JP2014148798A - Steel sheet pile - Google Patents

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典佳 原田
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隆太 田中
Kazuhide Toda
和秀 戸田
Shinya Hayashi
慎也 林
Hiroshi Yamashita
浩 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel sheet pile which is excellent in at least one of processability and economy in comparison with an existing steel sheet pile, and has a suitable shape in a cross section.SOLUTION: In a steel sheet pile, a block resistance formula indicating block resistance being dominant resistance at the installation of the sheet pile 3 is created, the formula is sorted into three formula groups corresponding to three cross shape groups which are stabilized as performance ranges which are regulated with lower limit regions of a processability evaluation index and an economy evaluation index of an existing steel pile as upper limits of the steel sheet pile by using a graph indicating a relationship between a processability evaluation index which indicates a ratio of the block resistance per sheet of a hat-shaped steel sheet pile 1 in the existing steel sheet pile or per pair of Z-shaped steel sheet piles 2 which are hat-shaped in a pair of two sheets with respect to a cross shape, and an economy evaluation index indicating a ratio with respect to a cross shape coefficient of the cross shape per meter of a width in a wall direction at the formation of a wall body in the existing steel sheet pile, and the steel sheet pile has a hat shape or a Z shape having an effective width of 1,270 mm or more at which at least either of values of the processability evaluation index and the economy evaluation index becomes smaller than a value of the existing steel sheet pile.

Description

本発明は、土木分野や建築分野において土留壁、護岸等として利用される鋼矢板に関する。   The present invention relates to a steel sheet pile used as a retaining wall, revetment, etc. in the field of civil engineering and construction.

従来、鋼矢板に関しては、ハット形鋼矢板(例えば、特許文献1、2参照)やZ形鋼矢板(例えば、特許文献3参照)が一般的に知られている。
特許文献1では、打設時のハット形鋼矢板の貫入抵抗を最小限に抑制させることに着目しており、施工性が改善されたハット形鋼矢板が示されている。前記ハット形鋼矢板に対する施工性評価技術としては、鋼矢板縮尺模型の土槽試験の知見にのみ基づいて作成された施工性指標Rが示されている。前記施工性指標Rは、ハット形鋼矢板の形状のフランジ幅、ウェブ角度、断面高さによって算定される評価式、すなわちウェブ角度の正接と(フランジ幅/断面高さ)比の積で表され、前記施工性指標Rと貫入抵抗との間には正の相関関係にあることが示されている。この前記施工性指標Rを利用して、所定の断面二次モーメントに対して貫入抵抗を最小化するウェブ角度に設定されたハット形鋼矢板であることを特徴としている。
Conventionally, regarding steel sheet piles, hat-shaped steel sheet piles (for example, see Patent Documents 1 and 2) and Z-shaped steel sheet piles (for example, see Patent Document 3) are generally known.
Patent Document 1 focuses on minimizing the penetration resistance of the hat-shaped steel sheet pile at the time of placing, and shows a hat-shaped steel sheet pile with improved workability. As a workability evaluation technique for the hat-shaped steel sheet pile, a workability index R created based only on the knowledge of a soil tank test of a steel sheet pile scale model is shown. The workability index R is an evaluation formula calculated by the flange width, web angle, and section height of the hat-shaped steel sheet pile, that is, the product of the tangent of the web angle and the ratio (flange width / section height). It is shown that there is a positive correlation between the workability index R and the penetration resistance. Using the workability index R, a hat-shaped steel sheet pile set to a web angle that minimizes penetration resistance with respect to a predetermined second moment of section is characterized.

また、特許文献2には、ハット形鋼矢板に対する施工性評価技術として前記施工性指標Rと同様な評価式を用いており、経済性、施工性が改善されたハット形鋼矢板が示されている。
また、特許文献3にはZ形鋼矢板に対する施工性評価技術として前記施工性指標Rと同様な評価式が用いられており、経済性、施工性が改善されたZ形鋼矢板が示されている。
このように、従来では、鋼矢板に対する施工性評価技術として施工性指標Rに基づいて施工性を評価している。
Patent Document 2 uses the same evaluation formula as the workability index R as a workability evaluation technique for a hat-shaped steel sheet pile, and shows a hat-shaped steel sheet pile with improved economy and workability. Yes.
Patent Document 3 uses an evaluation formula similar to the workability index R as a workability evaluation technique for a Z-shaped steel sheet pile, and shows a Z-shaped steel sheet pile with improved economy and workability. Yes.
Thus, conventionally, workability is evaluated based on the workability index R as a workability evaluation technique for steel sheet piles.

特許第3488233号公報Japanese Patent No. 3488233 特開2012−158910号公報JP 2012-158910 A 特許第4873097号公報Japanese Patent No. 4873097

しかしながら、従来のハット形鋼矢板又はZ形鋼矢板における施工性指標Rには、以下のような問題があった。
従来の施工性指標Rは、模型試験の知見にのみ基づき作成されているため、実大鋼矢板の施工性評価への適用性は検証されていなかった。そこで、発明者は従来の施工性指標Rの実大鋼矢板への施工性評価の適用性を検証した。すなわち、実大鋼矢板について打設深度を13mとした実大施工試験を実施し、実大鋼矢板の施工性を施工性指標Rに基づき評価し、各鋼矢板の動的抵抗と比較した。ここで動的抵抗とは、施工マシンの油圧値等に基づき算定される計測値であり、動的抵抗が小さい鋼矢板は、貫入に必要な油圧値が小さい、すなわち、打設抵抗が抑制された施工性が優れた鋼矢板と評価される。
However, the workability index R in the conventional hat-shaped steel sheet pile or Z-shaped steel sheet pile has the following problems.
Since the conventional workability index R is created based only on the knowledge of the model test, the applicability to the workability evaluation of a full-scale steel sheet pile has not been verified. Then, the inventor verified the applicability of the workability evaluation to the full-scale steel sheet pile of the conventional workability index R. That is, a full-scale construction test was performed on the full-size steel sheet pile with a placement depth of 13 m, the workability of the full-size steel sheet pile was evaluated based on the workability index R, and compared with the dynamic resistance of each steel sheet pile. Here, the dynamic resistance is a measured value calculated based on the hydraulic pressure value of the construction machine, etc., and the steel sheet pile with a small dynamic resistance has a small hydraulic value necessary for penetration, that is, the placing resistance is suppressed. It is evaluated as a steel sheet pile with excellent workability.

図25に示すように、基準とした鋼矢板(鋼矢板(1))を1とした場合の各鋼矢板の施工性指標Rの比率と動的抵抗の比率の関係を調べたところ、相関係数0.401の相関関係が得られている。これは、前述の特許文献1〜3の模型試験で得られた結果と反し、相関が低い。   As shown in FIG. 25, when the reference steel sheet pile (steel sheet pile (1)) is set to 1, the relationship between the ratio of the workability index R of each steel sheet pile and the ratio of the dynamic resistance is examined. A correlation of the number 0.401 is obtained. This is contrary to the results obtained in the model tests of Patent Documents 1 to 3, and the correlation is low.

さらに次に、従来の施工性指標Rの適用範囲の限界を詳細に調査した。各鋼矢板は、第一フランジと第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板であり、前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とした場合における、前記有効幅900mm以下と有効幅1270mm以上の鋼矢板である。   Next, the limit of the application range of the conventional workability index R was investigated in detail. Each steel sheet pile is composed of a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, and a pair of second sheets having a joint at the tip extending in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange of the web. It is a hat-shaped steel sheet pile made of a flange, and the effective width is 900 mm or less and the effective width is 1270 mm or more when the length between the fitting centers of the pair of joints at the tip of the second flange is the effective width. Steel sheet pile.

前記有効幅900mm以下である鋼矢板(4)に着目すると、鋼矢板(4)は、図25における施工性指標Rの比率と動的抵抗の比率が等しくなる直線との相関係数が0.997であり、相関が極めて高いことが明らかになった。
また、有効幅1270mm以上の鋼矢板である鋼矢板(1)、(2)および(3)に着目すると、図25における施工性指標Rの比率と動的抵抗Ruの比率が等しくなる直線との相関係数が0.349であり、相関が低いことが明らかになった。
When paying attention to the steel sheet pile (4) having an effective width of 900 mm or less, the steel sheet pile (4) has a correlation coefficient between the ratio of the workability index R in FIG. 997, indicating that the correlation is extremely high.
Further, when paying attention to the steel sheet piles (1), (2) and (3) which are steel sheet piles having an effective width of 1270 mm or more, the straight line in which the ratio of the workability index R and the ratio of the dynamic resistance Ru in FIG. The correlation coefficient was 0.349, indicating that the correlation was low.

つまり、従来の施工性指標Rは、有効幅900mm以下の実大鋼矢板の施工性評価が可能であり、有効幅1270mm以上の実大鋼矢板の施工性評価の適用性が無いことから、実大鋼矢板の施工性評価に関して有効幅に関する適用範囲があることが明らかになった。すなわち、従来の施工性指標Rには有効幅1270mm以上での実大鋼矢板の施工性評価の適用性が無いという課題があることが明らかになった。
よって、有効幅1270mm以上の実大鋼矢板の施工性評価の適用性が確実に可能となる施工性評価技術が求められていた。
In other words, the conventional workability index R can be used to evaluate the workability of a full-size steel sheet pile having an effective width of 900 mm or less, and is not applicable to the workability evaluation of a full-size steel sheet pile having an effective width of 1270 mm or more. It was revealed that there is an applicable range related to the effective width for evaluating the workability of large steel sheet piles. That is, it has been clarified that the conventional workability index R has a problem that there is no applicability of workability evaluation of a full-size steel sheet pile with an effective width of 1270 mm or more.
Therefore, there has been a demand for a workability evaluation technique that can reliably apply the workability evaluation of an actual steel sheet pile having an effective width of 1270 mm or more.

そのため、有効幅にかかわらず、すべての領域の形状に対して、施工性を好適に評価することが可能であり、特に、従来の施工性指標Rの適用範囲外である有効幅1270mm以上の実大鋼矢板の施工性評価が可能となる施工性評価技術に関して改善の余地があった。   Therefore, regardless of the effective width, it is possible to favorably evaluate the workability with respect to the shape of all regions, and in particular, an actual width of 1270 mm or more that is outside the application range of the conventional workability index R. There was room for improvement in terms of workability evaluation technology that enabled evaluation of workability of large steel sheet piles.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式を作成し、この閉塞抵抗式を利用することで、既存鋼矢板に比べて施工性及び経済性のうち少なくとも一方の性能に優れた好適な断面形状の鋼矢板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and creates an obstruction resistance formula indicating occlusion resistance that becomes a dominant resistance when placing a steel sheet pile, and uses this occlusion resistance formula to make existing steel It aims at providing the steel sheet pile of the suitable cross-sectional shape excellent in at least one performance among workability and economical efficiency compared with a sheet pile.

上記目的を達成するため、本発明に係る鋼矢板では、ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板であって、
第一フランジと該第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板と、ウェブと該ウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板と、において、
前記2枚一組のZ形鋼矢板で、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の前記ハット形鋼矢板、又は前記2枚一組のZ形鋼矢板であって、
打設時に、前記ハット形鋼矢板又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の第一フランジと、前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブと、で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式が作成され、既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たり、又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積の断面係数に対する比を示す経済性評価指数と、の関係を表したグラフにより、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群にグループ化し、前記既存鋼矢板の前記施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を当該鋼矢板の上限を規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群が設定され、
該式群は、
1700≦Ze≦2300cm/mの範囲に応じた第1式群と、
2300<Ze≦3400cm/mの範囲に応じた第2式群と、
3400cm/m<Zeの範囲に応じた第3式群と、
に分別され、
前記第1式群から第3式群のうち評価対象となる当該鋼矢板の断面係数Zeに対応する式群において、前記評価対象の鋼矢板の前記施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板の値より小さくなるように設定されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the steel sheet pile according to the present invention, a hat-shaped or Z-shaped steel sheet pile,
A hat comprising a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, and a pair of second flanges having a joint at the tip extending in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange of the web In a Z-shaped steel sheet pile comprising a hat-shaped steel sheet pile having a shape and a pair of parallel flanges having joints at opposite ends of the web and opposite ends of the web, a single hat-shaped steel sheet pile or joint is In a Z-shaped steel sheet pile that is a pair of two pieces that are fitted to form a hat,
When the two flanges on the side where the joint is fitted are the first flange and the two flanges on the side where the joint is not fitted are the second flanges in the set of two Z-shaped steel sheet piles, The length between the fitting centers of a pair of joints at the tip is an effective width, the effective width is 1270 mm or more of the hat-shaped steel sheet pile, or a set of two Z-shaped steel sheet piles,
A first flange of a Z-shaped steel sheet pile that is a pair of two hat-shaped steel sheet piles or joints fitted together at the time of placing, and a pair of webs extending from both ends of the first flange; In the area surrounded by, the occlusion that becomes the dominant resistance when placing steel sheet piles along the occlusion area where a higher restraint pressure is generated than the surrounding ground due to overlapping frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground Blocking resistance formula showing resistance is created, and blocking per one set of Z-shaped steel sheet piles per one hat-shaped steel sheet pile in existing steel sheet piles or a pair formed by fitting a joint into a hat shape Expressed the relationship between the workability evaluation index indicating the ratio of the resistance to the cross-sectional area and the economic evaluation index indicating the ratio of the cross-sectional area per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile. According to the graph, the construction Grouped into three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified on the lower limit line of the evaluation index and the economic evaluation index, and the lower limit area of the workability evaluation index and the economic evaluation index of the existing steel sheet pile Three formula groups according to the three cross-sectional shape groups formulated as a performance range that defines the upper limit of the steel sheet pile,
The formula group is
A first formula group corresponding to a range of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / m;
A second formula group corresponding to a range of 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m;
A third formula group corresponding to a range of 3400 cm 3 / m <Ze;
Sorted into
In the formula group corresponding to the section modulus Ze of the steel sheet pile to be evaluated among the first formula group to the third formula group, at least of the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile to be evaluated One value is set so that it may become smaller than the value of any existing steel sheet piles.

本発明では、ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板であって、第一フランジと第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板と、ウェブとウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板において、前記2枚一組のZ形鋼矢板において、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の前記ハット形または前記2枚一組のZ形鋼矢板において、打設時に前記第一フランジと前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブで囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式が作成され、この閉塞抵抗式に基づいて有効幅にかかわらず、すべての領域の形状に対して閉塞抵抗を評価することが可能となり、施工性を好適に評価することができる。   In the present invention, a steel sheet pile having a hat shape or a Z shape, comprising a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, the first flange on the opposite side of the web from the first flange. Z formed of a hat-shaped steel sheet pile having a pair of second flanges having a joint at a tip extending in parallel with the web, and a pair of parallel flanges having joints at ends extending in opposite directions to both ends of the web and the web. In a steel sheet pile having a shape, a hat-shaped steel sheet pile or a Z-shaped steel sheet pile that is made into a hat shape by fitting a joint into two pieces, The length between the fitting centers of the pair of joints at the tips of the second flanges when the flanges on both sides of the first flange and the joints not fitted with the second flange are the second flanges. In the hat shape or the two Z-shaped steel sheet piles each having an effective width of 1270 mm or more, and surrounded by a pair of webs extending from both ends of the first flange and the first flange at the time of placing In this area, the friction resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground overlaps, and the blockage resistance becomes the dominant resistance when the steel sheet pile is placed along the blockage area where higher restraint pressure is generated than the surrounding ground. A blockage resistance formula is created, and it becomes possible to evaluate the blockage resistance with respect to the shape of all regions regardless of the effective width based on this blockage resistance formula, and the workability can be evaluated appropriately.

そして、既存鋼矢板における前記ハット形一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の一組当たりの前記閉塞抵抗式により求められる閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積の断面係数に対する比を示す経済性評価指数と、の関係を表したグラフにより、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群がグループ化され、前記既存鋼矢板の前記施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を当該鋼矢板の上限を規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群が設定され、つまり、評価対象の鋼矢板の施工性評価指数及び経済性評価指数を、その評価対象の鋼矢板の断面係数が含まれる式群によって定式化された施工性評価指標及び経済性評価指標の性能範囲と比較することで、既存鋼矢板の施工性評価指数及び経済性評価指数と比較して評価することができる。
評価対象の鋼矢板は、前記3つの式群のうち評価対象となる当該鋼矢板の断面係数Zeに対応する式群において、前記評価対象の鋼矢板の前記施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板の値より小さくなるように設定することができる。
したがって、本発明では、従来の既存鋼矢板に比べて、施工性及び経済性のうち少なくとも一方の性能に優れた断面形状の鋼矢板を提供することができる。
Then, the blockage resistance breakage obtained by the blockage resistance formula per pair of Z-shaped steel sheet piles, which is a pair of the hat-shaped sheet piles in the existing steel sheet piles or by fitting two joints into a hat shape. By a graph showing the relationship between the workability evaluation index indicating the ratio to the area and the economic evaluation index indicating the ratio of the cross-sectional area per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile, Three cross-sectional shape groups are grouped according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index, and the workability evaluation index and economic evaluation of the existing steel sheet piles are grouped. Three formula groups are set according to the three cross-sectional shape groups, in which the lower limit area of the index is formulated as a performance range that defines the upper limit of the steel sheet pile, that is, the workability evaluation index and the warp of the steel sheet pile to be evaluated. The workability evaluation index of existing steel sheet piles is compared with the performance range of the workability evaluation index and economic evaluation index formulated by the formula group including the section modulus of the steel sheet pile to be evaluated. It can be evaluated in comparison with an index and an economic evaluation index.
The steel sheet pile to be evaluated is an expression group corresponding to the section modulus Ze of the steel sheet pile to be evaluated among the three expression groups, and the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile to be evaluated. It can set so that at least one value may become smaller than the value of any existing steel sheet pile.
Therefore, in this invention, compared with the conventional existing steel sheet pile, the cross-sectional-shaped steel sheet pile excellent in at least one performance among workability | operativity and economical efficiency can be provided.

また、本発明では、断面形状の小さいものから大きい鋼矢板について施工性評価指標及び経済性評価指標で評価して好適な断面形状のものを決定することができる。例えば、従来の評価方法では、施工性を評価できなかった有効幅1270mm以上の鋼矢板であっても、本発明の評価方法を適用することができる。   In the present invention, a steel sheet pile having a small cross-sectional shape can be evaluated with a workability evaluation index and an economic evaluation index to determine a suitable cross-sectional shape. For example, the evaluation method of the present invention can be applied even to a steel sheet pile having an effective width of 1270 mm or more for which workability could not be evaluated by the conventional evaluation method.

また、本発明では、前記ハット形鋼矢板、又は前記2枚一組のZ形鋼矢板であって、前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅を1270mm以上とすることができる。   In the present invention, the hat-shaped steel sheet pile, or the set of two Z-shaped steel sheet piles, wherein the effective width is the length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange. The effective width can be 1270 mm or more.

また、本発明に係る鋼矢板では、前記閉塞抵抗は、断面形状の前記第一フランジ幅、ウェブ角度、及び断面高さから求められることが好ましい。   In the steel sheet pile according to the present invention, it is preferable that the blocking resistance is obtained from the first flange width, the web angle, and the sectional height of the sectional shape.

この場合、評価対象の鋼矢板の断面形状の第一フランジ幅、ウェブ角度、及び断面高さから前記閉塞抵抗を容易に算定することができる利点がある。   In this case, there exists an advantage which can calculate the said obstruction | occlusion resistance easily from the 1st flange width, web angle, and cross-sectional height of the cross-sectional shape of the steel sheet pile of evaluation object.

また、本発明に係る鋼矢板では、前記式群は、(断面高さ/最小板厚)比<39の範囲を満足するように設定されていることが好ましい。ここで最小板厚とは、継手を除いた第一フランジ板厚、ウェブ板厚または第二フランジ板厚のうちの最小の板厚である。   In the steel sheet pile according to the present invention, it is preferable that the formula group is set so as to satisfy a range of (section height / minimum plate thickness) ratio <39. Here, the minimum plate thickness is the minimum plate thickness among the first flange plate thickness, web plate thickness, or second flange plate thickness excluding the joint.

この場合、施工時の断面変形と相関の高い断面形状因子である(断面高さ/最小板厚)比を式群の制約値として設け、(断面高さ/最小板厚)比<39の範囲となる鋼矢板とすることで、鋼矢板の第二フランジの先端に有する一方の継手から他方の継手までの壁体形成時の壁方向の最外縁間の長さを全幅とした場合の鋼矢板の全幅の変形量を製作許容差内に抑制し、全幅の変化が殆ど無い健全な状態の鋼矢板の打設速度と同等に良好な施工を行うことができる。   In this case, the (section height / minimum sheet thickness) ratio, which is a section shape factor having a high correlation with the section deformation at the time of construction, is provided as a constraint value of the formula group, and the (section height / minimum sheet thickness) ratio <39 range Steel sheet pile when the length between the outermost edges in the wall direction at the time of wall body formation from one joint to the other joint at the tip of the second flange of the steel sheet pile is full width The deformation amount of the full width of the steel sheet can be suppressed within the manufacturing tolerance, and the work can be performed as well as the driving speed of the steel sheet pile in a healthy state with almost no change in the full width.

また、本発明に係る鋼矢板では、前記式群は、断面形状がハット形状であるハット形鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板を保持するための当該鋼矢板の第一フランジ幅、ウェブ角度から決まる幾何制約と、座屈防止のための鋼材降伏強度に応じた幅厚比から規定される構造制約と、が設定されていることが好ましい。   Further, in the steel sheet pile according to the present invention, the group of formulas holds a hat-shaped steel sheet pile having a hat-shaped cross section or a Z-shaped steel sheet pile that is made into a pair by fitting two joints into a hat shape. The first flange width of the steel sheet pile to do, the geometric constraints determined from the web angle, and the structural constraints defined from the width-thickness ratio according to the steel yield strength for buckling prevention preferable.

この場合、断面形状がハット形鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板を保持するための鋼矢板の第一フランジ幅、ウェブ角度から決まる幾何制約を満足し、例えば、EURO CODEのclass3の規格で設定されている幅厚比制約を構造制約として規格が要求する座屈性能を満足する式群を設定することができ、鋼矢板の幾何制約及び構造制約を満足した鋼矢板を提供することができる。   In this case, the cross-sectional shape is determined by the first flange width and web angle of the steel sheet pile for holding a pair of Z-shaped steel sheet piles in a hat shape by fitting a hat-shaped steel sheet pile or joint. Satisfying the constraints, for example, a width-thickness ratio constraint set in the EURO CODE class 3 standard can be used as a structural constraint, and a set of equations that satisfy the buckling performance required by the standard can be set. In addition, a steel sheet pile satisfying structural constraints can be provided.

本発明の鋼矢板によれば、閉塞抵抗を考慮した評価方法を用いることで、いずれの既存鋼矢板に比べて施工性及び経済性のうち少なくとも一方の性能に優れた好適な断面形状の鋼矢板を提供することができる。
鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗が抑制された鋼矢板となっているため、施工荷重を低減でき大型の施工重機が不要となり施工費を抑制することができる。また、施工速度に大きな影響を与える全幅変化量と相関の高い断面形状因子である(断面高さ/最小板厚)比を制限しているため、打設時の鋼矢板の全幅変形量を製作許容差内に抑制し、全幅の変化が殆ど無い健全な状態の鋼矢板の打設速度と同等な良好な施工を行うことができるため、経済的な高剛性の薄肉大断面の鋼矢板であっても施工歩掛りの低下を防ぐことができる。
さらに、鋼材降伏強度に応じた幅厚比から規定される座屈防止に関する構造制約を満足しているため、薄肉で経済的な鋼矢板でありながら、打設時の局部的な変形を防止できる鋼矢板を提供することができる。
According to the steel sheet pile of the present invention, a steel sheet pile having a suitable cross-sectional shape excellent in at least one of workability and economic efficiency as compared with any existing steel sheet pile by using an evaluation method considering blocking resistance. Can be provided.
Since it becomes the steel sheet pile in which the obstruction | occlusion resistance which becomes dominant resistance at the time of steel sheet pile driving | running | working was suppressed, a construction load can be reduced and a large construction heavy machine becomes unnecessary and construction cost can be suppressed. In addition, because the ratio of the cross-sectional shape factor (cross-sectional height / minimum sheet thickness), which has a high correlation with the amount of change in the total width that has a large effect on the construction speed, is limited, the full-width deformation of the steel sheet pile at the time of casting is manufactured. The steel sheet pile with a thin and large cross section with high rigidity is economical because it is possible to perform a good construction equivalent to the driving speed of a steel sheet pile in a healthy state that is suppressed within the tolerance and hardly changes in the entire width. However, it is possible to prevent a decrease in the construction yield.
Furthermore, because it satisfies the structural constraints on buckling prevention specified by the width-to-thickness ratio according to the steel yield strength, it can prevent local deformation at the time of placing while being a thin and economical steel sheet pile. A steel sheet pile can be provided.

断面形状がハット形状であるハット形鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Z-shaped steel sheet pile which makes a hat shape by fitting the hat-shaped steel sheet pile or cross-section with a hat shape, and making it into a hat shape. 本発明の実施の形態による打設抵抗評価式を説明するための鋼矢板の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the steel sheet pile for demonstrating the placement resistance evaluation type | formula by embodiment of this invention. 鋼矢板の閉塞領域について説明する図である。It is a figure explaining the obstruction | occlusion area | region of a steel sheet pile. 既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗と断面積の比を示す施工性評価指数(F閉塞/A)と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積と断面係数の比を示す経済性評価指数(A/Ze)との関係を示す図である。Workability evaluation showing the ratio of blockage resistance and cross-sectional area per pair of Z-shaped steel sheet piles in one pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or by fitting two joints into a hat shape shows an exponential (F occlusion / a), the relationship between economic evaluation index that indicates the ratio of the cross-sectional area and section modulus per width 1m wall direction during wall formation in existing sheet piles (a 0 / Ze) It is. 閉塞領域の放物線の二次関数の係数aと鋼矢板断面のウェブ角度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coefficient a of the quadratic function of the parabola of the obstruction | occlusion area | region, and the web angle of a steel sheet pile cross section. 閉塞領域の放物線の二次関数の定数cからなる関数(H−c)/Hと鋼矢板断面形状因子から構成される式との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the function (Hc) / H which consists of the constant c of the quadratic function of the parabola of the obstruction | occlusion area | region, and the formula comprised from a steel sheet pile cross-section factor. 閉塞領域に関する関数(U−k×L)/A閉塞と鋼矢板断面形状因子から構成される式との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the function (Uk * L) / A obstruction | occlusion regarding an obstruction | occlusion area | region, and the formula comprised from a steel sheet pile cross-sectional shape factor. 打設抵抗評価式による打設抵抗Fと打設抵抗計測値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the placement resistance F by a placement resistance evaluation type | formula, and the placement resistance measured value. 既存鋼矢板の断面係数を表す図である。It is a figure showing the section modulus of the existing steel sheet pile. 閉塞抵抗F閉塞の計算手順および計算条件を示したフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which showed the calculation procedure and calculation conditions of obstruction | occlusion resistance F obstruction | occlusion . 図4の第1式群を示す図である。It is a figure which shows the 1st formula group of FIG. 図4の第2式群を示す図である。It is a figure which shows the 2nd formula group of FIG. 図4の第3式群を示す図である。It is a figure which shows the 3rd type | formula group of FIG. 鋼矢板の(断面高さ/最小板厚)比と全幅差との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (cross-sectional height / minimum board thickness) ratio and a full width difference of a steel sheet pile. 鋼矢板の施工性を示す図であって、打設時間と打設深度との関係を示す図である。It is a figure which shows the workability | operativity of a steel sheet pile, Comprising: It is a figure which shows the relationship between placement time and placement depth. 本実施の形態による打設抵抗評価式による打設抵抗Fと動的抵抗の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the placement resistance F and dynamic resistance by the placement resistance evaluation type | formula by this Embodiment. 第1実施例による鋼矢板の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the steel sheet pile by 1st Example. 図17の鋼矢板を第1式群によって評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the steel sheet pile of FIG. 17 by the 1st formula group. 第2実施例による鋼矢板の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the steel sheet pile by 2nd Example. 図19の鋼矢板を第2式群によって評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the steel sheet pile of FIG. 19 by the 2nd formula group. 第3実施例による鋼矢板の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the steel sheet pile by 3rd Example. 図21の鋼矢板を第3式群によって評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the steel sheet pile of FIG. 21 by the 3rd type | formula group. 第4実施例による鋼矢板の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the steel sheet pile by 4th Example. 図23の鋼矢板を第3式群によって評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the steel sheet pile of FIG. 23 by the 3rd type | formula group. 従来技術による施工性指標Rと動的抵抗の関係を示す実大施工試験結果を示す図である。It is a figure which shows the full-scale construction test result which shows the relationship between the workability parameter | index R by a prior art, and dynamic resistance.

以下、本発明の実施の形態による鋼矢板について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, the steel sheet pile by embodiment of this invention is demonstrated based on drawing.

本実施の形態の鋼矢板は、ハット形状からなるハット形鋼矢板1、又はZ形状からなるZ形鋼矢板2を対象としている。これらハット形鋼矢板1、及びZ形鋼矢板2を総称して単に「鋼矢板3」という。
先ず、図1(a)に示すハット形鋼矢板1について説明する。ハット形鋼矢板1は、第一フランジ11と、第一フランジ11の両端から延伸する一対のウェブ12と、からなり、ウェブ12の第一フランジ11の反対側に第一フランジ11と平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジ13を有するハット形状の鋼矢板である。
また、Z形鋼矢板2は、ウェブ12と、ウェブ12の両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジ11、13と、からなるZ形状の鋼矢板であって、継手を嵌合させてハット形状の鋼矢板とした2枚で一組となる場合において、継手を嵌合した側の両者のフランジからなる第一フランジ11と、継手を嵌合しない側の第二フランジ13と、を有する。
The steel sheet pile of the present embodiment is intended for a hat-shaped steel sheet pile 1 made of a hat shape or a Z-shaped steel sheet pile 2 made of a Z shape. The hat-shaped steel sheet pile 1 and the Z-shaped steel sheet pile 2 are collectively referred to as “steel sheet pile 3”.
First, the hat-shaped steel sheet pile 1 shown to Fig.1 (a) is demonstrated. The hat-shaped steel sheet pile 1 includes a first flange 11 and a pair of webs 12 extending from both ends of the first flange 11, and extends parallel to the first flange 11 on the opposite side of the web 12 from the first flange 11. It is a hat-shaped steel sheet pile having a pair of second flanges 13 having a joint at the tip.
The Z-shaped steel sheet pile 2 is a Z-shaped steel sheet pile comprising a web 12 and a pair of parallel flanges 11 and 13 having joints at opposite ends of the web 12 extending in opposite directions. In the case where a pair is formed by fitting a joint into a hat-shaped steel sheet pile, the first flange 11 composed of both flanges on the side where the joint is fitted and the second side on the side where the joint is not fitted And a flange 13.

本実施の形態の鋼矢板3には、図2及び図3に示すように、打設時に前記第一フランジ11と前記第一フランジ11の両端から延伸する一対のウェブ12で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域が形成される。図2に示すように、前記閉塞領域には鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗が発生する。前記閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式F閉塞を新たに作成し、既に評価方法が知られている矢板先端断面に作用する先端抵抗F先端および前記閉塞領域に面する周面を除いた外周面に作用する外周抵抗F外周と、の和を打設抵抗Fとした前記打設抵抗Fを求めるための打設抵抗評価式が作成され、前記打設抵抗評価式は、後述する実大施工試験結果より、従来の施工性指標Rの適用範囲外であった有効幅の領域の施工性評価が可能であることが検証されている。つまり、新たに作成した前記閉塞抵抗式は、その施工性評価の妥当性が確認されている。既存鋼矢板よりも施工性に優れるハット形鋼矢板またはZ形鋼矢板の断面形状を案出するために、打設抵抗の支配的な抵抗となる閉塞抵抗に着目し、既存鋼矢板よりも閉塞抵抗が抑制された断面形状を見出すための施工性評価指数として、前記閉塞抵抗式により求められる前記ハット形鋼矢板1枚当たりまたは前記2枚一組のZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗(F閉塞)の断面積(A)に対する比を示す施工性評価指数(F閉塞/A)が設定され、さらには、経済性にも優れるハット形鋼矢板またはZ形鋼矢板を案出するために、壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積Aと断面係数Zeの比を示す経済性評価指数(A/Ze)が設定され、前記施工性評価指数及び経済性評価指数をそれぞれ横軸及び縦軸として表現されたグラフが作成される。 In the steel sheet pile 3 of the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, in the region surrounded by the first flange 11 and a pair of webs 12 extending from both ends of the first flange 11 during placement. Since the frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground overlaps, a closed region in which a higher restraint pressure than the surrounding ground is generated is formed. As shown in FIG. 2, a blocking resistance that becomes a dominant resistance when a steel sheet pile is placed is generated in the blocking region. An obstruction resistance type F occlusion that indicates the occlusion resistance is newly created and acts on the outer peripheral surface excluding the tip of the tip resistance F acting on the cross-section of the sheet pile tip and the peripheral surface facing the obstruction area, for which the evaluation method is already known. A placement resistance evaluation formula for determining the placement resistance F, which is the sum of the placement resistance F and the outer circumference resistance F to be performed, is created. The placement resistance evaluation formula is based on the actual construction test results described later. It has been verified that it is possible to evaluate the workability in the region of the effective width that was outside the application range of the conventional workability index R. In other words, the validity of the workability evaluation of the newly created blockage resistance formula has been confirmed. In order to devise a cross-sectional shape of a hat-shaped steel sheet pile or Z-shaped steel sheet pile that has better workability than existing steel sheet piles, we focus on the blocking resistance, which is the dominant resistance of placing resistance, and block more than existing steel sheet piles. As a workability evaluation index for finding the cross-sectional shape in which the resistance is suppressed, the blocking resistance per one hat-shaped steel sheet pile or the set of two Z-shaped steel sheet piles determined by the blocking resistance formula ( In order to devise a hat-shaped steel sheet pile or a Z-shaped steel sheet pile that is set with a workability evaluation index (F closed / A) indicating the ratio of the F closed ) to the cross-sectional area (A), and further excellent in economy. An economic evaluation index (A 0 / Ze) indicating the ratio of the cross-sectional area A 0 per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation and the section modulus Ze is set, and the workability evaluation index and the economic evaluation index are Graphs expressed as the horizontal axis and vertical axis respectively It is made.

図4は、既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積Aと断面係数Zeの比を示す経済性評価指数(A/Ze)と、の関係を表したグラフとなっている。さらに、前記施工性評価指数及び経済評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群をグループ化し、既存鋼矢板の施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を鋼矢板3の上限として規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群(後述する第1式群G1、第2式群G2、第3式群G3)が設定され、そのうち評価対象となる当該鋼矢板3の断面係数Zeに対応する式群において、前記評価対象の鋼矢板3の施工性評価指数(F閉塞/A)及び経済性評価指数(A/Ze)のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板の値より小さくなるように設定された構成となっている。 FIG. 4 shows the ratio of the cross-sectional area of the occlusion resistance per one set of Z-shaped steel sheet piles per pair of the hat-shaped steel sheet piles in the existing steel sheet piles or in a hat shape by fitting a joint. The relationship between the workability evaluation index shown and the economic evaluation index (A 0 / Ze) showing the ratio of the cross-sectional area A 0 and the section modulus Ze per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile The graph is shown. Furthermore, the three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index are grouped, and the workability evaluation index and the economic evaluation index of the existing steel sheet piles Three formula groups (first formula group G1, second formula group G2, and third formula group G3 described later) corresponding to the three cross-sectional shape groups formulated as performance ranges that define the lower limit region as the upper limit of the steel sheet pile 3. ) Is set, and in the formula group corresponding to the section modulus Ze of the steel sheet pile 3 to be evaluated, the workability evaluation index (F blockage / A) and the economic evaluation index (A) of the steel sheet pile 3 to be evaluated 0 / Ze), at least one value is set to be smaller than any existing steel sheet pile value.

上述した閉塞抵抗式について、さらに具体的に説明する。
図2及び図3(a)に示すように、鋼矢板3を打設すると、打設時に第一フランジ11と、第一フランジ11の両端から延伸する一対のウェブ12で囲まれた領域において、第一フランジ11側に沿うとともに、上面視で第一フランジ11側に突となる放物線状の高い地盤応力が発生する閉塞領域(閉塞面積A閉塞)が存在し、この閉塞現象による抵抗が閉塞抵抗F閉塞となる。
The above-mentioned blocking resistance type will be described more specifically.
As shown in FIGS. 2 and 3 (a), when the steel sheet pile 3 is driven, in the region surrounded by the first flange 11 and the pair of webs 12 extending from both ends of the first flange 11 at the time of driving, There is a blockage region (blockage area A blockage ) where a high parabolic ground stress occurs along the first flange 11 side and protrudes on the first flange 11 side in a top view. F blockage occurs.

これは、発明者が、実大鋼矢板に対して異なる相似則となる縮尺1/5、1/7.5、及び1/10の鋼矢板模型の土槽試験を実施し、試験後の鋼矢板に付着している破砕した土粒子及び周辺地盤を観察した結果による。土粒子が破砕していることは、その場所に高い応力が発生していたことを示す。以下に詳細を示すが、図3(a)に示すように、破砕して細かくなった土粒子が、第一フランジ11と、第一フランジ11の両端から延伸する一対のウェブ12で囲まれた領域において、第一フランジ11側に沿うとともに、上面視で第一フランジ11側に突となる放物線状に付着し、閉塞領域を形成していることを確認した(図3(b)参照)。また、鋼矢板の付着土の形成状況、すなわち閉塞領域の放物線Bの形は、鋼矢板の断面形状によって異なっていることが明らかとなった。   This is because the inventor conducted a soil tank test of 1/5, 1 / 7.5, and 1/10 scale steel sheet pile models with different similar laws to the actual steel sheet pile, and the steel after the test. It is based on the result of observing crushed soil particles adhering to the sheet pile and the surrounding ground. The fact that the soil particles are crushed indicates that high stress was generated at that location. As will be described in detail below, as shown in FIG. 3A, the shattered and finely ground soil particles are surrounded by a first flange 11 and a pair of webs 12 extending from both ends of the first flange 11. In the area, it was confirmed that the area along the first flange 11 side and attached to the first flange 11 side in a parabolic shape in a top view formed a closed area (see FIG. 3B). Moreover, it became clear that the formation situation of the adhesion soil of a steel sheet pile, ie, the shape of the parabola B of the obstruction | occlusion area | region, changes with the cross-sectional shape of a steel sheet pile.

さらに、閉塞領域の放物線の二次関数の係数a、及びフランジ面から放物線頂点までの距離cと断面形状との関連を調査すると、代表値として縮尺1/5の鋼矢板模型において図5から図7に示すように、閉塞領域の放物線Bの二次関数の係数a、図3(a)における原点Oから放物線頂点までの距離cからなる関数(H−c)/Hおよび閉塞面積A閉塞、閉塞領域に面する鋼矢板3の周長U、閉塞領域の放物線Bの周長L、および鋼矢板と地盤の界面の摩擦力と地盤と地盤の摩擦力の比kの関数からなる(U−k×L)/ A閉塞と断面形状のウェブ角度θ、及び(第一フランジ幅Wf/断面高さH)比との間には式(1)式から(4)式に示される関係があることを明らかとなった。 Further, when the relation between the coefficient a of the quadratic function of the parabola in the closed region and the distance c from the flange surface to the apex of the parabola and the cross-sectional shape is investigated, the steel sheet pile model with a scale of 1/5 is shown in FIG. as shown in 7, coefficient a quadratic function of the parabola B occlusion region, function consisting distance c from the origin O to the parabola vertex in FIG 3 (a) (H-c ) / H and occlusion area a closure, It consists of a function of the circumferential length U of the steel sheet pile 3 facing the closed region, the peripheral length L of the parabola B in the closed region, and the ratio k of the friction force between the steel sheet pile and the ground and the ground-ground friction force (U− k × L) / A obstruction , cross-sectional web angle θ, and (first flange width Wf / cross-sectional height H) ratio have a relationship expressed by equations (1) to (4). It became clear.

さらに閉塞領域を詳細に調査すると、鋼矢板模型の断面形状が相似形である複数の異なる縮尺比の鋼矢板模型の閉塞領域の形は略相似形の関係となっていることが確認された。つまり、代表値としての縮尺比を例えば1/5と設定した場合、縮尺1/5の鋼矢板模型における閉塞領域の形は断面形状因子との間に式(1)から(4)式の関係があり、これらの式(1)から式(4)を利用して後述する閉塞抵抗を算定する上で必要となる閉塞領域に面する鋼矢板3の周長Uおよび(U−k×L)/ A閉塞が算定できる。そして、鋼矢板模型の断面形状が相似形である場合においては閉塞領域の形も略相似形であることから、実大鋼矢板についての閉塞領域に面する鋼矢板3の周長U、(U−k×L)/ A閉塞をそれぞれ模型の5倍、1/5倍と評価し実大鋼矢板の閉塞抵抗を算定される。このように算定された実大鋼矢板の閉塞抵抗の評価方法の妥当性については後述する実大鋼矢板施工試験結果で確認されている。 Further investigation of the closed region confirmed that the shape of the closed region of the steel sheet pile models having a plurality of different scale ratios in which the cross-sectional shape of the steel sheet pile model is similar has a substantially similar relationship. In other words, when the scale ratio as a representative value is set to 1/5, for example, the shape of the closed region in the steel sheet pile model at a scale of 1/5 has the relationship of the formulas (1) to (4) with the cross-sectional shape factor. The circumferential length U of the steel sheet pile 3 facing the closed region required to calculate the closed resistance described later using these equations (1) to (4) and (U−k × L) / A blockage can be calculated. And in the case where the cross-sectional shape of the steel sheet pile model is similar, the shape of the closed region is also substantially similar, so the circumferential length U of the steel sheet pile 3 facing the closed region for the full-scale steel sheet pile, (U -k × L) / a 5-fold of the closure respectively model, evaluates to 1/5-fold is calculated clogging resistance Jitsudai sheet piles. About the validity of the evaluation method of the obstruction resistance of the full-scale steel sheet pile calculated in this way, it is confirmed by the full-scale steel sheet pile construction test result mentioned later.

また、土と鋼矢板模型試験体の摩擦係数を設定し、断面形状から(1)式から(4)式の関係式に基づき後述する閉塞抵抗式により評価した閉塞抵抗と、別途評価した矢板先端断面に作用する先端抵抗F先端および前記閉塞領域に面する周面を除いた外周面に作用する外周抵抗F外周、の和を打設抵抗Fとする打設抵抗評価式と縮尺1/5の鋼矢板模型の打設抵抗計測値とを比較した。その結果、図8に示すように各深度における打設抵抗評価式による打設抵抗Fの値は打設抵抗計測値と良い一致を示しており、打設抵抗評価式および後述する閉塞抵抗式のモデル化の妥当性を確認することができる。 Moreover, the friction coefficient of the soil and steel sheet pile model specimen is set, and the block resistance evaluated by the block resistance formula described later based on the relational expression of the formulas (1) to (4) from the cross-sectional shape, and the separately evaluated tip end of the sheet pile acting sectional tip resistance F tip and the outer peripheral resistance F periphery acting on the outer peripheral surface excluding the peripheral surface facing the closed area, the sum of the pouring resistance evaluation formula and pouring resistance F scale 1/5 of The measured values of the steel sheet pile model were compared. As a result, as shown in FIG. 8, the value of the casting resistance F according to the casting resistance evaluation formula at each depth shows a good agreement with the measured casting resistance value. The validity of modeling can be confirmed.

(5)式に示す打設抵抗評価式は、第一フランジと第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状の鋼矢板と、ウェブとウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板において、前記ハット形または前記2枚一組のZ形鋼矢板の有効幅が1270mm以上の場合において、前記2枚一組のZ形鋼矢板において、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、打設時に第一フランジと前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブで囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗F閉塞と、鋼矢板3の先端断面(断面積A)に作用する先端抵抗F先端(純断面先端抵抗力)、前記鋼矢板の閉塞領域に面する周面を除いた外周面に作用する外周抵抗F外周と、の和で表される。 The placement resistance evaluation formula shown in Formula (5) is composed of a pair of webs extending from both ends of the first flange and the first flange, and the tip of the web extends in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange. In a hat-shaped steel sheet pile made up of a pair of second flanges having joints on the web, and a Z-shaped steel sheet pile made up of a pair of parallel flanges having joints at the ends extending in opposite directions to both ends of the web and web, In a Z-shaped steel sheet pile that is a set of two hat-shaped steel sheet piles or joints fitted into a hat shape, the effective width of the hat-shaped or the set of two Z-shaped steel sheet piles is 1270 mm or more In this case, in the set of two Z-shaped steel sheet piles, when both flanges on the side where the joint is fitted are used as the first flange and both flanges on the side where the joint is not fitted are used as the second flange, At the time of installation In a region surrounded by a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, a blockage that generates higher restraining pressure than the surrounding ground due to overlapping frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground Blocking resistance F blockage, which is the dominant resistance when placing steel sheet piles along the region, tip of resistance tip F (pure cross section tip resistance force) acting on the tip cross section (cross sectional area A) of steel sheet pile 3, It is expressed as the sum of the outer periphery resistance F acting on the outer peripheral surface excluding the peripheral surface facing the closed region.

上記(5)式の閉塞抵抗F閉塞は、図1に示すように、鋼矢板3の断面形状の第一フランジ幅Wf、ウェブ12と第二フランジ13とがなす角度の補角であるウェブ角度θと、断面高さHに基づいて計算される。すなわち、閉塞抵抗F閉塞は、(6)式となる。A閉塞は閉塞面積、Uは閉塞領域に面する鋼矢板3の周長、Lは閉塞領域の放物線Bの周長であり、(U-k×L)/ A閉塞は図7に示されるように断面形状のウェブ角度θと、断面高さHおよび第一フランジ幅Wfから(3)式により算定される。なお、σは閉塞領域の鉛直応力であって、(7)式により算定される。(7)式において、γは土の単位体積重量(例えば、1.8×10−8kN/mm)である。ここで、(7)式のσは、受働土圧係数と対象地盤のN値、相対密度により決まる有効土被り圧との積以下となる。 As shown in FIG. 1, the closing resistance F closing in the above formula (5) is the first flange width Wf of the cross-sectional shape of the steel sheet pile 3, and the web angle which is a complementary angle of the angle formed by the web 12 and the second flange 13. It is calculated based on θ and the section height H. That is, the block resistance F block is expressed by equation (6). A blockage area is A, U is the circumference of the steel sheet pile 3 facing the blockage region, L is the circumference of the parabola B in the blockage region, and (U−k × L) / A blockage is as shown in FIG. Is calculated from the cross-sectional web angle θ, the cross-sectional height H, and the first flange width Wf according to the equation (3). Note that σ v is the vertical stress in the closed region and is calculated by the equation (7). In the formula (7), γ is a unit volume weight of soil (for example, 1.8 × 10 −8 kN / mm 3 ). Here, σ v in the equation (7) is equal to or less than the product of the passive earth pressure coefficient and the effective earth pressure determined by the N value and relative density of the target ground.

(7)式において、μは、μ=tanδと表される土と鋼矢板3の摩擦係数であり、例えば、δ=15°などが一般的に用いられる。Zは打設深度、νはランキンの受働土圧係数(ν=tan(45°+φ°/2)であって、内部摩擦角φは例えば対象地盤のN値より算出される。 In the equation (7), μ is a friction coefficient between the soil and the steel sheet pile 3 expressed as μ = tan δ. For example, δ = 15 ° is generally used. Z v are striking設深degree, [nu is a Rankin Passive earth pressure coefficient (ν = tan 2 (45 ° + φ ° / 2), internal friction angle phi is calculated from the value of N for example, the target ground.

先端抵抗F先端は、(8)式となる。ここで、αは支持力係数、Aは断面積(mm)、Nは対象地盤の先端N値である。支持力係数αは、道路土工仮設構造物工指針(社団法人日本道路協会、平成11年3月、68〜70頁)において、α=200に設定されている。 Tip resistance F tip is (8). Here, α is a bearing force coefficient, A is a cross-sectional area (mm 2 ), and N is a tip N value of the target ground. The bearing capacity coefficient α is set to α = 200 in the road earthwork temporary structure guideline (Japan Road Association, March 1999, pages 68 to 70).

外周抵抗F外周は、(9)式となる。ここで、Kはヤーキーの静止土圧係数(K=1−sinφ)であって、内部摩擦角φは、例えば対象地盤のN値より算出される。 Outer peripheral resistance F periphery is (9). Here, K 0 is a YAKEY key static pressure coefficient (K 0 = 1−sin φ), and the internal friction angle φ is calculated from the N value of the target ground, for example.

外周は、鋼矢板の閉塞領域に面する周面を除いた外周面の周長、すなわち閉塞領域外周長であり、図3に示す閉塞面積Aと鋼矢板3の交点座標(X,Y)が放物線Bと直線Tとの連立方程式(10)式、(11)式により算出される。そして、前記交点座標(X,Y)は、解の公式により、(12)式、(13)式の通りa,cによって表すことができ、閉塞領域に面する鋼矢板3の周長であるUは、(14)式により算出することができる。なお、ここではXは、0より大きい値としている。そして、閉塞領域外周長であるU外周は、鋼矢板3の周長から閉塞領域に面する鋼矢板3の周長であるUを差し引いた長さとなる。 The outer periphery of the U is the peripheral length of the outer peripheral surface excluding the peripheral surface facing the closed region of the steel sheet pile, that is, the outer peripheral length of the closed region, and the intersection coordinates (X 0 , Y) of the closed area A shown in FIG. 0 ) is calculated by simultaneous equations (10) and (11) of the parabola B and the straight line T. The intersection coordinates (X 0 , Y 0 ) can be represented by a and c according to equations (12) and (13) according to the formula of the solution, and the circumference of the steel sheet pile 3 facing the closed region. U that is can be calculated by equation (14). Here, X 0 is a value greater than zero. And the U outer periphery which is the obstruction | occlusion area | region outer periphery length becomes the length which deducted U which is the perimeter of the steel sheet pile 3 which faces a obstruction | occlusion area | region from the periphery length of the steel sheet pile 3. FIG.

なお、ウェブ12と第二フランジ13とがなす角度の補角であるウェブ角度θが極端に緩くなる場合など、放物線Bが解をもたないときには、閉塞領域が生じないことを意味するため、その場合には経済性のみを既存断面の性能以上となることを評価すればよい。すなわち、本発明者が既存断面の施工性を評価したところ、既存断面にはいずれも閉塞領域が生じており閉塞抵抗が発生することから、既存断面よりも閉塞領域が生じない断面は施工性が優れているのが明らかであるので、経済性のみ既存断面の性能と同等以上となることを評価すればよい。   Note that when the parabola B does not have a solution, such as when the web angle θ, which is a complementary angle of the angle formed by the web 12 and the second flange 13, becomes extremely loose, it means that the closed region does not occur. In that case, what is necessary is just to evaluate that it becomes more than the performance of the existing cross section only about economy. That is, when the inventor evaluated the workability of the existing cross section, the existing cross section has a closed region and a blocking resistance is generated. Since it is clear that it is excellent, it is sufficient to evaluate that only the economic efficiency is equal to or better than the performance of the existing cross section.

次に、本実施の形態の施工性評価指標と経済性評価指標について、具体的に説明する。
図4は、既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの前記閉塞抵抗F閉塞と断面積Aの比を示す施工性評価指数(F閉塞/A)と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積Aと断面係数Zeの比を示す経済性評価指数(A/Ze)と、の関係を表したグラフである。なお、F閉塞/Aの単位は(kN/枚)/(cm/枚)であり、A/Zeの単位は(cm/m)/(cm/m)である。
Next, the workability evaluation index and the economic evaluation index of the present embodiment will be specifically described.
FIG. 4 shows the blockage resistance F occlusion and cross-sectional area per Z-shaped steel sheet pile per pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or in a hat shape by fitting a joint. a workability evaluation index indicating a ratio of a (F occlusion / a), economy shows a cross-sectional area a 0 and the ratio of the section modulus Ze per 1m wide wall direction during wall formation in existing sheet piles evaluation index ( A 0 / Ze) is a graph showing the relationship. The unit of F occlusion / A is (kN / sheet) / (cm 2 / sheet), and the unit of A 0 / Ze is (cm 2 / m) / (cm 3 / m).

図4のグラフにおいて、横軸は、施工性評価指数(F閉塞/A)であり、この値が小さいほど閉塞し難く、施工性に優れた断面であると評価することができる。縦軸は、経済性評価指数(A/Ze)であり、この値が小さいほど壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積、さらには鋼重が軽く経済性に優れた断面であると評価することができる。また、既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗F閉塞の計算については、計算手順および計算条件を示したフローチャートを図10に示しており、閉塞抵抗F閉塞は、断面形状のウェブ角度θ、断面高さH、第一フランジ幅Wfおよび計算条件としてμ=0.27、ν=3.3、γ=1.8×10−8kN/mm、Z=15000mm、N値20、相対密度Dr=80%のもとで計算されている。 In the graph of FIG. 4, the horizontal axis is the workability evaluation index (F occlusion / A), and the smaller this value, the harder it is to occlude and it can be evaluated that the cross section is excellent in workability. The vertical axis is the economic evaluation index (A 0 / Ze). The smaller this value, the cross-sectional area per 1 m in the wall direction when forming the wall, and the lighter the steel weight, the better the economic efficiency. It can be evaluated that there is. In addition, calculation of blockage resistance F blockage per set of Z-shaped steel sheet piles per pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or by fitting two joints into a hat shape. A flow chart showing the procedure and calculation conditions is shown in FIG. 10, and the blocking resistance F blocking is the web angle θ of the cross-sectional shape, the section height H, the first flange width Wf, and the calculation conditions μ = 0.27, ν. = 3.3, γ = 1.8 × 10 −8 kN / mm 3 , Z v = 15000 mm, N value 20 and relative density Dr = 80%.

ここでは、計算条件において、例えば対象地盤のN値20で相対密度Dr(%)が80%の地盤に対して、15000mmの打設深度Zで鋼矢板3を打設した条件で計算されているが、このような地盤条件や打設深度に限定されるものではない。ここで、(7)式のσは、受働土圧係数(ν)と対象地盤のN値(N)、相対密度(Dr)により決まる有効土被り圧(σv0)との積以下となる。対象地盤の有効土被り圧(σv0)の評価方法に関しては、例えば、港湾の施設の技術上の基準・同解説(社団法人日本港湾協会、平成19年7月、上巻320〜321頁)に示されている、Dr(%)=21×〔100×N/(σv0+70)〕0.5なる関係式を適用した場合、(7)式のσは、{ν×(441×N)/Dr−0.7}×10−4kN/mm以下となる。 Here, in the calculation conditions, for example in N value 20 of the target ground to the relative density Dr (%) 80% of ground, are calculated under the conditions Da設the steel sheet pile 3 with striking設深of Z v of 15000mm However, it is not limited to such ground conditions and placement depth. Here, σ v in equation (7) is equal to or less than the product of the passive earth pressure coefficient (ν), the effective soil cover pressure (σ v0 ) determined by the N value (N) and relative density (Dr) of the target ground. . For the evaluation method of effective soil cover pressure (σ v0 ) of the target ground, see, for example, the technical standards and explanations of port facilities (Japan Port Association, July 2007, Vol. 320-321) In the case where a relational expression of Dr (%) = 21 × [100 × N / (σ v0 +70)] 0.5 is applied, σ v in the equation (7) is {ν × (441 × N ) / Dr 2 −0.7} × 10 −4 kN / mm 2 or less.

この図4のグラフにおいて、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群にグループ化し、既存鋼矢板の施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を鋼矢板3の上限として規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群(第1式群G1、第2式群G2、第3式群G3)が設定されている。なお、断面係数Zeに応じた3つの式群が設定されている理由としては、断面係数1700cm/m以上の既存鋼矢板が、図9に示すように断面係数が1700≦Ze≦2300cm/m、2300<Ze≦3400cm/mおよび3400cm/m<Zeの3つのグループに分かれているためである。また、既存鋼矢板の断面係数が3つのグループに大別される1つの理由としては、断面サイズや必要となる製造時の圧下能力が幅広く異なる既存鋼矢板の断面形状群が、製造効率の関係より、断面サイズや必要となる製造時の圧下能力が近い3つの断面係数クラスの断面形状群に集約されて製造されていることが挙げられる。
具体的に式群は、(15)式の範囲に応じた第1式群G1と、(16)式の範囲に応じた第2式群G2と、(17)式の範囲に応じた第3式群G3と、に分別されている。
In the graph of FIG. 4, the workability evaluation index of the existing steel sheet pile is grouped into three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index. And three formula groups (first formula group G1, second formula group G2, second formula group corresponding to the three cross-sectional shape groups formulated as a performance range defining the lower limit region of the economic evaluation index as the upper limit of the steel sheet pile 3. A group of three formulas G3) is set. The reason why three formula groups corresponding to the section modulus Ze are set is that the existing steel sheet pile having a section coefficient of 1700 cm 3 / m or more has a section modulus of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / This is because it is divided into three groups of m, 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m and 3400 cm 3 / m <Ze. In addition, one reason why the section modulus of existing steel sheet piles is roughly divided into three groups is that the group of cross-sectional shapes of existing steel sheet piles, which have different cross-sectional sizes and required rolling capacities during manufacturing, are related to manufacturing efficiency. Further, it can be mentioned that the cross-sectional shape and the required shape-reducing ability at the time of manufacturing are gathered and manufactured in a cross-sectional shape group of three cross-section coefficient classes.
Specifically, the expression group includes a first expression group G1 corresponding to the range of the expression (15), a second expression group G2 corresponding to the range of the expression (16), and a third expression corresponding to the range of the expression (17). It is divided into the formula group G3.

なお、最も断面係数Zeが大きい既存鋼矢板は約5500cm/m未満であることから、後述する第3式群G3の限界ラインは、既存鋼矢板の断面係数の範囲を3400<Ze≦5500cm/mとした条件のもとで設定されている。なお、断面係数Zeが5500cm/mを超える鋼矢板3を作成する場合は、その経済性および施工性の性能は、第3式群G3によって示される性能範囲と比較されればよい。すなわち、断面係数Zeが3400cm/mを超える鋼矢板3に対応する式群は第3式群G3である。 In addition, since the existing steel sheet pile with the largest section modulus Ze is less than about 5500 cm < 3 > / m, the limit line of the 3rd formula group G3 mentioned later is the range of the section modulus of the existing steel sheet pile 3400 <Ze <= 5500 cm < 3 >. It is set under the condition of / m. In addition, when producing the steel sheet pile 3 in which the section modulus Ze exceeds 5500 cm < 3 > / m, the economical performance and the performance of workability should just be compared with the performance range shown by 3rd type | formula group G3. That is, the group of equations corresponding to the steel sheet pile 3 having a section modulus Ze exceeding 3400 cm 3 / m is the third equation group G3.

そして、各式群G1、G2、G3は、それぞれ図11〜図13に示すような複数の限界ラインを示す式から構成されており、これら限界ラインは、図4における各式群G1〜G3のそれぞれの多数のプロットの下限値を包絡するラインである。ただし、これらのラインには前記プロットは含まれない。
これら式群G1、G2、G3の限界ラインのうち下限ラインは、断面形状がハット形である鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板を保持するための当該鋼矢板3の第一フランジ幅Wf、ウェブ角度θから決まる幾何制約と、座屈防止のための鋼材降伏強度に応じた幅厚比から規定される構造制約と、から設定されている。
幾何制約としては、第一フランジ幅がWf>0、ウェブ角度が0°<θ<90°となる制約である。
また、構造制約としては、例えばEURO CODEに示すclass3の幅厚比(参考:(第一フランジ幅Wf/フランジ板厚tf)/ε<66、ここで降伏強度240N/mの場合ε=0.99)が制約となる。
And each formula group G1, G2, G3 is comprised from the formula which shows a some limit line as shown in FIGS. 11-13, respectively, and these limit lines are each formula group G1-G3 in FIG. It is a line which envelops the lower limit of each of many plots. However, these lines do not include the plot.
Of the limit lines of these formula groups G1, G2, and G3, the lower limit line holds a steel sheet pile having a hat-shaped cross section or a Z-shaped steel sheet pile that is made into a hat shape by fitting two joints into a hat shape. The geometrical constraints determined from the first flange width Wf and the web angle θ of the steel sheet pile 3 and the structural constraints defined by the width-thickness ratio according to the steel yield strength for preventing buckling are set. Yes.
As geometric constraints, the first flange width is Wf> 0 and the web angle is 0 ° <θ <90 °.
Further, as structural constraints, for example, the width-thickness ratio of class 3 shown in EURO CODE (reference: (first flange width Wf / flange plate thickness tf) / ε <66, where ε = 0 when the yield strength is 240 N / m 2 .99) is a limitation.

上述した各式群を構成する限界ライン(式)について、さらに具体的に説明する。
図11に示すように、第1式群G1は、7つの限界ラインG1a,G1b,G1c,G1d,G1e,G1f,G1gから構成されている。
第1限界ラインG1aは、1.40≦(F閉塞/A)≦1.80において、A/Ze=0.0766で表され、第1式群G1の経済性評価指標の上限ラインとなる。
第2限界ラインG1bは、1.00≦(F閉塞/A)≦1.40において、A/Ze=−0.03×(F閉塞/A)+0.1186で表され、第1式群G1の経済性評価指標、施工性評価指標の上限ラインに相当する。
第3限界ラインG1cは、0.11≦(F閉塞/A)≦1.00において、A/Ze=0.0884で表され、第1式群G1の経済性評価指標の上限ラインに相当する。第4限界ラインG1dは、0.0785≦(A/Ze)≦0.0884において、F閉塞/A=0.11で表され、幾何制約又は構造制約から設定される第1式群G1の下限ラインを示している。
第5限界ラインG1eは、0.11≦(F閉塞/A)≦1.20において、A/Ze=−0.0208×(F閉塞/A)+0.0809で表され、構造制約から設定される第1式群G1の下限ラインを示している。
第6限界ラインG1fは、1.20≦(F閉塞/A)≦1.80において、A/Ze=0.0560で表され、構造制約から設定される第1式群G1の下限ラインを示している。
第7限界ラインG1gは、0.0560≦(A/Ze)≦0.0766において、F閉塞/A=1.8で表され、第1式群G1の施工性評価指標の上限ラインに相当する。
The limit lines (formulas) constituting each formula group described above will be described more specifically.
As shown in FIG. 11, the first expression group G1 includes seven limit lines G1a, G1b, G1c, G1d, G1e, G1f, and G1g.
The first limit line G1a is represented by A 0 /Ze=0.0766 when 1.40 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.80, and becomes the upper limit line of the economic evaluation index of the first formula group G1. .
The second limit line G1b is represented by A 0 /Ze=−0.03×(F occlusion / A) +0.1186 when 1.00 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.40, and the first expression group It corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index and workability evaluation index of G1.
The third limit line G1c is represented by A 0 /Ze=0.0884 when 0.11 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.00, and corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index of the first formula group G1 To do. The fourth limit line G1d is expressed by F occlusion / A = 0.11 in 0.0785 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0884, and is set by geometric constraints or structural constraints. The lower limit line is shown.
The fifth limit line G1e is represented by A 0 /Ze=−0.0208×(F occlusion / A) +0.0809 when 0.11 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.20, and is set from the structural constraints. The lower limit line of the first expression group G1 is shown.
The sixth limit line G1f is represented by A 0 /Ze=0.0560 when 1.20 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.80, and represents the lower limit line of the first expression group G1 set from the structural constraints. Show.
The seventh limit line G1g is represented by F occlusion / A = 1.8 in 0.0560 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0766, and corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index of the first formula group G1 To do.

図12に示すように、第2式群G2は、8つの限界ラインG2a,G2b,G2c,G2d,G2e,G2f,G2g,G2hから構成されている。
第1限界ラインG2aは、1.04≦(F閉塞/A)≦1.20において、A/Ze=0.0713で表され、第2式群G2の経済性評価指標の上限ラインに相当する。
第2限界ラインG2bは、0.89≦(F閉塞/A)≦1.04において、A/Ze=−0.0077×F閉塞/A+0.0793で表され、第2式群G2の経済性評価指標、施工性評価指標の上限ラインに相当する。
第3限界ラインG2cは、0.66≦(F閉塞/A)≦0.89において、A/Ze=−0.0306×F閉塞/A+0.0997で表され、第2式群G2の経済性評価指標、施工性評価指標の上限ラインに相当する。
第4限界ラインG2dは、0.12≦(F閉塞/A)≦0.66において、A/Ze=0.0795で表され、第2式群G2の経済性評価指標の上限ラインに相当する。
第5限界ラインG2eは、0.0633≦(A/Ze)≦0.0795において、F閉塞/A=0.12で表され、幾何制約又は構造制約から設定される第2式群G2の下限ラインを示している。
第6限界ラインG2fは、0.12≦(F閉塞/A)≦0.85において、A/Ze=−0.0225×F閉塞/A+0.066で表され、構造制約から設定される第2式群G2の下限ラインを示している。
第7限界ラインG2gは、0.85≦(F閉塞/A)≦1.20において、A/Ze=0.0469で表され、構造制約から設定される第2式群G2の下限ラインを示している。
第8限界ラインG2hは、0.0469≦(A/Ze)≦0.0713において、F閉塞/A=1.2で表され、第2式群G2の施工性評価指標の上限ラインに相当する。
As shown in FIG. 12, the second expression group G2 is composed of eight limit lines G2a, G2b, G2c, G2d, G2e, G2f, G2g, and G2h.
The first limit line G2a is represented by A 0 /Ze=0.0713 when 1.04 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.20, and corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index of the second formula group G2. To do.
The second limit line G2b is represented by A 0 /Ze=−0.0077×F occlusion / A + 0.0793 when 0.89 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.04, and the economy of the second equation group G2 It corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index and the workability evaluation index.
The third limit line G2c is represented by A 0 /Ze=−0.0306×F occlusion / A + 0.0997 when 0.66 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.89, and the economy of the second equation group G2 It corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index and the workability evaluation index.
The fourth limit line G2d is represented by A 0 /Ze=0.0795 when 0.12 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.66, and corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index of the second formula group G2. To do.
The fifth limit line G2e is expressed by F occlusion / A = 0.12 in 0.0633 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0795, and is set in the second expression group G2 set from the geometric constraint or the structural constraint. The lower limit line is shown.
The sixth limit line G2f is represented by A 0 /Ze=−0.0225×F occlusion / A + 0.066 when 0.12 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.85, and is set from the structural constraints. The lower limit line of group 2 group G2 is shown.
The seventh limit line G2g is represented by A 0 /Ze=0.0469 when 0.85 ≦ (F occlusion / A) ≦ 1.20, and represents the lower limit line of the second expression group G2 set from the structural constraints. Show.
The eighth limit line G2h is represented by F blockage / A = 1.2 in 0.0469 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0713, and corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index of the second formula group G2. To do.

図13に示すように、第3式群G3は、6つの限界ラインG3a,G3b,G3c,G3d,G3e,G3fから構成されている。
第1限界ラインG3aは、0.52≦(F閉塞/A)≦0.75において、A/Ze=0.0602で表され、第3式群G3の経済性評価指標の上限ラインに相当する。
第2限界ラインG3bは、0.36≦(F閉塞/A)≦0.52において、A/Ze=−0.025×F閉塞/A+0.0732で表され、第3式群G3の経済性評価指標、施工性評価指標の上限ラインに相当する。
第3限界ラインG3cは、0.13≦(F閉塞/A)≦0.36において、A/Ze=0.0642で表され、第3式群G3の経済性評価指標の上限ラインに相当する。
第4限界ラインG3dは、0.0506≦(A/Ze)≦0.0642において、F閉塞/A=0.13で表され、幾何制約又は構造制約から設定される第3式群G3の下限ラインを示している。
第5限界ラインG3eは、0.13≦(F閉塞/A)≦0.75において、A/Ze=−0.0237×F閉塞/A+0.0538で表され、構造制約から設定される第3式群G3の下限ラインを示している。
第6限界ラインG3fは、0.0360≦(A/Ze)≦0.0602において、F閉塞/A=0.75で表され、第3式群G3の施工性評価指標の上限ラインに相当する。
As shown in FIG. 13, the third expression group G3 is composed of six limit lines G3a, G3b, G3c, G3d, G3e, and G3f.
The first limit line G3a is represented by A 0 /Ze=0.0602 when 0.52 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.75, and corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index of the third formula group G3 To do.
The second limit line G3b is represented by A 0 /Ze=−0.025×F occlusion / A + 0.0732 when 0.36 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.52, and the economy of the third equation group G3 It corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index and the workability evaluation index.
The third limit line G3c is represented by A 0 /Ze=0.0642 when 0.13 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.36, and corresponds to the upper limit line of the economic evaluation index of the third formula group G3 To do.
The fourth limit line G3d is expressed by F occlusion / A = 0.13 when 0.0506 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0642, and is set in the third group of equations G3 set from the geometric constraint or the structural constraint. The lower limit line is shown.
The fifth limit line G3e is represented by A 0 /Ze=−0.0237×F occlusion / A + 0.0538 when 0.13 ≦ (F occlusion / A) ≦ 0.75, and is set based on the structural constraints. The lower limit line of group 3 group G3 is shown.
The sixth limit line G3f is represented by F occlusion / A = 0.75 when 0.0360 ≦ (A 0 /Ze)≦0.0602, and corresponds to the upper limit line of the workability evaluation index of the third formula group G3 To do.

また、図14は、施工時の断面変形と相関の高い断面形状因子である(断面高さH/最小板厚t)の比(H/t)を示しており、実大施工試験で得たデータである。現場では実大鋼矢板は第一フランジを把持して施工することがあるので、鋼矢板には偏心外力が作用する場合があり、鋼矢板断面が変形する場合がある。鋼矢板断面が変形すると断面形状の変化に応じて打設抵抗が増大することがある。そこで、複数の鋼矢板の実大施工試験結果に基づき断面変形と様々な形状因子との関係を調べたところ、H/tが39を超えると全幅差で10mmを超える断面変形を生じるという関係があることが明らかとなった。つまり、JIS製作許容差が全幅差で10mmであり、H/tが39を超えると前記JIS製作許容差を超える大きな断面変形を生じてしまうことを明らかにした。この知見から断面高さHと第一フランジ板厚、ウェブ板厚または第二フランジ板厚の最小板厚tとの比が39を超えると前記JIS製作許容差の10mm超える大きな変形が生じるので、断面高さHと最小板厚tとの比の制約値を39未満とすることが望ましい。
なお、この図14に示すデータ及びH/tの制約値39の値は、対象地盤のN値が50未満の鋼矢板がウォータージェット等の補助工法無しで打設出来る標準地盤を対象としている。そのため、地盤の種類、強度によって制約値は異なる値となるが、対象地盤のN値50を上限とした本指標を用いることで、通常の鋼矢板打設を網羅することが出来る。
Further, FIG. 14 shows a ratio (H / t) of (section height H / minimum sheet thickness t) which is a section shape factor having a high correlation with the section deformation at the time of construction, and was obtained in an actual construction test. It is data. Since a full-scale steel sheet pile may be constructed by holding the first flange at the site, an eccentric external force may act on the steel sheet pile, and the steel sheet pile cross section may be deformed. When the steel sheet pile cross-section is deformed, the placement resistance may increase according to the change in the cross-sectional shape. Then, when the relationship between cross-sectional deformation and various shape factors was investigated based on the actual construction test results of a plurality of steel sheet piles, when H / t exceeded 39, there was a relationship that a cross-sectional deformation exceeding 10 mm was caused in the total width difference. It became clear that there was. That is, it has been clarified that when the JIS production tolerance is 10 mm in total width and H / t exceeds 39, a large cross-sectional deformation exceeding the JIS production tolerance occurs. From this knowledge, if the ratio of the cross-sectional height H to the minimum flange thickness t of the first flange plate thickness, web plate thickness or second flange plate thickness exceeds 39, a large deformation exceeding 10 mm of the JIS production tolerance occurs. It is desirable that the constraint value of the ratio between the cross-sectional height H and the minimum plate thickness t is less than 39.
The data shown in FIG. 14 and the value of the constraint value 39 of H / t are for a standard ground where a steel sheet pile having an N value of less than 50 on the target ground can be placed without an auxiliary construction method such as a water jet. Therefore, although the constraint value varies depending on the type and strength of the ground, using this index with the N value 50 of the target ground as the upper limit can cover normal steel sheet pile driving.

また、図15は、図14に示すH/t<39の鋼矢板(5)と、H/t=39の鋼矢板(6)の施工時間を比較したものである。これにより、鋼矢板(6)は、打設深度が7m以下に深くなるに従い鋼矢板(5)よりも打設時間が長くなり、15mの打設で鋼矢板(5)に比べて約2倍の打設時間となり、施工性が著しく低下することが確認できる。したがって、H/tを39未満に設定することで良好な施工性を確保することが出来る。   FIG. 15 compares the construction time of the steel sheet pile (5) with H / t <39 shown in FIG. 14 and the steel sheet pile (6) with H / t = 39. As a result, the steel sheet pile (6) has a longer placement time than the steel sheet pile (5) as the placement depth becomes 7 m or less, and is about twice as long as the steel sheet pile (5) by the 15 m placement. It can be confirmed that the workability is significantly reduced. Therefore, good workability can be secured by setting H / t to less than 39.

次に、本実施の形態で作成した打設抵抗評価式による打設抵抗Fについては、図16に示すように、実大鋼矢板の施工性の観点から定量評価が可能であるものと検証されている。
図16は、基準とした鋼矢板(鋼矢板(1))を1とした場合の各鋼矢板の本実施の形態による打設抵抗評価式による打設抵抗Fの比率と動的抵抗Ruの比率の関係を示した図である。図16中の各鋼矢板には、有効幅が900mm以下、有効幅1270mm以上の鋼矢板が含まれている。この場合、打設抵抗評価式による打設抵抗Fの比率と動的抵抗Ruの比率の相関係数が0.912となり、打設抵抗評価式は、有効幅にかかわらず、すべての領域の形状に対して、施工性を好適に評価することが可能であり、すなわち、従来の施工性指標Rの適用範囲外である有効幅1270mm以上の実大鋼矢板の施工性評価が可能となることが確認できる。
Next, it is verified that the placement resistance F by the placement resistance evaluation formula created in the present embodiment can be quantitatively evaluated from the viewpoint of workability of a full-size steel sheet pile as shown in FIG. ing.
FIG. 16 shows the ratio of the placing resistance F and the ratio of the dynamic resistance Ru according to the placing resistance evaluation formula according to the present embodiment of each steel sheet pile when the steel sheet pile (steel sheet pile (1)) as the reference is 1. FIG. Each steel sheet pile in FIG. 16 includes a steel sheet pile having an effective width of 900 mm or less and an effective width of 1270 mm or more. In this case, the correlation coefficient between the ratio of the placement resistance F and the ratio of the dynamic resistance Ru according to the placement resistance evaluation formula is 0.912, and the placement resistance evaluation formula is the shape of all regions regardless of the effective width. On the other hand, it is possible to suitably evaluate the workability, that is, it is possible to evaluate the workability of a full-scale steel sheet pile having an effective width of 1270 mm or more that is outside the scope of application of the conventional workability index R. I can confirm.

次に、上述した鋼矢板の作用について図面に基づいて詳細に説明する。図2及び図3に示すように、本実施の形態では、ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板において、上記(6)式に示す打設時に第一フランジ11と前記第一フランジ11の両端から延伸する一対のウェブ12で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗F閉塞を算定項目とした閉塞抵抗式を作成し、この閉塞抵抗式に基づいて閉塞抵抗F閉塞を評価することで、有効幅、断面係数にかかわらず、すべての領域の形状に対して、施工性を好適に評価することが可能であり、特に、従来の施工性指標Rの適用範囲外である第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の実大鋼矢板の施工性評価が可能である。 Next, the effect | action of the steel sheet pile mentioned above is demonstrated in detail based on drawing. As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, in the steel sheet pile having a hat shape or a Z shape, both ends of the first flange 11 and the first flange 11 at the time of placement shown in the above formula (6). In a region surrounded by a pair of webs 12 extending from the steel sheet pile, the friction resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground overlaps, so that the steel sheet pile is driven along the closed region where a higher restraint pressure is generated than the surrounding ground. The blockage resistance formula that uses the blockage resistance F blockage, which is a typical resistance, as a calculation item is created, and the blockage resistance F blockage is evaluated based on this blockage resistance equation. It is possible to suitably evaluate the workability with respect to the shape of, and in particular, the length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange that is outside the scope of application of the conventional workability index R Is the effective width and the front Effective width is possible workability Evaluation of Full Scale sheet piles over 1270 mm.

そして、前記閉塞抵抗F閉塞を用いて、前記ハット形鋼矢板一枚当たりまたは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗F閉塞と断面積Aの比を示す施工性評価指数と、既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積Aと断面係数Zeの比を示す経済性評価指数との関係をグラフで表すことで、断面係数Zeに応じた断面形状群をグループ化して、上述した断面係数Ze毎に分別した第1式群G1から第3式群G3を設け、これを鋼矢板3の性能範囲とすることができる。 Then, using the closing resistor F closed, a closing resistor F occlusion of Z-shaped steel sheet pile per set comprising a set of two you hat shape by the hat-shaped steel sheet pile fitted with one or per joint together a workability evaluation index that indicates the ratio of the cross-sectional area a, graph the relationship between the economic evaluation index indicating the cross-sectional area a 0 and the ratio of the section modulus Ze per 1m wide wall direction during wall formation in existing sheet piles By grouping the cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze, the first expression group G1 to the third expression group G3 sorted according to the section modulus Ze described above are provided, and this is the performance range of the steel sheet pile 3 It can be.

そのため、これら式群G1、G2、G3によって施工性評価指標及び経済性評価指標の限界領域を設定することが可能となる。つまり、評価対象の鋼矢板3の施工性評価指数及び経済性評価指数は、その評価対象の鋼矢板3の断面係数Zeが含まれる式群Gによって定式化された施工性評価指標及び経済性評価指標の限界領域において、既存鋼矢板の施工性評価指数及び経済性評価指数と比較して評価することができる。評価対象の鋼矢板は、その施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板の値より小さくになるように設定することができる。
したがって、従来の既存鋼矢板に比べて、施工性及び経済性のうち少なくとも一方の性能に優れた断面形状の鋼矢板を提供することができる。
Therefore, it becomes possible to set the limit area | region of a workability evaluation index and an economical evaluation index by these formula groups G1, G2, and G3. That is, the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile 3 to be evaluated are the workability evaluation index and economic evaluation formulated by the formula group G including the section modulus Ze of the steel sheet pile 3 to be evaluated. In the limit area of the index, it can be evaluated in comparison with the workability evaluation index and the economic evaluation index of the existing steel sheet pile. The steel sheet pile to be evaluated can be set so that at least one of the workability evaluation index and the economic evaluation index is smaller than the value of any existing steel sheet pile.
Therefore, compared with the conventional existing steel sheet pile, the steel sheet pile of the cross-sectional shape excellent in at least one performance among workability and economical efficiency can be provided.

また、本実施の形態では、ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板において、断面形状の小さいものから大きい鋼矢板について施工性評価指標及び経済性評価指標で評価して好適な断面形状のものを決定することができる。例えば、従来の施工性指標Rの適用範囲外であった、第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とした場合における、前記有効幅が1270mm以上の実大鋼矢板であっても、本評価方法を適用することができる。   Further, in the present embodiment, in the steel sheet pile having a hat shape or a Z shape, a steel sheet pile having a suitable cross-sectional shape is evaluated by using a workability evaluation index and an economic evaluation index for a steel sheet pile having a small cross-sectional shape. Can be determined. For example, when the effective width is the length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange, which is outside the scope of the conventional workability index R, the effective width is 1270 mm or more. Even if it is a large steel sheet pile, this evaluation method can be applied.

また、本実施の形態では、施工時の断面変形と相関の高い断面形状因子である(断面高さ/最小板厚)比を式群の制約値として設け、(断面高さ/最小板厚)比<39の範囲となる鋼矢板とすることで、鋼矢板の全幅の変形量をJIS製作許容差内に抑制した施工を行うことができる。   Further, in the present embodiment, the (section height / minimum thickness) ratio, which is a sectional shape factor having a high correlation with the section deformation at the time of construction, is provided as a constraint value of the formula group, and (section height / minimum thickness) By setting it as the steel sheet pile which becomes the range of ratio <39, the construction which suppressed the deformation amount of the full width of the steel sheet pile within the JIS production tolerance can be performed.

また、本実施の形態では、上記(6)式に示すように、評価対象の鋼矢板の断面形状の第一フランジ幅Wf、ウェブ角度θ、及び断面高さHから閉塞抵抗F閉塞を容易に算定することができる利点がある。 Moreover, in this Embodiment, as shown to said (6) Formula, obstruction | occlusion resistance F obstruction | occlusion is easy from the 1st flange width Wf of the cross-sectional shape of the steel sheet pile to be evaluated, web angle (theta), and cross-section height H. There is an advantage that can be calculated.

さらに、本実施の形態では、例えばEURO CODEのclass3の規格で設定されている幅厚比制約を構造制約とし、鋼矢板の第一フランジ幅、ウェブ角度から決まる断面形状がハット形であるハット形鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板を保持するための幾何制約を満足する式群を設定することができ、規格が要求する性能を満足した断面形状の鋼矢板を提供することができる。   Furthermore, in the present embodiment, for example, a hat shape in which the cross-sectional shape determined from the first flange width of the steel sheet pile and the web angle is a hat shape with the width-thickness ratio constraint set in the standard of class 3 of EURO CODE as a structural constraint. It is possible to set a formula group that satisfies the geometric constraints for holding a pair of Z-shaped steel sheet piles by fitting two steel sheet piles or joints into a hat shape, satisfying the performance required by the standard A steel sheet pile having a cross-sectional shape can be provided.

上述した本実施の形態による鋼矢板では、閉塞抵抗を考慮した評価方法を用いることで、既存鋼矢板に比べて施工性及び経済性のうち少なくとも一方の性能に優れた好適な断面形状の鋼矢板を提供することができる。   In the steel sheet pile according to the present embodiment described above, a steel sheet pile having a suitable cross-sectional shape excellent in at least one of workability and economic efficiency as compared with existing steel sheet piles by using an evaluation method in consideration of blocking resistance. Can be provided.

次に、上述した実施の形態による鋼矢板の効果を裏付けるための実施例について、以下説明する。   Next, examples for supporting the effect of the steel sheet pile according to the above-described embodiment will be described below.

(第1実施例)
第1実施例は、図17に示す鋼矢板の断面係数Zeが1700≦Ze≦2300cm/m((15)式)の範囲の第1式群G1(図18参照)に含まれる鋼矢板の一例である。本第1実施例では、継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板であり、各寸法は、図17、表1に示している。なお、図18に示すように、第1式群G1の既存鋼矢板における施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値は1.4であり、経済性評価指数(A/Ze)の下限値が0.0766である。
(First embodiment)
In the first embodiment, the steel sheet piles included in the first formula group G1 (see FIG. 18) in which the section modulus Ze of the steel sheet pile shown in FIG. 17 is in the range of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / m ((15) formula). It is an example. In this 1st Example, it is a Z-shaped steel sheet pile which makes a pair by fitting two joints and each dimension is shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 18, the lower limit of the workability evaluation index (F occlusion / A) in the existing steel sheet pile of the first formula group G1 is 1.4, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) The lower limit is 0.0766.

表1に示すように、本第1実施例の鋼矢板は、断面係数Zeが2134cm/mであるので、第1式群G1に含まれ、第1式群G1の各限界ラインG1a〜G1g(図11参照)を使用して評価することができる。
図18に示すように、表1の断面形状に設定された第1実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.94となり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0734となった。つまり、第1実施例の鋼矢板は、経済性において、既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0766)よりも小さく、第1実施例の既存鋼矢板に対する性能は略4%の向上となる。また、施工性において、既存鋼矢板のうち経済性評価指数(A/Ze)が下限値(0.0766)となる既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値の1.40よりも小さく、第1実施例の既存鋼矢板に対する性能は略33%の向上となる。
As shown in Table 1, the steel sheet pile of the first example is included in the first formula group G1 because the section modulus Ze is 2134 cm 3 / m, and each limit line G1a to G1g of the first formula group G1. (See FIG. 11).
As shown in FIG. 18, the workability evaluation index (F occlusion / A) of the steel sheet pile of the first example set to the cross-sectional shape of Table 1 is 0.94, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) Was 0.0734. In other words, the steel sheet pile of the first example is smaller than the lower limit (0.0766) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile in terms of economy, and is compared with the existing steel sheet pile of the first example. The performance is improved by about 4%. Moreover, in the workability, among the existing steel sheet piles, the economic evaluation index (A 0 / Ze) is the lower limit value of the workability evaluation index (F occlusion / A) of the existing steel sheet pile, which is the lower limit value (0.0766). .40, the performance of the first embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 33%.

また、第1実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.94であり、第1実施例の鋼矢板と施工性評価指数(F閉塞/A)が同じ(0.94)である既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0884)と比較すると、第1実施例の既存鋼矢板に対する性能は略17%の向上となる。 Moreover, the workability evaluation index (F blockage / A) of the steel sheet pile of the first example is 0.94, and the steel sheet pile of the first example and the workability evaluation index (F blockage / A) are the same (0. 94) When compared with the lower limit (0.0884) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile, the performance of the first embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 17%.

(第2実施例)
第2実施例は、図19に示す断面係数Zeが2300<Ze≦3400cm/m((16)式)の範囲の第2式群G2(図20参照)に含まれる鋼矢板の一例である。本第2実施例では、継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板であり、各寸法は、図19、表2に示している。なお、図20に示すように、この断面形状と比較される既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値が0.0713であり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0713における既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値は1.04である。
(Second embodiment)
The second embodiment is an example of a steel sheet pile included in the second formula group G2 (see FIG. 20) in which the section modulus Ze shown in FIG. 19 is in the range of 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m (equation (16)). . In this 2nd Example, it is a Z-shaped steel sheet pile which makes a pair by fitting a joint and making it into a hat shape, and each dimension is shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 20, the lower limit value of the economical evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile compared with this cross-sectional shape is 0.0713, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) However, the lower limit of the workability evaluation index (F occlusion / A) of the existing steel sheet pile at 0.0713 is 1.04.

表2に示すように、本第2実施例の鋼矢板は、断面係数Zeが3057cm/mであるので、第2式群G2に含まれ、第2式群G2の各限界ラインG2a〜G2h(図12参照)を使用して評価することができる。
図20に示すように、表2の断面形状に設定された第2実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.68となり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0643となった。つまり、第2実施例の鋼矢板は、経済性において、既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0713)よりも小さく、第2実施例の既存鋼矢板に対する性能は略10%の向上となる。また、施工性において、既存鋼矢板のうち経済性評価指数(A/Ze)が下限値(0.0713)となる既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値の1.04よりも小さく、第2実施例の既存鋼矢板に対する性能は略35%の向上となる。
As shown in Table 2, the steel sheet pile of the second example is included in the second formula group G2 because the section modulus Ze is 3057 cm 3 / m, and each limit line G2a to G2h of the second formula group G2 (See FIG. 12).
As shown in FIG. 20, the workability evaluation index (F occlusion / A) of the steel sheet pile of the second example set to the cross-sectional shape of Table 2 is 0.68, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) Was 0.0643. That is, the steel sheet pile of the second embodiment is smaller than the lower limit (0.0713) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile in terms of economy, and is compared with the existing steel sheet pile of the second embodiment. The performance is improved by about 10%. Moreover, in workability, among the existing steel sheet piles, 1 is the lower limit value of the workability evaluation index (F blockage / A) of the existing steel sheet piles where the economic evaluation index (A 0 / Ze) is the lower limit value (0.0713). .04, the performance of the second embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by approximately 35%.

また、第2実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.68であり、第2実施例の鋼矢板と施工性評価指数(F閉塞/A)が同じ(0.68)である既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0789)と比較すると、第2実施例の既存鋼矢板に対する性能は略19%の向上となる。 Moreover, the workability evaluation index (F blockage / A) of the steel sheet pile of the second example is 0.68, and the steel sheet pile of the second example and the workability evaluation index (F blockage / A) are the same (0. 68), compared with the lower limit (0.0789) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile, the performance of the second embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 19%.

(第3実施例)
第3実施例は、図21に示す断面係数Zeが(17)式に示す3400cm/m<Zeの範囲の第3式群G3(図22参照)に含まれる鋼矢板の一例である。本第3実施例では、継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板であり、各寸法は、図21、表3に示している。そして、本第3実施例では、H/t>39としたケースである。なお、図22に示すように、この断面形状と比較される既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値が0.0602であり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0602における既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値は0.52である。
(Third embodiment)
The third embodiment is an example of a steel sheet pile included in the third formula group G3 (see FIG. 22) in which the section modulus Ze shown in FIG. 21 is in the range of 3400 cm 3 / m <Ze shown in the formula (17). The third embodiment is a Z-shaped steel sheet pile which is a set of two pieces fitted with a joint to form a hat shape, and the dimensions are shown in FIG. In the third embodiment, H / t> 39. In addition, as shown in FIG. 22, the lower limit value of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile compared with this cross-sectional shape is 0.0602, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) However, the lower limit of the workability evaluation index (F occlusion / A) of the existing steel sheet pile at 0.0602 is 0.52.

表3に示すように、本第3実施例の鋼矢板は、断面係数Zeが4466cm/mであるので、第3式群G3に含まれ、第3式群G3の各限界ラインG3a〜G3f(図13参照)を使用して評価することができる。
図22に示すように、表3の断面形状に設定された第3実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.49となり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0507となった。つまり、第3実施例の鋼矢板は、経済性において、既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0602)よりも小さく、第3実施例の既存鋼矢板に対する性能は略16%の向上となる。また、施工性において、既存鋼矢板のうち経済性評価指数(A/Ze)が下限値(0.0602)となる既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値の0.52よりも小さく、第3実施例の既存鋼矢板に対する性能は略5%の向上となる。
As shown in Table 3, the steel sheet pile of the third embodiment has a section modulus Ze of 4466 cm 3 / m, and thus is included in the third formula group G3 and each limit line G3a to G3f of the third formula group G3. (See FIG. 13).
As shown in FIG. 22, the workability evaluation index (F occlusion / A) of the steel sheet pile of the third example set to the cross-sectional shape of Table 3 is 0.49, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) Was 0.0507. In other words, the steel sheet pile of the third embodiment is smaller than the lower limit (0.0602) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile in terms of economy, and is compared with the existing steel sheet pile of the third embodiment. The performance is improved by about 16%. Moreover, in workability, among the existing steel sheet piles, 0 is the lower limit value of the workability evaluation index (F occlusion / A) of the existing steel sheet pile in which the economic evaluation index (A 0 / Ze) is the lower limit value (0.0602). .52, the performance of the third embodiment relative to the existing steel sheet pile is improved by about 5%.

また、第3実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.49であり、第3実施例の鋼矢板と施工性評価指数(F閉塞/A)が同じ0.49である既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0609)と比較すると、第3実施例の既存鋼矢板に対する性能は略17%の向上となる。 Moreover, the workability evaluation index (F blockage / A) of the steel sheet pile of the third example is 0.49, and the steel sheet pile of the third example and the workability evaluation index (F blockage / A) are the same 0.49. When compared with the lower limit (0.0609) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile, the performance of the third embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 17%.

(第4実施例)
第4実施例は、図23に示す断面係数Zeが(17)式に示す3400cm/m<Zeの範囲の第3式群G3(図24参照)に含まれる鋼矢板の一例である。本第4実施例では、継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板であり、各寸法は、図23、表4に示している。そして、本第4実施例では、H/t<39の制約条件を設けたケースである。なお、図24に示すように、この断面形状と比較される既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値が0.0602であり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0602における既存鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値は0.52である。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is an example of a steel sheet pile included in the third formula group G3 (see FIG. 24) in which the section modulus Ze shown in FIG. 23 is in the range of 3400 cm 3 / m <Ze shown in the formula (17). In this 4th Example, it is a Z-shaped steel sheet pile which makes a pair by fitting two joints and each dimension is shown in FIG. In the fourth embodiment, a constraint condition of H / t <39 is provided. In addition, as shown in FIG. 24, the lower limit value of the economical evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile compared with this cross-sectional shape is 0.0602, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) However, the lower limit of the workability evaluation index (F occlusion / A) of the existing steel sheet pile at 0.0602 is 0.52.

表4に示すように、本第4実施例の鋼矢板は、断面係数Zeが4916cm/mであるので、第3式群G3に含まれ、第3式群G3の各限界ラインG3a〜G3f(図13参照)を使用して評価することができる。
図24に示すように、表4の断面寸法に設定された第4実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.43となり、経済性評価指数(A/Ze)が0.0562となった。つまり、第4実施例の鋼矢板は、経済性において、既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0602)よりも小さく、第4実施例の既存鋼矢板に対する性能は略7%の向上となる。また、施工性において、既存鋼矢板のうち経済性評価指数(A/Ze)が下限値(0.0602)となる第4実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)の下限値の0.52よりも小さく、第4実施例の既存鋼矢板に対する性能は略18%の向上となる。
As shown in Table 4, the steel sheet pile of the fourth example is included in the third formula group G3 because the section modulus Ze is 4916 cm 3 / m, and each of the limit lines G3a to G3f of the third formula group G3. (See FIG. 13).
As shown in FIG. 24, the workability evaluation index (F occlusion / A) of the steel sheet pile of the fourth example set to the cross-sectional dimensions of Table 4 is 0.43, and the economic evaluation index (A 0 / Ze) Was 0.0562. In other words, the steel sheet pile of the fourth example is smaller than the lower limit (0.0602) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile in terms of economy, and is compared with the existing steel sheet pile of the fourth example. The performance is improved by about 7%. Moreover, in terms of workability, the workability evaluation index (F occlusion / A) of the steel sheet pile of the fourth example in which the economic evaluation index (A 0 / Ze) is the lower limit (0.0602) among the existing steel sheet piles. It is smaller than the lower limit of 0.52, and the performance of the fourth embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 18%.

また、第4実施例の鋼矢板の施工性評価指数(F閉塞/A)は0.43であり、第4実施例の鋼矢板と施工性評価指数(F閉塞/A)が同じ0.43である既存鋼矢板の経済性評価指数(A/Ze)の下限値(0.0625)と比較すると、第3実施例の既存鋼矢板に対する性能は略10%の向上となる。 Moreover, the workability evaluation index (F blockage / A) of the steel sheet pile of the fourth example is 0.43, and the steel sheet pile of the fourth example and the workability evaluation index (F blockage / A) are the same 0.43. When compared with the lower limit (0.0625) of the economic evaluation index (A 0 / Ze) of the existing steel sheet pile, the performance of the third embodiment with respect to the existing steel sheet pile is improved by about 10%.

以上、本発明による鋼矢板の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では(断面高さ/最小板厚)比<39の範囲を満足するように設定しているが、このような制約を設けることに限定されることはない。
As mentioned above, although embodiment of the steel sheet pile by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, the range of (section height / minimum plate thickness) ratio <39 is set, but it is not limited to providing such a restriction.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.

1 ハット形鋼矢板
2 Z形鋼矢板
3 鋼矢板
11 第一フランジ
12 ウェブ
13 第二フランジ
G1 第1式群
G2 第2式群
G3 第3式群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hat-shaped steel sheet pile 2 Z-shaped steel sheet pile 3 Steel sheet pile 11 1st flange 12 Web 13 2nd flange G1 1st type group G2 2nd type group G3 3rd type group

Claims (6)

ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板であって、
第一フランジと該第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板と、
ウェブと該ウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板と、において、
前記2枚一組のZ形鋼矢板で、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、
前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の前記ハット形鋼矢板、又は前記2枚一組のZ形鋼矢板であって、
打設時に、前記ハット形鋼矢板又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の第一フランジと、前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブと、で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式が作成され、
既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たり、又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、
既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積の断面係数に対する比を示す経済性評価指数と、
の関係を表したグラフにより、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群にグループ化し、前記既存鋼矢板の前記施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を当該鋼矢板の上限を規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群が設定され、
該式群は、
1700≦Ze≦2300cm/mの範囲に応じた第1式群と、
2300<Ze≦3400cm/mの範囲に応じた第2式群と、
3400cm/m<Zeの範囲に応じた第3式群と、
に分別され、
前記第1式群において、前記評価対象の鋼矢板の前記施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする鋼矢板。
A steel sheet pile made of a hat shape or a Z shape,
A hat comprising a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, and a pair of second flanges having a joint at the tip extending in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange of the web A hat-shaped steel sheet pile in shape,
In a Z-shaped steel sheet pile consisting of a pair of parallel flanges having joints at opposite ends of the web and opposite ends of the web, a hat-shaped steel sheet pile or joint is fitted into a hat shape. In the Z-shaped steel sheet pile that is a set of two,
When the two flanges on the side where the joint is fitted are the first flange and the two flanges on the side where the joint is not fitted are the second flange in the set of two Z-shaped steel sheet piles,
The length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange is an effective width, and the effective width is 1270 mm or more of the hat-shaped steel sheet pile or the set of two Z-shaped steel sheet piles. And
A first flange of a Z-shaped steel sheet pile that is a pair of two hat-shaped steel sheet piles or joints fitted together at the time of placing, and a pair of webs extending from both ends of the first flange; In the area surrounded by, the occlusion that becomes the dominant resistance when placing steel sheet piles along the occlusion area where a higher restraint pressure is generated than the surrounding ground due to overlapping frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground Occlusion resistance formula showing resistance is created,
Workability showing the ratio of cross-sectional resistance to the cross-sectional area of one set of Z-shaped steel sheet piles per pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or two pieces made by fitting joints into a hat shape. Evaluation index,
An economic evaluation index indicating the ratio of the cross-sectional area per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile to the section modulus;
Are grouped into three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index, and the construction of the existing steel sheet pile Three formula groups according to the three cross-sectional shape groups formulated as the performance range that defines the upper limit of the steel sheet pile as the lower limit region of the property evaluation index and economic evaluation index is set,
The formula group is
A first formula group corresponding to a range of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / m;
A second formula group corresponding to a range of 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m;
A third formula group corresponding to a range of 3400 cm 3 / m <Ze;
Sorted into
In the first formula group, at least one of the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile to be evaluated is set to be smaller than any existing steel sheet pile. Steel sheet pile to be used.
ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板であって、
第一フランジと該第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板と、
ウェブと該ウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板と、において、
前記2枚一組のZ形鋼矢板で、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、
前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の前記ハット形鋼矢板、又は前記2枚一組のZ形鋼矢板であって、
打設時に、前記ハット形鋼矢板又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の第一フランジと、前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブと、で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式が作成され、
既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たり、又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、
既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積の断面係数に対する比を示す経済性評価指数と、
の関係を表したグラフにより、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群にグループ化し、前記既存鋼矢板の前記施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を当該鋼矢板の上限を規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群が設定され、
該式群は、
1700≦Ze≦2300cm/mの範囲に応じた第1式群と、
2300<Ze≦3400cm/mの範囲に応じた第2式群と、
3400cm/m<Zeの範囲に応じた第3式群と、
に分別され、
前記第2式群において、前記評価対象の鋼矢板の前記施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする鋼矢板。
A steel sheet pile made of a hat shape or a Z shape,
A hat comprising a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, and a pair of second flanges having a joint at the tip extending in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange of the web A hat-shaped steel sheet pile in shape,
In a Z-shaped steel sheet pile consisting of a pair of parallel flanges having joints at opposite ends of the web and opposite ends of the web, a hat-shaped steel sheet pile or joint is fitted into a hat shape. In the Z-shaped steel sheet pile that is a set of two,
When the two flanges on the side where the joint is fitted are the first flange and the two flanges on the side where the joint is not fitted are the second flange in the set of two Z-shaped steel sheet piles,
The length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange is an effective width, and the effective width is 1270 mm or more of the hat-shaped steel sheet pile or the set of two Z-shaped steel sheet piles. And
A first flange of a Z-shaped steel sheet pile that is a pair of two hat-shaped steel sheet piles or joints fitted together at the time of placing, and a pair of webs extending from both ends of the first flange; In the area surrounded by, the occlusion that becomes the dominant resistance when placing steel sheet piles along the occlusion area where a higher restraint pressure is generated than the surrounding ground due to overlapping frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground Occlusion resistance formula showing resistance is created,
Workability showing the ratio of cross-sectional resistance to the cross-sectional area of one set of Z-shaped steel sheet piles per pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or two pieces made by fitting joints into a hat shape. Evaluation index,
An economic evaluation index indicating the ratio of the cross-sectional area per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile to the section modulus;
Are grouped into three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index, and the construction of the existing steel sheet pile Three formula groups according to the three cross-sectional shape groups formulated as the performance range that defines the upper limit of the steel sheet pile as the lower limit region of the property evaluation index and economic evaluation index is set,
The formula group is
A first formula group corresponding to a range of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / m;
A second formula group corresponding to a range of 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m;
A third formula group corresponding to a range of 3400 cm 3 / m <Ze;
Sorted into
In the second formula group, at least one of the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile to be evaluated is set to be smaller than any existing steel sheet pile. Steel sheet pile to be used.
ハット形状、又はZ形状からなる鋼矢板であって、
第一フランジと該第一フランジの両端から延伸する一対のウェブからなり、ウェブの前記第一フランジの反対側に前記第一フランジと平行に伸びる先端に継手を有する一対の第二フランジからなるハット形状のハット形鋼矢板と、
ウェブと該ウェブの両端に反対方向に延伸する端部に継手を有する平行な一対のフランジからなるZ形状の鋼矢板において、一枚のハット形鋼矢板または継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板と、において、
前記2枚一組のZ形鋼矢板で、継手を嵌合した側の両者のフランジを第一フランジ及び継手を嵌合しない側の両者のフランジを第二フランジとしたとき、
前記第二フランジの先端に有する一対の継手の嵌合中心間の長さを有効幅とし、前記有効幅が1270mm以上の前記ハット形鋼矢板、又は前記2枚一組のZ形鋼矢板であって、
打設時に、前記ハット形鋼矢板又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板の第一フランジと、前記第一フランジの両端から延伸する一対のウェブと、で囲まれた領域において、鋼矢板表面と地盤との界面に生じる摩擦抵抗が重なり合うことで周辺地盤よりも高い拘束圧が発生する閉塞領域に沿う鋼矢板打設時に支配的な抵抗となる閉塞抵抗を示す閉塞抵抗式が作成され、
既存鋼矢板における前記ハット形鋼矢板一枚当たり、又は継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板一組当たりの閉塞抵抗の断面積に対する比を示す施工性評価指数と、
既存鋼矢板における壁体形成時の壁方向の幅1m当たりの断面積の断面係数に対する比を示す経済性評価指数と、
の関係を表したグラフにより、前記施工性評価指数及び経済性評価指数の下限ラインで離散的に分類される断面係数Zeに応じた3つの断面形状群にグループ化し、前記既存鋼矢板の前記施工性評価指標及び経済性評価指標の下限領域を当該鋼矢板の上限を規定する性能範囲として定式化した前記3つの断面形状群に応じた3つの式群が設定され、
該式群は、
1700≦Ze≦2300cm/mの範囲に応じた第1式群と、
2300<Ze≦3400cm/mの範囲に応じた第2式群と、
3400cm/m<Zeの範囲に応じた第3式群と、
に分別され、
前記第3式群において、前記評価対象の鋼矢板の前記施工性評価指数及び経済性評価指数のうち少なくとも一方の値がいずれの既存鋼矢板よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする鋼矢板。
A steel sheet pile made of a hat shape or a Z shape,
A hat comprising a first flange and a pair of webs extending from both ends of the first flange, and a pair of second flanges having a joint at the tip extending in parallel with the first flange on the opposite side of the first flange of the web A hat-shaped steel sheet pile in shape,
In a Z-shaped steel sheet pile consisting of a pair of parallel flanges having joints at opposite ends of the web and opposite ends of the web, a hat-shaped steel sheet pile or joint is fitted into a hat shape. In the Z-shaped steel sheet pile that is a set of two,
When the two flanges on the side where the joint is fitted are the first flange and the two flanges on the side where the joint is not fitted are the second flange in the set of two Z-shaped steel sheet piles,
The length between the fitting centers of a pair of joints at the tip of the second flange is an effective width, and the effective width is 1270 mm or more of the hat-shaped steel sheet pile or the set of two Z-shaped steel sheet piles. And
A first flange of a Z-shaped steel sheet pile that is a pair of two hat-shaped steel sheet piles or joints fitted together at the time of placing, and a pair of webs extending from both ends of the first flange; In the area surrounded by, the occlusion that becomes the dominant resistance when placing steel sheet piles along the occlusion area where a higher restraint pressure is generated than the surrounding ground due to overlapping frictional resistance generated at the interface between the steel sheet pile surface and the ground Occlusion resistance formula showing resistance is created,
Workability showing the ratio of cross-sectional resistance to the cross-sectional area of one set of Z-shaped steel sheet piles per pair of hat-shaped steel sheet piles in existing steel sheet piles or two pieces made by fitting joints into a hat shape. Evaluation index,
An economic evaluation index indicating the ratio of the cross-sectional area per 1 m width in the wall direction at the time of wall formation in the existing steel sheet pile to the section modulus;
Are grouped into three cross-sectional shape groups according to the section modulus Ze discretely classified by the lower limit line of the workability evaluation index and the economic evaluation index, and the construction of the existing steel sheet pile Three formula groups according to the three cross-sectional shape groups formulated as the performance range that defines the upper limit of the steel sheet pile as the lower limit region of the property evaluation index and economic evaluation index is set,
The formula group is
A first formula group corresponding to a range of 1700 ≦ Ze ≦ 2300 cm 3 / m;
A second formula group corresponding to a range of 2300 <Ze ≦ 3400 cm 3 / m;
A third formula group corresponding to a range of 3400 cm 3 / m <Ze;
Sorted into
In the third formula group, at least one of the workability evaluation index and the economic evaluation index of the steel sheet pile to be evaluated is set to be smaller than any existing steel sheet pile. Steel sheet pile to be used.
前記閉塞抵抗式は、断面形状の前記第一フランジ幅、ウェブ角度、及び断面高さから求められることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の鋼矢板。   The steel sheet pile according to any one of claims 1 to 3, wherein the blockage resistance formula is obtained from the first flange width, the web angle, and the cross-sectional height of the cross-sectional shape. 前記式群は、断面高さと前記第一フランジの板厚、ウェブの板厚、又は第二フランジの板厚のうちの最小の板厚である最小板厚との比が39未満の範囲を満足するように設定されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の鋼矢板。   The formula group satisfies a range in which the ratio of the cross-sectional height to the minimum plate thickness that is the minimum plate thickness of the first flange plate thickness, the web plate thickness, or the second flange plate thickness is less than 39. The steel sheet pile according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel sheet pile is set to be performed. 前記式群は、
断面形状がハット形状のハット形鋼矢板もしくは継手を嵌合させてハット形状にした2枚で一組となるZ形鋼矢板を保持するための当該鋼矢板の第一フランジ幅、ウェブ角度から決まる幾何制約と、
座屈防止のための鋼材降伏強度に応じた幅厚比から規定される構造制約と、
が設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の鋼矢板。
The formula group is
The cross-sectional shape is determined from the first flange width and web angle of the steel sheet pile for holding a pair of hat-shaped steel sheet piles or joints fitted with a hat-shaped Z-shaped steel sheet pile. Geometric constraints,
Structural constraints stipulated from the width-thickness ratio according to the steel yield strength to prevent buckling,
Is set, The steel sheet pile according to any one of claims 1 to 5.
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