JP3603449B2

JP3603449B2 - 地中壁体構築用鋼製パネル

Info

Publication number: JP3603449B2
Application number: JP03199996A
Authority: JP
Inventors: 幸夫阿部; 清一小山; 敏聡増田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JPH09221746A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、地下室壁体，連続擁壁，基礎杭などの地中本体壁や地下土留め壁などの地下仮設壁を構築する時に、その構成主要素である壁体とすべく、複数連結して使用される地中壁体構築用鋼製パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数連結することで、地中本体壁や地下仮設壁などの壁体として用いる地中壁体構築用鋼製パネルは、例えば、市街地などの狭隘な場所にビルなどの地下壁体を構築する場合に用いられている。詳述すると、狭隘な場所において、地下壁体を鉄筋コンクリート構造で成形しようとすると、そのために用いる鉄筋籠の製作ヤード等が構築現場付近に確保できないという問題点が生じることがある。しかも、狭隘な場所のように限られた敷地内に少しでも広い地下空間を得るため、地下壁体はできるだけ薄く形成したいという要求もある。これらのことから、鉄筋籠などが必要ないと共に、鉄筋コンクリート構造よりも高強度，高剛性で薄くすることのできる地中壁体構築用鋼製パネルが用いられる。
【０００３】
また、この地中壁体構築用鋼製パネルは、土留め壁などの地中仮設壁の構築用として一般的である、図１４に示すような鋼矢板を複数連結してなる壁体や、図１５に示すようなソイルセメント柱列壁よりも、高剛性や高耐力が要求される場合にも用いられる。
【０００４】
そして、この地中壁体構築用の鋼製パネルとして、従来では、次に述べるボックス型鋼矢板パネル（特開平４−３１５０５号公報参照）が一般に知られている。詳述すると、図９および図１１に示すように、Ｈ形鋼８にパイプ継手１０を取付けてなるボックス型鋼矢板パネル１２，１３や、図１０および図１２に示すように、角鋼管９に直線鋼矢板１１の継手１１ａを取付けてなるボックス型鋼矢板パネル１４，１５が一般に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のボックス型鋼矢板パネルである、図９や図１０に示すようなパイプ継手１０を有するボックス型鋼矢板パネル１２，１３は、パイプ継手１０の形状上から継手にガタが生じるため、地震時水平力に対する面内剪断力の伝達がほとんど期待できずに強度面で問題が生じるものであると共に、止水性の面でも劣るという欠点を有する。しかも、このボックス型鋼矢板パネル１２，１３では、ボックス型鋼矢板の一パネル当たりにおいて、パネル継手を四本溶接する必要があり、製作コストが高くなる欠点を有する。
【０００６】
一方、前述した従来のボックス型鋼矢板パネルである、図１１や図１２に示すような直線鋼矢板１１の継手１１ａを有するボックス型鋼矢板パネル１４，１５では、継手１１ａの形状上から継手のガタが小さく、剪断力の伝達や止水性の面でパイプ継手１０よりも優れてはいる。しかし、図１２に示したボックス型鋼矢板パネル１５では、図１０に示したボックス型鋼矢板パネル１３と同様に、直線鋼矢板１１の切断した四本の継手１１ａを角鋼管に溶接する必要があるために、製作コストが高くなる欠点がある。
【０００７】
また、図１１に示すように、直線鋼矢板をフランジとしウエブ材と接合してＨ形状としたボックス型鋼矢板パネル１４では、図９や図１０に示したボックス型鋼矢板パネル１２，１３（角鋼管タイプ）よりも製作面で有利となるが、突き合わせ溶接にて連結する場合にはウエブ材に開先加工が必要となると共に、すみ肉溶接にて連結する場合には図１１に示すように四箇所の溶接が必要となる。そのため、このボックス型鋼矢板パネル１４では、製作面で有利となっても、全体の製作コストの大幅なコストダウンは見込めない。
【０００８】
これらの課題に加え、前述した従来の図９〜図１２で示した各ボックス型鋼矢板パネルでは、図１３に示すように、各ボックス型鋼矢板パネル（図１２のボックス型鋼矢板パネル１５）で壁体を構築した際に、継手１１ａ（パイプ継手１０）が部分的に突出することとなる。そのため、各ボックス型鋼矢板パネルを地下室の本体壁として用いる場合には、本体壁に付随する壁材のパネル表面への設置作業が、パネル表面がフラットな場合に比べて困難になる恐れがある。また、この部分的に突出した継手の凹凸があることは、各ボックス型鋼矢板パネルを地下土留め壁などの仮設材として用いる場合に、土留め壁表面に沿う状態で接触する腹起こしの設置が難しくなって、施工性が非常に悪化することが懸念される。
【０００９】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は地中壁体を構築する複数の鋼製パネルを容易かつ安価に製作できると共に、各鋼製パネルを確実に連結することができ、しかも、壁体構築後の壁面をフラットにすることのできる地中壁体構築用鋼製パネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の地中壁体構築用鋼製パネルは、横断面形状が底辺部および両側辺部とから略Ｕ形状に形成されていると共に、前記両側辺部から連続して前記底辺部と平行にそれぞれ反対方向へ延びる両平坦部の先端に継手部が形成されており、前記両継手部の形状を左右非対称として前記横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合可能とした非対称Ｕ型鋼矢板を二枚用い、その各々の前記底辺部を突き合わせてＵ形状の開放部が互いに反対方向を向くように接合して直線状に結合可能となるように構成されている。そして、この本発明の鋼製パネルを地中壁体に用いることで、前述した従来のボックス型鋼矢板パネルを用いることで生じた、前記各問題点の解決を図ったものである。
【００１１】
即ち、非対称Ｕ形鋼矢板は、圧延にて製造されるものであるから、安価に入手することができる。そして、この非対称Ｕ形鋼矢板を二枚接合することにより、従来のボックス型鋼矢板パネルに比べて経済的に鋼製パネルを構成することが可能となる。また、このように構成した本発明の地中壁体構築用鋼製パネルによって構築した壁体では、継手部の部分的な突出がないため、地下室本体壁として用いる際の壁材の設置や土留め壁として用いる際の腹起こしの設置という、壁面に沿って密着させる設置作業も容易となる。
【００１２】
詳述すると、この発明は、請求項１に記載の通り、図８に示すような継手部２ｄの形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合することが可能な非対称Ｕ形鋼矢板２を用いることを特徴としている。
【００１３】
即ち、この非対称Ｕ形鋼矢板２は、例えば、特開平５−１４０９２８号公報に開示さているもので、従来の鋼矢板と同様に熱間圧延にて製造可能である旨記載されている。この熱間圧延にて経済的に製造された二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２を、図１に示すように、底辺部２ａ同士を接合（二箇所溶接３にて接合）することにより、この発明の鋼製パネル１が構成される。
【００１４】
このように、本発明の鋼製パネル１は、経済的な材料を用い、しかも、簡単に接合できる（例えば、図１の実施形態では、溶接箇所が少なく、溶接の開先加工も不要として接合できる）ことから、前述した従来のパイプ継手や直線鋼矢板を用いた各ボックス型鋼矢板パネルに比べて優れた経済性を有する。
【００１５】
また、このような構成からなる本発明の鋼製パネル１では、鋼矢板の一般的な継手部を使用できるので、連結時において継手部に生じるガタを小さくすることができ、面内剪断力の伝達や止水性の面でも有利なものとなる。さらに、本発明の鋼製パネル１を用いた地下壁体は、図５に示すように、継手部の突出がないため、壁材や腹起こしの設置作業にも支障が生じない。
【００１６】
なお、非対称Ｕ形鋼矢板の底辺部同士を接合する方法として、先に述べた溶接による方法のほか、図４に示すようなボルト４およびナット５による連結も考えられ、その接合方法は特に限定しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地中壁体構築用鋼製パネルを図示する一実施形態によって説明する。
【００１８】
地中壁体（図５参照）構築用の鋼製パネル１（図１参照）は、横断面形状が底辺部２ａおよび両側辺部２ｂとから略Ｕ形状に形成されていると共に、両側辺部２ｂから連続して底辺部２ａと平行にそれぞれ反対方向へ延びる両平坦部２ｃの先端に継手部２ｄが形成されており、両継手部２ｄの形状を左右非対称として横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合可能とした非対称Ｕ型鋼矢板２を二枚用い、その各々の底辺部２ｂを突き合わせてＵ形状の開放部２ｅが互いに反対方向を向くように接合してなっている。
【００１９】
そして、この実施形態における地中壁体構築用鋼製パネル１を構成する二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２の接合、即ち、両底辺部２ａ同士の接合は、溶接３にて行なわれている。なお、この二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２の接合形態は、両底辺部２ａ同士の接合の際の非対称Ｕ形鋼矢板２の方向により、各継手部２ｄの形態が図２に示すようになるものや、図１に示した継手部２ｄ形態のものを逆方向に建て込むことにより、各継手部２ｄの形態が図３に示すようになるものも考えられる。また、この二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２の接合は、図４に示すように、両底辺部２ａを貫通した接合用ボルト４にナット５を螺合した、所謂、ボルトナット形式で行なってもよい。
【００２０】
このような構成からなる本発明の地中壁体構築用鋼製パネル１を複数接合して、図５に示すような地中壁体１９を構築するには、従来から用いられている建て込み方法で可能であり、例えば、壁厚相当を予め掘削し、そこに鋼製パネル１を落とし込む方法や、鋼製パネル１自体を打設する方法として、バイブロハンマーなどの動的貫入打ち込み工法や油圧装置による静的貫入工法が考えられる。
【００２１】
図６は、本発明における地中壁体構築用鋼製パネル１の他の実施形態を示したものである。ここでの鋼製パネル１は、各非対称Ｕ形鋼矢板２の突き合わせた両底辺部２ａに連通する開口部６が、また各非対称Ｕ形鋼矢板２の両側辺部２ｂに開口部６がそれぞれ形成されている。なお、この実施形態では、底辺部２ａと側辺部２ｂとに開口部６を設けているがどちらか一方でもよく、開口部６の形状もとくに限定しない。
【００２２】
そして、この図６に示したように、底辺部２ａおよび側辺部２ｂに開口部６を設けると、コンクリートの打設性の向上させることができると共に、鋼殻との一体化を容易にすることができるようになり、鋼製パネル１をコンクリートと合成させる場合が多い地中本体壁として用いることがてきる。
【００２３】
図７は、本発明における地中壁体構築用鋼製パネル１のさらに他の実施形態を示したものである。ここでの鋼製パネル１は、二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２におけるＵ形状の開放部２ｅを閉合する断面位置に、各非対称Ｕ形鋼矢板２の両平坦部２ｃと連続した状態で、各非対称Ｕ形鋼矢板２の軸方向へ連続する板状部材７を設けてなっている。なお、この二枚の非対称Ｕ形鋼矢板２の継手部２ｄ間に設置した板状部材７は、この実施形態において、鋼製パネル１の両面に設置しているが、どちらか一方の面だけでもよい。また、この板状部材７には、開口部６を形成してもよい。
【００２４】
そして、この図７に示したように、板状部材７を設置することで、特に面外の曲げ力に対する耐荷変形性能の向上を図ることができ、鋼製パネル１に対して、より高強度，高剛性が要求される場合に対応させることができる。また、鋼製パネル１を地下室の本体壁として用いる際に、この板状部材７に適当な防錆処理を施すことで、パネル表面（本体壁表面）を壁材等で覆わなくても、そのまま壁として景観上支障のない構造とすることがてきる。さらに、この図７に示したように、板状部材７に開口部６を形成すれば、鋼製パネル１をコンクリートと合成化させる際に、コンクリートの打設性を向上させるとができると共に、鋼殻との一体化を容易にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、従来のパイプ継手を用いたボックス型鋼矢板パネルに比べて、剪断力の伝達性や止水性に優れた地中壁体構築用鋼製パネルを提供できると共に、従来のパイプ継手や直線鋼矢板を用いたボックス型鋼矢板パネルに比べて、より経済的な地中壁体構築用鋼製パネルを提供できる。
【００２６】
また、本発明の地中壁体構築用鋼製パネルを使用して壁体を構成すれば、従来のパイプ継手や直線鋼矢板を用いたボックス型鋼矢板パネルでは壁体を構成した時の壁面に現れてしまう継手部の突出をなくすことができる。そのため、壁面に沿って密着させる壁材や腹起こしの設置が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地中壁体構築用鋼製パネルを示す平面図である。
【図２】本発明の地中壁体構築用鋼製パネルを示す平面図である。
【図３】本発明の地中壁体構築用鋼製パネルを示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施態様である地中壁体構築用鋼製パネルを示す平面図である。
【図５】本願発明の鋼製パネルを連結して地中壁体を構築した状態を示す斜視図である。
【図６】本願発明の他の実施態様である地中壁体構築用鋼製パネルを示す斜視図である。
【図７】本願発明の他の実施態様である地中壁体構築用鋼製パネルを示す斜視図である。
【図８】本願発明の地中壁体構築用鋼製パネルを構成する非対称Ｕ形鋼矢板を示す平面図である。
【図９】従来の地中壁体構築用のボックス型鋼矢板パネルを示す斜視図である。
【図１０】従来の地中壁体構築用のボックス型鋼矢板パネルを示す斜視図である。
【図１１】従来の地中壁体構築用のボックス型鋼矢板パネルを示す斜視図である。
【図１２】従来の地中壁体構築用のボックス型鋼矢板パネルを示す斜視図である。
【図１３】従来の地中壁体構築用のボックス型鋼矢板パネルを用いて地中壁体を構築した状態を示す斜視図である。
【図１４】従来の土留め部材を示す斜視図である。
【図１５】従来の土留め部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…地中壁体構築用鋼製パネル、２…非対称Ｕ型鋼矢板、２ａ…底辺部、２ｂ…側辺部、２ｃ…平坦部、２ｄ…継手部、２ｅ…開放部、３…溶接部、４…ボルト、５…ナット、６…開口部、７…板状部材、８…Ｈ形鋼、９…角鋼管、１０…パイプ継手、１１…直線鋼矢板、１１ａ…継手、１２，１３，１４，１５…ボックス型鋼矢板パネル、１６…Ｕ型鋼矢板、１７…仮設用Ｈ形鋼、１８…ソイルセメント、１９…地中壁体。

Claims

横断面形状が底辺部および両側辺部とから略Ｕ形状に形成されていると共に、前記両側辺部から連続して前記底辺部と平行にそれぞれ反対方向へ延びる両平坦部の先端に継手部が形成されており、前記両継手部の形状を左右非対称として前記横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合可能とした非対称Ｕ型鋼矢板を二枚用い、その各々の前記底辺部を突き合わせてＵ形状の開放部が互いに反対方向を向くように接合して直線状に結合可能としてあることを特徴とする地中壁体構築用鋼製パネル。
前記各非対称Ｕ形鋼矢板の突き合わせた両底辺部には連通する開口部が、また各非対称Ｕ形鋼矢板の両側辺部には開口部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の地中壁体構築用鋼製パネル。
前記各非対称Ｕ形鋼矢板におけるＵ形状の開放部を閉合する断面位置に、各非対称Ｕ形鋼矢板の両平坦部と連続した状態で、各非対称Ｕ形鋼矢板の軸方向へ連続する板状部材を設けてなることを特徴とする請求項１記載の地中壁体構築用鋼製パネル。
前記板状部材には開口部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の地中壁体構築用鋼製パネル。