CN105492695A - 钢板桩 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种钢板桩，能够对周边地基不产生负面影响，而提高打桩施工时的钢板桩的直进性，防止打桩施工中的弯曲、倾倒等，能够进行相比现有施工法打桩长度较长的施工。本发明的U形钢板桩(1)的特征在于，从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始在钢板桩剖面宽度以上且钢板桩全长的1/3以下的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧实施降低摩擦处理。

Description

钢板桩

技术领域

本发明涉及剖面形状为U形或者帽形的钢板桩(U-shapedsteelsheetpileorhat-shapedsteelsheetpile)。

背景技术

U形、帽形等的钢板桩由于其剖面形状相对于钢板桩壁(steelsheetpilewall)的法线形成为非对称，所以在打桩(drive)于地基时，存在产生弯曲(warp)(参照图18)、旋转(rotation)(扭转(torsion))等的情况。

特别是若钢板桩的打桩长度变长，则上述的趋势变得显著。其结果是，钢板桩打桩时的地基阻力(贯入阻力(penetrationresistance))、邻接的钢板桩接头(joint)间的接触阻力(contactresintance)变大，产生打桩变得困难等问题。

为了防止产生上述的问题，与钢板桩的剖面形状(尺寸)对应地设定可打入(drive)长度等(参照非专利文献1)。

例如，在为液压压入施工法(hydraulicpress-inconstructionmethod)的情况下，U形钢板桩IIW型中可打入长度为10m，U形钢板桩VI_L型中可打入长度为30m。

另一方面，在厚的柔软地基层(softgroundlayer)上建筑堤防(embankment)的情况等下，为了防止沉降(subsidence)影响堤防加固工程(reinforcingworkforembankment)或者周边构造物，有时需要打桩30m以上的长条的钢板桩。

为了打桩长条的钢板桩而需要提高钢板桩的施工性(workability)。作为满足这种必要性的现有技术，存在喷射高压水使周边地基变柔软，并且打桩钢板桩的喷水施工法(waterjetconstructionmethod)(参照专利文献1)。

另外，作为降低钢板桩表面的摩擦阻力(frictionalresistance)的技术，如专利文献2那样，将以吸水性树脂(water-absorbingresin)与碱性水溶性树脂(alkalinewater-solubleresin)作为必要成分的降低摩擦材料(frictionreducingmaterial)涂覆或者粘贴于表面。

非专利文献1：钢管杭协会(JapaneseAssociationforSteelPipePiles)：钢板桩从设计至施工，pp.337-338，2007

专利文献1：日本专利第4239566号公报

专利文献2：日本特开2008-303628号公报

现有的钢板桩尽管在构造设计上成为具有充分的必要性能的钢板桩剖面形状(尺寸)，但从打桩时的施工性来看，有时不得不使剖面形状(尺寸)更大，从而存在损害经济性的问题。

另外，为了提高打桩钢板桩时的施工性，若使用专利文献1所公开的喷水施工法则存在如下问题。由于通过高压水的喷嘴的设置作业、将喷嘴支架附设于钢板桩的作业等，而担忧现场的施工准备时间变长、由于喷射高压水而周边地基紊乱，土壤承载力(soilbearingpower)降低，成为不稳定的构造。

另外，在专利文献2中，为了降低由于在柔软地基的地基固结沉降(groundconsolidationsettlement)而产生于钢板桩的牵引力(负摩擦力)(negativefriction)，而成为在钢板桩表面全长设置降低摩擦材料的构造。

然而，这种构造从通过改善钢板桩的直进性来提高打桩性(drivability)的观点来看，未必合理。特别是在打桩长度较长的钢板桩的情况下，降低摩擦材料的设置面积变大，成本变得庞大。此处，直进性表示在钢板桩打桩时，不产生钢板桩的弯曲、旋转(扭转)，钢板桩笔直地贯入地下(penetrate)的程度。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的课题而产生的，目的在于获得一种钢板桩，对周边地基不产生负面影响，而通过提高打桩施工时的钢板桩的直进性，能够防止打桩施工中的弯曲、倾倒等，能够进行相比现有施工法打桩长度较长的施工。

发明人对在进行钢板桩的打桩时阻碍直进性的要因进行了研究。图30A、图30B、图31是对U形剖面的钢板桩打桩时的状态进行说明的说明图。

在钢板桩的打桩时，作为增大贯入阻力的大的要因之一，如图30A、图30B以及图31所示，考虑在钢板桩11的下端部，土13填充在由腹板(web)以及凸缘(flange)形成的拐角部(corner)内侧，从而钢板桩下端部内侧堵塞，该部位的摩擦阻力增大。

若钢板桩11的内周面的摩擦阻力比外周面的摩擦阻力大，则产生钢板桩向阻力更小的钢板桩外侧方向弯曲的举动，损害直进性。钢板桩的打桩施工是在打桩先行钢板桩之后，以与先行钢板桩进行接头嵌合的方式打桩后续的钢板桩。因此，在先行钢板桩弯曲的状态下进行打桩的情况下，后续的钢板桩的接头嵌合部(jointsfittingportion)的阻力增大，施工变得困难。

如上所述，阻碍钢板桩的直进性的大的要因是在钢板桩下端部内侧堵塞有土，因此能够通过防止该堵塞来确保直进性。作为防止钢板桩下端部内侧的堵塞的方法，通过降低钢板桩下端部处的钢板桩表面的摩擦，来防止处于钢板桩的内周面的拐角部内侧处的土的填充，而能够抑制下端部内侧的堵塞。由此，能够防止钢板桩下端部内侧处的堵塞，此外，钢板桩的内周面以及外周面的摩擦阻力被均衡化(balance)，钢板桩的直进性提高，能够防止施工中的弯曲、倾倒等。

本发明是基于上述见解而产生的，具体而言包括以下结构。

(1)本发明的钢板桩是剖面形状为U形或者帽形的钢板桩，

从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始在钢板桩剖面宽度以上且钢板桩全长的1/3以下的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧实施降低摩擦处理。

(2)另外，在上述(1)所记载的方案中，仅对钢板桩表面的内周面侧实施上述降低摩擦处理。

(3)另外，在上述(2)所记载的方案中，仅对钢板桩表面的内周面侧的拐角部实施上述降低摩擦处理。

在本发明中，从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始在钢板桩剖面宽度以上且钢板桩全长的1/3以下的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧实施降低摩擦处理，从而对周边地基不产生负面影响，提高打桩施工时的钢板桩的直进性，能够防止施工中的弯曲、倾倒等。结果，即便在施工现场通过焊接等纵向连接多张钢板桩进行打桩的情况下，也能够通过使用本发明而相比现有施工法延长打桩长度。

附图说明

[图1A是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的说明图。

图1B是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的说明图。

图2是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的一个方式的说明图(其1)。

图3是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其2)。

图4是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其3)。

图5是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其4)。

图6是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其5)。

图7是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其6)。

图8是本发明的一个实施方式的U形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其7)。

图9是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的说明图。

图10是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的一个方式的说明图(其1)。

图11是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其2)。

图12是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其3)。

图13是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其4)。

图14是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其5)。

图15是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其6)。

图16是本发明的一个实施方式的帽形钢板桩的降低摩擦处理的其他方式的说明图(其7)。

图17A是本发明的实施例1的实验条件的说明图，且是U形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图17B是本发明的实施例1的实验条件的说明图，且是U形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图17C是本发明的实施例1的实验条件的说明图，且是U形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图17D是本发明的实施例1的实验条件的说明图，且是U形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图17E是本发明的实施例1的实验条件的说明图，且是U形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图18是本发明的实施例1的实验结果的评价方法的说明图。

图19是基于本发明的实施例1的实验结果的图表(其1)。

图20是基于本发明的实施例1的实验结果的图表(其2)。

图21是基于本发明的实施例1的实验结果的图表(其3)。

图22是基于本发明的实施例1的实验结果的图表(其4)。

图23是基于本发明的实施例1的实验结果的图表(其5)。

图24A是本发明的实施例2的实验条件的说明图，且是帽形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图24B是本发明的实施例2的实验条件的说明图，且是帽形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图24C是本发明的实施例2的实验条件的说明图，且是帽形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图24D是本发明的实施例2的实验条件的说明图，且是帽形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图24E是本发明的实施例2的实验条件的说明图，且是帽形钢板桩的降低摩擦处理的方式的说明图。

图25是基于本发明的实施例2的实验结果的图表(其1)。

图26是基于本发明的实施例2的实验结果的图表(其2)。

图27是基于本发明的实施例2的实验结果的图表(其3)。

图28是基于本发明的实施例2的实验结果的图表(其4)。

图29是基于本发明的实施例2的实验结果的图表(其5)。

图30A是对本发明要解决的课题进行说明的说明图(其1)。

图30B是对本发明要解决的课题进行说明的说明图(其2)。

图31是对本发明要解决的课题进行说明的说明图(其3)。

图32是用于对因钢板桩长度的影响而产生的降低摩擦效果的差异进行评价的图表。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的U形钢板桩1的特征在于，从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始在钢板桩剖面宽度以上且钢板桩全长的1/3的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧实施降低摩擦处理。

以下，对本实施方式的U形钢板桩1详细地进行说明。

如图1A所示，U形钢板桩1剖面形状形成为大致U字形，并具有：腹板部(webportion)1a、设置于腹板部1a的两侧的凸缘部(flangeportion)1b、以及设置于凸缘部1b的前端的接头部1c。

如图1B所示，U形钢板桩1将钢板桩长度设为L，将钢板桩剖面宽度设为B。

在U形钢板桩1的下端部具有实施了降低摩擦处理的降低摩擦材料3。该降低摩擦处理的方式如下。

＜降低摩擦处理的方式＞

降低摩擦处理包括如下方式：涂覆树脂性材料、沥青材料(asphalt)、涂料等以往以来存在的降低摩擦材料，或者对钢板桩的表面实施化学处理、调整钢板桩的化学成分等方法，或者将可降低摩擦的板状的部件等粘贴于钢板桩表面等。

此外，在涂覆降低摩擦材料的情况下，涂覆膜需要为不因钢板桩的打桩而剥离的硬质的材料。

＜实施降低摩擦处理的范围＞

实施降低摩擦处理的区间的长度(降低摩擦处理区间长S)优选形成为从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始钢板桩剖面宽度B以上且钢板桩全长L的1/3以下。在将多张钢板桩纵向连接并打桩进行使用的情况下，将多张钢板桩的总长度作为钢板桩全长L。

其理由是因为：如后述的实施例中证实那样，即便超过钢板桩全长L的1/3进行降低摩擦处理也会使提高直进性的效果降低，成本增高。

另一方面，是因为：在实施降低摩擦处理的长度不足钢板桩剖面宽度B的情况下，无法充分获得本发明的目的亦即确保直进性的效果。

另外，降低摩擦处理需要实施于钢板桩表面的至少内周面侧。在本实施方式中，如图2所示，示出了对钢板桩1的内周面侧与外周面侧的两面施工了降低摩擦材料3的例子。降低摩擦材料3的施工包括：上述的降低摩擦处理的方式中的涂覆降低摩擦材料的情况、粘贴降低摩擦部件的情况。

此外，降低摩擦材料3的施工能够通过在工厂等预先进行来缩短现场的施工准备时间。

在本实施方式中，通过从钢板桩1的下端位置开始在钢板桩剖面宽度B以上并且钢板桩全长L的1/3的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧施工降低摩擦材料3，从而能够降低打桩施工时的贯入阻力，能够提高钢板桩的直进性，其结果是，能够抑制钢板桩施工中的弯曲、倾倒等。

另外，能够进行长钢板桩的施工，而不会如实施喷水施工法(waterjetconstructionmethod)的情况那样对周边地基给予负面影响。

上述的效果在后述的实施例中证实。

此外，在厚的柔软地基层上建筑堤防的情况等下，为了防止沉降影响堤防加固工程或者周边构造物，有时打桩30m以上的钢板桩，但能够用车辆进行输送的钢板桩的长度通常为15m左右，因而在施工现场通过焊接等将多张钢板桩纵向连接(longitudinallyjoint)。

在上述的说明中，举出了对U形钢板桩1的表面整周施工有降低摩擦材料3的例子(参照图2)，但降低摩擦材料3施工于U形钢板桩1的表面的至少内周面侧即可，如图3所示，可以仅施工于U形钢板桩1的内周面侧。

在该情况下，能够减小降低摩擦材料3的涂覆量等而降低成本，同时，能够获得与图2的构造同等的贯入阻力的降低效果。

另外，在防止施工中的弯曲、倾倒等的观点中，与对从钢板桩的下端开始的恒定部位的表面整周施工降低摩擦材料3的情况相比，仅对从钢板桩9的下端开始的恒定部位的表面的内周面侧施工降低摩擦材料3能够均衡化钢板桩的内周面以及外周面处的摩擦阻力，钢板桩的直进性进一步提高，还能够期待抑制施工中的弯曲的效果。这点在后述的实施例中证实。

此外，在仅对钢板桩1的内周面侧施工降低摩擦材料3的情况下，无需施工于内周面的整个表面。以下，对仅对钢板桩1的内周面施工降低摩擦材料3的情况的优选的方式详细地进行说明。

图4是图3的变形例，省略了向接头部1c的内周面施工降低摩擦材料3。这是因为考虑到接头部1c的内周面的摩擦阻力对于土的约束效果(effectofconstrainingsoil)贡献小。

图5所示的例子仅对U形钢板桩1的内周面侧的拐角部1d施工降低摩擦材料3。此处，拐角部1d是由腹板部1a与凸缘部1b形成钝角的部位。从改良效果与经济性的观点来看，决定对一侧的拐角部1d的任一部分施工降低摩擦材料3即可。对于施工的范围而言，例如优选腹板部1a为腹板部1a全长的1/5以上且1/3以下，凸缘部1b为凸缘部1b全长的1/3以上且2/3以下。

对于拐角部1d的摩擦阻力而言，考虑到对土的约束效果贡献大，因此在对该部位施工降低摩擦材料3的情况下，打桩施工中的弯曲抑制以及贯入阻力的降低效果高。

换句话说，在图5所示的例子中，与图4的情况相比，能够进一步减小降低摩擦材料3的施工量，能够进一步降低成本，同时，能够期待与图2、图3的构造类似的钢板桩施工中的弯曲抑制以及贯入阻力的降低效果。

图6所示的例子中，除了图5所示的拐角部1d之外，还对U形钢板桩1的腹板部1a的内周面侧中央部分施工了降低摩擦材料3。

考虑到腹板部1a的内周面中央部分的摩擦阻力也对土的约束效果有贡献，因此在对该部位施工降低摩擦材料3的情况下，对钢板桩施工中的弯曲抑制以及贯入阻力的降低是有效的。

图7所示的例子是仅对U形钢板桩1的腹板部1a的内周面施工了降低摩擦材料3的例子。通过对U形钢板桩1的腹板部1a的内周面施工降低摩擦材料3，而在拐角部1d的一侧(腹板部1a侧)降低摩擦，能够期待能够防止在拐角部1d产生土的约束的效果。

图8所示的例子是仅对U形钢板桩1的凸缘部1b的内周面施工了降低摩擦材料3的例子。该情况也与图7所示的例子相同，能够期待能够防止在拐角部1d产生土的约束的效果。

在上述中作为本发明的对象的钢板桩列举U形钢板桩1为例进行了说明，但在帽形钢板桩5中也相同。

如图9所示，帽形钢板桩5的剖面形状具有：腹板部5a、设置于腹板部5a的两侧的凸缘部5b、从凸缘部5b弯曲并沿宽度方向延伸的臂部5c、以及设置于臂部5c的前端的接头部(jointportion)5d。

以下对帽形钢板桩5的情况下的降低摩擦处理的方式进行说明。

图10对帽形钢板桩5的表面整周施工了降低摩擦材料3。

图11对帽形钢板桩5的表面的内周面侧整个表面施工了降低摩擦材料3。

图12省略了对帽形钢板桩5的表面的内周面中的臂部(armportion)5c施工降低摩擦材料3。这是因为考虑到臂部5c的摩擦阻力对土的约束效果贡献小。

图13与U形钢板桩1的情况(参照图5)相同，仅对帽形钢板桩5的内周面处的拐角部5e实施了摩擦低处理。在图13的例子中，与U形钢板桩1的图5的情况相同，能够减小降低摩擦材料3的施工量，并且获得与图10、图11的构造类似的施工中的弯曲抑制以及贯入阻力的降低效果。

图14与U形钢板桩1的图6的情况相同，除了拐角部5e之外还对帽形钢板桩5的腹板部5a的内周面中央部分施工了降低摩擦材料3。

图15与U形钢板桩1的图7的情况相同，是仅对帽形钢板桩5的腹板部5a的内周面施工了降低摩擦材料3的例子。该情况也与U形钢板桩1的情况相同，在拐角部5e的一侧(腹板部5a侧)降低摩擦，从而能够期待能够防止在拐角部5e产生土的约束的效果。

图16与U形钢板桩1的图8的情况相同，是仅对凸缘部5b的内周面施工了降低摩擦材料3的例子。该情况也与图15所示的例子相同，能够期待能够防止在拐角部5e产生土的约束的效果。

实施例1

为了进行本发明的效果验证而进行了U形钢板桩1的模型实验(实际的比例的1/10)，因此以下对其结果进行说明。

实验模拟实际的施工来进行。在土槽(soilbox)制作深度1.5m(实际比例换算15m)的均质的砂地基(sandground)，基于液压在全长向砂地基贯入改变了降低摩擦处理的条件的钢板桩模型，将每种条件下的打桩时的贯入阻力比(ratioofpenetrationresistance)以及钢板桩的弯曲(warp)作为评价项目并取得实验结果。

使降低摩擦材料施工图案、以及从钢板桩下端开始的降低摩擦材料3的施工区间长(降低摩擦处理区间长S)变化来进行实验。

在实验中，将钢板桩全长作为打桩长度。

基于图17A～17E对降低摩擦材料施工图案进行说明。图17A～17E中的各尺寸按照实际比例换算进行表示。此外，板厚按照实际比例为20mm。

降低摩擦材料施工图案为如下5种图案：未施工降低摩擦材料3的图案N(参照图17A)、从U形钢板桩1的下端开始对降低摩擦处理区间长S的整个表面施工了降低摩擦材料3的图案A(参照图17B)、从U形钢板桩1的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S表面的内周面侧施工了降低摩擦材料3的图案B(参照图17C)、从U形钢板桩1的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S的表面的内周面侧处的拐角部1d施工了降低摩擦材料3的图案C(参照图17D)、以及从U形钢板桩1的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S的表面的内周面侧处的腹板部1a施工了降低摩擦材料3的图案D(参照图17E)。

降低摩擦处理区间长S为如下7种长度：0m(未施工降低摩擦材料3)、0.2m(＝1/3×B，B：钢板桩剖面宽度)、0.6m(＝B)、1.2m(＝0.1×L，L：钢板桩长度)、4m(＝1/3×L)、6m(＝1/2×L)、以及12m(＝L，在钢板桩全长范围施工了降低摩擦材料3)。

接下来，对于作为评价项目的打桩时的贯入阻力比以及钢板桩的弯曲进行说明。

打桩时的贯入阻力比是在以无降低摩擦材料3的实例(U形-N-0(比较例1))中的最大贯入阻力为基准(＝1.0)的情况下的施工了降低摩擦材料3的实例中的最大贯入阻力的比率。意味着贯入阻力比的值越小则贯入阻力越小从而优选。

如图18所示，钢板桩的弯曲(warp)(rad)是将钢板桩头部与钢板桩下端的水平方向的位移设为弯曲量Δ的情况下的Δ/L，意味着值越小则钢板桩的弯曲越小从而优选。

将上述实验条件以及实验结果总结示于表1。

[表1]

此外，在表1中，钢板桩剖面宽度B、钢板桩长度L、降低摩擦处理区间长S表示实际比例换算出的值(将实际的钢板桩模型尺寸乘以10所得的值)。

基于表1所示的实验结果(评价项目)制作各种图表，基于该各图表进行了评价，因此以下对其结果进行说明。

图19是用于对每种降低摩擦处理区间长S的差异进行评价的图表，横轴表示降低摩擦处理区间长S(m)，纵轴表示钢板桩的弯曲(rad)。

在图19中，绘制了表1所示的实例中的降低摩擦材料施工图案为图案N的实例(比较例1)与图案A的实例(比较例2～比较例4、本发明例1～本发明例3)的实验结果。

如图19所示，存在若降低摩擦处理区间长S变长，则总体上钢板桩的弯曲减小的趋势。其中，若降低摩擦处理区间长S比4m(＝1/3×L)长则钢板桩的弯曲的减小程度微小，若考虑降低摩擦材料3的施工成本，则如上述实施方式中说明那样，将降低摩擦处理区间长S形成为1/3×L以下的情况成为优选的条件。

另外，根据该图，在将降低摩擦处理区间长S形成为0.2m(＝1/3×B)的比较例2中，与未施工降低摩擦材料3的比较例1相比钢板桩的弯曲的减小效果较小，与此相对，在将降低摩擦处理区间长S形成为0.6m(＝B)的本发明例1中钢板桩的弯曲的减小效果显著。由此能够确认优选将降低摩擦处理区间长S形成为B(钢板桩剖面宽度)以上。

图20是用于对针对每种降低摩擦材料施工图案的钢板桩的弯曲进行比较的图表，对未施工降低摩擦材料3的图案N、与施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)进行比较。另外，为了仅对降低摩擦材料施工图案的影响进行评价，图案A的实验结果使用了降低摩擦处理区间长S与图案B～图案D相同为0.12m的实例(本发明例2)。

在图20中，纵轴表示钢板桩的弯曲(rad)。

如图20所示，与未施工降低摩擦材料3的图案N相比，在施工了降低摩擦材料3的图案A～图案D中钢板桩的弯曲减小，其效果的大小(钢板桩的弯曲减小效果)按照降序为图案B→图案A→图案C→图案D的顺序，图案B最有效果。

相比图案A图案B的钢板桩的弯曲抑制效果高，推测这是因为：钢板桩的内周面以及外周面中的摩擦阻力被均衡化，钢板桩的直进性进一步提高，抑制了施工中的弯曲。换句话说，考虑到在未施工降低摩擦材料3的状态下，钢板桩的外周面比内周面摩擦阻力小，因此通过将降低摩擦材料3仅施工于内周面而钢板桩的内周面以及外周面中的摩擦阻力被均衡化。

图21是用于对针对每种降低摩擦材料施工图案的贯入阻力比进行比较的图表，与图20相同，对未施工降低摩擦材料3的图案N、与施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)进行比较。图案A的实验结果采用了本发明例2的实例。

如图21所示，与未施工降低摩擦材料3的图案N相比，在施工了降低摩擦材料3的图案A～图案D中贯入阻力比减小，其效果的大小(贯入阻力比减小效果)按照降序为图案A→图案B→图案C→图案D的顺序。

图22是表示施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～D)中的施工了降低摩擦材料3的周长与钢板桩的弯曲的关系的图表。

在图22中，图案A以及图案D的各绘图位于相比通过图案B的绘图与图案C的绘图的直线P₁更靠上方的位置。这意味着图案A以及图案D的情况与图案B以及图案C的情况相比，相对于降低摩擦材料3的施工周长的钢板桩的弯曲抑制效果较小。

因此，从钢板桩的弯曲抑制的观点来看，可以说作为降低摩擦材料施工图案，优选形成为图案B、图案C的形状。

图23是表示施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)的降低摩擦材料3的施工周长与贯入阻力比的关系的图表。在图案A、图案B、图案C中随着降低摩擦材料3的施工周长变长而贯入阻力比大致呈直线状(参照图23中的直线P₂)地减小，但图案D的绘图位于连结图案A、图案B、图案C的直线P₂的上方。这意味着图案D与其他图案相比相对于降低摩擦材料3的施工周长的贯入阻力减小效果较小。因此，从贯入阻力比减小的观点来看，作为降低摩擦材料施工图案，优选形成为图案A、图案B、图案C的形状。

实施例2

对于帽形钢板桩5而言，为了进行本发明的效果验证，而进行了与实施例1相同的模型实验，因此对其结果进行说明。

实验的参数为降低摩擦材料施工图案以及降低摩擦处理区间长S。

在实验中，将钢板桩全长作为打桩长度。

降低摩擦材料施工图案如图24A～24E所示。图24A～24E中的各尺寸按照实际比例进行表示。此外，板厚按照实际比例为20mm。

降低摩擦材料施工图案与实施例1的U形钢板桩1的情况相同，如图24A～24E所示，形成为如下5种图案：未施工降低摩擦材料3的图案N(参照图24A)、从帽形钢板桩5的下端开始对降低摩擦处理区间长S的整个表面施工了降低摩擦材料3的图案A(参照图24B)、从帽形钢板桩5表面的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S的内周面侧施工了降低摩擦材料3的图案B(参照图24C)、从帽形钢板桩5的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S的表面的内周面侧处的拐角部5e施工了降低摩擦材料3的图案C(参照图24D)、以及从帽形钢板桩5的下端开始仅对降低摩擦处理区间长S的表面的内周面侧处的腹板部5a施工了降低摩擦材料3的图案D(参照图24E)。

降低摩擦处理区间长S形成为如下5种长度：0m(未施工降低摩擦材料3)、0.9m(＝B：钢板桩剖面宽度)、2.4m(＝0.2×L，L：钢板桩长度)、4m(＝1/3×17L)、以及6m(＝1/2×L)。

评价项目(打桩时的贯入阻力比、钢板桩的弯曲)与实施例1相同因此省略其说明。

将实验条件以及实验结果总结示于表2。

[表2]

基于表2所示的值制作与实施例1的各图表对应的图表，基于该各图表进行了评价，因此以下对其结果进行说明。

图25是与实施例1的图19对应的附图，图示了降低摩擦处理区间长S与钢板桩的弯曲的关系。

如图25所示，与实施例1相同，存在若降低摩擦处理区间长S变长，则总体上贯入阻力比变小的趋势，但在降低摩擦处理区间长S比4m(＝1/3×L)长的实例中钢板桩的弯曲的减小程度微小，因此考虑到降低摩擦材料3的施工成本，将降低摩擦处理区间长S形成为4m(＝1/3×L)以下的情况成为优选的条件。

图26是与实施例1的图20对应的附图，图示了针对每种降低摩擦材料施工图案的钢板桩的弯曲的关系，对未施工降低摩擦材料3的图案N、与施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)进行比较。图案A中的实验结果采用了本发明例9的实例。

如图26所示，与未施工降低摩擦材料3的图案N相比，在施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)中钢板桩的弯曲减小，其效果的大小(钢板桩的弯曲减小效果)按照降序为图案B→图案A→图案C→图案D的顺序。对于钢板桩的弯曲抑制而言图案B最有效。因此，即便在为帽形钢板桩5的情况下，也与U形钢板桩1相同从直进施工性的观点来看，最优选按照图案B施工降低摩擦材料3。

图27是与实施例1的图21对应的附图，表示针对每种降低摩擦材料施工图案的贯入阻力比。

如图27所示，与未施工降低摩擦材料3的图案N相比，在施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～D)中贯入阻力比减小，其效果的大小(贯入阻力比减小效果)按照降序为图案A→图案B→图案C→图案D的顺序。

图28是与实施例1的图22对应的附图，表示施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)的降低摩擦材料3的施工周长与钢板桩的弯曲的关系。

在图28中，图案A以及图案D的各绘图位于相比通过图案B的绘图与图案C的绘图的直线P3更靠上方的位置。

这意味着图案A以及图案D的情况与图案B以及图案C的情况相比，相对于降低摩擦材料3的施工周长的钢板桩的弯曲减小效果较小。

因此，从钢板桩的弯曲抑制的观点来看，与实施例1相同，作为降低摩擦材料施工图案优选形成为图案B、图案C的形状。

图29是与实施例1的图23对应的附图，表示施工了降低摩擦材料3的实例(图案A～图案D)的降低摩擦材料3的施工周长与贯入阻力比的关系。

在图案A、图案B、图案C中，与降低摩擦材料3的施工周长相对应，贯入阻力比大致呈直线状(参照图29中的直线P₄)地减小，但图案D的绘图位于连结图案A、图案B、图案C的直线P₄的上方。这意味着图案D与其他图案相比相对于降低摩擦材料3的施工周长的贯入阻力减小效果较小。因此，从贯入阻力比减小的观点来看，作为降低摩擦材料施工图案，优选形成为图案A、图案B、图案C的形状。

实施例3

对于本发明的效果而言，为了对于钢板桩长度变化的情况的影响进行验证，而进行了针对U形钢板桩1的模型实验(实际的比例的1/20)，因此以下对其结果进行说明。

实验模拟实际的施工来进行。在土槽(soilbox)制作深度2.0m(实际比例换算40m)的均质的砂地基，基于液压在全长向砂地基贯入将长度L按照实际比例换算分别改变为12m、24m、36m的钢板桩模型，将每种条件下的打桩时的贯入阻力比以及钢板桩的弯曲作为评价项目并取得实验结果。

除了钢板桩长度之外，使有/无降低摩擦处理变化来进行实验。

在实验中，将钢板桩全长作为打桩长度。

对于有降低摩擦材料的实例而言，其降低摩擦材料施工图案全部形成为图案A(参照图17B，按照实际比例换算表示)。另外，降低摩擦处理区间长形成为0.1×L(L：钢板桩长度)。

接下来，对作为评价项目的打桩时的贯入阻力比以及钢板桩的弯曲进行说明。

打桩时的贯入阻力比是在以无降低摩擦材料3的实例(U形12-N-0(比较例7)、U形24-N-0(比较例8)、U形36-N-0(比较例9))中的最大贯入阻力为基准(＝1.0)的情况下的、施工了降低摩擦材料3的实例中的最大贯入阻力的比率，意味着值越小则贯入阻力减小效果越大，从而优选。

如图18所示，钢板桩的弯曲(rad)是将钢板桩头部与钢板桩下端的水平方向的位移设为弯曲量Δ的情况下的Δ/L，意味着值越小则钢板桩的弯曲越小从而优选。

此外，在U形36-N-0(比较例9))中，在施工中途的深度28m(实际比例换算)中，因钢板桩的变形而无法贯入，因此无法测定最终的钢板桩的弯曲。

将上述实验条件以及实验结果总结示于表3。

[表3]

此外，在表3中，钢板桩剖面宽度B、钢板桩长度L、降低摩擦处理区间长S表示实际比例换算出的值(将实际的钢板桩模型尺寸乘以20所得的值)。

图32是用于对基于钢板桩长度的影响的降低摩擦效果的差异进行评价的图表，横轴表示钢板桩长度L(m)，纵轴表示贯入阻力比。

如图32所示，能够确认到：存在若钢板桩长度L变长，则贯入阻力比减小，钢板桩长度越长则基于降低摩擦材料的效果越高的趋势，优选本发明的应用。

如以上那样，根据本发明的钢板桩，证实了钢板桩的直进性提高，能够抑制施工中的弯曲、倾倒等。

附图标记说明：

1…U形钢板桩；1a…腹板部；1b…凸缘部；1c…接头部；1d…拐角部；3…降低摩擦材料；5…帽形钢板桩；5a…腹板部；5b…凸缘部；5c…臂部；5d…接头部；5e…拐角部；11…钢板桩(现有例)；13…土。

Claims (3)

1.一种钢板桩，该钢板桩的剖面形状为U形或者帽形，

所述钢板桩的特征在于，

从打桩于地下的情况下的钢板桩下端位置开始在钢板桩剖面宽度以上且钢板桩全长的1/3以下的长度的范围，对钢板桩表面的至少内周面侧实施降低摩擦处理。

2.根据权利要求1所述的钢板桩，其特征在于，

仅对钢板桩表面的内周面侧实施所述降低摩擦处理。

3.根据权利要求2所述的钢板桩，其特征在于，

仅对钢板桩表面的内周面侧的拐角部实施所述降低摩擦处理。