JP4927086B2 - 地中連続壁用鋼材、地中連続壁用鋼材の製造方法、地中連続壁、及び、地中連続壁を構築する方法 - Google Patents

Description

本発明は、建築土木工事における土留め壁あるいは護岸壁等を構築する場合に広く用いられる地中連続壁用鋼材、地中連続壁用鋼材の製造方法、地中連続壁用鋼材により構築された地中連続壁、及び、地中連続壁用鋼材により地中連続壁を構築する方法に関する。 本願は、２００６年９月５日に出願された特願２００６−２４０６５４号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、土留め壁あるいは地中連続壁を構築する場合に用いられ、鋼矢板とＨ形鋼とを組み合わせて複合一体化した地中連続壁用鋼材（複合鋼矢板）としては、（１）Ｈ形鋼の一方のフランジに直線状鋼矢板あるいは壁版状鋼矢板を溶接により固定した地中連続壁用鋼材が知られている（例えば特許文献１参照）。
また、前記（１）の地中連続壁用鋼材よりも、より剛性の高い地中連続壁用鋼材として、Ｕ形鋼矢板と、Ｈ形鋼またはＩ形鋼あるいはＴ形鋼とを組み合わせた地中連続壁用鋼材も知られている（例えば特許文献３乃至６参照）。

地中連続壁を構築する場合に、前記のような鋼矢板を多数横方向に連結して構築するため多額の費用がかかる。地中連続壁用鋼材一本の鋼矢板の長さ寸法を低減できると、多数の鋼矢板を使用して構築される地中連続壁あるいは土留め壁では、地中連続壁用鋼材の重量が軽量になる分、運搬が容易になる。また、打ち込みも容易になり、施工工期の短縮化も可能になる。このため地中連続壁を安価に構築でき、また施工コストを低減でき、格段の効果を生じることになる。そのため、軽量安価な地中連続壁用鋼材が望まれる。

Ｕ形鋼矢板における溝内にＨ形鋼を固定する形態では、Ｕ形鋼矢板のフランジの傾斜角が大きい内面側にＨ形鋼が固定されるために、地盤に打設した場合に、Ｕ形鋼矢板の溝内側の地盤が圧密されて閉塞しやすいという課題がある。これに対してＵ形鋼矢板の傾斜角よりも緩いハット形鋼矢板とＨ形鋼との組み合わせでは、地盤の圧密を低減し前記の課題をより解消しているという利点を有している。

ところで、図１０に示すような圧延により製造されるハット形鋼矢板２は、その寸法が変わると、圧延製造設備費が多大にかかる。現存するハット形鋼矢板としては、図１０および図１１に示すような寸法（単位ｍｍ）のハット形鋼矢板２である。これらのハット形鋼矢板２では、ウェブ７の両端部に外側に向かって広がるように傾斜したフランジ５が一体に連設され、各フランジ５に前記ウェブ７と平行にアーム部３，４が一体に連設され、各アーム部３，４の端部に、継手１４（１４ａ、１４ｂ）が一体に形成されており、断面がハット形である。左右の各継手１４ａ、１４ｂは、アーム部３，４の中心軸線の中央点に対して、点対称形状とされ、隣り合うハット形鋼矢板２相互の継手１４ａ、１４ｂを嵌合した場合に、アーム中心軸線上にハット形鋼矢板２を配設できるようになっている。

前記のハット形鋼矢板２の利点は、傾斜したフランジ５およびその両側にアーム部３，４を備えているので、矢板幅寸法が広いため打ち込み枚数が少なくなり、安価な壁体を構築することができることである。反面、矢板幅寸法を変えずに高い曲げ剛性を有するハット形鋼矢板を安価に容易に製造できない課題を有している。

特開昭６２−１３３２０９号公報 特開平１１−１４０８６４号公報 特開昭５５−６８９１８号公報 特開平０６−２８０２５１号公報 特開２００５−１２７０３３号公報 特許第３６０３７９３号公報

前記各従来技術では、Ｕ形鋼矢板とＨ形鋼とを組み合わせることは開示されているが、Ｕ形鋼矢板に対するＨ形鋼の長さ寸法との関係を具体的に明らかにして、より経済的な地中連続壁用鋼材にすることについては開示されていない。
また、矢板幅寸法を変えずに高い曲げ剛性を有するハット形鋼矢板を安価に容易に製造できない課題を有しているため、現存するまたは将来製造されるハット形鋼矢板を利用して、より剛性の高い安価な地中連続壁用鋼材が望まれる。
本発明は、前記のハット形鋼矢板２の利点を生かしながら、これにＨ形鋼を組み込む地中連続壁用鋼材において、ハット形鋼矢板２に対するＨ形鋼の長さ寸法を具体的に規定して、より安価で実用的な地中連続壁用鋼材を提供することを目的とする。すなわち、より安価で実用的な土留め壁あるいは地中連続壁を構築可能な地中連続壁用鋼材の提供を目的とする。

本発明者は、ハット形鋼矢板２にＨ形鋼６を組み込んだ地中連続壁用鋼材を用いて地中連続壁あるいは土留め壁を構築する場合に、地中連続壁用鋼材はその上下方向の全長に渡って同じ断面である合理的な理由がないことに着目した。さらに土留め壁の天端変位を実用上問題のない変位に抑えることが可能であれば、より安価な地中連続壁用鋼材となり、そのような地中連続壁用鋼材を使用することにより、より安価な地中連続壁あるいは土留め壁となることを考慮して本発明を完成させた。

前記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
本発明の地中連続壁用鋼材の第１の態様は、長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼とを備え、前記ハット形鋼矢板は、ウェブと、該ウェブの両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジと、前記一対のフランジの各々に一体に連設され、前記ウェブと略平行な一対のアーム部とを有し、前記Ｈ形鋼は、互いに略平行な一対のフランジ部と、該一対のフランジ部同士を間隔を設けて連結するウェブ部とを有し、前記ハット形鋼矢板の前記ウェブと前記各フランジとにより形成される溝側と反対側のウェブ外面に、前記Ｈ形鋼の前記一対のフランジ部の一方における前記ウェブ部と連結される側の面と反対側の外面が固定され、前記ハット形鋼矢板の長さ方向における寸法よりもＨ形鋼の長さ方向における寸法が短く、かつ前記ハット形鋼矢板の前記長さ方向における寸法内に前記Ｈ形鋼の前記長さ方向における全長が配設され、前記ハット形鋼矢板の後端よりも前記Ｈ形鋼の後端が、前記長さ方向における先端側に位置し、前記Ｈ形鋼の後端の位置は、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板の後端と前記Ｈ形鋼の後端との間の離間長さと壁高との比と、地中連続壁用鋼材の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置である。

なお、後述するように、本発明において、地中連続壁用鋼材を地中に打設して、土留め壁または護岸壁等を構築する際、土留め壁または護岸壁等を構築した状態における地中連続壁用鋼材の上端側を、打設機（クランプ（把持部）および加振装置からなる）により把持し、地中連続壁用鋼材の下端側を先頭にし、地中連続壁用鋼材の上端側を後尾にして、地中連続壁用鋼材を地中に打設する。よって、本発明において、地中連続壁用鋼材の先端とは、地中連続壁用鋼材により土留め壁または護岸壁等を構築した際の下端であり、地中連続壁用鋼材の後端とは、地中連続壁用鋼材により土留め壁または護岸壁等を構築した際の上端である。

前記地中連続壁用鋼材の第１の態様によれば、ハット形鋼矢板の長さ方向における寸法よりもＨ形鋼の長さ方向における寸法が短いので、安価で軽量な地中連続壁用鋼材を得ることができる。この地中連続壁用鋼材を使用した場合、経済的な土留め壁または護岸壁を構築できる。
また、打設機により、地中連続壁用鋼材の後端部を把持する場合、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端の長さ方向における位置が一致する地中連続壁用鋼材では、打設機が把持しようとする地中連続壁用鋼材の後端には、ハット形鋼矢板とＨ形鋼の双方が存在してしまい、打設機による地中連続壁用鋼材の把持が著しく困難になる。これに対して、前記第１の態様では、ハット形鋼矢板の後端よりもＨ形鋼の後端が、長さ方向における先端側に位置するので、地中連続壁用鋼材の後端にはハット形鋼矢板のみが存在する。このため、打設機により、容易に、地中連続壁用鋼材の後端部を把持できる。例えばハット形鋼矢板の後端部のみを把持する場合、Ｈ形鋼により干渉されずに容易に把持できる。
地中連続壁を構築する際、ハット形鋼矢板とＨ形鋼を一体化させた地中連続壁用鋼材、及びハット形鋼矢板のみからなる地中連続壁用鋼材を横方向に交互に接続することがあり得る。ハット形鋼矢板とＨ形鋼を一体化させた地中連続壁用鋼材として、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端の長さ方向における位置が一致するものを用いる場合、この地中連続壁用鋼材を地中に打設するためには特殊な打設機を用いる必要がある。このため、特殊な打設機と、ハット形鋼矢板のみからなる地中連続壁用鋼材を打設するための通常使用される打設機とを交互に使用して、打設作業を行う必要が生じ、非常に、作業が煩雑になってしまう。これに対し、本発明の第１の態様であれば、Ｈ形鋼により干渉されずにハット形鋼矢板の後端部のみを把持できる。このため、ハット形鋼矢板を打設するための通常使用される打設機のみを使用して双方の打設作業を行うことができ、打設作業の簡略化を図ることができる。

前記地中連続壁用鋼材の第１の態様では、前記ハット形鋼矢板の先端と前記Ｈ形鋼の先端の、前記長さ方向における位置が一致してもよい。
この場合、地中連続壁用鋼材の第１の態様における上記効果が同様に得られる。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％以下であってもよい。
地中連続壁用鋼材を一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）の変位に抑えることができ、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。
また、後述する実験結果で記載されているように、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％を超えると、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、離間長さが壁高の５０％以下の場合は、離間長さが壁高の５０％を超える場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の１０％以上５０％以下であってもよい。
この場合、離間長さが壁高の５０％以下であるので、地中連続壁用鋼材を一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）の変位に抑えることができ、十分な剛性を有する地中連続壁用鋼材とすることができる。また、離間長さが壁高の１０％以上であるので、経済的効果が大きく、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の３０％以下であってもよい。
この場合、後述の実験結果から把握されるように、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の天端変位とほぼ同様の天端変位を維持でき、十分な剛性を有する地中連続壁用鋼材とすることができる。

前記ハット形鋼矢板の先端よりも前記Ｈ形鋼の先端が、前記長さ方向における後端側に位置してもよい。
この場合、後述の実験結果から把握されるように、ハット形鋼矢板の先端よりもＨ形鋼の先端を後端側に配置したのみの構成、及び、ハット形鋼矢板の後端よりもＨ形鋼の後端を先端側に配置したのみの構成と比較し、Ｈ形鋼のカット長さ（Ｈ形鋼の先端部のカット長さとＨ形鋼の後端部のカット長さの和）をより大きくしても、問題がない高剛性を維持できる。よって、上記２つの構成と比較し、より安価とでき、更により軽量として作業性を向上できる。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％以下であり、かつ前記ハット形鋼矢板の前記先端と前記Ｈ形鋼の前記先端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３０％以下であってもよい。
この場合、後述の実験結果から把握されるように、地中連続壁用鋼材を一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）の変位に抑えることができ、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。
また、後述する実験結果で記載されているように、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％を超え、かつ、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３０％を超えた場合、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の５０％以下であり、かつ、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３０％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、他の場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高の１０％以上５０％以下であり、かつ前記ハット形鋼矢板の前記先端と前記Ｈ形鋼の前記先端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の５％以上３０％以下であってもよい。
この場合、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼記後端との間の離間長さが壁高の５０％以下であり、かつ、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが全長の３０％以下であるので、地中連続壁用鋼材を一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）の変位に抑えることができ、十分な剛性を有する地中連続壁用鋼材とすることができる。また、ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼記後端との間の離間長さが壁高の１０％以上であり、かつ、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが全長の５％以上であるので、経済的効果が大きく、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。

前記ハット形鋼矢板の前記後端と前記Ｈ形鋼の前記後端との間の離間長さは、５００ｍｍ以上であってもよい。
通常、打設機が把持する、地中連続壁用鋼材の後端部の長さは５００ｍｍ以下である。よって、打設機が把持する部分にＨ形鋼は存在せず、打設機により、容易に地中連続壁用鋼材の後端部（ハット形鋼矢板の後端部）を把持でき、打設作業を行うことができる。

本発明の地中連続壁用鋼材の第２の態様は、長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼とを備え、前記ハット形鋼矢板は、ウェブと、該ウェブの両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジと、前記一対のフランジの各々に一体に連設され、前記ウェブと略平行な一対のアーム部とを有し、前記Ｈ形鋼は、互いに略平行な一対のフランジ部と、該一対のフランジ部同士を間隔を設けて連結するウェブ部とを有し、前記ハット形鋼矢板の前記ウェブと前記各フランジとにより形成される溝側と反対側のウェブ外面に、前記Ｈ形鋼の前記一対のフランジ部の一方における前記ウェブ部と連結される側の面と反対側の外面が固定され、前記ハット形鋼矢板の長さ方向における寸法よりもＨ形鋼の長さ方向における寸法が短く、かつ前記ハット形鋼矢板の前記長さ方向における寸法内に前記Ｈ形鋼の前記長さ方向における全長が配設され、前記ハット形鋼矢板の後端と前記Ｈ形鋼の後端の、前記長さ方向における位置が一致し、前記ハット形鋼矢板の先端よりも前記Ｈ形鋼の先端が、前記長さ方向における後端側に位置し、前記ハット形鋼矢板の前記先端と前記Ｈ形鋼の前記先端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３５％以下であり、前記離間長さは、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材による土留め壁における設計地盤から地表面までの壁高を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板の先端と前記Ｈ形鋼の先端との間の離間長さと前記ハット形鋼矢板全長との比と、地中連続壁用鋼材の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られたものである。
本発明の地中連続壁用鋼材の第２の態様によれば、後述の実験結果から把握されるように、地中連続壁用鋼材を一側面側から土圧が作用する土留め壁用の鋼材として使用した場合に、土圧が作用して土留め壁の天端が土圧作用方向に変位しても、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）の変位に抑えることができ、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。
また、後述する実験結果で記載されているように、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３５％を超えると、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さが、地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３５％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、離間長さが全長の３５％以下の場合は、離間長さが全長の３５％を超える場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。

本発明の地中連続壁用鋼材の第２の態様では、前記ハット形鋼矢板の前記先端と前記Ｈ形鋼の前記先端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の５％以上であってもよい。
この場合、経済的効果が大きく、安価で軽量な地中連続壁用鋼材とすることができる。

前記ハット形鋼矢板の前記先端と前記Ｈ形鋼の前記先端との間の離間長さは、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の２０％以下であってもよい。
この場合、後述の実験結果から把握されるように、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の天端変位とほぼ同様の天端変位を維持でき、十分な剛性を有する地中連続壁用鋼材とすることができる。

本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第１の態様は、長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼とを用意し、前記ハット形鋼矢板は、ウェブと、該ウェブの両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジと、前記一対のフランジの各々に一体に連設され、前記ウェブと略平行な一対のアーム部とを有し、前記Ｈ形鋼は、互いに略平行な一対のフランジ部と、該一対のフランジ部同士を間隔を設けて連結するウェブ部とを有し、前記Ｈ形鋼の長さ方向における寸法が前記ハット形鋼矢板の長さ方向における寸法より短く、前記ハット形鋼矢板の前記長さ方向における寸法内に前記Ｈ形鋼の前記長さ方向における全長を配設し、かつ前記ハット形鋼矢板の後端よりも前記Ｈ形鋼の後端を、前記長さ方向における先端側であって、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）と前記壁高（Ｈ）との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置に配置した状態で、前記ハット形鋼矢板の前記ウェブと前記各フランジとにより形成される溝側と反対側のウェブ外面に、前記Ｈ形鋼の前記一対のフランジ部の一方における前記ウェブ部と連結される側の面と反対側の外面を当接させ、互いに当接されている前記ハット形鋼矢板の前記ウェブ及び前記Ｈ形鋼の前記フランジ部を、溶接により互いに固定する。
本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第１の態様によれば、安価で軽量な本発明の地中連続壁用鋼材の第１の態様を製造できる。

本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第１の態様では、前記ハット形鋼矢板の先端と前記Ｈ形鋼の先端の、前記長さ方向における位置を一致させるように配置してもよい。

前記ハット形鋼矢板の先端よりも前記Ｈ形鋼の先端を、前記長さ方向における後端側に位置させるように配置してもよい。

本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第２の態様は、長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼とを用意し、前記ハット形鋼矢板は、ウェブと、該ウェブの両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジと、前記一対のフランジの各々に一体に連設され、前記ウェブと略平行な一対のアーム部とを有し、前記Ｈ形鋼は、互いに略平行な一対のフランジ部と、該一対のフランジ部同士を間隔を設けて連結するウェブ部とを有し、前記Ｈ形鋼の長さ方向における寸法が前記ハット形鋼矢板の長さ方向における寸法より地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の３５％以下の長さ分だけ短く、前記ハット形鋼矢板の前記長さ方向における寸法内に前記Ｈ形鋼の前記長さ方向における全長を配設し、かつ前記ハット形鋼矢板の後端と前記Ｈ形鋼の後端の、前記長さ方向における位置を一致させ、前記ハット形鋼矢板の先端よりも前記Ｈ形鋼の先端を、前記長さ方向における後端側であって、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）と前記ハット形鋼矢板（２）全長との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置に配置した状態で、前記ハット形鋼矢板の前記ウェブと前記各フランジとにより形成される溝側と反対側のウェブ外面に、前記Ｈ形鋼の前記一対のフランジ部の一方における前記ウェブ部と連結される側の面と反対側の外面を当接させ、互いに当接されている前記ハット形鋼矢板の前記ウェブ及び前記Ｈ形鋼の前記フランジ部を、溶接により互いに固定する。
本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第２の態様によれば、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量な本発明の地中連続壁用鋼材の第２の態様を製造できる。

本発明の地中連続壁用鋼材の製造方法の第２の態様では、前記Ｈ形鋼の前記長さ方向における寸法は、前記ハット形鋼矢板の前記長さ方向における寸法より、前記地中連続壁用鋼材の長さ方向における全長の２０％以下の長さ分だけ短くてもよい。

本発明の地中連続壁は、本発明の地中連続壁用鋼材を複数使用して構築されている。
本発明の地中連続壁を構築する方法は、本発明の地中連続壁用鋼材を複数使用して構築する。

本発明によれば、安価で軽量な地中連続壁用鋼材が得られ、この地中連続壁用鋼材を使用した場合、経済的に問題がない土留め壁または護岸壁を構築できる。

図１Ａは、本発明の第１〜第３実施形態の地中連続壁用鋼材を並列配置して嵌合させた状態を示す平面図である。 図１Ｂは、第１実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図である。 図１Ｃは、第２実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図である。 図１Ｄは、第３実施形態の地中連続壁用鋼材の側面図である。 図２は、本発明の実施形態の地中連続壁用鋼材の後端側の平面図である。 図３Ａは、本発明の実施形態の地中連続壁用鋼材の製造方法において、ハット形鋼矢板とＨ形鋼とを当接させた状態を示す図である。 図３Ｂは、本発明の実施形態の地中連続壁用鋼材の製造方法において、ハット形鋼矢板とＨ形鋼とを溶接により接合した状態を示す図である。 図４は、本発明の実施形態の地中連続壁用鋼材を、打設機により、地中に打設している状態を示す図である。 図５は、各実施形態の地中連続壁用鋼材を土留め壁として使用した場合の縦断側面図であり、地中連続壁用鋼材の寸法と天端変位との関係を説明するための説明図である。 図６は、本発明の第１実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、Ｈ形鋼の後端のカット長さと壁高との比（省略長Ａ／壁高Ｈ）と、天端変位との関係を示す図である。 図７は、本発明の第２実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、Ｈ形鋼の先端のカット長さとハット形鋼矢板の全長との比（省略長Ｂ／矢板全長）と、天端変位との関係を示す図である。 図８は、本発明の第３実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、先端位置を一定にした際のＨ形鋼の後端のカット長さと壁高との比（省略長Ａ／壁高Ｈ）と天端変位との関係を示す図である。 図９は、本発明の第３実施形態の地中連続壁用鋼材を使用して土留め壁を構築した場合に、後端位置を一定にした際のＨ形鋼の先端のカット長さとハット形鋼矢板の全長との比（省略長Ｂ／矢板全長）と、天端変位との関係を示す図である。 図１０は、従来のハット形鋼矢板の一形態を示す平面図である。 図１１は、従来のハット形鋼矢板の他の形態を示す平面図である。

符号の説明

１ 地中連続壁用鋼材、２ ハット形鋼矢板、３ ハット形鋼矢板のアーム部、４ ハット形鋼矢板のアーム部、５ ハット形鋼矢板のフランジ、６ Ｈ形鋼、６ａ Ｈ形鋼の一方のフランジ部、６ａ１ Ｈ形鋼の一方のフランジ部の接合面、６ｂ Ｈ形鋼の他方のフランジ部、６ｃ Ｈ形鋼のウェブ部、７ ハット形鋼矢板のウェブ、８ 土留め壁、９ 地表面（地盤表面）、１０ 設計地盤面、１１ 仮想地盤面、１２ａ、１２ｂ 溝、１３ 係止爪部、１４、１４ａ、１４ｂ 継手、１５ 打設機、１６ クランプ、１７ 加振装置、１８ ハット形鋼矢板の後端、１９ ハット形鋼矢板の先端、２０ Ｈ形鋼の後端、２１ Ｈ形鋼の先端、７１ ハット形鋼矢板のウェブの接合面、Ａ ハット形鋼矢板の後端とＨ形鋼の後端との間の離間長さ、Ｂ ハット形鋼矢板の先端とＨ形鋼の先端との間の離間長さ、Ｃ ハット形鋼矢板とＨ形鋼とが一体化された断面の高剛性部、Ｄ ハット形鋼矢板におけるウェブとフランジとにより形成される溝。

本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、図１Ａ〜図１Ｄ、および図２を参照して本発明において使用される地中連続壁用鋼材１の基本形態について説明する。

本発明の地中連続壁用鋼材１は、ハット形鋼矢板２と、そのハット形鋼矢板２の長さ寸法よりも短い長さ寸法のＨ形鋼６とが組み合わされ、かつハット形鋼矢板２の長さ寸法内に収まるようにＨ形鋼６が配置された特殊な組み合わせ構成を有する。前記のハット形鋼矢板２およびＨ形鋼６はいずれも熱間圧延加工による圧延鋼材である。

なお、本発明において、図４に示されたように、地中連続壁用鋼材１を地中に打設して、土留め壁または護岸壁等を構築する際、土留め壁または護岸壁等を構築した状態における地中連続壁用鋼材１の上端側を、打設機１５（クランプ（把持部）１６および加振装置１７からなる）により把持する。そして、地中連続壁用鋼材１の下端側を先頭にし、地中連続壁用鋼材１の上端側を後尾にして、地中連続壁用鋼材１を地中方向Ｓに移動し、地中連続壁用鋼材１を地中に打設する。よって、本発明において、地中連続壁用鋼材１の先端とは、地中連続壁用鋼材１により土留め壁または護岸壁等を構築した際の下端であり、地中連続壁用鋼材１の後端とは、地中連続壁用鋼材により土留め壁または護岸壁等を構築した際の上端である。

また、図２に示されたように、通常、ハット形鋼矢板２の一方の継手１４ａにおける溝１２ａ、及び、ハット形鋼矢板２の他方の継手１４ｂにおける溝１２ｂは、地中連続壁用鋼材１の長さ方向（地中連続壁用鋼材１を使用した土留め壁における高さ方向）において、互いに反対側に開口している。このため、複数の地中連続壁用鋼材１をアーム部３，４の長手方向に沿って一列に配設した場合、隣り合うハット形鋼矢板２相互の継手１４ａ、１４ｂを嵌合できるようになっている。もし、地中連続壁用鋼材１により土留め壁等を構築する際、地中連続壁用鋼材１の上下を逆さまにして施工しようとすれば、逆さまにして施工した地中連続壁用鋼材１と隣接する地中連続壁用鋼材１との継手１４ａ、１４ｂ同士を接続できず、複数の地中連続壁用鋼材１同士を接続できなくなってしまう。以上のような理由等により、地中連続壁の施工段階において、地中連続壁用鋼材１の先端と後端は、明確に把握され得る。

第１実施形態の地中連続壁用鋼材１では、図１Ｂに示されたように、長さ方向において、ハット形鋼矢板２の先端１９位置とＨ形鋼６の先端２１位置が一致し、ハット形鋼矢板２の後端１８位置よりもＨ形鋼６の後端２０位置が先端側となっている。すなわち、Ｈ形鋼６の後端２０側を短くカットした地中連続壁用鋼材１であり、その地中連続壁用鋼材１は、横断面で、ハット形鋼矢板２のみで構成されるハット形の横断面と、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６で構成される合成断面との両方の横断面とを備えた鋼材である。より具体的には、地中連続壁用鋼材１を土留め壁用の壁材として用いる場合に、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の後端１８位置とＨ形鋼６の後端２０位置との差寸法（Ａ）は、前記地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤面１０から地盤表面９までの壁高Ｈ（図５参照）の５０％以下の寸法にされ、Ｈ形鋼６は、前記の差寸法（Ａ）分、短くカットされている。
この実施形態では、前記の壁高Ｈと、ハット形鋼矢板２の長さ寸法Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２との関係は、Ｈ×０．５０≧（Ｌ１−Ｌ２）を満足する。前記の（Ｌ１−Ｌ２）が、地中連続壁用鋼材１における後端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＡである。

したがって、この実施形態では、地中連続壁用鋼材１の中間から先端部側で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが一体化された断面の高剛性部Ｃを形成している。なお、図中、６ａはＨ形鋼６の一方のフランジ部、６ｂはＨ形鋼６の他方のフランジ部、６ｃはＨ形鋼のウェブ部である。

また、図１Ａ、図１Ｃおよび図２に示す第２実施形態では、ハット形鋼矢板２の後端１８位置とＨ形鋼６の後端２０位置を一致させて、ハット形鋼矢板２の先端１９位置よりもＨ形鋼６の先端２１位置を後端側としている。すなわち、Ｈ形鋼６の先端２１側を短くカットした地中連続壁用鋼材１である。より具体的には、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の先端１９位置とＨ形鋼６の先端２１位置との差寸法（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の全長の３５％以下となるように短くカットされたＨ形鋼６とされている。したがって、この実施形態では、地中連続壁用鋼材１の中間から上部側で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが一体化された断面の高剛性部Ｃを形成している。
この実施形態では、ハット形鋼矢板２の長さ寸法Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２との関係は、Ｌ１×０．３５≧（Ｌ１−Ｌ２）を満足するようにされている。前記の（Ｌ１−Ｌ２）が、地中連続壁用鋼材１における先端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＢである。

さらに、図１Ａ、図１Ｄおよび図２に示す第３実施形態では、ハット形鋼矢板２の後端１８位置よりもＨ形鋼６の後端２０位置を先端側とし、かつハット形鋼矢板２の先端１９位置よりもＨ形鋼６の先端２１位置を後端側としている。すなわち、Ｈ形鋼６の後端２０および先端２１を短くカットした地中連続壁用鋼材１である。より具体的には、前記の地中連続壁用鋼材１におけるハット形鋼矢板２の先端１８位置とＨ形鋼６の先端２０位置との差寸法（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の全長の３０％以下となるようにＨ形鋼６の先端２０側は短くカットされている。また、ハット形鋼矢板２の後端１８位置とＨ形鋼６の後端２０位置との差寸法（Ａ）が、壁高Ｈの５０％以下となるようにＨ形鋼６の後端２０側は短くカットされている。したがって、この実施形態では、地中連続壁用鋼材１の上下両端部を除く中間部で、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６の一方のフランジ６ａとが一体化された断面の高剛性部Ｃを形成している。
この実施形態では、ハット形鋼矢板２の長さ寸法（地中連続壁用鋼材１の全長）Ｌ１と、Ｈ形鋼６の長さ寸法Ｌ２と、地中連続壁用鋼材１における後端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＡと、地中連続壁用鋼材１における先端側のハット形鋼矢板２のみで構成される断面を有する部分の長さＢとの関係は、Ａ＋Ｂ＝Ｌ１−Ｌ２を満足させ、かつＡ≦Ｈ×０．５０を満足させ、さらにＢ≦Ｌ１×０．３０を満足するようにされている。

なお、前述のように、各実施形態のハット形鋼矢板２では、熱間圧延加工により製造されたハット形鋼矢板２の端部のアーム部３，４には一体に継手１４ａ、１４ｂが形成されている。紙面上左側に位置する一方のアーム部３の端部に、Ｈ形鋼６側とは反対側（紙面上側）に向かって紙面上向きに開口する溝１２ａおよび係止爪部１３を有する上向き開口溝形継ぎ手１４ａが設けられ、また紙面上右側に位置する他方のアーム部４の端部に、Ｈ形鋼６側（紙面下側）に向かって紙面下向きに開口する溝１２ｂおよび係止爪部１３を有する下向き開口溝形継ぎ手１４ｂが設けられている。

前記の第１実施形態から第３実施形態について、実用上支障がなく、より経済的な地中連続壁用鋼材１を実現するために検討を行った。具体的には、図５に示すような土留め壁８を構築した場合において、地中連続壁用鋼材１の天端変位（上端（後端）変位）を、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の設計上の天端変位Ｙの１０％増以下（すなわち、天端変位Ｙの１１０％以下）に抑え、これにより合理的な土留め壁８を構築可能とするために、以下のように地中連続壁用鋼材１の寸法を検討した。各実施形態について、各種の地盤Ｎ値と壁高Ｈを変化させた骨組計算解析をし、図６〜図９に示すような天端変位のグラフを作成した。

なお、図５中の主な寸法は、下記の通りである。
（１）壁高Ｈは、設計地盤面（地盤を掘削したときの底面）１０から地盤表面９までの高さ寸法
（２）ＥＬは、仮想地盤面（図５において、地中連続壁用鋼材１に対する、地中連続壁用鋼材１の右側の地盤からの土圧と地中連続壁用鋼材１の左側の地盤からの土圧が同一となる高さにおける地盤面）１１から設計地盤面１０までの高さ寸法
（３）根入れ長Ｌは、仮想地盤面１１からハット形鋼矢板２先端１９までの高さ寸法

図１Ｂに示す第１実施形態の地中連続壁用鋼材１について、さらに具体的に、図５に示すような形態の土留め壁８として使用し、地表面９に単位面積あたり１０ｋＮ／ｍ^２の荷重を載荷した場合に、壁高Ｈに対してどの程度の長さ寸法までＨ形鋼６の後端２０側を実用上カット可能かについて、前記の骨組計算解析により検討した。得られた結果を図６に示す。
ハット形鋼矢板とＨ形鋼矢板の長さが同じであり全長に渡って溶接された地中連続壁用鋼材（全長にわたって図２に示す断面を有する従来の地中連続壁用鋼材）を用いた場合の天端変位の最大値は０．０５ｍ［５０ｍｍ］とされている。このため、通常使用される従来の地中連続壁用鋼材は、設計上の天端変位Ｙが最大で４０ｍｍ〜４５ｍｍとなる性能を有するように製造されている。よって、従来の地中連続壁用鋼材の設計上の天端変位Ｙ（４５ｍｍ）に対して１０％増以下の天端変位が生じる範囲内で地中連続壁用鋼材を設計すれば、天端変位を５０ｍｍ以下に抑えられる。このため、地中連続壁用鋼材の設計が容易になると共に、これを使用した土留め壁８としても実用上特に支障がない。そこで本発明では、天端変位を、従来の地中連続壁用鋼材の設計上の天端変位Ｙ［ｍ］の最大１０％増以下に設定した。

図６では、横軸は、Ｈ形鋼６の後端２０のカット長さ（省略長Ａ［ｍ］）と壁高Ｈ［ｍ］との比（省略長Ａ［ｍ］／壁高Ｈ［ｍ］）として無次元化して示されている。縦軸は、後端２０側をカットしたＨ形鋼６とハット形鋼矢板２との組み合わせの場合の天端変位（グラフでは、Ｈ形鋼省略時の天端変位と記した）と、ハット形鋼矢板２と同じ長さのＨ形鋼６を全長溶接した場合の天端変位（グラフでは、全長溶接時の天端変位と記した）との比（Ｈ鋼省略時の天端変位／全長溶接時の天端変位）、すなわち天端変位の増加割合として無次元化して示されている。Ｈ形鋼の後端２０側のカット寸法Ａ［ｍ］の割合と、天端変位の増加割合との関係に示されたように、いずれの場合も、天端変位の増加割合を１０％以下に収めるには、縦点線で示すように、壁高Ｈの５０％以下までカットすることが可能であることがわかる。
また、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）が、地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤１０から地表面９までの壁高Ｈの５０％を超えると、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）が、地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤１０から地表面９までの壁高Ｈの５０％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、離間長さ（Ａ）が壁高Ｈの５０％以下の場合は、離間長さ（Ａ）が壁高Ｈの５０％を超える場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。
さらに、図６に示されたように、壁高Ｈの３０％以下にＨ形鋼６の後端２０側をカットした場合、同じ長さのハット形鋼矢板とＨ形鋼を全長に渡って溶接した地中連続壁用鋼材を用いた時の天端変位とほぼ同じ天端変位を維持でき、十分な剛性を有する地中連続壁用鋼材とすることができる。

したがって、壁高Ｈの０％を超え壁高Ｈの５０％以下までＨ形鋼６をカットできる。たとえば、壁高Ｈの１０％までＨ形鋼６をカットする場合、壁高Ｈが５．５ｍでは、Ｈ形鋼６の０．５５ｍをカットでき、壁高６ｍでは、Ｈ形鋼６の０．６ｍをカットでき、安価なＨ形鋼となる。壁高Ｈの５０％までＨ形鋼６をカットする場合、壁高Ｈが５．５ｍでは、Ｈ形鋼６の２．７５ｍをカットでき、壁高Ｈが６．０ｍでは、Ｈ形鋼６の３．０ｍをカットでき、格段に安価なＨ形鋼６を使用でき、安価な地中連続壁用鋼材１となる。また、壁高Ｈの３０％以下までなら天端変位の増加割合にほとんど変化がなく、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが同じ長さ寸法とした地中連続壁用鋼材と同等の部材であることがわかる。
なお、前記の図６および後記する図７〜図９のグラフでは、地盤のＮ値が１０で壁高Ｈが５．５ｍの場合を黒丸で示し、Ｎ値が２０で壁高Ｈが５．５ｍの場合を白丸で示し、Ｎ値が５で壁高Ｈが５．５ｍの場合を白四角で示し、Ｎ値が１０で壁高Ｈが６．０ｍの場合を黒四角で示している。
ここで、Ｎ値とは、標準貫入試験により求めた地盤の硬軟や締り具合を示す値であり、所定質量の重りを所定高さから自由落下させ、サンプラーを地盤内に所定深さ貫入させるために要する打撃回数のことである。
Ｎ値が大きくなると天端変位が小さくなり、壁高Ｈが高くなると天端変位が大きくなることが予想されるが、これらのグラフからも同様なことがわかる。

次に、前記第２実施形態の地中連続壁用鋼材１について、前記第１実施形態と同様に、天端変位が前記Ｙ［ｍ］の１０％増以下に収まる寸法を見出すために骨組計算解析を行った。得られた結果を図７に示す。

図７では、横軸は、Ｈ形鋼６の先端２１のカット長さ（省略長Ｂ［ｍ］）とハット形鋼矢板２の全長［ｍ］との比（省略長Ｂ［ｍ］／矢板全長［ｍ］）として無次元化して示されている。縦軸は、先端２１側をカットしたＨ形鋼６とハット形鋼矢板２との組み合わせの場合の天端変位（グラフでは、Ｈ形鋼省略時の天端変位と記した）と、前記ハット形鋼矢板２と同じ長さの（カットしない）Ｈ形鋼６を全長溶接した場合の天端変位（グラフでは、全長溶接時の天端変位と記した）との比（Ｈ鋼省略時の天端変位／全長溶接時の天端変位）、すなわち天端変位の増加割合として無次元化して示されている。Ｈ形鋼６の先端２１側のカット寸法Ｂ［ｍ］の全長に対する割合と、天端変位の増加割合との関係に示されたように、いずれの場合も、天端変位の増加割合を１０％以下に収めるには、縦点線で示すように、ハット形鋼矢板２の全長の３５％以下までカットすることが可能であることがわかる。
また、ハット形鋼矢板２の先端１９とＨ形鋼６の先端２１との間の離間長さ（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の長さ方向における全長の３５％を超えると、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板２の先端１９とＨ形鋼６の先端２１との間の離間長さ（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の長さ方向における全長の３５％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、離間長さが全長の３５％以下の場合は、離間長さが全長の３５％を超える場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。
したがって、ハット形鋼矢板２の全長の０％を超え３５％以下までＨ形鋼６をカットすることが可能である。また、ハット形鋼矢板２の全長の２０％以下では、天端変位の増加割合にほとんど変化がなく、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６とが同じ長さ寸法とした地中連続壁用鋼材と同等の部材であることがわかる。
その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。

次に、第３実施形態の地中連続壁用鋼材１について、前記第１実施形態と同様に、天端変位が前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以下に収まる寸法（Ｈ形鋼の後端２０側および先端２１側の両方のカット長さの割合）を具体的に見出すために骨組計算解析を行った。得られた結果を図８および図９に示す。図８は、Ｈ形鋼６の先端２１のカット長さＢ［ｍ］の割合を一定に固定して、Ｈ形鋼６の後端２０のカット長さＡ［ｍ］の割合を変化させた場合の結果を示す。図９は、Ｈ形鋼６の後端２０側のカット長さＡ［ｍ］の割合を一定に固定して、Ｈ形鋼６の先端２１のカット長さＢ［ｍ］の割合を変化させた場合の結果を示す。これら図８，９より、Ｈ形鋼６の先端２１と後端２０の両端をカットする場合に、Ｈ形鋼６の後端２０のカット長さＡ［ｍ］の壁高Ｈに対する可能な割合と、Ｈ形鋼６の先端２１のカット長さＢ［ｍ］の矢板全長に対するカット可能な割合が、以下のように導き出される。

具体的には、図８では、地中連続壁用鋼材（ハット形鋼矢板２の矢板全長）１に対するＨ形鋼６の先端２１側のカット長さＢ［ｍ］の割合を０．３０に固定し、すなわちＨ形鋼６の先端２１側のカット長さＢ［ｍ］を一定に固定した状態で、Ｈ形鋼６の後端２０側のカット長さＡ［ｍ］を変化させた結果を示す。この図８より、天端変位を前記天端変位Ｙの１０％増以下に抑えるには、壁高Ｈに対してどの程度の割合でＨ形鋼６の後端２０側をカットできるか調べる。Ｈ形鋼６の後端２０側のカット長さＡ［ｍ］が少なくなれば、当然、地中連続壁用鋼材１の剛性が高まり、天端変位が少なくなるから、後端２０側のカット長さＡが壁高Ｈの０％を超え、かつ縦点線で示すように５０％以下であれば、前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以下に抑えることができることがわかる。なお、縦軸および横軸は、図６と同様である。

また、図９では、壁高Ｈに対するＨ形鋼６の後端２０側のカット長さＡ［ｍ］の割合を０．５０に固定し、すなわち、Ｈ形鋼６の後端２０のカット長さＡ［ｍ］を一定に固定した状態で、Ｈ形鋼６の先端２１側のカット長さＢ［ｍ］を変化させた結果を示す。この図９より、天端変位を１０％増以下に抑えるには、地中連続壁用鋼材１の全長に対してどの程度の割合でＨ形鋼６の先端２１側をカットできるか調べる。Ｈ形鋼６の先端２１側のカット長さＢ［ｍ］が少なくなれば、当然、地中連続壁用鋼材１の剛性が高まり、天端変位が少なくなるから、先端２１側のカット長さＢが、地中連続壁用鋼材１（ハット形鋼矢板２）の全長の０％を超え、かつ縦点線で示すように３０％以下であれば、前記天端変位Ｙ［ｍ］の１０％増以下に抑えることができることがわかる。なお、縦軸および横軸は、図７と同様である。
また、図８，９に示されたように、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）が、地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤１０から地表面９までの壁高Ｈの５０％を超え、かつ、ハット形鋼矢板２の先端１９とＨ形鋼６の先端２１との間の離間長さ（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の長さ方向における全長の３０％を超えた場合、天端変位が急激に上昇することが把握される。これに対し、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）が、地中連続壁用鋼材１による土留め壁８における設計地盤１０から地表面９までの壁高Ｈの５０％以下であり、かつ、ハット形鋼矢板２の先端１９とＨ形鋼６の先端２１との間の離間長さ（Ｂ）が、地中連続壁用鋼材１の長さ方向における全長の３０％以下の場合、天端変位の上昇率は低く抑えられている。以上のように、この場合、他の場合と比較し、十分な剛性を有すると共に、安価で軽量である。

Ｈ形鋼６の後端２０側をカットする場合に、前記のように壁高Ｈの０％を超える値であれば、経済的なメリットが生じるが、壁高Ｈの０％に近い数値では、経済的なメリットが小さい。このため、実用的には、例えば、前記の壁高Ｈの１０％以上５０％以下で設定するのが好ましい。また、Ｈ形鋼６の先端２１側をカットする場合に、前記のように地中連続壁用鋼材１全長の０％を超える値であれば、経済的なメリットが生じるが、地中連続壁用鋼材１全長の０％に近い数値のカットの割合では、経済的なメリットが小さい。このため、例えば、実用的には、地中連続壁用鋼材１全長の５％以上３５％以下の範囲で設定するようにするとよい。なお、Ｈ形鋼６の先端２１側および後端２０側をカットする場合、Ｈ形鋼６の後端２０側のカットは、前記壁高Ｈの１０％以上５０％以下で設定し、Ｈ形鋼６の先端２１側のカットは、地中連続壁用鋼材１全長の５％以上３０％以下の範囲で設定するようにするとよい。
また、通常、打設機が把持する地中連続壁用鋼材１の後端部の長さは５００ｍｍ以下である。よって、ハット形鋼矢板２の後端１８からＨ形鋼６の後端２０を離間させる場合、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）は、５００ｍｍ以上であることが望ましい。

本発明の地中連続壁用鋼材１の製造方法は以下の通りである。
まず前述した本発明の地中連続壁用鋼材１を構成するハット形鋼矢板２とＨ形鋼６を用意する。ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６の形状および寸法は、前述した実施形態の通りである。本発明においては、部材全体を熱間圧延加工により製造したハット形鋼矢板２を使用してもよく、継手部を熱間圧延加工により製作し、アーム部３，４に溶接により固定するようなハット形鋼矢板２を使用してもよい。
図３Ａに示されたように、Ｈ形鋼６における一方のフランジ部６ａを、ハット形鋼矢板２におけるウェブ７とフランジ５とにより形成される溝Ｄと反対側に配置し、Ｈ形鋼６における一方のフランジ部６ａを、ハット形鋼矢板２のウェブ７外面７１に当接する。ここで、ハット形鋼矢板２の後端１８とＨ形鋼６の後端２０との間の離間長さ（Ａ）およびハット形鋼矢板２の先端１９とＨ形鋼６の先端２１との間の離間長さ（Ｂ）は、前述した実施形態の地中連続壁用鋼材１となるように適宜調整される。
このように、ハット形鋼矢板２とＨ形鋼６が当接された状態で、図３Ｂに示されたように、Ｈ形鋼６のフランジ部６ａの両側部を、全長に渡って溶接Ｗにより、ハット形鋼矢板２におけるウェブ７外面７１（外側面）側に固定する。

本発明の地中連続壁を構築する方法を以下に示す。
図４に示されたように、本発明の地中連続壁用鋼材１の先端部を地盤表面９に向けて地中連続壁用鋼材１を直立した状態で、打設機１５のクランプ（把持部）１６により地中連続壁用鋼材１の後端部を把持する。なお、図４では、クランプ１６によりハット形鋼矢板２の一対のフランジ７をそれぞれ把持した場合を示しているが、ウェブ５のみ、またはウェブ５とフランジ７を把持しても構わない。
そして、地中連続壁用鋼材１の先端部側を先頭にして、加振装置１７により地中連続壁用鋼材１を地中方向Ｓに所定の深さまで打設する。
次に別の地中連続壁用鋼材１を用意し、この地中連続壁用鋼材１の継手１４ａと、既に打設済みの地中連続壁用鋼材１の継手１４ｂとを嵌合させた状態で、別の地中連続壁用鋼材１を打設する位置に配置する。そして、前述したようにクランプ１６によりハット形鋼矢板２の一対のフランジ７をそれぞれ把持し、加振装置１７により地中方向Ｓに所定の深さまで打設する。
以上の操作を繰り返し、複数の地中連続壁用鋼材１を地盤表面９に打設し、本発明の地中連続壁を構築する。
なお、形成する地中連続壁となるように、予め複数の地中連続壁用鋼材１を地盤表面９上に配置し、隣接する地中連続壁用鋼材１のそれぞれの継手１４ａ，１４ｂを嵌合させ、この状態で地中連続壁用鋼材１を順次、打設機１５によって打設しても構わない。
また本発明の地中連続壁用鋼材１と共に、他の地中連続壁用鋼材を用いても構わない。例えば地中連続壁用鋼材１と、ハット形鋼矢板のみからなる地中連続壁用鋼材とを横方向に交互に接続して地中連続壁を構築してもよい。

Claims (19)

1. 長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板（２）と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼（６）とを備え、
   前記ハット形鋼矢板（２）は、ウェブ（７）と、該ウェブ（７）の両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジ（５）と、前記一対のフランジ（５）の各々に一体に連設され、前記ウェブ（７）と略平行な一対のアーム部（３、４）とを有し、
   前記Ｈ形鋼（６）は、互いに略平行な一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）と、該一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）同士を間隔を設けて連結するウェブ部（６ｃ）とを有し、
   前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）と前記各フランジ（５）とにより形成される溝（Ｄ）側と反対側のウェブ（７）外面（７１）に、前記Ｈ形鋼（６）の前記一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）の一方（６ａ）における前記ウェブ部（６ｃ）と連結される側の面と反対側の外面（６ａ１）が固定され、
   前記ハット形鋼矢板（２）の長さ方向における寸法（Ｌ１）よりもＨ形鋼（６）の長さ方向における寸法（Ｌ２）が短く、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の前記長さ方向における寸法（Ｌ１）内に前記Ｈ形鋼（６）の前記長さ方向における全長が配設され、
   前記ハット形鋼矢板（２）の後端（１８）よりも前記Ｈ形鋼（６）の後端（２０）が、前記長さ方向における先端側に位置し、
   前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）の位置は、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）と前記壁高（Ｈ）との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置であることを特徴とする地中連続壁用鋼材（１）。
2. 前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）の、前記長さ方向における位置が一致している請求項１に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
3. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）の５０％以下である請求項２に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
4. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）の１０％以上５０％以下である請求項２に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
5. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）の３０％以下である請求項２に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
6. 前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）よりも前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）が、前記長さ方向における後端側に位置する請求項１に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
7. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）の５０％以下であり、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の３０％以下である請求項６に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
8. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）の１０％以上５０％以下であり、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の５％以上３０％以下である請求項６に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
9. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）は、５００ｍｍ以上である請求項１に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
10. 長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板（２）と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼（６）とを備え、
    前記ハット形鋼矢板（２）は、ウェブ（７）と、該ウェブ（７）の両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジ（５）と、前記一対のフランジ（５）の各々に一体に連設され、前記ウェブ（７）と略平行な一対のアーム部（３、４）とを有し、
    前記Ｈ形鋼（６）は、互いに略平行な一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）と、該一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）同士を間隔を設けて連結するウェブ部（６ｃ）とを有し、
    前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）と前記各フランジ（５）とにより形成される溝（Ｄ）側と反対側のウェブ（７）外面（７１）に、前記Ｈ形鋼（６）の前記一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）の一方（６ａ）における前記ウェブ部（６ｃ）と連結される側の面と反対側の外面（６ａ１）が固定され、
    前記ハット形鋼矢板（２）の長さ方向における寸法（Ｌ１）よりもＨ形鋼（６）の長さ方向における寸法（Ｌ２）が短く、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の前記長さ方向における寸法（Ｌ１）内に前記Ｈ形鋼（６）の前記長さ方向における全長が配設され、
    前記ハット形鋼矢板（２）の後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の後端（２０）の、前記長さ方向における位置が一致し、
    前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）よりも前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）が、前記長さ方向における後端側に位置し、
    前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の３５％以下であり、
    前記離間長さ（Ｂ）は、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）と前記ハット形鋼矢板（２）全長との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られたものであることを特徴とする地中連続壁用鋼材（１）。
11. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の５％以上である請求項１０に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
12. 前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）は、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の２０％以下である請求項１０に記載の地中連続壁用鋼材（１）。
13. 長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板（２）と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼（６）とを用意し、前記ハット形鋼矢板（２）は、ウェブ（７）と、該ウェブ（７）の両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジ（５）と、前記一対のフランジ（５）の各々に一体に連設され、前記ウェブ（７）と略平行な一対のアーム部（３、４）とを有し、前記Ｈ形鋼（６）は、互いに略平行な一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）と、該一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）同士を間隔を設けて連結するウェブ部（６ｃ）とを有し、前記Ｈ形鋼（６）の長さ方向における寸法（Ｌ２）が前記ハット形鋼矢板（２）の長さ方向における寸法（Ｌ１）より短く、
    前記ハット形鋼矢板（２）の前記長さ方向における寸法（Ｌ１）内に前記Ｈ形鋼（６）の前記長さ方向における全長を配設し、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の後端（１８）よりも前記Ｈ形鋼（６）の後端（２０）を、前記長さ方向における先端側であって、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の前記後端（２０）との間の離間長さ（Ａ）と前記壁高（Ｈ）との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置に配置した状態で、前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）と前記各フランジ（５）とにより形成される溝（Ｄ）側と反対側のウェブ（７）外面（７１）に、前記Ｈ形鋼（６）の前記一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）の一方（６ａ）における前記ウェブ部（６ｃ）と連結される側の面と反対側の外面（６ａ１）を当接させ、
    互いに当接されている前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）及び前記Ｈ形鋼の前記フランジ部（６ａ）を、溶接により互いに固定することを特徴とする地中連続壁用鋼材（１）の製造方法。
14. 前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）の、前記長さ方向における位置を一致させるように配置する請求項１３に記載の地中連続壁用鋼材（１）の製造方法。
15. 前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）よりも前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）を、前記長さ方向における後端側に位置させるように配置する請求項１３に記載の地中連続壁用鋼材（１）の製造方法。
16. 長さ方向に対し垂直な断面がハット形のハット形鋼矢板（２）と、長さ方向に対し垂直な断面がＨ形のＨ形鋼（６）とを用意し、前記ハット形鋼矢板（２）は、ウェブ（７）と、該ウェブ（７）の両端部に一体に連設され、外側に向かって広がるように傾斜した一対のフランジ（５）と、前記一対のフランジ（５）の各々に一体に連設され、前記ウェブ（７）と略平行な一対のアーム部（３、４）とを有し、前記Ｈ形鋼（６）は、互いに略平行な一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）と、該一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）同士を間隔を設けて連結するウェブ部（６ｃ）とを有し、前記Ｈ形鋼（６）の長さ方向における寸法（Ｌ２）が前記ハット形鋼矢板（２）の長さ方向における寸法（Ｌ１）より地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の３５％以下の長さ分だけ短く、
    前記ハット形鋼矢板（２）の前記長さ方向における寸法（Ｌ１）内に前記Ｈ形鋼（６）の前記長さ方向における全長を配設し、かつ前記ハット形鋼矢板（２）の後端（１８）と前記Ｈ形鋼（６）の後端（２０）の、前記長さ方向における位置を一致させ、前記ハット形鋼矢板（２）の先端（１９）よりも前記Ｈ形鋼（６）の先端（２１）を、前記長さ方向における後端側であって、地盤のＮ値と、地中連続壁用鋼材（１）による土留め壁（８）における設計地盤（１０）から地表面（９）までの壁高（Ｈ）を変化させた骨組計算解析により、前記ハット形鋼矢板（２）の前記先端（１９）と前記Ｈ形鋼（６）の前記先端（２１）との間の離間長さ（Ｂ）と前記ハット形鋼矢板（２）全長との比と、地中連続壁用鋼材（１）の天端変位との関係を算出し、この算出結果に基づいて得られた位置に配置した状態で、前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）と前記各フランジ（５）とにより形成される溝（Ｄ）側と反対側のウェブ（７）外面（７１）に、前記Ｈ形鋼（６）の前記一対のフランジ部（６ａ、６ｂ）の一方（６ａ）における前記ウェブ部（６ｃ）と連結される側の面と反対側の外面（６ａ１）を当接させ、
    互いに当接されている前記ハット形鋼矢板（２）の前記ウェブ（７）及び前記Ｈ形鋼（６）の前記フランジ部（６ａ）を、溶接により互いに固定することを特徴とする地中連続壁用鋼材（１）の製造方法。
17. 前記Ｈ形鋼（６）の前記長さ方向における寸法（Ｌ２）は、前記ハット形鋼矢板（２）の前記長さ方向における寸法（Ｌ１）より、前記地中連続壁用鋼材（１）の長さ方向における全長の２０％以下の長さ分だけ短い請求項１６に記載の地中連続壁用鋼材（１）の製造方法。
18. 請求項１〜１２の何れか１つに記載の地中連続壁用鋼材（１）を複数使用して構築された地中連続壁。
19. 請求項１〜１２の何れか１つに記載の地中連続壁用鋼材（１）を複数使用して、地中連続壁を構築する方法。

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