CN105765130B - 钢板桩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢板桩，其特征在于，在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^‑8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为tan²(45°+(√15×N+15)/2)、将N值设定为20、将打桩深度Z_ν设定为15000mm的情况下，由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(24)～(28)中的任一公式，C＝F_封闭/A···(18)E＝A₀/Ze···(19)0.12≤C≤0.66且‑0.0225×C+0.066≤E≤0.08···(24)0.66＜C≤0.85且‑0.0225×C+0.066≤E≤‑0.0306×C+0.0997···(25)0.85＜C≤0.89且0.0469≤E≤‑0.0306×C+0.0997···(26)0.89＜C≤1.04且0.0469≤E≤0.0077×C+0.0793···(27)1.04＜C≤1.20且0.0469≤E≤0.0795···(28)。

Description

钢板桩

技术领域

本发明涉及一种在土木领域、建筑领域中被用作挡土墙、护岸等的钢板桩。

本申请基于2014年4月18日申请的PCT/JP2014/061085主张优先权，该申请的内容编入到本说明书中。

背景技术

以往，关于钢板桩，通常公知有帽形钢板桩(例如参照专利文献1、2)、Z形钢板桩(例如参照专利文献3)。

在专利文献1中，着眼于将打桩时的帽形钢板桩的贯入阻力抑制到最小限度，示出有一种改善了施工性的帽形钢板桩。作为针对所述帽形钢板桩的施工性评价技术，示出有一种仅基于钢板桩缩尺模型的土槽试验的见解而创建的施工性指标R。所述施工性指标R由利用帽形钢板桩的形状的凸缘宽度、腹板角度、截面高度计算的评价公式、即腹板角度的正切与(凸缘宽度/截面高度)比值的乘积表示，表示了在所述施工性指标R与贯入阻力之间存在正相关关系。该帽形钢板桩的特征在于，利用该所述施工性指标R，能够设定为对于规定的截面惯性矩使贯入阻力最小化的腹板角度。

另外，在专利文献2中，使用与所述施工性指标R相同的评价公式作为针对帽形钢板桩的施工性评价技术，示出有一种改善了经济性、施工性的帽形钢板桩。

另外，在专利文献3中，使用与所述施工性指标R相同的评价公式作为针对Z形钢板桩的施工性评价技术，示出有一种改善了经济性、施工性的Z形钢板桩。

另外，在专利文献4中，示出有一种使用与所述施工性指标R相同的评价公式而使经济性、施工性最优化的Z形钢板桩的截面形状设定方法。

这样，以往，作为针对钢板桩的施工性评价技术，基于施工性指标R对施工性进行评价。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3488233号公报

专利文献2：日本特开2012-158910号公报

专利文献3：日本特许第4873097号公报

专利文献4：日本特开2012-193540号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，关于以往的帽形钢板桩或Z形钢板桩的施工性指标R，存在以下这样的问题。

以往的施工性指标R仅基于模型试验的见解而创建，因此，对于实尺钢板桩的施工性评价的适用性未被验证。于是，发明人对以往的施工性指标R对于实尺钢板桩的施工性评价的适用性进行了验证。即，针对实尺钢板桩实施将打桩深度设定为13m的实尺施工试验，基于施工性指标R评价实尺钢板桩的施工性，并与各钢板桩的动态阻力相比较。在此，动态阻力是指基于施工设备的液压值等计算的测量值，动态阻力较小的钢板桩被评价为贯入所需的液压值较小、即抑制了打桩阻力的、施工性优异的钢板桩。

如图25所示，在研究将作为基准的钢板桩(钢板桩(1))设定为1的情况下的各钢板桩的施工性指标R的比率与动态阻力的比率之间的关系时，获得了相关系数为0.401的相关关系。该结果与通过所述专利文献1～3的模型试验获得的结果相反，相关性较低。

接着，详细研究了以往的施工性指标R的适用范围的界限。各钢板桩为包括第一凸缘、一对腹板以及一对第二凸缘的帽形状的帽形钢板桩，其中，该一对腹板自第一凸缘的两端延伸，该一对第二凸缘在腹板的与所述第一凸缘相反的一侧与所述第一凸缘平行地延伸，且顶端具有接头，在将所述第二凸缘的顶端所具有的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度的情况下，该钢板桩是所述有效宽度在900mm以下的钢板桩和有效宽度在1270mm以上的钢板桩。

在着眼于所述有效宽度在900mm以下的钢板桩(4)时，明确了钢板桩(4)与图25中的施工性指标R的比率和动态阻力的比率相等的直线之间的相关系数为0.997，相关性极高。

另外，在着眼于有效宽度在1270mm以上的钢板桩即钢板桩(1)、(2)、(3)时，明确了钢板桩(1)、(2)、(3)与图25中的施工性指标R的比率和动态阻力Ru的比率相等的直线之间的相关系数为0.349，相关性低。

也就是说，以往的施工性指标R能够对有效宽度在900mm以下的实尺钢板桩进行施工性评价，而不适用于对有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩进行施工性评价，因此，明确了实尺钢板桩的施工性评价存在关于有效宽度的适用范围。即，明确了：关于以往的施工性指标R，存在不适用于有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩的施工性评价这样的问题。

因而，需要一种能够可靠地适用于有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩的施工性评价的施工性评价技术。

因此，关于能够与有效宽度无关地对所有的范围的形状较佳地评价施工性、特别是能够对以往的施工性指标R的适用范围外的有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩进行施工性评价的施工性评价技术，存在改善的余地。

本发明即是鉴于所述问题而完成的，其目的在于，通过创建用于表示在钢板桩打桩时成为支配性阻力的封闭阻力的封闭阻力公式，利用该封闭阻力公式，提供一种相比于现有钢板桩在施工性和经济性中的至少一方面性能优异的、较佳的截面形状的钢板桩。

用于解决问题的方案

为了达成所述目的，根据本发明，提供一种钢板桩，其用于构成壁体，该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在1700≤Ze≤2300cm³/m的范围内，该钢板桩的特征在于，在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

[表达式12]

、将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(20)～(23)的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.11≤C≤1.00且-0.0208×C+0.0809≤E≤0.0884···(20)

1.00＜C≤1.20且-0.0208×C+0.0809≤E≤-0.03×C+0.1186···(21)

1.20＜C≤1.40且0.0560≤E≤-0.03×C+0.1186···(22)

1.40＜C≤1.80且0.0560≤E≤0.0766···(23)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

[表达式13]

c＝{0.0252×η-1.3717}×H···(2)'

另外，根据本发明，提供一种钢板桩，其用于构成壁体，该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在2300＜Ze≤3400cm³/m的范围内，该钢板桩的特征在于，在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

[表达式12]

、将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(24)～(28)的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.12≤C≤0.66且-0.0225×C+0.066≤E≤0.08···(24)

0.66＜C≤0.85且-0.0225×C+0.066≤E≤-0.0306×C+0.0997···(25)

0.85＜C≤0.89且0.0469≤E≤-0.0306×C+0.0997···(26)

0.89＜C≤1.04且0.0469≤E≤0.0077×C+0.0793···(27)

1.04＜C≤1.20且0.0469≤E≤0.0795···(28)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

[表达式13]

c＝{0.0252×η-1.3717}×H···(2)'

另外，根据本发明，提供一种钢板桩，其用于构成壁体，该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在3400cm³/m＜Ze的范围内，该钢板桩的特征在于，在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

[表达式12]

、将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(29)～(31)的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.13≤C≤0.36且-0.0237×C+0.0538≤E≤0.0642···(29)

0.36＜C≤0.52且-0.0237×C+0.0538≤E≤-0.025×C+0.0732···(30)

0.52＜C≤0.75且-0.0237×C+0.0538≤E≤0.0602···(31)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

[表达式13]

c＝{0.0252×η-1.3717}×H···(2)'

在本发明中，提供一种钢板桩，其用于构成壁体，该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，将所述第二凸缘的顶端所具有的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，在所述有效宽度在1270mm以上的所述钢板桩中，创建用于表示封闭阻力的封闭阻力公式，在打桩时由所述第一凸缘和自所述第一凸缘的两端延伸的一对腹板围成的区域中，产生该封闭阻力，该封闭阻力沿着因在钢板桩表面与地基之间的界面产生的摩擦阻力叠加而产生比周围地基高的围压(日文：拘束圧)的封闭区域延伸且在钢板桩打桩时成为支配性阻力，基于该封闭阻力公式，与有效宽度无关地能够对所有的范围的形状评价封闭阻力，并能够较佳地评价施工性。

并且，根据示出了用于表示现有钢板桩中每块所述钢板桩的利用所述封闭阻力公式求得的封闭阻力与截面积之比的施工性评价指数与用于表示现有钢板桩中壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积与截面系数之比的经济性评价指数之间的关系的曲线图，使利用所述施工性评价指数和经济性评价指数的下限标线离散地分类的、与截面系数Ze相对应的三个截面形状组分组，设定将所述现有钢板桩的所述施工性评价指标和经济性评价指标的下限区域规定为该钢板桩的上限的性能范围而进行公式化的、与所述三个截面形状组相对应的三个公式组，也就是说，将评价对象的钢板桩的施工性评价指数和经济性评价指数与利用包含该评价对象的钢板桩的截面系数的公式组被公式化的施工性评价指标和经济性评价指标的性能范围进行比较，从而能够与现有钢板桩的施工性评价指数和经济性评价指数相比较而进行评价。

评价对象的钢板桩能够设定为，在所述三个公式组中与成为评价对象的该钢板桩的截面系数Ze相对应的公式组中，所述评价对象的钢板桩的所述施工性评价指数和经济性评价指数中至少任一指数的值小于任一现有钢板桩的值。

因而，在本发明中，能够提供一种相比于以往的现有钢板桩施工性和经济性中的至少一方面的性能优异的截面形状的钢板桩。

另外，在本发明中，针对截面形状较小的钢板桩到截面形状较大的钢板桩以施工性评价指标和经济性评价指标进行评价，能够确定较佳的截面形状的钢板桩。例如，即使是在以往的评价方法中无法评价施工性的、有效宽度在1270mm以上的钢板桩，也能够适用本发明的评价方法。

另外，在本发明中，所述钢板桩将所述第二凸缘的顶端所具有的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，能够将所述有效宽度设定在1270mm以上。

另外，在本发明中，优选的是，截面高度H与除接头以外的所述第一凸缘的板厚、腹板的板厚、第二凸缘的板厚这三者中最小的板厚即最小板厚t之比H/t设定为满足小于39的范围。

另外，在本发明中，优选的是，在对象地基的N值小于35的情况下，截面高度H与除接头以外的所述第一凸缘的板厚、腹板的板厚、第二凸缘的板厚这三者中最小的板厚即最小板厚t之比H/t设定为满足小于45的范围。

另外，在本发明中，优选的是，设定有由所述钢板桩的第一凸缘宽度、腹板角度决定的几何限制和由与用于防止压曲的钢材屈服强度相对应的宽度厚度比限定的结构限制。

在该情况下，能够设定满足由钢板桩的第一凸缘宽度、腹板角度决定的几何限制、且例如将以EURO CODE的class3的规格设定的宽度厚度比限制作为结构限制而满足规格所要求的压曲性能的公式组，而能够提供满足了钢板桩的几何限制和结构限制的钢板桩。

另外，在本发明中，优选的是，钢板桩在热状态下进行制造。由于在热状态下制造钢板桩时，能够在钢板桩的截面内赋予板厚差，因此，能够进行增加截面容易面形的部位的板厚这样的制造，能够更有效地抑制打桩时的截面变形，能够抑制打桩阻力的增大。

所述钢板桩可以是包括第一凸缘、一对腹板以及一对第二凸缘的帽形状的帽形钢板桩，其中，该一对腹板自该第一凸缘的两端延伸，该一对第二凸缘在该腹板的与所述第一凸缘相反的一侧与所述第一凸缘平行地延伸，且顶端具有接头。另外，所述钢板桩还可以是包括腹板和在该腹板的两端向相反方向延伸且端部具有接头的平行的一对凸缘的Z形状的钢板桩，该Z形钢板桩是通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，在所述以两块为一组的Z形钢板桩中，可以将两块Z形钢板桩的、接头嵌合了的一侧的凸缘设定为第一凸缘，将两块Z形钢板桩的、接头未嵌合的一侧的凸缘设定为第二凸缘。

发明的效果

采用本发明的钢板桩，通过使用考虑了封闭阻力的评价方法，能够提供一种相比于任一现有钢板桩在施工性和经济性中至少一方面性能优异的、较佳的截面形状的钢板桩。

由于成为抑制了钢板桩打桩时成为支配性阻力的封闭阻力的钢板桩，因此，能够降低施工载荷，且不需要大型的施工重型机械，而能够抑制施工费用。另外，由于限制了作为与对施工速度产生较大影响的总宽度变化量相关性较高的截面形状因子的(截面高度/最小板厚)比值，因此，能够将打桩时的钢板桩的总宽度变形量抑制在制作容许差值内，能够进行与总宽度几乎没有变化的稳固的状态的钢板桩的打桩速度同等的良好的施工，因此，即使是经济性的高刚度的薄壁大截面的钢板桩，也能够防止施工工效下降。

另外，由于满足了由与钢材屈服强度相对应的宽度厚度比限定的、与防止压曲相关的结构限制，因此，能够提供一种虽然为薄壁且经济性的钢板桩但能够防止打桩时的局部变形的钢板桩。

附图说明

图1是表示截面形状为帽形状的帽形钢板桩、或通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的结构的图。

图2是表示用于说明本发明的实施方式的打桩阻力评价公式的钢板桩的结构的立体图。

图3是说明钢板桩的封闭区域的图。

图4是表示施工性评价指数(F_封闭/A)与经济性评价指数(A₀/Ze)之间的关系的图，该施工性评价指数(F_封闭/A)表示现有钢板桩中的每块所述帽形钢板桩或每组通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的封闭阻力与截面积之比，该经济性评价指数(A₀/Ze)表示现有钢板桩的壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积与截面系数之比。

图5是表示通过模型试验计算出的、封闭区域的抛物线的二次函数的系数a_模型与钢板桩截面的腹板角度θ_模型之间的关系的图。

图6是表示通过模型试验计算出的、包括封闭区域的抛物线的二次函数的常数c_模型的函数(H_模型-c_模型)/H_模型与包括钢板桩截面形状因子的公式之间的关系的图。

图7是表示通过模型试验计算出的、关于封闭区域的函数(U_模型-k×L_模型)/A_模型封闭与包括钢板桩截面形状因子的公式之间的关系的图。

图8是表示利用打桩阻力评价公式计算的打桩阻力F与打桩阻力测量值之间的关系的图。

图9是表示现有钢板桩的截面系数的图。

图10是表示示出了封闭阻力F_封闭的计算步骤和计算条件的流程图的图。

图11是表示图4的第1公式组的图。

图12是表示图4的第2公式组的图。

图13是表示图4的第3公式组的图。

图14是表示钢板桩的(截面高度/最小板厚)比值与总宽度差之间的关系的图。

图15是表示钢板桩的施工性的图，是表示打桩时间与打桩深度之间的关系的图。

图16是表示利用本实施方式的打桩阻力评价公式计算的打桩阻力F与动态阻力之间的关系的图。

图17是表示第1实施例的钢板桩的截面形状的图。

图18是表示利用第1公式组评价图17的钢板桩的结果的图。

图19是表示第2实施例的钢板桩的截面形状的图。

图20是表示利用第2公式组评价图19的钢板桩的结果的图。

图21是表示第3实施例的钢板桩的截面形状的图。

图22是表示利用第3公式组评价图21的钢板桩的结果的图。

图23是表示第4实施例的钢板桩的截面形状的图。

图24是表示利用第3公式组评价图23的钢板桩的结果的图。

图25是表示用于示出以往技术的施工性指标R与动态阻力之间的关系的实尺施工试验结果的图。

图26是表示N值＝1的情况下的第1公式组的图。

图27是表示N值＝1的情况下的第2公式组的图。

图28是表示N值＝1的情况下的第3公式组的图。

图29是表示N值＝50的情况下的第1公式组的图。

图30是表示N值＝50的情况下的第2公式组的图。

图31是表示N值＝50的情况下的第3公式组的图。

图32是表示设定在(截面高度H/最小板厚t)比值≤45的范围内时的实尺施工试验中的地基条件的曲线图。

图33是表示(截面高度H/最小板厚t)比值为39的钢板桩的打桩前后的总宽度差的曲线图。

图34是表示(截面高度H/最小板厚t)比值为42的钢板桩的打桩前后的总宽度差的曲线图。

图35是表示(截面高度H/最小板厚t)比值为45的钢板桩的打桩前后的总宽度差的曲线图。

附图标记说明

1、帽形钢板桩；2、Z形钢板桩；3、钢板桩；11、第一凸缘；12、腹板；13、第二凸缘；G1、第1公式组；G2、第2公式组；G3、第3公式组。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式的钢板桩。

本实施方式的钢板桩以构成为帽形状的帽形钢板桩1或构成为Z形状的Z形钢板桩2为对象。将该帽形钢板桩1和Z形钢板桩2统一简称为“钢板桩3”。该钢板桩3具有在构成了壁体时与该壁体的中立轴线大致平行、并隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板。而且，采用将壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位的钢板桩。该作为一个单位的钢板桩是指一块帽形钢板桩1或通过使两块(一组)Z形钢板桩的接头嵌合而形成为帽形形状的钢板桩。

首先，说明图1的(a)所示的帽形钢板桩1。帽形钢板桩1为包括第一凸缘11、一对腹板12以及一对第二凸缘13的帽形状的钢板桩，该一对腹板12自第一凸缘11的两端延伸，该一对第二凸缘13在腹板12的与第一凸缘11相反的一侧与第一凸缘11平行地延伸，且在顶端具有接头。

另外，Z形钢板桩2为包括腹板12和平行的一对凸缘11、13的Z形状的钢板桩，该一对凸缘11、13在腹板12的两端向相反方向延伸，且端部具有接头，在通过使接头嵌合而形成为帽形状的钢板桩的以两块Z形钢板桩为一组的情况下，具有：第一凸缘11，其包括两块Z形钢板桩的、接头嵌合了的一侧的凸缘；以及接头未嵌合的一侧的第二凸缘13。

在本实施方式的钢板桩3中，如图2和图3所示，在打桩时由所述第一凸缘11和自所述第一凸缘11的两端延伸的一对腹板12围成的区域，形成因在钢板桩表面与地基之间的界面产生的摩擦阻力叠加而产生比周围地基高的围压的封闭区域。如图2所示，在所述封闭区域内产生在钢板桩打桩时成为支配性的阻力的封闭阻力。新创建用于表示所述封闭阻力的封闭阻力公式F_封闭，创建打桩阻力评价公式，该打桩阻力评价公式用于求得所述打桩阻力F，所述打桩阻力F将该封闭阻力公式F_封闭与已公知评价方法的作用于板桩顶端截面的顶端阻力F_顶端以及作用于除面向所述封闭区域的周面以外的外周面的外周阻力F_外周之和设定为打桩阻力F，所述打桩阻力评价公式利用后述的实尺施工试验结果被验证了能够对以往的施工性指标R的适用范围外的有效宽度的区域进行施工性评价。也就是说，确认了新创建的所述封闭阻力公式的施工性评价的妥当性。为了研究出施工性优于现有钢板桩的、帽形钢板桩或Z形钢板桩的截面形状，着眼于成为打桩阻力中的支配性的阻力的封闭阻力，作为用于找出相对于现有钢板桩抑制了封闭阻力的截面形状的施工性评价指数，设定施工性评价指数(F_封闭/A)，该施工性评价指数(F_封闭/A)表示通过所述封闭阻力公式求得的每块所述帽形钢板桩或每组所述以两块为一组的Z形钢板桩的封闭阻力(F_封闭)与截面积(A)之比，另外，为了研究出经济性也优异的帽形钢板桩或Z形钢板桩，设定经济性评价指数(A₀/Ze)，该经济性评价指数(A₀/Ze)表示壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积A₀与截面系数Ze之比，创建将所述施工性评价指数和经济性评价指数分别设为横轴和纵轴来进行表示的曲线图。

图4是表示施工性评价指数与经济性评价指数(A₀/Ze)之间的关系的曲线图，该施工性评价指数表示现有钢板桩中的每块所述帽形钢板桩或每组通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的封闭阻力与截面积之比，该经济性评价指数(A₀/Ze)表示现有钢板桩的壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积A₀与截面系数Ze之比。另外，分成利用所述施工性评价指数以及经济评价指数的下限标线离散地分类的、与截面系数Ze相对应的三个截面形状组，设定作为将现有钢板桩的施工性评价指标以及经济性评价指标的下限区域规定为钢板桩3的上限的性能范围而进行公式化的、与所述三个截面形状组相对应的三个公式组(后述的第1公式组G1、第2公式组G2、第3公式组G3)，在其中与成为评价对象的该钢板桩3的截面系数Ze相对应的公式组中，将所述评价对象的钢板桩3的施工性评价指数(F_封闭/A)以及经济性评价指数(A₀/Ze)中至少一者的值设定为小于任一现有钢板桩的值。

进一步具体说明所述的封闭阻力公式。

如图2和图3的(a)所示，在对钢板桩3进行打桩时，在打桩时由第一凸缘11、自第一凸缘11的两端延伸的一对腹板12围成的区域，存在封闭区域(封闭面积A_封闭)，该封闭区域(封闭面积A_封闭)呈沿着第一凸缘11侧延伸并且俯视时向第一凸缘11侧凸出的抛物线状地产生较高的地基应力，由该封闭现象产生的阻力成为封闭阻力F_封闭。

这是发明人对相对于实尺钢板桩为不同的相似规则的缩尺1/5、1/7.5以及1/10的钢板桩模型实施土槽试验，并观察试验后附着于钢板桩的破碎的土颗粒以及周围地基而得到的结果。土颗粒破碎表示在该部位产生了较高的应力。以下详细表示，如图3的(a)所示，确认了破碎并变得较细的土颗粒在由第一凸缘11和自第一凸缘11的两端延伸的一对腹板12围成的区域呈沿着第一凸缘11侧延伸并且俯视时向第一凸缘11侧凸出的抛物线状附着，而形成有封闭区域(参照图3的(b))。另外，明确了钢板桩的附着土的形成状况、即封闭区域的抛物线B的形状因钢板桩的截面形状而不同。

而且，在调查封闭区域的抛物线的二次函数的系数a以及自凸缘面到抛物线顶点的距离c与截面形状之间的关联时，作为代表值，在缩尺1/5的钢板桩模型中，如图5至图7所示那样明确了，在①封闭区域的抛物线B的二次函数的系数a_模型、②包括图3的(a)中的自原点O到抛物线顶点的距离c_模型在内的函数(H_模型-c_模型)/H_模型、③包括封闭面积A_模型封闭、面向封闭区域的钢板桩3的周长U_模型、封闭区域的抛物线B的周长L_模型以及钢板桩和地基之间的界面的摩擦力与地基和地基之间的摩擦力之比k在内的函数(U_模型-k×L_模型)/A_模型封闭，与④截面形状的腹板角度θ_模型以及⑤(第一凸缘宽度Wf_模型/截面高度H_模型)比值之间存在公式(1)至公式(4)所示的关系。

[表达式1]

a_模型＝-9.0×10^-5×(θ_模型°)+0.0081···(1)

另外，在详细调查封闭区域时，确认了钢板桩模型的截面形状为相似形状的多个不同缩尺比的钢板桩模型的封闭区域的形状为大致相似形状的关系。也就是说，在将作为代表值的缩尺比例如设定为1/5的情况下，缩尺1/5的钢板桩模型中的封闭区域的形状与截面形状因子之间存在公式(1)至公式(4)的关系，利用该公式(1)至公式(4)能够计算出计算后述的封闭阻力时所需要的面向封闭区域的钢板桩3的周长U_模型以及(U_模型-k×L_模型)/A_模型封闭。而且，由于在钢板桩模型的截面形状为相似形状的情况下封闭区域的形状也为大致相似形状，因此，能够将实尺钢板桩的面向封闭区域的钢板桩3的周长U、(U-k×L)/A_封闭分别评价为模型的5倍、1/5倍，而计算实尺钢板桩的封闭阻力。因此，在实尺钢板桩的计算中，公式(1)至公式(4)例如被乘以系数5等而变形时，成为公式(1)’至公式(4)’。关于这样计算得到的实尺钢板桩的封闭阻力的评价方法的妥当性，利用后述的实尺钢板桩施工试验结果进行了确认。

另外，设定土与钢板桩模型试验体之间的摩擦系数，根据截面形状并基于公式(1)至公式(4)的关系式，利用后述的封闭阻力公式评价出封闭阻力，对将该封闭阻力与另外评价出的作用于板桩顶端截面的顶端阻力F_顶端以及作用于除面向所述封闭区域的周面以外的外周面的外周阻力F_外周之和设定为打桩阻力F的打桩阻力评价公式和缩尺1/5的钢板桩模型的打桩阻力测量值进行比较。其结果，如图8所示，各深度上的利用打桩阻力评价公式求得的打桩阻力F的值与打桩阻力测量值之间显示出了良好的一致性，能够确认打桩阻力评价公式以及后述的封闭阻力公式的模型化的妥当性。

对于包括第一凸缘、自第一凸缘的两端延伸的一对腹板以及在腹板的与所述第一凸缘相反的一侧与所述第一凸缘平行地延伸且在顶端具有接头的一对第二凸缘在内的帽形状的钢板桩、包括腹板和自腹板的两端向相反方向延伸且在端部具有接头的平行的一对凸缘在内的Z形状的钢板桩，在一块帽形钢板桩或使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩中，在所述帽形钢板桩或者所述以两块为一组的Z形钢板桩的有效宽度为1270mm以上的情况下，在所述以两块为一组的Z形钢板桩中在将两块Z形钢板桩的、接头嵌合了的一侧的凸缘设为第一凸缘、将两块Z形钢板桩的、接头未嵌合的一侧的凸缘设为第二凸缘时，在打桩时由第一凸缘和自所述第一凸缘的两端延伸的一对腹板围成的区域，产生封闭阻力，该封闭阻力沿着由于在钢板桩表面与地基之间的界面产生的摩擦阻力叠加而产生比周围地基高的围压的封闭区域延伸且在钢板桩打桩时成为支配性阻力。公式(5)所示的打桩阻力评价公式利用该封闭阻力F_封闭、作用于钢板桩3的顶端截面(截面积A)的顶端阻力F_顶端(单纯截面顶端阻力)、作用于所述钢板桩的除面向封闭区域的周面以外的外周面的外周阻力F_外周之和来进行表示。

[表达式2]

F＝F_封闭+F_顶端+F_外周···(5)

如图1所示，所述公式(5)的封闭阻力F_封闭基于钢板桩3的截面形状的第一凸缘宽度Wf、腹板12和第二凸缘13所成的角度的补角即腹板角度θ、截面高度H来进行计算。即，封闭阻力F_封闭成为公式(6)。A_封闭为封闭面积，U为面向封闭区域的钢板桩3的周长，L为封闭区域的抛物线B的周长，如图7所示，(U-k×L)/A_封闭根据截面形状的腹板角度θ、截面高度H以及第一凸缘宽度Wf由公式(3)进行计算。另外，σ_v为封闭区域的铅垂应力，由公式(7)进行计算。在公式(7)中，γ为土的单位体积重量(例如1.8×10^-8kN/mm³)。在此，公式(7)的σ_v在被动土压力系数与由对象地基的N值、相对密度决定的有效土上覆压力的乘积以下。

[表达式3]

在公式(7)中，μ为表示为μ＝tanδ的、土与钢板桩3之间的摩擦系数，例如，通常使用δ＝15°等。Z_v为打桩深度，ν为郎肯被动土压力系数 内部摩擦角例如根据对象地基的N值进行计算。

[表达式4]

顶端阻力F_顶端成为公式(8)。在此，α为支承力系数，A为截面积(mm²)，N为对象地基的顶端N值。支承力系数α在道路土工临时构筑物工程指导方针(日文：道路土工仮設構造物工指針)(社团法人日本道路协会、平成11年3月、68页～70页)中设定为α＝200。

[表达式5]

F_顶端＝α×N×A×10^-6···(8)

外周阻力F_外周成为公式(9)。在此，K₀为Jaky静止土压力系数 内部摩擦角例如根据对象地基的N值进行计算。

[表达式6]

K₀＝1-sinφ

μ＝tanδ(δ＝15°)

U_外周为钢板桩的除面向封闭区域的周面以外的外周面的周长、即封闭区域外周长，图3所示的封闭面积A与钢板桩3的交点坐标(X₀，Y₀)根据抛物线B和直线T的联立方程式、公式(10)、公式(11)进行计算。而且，所述交点坐标(X₀，Y₀)通过求解公式能够像公式(12)、公式(13)那样利用a、c进行表示，面向封闭区域的钢板桩3的周长即U能够根据式(14)进行计算。另外，在此，X₀设定为大于0的值。而且，封闭区域外周长即U_外周成为从钢板桩3的周长中减去面向封闭区域的钢板桩3的周长即U而得到的长度。

[表达式7]

抛物线B；Y＝-a×X²+c···(10)

直线T；

[表达式8]

[表达式9]

另外，在腹板12和第二凸缘13所成的角度的补角即腹板角度θ变得极端平缓的情况等、抛物线B无解时，表示未产生封闭区域，因此，在该情况下，仅对经济性在现有截面的性能以上进行评价即可。即，本发明人在对现有截面的施工性进行评价时，明确了由于在现有截面上均产生有封闭区域且产生封闭阻力，因而未产生封闭区域的截面的施工性优于现有截面，因此，仅对经济性在现有截面的性能同等以上进行评价即可。

接着，具体说明本实施方式的施工性评价指标和经济性评价指标。图4是表示施工性评价指数(F_封闭/A)与经济性评价指数(A₀/Ze)之间的关系的曲线图，该施工性评价指数(F_封闭/A)表示现有钢板桩中的每块所述帽形钢板桩或每组通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的所述封闭阻力F_封闭与截面积A之比，该经济性评价指数(A₀/Ze)表示现有钢板桩的壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积A₀与截面系数/Ze之比。另外，F_封闭/A的单位为(kN/块)/(cm²/块)，A₀/Ze的单位为(cm²/m)/(cm³/m)。

在图4的曲线图中，横轴为施工性评价指数(F_封闭/A)，该值越小则越难以封闭，而能够评价为施工性优异的截面。纵轴为经济性评价指数(A₀/Ze)，该值越小则壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积、进一步而言是钢重量越小，而能够评价为经济性优异的截面。另外，关于现有钢板桩中的每块所述帽形钢板桩或每组通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的封闭阻力F_封闭的计算，在图10中示出了表示计算步骤和计算条件的流程图，封闭阻力F_封闭根据截面形状的腹板角度θ、截面高度H、第一凸缘宽度Wf以及作为计算条件的μ＝0.27、ν＝3.3、γ＝1.8×10^-8kN/mm³、Z_v＝15000mm、N值20、相对密度Dr＝80％来进行计算。

在此，在计算条件中，例如针对对象地基的N值为20且相对密度Dr(％)为80％的地基，利用以15000mm的打桩深度Z_v对钢板桩3进行打桩的条件进行了计算，但并不限定于这样的地基条件、打桩深度。特别是，作为地基条件的对象地基的N值为计算条件的一例子，该值并不限定于20，例如N值被设定在0～50的范围内，基于该被设定的条件和该条件所附带的计算条件计算封闭阻力F_封闭。在此，公式(7)的σ_v表现为打桩深度Z_v的指数函数，但并不是能够与打桩深度Z_v相对应地无限上升的函数，而具有由地基决定的上限值。即，当σ_v与打桩深度Z_v相对应地上升，且上升到钢板桩顶端的地基成为被动破坏状态的应力水平时，钢板桩顶端的地基成为破坏状态，因此，σ_v不会继续上升。因而，式(7)的σ_v在被动土压力系数(ν)和由对象地基的N值(N)、相对密度(Dr)决定的有效土上覆压力(σ_v0)的乘积(ν×σ_v0)以下。关于对象地基的有效土上覆压力(σ_v0)的评价方法，例如，在适用港湾设施技术标准·该标准的解说(社团法人日本港湾协会、平成19年7月、上卷320页～321页)示出的Dr(％)＝21×〔100×N/(σ_v0+70)〕^0.5的关系式的情况下，公式(7)的σ_v在ν×{(441×N)/Dr²-0.7}×10^-4kN/mm²以下。

即，在σ_v设定为

[表达式10]

的情况下，

σ_v根据公式(7)和公式(7)’中的较小的一者的值来进行计算。

在该图4的曲线图中，分成利用所述施工性评价指数以及经济性评价指数的下限标线离散地分类的、与截面系数Ze相对应的三个截面形状组，设定作为将现有钢板桩的施工性评价指标以及经济性评价指标的下限区域规定为钢板桩3的上限的性能范围而进行公式化的、与所述三个截面形状组相对应的三个公式组(第1公式组G1、第2公式组G2、第3公式组G3)。另外，设定与截面系数Ze相对应的公式组的理由在于，如图9所示，截面系数1700cm³/m以上的现有钢板桩被划分为截面系数为1700≤Ze≤2300cm³/m、2300＜Ze≤3400cm³/m以及3400cm³/m＜Ze这三个组。另外，作为现有钢板桩的截面系数被大致划分为三个组的一个理由，能够列举出如下理由：由于制造效率的关系，截面尺寸、制造时所需的压下能力较大程度地不同的现有钢板桩的截面形状组被汇集为截面尺寸、制造时所需的压下能力相近的三个截面系数级的截面形状组进行制造。

具体而言，公式组被分为与公式(15)的范围相对应的第1公式组G1、与公式(16)的范围相对应的第2公式组G2、与公式(17)的范围相对应的第3公式组G3。

[表达式11]

1700≤Ze≤2300cm³/m···(15)

2300＜Ze≤3400cm³/m···(16)

3400cm³/m<Ze···(17)

另外，由于截面系数Ze最大的现有钢板桩大约小于5500cm³/m，因此，后述的第3公式组G3的界限标线在将现有钢板桩的截面系数的范围设定为3400＜Ze≤5500cm³/m的条件下设定。另外，在制作截面系数Ze高于5500cm³/m的钢板桩3的情况下，将其经济性以及施工性的性能与由第3公式组G3示出的性能范围进行比较即可。即，与截面系数Ze高于3400cm³/m的钢板桩3相对应的公式组为第3公式组G3。

而且，各公式组G1、G2、G3分别包括用于表示图11～图13所示的多个界限标线的公式，这些界限标线为包络图4中的各公式组G1～G3的各自的多个标记的下限值的标线。但是，这些标线不包含所述标记。

在这些公式组G1、G2、G3的界限标线中，下限标线根据由用于保持截面形状为帽形的钢板桩或通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的该钢板桩3的第一凸缘宽度Wf、腹板角度θ决定的几何限制和由与用于防止压曲的钢材屈服强度相对应的宽度厚度比限定的结构限制来设定。

作为几何限制，存在第一凸缘宽度为Wf＞0、腹板角度为0°＜θ＜90°的限制。

另外，作为结构限制，存在例如EURO CODE所示的class3的宽度厚度比(参考：(第一凸缘宽度Wf/凸缘板厚tf)/ε＜66、在此，在屈服强度为240N/m²的情况下ε＝0.99)的限制。

进一步具体说明构成所述的各公式组的界限标线(公式)。

如图11所示，第1公式组G1包括七个界限标线G1a、G1b、G1c、G1d、G1e、G1f、G1g。

第1界限标线G1a在1.40≤(F_封闭/A)≤1.80的范围内，由A₀/Ze＝0.0766表示，成为第1公式组G1的经济性评价指标的上限标线。

第2界限标线G1b在1.00≤(F_封闭/A)≤1.40的范围内，由A₀/Ze＝-0.03×(F_封闭/A)+0.1186表示，相当于第1公式组G1的经济性评价指标、施工性评价指标的上限标线。

第3界限标线G1c在0.11≤(F_封闭/A)≤1.00的范围内，由A₀/Ze＝0.0884表示，相当于第1公式组G1的经济性评价指标的上限标线。第4界限标线G1d在0.0785≤(A₀/Ze)≤0.0884的范围内，由F_封闭/A＝0.11表示，表示根据几何限制或结构限制设定的第1公式组G1的下限标线。

第5界限标线G1e在0.11≤(F_封闭/A)≤1.20的范围内，由A₀/Ze＝-0.0208×(F_封闭/A)+0.0809表示，表示根据结构限制设定的第1公式组G1的下限标线。

第6界限标线G1f在1.20≤(F_封闭/A)≤1.80的范围内，由A₀/Ze＝0.0560表示，表示根据结构限制设定的第1公式组G1的下限标线。

第7界限标线G1g在0.0560≤(A₀/Ze)≤0.0766的范围内，由F_封闭/A＝1.8表示，相当于第1公式组G1的施工性评价指标的上限标线。

如图12所示，第2公式组G2包括八个界限标线G2a、G2b、G2c、G2d、G2e、G2f、G2g、G2h。

第1界限标线G2a在1.04≤(F_封闭/A)≤1.20的范围内，由A₀/Ze＝0.0713表示，相当于第2公式组G2的经济性评价指标的上限标线。

第2界限标线G2b在0.89≤(F_封闭/A)≤1.04的范围内，由A₀/Ze＝-0.0077×F_封闭/A+0.0793表示，相当于第2公式组G2的经济性评价指标、施工性评价指标的上限标线。

第3界限标线G2c在0.66≤(F_封闭/A)≤0.89的范围内，由A₀/Ze＝-0.0306×F_封闭/A+0.0997表示，相当于第2公式组G2的经济性评价指标、施工性评价指标的上限标线。

第4界限标线G2d在0.12≤(F_封闭/A)≤0.66的范围内，由A₀/Ze＝0.0795表示，相当于第2公式组G2的经济性评价指标的上限标线。

第5界限标线G2e在0.0633≤(A₀/Ze)≤0.0795的范围内，由F_封闭/A＝0.12表示，表示根据几何限制或结构限制设定的第2公式组G2的下限标线。

第6界限标线G2f在0.12≤(F_封闭/A)≤0.85的范围内，由A₀/Ze＝-0.0225×F_封闭/A+0.066表示，表示根据结构限制设定的第2公式组G2的下限标线。

第7界限标线G2g在0.85≤(F_封闭/A)≤1.20的范围内，由A₀/Ze＝0.0469表示，表示根据结构限制设定的第2公式组G2的下限标线。

第8界限标线G2h在0.0469≤(A₀/Ze)≤0.0713的范围内，由F_封闭/A＝1.2表示，相当于第2公式组G2的施工性评价指标的上限标线。

如图13所示，第3公式组G3包括六个界限标线G3a、G3b、G3c、G3d、G3e、G3f。

第1界限标线G3a在0.52≤(F_封闭/A)≤0.75的范围内，由A₀/Ze＝0.0602表示，相当于第3公式组G3的经济性评价指标的上限标线。

第2界限标线G3b在0.36≤(F_封闭/A)≤0.52的范围内，由A₀/Ze＝-0.025×F_封闭/A+0.0732表示，相当于第3公式组G3的经济性评价指标、施工性评价指标的上限标线。

第3界限标线G3c在0.13≤(F_封闭/A)≤0.36的范围内，由A₀/Ze＝0.0642表示，相当于第3公式组G3的经济性评价指标的上限标线。

第4界限标线G3d在0.0506≤(A₀/Ze)≤0.0642的范围内，由F_封闭/A＝0.13表示，表示根据几何限制或结构限制设定的第3公式组G3的下限标线。

第5界限标线G3e在0.13≤(F_封闭/A)≤0.75的范围内，由A₀/Ze＝-0.0237×F_封闭/A+0.0538表示，表示根据结构限制设定的第3公式组G3的下限标线。

第6界限标线G3f在0.0360≤(A₀/Ze)≤0.0602的范围内，由F_封闭/A＝0.75表示，相当于第3公式组G3的施工性评价指标的上限标线。

另外，图14表示与施工时的截面变形相关性较高的截面形状因子即(截面高度H/最小板厚t)的比(H/t)，为通过实尺施工试验获得的数据。在现场，实尺钢板桩有时以把持第一凸缘的方式进行施工，因此，存在在钢板桩上作用偏心外力的情况，而存在钢板桩截面变形的情况。当钢板桩截面变形时，有时打桩阻力与截面形状的变化相对应地增大。于是，在基于多个钢板桩的实尺施工试验结果调查截面变形与各种形状因子之间的关系时，明确了存在如下关系：当H/t高于39时产生总宽度差超过10mm的截面变形。也就是说，明确了：JIS制作容许差值中的总宽度差为10mm，当H/t高于39时，导致产生超过所述JIS制作容许差值的较大的截面变形。根据该见解可知，当截面高度H与第一凸缘板厚、腹板板厚、第二凸缘板厚这三者中的最小板厚t之比高于39时，产生超过所述JIS制作容许差值10mm的较大的变形，因此，期望将截面高度H与最小板厚t之比的限制值设定为小于39。

另外，该图14所示的数据以及H/t的限制值39的值以对象地基的N值低于50的、钢板桩能够不利用射水法等辅助方法进行打桩的标准地基为对象。因此，限制值根据地基的种类、强度而成为不同的值，但通过使用将对象地基的N值50设定为上限的本指标，能够网罗通常的钢板桩打桩。

另外，图15是对图14所示的H/t＜39的钢板桩(5)和H/t＝39的钢板桩(6)的施工时间进行比较的图。由此，能够确认：随着打桩深度深入到7m以下，钢板桩(6)的打桩时间长于钢板桩(5)的打桩时间，在打桩到15m时，钢板桩(6)的打桩时间为钢板桩(5)的打桩时间的大约两倍，施工性明显下降。因而，通过将H/t设定为低于39，能够确保良好的施工性。

接着，如图16所示，验证了能够从实尺钢板桩的施工性的观点对利用根据本实施方式创建的打桩阻力评价公式求得的打桩阻力F进行定量评价。

图16是表示将作为基准的钢板桩(钢板桩(1))设定为1的情况下的各钢板桩的利用本实施方式的打桩阻力评价公式求得的打桩阻力F的比率与动态阻力Ru的比率之间的关系的图。在图16中的各钢板桩中，包含有效宽度在900mm以下的钢板桩、有效宽度在1270mm以上的钢板桩。在该情况下，利用打桩阻力评价公式求得的打桩阻力F的比率与动态阻力Ru的比率的相关系数为0.912，打桩阻力评价公式与有效宽度无关地能够针对所有范围的形状良好地评价施工性，即，能够确认的是能够对以往的施工性指标R的适用范围外的、有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩进行施工性评价。

接着，根据附图详细说明所述的钢板桩的作用。如图2和图3所示，在本实施方式中，在构成为帽形状、或Z形状的钢板桩中，创建所述式(6)所示的将封闭阻力F_封闭作为计算项目的封闭阻力公式，在打桩时由第一凸缘11和自所述第一凸缘11的两端延伸的一对腹板12围成的区域内，产生该封闭阻力F_封闭，该封闭阻力F_封闭沿着因在钢板桩表面与地基之间的界面产生的摩擦阻力叠加而产生比周围地基高的围压的封闭区域延伸且在钢板桩打桩时成为支配性的阻力，通过基于该封闭阻力公式评价封闭阻力F_封闭，从而与有效宽度、截面系数无关地能够对所有的范围的形状较佳地评价施工性，特别是，能够对以往的施工性指标R的适用范围外的、将第二凸缘的顶端所具有的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度且所述有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩进行施工性评价。

并且，通过使用所述封闭阻力F_封闭，用曲线图表示施工性评价指数与经济性评价指数之间的关系，该施工性评价指数表示每块所述帽形钢板桩或每组通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的封闭阻力F_封闭与截面积A之比，该经济性评价指数表示现有钢板桩的壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积A₀与截面系数Ze之比，从而能够分成与截面系数Ze相对应的截面形状组，设置按所述的每个截面系数Ze分类的第1公式组G1至第3公式组G3，并将这些公式组设定为钢板桩3的性能范围。

因此，能够利用这些公式组G1、G2、G3设定施工性评价指标和经济性评价指标的界限区域。也就是说，评价对象的钢板桩3的施工性评价指数和经济性评价指数能够在由包含该评价对象的钢板桩3的截面系数Ze的公式组G公式化的施工性评价指标和经济性评价指标的界限区域内，与现有钢板桩的施工性评价指数和经济性评价指数相比较而进行评价。评价对象的钢板桩能够设定为其施工性评价指数和经济性评价指数中的至少一者的值小于任一现有钢板桩的值。

因而，相比于以往的现有钢板桩，能够提供施工性和经济性中的至少任一方面的性能优异的截面形状的钢板桩。

另外，在本实施方式中，在构成为帽形状、或Z形状的钢板桩中，针对截面形状较小的钢板桩到截面形状较大的钢板桩，以施工性评价指标和经济性评价指标进行评价，能够决定较佳的截面形状的钢板桩。例如，即使是以往的施工性指标R的适用范围外的、在将第二凸缘的顶端所具有的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度的情况下所述有效宽度在1270mm以上的实尺钢板桩，也能够适用本评价方法。

另外，在本实施方式中，通过将与施工时的截面变形相关性较高的截面形状因子即(截面高度/最小板厚)比值设定为公式组的限制值，采用(截面高度/最小板厚)比值＜39的范围内的钢板桩，能够进行将钢板桩的总宽度的变形量抑制在JIS制作容许差值内的施工。

另外，在本实施方式中，存在如下优点：如所述公式(6)所示，根据评价对象的钢板桩的截面形状的第一凸缘宽度Wf、腹板角度θ以及截面高度H，使用能够适用于实尺钢板桩的一系列的公式即公式(3)’、公式(4)’、公式(14)、公式(12)、公式(13)、公式(1)’和公式(2)’以及公式(7)或公式(7)’，能够容易地计算封闭阻力F_封闭。

另外，在本实施方式中，将例如根据EURO CODE的class3的规格设定的宽度厚度比限制设定为结构限制，能够设定满足由钢板桩的第一凸缘宽度、腹板角度决定的、用于保持截面形状为帽形的帽形钢板桩或通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩的几何限制的公式组，而能够提供满足了规格所要求的性能的截面形状的钢板桩。

在所述的本实施方式的钢板桩中，通过使用考虑了封闭阻力的评价方法，能够提供一种相比于现有钢板桩在施工性和经济性中的至少任一方面性能优异的、较佳的截面形状的钢板桩。

接着，以下说明用于证明所述的实施方式的钢板桩的效果的实施例。

第1实施例

第1实施例是图17所示的、钢板桩的截面系数Ze包含在1700≤Ze≤2300cm³/m(公式(15))的范围的第1公式组G1(参照图18)内的钢板桩的一例子。本第1实施例为通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，各尺寸在图17、表1中示出。另外，如图18所示，第1公式组G1的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值为1.4，经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值为0.0766。

表1

如表1所示，本第1实施例的钢板桩的截面系数Ze为2134cm³/m，因此，包含在第1公式组G1内，能够使用第1公式组G1的各界限标线G1a～G1g(参照图11)进行评价。

如图18所示，设定为表1的截面形状的第1实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.94，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0734。也就是说，第1实施例的钢板桩在经济性方面小于现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0766)，第1实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致4％。另外，在施工性方面，小于现有钢板桩中经济性评价指数(A₀/Ze)为下限值(0.0766)时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值的1.40，第1实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致33％。

另外，第1实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.94，在和施工性评价指数(F_封闭/A)与第1实施例的钢板桩相同(0.94)的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0884)进行比较时，第1实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致17％。

第2实施例

第2实施例是图19所示的、截面系数Ze包含在2300＜Ze≤3400cm³/m(公式(16))的范围的第2公式组G2(参照图20)内的钢板桩的一例子。本第2实施例为通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，各尺寸在图19、表2中示出。另外，如图20所示，被与该截面形状比较的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值为0.0713，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0713时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值为1.04。

表2

如表2所示，本第2实施例的钢板桩的截面系数Ze为3057cm³/m，因此，包含在第2公式组G2内，能够使用第2公式组G2的各界限标线G2a～G2h(参照图12)进行评价。

如图20所示，设定为表2的截面形状的第2实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.68，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0643。也就是说，第2实施例的钢板桩在经济性方面，小于现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0713)，第2实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致10％。另外，在施工性方面，小于现有钢板桩中经济性评价指数(A₀/Ze)为下限值(0.0713)时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值的1.04，第2实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致35％。

另外，第2实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.68，在和施工性评价指数(F_封闭/A)与第2实施例的钢板桩相同(0.68)的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0789)进行比较时，第2实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致19％。

第3实施例

第3实施例是图21所示的、截面系数Ze包含在公式(17)所示的3400cm³/m＜Ze的范围的第3公式组G3(参照图22)内的钢板桩的一例子。本第3实施例为通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，各尺寸在图21、表3中示出。而且，本第3实施例为设定为H/t＞39的情况。另外，如图22所示，被与该截面形状比较的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值为0.0602，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0602时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值为0.52。

表3

如表3所示，本第3实施例的钢板桩的截面系数Ze为4466cm³/m，因此，包含在第3公式组G3内，能够使用第3公式组G3的各界限标线G3a～G3f(图13参照)进行评价。

如图22所示，设定为表3的截面形状的第3实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.49，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0507。也就是说，第3实施例的钢板桩在经济性方面，小于现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0602)，第3实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致16％。另外，在施工性方面，小于现有钢板桩中经济性评价指数(A₀/Ze)为下限值(0.0602)时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值的0.52，第3实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致5％。

另外，第3实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.49，在和施工性评价指数(F_封闭/A)与第3实施例的钢板桩相同为0.49的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0609)进行比较时，第3实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高17％。

第4实施例

第4实施例是图23所示的、截面系数Ze包含在公式(17)所示的3400cm³/m＜Ze的范围的第3公式组G3(参照图24)内的钢板桩的一例子。本第4实施例为通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，各尺寸在图23、表4中示出。而且，本第4实施例为设定了H/t＜39的限制条件的情况。另外，如图24所示，被与该截面形状比较的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值为0.0602，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0602时的现有钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值为0.52。

表4

如表4所示，本第4实施例的钢板桩的截面系数Ze为4916cm³/m，因此，包含在第3公式组G3内，能够使用第3公式组G3的各界限标线G3a～G3f(参照图13)进行评价。

如图24所示，设定为表4的截面尺寸的第4实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.43，经济性评价指数(A₀/Ze)为0.0562。也就是说，第4实施例的钢板桩在经济性方面，小于现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0602)，第4实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致7％。另外，在施工性方面，小于现有钢板桩中经济性评价指数(A₀/Ze)为下限值(0.0602)时的第4实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)的下限值的0.52，第4实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致18％。

另外，第4实施例的钢板桩的施工性评价指数(F_封闭/A)为0.43，在和施工性评价指数(F_封闭/A)与第4实施例的钢板桩相同为0.43的现有钢板桩的经济性评价指数(A₀/Ze)的下限值(0.0625)进行比较时，第3实施例的性能相对于现有钢板桩的性能提高大致10％。

以上，说明了本发明的钢板桩的实施方式，本发明并不限定于所述的实施方式，在不偏离其主旨的范围内能够进行适当变更。

例如，在所述的实施方式中，作为进行封闭阻力F_封闭的计算的条件，以μ＝0.27、ν＝3.3、γ＝1.8×10^-8kN/mm³、Z_v＝15000mm、N值20、相对密度Dr＝80％为例进行了说明，在图11～图13中，图示了在该条件下确定的各公式组(第1公式组G1、第2公式组G2、第3公式组G3)的界限标线，利用这些公式组设定施工性评价指标C和经济性评价指标E的界限区域，并将其作为钢板桩的性能范围。然而，本发明的适用范围并不限定于此，例如，还可以在封闭阻力F_封闭的计算中将作为地基条件的N值设定为不同的值，基于在随之产生的计算条件下确定的各公式组规定钢板桩的性能范围。

于是，以下，作为一个例子，分别在N值为1的情况和N值为50的情况下，表示各情况下的公式组(第1公式组G1、第2公式组G2、第3公式组G3)，图示N值为1的情况和N值为50的情况下的施工性评价指标C和经济性评价指标E的界限区域。

N值＝1的情况

作为进行封闭阻力F_封闭的计算的条件，设定为μ＝0.27、ν＝2.0、γ＝1.8×10^-8kN/mm³、Z_v＝15000mm、N值1、相对密度Dr＝20％。此时的公式组G如以下的表5所示。另外，图26～28表示了构成表5所示的各公式组G1～G3的多个界限标线，与所述实施方式中说明的图11～13相同，表示由各公式组示出的钢板桩的性能范围。

然后，在该条件下计算实施例1～3的钢板桩的封闭阻力F_封闭，将实施例1～3的施工性评价指数(F_封闭/A)和经济性评价指数(A₀/Ze)的值分别标记在图26～28中。在观察图26～28时，N值＝1的情况也与设定为N值＝20的情况相同，实施例1～3的钢板桩进入到由各公式组示出的钢板桩的性能范围内，即使地基条件变化，在板桩的形状不变的前提下，相比于现有钢板桩，也能够成为在施工性和经济性方面优异的截面。

表5

N值＝50的情况

作为进行封闭阻力F_封闭的计算的条件，设定为μ＝0.27、ν＝5.1、γ＝1.8×10^-8kN/mm³、Z_v＝15000mm、N值50、相对密度Dr＝100％。此时的公式组G如以下的表6所示。另外，图29～31图示了构成表6所示的各公式组G1～G3的多个界限标线，与所述实施方式中说明的图11～13相同，表示了由各公式组示出的钢板桩的性能范围。

然后，在该条件下计算实施例1～3的钢板桩的封闭阻力F_封闭，将实施例1～3的施工性评价指数(F_封闭/A)和经济性评价指数(A₀/Ze)的值分别标记在图29～31中。在观察图29～31时，N值＝50的情况也与设定为N值＝20的情况相同，实施例1～3的钢板桩进入到分别由公式组示出的钢板桩的性能范围内，即使地基条件变化，在板桩的形状不变的前提下，相比于现有钢板桩，也能够成为施工性和经济性优异的截面。

[表6]

如图26～28、29～31所示，明确了即使在改变了进行封闭阻力F_封闭的计算的条件的情况下，也能够根据构成公式组G的多个界限标线确定钢板桩的性能范围，能够提供一种施工性和经济性中的至少一方面的性能优异的截面形状的钢板桩。即，明确了本发明技术能够在所有地基条件等下适用。

另外，例如，在所述的实施方式中，如参照图14等说明的那样，设定为满足(截面高度H/最小板厚t)比值＜39的范围，但并不限定于设置这样的限制的情况。具体而言，在地基条件为N值≤35的情况下，还可以设定为满足(截面高度H/最小板厚t)比值≤45的范围。以下，参照设定为(截面高度H/最小板厚t)比值≤45的范围时的实尺施工试验的曲线图，说明其理由。

图32是表示实尺施工试验的地基条件的曲线图，表示N值的深度分布。另外，图33～35是表示有效宽度在1270mm以上的钢板桩的打桩前后的总宽度差的曲线图，各曲线图分别表示(截面高度H/最小板厚t)比值为39、42、45的情况。

如图32所示，在此处的实尺施工试验的地基条件中，在深度为8m时，N值为35，在深度小于8m的层中，N值在35以下。另外，如图33～35所示，明确了在(截面高度H/最小板厚t)比值为39、42、45的任一值的钢板桩中，在N值在35以下的地基(深度小于8m的层)的情况下总宽度差稳定在JIS制作容许差值即-5mm以上且10mm以下的范围内。即，只要是N值≤35的地基条件，钢板桩的(截面高度H/最小板厚t)比值就能够设定在45以下的范围内。

以上，如参照图32～35说明的那样，钢板桩的(截面高度H/最小板厚t)比值的范围的设定根据地基条件适当设定即可，并不限定于所述实施方式中设定的(截面高度H/最小板厚t)比值＜39的范围。

另外，本发明的钢板桩可以在热状态下制造。在热状态下制造钢板桩时，能够在钢板桩的截面内赋予板厚差，因此，能够进行增加截面容易变形的部位的板厚这样的制造，能够更有效地抑制打桩时的截面变形，能够抑制打桩阻力的增大。

此外，在不偏离本发明的主旨的范围内，能够适当地将所述实施方式中的结构要素替换为公知的结构要素。

产业上的可利用性

本发明能够适用于在土木领域、建筑领域中被用作挡土墙、护岸等的钢板桩。

Claims (9)

1.一种钢板桩，其用于构成壁体，

该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，

将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，

在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，

在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，

将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在1700≤Ze≤2300cm³/m的范围内，

该钢板桩的特征在于，

在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(20)～(23)中的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.11≤C≤1.00且-0.0208×C+0.0809≤E≤0.0884···(20)

1.00＜C≤1.20且-0.0208×C+0.0809≤E≤-0.03×C+0.1186···(21)

1.20＜C≤1.40且0.0560≤E≤-0.03×C+0.1186···(22)

1.40＜C≤1.80且0.0560≤E≤0.0766···(23)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

$U=W_f+2\&times;\sqrt{{(H-Y_0)}^2+{(X_0-\frac{W_f}{2})}^2}...\left(14\right)$

$X_0=\frac{\{\tan \mathrm{\&theta;}-\sqrt{{\tan }^2\mathrm{\&theta;}-4\&times;a\&times;\left(\frac{W_f\&times;tan\mathrm{\&theta;}}{2}+H-c\right)}\}}{2\&times;a}...\left(12\right)$

$Y_0=-\tan \mathrm{\&theta;}\&times;X_0+\frac{W_f}{2}\&times;\tan \mathrm{\&theta;}+H...\left(13\right)$

c＝{0.0252×η-1.3717}×H…(2)’

${\mathrm{\&sigma;}}_v=v\&times;\{\frac{441\&times;N}{{\mathrm{Dr}}^2}-0.7\}\&times;{10}^{-4}...{\left(7\right)}^{,}.$

2.一种钢板桩，其用于构成壁体，

该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，

将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，

在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，

在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，

将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在2300＜Ze≤3400cm³/m的范围内，

该钢板桩的特征在于，

在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(24)～(28)中的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.12≤C≤0.66且-0.0225×C+0.066≤E≤0.08···(24)

0.66＜C≤0.85且-0.0225×C+0.066≤E≤-0.0306×C+0.0997···(25)

0.85＜C≤0.89且0.0469≤E≤-0.0306×C+0.0997···(26)

0.89＜C≤1.04且0.0469≤E≤0.0077×C+0.0793···(27)

1.04＜C≤1.20且0.0469≤E≤0.0795···(28)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

$U=W_f+2\&times;\sqrt{{(H-Y_0)}^2+{(X_0-\frac{W_f}{2})}^2}...\left(14\right)$

$X_0=\frac{\{\tan \mathrm{\&theta;}-\sqrt{{\tan }^2\mathrm{\&theta;}-4\&times;a\&times;\left(\frac{W_f\&times;tan\mathrm{\&theta;}}{2}+H-c\right)}\}}{2\&times;a}...\left(12\right)$

$Y_0=-\tan \mathrm{\&theta;}\&times;X_0+\frac{W_f}{2}\&times;\tan \mathrm{\&theta;}+H...\left(13\right)$

c＝{0.0252×η-1.3717}×H…(2)’

${\mathrm{\&sigma;}}_v=v\&times;\{\frac{441\&times;N}{{\mathrm{Dr}}^2}-0.7\}\&times;{10}^{-4}...{\left(7\right)}^{,}.$

3.一种钢板桩，其用于构成壁体，

该钢板桩具有与该壁体的中立轴线大致平行、并且隔着所述中立轴线位于对称位置且相互平行的第一凸缘和第二凸缘、以及连接该第一凸缘和第二凸缘的腹板，

将所述壁体中相邻的第一凸缘彼此的中点之间或相邻的第二凸缘彼此的中点之间设定为一个单位，其中，

在将该钢板桩中的设于一个单位的两端的两个凸缘设定为第二凸缘时，

在该第二凸缘的端部形成有用于使钢板桩彼此嵌合的接头，

将形成于两个所述第二凸缘的顶端的一对接头的嵌合中心之间的长度设定为有效宽度，该钢板桩满足所述有效宽度在1270mm以上、截面系数Ze在3400cm³/m＜Ze的范围内，

该钢板桩的特征在于，

在将对象地基的土的单位体积重量γ设定为1.8×10^-8kN/mm³、将土与钢板桩之间的摩擦系数μ设定为tan15°、将郎肯被动土压力系数ν设定为

将相对密度Dr设定为80％、将N值设定为20、将打桩深度Zν设定为15000mm的情况下，

由以下公式(18)、(19)表示的施工性评价指标C和经济性评价指标E满足以下公式(29)～(31)中的任一公式，

C＝F_封闭/A···(18)

E＝A₀/Ze···(19)

0.13≤C≤0.36且-0.0237×C+0.0538≤E≤0.0642···(29)

0.36＜C≤0.52且-0.0237×C+0.0538≤E≤-0.025×C+0.0732···(30)

0.52＜C≤0.75且-0.0237×C+0.0538≤E≤0.0602···(31)

其中，F_封闭为基于以下公式(6)、(3)’、(4)’、(14)、(12)、(13)、(1)’和(2)’以及(7)或(7)’计算的封闭阻力(kN/块)，A为截面积(cm²/块)，A₀为壁体形成时的壁方向上的每1m宽度的截面积(cm²/m)，Wf为所述第一凸缘的宽度(mm)，H为第一凸缘与第二凸缘之间在与所述中立轴线正交的方向上的距离即截面高度(mm)，θ为所述腹板和所述第二凸缘所成的角度的补角即腹板角度(°)，

$U=W_f+2\&times;\sqrt{{(H-Y_0)}^2+{(X_0-\frac{W_f}{2})}^2}...\left(14\right)$

$X_0=\frac{\{\tan \mathrm{\&theta;}-\sqrt{{\tan }^2\mathrm{\&theta;}-4\&times;a\&times;\left(\frac{W_f\&times;tan\mathrm{\&theta;}}{2}+H-c\right)}\}}{2\&times;a}...\left(12\right)$

$Y_0=-\tan \mathrm{\&theta;}\&times;X_0+\frac{W_f}{2}\&times;\tan \mathrm{\&theta;}+H...\left(13\right)$

c＝{0.0252×η-1.3717}×H…(2)’

${\mathrm{\&sigma;}}_v=v\&times;\{\frac{441\&times;N}{{\mathrm{Dr}}^2}-0.7\}\&times;{10}^{-4}...{\left(7\right)}^{,}.$

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

截面高度H与除接头以外的所述第一凸缘的板厚、腹板的板厚、第二凸缘的板厚这三者中最小的板厚即最小板厚t之比H/t设定为满足小于39的范围。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

在对象地基的N值在35以下的情况下，

截面高度H与除接头以外的所述第一凸缘的板厚、腹板的板厚、第二凸缘的板厚这三者中最小的板厚即最小板厚t之比H/t设定为满足在45以下的范围。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

该钢板桩设定有由所述钢板桩的第一凸缘宽度、腹板角度决定的几何限制以及由与用于防止压曲的钢材屈服强度相对应的宽度厚度比限定的结构限制。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

该钢板桩在热状态下进行制造。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

所述钢板桩为包括第一凸缘、一对腹板以及一对第二凸缘的帽形状的帽形钢板桩，其中，该一对腹板自该第一凸缘的两端延伸，该一对第二凸缘在该腹板的与所述第一凸缘相反的一侧与所述第一凸缘平行地延伸，且顶端具有接头。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板桩，其特征在于，

所述钢板桩为包括腹板和在该腹板的两端向相反方向延伸且端部具有接头的平行的一对凸缘的Z形钢板桩，该Z形钢板桩是通过使接头嵌合而形成为帽形状的以两块为一组的Z形钢板桩，

在所述以两块为一组的Z形钢板桩中，将两块Z形钢板桩的、接头嵌合了的一侧的凸缘设定为第一凸缘，将两块Z形钢板桩的、接头未嵌合的一侧的凸缘设定为第二凸缘。