JP2016211341A - 鋼管矢板連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】機械式継手どうしを連結する手順内で、矢板継手どうしも水密状態に連結でき、鋼管矢板どうしの連結作業を、簡単に且つ迅速に実施できる鋼管矢板連結構造を提供する。
【解決手段】鋼管の連結端部に備えた機械式継手２どうしを嵌合させて鋼管の軸方向に連結するとともに、鋼管及び機械式継手２の側面に備えた矢板継手３どうしを嵌合させて鋼管の径方向に連結することができる鋼管矢板連結構造であって、矢板継手３は、嵌合される他の矢板継手３とで区画される嵌合空間内にグラウト材Ｇが充填可能に構成されるとともに、鋼管の軸方向に対向する矢板継手３のうち一方の矢板継手３の上端面３ａの、機械式継手２側の基端領域及びグラウト材Ｇに挟まれた領域に、シール材Ｓが設けてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管の連結端部に備えた機械式継手どうしを嵌合させて前記鋼管の軸方向に連結するとともに、前記鋼管及び前記機械式継手の側面に備えた矢板継手どうしを嵌合させて前記鋼管の径方向に連結することができる鋼管矢板連結構造に関する。

従来、鋼管矢板連結構造は、鋼管の側面に前記鋼管の軸方向に沿って矢板継手が設けられている鋼管矢板の軸方向への連結は、前記鋼管の軸方向に対向する一対の、前記鋼管の連結端部に設けられた機械式継手どうしを嵌合させかつ前記矢板継手どうしを溶接や接着し、前記鋼管矢板の径方向への連結は、前記鋼管の径方向に対向する一対の前記矢板継手どうしを嵌合させることで止水をしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２３４３３３号公報（段落番号〔００２１〕、図５）

上述した鋼管矢板連結構造は、前記鋼管矢板の軸方向への連結に関して、鋼管どうしの連結は機械式継手どうしを嵌合させる構成のため迅速に実施できるものの、矢板継手どうしの連結は溶接や接着を使用するため、結果的には、トータルとしての連結に時間が掛かり、鋼管矢板の設置効率が低いといった問題点がある。
そこで、矢板継手どうしは、時間が掛かる溶接や接着を使用しないことが考えられる。
しかし、機械式継手には通常数ｍｍ程度の嵌合代が設けられているため、機械式継手どうしを嵌合させたとしても、矢板継手どうしの対向端面間には隙間が形成され得るため、止水ができない虞があった。

従って、本発明の目的は、上述した問題点を解消し、機械式継手どうしを連結する手順内で、矢板継手どうしも水密状態に連結でき、鋼管矢板どうしの連結作業を、簡単に且つ迅速に実施できる鋼管矢板連結構造を提供するところにある。

本発明の第一の特徴構成は、鋼管の連結端部に備えた機械式継手どうしを嵌合させて前記鋼管の軸方向に連結するとともに、前記鋼管及び前記機械式継手の側面に備えた矢板継手どうしを嵌合させて前記鋼管の径方向に連結することができる鋼管矢板連結構造であって、前記矢板継手は、互いに嵌合される他の矢板継手とで区画される嵌合空間内にグラウト材が充填可能に構成されるとともに、前記鋼管の軸方向に対向する一対の前記矢板継手のうち少なくとも一方の前記矢板継手の端面の、前記機械式継手側の基端領域及び少なくとも前記機械式継手から前記グラウト材に至るまでの領域又は前記グラウト材に挟まれた領域に、シール材が設けてあるところにある。

本発明の第一の特徴構成によれば、矢板継手どうしは、鋼管の径方向に対向し互いに嵌合される矢板継手どうしで区画される嵌合空間内に充填されたグラウト材と、鋼管の軸方向に対向する一対の矢板継手のうち少なくとも一方の矢板継手の端面のうち、機械式継手側の基端領域及び少なくとも鋼管からグラウト材に至るまでの領域又はグラウト材に挟まれた領域に設けられたシール材とによって止水ができる。なお、止水とは、鋼管矢板で仕切られる一方側と他方側の間の水の通過を抑制することをいう。
なお、グラウト材には、無収縮モルタル材が好適に用いられる。
また、鋼管矢板どうしの連結作業においては、鋼管の軸方向に対向する一対の矢板継手間にシール材を位置させた状態で、機械式継手どうしの連結を行うだけの簡単な操作によって、鋼管矢板どうしを連結することができる。
即ち、機械式継手どうしを連結する手順内で、矢板継手どうしも水密状態に連結でき、鋼管矢板どうしの連結作業を、簡単に且つ迅速に実施できる。しかも、溶接や接着を使用しないから設置効率を向上させることができる。

本発明の第二の特徴構成は、前記鋼管の軸方向に対向する一対の前記矢板継手のうち少なくとも一方の前記矢板継手の端面には、他方の前記矢板継手の端面に向けて開口する状態に、前記シール材を配設するための凹溝が形成され、前記シール材は弾性体で構成され、前記シール材の高さ寸法が前記凹溝の溝底面と、他方の前記矢板継手の端面との離間寸法より大きく形成してあるところにある。

本発明の第二の特徴構成によれば、機械式継手どうしを連結した状態では、高さ方向に圧縮力を受けて弾性変形し連結端部での止水ができる。

本発明の第三の特徴構成は、前記シール材は、水膨張性を備えているところにある。

本発明の第三の特徴構成によれば、シール材が水に接触すると、機械式継手どうしを連結したときに高さ方向に圧縮力を受けて弾性変形している状態から膨張し、軸方向に対向する一対の矢板継手の対向する端面間を確実に埋めて止水をすることができる。

本発明の第四の特徴構成は、前記シール材のうち前記機械式継手側の基端領域に設けられたシール材及び前記機械式継手から前記グラウト材に至るまでの領域に設けられたシール材は、連結作業が完了した状態で、前記機械式継手及び前記グラウト材に密着し、前記グラウト材に挟まれた領域に設けられたシール材は、連結作業が完了した状態で、該シール材を挟む前記両グラウト材に密着するところにある。

本発明の第四の特徴構成によれば、シール材は機械式継手及びグラウト材又はグラウト材とグラウト材に密着するので、矢板継手どうしの対向端面間のうちグラウト材が存在しない箇所の隙間の止水ができる。

鋼管矢板を示す斜視図 矢板継手へのシール材の配設状況を示す要部断面図 矢板継手へ設けられたシール材の要部断面図であって（ａ）は弾性変形前の断面図、（ｂ）は弾性変形後の断面図 別実施形態の矢板継手へのシール材の配設状況を示す要部断面図 別実施形態の矢板継手へのシール材の配設状況を示す要部断面図 別実施形態の矢板継手へのシール材の配設状況を示す要部断面図

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の鋼管矢板連結構造の対象となる鋼管矢板Ｐを例示している。
鋼管矢板Ｐは、鋼管１の両端部に、鋼管１の軸方向に連結する別の鋼管１との機械式継手２をそれぞれ溶接Ｗによって取り付けてある。
鋼管１及び機械式継手２の両側面にはほぼ全長に亘って矢板継手３が備えられている。

鋼管矢板Ｐは、設置対象箇所に、矢板継手３どうしが嵌合するように順次建て込んで、横に連続した鋼管矢板群によって土留め壁や護岸等の仕切壁を構成するために用いられる。
また、深さ方向に関しては、機械式継手２どうしを嵌合連結して複数の鋼管矢板Ｐを継ぎ足すことで、所定の長さ寸法を確保することができる。
なお、矢板継手３どうしを嵌合させて所定深度まで建て込んだら、嵌合済みの矢板継手３どうしで区画される嵌合空間内に、例えばモルタル（低強度モルタル）等のグラウト材Ｇが充填される。その際、モルタルが流出する可能性の高い箇所については、流出防止のために例えばグラウトジャケットと呼ばれる樹脂製のチューブ状の袋体Ｊを使用した上でモルタルが充填される。

機械式継手２は、鋼管１の一端部（例えば、下端部）に溶接された雌型のボックス継手２Ａと、鋼管１の他端部（例えば、上端部）に溶接された、ボックス継手２Ａと嵌合連結可能な構造をもつ雄型のピン継手２Ｂを備えている。

これらボックス継手２Ａとピン継手２Ｂとは、両継手の径方向の内外に重なる状態で嵌合できるように構成してあり、互いの摺接面で対向する状態にそれぞれ周溝（図示せず）が構成してある。これら両周溝に亘って介在可能なキー部材（図示せず）が設けてあり、このキー部材を両周溝に亘って位置させることで、ボックス継手２Ａとピン継手２Ｂとの鋼管１の軸心方向への相対移動を規制することができ、対応する鋼管１どうしを連結することができる。

矢板継手３は、本実施形態においては、鋼管の軸方向視での断面形状が「Ｃ」字形状の鋼材で構成してある（図２参照）。
鋼管１の直径に対して機械式継手２の直径が大きいため、矢板継手３のうち機械式継手２に対応する部分に切欠４が形成されている。
矢板継手３は、鋼管１の側面に溶接Ｗによって取り付けられ、機械式継手２の側面には溶接ではなく接着剤Ａによって取り付けられ、鋼管１及び機械式継手２と矢板継手３との間の止水ができる。

図３（ａ）に示すように、鋼管矢板Ｐどうしの連結端部で下方に位置している矢板継手３の上端面３ａの所定箇所には、上端面３ａに開口する状態で凹溝７が形成されている。一方、鋼管矢板Ｐどうしの連結端部で上方に位置している矢板継手３の下端面３ｂは、平坦面として形成されている。
前記所定箇所とは、矢板継手３どうしの嵌合空間にグラウト材Ｇを充填しても、上下に対向する一対の矢板継手３間に隙間ができやすい箇所であり、具体的には、矢板継手３の上端面３ａのうち、機械式継手２側の基端領域及び少なくとも機械式継手２から矢板継手３どうしの嵌合空間内に充填されたグラウト材Ｇに至るまでの領域又はグラウト材Ｇに挟まれた領域である（図２参照）。なお、基端領域とは、矢板継手３の上端面３ａのうち機械式継手２の近傍の領域をいう。

図１から図３（ａ），（ｂ）に示すように、凹溝７には、両矢板継手３に亘る状態にシール材Ｓが設けられている。

シール材Ｓは、合成樹脂や、ゴム製（合成ゴムや天然ゴム）のうち水膨張性を備えた弾性体によって構成され凹溝７に配設される。シール材Ｓは、本実施形態においては、膨張倍率が約２倍程度のものを使用している。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、シール材Ｓは、膨張前の状態において、幅寸法は、凹溝７の溝幅寸法より若干大きく形成してあり、凹溝７内に嵌入させることで、幅方向に圧縮力を受けて弾性変形し、溝側面７ａとの密着性が増加し、抜け出し難くなるように構成してある。
シール材Ｓの高さ寸法は、膨張前の状態において、下に配置されている鋼管矢板Ｐの矢板継手３の凹溝７の溝底面７ｂと、上に連結された鋼管矢板Ｐの矢板継手３の下端面３ｂとの離間寸法より若干大きく形成してあり、上下の機械式継手２どうしを連結した状態で、高さ方向に圧縮力を受けて弾性変形し、矢板継手３の対向面間での止水ができるように構成してある。
即ち、上下の鋼管矢板Ｐを、機械式継手２で連結操作するだけで、上下の矢板継手３どうしも、シール材Ｓが介在する状態に連結され、上下の矢板継手３によってシール材Ｓが圧縮されていることで、弾性変形したシール材Ｓにより両矢板継手３間の止水をすることができる。
そして、シール材Ｓを凹溝７に嵌着した時点では、凹溝７からのはみ出しが見られないが（図３（ａ）参照）、水に接触すると膨張して矢板継手３間を確実に埋めて止水をすることができる（図３（ｂ）参照）。
なお、シール材Ｓのすべてを水膨張性を備えた材料で構成することに限らず、一部分のみ水膨張性を備えた材料で構成してあってもよい。

なお、シール材Ｓのうち機械式継手２側の基端領域に形成された凹溝７に設けられたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、機械式継手２及びグラウト材Ｇに密着する。また、シール材Ｓのうちグラウト材Ｇに挟まれた領域に形成された凹溝７に設けられたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、シール材Ｓを挟む両グラウト材Ｇに密着する。

本実施形態の鋼管矢板連結構造によれば、鋼管矢板Ｐどうしは、機械式継手２によって確実に連結されているとともに、矢板継手３どうしに関しても、嵌合空間内にグラウト材Ｇが充填されかつ矢板継手３どうしの対向面間にシール材Ｓが介在させてあることで、連結端部での止水がされた状態に連結されている。
また、シール材Ｓは、矢板継手３の凹溝７に嵌着しておけるので、鋼管矢板Ｐどうしの連結の際にシール材Ｓを仮保持する手間が省け、さらにシール材Ｓの脱落のない状態で矢板継手３間に位置させることができる。
従って、鋼管矢板Ｐどうしの連結作業を、簡単に且つ迅速に実施できる。
しかも、溶接を使用しないから煙等が発生せず、周囲環境への悪影響も防止できる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施形態を説明する。
〈１〉 鋼管矢板Ｐは、先の実施形態で説明した寸法や形状に限るものではなく、公知の鋼管矢板の全般がその対象となる。例えば、両端部に形成してある機械式継手２の形状変更も可能である。

また、矢板継手３は、図２に示すように、断面形状が「Ｃ」字形状の鋼材どうしの組み合わせに限るものではなく、例えば、図４に示すように、断面形状が「Ｃ」字形状の鋼材３Ｃと断面形状が「Ｔ」字形状の鋼材３Ｔの組み合わせ、図５に示すように、断面形状が「Ｌ」字形状の２つの鋼材３Ｌと、断面形状が「Ｔ」字形状の鋼材３Ｔの組み合わせによる構成であってもよい。
この場合も矢板継手３どうしの嵌合空間にグラウト材Ｇを充填しても、上下に対向する一対の矢板継手３間に隙間ができやすい箇所にシール材Ｓを配設する。

つまり、図４においては、矢板継手３Ｃの上端面３ａには機械式継手２側の基端領域に凹溝が形成され、この凹溝にシール材Ｓが配設され、矢板継手３Ｔの上端面３ａには機械式継手２から矢板継手３どうしの嵌合空間内に充填されたグラウト材Ｇに至るまでの領域に凹溝が形成され、この凹溝にシール材Ｓが配設される。
矢板継手３Ｃの上端面３ａの機械式継手２側の基端領域に配設されたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、機械式継手２及びグラウト材Ｇに密着する。
矢板継手３Ｔの上端面３ａの機械式継手２から矢板継手３どうしの嵌合空間内に充填されたグラウト材Ｇに至るまでの領域に配設されたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、機械式継手２及びグラウト材Ｇに密着する。

図５においては、両矢板継手３Ｌの上端面３ａには機械式継手２側の基端領域にそれぞれ凹溝が形成され、この両凹溝にシール材Ｓが配設され、矢板継手３Ｔの上端面３ａには機械式継手２から矢板継手３どうしの嵌合空間内に充填されたグラウト材Ｇに至るまでの領域に凹溝が形成され、この凹溝にシール材Ｓが配設される。
両矢板継手３Ｌの上端面３ａの機械式継手２側の基端領域にそれぞれ配設されたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、機械式継手２及びグラウト材Ｇに密着する。
矢板継手３Ｔの上端面３ａの機械式継手２から矢板継手３どうしの嵌合空間内に充填されたグラウト材Ｇに至るまでの領域に配設されたシール材Ｓは、連結作業が完了した状態で、機械式継手２及びグラウト材Ｇに密着する。

また、矢板継手３は、図１に示すように、切欠４を形成するに限るものではなく、図６に示すように、切欠を形成せずに、その表面が機械式継手２に接着剤Ａにより取り付けられる構成であってもよい。この場合も矢板継手３どうしの嵌合空間にグラウト材Ｇを充填しても、上下に対向する一対の矢板継手３間に隙間ができやすい箇所にシール材Ｓを配設する。つまり、矢板継手の上端面３ａには、図４及び図５に示すように、矢板継手３の上端面３ａのうち、機械式継手２側の基端領域及びグラウト材Ｇに挟まれた領域に凹溝７が形成され、この凹溝７にシール材Ｓが嵌着される。
なお、鋼管１に対する矢板継手３の取付位置や取付箇所数の変更は可能であり、例えば、鋼管１の周方向での１箇所のみに設けてあるものや、３箇所以上の複数箇所に設けてあるものであってもよい。更には、複数の矢板継手３の周方向での各配置関係も適宜変更が可能である。

〈２〉 シール材Ｓを配設するための凹溝７の形成位置は、先の実施形態で説明したものに限るものではない。
例えば、凹溝７は、連結端部で下方に位置する矢板継手３の上端面３ａにのみ形成してあることに限らず、例えば、連結端部で上方に位置する矢板継手３の下端面３ｂのみに形成してあったり、連結端部で対向する上下の矢板継手３それぞれに凹溝７を形成してあったりしてもよい。

なお、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 鋼管
２ 機械式継手
３ 矢板継手
３Ｃ 鋼材（矢板継手）
３Ｔ 鋼材（矢板継手）
３Ｌ 鋼材（矢板継手）
４ 切欠
７ 凹溝
Ｐ 鋼管矢板
Ａ 接着剤
Ｇ グラウト材
Ｊ ジャケット
Ｗ 溶接
Ｓ シール材

Claims (4)

1. 鋼管の連結端部に備えた機械式継手どうしを嵌合させて前記鋼管の軸方向に連結するとともに、
   前記鋼管及び前記機械式継手の側面に備えた矢板継手どうしを嵌合させて前記鋼管の径方向に連結することができる鋼管矢板連結構造であって、
   前記矢板継手は、互いに嵌合される他の矢板継手とで区画される嵌合空間内にグラウト材が充填可能に構成されるとともに、
   前記鋼管の軸方向に対向する一対の前記矢板継手のうち少なくとも一方の前記矢板継手の端面の、前記機械式継手側の基端領域及び少なくとも前記機械式継手から前記グラウト材に至るまでの領域又は前記グラウト材に挟まれた領域に、シール材が設けてあることを特徴とする鋼管矢板連結構造。
2. 前記鋼管の軸方向に対向する一対の前記矢板継手のうち少なくとも一方の前記矢板継手の端面には、他方の前記矢板継手の端面に向けて開口する状態に、前記シール材を配設するための凹溝が形成され、
   前記シール材は弾性体で構成され、前記シール材の高さ寸法が前記凹溝の溝底面と、他方の前記矢板継手の端面との離間寸法より大きく形成してあることを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板連結構造。
3. 前記シール材は、水膨張性を備えていることを特徴とする請求項２に記載の鋼管矢板連結構造。
4. 前記シール材のうち前記機械式継手側の基端領域に設けられたシール材及び前記機械式継手から前記グラウト材に至るまでの領域に設けられたシール材は、連結作業が完了した状態で、前記機械式継手及び前記グラウト材に密着し、前記グラウト材に挟まれた領域に設けられたシール材は、連結作業が完了した状態で、該シール材を挟む前記両グラウト材に密着することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼管矢板連結構造。

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