JP2009249959A

JP2009249959A - 地中連続壁及びその構築方法

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Publication number: JP2009249959A
Application number: JP2008100978A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sakamoto; 俊彦坂本; Kenji Saikai; 健二西海; Hiroaki Nakayama; 裕章中山; Shinji Myonaka; 真治妙中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-09
Also published as: JP5163246B2

Abstract

【課題】鋼矢板のみに比べてはるかに剛性が大きく、溶接接合のような溶接後の温度管理や長手方向の全長に亘るボルト接合のような煩雑な作業が不要な地中連続壁用鋼材、地中連続壁および地中連続壁の構築方法を提供する。
【解決手段】幅方向の中央部にウェブ部１１を有し且つ両端部に継手１４を有する鋼矢板２と、ウェブ部２１の端部にフランジ部２２を有するＨ形鋼３とからなる地中連続壁１において、隣接する鋼矢板２間を連結するための継手１４を含む継手部８と、Ｈ形鋼３における一のフランジ部２２とが長手方向に沿って、互いに接触して重なっていると共に、重なっている部分の長手方向の両端のうち、一端のみが拘束されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、土木建築工事で主に土砂などの崩落を防ぐ土留め壁や地下構造物の壁、河川や港湾の護岸壁、道路工事などの擁壁に用いられる地中連続壁及びその構築方法に関するものである。

建築土木分野において、主に土砂などの崩落を防ぐ土留め壁や河川の護岸壁などに用いられる地中連続壁用鋼材として一般に鋼矢板が使用される。その一例としてＵ形、Ｚ形、直線形、ハット形などがあり、土木建築工事に際しては、その継手どうしを嵌合させながら打設することで一体の地中連続壁とする。ここで、壁体の耐力を高める方法として、鋼矢板単体の断面性能を高める所謂サイズアップや、Ｕ形鋼矢板２枚を継手部合わせて溶接加工にて一体化し筒状を成した組み合わせ鋼矢板や、直線鋼矢板、Ｕ形、Ｚ形、直線形、ハット形鋼矢板にＨ形鋼やＣＴ鋼を溶接接合した加工鋼矢板などがある。

加工鋼矢板の従来技術としては、例えば特許文献１には、直線鋼矢板の幅方向中央部にＣＴ形鋼のウェブ部先端を溶接し、前記ＣＴ形鋼のフランジ部にプレキャストコンクリート版を挿入した高剛性鋼矢板が開示されている。

特許文献２では、左右の継手形状が非対称な略Ｕ形鋼矢板のウェブ面内にＴ形鋼のウェブ部を溶接した地中連続壁用鋼製部材が開示されている。

さらに、鋼矢板にＨ形鋼を溶接接合した地中連続壁に関する発明がいくつか開示されている。例えば特許文献３では、左右の継手形状が非対称の直線鋼矢板とＨ形鋼とを溶接接合した壁形鋼矢板とその製造方法が開示されている。この特許文献３に記載の発明では、直線鋼矢板のウェブ部の裏面側に凹部を設けてＨ形鋼のフランジを配置し、この凹部の底面に形成した突条にＨ形鋼のフランジ外面を接させ、Ｈ形鋼フランジの両端部を開先溶接し、前記突条により直線鋼矢板のウェブ部と溶接部とを離すことで直線鋼矢板ウェブ部が溶接熱により変形することを防止している。

特許文献４では、特許文献２におけるＴ形鋼の加工手間や製作上の問題を解決した発明として、左右の継手形状が非対称の略Ｕ字形状の鋼矢板にＨ形鋼を溶接あるいはボルト接合した地中連続壁用鋼材が開示されている。また特許文献４、５には、打設前に鋼矢板とＨ形鋼を溶接、一体化する技術が開示されている。

特許文献６では、前記特許文献４の地中連続壁用鋼材における鋼矢板とＨ形鋼を溶接加工する際に生じる溶接後の熱ひずみによって鋼矢板が幅方向に変形しやすいという問題点を解決するため、Ｈ形鋼フランジ部両端の溶接を左右同時に実施し、あるいは溶接時の温度を管理し断面内左右２箇所の熱ひずみを均等化するという製造方法の発明が開示されている。
特許第２６８０３８３号公報特開平６−２８０２５１号公報特開平１１−１４０８６４号公報特開２００２−２１２９４３号公報特開昭６２−１３３２０９号公報特開２００５−１２７０３３号公報特開２００６−２４１８１６号公報

上記特許文献１、特許文献２、特許文献４、及び特許文献５は、鋼矢板壁の耐力を高める方法としてＣＴ形鋼、Ｔ形鋼、Ｈ形鋼などの形鋼部材との異なる組み合わせを提案しているが、主に鋼矢板と形鋼部材の接合は溶接接合によるものである。この鋼矢板と形鋼部材の溶接接合では、両者の溶接は接合部全長に亘って行われるのが通常である。ところが、上記、特許文献３および５で指摘されているように、溶接による接合では、溶接後の熱ひずみにより鋼矢板が幅方向あるいは長手方向に大きく変形するという問題がある。

ここで、溶接が接合部全長に亘って行われるのは、地中連続壁の断面性能を確保するためと考えられる。例えば、特許文献７では、特許文献４に記載される発明に相当する実施例が記載されている。それによると、鋼矢板としてＳＭ−Ｊパイル、Ｈ形鋼としてＨ５８８×３００×１２×２０を用いて鋼矢板ウェブ部とＨ形鋼フランジ部を隅肉溶接またはフレア溶接して両者を一体化させたものである。この地中連続壁用鋼材を用いて地中連続壁を構築した場合、壁体の断面性能は８７２０ｃm^３/mとなることが記載されている。

ここで、断面性能の考え方は以下の式を満足する必要がある。

表１に上式中の記号の意味を示す。上式が成立するためには、図１５に示す鋼矢板１０３のウェブ部１０３ａとＨ形鋼１０２のフランジ部１０２ａが溶接部１０４の位置で溶接され、両者が一体化されていることが前提であり、このとき地中連続壁用鋼材の中立軸はGとなる。

以上から、特許文献４および特許文献７に記載の発明が成立するためには、溶接部が図１６(a)に示すように鋼矢板１０３とＨ形鋼１０２の全長にわたって行われていること、又は図１６(b)に示すように１ｍあたり数十%の溶接部１０４が全長にわたって行われている必要があることが判る。仮に溶接が全長にわたって行われていなければ、特許文献４および特許文献７に示される断面性能を発揮することはできない。

また、溶接が原因の熱ひずみによる鋼矢板の変形は、両側に位置する継手の長手方向の直線性に大きく影響を与えて、この直線性が保持できなくなる。鋼矢板に代表される地中連続用鋼材は、互いの継手を嵌合させて打設するため、地中連続壁用の継手の直線性が保持できない場合、嵌合時における継手部の摩擦が増大して打設性を損ねることとなり、溶接接合後にガスあぶりやプレス矯正などによって変形を矯正する必要が生じる。

特許文献３では、左右の継手形状が非対称の特殊な断面形状の直線鋼矢板を用いることで直線鋼矢板のウェブ部と溶接部を離すことを可能とし、直線鋼矢板のウェブ部が溶接熱により変形するのを防止しているが、専用の孔型圧延機やユニバーサル圧延機等を用いて特殊直線鋼矢板を製造する必要があり、コスト面での課題がある。

特許文献４では、鋼矢板とＨ形鋼の接続方法において、溶接だけではなくボルトによる方法でもよいと記述されており、ボルト接合を採用した場合、鋼矢板とＨ形鋼を個別に搬送し、現地にて組立てることが可能となる。また、溶接加工によって生じる鋼矢板の矯正作業を行う必要は無い。しかし、鋼矢板とＨ形鋼は全長にわたって接合しなければならず、ボルト孔の加工、組立て作業、軸力管理など非常に煩雑な作業が生じることから溶接による接合方法と比較しても利便性が大きく向上するわけではない。

特許文献６では、特許文献４に記載の地中連続壁用鋼材を製作する際に生じる熱ひずみを抑えるため、Ｈ形鋼両端フランジ部の溶接を左右同時に実施し、あるいは、フランジ部両端のうち一方の溶接の溶接完了後における溶接部の温度が２００℃以上の範囲で他方の溶接を開始し、断面内左右２箇所の熱ひずみを均等化するという製造方法が記載されている。上記方法にて熱ひずみを抑制するためには徹底した製造管理が必要となり、場合によっては大掛かりな設備導入を行う必要がある。たとえ、熱ひずみを抑制した加工を行うことができたとしても、それを確認するための煩雑な形状測定をオフラインにて行う必要がある。

以上より、鋼矢板壁の耐力を高めるためにＣＴ形鋼、Ｔ形鋼、Ｈ形鋼などの形鋼部材を組み合わせた構造は、溶接加工、形状測定、ひずみの矯正作業、その他煩雑な作業により必ずしも経済的な構造であるとはいい難い。また、これらの製造方法は徹底した管理の下で行われることが必須条件であり、工場などで加工した後、施工現場に搬送することとなる。鋼矢板やＨ形鋼は、その横断面形状から搬送時に積み重ねが可能であるが、特許文献４、５の発明による地中連続壁用鋼材では鋼矢板とＨ形鋼を溶接加工しているため、複雑な横断面形状となり運搬の際に非常に非効率であり、運搬した後の工事現場での保管にも広大なスペースが必要となってくる。

上記の従来技術を踏まえ、本発明においては鋼矢板のみに比べてはるかに剛性が大きく、溶接接合のような溶接部の温度管理、長手方向の全長に亘るボルト接合のような煩雑な作業が不要であり、かつ運搬・保管効率に優れた地中連続壁及びその構築方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するために、鋼矢板と、Ｈ形鋼とからなる地中連続壁において、隣接する鋼矢板間を連結するための継手部と、Ｈ形鋼のフランジ部とが長手方向に沿って、互いに接触して重ならせ、その重なっている部分の長手方向の両端のうち、一端のみを拘束させた地中連続壁を発明した。

即ち、本願請求項１に記載の地中連続壁は、幅方向の中央部にウェブ部を有し且つ両端部に継手を有する鋼矢板と、ウェブ部の端部にフランジ部を有する断面Ｈ形状又は断面Ｔ形状の鋼材とからなる地中連続壁において、隣接する鋼矢板間を連結するための前記継手を含む継手部と、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部とが長手方向に沿って、互いに接触して重なっていると共に、前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、一端のみが拘束されていることを特徴とする。

本願請求項２に記載の地中連続壁は、請求項１に記載の発明において、鋼矢板は、Ｚ形鋼矢板、ハット形鋼矢板又は直線鋼矢板であることを特徴とする。

本願請求項３に記載の地中連続壁は、請求項１又は２に記載の発明において、前記断面Ｈ形状の鋼材は、Ｈ形鋼であり、前記断面Ｔ形状の鋼材は、Ｔ形鋼であることを特徴とする。

本願請求項４に記載の地中連続壁は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記一端の拘束は、コーピング、ボルト、ドリルねじ、溶接の何れかまたはこれら２つ以上を組み合わせたものによるものであることを特徴とする。

本願請求項５に記載の地中連続壁は、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明において、前記継手と周接可能な曲面が形成されたガイドが、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部に長手方向にわたって連続的もしくは断続的に固着されてなることを特徴とする。

本願請求項６に記載の地中連続壁は、請求項１〜５の何れか１項に記載の発明において、前記一端が拘束されるとき、前記継手部と、前記断面形状の鋼材における一フランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部との間に介装材が介装されてなることを特徴とする。

本願請求項７に記載の地中連続壁の構築方法は、請求項１〜６の何れか1項に記載の地中連続壁の構築方法において、複数の前記鋼矢板同士を、前記継手を介して嵌合して地盤内に打設することで前記鋼矢板による壁体を構築した後、前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束することを特徴とする。

本願請求項８に記載の地中連続壁の構築方法は、請求項１〜６の何れか１項に記載の地中連続壁の構築方法において、既設で両端部に継手を有する鋼矢板で構築された地中連続壁を用い、前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束することを特徴とする。

本願請求項９に記載の地中連続壁の構築方法は、請求項１〜６の何れかに記載の地中連続壁の構築方法において、隣接する前記鋼矢板同士を、前記継手を介して嵌合して地盤内に打設し、前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束し、更に前記打設された鋼矢板に隣接するように他の鋼矢板を前記継手を介して嵌合して地盤内に打設した後、当該継手を含む継手部に対して前記鋼材を打設することを順次実行することにより壁体を構築することを特徴とする。

本願請求項１０に記載の地中連続壁の構築方法は、請求項７〜９の何れかに記載の地中連続壁の構築方法において、曲面が形成されたガイドを前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部の長手方向に予め配設し、前記鋼矢板の継手に前記ガイドの曲面を沿わせつつ前記鋼材を打設することを特徴とする。

上述した構成からなる本発明では、鋼矢板の継手部と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材が直接接触し施工され、鋼矢板に作用する荷重を断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材が負担するため、鋼矢板のみで構成される地中連続壁に対してはるかに高い剛性をもつ地中連続壁を構築することができる。

また、鋼矢板と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材で構成された地中連続壁用鋼材は、長手方向の一端のみをコーピング、ボルト、ドリルねじ、溶接で拘束する構造であるため、溶接以外の拘束方法では鋼矢板の矯正を行う必要がなく、溶接による拘束方法においても鋼矢板の変形量を従来技術よりも抑えることが可能である。

鋼矢板の継手部と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材を直接接触し施工する方法としては、鋼矢板のウェブ部と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材のフランジ部が接するように断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材を施工する方法も考えられるが、この場合には断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材の位置あわせ、および施工精度を確保するために十分な配慮が必要となる。断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材のフランジ部長手方向に沿って連続的もしくは断続的に固着したガイドを鋼矢板の継手部と沿わせて施工することで、断面がＨ形状もしくはＴ形状の鋼材の位置あわせが容易となり、かつ施工精度を向上させることができる。

ボルト接合を行う場合、鋼矢板と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材の一端のみを接合し、ボルト本数を減らすことができるためボルト孔の加工、軸力管理などの煩雑な作業を従来技術よりも抑えることが可能である。

この結果、工場にて煩雑な管理加工を行う必要性はなくなり、必ずしも地中連続壁用鋼材を工場で製作する必要もなく、鋼矢板と断面がＨ形状又はＴ形状の鋼材を個別に搬送した後、現地サイトもしくはその近傍サイトにおいて組立て加工を行うことができる。そのため、現地サイトへは鋼矢板とＨ形状の鋼材を分けて搬送することができ、この場合は、搬送における非効率性が発生することなく、搬送コストを１/２〜１/３程度まで低減することができる。

また、同程度の剛性をもつ従来Ｕ形鋼矢板と比較して鋼材重量を低減し、経済性のある地中連続壁を構築することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、土留め壁や護岸壁、道路工事などの擁壁に用いられる地中連続壁について、図面を参照しながら詳細に説明をする。

本発明を適用した地中連続壁１は、例えば図１に示すように、鋼矢板２と、Ｈ形鋼３とを備えている。鋼矢板２は、隣接する他の鋼矢板２との間で継手を介して連結されていわゆる壁体を構成してなる。ちなみに、この鋼矢板２は予め地盤中に打設された既設のもので構成されていてもよく、Ｈ形鋼３は、補強用として事後的に地盤内に打設されるものとして構成されていてもよい。

図２は、本発明を適用した地中連続壁１における２つの鋼矢板２並びにＨ形鋼３に着目した場合の平面図を示している。また、図３には、地盤に埋設された鋼矢板２、Ｈ形鋼３からなる地中連続壁１の側面図を示している。

鋼矢板２は、ウェブ部１１の両側に図中内側に向かって傾斜するようにフランジ部１２が一体に設けられ、そのフランジ部１２の先端からウェブ部１１に平行にアーム部１３が設けられ、更にそのアーム部１３の先端部に継手１４が設けられている。この左右の継手１４のうち、一方の継手１４と、他方の継手１４は、互いに点対称の形状となるように調整されている。この継手１４は、隣接する鋼矢板２における継手１４と互いに嵌合可能な形状で成形されており、特に嵌合時において継手１４が相互に離脱しないように嵌合強度が高められている。なお、以下の説明においては、このアーム部１３と継手１４とをまとめて継手部８という。

また、鋼矢板２は、熱間圧延加工による圧延鋼材であり、継手１４が複雑な形状に成形され、継手１４の強度が高められている鋼矢板であり、従来公知の一枚の鋼板を冷間曲げ加工により製作された鋼矢板と比較して、継手部を含めた鋼矢板全体としての曲げ剛性が高められている。

ちなみに、この鋼矢板２は、いわゆるハット形鋼矢板を例に挙げて説明をしているが、これに限定されるものではなく、Ｚ形鋼矢板等のようにフランジ部を有するいかなる鋼矢板を適用するようにしてもよい。

Ｈ形鋼３は、圧延加工により製作されるものであって、ウェブ部２１と、当該ウェブ部２１の両端に設けられた一対のフランジ部２２ａ、２２ｂとから構成されている。このＨ形鋼３は、そのフランジ部２２が、鋼矢板２における継手部８に対して、互いに接触されて重なっている。ここで重なっているという意味は、水平方向Ａで見たときにこの継手部８と、フランジ部２２との間で重複した領域を持つことを意味している。但しこの継手部８とフランジ部２２とがあまりに離間していると本発明所期の効果が得られないことから、継手部８のいずれかの部位とフランジ部２２とが接触されていることが必須となる。

また、図４に示すように、継手１４と周接可能な曲面が形成されたガイド３６を、Ｈ形鋼３における一フランジ部２２の長手方向に沿って固着させることで、施工時においてＨ形鋼継手部８と一フランジ部２２の位置あわせが容易となる。また、継手１４の突起部にガイド３６を沿わせるように施工することで施工性を向上させることができる。このガイド３６は、断面円形状の鋼棒を使用するようにしてもよい。このガイド３６は、Ｈ形鋼３の鋼材全長に亘って連続するように配設されてもよいし、また断続的に配設されていてもよい。

また、鋼矢板２とＨ形鋼３の各上端をコンクリート３５によりコーピング処理している。図３(b)は、このコーピング処理が施された鋼矢板２とＨ形鋼３の各上端の頭部詳細断面を示している。頭部をコーピングすることにより、鋼矢板２とＨ形鋼３とが一体として荷重に抵抗することができ、高い剛性を発揮することが可能となる。

本発明を適用した地中連続壁１は、上述した実施の形態に限定されることなく、例えば図５〜８に示すように、頭部をコーピングする代替として、ボルトとナットにより接合するようにしてもよい。

図５は、頭部をボルトとナットによる接合する場合の斜視図、図６は、その平面図を、図７はその側面図を示している。この図５〜８において、上述した図１〜３と同一の構成要素、部材については、同一の符号を引用することにより以下での説明を省略する。

継手部８とフランジ部２２との間には介装材２０が介装されている。そしてこの介装材２０を介してこの継手部８とフランジ部２２がボルト１８、ナット１９を介して連結される。ちなみに、このボルト１８、ナット１９を介した継手部８とフランジ部２２の連結は、図５、７に示すように上端のみ実行する。これにより、継手部８とフランジ部２２における重なっている部分の長手方向Ｂの両端のうち一端（上端）のみが拘束されることになる。

Ｈ形鋼３におけるフランジ部２２は、鋼矢板２における継手部８に対して、互いに接触で重なっていることを前提としている。継手部８は、その継手１４がアーム部１３よりもＨ形鋼３側に向けて突出している。この突出した継手１４をＨ形鋼３におけるフランジ部２２ａに当接させた状態で固定したものである。かかる場合においても、アーム部１３とフランジ部２２ａとの間は非接触となるため、その間に介装材２０を介装させ、これらをボルト１８とナット１９で固定する。ちなみに、このボルト１８とナット１９の本数は、地盤から作用する荷重に対して拘束部が破断しない本数となるように予め設計しておく。

即ち、本発明では、鋼矢板２における継手部８と、Ｈ形鋼３におけるフランジ部２２とが長手方向に沿って、互いに接触して重なっていればよい。このとき、継手部９におけるアーム部１３と、フランジ部２２とが略平行となっていることが望ましい。

図８は、介装材２０を省略する構成を示しているが、かかる構成であっても本発明所期の効果を奏することは勿論である。

なお、本発明を適用した地中連続壁１においては、上述したようにボルト１８、ナット１９を介した連結の代替として、ドリルねじを介してこれらを連結するようにしてもよい。また、本発明を適用した地中連続壁１においては、上述したボルト１８、ナット１９を介した連結の代替として、例えば図９に示すように溶接により継手部８とフランジ部２２とを固着させるようにしてもよい。この図９の実施形態では、継手部８における継手１４と、フランジ部２２ａとを溶接による溶着部２９を介して互いに固着された例を示している。このように継手１４とフランジ部２２ａを直接的に固着させるようにしてもよいし、アーム部１３とフランジ部２２ａとの間に介装材２０を介装させ、その介装材２０を介して溶接して互いに固着させるようにしてもよい。

従来技術である鋼矢板とＨ形鋼を全長に亘って溶接加工した構造は、作用する荷重に対して鋼矢板とＨ形鋼が一体として抵抗するため高い断面性能を期待できる。一方、本発明を適用した鋼矢板２とＨ形鋼３の頭部のみを拘束した構造は、鋼矢板２とＨ形鋼３間の荷重伝達が頭部拘束部のみで行われるため全長に亘って溶接加工した構造に比べて剛性が劣るものの、溶接加工、形状測定、矯正作業、加工管理に費やす労力や、コストを低減させることができ、保管、運搬効率に優れた地中連続壁を構築することが可能となる。

なお、本発明は、上述したようなＨ形鋼フランジ部２２ａと継手部８とを連結する構成に限定されるものではなく、例えば図１０に示すようにフランジ部２２ｂと、継手部８とを連結する構成を採用するようにしてもよい。

更に図１１に示すようにＨ形鋼３の代替として、Ｔ形鋼５により補強する構成としてもよい。このときＴ形鋼５におけるフランジ部３８を、鋼矢板２における継手部８に対して接触させて重ならせ、重なっている部分の長手方向の両端のうち、一端のみを上述した各種連結方法により拘束されていることとなる。

また、図１２は、鋼矢板２としてＺ形鋼矢板２’を適用した実施形態を示している。このＺ形鋼矢板２’は、フランジ部１２の両端にそれぞれアーム部１３、継手１４が形成されてなり、断面略Ｚ字となるように折り曲げられて構成されている。かかるＺ形鋼矢板２’を連結するとともに、鋼矢板２と同様に、継手部８と、Ｈ形鋼３におけるフランジ部２２とが長手方向に沿って、互いに接触して重ならせ、上端を連結する。

なおＨ形鋼３の代替として断面Ｈ形状であればいかなる鋼材を使用してもよい。またＴ形鋼５の代替として、断面Ｔ形状であればいかなる鋼材を使用してもよい。

次に本発明を適用した地中連続壁１の構築方法について、補強材としてＨ形鋼３を用いる場合を例にとり説明をする。

先ず図１３(a)に示すように鋼矢板２を継手１４を介して嵌合して地盤内に打設する。その結果、この鋼矢板２を連結した壁体が構築された状態となる。

次に図１３(b)に示すように、継手部８に対してＨ形鋼３のフランジ部２２が重なるように打設し、地上側の一端のみを拘束する。

次に図１３(c)に示すように、残りの継手部８に対しても同様にＨ形鋼３を打設し、地上側の一端のみを拘束していく。

即ち、この図１３に示す方法では、最初に隣接する鋼矢板２間の連結を終了させて壁体を構成した後に、Ｈ形鋼３によりこれを補強していく。即ち、鋼矢板２を連結することにより得られた既設の壁体に対して、事後的にこのＨ形鋼３により壁体の補強を行うケースも想定したものである。これにより既存護岸として鋼矢板２からなる壁体が形成されていた場合において、かかる既存護岸の耐震補強を容易に行うことが可能となる。なお、この図１３に説明した工法を新設の護岸を構築する際においても適用可能であることは勿論である。

このような構築方法に加えて、以下に説明するように、壁体と補強材を交互に取り付ける構築方法を適用するようにしてもよい。

先ず図１４(a)に示すように、隣接する鋼矢板２同士を、継手部８を介して嵌合して地盤内に打設する。

次に図１４(b)に示すように、継手部８に対して、Ｈ形鋼３のフランジ部２２が重なるように打設する。その結果、互いに連結された２つの鋼矢板２と、かかる鋼矢板２間の継手部８に対して１つのＨ形鋼３が打設された状態となる。

次に図１４(c)に示すように、互いに連結された２つの鋼矢板２に対して、さらに他の鋼矢板２を連結する。

次に、図１４(d)に示すように、この新たに連結された他の鋼矢板２との間で形成された継手部８に対してＨ形鋼３を打設する。

このようにして鋼矢板２とＨ形鋼３の打設を順次実行していくことにより、地中連続壁１が形成されることになる。この図１４に示すプロセスは、既存の壁体を事後的に補強するのではなく、いわゆる壁体を新設していくケースにおいて適用される。

なお、このＨ形鋼３を打設する際には、図４に示すガイド３６により誘導させることで、施工性を向上させることが可能となる。かかる場合には、曲面が形成されたガイド３６をＨ形鋼３のフランジ部２２の長手方向に予め配設し、鋼矢板２の継手１４に前記ガイド３６の曲面を沿わせつつ鋼材の打設を行う。これにより、建て込み時の位置あわせが容易となり、またＨ形鋼３を打設する際に鋼矢板２に対してブレてしまうのを軽減させることが可能となる。

以上、本発明を適用した地中連続壁１及びその構築方法について説明をした。本発明によれば、鋼矢板２を連結することにより壁体を構築した後、Ｈ形鋼３を打設するか、もしくは鋼矢板２とＨ形鋼３とを交互に打設していくため、従来技術のように、鋼矢板とＨ形鋼とを一体化した状態で搬送する必要がなくなり、運搬効率、保管効率を向上させることができる。

また、本発明を適用した地中連続壁の構築方法では、Ｈ形鋼３と鋼矢板２について長手方向の一端のみを拘束すればよいことから、施工労力の負担を軽減させることができる。コーピング処理により頭部を拘束する場合、鋼矢板頭部のコーピング処理は通常の鋼矢板工事で行われており、本発明の構造における特有の作業ではない。また、コーピング、ボルト１８やナット１９、ドリルねじ等により頭部を拘束する場合、従来技術である溶接による変形といった課題を考慮する必要はない。また、本発明では、仮に溶接によりＨ形鋼３と鋼矢板２とを固着させる場合においても、その溶接領域は、Ｈ形鋼３と鋼矢板２の長手方向の両端のうち地上側の一端のみとすればよい。このため溶接領域を減らすことができ、溶接熱による矢板の変形を抑制することが可能となる。

本発明を適用した地中連続壁の斜視図である。本発明を適用した地中連続壁における２つの鋼矢板並びにＨ形鋼に着目した場合の平面図である。地盤に埋設された鋼矢板の補強構造の側面図である。継手と周接可能な曲面が形成されたガイドを設ける実施形態を示す図である。本発明を適用した地中連続壁の他の実施形態における斜視図である。本発明を適用した地中連続壁における２つの鋼矢板並びにＨ形鋼に着目した場合の他の実施形態における平面図である。地盤に埋設された鋼矢板の補強構造の他の実施形態における側面図である。介装材を介さない実施形態を示す平面図である。継手部における継手と、フランジ部とを溶接による溶着部を介して互いに固着した実施形態を示す図である。本発明を適用した地中連続壁における２つの鋼矢板並びにＨ形鋼に着目した場合の他の実施形態における平面図である。Ｔ形鋼を補強材として適用する実施形態について説明するための図である。Ｚ形鋼矢板を適用する実施形態について説明するための図である。次に本発明を適用した地中連続壁の構築方法について説明するための図である。次に本発明を適用した地中連続壁の構築方法について説明するための他の図である。従来技術の問題点について説明するための図である。特許文献４および特許文献７に記載の発明が成立するための条件について説明するための図である。

符号の説明

１地中連続壁
２鋼矢板
３Ｈ形鋼
８継手部
１１鋼矢板のウェブ部
１２鋼矢板のフランジ部
１３鋼矢板のアーム部
１４継手
１８ボルト
１９ナット
２０介装材
２１断面Ｈ形状の鋼材のウェブ部
２２断面Ｈ形状の鋼材のフランジ部
２９溶着部
３６ガイド

Claims

幅方向の中央部にウェブ部を有し且つ両端部に継手を有する鋼矢板と、ウェブ部の端部にフランジ部を有する断面Ｈ形状又は断面Ｔ形状の鋼材とからなる地中連続壁において、
隣接する鋼矢板間を連結するための前記継手を含む継手部と、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部とが長手方向に沿って、互いに接触して重なっていると共に、前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、一端のみが拘束されていること
を特徴とする地中連続壁。
前記鋼矢板は、Ｚ形鋼矢板、ハット形鋼矢板又は直線鋼矢板であること
を特徴とする請求項１に記載の地中連続壁。
前記断面Ｈ形状の鋼材は、Ｈ形鋼であり、
前記断面Ｔ形状の鋼材は、Ｔ形鋼であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の地中連続壁。
前記一端の拘束は、コーピング、ボルト、ドリルねじ、溶接、の何れかまたはこれら２つ以上を組み合わせたものによるものであること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の地中連続壁。
前記継手と周接可能な曲面が形成されたガイドが、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部に長手方向にわたって連続的もしくは断続的に固着されてなること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載の地中連続壁。
前記一端が拘束されるとき、前記継手部と、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部との間に介装材が介装されてなること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項に記載の地中連続壁。
請求項１〜６の何れか１項に記載の地中連続壁の構築方法において、
複数の前記鋼矢板同士を、前記継手を介して嵌合して地盤内に打設することで前記鋼矢板による壁体を構築した後、
前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、
前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束すること
を特徴とする地中連続壁の構築方法。
請求項１〜６の何れか１項に記載の地中連続壁の構築方法において、
既設で両端部に継手を有する鋼矢板で構築された地中連続壁を用い、
前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、
前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束すること
を特徴とする地中連続壁の構築方法。
請求項１〜６の何れか１項に記載の地中連続壁の構築方法において、
隣接する前記鋼矢板同士を、前記継手を介して嵌合して地盤内に打設し、
前記継手を含む継手部に対して、前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部を長手方向に沿って、互いに接触して重なるように打設し、
前記重なっている部分の長手方向の両端のうち、地上側の一端のみを拘束し、
更に前記打設された鋼矢板に隣接するように他の鋼矢板を前記継手を介して嵌合して地盤内に打設した後、当該継手を含む継手部に対して前記鋼材を打設することを順次実行することにより壁体を構築すること
を特徴とする地中連続壁の構築方法。
曲面が形成されたガイドを前記断面Ｈ形状の鋼材における一のフランジ部又は前記断面Ｔ形状の鋼材におけるフランジ部の長手方向に予め配設し、
前記鋼矢板の継手に前記ガイドの曲面を沿わせつつ前記鋼材を打設すること
を特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の地中連続壁の構築方法。