JP4815198B2 - 掘削溝用矢板式支保工構造 - Google Patents

Description

この発明は、ガス管、上・下水道管、電線・電話ケーブル等の埋設管の敷設に際し、掘削溝の両側壁に沿って建て込み配列した鋼矢板と、同鋼矢板に沿って水平方向に当てがい相対向する配置に架設した腹起こし材と、相対向する配置の腹起こし材間の間隔を保持する切梁とから成り、土圧による鋼矢板の倒れ込みを防止する矢板式支保工構造の技術分野に属し、更に云えば、長尺の埋設管の敷設作業に好適に使用される鋼矢板に腹起こし材を効率的、且つ経済的に架設できる掘削溝用矢板式支保工構造に関する。

埋設管の敷設工事の多くは通常、開削工法により行われており、従来から行われている代表的な工法として、例えば、管埋設深さまで掘削した溝の両側に鋼矢板を並べて打ち込み、腹起こし材をこれに沿って水平方向に当てがい、掘削溝内において相対向する配置の腹起こし材間の間隔を切梁で保持して土圧による鋼矢板の倒れ込みを防止しつつ、埋設管の延長方向に掘削を進行する工法がある。

この工法に使用する支保工は、例えば、図８に示したように、掘削溝の両側壁に沿って一定間隔で相対向する配置に溝形材等の支柱ａ…を設け、この相対向する配置の支柱ａ、ａの溝幅方向の間隔を保持するために切梁３をほぼ水平に架設し、掘削溝の長手方向の支柱ａ、ａ間に前記切梁３と同等レベルに取り付けた腹起こし材２と、掘削溝の両側壁と腹起こし材２との間に配列した複数の鋼矢板ｃとによって、土圧による鋼矢板ｃの倒れ込みを防止する構造で実施されている。ちなみに、図中の符号ｂは腹起こし支持材を示しており、前記支柱ａに溶接等の固定手段で固定されている（例えば、特許文献１の図１、特許文献２の図１３、特許文献３の図１１、及び特許文献４の図７を参照）。

しかし、実際の工事施工に際して、例えば前記支保工構造を軟弱地盤等に使用する場合は、所定の腹起こし材の位置まで掘り下げる以前の段階で前記腹起こし材２及び切梁３を設置して土留めすることが必要となり、これに対処するために、腹起こし材２及び切梁３の位置を自在に上下できる支保工構造の開発が望まれていた（特許文献２の段落[0010]、及び特許文献３の段落[0009]を参照）。また、既設の異なる埋設管が、掘削溝を横断する場合等にこれを回避するためにも、腹起こし材２及び切梁３の位置を自在に上下できる支保工構造の開発が望まれていた。

そこで、本出願人は、前記矢板ｃに沿って上下方向に摺動自在で、且つ任意の高さで位置決め可能な構成の腹起こし支持材を開発し、腹起こし材２及び切梁３の位置を自在に上下できる掘削溝用矢板式支保工構造を提案し、上記問題を解消した（特許文献３の図１〜図５等を参照）。

しかしながら、前記腹起こし支持材は、特許文献３の図１〜図５等に開示されているように、フランジの高さの低い鋼矢板ｃには好適に実施できるものの、長尺の埋設管を敷設する場合等に好適に実施されるフランジの高さの高い重量鋼矢板や軽量鋼矢板（図９Ａ〜Ｃ参照）には、その構造上適用することができなかった。

したがって、従来、前記フランジの高さの高い重量鋼矢板や軽量鋼矢板による支保工構造は、例えば、特許文献５の図１〜図５に示したように、鋼矢板自体に鉛直方向に所要の間隔で細長い切り孔を穿設し、同切り孔に腹起こし受け金物（ブラケット）を取り付ける等の方法で、鋼矢板に腹起こし材を架設して実施するほかなかった。

特開平８−２７７５２８号公報 特開平９−１４４００１号公報 特開平１０−１６８８８１号公報 特開平１０−２６６２０９号公報 特開平１０−８４６９号公報

前記特許文献５に係る技術は、掘削溝の両側壁に沿って建て込む鋼矢板のうち、腹起こし受け金物を取り付ける鋼矢板のみ別異に加工する必要があり、経済的でなかった。また、現場作業においても予め加工した鋼矢板の設置位置を考慮して配列作業を行わねばならず、施工性も悪かった。

そこで、本出願人は、図１０と図１１に示したような矢板式支保工構造を開発し、実施している。この支保工構造に係る鋼矢板１には、所謂Ｕ形鋼矢板１を使用しており、互いに結合したＵ形鋼矢板１…が形成する任意の凹部１１に、外側（図面では上側）のＵ形鋼矢板１のウエブ１ａに掛け止めた状態で内側（図面では下側）のＵ形鋼矢板１のウエブ１ａとほぼ面一となる方形状の筒形鋼管ｄを設置し、同筒形鋼管ｄの内側面の鉛直方向に所要の間隔で設けた複数の切り欠き部ｇに腹起こし受けブラケットｅを掛け止めて位置決めし、同ブラケットｅに腹起こし材２を架設して実施している。ちなみに、図中の符号ｈは、鉛直方向に所要の間隔で設けた振れ止めプレートを示している。

この支保工構造によれば、前記特許文献５に係る技術と比して、鋼矢板１に何ら加工を施すことなく実施できるので、経済的である。また、現場作業においても特定の矢板に拘束されることなくスムーズに配列作業を行うことができるので、煩わしくなく、施工性がよい。さらに、前記筒形鋼管ｄの切り欠き部ｇを鉛直方向に複数箇所設けることにより、腹起こし材２及び切梁３の位置をフレキシブルに上下動することができる。よって、現状においては、非常に有益な技術と云える。

しかしながら、前記筒形鋼管ｄは、その大きさがＵ形鋼矢板１の深さ（高さ）に応じて、一辺が、１７．０〜２２．４ｃｍ程度もあり、その大きさ故に製造単価はもちろん、運搬費も嵩み、現場作業も煩わしいという新たな問題が生じた。また、施工現場においては、地盤性状等に応じてサイズの異なる鋼矢板を複数種類組み合わせて実施することが少なくなく、これに応じてサイズの異なる筒形鋼管ｄを複数種類用意する必要があり、前記問題が顕著化した。よって、前記筒形鋼管ｄに代わる、よりコンパクト化した腹起こし支持材を実現することができれば、さらに有益な技術を提供できることは明らかである。

本発明の目的は、フランジの高さの高い重量鋼矢板や軽量鋼矢板による支保工構造を実施するにあたり、鋼矢板１に何ら加工を施すことなく実施することができ、現場作業においても特定の鋼矢板１に拘束されることなくスムーズに配列作業を行うことができ、腹起こし材２及び切梁３の位置をフレキシブルに上下動できることは勿論、コンパクト化した腹起こし支持材を実現することにより、製造単価や運搬費のコスト削減に寄与し、現場作業もスムーズに行い得る、経済性及び施工性に優れた掘削溝用矢板式支保工構造を提供することである。

上述した背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る掘削溝用矢板式支保工構造は、図１に示したように、掘削溝の両側壁に沿って建て込み配列した鋼矢板１と、同鋼矢板１に沿って水平方向に当てがい相対向する配置に架設した腹起こし材２と、相対向する配置の腹起こし材２間の間隔を保持する切梁３とから成る矢板式支保工構造において、
前記鋼矢板１は、ウエブ１ａと同ウエブ１ａの両縁端部に設けられたフランジ１ｂとからなり、前記腹起こし材２は、前記鋼矢板１の左右のフランジ１ｂ、１ｂに掛け止めてウエブ１ａの左右にほぼ面一となる構成の鉛直方向に細長い一対の取付部材４、４と、当該一対の取付部材４、４に着脱自在に掛け止められる腹起こし受けブラケット５とから成る腹起こし支持材により支持されていること、
前記鉛直方向に細長い一対の取付部材４、４は、同形同大で、その一面４ａ（又は４ｂ）は鋼矢板１のフランジ１ｂに沿わせ、他面４ｂ（又は４ａ）はウエブ１ａとほぼ面一となる横断面略く字形に形成され、その両面の上端部には前記フランジ１ｂ、１ｂに掛け止め可能な断面Ｌ字形状等の掛け止め部４ｃが設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した掘削溝用矢板式支保工構造において、図３と図５に示したように、前記鉛直方向に細長い一対の取付部材４、４は、鉛直方向に所定の間隔で、腹起こし受けブラケット５を掛け止め可能な切り欠き部４ｅが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る掘削溝用矢板式支保工構造によれば、前記鋼矢板１に何ら加工を施すことなく実施することができ、現場作業においても特定の鋼矢板１に拘束されることなくスムーズに配列作業を行うことができる。前記一対の取付部材４、４に複数の切り欠き部４ｅを設けて実施することにより、腹起こし材２及び切梁３の位置をフレキシブルに上下動することもできる。また、図１０に係る掘削溝用矢板式支保工構造と比して、よりコンパクト化した腹起こし支持材（特には取付部材５）で実施することができるので、製造単価や運搬費のコスト削減に寄与し、現場作業もスムーズに行うことができ、経済性及び施工性に非常に優れている。さらに、サイズの異なる鋼矢板を複数種類組み合わせて実施する場合でも、取付部材４を構成する薄鋼板の折り曲げ角を適宜調整して製造するだけで容易に対応できるので、経済的である。

本発明に係る掘削溝用矢板式支保工構造は、上述した発明の効果を奏するべく、以下のように実施される。

図１は、請求項１に係る掘削溝用矢板式支保工構造を概略的に示している。図２は、図１の枢要部を拡大して示している。この支保工構造は、掘削溝の両側壁に沿って建て込み配列した鋼矢板１と、同鋼矢板１に沿って水平方向に当てがい相対向する配置に架設した腹起こし材２と、相対向する配置の腹起こし材２間の間隔を保持する切梁３とから成る。前記鋼矢板１は、ウエブ１ａと同ウエブ１ａの両縁端部に設けられたフランジ１ｂ、１ｂとからなり、前記腹起こし材２は、前記鋼矢板１の左右のフランジ１ｂ、１ｂに掛け止めてウエブ１ａの左右にほぼ面一となる構成の鉛直方向に細長い一対の取付部材４、４と、当該一対の取付部材４、４に着脱自在に掛け止められる腹起こし受けブラケット５、５とから成る腹起こし支持材により支持されている。

図示例に係る鋼矢板１は、ウエブ１ａと同ウエブ１ａの両縁端部に設けたフランジ１ｂ、１ｂとから成るＵ形鋼矢板１（図９Ａ参照）を互いに結合して実施しているがこれに限定されず、ハット形鋼矢板１０（図９Ｂ参照）を互いに結合して実施することもできるし、フランジの高さの高い軽量鋼矢板２０（図９Ｃ参照）を互いに結合して実施することもできる。要するに、本発明に係る支保工構造は、フランジの高さの高い重量鋼矢板や軽量鋼矢板に好適に実施することができるのである。前記腹起こし材２は一例として、角形鋼管（一例として、１５０×１００×４０００ｍｍ）で実施している。また、前記切梁３は一例として、伸縮自在な水圧ジャッキで実施している。

前記腹起こし支持材を構成する一対の取付部材４、４は、同形同大で、図２〜図４にも示したように、その一面４ａ（又は４ｂ）は鋼矢板１のフランジ１ｂに沿わせ、他面４ｂ（又は４ａ）はウエブ１ａとほぼ面一となる横断面略く字形に形成され、その両面４ａ、４ｂの上端部には前記フランジ１ｂに掛け止め可能な断面Ｌ字形状等の掛け止め部４ｃ、４ｃが設けられている（以上、請求項１記載の発明）。また、前記一対の取付部材４、４は、鉛直方向に所定の間隔で、腹起こし受けブラケット５を掛け止め可能な切り欠き部４ｅが設けられている（請求項２記載の発明）。

具体的に、前記取付部材４は、前記鋼矢板１のフランジ１ｂに当接し、ウエブ１ａとほぼ面一となるように、断面く字形に折り曲げ成形した薄鋼板で実施している。前記取付部材４の寸法は、一例として、一辺が１００ｍｍ、高さ３２００ｍｍで実施している。前記取付部材４の裏側には、鉛直方向に所定の間隔（図示例では、５００ｍｍ）で三角形状の補強リブ４ｄをほぼ水平に複数個（図示例では、７個）当接して設けている。前記掛け止め部４ｃは、図４に示したように、断面Ｌ字形（図示例では、３５×５０ｍｍ）に折り曲げ成形した薄鋼板の一端部を、鋼矢板１のフランジ１ｂの肉厚を確保して、前記取付部材４の上端部に設けた補強リブ４ｄの上面に溶接等の固定手段でしっかり固定して実施している。前記取付部材４に穿設する切り欠き部４ｅは、一例として、鉛直方向に５００ｍｍの間隔で、左右対称配置で６箇所ずつ計１２箇所設けて実施している。各切り欠き部の寸法は、横５０ｍｍ、縦３０ｍｍで実施している。

ちなみに、上記支保工構造に係る取付部材４等の各構成部材の大きさは勿論これに限定されず、適宜設計変更可能である。特に、前記取付部材４の断面く字形の内角の大きさは、使用する鋼矢板１のサイズ（型式）に応じて適宜設計変更されるし、前記取付部材４の高さ寸法は、前記鋼矢板１を地中に建て込んだ状態で、そのフランジ１ｂに掛け止めて吊り下げ可能な寸法に適宜設計変更される。また、前記一対の取付部材４、４は、同形同大で実施することが施工上好ましいが、同形同大に実施することに限定されるわけではない。

図５は、前記取付部材４の切り欠き部４ｅに掛け止める腹起こし受けブラケット５を示している。この腹起こし受けブラケット５は、図７Ａ〜Ｃに示したように、薄鋼板を断面Ｌ字形（８０×８０ｍｍ）に折り曲げ成形した腹起こし材受け部５ａと、薄鋼板を断面Ｚ字形（４５×８０×８０ｍｍ）に折り曲げ成形した差し込み部５ｂとを組み合わせて溶接等の固定手段でしっかり固定して成る。この腹起こし受けブラケット５は、図６Ａ、Ｂに段階的に示したように、傾斜させた状態からその差し込み部５ｂの先端を前記切り欠き部４ｅ内へＸ方向に差し込み、続いてＹ方向へ回転させて、前記差し込み部５ｂの上下の先端部をそれぞれ前記取付部材４の裏側面と表側面に当接させる一連の手順により、前記腹起こし材２を水平に架設できるように前記切り欠き部４ｅに掛け止めている。ちなみに、図示例に係る前記腹起こし材受け部５ａの幅寸Ｂ_１は、一例として、２００ｍｍ、差し込み部５ｂの幅寸は、５０ｍｍで実施している（図７Ｃ参照）。

よって、上記構成の掘削溝用矢板式支保工構造の施工手順は、先ず、図１に示したように、前記鋼矢板１に前記腹起こし材２を架設するにあたり、前記鋼矢板１における前記腹起こし材２の両端部（さらには、必要に応じて中間部）を支持するに好適な部位に、前記一対の取付部材４、４を、その上端部の掛け止め部４ｃを利用して、前記鋼矢板１の両肩部（フランジ１ｂ、１ｂ）にしっかり掛け止めて吊り下げる（図４も参照）。前記一対の取付部材４、４の一面４ａ（又は４ｂ）は、前記鋼矢板１のウエブ１ａに沿って面一となる（図２参照）。ちなみに、前記一対の取付部材４、４は同形同大で実施しているので、左右のフランジ１ｂ、１ｂに掛け止める際のチェック等をする必要はなく、スムーズな掛け止め作業を行い得る。

次に、前記一対の取付部材４におけるウエブ１ａに沿って面一となる面に複数設けた切り欠き部４ｅの所要の位置（例えば、上から２段目の切り欠き部４ｅと５段目の切り欠き部４ｅの上下２段）に、前記腹起こし受けブラケット５を、前記図６Ａ、Ｂに示した手順で、しっかり掛け止めて位置決めする（図５も参照）。前記腹起こしブラケット５は、その腹起こし材受け部５ａの受け部が、図６Ｂに示したようにほぼ水平になる。かくして、前記腹起こし材２は、その両端部を、前記腹起こしブラケット５の腹起こし材受け部５ａにほぼ水平にしっかり架設することができるのである。

したがって、上記構成の掘削溝用矢板式支保工構造は、前記鋼矢板１に何ら加工を施すことなく実施することができ、現場作業においても特定の鋼矢板１に拘束されることなくスムーズに配列作業を行うことができる。前記一対の取付部材４に複数の切り欠き部４ｅを設けて実施することにより、腹起こし材２及び切梁３の位置をフレキシブルに上下動することができる。また、図１０に係る支保工構造と比して、よりコンパクト化した腹起こし支持材（特には取付部材５）で実施することができるので、製造単価や運搬費のコスト削減に寄与し、現場作業もスムーズに行うことができ、経済性及び施工性に非常に優れている。さらに、サイズの異なる鋼矢板を複数種類組み合わせて実施する場合でも、取付部材４を構成する薄鋼板の折り曲げ角を適宜調整して製造するだけで容易に対応できるので、経済的である。

以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。例えば、前記取付部材４に設ける切り欠き部４ｅと腹起こし受けブラケット５の形状等については、前記取付部材４に腹起こし受けブラケット５をしっかり掛け止めることができ、前記腹起こし材２をほぼ水平に架設できる構成であれば、図示例に限定されるものではない。

本発明に係る掘削溝用矢板式支保工構造の全体構造を概略的に示した鳥瞰図である。 図１の枢要部を拡大して示した平面図である。 取付部材の全体構造を示した斜視図である。 取付部材の上端部を拡大して示した断面図である。 取付部材の切り欠き部に腹起こし受けブラケットを掛け止めた状態を示した斜視図である。 Ａ、Ｂは、取付部材の切り欠き部に腹起こし受けブラケットを掛け止める手順を段階的に示した断面図である。 Ａは、腹起こし受けブラケットを示した斜視図であり、Ｂは、同側面図であり、Ｃは、同平面図である。 従来技術に係る鋼矢板を使用した掘削溝用矢板式支保工構造を示した鳥瞰図である。 Ａ〜Ｃはぞれぞれ、本発明で実施可能な鋼矢板のバリエーションを示した平面図である。 従来技術に係る鋼矢板を使用した掘削溝用矢板式支保工構造を示した斜視図である。 図１０の枢要部を示した平面図である。

符号の説明

１ 鋼矢板
１ａ ウエブ
１ｂ フランジ
２ 腹起こし材
３ 切梁
４ 取付部材
４ａ 取付部材の一面
４ｂ 取付部材の一面
４ｃ 掛け止め部
４ｄ 補強リブ
４ｅ 切り欠き部
５ 腹起こし受けブラケット
５ａ 腹起こし材受け部
５ｂ 差し込み部
１０ ハット形鋼矢板
２０ 軽量鋼矢板
ａ 支柱
ｂ 腹起こし支持材
ｃ 鋼矢板
ｄ 筒形鋼管
ｅ 腹起こし受けブラケット
ｈ 振れ止めプレート

Claims (2)

1. 掘削溝の両側壁に沿って建て込み配列した鋼矢板と、同鋼矢板に沿って水平方向に当てがい相対向する配置に架設した腹起こし材と、相対向する配置の腹起こし材間の間隔を保持する切梁とから成る矢板式支保工構造において、
   前記鋼矢板は、ウエブと同ウエブの両縁端部に設けられたフランジとからなり、前記腹起こし材は、前記鋼矢板の左右のフランジに掛け止めてウエブの左右にほぼ面一となる構成の鉛直方向に細長い一対の取付部材と、当該一対の取付部材に着脱自在に掛け止められる腹起こし受けブラケットとから成る腹起こし支持材により支持されていること、
   前記鉛直方向に細長い一対の取付部材は、同形同大で、その一面は鋼矢板のフランジに沿わせ、他面はウエブとほぼ面一となる横断面略く字形に形成され、その両面の上端部には前記フランジに掛け止め可能な断面Ｌ字形状等の掛け止め部が設けられていることを特徴とする、掘削溝用矢板式支保工構造。
2. 前記鉛直方向に細長い一対の取付部材は、鉛直方向に所定の間隔で、腹起こし受けブラケットを掛け止め可能な切り欠き部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載した掘削溝用矢板式支保工構造。

Images