JP3832438B2 - 鋼製壁の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、遮水を必要とする個所に用いる鋼製壁の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の廃棄物処分場等における遮水方法として鋼矢板壁を用いる場合、鋼矢板打設前に継手部に膨潤性止水材を所定量塗布し、打設後に該止水材が海水等で膨潤することを利用して遮水する方法がある。
【０００３】
また、特許文献１には「止水壁」として、図１０に示すように複数のＵ字型鋼矢板６１の継手６２を溶接により一体化した止水壁構成体６３を形成し、複数の止水壁構成体６３を、その側端縁の継手６４どうしを嵌合させながら地盤中に連設するとともに、互いに隣接する止水壁構成体６３どうしの継手６４の周囲に地盤改良６５を施したものが記載されている。
【０００４】
この他、特許文献２には、「鋼管柱列による止水壁の構築方法」として、図１１に示すように鋼管矢板７１の継手の一方である雌継手材７３を、一対の翼部７４，７５のうちの一方の翼部７５に外方に延出する裾部７５ａを設けたものとし、この鋼管矢板７１を多数、互いに雄継手材７２と雌継手材７３を嵌め合せて連結し、鋼管矢板壁を形成した後、建造物の構築側となる片側の地盤を掘削して継手部を露出させ、雌継手材７３の裾部７５ａの先端を、相手方の鋼管矢板７１の鋼管本体の外側面に溶接７６により水密に固着する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０２６９２５号公報
【特許文献２】
特開平７−３２４３２９号公報
【特許文献３】
特開平１−１６８７６６公報
【特許文献４】
特開平１−２８０１２２号公報
【特許文献５】
特開２０００−１９２４５１号公報
【特許文献６】
特開２０００−０７３３６１号公報
【特許文献７】
特開２００１−２１４４３５号公報
【特許文献８】
特開２００２−１４６７７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
膨潤性止水材を用いる方法は、膨潤性止水材自身の環境安全性や耐久性が問われるとともに、鋼矢板等への塗布や据付け時から鋼矢板等の打設までの期間が長い場合に、止水材が雨や結露、湿気等で膨潤し、鋼矢板等の打設に手間がかかったり、鋼矢板打設時に止水材が剥がれたり、熱によって炭化する等の恐れがあり、形成された遮水壁の止水性を確認する必要が生じる。
【０００７】
その際、例えば廃棄物処分場側から遮水壁外側に水が流出しているかどうかを検査する必要が生じたり、止水が不十分な部分については止水性を確保するために漏出部周囲の地盤改良を行う等の必要が生じ、工費・工期が増加する他、漏出の不安感が拭い切れないといった問題がある。
【０００８】
しかも、Ｕ型鋼矢板等の場合は、止水材が連続鋼矢板壁の断面中立軸に位置するため、施工途中、止水材に波浪外力によるずれせん断力による繰返しずれが生じ、止水材を破損する恐れがある。
【０００９】
また、特許文献１記載の発明では、一体化した止水壁構成体６３の重量に見合う重機や治具の選定に加え、止水壁構成体６３の継手６４付近の地盤改良６５による止水の確保と、地盤改良６５に用いる材料の環境安全性の確保が必要である。
【００１０】
一方、特許文献２記載の発明では、特殊な形状の雌継手材７３を用いるため、打設時に雌継手材７３が変形する恐れがあり、掘削地盤中の地下水等で湿潤状態あるいは水中状態にある露出継手部の鉛直溶接の確実性が疑問である。
【００１１】
本願発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、止水性の高い鋼製壁を効率よく安価に形成させることができる鋼製壁の製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る鋼製壁の製造方法は、継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の外側に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とするものである。
【００１３】
本願発明は嵌合させた継手どうしの間隙部分に長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させて止水を図るものであり、継手を有する鋼材としての直線型鋼矢板、Ｕ型鋼矢板、横断面形状を同一方向にそろえて直線状に結合可能とした非対称Ｕ型鋼矢板継手、これらと鋼板や形鋼を一体化して断面剛性を上げたもの、ボックス型鋼矢板等の各種鋼矢板、鋼管矢板に適用可能である。
【００１４】
原理としては、継手どうしを嵌合させて鋼製壁を形成し、その片側あるいは二重壁構造の鋼製壁の内部の土砂を掘削したり、水域においては水や土砂を排出する際に、継手部の外面側、すなわち土砂あるいは水が排出されない側に、例えばシート状の長尺部材を継手間に生じる間隙に沿って長手方向に連続させて配置しておけば、鋼製壁内外の土圧や水圧差によって長尺部材が間隙部分に密着し、簡易に止水性を高めることができる。
【００１５】
長尺部材として、例えば可撓性を有する、あるいはそれ自体が高い弾性を有する合成樹脂製等のシートを用いれば、安価であり、かつ間隙に対し密着させやすいので、高い止水性が得られる。
【００１６】
継手を有する鋼材あるいはその継手部の精度が比較的高い場合は、長尺部材としてシートの代わりに鋼板等の金属板、金属丸棒、硬質の合成樹脂板、合成樹脂製の丸棒等を用いることもできる。これらは、継手部の精度が低い場合や変形がある場合にはシートに比べるとわずかな隙間が生ずる可能性が残るが、それなりの硬さを有することで、継手部への設置の際に変形が生じにくく、地盤中への貫入も容易である。板状の長尺部材は平坦なものばかりでなく、例えば鋼管を長手方向に切断して得られるような円弧状のものでもよい。
【００１７】
その他、条件によっては、変形が可能なファイバー材料などを用いることもできる。
【００１８】
本願の請求項２に係る鋼製壁の製造方法は、継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の継手嵌合部内に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１に係る発明は、長尺部材を継手部の外側に設置し、土圧差や水圧差により長尺部材が継手方向に押さえ付けられるようにしたものであるが、請求項２では長尺部材を継手嵌合部内に設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させるようにした。この場合、長尺部材は水圧差等により嵌合部内で押され、継手嵌合部の隙間の小さい部分で引っ掛かり、嵌合部内での水流を抑えることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明においても、長尺部材として前述したシート状、板状あるいは金属丸棒などの棒状部材など種々の材質、形状のものが適用可能であるが、もともと継手嵌合部の隙間が比較的小さい場合には、嵌入性などを考えると金属丸棒、鋼線、あるいはある程度強度を有するファイバー等が適する。
【００２１】
請求項３は、請求項１または２に係る鋼製壁の製造方法において、前記長尺部材により継手部の止水性を確保した上で、前記鋼製壁の内側に形成される空間を利用して自動溶接により継手部の溶接を行う場合を限定したものである。
【００２２】
本願発明は、以上のように長尺部材を用い、土圧および／または水圧を利用して簡易に効率よく止水を図ったものであるが、継手部により高い止水性を与えるために、他の止水手段を併用することを妨げるものではなく、例えばさらに継手部を溶接することでほぼ完全な止水性を得ることができる。
【００２３】
また、その場合、本願発明の方法により継手部の止水性を確保した上で、鋼製壁の内側に形成される空間を利用して自動溶接により継手部の溶接を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施形態としては、以下に継手を有する鋼材としてボックス型鋼矢板を用いて、海水域に鋼製壁を製造する場合について説明する。ただし、本願発明の適用対象はこれに限られるものではなく、上述したように各種の鋼矢板や鋼管矢板等による各種形態の鋼製壁の製造に適用可能であり、また、本願発明における長尺部材による止水方法単独で鋼製壁の止水を図ることもでき、また他の止水方法を併用することもできる。
【００２５】
図１は施工手順の一例をフローチャートとして示したもので、以下の手順で作業が行われる（河川、湖沼などの場合も同様である）。
【００２６】
鋼矢板打設機器の施工能力、使用台数に応じて、完成遮水鋼製壁のいずれかの部位からボックス型鋼矢板による二重壁構造の鋼製壁（鋼矢板二重壁）の構築を開始する（図１▲１▼）。
【００２７】
次いで、このボックス型鋼矢板によって仕切られる二重壁の各閉領域について、ポンプ等で内部の海水を排水する（図１▲２▼）。
【００２８】
閉領域への漏水が少ないことを確認してボックス型鋼矢板どうしの継手部を自動溶接機により溶接する（図１▲３▼）。
【００２９】
以上が、本実施形態における基本手順であり、本願発明においては、継手部の自動溶接の前に、継手部の外側または継手嵌合部内に継手どうしの間隙を塞ぐための長尺部材を設置して溶接前の漏水流入対策を施す。
【００３０】
また、海底地盤の土層構成、すなわち砂層や遮水層となる粘土層の位置、厚さ、性状によっては、鋼矢板二重壁の底面土砂の掘削除去を行い（図１▲４▼）、継手部を洗浄した後に（図１▲５▼）、自動溶接機をセットし（図１▲６▼）、基本手順の図１▲２▼の排水後、自動溶接を行う（図１▲７▼）。
【００３１】
図２は鋼製壁を構成する鋼材として、直線型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板１を用いた場合の一実施形態を示したものである。
【００３２】
図２に示したボックス型鋼矢板１は平行な２本のフランジ部１ａをウェブ部１ｂでつないだ略Ｈ形断面の鋼材であり、個々のフランジ部１ａは両端に互いに嵌合する継手２ａ，２ｂを有する直線型鋼矢板１ａの形態を有している。
【００３３】
隣接するボックス型鋼矢板１について、平行な２本のフランジ部１ａの両端の継手２ａ，２ｂを嵌合させながらを順次接続して行くことにより、内側に閉空間Ｂを有する２重壁構造の鋼製壁Ａが形成されて行く。
【００３４】
水域での施工においては、通常、閉空間Ｂがほぼ水で満たされ、その下部は水底地盤の土砂に根入れされた状態となる。
【００３５】
その状態で、ポンプ等で閉空間Ｂの内側の水を排水し、閉空間Ｂを利用して継手２ａ，２ｂの嵌合による継手部２を内側から自動溶接機により溶接し、この溶接により継手部２における止水性を確保する。
【００３６】
水底面側から水が浸出してくる場合には、水底面について所定深さまで土砂を水ジェットあるいは掘削機などにより除去し、その部分の継手部２の自動溶接をおこなった後、根入れ部分の土砂の埋め戻しを行う。
【００３７】
継手部２の溶接に関しては、付着した水分および流入する水分量が溶接のアーク熱量によって蒸発する程度、あるいはそれ以下の量であれば、自動溶接を行うことができ、漏水が問題となる場合には、継手部２の再溶接を行ったり、他の漏水対策を施す必要がある。
【００３８】
図６〜図８はそのような漏水対策のために、本願発明の方法を適用する場合の実施形態を示したものである。
【００３９】
図６は、継手２ａ，２ｂの嵌合による継手部２の外側（鋼製壁Ａが外部から内側より高い水圧あるいは土圧を受ける側）に、可撓性を有するシート状の合成樹脂からなり、継手部の長手方向に連続する長尺部材４１を設置した場合である。
【００４０】
二重壁の内側の水および／または土砂が排出されると、二重壁の外側の水圧あるいは土圧が内側より高くなるため、長尺部材４１は継手２ａ，２ｂ間の間隙に吸い込まれるような形で継手部２に密着し、その部分では二重壁の外側から内側への水の流れを完全に遮断することができる。
【００４１】
図７、図８は継手部２の外側ではなく、互いに嵌合させた継手２ａ，２ｂの嵌合部内に、樹脂製の棒状部材、管、あるいは金属丸棒等の長尺部材４２を嵌入させた場合である。
【００４２】
長尺部材４２は、嵌入の際はその径より大きい間隙に挿入され、その状態で二重壁の内側の水および／または土砂が排出されると、二重壁の外側の水圧あるいは土圧が内側より高くなるため、長尺部材４２は二重壁の内側へ向かって吸い込まれるような形で、継手２ａ，２ｂの間隙の幅が小さくなる部分に密着し、その部分では二重壁の外側から内側への水の流れを遮断することができる。
【００４３】
なお、長尺部材４２が可撓性を有する材料、あるいは弾性の大きい材料ほど密着度が増し、より完全に近い遮水が可能となるが、自動溶接に影響のない程度であればわずかな漏水は許容される。
【００４４】
図３は鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示したものである。
【００４５】
図３に示したボックス型鋼矢板１１は、両端の継手２ａ，２ｂの形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向にそろえて直線状に結合可能とし、両端の継手部２の近傍に打設法線と同方向となるフラット部を有し、互いに係合する鉤状の継手２ａ，２ｂの一方が内向き、他方が外向きに形成された両端に継手２ａ，２ｂを有する非対称Ｕ型鋼矢板を２枚背中合わせに配置し、溶接で一体化した形態を有している。
【００４６】
隣接するボックス型鋼矢板１１について、両端の継手２ａ，２ｂを嵌合させながらを順次接続して行くことにより、内側に閉空間Ｂを有する２重壁構造の鋼製壁Ａが形成されて行く。
【００４７】
閉空間Ｂ内の土砂およびまたは水の排出や自動溶接、長尺部材を用いた漏水対策は、図２の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図４は鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板２１を用いた場合の他の実施形態を示したものである。
【００４９】
図３のボックス型鋼矢板１１は、非対称Ｕ型鋼矢板を２枚背中合わせに配置し、溶接で一体化したものであるのに対し、図４のボックス型鋼矢板２１は２枚背中合わせに配置した非対称Ｕ型鋼矢板間に連結鋼材４としてＨ形鋼を溶接して一体化することで、断面剛性を高めたものである。
【００５０】
すなわち、非対称Ｕ型鋼矢板どうしを連結する鋼材の長さを大きくすることで断面剛性が高くでき、連結鋼材４としてＨ形鋼を用いることでねじれ剛性が高くなり、溶接ひずみの発生が小さくて済み、製作が容易となる。
【００５１】
また、図２〜図４の実施形態において、複数のボックス型鋼矢板を予め陸上で溶接してユニットを形成し、それらを打設して接続することもできる。
【００５２】
図５は鋼製壁を構成する鋼材として、通常のＵ型鋼矢板３１を用いた場合の一実施形態を示したもので、この例では鋼材自体はボックス型ではないが、Ｕ型鋼矢板３１によって形成される鋼製壁を二重に配置することで二重壁構造とし、内側に閉領域Ｂを形成している。
【００５３】
この場合も、継手部３２の数が多くなるため、施工性を高めるためには、予め複数のＵ型鋼矢板３１を陸上で溶接した後に、打設することが考えられる。
【００５４】
図９は、本願発明における長尺部材による止水構造を、鋼管矢板等に用いられる継手型式であるＰ−Ｔ型継手７、すなわち切欠きを有する管状の雌継手７ａにＴ字型の雄継手７ｂを嵌合するようにした継手に適用した場合の３つの実施形態をまとめて示したものである。
【００５５】
シート状の長尺部材４１、棒状の長尺部材４２の用い方および止水の原理は、図６〜図８の場合と同様である。また、これらの各図において、棒状の長尺部材を継手部の外側に用いることもでき、またシート状の長尺部材を継手嵌合部内に用いることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
本願発明は、継手を有する鋼材どうしの接続によって形成される鋼製壁の製造方法において、継手部近傍または継手部内に配置した長尺部材を、鋼製壁に作用する土圧および／または水圧を利用して継手部または継手嵌合部内に密着させることにより継手部の止水性を高めるものであり、高い止水性を簡易な方法で、安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 継手を有する鋼材としてボックス型鋼矢板を用い、鋼製壁を海水域に製造する場合の施工手順の一例をフローチャートとして示した図である。
【図２】 鋼製壁を構成する鋼材として、直線型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示す平面図である。
【図３】 鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示す平面図である。
【図４】 鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の他の実施形態を示す平面図である。
【図５】 鋼製壁を構成する鋼材として、Ｕ型鋼矢板を二重に配した場合の一実施形態を示す平面図である。
【図６】 本願発明の一実施形態として、シート状の長尺部材を継手部外側に設置して止水性を高める場合を示す平面図である。
【図７】 本願発明の一実施形態として、棒状の長尺部材を継手嵌合部内に設置して止水性を高める場合を示す平面図である。
【図８】 棒状の長尺部材を継手嵌合部内に設置して止水性を高める場合の他の実施形態を示す平面図である。
【図９】 本願発明における長尺部材をＰ−Ｔ型の継手に適用した場合の３つの実施形態をまとめて示した平面図である。
【図１０】 従来例としての特許文献１における遮水構造を示す水平断面図である。
【図１１】 従来例としての特許文献２における遮水構造を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ…鋼製壁、Ｂ……閉領域、
１…ボックス型鋼矢板、１ａ…フランジ部、１ｂ…ウェブ部、２…継手部、２ａ，２ｂ…継手、４…連結鋼材、７…継手部、７ａ，７ｂ…継手、１１…ボックス型鋼矢板、２１…ボックス型鋼矢板、３１…Ｕ型鋼矢板、４１…シート状の長尺部材、４２…棒状の長尺部材
【発明の属する技術分野】
本願発明は、遮水を必要とする個所に用いる鋼製壁の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の廃棄物処分場等における遮水方法として鋼矢板壁を用いる場合、鋼矢板打設前に継手部に膨潤性止水材を所定量塗布し、打設後に該止水材が海水等で膨潤することを利用して遮水する方法がある。
【０００３】
また、特許文献１には「止水壁」として、図１０に示すように複数のＵ字型鋼矢板６１の継手６２を溶接により一体化した止水壁構成体６３を形成し、複数の止水壁構成体６３を、その側端縁の継手６４どうしを嵌合させながら地盤中に連設するとともに、互いに隣接する止水壁構成体６３どうしの継手６４の周囲に地盤改良６５を施したものが記載されている。
【０００４】
この他、特許文献２には、「鋼管柱列による止水壁の構築方法」として、図１１に示すように鋼管矢板７１の継手の一方である雌継手材７３を、一対の翼部７４，７５のうちの一方の翼部７５に外方に延出する裾部７５ａを設けたものとし、この鋼管矢板７１を多数、互いに雄継手材７２と雌継手材７３を嵌め合せて連結し、鋼管矢板壁を形成した後、建造物の構築側となる片側の地盤を掘削して継手部を露出させ、雌継手材７３の裾部７５ａの先端を、相手方の鋼管矢板７１の鋼管本体の外側面に溶接７６により水密に固着する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０２６９２５号公報
【特許文献２】
特開平７−３２４３２９号公報
【特許文献３】
特開平１−１６８７６６公報
【特許文献４】
特開平１−２８０１２２号公報
【特許文献５】
特開２０００−１９２４５１号公報
【特許文献６】
特開２０００−０７３３６１号公報
【特許文献７】
特開２００１−２１４４３５号公報
【特許文献８】
特開２００２−１４６７７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
膨潤性止水材を用いる方法は、膨潤性止水材自身の環境安全性や耐久性が問われるとともに、鋼矢板等への塗布や据付け時から鋼矢板等の打設までの期間が長い場合に、止水材が雨や結露、湿気等で膨潤し、鋼矢板等の打設に手間がかかったり、鋼矢板打設時に止水材が剥がれたり、熱によって炭化する等の恐れがあり、形成された遮水壁の止水性を確認する必要が生じる。
【０００７】
その際、例えば廃棄物処分場側から遮水壁外側に水が流出しているかどうかを検査する必要が生じたり、止水が不十分な部分については止水性を確保するために漏出部周囲の地盤改良を行う等の必要が生じ、工費・工期が増加する他、漏出の不安感が拭い切れないといった問題がある。
【０００８】
しかも、Ｕ型鋼矢板等の場合は、止水材が連続鋼矢板壁の断面中立軸に位置するため、施工途中、止水材に波浪外力によるずれせん断力による繰返しずれが生じ、止水材を破損する恐れがある。
【０００９】
また、特許文献１記載の発明では、一体化した止水壁構成体６３の重量に見合う重機や治具の選定に加え、止水壁構成体６３の継手６４付近の地盤改良６５による止水の確保と、地盤改良６５に用いる材料の環境安全性の確保が必要である。
【００１０】
一方、特許文献２記載の発明では、特殊な形状の雌継手材７３を用いるため、打設時に雌継手材７３が変形する恐れがあり、掘削地盤中の地下水等で湿潤状態あるいは水中状態にある露出継手部の鉛直溶接の確実性が疑問である。
【００１１】
本願発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、止水性の高い鋼製壁を効率よく安価に形成させることができる鋼製壁の製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る鋼製壁の製造方法は、継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の外側に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とするものである。
【００１３】
本願発明は嵌合させた継手どうしの間隙部分に長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させて止水を図るものであり、継手を有する鋼材としての直線型鋼矢板、Ｕ型鋼矢板、横断面形状を同一方向にそろえて直線状に結合可能とした非対称Ｕ型鋼矢板継手、これらと鋼板や形鋼を一体化して断面剛性を上げたもの、ボックス型鋼矢板等の各種鋼矢板、鋼管矢板に適用可能である。
【００１４】
原理としては、継手どうしを嵌合させて鋼製壁を形成し、その片側あるいは二重壁構造の鋼製壁の内部の土砂を掘削したり、水域においては水や土砂を排出する際に、継手部の外面側、すなわち土砂あるいは水が排出されない側に、例えばシート状の長尺部材を継手間に生じる間隙に沿って長手方向に連続させて配置しておけば、鋼製壁内外の土圧や水圧差によって長尺部材が間隙部分に密着し、簡易に止水性を高めることができる。
【００１５】
長尺部材として、例えば可撓性を有する、あるいはそれ自体が高い弾性を有する合成樹脂製等のシートを用いれば、安価であり、かつ間隙に対し密着させやすいので、高い止水性が得られる。
【００１６】
継手を有する鋼材あるいはその継手部の精度が比較的高い場合は、長尺部材としてシートの代わりに鋼板等の金属板、金属丸棒、硬質の合成樹脂板、合成樹脂製の丸棒等を用いることもできる。これらは、継手部の精度が低い場合や変形がある場合にはシートに比べるとわずかな隙間が生ずる可能性が残るが、それなりの硬さを有することで、継手部への設置の際に変形が生じにくく、地盤中への貫入も容易である。板状の長尺部材は平坦なものばかりでなく、例えば鋼管を長手方向に切断して得られるような円弧状のものでもよい。
【００１７】
その他、条件によっては、変形が可能なファイバー材料などを用いることもできる。
【００１８】
本願の請求項２に係る鋼製壁の製造方法は、継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の継手嵌合部内に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１に係る発明は、長尺部材を継手部の外側に設置し、土圧差や水圧差により長尺部材が継手方向に押さえ付けられるようにしたものであるが、請求項２では長尺部材を継手嵌合部内に設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させるようにした。この場合、長尺部材は水圧差等により嵌合部内で押され、継手嵌合部の隙間の小さい部分で引っ掛かり、嵌合部内での水流を抑えることができる。
【００２０】
請求項２に係る発明においても、長尺部材として前述したシート状、板状あるいは金属丸棒などの棒状部材など種々の材質、形状のものが適用可能であるが、もともと継手嵌合部の隙間が比較的小さい場合には、嵌入性などを考えると金属丸棒、鋼線、あるいはある程度強度を有するファイバー等が適する。
【００２１】
請求項３は、請求項１または２に係る鋼製壁の製造方法において、前記長尺部材により継手部の止水性を確保した上で、前記鋼製壁の内側に形成される空間を利用して自動溶接により継手部の溶接を行う場合を限定したものである。
【００２２】
本願発明は、以上のように長尺部材を用い、土圧および／または水圧を利用して簡易に効率よく止水を図ったものであるが、継手部により高い止水性を与えるために、他の止水手段を併用することを妨げるものではなく、例えばさらに継手部を溶接することでほぼ完全な止水性を得ることができる。
【００２３】
また、その場合、本願発明の方法により継手部の止水性を確保した上で、鋼製壁の内側に形成される空間を利用して自動溶接により継手部の溶接を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施形態としては、以下に継手を有する鋼材としてボックス型鋼矢板を用いて、海水域に鋼製壁を製造する場合について説明する。ただし、本願発明の適用対象はこれに限られるものではなく、上述したように各種の鋼矢板や鋼管矢板等による各種形態の鋼製壁の製造に適用可能であり、また、本願発明における長尺部材による止水方法単独で鋼製壁の止水を図ることもでき、また他の止水方法を併用することもできる。
【００２５】
図１は施工手順の一例をフローチャートとして示したもので、以下の手順で作業が行われる（河川、湖沼などの場合も同様である）。
【００２６】
鋼矢板打設機器の施工能力、使用台数に応じて、完成遮水鋼製壁のいずれかの部位からボックス型鋼矢板による二重壁構造の鋼製壁（鋼矢板二重壁）の構築を開始する（図１▲１▼）。
【００２７】
次いで、このボックス型鋼矢板によって仕切られる二重壁の各閉領域について、ポンプ等で内部の海水を排水する（図１▲２▼）。
【００２８】
閉領域への漏水が少ないことを確認してボックス型鋼矢板どうしの継手部を自動溶接機により溶接する（図１▲３▼）。
【００２９】
以上が、本実施形態における基本手順であり、本願発明においては、継手部の自動溶接の前に、継手部の外側または継手嵌合部内に継手どうしの間隙を塞ぐための長尺部材を設置して溶接前の漏水流入対策を施す。
【００３０】
また、海底地盤の土層構成、すなわち砂層や遮水層となる粘土層の位置、厚さ、性状によっては、鋼矢板二重壁の底面土砂の掘削除去を行い（図１▲４▼）、継手部を洗浄した後に（図１▲５▼）、自動溶接機をセットし（図１▲６▼）、基本手順の図１▲２▼の排水後、自動溶接を行う（図１▲７▼）。
【００３１】
図２は鋼製壁を構成する鋼材として、直線型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板１を用いた場合の一実施形態を示したものである。
【００３２】
図２に示したボックス型鋼矢板１は平行な２本のフランジ部１ａをウェブ部１ｂでつないだ略Ｈ形断面の鋼材であり、個々のフランジ部１ａは両端に互いに嵌合する継手２ａ，２ｂを有する直線型鋼矢板１ａの形態を有している。
【００３３】
隣接するボックス型鋼矢板１について、平行な２本のフランジ部１ａの両端の継手２ａ，２ｂを嵌合させながらを順次接続して行くことにより、内側に閉空間Ｂを有する２重壁構造の鋼製壁Ａが形成されて行く。
【００３４】
水域での施工においては、通常、閉空間Ｂがほぼ水で満たされ、その下部は水底地盤の土砂に根入れされた状態となる。
【００３５】
その状態で、ポンプ等で閉空間Ｂの内側の水を排水し、閉空間Ｂを利用して継手２ａ，２ｂの嵌合による継手部２を内側から自動溶接機により溶接し、この溶接により継手部２における止水性を確保する。
【００３６】
水底面側から水が浸出してくる場合には、水底面について所定深さまで土砂を水ジェットあるいは掘削機などにより除去し、その部分の継手部２の自動溶接をおこなった後、根入れ部分の土砂の埋め戻しを行う。
【００３７】
継手部２の溶接に関しては、付着した水分および流入する水分量が溶接のアーク熱量によって蒸発する程度、あるいはそれ以下の量であれば、自動溶接を行うことができ、漏水が問題となる場合には、継手部２の再溶接を行ったり、他の漏水対策を施す必要がある。
【００３８】
図６〜図８はそのような漏水対策のために、本願発明の方法を適用する場合の実施形態を示したものである。
【００３９】
図６は、継手２ａ，２ｂの嵌合による継手部２の外側（鋼製壁Ａが外部から内側より高い水圧あるいは土圧を受ける側）に、可撓性を有するシート状の合成樹脂からなり、継手部の長手方向に連続する長尺部材４１を設置した場合である。
【００４０】
二重壁の内側の水および／または土砂が排出されると、二重壁の外側の水圧あるいは土圧が内側より高くなるため、長尺部材４１は継手２ａ，２ｂ間の間隙に吸い込まれるような形で継手部２に密着し、その部分では二重壁の外側から内側への水の流れを完全に遮断することができる。
【００４１】
図７、図８は継手部２の外側ではなく、互いに嵌合させた継手２ａ，２ｂの嵌合部内に、樹脂製の棒状部材、管、あるいは金属丸棒等の長尺部材４２を嵌入させた場合である。
【００４２】
長尺部材４２は、嵌入の際はその径より大きい間隙に挿入され、その状態で二重壁の内側の水および／または土砂が排出されると、二重壁の外側の水圧あるいは土圧が内側より高くなるため、長尺部材４２は二重壁の内側へ向かって吸い込まれるような形で、継手２ａ，２ｂの間隙の幅が小さくなる部分に密着し、その部分では二重壁の外側から内側への水の流れを遮断することができる。
【００４３】
なお、長尺部材４２が可撓性を有する材料、あるいは弾性の大きい材料ほど密着度が増し、より完全に近い遮水が可能となるが、自動溶接に影響のない程度であればわずかな漏水は許容される。
【００４４】
図３は鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示したものである。
【００４５】
図３に示したボックス型鋼矢板１１は、両端の継手２ａ，２ｂの形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向にそろえて直線状に結合可能とし、両端の継手部２の近傍に打設法線と同方向となるフラット部を有し、互いに係合する鉤状の継手２ａ，２ｂの一方が内向き、他方が外向きに形成された両端に継手２ａ，２ｂを有する非対称Ｕ型鋼矢板を２枚背中合わせに配置し、溶接で一体化した形態を有している。
【００４６】
隣接するボックス型鋼矢板１１について、両端の継手２ａ，２ｂを嵌合させながらを順次接続して行くことにより、内側に閉空間Ｂを有する２重壁構造の鋼製壁Ａが形成されて行く。
【００４７】
閉空間Ｂ内の土砂およびまたは水の排出や自動溶接、長尺部材を用いた漏水対策は、図２の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
図４は鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板２１を用いた場合の他の実施形態を示したものである。
【００４９】
図３のボックス型鋼矢板１１は、非対称Ｕ型鋼矢板を２枚背中合わせに配置し、溶接で一体化したものであるのに対し、図４のボックス型鋼矢板２１は２枚背中合わせに配置した非対称Ｕ型鋼矢板間に連結鋼材４としてＨ形鋼を溶接して一体化することで、断面剛性を高めたものである。
【００５０】
すなわち、非対称Ｕ型鋼矢板どうしを連結する鋼材の長さを大きくすることで断面剛性が高くでき、連結鋼材４としてＨ形鋼を用いることでねじれ剛性が高くなり、溶接ひずみの発生が小さくて済み、製作が容易となる。
【００５１】
また、図２〜図４の実施形態において、複数のボックス型鋼矢板を予め陸上で溶接してユニットを形成し、それらを打設して接続することもできる。
【００５２】
図５は鋼製壁を構成する鋼材として、通常のＵ型鋼矢板３１を用いた場合の一実施形態を示したもので、この例では鋼材自体はボックス型ではないが、Ｕ型鋼矢板３１によって形成される鋼製壁を二重に配置することで二重壁構造とし、内側に閉領域Ｂを形成している。
【００５３】
この場合も、継手部３２の数が多くなるため、施工性を高めるためには、予め複数のＵ型鋼矢板３１を陸上で溶接した後に、打設することが考えられる。
【００５４】
図９は、本願発明における長尺部材による止水構造を、鋼管矢板等に用いられる継手型式であるＰ−Ｔ型継手７、すなわち切欠きを有する管状の雌継手７ａにＴ字型の雄継手７ｂを嵌合するようにした継手に適用した場合の３つの実施形態をまとめて示したものである。
【００５５】
シート状の長尺部材４１、棒状の長尺部材４２の用い方および止水の原理は、図６〜図８の場合と同様である。また、これらの各図において、棒状の長尺部材を継手部の外側に用いることもでき、またシート状の長尺部材を継手嵌合部内に用いることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
本願発明は、継手を有する鋼材どうしの接続によって形成される鋼製壁の製造方法において、継手部近傍または継手部内に配置した長尺部材を、鋼製壁に作用する土圧および／または水圧を利用して継手部または継手嵌合部内に密着させることにより継手部の止水性を高めるものであり、高い止水性を簡易な方法で、安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 継手を有する鋼材としてボックス型鋼矢板を用い、鋼製壁を海水域に製造する場合の施工手順の一例をフローチャートとして示した図である。
【図２】 鋼製壁を構成する鋼材として、直線型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示す平面図である。
【図３】 鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の一実施形態を示す平面図である。
【図４】 鋼製壁を構成する鋼材として、非対称Ｕ型鋼矢板を二重に配したボックス型鋼矢板を用いた場合の他の実施形態を示す平面図である。
【図５】 鋼製壁を構成する鋼材として、Ｕ型鋼矢板を二重に配した場合の一実施形態を示す平面図である。
【図６】 本願発明の一実施形態として、シート状の長尺部材を継手部外側に設置して止水性を高める場合を示す平面図である。
【図７】 本願発明の一実施形態として、棒状の長尺部材を継手嵌合部内に設置して止水性を高める場合を示す平面図である。
【図８】 棒状の長尺部材を継手嵌合部内に設置して止水性を高める場合の他の実施形態を示す平面図である。
【図９】 本願発明における長尺部材をＰ−Ｔ型の継手に適用した場合の３つの実施形態をまとめて示した平面図である。
【図１０】 従来例としての特許文献１における遮水構造を示す水平断面図である。
【図１１】 従来例としての特許文献２における遮水構造を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ…鋼製壁、Ｂ……閉領域、
１…ボックス型鋼矢板、１ａ…フランジ部、１ｂ…ウェブ部、２…継手部、２ａ，２ｂ…継手、４…連結鋼材、７…継手部、７ａ，７ｂ…継手、１１…ボックス型鋼矢板、２１…ボックス型鋼矢板、３１…Ｕ型鋼矢板、４１…シート状の長尺部材、４２…棒状の長尺部材
Claims (3)
- 継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の外側に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とする鋼製壁の製造方法。
- 継手を有する鋼材を、継手どうしを嵌合させながら打設して鋼製壁を形成し、継手部の継手嵌合部内に、継手どうしの間隙を塞ぐための継手長手方向に連続する長尺部材を設置し、該長尺部材を鋼製壁の両側に作用する土圧および／または水圧の差により継手部に密着させることを特徴とする鋼製壁の製造方法。
- 前記長尺部材により継手部の止水性を確保した上で、前記鋼製壁の内側に形成される空間を利用して自動溶接により継手部の溶接を行う請求項１または２記載の鋼製壁の製造方法。
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