JP4719315B2 - 鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築構造物あるいは土木構造物等の構造物を築造する場合等に用いられる鋼管矢板、鋼管矢板の継手構造、及び壁構造並びに鋼管矢板の引き抜き方法に関する。
本願は、２００８年９月１８日に、日本に出願された特願２００８−２３９３９７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、鋼管矢板における矢板本体としての鋼管部分は、剛性が高いため、掘削深度が深い建築構造物または土木構造物を築造する場合に、これらの構築場所を囲むように地盤に貫入されて、仮設用の土留め壁を構築するための部材として用いられる。
また、鋼管矢板における継手部分は、矢板本体としての鋼管部分に比べて、剛性が低い。
例えば、仮締め切りに必要な止水性を有する開削工法による構造物構築工事における鋼製土留めを構築する場合に、地盤への打設深さが深くなると、鋼矢板よりも剛性の高い鋼管矢板が用いられる。

鋼管矢板の継手相互が連結されて地盤に貫入されて構築される仮設用の土留め壁は、仮設用の構造物であるが、これを構成する杭としての鋼管矢板は、適宜溶接により接続されて、長尺の鋼管矢板とされ、地盤に深く打設される場合もある。
すなわち、鋼管矢板を地盤に貫入施工するときの打設深さが深くなる場合は、地盤に貫入された下位の鋼管矢板の上端部に上位の鋼管矢板の下端部を、順次溶接により接合して長尺の鋼管矢板を地盤に貫入させる。

前記のように地盤に貫入された長尺の鋼管矢板は、仮設用の部材であるが、引き抜き撤去するには、鋼管矢板の貫入する場合と逆の手順により、溶接した部分付近を切断して、順次、撤去する。したがって、打設と同様に、撤去にも多額の費用がかかるようになる。なお、鋼管矢板の貫入深さが浅い場合には、鋼管矢板を引き抜き撤去することができても、貫入深度が深くなると、周囲地盤との摩擦抵抗が増大し、引き抜きが困難になる。

従来の施工法では、建築構造物あるいは土木構造物を構築する場合のトータルのコストを低減させるために、杭として地盤に深く貫入されて引き抜きが困難である長尺の鋼管矢板は、地中の浅いところで切断し、地中に存置できるところはそのまま残置してきた。前記のように使用される鋼管矢板による継手連結構造としては、例えば、図２７Ａ〜図２９Ｅに示すような鋼管矢板４０〜４２による継手連結構造が知られているので、これらの鋼管矢板４０〜４２による継手連結構造について簡単に説明する。

図２７Ａに示されるように、第１例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板４０では、鋼管矢板本体１の半径方向の一方の外側に、断面Ｔ字状の鋼製部材である雄継手３６が固定されている。すなわち、鋼管矢板４０は、断面Ｔ字状の鋼製部材における脚部３５を鋼管からなる鋼管矢板本体１に溶接により固定した雄継手３６と、鋼管矢板本体１の他方の外側に、一対の断面Ｌ字状の鋼製の雌継手構成片３８を、間隔をおいて対向するように配置して溶接により鋼管矢板本体１に固定した雌継手３４とを備える。
この鋼管矢板４０では、断面Ｔ字状の脚部３５は、１枚の鋼板であり、脚部３５の基端部を溶接により固定している片持ち式の雄継手３６である。したがって、雄継手３６は、曲げ剛性が低く、曲げ剛性を高めることが困難である。
このような鋼管矢板４０相互の継手連結構造では、図２７Ａに示すように、断面Ｔ字状の雄継手３６を、一対の断面Ｌ字状の雌継手構成片３８からなる雌継手４内に嵌合配置することになる。
鋼管矢板４０では、図２７Ａに示すように、雄継手３６の脚部３５と雌継手構成片３８との間の間隙が小さいため、鋼管矢板相互を連結して打設して構築された仮設土留め壁から鋼管矢板を引き抜く場合、鋼管矢板が所望の配置からずれる可能性がある（図２７ＢおよびＤに、継手３６，３７のそれぞれの中心線を一点差線で示す）。この場合、図２７Ｂ〜Ｄに示すように、雄継手３６の基端側が雌継手構成片３８に接触して、雄継手３６または雌継手構成片３８が損傷する可能性がある。

また、図２８Ａに示されるように、第２例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板４１は、鋼管矢板本体１の半径方向の一方の外側に、断面Ｔ字状の鋼製部材である脚部３５を鋼管からなる矢板本体１に溶接により固定した雄継手３６と、鋼管矢板本体１の他方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の部材を鋼管矢板本体１に固定した雌継手３４とを備える。
この場合も、雄継手３６が第１例と同様な構造であるために、曲げ剛性が低く、曲げ剛性を高めることが困難である。また、図２８Ａに示すように、雄継手３６の脚部３５と雌継手３４のスリットとの間隙が小さいと共に脚部３５が短いために、鋼管矢板を地盤から引き抜く場合、鋼管矢板が所望の位置からずれる可能性がある（図２８ＢおよびＤに、継手３６，３７のそれぞれの中心線を一点差線で示す）。この場合、図２８Ｂ〜Ｄに示すように、雄継手３６の基端側が雌継手構成片３３に接触して、雄継手３６または雌継手構成片３３が損傷する可能性がある。

また、図２９Ａに示されるように、第３例の従来の継手連結構造に使用されている鋼管矢板４２は、鋼管矢板本体１の半径方向の一方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の継手部材を鋼管からなる矢板本体１に溶接により固定した雄雌兼用の継手３７と、鋼管矢板本体１の他方の外側に、スリット付き鋼製パイプ状の継手部材を鋼管矢板本体１に固定した雄雌兼用の継手３７を備える。
スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手３７の基端部は、溶接により矢板本体１に固定される。雄雌兼用の継手３７は、その基端側の溶接部から円弧状に伸びる継手片が円弧状に長く伸びる片持ち式の構造であるために、曲げ剛性が低くなっている。また、図２９Ａに示すように、スリットの間隙Ｇが狭いために、鋼管矢板を引き抜く場合、鋼管矢板が所望の位置からずれる可能性がある（それぞれの継手３７の中心線を一点差線で示す）。図２９Ｂ〜Ｅに示すように、スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手３７相互が接触して、スリット付き鋼製パイプ状の雄雌兼用の継手３７が損傷する可能性がある。

通常は、前記のような鋼管矢板を地盤に深く貫入して仮設材として使用する場合には、引き抜き作業に多大なコストがかかるばかりでなく、引き抜いた鋼管矢板の継ぎ手が変形するため再利用するために多大な継ぎ手補修費用を必要とする。そのため、施工を含めたトータルコストを安価にするため、経済的に設計されて安価な鋼管矢板を仮設用として使用した後に、鋼管矢板は、全長にわたり引き抜かないで、不要な部分となる上部のみを切断撤去する。

しかし、昨今の鋼材の価格高騰や環境意識の向上から、鋼管矢板についてもリサイクルが求められ、従来にはなかった鋼管矢板の繰り返し使用のニーズがある。しかしながら、従来の継ぎ手では、強度・剛性が小さく、引き抜き時に継ぎ手が破損する可能性がある。このため、鋼管矢板の打ち込み性・遮水性に加えて、鋼管矢板を引き抜いた場合でも、破損することのない継ぎ手あるいは鋼管を有する鋼管矢板とその施工法が求められる。

なお、前記のような従来技術以外にも、次の（１）〜（４）のような技術も知られている。
（１）鋼管矢板における鋼管内側から継手内または継手周囲にセメントミルクを充填して継手部の変形を防止する継手構造（例えば、特許文献１参照）。
（２）鋼管にＨ鋼の継手を設けた鋼管矢板（例えば、特許文献２参照）。
（３）裏込め用の充填材を鋼管矢板本体の内側から継手内に供給するために、鋼管からなる鋼管矢板本体に貫通孔を設けて、継手から鋼管の外側へ充填材を鋼管外表面から離れる方向に吐き出す連通孔を設けた鋼管部材（例えば、特許文献３参照）。
（４）継手の片面側と地山側との空洞に、セメントあるいはモルタル等の充填材を充填するために、片方の継手の片面側にのみ注入孔を設け、継手内にダブルパッカーを配置し、パッカー間に注入孔を設ける技術（例えば、特許文献４参照）。
前記（１）〜（４）のいずれの技術も、主として、本設用の鋼管矢板に用いられ、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦抵抗を低減する技術思想については、開示も示唆もされていない。

特開２００７−２２４６４０号公報 特開２００８−１９６０８号公報 特開２００２−７０４７３号公報 特開２０００−２０４５４４号公報

前記のように、地盤深く打設された従来の鋼管矢板を仮設利用後引き抜いてリサイクルを図ることは困難であるという問題があった。
本発明は、地盤深く打設された仮設用の鋼管矢板であっても、破損することなく容易に引き抜き再利用することができる鋼管矢板の継手構造及び鋼管矢板並びにその引き抜き方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様の鋼管矢板は、鋼管からなる矢板本体と、前記矢板本体の外面に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第１継手と、前記矢板本体の前記外面の前記第１継手とは反対側に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第２継手と、を備え、前記第１、第２継手はそれぞれ、継手本体と、前記矢板本体の前面側に配置された第１脚部と、前記矢板本体の後面側に前記第１脚部から離間して配置され、前記第１脚部とともに前記継手本体を支持する第２脚部とを有し、前記第１、第２脚部はそれぞれ、前記矢板本体に固定され、前記第１継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第１空間部が設けられ、前記第２継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第２空間部が設けられ、前記第１空間部を区画する前記第１継手の前記第１、第２脚部、および前記第２空間部を区画する前記第２継手の前記第１、第２脚部に、前記第１、第２空間部から外方に向けて加圧水を噴射するための第１噴射孔が設けられている。
（２）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記矢板本体とに囲まれ、前記第２空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第２継手と、前記矢板本体とに囲まれていてもよい。
（３）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記第１継手部に含まれる前記第１、第２脚部の接続部とに囲まれ、前記第２空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記第２継手部に含まれる前記第１、第２脚部の接続部とに囲まれていてもよい。
（４）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１噴射孔にノズルが設けられていてもよい。
（５）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１噴射孔は、前記継手の長手方向に間隔をおいて前記脚部に複数設けられていてもよい。

（６）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１噴射孔は、その入り口よりも出口が、前記脚部より外側の前記矢板本体の前記外面に近づくように傾斜して設けられていてもよい。
（７）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１空間部、および前記第２空間部の内周面にそれぞれ、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられていてもよい。
（８）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１、第２継手はそれぞれ、断面Ｈ形の継手とされていてもよい。
（９）本発明の第２態様の鋼管矢板の継手構造は、（１）に記載の鋼管矢板を、一つの鋼管矢板の前記第１継手と他の鋼管矢板の前記第２継手とが嵌合するよう複数配置して構成され、前記第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる第２凸部内側間の寸法よりも、前記第１継手の継手嵌合部外側に設けられる第１凸部外側面間の寸法が小さくされている。
（１０）（９）に記載の鋼管矢板の継手構造において、前記第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる前記第２凸部は、前記側板の基端側に設けられ、前記第１継手の継手嵌合部外側に設けられる前記第１凸部は、前記第１継手のフランジの中央部よりに設けられ、前記第２継手の前記第２凸部と前記第１継手の前記第１凸部とが係合しないように離されていてもよい。
（１１）（９）に記載の鋼管矢板の継手構造において、前記第１継手の前記第１凸部と、前記第２継手の前記第２凸部とが、前記継手の長手方向に断続して千鳥状に設けられていてもよい。
（１２）（１）に記載の鋼管矢板において、前記第１、第２継手の前記継手本体は前記継手の長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手本体であってもよい。
（１３）（１）に記載の鋼管矢板において、前記継手本体には、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていてもよい。
（１４）本発明の一態様の壁構造は、（１）に記載の鋼管矢板を複数嵌合させて構成される。
（１５）（１）に記載の鋼管矢板において、前記鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられていてもよい。
（１６）（１）に記載の鋼管矢板において、前記脚部は、前記継手本体と前記矢板本体とに渡って設置され、継手を補強する補強用の脚部であってもよい。
（１７）本発明の第１態様の鋼管矢板の引き抜き方法は、（１）に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、前記第１、第２空間部に加圧水を供給する工程と、前記第１噴射孔を通じて前記第１、第２空間部の外方に向かって加圧水を噴射する工程と、前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える。
（１８）本発明の第２態様の鋼管矢板の引き抜き方法は、（１）に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、前記第１、第２空間部に加圧水供給用パイプを挿入する工程と、前記加圧水供給用パイプのノズルを、前記第１噴射孔の位置に合わせる工程と、前記加圧水供給用パイプに供給された加圧水を、前記ノズルおよび前記第１噴射孔を通じて前記第１、第２空間部の外方に向かって噴射する工程と、前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える。

本発明によると、鋼管矢板の各継手は、前面側の脚部と後面側の脚部とを間隔をおいて備えており、各脚部の基端部をそれぞれ矢板本体に溶接により固定することにより各継手は矢板本体に固定されている。したがって、従来の継手構造に比べて、継手の上下方向の引張強度あるいは横方向（水平方向）のせん断強度等の剛性を格段に高めることができる。しかも、本発明の鋼管矢板は空間部を備えており、継手長手方向の先端側で前記空間部は閉塞され、各脚部には、鋼管矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射するための第一噴射孔が設けられている。したがって、仮設用に鋼管矢板を深い深度に打設しても、第一噴出孔から高圧水を噴射して、鋼管矢板の外表面と地盤との摩擦を低減して、鋼管矢板を引き上げ回収することができる。また、鋼管矢板の継ぎ手を簡単でかつ剛性が高い構造の継手によって構成しているので、矢板本体および継手の損傷を防止し鋼管矢板のリサイクルが可能になる。
また、第一噴射孔を、継手の長手方向に間隔をおいて複数設けることにより、鋼管矢板の長手方向に渡って、地盤と鋼管矢板の摩擦を低減することができる。
また、第一噴射孔を、その入り口よりも出口が、脚部より外側の鋼管矢板本体の外面側に近づくように傾斜して設けることにより、鋼管矢板の外表面付近の地盤を緩めて、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦を低減し引き抜き時の抵抗を減らすことができる。そのため鋼管矢板の引き抜き時に継ぎ手に過度な変形力を作用させることがない。
また、継手は、基端側に脚部を備え、脚部に支持されるように継手本体を備えている。したがって、脚部を有効に利用して、継手と矢板本体の外面により空間部を形成したり、脚部と継手本体あるいは脚部相互の接続部により空間部を形成したりすることができる。また、継手本体と空間部とは、離れた位置であるので、継手本体に影響を与えることなく、空間部を形成することができ、また、脚部に容易に第一噴射孔を形成することができる。
また、鋼管矢板の空間部の内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられていると、空間部内に配置される高圧水供給用パイプに係合部を設けるだけで、高圧水供給用パイプの水平周りの位置を決めた状態で吊下ろすことができる。
また、各継手は、各脚部と、各脚部に一体に設けられた継手本体とを備えていると、簡単な構造の継手で、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い鋼管矢板の継手構造とすることができる。また継手を熱間押し出し成形により安価に製造することができる。
また、各継手は、断面Ｈ形の継手とされていると、市販のＨ形鋼または組立式Ｈ形鋼を利用して、簡単な構造で、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い鋼管矢板の継手構造とすることができる。
また、第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる凸部内側間の寸法よりも、第１継手の継手嵌合部外側に設けられる凸部外側面間の寸法が小さくされていると、鋼管矢板を引き抜く場合に、鋼管矢板を左右方向あるいは前後方向に動かす遊びが生じるために、鋼管矢板の引き抜き時の自由度を確保することができる。
また、第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる凸部は、側板の基端側に設けられ、第１継手の継手嵌合部外側に設けられる凸部は、第１継手のフランジの中央部よりに設けられ、第２継手の凸部と第１継手の凸部とが係合しないように離されている。これにより、第２継手の凸部と第１継手の凸部が接触することはないから、凸部相互の干渉により、引き抜きが困難になることはない。また、鋼管矢板の引き抜き時の自由度が格段に向上すると共に、引き抜きが容易になる。
また、第２継手の各側板の凸部と、第１継手に設けると凸部とが、長手方向に断続して千鳥状に設けられている。これにより、第２継手側の凸部が第１継手側の凸部に係合する割合が少なくなり、また、引き抜き初期において、第２継手の凸部と第１継手の凸部が係合することはないから、引き抜きが容易になる。
また、各継手をスリット付きのパイプ状の継手本体の両側に補強用の脚部を備えている構造とすると、市販のスリット付きのパイプ状の継手を有する鋼管矢板に、前後の脚部として、それぞれ第一噴射孔を設けた鋼板を溶接により固定するだけで、上下方向の引っ張り強度および横方向のせん断強度等の剛性の高い継ぎ手構造をもった鋼管矢板を提供することができる。
また、継手本体に、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていると、継手嵌合部の摩擦を低減したり、あるいは、継手と周囲地盤との摩擦を低減できる。したがって、鋼管矢板の引き上げが一層容易になるばかりでなく、継手の摩擦による負担も低減し、継手の損傷が低減できる。
本発明の壁構造によると、仮設用に深い深度に打設された鋼管矢板であっても、継手が損傷することなく、周囲地盤との摩擦抵抗を低減した状態で、容易に引き抜き回収することができる。したがって、引き抜き後の鋼管矢板の継ぎ手の変形を大幅に減じることが可能であり、従来の鋼管矢板で必要としていた継ぎ手補修作業を大幅の省略ができるので、経済的に鋼管矢板をリサイクルして使用することができる。
また、鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられていると、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦抵抗を低減することができ、鋼管矢板の引き抜きをさらに容易にすることができる。
また、継手本体と鋼管矢板本体とに渡って設置された補強用の脚部であっても、継手の剛性を格段に高めた上で空間部を形成することができる。また、補強用の脚部に設けた第一噴射孔から、高圧水を噴射して、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦力を格段に低減することができる。
本発明の第一態様の鋼管矢板の引き抜き方法によると、鋼管矢板を地盤から引き抜くにあたり、鋼管矢板に設けられた空間部に高圧水を供給して、第一噴射孔から矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射して、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて、鋼管矢板を引き上げる。したがって、地盤の深い深度に打設された鋼管矢板であっても、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて引き抜き抵抗を低減させることができ、鋼管矢板を損傷させることなく、容易に鋼管矢板を引き抜くことができる。
また、本発明の第二態様の引き抜き方法によると、鋼管矢板を地盤から引き抜くにあたり、鋼管矢板に設けられた空間部に高圧水供給用パイプを挿入配置し、その高圧水供給用パイプのノズルを、脚部に設けられた第一噴射孔の位置に合わせ、前記高圧水供給用パイプのノズルから噴射した高圧水を、脚部に設けられた第一噴射孔を通過させて、鋼管矢板本体の外面側に向かって高圧水を噴射して、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて、鋼管矢板を引き上げる。したがって、地盤の深い深度に打設された鋼管矢板であっても、鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させて引き抜き抵抗を低減させることができ、鋼管矢板を損傷させることなく、容易に鋼管矢板を引き抜くことができる。

本発明の第１実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す横断平面図である。 本発明の第１実施形態の鋼管矢板を示す側面図である。 本発明の第１実施形態の鋼管矢板を地盤に打設して土留め壁を構築した状態を示す縦断正面図である。 図３の一部を拡大して示す平面図である。 継手における噴射孔から噴射して、摩擦を低減している状態を拡大して示す横断平面図である。 継手内に配置した高圧水供給管の噴射ノズルから継手における孔を通して噴射している形態を示す拡大横断平面図である。 本発明の方法により鋼管矢板を引き抜いている状態を示す側面図である。 本発明の他の方法により鋼管矢板を引き抜いている状態を示す側面図である。 本発明の第２実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近を拡大して示す平面図である。 図１０Ａは図９に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図１０Ｂは図９に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第２実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の鋼管矢板相互の継手連結部を拡大して示す平面図である。 図１３Ａは図１２に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図１３Ｂは図１２に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第４実施形態の鋼管矢板相互の継手連結部を拡大して示す平面図である。 図１６Ａは図１４に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 図１６Ｂは図１４に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図である。 本発明の第４実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 本発明の第５実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。 図１８の継手嵌合部付近を拡大して示す平面図である。 本発明の第６実施形態の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を拡大して示す平面図である。 本発明の第６実施形態の変形例の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を拡大して示す縦断側面図である。 補強用の脚部を備えた本発明の第７実施形態の継手および継手相互の嵌合接続部を拡大して示す横断平面図である。 継手の下部の孔に上下方向に間隔をおいて逆止弁を設けた形態の鋼管矢板による土留め壁の一例を示す縦断側面図である。 図２４Ａは継手における孔の形態の一例を示す縦断側面図である。 図２４Ｂは継手における孔に逆止弁を設けた形態を示す縦断側面図である。 図２４Ｃは孔の片側の内側面を孔軸線に対して交差するように傾斜させ、反対側の内側面を平行に設けた孔の形態を示す縦断側面図である。 本発明の第８実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手部に高圧水供給用パイプを挿入配置した状態を示す横断平面図である。 本発明の第９実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す横断平面図である。 図２７Ａは従来の継手連結構造の第１例を示す横断平面図である。 図２７Ｂは、図２７Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２７Ｃは、図２７Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２７Ｄは、図２７Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２８Ａは従来の継手連結構造の第２例を示す横断平面図である。 図２８Ｂは、図２８Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２８Ｃは、図２８Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２８Ｄは、図２８Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２９Ａは従来の継手連結構造の第３例を示す横断平面図である。 図２９Ｂは、図２９Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２９Ｃは、図２９Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２９Ｄは、図２９Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。 図２９Ｅは、図２９Ａに示す従来の継手連結構造の鋼管矢板の位置が変化した状態を示す横断平面図である。

次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、第２実施形態以降の実施形態において、第１実施形態と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。

図１には、本発明の第１実施形態の鋼管矢板を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部が拡大して示されている。また、図２は本発明の第１実施形態の鋼管矢板２を示す側面図である。

図１および２に示されるように、鋼管矢板２は、鋼管からなる矢板本体１と、雄継手（第１継手）３と、雌継手（第２継手）４とを備えている。雄継手３は、図２において鉛直方向に立設された矢板本体１の左側に、矢板本体１の長手方向に沿って設けられ、雌継手４は、同じく図２において矢板本体１の右側に、矢板本体１の長手方向に沿って設けられている。雄継手３および雌継手４は、矢板本体１の外面１４から突出して設けられる。

各継手３，４は、それぞれ前部側および後部側の２つの脚部５を備えている。脚部５の基端部は、鋼管矢板本体１にその長手方向に沿って溶接により固定されている。
雌継手４では、前部側の脚部（第１脚部）５と後部側の脚部（第２脚部）５とが、互いに隣接して打設される鋼管矢板２の雄継手側に向かって（すなわち、雌継手４の先端側に向かって）接近するように傾斜され、基端側の各脚部５の間隔が広くなるようにされている。雌継手４における脚部５の先端部には、一対の側板７および溝底板８を備える雌継手本体としての雌継手嵌合部６Ａが、各側板７がそれぞれ前部側の脚部５および後部側の脚部５と同じ傾斜面となるように一体に設けられている。
この形態では、雌継手本体としての雌継手嵌合部６Ａは、断面溝形とされる。また、各側板７の基端部は、各脚部５と共に、溝底板８により一体に連設されている。間隔をおいて対向する各側板７の先端部には、互いに近づくように突出するリップ９が設けられ、雄継手の抜け出しを防止するようにされている。雌継手本体としての雌継手嵌合部６Ａにおける各側板７の内側面は、溝底板８に対して直角であり、側板の傾斜にかかわらず、嵌合空間が狭くならないようにされている。

雄継手３では、前部側の脚部５と後部側の脚部５とが、互いに隣接して打設される鋼管矢板２の雌継手側に向かって（すなわち、雄継手３の先端側に向かって）接近するように傾斜され、基端側の各脚部５の間隔が広くなるようにされている。雄継手３における脚部５の先端部には、フランジ１０と、底板１１と、ウェブ１２とを備える雄継手本体としての雄継手嵌合部６Ｂが一体に設けられている。この形態では、雄継手本体としての雄継手嵌合部６Ｂの先端部はフランジ１０およびウェブ１２を備えた断面Ｔ形とされ、底板１１と共に一体に連設されている。
断面Ｔ形部分におけるウェブ１２の側面と、雌継手４におけるリップ９の先端との間の間隙は、雄継手３におけるフランジ１０の端部と、雌継手４における側板７の内側面との間隙よりも大きくされて、継手嵌合余裕が大きくされた上で、雄継手３が雌継手４から外れないようにされている。また、雄継手３における底板１１と雌継手４におけるリップ９との内側寸法は、フランジ１０の厚さよりも２．０倍〜３．０倍程度確保されて、壁体長手方向での継手嵌合余裕が大きくされている。

雄継手３のフランジ１０または雌継手４の溝底板８には、水膨張性止水材（または水膨潤性止水材）１３が適宜設けられて、継手間の止水が図られる。なお、図１では、水膨張性止水材１３が膨張した状態が示されている。

なお、水膨張性止水材としては、例えば、合成樹脂エラストマーを止水材ベースとし、これに高吸水性ポリマー、充填材、溶剤などを配合した流動性のある止水材で、塗布後、自然乾燥させると、弾性のある固い塗膜になるものを使用するとよい。なお、この固い塗膜は、水に浸漬すると、２４時間後には、淡水で２０倍程度、海水で６倍程度、膨張するものが好ましい。なお、水膨張性止水材１３としては、水膨張性のポリウレタンでもよい。

前記のような雌継手４と、雄継手３は、鋼材を熱間押し出し成形により製造すると、安価に製造することができる。

第１実施形態では、各継手３，４は、前面側の脚部５と後面側の脚部５とを間隔をおいて備えており、前記各脚部５，５の基端部がそれぞれ鋼管矢板本体１に溶接により固定されて各継手３，４は鋼管矢板本体１に固定されている。

前記のように、継手３，４における前後の脚部５の基端部が鋼管矢板本体１に溶接により固定されることにより、各継手３，４が強固に鋼管矢板本体１に固定されていると共に、鋼管矢板本体１に対する各継手３，４の取り付け部の曲げ剛性が高くなるようにされている。

また、継手本体としての雌継手嵌合部６Ａまたは雄継手嵌合部６Ｂと、脚部５と、前記鋼管矢板本体１の外面１４とにより囲まれるように空間部（第１または第２空間部）１５が形成される。継手の長手方向の先端側で空間部１５は、閉塞板１８（図２参照）により閉塞され、各脚部５，５には、鋼管矢板本体１の外面側に向かって孔（第１噴射孔）１６が対称に設けられている。孔１６は、空間部１５から外方へ向けて加圧水を噴射するために、脚部５を貫通して空間部１５と鋼管矢板２の外部とを連通する。孔１６は、その部分から直接、高圧水を噴射するために使用されてもよい。あるいは、空間部１５内に高圧水供給用パイプ１７（図６参照）を配置し、その高圧水供給用パイプ１７に設けられるノズルと、継手に設ける孔１６とを通して鋼管矢板本体１の外面側に向かって高圧水が噴射されてもよい。なお、孔１６に、高圧水の噴射方向や強さなどを制御するためのノズルを設けてもよい。

孔１６は、その入り口よりも出口が、脚部５より外側の鋼管矢板本体１の外面１４側に近づくように傾斜して設けられている。これにより、脚部５より外側の鋼管矢板本体１の外面に向かって高圧水を噴射することができる。

また、本発明では、各継手３，４は、基端側に脚部５を備え、脚部５に支持されるように継手嵌合部（雌継手嵌合部６Ａ、雄継手嵌合部６Ｂ）が形成される。空間部１５は継手３，４の基端側に設けられ、継手３，４の先端側の継手嵌合部には空間部が設けられていないので、継手嵌合部が大きな構造になることはなく、継手３，４がコンパクトで簡単な構造になっている。

図２に示すように、継手３，４に設けられる孔１６は、鋼管矢板２の下部、または全体に亘って間隔をおいて設けられる。深度が深くなる場合には、複数の鋼管矢板ユニットが鉛直方向に並べられ、相互が溶接により接続された鋼管矢板が地盤に打込まれて貫入される。下位に位置する鋼管矢板ユニットには、その全長に渡って間隔をおいて孔１６が設けられる。また、上端側に位置する鋼管矢板ユニットでは、孔１６が鋼管矢板２の下部のみに間隔をおいて設けられてもよいし、全体に渡って間隔をおいて設けられてもよい。

図２に示すように、本実施形態では、脚部５の長手方向の先端部に、閉塞板１８が設けられることにより、空間部１５を閉塞する。閉塞板１８は、鋼管矢板本体１と脚部５と継手嵌合部の基端側とに溶接により固着される。これにより、継手の長手方向の先端側（すなわち、鋼管矢板２が鉛直方向に立設されたときの下端側）から、鋼管矢板本体１と脚部５と継手嵌合部の基端側とから構成される空間部１５へ土砂及び水が侵入することが防止できる。

図３には、本発明の第１実施形態の鋼管矢板２を地盤に打設して仮設用の土留め壁（壁構造）１９が形成された状態が示され、図４には、その横断面が示されている。
この状態から、通常は、図２３に示すように、土留め壁１９の側面に腹起こし４６および腹起こし４６間の支保用の切り梁４７が設けられて、片側がドライな状態に開削され、道路トンネル等の構造物が築造される。

前記のように、前記土留め壁１９は、仮設用であるため、構造物が築造された後、撤去される。本発明では、図５および図７（特に、図７）に示すように、雌継４あるいは雄継手３の空間部１５の上端部に、適宜、カプラー２０が設けられ、カプラー２０高圧水供給用パイプ（または高圧水供給用ホース）１７が接続される。高圧水供給用パイプ１７から空間部１５に高圧水が供給されて、孔１６から鋼管矢板本体１の外面１４に向かって高圧水が噴射される。これにより、鋼管矢板本体１および継手３，４の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体１（および継手３，４）に対する周囲地盤２１との摩擦抵抗が低減された状態で、鋼管矢板２が矢印で示すように引き上げられる。
前記のように、鋼管矢板本体１の外面１４に向かって、高圧水を噴射すると、高圧水が鋼管矢板本体１の外面１４に沿って積極的に進行するため、効率よく周囲地盤２１と鋼管矢板本体１の外面１４との摩擦を低減することができる。

また、本発明では、図６および図８（特に、図８）に示すように、継手本体内に高圧水供給用パイプ１７を配管するようにしてもよい。高圧水供給用パイプ１７には、継手に設けられる孔１６の間隔と同じ間隔でノズルを設けてあり、高圧水供給原（図示を省略）から高圧水供給用パイプ１７に供給された高圧水は、高圧水供給用パイプ１７のノズルから、継手の孔１６を通して、鋼管矢板本体１の外面１４に向かって噴射される。これにより、鋼管矢板本体１および継手３，４の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体１（および継手３，４）に対する周囲地盤２１との摩擦抵抗が低減された状態で、鋼管矢板２が矢印で示すように引き上げられる。

（第２実施形態）
図９から図１１には、本発明の第２実施形態の鋼管矢板２および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図９は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図１０ＡおよびＢは、図９に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図１１は、本発明の第２実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。

本実施形態においては、雄継手３におけるフランジ１０の先端側に凹部２７が設けられ、その凹部２７に水膨張性止水材１３を設置する。凹部２７を形成することにより、水膨張性止水材１３を鋼管矢板打設前に確実に塗布し、必要量配置することができ、また、鋼管矢板打設時の剥離・脱落を防止できるので、水膨張性止水材による止水効果を高めることができる。
その他の構成部材は、上述の実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図１２から図１４には、本発明の第３実施形態の鋼管矢板２および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図１２は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図１３ＡおよびＢは、図１２に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図１４は、本発明の第３実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。

本実施形態においては、雄継手３および雌継手４における脚部５間の間隔が第１実施形態のものよりも広げられて、広幅とされる。これにより、雄継手３および雌継手４の、立設された鋼管矢板２における鉛直方向の引張強度、立設された鋼管矢板２における横方向のせん断強度、および曲げ剛性が高められている。また、雄継手３におけるフランジ１０の先端側に凹部２７が第２実施形態の場合よりも深く設けられ、その凹部２７に水膨張性止水材１３が設置される。また、雌継手４における溝底板８の雄継手３側よりの表面には、雄継手３側に向かって突出する断面半円状の凸部３０が継手４の長手方向に沿って設けられている。これにより、水膨張性止水材による止水効果が一層高められる。本実施形態では、凹部２７に向かって突出する凸部３０が設けられているので、水膨張性止水材１３による止水性を向上させることができる。その他の構成部材は、上述の実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図１５から図１７には、本発明の第４実施形態の鋼管矢板２および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図１５は、継手連結構造を拡大して示す平面図、図１６ＡおよびＢは、図１５に示す継手連結構造に用いられている雄継手および雌継手を示す平面図、図１７は、本発明の第４実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図である。

本実施形態では、雌継手４および雄継手３における脚部５はその一部が円弧状に形成され、また、脚部５間が接続部２４により一体に接続されている。雌継手４および雄継手３には、それぞれ、継手本体（雌継手嵌合部６Ａ、雄継手嵌合部６Ｂ）と、脚部５と、接続部２４とにより、脚部５間に断面円形の空間部１５が形成されている。
また、雄継手３における底板１１は、円弧状とされている。
また、雌継手４における側板７の内側は円弧状とされ、また、溝底板８の空間部１５側の内周面は円弧状とされている。
このような断面円形の空間部１５を備えている形態では、その断面円形の空間部１５に、容易に高圧水供給用パイプを地上から吊下ろして配設することができる。

（第５実施形態）
図１８および図１９には、本発明の第５実施形態の鋼管矢板２および鋼管矢板相互の継手連結構造における継手付近が示されている。図１８は、本発明の第５実施形態の鋼管矢板相互の連結状態を示す平面図、図１９は、継手連結構造を拡大して示す平面図である。

本実施形態では、雌継手４および雄継手３として、Ｈ形鋼等の断面Ｈ形の鋼材が用いられている。断面Ｈ形の鋼材における各フランジの片側半分を雌継手４における脚部５とし、溶接により鋼管矢板本体１に溶接により固定する。また、断面Ｈ形の鋼材における各フランジの残りの半分を雌継手４における側板７とする。断面Ｈ形の鋼材におけるウェブを雌継手４における溝底板８とする。
雌継手４における側板７の先端側には、連続または断続した鋼板が溶接により固定されて、内側凸部（第２凸部）２８を形成している。内側凸部２８の形状は特に制限されず、断面正方形あるいは断面長方形でもよいし、断面円形でもよい。

また、断面Ｈ形の鋼材における各フランジの片側半分を雄継手３における脚部５とし、溶接により鋼管矢板本体１に溶接により固定する。また、断面Ｈ形の鋼材における各フランジの残りの半分を雄継手嵌合部６Ｂのフランジ１０として使用する。断面Ｈ形の鋼材におけるウェブを雄継手３における底板１１とする。その雄継手３における雄継手嵌合部６Ｂのフランジ１０の先端側（またはその外側）には、連続した、または断続した鋼板が溶接により固定されて、外側凸部（第１凸部）２９を形成している。
外側凸部２９の先端は、フランジ１０よりも壁体の壁厚方向で外側に突出し、内側凸部２８よりも土留め壁１９の壁厚中心側に位置するようにされ、外側凸部２９の外端部間の寸法が雌継手４の側板７の内側寸法より小さくされており、勘合裕度の高い勘合部構造が形成されている。
本実施形態では、鋼管矢板の引き抜き時、各継手中心と鋼管中心とを結ぶ直線である法線方向（壁体が構築される方向）に、自在に鋼管矢板２を動かすことができ、鋼管矢板の引き抜き時の自由度が高く、引き抜きが容易になる。

本実施形態では、雄継手３における外側凸部２９よりも外側表面に、水膨張性止水材１３を設けてもよい。あるいは、雌継手４における内側凸部２８よりも基部側の内側面に水膨張性止水材１３を設けてもよい。水膨張性止水材１３を設けることにより、雄継手３と雌継手４間の止水が図られる。
図示の形態では、雌継手４における内側凸部２８内側間の寸法Ｔよりも、雄継手３における外側凸部２９外側間の寸法ｔを小さくするようにして、雌継手４に対して、雄継手３を緩く遊嵌させた状態としている。
前記のように、雌継手４の各側板７の内側に対向するように設けられる凸部２８の内側間の寸法Ｔよりも、雄継手３の継手嵌合部外側に設けられる各凸部２９の外側面間の寸法ｔが小さくされていると、鋼管矢板２を引き抜く場合に、鋼管矢板２を左右方向あるいは前後方向に動かす十分な遊びが鋼管矢板２の継ぎ手勘合部に生じるために、鋼管矢板２の引き抜き時の自由度を確保することができる。

なお、図示を省略するが、雌継手４における内側凸部２８間の間隔寸法Ｔよりも、雄継手３における外側凸部２９間の寸法ｔを大きくしてもよい。この場合、外側凸部２９と内側凸部２８とを離脱不能に係合することが可能になり、雄継手３から雌継手４方向の嵌合の十分な強度を確保することができると共に、水膨張性止水材１３による雄継手３と雌継手４間の止水も可能である。

（第６実施形態）
図２０には、本発明の第６実施形態の鋼管矢板２が示されている。本実施形態では、雌継手４における内側凸部２８と、雄継手３における外側凸部２９の取り付け位置を、図１９に示す第５実施形態よりも基端側よりにそれぞれ設ける。具体的には、雌継手４における各側板７の中央部付近にそれぞれ内側凸部２８を溶接により固定し、また、雄継手３における各フランジ１０の底板１１よりに外側凸部２９を溶接により固定している。

本実施形態では、雄継手３と雌継手４とが嵌合するときに、雄継手３における外側凸部２９が、雌継手４における内側凸部２８よりも奥部側（すなわち、雌継手４の基端側）ではなく、雌継手４における内側凸部２８よりも手前側（すなわち、雄継手３の基端側）に位置する。この形態では、継手相互の引き抜きが容易になる。また、雌継手４における内側凸部２８より先端側に水膨張性止水材１３が設けられ、また、外側凸部２９よりも先端側の外面に水膨張性止水材１３が設けられている。
前記のように、本実施形態では、雌継手４の各側板７の内側に対向するように設けられる凸部２８は、側板７の基端側に設けられ、雄継手３の継手嵌合部外側に設けられる凸部２９は、雄継手３のフランジ１０の中央部よりに設けられ、雌継手側の凸部２８と雄継手側の凸部２９とが係合しないように離されている。この場合、雌継手４側の凸部２８と雄継手３側の凸部２９とが接触することはないから、凸部２８，２９相互の干渉により、引き抜きが困難になることはない。また、鋼管矢板２の引き抜き時の自由度が格段に向上すると共に、引き抜きが容易になる。

図２１に、本実施形態の変形例の鋼管矢板を用いた継手嵌合部付近を示す。本変形例では、外側凸部２９あるいは内側凸部２８を断続して設ける。
この変形例では、上下方向に間隔をおいて、内側凸部２８と、外側凸部２９が千鳥状に配置されている。このように内側凸部２８に対して、外側凸部２９を上下方向に間隔をおいて千鳥状に設けるようにすると、鋼管矢板２を引き抜く場合に、内側凸部２８が外側凸部２９に係合する割合が少なくなり、また、引き抜き初期において、内側凸部２８と外側凸部２９が係合することはないから、引き抜きが容易になる。

（第７実施形態）
図２２は、補強用の脚部を備えた本発明の第７実施形態の継手および継手相互の嵌合接続部の横断平面図が示されている。
この形態では、鋼管矢板本体１に、長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手鋼管３３が溶接により固定されている。また、各スリット付きパイプ状の継手鋼管３３における短尺円弧状片３２の中間部の外面と鋼管矢板本体１の外面とに接続される帯状鋼板からなる補強用の脚部５が配置されている。各補強用の脚部５の一端部は、短尺または長尺の円弧状片に溶接により固定されており、他端部は鋼管矢板本体１の外面に溶接により固定されている。これにより、脚部５は方杖として機能する。また、前記補強用の脚部５と短尺円弧状片３２（または後記の長尺円弧状片３１）と鋼管矢板本体１の外面とにより、空間部１５が形成されている。本実施形態では、継手鋼管３３が、継手本体としての継手嵌合部をなす。

本実施形態では、長尺円弧状片３１の中央部付近および短尺円弧状片３２の先端部付近がそれぞれ補強用の脚部５に連結されている。これにより、長尺円弧状片３１の先端側の張り出し長さが短くなることで、各円弧状片の剛性が高められる。また、各円弧状片の基端側に補強用の脚部５が設けられていることで、各円弧状片の基端側が補強されている。特に、本実施形態では、補強用の脚部５と、円弧状片の基端側と、これらに囲まれる部分の鋼管矢板本体１とにより、略三角形を形成しているので、この部分の剛性が高められている。
また、本実施形態では、各補強用の脚部５に、鋼管矢板本体１の外周面に向かって高圧水を噴射するための、孔１６が上下方向に間隔をおいて設けられている。
本実施形態では、水膨張性止水材１３を、長尺円弧状片３１の先端部における対向する内側面に設けておくことにより、水膨張性止水材１３を膨張させて止水機能を発揮させることができる。

次に、図２３を参照しながら、上記各実施形態において脚部５に設けられる孔１６について詳細に説明する。
仮設用の土留め壁１９を構築するために、地中の深い深度に鋼管矢板２を打設した場合、鋼管矢板２の上端側から引き抜くときには、鋼管矢板２と周囲地盤２１との摩擦抵抗力、鋼管矢板２の自重、あるいは継手同士の水膨張性止水材を介した付着力等が、鋼管矢板２の引き抜き抵抗力として作用することになる。例えば直径１０００ｍｍ、板厚１２ｍｍの鋼管矢板を想定すると、鋼管矢板自重は、鋼管矢板の長さ１ｍ当たり約３ｋＮである。それに対して周面地盤との摩擦抵抗力は、通常の軟弱な粘土地盤を想定し、その付着力を２０ｋＮ／ｍ^２と仮定すると、鋼管矢板の長さ１ｍ当たり約６０ｋＮとなり、鋼管矢板自重の２０倍となる。上述の鋼管矢板と地盤の組合せ例でも理解できるように、周面地盤との摩擦抵抗は、鋼管矢板の引き抜き抵抗の大半を占める。鋼管矢板の継ぎ手の損傷を少なくし、リサイクル可能にするためには、継ぎ手に過度な変形をおこす力を作用させないことが重要であり、そのため引き抜き抵抗の低減が必須となる。

前記のうち、鋼管矢板２と周囲地盤２１との摩擦抵抗力を低減できると、鋼管矢板２の引き抜きに要する力を大幅に低減することができる。脚部５に孔１６を上下方向に間隔をおいて設けて、孔１６から鋼管矢板２の外面に向かって高圧水を噴射することにより、鋼管矢板２の外面を囲む周囲地盤２１の地盤を緩め、鋼管矢板２の外面と周囲地盤２１との摩擦抵抗を低減する。
空間部１５に高圧水を供給した場合、矢板２を鉛直方向に立設した場合の下位に位置する孔１６から噴射する高圧水の噴射力は、矢板２を鉛直方向に立設した場合の上位に位置する孔１６から噴射する高圧水の噴射力よりも大きい。したがって、上位に位置する孔１６から噴射する高圧水の噴射力を所定の値以上にして、鋼管矢板２の外面の周囲地盤を十分緩める必要がある。このため、図２４Ｂに示すように、下位に位置する孔１６に逆止弁２２を設けて、上位に位置する孔１６から噴射する高圧水の噴射力が、下位に位置する孔１６から噴射する高圧水の噴射力と、同等となるように調整するようにしてもよい。

逆止弁２２としては、例えば、切れ目２２ｂを有するゴム製逆止弁２２ａ、あるいは金属製球状弁体にバネ圧を付与して弁座に押し付ける通常の逆止弁を設置するようにしてもよい。逆止弁２２は、継手３，４または脚部５を矢板本体１に取り付ける前に、継手３，４の脚部５に取り付けるようにすればよい。逆止弁２２の開弁圧は、上下方向（すなわち、矢板２を立設した場合の鉛直方向）のレベルの低い位置に設置されている逆止弁ほど高くすると、上下方向の全部の孔１６から同時に高圧水を噴射することができる。上下方向のすべての逆止弁の開弁圧を一定にすると、下位に位置する孔１６ほど、噴射圧の高い状態の高圧水を噴射させることができる。

図２５には、本発明の第６実施形態の鋼管矢板相互の継手連結構造における継手に高圧水供給用パイプを挿入配置した状態が示されている。
この形態の継手連結構造と、図１５に示す継手連結構造とで相違する点は、図２５に示す形態では、雄継手３における円弧状の各脚部５の内周面に、上下方向に連続した凹溝２５からなる位置決め用係合部２３が対称に、上下方向に連続して設けられている点である。

位置決め用係合部２３は、連続した凸部でもよい。この場合は、継手と係合する高圧水供給用パイプに凹溝が形成される。
すなわち、この形態では、継手本体としての継手嵌合部６Ａまたは６Ｂと脚部５と脚部相互の接続部２４とにより囲まれた空間部１５における内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用係合部２３が設けられる。
位置決め用係合部２３としての凹溝２５は、一つ以上であればよく、例えば、等間隔に３つ、あるいは４つ設けるようにしてもよい。位置決め用係合部２３としての凹溝２５の断面形態は特に限定されず、半円状溝や矩形状溝であってもよい。

凹溝２５に対応して、図２５に２点鎖線で示すように、空間部１５に挿入される高圧水供給用パイプ１７の外周面に、対称に凸部２６が設けられる。凸部２６を凹溝２５に嵌合させることで、高圧水供給用パイプ１７を位置決めした状態で挿入することで、高圧水供給用パイプ１７の内部に設けられるノズルと、脚部５に設けられる孔とを、パイプ１７の周方向にずれることなく設置することができる。したがって、パイプ１７を挿入する際は、上下方向のみを正確に位置合わせすれば、高圧水供給用パイプ１７に設けられるノズルと、脚部５に設けられる孔とを所定の位置に合致させることができる。
また、鋼管矢板側の脚部５に設けられている孔１６の位置は、地盤貫入前に計測することで正確に把握できる。また、高圧水供給用パイプ１７を吊下ろす距離を計測することで、高圧水供給用パイプ１７のノズルの位置と、脚部５側の孔の位置とを正確に合致させることができる。

なお、図示を省略するが、第１〜第５実施形態の場合に、継手本体としての雌継手嵌合部６Ａまたは雄継手嵌合部６Ｂと、脚部５と鋼管矢板本体１とに囲まれた空間部１５における内周面に、上下方向に連続した凹溝または凸部からなる位置決め用係合部２３を、少なくとも１つ、好ましくは２つ設けるようにしてもよい。この場合には、地上から高圧水供給用パイプ１７を吊下ろすことができ、空間部１５に水圧をかけない形態となるので、脚部５の溶接は、高度な品質は要求されない。

孔１６あるいは高圧水供給用パイプ１７におけるノズルから噴射される高圧水（ウォータージェット）の圧力を、１４．７Ｍｐａで連続１分間噴射して３００リットル噴射した場合、周囲地盤のＮ値が５０である非常に固い地盤に対して約７００ｍｍの切削深度を得ることができる。

なお、通常、鋼管矢板本体１の管径は、例えば、直径で７００ｍｍ〜１６０００ｍｍである。1列に配置された孔１６より噴射した高圧水により鋼管矢板２と地盤との付着を低減させる必要のある範囲は、鋼管矢板本体1の周長の１/４であり、５５０〜１２５０ｍｍ程度の噴射水の到達距離があれば十分である。例えば９００ｍｍ前後程度の場合は、鋼管矢板本体1の周長の１／４は、７００ｍｍ程度であり、約７００ｍｍの切削深度で、鋼管矢板本体１の外面の中央付近まで、高圧水を到達させることができる。したがって、鋼管矢板本体１の外周面付近の地盤を緩めて、鋼管矢板２と地盤との付着を低減させて、引き抜き時の摩擦抵抗を格段に低減することができ、鋼管矢板２を引き抜くことが容易になる。また、引き抜き力を小さくすることにより、鋼管本体の変形が小さくなるとともに、継ぎ手に作用する変形力を大幅に低減できるので、継ぎ手の変形も少なくなり、補修作業を大幅に軽減できる。そのため引き抜き作業ならびに引き抜き後の補修作業に大きな費用を掛ける必要がなく、経済的に鋼管矢板２のリサイクル使用が可能となる。
なお、噴射圧力は、地盤の強度に応じて、設計により、適宜設定される。また、鋼管矢板本体１に対する孔１６の傾斜角度は、鋼管矢板本体１の管径を考慮して適宜設定される。

また、鋼管矢板２の表面に、予め、水膨張性止水材を塗布形成しておくと、地盤打設後において、周囲地盤の水分を吸収して膨張し、地盤との摩擦抵抗を低減し、引き抜きを容易にすることができる。

前記のように鋼管矢板の表面に水膨張性止水材を塗布することで、水膨張性止水材を摩擦低減材として機能させることができる。本発明のように、継手から高圧水を鋼管矢板本体の外面に向かって噴射することにより、矢板の表面に塗布された水膨張性止水材を膨張させて、摩擦低減材として確実に機能させることができる。
特に、本発明の場合は、鋼管矢板における前面側の脚部５および後面側の脚部５に孔１６を設けるので、鋼管矢板２の前面側および後面側の両方の地盤を緩めて、鋼管矢板の前後両面に対する地盤の摩擦抵抗を格段に低減させることができる。

次に、前記の各実施形態の鋼管矢板２を地盤に打設して、仮設土留め壁１９を構築後、仮設用の鋼管矢板２を引き抜く場合について説明する。空間部１５に高圧水を供給する場合は、雌継手４あるいは雄継手３の空間部１５の上端部に、適宜、カプラー２０が設けられる。カプラー２０は、高圧水供給用接続部材であるとともに、高圧水供給時に圧力が上方から逃げないように蓋の機能を有しており、図７に示すように鋼材状のものを溶接してもよいし、図示は省略するが鋼管と加圧式のゴム状のパッカーを組み合わせたものを使用してもよい。カプラー２０に高圧水供給用パイプ１７が接続される。高圧水供給用パイプ１７から空間部１５に高圧水が供給されて、孔１６から鋼管矢板本体１の外面に向かって高圧水が噴射され、鋼管矢板本体１および継手３，４の周囲の地盤が緩められて、鋼管矢板本体１（および継手３，４）に対する周囲地盤２１との摩擦抵抗が低減された状態で、引き上げられる。

なお、前記の場合、鋼管矢板２の引き上げに伴い、上部に位置する鋼管矢板部分は適宜、切断撤去され、残された鋼管矢板における継手の空間部の上端部にカプラーおよび高圧水供給用パイプが再度接続される操作を順次繰り返して、鋼管矢板は全て撤去される。
なお、一度に鋼管矢板を引き抜ける大型クレーン等を使用する場合には、前記のような操作を必要としない。

また、空間部１５に高圧水供給用パイプ１７を挿入配置する場合は、高圧水供給用パイプ１７のノズルを、脚部５に設けられた孔１６の位置に合わせる。高圧水供給用パイプ１７のノズルから噴射した高圧水を、脚部５に設けられた孔１６を通過させて、鋼管矢板本体１の外面側に向かって噴射させる。これにより、鋼管矢板２と地盤との摩擦を低減させて、前記と同様に鋼管矢板２を引き上げる。

なお、前記の場合、鋼管矢板２の引き上げに伴い、上部に位置する鋼管矢板部分は適宜、切断撤去される。また、高圧水供給用パイプ１７は、複数の高圧水供給用パイプユニットを適宜接続されて構成されるため、適宜、下部側が支持された状態で、上部側が離脱され、上部の鋼管矢板部分を撤去後に再度接続される操作を順次繰り返して、鋼管矢板は全て撤去される。

前記の引き上げは、鋼管矢板本体に複数のクランプを設置して把持し、各クランプを同時にクレーンにより吊り上げることにより行ってもよい。また、前記複数のクランプと、リーダーを有する三点式杭打ち機と、リーダーに油圧式ジャッキを位置調整可能に組み込んだ状態で、起振機により吊り上げ時に振動を鋼管杭本体に付与しながら吊り上げるようにしてもよい。

なお、上記の実施形態では、高圧水（ウォータージェット）の噴射により、鋼管矢板２の矢板本体１の外面と周囲地盤２１との摩擦を低減することについて説明した。これに加えて、高圧水の噴射により鋼管矢板２の引き抜き時における隣り合う雄継手３と雌継手４との嵌合部の摩擦を低減するようにしてもよく、あるいは、雄継手３または雌継手４と周囲地盤との摩擦を低減するようにしてもよい。このようにすると、鋼管矢板２の引き上げが一層容易になるばかりでなく、継手部の摩擦による負担も低減し、継手の損傷の低減できる。このような形態について、図２６を参照して詳細に説明する。

（第９実施形態）
図２６は、第９実施形態の鋼管矢板２を使用した仮設用土留め壁における継手嵌合部を拡大して示す。雌継手４における溝底部８に、雌継手４の空間部１５と雌継手嵌合部６Ａの溝内に連通する孔（第２噴射孔）４４が設けられる。これにより、継手内に高圧水を噴射し、引き抜き時の摩擦を低減するようにしている形態である。
また、雄継手３における底板１１に、雄継手３の空間部１５と雄継手嵌合部６Ｂにおけるウェブ１２の周囲の空間とを連通させるために、ウェブ１２を挟んで底板１１に２つの孔（第２噴射孔）４５が設けられる。これにより、継手嵌合部内またはその付近に高圧水を噴射し、引き抜き時の摩擦を低減するようにしている形態である。

これらの場合には、前記実施形態と同様に、雌継手４または雄継手３の空間部１５に供給される高圧水、または雌継手４または雄継手３の空間部１５に配置される高圧水供給用パイプに供給される高圧水が、孔４４，４５から噴射される。
雌継手４に孔４４を設けたり、雄継手３に孔４５に設けたりすることにより、複数の鋼管矢板が隣接して配置される場合では、隣り合う雄継手３と雌継手４との嵌合部の摩擦を低減し、鋼管矢板が隣接して配置されない場合には、鋼管矢板と周囲地盤との摩擦を低減することができる。

雌継手４に設ける孔４４の上下方向の間隔、雄継手３に設ける孔４５の上下方向の間隔は、雌継手４または雄継手３の脚部５に設ける孔１６の上下方向の間隔と同様でもよい。しかしながら、上下方向に位置をずらして設けたほうが、同じ水平位置における継手部の断面欠損が少なくなるから、望ましい。
なお、雌継手４または雄継手３の脚部５に設ける孔１６の噴射方向、雌継手４または雄継手３に設ける孔４４，４５の噴射方向は、水平方向でもよいし、上向き方向あるいは下向き方向に噴射してもよい。

本発明を実施する場合、高圧水に使用する水としては、水道水のみならず、摩擦低減材を混合させた流体でもよい。また、鋼管矢板本体１としては、断面円形鋼管であっても、断面角形鋼管であってもよい。

本発明の鋼管矢板によると、継手の上下方向の引張強度あるいは横方向（水平方向）のせん断強度等の剛性を格段に高めることができる。また、本発明の鋼管矢板によると、仮設用に鋼管矢板を深い深度に打設しても、第一噴出孔から高圧水を噴射して、鋼管矢板の外表面と地盤との摩擦を低減して、鋼管矢板を引き上げ回収することができる。また、簡単な構造の継手によって、矢板本体および継手の損傷を防止し鋼管矢板のリサイクルが可能になる。

１ 鋼管矢板本体
２ 鋼管矢板
３ 雄継手
４ 雌継手
５ 脚部
６Ａ 雌継手嵌合部（雌継手本体）
６Ｂ 雄継手嵌合部（雄継手本体）
７ 側板
８ 溝底板
９ リップ
１０ フランジ
１１ 底板
１２ ウェブ
１３ 水膨張性止水材
１４ 鋼管外面
１５ 空間部
１６ 孔
１７ 高圧水供給用パイプ
１８ 閉塞板
１９ 土留め壁
２０ カプラー
２１ 周囲地盤
２２ 逆止弁
２２ａ ゴム製逆止弁
２２ｂ 切れ目
２３ 位置決め用係合部
２４ 接続部
２５ 凹溝
２６ 凸部
２７ 凹部
２８ 内側凸部
２９ 外側凸部
３０ 断面半円状凸部
３１ 長尺円弧状片
３２ 短尺円弧状片
３３ スリット付きパイプ状の継手鋼管
３４ 雌継手
３５ 脚部
３６ 雄継手
３７ 雄雌兼用の継手
３８ 鋼製雌継手構成片
４０ 鋼管矢板
４１ 鋼管矢板
４２ 鋼管矢板
４３ 地盤
４４ 孔
４５ 孔
４６ 腹起こし
４７ 切り梁

Claims (18)

1. 鋼管からなる矢板本体と、
   前記矢板本体の外面に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第１継手と、
   前記矢板本体の前記外面の前記第１継手とは反対側に、前記矢板本体の長手方向に沿って設けられた第２継手と、を備える鋼管矢板であって、
   前記第１、第２継手はそれぞれ、継手本体と、前記矢板本体の前面側に配置された第１脚部と、前記矢板本体の後面側に前記第１脚部から離間して配置され、前記第１脚部とともに前記継手本体を支持する第２脚部とを有し、
   前記第１、第２脚部はそれぞれ、前記矢板本体に固定され、
   前記第１継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第１空間部が設けられ、
   前記第２継手に、前記矢板本体の長手方向に沿って延在し、同長手方向の一端が閉塞された第２空間部が設けられ、
   前記第１空間部を区画する前記第１継手の前記第１、第２脚部、および前記第２空間部を区画する前記第２継手の前記第１、第２脚部に、前記第１、第２空間部から外方に向けて加圧水を噴射するための第１噴射孔が設けられている
   鋼管矢板。
2. 前記第１空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記矢板本体とに囲まれ、
   前記第２空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第２継手と、前記矢板本体とに囲まれている
   請求項１に記載の鋼管矢板。
3. 前記第１空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記第１継手部に含まれる前記第１、第２脚部の接続部とに囲まれ、
   前記第２空間部は、前記継手本体、前記第１、第２脚部を含む前記第１継手と、前記第２継手部に含まれる前記第１、第２脚部の接続部とに囲まれている請求項１に記載の鋼管矢板。
4. 前記第１噴射孔にノズルが設けられている請求項１に記載の鋼管矢板。
5. 前記第１噴射孔は、前記継手の長手方向に間隔をおいて前記脚部に複数設けられている請求項１に記載の鋼管矢板。
6. 前記第１噴射孔は、その入り口よりも出口が、前記脚部より外側の前記矢板本体の前記外面に近づくように傾斜して設けられている請求項１に記載の鋼管矢板。
7. 前記第１空間部、および前記第２空間部の内周面に、長手方向に連続する凹部または凸部からなる位置決め用の係合部が設けられている請求項１に記載の鋼管矢板。
8. 前記第１、第２継手はそれぞれ、断面Ｈ形の継手とされている請求項１に記載の鋼管矢板。
9. 鋼管矢板の継手構造であって、
   請求項１に記載の鋼管矢板を、一つの鋼管矢板の前記第１継手と他の鋼管矢板の前記第２継手とが嵌合するよう複数配置して構成され、
   前記第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる第２凸部内側間の寸法よりも、前記第１継手の継手嵌合部外側に設けられる第１凸部外側面間の寸法が小さくされている鋼管矢板の継手構造。
10. 前記第２継手の各側板の内側に対向するように設けられる前記第２凸部は、前記側板の基端側に設けられ、前記第１継手の継手嵌合部外側に設けられる前記第１凸部は、前記第１継手のフランジの中央部よりに設けられ、前記第２継手の前記第２凸部と前記第１継手の前記第１凸部とが係合しないように離されている請求項９に記載の鋼管矢板の継手構造。
11. 前記第１継手の前記第１凸部と、前記第２継手の前記第２凸部とが、前記継手の長手方向に断続して千鳥状に設けられている請求項９に記載の鋼管矢板の継手構造。
12. 前記第１、第２継手の前記継手本体は前記継手の長手方向に沿ったスリットを有するパイプ状の継手本体である請求項１に記載の鋼管矢板。
13. 前記継手本体には、継手嵌合内に高圧水を噴射するための第二噴射孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板。
14. 請求項１に記載の鋼管矢板を複数嵌合させて構成される壁構造。
15. 前記鋼管矢板の表面に摩擦低減材が設けられている請求項１に記載の鋼管矢板。
16. 前記脚部は、前記継手本体と前記矢板本体とに渡って設置され、継手を補強する補強用の脚部である請求項１に記載の鋼管矢板。
17. 請求項１に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、
    前記第１、第２空間部に加圧水を供給する工程と、
    前記第１噴射孔を通じて前記第１、第２空間部の外方に向かって加圧水を噴射する工程と、
    前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える鋼管矢板の引き抜き方法。
18. 請求項１に記載の鋼管矢板を地盤から引き抜く方法であって、
    前記第１、第２空間部に加圧水供給用パイプを挿入する工程と、
    前記加圧水供給用パイプのノズルを、前記第１噴射孔の位置に合わせる工程と、
    前記加圧水供給用パイプに供給された加圧水を、前記ノズルおよび前記第１噴射孔を通じて前記第１、第２空間部の外方に向かって噴射する工程と、
    前記加圧水の噴射により前記鋼管矢板と地盤との摩擦を低減させたうえで、前記鋼管矢板を上方に引き上げる工程と、を備える鋼管矢板の引き抜き方法。

Images