JP2012047041A - 鋼矢板および鋼矢板基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】打設時の変形や損傷を抑制し、かつ高い鉛直支持力を確実に発揮させることができ、安価な基礎構造を構築することが可能となる鋼矢板および鋼矢板基礎構造を提供すること。
【解決手段】閉合鋼材３を鋼矢板本体２の先端部に接合して鋼矢板本体２の開断面を閉じて閉断面形状としたことで、鋼矢板１を地盤に打設した際に、閉断面部分に入り込んだ土塊が締め固められて鋼矢板１の先端部が閉塞され、高い先端支持力を得ることができる。閉合鋼材３の長さ寸法Ｌが鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈに対して２倍以上に設定されていることで、支持層などの硬質な地盤に鋼矢板１の先端部を打ち込む場合でも、閉合鋼材３のめくれ上がりが防止できるとともに、閉合鋼材の上端部に傾斜面が形成されていることで、曲げ変形に抵抗する補強リブとして作用するために、鋼矢板本体や閉合鋼材の折れ曲がりを抑制することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、鋼矢板および鋼矢板基礎構造に関し、構造物を支持する基礎構造に利用可能で、かつ高い鉛直支持力を確実に発揮できる鋼矢板および鋼矢板基礎構造に関するものである。

熱間圧延で製造される鋼矢板は、ウェブ部の両端に一対のフランジ部が配置され 前記フランジ部の先端側に継手部が配置されており、一般にＵ形鋼矢板やハット形鋼矢板と呼ばれている。前記鋼矢板は、複数枚を連続して地盤に打設され、河川護岸，擁壁および土留めなどの壁構造として構築され、壁構造背面から作用する土圧に対して、根入れ部の水平地盤抵抗で抵抗する構造に用いられる。
このような鋼矢板を複数連結して平面多角形状に形成された鋼矢板構造体と、コンクリート製の直接基礎とを結合した鋼矢板併用直接基礎が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、直接基礎が比較的強固な地盤に用いられるのに対し、鋼矢板構造体を併用することにより、鋼矢板構造体で鉛直荷重を負担することで支持力の向上を図ることに加え、直接基礎を現場で建設するための型枠としても鋼矢板が利用可能なことに着目したものである。

また、２枚のＵ形鋼矢板を筒状に重ね合せて溶接した、組合せ鋼矢板がある。組合せ鋼矢板は、１枚の鋼矢板と比較して断面性能を向上することができる。しかし、このような組合せ鋼矢板は、専ら曲げ性能の向上に期待した護岸や擁壁構造に用いられている。
一方、鋼矢板を比較的固い地盤に打設する場合には、鋼矢板の先端が変形する可能性があり、また長尺の鋼矢板を複数枚地盤に打設する場合には、鋼矢板の幅が拡縮して鋼矢板が打設方向に対して傾斜する可能性がある。このような鋼矢板の施工時の変形を抑制する技術として、鋼矢板の打込み端部に補強板を配置して鋼矢板先端部の変形を防止するものや（例えば、特許文献２参照）、鋼矢板の軸方向に側板部の角度を保持する補強部材を配置して鋼矢板の拡縮を防止するもの（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。

特開２００３−１３８５７７号公報 実開昭６２−１３８７３７号公報 特開２００１−３２２６４号公報

特許文献１記載の鋼矢板併用直接基礎は、鋼矢板の鉛直支持力に期待した構造であるが、ここで用いられる鋼矢板は、フランジ部の継手側が開放された開断面形状であるために、支持層に根入れしても地盤の締め固め効果が極めて低く、先端の閉塞が成立しないことから、鋼矢板の先端支持力は鋼管杭などと比較して極めて小さな支持力しか発揮できない。この際、支持層への根入れ長を長くすることにより先端支持力が増加することも考えられるが、先端部での閉塞が不確実であるために確実な支持力が発現できず、支持構造としては問題である。
また、組合せ鋼矢板では、鋼矢板全長にわたり２枚の鋼矢板を溶接加工する必要があるため、加工費が過大となり、コストが高くなるという問題がある。
また，特許文献２記載の鋼矢板は、その先端補強のために比較的幅の狭い鋼板を用いて鋼矢板側端部を連結した形状である。すなわち、特許文献２には、鋼矢板の断面高さが１３５mmに対して、補強板の幅が１５０mmの例が記載されている。しかしながら、先端部を比較的幅の狭い補強板で連結した鋼矢板を固い地盤に打設した場合には、地盤抵抗が著しく増大するために、鋼矢板の折れ曲がりや補強板のめくれ上がりが生じることが、本件出願人の研究により判明した。さらには、特許文献２記載の鋼矢板では、その打設後の鉛直精度が阻害されることも判明した。従って、特許文献２記載の鋼矢板を支持構造として用いることは困難である。

本発明の目的は、打設時の変形や損傷を抑制し、かつ高い鉛直支持力を確実に発揮させることができ、安価な基礎構造を構築することが可能となる鋼矢板および鋼矢板基礎構造を提供することにある。

本発明の鋼矢板は、ウェブ部と、このウェブ部の両端に連続して形成された一対のフランジ部と、これら一対のフランジ部の先端側に形成された継手部とを有した鋼矢板本体と、前記鋼矢板本体の長手方向先端部における前記一対のフランジ部の先端間に渡って接合され、当該鋼矢板本体の開断面を閉じる閉合鋼材とを備え、前記閉合鋼材の前記鋼矢板本体の長手方向に沿った長さ寸法が、前記ウェブ部からフランジ部先端までの当該鋼矢板本体の断面高さ寸法に対して２倍以上に設定され、前記閉合鋼材の前記長手方向先端と反対側の上端部に形成され、当該閉合鋼材から鋼矢板本体に向かって傾斜した傾斜面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、鋼矢板本体の開断面を閉じる閉合鋼材の長さ寸法が鋼矢板本体の断面高さ寸法に対して２倍以上に設定されていることで、支持層などの硬質な地盤に鋼矢板の先端部を打ち込む場合でも、閉合鋼材のめくれ上がりが防止できるとともに、鋼矢板本体の変形を防止して打設後の鉛直精度も確保できる。そして、鋼矢板本体と閉合鋼材とによって先端部が閉断面形状となった鋼矢板を地盤に打設することで、閉断面部分に入り込んだ土塊が締め固められて鋼矢板の先端部が閉塞されることによって、その閉塞部分の断面積（投影面積）に応じた高い先端支持力を得ることができる。従って、支持層としての硬質な地盤に確実に打設して高い先端支持力が得られることから、支持構造として利用する場合に確実な鉛直支持力を発揮させることができ、本発明の鋼矢板を用いた安価な基礎構造を構築することができる。
また、閉合鋼材の上端部に傾斜面が形成されていることで、曲げ変形に抵抗する補強リブとして作用するために、鋼矢板本体や閉合鋼材の折れ曲がりを抑制することができる。

この際、本発明の鋼矢板では、前記閉合鋼材の長さ寸法が前記鋼矢板本体の断面高さ寸法に対して７倍以下に設定されていることが好ましい。
このような構成によれば、閉合鋼材の長さ寸法を鋼矢板本体の断面高さ寸法に対して２倍以上かつ７倍以下に設定したことで、前述のように地盤への打設時のめくれ上がりを防止しつつ、打設時の摩擦抵抗を抑制して施工性を向上させることができる。さらに、全長に渡って２枚の鋼矢板を溶接接合した組合せ鋼矢板のように加工費が過大となることがなく、材料コストや製造コストを抑制することができる。また、本件出願人の研究により、閉合鋼材の長さ寸法を鋼矢板本体の断面高さ寸法の７倍程度に設定した場合に、鋼矢板先端部における地盤の閉塞効果が一定値に漸近することが判明したため、閉合鋼材の長さ寸法を鋼矢板本体の断面高さ寸法の７倍以下に設定することで、施工性および低コスト化とバランスさせて閉塞効果を効率よく発揮させることができる。

また、本発明の鋼矢板では、前記閉合鋼材が前記鋼矢板本体のウェブ部およびフランジ部と面対称な略コ字形断面を有して形成されていることが好ましい。
ここで、閉合鋼材としては、鋼板を溶接により加工して製作してもよいが、鋼矢板本体と同一断面を有した部材から継手部を切断したものを用い、この部材を鋼矢板本体と面対称に接合することが好ましい。
このような構成によれば、閉合鋼材が鋼矢板本体と面対称な略コ字形断面を有していることで、閉合鋼材と鋼矢板本体とで形成される閉断面部分の断面積を拡大することができ、この断面積に応じて得られる先端支持力を増大させることができる。

さらに、本発明の鋼矢板では、前記閉合鋼材における前記鋼矢板本体に面した側の表面に突起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、鋼矢板本体に面した側の表面つまり閉合鋼材の内側表面に突起を形成したことで、鋼矢板本体と閉合鋼材とで形成された閉断面部分に入り込んだ土塊と閉合鋼材との摩擦抵抗を大きくすることができ、鋼矢板先端部の閉塞効果を高めることができる。

また、本発明の鋼矢板では、前記鋼矢板本体および前記閉合鋼材の少なくとも一方における長手方向先端には、当該閉合鋼材から鋼矢板本体に向かって先端方向に傾斜した傾斜面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、鋼矢板本体や閉合鋼材の先端部に傾斜面を形成したことで、鋼矢板を地盤（特に支持層などの硬質な地盤）に打ち込む際に、閉合鋼材に作用する地盤抵抗によるモーメントと、傾斜面に作用する地盤抵抗によるモーメントとが逆向きになり、これらのモーメントが互いに打ち消し合うことで鋼矢板本体に生じる曲げ応力を低減させることができるために、鋼矢板本体および閉合鋼材の変形をより効果的に防止することができ、鋼矢板を精度よく施工することができる。

さらに、本発明の鋼矢板では、前記鋼矢板本体の先端が前記閉合鋼材の先端よりも先端方向に突出して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、鋼矢板本体の先端を閉合鋼材よりも突出させたことで、鋼矢板を地盤（特に支持層などの硬質な地盤）に打ち込む際に、閉合鋼材に作用する地盤抵抗によるモーメントに対し、鋼矢板本体の突出部が地盤に引っ掛かって回転抵抗として機能することで、鋼矢板本体に生じる曲げ応力を低減させることができるために、鋼矢板本体および閉合鋼材の変形をより効果的に防止することができ、鋼矢板を精度よく施工することができる。

一方、本発明の鋼矢板基礎構造は、前記いずれかの閉合鋼材を有した鋼矢板を含む複数の鋼矢板が平面多角形状に連結されるとともに、これらの鋼矢板の上部にコンクリート製フーチングが一体的に形成されたことを特徴とする。
このような本発明によれば、前述したように高い鉛直支持力を発揮できる鋼矢板によってコンクリート製フーチングの自重およびフーチングに作用する上部構造の荷重を確実に支持することができ、鋼矢板を用いた安価な基礎構造を構築することができる。

この際、本発明の鋼矢板基礎構造では、前記閉合鋼材を有した鋼矢板と前記閉合鋼材を有さない鋼矢板とが所定本数ごとに交互に連結され、前記閉合鋼材を有した鋼矢板の先端が地盤の支持層に貫入され、前記閉合鋼材を有さない鋼矢板の先端が前記支持層に貫入されるか、または前記支持層よりも上方位置で止められることが好ましい。
このような構成によれば、閉合鋼材を有した鋼矢板と閉合鋼材を有さない鋼矢板とを用い、閉合鋼材を有した鋼矢板を支持層に貫入させることで、前述のように高い先端支持力を得ることができる。一方、閉合鋼材を有さない鋼矢板に関しては、必要に応じて支持層に貫入させるか、または支持層よりも上方で止めることで、施工手間や鋼矢板の鋼材量を削減することができ、施工性や低コスト化を一層向上させることができる。

以上のような本発明の鋼矢板および鋼矢板基礎構造によれば、鋼矢板の先端から所定の区間に閉合鋼材を配置したことで、鋼矢板の打設時の変形や損傷を抑制し、かつ飛躍的に高い支持力を確実に発揮させることができ、安価で優れた支持力を発揮する支持構造を構築することができる。

第１参考形態に係る鋼矢板を示す正面図および側面図である。 前記第１参考形態の鋼矢板を示す断面図である。 図２とは異なる前記第１参考形態の鋼矢板を示す断面図である。 第２参考形態に係る鋼矢板を示す正面図および側面図である。 前記第２参考実施形態の鋼矢板を示す断面図である。 図５とは異なる前記第２参考形態の鋼矢板を示す断面図である。 前記参考形態の鋼矢板を用いた支持力測定実験の結果を表すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る鋼矢板を示す正面図および側面図である。 (Ｅ)は前記第１実施形態に係る鋼矢板を示す側面図であり、(Ａ)〜(Ｄ)は前記参考形態における各種の鋼矢板を示す側面図である。 前記参考形態における図９とは異なる鋼矢板を示す側面図である。 本発明の変形例に係る鋼矢板の鋼矢板本体を示す正面図である。 本発明の変形例に係る鋼矢板の閉合鋼材を示す正面図である。 前記参考形態を適用した鋼矢板基礎構造を示す垂直方向の断面図である。 前記鋼矢板基礎構造を示す側面図である。 前記鋼矢板基礎構造を示す水平方向の断面図である。 前記鋼矢板基礎構造の変形例を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明には含まれないが後述する本発明の実施形態で参照する第１参考形態に係る鋼矢板１を示す正面図および側面図である。図２は、前記第１参考形態の鋼矢板１を示す断面図であり、図２(Ａ)は、図１に矢視IIA-IIA線で示す断面図であり、図２(Ｂ)は、図１に矢視IIB-IIB線で示す断面図である。図３は、図２とは異なる第１参考形態の鋼矢板１を示す断面図であり、図３(Ａ)は、図１に矢視IIIA-IIIA線で示す断面図であり、図３(Ｂ)は、図１に矢視IIIB-IIIB線で示す断面図である。
図１〜図３において、鋼矢板１は、鋼矢板本体２と、この鋼矢板本体２の長手方向（軸方向）先端部（地盤に貫入される先端側）に接合された閉合鋼材３とを有して構成されている。

鋼矢板本体２は、図２および図３に示すように、熱間圧延で製造され、断面中央に位置するウェブ部２１と、このウェブ部２１の両端に連続して形成された一対のフランジ部２２，２２と、これら一対のフランジ部２２，２２の先端側に形成された継手部２３，２３とを有して形成されている。そして、図２に示す鋼矢板本体２（２Ａ）は、所謂Ｕ形鋼矢板と呼ばれるもので、一対のフランジ部２２，２２の先端同士が略平行に設けられた略Ｕ字形の断面形状を有したものである。一方、図３に示す鋼矢板本体２（２Ｂ）は、所謂ハット形鋼矢板と呼ばれるもので、一対のフランジ部２２，２２の先端同士がハ字形に開くとともに、継手部２３，２３が側方に延びて設けられたハット形の断面形状を有したものである。これらの鋼矢板本体２（２Ａ，２Ｂ）では、ウェブ部２１からフランジ部２２先端までのウェブ部２１に直交する長さ寸法が、当該鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈとされている。

閉合鋼材３は、鋼矢板本体２の長手方向先端部における一対のフランジ部２２，２２の先端間に渡り、鋼矢板本体２の開断面を閉じて閉断面を形成するように接合されている。そして、図２に示す閉合鋼材３（３Ａ）は、Ｕ形鋼矢板である鋼矢板本体２Ａを所定の長さ寸法Ｌに切断して形成されたものである。一方、図３に示す閉合鋼材３（３Ｂ）は、ハット形鋼矢板である鋼矢板本体２Ｂを所定の長さ寸法Ｌに切断するとともに、その継手部２３，２３を切断して断面略コ字形に形成されたものである。このような閉合鋼材３は、鋼矢板本体２のウェブ部２１およびフランジ部２２，２２と面対称になるように、鋼矢板本体２の継手部２３，２３に溶接接合されている。また、閉合鋼材３における鋼矢板本体２の長手方向に沿った長さ寸法Ｌは、鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈに対して２倍以上かつ７倍以下（２．０ｈ≦Ｌ≦７．０ｈ）に設定されている。

図４は、本発明には含まれないが後述する本発明の実施形態で参照する第２参考形態に係る鋼矢板１を示す正面図および側面図である。図５は、前記第２参考形態の鋼矢板１を示す断面図であり、図５(Ａ)は、図４に矢視ＶA-ＶA線で示す断面図であり、図５(Ｂ)は、図４に矢視ＶB-ＶB線で示す断面図である。図６は、図５とは異なる第２参考形態の鋼矢板１を示す断面図であり、図６(Ａ)は、図４に矢視VIA-VIA線で示す断面図であり、図６(Ｂ)は、図４に矢視VIB-VIB線で示す断面図である。
図４〜図６において、閉合鋼材３（３Ｃ）は、平板状の鋼板から構成され、鋼矢板本体２（２Ａ，２Ｂ）のフランジ部２２，２２の先端間に渡り、鋼矢板本体２の開断面を閉じて閉断面を形成するように溶接接合されている。そして、閉合鋼材３における鋼矢板本体２の長手方向に沿った長さ寸法Ｌは、鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈに対して２倍以上かつ７倍以下（２．０ｈ≦Ｌ≦７．０ｈ）に設定されている。また、図５に示す鋼矢板本体２Ａは、図２と同様のＵ形鋼矢板を用いたもので、図６に示す鋼矢板本体２Ｂは、図３と同様のハット形鋼矢板を用いたものである。

以上の鋼矢板１を地盤に打設した際に得られる支持力（地盤抵抗）に関して実施した実験について図７に基づいて説明する。この実験では、前記閉合鋼材３の長さ寸法Ｌと鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈとの寸法比（Ｌ／ｈ）を、０倍（つまり閉合鋼材３を設けない場合）から１０倍まで（Ｌ／ｈ＝１．０，２．０，４．０，６．０，１０）の各ケースについて実施した。
図７は，本実験の結果を表すグラフであって、横軸が閉合鋼材３の長さ寸法Ｌと鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈとの寸法比Ｌ／ｈで、縦軸が得られる支持力Ｐ（地盤抵抗）の最大支持力Ｐｍに対する比Ｐ／Ｐｍである。ここで、最大支持力Ｐｍとしては、寸法比Ｌ／ｈが１０倍（Ｌ／ｈ＝１０）の場合の地盤抵抗値を用いた。

この実験結果から以下のことが判明した。
（１）閉合鋼材３を配置しない場合（すなわちＬ／ｈ＝０の場合）には、最大支持力Ｐｍの約３３％の支持力Ｐしか発揮しないが、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌが長くなると支持力Ｐが次第に増加する。
（２）寸法比Ｌ／ｈが６．４倍以上（Ｌ／ｈ≧６．４）の場合には、最大支持力Ｐｍと同等の支持力Ｐを発揮することができる。
（３）寸法比Ｌ／ｈが１．０倍（Ｌ／ｈ＝１．０）の鋼矢板１では、寸法比Ｌ／ｈが２．０倍（Ｌ／ｈ＝２．０）の場合よりも大きな支持力Ｐを発揮したが、実験後に鋼矢板１を調査した結果、先端部分で折れ曲がりが発生していた。
以上の実験結果から、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌが鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈの２倍よりも小さい（Ｌ／ｈ＜２．０）と、先端部での折れ曲がりの危険性があり、支持力Ｐを確実に発揮することができないことが明らかである。また、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌを鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈの６．４倍以上としても、最大支持力Ｐｍ以上に支持力が増加しないことが明らかである。そして、閉合鋼材３は、部材を切断して溶接加工により配置されるものであるため、その長さ寸法Ｌを小さくすることが経済的であることから、余裕長を考慮して閉合鋼材３の長さ寸法Ｌは、鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈの７倍以下であることが最適である。

以上のような第１および第２参考形態の鋼矢板１によれば、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、閉合鋼材３を鋼矢板本体２の先端部に接合して鋼矢板本体２の開断面を閉じて閉断面形状としたことで、鋼矢板１を地盤に打設した際に、閉断面部分に入り込んだ土塊が締め固められて鋼矢板１の先端部が閉塞されることによって、その先端閉塞部分の投影面積に応じた高い先端支持力を得ることができる。そして、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌが鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈに対して２倍以上に設定されていることで、支持層などの硬質な地盤に鋼矢板１の先端部を打ち込む場合でも、閉合鋼材３のめくれ上がりが防止できるとともに、鋼矢板本体２の変形を防止して打設後の鉛直精度が確保できる。さらに、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌが鋼矢板本体２の断面高さ寸法ｈに対して７倍以下に設定されていることで、打設時の摩擦抵抗を抑制して施工性を向上させることができる。従って、支持層としての硬質な地盤に確実に打設して高い先端支持力が得られることから、支持構造として利用する場合に確実な鉛直支持力を発揮させることができ、鋼矢板１を用いた安価な基礎構造を構築することができる。

図８は、本発明の第１実施形態に係る鋼矢板１を示す正面図および側面図である。
図８において、本実施形態の鋼矢板１は、前記第１または第２の参考形態と同様な基本構成を有するが、鋼矢板１の先端部、すなわち鋼矢板本体２の先端部および閉合鋼材３の先端部には、閉合鋼材３側から鋼矢板本体２側に向かって先端方向（下方）に傾斜した傾斜面２４，３１が形成されている。また、閉合鋼材３の上端部には、閉合鋼材３側から鋼矢板本体２側に向かって上方に傾斜した傾斜面３２が形成されている。なお、図８に示す鋼矢板本体２は、図２と同様のＵ形鋼矢板（鋼矢板２Ａ）を用いたものでもよく、図３と同様のハット形鋼矢板（鋼矢板２Ｂ）を用いたものでもよい。

次に、前記第１参考形態の鋼矢板１に傾斜面を形成した例を図９に示す。ここで、図９(Ａ)は、前記第１参考形態の鋼矢板１の側面図であり、図９(Ｂ)は、鋼矢板本体２の先端部に傾斜面２４を形成した鋼矢板１の側面図であり、図９(Ｃ)は、鋼矢板本体２の先端部および閉合鋼材３の先端部に傾斜面２４，３１を形成した鋼矢板１の側面図であり、図９(Ｄ)は、閉合鋼材３の先端部に傾斜面３１を形成した鋼矢板１の側面図であり、図９(Ｅ)は、鋼矢板本体２の先端部および閉合鋼材３の先端部に傾斜面２４，３１を形成しかつ閉合鋼材３の上端部に傾斜面３２を形成した鋼矢板１の側面図である。図９では、図９(Ｅ)の鋼矢板１が、本発明の実施形態である。
以上の各図に示されるように、鋼矢板本体２および閉合鋼材３の両方に傾斜面２４，３１が形成されてもよく、あるいは鋼矢板本体２および閉合鋼材３のいずれか一方に形成されてもよい。さらに、閉合鋼材３に傾斜面３１および傾斜面３１，３２を形成する場合には、傾斜面３１，３２以外の直線部分の長さが前記長さ寸法Ｌ以上となるように設定されている。

また、前記第２参考形態の鋼矢板１に傾斜面を形成した例を図１０に示す。ここで、図１０(Ａ)は、前記第２参考形態の鋼矢板１の側面図であり、図１０(Ｂ)は、鋼矢板本体２の先端部に傾斜面２４を形成した鋼矢板１の側面図である。この図１０に示す鋼矢板１においても、閉合鋼材３の長さが前記長さ寸法Ｌ以上となるように設定されている。
さらに、鋼矢板１において、鋼矢板本体２の先端が閉合鋼材３の先端よりも下方に突出して形成されていてもよい。この場合、下方に突出した鋼矢板本体２の先端に図９(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｅ)あるいは図１０(Ｂ)のように、傾斜面２４が形成されていてもよいし、図１や図４のように、傾斜面２４が形成されずに略水平に切断されていてもよい。

以上のような第１実施形態の鋼矢板１によれば、前記第１および第２の参考形態で得られる作用、効果に加えて、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、鋼矢板１を地中に打設する際に鋼矢板本体２に作用する曲げモーメントを低減させることができ、鋼矢板１の先端部に変形や折れ曲がりを防止しつつ施工することができるために、鋼矢板１の施工精度を向上させることができる。具体的には、鋼矢板１の先端閉塞部分に作用する上向きの地盤抵抗と鋼矢板１の施工荷重力とが偏心することから閉合鋼材３の上部位置における鋼矢板本体２に曲げモーメントが作用することになる。しかし、鋼矢板１の先端部に傾斜面２４，３１を形成したことで、この傾斜面２４，３１に作用する斜め上向きの地盤抵抗によって、前記偏心による曲げモーメントを打ち消す方向に作用する曲げモーメントが生じ、これによって鋼矢板本体２に作用する曲げモーメントを低減させることができる。
さらに、鋼矢板本体２の先端が閉合鋼材３の先端よりも下方に突出して形成されていれば、この突出した鋼矢板本体２の先端が地盤に引っ掛かって回転抵抗として機能することで、前記偏心による曲げモーメントに抵抗することができ、鋼矢板本体２に生じる曲げ応力を低減させて鋼矢板本体２や閉合鋼材３の変形をより効果的に防止することができる。
また、図９(Ｅ)および図８(Ａ)，(Ｂ)に示すように、閉合鋼材３の上端部に傾斜面３２が形成されていると、曲げ変形に抵抗する補強リブとして作用するために、鋼矢板本体２や閉合鋼材３の折れ曲がりを抑制することができる。

また、本発明の鋼矢板１において、鋼矢板本体２および閉合鋼材３には、以下の図１１、図１２に示すような突起２５，３２，３３が形成されていることが好ましい。ここで、図１１は、前記実施形態の変形例に係る鋼矢板１の鋼矢板本体２を示す正面図である。図１２は、変形例に係る鋼矢板１の閉合鋼材３を示す正面図である。
図１１において、鋼矢板本体２の先端部におけるウェブ部２１の内面、つまり閉合鋼材３と対向する側の面には、複数の棒状鋼材を溶接固定した突起２５が形成されている。これらの突起２５は、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌの範囲内、つまり鋼矢板１を地盤に打設した際に先端閉塞部分となる位置に設けられ、鋼矢板本体２の長手方向に直交して形成されている。
一方、図１２において、閉合鋼材３の内面、つまり鋼矢板本体２のウェブ部２１と対向する側の面には、転造により形成した複数の平行線状の突起３２（図１２(Ａ)）、あるいは転造により形成した複数のチェッカー状突起３３（図１２(Ｂ)）が形成されている。なお、図１２(Ａ)に示す閉合鋼材３の平行線状の突起としては、棒状鋼材を溶接固定したものでもよい。
以上のような突起２５，３２，３３が形成されていれば、地盤との摩擦力が増加するために、地盤の閉塞性がさらに向上して先端支持力を確実に発揮させることができる。

次に、本発明の鋼矢板基礎構造について、前記参考形態を参照しながら図１３〜図１６に基づいて説明する。
図１３は、鋼矢板基礎構造を示す垂直方向の断面図であり、図１４は、鋼矢板基礎構造を示す側面図である。図１５は、鋼矢板基礎構造を示す水平方向の断面図である。図１６は、鋼矢板基礎構造の変形例を示す側面図である。
図１３〜図１５において、鋼矢板基礎構造は、前記第１〜第２の参考形態または第１実施形態の鋼矢板１と、他の形態の鋼矢板１Ａとを含む複数の鋼矢板１，１Ａを地盤Ｇに貫入するとともに平面多角形状に連結した上部に、コンクリート製フーチングＦを一体的に構築して構成され、フーチングＦの上側に構築される橋脚等の上部構造Ｓの荷重を支持するものである。ここで、他の形態の鋼矢板１Ａとしては、前記鋼矢板１の鋼矢板本体２のみから構成され、つまり閉合鋼材３が接合されていない通常のＵ形鋼矢板やハット形鋼矢板である。そして、本実施形態では、閉合鋼材３を有した鋼矢板１と、閉合鋼材３を有さない鋼矢板１Ａとが１枚ごとに交互に連結されるとともに、これらの鋼矢板１，１Ａの先端が地盤Ｇにおける支持層Ｇ１に貫入されており、この支持層Ｇ１への貫入深さは、前記閉合鋼材３の長さ寸法Ｌと略同一か、閉合鋼材３の長さ寸法Ｌ以上に設定されている。
一方、図１６に示す鋼矢板基礎構造では、閉合鋼材３を有した鋼矢板１の先端は、支持層Ｇ１に貫入されるものの、閉合鋼材３を有さない鋼矢板１Ａの先端は、支持層Ｇ１に貫入されずに、支持層Ｇ１よりも上方位置（例えば、中間層）で止められている。

以上のような鋼矢板基礎構造によれば、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、前述したように鋼矢板１によって高い支持力が得られることから、従来の鋼矢板を連続閉合した基礎構造と比較して、飛躍的に大きな支持力を発揮することができるために、基礎構造の寸法（例えば、フーチングＦの底面積）を縮小することができ、基礎の施工スペースの縮小を図るとともに、施工コストを縮減することができる。さらに、基礎構造として必要な支持力が確保可能なように、閉合鋼材３を有する鋼矢板１を適宜用いることにより、さらに経済性に優れる基礎構造を提供することができる。閉合鋼材３を有さない鋼矢板１Ａの先端を中間層で止めるようにすれば、その打設に要する施工手間や施工コスト、材料コストを節約することができるとともに、硬質な支持層Ｇ１への打設に伴う鋼矢板１Ａの変形を防止して施工精度を向上させることができる。

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、前記実施形態においては、鋼矢板１の鋼矢板本体２としてＵ形鋼矢板やハット形鋼矢板を利用したが、鋼矢板本体２に用いる鋼矢板は、ウェブ部２１、フランジ部２２および継手部２３を有したものであればよく、その形態は特に限定されない。また、閉合鋼板３に用いる部材も、Ｕ形鋼矢板やハット形鋼矢板を用いた閉合鋼材３Ａ，３Ｂや、平板状の鋼板からなる閉合鋼材３Ｃに限らず、任意の形態のものが利用可能である。

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。

１，１Ａ…鋼矢板、２，２Ａ，２Ｂ…鋼矢板本体、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…閉合鋼材、２１…ウェブ部、２２…フランジ部、２３…継手部、２４，３１，３２…傾斜面、２５，３２，３３…突起、Ｌ…閉合鋼材の長さ寸法、ｈ…鋼矢板本体の断面高さ寸法、Ｆ…フーチング、Ｇ…地盤、Ｇ１…支持層、Ｓ…上部構造。

Claims (3)

1. ウェブ部と、このウェブ部の両端に連続して形成された一対のフランジ部と、これら一対のフランジ部の先端側に形成された継手部とを有した鋼矢板本体と、
   前記鋼矢板本体の長手方向先端部における前記一対のフランジ部の先端間に渡って接合され、当該鋼矢板本体の開断面を閉じる閉合鋼材とを備え、
   前記閉合鋼材の前記鋼矢板本体の長手方向に沿った長さ寸法が、前記ウェブ部からフランジ部先端までの当該鋼矢板本体の断面高さ寸法に対して２倍以上に設定され、
   前記閉合鋼材の前記長手方向先端と反対側の上端部に形成され、当該閉合鋼材から鋼矢板本体に向かって傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする鋼矢板。
2. 請求項１に記載の閉合鋼材を有した鋼矢板を含む複数の鋼矢板が平面多角形状に連結されるとともに、これらの鋼矢板の上部にコンクリート製フーチングが一体的に形成されたことを特徴とする鋼矢板基礎構造。
3. 請求項２に記載の鋼矢板基礎構造において、
   前記閉合鋼材を有した鋼矢板と前記閉合鋼材を有さない鋼矢板とが所定本数ごとに交互に連結され、前記閉合鋼材を有した鋼矢板の先端が地盤の支持層に貫入され、
   前記閉合鋼材を有さない鋼矢板の先端が前記支持層に貫入されるか、または前記支持層よりも上方位置で止められることを特徴とする鋼矢板基礎構造。

Images