JP3651342B2 - Water stop structure of steel sheet pile joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常の鋼矢板以上に止水性が要求される場合に用いられる鋼矢板の継手部の止水構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
地下構造物の建設における土留め壁や港湾・水域施設建設時における仮締切り等おいて鋼矢板が多く用いられている。この理由として、鋼材という高品質材料による高剛性壁体が比較的短い施工期間内で構築することができる他、比較的止水性に優れることが挙げられる。
【0003】
鋼矢板本体の鋼材自体は当然ながら完全に水を通さないが、嵌合状態の継手部分に存在する隙間部分が水を通すため、この継手部分の隙間が鋼矢板の止水性に大きく影響する。一般的には、打設直後の継手部は比較的水を通し易い状態であったとしても、時間の経過に伴い、水の流れと共に継手内部に土粒子等が詰まってくるため、止水性が向上していくものであるが、土粒子等による継手内部の目詰まりが期待できない場合や、より止水性を向上させるためには、この継手内部の隙間をできる限り小さくすることも一案として考えられる。
【0004】
しかしながら、この隙間が小さ過ぎると、継手部分での打設抵抗が非常に大きくなるという問題を有しており、止水性と施工性は相反する要求性能となるため、一概に継手部分の隙間を小さくしたり、大きくしたりすることはできず、いかにして継手部の止水性を高めるかが大きな課題の一つであった。
【0005】
そこで、従来技術の一例として、継手内部の隙間を埋めるべく、予め鋼矢板の継手部に止水用樹脂塗料を塗布するものが挙げられる。この場合、比較的透水係数が小さい樹脂塗料によって、継手内部の水の浸透経路を塞いでしまうことで、止水性を向上させることを期待したものである。
【0006】
その他としては、継手部付近において設けられた止水部材により形成したグラウト注入空間を有する鋼矢板が挙げられる。この場合、この注入空間内を止水性の高い材料をもって充填してしまうことで、止水性を高めるものである。
【0007】
(1) 鋼矢板継手部に予め止水樹脂塗料を塗布する技術は、特開平1−168766号公報に開示されており、鋼矢板打設前に、比較的透水係数の小さい樹脂塗料を継手部内の隙間に塗布し、打設後に、周囲の水分を吸収した樹脂が膨張し、継手部内部が樹脂にて満たされることで止水性を高めるものである。しかしながら、打設前の継手部内へ樹脂塗料を塗布する際の塗布むらや打設時の樹脂塗料の塗膜損傷等の不可避的要素により止水性が低下する場合が挙げられる。このように欠損部分が発生した場合には、欠損箇所が比較的小さくとも、欠損部分での水の流速は比較的速くなるため、流れによる欠損箇所の拡大の恐れもある。
【0008】
(2) グラウト注入空間を設けた従来技術として、以下に示すものがある。
(2-1) 特開平1−280122号公報
図9に示すように、嵌合される2つの矢板50と51の各継手部部位の一方または両方に部材52を設け、この部材52により矢板50,51間にグラウト注入空間53を形成している。この鋼矢板では、グラウト注入空間が相互の継手の嵌合により形成され、継手により空間が完全に閉合されているため、止水性は高いと考えられるが、継手形状が非常に複雑なため、製造コストが高くなるという欠点がある。また、止水性が高い一方で継手部の余裕がないことに起因する施工性の悪化という前述した欠点が改善されていない。さらに、この継手形状では、施工延長が曲線状となっている場合等において、2カ所による嵌合のために各鋼矢板を継手部にて角度を付けながら曲線状に施工することは実質不可能であり、実用に供しないと考えられる。
【0009】
(2-2) 特開平1−280121 号公報
図10に示すように、既存の矢板の継手部分の一方の外側に耳プレート54の一端部を溶接で接合し、他方の矢板の腹部との間にグラウト注入空間53を形成している。この鋼矢板では、鋼矢板打設時において、捩じれや回転か発生すると耳プレートの接合していない部分で、耳プレートと隣接の鋼矢板との間が大きく開くことが考えられる。この場合には、本来の耳プレートの役割としては、グラウトの型枠を兼ねて、耳プレートと鋼矢板間の開口が小さいことによる止水効果を期待できるはずであるが、開口部分の増加により、止水性が低下するだけでなく、場合によっては、周囲の地盤からの内部への土の侵入等により、グラウト材品質が悪化する恐れが挙げられる。
【0010】
(2-3) 実開昭55−71745号公報
図11に示すように、U形鋼矢板60の継手部付近に断面カギ形,半円形等の突片61を設け、掘削機・注入機の先端が入る大きさの注入空間62を形成している。この鋼矢板では、突片の先端が隣接するU形鋼矢板の爪底部に近い位置に位置するため、鋼矢板の回転等による開きの恐れはないが、実際にはU形鋼矢板の爪底部分の大きさは僅か2〜3cm程度しかなく、爪のサイズに合わせた特殊な部材を取り付ける必要があり、コスト的に劣るという欠点の他、突片と鋼矢板の間にできる隙間が継手部に近い位置にあるため、水の浸透経路は比較的短く、止水効果が発揮し難いという問題も有する。
【0011】
本発明は、以上のような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、比較的簡単な構成により、要求される打設性および止水性の両者を満足させることのできる鋼矢板継手部の止水構造を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
通常、鋼矢板の継手部は、施工性を考慮して、嵌合状態でも若干の隙間ができるように形状が設定されている。よって、止水部材と鋼矢板あるいは止水部材同士の間に隙間が生じないように止水部材を設けたとしても、前記の継手部の嵌合状態に応じて、この隙間分だけ鋼矢板がずれ、止水部材と鋼矢板あるいは止水部材同士の間には、どうしても隙間が生じてしまう。
【0013】
そこで、本発明の請求項1の鋼矢板継手部の止水構造では、図1(a) に示すように、鋼矢板1,1の継手部2,2同士を嵌合させた際に、一部が重なり合う一対の止水部材3,3により鋼矢板継手部2を覆う閉合空間4が形成されるように、鋼矢板1に止水部材3が設けられていることを特徴とする。なお、止水部材3は鋼矢板1のフランジ部分における内面または外面に溶接等で接合する。
【0014】
即ち、止水部材同士の間に隙間が生じることを前提として、この隙間を鋼矢板の打設性を阻害しないための余裕代として許容すると共に、鋼矢板が捩じれたり、回転したりした場合においても、止水部材によって形成される閉合空間に開口部が発生しないよう配慮したものである。さらには、止水部材同士を一部重ね合わせたことで、重ね合わせた部分による止水効果をも得られるようにしたものである。
【0015】
この重ね合わせの効果について以下に説明する。図1(a) ,(b) はいずれも、U型鋼矢板1の継手部2の近傍に止水部材3の基端を取り付け、一対の止水部材3,3により継手部が覆われるように閉合空間4を形成したものである。図1の(a) と(b) の差異は、一対の止水部材3,3が重なり合っているかどうかのみであり、この止水部材間の開口部(隙間)をδ、重なり合っている止水部材3の重ね合せ長をLとする。また、鋼矢板1の挟んだ内外の水頭差をhとする。
【0016】
ここで、透水に関する一般式であるダルシーの法則を次の(1)式に示す。
Q=k・A・i=k・A・H/L……(1)
ここに、kは透水係数、Aは透過面積、iは動水勾配(=水頭差H/距離L)である。
【0017】
つまり、透水量Qは、透水係数・透過面積・動水勾配に比例するのである。図1(b) の条件の場合、一対の止水部材3,3で形成された閉合空間4内に透水係数kの土砂5が詰まっている状態で、透水量がQb であったものとする。
一方で、図1(a) の場合においては、さらに、止水部材3の重なり合う部分の隙間にも透水係数kの土砂5が詰まっている状態とし、a点とc点との水頭差をΔhとすると、a−c間では、式(1)中において水頭差Hを除いて図1(b) の場合と同一の条件となるので、図1(b) の場合の透水量Qb より、Qa =Qb ・(Δh/h)となる。ここで、Δh<hであれば、Qa <Qb となる。
【0018】
次に、この止水部材3内を透過する流量Qa は、流体の連続性より、重なり合った止水部材間であるc−b間でも同様の流量となるため、式(1)より、Qa =k・δ・(h−Δh)/Lとなる。従って、a−c間での水頭差は、Δh=h−Qa ・L/(k・δ)となり、少なくとも、図1(b) に比べ、水頭差は小さくなる。
【0019】
つまり、若干でも水の透過性を妨げる物質が、止水部材3が重なり合った部分において存在することで、c点での水頭が落ち、結果として、a−c間での水頭差(動水勾配)が小さくなるため、通水量を減少させることが可能となり、止水性が向上する。
【0020】
また、請求項1では、止水部材3の鋼矢板1への接合方法や接合位置、一対の止水部材3,3の重なり合う部分の隙間量・重ね合せ長等は特に限定しない。止水部材3と鋼矢板1により形成される閉合空間内に位置する継手部は一つである必要はなく、例えば図2(c) に示すように止水部材3,3を一つおいた鋼矢板1A,1Aにそれぞれ接合し、閉合空間4内に2つの継手部2が位置するようにしてもよい。止水部材3の接合方法としては、接合部分から水の浸透がないように接合できるものが好ましい。鋼矢板1に止水部材3を予め設けておいてもよいし、継手となる接合部材を設けておき、止水部材3を打設するようにしてもよい。また、隙間量・重ね合せ長に関しては、施工性に配慮した上で、可能な限り、隙間量を小さくし、重ね合せ長を長くとることが望ましい。鋼矢板を土中に打設した場合には、止水部材の隙間の間に、時間の経過と共に土砂が詰まってくることが考えられ、この土砂の詰まりにより止水効果は高まると考えられるが、この隙間の状態についても、特に限定するものではなく、水の透過を妨げることができるものが詰まっているか、あるいは、詰まることが十分予測されるようにすればよい。
【0021】
さらに、止水部材3の形状についても、特には限定しない。図1では、L形断面を有する止水部材を用いており、比較的容易に入手できる市販のアングル鋼材を用いることで、止水部材の材料費および加工費等のコストを低く抑えられると共に、止水部材同士の重なり合う部分が平行となるように配置することも容易である。図2(c) に示すように、直線状の止水部材とすることもできる。
【0022】
止水部材3の重なり合う部分を平行とすることで得られる利点としては、図2(a) に示すように、継手部2の標準嵌合状態において止水部材3,3の先端部同士が完全に接するように止水部材3を鋼矢板1に接合した場合には、隙間が発生しない区間が面として存在するため、止水効果は非常に高くなる。図2(b) に示すように、前記の状態で止水部材3を鋼矢板1に接合し、鋼矢板1の打設時に鋼矢板継手部2の嵌合状態が標準よりずれた場合においても、鋼矢板継手部2の当接面隙間が狭まる分、止水部材3,3間の隙間量が増えるだけであり、その隙間量は高々鋼矢板嵌合時の継手部内部の隙間量程度に抑えられることが挙げられる。
【0023】
その他の利点としては、この止水部材3をガイドとして、鋼矢板1を真っ直ぐ打設することも可能となるため、鋼矢板の回転や捩じれが発生し難く、つまりは、止水部材3,3に開口部が生じ難くなり、結果として止水性が向上することも挙げられる。
【0024】
本発明の請求項2では、請求項1の鋼矢板継手部の止水構造において、図3に示すように、一対の止水部材3,3は、一部が鋼矢板継手部2を中心とする同心円弧状に重なり合う形状を有していることを特徴としており、鋼矢板継手部2を中心に鋼矢板1が回転した場合においても、一対の止水部材3,3の重なり合う部分が必ず平行となるようにしたものである。なお、円弧部分は少なくとも重なり合う部分に形成すればよい。
【0025】
このようにすることで、継手部2を中心とした鋼矢板1の比較的大きな回転に対しても、止水部材3,3同士の接触を防ぐことができ、打設性の低下の恐れが無くなる。また、図3の点線で示すように、回転可能角度以上にわたって重ね合わせることで、施工時に止水部材3の重なり合う範囲が減少していく方向に回転した場合でも、止水部材3,3同士が重なり合う部分が必ず存在し、開口部の発生の恐れが無い。
【0026】
請求項1の鋼矢板継手部の止水構造において、鋼矢板に接合される止水部材の位置関係を限定することで、鋼矢板の継手部を中心とした鋼矢板の施工中の回転に伴う開口部発生防止を考慮する場合には、図4に示すように、鋼矢板継手部2の中心位置を原点Oとし、一対の止水部材3A,3Bのうち重なり部分が原点から遠い方の止水部材3Bの自由端部に原点Oから下ろした垂線をY軸(止水部材側を正方向とする)とし、これと直交する軸をX軸とした座標系において、重なり部分が原点から近い方の止水部材3Aの自由端部の先端位置Aを(x1 ,y1 )、該止水部材3Aの原点から最も離れた位置A’を(x1', y1')、重なり部分が原点から遠い方の止水部材3Bの自由端部の先端位置Bを(x2 ,y2 )、y1 <y2 とした場合、x1 ・x2 <0、(x12+y12)≧y22、(x1'2 +y1'2 )≧(x22+y22)を満足するように、止水部材3A,3Bが鋼矢板1,1に設けられるようにする。
【0027】
このように止水部材3A,3Bが鋼矢板1,1にそれぞれ接合されていれば、図4(a),(b) に示すように、必ず、いずれかの止水部材の自由端部の先端が他の止水部材に点接触するため、鋼矢板継手部を中心とした鋼矢板の回転に伴う開口部発生が防止される。このように限定するためには、Y軸を定義する垂線を一義に決める必要があり、少なくとも止水部材3Aと3Bが重なり合っている部分のうち、止水部材1Bについては、直線状でなければならない。
【0028】
この場合も、鋼矢板がいずれの方向に大きく回転した場合においても、重なり合う部分が必ず存在し、開口部が生じて止水性が低下する心配が無い他、接触したとしても、先端部分の点接触のみであるため、極端に打設性が低下することはなく、施工性・止水性という要求性能をいずれも満足させることが可能である。万が一、鋼矢板の回転に伴う接触により、打設性が低下する懸念がある場合には、止水部材を可撓性を有するものとすることで対処することも可能である。
【0029】
本発明の請求項3は、請求項1または2の鋼矢板継手部の止水構造において、鋼矢板の形状および止水部材の取付位置を限定したものであり、図6,図7に1例を挙げて示すように、鋼矢板は、鋼矢板本体から左右に突出する一対の腕部12,12の先端にそれぞれ互いに嵌合可能な異なる形状の継手2,2’を有し、各鋼矢板が同一姿勢で(鋼矢板の向きを同じ方向にして)嵌合打設される鋼矢板11であり、前記一対の腕部12,12のいずれか一方の面に止水部材3が設けられていることを特徴とする。なお、図6,図7の例では、継手部2,2’は、嵌合時に、継手部2’の甲面と腕部12の外面が同一平面をなすような形状とされている。
【0030】
図5に示す一般的な形状のU形鋼矢板1を使用した場合、止水部材3を外側の面に接合した鋼矢板1Aと、内側の面に接合した鋼矢板1Bの2種類が必要となり、加工上や積み重ね上、輸送上、あるいは施工上の管理が複雑となり、場合によっては、積み重ねができない可能性がある。
【0031】
これに対して、例えば図6(a) に示す形状の鋼矢板11を使用した場合、図6(b),(c) 、図7に示すように、腕部12の内外面のいずれか一方の面に止水部材3を接合することができるため、加工上や積み重ね上、輸送上、あるいは施工上の管理が容易となる利点が挙げられる。
【0032】
この場合の止水部材3の接合パターンとしては、種々のものが考えられる。例えば、図6(b),(c) の場合は、左右の腕部12にそれぞれ止水部材3A,3Bが接合された1種類の鋼矢板11を使用することができ、図7の場合は、左右の腕部12に止水部材3Aのみが接合された鋼矢板11Aと、左右の腕部12に止水部材3Bのみが接合された鋼矢板11Bの2種類を交互に使用することができる。
【0033】
また、景観性に配慮しなければならない場合や腹起し材等の支保部材の取り付けのため、しっかりとしたフラット面が求められる場合は、前記の図6(b) ,図7に示したように、嵌合時において、継手部のために同一平面をなさない側に止水部材3を接合することで、止水部材3が接合されていない面がフラットとなるため、対応も容易である。
【0034】
本発明の請求項4は、請求項1、2または3の鋼矢板継手部の止水構造において、図8に示すように、一対の止水部材3,3の重なり合う部分の隙間に止水シール材20が設けられていることを特徴とする。
【0035】
本発明の請求項5は、請求項1、2、3または4の鋼矢板継手部の止水構造において、図8に示すように、鋼矢板継手部内に止水シール材20が設けられていることを特徴とする。
【0036】
請求項4および5において、止水シール材としては、例えば、止水ゴムや水膨張性の樹脂塗料等が挙げられる。このような止水シール材を設けることで、更なる止水性向上を発揮することができる。
【0037】
本発明の請求項6は、請求項1、2、3、4または5の鋼矢板継手部の止水構造において、図8に示すように、閉合空間内に止水性を有する材料30が充填されていることを特徴とする。
【0038】
止水性を有する材料としては、モルタル・コンクリート・ウレタン樹脂等が挙げられるが、これについても特に限定するものではない。このような材料を鋼矢板打設後に閉合空間内に投入することにより、更なる止水性向上を発揮することができる。
【0039】
止水性を有する材料の投入に当たっては、鋼矢板打設後、閉合空間内に土砂が詰まっている場合には、これをウォータジェット等により取り除いた上で投入することができるが、土砂を取り除かなくとも、土砂内に浸透し、土砂と共に止水性を発揮する止水材料でも構わない。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図1(a) は、U形鋼矢板に適用した例であり、U形鋼矢板1の左右両側におけるフランジ部分の内面あるいは外面に、継手部2と平行に配設したアングル鋼材からなる止水部材3の基端部を溶接等で接合している。この止水部材3の基端部をU形鋼矢板1のフランジ部分に対して直角に取り付けることにより、隣接する鋼矢板同士を継手部2で嵌合させた状態で、一対の止水部材3,3の自由端部同士が平行となる。さらに、一対の止水部材3,3の基端部の長さおよび自由端部の長さを適宜決定すれば、自由端部同士が隙間δをおいて平行に長さLだけ重なり合う。
【0041】
鋼矢板1の打設後、一対の止水部材3,3で囲まれた閉合空間4内および重なり合う自由端部同士の隙間に土砂5等が詰まり、図1(b) と比較して、内外の水頭差が小さくなり、透水量が減少することで、止水性が向上する。さらに、図2(a) に示すように、継手部2の隙間がδの標準嵌合状態で、一対の止水部材3,3の重なり合う自由端部同士が完全に面で接するようにすれば、止水効果は更に向上する。図2(b) に示す状態にずれたとしても、重なり合う自由端部同士の隙間はδとなり、止水性が十分に確保される。
【0042】
また、鋼矢板1を打設する際に、一対の止水部材3,3の平行な自由端部がガイド部材として働くため、鋼矢板1を真っ直ぐに打設することができ、鋼矢板1の回転や捩じれを防止することができ、また回転や捩じれによる開口の発生が防止されることで、止水性の向上を図ることができる。
【0043】
さらに、図4に示すように、一対の止水部材3,3の位置関係を限定することで、鋼矢板1の継手部2を中心とした鋼矢板施工中の回転による開口部の発生を防止することができる。即ち、内側の止水部材3Aの点A(x1 ,y1 )および点A’(x1', y1')、外側の止水部材3Bの点B(x2 ,y2 )が、x1 ・x2 <0、(x1 2+y1 2)≧y2 2、(x1'2 +y1'2 )≧(x2 2+y2 2)を満足するように、一対の止水部材3A,3Bの形状・寸法等を適宜決定すれば、鋼矢板1が継手部2を中心として回転しても、止水部材3Aの外面が止水部材3Bの内面に点接触するため、鋼矢板1の回転に伴う開口部発生が防止される。なお、外側の止水部材3Bの自由端部が直線状であれば、その他の部分は前述の条件を満足する限りどのような形状でも開口部発生を防止できる。
【0044】
また、図5に示すように、鋼矢板1は、内側の止水部材3Aを鋼矢板のフランジ部における外面に接合した鋼矢板1Aと、外側の止水部材3Bを鋼矢板のフランジ部における内面に接合した鋼矢板1Bの2種類を用意し、これらを交互に打設すればよい。
【0045】
次に、図3は止水部材3の形状を変えた例であり、一対の止水部材3,3を、鋼矢板継手部2の中心点Oを中心とし所定の隙間をおいた同心円弧状としている。この円弧状の止水部材3の基端部は滑らかに折り曲げて鋼矢板1のフランジ部分の内面あるいは外面に添接し溶接等で接合している。なお、止水部材3全体を円弧状に形成してもよいし、重なり合う部分のみを円弧状に形成するようにしてもよい。
【0046】
この場合、アングル鋼材の場合と同様に、重なり合う自由端部により止水性が向上する。また、継手部2を中心とした鋼矢板1の比較的大きな回転に対しても、止水部材3,3同士の接触を防ぐことができ、打設性が低下することがない。さらに、回転可能角度以上にわたって重ね合わせることで、施工時に止水部材3の重なり合う範囲が減少していく方向に回転した場合でも、止水部材3,3同士が重なり合う部分が必ず存在し、開口部の発生の恐れが全く無い。
【0047】
次に、図6,図7は、鋼矢板に、U形鋼矢板本体の左右両側に本体ウェブ部分と平行な直線状の腕部12が一体的に突設され、この腕部12,12に互いに嵌合可能な異なる形状(左右非対称な形状)の継手部2,2’が設けられた鋼矢板11を用いた例である。また、継手部2,2’は、嵌合時に、継手部2’の甲面と腕部12の外面が同一平面をなすような形状である。
【0048】
このような鋼矢板11を使用した場合、図6(b),(c) 、図7に示すように、腕部12の内外面のいずれか一方の面に止水部材3を接合することができるため、加工上・積み重ね上・輸送上・施工上の管理等が容易となる。また、図6(b),(c) の場合は、左右の腕部12にそれぞれ止水部材3A,3Bが接合された1種類の鋼矢板11を使用することができる。図7の場合は、左右の腕部12に止水部材3Aのみが接合された鋼矢板11Aと、左右の腕部12に止水部材3Bのみが接合された鋼矢板11Bの2種類を交互に使用することができる。さらに、図6(b) および図7の場合、腕部12に止水部材のないフラットな表面が形成されるため、景観性に配慮しなければならない場合や腹起し材等の支保部材の取り付ける場合に容易に対応することができる。
【0049】
次に、図8は本発明の一対の止水部材3,3による止水性能を一段と高める手段を示したものであり、一対の止水部材3,3の重なり合う部分の隙間および一対の継手部2,2内に、止水ゴムや水膨張性の樹脂塗料等の止水シール材20を設ける。また、閉合空間4内にモルタル・コンクリート・ウレタン樹脂等の止水性を有する材料30を打設後に投入し充填する。この場合、鋼矢板打設後、閉合空間4内に詰まっている土砂をウォータジェット等により取り除いた上で投入する。土砂内に浸透し、土砂と共に止水性を発揮する止水材料の場合には、土砂は取り除かなくてもよい。
【0050】
なお、本発明は図示した形状の鋼矢板に限定されることなく、その他の形状の鋼矢板にも適用できることは言うまでもない。
【0051】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
(1) 一対の止水部材の自由端部同士を重ね合わせているため、重ね合わせた部分により透水量を低減することができると共に、鋼矢板が回転したり捩じれたりした場合にも隙間が発生することがなく、比較的簡単な構成の止水部材により、止水性を大幅に向上させることができる。
(2) さらに、一対の止水部材の重ね合わせた部分は隙間が生じることを前提としているため、鋼矢板の打設性を阻害することがなく、打設性と止水性の両方を同時に満足させることができる。
(3) 一対の止水部材の位置関係を限定することにより、あるいは一対の止水部材を同心円弧形状とすることにより、打設時に鋼矢板が継手を中心として回転しても、開口部の発生の恐れが全く無く、十分な止水性能を確実に得ることができる。
(4) 一対の止水部材の重なり合う部分の隙間および一対の継手部内に止水シール材を設け、あるいは閉合空間内に止水性を有する材料を充填することにより、一対の止水部材による止水性能を一段と高めることができる。
(5) 鋼矢板に、鋼矢板本体から左右に突出する一対の腕部の先端にそれぞれ互いに嵌合可能な異なる形状の継手を有し、各鋼矢板が同一姿勢で嵌合打設される鋼矢板を使用することで、前記一対の腕部のいずれか一方の面に一対の止水部材を設けることができ、加工上・積み重ね上・輸送上・施工上の管理等が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の1例を示す平面図であり、(a) は本発明例、(b) は比較例である。
【図2】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の鋼矢板打設後の状態を示す平面図であり、(a) は標準嵌合状態、(b) は標準からずれた状態を示す。(c) は図1の止水構造の他の例を示す平面図である。
【図3】本発明の鋼矢板継手部の止水構造の止水部材の形状が異なる例を示す平面図である。
【図4】図1の止水部材における開口防止を説明するための平面図である。
【図5】図1の鋼矢板の配列状態を示す平面図である。
【図6】本発明の止水構造に適用される鋼矢板の他の例とその配列状態を示す平面図である。
【図7】図6の鋼矢板の止水部材の取付け方法が異なる場合を示す平面図である。
【図8】本発明の止水構造において止水性能をより向上させる手段を示す平面図である。
【図9】従来の止水用鋼矢板(その1)を示す平面図である。
【図10】従来の止水用鋼矢板(その2)を示す平面図である。
【図11】従来の止水用鋼矢板(その3)を示す平面図である。
【符号の説明】
1…鋼矢板
2…継手部
3…止水部材
4…閉合空間
5…土砂
11…鋼矢板
12…腕部
20…止水シール材
30…止水性を有する材料[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water stop structure of a joint portion of a steel sheet pile used when water stop is required more than a normal steel sheet pile.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Steel sheet piles are often used for retaining walls in the construction of underground structures and temporary cut-offs during the construction of harbors and water facilities. The reason for this is that a high-rigidity wall made of a high-quality material such as steel can be constructed within a relatively short construction period, and has a relatively excellent water-stopping property.
[0003]
Of course, the steel sheet itself of the steel sheet pile main body does not allow water to pass through completely, but since the gap portion existing in the joint portion in the fitted state allows water to pass therethrough, the gap of this joint portion greatly affects the water stoppage of the steel sheet pile. In general, even if the joint part immediately after placing is relatively easy to pass water, as the time passes, soil particles and the like are clogged inside the joint with the flow of water, However, if the clogging inside the joint due to soil particles cannot be expected, or in order to further improve the water-stopping, it is considered to make the gap inside the joint as small as possible. It is done.
[0004]
However, if this gap is too small, there is a problem that the casting resistance at the joint part becomes very large, and the water stoppage and workability are contradictory performance requirements. It was not possible to make it smaller or larger, and one of the major issues was how to increase the water stoppage of the joint.
[0005]
Then, as an example of a prior art, what fills the joint part of a steel sheet pile previously with the resin coating for water stop is mentioned in order to fill the clearance gap inside a joint. In this case, it is expected that the water stoppage is improved by blocking the water permeation path inside the joint with a resin paint having a relatively small water permeability coefficient.
[0006]
Other examples include a steel sheet pile having a grout injection space formed by a water stop member provided in the vicinity of the joint. In this case, filling the inside of the injection space with a material having a high water-stopping property improves the water-stopping property.
[0007]
(1) A technique for applying a water-stopping resin paint to a steel sheet pile joint in advance is disclosed in JP-A-1-168766, and a resin paint having a relatively low permeability is applied to the joint before placing the steel sheet pile. The resin that has absorbed the surrounding moisture is expanded after being applied to the gap, and the inside of the joint is filled with the resin to increase the water-stopping property. However, there are cases where the water stoppage is lowered due to unavoidable factors such as coating unevenness when the resin paint is applied into the joint portion before placement and damage to the coating film of the resin paint at the time of placement. When a defect portion is generated in this way, even if the defect portion is relatively small, the flow rate of water at the defect portion is relatively high, and thus the defect portion may be enlarged due to the flow.
[0008]
(2) The following is a conventional technique provided with a grout injection space.
(2-1) JP-A-1-280122
As shown in FIG. 9, a
[0009]
(2-2) JP-A-1-280121
As shown in FIG. 10, one end of the
[0010]
(2-3) Japanese Utility Model Publication No. 55-71745
As shown in FIG. 11, a
[0011]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is a steel sheet pile joint that can satisfy both required driving property and water stoppage with a relatively simple configuration. It is in providing the water stop structure of a part.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Usually, the shape of the joint portion of the steel sheet pile is set so that a slight gap is formed even in the fitted state in consideration of workability. Therefore, even if a water stop member is provided so that a gap does not occur between the water stop member and the steel sheet pile or between the water stop members, the steel sheet pile is equivalent to this gap according to the fitting state of the joint part. There is a gap between the water stop member and the steel sheet pile or the water stop member.
[0013]
Therefore, in the water stop structure of the steel sheet pile joint portion according to claim 1 of the present invention, as shown in FIG. 1 (a), when the
[0014]
That is, on the premise that a gap is generated between the water stop members, this gap is allowed as a margin for not obstructing the placing performance of the steel sheet pile, and the steel sheet pile is twisted or rotated. Also, the opening is not generated in the closed space formed by the water stop member. Furthermore, the water-stopping member is partially overlapped so that the water-stopping effect by the overlapped portion can be obtained.
[0015]
The effect of this superposition will be described below. 1 (a) and 1 (b), the base end of the
[0016]
Here, Darcy's law, which is a general formula related to water permeability, is shown in the following formula (1).
Q = k · A · i = k · A · H / L (1)
Here, k is a water permeability coefficient, A is a permeation area, and i is a hydraulic gradient (= water head difference H / distance L).
[0017]
That is, the water permeability Q is proportional to the water permeability coefficient, the permeation area, and the dynamic water gradient. In the case of the condition of FIG.1 (b), in the state where the earth and
On the other hand, in the case of FIG. 1 (a), the
[0018]
Next, the flow rate Q permeating through the
[0019]
That is, a substance that obstructs water permeability even slightly exists in the portion where the
[0020]
Moreover, in Claim 1, the joining method and joining position of the
[0021]
Further, the shape of the
[0022]
As an advantage obtained by making the overlapping portions of the water-stopping
[0023]
As another advantage, since the steel sheet pile 1 can be driven straight using the
[0024]
In
[0025]
By doing in this way, contact with the
[0026]
ClaimIn the water stop structure of the steel sheet pile joint part of 1, the opening part accompanying rotation during construction of the steel sheet pile centering on the joint part of the steel sheet pile by limiting the positional relationship of the water stop member joined to the steel sheet pile Consider preventionIf you want toAs shown in FIG. 4, the center position of the steel sheet pile joint 2 is the origin O, and the origin O is at the free end of the
[0027]
If the water-
[0028]
thisCaseHowever, even if the steel sheet pile rotates in any direction, there is always an overlapping part, there is no concern that the water stoppage will be reduced due to the opening, and even if contacted, only point contact at the tip part Therefore, it is possible to satisfy both the required performance of workability and water-stopping performance without drastically lowering the placing property. In the unlikely event that there is a concern that the castability will be reduced due to contact with the rotation of the steel sheet pile, it is possible to cope with this by making the water-stopping member flexible.
[0029]
Of the present inventionClaim 3Claims1 or 2In the water stop structure of the steel sheet pile joint part, the shape of the steel sheet pile and the mounting position of the water stop member are limited. As shown in FIG. 6 and FIG. It has
[0030]
When a U-shaped steel sheet pile 1 having a general shape shown in FIG. 5 is used, two types of
[0031]
On the other hand, for example, when the steel sheet pile 11 having the shape shown in FIG. 6 (a) is used, as shown in FIGS. 6 (b), (c) and FIG. 7, either one of the inner and outer surfaces of the
[0032]
In this case, various bonding patterns of the
[0033]
In addition, as shown in Fig. 6 (b) and Fig. 7 above, when it is necessary to consider the landscape, or when a solid flat surface is required for attaching a support member such as a lining material, In addition, at the time of fitting, the surface where the
[0034]
Of the present inventionClaim 4Claims 1 and 2Or 3In the water stop structure of the steel sheet pile joint part, as shown in FIG. 8, a water
[0035]
Of the present inventionClaim 5Are claims 1, 2, 3Or 4In the water stop structure of the steel sheet pile joint part, as shown in FIG. 8, the water
[0036]
[0037]
Of the present inventionClaim 6Are claims 1, 2, 3, 4Or 5In the water stop structure of the steel sheet pile joint part, as shown in FIG. 8, the closed space is filled with a material 30 having water stop.
[0038]
Examples of the water-stopping material include mortar, concrete, urethane resin, and the like, but there are no particular limitations on this. By introducing such a material into the closed space after placing the steel sheet pile, further improvement in water stoppage can be exhibited.
[0039]
When putting material that has water-stopping properties, if steel and sand are clogged in the closed space after placing steel sheet piles, it can be added after removing it with a water jet, etc. In addition, a water-stopping material that penetrates into the earth and sand and exhibits water-stopping properties together with the earth and sand may be used.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment. FIG. 1 (a) is an example applied to a U-shaped steel sheet pile, and is a water stop made of an angle steel material arranged in parallel with the
[0041]
After the steel sheet pile 1 is placed, the earth and
[0042]
Further, when the steel sheet pile 1 is driven, the parallel free ends of the pair of water-
[0043]
Furthermore, as shown in FIG. 4, by restricting the positional relationship between the pair of water-
[0044]
Moreover, as shown in FIG. 5, the steel sheet pile 1 has the
[0045]
Next, FIG. 3 is an example in which the shape of the
[0046]
In this case, as in the case of the angle steel material, the water stoppage is improved by the overlapping free ends. Moreover, even if the steel sheet pile 1 centering on the
[0047]
Next, in FIGS. 6 and 7,
[0048]
When such a steel sheet pile 11 is used, as shown in FIGS. 6 (b), 6 (c) and FIG. 7, the
[0049]
Next, FIG. 8 shows a means for further improving the water stop performance by the pair of
[0050]
In addition, it cannot be overemphasized that this invention is applicable to the steel sheet pile of another shape, without being limited to the steel sheet pile of the shape shown in figure.
[0051]
【The invention's effect】
Since this invention consists of the above structures, there can exist the following effects.
(1) Since the free ends of a pair of water-stopping members are overlapped, the amount of water permeation can be reduced by the overlapped portions, and a gap is also generated when the steel sheet pile rotates or twists Therefore, the water stoppage can be significantly improved by the waterstop member having a relatively simple structure.
(2) Furthermore, since it is assumed that the overlapped part of the pair of water-stopping members creates a gap, it does not hinder the driving performance of the steel sheet pile and satisfies both the driving performance and water-stopping performance at the same time. Can be made.
(3) By limiting the positional relationship between the pair of water-stopping members, or by making the pair of water-stopping members concentric arcs, even if the steel sheet pile rotates around the joint during placement, There is no fear of occurrence, and sufficient water stopping performance can be obtained with certainty.
(4) The water stop by the pair of water stop members by providing a water stop seal material in the gap between the overlapping portions of the pair of water stop members and the pair of joints, or by filling the closed space with a material having a water stop property. The performance can be further improved.
(5) A steel sheet pile that has joints of different shapes that can be fitted to each other at the ends of a pair of arms protruding left and right from the steel sheet pile body, and each steel sheet pile is fitted and driven in the same posture. By using a sheet pile, a pair of water-stopping members can be provided on any one surface of the pair of arms, and management on processing, stacking, transportation, construction, etc. is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a water stop structure of a steel sheet pile joint according to the present invention, where (a) is an example of the present invention and (b) is a comparative example.
FIGS. 2A and 2B are plan views showing a state after a steel sheet pile of a water-stopping structure of a steel sheet pile joint according to the present invention, wherein FIG. 2A shows a standard fitting state and FIG. 2B shows a state deviating from the standard. . (c) is a top view which shows the other example of the water stop structure of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing an example in which the shape of the water stop member of the water stop structure of the steel sheet pile joint portion of the present invention is different.
4 is a plan view for explaining prevention of opening in the water blocking member of FIG. 1. FIG.
5 is a plan view showing an arrangement state of the steel sheet piles of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a plan view showing another example of steel sheet piles applied to the water stop structure of the present invention and its arrangement.
7 is a plan view showing a case where the method of attaching the water stop member of the steel sheet pile of FIG. 6 is different.
FIG. 8 is a plan view showing means for further improving the water stop performance in the water stop structure of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a conventional steel sheet pile for water stop (No. 1).
FIG. 10 is a plan view showing a conventional steel sheet pile for water stop (No. 2).
FIG. 11 is a plan view showing a conventional steel sheet pile for water stop (No. 3).
[Explanation of symbols]
1 ... Steel sheet pile
2 ... Fitting part
3 ... Water stop member
4 ... Closed space
5 ... earth and sand
11 ... Steel sheet pile
12 ... arm
20 ... Water seal material
30 ... Material having water-stopping property
Claims (6)
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