JP4266354B2 - 連結鋼管矢板及び連結鋼管矢板の連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、並列された鋼管矢板相互をＨ型鋼により連結してなる連結鋼管矢板、及び、連結鋼管矢板を上下に連結してなる連結鋼管矢板の連結構造に関する。

橋梁基礎の一つとしての鋼管矢板基礎は、例えば矢板井筒工法により構築される。この工法は、隣接する鋼管矢板の継手同士を互いに連結しながら、複数本の鋼管矢板を、円形、小判形、矩形状等の井筒となるように地中に打設し、その内部が閉鎖空間となるように締め切り、囲まれた井筒の内部を掘削して底版コンクリートを打設し、橋脚躯体が構築される。
従来、このような鋼管矢板の継手としては、Ｐ−Ｐ型（パイプ型）（例えば、特許文献１参照）、ボックス形とＴ字形、パイプ形とＴ字形などが一般的に使用されている。また、継手としてＨ型鋼を使用する場合もあり、具体的には、並列させる鋼管矢板の相互を各鋼管矢板の周面に端縁が結合するＨ型鋼で一体的に連結している（例えば、特許文献２参照）。このＨ型鋼は鋼管矢板の間の継手が上記Ｐ−Ｐ型等に比べて剛であるため、変形に対する剛性が大きく、鋼管矢板自体の剛性も大きくなる。そのため、鋼管の径が小さくて済み、井筒の平面形状を小さくすることができるとして有効とされている。
このようなＨ型鋼が連結された連結鋼管矢板は複数並列させて、水中に建て込んだ後、バイブロハンマーなどで所定深度まで打設する。地盤が軟弱な場合には深い地層まで鋼管矢板を届かせる必要があることから、鋼管矢板の全長が長くなり、何本かに分けて打ち込む必要がある。そのような場合には、下側に打ち込まれた連結鋼管矢板の上に、複数の連結鋼管矢板を並列させて打ち込み、下側の連結鋼管矢板と上側の連結鋼管矢板とを溶接等で接続して再度バイブロハンマーで所定深度まで打設している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−０８２６５４号公報 特開２００３−３２８３５７号公報

しかしながら、上述のようにして打設された下側の連結鋼管矢板と上側の連結鋼管矢板との溶接において、鋼管矢板と鋼管矢板との間に設けられたＨ型鋼のウェブ部分は、隣接する鋼管矢板と２つのフランジ部とで四方を囲まれた閉鎖空間となるため溶接することができない。また、隣接する鋼管矢板のうち、互いに対向して設けられた２つのフランジ部によって挟まれた部分においても、閉鎖空間となるため溶接することができない。
そこで、従来、フランジ部だけを溶接することによって上下の連結鋼管矢板を連結したり、予め工場等でＨ型鋼を全長に渡り溶接してから使用している。そのため、現場でフランジ部だけを溶接する場合には、接続箇所の剛性が他の箇所よりも低下することとなっていた。また、工場で予め溶接する場合には、その全長が長くなるので、工事現場への搬送や打設時における杭打ち機リーダー等の高さに限界があり、施工時において多数の問題点を抱えていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、予め溶接することなく、上下に打ち込む連結鋼管矢板同士を容易かつ強固に連結することのできる連結鋼管矢板及び連結鋼管矢板の連結構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、並列された鋼管矢板２、２相互をＨ型鋼３により連結してなる連結鋼管矢板１であって、
上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、一方のＨ型鋼のウェブ部５の端部及び他方のＨ型鋼のウェブ部の端部に、互いに嵌合可能な嵌合部６及び被嵌合部７が設けられ、
前記嵌合部及び被嵌合部は、前記嵌合部の内部に嵌め込まれた被嵌合部が嵌合部から抜けることを防止するための抜け止め防止機構を備えており、
前記嵌合部は、内部に孔部６aを有した第１箱状部材であって、
前記被嵌合部は、第２箱状部材７aと、前記第２箱状部材の端面から突出する軸部７bとを備え、
前記抜け止め防止機構は、前記軸部及び前記孔部の一方に突出して形成されて弾性を有する凸部と、前記軸部及び前記孔部の他方に形成されて前記軸部が前記孔部に嵌合した際に前記凸部が食い込んで係止する係止部とからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、一方のＨ型鋼の端部及び他方のＨ型鋼の端部に、互いに嵌合可能な嵌合部及び被嵌合部が設けられているので、嵌合部に被嵌合部を嵌合させることによって、上下に打ち込む連結鋼管矢板同士を容易に連結することができる。
このように、従来ではフランジ部のみの溶接により連結していたのに対して、閉鎖空間により溶接が困難とされていたウェブ部や、２つの鋼管矢板の一部の連結を行うことができることから、上下に隣接する連結鋼管矢板間の強度を向上させることができる。また、予め工場等でＨ型鋼を全長に渡り溶接しておく必要もないため、全長の長い連結鋼管矢板を工事現場に搬送したり、打設時における杭打ち機リーダーの高さの制限等の問題も生じることがない。
しかも、連結鋼管矢板を上下に何本も連結することができるので、連結鋼管矢板の適用長さを長くすることができる。

また、抜け止め防止機構によって、嵌合部の内部に嵌め込まれた被嵌合部が嵌合部から抜けることを確実に防止することができ、上下に打ち込まれる連結鋼管矢板を強固に連結することができる。また、ワンタッチ式となるので施工も容易となる。

請求項２の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、請求項１に記載の連結鋼管矢板を上下に連結してなる連結鋼管矢板の連結構造であって、
上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、一方のＨ型鋼の端部に設けられた嵌合部に、他方のＨ型鋼の端部に設けられた被嵌合部が嵌合されており、
前記凸部が前記係止部に食い込んで係止していることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、嵌合部に被嵌合部が嵌合されているので、従来ではフランジ部のみの溶接により連結していたのに対して、閉鎖空間により溶接が困難とされていたウェブ部や、２つの鋼管矢板の一部の連結を行うことができる。よって、上下に隣接する連結鋼管矢板間の強度を向上させることができる。また、予め工場等でＨ型鋼を全長に渡り溶接しておく必要もないため、全長の長い連結鋼管矢板を工事現場に搬送したり、打設時における杭打ち機リーダーの高さの制限等の問題も生じることがない。
しかも、連結鋼管矢板を上下に何本も連結することができるので、連結鋼管矢板の適用長さを長くすることができる。

本発明に係る連結鋼管矢板及び連結鋼管矢板の連結構造によれば、一方のウェブ部の嵌合部に、他方のウェブ部の被嵌合部を嵌合させることによって、上下に打ち込む連結鋼管矢板同士を容易かつ強固に連結することができる。
また、予め溶接しておく必要もないため、全長の長い連結鋼管矢板を工事現場に搬送したり、打設時における杭打ち機リーダーの高さの制限等の問題も生じることがない。
しかも、連結鋼管矢板を上下に何本も連結することができるので、連結鋼管矢板の適用長さを長くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本発明に係る連結鋼管矢板が打設されてなる鋼管矢板基礎の概略斜視図、図２は、連結鋼管矢板の概略平面図（上端部もしくは下端部を除いた箇所における平断面図）であり、図３は、下側連結鋼管矢板のＨ型鋼と、上側連結鋼管矢板のＨ型鋼とが連結される状態を示した要部斜視図である。
図１〜図３に示すように、本発明に係る連結鋼管矢板１は、並列された２つの鋼管矢板２、２間がＨ型鋼３により連結されてなるものであり、このような連結鋼管矢板１を複数並列して、例えば小判状となるように地盤Ｇ内に打ち込んだ後に、これら連結鋼管矢板１の上にさらに連結鋼管矢板１を複数並列して小判状となるように打ち込むことによって、鋼管矢板基礎８を構築する矢板井筒工法に好適に使用される。なお、図１では、Ｈ型鋼３は図面の関係上省略した。

Ｈ型鋼３は、２つのフランジ部４、４の両端部がそれぞれ並列された２つの鋼管矢板２、２の周面に溶接されており、ウェブ部５は、これら２つのフランジ部４、４及び２つの鋼管矢板２、２によって四方が囲まれた閉鎖空間Ｎ内に配置されている。

また、下側に打設されるＨ型鋼３のウェブ部５上端部及び上側に打設されるＨ型鋼３のウェブ部５下端部に、互いに嵌合可能な嵌合部６及び被嵌合部７が設けられている。
嵌合部６は、下側連結鋼管矢板１Ａのウェブ部５上端部において、該ウェブ部５を挟んで互いに対向するように２つ設けられている。この嵌合部６は、内部に円筒状の孔部６a
を有した略箱状部材（第１箱状部材）であって、その上端面がウェブ部５及びフランジ部４と略面一でかつ下端部がウェブ部５側に向けて傾斜している。
被嵌合部７は、上側連結鋼管矢板１Ｂのウェブ部５下端部において、該ウェブ部５を挟んで互いに対向するように２つ設けられており、前記嵌合部６にそれぞれ対応する箇所に位置している。この被嵌合部７は、略箱状部材（第２箱状部材）７aと、該箱状部材７aの下端面から下方に突出する軸部７bとを備えている。

また、嵌合部６及び被嵌合部７は、嵌合部６の孔部６a内に嵌め込まれた軸部７bが孔部６aから抜けることを防止するための抜け止め防止機構を備えている。
この抜け止め防止機構とは、例えば、軸部７bの周面に突出して設けられ弾性を有する凸部（図示略）と、嵌合部６の孔部６a内の壁面に形成されて、軸部７bが嵌合された際に凸部が食い込んで係止する係止部（図示略）とから構成されたものが挙げられる。

また、上記連結鋼管矢板１は、Ｈ型鋼３によって２つの鋼管矢板２、２が相互に連結されてなるものであるとしたが、このＨ型鋼３が設けられた側と反対側の周面にも継手９（図１のみに図示）を設けることが好ましい。この場合の継手９としては、周知のＰ−Ｐ型（パイプ型）、ボックス形とＴ字形、パイプ形とＴ字形などが挙げられる。また、本発明のＨ型鋼３も適用可能である。

次に、上記連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂを上下に連結してなる連結鋼管矢板の連結構造について、連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂを打ち込む手順とともに説明する。
まず、隣接する複数の下側連結鋼管矢板１Ａを、各継手９同士を互いに接続した状態で同時に吊り下げて、バイブロハンマー（図示略）等を使用して振動を与えながら打設し、小判形となるように順次打設していく。ここで、複数の下側連結鋼管矢板１Ａをその継手９同士を互いに接続した状態で複数本同時に打設したが、下側連結鋼管矢板１Ａを１本毎に打設しても構わない。
続いて、下側連結鋼管矢板１Ａのウェブ部５上端部における嵌合部６の孔部６a内に、上側連結鋼管矢板１Ｂのウェブ部５下端部の軸部７bを嵌合させるようにして、下側連結鋼管矢板１Ａの上にそれぞれ上側連結鋼管矢板１Ｂを建て込む。このとき、上側連結鋼管矢板１Ｂの軸部７bは孔部６aに嵌合させることによって、軸部７bの凸部が係止部に食い込んで係止するため孔部６aから抜けることを防止できる。これによって下側連結鋼管矢板１Ａと上側連結鋼管矢板１Ｂとのウェブ部５、５同士が連結される。
さらに、下側連結鋼管矢板１Ａと上側連結鋼管矢板１Ｂとのフランジ部４、４同士を溶接することによって、下側連結鋼管矢板１Ａと上側連結鋼管矢板１Ｂとを連結したら、バイブロハンマー等を使用して振動を与えながら上側連結鋼管矢板１Ｂを打設していく。
なお、下側連結鋼管矢板１Ａと上側連結鋼管矢板１Ｂとの連結は、連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂの１本毎に行っても良いし、複数本を同時に行っても構わない。したがって、隣接する上側連結鋼管矢板１Ｂ、１Ｂ同士の継手９相互の接続はそれに応じて適宜行うこととする。

上述の手順を繰り返して、連結鋼管矢板１を複数段打設していき、全ての連結鋼管矢板１を打設し鋼管矢板基礎８の構築を完了する。

以上、本発明の実施の形態によれば、下側連結鋼管矢板１Ａのウェブ部５の上端部に孔部６aを有する嵌合部６が設けられ、上側連結鋼管矢板１Ｂのウェブ部５の下端部に軸部７bを有する被嵌合部７が設けられているので、孔部６aに軸部７bを嵌合させることによって、上下に打ち込む連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂ同士を容易に連結することができ、しかも、従来に比べて、上下に隣接する連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂ間の強度を向上させることができる。
また、予め工場等でＨ型鋼３を全長に渡り溶接しておく必要もないため、全長の長い連結鋼管矢板１を工事現場に搬送したり、打設時における杭打ち機の高さの制限等の問題も生じることがない。さらに、連結鋼管矢板１を上下に何本も連結することができるので、連結鋼管矢板１の適用長さを長くすることができる。

さらに、被嵌合部７の軸部７bには弾性を有する凸部が設けられており、嵌合部６の孔部６aを形成する壁面には凸部が食い込んで係止する係止部が設けられているので、軸部７bが嵌合部６に嵌合した際に凸部が係止部に係止することによって、軸部７bが孔部６aから抜けることを確実に防止でき、上下に打ち込まれる連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂを強固に連結することができる。また、このようにワンタッチ式であるため施工も容易となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なものとする。
例えば、上記実施の形態では下側連結鋼管矢板１Ａのウェブ部５及び上側連結鋼管矢板１Ｂのウェブ部５にそれぞれ嵌合部６及び被嵌合部７を設けたが、これに限らず、各連結鋼管矢板１Ａ、１Ｂのフランジ部４、４に嵌合部６及び被嵌合部７を設けるようにしても構わない。フランジ部４、４に設けた場合は、フランジ部４、４の溶接工程を省略することができる。
また、この構造を、鋼管矢板２のうち、互いに対向して設けられた２つのフランジ部４、４によって挟まれた部分Ｓ（図２参照）における上下端部に設けても良い。さらに、鋼管矢板２の上下端部に、その全周にわたって設けても良い。
また、嵌合部６及び被嵌合部７はそれぞれ２つずつ設けたが、少なくとも１つあれば良く、この数も適宜変更しても良い。

さらに、上記抜け止め防止機構は上述したものに限らず、ワンタッチ式で孔部６aから
軸部７bが抜けないようなものであればその他の構成のものであっても構わない。例えば
、軸部７b側に前記孔部６a内の壁面に形成された係止部を形成し、孔部６aの壁面に前記係止部に食い込んで係止する凸部を設けても良い。

さらに、連結鋼管矢板１を地盤Ｇ内に打ち込む方法としては、上記実施の形態ではバイブロハンマーにより打ち込むとしたが、例えば、ディーゼルパイルハンマにより打ち込んだり、アースオーガ掘削機により嵌入抵抗を低減しながら油圧ジャッキにより圧入する方法であっても良い。

本発明の実施の形態を示すためのもので、連結鋼管矢板基礎の概略斜視図である。 同、連結鋼管矢板の概略平面図である。 同、下側連結鋼管矢板のＨ型鋼と、上側連結鋼管矢板のＨ型鋼とが連結される状態を示した要部斜視図である。

符号の説明

１ 連結鋼管矢板
２ 鋼管矢板
３ Ｈ型鋼
６ 嵌合部
６a 孔部
７ 被嵌合部
７b 軸部

Claims (2)

1. 並列された鋼管矢板相互をＨ型鋼により連結してなる連結鋼管矢板であって、
   上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、一方のＨ型鋼のウェブ部の端部及び他方のＨ型鋼のウェブ部の端部に、互いに嵌合可能な嵌合部及び被嵌合部が設けられ、
   前記嵌合部及び被嵌合部は、前記嵌合部の内部に嵌め込まれた被嵌合部が嵌合部から抜けることを防止するための抜け止め防止機構を備えており、
   前記嵌合部は、内部に孔部を有した第１箱状部材であって、
   前記被嵌合部は、第２箱状部材と、前記第２箱状部材の端面から突出する軸部とを備え、
   前記抜け止め防止機構は、前記軸部及び前記孔部の一方に突出して形成されて弾性を有する凸部と、前記軸部及び前記孔部の他方に形成されて前記軸部が前記孔部に嵌合した際に前記凸部が食い込んで係止する係止部とからなることを特徴とする連結鋼管矢板。
2. 請求項１に記載の連結鋼管矢板を上下に連結してなる連結鋼管矢板の連結構造であって、
   上下に連結されるＨ型鋼の連結部分において、一方のＨ型鋼のウェブ部の端部に設けられた嵌合部に、他方のＨ型鋼のウェブ部の端部に設けられた被嵌合部が嵌合されており、
   前記凸部が前記係止部に食い込んで係止していることを特徴とする連結鋼管矢板の連結構造。

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