JP2000027590A - 土留め壁構造部材 - Google Patents

土留め壁構造部材

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JP2000027590A JP10205803A JP20580398A JP2000027590A JP 2000027590 A JP2000027590 A JP 2000027590A JP 10205803 A JP10205803 A JP 10205803A JP 20580398 A JP20580398 A JP 20580398A JP 2000027590 A JP2000027590 A JP 2000027590A
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和志 深田
Kazuyuki Mizutori
和幸 水取
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Yoshitsugu Oshima
祥嗣 大島
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秀夫 山内
Ryoichi Taniguchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 H型鋼材と複合体との接合強度を簡単な構成
で確保できる土留め壁構造部材を提供すること。 【解決手段】 この発明の土留め壁構造部材20は、シ
ールド掘削機による掘削の容易化を図るための土留め壁
に用いられ、プラスチック発泡体に無機繊維を混在させ
た複合体23を一つのH型鋼材21と他のH型鋼材22
との間に介在させて各H型鋼材21、22と複合体23
との端部同士を接合することにより構成され、各H型鋼
材21、22の端部と複合体23の端部とが接着用鉄板
28を介して接着材料により接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘削機に
よる掘削の容易化を図るための土留め壁に用いられる土
留め壁構造部材に関し、更に詳しくは、プラスチック発
泡体に無機繊維を混在させた複合体を一つのH型鋼材と
他のH型鋼材との間に介在させて各H型鋼材と前記複合
体との端部同士を接合してなる土留め壁構造部材の改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、図14に示すように、地中1
にシールド掘削機2の発進・到達部としての鉄筋コンク
リート製の土留め壁3、4を構築し、シールド掘削機発
進部側の土留め壁3の背面側の地盤5、及びシールド掘
削機到達部側の土留め壁4の地盤6に地盤改良材を注入
して地下水等の噴出を防止し、シールド掘削機2の発進
の際には土留め壁3の一部を人力により破壊し、シール
ド掘削機2の到達の際には土留め壁4の一部を人力によ
り破壊して、地中1を掘削する工法が知られている。こ
の従来の工法は、シールド掘削機2の発進または到達の
際に、シールド掘削機2による土留め壁3、4の掘削が
困難で、人力により土留め壁3、4の一部を打ち壊さな
ければならないため、手間がかかるという問題がある。
【0003】また、従来から、炭素繊維補強コンクリー
ト部材と長尺のH型鋼材とを連結してなる土留め壁構造
部材を構成し、この土留め壁構造部材を多数並べて土留
め壁3、4を形成し、シールド掘削機2による掘削の容
易化を図る工法も知られている(特開平5−30249
0号公報)。この従来の工法は、土留め壁3、4の構築
に複雑な手順を踏まなければならず、工期が長くかか
り、かつ、高価な炭素繊維を使用するため、土留め壁
3、4の構築を経済的に行い難いという不都合がある。
【0004】そこで、図13に示すように、シールド掘
削機による掘削の容易化を図るための土留め壁3、4に
用いられる土留め壁構造部材7として、プラスチック発
泡体に無機繊維を混在させた複合体8を一つのH型鋼材
9と他のH型鋼材10との間に介在させて各H型鋼材
9、10と複合体8との端部同士を接合してなるものを
本願出願人は既に提案している(例えば、特開平10−
121883号公報参照)。このものによれば、シール
ド掘削機により直接掘削することのできる土留め壁3、
4を安全かつ経済的に構築することができる。尚、図1
3において、11はこの土留め壁構造部材7に連結され
るH型鋼材を示し、12はこのH型鋼材11と土留め壁
構造部材7とを工事現場において接合する接合板を示
し、13は各土留め壁3、4を構成するH型鋼材の柱状
列間に充填されるソイルモルタルを示し、破線14はシ
ールド掘削機2による掘削円を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各H型鋼材
と複合体との接合は、その接合作業をなるべく簡単に行
うことができるようにすることが望ましく、また、その
接合強度も高ければ高いほど望ましい。ところが、機械
的挟持手段としての締結ボルトとナットのみによって各
H型鋼材の端部と複合体の端部とを挟持固定することに
すると、地中1への打ち込みの際に、接合端部の締結ボ
ルト貫通部に機械的応力(せん断力)が集中し易くて望
ましくない問題があり、従来の土留め壁構造部材7で
は、これを考慮しつつ接合端部の接合強度を確保しよう
とすると、接合端部の接合構造が複雑化し、接合作業に
時間がかかるというジレンマが残存する。また、この土
留め壁構造部材7は、これを地中1に打ち込む際に、複
合体8の断面積が大きいため、挿入抵抗(打ち込み抵
抗)が大きくなり、土留め壁構造部材7を地中1に打ち
込み難いという問題もある。
【0006】本発明の第1の課題は、H型鋼材と複合体
との接合強度を簡単な構成で確保できる土留め壁構造部
材を提供することにある。本発明の第2の課題は、地中
への打ち込みの際に、その打ち込み抵抗の軽減を簡単な
構成で図ることのできる土留め壁構造部材を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本願請求項1に記載の発明は、プラスチック
発泡体に無機繊維を混在させた複合体を一つのH型鋼材
と他のH型鋼材との間に介在させて各H型鋼材と前記複
合体との端部同士を接合することにより構成されて成
り、前記複合体部分を利用してシールド掘削機による掘
削の容易化を図るようにした土留め壁に用いられる土留
め壁構造部材において、前記複合体の端部と前記H型鋼
材の端部との間に接着用鉄板が設けられ、該接着用鉄板
は前記複合体の端部に設けられた鉄板挿入溝に挿入され
て該接着用鉄板の挿入部が接着材料により該複合体の端
部に接着固定されると共に、該接着用鉄板の露出部が前
記H型鋼材の端部に機械的固定手段により固定され、更
に前記H型鋼材端部のウエブが前記複合体端部に設けら
れたウエブ挿入溝に挿入されて接着材料により固定され
ていることを特徴とするものである。本願発明の土留め
壁構造部材によれば、H型鋼材と前記複合体との互いの
端部の接合は、前記H型鋼材のウエブを複合体端部に設
けたウエブ挿入溝に挿入した状態で接着材料により両者
を接着固定することに加えて、前記H型鋼材の端部に一
体に固定された前記接着用鉄板を前記複合体端部に設け
た鉄板挿入溝に挿入した状態で接着材料により両者を接
着固定するようにしたので、接着面積を充分に確保して
H型鋼材と前記複合体とを接合することができる。よっ
て、接合強度を充分に確保しつつ土留め壁構造部材を簡
単に製作することができる。また、複合体の端部に接着
用鉄板が介在されているので、地中への打ち込みの際に
複合体の端部に加わる応力集中を前記接着用鉄板により
分散して緩和することができる。
【0008】ここで、前記接着用鉄板は、前記ウエブの
厚さ方向両側に一対設けられる構造にすることにより、
バランス的に均衡がとれ、当該土留め壁構造部材を地中
への打ち込みの際に複合体の端部に加わる応力集中を均
等に分散することができる。また、H型鋼材の前記ウエ
ブの端部のみならずフランジ部の端部をも接着材料によ
り複合体と接着することにより、端部同士の接合強度を
全体的に一層高めることができる。
【0009】本願請求項2に記載の発明は、請求項1に
記載された発明において、前記接着用鉄板は、前記ウエ
ブと平行に配設されて成ることを特徴とするものであ
る。本発明によれば、接着用鉄板を前記の如くウエブと
平行に配設したことにより、H型鋼材のウエブと接着用
鉄板と複合体端部とが全体として積層構造になって接合
されるため、接合強度をより一層高めることができる。
【0010】本願請求項3に記載の発明は、請求項1又
は2に記載された発明において、前記機械的固定手段に
よる固定は、前記接着用鉄板を固定するためのコッター
と、該コッターと前記接着用鉄板とを前記ウエブの端部
に固定するためのコッター用締結ボルトとを用いて行わ
れることを特徴とするものである。本発明によれば、各
H型鋼材と接着用鉄板とを前記コッターとコッター用締
結ボルトにより機械的に連結することにしたので、構造
簡単にして、接合の堅実化を図ることができる。
【0011】本願請求項4に記載の発明は、請求項2又
は3に記載された発明において、前記複合体の厚さ方向
両側に補強用鉄板設け、補強用締結ボルトを用いて前記
補強用鉄板の間に挟まれた前記複合体を前記ウエブに締
め付けてなることを特徴とするものである。本発明によ
れば、補強用鉄板と補強用締結ボルトとを用いて複合体
の端部をその両側からウエブに締め付けるようにしたの
で、前記接着接合に加えて更に一層接合強度を高めるこ
とができる。
【0012】本願請求項5に記載の発明は、請求項1〜
4のいずれか1項に記載された発明において、前記H型
鋼材の端部及び前記接着用鉄板の前記複合体との接着面
は、各表面に付着している黒皮を除去してから前記接着
材料により接着されて成ることを特徴とするものであ
る。本発明によれば、剥離しやすい黒皮を除去するた
め、接着材料とH型鋼材のウエブ、フランジ部、接着用
鉄板等とのなじみが良くなると共にしっかりと接着する
ことができ、H型鋼材と複合体との接着力の向上、接着
用鉄板と複合体との接着力の向上を図ることができる。
【0013】本願請求項6に記載の発明は、請求項1〜
5のいずれか1項に記載された発明において、地中に打
ち込まれる際に先方となる側のH型鋼材であって前記複
合体端部の近傍位置に打ち込み抵抗を軽減するための打
ち込み抵抗軽減用部材が設けられていることを特徴とす
るものである。本発明によれば、複合体の断面は長方形
であってH型鋼材の断面より断面積が大きいため、当該
土留め壁構造部材を地中に打ち込む際に、前記長方形断
面部分の挿入抵抗が大きくなるが、当該打ち込み抵抗軽
減用部材により挿入抵抗が軽減でき、もって円滑な挿入
が可能となる。
【0014】本願請求項7に記載の発明は、請求項6に
に記載された発明おいて、前記打ち込み抵抗軽減用部材
は、打ち込み方向先方が前記ウエブに近接し、打ち込み
方向後方が前記ウエブから離間する傾斜鉄板からなるこ
とを特徴とするものである。本発明によれば、該傾斜鉄
板により構造簡単にして前記打ち込み抵抗を低減するこ
とができる。ここで、傾斜鉄板が前記ウエブの両側に一
対設けられる構造にすると、バランス的にも均衡がと
れ、打ち込み抵抗軽減効果が一層向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態
に係わる土留め壁構造部材の接合端部(継ぎ手部)の部
分拡大図であって、図7のY4−Y4線に沿う断面図を
示し、図2は本発明の実施の形態に係わる土留め壁構造
部材の全体図を示し、図3は図2に示す土留め壁構造部
材を矢印X方向から目視した図を示し、図4は本発明の
実施の形態に係わる土留め壁構造部材の斜視図であり、
図5は図3のY3−Y3線に沿う断面図を示し、図6は
図2に示す複合体の端部の部分拡大図を示し、図7は図
3の接合端部の近傍を拡大して示す部分拡大図であり、
図8は図7のY5−Y5線に沿う断面図を示し、図9は
図7のY6−Y6線に沿う断面図を示し、図10は図2
に示す打ち込み方向先方側のH型鋼材に設けられた打ち
込み抵抗軽減用鉄板の形状を説明するための部分斜視図
であり、図11は図3のY1−Y1線に沿う断面図を示
し、図12は図3のY2−Y2線に沿う断面図を示す。
【0016】図2乃至図4において、20はシールド掘
削用の土留め壁構造部材を示し、この土留め壁構造部材
20は、地中に打ち込まれる際に先方側となる一つのH
型鋼材21と、地中に打ち込まれる際に後方側となる他
のH型鋼材22と、各H型鋼材21とH型鋼材22との
間に介在された複合体23とにより構成されている。複
合体23は、この実施の形態ではプラスチック発泡体に
無機繊維を混在させた板状体23aを複数枚接着積層し
て、図5に示すように断面長方形状に形成され、プラス
チック発泡体には例えば硬質ウレタン樹脂発泡体が用い
られ、無機繊維には例えばガラス繊維が用いられてい
る。ここでは、板状体23aの枚数は6枚である。
【0017】各H型鋼材21、22はウエブ24とフラ
ンジ部25とからなる。複合体23にはその接合端部2
3bに、図6に示すように、ウエブ24の端部が挿入さ
れるウエブ挿入溝26と、このウエブ挿入溝26と平行
に延びて後述する接着用の鉄板が挿入される鉄板挿入溝
27とが設けられている。これらの各挿入溝26、27
により各H型鋼材21、22の接合端部と複合体23の
接合端部23bとの接合作業の容易化、迅速化が図られ
る。
【0018】H型鋼材21の接合端部21aには接着用
鉄板28が図1に示すように設けられている。H型鋼材
22の接合端部22aにも接着用鉄板28が同様に設け
られ、この接合端部22aと複合体23の接合端部23
bとの接合が行われるが、この接合構造はH型鋼材21
の接合端部21aと複合体23の接合端部23bとの接
合構造と同一であるので、以下、H型鋼材21と複合体
23との端部同士の接合構造について説明することにす
る。
【0019】ウエブ24の端部はウエブ挿入溝26に挿
入され、各接着用鉄板28はその挿入部29が鉄板挿入
溝27に挿入され、ウエブ24の端部と挿入部29とは
エポキシ系の接着材料により複合体23の接合端部23
bに接着固定されている。ウエブ24の端部には板状の
コッター30が重ねて設けられ、コッター30は接着用
鉄板28の複合体23から露出する露出部31を互いに
固定保持するのに用いられている。図7及び図8に示す
ように、接着用鉄板28の露出部31とコッター30と
は締結ボルト32とナット33とを用いてウエブ24の
端部に挟持固定されている。ウエブ24の端部、接着用
鉄板28の露出部31及びコッター30の所定箇所には
締結ボルト32が貫通する貫通穴が形成されている。図
1に示すように、ここでは、接着用鉄板28はウエブ2
4の片側に2枚ずつ合計4枚設けられているが、厚さ方
向両側に一対設ける構成(ウエブ24の片側に1枚合計
2枚の構成)としても良い。
【0020】複合体23の厚さ方向両側には、図1乃至
図4、図7及び図9に示すように、H型鋼材21、22
の端部と複合体23の端部とを補強するための補強用鉄
板34、34が設けられている。複合体23の端部は締
結ボルト35とナット36とからなる機械的挟持手段を
用いて、この補強用鉄板34、34によりウエブ24に
挟持固定される。ウエブ24、接着用鉄板28、複合体
23の接合端部23b及び補強用鉄板34には締結ボル
ト35が貫通する貫通穴が所定箇所に形成されている。
【0021】接着用鉄板28を用いて複合体23の端部
をH型鋼材21、22の端部に固定する際に、フランジ
部25の端部と複合体23の端部とを接着材料により接
着するのがより望ましい。また、H型鋼材21、22の
フランジ部25の各端部、H型鋼材21、22のウエブ
24の端部及び接着用鉄板28の挿入部29に付着して
いる黒皮をサンダー等を用いて除去してから接着を行う
のが接着材料とのなじみを良くし、更に強固に接着する
うえで望ましい。
【0022】この発明の実施の形態では、H型鋼材21
の端部と複合体23の端部との接着構成は、その厚さ方
向一側から他側に向かって、板状体23a、鉄板28、
板状体23a、鉄板28、板状体23a、ウエブ24、
板状体23a、鉄板28、板状体23a、鉄板28、板
状体23aとなる。H型鋼材21、22と複合体23と
の接合端部長は、ウエブ24と複合体23との接着せん
断強度、接着用鉄板28と複合体23との接着せん断強
度とを合わせた合成せん断強度とH型鋼材21、22の
引っ張り強度との関係を考慮して決定される。
【0023】H型鋼材21にはその接合端部21aの近
傍に図10に示すように地中への打ち込み軽減用部材3
7が設けられている。この打ち込み軽減用部材37は、
打ち込み方向先方の基端部38と、打ち込み方向後方が
図12に示すようにウエブ24から離間する傾斜鉄板部
40とから構成され、該傾斜鉄板部40は図10及び図
11に示すようにウエブ24及びフランジ25に溶接固
定されている。この打ち込み軽減用部材37は、図2に
示すようにウエブ24の厚さ方向両側に一対設けられ、
地中への打ち込みの際に左右対称となってバランスがと
れ、真っ直ぐに地中に打ち込まれ易くする役割を果た
す。図2において、符号Zは地中1への打ち込み方向を
示す。この打ち込み軽減用部材37の上記役割により、
土留め壁構造部材20は地盤を押し広げつつ地中1に打
ち込まれるので、複合体23の断面が断面積の大きい長
方形状であっても、地盤との接触抵抗、接合端部と地盤
との接触抵抗が緩和される。尚、H型鋼材22のウエブ
24及びフランジ部25には図2及び図3にそれぞれ示
すように、接合板12(図13参照)を締結するための
締結ボルト(図示を略す)が挿通される挿通穴41が設
けられている。
【0024】この発明の実施の形態によれば、接着用鉄
板28をH型鋼材の端部に固定して、該接着用鉄板28
と複合体23の端部とを接着固定することにしたので、
各H型鋼材21、22の端部と複合体23との接着面積
を大きくすることができ、ウエブ24の端部と複合体2
3との端部との接着強度に加えて、より一層接着強度を
高めることができる。すなわち接合強度を充分に高める
ことができる。また、複合体23の端部に接着用鉄板2
8が介挿されているので、かつ複合体23の端部と接着
用鉄板とは接着により固定されているので、地中への打
ち込みの際に複合体23の端部に加わる応力集中を緩和
できる。
【0025】以上、発明の実施の形態では、ウエブ24
に平行に接着用鉄板28を設けて、このウエブ24に接
着用鉄板28を機械的に固定する実施の形態を示した
が、接着用鉄板28をフランジ部25に平行に設け、こ
の接着用鉄板28をフランジ部25に固定する構成とす
ることもできる。また、接着用鉄板28の露出部31を
ウエブ24の端部に接着により固定する構成とすること
もできる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の土留め壁
構造部材によれば、H型鋼材と前記複合体との互いの端
部の接合は、前記H型鋼材のウエブを複合体端部に設け
たウエブ挿入溝に挿入した状態で接着材料により両者を
接着固定することに加えて、前記H型鋼材の端部に一体
に固定された前記接着用鉄板を前記複合体端部に設けた
鉄板挿入溝に挿入した状態で接着材料により両者を接着
固定するようにしたので、接着面積を充分に確保してH
型鋼材と前記複合体とを接合することができる。よっ
て、接合強度を充分に確保しつつ土留め壁構造部材を簡
単に製作することができる。また、複合体の端部に接着
用鉄板が介在されているので、地中への打ち込みの際に
複合体の端部に加わる応力集中を前記接着用鉄板により
分散して緩和することができる。更に、本発明によれ
ば、複合体の断面は長方形であってH型鋼材の断面より
断面積が大きいため、当該土留め壁構造部材を地中に打
ち込む際に、前記長方形断面部分の挿入抵抗が大きくな
るが、本発明に係る打ち込み抵抗軽減用部材により挿入
抵抗が軽減でき、もって円滑な挿入が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる土留め壁構造部材
の接合端部(継ぎ手部)の部分拡大図であって、図7の
Y4−Y4線に沿う断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる土留め壁構造部材
の全体図である。
【図3】図2に示す土留め壁構造部材を矢印X方向から
目視した図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わる土留め壁構造部材
の斜視図である。
【図5】図3のY3−Y3線に沿う断面図である。
【図6】図2に示す複合体の端部部分の拡大図である。
【図7】図3の接合端部の近傍を拡大して示す部分拡大
図である。
【図8】図7のY5−Y5線に沿う断面図である。
【図9】図7のY6−Y6線に沿う断面図である。
【図10】図2に示す打ち込み方向先方側のH型鋼材に
設けられた打ち込み抵抗軽減用部材の形状を説明するた
めの部分斜視図である。
【図11】図3のY1−Y1線に沿う断面図である。
【図12】図3のY2−Y2線に沿う断面図である。
【図13】従来の土留め壁構造部材からなる土留め壁の
一例を示す図である。
【図14】従来の地中掘削工法の一例を説明するための
図である。
【符号の説明】
20 土留め壁構造部材 21、22 H型鋼材 23 複合体 24 ウエブ 25 フランジ部 26 ウエブ挿入溝 27 鉄板挿入溝 28 接着用鉄板 29 接着用鉄板の挿入部 30 コッター 31 接着用鉄板の露出部 34 補強用鉄板 37 打ち込み軽減用部材 40 傾斜鉄板部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水取 和幸 東京都千代田区一番町31番地株式会社錢高 組内 (72)発明者 竹中 計行 東京都千代田区一番町31番地株式会社錢高 組内 (72)発明者 大島 祥嗣 東京都港区虎ノ門3−4−7積水化学工業 株式会社内 (72)発明者 山内 秀夫 東京都港区虎ノ門3−4−7積水化学工業 株式会社内 (72)発明者 谷口 良一 滋賀県栗太郡栗東町野尻75積水化学工業株 式会社内 Fターム(参考) 2D054 EA07

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック発泡体に無機繊維を混在さ
    せた複合体を一つのH型鋼材と他のH型鋼材との間に介
    在させて各H型鋼材と前記複合体との端部同士を接合す
    ることにより構成されて成り、前記複合体部分を利用し
    てシールド掘削機による掘削の容易化を図るようにした
    土留め壁に用いられる土留め壁構造部材において、 前記複合体の端部と前記H型鋼材の端部との間に接着用
    鉄板が設けられ、該接着用鉄板は前記複合体の端部に設
    けられた鉄板挿入溝に挿入されて該接着用鉄板の挿入部
    が接着材料により該複合体の端部に接着固定されると共
    に、該接着用鉄板の露出部が前記H型鋼材の端部に機械
    的固定手段により固定され、更に前記H型鋼材端部のウ
    エブが前記複合体端部に設けられたウエブ挿入溝に挿入
    されて接着材料により固定されていることを特徴とする
    土留め壁構造部材。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記接着用鉄板は、
    前記ウエブと平行に配設されて成ることを特徴とする土
    留め壁構造部材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記機械的固
    定手段による固定は、前記接着用鉄板を固定するための
    コッターと、該コッターと前記接着用鉄板とを前記ウエ
    ブの端部に固定するためのコッター用締結ボルトとを用
    いて行われることを特徴とする土留め壁構造部材。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3において、前記複合体の
    厚さ方向両側に補強用鉄板設け、補強用締結ボルトを用
    いて前記補強用鉄板の間に挟まれた前記複合体を前記ウ
    エブに締め付けてなることを特徴とする土留め壁構造部
    材。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項において、
    前記H型鋼材の端部及び前記接着用鉄板の前記複合体と
    の接着面は、各表面に付着している黒皮を除去してから
    前記接着材料により接着されて成ることを特徴とする土
    留め壁構造部材。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項において、
    地中に打ち込まれる際に先方となる側のH型鋼材であっ
    て前記複合体端部の近傍位置に打ち込み抵抗を軽減する
    ための打ち込み抵抗軽減用部材が設けられていることを
    特徴とする土留め壁構造部材。
  7. 【請求項7】 請求項6において、前記打ち込み抵抗軽
    減用部材は、打ち込み方向先方が前記ウエブに近接し、
    打ち込み方向後方が前記ウエブから離間する傾斜鉄板か
    らなることを特徴とする土留め壁構造部材。
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