CN104271842A - Z形钢板桩、由该z形钢板桩形成的钢板桩壁 - Google Patents

Abstract

本发明提供Z形钢板桩、由该Z形钢板桩形成的钢板桩壁。本发明所涉及的Z形钢板桩(1)具有：第一接头部(5)，其在构成Z形钢板桩(1)的第一凸缘部(3)的末端形成；以及第二接头部(9)，其在第二凸缘部(7)的末端形成，对Z形钢板桩(1)进行相邻配置，并以卡合的方式将第一接头部(5)与第二接头部(9)连结，由此能够形成钢板桩壁(27)，所述Z形钢板桩(1)的特征在于，第一接头部(5)是具有主爪(13)和副爪(15)的双重爪式接头部，其中，该主爪(13)在末端具有鼓出部(11)、且配置于钢板桩内侧，该副爪(15)以与主爪(13)对置的方式形成、且配置于钢板桩外侧，第二接头部(9)是具有主爪(13)和副爪(15)的双重爪式接头部，其中，该主爪(13)在末端具有鼓出部(11)、且配置于钢板桩外侧，该副爪(15)以与主爪(13)对置的方式形成、且配置于钢板桩内侧。

Description

Z形钢板桩、由该Z形钢板桩形成的钢板桩壁

技术领域

本发明涉及在土木建筑领域中用于港湾·河川护岸、护板、围堰工程的Z形钢板桩以及由该Z形钢板桩形成的钢板桩壁。

在本说明书中，Z形钢板桩是指在倾斜配置的腹板(web)的两端以与该腹板连续的方式形成有凸缘、且整体形状大致为Z形的钢板桩。

背景技术

作为在土木建筑领域中用于港湾·河川护岸、护板、围堰工程的钢板桩，一般使用U形钢板桩、Z形钢板桩或帽形钢板桩。另外，直线形钢板桩主要在钢板桩小型房屋(cell)施工方法中使用。上述钢板桩通过将接头部连结而作为钢制壁来使用。

U形钢板桩、帽形钢板桩以及Z形钢板桩的接头部一般使用被称为拉森式的结构(参照专利文献1、2)。另外，对于直线形钢板桩则一般使用被称为双重爪式的结构，作为特殊的例子而使用拉森式的结构(参照专利文献3)。

专利文献1：日本特许第3458109号公报

专利文献2：日本特开2009-2110号公报

专利文献2：日本特开2001-170703号公报

在通过将U形钢板桩彼此连结来构建钢板桩壁的情况下，由于接头部位于构建后的钢板桩壁中央部，所以U形钢板桩单体的重心与钢板桩壁的重心不一致。因此，若钢板桩壁因土压等载荷的作用而出现弯曲，则在接头部产生错位，使得钢板桩壁的刚性、截面模量降低，因而，需要降低接头效率。

另一方面，在将帽形钢板桩彼此、或Z形钢板桩彼此连结来构建钢板桩壁的情况下，由于接头部位于构建后的钢板桩壁最外缘，所以钢板桩单体的重心与钢板桩壁的重心一致。因此，即便钢板桩壁因土压等载荷的作用而出现弯曲，也不会在接头部产生错位，从而不需要降低接头效率。

因此，与U形钢板桩相比，帽形钢板桩、Z形钢板桩的相对于每单位壁面面积的重量的截面性能良好，能够构建经济性优异的钢板桩壁。

然而，尽管帽形钢板桩的相对于每单位壁面面积的重量的截面性能优异，但是由于制造方面的制约，所以，作为每1m壁宽的截面惯性矩的种类，当前产品化的产品中仅有两种。

与此相比，Z形钢板桩的每1m壁宽的截面惯性矩的种类较多，且其最大截面惯性矩达到帽形钢板桩的10倍左右。另外，若将Z形钢板桩连结便能够形成为帽形状，因此，若使用Z形钢板桩，则能够根据所需性能而构建经济性、截面性能优异的钢板桩壁。

这样，Z形钢板桩能够构建经济性、截面性能优异的钢板桩壁。然而，对于其接头部而言，与现有的U形钢板桩、帽形钢板桩相同，使用拉森式的结构。与双重爪式相比，使用拉森式结构能够举出容易制造的优点。然而，现状是对拉森式的结构是否最适合作为Z形钢板桩的接头部并未进行详细研究。

因此，关于Z形钢板桩的接头部，对以往使用的拉森式的结构是否为最佳进行了研究，发现了如下问题。

＜钢板桩打入时的问题＞

当通过将钢板桩彼此连结而形成钢板桩壁时，通常，以使后续的钢板桩的接头部与先行打入的钢板桩的接头部嵌合的方式而将其打入。在该情况下，只要能够保证完全并行地将后续的钢板桩与先行的钢板桩打入，接头部彼此就不会接触。

然而，钢板桩在打入过程中受到地基阻力，因此，难以保证先行的钢板桩与后续的钢板桩并行地将它们打入。因此，因钢板桩倾斜、接头部彼此接触而产生摩擦阻力，会对接头部作用有各种力。

图6是示意性地示出作用于具有拉森式接头的现有的Z形钢板桩29的接头部31的各种力的图。如图6所示，作用于接头部31的力中存在作用于凸缘部33的轴线方向的拉伸力、压缩力，另外，还存在以接头部为中心的旋转力，进而还存在与凸缘部正交的方向的力等。

对拉森式的接头部而言，若作用有拉伸力、旋转力则容易变形。由于作用于接头部31的上述力，有可能产生接头部31的开口部宽度缩小、或扩大的现象。若接头部31的开口部宽度过度扩大，则还有可能发生钢板桩彼此脱离的情况，反之，若接头部31的开口部宽度过度缩小，则有可能无法打入后续的钢板桩。

在这一点上，在U形钢板桩、帽形钢板桩中，由于在由腹板部与凸缘部包围的空间对土加以约束，从而，与Z形钢板桩相比，在钢板桩的打入时难以产生旋转力，因此，能够断言在接头部产生的上述问题较少。

另一方面，在Z形钢板桩中，由于其形状并非像U形钢板桩、帽形钢板桩那样对土加以约束的形状，从而，在进行打入时，Z形钢板桩因地基阻力而容易发生旋转等，因此，在接头部产生的力较大。对于拉森式的接头部而言，如上所述，其相对于拉伸力、旋转力较弱，另一方面，其自由度较低，因此，存在如下问题：接头部容易变形，上述问题表现得较为明显。

＜钢板桩打入后的问题＞

即便在钢板桩打入之后，钢板桩也受到来自地基的力，特别是在发生地震之类的情况下，对于相对于拉伸力较弱、且约束力较强的拉森式接头部而言，存在容易在接头部发生变形的问题。若在接头部发生变形，则产生止水效果降低的问题。

如上所述，对Z形钢板桩的接头部而言，存在如下问题：在钢板桩的打入时以及打入之后，力容易作用于接头部，因此，容易在接头部发生变形。

在这点上，为了抑制接头部的变形，考虑到加厚接头部的厚度的方法。

然而，加厚板厚与钢材重量的增加相关联，因此，经济性变差。

发明内容

本发明的目的在于获得一种Z形钢板桩，不增加钢材重量，在钢板桩的打入时、打入之后不在接头部发生变形等，能够构建高精度的钢板桩壁。

另外，本发明的目的还在于获得一种高精度的钢板桩壁。

(1)本发明所涉及的Z形钢板桩具有：第一接头部，其在构成Z形钢板桩的一方的凸缘部的末端形成；以及第二接头部，其在另一方的凸缘部的末端形成，对Z形钢板桩进行相邻配置，并以卡合的方式将上述第一接头部与上述第二接头部连结，由此能够形成钢板桩壁，

所述Z形钢板桩的特征在于，

上述第一接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩内侧，该副爪以与该主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩外侧，

上述第二接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩外侧，该副爪以与该主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩内侧。

(2)另外，在上述(1)所记载的Z形钢板桩的基础上，其特征在于，上述第一接头部经由朝向钢板桩内侧弯曲的第一弯曲部而设置于上述凸缘部的末端，通过设置上述第一弯曲部，使得上述副爪的外表面不比凸缘部的外表面向钢板桩外侧突出，

上述第二接头部经由朝向钢板桩内侧弯曲的第二弯曲部而设置于上述凸缘部的末端，通过设置上述第二弯曲部，将上述主爪的外表面配置成以上述副爪的厚度以上的距离靠向钢板桩内侧。

(3)本发明所涉及的钢板桩壁的特征在于，其通过将上述(1)或(2)所记载的Z形钢板桩连结而形成。

在本发明的Z形钢板桩中，具备第一接头部和第二接头部，上述第一接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩内侧，该副爪以与该主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩外侧，上述第二接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩外侧，该副爪以与该主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩内侧，由此，钢材重量不会增加，在打入时、打入之后不会在接头部发生变形等，能够构建高精度的钢板桩钢制壁。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的Z形钢板桩的说明图。

图2是由图1中的圆圈包围的A部的放大图。

图3是由图1中的圆圈包围的B部的放大图。

图4是将2张图1所示的Z形钢板桩连结后的状态的说明图。

图5是通过将图1所示的Z形钢板桩连结而形成的钢板桩壁的说明图。

图6是现有的Z形钢板桩的说明图。

具体实施方式

本实施方式所涉及的Z形钢板桩1为如下Z形钢板桩，其具有：第一接头部5，其形成于构成Z形钢板桩1的第一凸缘部3的末端；以及第二接头部9，其形成于第二凸缘部7的末端，通过对Z形钢板桩1进行相邻配置，并以卡合的方式将第一接头部5与第二接头部9连结，能够形成钢板桩壁27(参照图5)。

第一接头部5是具有主爪13和副爪15的双重爪式接头部，其中，该主爪13在末端具有鼓出部11、且配置于钢板桩内侧，该副爪15以与主爪13对置的方式形成、且配置于钢板桩外侧。

另外，第二接头部9是具有主爪13和副爪15的双重爪式接头部，其中，主爪13在末端具有鼓出部11、且配置于钢板桩外侧，副爪15以与主爪13对置的方式形成、且配置于钢板桩内侧。

以下详细地进行说明。

＜整体形状＞

对Z形钢板桩1而言，在倾斜配置的腹板部16的一端侧具有第一凸缘部3，在第一凸缘部3的末端形成有第一接头部5，在腹板部16的另一端侧具有第二凸缘部7，在第二凸缘部7的末端形成有第二接头部9，该Z形钢板桩1的整体大致呈Z形。

＜接头部＞

第一接头部5与第二接头部9的基本形状相同，因此，根据图2、图3对它们进行说明。

第一接头部5与第二接头部9具有：接头主体部17，其以与凸缘部的末端连续的方式形成；以及主爪13、副爪15，它们以从该接头主体部17分为两股且相互对置的方式形成。

主爪13的根部较细，且在末端形成有鼓出部11。本实施方式中的主爪13的鼓出部11大致呈矩形，主爪13整体的形状呈T字形。鼓出部11并不局限于矩形形状，也可以是圆形、椭圆形之类的形状。

对主爪13的T字的横片与纵片的连结部19而言，外侧的弯曲角度比内侧的弯曲角度小。内侧的弯曲角度较平滑，因此，由接头部的主爪13与副爪15包围的接头内部21形成为平滑的圆弧状。接头内部21形成为平滑的圆弧状，因此，在将接头部连结时，Z形钢板桩1整体的旋转自由度增加。

副爪15的根部的厚度较大，且越靠近末端厚度越减薄，其整体呈平滑且弯曲的形状。

在由主爪13与副爪15包围的接头内部21插入有与其连结的其它接头部的主爪13。在主爪13形成有鼓出部11，因此，主爪13不会从主爪13与副爪15之间的间隙脱离。

第一接头部5与第二接头部9在具有上述主爪13与副爪15这一点上相通，但也存在不同点。因此，以下，对配置于图1中的左侧的第一接头部5与配置于图1中的右侧的第二接头部9分别进行说明。

(第一接头部)

对第一接头部5而言，当将第一接头部5与第二接头部9连结而形成钢板桩壁27(参照图5)时，在被连结的接头部，副爪15配置于钢板桩外侧。

此外，钢板桩外侧是指腹板部16相对于第一凸缘部3的轴线所处的一侧的相反侧，钢板桩内侧是指其相反侧，即腹板部16相对于第一凸缘部3的中心轴所处的一侧。

对第一接头部5而言，副爪15配置于钢板桩外侧，主爪13以与副爪15对置的方式配置于钢板桩内侧。第一接头部5经由从第一凸缘部3向钢板桩内侧弯曲的第一弯曲部23而与第一凸缘部3连结。第一接头部5经由第一弯曲部23而设置，由此，配置于钢板桩外侧的副爪15的外表面的最靠钢板桩外侧的部位与第一凸缘部3的外表面形成为共面(参照图2)。

(第二接头部)

对第二接头部9而言，当将第一接头部5与第二接头部9连结而形成钢板桩壁27时，在被连结的接头部，主爪13配置于钢板桩外侧。

对第二接头部9而言，主爪13配置于钢板桩外侧，副爪15以与主爪13对置的方式配置于钢板桩内侧。

第二接头部9经由从第二凸缘部7向钢板桩内侧弯曲的第二弯曲部25而与第二凸缘部7连结。与形成于第一接头部5侧的第一弯曲部23相比，第二弯曲部25向钢板桩内侧的延伸突出距离更大。

第二接头部9经由第二弯曲部25而设置，由此，与第二凸缘部7的外表面相比，配置于钢板桩外侧的主爪13的外表面的最靠钢板桩外侧的部位配置成以距离S靠向内侧(参照图3)。此外，距离S被设定为副爪15的厚度以上的距离。

在打入以上述方式构成的Z形钢板桩1时，以与先行打入的Z形钢板桩1的接头部(例如第二接头部9)卡合的方式而将后续打入的Z形钢板桩1的接头部(例如第一接头部5)打入。具体而言，如图2所示，以在第二接头部9的接头内部21插入左接头的主爪13、且在第一接头部5的接头内部21插入第二接头部9的主爪13的方式使它们卡合。

进行打入时，如上所述，Z形钢板桩1受到来自地基的力而容易旋转。然而，在该情况下，对本实施方式的双重爪式的接头部而言，旋转的自由度较高，因此，不会对接头部作用有过度的力，接头部不会在打入时发生变形等。另外，双重爪式的接头部相对于拉伸力的阻力较强，因此，变形也较小。因此，能够形成高精度的钢板桩壁27。

接下来，对Z形钢板桩1的连结状态进行说明。

通过将Z形钢板桩1的第一接头部5与第二接头部9连结而形成钢板桩壁27(参照图5)。在将第一接头部5与第二接头部9连结的状态下(参照图4、图5)，第一接头部5的副爪15不比与其连结的第二接头部9侧的第二凸缘部7的外表面突出。在该例中，被连结的2张Z形钢板桩1的第一凸缘部3与第二凸缘部7的外表面形成为共面。

由于被连结的2张Z形钢板桩1的第一凸缘部3以及第二凸缘部7的外表面共面，因此，能够直接在该部位设置横档(腹起し)件。假设若接头部在连结部19突出，则必须在该部位例如以夹装回填混凝土等方式设置横挡件，但是，在本实施方式的情况下，不存在此类麻烦，作业性优异。

另外，即便在连结状态下，本实施方式的接头部的旋转自由度也较高，因此，即便在作用有地震力等的情况下，也不会对接头部作用有过度的力，接头部不会发生变形等。

另外，本实施方式的双重爪式的接头部的拉伸强度优异，因此，在这个意义上，当Z形钢板桩1受到拉伸力时，接头部也不会发生变形等。因此，接头部的止水性优异。

如上所述，对于本实施方式的Z形钢板桩1而言，钢材重量不会增加，在打入时、打入之后不会在接头部发生变形等，能够构建高精度的钢板桩钢制壁。

此外，在上述实施方式中，示出了第一接头部5经由第一弯曲部23而设置于第一凸缘部3的末端、且第二接头部9经由第二弯曲部25而设置于第二凸缘部7的末端的例子，但是，也可以不设置第一弯曲部23、第二弯曲部25，而是将第一接头部5设置于第一凸缘部3的末端，将第二接头部9设置于第二凸缘部7的末端。

附图标记说明：

1…Z形钢板桩；3…第一凸缘部；5…第一接头部；7…第二凸缘部；9…第二接头部；11…鼓出部；13…主爪；15…副爪；16…腹板部；17…接头主体部；19…连结部；21…接头内部；23…第一弯曲部；25…第二弯曲部；27…钢板桩壁；29…现有的Z形钢板桩；31…接头部；33…凸缘部。

Claims (3)

1.一种Z形钢板桩，具有：第一接头部，其在构成Z形钢板桩的一方的凸缘部的末端形成；以及第二接头部，其在另一方的凸缘部的末端形成，对Z形钢板桩进行相邻配置，并以卡合的方式将所述第一接头部与所述第二接头部连结，由此能够形成钢板桩壁，

所述Z形钢板桩的特征在于，

所述第一接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩内侧，该副爪以与所述主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩外侧，

所述第二接头部是具有主爪和副爪的双重爪式接头部，其中，该主爪在末端具有鼓出部、且配置于钢板桩外侧，该副爪以与所述主爪对置的方式形成、且配置于钢板桩内侧。

2.根据权利要求1所述的Z形钢板桩，其特征在于，

所述第一接头部经由朝向钢板桩内侧弯曲的第一弯曲部而设置于所述凸缘部的末端，通过设置所述第一弯曲部，使得所述副爪的外表面不比凸缘部的外表面向钢板桩外侧突出，

所述第二接头部经由朝向钢板桩内侧弯曲的第二弯曲部而设置于所述凸缘部的末端，通过设置所述第二弯曲部，将所述主爪的外表面配置成以所述副爪的厚度以上的距离靠向钢板桩内侧。

3.一种钢板桩壁，其特征在于，

所述钢板桩壁通过将权利要求1或2所述的Z形钢板桩连结而形成。