒化処理土層３を打設する溝を形成する。次に、排水溝２を水平に敷設するために、モルタルやクラッシャーランを打設して不陸調整層４を形成する。そして、この不陸調整層４の上部に、Ｕ字溝を並べて排水溝２を敷設する。
【００２５】
一方、地盤５を掘削した際に生じた土壌１ｍ^３に、セメント２０乃至１００ｋｇ、団粒化剤２乃至４リットルを添加して、ミキサにより混練して団粒化させる。そしてこの団粒化された土壌を、排水溝２の側壁２ａの側に打設し、固結化させる。これにより、団粒化処理土層３の孔隙率は５〜１５体積％となり、水の透過性に優れるとともに、微細土壌粒子の捕捉性にも優れた団粒化処理土層３が形成される。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の地面の排水構造の第１の構成によれば、排水溝の多孔質部材により形成された側面を通過して排水溝内に流入する水が、団粒化処理土層によって濾過されるため、排水溝側部が微小土壌粒子やゴミにより閉塞することが防止され、長期間にわたって排水性能を発揮することができる地面の排水構造を提供することができる。
【００２７】
また、本発明の地面の排水構造の第２の構成によれば、強度、安定性、持続性に優れた団粒化処理土層を形成することができるため、長期間にわたって排水性能を発揮することができる地面の排水構造を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の地面の排水構造の第３の構成によれば、団粒化処理土層の水の浸透性が充分に維持され、かつ団粒化処理土層のフィルタとしての機能が充分に発揮されるため、長期間にわたって排水性能を発揮することができる地面の排水構造を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の地面の排水構造の第４の構成によれば、排水構造の施工により景観を乱すことがなく、施工が容易で施工費用も低廉な地面の排水構造を提供することができる。
【００３０】
本発明の地面の排水構造の施工方法によれば、排水溝側部が微小土壌粒子やゴミにより閉塞することが防止され、長期間にわたって排水性能を発揮することができる地面の排水構造の施工方法を提供することができる。また、排水構造の施工により排水構造の施工により景観を乱すことがなく、施工が容易で施工費用も低廉となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る地面の排水構造の斜視断面図である。
【図２】降雨時における地面の排水構造の付近の水の移動を示す図である。
【図３】従来のＵ字溝を用いた地面の排水構造の一例を示す斜視断面図である。
【図４】従来のＵ字溝を用いた地面の排水構造の排水作用を示す図である。
【図５】従来の地面の排水構造におけるＵ字溝周囲の地面の陥没現象を説明する図である。
【符号の説明】
１地面の排水構造
２排水溝
２ａ，２ｂ側面
２ｃ底面
３団粒化処理土層
４不陸調整層
５地盤
１００Ｕ字溝
１０１側壁
１０２底部
１０３地面

Claims

排水を行う地面に排水構造を敷設する溝を掘削する掘削工程と、
前記掘削工程において掘削した溝に、少なくとも一側面が透水性の多孔質部材により形成された排水溝を敷設する排水溝敷設工程と、
前記掘削工程における掘削により排出された自然土に団粒化剤を添加して混練し団粒化する混練工程と、
前記排水溝の多孔質部材により形成された側面の側部に、前記混練工程において団粒化した自然土を打設することによって前記側部の全面および隣接する地盤に密接し且つ前記地盤の表面と同じ高さの表面を有する団粒化処理土層を形成する処理土層打設工程と、
を有することを特徴とする地面の排水構造の施工方法。