JP2022066138A - 土留構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各連結部の強度及び剛性のばらつきを抑えた土留構造を提供する。【解決手段】第１方向に端部の位置をずらした複数の土留部材１０を、複数の連結部材２０を用いて第１方向に直交する第２方向に複数連結して構築され、地山の土砂を複数の土留部材１０で抑え空間部を形成し、複数の土留部材１０のそれぞれはフランジ部を備え、フランジ部はその厚さ方向に貫通する連結孔が形成される。複数の連結金具２０それぞれは、連結金具本体と、連結金具本体の一端を連結金具本体の一方面側に折り曲げることにより形成された差込み部と、連結金具本体の他端を一方面側にＵ字状に折り曲げることにより形成された挟持部と、を備え、差込み部は連結孔に挿通され、挟持部は複数の土留部材１０のそれぞれのフランジ部を重ねた状態で挟持する。複数の連結金具２０は第１連結金具と、第１連結金具に対し一方面を異なる方向に向けた状態で設置される第２連結金具と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、地盤に構築される土留構造に関し、特に複数の土留部材のフランジ部を連結金具により連結して構築された土留構造に関する。

従来、構造物の基礎を構築するための立坑、地中に構築される集水井、斜面の擁壁などの土木構造物は、土留部材等の土留部材を接続して環状又は馬蹄形（Ｕ字形）に壁を形成して構成された土留構造により構成される。

このような土留構造は、土留部材がそれぞれ軽量であり、山間部等の大型の重機が使用できない現場においても、人力での施工が容易であるという利点がある。例えば、内径寸法の小さい立坑を構築するにあたっては、一人の作業者が立坑の中に入り土留部材を連結する作業を行うことができる。

土留部材同士は、ボルト及びナットにより連結することができるが、一人の作業者が土留部材を連結する場合、土留部材のフランジ部に形成された連結孔にボルトを通す作業が困難であり多大な時間を要する。そこで、連結孔に差し込む差込み部とフランジ部を挟持する挟持部とを備える連結金具を用いて、土留部材同士のフランジ部同士を連結することにより、作業者は、片手で土留部材を支持しながら連結作業が行うことが可能となっている。

連結金具は、挟持部により土留部材のフランジ部同士を重ねて挟持することより、土留部材同士の連結を行う。また、連結金具の差込み部の先端部は、Ｌ字形に曲げられ、土留部材のフランジ部に形成された連結孔の周辺に先端が当接するように構成されている。これにより、土留部材のフランジ部は、差込み部の先端部と挟持部との２か所で支持されるため、連結力が強固になる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０２０－２６３４号公報

土留構造は、複数の土留部材を組み合わせて構成されているため、地盤からの土圧を受けた場合に複数の土留部材同士の連結部に変位を生じ易い。特に、特許文献１のように、土留構造は、連結金具を用いて複数の土留部材を連結されることにより、複数の土留部材同士の連結力を確保しつつ連結作業が容易になる。しかし、連結金具を用いて複数の土留部材同士の連結を行った場合、連結金具には方向性があるため、土留構造は、一部の連結部において強度及び剛性のばらつきが生じてしまう、という課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するものであり、各連結部の強度及び剛性のばらつきを抑えた土留構造を提供するものである。

本発明に係る土留構造は、第１方向に端部の位置をずらした複数の土留部材を、複数の連結部材を用いて前記第１方向に直交する第２方向に複数連結して構築され、地山の土砂を前記複数の土留部材で抑え空間部を形成する土留構造であって、前記複数の土留部材のそれぞれは、地山に沿って配置される本体と、前記本体の前記第２方向の縁から前記空間部に向かって突出するフランジ部と、を備え、前記フランジ部は、当該フランジ部の厚さ方向に貫通する連結孔が形成され、前記複数の連結部材は、複数の連結金具を含み、前記複数の連結金具は、隣接する前記複数の土留部材の前記フランジ部を重ねて形成される連結部に取り付けられ、連結金具本体と、前記連結金具本体を構成する部材の一端を前記連結金具本体の一方面側に折り曲げることにより形成された差込み部と、前記連結金具本体を構成する部材の他端を、前記一方面側にＵ字状に折り曲げることにより形成された挟持部と、を備え、前記差込み部は、隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれに形成された前記連結孔に挿通され、前記挟持部は、隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれの前記フランジ部を重ねた状態で挟持し、前記複数の連結金具は、第１連結金具と、前記第１連結金具に対し前記一方面を異なる方向に向けた状態で前記連結部に設置される第２連結金具と、を含む。

本発明によれば、土留構造は、部分的に連結金具の方向を変えることにより、土圧等の外力を受けて土留部材に変位が生じても、連結金具が土留部材同士の連結を保持した状態を維持することができる。これにより、土留構造は、土留部材同士の各連結部の強度及び剛性のばらつきを抑えることができる。

実施の形態１に係る土留構造１００の斜視図である。 実施の形態１に係る土留構造１００の平面図及び断面構造図である。 実施の形態１に係る土留構造１００の土留部材１０の軸方向連結部１１及び連結部１２周辺の拡大図である。 実施の形態１に係る土留部材１０の断面図である。 実施の形態１に係る土留部材１０の断面図である。 実施の形態１に係る土留構造１００の土留部材１０を連結する連結金具２０の斜視図である。 図６の連結金具２０の上面図である。 図６の連結金具２０の側面図である。 図６の連結金具２０の底面図である。 実施の形態１に係る土留構造１００に取り付けられた連結金具２０の斜視図である。 実施の形態１に係る土留構造１００に取り付けられた連結金具２０の斜視図である。 実施の形態１に係る土留構造１００の比較例に係る土留構造１１００の第１土留部材１０ａが土圧を受けた状態を示す断面図である。 実施の形態１に係る土留構造１００の第１土留部材１０ａが土圧を受けた状態を示す断面図である。 実施の形態１に係る連結金具２０の変形例である連結金具１２０の斜視図である。 は、実施の形態２に係る土留構造２００の一部の断面図である。 実施の形態３に係る土留構造１００の斜視図である。 図１６の土留構造１００の軸方向連結部１１周辺の拡大斜視図である。 実施の形態３に係る土留構造１００の土留部材１０が土圧を受け変位した状態を示す断面図である。 実施の形態４に係る土留構造４００の連結金具２０の配置の一例を説明する模式図である。

以下、実施の形態に係る土留構造１００及び土留部材１０について図面等を参照しながら説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、上、下、左、右、前、後、表及び裏等）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品等の配置、方向及び向きを限定するものではない。

実施の形態１．
［土留構造１００］
図１は、実施の形態１に係る土留構造１００の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る土留構造１００の平面図及び断面構造図である。図３は、実施の形態１に係る土留構造１００の土留部材１０の軸方向連結部１１及び連結部１２周辺の拡大図である。図３は、図２（ｂ）のＢ部の拡大図である。図１～図３を用いて土留構造１００について説明する。土留構造１００は、例えば構造物の基礎を構築するための立坑又は地中に構築される集水井等の土木構造物であって、地盤を掘削して形成された縦穴の内部に構築されるものである。以下の説明において、土留構造１００の外側を地山９２、内側を空間部９３と呼ぶ。実施の形態１において、土留構造１００は、円管状に形成されているが、円管状に限定するものではない。土留構造１００は、例えば、平面視において、長円形、楕円形、矩形、小判形又は馬蹄形に形成することができ、管状に限定されるものでもない。また、図２に示されているｒ方向は、土留構造１００の半径方向であり、θ方向は周方向であり、ｚ方向は高さ方向を示している。なお、θ方向は土留部材１０の長手方向と一致しており、これを第１方向と称する。また、ｚ方向は土留部材１０の幅方向であり、これを第２方向と称する。実施の形態１において、ｚ方向は重力方向に一致しているが、これのみに限定されず、重力方向に傾斜していても良い。

実施の形態１に係る土留構造１００は、複数の土留部材１０が環状体５０を形成するように複数の連結部材で接続し、その環状体５０同士を軸方向に複数の連結部材で接続した構造になっている。図１及び図２に示されている土留構造１００は、環状体５０Ａ及び５０Ｂをｚ方向に交互に６段積み重ねた構造になっている。

［環状体５０］
土留構造１００を構成する各環状体５０は、土留部材１０をθ方向に複数接続して構成されたものであり、土留部材１０の長手方向の端部同士を接続させて形成されている。土留部材１０は、幅方向、即ちｚ方向に波形が付されている本体１４（図４及び図５参照）と、本体１４の長手方向、即ちθ方向の両端に平板状の連結プレート１９とを備える。連結プレート１９は、本体１４の長手方向の端面に溶接されている。環状体５０において、隣り合う土留部材１０は、連結プレート１９同士を連結金具２０ｇ又は締結部材４０により接合され、軸方向連結部１１を形成している。軸方向連結部１１は、軸方向に延びる連結プレート１９同士を連結する部分であり、ｚ方向に延びる連結部である。なお、図３に示される軸方向連結部１１には、連結金具２０ｇが３個取り付けられているが、取り付けられる数量は土留部材１０の形状により適宜変更できるものである。例えば、後述する図４に示される土留部材１０であれば、４個の連結金具２０ｇが軸方向連結部１１に取り付けられる。

土留部材１０により構成された環状体５０同士は、土留部材１０のｚ方向の端部において連結金具２０で接合されている。図２（ｂ）に示されている様に、上側の環状体５０Ａの土留部材１０と、下側の環状体５０Ｂの土留部材１０とは、長手方向（θ方向）の両端の位置を互いにずらして接合されている。実施の形態１においては、上に位置する土留部材１０と、下に位置する土留部材１０とは、長手方向の長さの半分だけずらして連結されている。これにより、土留構造１００は、θ方向の各位置において強度及び剛性のばらつきを抑えることができる。ただし、上下に位置する土留部材１０は、長手方向に半分ずらして連結する形態に限定されるものではない。例えば、土留部材１０のフランジ部１３に形成された複数の連結孔１３ａを長手方向に少なくとも１つ以上ずらして連結した形態であっても良い。

［土留部材１０］
図４及び図５は、実施の形態１に係る土留部材１０の断面図である。図４及び図５は、土留部材１０の長手方向に垂直な断面を示しており、図３に示されている土留構造１００のＣ－Ｃ部を含む断面の一例を示している。図４に示されている土留部材１０の本体１４は、長手方向に垂直な断面においてサインカーブ状の波形が付されている。また、図５に示されている土留部材１０の本体１４は、角が丸められた矩形波状になっており、土留構造１００の外側及び内側に互いに平行な面が形成されている。

図４及び図５に示されている土留部材１０は、それぞれ断面形状が異なり本体１４の波形状が異なるが、ｚ方向の両端部にフランジ部１３が形成されており、ｚ方向に互いに接続可能な構造となっている。フランジ部１３は、連結金具２０又は締結部材４０を適用する連結孔１３ａが形成されている。連結孔１３ａは、フランジ部１３に複数形成されており、θ方向に等間隔に設けられている。

図４に示される土留部材１０の本体１４は、サインカーブ状の波形が付されており、地山側からの土圧による荷重に対抗することができる。本体１４は、波形が付されていることにより、単純な平板状の断面形状に形成されるよりもｒ方向に掛かる荷重に対する強度及び剛性が高い。

図５に示されている土留部材１０の台形波形状に形成されている本体１４は、図５の断面において、環状体５０の内側に突出して位置する内側フランジ部１６と、環状体５０の外側に突出して位置する外側フランジ部１７及び１８と、を備える。内側フランジ部１６と外側フランジ部１７及び１８とは、実質的に平行に形成されている。内側フランジ部１６と外側フランジ部１７及び１８との間は、ウェブ部１５により接続されている。ウェブ部１５は、図５の断面においてｒ方向に延びる面を有し、ｒ方向に対し若干傾斜している。ウェブ部１５の傾斜方向は、本体１４を中心軸Ｃから見た時に、波形状の谷の部分の開放端が広く、谷底が狭くなる様になっている。このように構成されることにより、本体１４は波付けのための塑性加工を行う際に、離型しやすく製造が容易になる。

また、ウェブ部１５は、ｒ軸に平行に近い角度で成形されることにより、内側フランジ部１６、外側フランジ部１７及び１８の幅が広くなる。これにより、土留部材１０は、ｒ方向に曲げモーメントが負荷されたときの剛性が高くなる。例えば、図４に示される土留部材１０よりも図５に示される土留部材１０は、ｒ方向の寸法が大きくｒ方向に掛かる荷重に対し剛性が高い。図１の土留構造１００の土留部材１０が面方向、つまりｒ方向に荷重を受けた場合に、土留部材１０はｒ方向に曲げモーメントが負荷される。このとき、土留部材１０の曲げの中立軸Ｎについての断面係数は、中立軸Ｎから遠い内側フランジ部１６、外側フランジ部１７及び１８の幅が広い方が大きくなる。よって、ウェブ部１５がｒ軸に平行に近い角度で構成されることにより、内側フランジ部１６、外側フランジ部１７及び１８のｚ方向の幅寸法が広くなり、土留部材１０は、ｒ方向の曲げ荷重に対する強度及び剛性が高くなる。具体的には、ウェブ部１５は、内側フランジ部１６又は外側フランジ部１７及び１８に垂直な方向に対し、０°以上２０°以下に設定され、さらに望ましくは０°以上３°以下に設定される。

なお、図５の、内側フランジ部１６、外側フランジ部１７及び１８は、ウェブ部１５と同じ板厚で形成されているが、板厚をウェブ部１５よりも厚くしても良い。このように構成されることにより、中立軸Ｎから遠い内側フランジ部１６、外側フランジ部１７及び１８の断面積が大きくなり、土留部材１０は、断面係数をさらに高くすることができる。

図４及び図５に示されている土留部材１０のｚ方向の両端部は、フランジ部１３が形成されている。フランジ部１３は、ｚ方向に対し垂直に形成され、平坦な部分に連結孔１３ａが設けられている。フランジ部１３は、ｒ方向及びθ方向に平行であり連結金具２０が取り付けられる程度の面を有している。特に、フランジ部１３の先端部１３ｂは、連結金具２０の挟持部２３（図６～９を参照）が嵌る程度の平面を有する。

［連結金具２０］
図６は、実施の形態１に係る土留構造１００の土留部材１０を連結する連結金具２０の斜視図である。図７は、図６の連結金具２０の上面図である。図８は、図６の連結金具２０の側面図である。図９は、図６の連結金具２０の底面図である。図６～図９に示されるｘ方向及びｙ方向により形成される平面は、連結金具２０の連結金具本体２２に沿った平面であり、ｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に垂直方向を示している。また、ｘ方向は、挟持部２３の幅方向に一致しており、連結金具２０がフランジ部１３に取り付けられた状態においてθ方向と略一致する。実施の形態１において、連結金具２０は、板金を折り曲げて形成された金具であり、土留部材１０を連結する連結部材の１つである。連結金具２０は、エンボス加工により形成された凸部２６を備える連結金具本体２２と、連結金具本体２２のｙ方向の一方の端部からｚ方向逆向きに向かって折り曲げられた差込み部２５と、連結金具本体２２のｙ方向の他方の端部からｚ方向逆向きに向かって折り曲げられた挟持部２３と、を備える。

連結金具２０は、差込み部２５が土留部材１０のフランジ部１３に形成された連結孔１３ａに差し込まれ、挟持部２３がフランジ部１３の先端部１３ｂを挟持することにより２つの土留部材１０を連結するものである。連結金具２０は、フランジ部１３に嵌め込まれて土留部材１０を連結できるため、ボルト及びナットを用いた連結と比較して連結作業の効率が向上する。

図７及び図９に示される様に、連結金具本体２２の挟持部２３が形成されている挟持側端部２２ａの端縁２２ｃは、ｘ軸に平行に形成されている。連結金具本体２２は、ｙ方向に対し傾斜して延びている。連結金具本体２２のｙ方向の端縁２２ｄは、ｚ方向逆向きに延びる差込み部２５に接続されている。差込み部２５が接続されている端縁２２ｄは、ｘ軸に対し傾斜している。

差込み部２５は、連結金具本体２２の端縁２２ｄからｚ方向に延び、その先端でＬ字に折り曲げられ先端部２１が形成されている。先端部２１は、板面２１ｂがｙ方向に沿って延びている。先端部２１の板面２１ｂは、連結金具本体２２からｚ方向にずれた位置において連結金具本体２２の板面と略平行に形成されている。または、先端部２１の板面２１ｂは、連結金具本体２２の板面と平行ではなく、先端２１ａがｚ方向に向かうように傾斜していても良い。このように構成されることにより、連結される２つの土留部材１０のフランジ部１３の一方の面側に連結金具本体２２が配置され、他方の面側に先端部２１が配置され、２つのフランジ部１３を先端部２１と連結金具本体２２との間に保持することができる。

図７に示されるように、連結金具本体２２の差込み部２５が形成されている差込み側端部２２ｂは、挟持部２３が形成されている側の挟持側端部２２ａよりも幅が狭く形成されており、フランジ部１３の連結孔１３ａに差し込める程度の幅に形成されている。つまり、先端部２１は、２つの土留部材１０のフランジ部１３の連結孔１３ａに挿通自在になっている。また、差込み側端部２２ｂは、エンボス加工が施され凸部２６が形成されていることにより、剛性が向上している。

一方、挟持部２３が形成されている挟持側端部２２ａは、挟持部２３が２つの土留部材１０のフランジ部１３を挟んで保持できるように、幅が広く形成されている。

［連結金具２０の取付状態］
図１０及び図１１は、実施の形態１に係る土留構造１００に取り付けられた連結金具２０の斜視図である。図１０は、図３に示される土留構造１００の第１連結金具２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆの斜視図である。図１１は、図３に示される土留構造１００の連結金具２０ｃ及び２０ｄの斜視図である。実施の形態１において土留構造１００の環状体５０Ａ及び５０Ｂとの連結部１２に設置された連結金具２０は、すべて同じ方向を向けて取り付けられているわけではなく、部分的に図６～９に示されているｚ方向を逆方向に向けて取り付けられている。

具体的には、図３に示されている第１連結金具２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆは、差込み部２５及び挟持部２３が連結金具本体２２からｚ方向逆向きに延びるような状態、即ち図１０に示されている状態で配置される。図３に示されている連結金具２０ｃ及び２０ｄは、差込み部２５及び挟持部２３が連結金具本体２２からｚ方向に延びるような状態、即ち図１１に示されている状態で配置される。

図１０及び図１１のどちらの状態においても、連結金具２０は、先端部２１及び差込み部２５をフランジ部１３の連結孔１３ａに差し込まれた状態で、挟持部２３が２つの土留部材１０のフランジ部１３を挟みこんで土留部材１０同士を連結する。連結金具２０は、先端部２１及び差込み部２５を連結孔１３ａに差し込んだ状態で、連結孔１３ａを中心にして連結金具２０を回転させることにより、挟持部２３と連結金具本体２２との間にフランジ部１３を進入させる。挟持部２３の当接部２３ｂと連結金具本体２２との開口幅は、２枚のフランジ部１３の先端部１３ｂの厚さ方向寸法よりも狭く形成されており、挟持部２３の当接部２３ｂと連結金具本体２２とは、２つのフランジ部１３をｚ方向に圧接させるように保持する。

図３に戻り、実施の形態１に係る土留構造１００に取り付けられた複数の連結金具２０の配置について説明する。土留構造１００を構成する複数の土留部材１０は、互いに連結金具２０によりｚ方向及びθ方向に連結されている。環状体５０Ａと環状体５０Ｂとを連結するｚ方向の連結部１２は、複数の連結金具２０により連結されている。連結部１２の複数の連結金具２０のうち一部は、逆方向を向けて取り付けられている。なお、各環状体５０Ａ及び５０Ｂにおいて、θ方向の連結も、連結金具２０で行われている。

環状体５０Ａを構成する土留部材１０と環状体５０Ｂを構成する土留部材１０とは、長手方向の端に配置された連結プレート１９がθ方向にずれた位置に配置されている。環状体５０Ａに形成された軸方向連結部１１と環状体５０Ｂに形成された軸方向連結部１１とは、互いにθ方向にずれた位置に配置されている。つまり、図３に示されるように、環状体５０Ａの軸方向連結部１１と環状体５０Ｂの土留部材１０ｃ及び１０ｄのθ方向の中間部とは、ｚ方向に並んでいる。

ここで、環状体５０Ａの第１土留部材１０ａ及び１０ｂの軸方向連結部１１の周辺部に着目した時に、第１土留部材１０ａ及び１０ｂは、ｚ方向に第２土留部材１０ｃが連結され、ｚ方向逆側に第３土留部材１０ｄが連結されている。第１土留部材１０ａのフランジ部１３と第２土留部材１０ｃのフランジ部１３とは、連結孔１３ａの位置が合うように重ねあわされて、第１連結部１２ａを形成している。また、第１土留部材１０ａのフランジ部１３と第３土留部材１０ｄのフランジ部１３とは、連結孔１３ａの位置が合うように重ねあわされて、第２連結部１２ｂを形成している。

第１連結部１２ａ及び第２連結部１２ｂは、重ねあわされた各連結孔１３ａに連結金具２０が挿通され、かつ挟持部２３が２つのフランジ部１３を挟んで保持することにより、連結されている。

図３に示されている第１連結部１２ａに取り付けられた連結金具２０ａ、２０ｂ及び２０ｅは、図１０に示されているように挟持部２３及び差込み部２５が連結金具本体２２からｚ方向逆向きに延びる態勢でフランジ部１３に取り付けられる。これらの連結金具２０を第１連結金具と称する。

また、第２連結部１２ｂに取り付けられた連結金具２０のうち、第１土留部材１０ａのθ方向の最も端に位置する連結金具２０ｃは、図１１に示されるように第１連結金具２０ａに対し逆方向を向いて取り付けられている。つまり、連結金具２０ｃは、挟持部２３及び差込み部２５が連結金具本体２２からｚ方向に延びる態勢でフランジ部１３に取り付けられる。これらの連結金具２０を第２連結金具と称する。

これらの連結金具２０の配置は、第１土留部材１０ａに隣り合って配置されている第１土留部材１０ｂにおいても同様に構成されている。つまり、少なくとも第１土留部材１０ａ及び１０ｂのフランジ部１３のθ方向の最も端に配置されている２つの連結金具２０は、連結金具本体２２から差込み部２５及び挟持部２３が延びる方向を向いた一方面２２ｅ（図８参照）を対向させるように配置されている。換言すると、第１土留部材１０ａ及び１０ｂのフランジ部１３のθ方向の最も端には、第１連結金具２０ａと第２連結金具２０ｃとが対向して配置されている。

図３においては、第１土留部材１０ａ及び１０ｂの軸方向連結部１１の周辺部に着目したが、土留構造１００を構成する土留部材１０は、いずれも軸方向連結部１１を備える。土留構造１００において、土留部材１０の軸方向連結部１１の最も近くに配置される２つの連結金具２０は、一方面２２ｅを対向させるように取り付けられている。

また、言い換えると、第１土留部材１０ａの第２連結部１２ｂにおいて、第２連結金具２０ｃは、第１連結金具２０ｆよりも第１土留部材の端に近い位置、つまり軸方向連結部１１に近い位置に配置される。

［連結金具２０の作用］
図１２は、実施の形態１に係る土留構造１００の比較例に係る土留構造１１００の第１土留部材１０ａが土圧を受けた状態を示す断面図である。図１２は、土留構造１１００の第１土留部材１０ａの軸方向連結部１１に最も近い連結金具２０の状態を説明する模式図である。比較例に係る土留構造１１００は、実施の形態１に係る土留構造１００と同様に複数の土留部材１０を連結金具２０を用いて連結している。ただし、比較例に係る土留構造１１００は、連結金具２０がすべて同じ方向を向いて取り付けられている。

図１２（ａ）に示されるように、土留構造１１００が通常状態においては、ｚ方向の上下に位置する連結金具２０は、先端部２１と連結金具本体２２と挟持部２３とにより２つのフランジ部１３が重なった状態で保持し、複数の土留部材１０を連結している。

図１２（ｂ）は、土留構造１１００の外側にある地山側から土圧等による荷重を受けた状態を示している。土留構造１１００は、外周面全体に土圧を受けるため、基本的にはｚ方向に並んで位置する土留部材１０同士がｒ方向にずれることはないが、仮に土留構造１１００の外周面に局部的に大きな荷重を受けた場合、土留部材１０のθ方向の端部は、連結金具２０の差込み部２５と連結孔１３ａとの間にあるクリアランスの分だけｒ方向にずれる。

図１２（ｂ）の上側に位置する連結金具２０は、第１土留部材１０ａがｒ方向逆側に変位したときに挟持部２３の当接部２３ｂがフランジ部１３の裏面１３ｃに接した状態が維持される。一方、図１２（ｂ）の下側に位置する連結金具２０は、フランジ部１３の裏面１３ｃが挟持部２３の当接部２３ｂから外れるようにずれるため、挟持部２３の当接部２３ｂがフランジ部１３に荷重を加えられなくなる。従って、図１２（ｂ）の下側の連結金具２０は、フランジ部１３から外れ易く、土留部材１０同士の連結が弱い状態になっている。

図１３は、実施の形態１に係る土留構造１００の第１土留部材１０ａが土圧を受けた状態を示す断面図である。図１２に示された比較例に係る土留構造１１００と異なり、土留構造１００は、下側の連結金具２０が逆向きに取り付けられている。このとき、土留部材１０ａがｒ方向逆側に変位したとしても、挟持部２３の当接部２３ｂがフランジ部１３の裏面１３ｃに当接した状態が維持される。よって、連結金具２０は、２つのフランジ部１３を圧接させる方向に荷重を掛け続けることができる。図１３において、上下に位置する連結金具２０は、土留構造１００に荷重が加わっても両方とも連結力の低下を抑えるように構成されており、土留構造１００の強度及び剛性の低下を抑えることができ、土留構造１００の周方向において強度及び剛性のばらつきを抑えることができる。

一般的に複数の土留部材１０を連結して構成される土留構造１００は、軸方向連結部１１において土留部材１０の変位が生じやすいが、上記のように土留部材１０のθ方向の端に最も近い連結金具２０の方向性を変更することにより、土留構造１００の各部の強度及び剛性のばらつきを抑えることが可能となる。具体的には、軸方向連結部１１に最も近い連結金具２０は、差込み部２５及び挟持部２３が延びる方向を対向させるようにして配置される。

［変形例］
なお、上記の説明においては、土留構造１００において、軸方向連結部１１に最も近い連結金具２０のみの方向性を変更する形態について説明したが、方向性を変更する連結金具２０は、軸方向連結部１１に最も近いもの１個だけでなく２個以上設けられていても良い。つまり、図３に示されている連結金具２０ｄも方向性を変更する連結金具２０の数量は、土留部材１０の変位量又は土留構造１００が受ける土圧に応じて適宜変更することができる。

図１４は、実施の形態１に係る連結金具２０の変形例である連結金具１２０の斜視図である。変形例の連結金具１２０は、差込み部２５が挟持部２３に対し傾斜していない。従って連結金具１２０は、差込み部２５を連結孔１３ａに差し込みながら挟持部２３をフランジ部１３にはめ込むことにより、複数の土留部材１０を連結する。このように構成された連結金具１２０により連結された土留構造１００においても、実施の形態１に係る連結金具２０と同様に、軸方向連結部１１ａの近傍において取り付け方向を変更することによりフランジ部１３から外れにくくなり、土留構造１００の周方向において強度及び剛性のばらつきを抑えることができる。

なお、実施の形態１に係る土留構造１００に用いられる連結金具は、図６に示される連結金具２０又は図１４の連結金具１２０などの板金を折り曲げて形成されたものに限定されない。連結金具は、連結金具本体２２から一方面２２ｅ側に延びる差込み部２５と、挟持部２３と、を備える形態であれば、そのほかの形態であっても良い。

また、実施の形態１に係る土留構造１００は、第１土留部材１０ａの最も端の１つ又は複数個の連結金具２０を対向させるように配置しているが、それ以外の形態であっても図１３に示す様に連結金具２０が外れにくくなる効果が見込める。つまり、土留構造１００は、例えば図３に示されるような、第１連結金具２０ｂと、第１連結金具２０ｂに対し一方面２２ｅを向けた状態で連結部１２ａに設置される第２連結金具２０ｄと、を備える構成であって、かつ最も軸方向連結部１１に近い連結金具２０ａ及び２０ｃが同じ方向を向けて取り付けられていてもよい。つまり、図３の連結金具２０ａ、２０ｂ及び２０ｃは、第１連結金具として構成され、連結金具２０ｄのみが第２連結金具として構成されていても良い。つまり、第１土留部材１０ａのｚ方向の両端の連結部１２に取り付けられた一組の連結金具２０は、互いに一方面２２ｅを対向させるように配置されていれば、第１土留部材１０ａ及び１０ｂと、第２土留部材１０ｃ及び第３土留部材１０ｄとの連結強度の低下を抑制することができる。換言すると、土留部材１０のｚ方向の両端の連結部１２に取り付けられた互いに一方面２２ｅを対向させた一組の連結金具２０は、土留部材１０のθ方向（周方向）のいずれの位置に配置されていても良い。

実施の形態２．
実施の形態２に係る土留構造２００について説明する。土留構造２００は、実施の形態１に係る土留構造１００を構成する土留部材１０の連結部１２を連結する部材を一部変更したものである。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５は、実施の形態２に係る土留構造２００の一部の断面図である。実施の形態２に係る土留構造２００は、実施の形態１に係る土留構造１００において第２連結金具２０を用いて連結していた部分を、ボルト４１及びナット４２を用いて連結したものである。図１２に示される比較例に係る土留構造１１００のｚ方向下側の連結金具２０のように、比較的外れやすい部分は、締結部材４０としてボルト４１及びナット４２を用いて連結しても良い。すなわち、土留部材１０を連結する複数の連結部材は、ボルト４１及びナット４２により構成される締結部材４０を含んでも良い。具体的には、図３に示される連結金具２０ｃ及び２０ｄの少なくとも一方は、締結部材４０に置換しても良い。ボルト４１及びナット４２の場合、土留部材１０のずれによる連結力の低下は抑えられるため、土留構造２００は、実施の形態１と同様に、周方向における各部の強度及び剛性のばらつきが抑えられる。また、締結部材４０以外は連結金具２０を用いることにより、土留部材１０の連結作業の効率が向上する。

実施の形態３．
実施の形態３に係る土留構造１００について説明する。土留構造１００は、実施の形態１に係る土留構造１００について、特に土留部材１０の軸方向連結部１１を連結する連結部材の配置について説明するものである。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６は、実施の形態３に係る土留構造１００の斜視図である。図１７は、図１６の土留構造１００の軸方向連結部１１周辺の拡大斜視図である。実施の形態３においては、土留構造１００は、一例として上面視において円形のものについて説明するが、矩形、長円形、馬蹄形などのその他の形状の土留構造であっても良い。

環状体５０Ａを構成する土留部材１０と環状体５０Ｂを構成する土留部材１０とは、長手方向の端に配置された連結プレート１９がθ方向にずれた位置に配置されている。そのため、図１６及び図１７に示すように、土留構造１００は、θ方向に隣り合って配置されている土留部材１０ａ及び１０ｂを連結する連結プレート１９が重ねあわされた軸方向連結部１１を備える。軸方向連結部１１は、ｚ方向に沿って延びている。よって、土留構造１００は、軸方向連結部１１とθ方向に延びる連結部１２とが交わってＴ字形になっている交差部分を有する。なお、連結プレート１９は、縦フランジとも呼ぶ。

軸方向連結部１１は、連結金具２０により連結されている。図１７に示すように、軸方向連結部１１に取り付けられている連結金具２０を下から順に連結金具２０ｇ１、２０ｇ２、２０ｇ３、２０ｇ４とする。これらの軸方向連結部１１に取り付けられている連結金具２０ｇ１～２０ｇ４を総称して、連結金具２０ｇと呼ぶ場合がある。また、連結金具２０ｇ１を第３連結金具、第３連結金具に対し一方面２２ｅを逆に向けている連結金具２０ｇ２～２０ｇ４を第４連結金具と称する場合がある。なお、実施の形態３において軸方向連結部１１に取り付けられている連結金具２０ｇは４つであるが、これのみに限定されるものではない。図１７においては、土留部材１０の本体１４の断面形状がサインカーブ状の波形に形成されており、波形に合わせて４つの連結孔１９ａが配置されており、その連結孔１９ａのそれぞれに連結金具２０ｇが配置されている。これに対し、例えば図５に示す台形波形状の断面形状の場合は、外側フランジ部１７及び１８に合わせて３つの連結孔１９ａが配置されるため、３つの連結金具２０ｇで隣り合う土留部材１０と連結されることになる。土留部材１０の本体１４の断面形状の波形は、ｚ方向の寸法に応じて適宜変更することができるため、それに合わせて連結金具２０ｇの位置及び数量は適宜変更しても良い。また、実施の形態２において説明したように、土留構造１００の軸方向連結部１１においても、連結金具２０ｇと締結部材４０とを併用しても良い。

実施の形態３においては、軸方向連結部１１に配置されている連結金具２０ｇのうち最も下に配置されている連結金具２０ｇ１のみが他の連結金具２０ｇ２～２０ｇ４とは逆方向を向いて取り付けられている。つまり、連結金具２０ｇ１は、連結金具本体２２から差込み部２５及び挟持部２３が延びる方向を向いた一方面２２ｅをθ方向に向けて配置されており、その他の連結金具２０ｇ２～２０ｇ４は、一方面２２ｅをθ方向逆向きに向けて配置されている。

図１８は、実施の形態３に係る土留構造１００の土留部材１０が土圧を受け変位した状態を示す断面図である。図１８は、θ方向に隣り合って配置された土留部材１０ａ又は１０ｂがｒ方向に変位した状態の模式図である。図１８（ａ）及び（ｂ）は、土留部材１０ｂが土留構造１００の内側、即ちｒ方向逆向きに変位した状態を示している。図１８（ｃ）及び（ｄ）は、土留部材１０ａが土留構造１００の内側、即ちｒ方向逆向きに変位した状態を示している。例えば、図１７に示している軸方向連結部１１において、土留部材１０ｂが内側に変位すると、図１８（ａ）に示すように土留部材１０ａの連結プレート１９の裏面１９ｃが連結金具２０ｇ１の挟持部２３の当接部２３ｂから外れるよう変位する。このため、連結金具２０ｇ１は、土留部材１０ａ及び１０ｂの連結プレート１９を保持する力が低下した状態になっている。

一方、図１８（ｂ）に示すように、連結金具２０ｇ２～２０ｇ４は、連結金具２０ｇ１とは逆向きに取り付けられているため、当接部２３ｂが連結プレート１９の裏面１９ｃと接触したままの状態を維持している。このため、連結金具２０ｇ２～２０ｇ４は、挟持部２３により土留部材１０ａ及び１０ｂの連結プレート１９を重なった状態で保持できる。

図１８（ｃ）及び（ｄ）の状態においては、連結金具２０ｇ１は、当接部２３ｂが連結プレート１９の裏面１９ｃと接触したままの状態を維持している。一方、連結金具２０ｇ２～２０ｇ４は、土留部材１０ａの連結プレート１９の裏面１９ｃが連結金具２０ｇ２～２０ｇ４の挟持部２３の当接部２３ｂから外れ、連結プレート１９を保持する力が低下した状態になっている。

以上のように、実施の形態３に係る土留構造１００は、周方向に隣り合う土留部材１０の相対変位により、一部の連結金具２０ｇの連結プレート１９を保持する力が低下する場合がある。しかし、図１７に示すように、一つの軸方向連結部１１に設置されている連結金具２０ｇのうち少なくとも一つの連結金具２０ｇ１が他の連結金具２０ｇ２～２０ｇ４とは一方面２２ｅを逆に向けて設置されている。そのため、軸方向連結部１１に設置されているすべての連結金具２０ｇの保持力が低下する状態を回避することができる。よって、隣り合う土留部材１０ａ及び１０ｂの相対的な変位が正方向及び逆方向に生じた場合の両方に対応することができる。

図１７に示されるように、実施の形態３においては、軸方向連結部１１に設置されている一番下の連結金具２０ｇ１のみを逆向きにしている。図７に示すように、実施の形態３において用いられている連結金具２０は、先端部２１と挟持部２３とがｘ方向にずれて配置されている。そのため、連結部１２に近い位置に配置された連結金具２０ｇ１は、挟持部２３に連結プレート１９をはめ込んだ際に、挟持部２３とθ方向に延びる連結部１２とが当接する場合がある。よって、連結金具２０ｇ１を逆向きに取り付けることにより、連結金具２０ｇ１の当接部２３ｂが連結部１２と干渉し、連結金具２０ｇ１の組付けが困難になる状況を回避できるという利点もある。

また、実施の形態３に係る土留構造１００においては、軸方向連結部１１に設置された４つの連結金具２０ｇのうち一つの連結金具２０ｇ１を逆方向に向けて設置しているが、逆方向に向ける連結金具２０ｇの数量及び位置は適宜変更しても良い。例えば、図１７に示す軸方向連結部１１において、更に連結金具２０ｇ３の一方面２２ｅをθ方向に向けて設置しても良い。一つの軸方向連結部１１において、順方向及び逆方向に向けた連結金具２０ｇを交互に設けることにより、隣り合う土留部材１０の相対変位がどのように生じても、連結金具２０ｇによる軸方向連結部１１の保持力の低下を抑えることができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る土留構造４００について説明する。土留構造４００は、実施の形態１に係る土留構造１００を構成する土留部材１０の連結部１２を連結する連結金具２０の配置の一例を示したものである。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１９は、実施の形態４に係る土留構造４００の連結金具２０の配置の一例を説明する模式図である。図１９は、土留構造４００を内側から見た状態を示している。図１９において塗り潰して表示された連結金具２０は、白抜きで表示された連結金具２０に対し先端部２１及び挟持部２３が延びる方向である一方面２２ｅを逆に向けて配置されている。

実施の形態４に係る土留構造４００においては、実施の形態１と同様に土留部材１０のθ方向の端に位置する連結金具２０ｃがｚ方向において対向して配置されている連結金具２０ａに対し一方面２２ｅを逆向きに向けて配置されている。そして、例えばｚ方向に連結する２つの土留部材１０ａ及び１０ｃの連結部１２ａに着目したときに、土留部材１０のθ方向（周方向）に隣り合って配置されている連結金具２０は、方向が互いに逆向きになるように配置されている。

図１９に示す例においては、２つの土留部材１０ａ及び１０ｃの連結部１２ａには６個の連結金具２０が配置されているため、連結金具２０ａ、２０ｅ及び２０ｄが正方向となり、連結金具２０ｂ、２０ｆ及び２０ｃが逆方向となるように交互に配置できる。

これに対し、例えば連結部１２ａに５個の連結金具２０が設置される場合には、交互に配置することができないため、まず、軸方向連結部１１に近い連結金具２０ａ及び２０ｃの方向を決め、この連結金具２０ａ及び２０ｃに隣り合う連結金具２０ｂ及び２０ｄをそれぞれ連結金具２０ａ及び２０ｃに対し逆向きになるように設置する。つまり、ｚ方向に連結された２つの土留部材１０の連結部１２において両端の軸方向連結部１１に最も近い連結金具２０を互いに逆向きになるように配置したうえで、その連結金具２０に隣り合って配置された連結金具２０を逆向きに配置する。このように構成されることにより、ｚ方向に連結された２つの土留部材１０に相対変位が生じた場合であっても、連結部１２に設置された連結金具２０の外れを抑えることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 土留部材、１０Ａ 土留部材、１０Ｂ 土留部材、１０ａ （第１）土留部材、１０ｂ （第１）土留部材、１０ｃ （第２）土留部材、１０ｄ （第３）土留部材、１１ 軸方向連結部、１２ 連結部、１２ａ （第１）連結部、１２ｂ （第２）連結部、１３ フランジ部、１３ａ 連結孔、１３ｂ 先端部、１３ｃ 裏面、１４ 本体、１５ ウェブ部、１６ 内側フランジ部、１７ 外側フランジ部、１９ 連結プレート、２０ 連結金具、２０ａ （第１）連結金具、２０ｂ （第１）連結金具、２０ｃ （第２）連結金具、２０ｄ 連結金具、２０ｅ （第１）連結金具、２０ｆ （第１）連結金具、２０ｇ 連結金具、２０ｇ１ 連結金具、２０ｇ２ 連結金具、２０ｇ３ 連結金具、２０ｇ４ 連結金具、２１ 先端部、２１ａ 先端、２１ｂ 板面、２２ 連結金具本体、２２ａ 挟持側端部、２２ｂ 差込み側端部、２２ｃ 端縁、２２ｄ 端縁、２３ 挟持部、２３ｂ 当接部、２５ 差込み部、２６ 凸部、５０ 環状体、５０Ａ 環状体、５０Ｂ 環状体、９２ 地山、９３ 空間部、１００ 土留構造、１００Ａ 土留構造、１２０ 連結金具、２００ 土留構造、１１００ 土留構造、Ｃ 中心軸、Ｎ 中立軸。

Claims (14)

1. 第１方向に端部の位置をずらした複数の土留部材を、複数の連結部材を用いて前記第１方向に直交する第２方向に複数連結して構築され、地山の土砂を前記複数の土留部材で抑え空間部を形成する土留構造であって、
   前記複数の土留部材のそれぞれは、
   地山に沿って配置される本体と、
   前記本体の前記第２方向の縁から前記空間部に向かって突出するフランジ部と、を備え、
   前記フランジ部は、
   当該フランジ部の厚さ方向に貫通する連結孔が形成され、
   前記複数の連結部材は、
   複数の連結金具を含み、
   前記複数の連結金具は、
   隣接する前記複数の土留部材の前記フランジ部を重ねて形成される連結部に取り付けられ、
   連結金具本体と、
   前記連結金具本体を構成する部材の一端を前記連結金具本体の一方面側に折り曲げることにより形成された差込み部と、
   前記連結金具本体を構成する部材の他端を、前記一方面側にＵ字状に折り曲げることにより形成された挟持部と、を備え、
   前記差込み部は、
   隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれに形成された前記連結孔に挿通され、
   前記挟持部は、
   隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれの前記フランジ部を重ねた状態で挟持し、
   前記複数の連結金具は、
   第１連結金具と、前記第１連結金具に対し前記一方面を異なる方向に向けた状態で前記連結部に設置される第２連結金具と、を含む、土留構造。
2. 前記複数の土留部材は、
   第１土留部材と、
   前記第１土留部材に対し前記第１方向の端部の位置をずらし、前記第２方向において前記第１土留部材の一方の前記フランジ部に連結される第２土留部材と、
   前記第１土留部材に対し前記第１方向の端部の位置をずらし、前記第２方向において前記第１土留部材の他方の前記フランジ部に連結される第３土留部材と、を含み、
   前記第１土留部材と前記第２土留部材との前記連結部を第１連結部とし、前記第１土留部材と前記第３土留部材との前記連結部を第２連結部としたときに、
   前記第２連結部に設置される前記複数の連結金具のうち少なくとも前記第１土留部材の最も端には前記第２連結金具が配置され、
   前記第１連結部に設置される前記複数の連結金具のうち前記第２連結金具に対向する位置に前記第１連結金具が配置される、請求項１に記載の土留構造。
3. 前記複数の土留部材は、
   第１土留部材と、
   前記第１土留部材に対し前記第１方向の端の位置をずらし、前記第２方向において前記第１土留部材の一方の前記フランジ部に連結される第２土留部材と、
   前記第１土留部材に対し前記第１方向の端の位置をずらし、前記第２方向において前記第１土留部材の他方の前記フランジ部に連結される第３土留部材と、を含み、
   前記第１土留部材と前記第２土留部材との前記連結部を第１連結部とし、前記第１土留部材と前記第３土留部材との前記連結部を第２連結部としたときに、
   前記第２連結部において、前記第２連結金具は、
   前記第１連結金具よりも前記第１土留部材の端に近い位置に配置される、請求項１に記載の土留構造。
4. 前記第２連結部に設置される前記複数の連結金具のうち前記第１土留部材の端に配置されている複数の連結金具が前記第２連結金具である、請求項２又は３に記載の土留構造。
5. 前記第２連結部に設置される前記複数の連結金具のうち前記第１土留部材の端に配置されている前記第２連結金具に前記第１方向において隣り合って前記第１連結金具が配置されている、請求項２又は３に記載の土留構造。
6. 前記複数の土留部材のそれぞれは、
   前記本体の前記第１方向の縁に設けられた連結プレートを備え、
   前記連結プレートは、
   当該連結プレートの厚さ方向に貫通する連結孔が形成され、
   前記複数の連結金具は、
   隣接する前記複数の土留部材の前記連結プレートを重ねて形成される軸方向連結部に取り付けられ、
   前記差込み部は、
   前記第１方向に隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれに形成された前記連結孔に挿通され、
   前記挟持部は、
   隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれの前記連結プレートを重ねた状態で挟持し、
   前記複数の連結金具は、
   第３連結金具と、前記第３連結金具に対し前記一方面を異なる方向に向けた状態で前記連結部に設置される第４連結金具と、を含む、請求項１～５の何れか１項に記載の土留構造。
7. 第１方向に端部の位置をずらした複数の土留部材を、複数の連結部材を用いて前記第１方向に直交する第２方向に複数連結して構築され、地山の土砂を前記複数の土留部材で抑え空間部を形成する土留構造であって、
   前記複数の土留部材のそれぞれは、
   地山に沿って配置される本体と、
   前記本体の前記第１方向の縁に設けられた連結プレートと、
   前記本体の前記第２方向の縁から前記空間部に向かって突出するフランジ部と、を備え、
   前記連結プレートは、
   当該連結プレートの厚さ方向に貫通する連結孔が形成され、
   前記複数の連結部材は、
   複数の連結金具を含み、
   前記複数の連結金具は、
   隣接する前記複数の土留部材の前記連結プレートを重ねて形成される軸方向連結部に取り付けられ、
   連結金具本体と、
   前記連結金具本体を構成する部材の一端を前記連結金具本体の一方面側に折り曲げることにより形成された差込み部と、
   前記連結金具本体を構成する部材の他端を、前記一方面側にＵ字状に折り曲げることにより形成された挟持部と、を備え、
   前記差込み部は、
   隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれに形成された前記連結孔に挿通され、
   前記挟持部は、
   隣接して位置する前記複数の土留部材のそれぞれの前記フランジ部を重ねた状態で挟持し、
   前記複数の連結金具は、
   第３連結金具と、前記第３連結金具に対し前記一方面を異なる方向に向けた状態で前記軸方向連結部に設置される第４連結金具と、を含む、土留構造。
8. 前記軸方向連結部に設置される前記複数の連結金具のうち前記第３連結金具に前記第２方向において隣り合って前記第４連結金具が配置されている、請求項６又は７に記載の土留構造。
9. 前記第２方向は、重力方向である、請求項１～８の何れか１項に記載の土留構造。
10. 前記挟持部の折曲げ部は、前記連結金具本体の長手方向に対して斜めに形成されている、請求項１～９の何れか１項に記載の土留構造。
11. 前記差込み部の先端部は、
    前記フランジ部に沿った方向に折り曲げられ、前記差込み部を、前記連結孔に差し込んだ状態で、前記連結孔の周囲の裏面に当接し、
    前記フランジ部は、
    前記連結孔に差し込まれた前記差込み部を中心として、前記連結金具本体を回動させることにより、前記挟持部に入り込み、挟持される、請求項１～１０の何れか１項に記載の土留構造。
12. 前記挟持部の入口の開口幅は、
    重なった前記フランジ部の厚さより狭く形成されている、請求項１～１１の何れか１項に記載の土留構造。
13. 前記挟持部の幅は、
    前記差込み部の幅より広く形成されている、請求項１～１２の何れか１項に記載の土留構造。
14. 複数の連結部材は、
    ボルト及びナットにより構成される締結部材を含む、請求項１～１３の何れか１項に記載の土留構造。

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