JP3768146B2 - 鋼管矢板継手部の遮水構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管矢板継手部の遮水構造に関する。さらに詳しくは、廃棄物処理場等の遮水壁等を構成する鋼管矢板継手部に弾性体を接触させ、その密着力により遮水性能を付与せしめる遮水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼管矢板継手の遮水を図る装置として、一般的には、継手部内の空間に低強度モルタルを充填する工法が採用されている。例えば、継手部内の排土処理を行った後、基礎本体部にモルタル充填を行い、その後継手部内にナイロン製のグラウトジャケットを挿入しこの袋内に低強度モルタルを充填するなどの方法である。また、グラウドパイプにモルタルを注入することにより、継手パイプにモルタルを充填し固結させる工法も開示されている（例、特公昭５６−１４０７号）。
【０００３】
さらに、モルタル以外に、継手部空間に高分子シール材を充填する方法、あるいは、磁石入りゴムを継手部鋼管に固着させる方法、可撓性材料と連結板で継手部同士を一体化させる方法があり、さらに、可撓性チューブとセメントモルタルの組み合わせにより遮水を図る方法等、種々の工法が開示されている。さらに、弾性体を介して遮水する工法も開示されている（例、特許第２６３１２４２号、特公昭５２−３５４４７号）。これら一般的な鋼管矢板の継手は、そのクリアランスが大きいため遮水を行うためのものであるが、しかしどの方法も複雑でコストがかかり確実に遮水する安定的な方法とは言い難いものであった。特にモルタルを必要としない安定して確実に遮水できる方法が要望されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の継手部の空間にモルタルを充填させる一般的な工法は、モルタル充填後、波浪等の外圧を受けたときその繰り返し荷重により継手部のズレが生ずるおそれがある。また、モルタルと継手管壁面との間に剥離が発生したり、モルタル自身にひび割れが生ずるおそれがあり、その結果漏水現象の起きることが考えられる。また、弾性体を採用したものについては、弾性体を付属的に使用する場合が多く、弾性変形範囲が限定されているので大きなズレが生じたときには、従来の弾性体の弾性変形範囲では追随できず隙間が生じてしまう。結果的に思うような遮水効果は得られていなかった。
【０００５】
また、構造上の制約もあって、取り付け形状も複雑になる傾向にあった。本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、長期に亘って漏水現象を防止できる弾性変形範囲の広い弾性体を使用した鋼管矢板継手部の遮水構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来工法に比べて信頼性の高い鋼管矢板継手部の遮水構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。本発明の鋼管矢板継手部の遮水構造は、側端が鋼管矢板に固定されパイプ形状をなす継手管と、この継手管の長手形状に沿って設けられ溝形状をなす開口部と、前記継手管内に前記開口部を介して挿入され一端が前記鋼管矢板に相対する他の鋼管矢板に固定された取付板と、この取付板の前記継手管内に挿入された部分の板部に固定され前記継手管内壁に接触する弾性体とからなる鋼管矢板継手部の遮水構造において、
前記弾性体の前記継手管に接触する接触面は、凸形状になっていることを特徴とする。弾性体の弾性変形範囲を広くし密着性を高めることに効果がある。
【０００７】
また、前記弾性体は、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマーから選択される１種以上から成るゴム状弾性体である。これらは、一般に使用されている公知の汎用材料である。
さらに、前記弾性体は、前記取付板の表裏両面に設けられていてもよい。遮水効果が一層高まる。
【０００８】
さらに、前記継手管は、円筒形状であってもよい。一般的なパイプ材を使用することで低コスト化が図れ、ズレに対し弾性体の圧着密度を高める効果がある。さらに、前記弾性体は、内部が中空部になっていて所定の厚さを有している。弾性体の弾性変形範囲を広くするのに効果がある。
【０００９】
さらに、前記弾性体は、この弾性体の弾性変形を規制する締着板により取付板に固定されていており、弾性体を安定的に固定することができる。
さらに、前記継手管および取付板の下部に先端沓を設け、この先端沓に凝固性材料を充填する。その結果、鋼管矢板を安定的に保持することができる。
さらに、前記開口部の土中埋め込み部分の所定範囲に土砂流入防止部材を設けてもよい。継手管内への土砂流入を防止できる。
【００１０】
さらに、前記中空部は、充填材で充填されていてもよい。この充填材は、弾性体を安定的に保持するのに効果的であり、好ましくは水または樹脂状高分子が良い。さらに、前記締着板は、略Ｌ字状をなし前記弾性体の弾性変形を規制するようにしてもよい。構造が簡素で弾性体を安定的に固定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、継手管の平面図で継手管に弾性体が挿入された状態を示す断面図である。継手管１は円筒状のパイプとしている。弾性体が接触する継手部の内壁はフラット形状でも遮水する機能は果たすが、曲線形状の方が後述するように遮水する上では効果がある。継手管１は、受け入れ側の鋼管矢板本体２に溶接されている。この溶接されている部分の反対側の継手管１の側壁には長手方向にすり割状の溝を構成する開口部１ａが設けられている。
【００１２】
この開口部１ａを介して取付板３が継手管１内に挿入され、この取付板３の端部３ａは打ち込み側の鋼管矢板本体４の外周面に、溶接等で一体になるように固定されている。継手管１内の取付板３には、表裏両面に弾性体５が４つの締着板６で抑えられた状態でボルト７により固定されている。この実施の形態においては、取付板３の両側面に弾性体５を設ける構成になっているが、取付板３の片面のみに弾性体５を設けた構成にしてもよい。
【００１３】
弾性体５は、ゴム状弾性高分子で作られている。即ち、この弾性体５は、天然ゴム、ジェン系合成ゴム（イソプレン、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム）、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ヒドリンゴム、エチレン・アクリル共重合ゴム、アクリルゴム、エチレン・酢酸ビニル共重合ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム及び各種熱可塑性エラストマー等の単体、又はこれらを２種類以上を混合したものをベースとしたゴム状弾性体で作られている。
【００１４】
図２は、弾性体５の単体形状を示すものである。この弾性体５は細長い部品で、断面は図のように略三角形で左右対称になっており、その両端部５ａがフランジ状になっていてそれぞれが取付板３に固定されている。この弾性体５の先端部分の頂部５ｂは、図のように形状が凹凸になっていて、本発明の実施形態では中央部を高くした３つの凸部を構成している。また、弾性体５の内部は中空部５ｃを構成していて、いわゆるガスケット形状をなしている。
【００１５】
先端に凹凸部を設けたことは、凸部に圧縮を受けたとき圧縮された膨らみが凹部に拡がることで、先端部分においては、平坦な面に比べ圧縮に伴う変形量が大きくなる。また、この中空部５ｃは空気層になっているので、この弾性体５は自体の有する弾性変形に加え、中の空気を抜くことにより弾性体５形状そのものが伸縮自在に変化する。図２で説明すると、変形量Ａが中空部５ｃに関わる弾性体５の圧縮量になる。即ち、中空部５ｃがあることで、弾性体５の変形量は増加することになる。
【００１６】
これら弾性変形は、頂部５ｂと中空部５ｃとが相乗的に重ね合ってさらに変形量は多くなり、その結果、弾性体全体の弾性範囲は広くなり、弾力性に富む構成を実現している。継手管１に弾性体５を挿入するときは、中空部５ｃ内の空気を抜く状態にする。このことにより弾性体５は、取付板３側に縮み、小さくなるので、継手管１には弾性体５を取付板３に固定した状態でスムースに挿入することができる。
【００１７】
また、空気を抜いて挿入することは、前述のように継手管１への挿入作業を容易にさせるのみでなく、挿入時の弾性体５表面の損傷も防ぐことになる。継手管１内に挿入された後に空気を中空部５ｃに供給すると、弾性体５は再び拡張し張り出した形状になるので、継手管１内壁に密着する。このとき頂部５ｂの凸部は圧縮され、弾性体５先端部がつぶれた状態で密着するので、密着度は高まる。
【００１８】
前述したように、本発明の構成は弾性体５の変形量が多くなり弾力性に富むので、ズレの量が多くても継手管１内壁に対する密着性は維持できる。このため、弾性体５が継手管１内で大きくズレても離れるおそれはない。また、継手管１は、パイプ状の円筒部材であるから、挿入段階でほ々継手管１内の中央部に沿って挿入された弾性体５は、挿入後あるいは挿入過程で大きくズレても、継手管１内壁が曲線体であることと、継手管１の開口部１ａの幅で規制されることと相まって、弾性体５はくさび効果で圧縮され、ズレによる漏水のおそれは全くない状態となる。
【００１９】
また、この弾性体５には、継手管１内で大きくズレないように、締着板６が添えられていて、その一端６ａが弾性体５のフランジ状の端部５ａを挟持して取付板３にボルト７により固定されている。この締着板６は、断面が略Ｌ字形状をなし、一端６ａは前述のように取付板３に固定されているが、他端６ｂは、弾性体５に寄り添うように傾斜面６ｃを有している。この傾斜面６ｃで弾性体５が必要以上にズレるのを抑制している。
【００２０】
この締着板６の傾斜面６ｃ幅の長さは、弾性体５の圧縮変形を考慮し、継手管１に挿入された状態でズレが生じたとき、締着板６が継手管１内壁に干渉しないように設定されている。また、通常状態であれば、弾性体５はこのままの状態でよいが、打設後に受ける波浪等による変形がおさまった後に、弾性体５の中空部５ｃに水または樹脂状高分子を充填するのが望ましい。樹脂状高分子は、例えば、水膨張ゴム、また、注入時液状であったものが充填後に反応することにより高分子化が可能なもの、例えば水中硬化型ウレタン樹脂等を使用すると好ましい。
【００２１】
図３は、継手管１に挿入された後に取付板３が開口部１ａの幅内でズレた場合の状態を示している。図の右方向にズレた場合、取付板３の右側に取り付けられた弾性体５は圧縮され圧縮力が増大し、継手管１内壁に対する密着性が高まる。一方、取付板３の左側に取り付けられた弾性体５は弾性力は低下するものの、弾性体５は変形量が多いので復元力で戻り弾性状態を維持し継手管１内壁に密着したままである。このようにどちらにズレても弾性体５の継手管１に対する密着状態は変わらない。取付板３の表裏両面に弾性体５を設けることは、仮に一方の弾性体５が何らかのトラブルで破断しても、他方の弾性体５で遮水状態を維持できる利点がある。片側のみの弾性体５の設置でも機能上変わらないことはいうまでもない。
【００２２】
図４は、形状の異なる弾性体８取り付け構成の他の実施の形態を示す図である。弾性体８は一方の端部８ａのみを締着板９によって取付板３にボルト１０により固定されている。中空部８ｂを有する２つの弾性体８が、直角でＬ字状の締着板９により取付板３を挟持する状態でボルト１０により固定されている。弾性体８の他方は継手管１の開口部１ａに相対し、開放された状態になっており、締着板９は設けられていない。この構成は、弾性体８全体の伸縮幅が大きい上、開放された頂部８ｃに圧力を受けると、弾性体８は継手管１内壁に圧着されるので遮水効果はさらに大きなものとなる。
【００２３】
図には継手管１内壁に接触する弾性体８の頂部は平坦になっているが、凸形状にしてもよい。また図は、取付板３が右方向にズレた状態を例示したものであり、取付板３の右側の弾性体８は圧縮された状態を、また、左側の弾性体８は継手管内壁から遠ざかる状態を示している。なお、弾性体８形状の仮想線で示した頂部８ｃは、継手管１に弾性体８を挿入する前の弾性体８の原形を示している。
【００２４】
図５は、図１の側面図で鋼管矢板本体２，４が地中に打設されるときの継手管１下方の先端沓１１を示している。波浪等によるズレが生じにくい土中埋め込み部１２は、先端沓１１を設け、凝固性材料（モルタル等）を充填することで、波浪による変位を極力抑えることと、遮水性能の向上を図ることができる。また、継手管１の開口部１ａに薄ばね板あるいは薄板を設けることで継手管１の内部１ｃへの土砂等の侵入を防止し、先端沓１１のはめ合いを容易にすることにより更に完全な先端部の遮水を行うことが可能である。
【００２５】
継手管１の下部先端部は斜めに切断され、その下部開口部１３は蓋１４で覆われ継手管１内部は密閉状態となり、土砂等の侵入を防止する構成にしている。図６は、打ち込み側の鋼管矢板本体４に固定される取付板３側の先端沓１５を示している。図７は、図６のＸ矢視図である。弾性体５の下方の取付板３に受け部材１６を設け、モルタルが充填されたときの底部を形成している。
【００２６】
モルタルは図示のように継手管１内に挿入されたホース１７により充填され、弾性体５にも跨って土中の所定範囲１８（図５）に充填される。モルタルが充填されると、下方向からの土砂、水等の侵入は完全に防止できる。さらに、継手部の構成を強固にすることができる。波浪等の外圧を受けても矢板自体を安定的に支持することが可能である。
【００２７】
図８は、継手管１の先端沓１１の部分に対する土砂等の進入を完全に防止する例を示している。二点鎖線で示すＢ部が継手管１の先端沓１１になるが、この部分の継手管１には開口部１ａを設けていない。先端沓１１の底部は斜めに削ぎ落とされた下部開口部１３に蓋１４をして底から継手管１内部に土砂等が侵入するのを防止し、開口部１ａに対しては、土中部分について、土砂流入防止部材１９を取り付けている。
【００２８】
図９は、図８のＹ−Ｙ断面図で、土砂流入防止部材の取り付け構成を示している。この土砂流入防止部材１９は、略Ｖ字状をなす薄バネ板２０で、取り付けられた２つの薄バネ板２０の中央部に取付板３が突き抜けるように挿入されている。この薄バネ板２０の一端が取付板３に接触し開口部を閉鎖することにより外部からの土砂等侵入を防止している。尚、この図においては、図が複雑になるので弾性体の取り付けは省略されている。
【００２９】
図１０は、土砂流入防止部材１９の他の実施例で、コ字状の凹形状薄バネ板２１を設けた例である。図１０のＺ−Ｚ部分断面図を図１１に示すように、この凹形状薄バネ板２１は、薄バネ板２２が部分的にコ字状薄板に設けられた構成のもので、継手管１に相対している。従って、取付板３が挿入されズレた場合であっても、このバネの付勢力で取付板３に追従し隙間を塞ぐようになるので土砂等の侵入を防止できる。図１２に示す実施の形態は、凹形状薄板２３の先端を鋭角構造にしたものである。凹形状薄板２３の先端面２３ａが傾斜しているので、平取付板３の挿入が容易である。
【００３０】
このように本発明は、曲線部分を有する継手管に、継手管の開口部を介して弾性体を固定した取付板を挿入して遮水する遮水構造したことを特徴としている。構造の具体的な形態については、打設する現場の状況によって変わり、種々な構造のものが施行される。従って、実施例の記載内容に限定されないことはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明は、弾性変形の大きい弾性体を鋼管矢板継手部に適用し、継手管の内壁に常に圧着する構成としたので、鋼管矢板間の相互に大きなズレがあっても、その変形に追従して遮水性能を維持する遮水構造が実現できる。また、弾性体は、取付板に取り付けた状態で、弾性体の中空部の空気を抜き、弾性体を縮小した状態で継手管にスムースに挿入することができるので、現場作業が容易になった。
【００３２】
さらに、この遮水構造は、弾性体を取付板の表裏両面に設けた構成にもしているので、遮水性能をさらに向上させるものとなった。さらに、複雑な部品を必要とせず、モルタルの充填も必要がないので、維持管理が容易で経済的な鋼管矢板継手部の遮水構造となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、継手管に弾性体の取り付けられた取付板が挿入された平面構成を示す断面図である。
【図２】図２は、部品としての弾性体を示す断面図で、図２ａは、中空部に空気の有る通常状態の断面図である。図２ｂは、中空部から空気を抜いた抜気状態の断面図である。
【図３】図３は、図１の場合で、継手管に対して取付板が開口部でズレた場合を示す断面図である。
【図４】図４は、異なる弾性体を取り付けた他の実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、継手管下部の先端沓の状態を示す側面図である。
【図６】図６は、取付板下部の先端沓の状態を示す側面図である。
【図７】図７は、図６のＸ矢視図である。
【図８】図８は、土砂等の侵入を防止する構成を示す継手管下部先端沓近傍の側面図である。
【図９】図９は、土砂等の侵入を防止する土砂流入防止部材に薄バネ板を設置した例を示す継手管の図８Ｙ−Ｙ断面図である。
【図１０】図１０は、土砂等の侵入を防止する土砂流入防止部材に凹形状薄バネ板を設置した更に他の例を示す継手管の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＺ−Ｚ断面図である。
【図１２】図１２は、土砂等の侵入を防止する土砂流入防止部材に凹形状薄板を設置した更に他の例を示す継手管の断面図である。
【符号の説明】
１…継手管
２、４…鋼管矢板本体
３…取付板
５、８…弾性体
６、９…締着板
１１、１５…先端沓
１９…土砂流入防止部材
２０…薄バネ板
２１…凹形状薄バネ板
２２…薄バネ板
２３…凹形状薄板
２３ａ…先端面

Claims (10)

1. 側端が鋼管矢板に固定されパイプ形状をなす継手管と、
   この継手管の長手形状に沿って設けられ溝形状をなす開口部と、
   前記継手管内に前記開口部を介して挿入され一端が前記鋼管矢板に相対する他の鋼管矢板に固定された取付板と、
   この取付板の前記継手管内に挿入された部分の板部に固定され前記継手管内壁に接触する弾性体と
   からなる鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記弾性体の前記継手管に接触する接触面は、凸形状になっている
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
2. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記弾性体は、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマーから選択される１種以上から成るゴム状弾性体である
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
3. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記弾性体は、前記取付板の表裏両面に設けられている
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
4. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記継手管は、円筒形状であることを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
5. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記弾性体は、内部が中空部になっていて所定の厚さを有している
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
6. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記弾性体は、この弾性体の弾性変形を規制する締着板により取付板に固定されている
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
7. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記継手管および前記取付板の下部に先端沓を設け、この先端沓に凝固性材料を充填する
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
8. 請求項１に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記開口部の土中埋め込み部分の所定範囲に土砂流入防止部材を設けたことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
9. 請求項５に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
   前記中空部は、充填材で充填される
   ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。
10. 請求項６に記載の鋼管矢板継手部の遮水構造において、
    前記締着板は、略Ｌ字状をなし前記弾性体の弾性変形を規制している
    ことを特徴とする鋼管矢板継手部の遮水構造。

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