JP5192338B2 - 鋼矢板及び鋼矢板遮水壁、並びに止水材の損傷防止方法 - Google Patents
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また本発明は、他の鋼矢板の継手部と連結可能とされた継手部と、この継手部に形成されたポケット溝と、を有する鋼矢板が複数枚、用いられて構築された鋼矢板遮水壁に関する。
さらに、本発明の目的は、上記事実を考慮し、鋼矢板を地盤に打設する際に、鋼矢板の継手部の内側に地盤構成物が浸入することを効果的に防止できる鋼矢板に用いられる止水材の損傷防止方法を提供することにある。
このとき、保護充填材が外圧により圧縮可能な材料又は塑性的に流動可能な粘土状材料により形成されていることに加え、止水材がポケット溝内に装填されていることから、例えば、止水材が継手部の内面側に塗布され、又は貼り付けられている場合と比較し、後続鋼矢板の継手部を先行鋼矢板の継手部に嵌合させつつ、後続鋼矢板を地盤中に打込む際に、後続鋼矢板の継手部からの押圧力により先行鋼矢板の継手部内の保護充填材が下方へ圧縮され、又は移動しても、この保護充填材との摩擦により止水材が下方へ移動し、及び継手部から脱落することを効果的に防止できる。
この結果、鋼矢板を地盤中に打設する際には、止水材全体をポケット溝内に収納しておき、止水材が保護充填材や他の鋼矢板の継手部との摩擦により損傷することを効果的に防止でき、また鋼矢板を地盤に打設した後には、止水材をポケット溝内から継手部間の隙間へ膨張させ、この隙間を止水材により確実にシール(止水)できる。
また請求項1に係る鋼矢板において、前記保護充填材は、幅方向に沿った断面視にて複数個の分割片からなる分割構造を有し、前記複数個の分割片間に切目が形成される。
また、請求項4に係る鋼矢板は、請求項1乃至3の何れか1項記載の鋼矢板において、前記継手部の爪先側の開口を閉止して、該継手部の内側から前記保護充填材が脱落することを防止する保持部材を有することを特徴とする。
また本発明の請求項5に係る鋼矢板遮水壁は、複数枚の鋼矢板を有し、隣接する鋼矢板の継手部同士が連結されて構築された鋼矢板遮水壁であって、前記鋼矢板として、請求項1乃至4の何れか1項記載の鋼矢板を用いたことを特徴とする。
このとき、止水材がポケット溝内に装填されていることから、止水材が継手部の内面側に塗布され、又は貼り付けられている場合と比較し、後続鋼矢板の継手部を先行鋼矢板の継手部に嵌合させつつ、後続鋼矢板を地盤中に打込む際に、後続鋼矢板の継手部により先行鋼矢板の継手部内の保護充填材が下方へ圧縮され、又は流動しても、この保護充填材との摩擦により止水材が下方へ移動し、又は継手部から剥離することを効果的に防止できる。
さらに、本発明に係る止水材の損傷防止方法によれば、鋼矢板を地盤に打設する際に、鋼矢板の継手部の内側に地盤構成物が浸入することを効果的に防止できる。
図1には本発明の実施形態に係る鋼矢板が示され、図2には本発明の実施形態に係る鋼矢板の継手部が拡大されて示されている。
本実施形態に係る鋼矢板10は、図1に示されるように、全体として一方向へ細長いプレート状に形成されており、略U字状の断面形状を有している。鋼矢板10には、幅方向(矢印W方向)中央部に長手方向(図1(B)の矢印L方向)に沿って細長く、一定の幅を有する平板状のウェブ部12が全長に亘って形成されると共に、このウェブ部12における幅方向の一端部及び他端部からそれぞれ斜め方向へ屈曲されたフランジ部14が形成されている。一対のフランジ部14は、それぞれ幅方向Wに沿って外側へ広がるテーパ状に形成されており、ウェブ部12の幅方向中心に対して互いに対称となる形状を有している。
図3に示されるように、鋼矢板10の継手部16の内側には、ポケット溝22に止水ゴム28が嵌挿された後に、保護充填材34が充填される。保護充填材34は、幅方向Wに沿った断面視にて2個の分割片36、38からなる分割構造を有しており、分割片36、38は、それぞれ長手方向Lに沿って細長い丸棒状に形成されている。分割片36、38は、それぞれ直径が約20mmとされており、長さが継手部16の全長と略等しくなっている。
このため、本実施形態では、図3(B)に示されるように、継手部16の内側への分割片36、38の充填を完了すると、図4に示されるように、保持テープ40の一端側及び他端側をそれぞれ継手部16の外面部及びフランジ部14の外側面に貼付け、保持テープ40により継手部16の開口19を部分的に閉止する。保持テープ40としては、例えば、ポリエチレン繊維等の織布を基材とし、片面側に接着層又は粘着層が形成された所謂、養生テープを用いることができる。上記のような保持テープ40は、例えば、鋼矢板10の長手方向Lに沿って1mピッチで鋼矢板10に貼り付けられる。なお、打設時の最初と最後の各1枚を除く中間の鋼矢板10に関しては、両側の継手部16のうちの片側にのみ保護充填材34を充填することが望ましい。
壁体24を構築する際には、鋼矢板10に対する止水ゴム28及び保護充填材34の装填工程が行われる。この装填工程では、図2(A)に示されるように、鋼矢板10におけるポケット溝22の底面付近に接着剤を塗布して接着層32を形成した後、図2(B)に示されるように、止水ゴム28をポケット溝22内に嵌挿する。このとき、例えば、円形ローラを備えたロール治具(図示省略)により止水ゴム28を一端部から他端側へ向かって連続的に押圧して行くことにより、止水ゴム28を一端部から他端側へ向かって徐々にポケット溝22内へ圧入して行き、最終的に止水ゴム28を全長に亘ってポケット溝22内に嵌挿する。ポケット溝22内に嵌挿された止水ゴム28は、ポケット溝22における底面部及び両側面部へそれぞれ圧接する。これにより、止水ゴム28が接着層32によりポケット溝22の底面部に接着される。
図7に示されるように、鋼矢板10を地盤26に打設する際には、クローラクレーン54のクレーン56に吊り下げられたバイブロハンマ58により鋼矢板10の上端部を把持し、バイブロハンマ58により鋼矢板10を上下方向へ振動させつつ、クレーン56によりバイブロハンマ58を所定の打込み速度で鋼矢板10と共に下降させる。これにより、鋼矢板10の自重及び振動の衝撃力により鋼矢板10が地盤26に所定の打込み速度で打込まれる。
また継手部16の内側に充填された保護充填材34は、後続鋼矢板10Fの継手部16の先端部により開口19側の一部が削り取られて下方へ圧縮され、又は幅方向W及び厚さ方向Tに沿って圧縮される。これにより、図6(A)に示されるように、一対の継手部16間の隙間の大部分が圧縮状態となった保護充填材34により満たされた状態となる。このとき、保護充填材34が2個の分割片36、38により構成されていることから、保護充填材34には分割片36、38間に切目42が形成される。この切目42は、概ねポケット溝22に嵌挿された止水ゴム28に対向するように位置する。なお、このとき、先行鋼矢板10Pの継手部16に嵌合する側の後続鋼矢板10Fの継手部16には、保護充填材34は充填されていない。後続鋼矢板10Fは、他端側の継手部16に保護充填材34が充填されている。
特に、継手部16の内側に充填された保護充填材34が圧縮されて硬化した場合には、止水ゴム28がその膨張圧により保護充填材34を押し除けつつ、膨張することが困難になるが、このような場合にも、保護充填材34に切目42があることにより、止水ゴム28がポケット溝22内から継手部16間の隙間へ膨張可能になる。
本実施形態に係る鋼矢板10の止水構造52では、先行鋼矢板10Pにおける一方の継手部16のポケット溝22に止水ゴム28が嵌挿された状態で、一方の継手部16の内側に保護充填材34が充填されることにより、先行鋼矢板10Pを地盤26中に打設する先行打設工程にて、保護充填材34により開口19を通して継手部16の内側に石、土砂等の地盤構成物が浸入することを効果的に阻止できる。
また、後続鋼矢板10Fを地盤26中に打込む後続打設工程にて、後続鋼矢板10Fの継手部16からの摩擦力が地盤構成物を介して先行鋼矢板10Pの止水ゴム28に伝達されることも防止できるので、後続鋼矢板10Fの継手部16からの摩擦力により先行鋼矢板10Pの止水ゴム28に損傷が生じることも効果的に防止できると共に、後続鋼矢板10Fの継手部16を先行鋼矢板10Pの継手部16に嵌合させつつ、継手部16内の地盤構成物に阻害されることなく、後続鋼矢板10Fを円滑に地盤26中に打込むことができる。
次に、本発明の実施形態に係る鋼矢板における止水構造の変形例について説明する。図8には本実施形態に係る鋼矢板における止水構造の第1の変形例が示されている。なお、図8に示される止水構造60では、図3に示される止水構造52と同一の部分について同一符号を付して説明を省略する。
また、保護充填材62を藁縄64により構成したことにより、鋼矢板10を地盤26中に打込んだ後には、地盤26中で藁縄64が経時的に分解されるので、鋼矢板10の打込直後に、止水ゴム28が継手部16間に十分に膨張しなかった場合でも、その後に、止水ゴム28の膨張が継続することで、保護充填材62が継手部16間から徐々に排除され、止水ゴム28を継手部16間に十分膨張させ、十分な止水性が得られる。
ここで、藁縄64は、発泡スチロール、発泡ウレタン等の発泡樹脂材料と比較し、引張り強度、剪断強度等の強度の点で優れていることから、石、土砂等の地盤構成物との摩擦等により破断、欠損等の損傷が生じることが少なく、継手部16の内側への地盤構成物の浸入をより効果的に防止できる。
ここで、ベントナイトは、モンモリロナイト(粘土鉱物の一種)を主成分とし、石英、長石、クリストバライトなどが混在した粘土状材料(乾燥状態では、粉末)であり、水に対して極めて親和性が強く、吸水により膨張する性質(水膨張性)及び遮水性を有している。
以上説明した止水構造70では、保護充填材72が止水ゴム28の膨張圧を受けて塑性的に流動可能な粘土状材料により形成されている。このことから、先行鋼矢板10Pが地盤26中に打込まれた後、後続鋼矢板10Fが地盤26中に打込まれると、先行鋼矢板10Pの継手部16内側に充填されていた保護充填材72は、後続鋼矢板10Fの継手部16からの加圧力により継手部16の下方又は外側へ流動するので、後続鋼矢板10Fが継手部16を先行鋼矢板10Pの継手部16に嵌合させつつ、円滑に地盤26中に打込まれる。
また、保護充填材72を、塑性的な流動性に加え、遮水性を有する粘土状材料により形成したことから、止水ゴム28の膨張完了後に、保護充填材72が止水ゴム28と継手部16との間に充填されることで、この保護充填材72により継手部16間の止水性を更に向上できる。
この結果、先行鋼矢板10Pを地盤26中に打込む際に、先行鋼矢板10Pにおけるポケット溝22に嵌挿された止水ゴム28に地盤構成物との摩擦により欠損、破断等の損傷が生じることを効果的に防止でき、また後続鋼矢板10Fを地盤26中に打込む際に、後続鋼矢板10Fの継手部16からの摩擦力が地盤構成物を介して先行鋼矢板10Pの止水ゴム28に伝達されることも防止できるので、後続鋼矢板10Fの継手部16からの摩擦力により先行鋼矢板10Pの止水ゴム28に損傷が生じることも効果的に防止できると共に、後続鋼矢板10Fの継手部16を先行鋼矢板10Pの継手部16に嵌合させつつ、後続鋼矢板10Fを円滑に地盤26中に打込むことができる。
鋼矢板10としては、有効幅WR=600mm、有効高さHR=210mm(図1(A)参照)、長さ16.5mのものを用いた。
止水ゴム28としては、直径=12mm、引張り強さ=2.94MPa以上、切断時伸び=500%以上、硬さ=A34±10、体積変化率=175±75%のものを用いた。
第1実施例では、保護充填材34を2個の分割片36、38により構成した。分割片36、38としては、発泡スチロール製で、直径が20mmで、長さが約16.5mとされた丸棒状のものを用いた。保持テープ40としては、ポリエチレン繊維等の織布を基材とし、片面側に接着層が形成された養生テープを用い、これを長手方向に沿って1mピッチで鋼矢板10に貼り付け、これらの保持テープ40により1mピッチで開口19を閉止した。
実施例1及び実施例2では、それぞれ鋼矢板10を、バイブロハンマを用いて地盤26中へ打込んだ。
実施例1では、4枚の鋼矢板10をそれぞれ地盤26に打込み、壁体24(継手部16の嵌合箇所:3箇所、止水ゴム28の総数:8本)を構築した後、4枚の鋼矢板10を地盤26から引き抜き、止水ゴム28の損傷の有無を目視にて検査した結果、止水ゴム28には欠損、破断等の損傷が観察されなかった。
10F 後続鋼矢板
10P 先行鋼矢板
12 ウェブ部
14 フランジ部
16 継手部
17 底板部
18 爪部
19 開口
20 噛合面
22 ポケット溝
24 壁体
26 地盤
28 止水ゴム
32 接着層
34 保護充填材
36、38 分割片
40 保持テープ
42 切目
52 止水構造
54 クローラクレーン
56 クレーン
58 バイブロハンマ
60 止水構造
62 保護充填材
64 藁縄
68 切目
70 止水構造
72 保護充填材
80、82 ポケット溝
Claims (6)
- プレート状のウェブ部と、前記ウェブ部の側端部に設けられたフランジ部と、前記フランジ部の先端部に形成されたラルゼン型の継手部と、前記継手部に形成されたポケット溝と、を有する鋼矢板であって、
水と反応して体積は膨張する水膨張性ゴムにより形成され、前記ポケット溝内に装填されて、前記継手部と該継手部に嵌合する他の鋼矢板の継手部との間を止水する止水材と、
外圧により圧縮可能な材料又は塑性的に流動可能な粘土状材料により形成され、前記ポケット溝に前記止水材が嵌挿された状態で、前記継手部の内側に充填される保護充填材と、
を有し、
前記保護充填材は、幅方向に沿った断面視にて複数個の分割片からなる分割構造を有し、前記複数個の分割片間に切目が形成されることを特徴とする鋼矢板。 - 前記保護充填材を、発砲スチロールにより形成したことを特徴とする請求項1記載の鋼矢板。
- 前記保護充填材として、藁を綯って作られた藁縄を用いたことを特徴とする請求項1記載の鋼矢板。
- 前記継手部の爪先側の開口を閉止して、該継手部の内側から前記保護充填材が脱落することを防止する保持部材を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の鋼矢板。
- 複数枚の鋼矢板を有し、隣接する鋼矢板の継手部同士が連結されて構築された鋼矢板遮水壁であって、
前記鋼矢板として、請求項1乃至4の何れか1項記載の鋼矢板を用いたことを特徴とする鋼矢板遮水壁。 - プレート状のウェブ部と、前記ウェブ部の側端部に設けられたフランジ部と、前記フランジ部の先端部に形成されたラルゼン型の継手部と、前記継手部に形成されたポケット溝と、を有する鋼矢板に用いられる止水材の損傷防止方法であって、
前記ポケット溝内に、前記継手部と該継手部に嵌合する他の鋼矢板の継手部との間を止水するための止水材を装填した後、前記継手部の内側に、外圧により圧縮可能な材料又は塑性的に流動可能な粘土状材料により形成された保護充填材を充填する装填工程と、
前記装填工程の完了後に、前記保護充填材により前記継手部の爪先側の開口を通して、該継手部の内側に地盤構成物が浸入することを阻止しつつ、後続鋼矢板に対して先行鋼矢板を地盤に打設する先行打設工程と、
前記先行打設工程の完了後に、後続鋼矢板の継手部を先行鋼矢板の継手部に嵌合すると共に、後続鋼矢板の継手部により先行鋼矢板の継手部内側の保護充填材を圧縮又は流動させつつ、後続鋼矢板を地盤に打設する後続打設工程と、を有し、
前記保護充填材は、幅方向に沿った断面視にて複数個の分割片からなる分割構造を有し、前記複数個の分割片間に切目が形成されることを特徴とする止水材の損傷防止方法。
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