JP4880074B2 - 地下外壁構造 - Google Patents

Description

本発明は、地下外壁構造に関する。本発明は特に、鋼矢板からなる壁本体と、この壁本体の一側面に設けられるパネル本体とを備えた地下外壁構造に関する。
本願は、２００９年２月１０日に、日本に出願された特願２００９−０２８７６７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、建築物などの地下外壁としては、鉄筋コンクリート造の地下外壁（以下、ＲＣ壁と呼ぶ）が多用されている。このようなＲＣ壁を構築する手順としては、親杭横矢板やソイルセメント壁等の地中連続壁による仮設土留めを用いて地下掘削を行い、その後、掘削した仮設土留めの内側にＲＣ壁を構築する工法が一般的である。このような地下外壁の施工方法において、仮設土留め材は、地下外壁の構造体として見込まれておらず、ＲＣ壁の構築後に引き抜かれるかあるいは埋め殺される。従って、施工コストの増加や工期の長期化につながってしまうという不都合がある。

このような不都合を改善するために、仮設土留め材とＲＣ壁とを一体化した合成構造によって、仮設土留め材を地下外壁の構造体として利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の地下壁構造では、仮設土留めであるソイルセメント壁内に埋設される芯材であるＨ形鋼のフランジに頭付きスタッドを取り付け、この頭付きスタッドを埋め込むようにして後打ちのＲＣ壁を構築することで、Ｈ形鋼とＲＣ壁とが連結される。このように仮設土留め材の芯材とＲＣ壁とを連結することで、土圧や水圧などの地下外壁の面外から作用する外力に対し、芯材およびＲＣ壁が一体的に抵抗することができる。即ち、芯材によってＲＣ壁を補強することができ、仮設土留め材の芯材を地下外壁の構造体の一部として利用できる。

また、特許文献２に記載の技術は、仮設土留め材の一つである鋼矢板とＲＣ壁とを一体化した合成構造に関する技術である。この合成構造においては、鋼矢板に固定した孔あき鋼板ジベルを介してＲＣ壁と鋼矢板とが連結される。このように、鋼矢板を地下外壁の構造体として利用することで、ＲＣ壁の構築後に鋼矢板を引き抜く必要がなくなる。また、鋼矢板による補強分だけＲＣ壁の躯体数量の低減が見込める。従って、施工コスト削減や工期短縮を図ることができる。

日本国特許第３５７８２１０号公報 日本国特許第３６１４０８７号公報

特許文献１、２に記載された従来の合成構造の地下外壁において、仮設土留めを構成する芯材や鋼矢板は、面外方向に作用する荷重に対してＲＣ壁の補強材として抵抗することが可能であるものの、地震時の面内荷重に対して抵抗することはできない。このため、地震時の面内荷重に対して抵抗するためにはＲＣ壁が必須であり、従来の地下外壁構造としては、仮設土留めを用いて地下掘削を行った後にＲＣ壁を構築することから、大幅な施工コスト削減や工期短縮を期待することができない。
一方、大幅なコスト削減や工期短縮を行うためには、従来の地下外壁構造においてＲＣ壁を構築せずに、鋼矢板単独で地下外壁を構成することも考えられる。しかしながら、この場合には、鋼矢板同士の連結部（継手部）が長手方向（上下方向）に拘束されていないため、地震時の面内荷重に対してせん断力を十分伝達できず、鋼矢板単独で構成した地下外壁を耐震壁として利用することができない。
ここで、鋼矢板の連結部におけるせん断耐力を向上させる方法として、例えば、連結部を直接溶接する方法や、連結部に丸棒を噛ませて溶接する方法などが考えられる。しかし、鋼矢板の連結部を直接溶接する方法では、連結部の嵌合状況に応じて溶接を行う間隙部の大きさが異なる。従って、高度な喉厚管理や強度管理を必要とするため、実施工への適用が困難であるという問題がある。また、隣り合う鋼矢板の継手部の現場溶接の精度は溶接者の技術に強く依存するため品質管理が難しく、地震等に対する安全性は不十分である。

本発明の目的は、地震時の面内荷重に対して抵抗するためのＲＣ壁を必要とせず、鋼矢板単独で地下外壁を構築できるように施工・強度管理が容易な継手拘束手段を用いて、耐震壁としての機能を持たせた地下外壁構造を提供すること及び大幅なコスト削減が実現できる地下外壁構造を提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するために以下の手段を採用した。
（１）本発明の一態様は、それぞれの側端縁に設けられる継手部で互いに連結され、地盤に埋め込まれて地盤側と地下室空間側とを区画する複数の鋼矢板と；前記継手部を跨ぐ位置にそれぞれ設けられる一対の鋼矢板側拘束手段と；前記地下室空間側に設けられるパネル部材と；前記パネル部材に設けられるパネル側拘束手段と；を備える地下外壁構造である。前記一対の鋼矢板側拘束手段に渡って前記パネル側拘束手段が固定され、前記パネル側拘束手段を介して隣り合う前記鋼矢板の前記一対の鋼矢板側拘束手段同士が連結されることにより、前記パネル側拘束手段と前記一対の鋼矢板側拘束手段とが、前記鋼矢板の埋め込み方向への相対移動を拘束するように接続される。
（２）上記（１）に記載の地下壁構造では、前記複数の鋼矢板が、前記地下室空間側に配置される第１フランジと；前記第１フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；前記一対のウェブの先端縁から前記第１フランジと平行かつ外方に延び、前記地盤側に配置される一対の第２フランジと；を備え、前記一対の第２フランジの先端縁に一対の前記継手部が設けられるハット形鋼矢板であり、前記一対の第２フランジのそれぞれにおける前記地下室空間側に臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段のひとつが設けられても良い。
（３）上記（１）に記載の地下壁構造では、前記複数の鋼矢板は、前記地盤側に配置される第１フランジと；前記第１フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；前記一対のウェブの先端縁から前記第１フランジと平行かつ外方に延び、前記地下室空間側に配置される一対の第２フランジと；を備え、前記一対の第２フランジの先端縁に一対の前記継手部が設けられるハット形鋼矢板であり、前記一対の第２フランジそれぞれにおける前記地下室空間側に臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段のひとつが設けられても良い。
（４）上記（１）に記載の地下壁構造では、前記複数の鋼矢板は、フランジと；前記フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；を備え、前記一対のウェブの先端縁に一対の前記継手部が設けられる第１のＵ形鋼矢板と第２のＵ形鋼矢板であり、前記フランジが前記地盤側に配置される前記第１のＵ形鋼矢板と、前記フランジが前記地下室空間側に配置される前記第２鋼矢板とが交互に配置され、前記第１のＵ形鋼矢板および前記第２のＵ形鋼矢板の前記各ウェブにおける前記地下室空間側を臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段が設けられても良い。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の地下壁構造では、前記パネル側拘束手段は、前記パネル部材に固定される固定部と；前記固定部から前記地盤側に向かって突出する突出部と；を含み、前記突出部が前記一対の鋼矢板側拘束手段に接続されても良い。
（６）上記（５）に記載の地下壁構造では、前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記鋼矢板から前記地下室空間側に向かって突出する板状部を有し、前記板状部と前記パネル側拘束手段の前記突出部とが固着具を介して固定されても良い。
（７）上記（６）に記載の地下壁構造では、前記固着具は、前記一対の鋼矢板側拘束手段の前記板状部と前記パネル側拘束手段の前記突出部とを貫通するボルトと；前記ボルトに螺合するナットと；を含み、前記板状部と前記突出部との少なくとも一方には、前記ボルトの位置を調節可能な大径孔が設けられても良い。
（８）上記（５）に記載の地下壁構造では、前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記鋼矢板から前記地下室空間側に向かって突出し、前記鋼矢板の埋め込み方向に互いに離間して対向するように設けられる一対の嵌合片部を含み、前記一対の嵌合片部の間に前記パネル側拘束手段の前記突出部が挿入されても良い。
（９）上記（８）に記載の地下壁構造では、前記一対の嵌合片部における対向面には、前記地下室空間側に向かって幅が広がるように傾斜面が形成され、前記パネル側拘束手段の前記突出部の先端には、前記一対の嵌合片部の前記傾斜面に摺接可能な摺接面が形成されても良い。
（１０）上記（５）に記載の地下壁構造では、前記パネル側拘束手段の前記固定部は、前記パネル部材における前記地下室空間側を臨む面から前記パネル部材に貫通する固着具によって前記パネル部材に固定されても良い。
（１１）上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の地下壁構造では、前記パネル側拘束手段は、前記パネル部材における前記地盤側を臨む面に固定される補強板を有し、前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記パネル部材および前記補強板を、前記パネル部材における前記地下室空間側を臨む面から貫通するとともに前記鋼矢板に接合される一対の固着具を含んでも良い。
（１２）上記（１１）に記載の地下壁構造では、前記一対の固着具は、前記パネル部材および前記補強板を貫通する一対のボルトと；前記継手部を跨ぐ位置に固定されて前記ボルトに螺合する一対のナットと；を含んでも良い。
（１３）上記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の地下壁構造は、前記鋼矢板に対して前記パネル部材を固定する固定手段を更に備えても良い。
（１４）上記（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の地下壁構造では、前記パネル部材は、前記地下室空間側に臨む面が壁面仕上げ材として機能する修景パネル部材であっても良い。

上記（１）〜（５）に記載の構成によれば、隣り合う鋼矢板の継手部における長手方向（鋼矢板の埋め込み方向）の相対変形、つまり鋼矢板同士のせん断変形を拘束することができる。従って、複数の鋼矢板を連結した壁本体が、その面内せん断力に対して十分抵抗できるようになり、壁本体を耐震壁として機能させることができる。これにより、従来のようなＲＣ壁を鋼矢板からなる壁本体の内側（空間側）に構築しなくてもよくなり、ＲＣ壁の構築に要するコストや工期を大幅に削減することが可能となる。
そして、壁本体の内側に後付けで取り付けるパネル部材にパネル側拘束手段を設けたことで、パネル部材の取り付け施工と同時か並行して鋼矢板側拘束手段との接続作業を実施することができ、鋼矢板の継手部を溶接するような別工程の作業が不要になるので、この点でも工期短縮を図ることができ、さらなる施工コストの低減が実現できる。また、鋼矢板の凹み部分を有効利用して鋼矢板側拘束手段とパネル側拘束手段とを接続することにより、壁本体とパネル部材とを合わせた壁全体の厚さ寸法を小さくすることができる。

上記（６）に記載の構成によれば、鋼矢板に板状部を設け、この板状部とパネル側拘束手段の突出部とを固着具で固定することで、固定作業を容易かつ迅速に実施することができる。この際、板状部としては、鋼矢板打設後に前面側の土を掘削して鋼矢板を露出させてから、その表面に溶接等により固定されることが好ましく、このように板状部を後付け固定することで、鋼矢板打設時の抵抗増加を防止できるとともに、鋼矢板自体の施工誤差を吸収して板状部を所定の位置に取り付けることができる。

上記（７）に記載の構成によれば、鋼矢板側拘束手段の板状部とパネル側拘束手段の突出部とをボルト、ナットを用いて固定するとともに、板状部や突出部に大径孔を設けておくことで、パネル側拘束手段を位置調整しつつ鋼矢板側拘束手段に固定することができ、鋼矢板自体の施工誤差を吸収してパネル部材を所定の取付位置に容易に設置することができる。

上記（８）に記載の構成によれば、鋼矢板側拘束手段の嵌合片部にパネル側拘束手段の突出部を挿入することで、パネル側拘束手段と鋼矢板側拘束手段との上下移動が拘束されるので、パネル部材の背面側における固着作業が不要にでき、前面側からパネル部材を鋼矢板に向かって設置するだけの簡単な作業で鋼矢板同士のせん断変形を拘束することができる。

上記（９）に記載の構成によれば、嵌合片部の傾斜面に摺接面を摺接させながら突出部を挿入することで、施工誤差を吸収するためのクリアランスを必要とせず、所定の嵌合位置においてパネル側拘束手段と鋼矢板側拘束手段とを接続することができる。

上記（１０）に記載の構成によれば、パネル側拘束手段の固定部がパネル部材に固着具で固定されていることで、固着具を外してパネル部材から取り外した状態のパネル側拘束手段を鋼矢板側拘束手段に接続してから、このパネル側拘束手段とパネル部材とを前面側からの固着具で固定することができ、パネル部材と鋼矢板との狭い隙間に手や工具を差し入れて作業する必要がなくなることから、作業性を向上させることができる。

上記（１１）に記載の構成によれば、パネル部材に固定した補強板でパネル側拘束手段を構成するとともに、補強板を貫通する固着具で鋼矢板側拘束手段を構成することで、補強板を貫通させた一対の固着具を隣り合う鋼矢板に接合するだけで、鋼矢板同士のせん断変形を拘束することができる。従って、パネル側拘束手段と鋼矢板側拘束手段との接続作業をパネル部材の前面側から実施することができるとともに、この接続作業とパネル部材自体の固定作業とを同時に実施することもでき、作業性を格段に向上させることができる。

上記（１２）に記載の構成によれば、鋼矢板にナットを固定しておき、パネル部材および補強板を前面側から貫通させたボルトをナットに螺号させることで、固定作業を迅速かつ確実に実施することができる。この際、ナットとしては、鋼矢板打設後に前面側の土を掘削して鋼矢板を露出させてから、その表面に溶接等により固定されることが好ましく、このようにナットを後付け固定することで、鋼矢板打設時の抵抗増加を防止できるとともに、鋼矢板自体の施工誤差を吸収してナットを所定の位置に取り付けることができる。

上記（１３）に記載の構成によれば、前記パネル側拘束手段および鋼矢板側拘束手段とは別に固定手段を設けることで、鋼矢板に対してパネル部材を確実かつ容易に固定することができる。このような固定手段としては、隣り合う鋼矢板の継手部とは異なる位置に設けられることが好ましく、例えば、鋼矢板における前面側に位置するフランジとパネル部材とを連結するように設けられていることが好ましい。

上記（１４）に記載の構成によれば、パネル部材を修景パネル部材で構成する、すなわち、パネル部材自体は耐震壁などの構造体として機能せずに、前面側の意匠仕上げ材として設けられたものであったとしても、前述のように、鋼矢板からなる壁本体が耐震壁として機能することから、パネル部材自体の構造や取付構造が簡素化できてさらにコスト低減を図ることができる。

以上のような本発明の地下外壁構造によれば、主に美観を向上させることを目的として用いられるパネル部材の設置と同時に、鋼矢板の連結部におけるせん断変形を拘束することが可能となるため、地震時に面内荷重を負担するＲＣ壁を構築する必要がなくなり、鋼矢板単独で地下外壁を構築できるようになる。また、ＲＣ壁の構築に要する施工コストや工期を大幅に削減することができ、低コスト化および短工期化が実現できる。

本発明の第１実施形態に係る地下外壁を示す横断面図である。 前記地下外壁を示す正面図である。 前記地下外壁を示す縦断面図である。 前記地下外壁の壁本体を示す斜視図である。 前記地下外壁の施工手順を示す断面図である。 前記地下外壁の施工手順を示す断面図である。 図５Ａ、図５Ｂに続く施工手順を示す断面図である。 図５Ａ、図５Ｂに続く施工手順を示す断面図である。 前記地下外壁の変形例を示す縦断面図である。 前記地下外壁の変形例を示す縦断面図である。 前記地下外壁の変形例を示す縦断面図である。 前記地下外壁の変形例を示す縦断面図である。 第２実施形態の地下外壁を示す横断面図である。 同地下外壁を示す正面図である。 同地下外壁を示す縦断面図である。 前記地下外壁の壁本体を示す斜視図である。 前記地下外壁の一部を拡大して示す縦断面図である。 図１０Ａに示される拡大部について、変形例を示す図である。 前記地下外壁の他の一部を拡大して示す縦断面図である。 図１１Ａに示される拡大部について、変形例を示す図である。 第３実施形態の地下外壁を示す横断面図である。 同地下外壁を示す正面図である。 同地下外壁を示す縦断面図である。 第４実施形態の地下外壁を示す横断面図、正面図および縦断面図である。 同地下外壁を示す正面図である。 同地下外壁を示す縦断面図である。 前記地下外壁の壁本体を示す斜視図である。 前記地下外壁の変形例を示す斜視図である。 前記地下外壁の変形例を示す断面図である。 前記地下外壁の変形例を示す断面図である。 第５実施形態の地下外壁を示す横断面図、正面図および縦断面図である。 同地下外壁を示す正面図である。 同地下外壁を示す縦断面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、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。また、本発明において、鋼矢板等の長手方向又は上下方向は、特に説明が無い限り、鋼矢板が地盤に埋め込まれる方向を指す。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る地下外壁１を示す横断面図である。図２は、地下外壁１を地下室側から見た正面図である。図３は、地下外壁１を示す縦断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って得られる断面図である。
図１〜図３において、地下外壁１は、前面側の空間である地下室空間Ｓ（パネル側空間）と背面側の背面地盤Ｇ（鋼矢板側空間）とを区画する壁構造である。この地下外壁１は、地盤Ｇ中に打ち込まれる複数の鋼矢板２からなる壁本体３と、この壁本体３の一側面である地下室空間Ｓ側の側面に設けられるパネル体４とを有する。

本実施形態において、鋼矢板２は、熱間圧延で製造され、断面中央に位置する第１フランジ２１と、この第１フランジ２１の両側端縁に連設される一対のウェブ２２と、これら一対のウェブ２２の先端縁から第１フランジ２１と平行かつ外方に延びる一対の第２フランジ２３と、これら一対の第２フランジ２３の先端縁に設けられる一対の継手部２４とを有したハット形鋼矢板である。これらの鋼矢板２は、それぞれ第１フランジ２１が地下室空間Ｓ側でパネル体４に沿って設けられ、第２フランジ２３が地盤Ｇ側に位置して設けられる。そして、パネル体４に対して地盤Ｇ側に離れて位置する継手部２４同士を嵌合させることで、隣り合う鋼矢板２同士が連結され、これにより壁本体３が連続的に形成される。

パネル体４は、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）製の板材であるパネル本体４１を有する。このパネル体４は、鋼矢板２を地盤Ｇに打設して地下室空間Ｓ側の地盤を掘削した後に、地下室空間Ｓ側から鋼矢板２に取り付けられる。このパネル体４は、その地下室空間Ｓ側の表面が地下室における仕上げ面とされ、つまり壁面仕上げ材として機能するいわゆる修景パネルであって、鋼矢板２を覆い隠すことで地下室空間Ｓ側からの良好な意匠性が確保できる。なお、パネル体４は、地下外壁１において構造体として機能する必要がなく、単なる壁面仕上げ材として機能すれば十分である。このため、パネル体４同士が接合されていなくてもよい。また、パネル本体４１の強度としても、通常使用時や地震時等に破損したり脱落したりしない程度のものであればよい。このため、パネル本体４１としては、ＰＣａ製のものに限らず、ＡＬＣなどのセメント系の成形版や木製パネル、樹脂製パネルなど、適宜な材質のものが利用可能である。

以上の鋼矢板２とパネル体４とは、鋼矢板２側に設けられる鋼矢板側拘束手段としての一対の板状連結材（板状部）５と、パネル体４側に設けられるパネル側拘束手段としてのアングル状連結材６とで互いに連結されている。一対の板状連結材５は、図４にも示すように、隣り合う鋼矢板２における継手部２４を跨ぐ位置である第２フランジ２３に固定され、これらの第２フランジ２３から地下室空間Ｓ側に突出して設けられている。これらの板状連結材５は、ピース状の鋼板からなり、地下室空間Ｓ側の地盤を掘削してから後付けで第２フランジ２３に溶接固定される。また、板状連結材５には、アングル状連結材６との固着具であるボルト５３を挿通させるボルト孔５１が形成されている。そして、ボルト孔５１は、板状連結材５の突出方向に沿って長く形成された長孔（大径孔）であるため、板状連結材５に対してアングル状連結材６およびパネル体４が位置調節できる。

アングル状連結材６は、パネル本体４１に固定される固定部６１と、この固定部６１から鋼矢板２および地盤Ｇ側に向かって突出する突出部６２とを有して断面Ｌ字形に形成された山形鋼である。そして、アングル状連結材６は、固定部６１が固着具であるボルト６３およびナット６４を介してパネル本体４１に固定され、突出部６２が各々一対のボルト５３およびナット５４を介して一対の板状連結材５に連結されている。このようなアングル状連結材６は、図５Ａに示すように、固定部６１をパネル本体４１に固定しない状態で、つまりパネル体４と別体の状態で、板状連結材５に連結される。尚、固定部６１の背面側には、予めナット６４が溶接固定されている。そして、図５Ｂに示すように、板状連結材５のボルト孔５１に沿ってアングル状連結材６を位置調節し、所定位置に位置決めしてから、ボルト５３およびナット５４を締め付けることで、突出部６２が板状連結材５に固定されるようになっている。

以上のようにアングル状連結材６を板状連結材５に固定してから、図６Ａに示すように、パネル体４のパネル本体４１を地下室空間Ｓ側から設置する。このパネル本体４１には、ボルト６３を挿通させる貫通孔４２と、ボルト６３の頭を収容する凹み部４３が予め形成されている。そして、図６Ｂに示すように、地下室空間Ｓ側から貫通孔４２に挿通したボルト６３をナット６４に螺合することで、パネル本体４１とアングル状連結材６の固定部６１とが固定される。この際、ボルト６３の頭が凹み部４３に収容され、地下室空間Ｓ側に突出しないようになっている。以上のようにしてパネル体４がアングル状連結材６および板状連結材５を介して鋼矢板２に取り付けられると同時に、アングル状連結材６を介して隣り合う鋼矢板２の一対の板状連結材５同士が連結され、アングル状連結材６によって一対の板状連結材５の相対移動が拘束される。

なお、本実施形態において、鋼矢板側拘束手段である板状連結材５およびパネル側拘束手段であるアングル状連結材６の構成は、前述のものに限らず、以下の図７Ａ〜図７Ｄに示す構成が採用可能である。
図７Ａにおいて、アングル状連結材６は、固定部６１の上端から突出部６２が突出して断面逆Ｌ字形に形成されている。
図７Ｂにおいて、アングル状連結材６は、上下（長手方向）一対の固定部６１の中央から突出部６２が突出して断面Ｔ字形に形成され、上下の固定部６１がそれぞれボルト５３およびナット５４でパネル本体４１に固定されている。
図７Ｃにおいて、アングル状連結材６は、固定部６１と突出部６２とをつなぐ補強リブ６５を有して形成されている。
図７Ｄにおいて、板状連結材５は、鋼矢板２の第２フランジ２３に接合される補強リブ５５を有して形成されている。

以上のような本実施形態の地下外壁１によれば、以下の作用、効果が得られる。
すなわち、本実施形態の地下外壁１では、隣り合う鋼矢板２における継手部２４を跨ぐ位置に固定した一対の板状連結材５に渡ってアングル状連結材６の突出部６２を固定したことで、隣り合う鋼矢板２同士が上下方向（長手方向）にずれるようなせん断変形が拘束される。このため、連結した複数の鋼矢板２からなる壁本体３を耐震壁として機能させることができる。従って、壁本体３を仮設の土留めとしてではなく、本設の壁構造体として利用できるため、従来のようなＲＣ壁を構築する必要がない。結果として、施工コストを大幅に低減させることができるとともに、ＲＣ壁を構築するための工期や仮設土留めを引き抜くための工期が不要にできることから、地下構築に要する工期を大幅に短縮化することができる。

また、施工手順として、鋼矢板２を地盤Ｇに打設して地下室空間Ｓ側の地盤を掘削した後に、地下室空間Ｓ側から鋼矢板２に後付けで板状連結材５を固定してから、この板状連結材５にボルト５３およびナット５４でアングル状連結材６を固定し、その後にアングル状連結材６にボルト６３をナット６４でパネル体４のパネル本体４１を固定する手順が採用できる。従って、各部材を地下室空間Ｓ側から設置することができ、取り付け作業の作業性を向上させることができる。

また、鋼矢板２における地盤Ｇ側に位置する第２フランジ２３に板状連結材５が固定され、アングル状連結材６の突出部６２が地盤Ｇ側に延びて設けられていることで、これらの板状連結材５およびアングル状連結材６を、鋼矢板２の第１フランジ２１よりも地盤Ｇ側に凹んだ部分を利用して連結することができる。従って、パネル体４を鋼矢板２の第１フランジ２１に沿って設置できるので、地下外壁１全体の厚さ寸法が小さくでき、地下室空間Ｓを拡大して有効利用することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の地下外壁１Ａを図８Ａ〜図１１Ｂに基づいて説明する。
図８Ａ〜図８Ｃは、第２実施形態に係る地下外壁１Ａを示す横断面図、正面図および縦断面図である。図９は、地下外壁１Ａの壁本体３を示す斜視図である。
地下外壁１Ａは、前記第１実施形態に係る地下外壁１と比較して鋼矢板側拘束手段およびパネル側拘束手段の構成が相違する。また、この地下外壁１Ａは、パネル側拘束手段および鋼矢板側拘束手段に加えて、鋼矢板２に対してパネル本体４１を固定する固定手段７が設けられている点で前記地下街壁１と相違する。以下、これらの相違点について詳しく説明する。

固定手段７は、パネル本体４１を貫通するボルト７１と、鋼矢板２の第１フランジ２１に固定されてボルト７１に螺合するナット７２とを有する。この固定手段７では、図１０Ａにも示すように、地下室空間Ｓ側の地盤を掘削した後に第１フランジ２１にナット７２を溶接固定し、パネル本体４１の貫通孔４２を地下室空間Ｓ側から貫通したボルト７１をナット７２に螺合することで、パネル本体４１が鋼矢板２に固定される。また、図１０Ｂに示すように、パネル本体４１の背面側にナット７２を収容する凹み部４４を形成しておけば、パネル本体４１を鋼矢板２の第１フランジ２１に近接させて固定できる。

また、本実施形態における鋼矢板側拘束手段は、鋼矢板２の第２フランジ２３からパネル体４側に向かって突出するとともに上下に対向する一組の嵌合片部８を有して構成されている。そして、一組の嵌合片部８は、隣り合う鋼矢板２における継手部２４を跨ぐ位置の第２フランジ２３にそれぞれ固定されており、これら一組の嵌合片部８が一対で設けられることで鋼矢板側拘束手段が構成されている。一方、本実施形態におけるパネル側拘束手段は、前記板状連結材５と略同様に地盤Ｇ側に向かって突出する突出部９１を有した連結材９で構成されている。この連結材９の固定部は、パネル本体４１に埋設されている。

そして、図１１Ａにも示すように、一組の嵌合片部８における対向面には、パネル体４側に向かって開く傾斜面８１が形成されている。突出部９１の先端には、傾斜面８１に摺接可能な摺接面９２が形成されている。このような連結材９の突出部９１を地下室空間Ｓ側から地盤Ｇ側に向かって一組の嵌合片部８間に挿入することで、連結材９と嵌合片部８との上下方向の相対移動が拘束され、隣り合う鋼矢板２同士のせん断変形が拘束される。
なお、嵌合片部８および連結材９の構成としては、図１１Ａのような傾斜面８１や摺接面９２が形成されずに、図１１Ｂに示すように、嵌合片部８の対向面が平行に形成され、連結材９の突出部９１が平板状に形成されていてもよい。さらに、嵌合片部８が鋼矢板２の第２フランジ２３に接合される補強リブ８２を有して形成され、連結材９がパネル本体４１内の固定部に接合される補強リブ９３を有して形成されていてもよい。

以上のような第２実施形態の地下外壁１Ａによれば、前記第１実施形態と略同様に、隣り合う鋼矢板２同士のせん断変形が拘束される。従って、壁本体３を耐震壁として機能させることができる。このため、従来のようなＲＣ壁を構築する必要がなく、施工コストを大幅に低減できるとともに工期を大幅に短縮化することができる。
また、一組の嵌合片部８間に突出部９１を挿入するだけで連結材９と嵌合片部８との上下方向の相対移動が拘束できるので、連結材９と嵌合片部８との固定作業が不要にできる。従って、連結材９を固定した状態のパネル本体４１を地下室空間Ｓ側から設置すると同時に、連結材９と嵌合片部８とが接続されるので、作業工程を短縮して作業効率を向上させることができる。そして、パネル体４自体は、パネル側拘束手段および鋼矢板側拘束手段とは別に固定手段７によって鋼矢板２に固定されるので、この固定作業も地下室空間Ｓ側から実施することができ、良好な作業性が確保できる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態の地下外壁１Ｂを図１２Ａ〜図１２Ｃに基づいて説明する。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃは、第３実施形態に係る地下外壁１Ｂを示す横断面図、正面図および縦断面図である。
地下外壁１Ｂは、Ｕ形鋼矢板である第１鋼矢板２Ａおよび第２鋼矢板２Ｂを用いて壁本体３Ａを構成した点が前記第１、２実施形態と相違するものの、鋼矢板側拘束手段としての嵌合片部８、パネル側拘束手段としての連結材９、および固定手段７の構成は、第２実施形態と略同様である。以下、相違点について詳しく説明する。

第１鋼矢板２Ａおよび第２鋼矢板２Ｂは、それぞれフランジ２５と、このフランジ２５の両側端縁に連設される一対のウェブ２６と、これら一対のウェブ２６の先端縁に設けられる一対の継手部２７とを有したＵ形鋼矢板である。第１鋼矢板２Ａは、そのフランジ２５が背面側である地盤Ｇ側に位置して設けられ、第２鋼矢板２Ｂは、そのフランジ２５がパネル体４側に位置して設けられ、これら第１および第２の鋼矢板２Ａ，２Ｂが交互に隣り合って互いの継手部２７を嵌合することによって連結されている。そして、パネル体４は、パネル側拘束手段および鋼矢板側拘束手段とは別に固定手段７によって第２鋼矢板２Ｂのフランジ２５に固定されている。

本実施形態における鋼矢板側拘束手段である一組の嵌合片部８は、隣り合う第１および第２の鋼矢板２Ａ，２Ｂにおける継手部２７を跨ぐ位置のウェブ２６にそれぞれ固定されている。一方、本実施形態におけるパネル側拘束手段である連結材９は、パネル本体４１から二方向のウェブ２６に向かって突出する一対で構成され、各連結材９の突出部９１が一組の嵌合片部８間に挿入されることで、連結材９と嵌合片部８との上下方向の相対移動が拘束され、隣り合う第１および第２の鋼矢板２Ａ，２Ｂのせん断変形が拘束される。このような第３実施形態の地下外壁１Ｂによれば、前記第２実施形態と略同様の効果を得ることができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態の地下外壁１Ｃを図１３Ａ〜図１６Ｂに基づいて説明する。
図１３Ａ〜図１３Ｃは、第４実施形態に係る地下外壁１Ｃを示す横断面図、正面図および縦断面図である。図１４は、地下外壁１Ｃの壁本体３Ｂを示す斜視図である。
地下外壁１Ｃは、前記第１、２実施形態と同様にハット形鋼矢板である鋼矢板２を用いて壁本体３Ｂが構成されるものの、鋼矢板２の設置の向きが第１、２実施形態と相違している。また、鋼矢板側拘束手段およびパネル側拘束手段の構成が前記各実施形態と相違している。以下、相違点について詳しく説明する。

鋼矢板２は、その第１フランジ２１が地盤Ｇ側に設けられ、第２フランジ２３が地下室空間Ｓ側でパネル体４に沿って設けられる。そして、パネル体４に近接する継手部２４同士を嵌合させることで、隣り合う鋼矢板２同士が連結される。これにより壁本体３Ｂが連続的に形成される。

本実施形態における鋼矢板側拘束手段は、パネル本体４１を貫通するボルト１０１と、鋼矢板２の第２フランジ２３に固定されてボルト１０１に螺合するナット１０２とを有する固着部材（固着具）１０で構成されている。固着部材１０は、隣り合う鋼矢板２における継手部２４を跨ぐ位置の第２フランジ２３にそれぞれ固定され、これら一対の固着部材１０で鋼矢板側拘束手段が構成されている。一方、本実施形態におけるパネル側拘束手段は、パネル本体４１の背面側に埋め込まれた補強板１１で構成され、この補強板１１が一対の固着部材１０に渡って設けられるとともに、パネル体４の高さ方向に連続してパネル本体４１に固定されている。

以上の固着部材１０および補強板１１では、先ず地下室空間Ｓ側の地盤を掘削した後に第２フランジ２３にナット１０２を溶接固定し、パネル体４の地下室空間Ｓ側からパネル本体４１および補強板１１を貫通したボルト１０１をナット１０２に螺合する。これにより、パネル本体４１が鋼矢板２に固定されるとともに、隣り合う鋼矢板２同士のせん断変形が拘束される。このような第４実施形態の地下外壁１Ｃによれば、前記各実施形態と略同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、パネル側拘束手段は、前記補強板１１のようにパネル体４の高さ方向に連続してパネル本体４１に固定されるものに限らず、図１５、図１６Ａ，図１６Ｂに示すように、各鋼矢板側拘束手段ごとに分割された鋼板からなる補強板１２で構成されていてもよい。この際、補強板１２は、その背面側の側面が図１６Ａに示すようにパネル本体４１とフラットに設けられて、この補強板１２と鋼矢板２の第２フランジ２３との間にナット１０２が挟まれ、このナット１０２の厚さ寸法だけ補強板１２と第２フランジ２３とに隙間ができるように構成されていてもよい。また、図１６Ｂに示すように、補強板１２は、パネル本体４１に埋設された凹状の箱状部材１２１の内部に設置され、この箱状部材１２１にナット１０２が収容されることで、パネル本体４１の背面と鋼矢板２の第２フランジ２３とが近接または当接するように構成されていてもよい。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態の地下外壁１Ｄを図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃに基づいて説明する。
図１７Ａ〜図１７Ｃは、第５実施形態に係る地下外壁１Ｄを示す横断面図、正面図および縦断面図である。
地下外壁１Ｄは、前記第４実施形態と同様の壁本体３Ｂと、前記第１実施形態と同様の鋼矢板側拘束手段としての一対の板状連結材５およびパネル側拘束手段としてのアングル状連結材６とを有する。すなわち、地下室空間Ｓ側に位置して設けられた第２フランジ２３の地下室空間Ｓ側において、継手部２４を跨ぐ位置に一対の板状連結材５が固定され、これら一対の板状連結材５にパネル体４から延びるアングル状連結材６が固定され、これにより隣り合う鋼矢板２同士のせん断変形が拘束される。このような第５実施形態の地下外壁１Ｄによれば、前記第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態においては、地下外壁１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄについて説明したが、本発明の壁構造は、地下外壁に限らず、地上に構築される壁に適用することも可能である。すなわち、鋼矢板の上端部を地盤面から地上に突出させておき、この突出した鋼矢板の一側面側にパネル体を設置した構造であってもよく、この場合には、鋼矢板の背面側に地盤が存在せず、外部空間または内部空間などの適宜な背面空間が位置してもよい。そして、背面側においても、前述と同様のパネル体を鋼矢板側拘束手段およびパネル側拘束手段を介して取り付けてもよい。
また、前記実施形態では、壁本体３，３Ａ，３Ｂを構成する鋼矢板として、ハット形鋼矢板（鋼矢板２）およびＵ型鋼矢板（鋼矢板２Ａ，２Ｂ）を利用したが、鋼矢板の形態は特に限定されず、Ｚ形鋼矢板やＩ形鋼矢板など、適宜なものが利用可能である。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれる。

本発明によれば、地震時の面内荷重に対して抵抗するためのＲＣ壁を必要とせず、鋼矢板単独で地下外壁を構築できるように施工・強度管理が容易な継手拘束手段を用いて、耐震壁としての機能を持たせた地下外壁構造を提供すること、及び大幅なコスト削減が実現できる地下外壁構造を提供することができる。従って、産業上の利用可能性は大きい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…地下外壁
２…鋼矢板
２Ａ…第１鋼矢板
２Ｂ…第２鋼矢板
３，３Ａ，３Ｂ…壁本体
４…パネル体
５…板状連結材（板状部、鋼矢板側拘束手段）
６…アングル状連結材（パネル側拘束手段）
７…固定手段
８…嵌合片部（鋼矢板側拘束手段）
９…連結材（パネル側拘束手段）
１０…固着部材（固着具）
１１，１２…補強板（パネル側拘束手段）
２１…第１フランジ
２２…ウェブ
２３…第２フランジ
２４…継手部
２５…フランジ
２６…ウェブ
２７…継手部
４１…パネル本体
５１…ボルト孔（大径孔）
５３…ボルト
５４…ナット
６１…固定部
６２，９１…突出部
６３…ボルト
６４…ナット
７１…ボルト
７２…ナット
８１…傾斜面
９２…摺接面
１０１…ボルト
１０２…ナット
Ｇ…地盤（鋼矢板側空間）
Ｓ…地下室空間（パネル側空間）

Claims (14)

1. それぞれの側端縁に設けられる継手部で互いに連結され、地盤に埋め込まれて地盤側と地下室空間側とを区画する複数の鋼矢板と；
   前記継手部を跨ぐ位置にそれぞれ設けられる一対の鋼矢板側拘束手段と；
   前記地下室空間側に設けられるパネル部材と；
   前記パネル部材に設けられるパネル側拘束手段と；
   を備える地下外壁構造であって、
   前記一対の鋼矢板側拘束手段に渡って前記パネル側拘束手段が固定され、
   前記パネル側拘束手段を介して隣り合う前記鋼矢板の前記一対の鋼矢板側拘束手段同士が連結されることにより、前記パネル側拘束手段と前記一対の鋼矢板側拘束手段とが、前記鋼矢板の埋め込み方向への相対移動を拘束するように接続されていることを特徴とする地下外壁構造。
2. 前記複数の鋼矢板が、
   前記地下室空間側に配置される第１フランジと；
   前記第１フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；
   前記一対のウェブの先端縁から前記第１フランジと平行かつ外方に延び、前記地盤側に配置される一対の第２フランジと；
   を備え、前記一対の第２フランジの先端縁に一対の前記継手部が設けられるハット形鋼矢板であり、
   前記一対の第２フランジのそれぞれにおける前記地下室空間側に臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段のひとつが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の地下外壁構造。
3. 前記複数の鋼矢板は、
   前記地盤側に配置される第１フランジと；
   前記第１フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；
   前記一対のウェブの先端縁から前記第１フランジと平行かつ外方に延び、前記地下室空間側に配置される一対の第２フランジと；
   を備え、前記一対の第２フランジの先端縁に一対の前記継手部が設けられるハット形鋼矢板であり、
   前記一対の第２フランジそれぞれにおける前記地下室空間側に臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段のひとつが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の地下外壁構造。
4. 前記複数の鋼矢板は、
   フランジと；
   前記フランジの両側端縁に連設される一対のウェブと；
   を備え、前記一対のウェブの先端縁に一対の前記継手部が設けられる第１のＵ形鋼矢板と第２のＵ形鋼矢板であり、
   前記フランジが前記地盤側に配置される前記第１のＵ形鋼矢板と、前記フランジが前記地下室空間側に配置される前記第２鋼矢板とが交互に配置され、
   前記第１のＵ形鋼矢板および前記第２のＵ形鋼矢板の前記各ウェブにおける前記地下室空間側を臨む面に前記一対の鋼矢板側拘束手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の地下外壁構造。
5. 前記パネル側拘束手段は、
   前記パネル部材に固定される固定部と；
   前記固定部から前記地盤側に向かって突出する突出部と；
   を含み、
   前記突出部が前記一対の鋼矢板側拘束手段に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の地下外壁構造。
6. 前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記鋼矢板から前記地下室空間側に向かって突出する板状部を有し、
   前記板状部と前記パネル側拘束手段の前記突出部とが固着具を介して固定されていることを特徴とする請求項５に記載の地下外壁構造。
7. 前記固着具は、
   前記一対の鋼矢板側拘束手段の前記板状部と前記パネル側拘束手段の前記突出部とを貫通するボルトと；
   前記ボルトに螺合するナットと；
   を含み、
   前記板状部と前記突出部との少なくとも一方には、前記ボルトの位置を調節可能な大径孔が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の地下外壁構造。
8. 前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記鋼矢板から前記地下室空間側に向かって突出し、前記鋼矢板の埋め込み方向に互いに離間して対向するように設けられる一対の嵌合片部を含み、
   前記一対の嵌合片部の間に前記パネル側拘束手段の前記突出部が挿入されることを特徴とする請求項５に記載の地下外壁構造。
9. 前記一対の嵌合片部における対向面には、前記地下室空間側に向かって幅が広がるように傾斜面が形成され、前記パネル側拘束手段の前記突出部の先端には、前記一対の嵌合片部の前記傾斜面に摺接可能な摺接面が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の地下外壁構造。
10. 前記パネル側拘束手段の前記固定部は、前記パネル部材における前記地下室空間側を臨む面から前記パネル部材に貫通する固着具によって前記パネル部材に固定されていることを特徴とする請求項５に記載の地下外壁構造。
11. 前記パネル側拘束手段は、前記パネル部材における前記地盤側を臨む面に固定される補強板を有し、
    前記一対の鋼矢板側拘束手段は、前記パネル部材および前記補強板を、前記パネル部材における前記地下室空間側を臨む面から貫通するとともに前記鋼矢板に接合される一対の固着具を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の地下外壁構造。
12. 前記一対の固着具は、
    前記パネル部材および前記補強板を貫通する一対のボルトと；
    前記継手部を跨ぐ位置に固定されて前記ボルトに螺合する一対のナットと；
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の地下外壁構造。
13. 前記鋼矢板に対して前記パネル部材を固定する固定手段を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の地下外壁構造。
14. 前記パネル部材は、前記地下室空間側に臨む面が壁面仕上げ材として機能する修景パネル部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の地下外壁構造。

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