JP2007056500A

JP2007056500A - 防食鋼矢板の継手構造およびその構造を用いた継手の防食方法

Info

Publication number: JP2007056500A
Application number: JP2005241349A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Oka; 由剛岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】防食鋼矢板の継手内に凹溝を設けることにより、該凹溝を止水材充填孔として利用し、継手部を覆うカバーと継手部の隙間を確実に止水材で充填することを可能とする。
【解決手段】防食用カバー４の両側縁で防食被覆３３を抑えるように、防食鋼矢板３１、３２の継手部１４を前記防食用カバー４で覆い、更に該防食用カバー４と前記継手部１４の隙間を止水材５で充填することにより前記継手部１４を防食する継手構造１であって、前記止水材５を充填するための凹溝２１を、前記防食鋼矢板３１、３２の先端にある継手１１、１２の内面側に有し、前記凹溝２１を含む継手部１４と防食用カバー４の隙間に前記止水材５が充填されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、港湾および漁港における護岸・桟橋・防波堤・物揚げ場等の施設、および干潮河川部の護岸など腐食環境が厳しい場所で使用される、防食鋼矢板の継手部の腐食を防ぐ、あるいは防食被覆の剥離進行を阻止する技術に関する。

港湾や河川に打設される鋼矢板は、防食を目的に防食被覆あるいは重防食被覆（双方をまとめて、本願では防食被覆と呼ぶ）を施されることがある（例えば、特許文献１参照）。防食被覆は工場で鋼矢板表面に施されるが、鋼矢板の継手部は形状が複雑なため被覆されない。防食鋼矢板における継手部周辺の被覆範囲の例を、図６（非特許文献１より引用）に示す。図６中の、１０１は鋼矢板Ａ部、１０２は鋼矢板Ｂ部、１０３は鋼矢板Ａ部またはＢ部表面に被覆されたポリエチレンまたはウレタンエラストマー（防食被覆）である。さらに、図６中で防食被覆が設けられない範囲は、ｃの距離が20mm±10mm、ｄの距離が20±10mm程度である。

また、防食被覆の代わりに耐食金属板を鋼矢板表面に被覆する方法においても、鋼矢板の継手部は同じく被覆されない（例えば、特許文献２参照）。過去に敷設された鋼矢板の腐食調査からは、鋼矢板継手部の腐食は、継手強度を損なわない程度に軽微であるという結果が得られているが、長期の使用では、防食被覆端部の剥離や浮きが発生することが知られている。

そのため鋼矢板を打設後、その継手部を防食する方法として、継手部を覆う防食用カバーを取り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また継手部を覆う防食用カバーにより被覆端部の剥離や浮きを抑えつける方法も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開平７−１８９２８０号公報特願平１１−２９３６６３号公報実開昭６１−１０２６５２号公報特開平１１−２８００５８号公報「土木構造物の腐食・防食Ｑ＆Ａ」，鋼管倶楽部，１９９２年，ｐ．１１３−１１４

これらの方法では、継手部を覆う防食用カバーと継手部には隙間が発生するため、防食と防食用カバーの固定、双方の理由により止水材を充填しておくことが望ましいとされている。しかし、上述の隙間は、実際には数ミリから十数ミリ程度しか取れないことと、防食用カバーと鋼矢板の隙間あるいは継手間の隙間から漏れ出さないよう、止水材には適当な粘性が必要となることから、防食用カバー取付後に天端の開口部から隙間の全長に渡って止水材を充填することは非常に困難である。

防食用カバーの寸法を大きくすることで隙間の断面積を大きくすることは可能だが、防食用カバーや止水材の必要量が増えるため経済性に劣るだけでなく、防食用カバーに作用する波や潮流などの外力が大きくなり、防食用カバーの固定が難しくなるという問題がある。あるいは一定深度毎に防食用カバーに止水材注入孔を設ける方法も考えられるが、水中作業になるため費用がかさむだけでなく、防食用カバーの強度や防食性に悪影響があるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題を解決し、港湾や河川に打設された鋼矢板の継手部を防食するために継手部を覆う防食用カバーを取付けた後、防食用カバーと継手部の隙間を確実に止水材で充填することが可能な構造および方法を提供することにある。

本発明は、防食鋼矢板の継手内面側に凹溝を設けることにより、当該凹溝を止水材充填孔として利用し、継手部を覆う防食用カバーと継手部の隙間を確実に止水材で充填することを可能とするものである。
（１）上記の課題を解決するため、本発明にかかる防食鋼矢板の継手構造は、防食用カバーの両側縁で防食被覆を抑えるように、防食鋼矢板の継手部を前記防食用カバーで覆い、更に該防食用カバーと前記継手部の隙間を止水材で充填することにより前記継手部を防食する継手構造であって、前記止水材を充填するための凹溝を、前記防食鋼矢板の先端にある継手の内面側に有し、前記凹溝を含む継手部と防食用カバーの隙間に前記止水材が充填されている。
（２）上記（１）において、防食鋼矢板の先端にある継手で、防食側に開口した継手の内面側に、凹溝を有する。
（３）上記（１）または（２）において、凹溝は、防食側に開口した継手の内面側と非防食側に開口した継手の内面側の両方にあり、かつ、前記非防食側に開口した継手の凹溝内には、水膨張性の充填材が充填されている。
（４）上記（１）乃至（３）の何れかにおいて、止水材は、防食用カバーを鋼矢板に固定できる接着力を有する。
（５）本発明にかかる継手の防食方法は、上記（１）及至（４）に何れか記載の継手構造を用いた防食方法であって、防食鋼矢板を打設後、継手の内面側にある凹溝から止水材を充填する。
（６）本発明にかかる継手の防食方法は、上記（２）及至（４）に何れか記載の継手構造を用いた防食方法であって、防食鋼矢板を打設後、防食側に開口した継手の内面側にある凹溝から止水材を充填する。

本発明によれば、止水材は継手内面の凹溝から防食用カバーと継手の隙間へと供給できるため、天端部からの作業で隙間の大きさによらず全深度に渡って確実に止水材を充填することができる。また、防食用カバーは鋼矢板継手の形状に合わせた形状とすることにより隙間の体積を最小とし、止水材使用量を減らすことで経済性を向上することができる。

また、上記（３）のように止水材に鋼材およびカバーとの接着性を有する材料を使用すれば、防食用カバーを固定する部材が不要になる。

以下、本発明に係る防食鋼矢板の継手構造とその継手構造を用いた防食方法を図面を参照して説明する。

本発明に係る継手構造の第１の実施の形態を、上から見た断面として図１に模式的に示す。１は本発明に係る継手構造、３１は連続壁の一部である防食鋼矢板、３２は同じ連続壁の一部で防食鋼矢板３１の隣にある防食鋼矢板、３３は防食鋼矢板３１、３２の防食側に面して継手以外の所定の範囲に設けられた防食被覆である。この防食被覆の被覆範囲は、従来からなされている一般的な範囲（図６（ａ）を参照）である。この構造により、防食鋼矢板を設置した領域を防食側と非防食側とに分離する事ができる。

継手構造１においては、防食鋼矢板３１の先端にある防食側に開口している継手１１と、防食鋼矢板３２の先端にある非防食側に開口している継手１２が嵌合されており、継手１１、１２双方ともラルゼン型継手に属する形状である。継手１１、１２の１対を嵌合した１組を継手部１４と呼ぶ。さらに、それぞれの防食鋼矢板の防食被覆の端を抑えるように継手部１４を覆う形で４の防食用カバーが取付けられており、防食用カバー４と継手１１、１２で囲まれる隙間には５の止水材が充填されている。

なお、ここで「防食側に開口している継手」というのは、腐食の進行速度が速い領域（腐食環境とも呼ぶ）側で防食被覆にて鋼矢板を防食したい側、即ち防食側、に向かって開口している継手を指す。同様に、「非防食側に開口している継手」とは、腐食進行速度が遅くて防食被覆にて鋼矢板を防食する必要の無い側、即ち非防食側、に向かって開口している継手を指す。それぞれの側に開口している継手１対を嵌合し継手部１４とすると、理想的には図２に模式的に示すように、防食側と非防食側とを繋ぐ隙間（図中の領域ａとｂ）ができる。図２にある継手部１４のほぼ中央のＡ−Ａ’線を境として、隙間ａは継手における防食側に開口している隙間と呼び、隙間ｂは継手における非防食側に開口している隙間と呼ぶ。この状態では、防食側に開口した隙間ａを腐食の進行速度が速い領域が満たし、非防食側に開口した隙間ｂを防食する必要の無い領域が満たす。

さらに、図１の継手１１と継手１２には、それぞれの継手の内面側に長手方向に連なる凹溝２１、２２がそれぞれ設けられている。そして、止水材５は、防食側に開口している継手１１の内面側に設けられた凹溝２１より注入、充填される。継手１１の開口部には防食用カバー４があるので、止水材５の漏出はこの防食用カバー４により防止できる。

もう一方の、非防食側に開口している継手１２の内面側にある凹溝２２には、６の水膨張性ゴムを防食鋼矢板の打設前に予め設けている。この水膨張性ゴム６は、河川水、海水あるいは地下水等に触れると体積が数倍に膨張しそのまま安定する。なので、継手１１、１２を嵌合した場合には、相対する位置にある継手１１の先端部分まで水膨張性ゴム６が膨張し、結果として防食用カバー４から非防食側に至る継手の隙間は、途中で遮断されることになる。これにより、非防食側への止水材５の漏出を防止することができる。

図３に、本発明に係る継手構造１の第２の実施の形態の例を、上からの断面図で模式的に示した。第１の実施の形態と同一のものは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。この第２の実施の形態では、非防食側が陸部であり、その為、非防食側の開口部では土砂等により止水材５の漏出が防止される。なので、防食鋼矢板３２の先端は凹溝の無い従来のラルゼン型継手１３を用いることができる。

なお、第１と第２の実施の形態共に、止水材５には経年劣化が少なく防食性に優れるものが望ましい。例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂あるいはシリコーン系樹脂を用いた２液硬化型の水中硬化性防食材を用いることが出来る。特に、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂を用いた水中硬化性の接着剤を止水材５として使用した場合は、防食カバー４の継手１１、１２への固定も兼用できる。この場合、防食カバー４や防食鋼矢板３１、３２の表面に、プライマーを塗布したり凹凸を設けたりすれば、固定がより強固となるのでなお好ましい。また、止水材５に粘度の高い材質を用いた場合は、第１の実施の形態に用いた水膨張性ゴム６のような漏出防止部材は必要無い。

なお、第１または第２の実施の形態において、防食用カバー４は、波圧や硬化する前の止水材の液圧に耐える強度を持ち、かつ耐食性の高い材料が望ましい。例えば、ポリエチレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂、ステンレス鋼板が好適である。防食用カバー４の継手への固定は、防食被覆３３に接着あるいは溶着するか、図４（ａ）に示すように防食鋼矢板３１、３２に鋲等を用いる。また、図４（ｂ）のように、防食用カバー４の継手側へ向いた止水材と接する面に、止水材との接着強度を増すための突起を設けても良い。但し、止水材５に前述のように接着性の高い材料を使用した場合は、止水材が硬化するまでの一時的な期間を除き特別に固定する必要は無い。

なお、第１または第２の実施の形態において、防食鋼矢板３１、３２とは、港湾、河川、埋め立て地等の護岸等に用いられるもので、ＪＩＳ−Ａ５５２８（公示年月日は２０００年１１月２０日）もしくはＪＩＳ−Ａ５５２３（公示年月日は２０００年１１月２０日）に規定される、Ｕ型、Ｚ型、Ｉ型もしくはこれらに準じる形状のものを用いることができる。その寸法については特に制約は無く、適切な寸法を施工条件に合せて適宜選択すれば良い。

なお、第１または第２の実施の形態において、防食被覆は防食を施す必要のある部分に対して行われる。通常は片面で例えば港湾の護岸用として用いられる場合には、主として海に面する側（腐食環境側）に被覆が施されることが多い。故に、当該被覆範囲は通常片側半周分であるが、状況によっては、非腐食環境側（即ち、非防食側）に接する面を含んだ全周被覆も可能であることはいうまでも無い。さらに、防食被覆の材質としては、ポリエチレンやウレタンエラストマー等の有機被覆材の他、チタンやステンレスなど耐食性の高い金属も使用できる。

次に、本発明に係る防食鋼矢板の継手構造を用いた防食方法を、第１の実施の形態を例にして説明する。
（１）防食鋼矢板３１を、所定の深さまで打設する。
（２）継手１１に継手１２を嵌合させながら、防食鋼矢板３２を打設する。
（３）次いで打設された防食鋼矢板３１、３２の継手部１４を防食側から防食用カバー４で覆い、さらに防食側からおさえつけた位置で仮固定する。防食用カバー４は防食被覆３３の端部の上から、防食被覆３３の上端部から所定の深さ（通常は、腐食環境より十分深い箇所）までを覆う。
（４）その後、チューブを防食側に開口している継手１１の内面に設けられた凹溝２１に、防食鋼矢板の天端部から上記所定の深さまで差し込む。そして、チューブより止水材５を継手内に吐出しながら、チューブを引き上げる。すると、凹溝２１から吐出された止水材５は吐出圧により継手内の隙間ａ，ｂに拡がっていくが、凹溝２２内に設けられた水膨張性ゴム６により隙間ｂが塞がれているため、非防食側に漏出し、隙間ａ，ｂを満たさずに流れ出てしまうことはない。
（５）止水材が硬化後、カバーの仮固定のための治具を撤去し施工を終了する。

なお、止水材５の注入にあたっては、上記のように防食鋼矢板の天端部から差し込んだチューブを引き上げる他に、防食鋼矢板の天端部から、直接凹溝２１より止水材５を送りこむ方法、あるいは予め凹溝２１内に注入管を挿入し、注入管から止水材５を吐出しながら注入管を引抜き、凹溝２１内の下端部から充填する方法とすることも可能である。

第１の実施の形態にて、本発明の実施例を行ったので、図１と図４（ｂ）および図５を用いて説明する。海に面する陸部の護岸を想定しており、防食側が海、非防食側が陸となる。

防食鋼矢板３１、３２は、ラルゼン型継手を備えたＵ形鋼矢板で継手１１、１２の内面側、図１と同様の位置に直径約10mmの凹溝が形成されている。その表面の海水に面する側には、防食鋼矢板天端部から500mmの位置から、海底面ｇから1mの深さまでウレタンエラストマーが2.0mmの厚さで塗装され、防食被覆が施されている。また、非防食側に開口している継手１２の内面側の凹溝２２内には、予め水膨張性ゴム６が取付けてある。この水膨張性ゴム６は、天然ゴムをベースに特殊ポリウレタン樹脂を練りこみ周囲の水分を吸収して２倍程度に膨張し、その断面形状は凹溝２２に合わせて成形されている。

この防食鋼矢板を、継手部を連結させながら、海の低水位Ｈを基準として、防食鋼矢板の天端の高さｈ１が+3mとなるように打設していった。この時、防食被覆の上端の高さｈ２は、海の低水位Ｈより+2.5mであった。

防食用カバー４はステンレス製で厚さが2mmで、継手側へ向いた止水材と接する面には止水材との接着強度を増すための突起を設けた（図４（ｂ）参照）。この防食用カバー４で防食鋼矢板３１、３２の継手部の、防食被覆３３の上端部から海底面ｇまでを覆った。

止水材５の注入は、防食側に開口している継手１１の内面側にある凹溝２１より行った。凹溝２１に、外径8mmのチューブを防食鋼矢板３１、３２の天端部ｈ１から海底面ｇまで差し込み、そのチューブから止水材５を継手の隙間内に吐出しながら、チューブを引き上げて充填した。止水材には水中硬化が可能なエポキシ樹脂を使用した。

最後に、防食鋼矢板３１、３２を、陸側に設けた控え杭９とタイロッド１０により結合し、海側に倒れないように補強を行った。

本発明に係る継手構造の一例を、上からの断面で示した図。本発明に係る継手構造において、「防食側に開口している」と「非防食側に開口している」を模式的に示した説明図。本発明に係る継手構造の別の例を、上からの断面で示した図。本発明に係る継手構造における、防食カバーの固定方法の別の例。実施例における防食鋼矢板の打設条件を、側断面で模式的に示した図。一般的に使用される防食鋼矢板の、継手部周辺の防食被覆範囲を示した図。

符号の説明

１継手構造
１１防食側にに開口している継手
１２非防食側に開口している継手
１３従来からのラルゼン型継手
１４継手部
２１、２２凹溝部
３１、３２防食鋼矢板
３３防食被覆
４防食用カバー
５止水材
６水膨張性ゴム
７鋲
８突起
９控え杭
１０タイロッド
１０１鋼矢板Ａ部
１０２鋼矢板Ｂ部
１０３ポリエチレンまたはウレタンエラストマー（防食被覆）
ａ継手における防食側の隙間
ｂ継手における非防食側の隙間
Ｇ地面
ｇ海底面
Ｈ水位
ｈ１鋼矢板３の天端の位置
ｈ２防食被覆３３の上端の位置
ｈ３防食被覆３３の下端の位置

Claims

防食用カバーの両側縁で防食被覆を抑えるように、防食鋼矢板の継手部を前記防食用カバーで覆い、更に該防食用カバーと前記継手部の隙間を止水材で充填することにより前記継手部を防食する継手構造であって、
前記止水材を充填するための凹溝を、前記防食鋼矢板の先端にある継手の内面側に有し、
前記凹溝を含む継手部と防食用カバーの隙間に前記止水材が充填されていることを特徴とする防食鋼矢板の継手構造。
防食鋼矢板の先端にある継手で、防食側に開口した継手の内面側に、凹溝を有することを特徴とする請求項１に記載の防食鋼矢板の継手構造。
凹溝は、防食側に開口した継手の内面側と非防食側に開口した継手の内面側の両方にあり、
かつ、非防食側に開口した継手の凹溝内には、水膨張性の充填材が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の防食鋼矢板の継手構造。
止水材は、防食用カバーを鋼矢板に固定できる接着力を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の防食鋼矢板の継手構造。
請求項１乃至４の何れかに記載の防食鋼矢板の継手構造を用いた防食方法であって、
防食鋼矢板を打設後、継手の内面側にある凹溝から止水材を充填することを特徴とする継手の防食方法。
請求項２乃至４の何れかに記載の防食鋼矢板の継手構造を用いた防食方法であって、
防食鋼矢板を打設後、防食側に開口した継手の内面側にある凹溝から止水材を充填することを特徴とする継手の防食方法。