JP2011111871A - 鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板基礎 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な施工性および安定した品質を確保して建設コストの削減および施工期間の短縮が実現できるとともに、地盤状況や施工誤差などに対しても充填材との付着を確実にして継手部のせん断耐力を向上させることができる鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板基礎を提供すること。
【解決手段】雌型継手５および雄型継手６にＬ−Ｌ継手の構造を採用したことで、継手部３における主充填空間Ａや第１および第２の副充填空間Ｂ，Ｃの土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ空間Ａ，Ｂ，Ｃ内部の洗浄を確実に行うことができ、さらに空間Ａ，Ｂ，Ｃ内部への充填材７の充填を密実に行うことができる。さらに、雄型継手６の隅角部に貫通孔６４が形成されていることで、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士が圧縮嵌合状態になったとしても、第１および第２の副充填空間Ｂ，Ｃに充填材７を確実に充填させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板基礎に係り、詳しくは、互いに隣り合って打設される一対の鋼管矢板本管における一方の雌型継手と他方の雄型継手との嵌合によって当該鋼管矢板本管同士を連結する鋼管矢板の継手構造、および当該継手構造によって連結された複数の鋼管矢板本管を備えて構成される鋼管矢板基礎に関する。

従来、鋼管矢板の継手構造として、隣り合う鋼管矢板の各々にスリットを有する円形継手鋼管を固定しておき、これらの継手鋼管同士を嵌合させつつ鋼管矢板を地中に連続して建て込み、継手鋼管内の土砂を掘削、洗浄した後に、継手鋼管内にモルタルを充填して鋼管矢板同士を連結する継手構造が一般的に利用されている。このような継手構造は、継手鋼管（Ｐ：パイプ）同士を互いに嵌合することからＰ（パイプ）−Ｐ（パイプ）継手（Ｐ−Ｐ継手）と呼称されている。
また、Ｐ−Ｐ継手の他に鋼管矢板の継手構造としては、軸方向にスリットを有する継手鋼管とＴ形鋼からなるＴ型の雄継手とを互いに嵌合させて鋼管矢板を連結するＰ−Ｔ継手や、間隔をおいて平行に内向きに設置される一対のＬ形鋼による雌継手と、１つのＴ形鋼からなる雄継手とを互いに嵌合させて鋼管矢板を連結するＬ−Ｔ継手などが用いられることもある。

以上のような従来の継手構造では、以下のような不都合があった。
先ず、Ｐ−Ｐ継手の場合には、継手相互が嵌合した状態の嵌合継手部に３つの空間が形成されるために、継手嵌合後に狭隘な継手部の各空間で土砂掘削や洗浄、モルタル充填等の各作業を行う必要がある。このことから、継手部の確実な洗浄および密実にモルタル充填を行うことが困難であり、品質が不安定になる可能性があることから、モルタルの付着強度が十分に確保されず、継手部のせん断耐力が確実に発揮できない可能性がある。
また、Ｐ−Ｔ継手やＬ−Ｔ継手においても、Ｐ−Ｐ継手の場合と同様に、継手嵌合空間が狭隘であるために、継手部の確実な洗浄および密実なモルタルの充填を行うことは困難であり、品質が不安定になる恐れがあるため、継手部のせん断耐力が確実に発揮できない可能性がある。さらに、Ｐ−Ｔ継手やＬ−Ｔ継手では、地震や土圧、水圧などにより鋼管矢板に水平力が作用した際に、鋼管矢板間に生じるせん断力が継手部に伝わり継手同士が相対的にずれることで、モルタルと継手との間で相対変位が生じてモルタルが膨張することにより、継手鋼管やＬ形鋼からなる雌継手が開く方向に変形することから、継手部の継手鋼管やＴ形鋼とモルタルとの付着力が低減し、継手部のせん断耐力がさらに低下してしまうという不都合も発生する。

以上のような従来の継手構造の不都合を解消し、継手部の土砂の掘削、洗浄およびモルタル充填に関する作業性を良好にするとともに、継手部のせん断耐力の確保を図った継手構造として、一対のＬ型鋼材のアーム部を内向きに配置した雌型継手と、一対のＬ型鋼材のアーム部を外向きに配置した雄型継手とを互いに嵌合させるＬ−Ｌ継手が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載のＬ−Ｌ継手では、雌型継手と雄型継手における各Ｌ型鋼材で挟まれる本管外周面に、複数本の突起付き棒状鋼材を所定間隔で固定することで、モルタルとの付着強度を確実に発揮させることができ、優れたせん断耐力を確実に発揮することができるようになっている。さらに、Ｌ型鋼材の脚部長さが建て込み精度を確保するように適切に設定されている継手部であることにより、継手部が適度な嵌合余裕を有しているために、鋼管矢板の建て込み時のガイドとして用いることができ、かつ鋼管矢板の建て込みを高い精度で実施することができるようになっている。そして、嵌合継手内の土砂掘削洗浄およびモルタル等のセメント系常温硬化性材料（充填材）の充填作業に十分な空間を有しているために、嵌合継手内の土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ嵌合継手内の洗浄を確実に行うことができ、さらに嵌合継手内への充填材の充填を密実に行うことができる。従って、特許文献１に記載の継手構造では、施工性が飛躍的に向上し、かつ安定した品質になるとともに、鋼管矢板本管の外周面の棒状鋼材により充填材との付着を確実にし、継手部のせん断耐力を向上させることができることから、基礎全体の安定性を向上させることにより鋼管本数の低減や鋼管板厚の減少など、建設コストの削減および施工期間の短縮が実現できるようになっている。

特開２００５−２８２１７４号公報

ところで、特許文献１記載の継手構造において、施工する地盤の状況や施工誤差などの諸条件によっては、隣り合う鋼管矢板同士が互いに接近する方向に押される圧縮嵌合の状態となることがあり、このような圧縮嵌合状態では、雄型継手の先端部が雌型継手側の本管外周面に当接または近接することとなる。このように雄型継手の先端部が本管外周面に当接または近接すると、雄型継手間に充填した充填材が雄型継手と雌型継手との間の空間に回り込みにくくなる。また、地震時などの水平力が鋼管矢板に作用して継手にせん断力が発生した際、せん断力を伝達するために突起付き棒状鋼材の突起部分を充填材が乗り越えようとするため、鋼管同士が離れようとする力が働くが、通常、雄−雌継手の各Ｌ型鋼材同士で区画された空間への充填材が充填されていればその部分が抵抗として働き、せん断力が十分伝達される。一方、雄−雌継手の各Ｌ型鋼材同士で区画された空間への充填材の充填が不十分となると、鋼管同士が離れる方向の変位が継手に発生し、突起部分でのせん断力の伝達が低下し、継手部におけるせん断耐力低下の可能性があり、その改善が望まれていた。

本発明の目的は、良好な施工性および安定した品質を確保して建設コストの削減および施工期間の短縮が実現できるとともに、地盤状況や施工誤差などに対しても充填材との付着を確実にして継手部のせん断耐力を向上させることができる鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板基礎を提供することにある。

本発明の鋼管矢板の継手構造は、互いに隣り合って打設される一対の鋼管矢板本管のうち一方の雌型継手と他方の雄型継手との嵌合によって当該鋼管矢板本管同士を連結する鋼管矢板の継手構造であって、前記雌型継手は、前記一方の鋼管矢板本管の外面に脚部が固定された一対の雌Ｌ型鋼材を有するとともに、当該一対の雌Ｌ型鋼材のアーム部が互いに近づく内向きに配置されて構成され、前記雄型継手は、前記他方の鋼管矢板本管の外面に脚部が固定された一対の雄Ｌ型鋼材を有するとともに、当該一対の雄Ｌ型鋼材のアーム部が互いに離れる外向きに配置されて構成され、前記雄Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが交差する隅角部には、当該雄Ｌ型鋼材を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

以上の本発明によれば、雄Ｌ型鋼材における脚部とアーム部とが交差する隅角部に貫通孔を形成することで、雄型継手の一対の雄Ｌ型鋼材間の主充填空間をウォータージェット（高圧の水を吐出する装置）などを用いて洗浄するする際、雄型継手の外側すなわち雄Ｌ型鋼材と雌Ｌ型鋼材とが対向して区画される空間（副充填空間）を確実に洗浄することが可能であるとともに、雄型継手の一対の雄Ｌ型鋼材間の主充填空間に充填材を充填した際に、雄型継手の外側すなわち雄Ｌ型鋼材と雌Ｌ型鋼材とが対向して区画される空間（副充填空間）へ、貫通孔を通して充填材を回り込ませることができる。このため、隣り合う鋼管矢板同士が圧縮嵌合状態になったとしても、一対の雄Ｌ型鋼材間と隣り合う鋼管矢板本管の外面とで囲まれた主充填空間のみならず、雄Ｌ型鋼材と雌Ｌ型鋼材との対向空間（副充填空間）にも充填材を確実に充填することができ、この充填材と各Ｌ型鋼材との付着を確実にして継手部のせん断耐力を向上させることができる。特に、雄Ｌ型鋼材の隅角部に貫通孔を形成することで、副充填空間への充填材の充填性を向上させることができ、副充填空間に充填された充填材が抵抗として働くとともに、鋼管同士が離れる方向への変位も拘束することから、継手部におけるせん断力の伝達を十分に確保できる。さらに、雄Ｌ型鋼材の隅角部に貫通孔を形成することで、貫通孔と貫通孔の周囲に充填された充填材の間でせん断力の伝達が行われ、より高いせん断耐力を発揮させることができる。さらに、本発明では、雌型継手および雄型継手にＬ−Ｌ継手の構造を採用しているため、前記特許文献１の継手構造と同様に、嵌合継手内の土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ嵌合継手内の洗浄を確実に行うことができ、さらに嵌合継手内への充填材の充填を密実に行うことができる。従って、施工性が飛躍的に向上し、かつ安定した品質になるとともに、前述のように各Ｌ型鋼材と充填材との付着を確実にし、継手部のせん断耐力を向上させることができることから、建設コストの削減および施工期間の短縮が実現できる。

この際、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記雄Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが鋭角に交差して当該雄Ｌ型鋼材が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、脚部とアーム部とが鋭角に交差した雄Ｌ型鋼材を用いることで、雌型継手が固定される側の鋼管矢板本管外面と、雄Ｌ型鋼材のアーム部との間に形成される空間（第１副充填空間）を拡大することができる。従って、前述のように隣り合う鋼管矢板同士が圧縮嵌合状態になったとしても、第１副充填空間の広さを確保しつつ、前記貫通孔を通して充填材を第１副充填空間に回り込ませることができ、この充填材を介して雄Ｌ型鋼材と鋼管矢板本管外面との間でせん断力を伝達することができる。さらに、第１副充填空間に充填材を充填することで、この充填材によって雄Ｌ型鋼材の外側へ開く変形を拘束することができ、これにより一対の雄Ｌ型鋼材とその間に充填される充填材との付着が確保されることから、継手部のせん断耐力をさらに向上させることができる。

さらに、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記雄Ｌ型鋼材の貫通孔は、前記アーム部の先端を前記脚部に投影した位置よりも当該脚部の先端側に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、雄Ｌ型鋼材におけるアーム部の先端を脚部に投影した位置よりも当該脚部の先端側に貫通孔を形成することで、アーム部を斜辺としてアーム部先端から脚部に降ろした垂線を有する直角三角形における脚部がなす辺の範囲に貫通孔が形成されることとなる。従って、一対の鋼管矢板が互いに離れる方向にずれて打設されて雌型継手と雄型継手とが引張嵌合状態となった場合でも、雄Ｌ型鋼材のアーム部先端が雌Ｌ型鋼材のアーム部に当接して、互いのアーム部間に空間（副充填空間）が確保でき、この空間へ貫通孔を介して充填材を充填することができる。また、雄Ｌ型鋼材におけるアーム部先端の投影位置よりも脚部の基端側に貫通孔が形成されないことで、引張嵌合状態となった場合でも、雌Ｌ型鋼材よりも外部の地盤側への充填材の流出が防止できる。従って、充填材の無駄をなくすことができるとともに、地盤の汚染を防止しつつ、副充填空間へ確実に充填材を充填することができ、せん断耐力をより確実に向上させることができる。

さらに、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記雌Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが鋭角に交差して当該雌Ｌ型鋼材が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、脚部とアーム部とが鋭角に交差した雌Ｌ型鋼材を用い、この雌Ｌ型鋼材のアーム部先端を雄Ｌ型鋼材のアーム部側（先端側）に向けることで、雌Ｌ型鋼材による雄Ｌ型鋼材の拘束効果を高めて、雄Ｌ型鋼材の外側へ開く変形をより確実に拘束することができ、継手部のせん断耐力を確保することができる。特に、側方に変形しようとする雄Ｌ型鋼に対し、雄Ｌ型鋼が取付けられている脚部からより遠い位置で、雌Ｌ型鋼のアーム部が接触するために、アーム長が長くなることによって雄継手の曲げ変形に抵抗するための大きな抵抗モーメントが得られ、雌Ｌ型鋼の脚部からアーム部が直角に突出した形状に比べて、雄Ｌ型鋼をより効率的に拘束することができる。

また、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記隣り合う鋼管矢板本管の中心を結ぶ直線の平行方向に対し、前記一対の雄Ｌ型鋼材の脚部同士は、互いの先端側が離れる方向に傾斜して設けられるか、または互いの先端側が近づく方向に傾斜して設けられていることが好ましい。
さらに、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記隣り合う鋼管矢板本管の中心を結ぶ直線の平行方向に対し、前記一対の雌Ｌ型鋼材の脚部同士は、互いの先端側が離れる方向に傾斜して設けられるか、または互いの先端側が近づく方向に傾斜して設けられていることが好ましい。
このような構成によっても、雄Ｌ型鋼材や雌Ｌ型鋼材の脚部の鋼管矢板本管に対する固定角度を適宜に設定することで、前記副充填空間を拡大して充填材の充填性を高めたり、雌Ｌ型鋼材による雄Ｌ型鋼材の拘束効果を高めたりすることができ、当該鋼管矢板の設計条件に応じた適切な継手構造を実現することができる。

また、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記雌Ｌ型鋼材および雄Ｌ型鋼材のうち、少なくとも一方の表面に凹凸が設けられていることが好ましい。
この際、本発明の鋼管矢板の継手構造では、前記凹凸は、前記一対の雄Ｌ型鋼材における前記脚部が互いに対向する側の面に設けられ、前記雌型継手が設けられる鋼管矢板本管の表面における前記雌Ｌ型鋼材間に凹凸が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、雌Ｌ型鋼材および雄Ｌ型鋼材のうちの少なくとも一方、特に、雄Ｌ型鋼材における脚部が互いに対向する側の面に凹凸を設けることで、充填材との付着を高めて継手部のせん断耐力をより一層向上させることができる。さらに、雌型継手が設けられる鋼管矢板本管の表面における雌Ｌ型鋼材の脚部間に凹凸を設ければ、鋼管矢板本管と充填材との付着を高めて継手部のせん断耐力をさらに一層高めることができる。ここで、前期凹凸は鉄筋を溶接にて取付ける方法や、前記雌Ｌ型鋼材および雄Ｌ型鋼材や鋼管矢板本管の表面に溶接ビードを盛る方法、前記雌Ｌ型鋼材および雄Ｌ型鋼材を凹凸のついた鋼板から作製する方法、鋼管矢板本管の表面に凹凸のついた鋼板を溶接で取付ける方法などがある。

一方、本発明の鋼管矢板基礎は、前記いずれかの鋼管矢板の継手構造によって隣り合う鋼管矢板本管同士が連結されたことを特徴とする。
このような構成によれば、前述したように、Ｌ−Ｌ継手の構造を採用したことで、嵌合継手内の土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ嵌合継手内の洗浄を確実に行うことができ、さらに嵌合継手内への充填材の充填を密実に行うことができる。従って、施工性が飛躍的に向上し、かつ安定した品質になるとともに、各Ｌ型鋼材と充填材との付着を確実にし、継手部のせん断耐力を向上させることができることから、建設コストの削減および施工期間の短縮が実現できる。

以上のような本発明の鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板基礎によれば、Ｌ−Ｌ継手の嵌合継手内の土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ嵌合継手内の洗浄を確実に行うことができ、さらに嵌合継手内への充填材の充填を密実に行うことができる。そして、雌型継手および雄型継手の各Ｌ型鋼材間に充填材を確実に充填することができ、充填材と各Ｌ型鋼材との付着を高めて継手部のせん断耐力を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る鋼管矢板基礎を示す平面図および断面図である。 前記鋼管矢板基礎における鋼管矢板の継手構造を示す断面図である。 前記鋼管矢板を拡大して示す斜視図である。 前記鋼管矢板の変形例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る継手構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る継手構造を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る継手構造を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る継手構造を示す断面図である。 前記継手構造の作用を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１において、本実施形態の鋼管矢板基礎１は、河川や海岸近傍などに設けられる橋の橋脚を支持する井筒基礎であって、川底や海底の地盤Ｇに貫入される複数の鋼管矢板２を平面円形に並設するとともに、これらの鋼管矢板２同士を継手部３を介して互いに連結して構成されている。各鋼管矢板２は、図２に示すように、それぞれ円形鋼管（例えば、直径１２００ｍｍ、軸方向長さ３０ｍの鋼管）からなる鋼管矢板本管４（以下、単に本管４という）と、当該本管４の側面に設けられる雌型継手５と、この雌型継手５の反対側の側面に設けられる雄型継手６とを有して構成されている。そして、継手部３は、隣り合って打設される一対の鋼管矢板２のうち、一方（図２における下側）の鋼管矢板２Ａの雌型継手５と、他方（図２における上側）の鋼管矢板２Ｂの雄型継手６とが互いに嵌合するとともに、嵌合した雌型継手５および雄型継手６で構成される空間Ａ，Ｂ，Ｃにモルタル等のセメント系常温硬化性充填材７（以下、単に充填材７という）を充填することで、鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士を連結するように構成されている。

雌型継手５は、一方の鋼管矢板２Ａにおける本管４の外面に固定される一対の雌Ｌ型鋼材５０（例えば、脚部の高さ１２５ｍｍ、アーム部の高さ９０ｍｍ、板厚９ｍｍ、長手方向の長さ２９．５ｍのＬ形鋼）を有して構成され、これら一対の雌Ｌ型鋼材５０は、それぞれ本管４の外面に溶接固定されて本管４外面から外方に延びる脚部５１と、この脚部５１の先端から略直角に折れ曲がるアーム部５２とを有して断面略Ｌ字形に形成されている。そして、一対の雌Ｌ型鋼材５０は、各々のアーム部５２の先端が互いに近づく内向きに配置され、これらのアーム部５２の先端間に雄型継手６を受け入れる開口部５３を有して構成されている。雌型継手５に用いる雌Ｌ型鋼材５０は、建築構造用圧延鋼材などのように熱間圧延で製造することや、厚板をプレス加工などの冷間加工で製造することが可能である。

雄型継手６は、他方の鋼管矢板２Ｂにおける本管４の外面に固定される一対の雄Ｌ型鋼材６０（例えば、脚部の高さ１５０ｍｍ、アーム部の高さ９０ｍｍ、板厚９ｍｍ、長手方向の長さ２９．５ｍのＬ形鋼）を有して構成され、これら一対の雄Ｌ型鋼材６０は、それぞれ本管４の外面に溶接固定されて本管４外面から外方に延びる脚部６１と、この脚部６１の先端から略直角に折れ曲がるアーム部６２とを有して断面略Ｌ字形に形成されている。そして、一対の雄Ｌ型鋼材６０は、各々のアーム部６２の先端が互いに離れる外向きに配置されるとともに、各脚部６１が雌型継手５の開口部５３に挿通されるようになっている。また、雄Ｌ型鋼材６０は、図３にも示すように、一対の脚部６１が互いに対向する側の表面に縞状の突起６３（凹凸）を有した縞鋼板から形成され、この縞鋼板を折り曲げたアーム部６２の外側表面にも縞状の突起６３が形成されている。さらに、雄Ｌ型鋼材６０における脚部６１とアーム部６２とが交差する隅角部には、雄Ｌ型鋼材６０を貫通する貫通孔６４（例えば、直径５０ｍｍの孔）が長手方向に沿った適宜な間隔（例えば、５０cm〜１ｍピッチ）で形成されている。雄型継手５に用いる雄Ｌ型鋼材６０は、熱間圧延など圧延され形成される型鋼や、厚板をプレス加工などの冷間加工で製造が可能である。また、雄Ｌ型鋼材６０の外面の凹凸は製造時に縞状の模様を取付けた圧延ロールで圧延することで凹凸をつける他、縞鋼板（チェッカープレート）の縞を有する面を外側にプレス加工して雄Ｌ型鋼材６０を形成することで凹凸を突けることも可能である。また、雄Ｌ型鋼材６０の隅角部に形成する貫通孔６４は、図４に示すように、長尺形状の孔（例えば、幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの孔）であってもよい。また、雄Ｌ型鋼材６０の隅角部に形成する貫通孔６４は、厚板をプレス加工する前に、ガス切断やパンチング加工、レーザー切断などの方法によって厚板に孔を開けたり、プレス加工により貫通孔６４を形成したりなど、比較的容易な加工で形成することができる。

また、一方の本管４における雌型継手５の脚部５１間の外面には、表面に凹凸を有する縞鋼板（チェッカープレート）８が本管４の長手方向に沿って溶接固定されており、この縞鋼板８の凹凸によって本管４外面の凹凸が構成されている。なお、本管４外面の凹凸としては、縞鋼板８で構成されるものに限らず、本管４の長手方向に沿った複数本の異形鉄筋などを本管４外面に溶接固定して構成されてもよく、また本管４外面の周方向に沿う短尺状の鋼棒などを長手方向に所定間隔で複数固定して構成されるものであってもよい。また、本管４外面の凹凸としては、雌型継手５の脚部５１間の本管４外面のみに設けられてもよいし、雌型継手５の脚部５１間および雄型継手６の脚部５１間の両方の本管４外面に設けられてもよい。

以上の継手部３において、雌型継手５と雄型継手６を図２に示すように嵌合させることで、雄Ｌ型鋼材６０における各脚部６１間と一方および他方の本管４の外面とで囲まれた位置には、充填材７が充填される主充填空間Ａが形成される。また、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１の延長線上よりも外側（アーム部６２の突出側）で、かつ雌Ｌ型鋼材５０で囲まれた位置には、主充填空間Ａに連続して充填材７が充填される副充填空間が形成され、この副充填空間は、雄Ｌ型鋼材６０のアーム部６２と一方の鋼管矢板２Ａにおける本管４の外面および雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１とで囲まれた第１副充填空間Ｂと、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１およびアーム部６２と雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１およびアーム部５２とで囲まれた第２副充填空間Ｃとに分けられる。

この際、雄型継手６の表面に縞状の突起６３が形成されるとともに、一方および他方の本管４における主充填空間Ａに位置する外面に縞鋼板８が固定されていることで、雄型継手６および本管４外面と充填材７との付着が高まり、継手部３のせん断耐力が向上できるように構成されている。また、第１副充填空間Ｂにも充填材７が充填されることで、雄Ｌ型鋼材６０と一方の本管４との間でもせん断力が伝達されるとともに、第２副充填空間Ｃにも充填材７が充填されることで、雌Ｌ型鋼材５０と雄Ｌ型鋼材６０との間でもせん断力が伝達されることとなり、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ間で伝達可能なせん断力が大きくでき、継手部３におけるせん断耐力が一層向上できるようになっている。これらの主充填空間Ａは、主充填空間Ａ部分に先端からウォータージェット（例えば、圧力が１５ＭＰａにおよぶ高圧水）を吐出可能なホースや鋼製パイプを挿入することで洗浄を行う。第１副充填空間Ｂおよび第２副充填空間Ｃは雄Ｌ型鋼材と雌Ｌ型鋼材の間や、貫通孔６４を通して洗浄される。ウォータージェットによって掘削された土砂や砂礫は、別途主充填空間Ａに挿入した排泥管を通して地上へ排出することや、主充填空間Ａ、第１副充填空間Ｂおよび第２副充填空間Ｃを通して地上に排出することが可能である。

ここで、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士が互いに接近する方向に押されて打設される圧縮嵌合の状態となり、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１およびアーム部６２の隅角部が一方の鋼管矢板２Ａにおける本管４外面に当接した場合においても、雄Ｌ型鋼材６０の隅角部に貫通孔６４が形成されていることで、貫通孔６４を通して主充填空間Ａから第１副充填空間Ｂおよび第２副充填空間Ｃに充填材７を回り込ませることができる。従って、圧縮嵌合状態においても、第１副充填空間Ｂおよび第２副充填空間Ｃに充填材７を確実に充填させることができ、当該充填材７によるせん断耐力上昇を確実に実現することができるようになっている。さらに、貫通孔６４にも充填材７が充填されてせん断抵抗が増大することで、せん断耐力をより一層向上させることができる。

以上の本実施形態によれば、雌型継手５および雄型継手６にＬ−Ｌ継手の構造を採用したことで、継手部３における主充填空間Ａや第１および第２の副充填空間Ｂ，Ｃの土砂の掘削を確実に行うことができ、かつ空間Ａ，Ｂ，Ｃ内部の洗浄を確実に行うことができ、さらに空間Ａ，Ｂ，Ｃ内部への充填材７の充填を密実に行うことができる。さらに、雄型継手６の隅角部に貫通孔６４が形成されていることで、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士が圧縮嵌合状態になったとしても、第１および第２の副充填空間Ｂ，Ｃに充填材７を確実に充填させることができる。従って、施工性が飛躍的に向上し、かつ安定した充填材７の品質が確保できるとともに、雌型継手５および雄型継手６と充填材７との付着を高めて、継手部３のせん断耐力の向上を図ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る鋼管矢板の継手構造を図４に基づいて説明する。
本実施形態の継手構造は、前記第１実施形態と比較して、雄型継手６の雄Ｌ型鋼材６０の形態が相違するものの、他の構成は第１実施形態と略同一である。以下、相違点について詳しく説明する。
図４において、雄Ｌ型鋼材６０は、脚部６１とアーム部６２との交差角度θ１が鋭角に形成されている。ここで、脚部６１は、隣り合う鋼管矢板本管４の中心を結ぶ直線Ｘと平行に設けられ、アーム部６２は、脚部６１の先端から外方かつ他方の鋼管矢板２Ｂ側に傾斜して設けられている。このような交差角度θ１としては、４５°以上９０°未満であればよいが、７０°±１０°の範囲に設定されていることが好ましく、アーム部６２が一方の鋼管矢板２Ａの本管４から離れる方向に延びて形成されていることで、第１副充填空間Ｂを拡大することができ、第１副充填空間Ｂへの充填材７の充填性を高めることができる。さらに、第１副充填空間Ｂに洗浄用のホースや鋼パイプを挿通させる場合でも、これらを挿通させやすくなるとともに、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士が圧縮嵌合の状態になっても、ホースや鋼パイプの圧迫や破損を防止することができる。さらに、第１副充填空間Ｂに施工前に予め止水用のシール材として扁平状のゴムチューブや止水ホース、シール材等を設ける場合に、一方および他方の鋼管矢板２Ａ，２Ｂ同士が圧縮嵌合の状態になっても、ゴムチューブや止水ホース、シール材等の圧迫や破損を防止することができる。また、ゴムチューブや止水ホースは継手空間洗浄後に加圧することで膨張し、シール材は水等と反応して膨張し、空間を密閉することで高い止水性を獲得することが可能である。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る鋼管矢板の継手構造を図５に基づいて説明する。
本実施形態の継手構造では、前記第２実施形態の雄Ｌ型鋼材６０に加えて、雌型継手５の雌Ｌ型鋼材５０においても、脚部５１とアーム部５２との交差角度θ２が鋭角に形成されている。ここで、脚部５１は、隣り合う鋼管矢板本管４の中心を結ぶ直線Ｘと平行に設けられ、アーム部５２は、脚部５１の先端から内方かつ一方の鋼管矢板２Ａ側に傾斜して設けられている。このような交差角度θ２としては、４５°以上９０°未満であればよいが、７０°±１０°の範囲に設定されていることが好ましく、アーム部５２が一方の鋼管矢板２Ａの本管４に近づく方向、つまり雄Ｌ型鋼材６０のアーム部６２に近づく方向に延びて形成されていることで、雄Ｌ型鋼材６０の開く方向への変形を拘束することができる。この場合、第２副充填空間Ｃが狭くなるものの、雌Ｌ型鋼材５０のアーム部５２が雄Ｌ型鋼材６０のアーム部６２に近づくことで、雄Ｌ型鋼材６０に対する拘束効果を高めることができ、主充填空間Ａの充填材７と雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１との付着を確実にしてせん断耐力を確保することができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る鋼管矢板の継手構造を図６に基づいて説明する。
本実施形態の継手構造では、前記第３実施形態と同様に、雌Ｌ型鋼材５０および雄Ｌ型鋼材６０の各々の脚部５１，６１とアーム部５２，６２とが鋭角に形成されるとともに、各々の脚部５１，６１が、隣り合う鋼管矢板本管４の中心を結ぶ直線Ｘに対して傾斜して設けられている。すなわち、一対の雌Ｌ型鋼材５０の各脚部５１は、互いの先端側が近づく方向に傾斜し、この直線Ｘに対する傾斜角度θ３としては、５°以上２５°以下であればよいが、１０°±５°の範囲に設定されていることが好ましい。また、一対の雄Ｌ型鋼材６０の各脚部６１は、互いの先端側が離れる方向に傾斜し、この直線Ｘに対する傾斜角度θ４としては、５°以上２５°以下であればよいが、１０°±５°の範囲に設定されていることが好ましい。このように雌Ｌ型鋼材５０および雄Ｌ型鋼材６０の各々の脚部５１，６１が傾斜して設けられていることで、第１副充填空間Ｂをより一層拡大することができ、第１副充填空間Ｂへの充填材７の充填性を高めることができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る鋼管矢板の継手構造を図７に基づいて説明する。
本実施形態の継手構造では、前記第４実施形態と同様に、雌Ｌ型鋼材５０および雄Ｌ型鋼材６０の各々の脚部５１，６１とアーム部５２，６２とが鋭角に形成されるとともに、雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１が第４実施形態と同様に傾斜して設けられている。一方、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１は、隣り合う鋼管矢板本管４の中心を結ぶ直線Ｘに対し、互いの先端側が近づく方向に傾斜して設けられ、この直線Ｘに対する傾斜角度θ４としても、５°以上２５°以下であればよいが、１０°±５°の範囲に設定されていることが好ましい。このように雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１が互いに近づく方向に傾斜して設けられていることで、第１副充填空間Ｂの広さを確保して充填材７の充填性を高めつつ、雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１の鋼管矢板本管４への固定位置の間隔寸法Ｌを第４実施形態と比較して短縮することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、橋脚の基礎として用いられる鋼管矢板基礎１について説明したが、本発明における鋼管矢板基礎は、橋脚に限らず、任意の構造物を支持する基礎として利用することが可能である。また、本発明の鋼管矢板の継手構造は、鋼管矢板基礎に限らず、土留め壁や護岸構造、地下構造物用連壁など任意の構造として利用可能であり、その用途は特に限定されるものではない。
また、前記第４、５実施形態では、雌型継手５における雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１の先端側が互いに近づく方向に傾斜して設けられた例を説明したが、雌Ｌ型鋼材５０の脚部５１が互いに平行に設けられていてもよく、脚部５１の先端側が互いに離れる方向に傾斜して設けられていてもよい。その場合に、雄Ｌ型鋼材６０の各脚部６１が互いに平行に設けられていてもよく、脚部６１の先端側が近づく方向または離れる方向に傾斜して設けられていてもよい。

また、前記第２実施形態の継手構造を採用した場合に、貫通孔６４を図９に示すような範囲に形成することで、以下のような作用、効果が得られる。
すなわち、図９において、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１とアーム部６２とが交差角度θ１で鋭角に交差し、アーム部６２先端を脚部６１に直角に投影した位置よりも脚部６１の先端側に貫通孔６４が形成されている。従って、図に示すように、一対の鋼管矢板本管４同士が互いに離れる方向に打設された引張嵌合状態となった場合でも、アーム部６２先端が雌Ｌ型鋼材５０のアーム部５２に当接することで、この当接位置よりも鋼管矢板本管４同士が離れることがなく、すなわち、図９に一点鎖線Ｄで表す位置よりも貫通孔６４が一方の鋼管矢板２Ａ側に位置するようになっている。そして、アーム部６２先端が雌Ｌ型鋼材５０のアーム部５２に当接することで、雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１およびアーム部６２と雌Ｌ型鋼材５０のアーム部５２とで囲まれた第２副充填空間Ｃを確保でき、第２副充填空間Ｃへの充填材７の充填性を高めることができる。さらに、貫通孔６４が第２副充填空間Ｃの範囲から外れることがないので、引張嵌合状態となった場合でも、雌Ｌ型鋼材５０よりも外部の地盤側への充填材７の流出が防止できる。従って、充填材７の無駄をなくすことができるとともに、地盤の汚染を防止しつつ、第２副充填空間Ｃへ確実に充填材７を充填することができ、継手部のせん断耐力をより確実に向上させることができる。

なお、図９のように雄Ｌ型鋼材６０の脚部６１に形成する貫通孔６４の位置を規定する構成の他に、引張嵌合状態となった場合でも、貫通孔６４が雌型継手５に囲まれた部分（図９における一点鎖線Ｄと一方の鋼管矢板２Ａとの間の部分）から外れてしまわないようにする構成としては、雄Ｌ型鋼材６０のアーム部６２の内側、あるいは、雌Ｌ型鋼材５０のアーム部５２の内側に、鋼管矢板２の長手方向に一定間隔で（例えば１ｍおき）で間隔保持材（例えば幅３０mm、高さ２０mm、長さ５０mmの平鋼や、２５mm×２５mm×３mmの長さ５０mmの山形鋼）を用いることで、継手空間Ａ，Ｂ，Ｃの外への充填材７流出を防止することが可能である。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１…鋼管矢板基礎、２，２Ａ，２Ｂ…鋼管矢板、３…継手部、４…鋼管矢板本管、５…雌型継手、６…雄型継手、７…充填材、８…縞鋼板（凹凸）、５０…雌Ｌ型鋼材、５１…脚部、５２…アーム部、６０…雄Ｌ型鋼材、６１…脚部、６２…アーム部、６３…突起（凹凸）、６４…貫通孔。

Claims (9)

1. 互いに隣り合って打設される一対の鋼管矢板本管のうち一方の雌型継手と他方の雄型継手との嵌合によって当該鋼管矢板本管同士を連結する鋼管矢板の継手構造であって、
   前記雌型継手は、前記一方の鋼管矢板本管の外面に脚部が固定された一対の雌Ｌ型鋼材を有するとともに、当該一対の雌Ｌ型鋼材のアーム部が互いに近づく内向きに配置されて構成され、
   前記雄型継手は、前記他方の鋼管矢板本管の外面に脚部が固定された一対の雄Ｌ型鋼材を有するとともに、当該一対の雄Ｌ型鋼材のアーム部が互いに離れる外向きに配置されて構成され、
   前記雄Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが交差する隅角部には、当該雄Ｌ型鋼材を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
2. 請求項１に記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記雄Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが鋭角に交差して当該雄Ｌ型鋼材が形成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
3. 請求項２に記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記雄Ｌ型鋼材の貫通孔は、前記アーム部の先端を前記脚部に投影した位置よりも当該脚部の先端側に形成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記雌Ｌ型鋼材における前記脚部とアーム部とが鋭角に交差して当該雌Ｌ型鋼材が形成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記隣り合う鋼管矢板本管の中心を結ぶ直線の平行方向に対し、前記一対の雄Ｌ型鋼材の脚部同士は、互いの先端側が離れる方向に傾斜して設けられるか、または互いの先端側が近づく方向に傾斜して設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記隣り合う鋼管矢板本管の中心を結ぶ直線の平行方向に対し、前記一対の雌Ｌ型鋼材の脚部同士は、互いの先端側が離れる方向に傾斜して設けられるか、または互いの先端側が近づく方向に傾斜して設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記雌Ｌ型鋼材および雄Ｌ型鋼材のうち、少なくとも一方の表面に凹凸が設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
8. 請求項７に記載の鋼管矢板の継手構造において、
   前記凹凸は、前記一対の雄Ｌ型鋼材における前記脚部が互いに対向する側の面に設けられ、前記雌型継手が設けられる鋼管矢板本管の表面における前記雌Ｌ型鋼材間に凹凸が設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造によって隣り合う鋼管矢板本管同士が連結されたことを特徴とする鋼管矢板基礎。

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