JP2022127939A - 鋼製土留パネル、該鋼製土留パネルを用いた土留構造物、及び該土留構造物の構築工法 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削孔の壁面の周方向に沿って鋼製土留パネルを順に配置して土留構造物を構築する場合において、施工性を向上させることができる鋼製土留パネル、該鋼製土留パネルを用いた土留構造物、及び該土留構造物の構築工法を提供する。【解決手段】土留構造物は、地面を掘削して形成された掘削孔に、平面視が円弧状である鋼製土留パネルを設置して構築される。土留構造物は、掘削孔の壁面に沿って、複数の鋼製土留パネルをリング状に配置して形成された環状体が、孔軸方向に少なくとも１段以上構築された第１土留構造部を備えている。周方向に隣り合う鋼製土留パネルが突き合わさる端面の組のうち、少なくとも１つの組が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。【選択図】図７

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、鋼製土留パネル、該鋼製土留パネルを用いた土留構造物、及び該土留構造物の構築工法に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔に波付け鋼板を組み立てて構築された土留構造物が知られている。土留構造物は、掘削孔の壁面に沿って波付け鋼板をリング状に配置して形成された環状体を、孔軸方向に積み重ねて構築される。

土留構造物は、掘削孔の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きくなり、波付け鋼板だけでは剛性が足りない場合がある。また、孔軸方向の深度が深くなるにつれて、上方に配置された環状体の自重が下方に配置された環状体に作用する。このため、土留構造物では、深度が深い箇所において、上下に隣り合う波付け鋼板の間に補強リングと呼ばれるＨ形鋼を挟み込み剛性を高めている。

しかしながら、補強リングの施工は、煩雑で手間が掛かるため、工期が長引き工費が嵩む問題がある。そのため、補強リングを省略できる土留構造物の構築が望まれている。例えば土圧が小さく補強リングが不要である掘削孔の深度が浅い部分には、円弧状の波付け鋼板で環状体を構築し、土圧が大きく補強リングが必要となる掘削孔の深度が深い部分では、円弧状の鋼製土留パネルで環状体を構築することが考えられる。鋼製土留パネルは、波付け鋼板よりも剛性が高い製品である。鋼製土留パネルは、例えば掘削孔の壁面に面する円弧状のスキンプレートと、スキンプレートの上端及び下端に設けられ、上面及び下面を形成する円弧状の主桁と、スキンプレートの円弧方向における両端に設けられ、円弧方向の両端面を形成する継手板と、を有する構成である。

特開２０２０－０６６８４５号公報

円弧状の波付け鋼板を用いてリング状の環状体を構築する場合、掘削孔の壁面の周方向に沿って複数の波付け鋼板を順に配置し、隣り合う波付け鋼板同士を連結する。このとき、壁面の周方向において最後に配置される波付け鋼板は、既に設置した左右の波付け鋼板の間のスペースに、環状体の内側から外側に向かって嵌め込むように設置される。波付け鋼板は、板厚が薄く円弧の内径面と外径面の寸法差が小さいため、既に設置した左右の波付け鋼板の間のスペースに、環状体の内側から外側に向かって容易に嵌め込むことができる。

一方、円弧状の鋼製土留パネルを用いてリング状の環状体を構築する場合においても、掘削孔の壁面の周方向に沿って複数の鋼製土留パネルに順に配置し、隣り合う鋼製土留パネルを連結する。このとき、壁面の周方向において最後に配置される鋼製土留パネルは、既に設置した左右の鋼製土留パネルの間のスペースに、環状体の内側から外側に向かって嵌め込むことができない。鋼製土留パネルは、主桁の桁高が大きく、円弧の内径側と外径側とで寸法差が大きいため、既に設置した左右の鋼製土留パネルの間のスペースに、環状体の内側から外側に向かって嵌め込もうとすると、外面の両端が左右の鋼製土留パネルの内面に突き当たってしまうからである。そこで、当該スペースの周囲の壁面を拡張掘削し、できた拡張空間を利用して環状体の外側から内側に向かって、鋼製土留パネルをスペースに嵌め込む方法が採用されている。当該孔は、最後の鋼製土留パネルを設置した後に埋め戻される。このように、鋼製土留パネルを用いてリング状の環状体を構築する場合においても、最後の鋼製土留パネルを設置するための孔を壁面に形成する必要があるので、施工が煩雑で手間が掛かり、工期が長引き工費が嵩む問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、掘削孔の壁面の周方向に沿って鋼製土留パネルを順に配置して土留構造物を構築する場合において、施工性を向上させることができる鋼製土留パネル、該鋼製土留パネルを用いた土留構造物、及び該土留構造物の構築工法を提供することを目的とする。

本発明に係る鋼製土留パネルは、地面を掘削して形成された掘削孔に配置されて、リング状の土留構造物を構築するために用いられる鋼製土留パネルであって、平面視が円弧状とされ、円弧方向における少なくとも一方の端面が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されているものである。

本発明に係る土留構造物は、地面を掘削して形成された掘削孔に、平面視が円弧状である鋼製土留パネルを設置して構築される土留構造物であって、前記掘削孔の壁面に沿って、複数の前記鋼製土留パネルをリング状に配置して形成された環状体が、孔軸方向に少なくとも１段以上構築された第１土留構造部を備え、各前記環状体を構成する複数の前記鋼製土留パネルは、上記構成の鋼製土留パネルを少なくとも２つ有しており、周方向に隣り合う前記鋼製土留パネルが突き合わさる端面の組のうち、少なくとも１つの組が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されているものである。

本発明に係る土留構造物の構築方法は、上記構成の土留構造物の構築工法であって、上記構成の鋼製土留パネルを１つ残して、他の鋼製土留パネルを掘削孔の壁面の周方向に沿って順に組み立てて環状体の一部を構築する工程と、周方向に沿って順に組み立てた鋼製土留パネルのうち両端に位置する鋼製土留パネルの間に形成されたスペースに、残した前記鋼製土留パネルを前記環状体の内側から周方向に沿ってスライドさせて一端側を挿入し、他端側を径方向に向かって押し込んで嵌め込む工程と、を有するものである。

本発明では、平面視が円弧状とされ、円弧方向における少なくとも一方の端面が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成された鋼製土留パネルを用いているので、最後に設置される鋼製土留パネルを、既に設置された左右の鋼製土留パネルの間に形成されたスペースに、環状体の内側から周方向にスライドさせて嵌め込むことができる。よって、当該スペースの周囲の壁面を拡張掘削する必要がないので、工期の短縮及び工費の削減を図ることができ施工性を向上させることができる。

実施の形態１に係る土留構造物を模式的に示した斜視図である。 実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてライナープレートを示した斜視図である。 実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてライナープレートを示した縦断面図である。 実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてプランクプレートを示した斜視図である。 実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてプランクプレートを示した縦断面図である。 実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した斜視図である。 実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した平断面図である。 （Ａ）は実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該鋼製土留パネルを示した左側面図である。 実施の形態１に係る土留構造物における第１土留構造部の一例を示した平断面図である。 図９に示したＡ部の拡大図である。 実施の形態１に係る土留構造物の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。 実施の形態１に係る土留構造物の第１土留構造部を構築する手順を模式的に示した説明図である。 実施の形態１に係る土留構造物の構築工法の特徴を具体的に示した説明図である。 従来の土留構造物の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。 実施の形態１に係る鋼製土留パネルの変形例を示した平面図である。 図１５に示した鋼製土留パネルの左側面の拡大図である。 図１５に示した鋼製土留パネルを用いた土留構造物の要部を模式的に示した拡大図である。 実施の形態２に係る土留構造物における第１土留構造部の一例を示した平断面図である。 実施の形態２における第１鋼製土留パネルを示した平断面図である。 （Ａ）は実施の形態２における第１鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第１鋼製土留パネルを示した左側面図である。 実施の形態２における第２鋼製土留パネルを示した平断面図である。 （Ａ）は実施の形態２における第２鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第２鋼製土留パネルを示した左側面図、（Ｃ）は該第２鋼製土留パネルを示した右側面図である。 実施の形態２における第３鋼製土留パネルを示した平断面図である。 （Ａ）は実施の形態２における第３鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第３鋼製土留パネルを示した左側面図、（Ｃ）は該第３鋼製土留パネルを示した右側面図である。 実施の形態２に係る土留構造物における第１土留構造部の変形例を示した平断面図である。 実施の形態２の変形例における鋼製土留パネルを示した平断面図である。 （Ａ）は図２６に示した第３鋼製土留パネルの正面図、（Ｂ）は該第３鋼製土留パネルの左側面図、（Ｃ）は該第３鋼製土留パネルの右側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
先ず、実施の形態１に係る鋼製土留パネル１、該鋼製土留パネル１を用いた土留構造物１００、及び該土留構造物１００の構築工法を、図１～図１４に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係る土留構造物を模式的に示した斜視図である。

図１に示すように、土留構造物１００は、地面を掘削して形成された鉛直の掘削孔に波付け鋼板２と鋼製土留パネル１とを設置して構築された構成である。土留構造物１００は、例えば建築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を構築する際に構築されるものである。具体的には、土留構造物１００は、第２土留構造部１０２と、第１土留構造部１０１と、を備えている。第２土留構造部１０２は、平面視が円弧状の波付け鋼板２がリング状に配置されて形成された環状体１０２Ａを、孔軸方向に４段積み重ねて構築された構成である。第２土留構造部１０２は、波付け鋼板２を千鳥状に配置して組み立てられている。第１土留構造部１０１は、平面視が円弧状の鋼製土留パネル１がリング状に配置されて形成された環状体１０１Ａを、孔軸方向に２段積み重ねて構築された構成である。第１土留構造部１０１も、鋼製土留パネル１を千鳥状に配置して組み立てられている。なお、第１土留構造部１０１及び第２土留構造部１０２の段数は、図示した構成に限定されず、それぞれ少なくとも１段以上あればよい。また、図１に示した土留構造物１００の周方向における波付け鋼板２及び鋼製土留パネル１の個数は、一例である。また、リング状とは、例えば楕円形状等も含むものとする。

図２は、実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてライナープレートを示した斜視図である。図３は、実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてライナープレートを示した縦断面図である。図４は、実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてプランクプレートを示した斜視図である。図５は、実施の形態１に係る波付け鋼板の一例としてプランクプレートを示した縦断面図である。

波付け鋼板２は、例えば図２及び図３に示したライナープレート２Ａや、図４及び図５に示したプランクプレート２Ｂで構成されている。ライナープレート２Ａは、波形断面がサインカーブ状に形成された構成である。プランクプレート２Ｂは、波形断面が矩形状に形成された構成である。波付け鋼板２には、図２～図５に示すように、上端縁及び下端縁に沿って設けられた円弧状の周方向フランジ部２０と、円弧方向の両端縁に沿って設けられた軸方向フランジ部２１と、が設けられている。周方向フランジ部２０は、波付け鋼板２の上端縁及び下端縁から掘削孔の内部に向かって突出するように曲げ加工されて形成されている。軸方向フランジ部２１は、波付け鋼板２の円弧方向の両端縁にプレートを溶接して形成されている。

波付け鋼板２は、例えば厚さが２．７ｍｍ～７ｍｍ程度である。図１に示す土留構造物１００では、上から１段目及び２段目にライナープレート２Ａからなる波付け鋼板２が用いられ、上から３段目及び４段目にプランクプレート２Ｂからなる波付け鋼板２が用いられている。土留構造物１００では、掘削孔の深度が深くなるにつれて地山側からの土圧が大きく、更に上方に配置された環状体１０２Ａの自重が下方に配置された環状体１０２Ａに作用する。そのため、ライナープレート２Ａよりも剛性が高いプランクプレート２Ｂを、土留構造物１００の３段目及び４段目に用いている。なお、第２土留構造部１０２は、すべての段をライナープレート２Ａで構成してもよいし、すべての段をプランクプレート２Ｂで構成してもよい。

周方向フランジ部２０には、孔軸方向に積み重ねた上下に隣り合う波付け鋼板２同士、又は波付け鋼板２と鋼製土留パネル１とを連結するための連結孔２０ａが円弧方向に沿って複数形成されている。上下に隣り合う波付け鋼板２は、周方向フランジ部２０を突き合わせ、例えば連結孔２０ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、上下に隣り合う波付け鋼板２の周方向フランジ部２０を連結する手段は、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔２０ａの個数は一例であって、これに限定されるものではない。

軸方向フランジ部２１には、掘削孔の周方向に配置した左右に隣り合う波付け鋼板２同士を連結するための連結孔２１ａが上下方向に沿って複数形成されている。左右に隣り合う波付け鋼板２は、軸方向フランジ部２１を突き合わせ、連結孔２１ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、左右に隣り合う波付け鋼板２の軸方向フランジ部２１を連結する手段は、例えばクリップ等の連結具を用いてもよい。また、図示した連結孔２１ａの個数は一例であって、これに限定されるものではない。

図６は、実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した斜視図である。図７は、実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した平断面図である。図８の（Ａ）は実施の形態１に係る鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該鋼製土留パネルを示した左側面図である。図９は、実施の形態１に係る土留構造物における第１土留構造部の一例を示した平断面図である。図９に示す矢印は、各鋼製土留パネル１の範囲を示している。図１０は、図９に示したＡ部の拡大図である。

鋼製土留パネル１は、図６～図８に示すように、掘削孔の壁面に面する円弧状のスキンプレート１０と、スキンプレート１０の上端及び下端に設けられて上面及び下面を形成する円弧状の主桁１１と、スキンプレート１０の円弧方向における両端に設けられて円弧方向の両端面を形成する継手板１２と、を有しており、掘削孔の内部に向かって開口する凹状に形成されている。スキンプレート１０、主桁１１及び継手板１２は、それぞれ溶接で固定されている。主桁１１の桁高は、掘削孔の土質及び深度等によって仕様が変わるが、例えば１５０ｍｍ～４００ｍｍ程度である。また、孔軸方向における鋼製土留パネル１の高さは、例えば土留構造物１００を構築する作業者の安全性と効率を考慮して、５００ｍｍを標準とし、５００ｍｍ～１０００ｍｍ程度範囲で設計される。

また、鋼製土留パネル１は、上部の主桁１１と下部の主桁１１との間に配置され、製造時、運搬時、及び施工時における鋼製土留パネル１の形状を保持する形状保持部材１３を有している。形状保持部材１３は、例えば図示したように鋼板等から成る板状部材、又は図示省略の鉄筋棒等から成る棒状部材で構成されている。形状保持部材１３は、図示例の場合、円弧方向に間隔を開けて４つ配置されている。なお、形状保持部材１３の形状及び設置個数は、図示例に限定されず、例えば鋼製土留パネル１の大きさ及び形状等を考慮して決定される。

主桁１１には、孔軸方向に積み重ねた上下に隣り合う鋼製土留パネル１同士、又は鋼製土留パネル１と波付け鋼板２とを連結するための連結孔１１ａが複数形成されている。上下に隣り合う鋼製土留パネル１は、主桁１１を突き合わせ、連結孔１１ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。また、上下に隣り合う鋼製土留パネル１と波付け鋼板２は、主桁１１と周方向フランジ部２０とを突き合わせ、連結孔１１ａ及び２０ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。

なお、連結孔１１ａの孔径は、連結孔２０ａの孔径よりも大きくすることが好ましい。環状体１０２Ａは、施工誤差が生じたり、波付け鋼板２の剛性が低いことに起因して、真円度の誤差が生じたりする場合がある。環状体１０２Ａの施工誤差及び真円度の誤差が生じてしまうと、連結孔１１ａと連結孔２０ａの位置が若干ずれて、連結孔１１ａ及び２０ａにボルトを挿通させることが困難となる場合がある。つまり、連結孔１１ａの孔径を連結孔２０ａの孔径よりも大きくすることで、波付け鋼板２によって形成された環状体１０２Ａの施工誤差及び真円度の誤差を連結孔１１ａで吸収することができ、連結孔１１ａ及び２０ａにボルトを挿通させることができる。なお、連結孔１１ａの位置、大きさ及び個数は、図示した限りではなく、鋼製土留パネル１の形状及び大きさ等に応じて、適宜変更して形成するものとする。

また、図６及び図７に示すように、上下の主桁１１には、工具を差し込んで抉るための抉り孔１１ｂが、円弧方向に間隔をあけて複数形成されている。抉るとは、例えば隙間などに物を差し入れてねじることを意味する。工具とは、一例としてシノ棒等の棒状部材である。抉り孔１１ｂは、上下に隣り合う鋼製土留パネル１同士、又は鋼製土留パネル１と波付け鋼板２とを連結するための連結孔１１ａの位置を一致させる作業を行うために設けられている。なお、抉り孔１１ｂは、上下の主桁１１のうち、いずれか一方にのみ設けてもよいし、双方ともに省略してもよい。また、抉り孔１１ｂの位置、大きさ及び個数は、図示した限りではなく、適宜変更して形成するものとする。

継手板１２には、掘削孔の周方向に配置した左右に隣り合う鋼製土留パネル１を連結するための連結孔１２ａが複数形成されている。左右に隣り合う鋼製土留パネル１は、継手板１２を突き合わせ、連結孔１２ａに挿通したボルトの軸部をナットで締結することで連結される。なお、図示した連結孔１２ａの個数は一例であって、これに限定されるものではない。

また、図６及び図８に示すように、左右の継手板１２には、工具を差し込んで抉るための抉り孔１２ｂが形成されている。工具とは、一例としてシノ棒等の棒状部材である。抉り孔１２ｂは、左右に隣り合う鋼製土留パネル１の連結孔１２ａの位置を一致させる作業を行うために設けられている。なお、抉り孔１２ｂは、上下に隣り合う鋼製土留パネル１同士、又は鋼製土留パネル１と波付け鋼板２とを連結するための連結孔１１ａの位置を一致させる際に利用してもよい。また、抉り孔１２ｂは、左右の継手板１２のうち、いずれか一方にのみ設けてもよいし、双方ともに省略してもよい。また、抉り孔１２ｂの位置、大きさ及び個数は、図示した限りではなく、適宜変更して形成するものとする。

鋼製土留パネル１は、図６及び図７に示すように、平面視が円弧状とされ、円弧方向における両端面が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、鋼製土留パネル１は、平面視において、主桁１１の円弧方向における両端部、及び継手板１２が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。つまり、図９及び図１０に示すように、複数の鋼製土留パネル１をリング状に配置して構築された環状体１０１Ａでは、周方向に隣り合う鋼製土留パネル１が突き合わさる端面の組が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。なお、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されているとは、後述するように、既に設置された左右の鋼製土留パネル１及び１の間に形成されたスペースに、最後に設置される鋼製土留パネル１を、環状体１０１Ａの内側から周方向にスライドさせて嵌め込むことができる程度に傾斜して形成されていることを意味する。

次に、上記土留構造物１００の構築工法を図１１～図１３に基づいて説明する。図１１は、実施の形態１に係る土留構造物の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。図１２は、実施の形態１に係る土留構造物の第１土留構造部を構築する手順を模式的に示した説明図である。図１３は、実施の形態１に係る土留構造物の構築工法の特徴を具体的に示した説明図である。なお、図１２及び図１３に示す括弧書きの数字は、鋼製土留パネル１のピースの番号を示している。

本実施の形態１に係る土留構造物１００の構築工法では、第２土留構造部１０２を構築した後に、第２土留構造部１０２の下部に第１土留構造部１０１を構築する。先ず、図１１（Ａ）に示すように、地面２００に土留構造物１００を構築するための掘削孔２０１を形成する。掘削孔２０１は、土留構造物１００の外径よりも例えば２０ｃｍ程度の大きい外径で形成される。掘削孔２０１の深さは、一例として０．５ｍ～１．５ｍ程度である。そして、掘削孔２０１の壁面に沿って円弧状の波付け鋼板２をリング状に配置して環状体１０２Ａを組み立てる。

環状体１０２Ａは、掘削孔２０１の壁面の周方向に沿って波付け鋼板２を順に配置し、左右に隣り合う波付け鋼板２をボルト及びナットで連結して組み立てられる。このとき、壁面の周方向において最後に配置される波付け鋼板２は、左右の波付け鋼板２の間に形成されたスペースに、環状体１０２Ａの内側から外側に向かって嵌め込むように設置される。波付け鋼板２は、板厚が薄く円弧の内径面と外径面の寸法差が小さいため、左右の波付け鋼板２の間に形成されたスペースに、環状体１０２Ａの内側から外側に向かって嵌め込むことができる。上段の環状体１０２Ａの波付け鋼板２と、下段の環状体１０２Ａの波付け鋼板２とは、ボルト及びナットで連結される。なお、上段の波付け鋼板２と下段の波付け鋼板２とは、千鳥配置となるように、周方向の位置をずらして配置される。このように、環状体１０２Ａを孔軸方向に沿って複数段積み重ねて（図示例の場合は３段）第２土留構造部１０２の一部が構築される。

次に、図１１（Ｂ）に示すように、最上段に位置する環状体１０２Ａを地面２００に設置した井桁３００で固定した後、環状体１０２Ａの外側の掘削孔２０１を掘削土で埋め戻す。なお、最上段に位置する環状体１０２Ａを地面に固定する手段は、井桁３００に限定されず、例えばコンクリートを用いてもよい。そして、図１１（Ｃ）に示すように、地盤を掘削しつつ、環状体１０２Ａ及び１０１Ａを組み立てて第２土留構造部１０２及び第１土留構造部１０１を構築し、所定の深度まで掘り進める。なお、最上段に位置する環状体１０２Ａを井桁３００で固定した後は、最下段の環状体１０２Ａの下端に、掘削孔２０１の壁面の周方向に沿って波付け鋼板２を配置し、該波付け鋼板２を最下段の波付け鋼板２にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う波付け鋼板２同士をボルト及びナットで連結して、環状体１０２Ａを構築していく。また、波付け鋼板２と掘削孔２０１との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。

第１土留構造部１０１は、円弧状の波付け鋼板２をリング状に配置して形成された環状体１０２Ａを、孔軸方向に４段積み重ねて第２土留構造部１０２を構築した後、該第２土留構造部１０２の下端に構築される。なお、図１２に示した第１土留構造部１０１の構成する各環状体１０１Ａは、一例として同形同大の６つの鋼製土留パネル１で構成されている。

具体的には、先ず、図１２（Ａ）に示すように、第６ピースの鋼製土留パネル１を１つ残して、第１ピースから第５ピースの鋼製土留パネル１を掘削孔２０１の壁面の周方向に沿って順に組み立てて環状体１０１Ａの一部を構築する。第１ピースから第５ピースの鋼製土留パネル１は、上段の波付け鋼板２又は上段の鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う鋼製土留パネル１同士をボルト及びナットで連結される。なお、上段の波付け鋼板２又は上段の鋼製土留パネル１と下段の鋼製土留パネル１とは、千鳥配置となるように、周方向の位置をずらして配置される。

そして、図１２（Ｂ）に示すように、第１ピースの鋼製土留パネル１と第５ピースの鋼製土留パネル１との間に形成されたスペースＳに、残した第６ピースの鋼製土留パネル１を、環状体１０１Ａの内側から周方向にスライドさせて挿入する。このとき、図１３に示すように、第５ピースの鋼製土留パネル１における一方の継手板１２に対して、第６ピースの鋼製土留パネル１における一方の継手板１２をスライドさせる。第６ピースの鋼製土留パネル１の一端側を、第１ピースの鋼製土留パネル１と第５ピースの鋼製土留パネル１との間のスペースＳにスライドさせて挿入した後、図１２（Ｃ）及び図１３に示すように、第６ピースの鋼製土留パネル１の他端側を、環状体１０１Ａの内側から外側（図中の矢印Ｘの方向）に向かって押し込み、当該スペースＳに嵌め込む。そして、第６ピースの鋼製土留パネル１を、上段の波付け鋼板２又は鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結する。なお、鋼製土留パネル１と掘削孔との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。また、最後に設置される第６ピースの鋼製土留パネル１は、他の鋼製土留パネル１よりも、円弧方向の長さを例えば０ｍｍ～６ｍｍ程度、より好ましくは３ｍｍ程度短くすることが好ましい。第６ピースの鋼製土留パネル１を、スペースＳに挿入しやすくし、組み立ての作業性を高めるためである。

図１４は、従来の土留構造物の構築工法の一例を模式的に示した説明図である。なお、図１４に示す括弧書きの数字は、鋼製土留パネル３のピースの番号を示している。

図１４に示す鋼製土留パネル３は、平面視において、主桁の円弧方向における両端面及び継手板が、掘削孔の径方向に向いた構成である。従来の土留構造物１００の構築工法における第１土留構造部の環状体の構築は、先ず、第１ピースから第５ピースの鋼製土留パネル３を、環状体の内側から掘削孔２０１の壁面の周方向に沿って順に組み立てる。最後に配置される第６ピースの鋼製土留パネル３は、既に設置した第１ピースの鋼製土留パネル３と第５ピースの鋼製土留パネル３との間のスペースＳに、環状体の内側から外側に向かって嵌め込むことができない。鋼製土留パネル３は、主桁の桁高が大きく、円弧の内径側と外径側とで寸法差が大きい。そのため、既に設置した第１ピースの鋼製土留パネル３と第５ピースの鋼製土留パネル３との間のスペースＳに、第６ピースの鋼製土留パネル３を環状体の内側から外側に向かって嵌め込もうとすると、第６ピースの鋼製土留パネル３の外面の両端が、第１ピースの鋼製土留パネル３の内面又は第５ピースの鋼製土留パネル３の内面に突き当たってしまうからである。そこで、図１４に示すように、当該スペースＳの周囲の壁面を拡張掘削し、できた拡張空間２０２を利用して環状体の外側から内側（図中の矢印Ｙの方向）に向かって、鋼製土留パネル３をスペースＳに嵌め込む方法が採用されている。当該拡張空間２０２は、最後の鋼製土留パネル３を設置した後に埋め戻される。

このように、従来の土留構造物の構築工法では、各環状体において最後に設置される鋼製土留パネルを設置するための拡張空間２０２を壁面に形成する必要があるため、施工が煩雑で手間が掛かり、工期が長引き工費が嵩む問題があった。

また、鋼製土留パネル３は、地上に設置したクレーン等で吊った状態で掘削孔２０１の内部に降ろされ、掘削孔２０１の壁面の周方向に沿って配置されることになる。しかし、鋼製土留パネル３をクレーン等で吊った状態で拡張空間２０２に配置し、環状体の外側から内側に向かって移動させる場合、既に設置した上部の波付け鋼板又は上部の鋼製土留パネルにクレーンの吊り紐が障害となり、鋼製土留パネル３を吊り紐で上手く吊ることができないおそれがある。

一方、本実施の形態１に係る鋼製土留パネル１、該鋼製土留パネル１を用いた土留構造物１００、及び該土留構造物１００の構築工法では、平面視が円弧状とされ、円弧方向における両端面が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成された鋼製土留パネル１を用いているので、最後に設置される鋼製土留パネル１を、既に設置された左右の鋼製土留パネル１の間に形成されたスペースＳに、環状体１０１Ａの内側から周方向にスライドさせて嵌め込むことができる。つまり、当該スペースＳの周囲の壁面を拡張掘削する必要がないので、工期の短縮及び工費の削減を図ることができ、施工性を向上させることができる。

なお、第２土留構造部１０２は、図示した４段に限定されず、１段以上あればよい。また、第１土留構造部１０１の構成する各環状体１０１Ａは、図示した６つの鋼製土留パネル１で形成された構成に限定されず、６つ以外の個数で形成してもよい。また、本実施の形態１に係る土留構造物１００では、波付け鋼板２で構築した第２土留構造部１０２と、鋼製土留パネル１で構築した第１土留構造部１０１と、を有する構成に限定されず、図示は省略したが、鋼製土留パネル１で構築した第１土留構造部１０１のみで構成してもよい。

図１５は、実施の形態１に係る鋼製土留パネルの変形例を示した平面図である。図１６は、図１５に示した鋼製土留パネルの左側面の拡大図である。図１７は、図１５に示した鋼製土留パネルを用いた土留構造物の要部を模式的に示した拡大図である。

図１５～図１７に示すように、上部の主桁１１は、その外端縁１１ｃがスキンプレート１０の外面よりも掘削孔２０１の壁面に向かって突き出すように設けてもよい。また、下部の主桁１１も、その外端縁１１ｃがスキンプレート１０の外面よりも掘削孔２０１の壁面に向かって突き出すように設けられている。ここで言う外端縁１１ｃとは、スキンプレート１０の外面よりも掘削孔２０１の壁面に向かって突き出している部分をいう。主桁１１の外端縁１１ｃの突き出す長さは、一例として２５ｍｍ程度である。上下の主桁１１の外端縁１１ｃと、スキンプレート１０の外面とで、土留構造物１００の外面と掘削孔２０１との間に充填される裏込注入材２０３が入り込む凹状のスペースＳが形成される。つまり、鋼製土留パネル１は、凹状のスペースＳによって、掘削孔２０１の壁面と鋼製土留パネル１との間に充填されて硬化した裏込注入材２０３が引っ掛かる定着代を形成することができ、裏込注入材２０３の定着性を高めることができる。

なお、図示することは省略したが、鋼製土留パネル１は、上部の主桁１１及び下部の主桁１１のうち、いずれか一方の外端縁１１ｃが、スキンプレート１０の外面よりも掘削孔２０１の壁面に向かって突き出すように構成してもよい。この場合であっても、該突き出した主桁１１の外端縁１１ｃとスキンプレート１０の外面とで、凹状のスペースＳが形成されるので、掘削孔２０１の壁面と鋼製土留パネル１との間に充填されて硬化した裏込注入材２０３が引っ掛かる定着代を形成することができ、裏込注入材２０３の定着性を高めることができる。

実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る鋼製土留パネル、該鋼製土留パネルを用いた土留構造物、及び該土留構造物の構築工法を、図１～図１７を参照しつつ、図１８～図２４に基づいて説明する。図１８は、実施の形態２に係る土留構造物における第１土留構造部の一例を示した平断面図である。図１８に示す矢印は、各鋼製土留パネル１Ａ～１Ｃの範囲を示している。なお、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

本実施の形態２に係る土留構造物も、図１に示すように、円弧状の波付け鋼板２がリング状に配置されて形成された環状体１０２Ａを、孔軸方向に複数段積み重ねて構築された第２土留構造部１０２と、円弧状の鋼製土留パネル１がリング状に配置して形成された環状体１０１Ａを、孔軸方向に複数段積み重ねて構築された第１土留構造部１０１と、を備えている。なお、第１土留構造部１０１及び第２土留構造部１０２の段数は、図示した構成に限定されず、少なくとも１段以上あればよい。また、リング状とは、例えば楕円状等も含むものとする。

本実施の形態２に係る土留構造物は、図１８に示すように、第１土留構造部１０１の環状体１０１Ａを構築する鋼製土留パネル１において、周方向に隣り合う鋼製土留パネル１が突き合わさる端面の組のうち１つの組が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成された構成であることを特徴としている。

本実施の形態２に係る鋼製土留パネル１も、掘削孔の壁面に面する円弧状のスキンプレート１０と、スキンプレート１０の上端及び下端に設けられて上面及び下面を形成する円弧状の主桁１１と、円弧方向における両端面を形成する継手板１２と、を有しており、掘削孔の内部に向かって開口する凹状に形成された構成である。

本実施の形態２に係る土留構造物では、各環状体１０１Ａが３種類の鋼製土留パネルを組み合わせて構成されている。図１８に示した環状体１０１Ａでは、５つの第１鋼製土留パネル１Ａと、１つの第２鋼製土留パネル１Ｂと、１つの第３鋼製土留パネル１Ｃとからなる７つの鋼製土留パネル１を有している。第１鋼製土留パネル１Ａ、第２鋼製土留パネル１Ｂ、及び第３鋼製土留パネル１Ｃは、主桁１１の円弧方向における端面及び継手板１２の向きがそれぞれ異なる。

図１９は、実施の形態２における第１鋼製土留パネルを示した平断面図である。図２０の（Ａ）は実施の形態２における第１鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第１鋼製土留パネルを示した左側面図である。第１鋼製土留パネル１Ａは、すべて同形同大で構成されている。第１鋼製土留パネル１Ａは、図１９及び図２０に示すように、平面視において、主桁１１の円弧方向における端面及び継手板１２が、掘削孔の径方向に向いた構成である。なお、第１鋼製土留パネル１Ａは、円弧方向の長さをすべて同一にする必要はない。また、第１鋼製土留パネル１Ａは、図示した５つに限定されない。第１鋼製土留パネル１Ａは、掘削孔の形状及び大きさに応じて、円弧方向に長さ及び個数を適宜変更して設けるものとする。

図２１は、実施の形態２における第２鋼製土留パネルを示した平断面図である。図２２の（Ａ）は実施の形態２における第２鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第２鋼製土留パネルを示した左側面図、（Ｃ）は該第２鋼製土留パネルを示した右側面図である。第２鋼製土留パネル１Ｂは、円弧方向の長さが、例えば第１鋼製土留パネル１Ａの円弧方向の長さの略半分である。第２鋼製土留パネル１Ｂは、図２１及び図２２に示すように、平面視において、円弧方向における左端面が掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、第２鋼製土留パネル１Ｂは、平面視において、主桁１１の円弧方向における左端部、及び円弧方向の左端面を形成する継手板１２が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。

図２３は、実施の形態２における第３鋼製土留パネルを示した平断面図である。図２４の（Ａ）は実施の形態２における第３鋼製土留パネルを示した正面図、（Ｂ）は該第３鋼製土留パネルを示した左側面図、（Ｃ）は該第３鋼製土留パネルを示した右側面図である。第３鋼製土留パネル１Ｃは、円弧方向の長さが、例えば第１鋼製土留パネル１Ａの円弧方向の長さの略半分である。第３鋼製土留パネル１Ｃは、図２３及び図２４に示すように、平面視において、円弧方向における右端面が掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、第３鋼製土留パネル１Ｃは、平面視において、主桁１１の円弧方向における右端部、及び円弧方向の右端面を形成する継手板１２が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている。

次に、本実施の形態２に係る上記土留構造物１００の構築工法を、図１８を参照して説明する。本実施の形態２に係る上記土留構造物１００の構築工法における第２土留構造部１０２を構築する工程は、上記実施の形態１と同じである。

第１土留構造部１０１は、円弧状の波付け鋼板２をリング状に配置して形成された環状体１０２Ａを、孔軸方向に複数段積み重ねて第２土留構造部１０２を構築した後、該第２土留構造部１０２の下端に構築される。

第１土留構造部１０１の環状体１０１Ａの構築は、先ず、５つの第１鋼製土留パネル１Ａを掘削孔の壁面の周方向に沿って順に配置し、上段の波付け鋼板２又は上段の鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う第１鋼製土留パネル１Ａ同士をボルト及びナットで連結する。そして、５つの第１鋼製土留パネル１Ａのうち、周方向の両端に位置する第１鋼製土留パネル１Ａの間に第２鋼製土留パネル１Ｂを配置し、該第２鋼製土留パネル１Ｂを、上段の波付け鋼板２又は上段の鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結するとともに、左側において隣り合う第１鋼製土留パネル１Ａにボルト及びナットで連結する。そして、第１鋼製土留パネル１Ａと第２鋼製土留パネル１Ｂの間に形成されたスペースに、第３鋼製土留パネル１Ｃを嵌め込む。第３鋼製土留パネル１Ｃは、第１鋼製土留パネル１Ａと第２鋼製土留パネル１Ｂの間に形成されたスペースに、環状体１０１Ａの内側から周方向にスライドさせて挿入する。このとき、第２鋼製土留パネル１Ｂにおける傾斜した継手板１２に対して、第３鋼製土留パネル１Ｃの傾斜した継手板１２をスライドさせる。そして、第３鋼製土留パネル１Ｃの傾斜した一端側を、第１鋼製土留パネル１Ａと第２鋼製土留パネル１Ｂの間に形成されたスペースにスライドさせて挿入した後、第３鋼製土留パネル１Ｃの他端側を、環状体１０１Ａの内側から外側に向かって押し込み、当該スペースに嵌め込む。そして、第３鋼製土留パネル１Ｃを、上段の波付け鋼板２又は上段の鋼製土留パネル１にボルト及びナットで連結するとともに、左右に隣り合う第１鋼製土留パネル１Ａと第２鋼製土留パネル１Ｂとにボルト及びナットで連結する。また、鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）と掘削孔との間には、裏込注入材として、コンクリート又はモルタルが充填される。

なお、５つの第１鋼製土留パネル１Ａのうち、周方向の両端に位置する第１鋼製土留パネル１Ａの間に第３鋼製土留パネル１Ｃを配置して、第１鋼製土留パネル１Ａにボルト及びナットで連結した後、第１鋼製土留パネル１Ａと第３鋼製土留パネル１Ｃの間に形成されたスペースに、第２鋼製土留パネル１Ｂを嵌め込んでもよい。

このように、本実施の形態２に係る鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）、該鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）を用いた土留構造物１００、及び該土留構造物１００の構築工法においても、平面視が円弧状とされ、円弧方向における両端面が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成された鋼製土留パネル１を用いているので、最後に設置される第３鋼製土留パネル１Ｃを、既に設置された左右の第１鋼製土留パネル１Ａ及び第２鋼製土留パネル１Ｂの間に形成されたスペースに、環状体１０１Ａの内側から周方向にスライドさせて嵌め込むことができる。つまり、当該スペースの周囲の壁面を拡張掘削する必要がないので、工期の短縮及び工費の削減を図ることができ、施工性を向上させることができる。

なお、図示することは省略したが、環状体１０１Ａを形成する鋼製土留パネル１において、周方向に隣り合う鋼製土留パネル１が突き合わさる端面の組のうち、２つ以上の組が、掘削孔の径方向に対して傾斜して形成された構成としてもよい。

次に、図２５～図２７に基づいて、本実施の形態２に係る鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）、該鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）を用いた土留構造物１００の変形例を説明する。図２５は、実施の形態２に係る土留構造物における第１土留構造部の変形例を示した平断面図である。図２５に示す矢印は、各鋼製土留パネル（１Ａ～１Ｃ）の範囲を示している。図２６は、実施の形態２の変形例における鋼製土留パネルを示した平断面図である。図２７の（Ａ）は図２６に示した第３鋼製土留パネルの正面図、（Ｂ）は該第３鋼製土留パネルの左側面図、（Ｃ）は該第３鋼製土留パネルの右側面図である。

図２５～図２７に示した本実施の形態２の変形例は、第２鋼製土留パネル１Ｂにおける円弧方向の長さを、第３鋼製土留パネル１Ｃと比べて非常に短くしたことを特徴としている。一例として、第２鋼製土留パネル１Ｂと第３鋼製土留パネル１Ｃを組み合わせた円弧方向の長さが、第１鋼製土留パネル１Ａと略同じ長さである。第２鋼製土留パネル１Ｂの円弧方向の長さは、第３鋼製土留パネル１Ｃの円弧方向の長さの１／９程度である。

本実施の形態２の変形例では、第２鋼製土留パネル１Ｂを第３鋼製土留パネル１Ｃと比べて非常に短くして軽量化を図った構成なので、第２鋼製土留パネル１Ｂを、左右の第１鋼製土留パネル１Ａ及び第３鋼製土留パネル１Ｃの間に形成されたスペースに、スライドさせて嵌め込む作業が容易となり、施工性をより向上させることができる。

以上に、鋼製土留パネル１、土留構造物１００及び該土留構造物１００の構築工法を実施の形態に基づいて説明したが、鋼製土留パネル１、土留構造物１００及び該土留構造物１００の構築工法は、上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図１１に基づいて説明した土留構造物１００の構築工法は、一例であって、上記実施の形態に限定されない。要するに、鋼製土留パネル１、土留構造物１００及び該土留構造物１００の構築工法は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

１ 鋼製土留パネル、１Ａ 第１鋼製土留パネル、１Ｂ 第２鋼製土留パネル、１Ｃ 第３鋼製土留パネル、２ 波付け鋼板、２Ａ ライナープレート、２Ｂ プランクプレート、３ 鋼製土留パネル、１０ スキンプレート、１１ 主桁、１１ａ 連結孔、１１ｂ 抉り孔、１１ｃ 外端縁、１２ 継手板、１２ａ 連結孔、１２ｂ 抉り孔、１３ 形状保持部材、２０ 周方向フランジ部、２０ａ 連結孔、２１ 軸方向フランジ部、２１ａ 連結孔、１００ 土留構造物、１０１ 第１土留構造部、１０１Ａ 環状体、１０２ 第２土留構造部、１０２Ａ 環状体、２００ 地面、２０１ 掘削孔、２０２ 拡張空間、２０３ 裏込注入材、３００ 井桁。

Claims (7)

1. 地面を掘削して形成された掘削孔に配置されて、リング状の土留構造物を構築するために用いられる鋼製土留パネルであって、
   平面視が円弧状とされ、円弧方向における少なくとも一方の端面が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている、鋼製土留パネル。
2. 前記掘削孔の壁面に面する円弧状のスキンプレートと、
   前記スキンプレートの上端及び下端に設けられ、上面及び下面を形成する円弧状の主桁と、
   前記スキンプレートの円弧方向における両端に設けられ、円弧方向の両端面を形成する継手板と、を有しており、
   平面視において、前記主桁の円弧方向における端面及び前記継手板が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている、請求項１に記載の鋼製土留パネル。
3. 上下の前記主桁の間に設けられ、形状を保持する形状保持部材を更に備えている、請求項２に記載の鋼製土留パネル。
4. 地面を掘削して形成された掘削孔に、平面視が円弧状である鋼製土留パネルを設置して構築される土留構造物であって、
   前記掘削孔の壁面に沿って、複数の前記鋼製土留パネルをリング状に配置して形成された環状体が、孔軸方向に少なくとも１段以上構築された第１土留構造部を備え、
   各前記環状体を構成する複数の前記鋼製土留パネルは、請求項１～３のいずれか一項に記載の鋼製土留パネルを少なくとも２つ有しており、周方向に隣り合う前記鋼製土留パネルが突き合わさる端面の組のうち、少なくとも１つの組が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている、土留構造物。
5. 各前記環状体を形成する前記鋼製土留パネルにおいて、周方向に隣り合う前記鋼製土留パネルが突き合わさる端面のすべての組が、前記掘削孔の径方向に対して傾斜して形成されている、請求項４に記載の土留構造物。
6. 前記掘削孔の壁面に沿って、平面視が円弧状である複数の波付け鋼板をリング状に配置して形成された環状体が、孔軸方向に少なくとも１段以上構築された第２土留構造部を更に備えており、
   前記第１土留構造部は、前記第２土留構造部の下方に構築されている、請求項４又は５に記載の土留構造物。
7. 請求項４～６のいずれか一項に記載の土留構造物の構築工法であって、
   請求項１又は２に記載の鋼製土留パネルを１つ残して、他の鋼製土留パネルを掘削孔の壁面の周方向に沿って順に組み立てて環状体の一部を構築する工程と、
   周方向に沿って順に組み立てた鋼製土留パネルのうち両端に位置する鋼製土留パネルの間に形成されたスペースに、残した前記鋼製土留パネルを前記環状体の内側から周方向に沿ってスライドさせて一端側を挿入し、他端側を径方向に向かって押し込んで嵌め込む工程と、を有する、土留構造物の構築工法。

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