JP7079645B2 - 杭および上杭の撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、杭および上杭の撤去方法に関するものである。

従来、地下構造物の構築時には、作業中の地山崩れなどを防止するために、地盤中に土留め杭や中間杭、土留め壁などが設置されている。都市部の工事において、将来的に地表面付近で各種パイプ類等の埋設工事が必要となる可能性がある箇所では、地下構造物の構築が完了した後に、土留め杭や中間杭の上側部分や、土留め壁の芯材の上側部分の撤去が求められる場合がある。

このような場面に適した杭（または芯材）として、例えば、Ｈ型鋼であり、上杭と下杭で構成され、下杭の上端部と上杭の下端部とが嵌合するように段差を設けて加工されたものが提案されている。この杭は、地下構造物の構築時には、上杭の上端部に取り付けられた上板と下杭の上端部に取り付けられた上板とを長ボルトおよびナットを用いて連結した状態で、地中に設置される。そして、地下構造物の構築完了後には、長ボルトおよびナットによる連結を解除して、上杭のみが地中から撤去される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－６３９５７号公報

しかしながら、従来の杭は、せん断力に対して抵抗させるために、上杭と下杭とが嵌合するように各端部を複雑な形状に加工しており、製作費が嵩むという問題点があった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、簡易な構造でせん断に対して十分な耐力を有し、製作費が安価であり、地中に設置した後に上側を容易に撤去できる杭および上杭の撤去方法を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、前記下杭のフランジの上端付近に前記フランジと平行に固定され、前記上杭のフランジの下端付近に当接する第一のせん断プレートと、前記下杭上プレートの側面のうち、前記下杭のウェブと平行な２面に固定され、前記上杭下プレートの側面に当接する第二のせん断プレートと、を具備し、前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭である。

第２の発明は、Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、一対の前記接合プレートのいずれか一方に設けられた突出部と、他方の前記接合プレートに形成された貫通孔とが嵌合するせん断キーと、を具備し、前記せん断キーが、他方の前記接合プレートが設けられたウェブに形成された切欠き部をさらに有し、前記突出部が、一対の前記接合プレートのいずれか一方に垂直に溶接された板材であり、前記板材の厚みが前記ウェブの厚みより大きく、前記板材と、前記貫通孔および前記切欠き部とが嵌合し、前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭である。

突出部を板材とし、他方の接合プレートに形成された貫通孔およびウェブに形成された切欠き部と板材とを嵌合することにより、曲げによって上杭と下杭の位置がずれた場合にもせん断キーの嵌合状態を維持することができ、せん断力に対して確実に対抗させることができる。

第２の発明では、前記上杭下プレートの上面、前記下杭上プレートの下面に、それぞれ、前記上杭のウェブ、前記下杭のウェブと直交するように補強リブが固定され、前記せん断キーが、他方の前記接合プレートに設けられた前記補強リブに形成された切欠き部をさらに有し、前記板材と前記補強リブに形成された切欠き部とが嵌合されてもよい。

第３の発明は、Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、前記上杭上プレートおよび前記上杭下プレートに固定され、前記長ボルトが挿通される鞘管と、一対の前記接合プレートのいずれか一方に設けられた突出部と、他方の前記接合プレートに形成された貫通孔とが嵌合するせん断キーと、を具備し、前記鞘管の下端部が、前記上杭下プレートの下面から突出して、前記突出部として機能しており、前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭である。

第４の発明は、土留め壁中に設置された第１から第３のいずれかの発明の杭の上杭を撤去する上杭の撤去方法であって、前記杭の打設後に、前記土留め壁を掘削して前記上杭上プレートを露出させる工程ａと、前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除する工程ｂと、前記上杭を地上に引き上げる工程ｃと、を具備することを特徴とする上杭の撤去方法である。

第４の発明では、土留め壁中に設置された第１から第３のいずれかの発明の杭の上杭上プレートを露出させ、雌ネジ部材への長ボルトの仮固定を解除して上杭を地上に引き上げることにより、上杭を容易に撤去することができる。

本発明によれば、簡易な構造でせん断に対して十分な耐力を有し、製作費が安価であり、地中に設置した後に上側を容易に撤去できる杭および上杭の撤去方法を提供できる。

地盤３５に構築した土留め壁３７を示す図 上杭１および下杭３を示す図 杭３９の上杭１と下杭３との接合部付近を示す図 土留め壁３７から上杭１を撤去する方法を示す図 鞘管２７が設置されない杭３９’を示す図 下杭３ｅ、杭３９ｅを示す図 上杭１ａおよび下杭３ａを示す図 杭３９ａの上杭１ａと下杭３ａとの接合部付近を示す図 杭３９ｂの上杭１ｂと下杭３ｂとの接合部付近を示す図 他のせん断キーの例を示す図 下杭３ｆ、杭３９ｆを示す図

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、地盤３５に構築した土留め壁３７を示す図である。図１（ａ）は、土留め壁３７の鉛直断面を示す図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す矢印Ａ－Ａでの断面を示す図である。

図１に示す土留め壁３７は、地下構造物等の構築に先行して、地下構造物の構築予定領域を囲むように、地盤３５内に構築される。土留め壁３７は、ソイルモルタル２と芯材である杭３９とからなる。

土留め壁３７を構築するには、地盤３５に溝を掘削し、溝にソイルモルタル２を打設した後、ソイルモルタル２内に杭３９を建て込む。杭３９は、上杭１と下杭３とからなり、上杭１と下杭３とが接合された状態で、軸方向が鉛直方向となるようにソイルモルタル２内に建て込まれる。杭３９は、水平方向に所定の間隔をおいて建て込まれる。

図２は、上杭１および下杭３を示す図である。図３は、杭３９の上杭１と下杭３との接合部付近を示す図である。図３（ａ）は、接合部付近の鉛直方向の断面を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｂ－Ｂでの断面を示す図である。

図２に示すように、上杭１は、一対のフランジ５の間にウェブ９が設けられたＨ型鋼である。ウェブ９の上端には吊りピース２５が固定される。

上杭１は、下端面に上杭下プレート１５が固定される。上杭下プレート１５は、上杭１の下端面を閉鎖するように設けられる。上杭１は、上杭下プレート１５より上方に上杭上プレート１３が固定される。上杭上プレート１３は、上杭下プレート１５に平行に、ウェブ９の両側に設けられる。

上杭上プレート１３の下面には、ウェブ９および上杭上プレート１３に直交するように補強リブ１９が固定される。上杭下プレート１５の上面には、ウェブ９および上杭下プレート１５に直交するように補強リブ２１が固定される。

上杭上プレート１３と上杭下プレート１５との間には、鞘管２７が設けられる。鞘管２７の上端は上杭上プレート１３に固定される。上杭上プレート１３は、鞘管２７の内空と連通する位置にボルト孔４７（図３（ａ））を有する。鞘管２７の下端は上杭下プレート１５に固定される。上杭下プレート１５は、鞘管２７の内空と連通する位置にボルト孔２９を有する。

下杭３は、一対のフランジ７の間にウェブ１１が設けられたＨ型鋼である。一対のフランジ７の上端付近には、それぞれ、フランジ７と平行にせん断プレート３３が固定される。

下杭３は、上端面に下杭上プレート１７が固定される。下杭上プレート１７は、下杭３の上端面を閉鎖するように設けられる。下杭上プレート１７の下面には、ウェブ１１および下杭上プレート１７に直交するように補強リブ２３が固定される。

下杭上プレート１７は、上杭下プレート１５と重ねた時に、上杭下プレート１５のボルト孔２９に連通する位置にボルト孔４９（図３（ａ））を有する。下杭上プレート１７の下面には、ボルト孔４９に対応する位置に雌ねじ部材であるナット３１が固定される。

図３に示すように上杭１と下杭３とを接合するには、下杭３のフランジ７に固定されたせん断プレート３３の間に上杭１のフランジ５を差し込んで、上杭１のフランジ５の下端付近にせん断プレート３３を当接させる。また、上杭下プレート１５と下杭上プレート１７とを重ねて一対の接合プレート４とする。

この時、上杭下プレート１５と下杭上プレート１７との間にゴムパッキン５１を挟み込む。ゴムパッキン５１は、ボルト孔２９、４９に対応する位置に孔を有する。ゴムパッキン５１は、上杭下プレート１５および下杭上プレート１７の不陸を吸収するための部材である。

そして、長ボルト４１を上方から鞘管２７に挿入して、長ボルト４１の下端部４５をナット３１に螺合する。これにより、上杭上プレート１３と接合プレート４とを貫通するように長ボルト４１が設置され、長ボルト４１の下端部４５が下杭上プレート１７に仮固定される。

杭３９は、土留め壁３７に側方（図１（ａ）の左右方向）から土圧がかかった場合に、せん断プレート３３によってせん断力に抵抗する。杭３９は、曲げに対しては長ボルト４１の引張力で抵抗する。

せん断プレート３３の幅や大きさは、せん断プレート３３の設置深度に応じて決定される。例えば、せん断プレート３３が浅い位置に設置される場合には、作用する土圧が小さいので、深い位置に設置される場合よりも小さい寸法のものを用いる。

図４は、土留め壁３７から上杭１を撤去する方法を示す図である。図４（ａ）は、上杭１と下杭３との仮固定を解除した状態を示す図、図４（ｂ）は、上杭１を引き上げている状態を示す図である。

杭３９は、図３に示すように上杭１と下杭３とが接合された状態で土留め壁３７中に打設されている。図４では図示していないが、土留め壁３７中では、杭３９のフランジ５同士の間にもソイルモルタル２が入り込んで硬化している。地下構造物の構築後、図４（ａ）に示す工程では、土留め壁３７のソイルモルタル２を掘削して上杭上プレート１３を露出させる。次に、頭部４３を回転させてナット３１への長ボルト４１の仮固定を解除し、長ボルト４１を引き上げて鞘管２７内から撤去する。

図４（ｂ）に示す工程では、図示しないクレーン等に連結されたワイヤ５２を吊りピース２５に取り付ける。そして、ワイヤ５２を用いて上杭１を矢印Ｃに示すように地上側に引き上げる。

第１の実施の形態では、Ｈ型鋼である上杭１と下杭３とを長ボルト４１およびナット３１を用いて接合して構成した杭３９に、下杭３のフランジ７の上端付近にフランジ７と平行に固定され、上杭１のフランジ５の下端付近に当接するせん断プレート３３を設ける。これにより、杭３９は従来よりも簡易な構造で、せん断に対して十分な耐力を有するものとなり、製作費も安価となる。また、杭３９を芯材として用いることにより、土留め壁３７は、地盤３５からの土圧に確実に抵抗することができる。

第１の実施の形態では、鞘管２７が設けられるので、上杭１のフランジ５同士の間にソイルモルタル２が入り込んで硬化していても、長ボルト４１を簡単に回転させてナット３１への仮固定を解除することができる。また、長ボルト４１を容易に上方に引き抜くことができる。これにより、上杭１と下杭３との仮固定を解除した後、上杭１を地上に引き上げて容易に撤去することができる。

杭３９では、上杭１のウェブ９と直交するように補強リブ１９や補強リブ２１を設け、下杭のウェブ１１と直交するように補強リブ２３を設けることにより、長ボルト４１から伝達される引張力に耐えられるように、上杭上プレート１３や上杭下プレート１５と下杭上プレート１７とからなる接合プレート４の剛性を高めることができる。

なお、第１の実施の形態では、上杭上プレート１３と上杭下プレート１５との間に鞘管２７を設けたが、鞘管２７の設置は必須ではない。図５は、鞘管２７が設置されない杭３９’を示す図である。

図５に示す杭３９’の上杭１’では、上杭上プレート１３と上杭下プレート１５との間に鞘管２７が設置されない。長ボルト４１は、上杭上プレート１３のボルト孔４７と接合プレート４のボルト孔２９及びボルト孔４９とを通るように設置され、下端部４５がナット３１に螺合される。長ボルト４１の周囲には、例えば、剥離剤が塗布される。

長ボルト４１の周囲に剥離剤が塗布されていれば、上杭１のフランジ５同士の間にソイルモルタル２が入り込んで硬化していても、長ボルト４１を簡単に回転させてナット３１への仮固定を解除することができる。また、長ボルト４１を容易に上方に引き抜くことができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。以降の実施の形態では、それまでに説明した実施の形態等と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第１の実施形態や図５に示す例も含め、各実施形態や例で説明する構成は、必要に応じて組み合わせることができる。

図６は、下杭３ｅ、杭３９ｅを示す図である。図６（ａ）は、下杭３ｅの上端付近の斜視図であり、図６（ｂ）は、杭３９ｅの上杭１と下杭３ｅとの接合部付近の立面図である。

図６（ａ）に示すように、下杭３ｅは、第１の実施の形態の下杭３とほぼ同様の構成であるが、下杭上プレート１７ｅの４つの側面のうち、ウェブ１１と平行な２面にせん断プレート３３ａが固定される。せん断プレート３３ａは、フランジ７に設けられたせん断プレート３３と直交する方向に設けられる。せん断プレート３３ａの下杭上プレート１７ｅからの突出高さは、図６（ｂ）に示すように上杭下プレート１５の厚さとほぼ同等とする。

図６（ｂ）に示すように、杭３９ｅでは、上杭下プレート１５と下杭上プレート１７ｅとを重ねて一対の接合プレート４ｅが形成される。また、下杭３ｅのフランジ７に固定されたせん断プレート３３の間に上杭１のフランジ５が差し込まれ、上杭１のフランジ５の下端付近にせん断プレート３３が当接するとともに、下杭上プレート１７ｅに固定されたせん断プレート３３ａの間に上杭下プレート１５が差し込まれ、上杭下プレート１５の側面にせん断プレート３３ａが当接する。上杭１と下杭３ｅとは、図示しない長ボルト等を用いて仮固定される。

杭３９ｅは、図６（ａ）の左右方向から水平力が作用した場合に、せん断プレート３３によってせん断力に抵抗する。図６（ａ）の紙面に垂直な方向から水平力が作用した場合には、せん断プレート３３ａによって抵抗する。すなわち、せん断プレート３３が強軸方向のせん断力に抵抗するのに対し、せん断プレート３３ａは弱軸方向のせん断力に抵抗する。そのため、せん断プレート３３ａは、せん断プレート３３よりも小さい寸法にすることもできる。

第２の実施の形態では、杭３９ｅに、せん断プレート３３、せん断プレート３３ａを設ける。これにより、杭３９ｅは従来よりも簡易な構造で、２方向からのせん断に対して十分な耐力を有するものとなり、製作費も安価となる。また、杭３９ｅを芯材として用いることにより、土留め壁は、地盤からの土圧に確実に抵抗することができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。
図７は、上杭１ａおよび下杭３ａを示す図である。図８は、杭３９ａの上杭１ａと下杭３ａとの接合部付近を示す図である。図８（ａ）は、接合部付近の鉛直方向の断面を示す図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す矢印Ｄ－Ｄでの断面を示す図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す矢印Ｅ－Ｅでの断面を示す図である。

図７に示すように、上杭１ａは、第１の実施の形態の上杭１とほぼ同様の構成であるが、上杭下プレート１５ａの下面に、突出部である板材５３が設けられる。板材５３は、上杭下プレート１５ａに垂直に溶接される。板材５３は、上杭下プレート１５ａ側が長辺である台形である。

下杭３ａは、第１の実施の形態の下杭３とほぼ同様の構成であるが、フランジ７の上端付近にせん断プレートが固定されない。また、下杭上プレート１７ａに、貫通孔５５が設けられる。さらに、下杭上プレート１７ａが設けられたウェブ１１ａおよび補強リブ２３ａに、切欠き部５７が形成される。貫通孔５５および切欠き部５７は、下杭上プレート１７ａと上杭下プレート１５ａとを重ねて接合プレート４ａとした時に平面視で板材５３に対応する位置に設けられる。

図８に示すように上杭１ａと下杭３ａとを接合するには、下杭３ａの下杭上プレート１７ａに設けられた貫通孔５５と、ウェブ１１ａおよび補強リブ２３ａに設けられた切欠き部５７とに、上杭１ａの上杭下プレート１５ａに設けられた板材５３を差し込む。これにより、板材５３が貫通孔５５および切欠き部５７に嵌合されてせん断キー５９が形成される。なお、貫通孔５５および切欠き部５７は、図８に示すように、例えば周囲に５ｍｍ程度の余裕をもって板材５３を嵌合できるような寸法とする。

図８（ｂ）に示すように、板材５３の厚みは、ウェブ１１ａの厚みより大きいものとする。そのため、せん断キー５９では、図８（ａ）や図８（ｃ）の左右方向から水平力が作用した場合に、切欠き部５７に嵌合された板材５３がウェブ１１ａに確実に当接し、せん断力に対抗することができる。なお、図７に示す板材５３の角度５４は、４５度以上であることが望ましい。角度５４が４５度未満であると、切欠き部５７内で板材５３が滑ってせん断力に対抗できない恐れがある。

第３の実施の形態では、Ｈ型鋼である上杭１ａと下杭３ａとを長ボルト４１およびナット３１を用いて接合して構成した杭３９ａに、接合プレート４ａのうち上杭下プレート１５ａに設けられた板材５３が、接合プレート４ａのうち下杭上プレート１７ａに形成された貫通孔５５と、ウェブ１１ａおよび補強リブ２３ａに形成された切欠き部５７とに嵌合されるせん断キー５９を設ける。これにより、杭３９ａは従来よりも簡易な構造で、せん断に対して十分な耐力を有するものとなり、製作費も安価となる。また、杭３９ａを芯材として用いることにより、土留め壁は、地盤からの土圧に確実に抵抗することができる。

第３の実施の形態においても、鞘管２７を設けることや、上杭１ａのウェブ９と直交するように補強リブ１９や補強リブ２１を設け、下杭３ａのウェブ１１ａと直交するように補強リブ２３ａを設けることにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

次に、第４の実施の形態について説明する。
図９は、杭３９ｂの上杭１ｂと下杭３ｂとの接合部付近を示す図である。図９（ａ）は、接合部付近の鉛直方向の断面を示す図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す矢印Ｆ－Ｆでの断面を示す図である。

図９に示すように、上杭１ｂは、第１の実施の形態の上杭１とほぼ同様の構成であるが、上杭下プレート１５ｂにボルト孔２９が設けられず、鞘管用孔６１が設けられる。鞘管２７ａは鞘管用孔６１に貫通されて上杭下プレート１５ｂに固定される。鞘管２７ａの下端部は、上杭下プレート１５ｂの下面から突出し、突出部５３ａとして機能する。

下杭３ｂは、第１の実施の形態の下杭３とほぼ同様の構成であるが、フランジ７の上端付近にせん断プレートが固定されない。また、下杭３ｂでは、下杭上プレート１７ｂにボルト孔４９が設けられず、貫通孔５５ａが設けられる。貫通孔５５ａは、上杭下プレート１５ｂと下杭上プレート１７ｂとを重ねて接合プレート４ｂとした時に平面視で鞘管２７ａの下端部すなわち突出部５３ａに対応する位置に設けられる。貫通孔５５ａは、突出部５３ａを嵌合できるような寸法とする。

さらに、下杭３ｂでは、下杭上プレート１７ｂの下面に、外径が貫通孔５５ａよりも大きい雌ネジ部材であるナット３１ａが設けられる。

図９に示すように上杭１ｂと下杭３ｂとを接合するには、下杭３ｂの下杭上プレート１７ｂに設けられた貫通孔５５ａに、上杭１ｂの上杭下プレート１５ｂに設けられた突出部５３ａを差し込む。これにより、鞘管２７ａの下端部である突出部５３ａが貫通孔５５ａに嵌合されてせん断キー５９ａが形成される。

そして、上杭下プレート１５ｂと下杭上プレート１７ｂとを重ねて一対の接合プレート４ｂとした状態で、長ボルト４１を上方から鞘管２７ａに挿入し、長ボルト４１の下端部４５をナット３１ａに螺合することにより、長ボルト４１の下端部４５を下杭上プレート１７ｂに仮固定する。

せん断キー５９ａでは、図９（ａ）や図９（ｂ）の左右方向から水平力が作用した場合に、貫通孔５５ａに嵌合された突出部５３ａが下杭上プレート１７ｂに当接し、せん断力に対抗することができる。

第４の実施の形態では、Ｈ型鋼である上杭１ｂと下杭３ｂとを長ボルト４１およびナット３１ａを用いて接合して構成した杭３９ｂに、接合プレート４ｂのうち上杭下プレート１５ｂに設けられた突出部５３ａが、接合プレート４ｂのうち下杭上プレート１７ｂに形成された貫通孔５５ａに嵌合されるせん断キー５９ａを設ける。これにより、杭３９ｂは従来よりも簡易な構造で、せん断に対して十分な耐力を有するものとなり、製作費も安価となる。また、杭３９ｂを芯材として用いることにより、土留め壁は、地盤からの土圧に確実に抵抗することができる。

第４の実施の形態においても、鞘管２７ａを設けることや、上杭１ｂのウェブ９と直交するように補強リブ１９や補強リブ２１を設け、下杭３ｂのウェブ１１と直交するように補強リブ２３を設けることにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、せん断キーの構成は、第３、第４の実施の形態に示すものに限らない。図１０は、他のせん断キーの例を示す図である。

図１０（ａ）は、突出部が板材５３ｂであるせん断キー５９ｂを示す図である。図１０（ａ）の杭３９ｃは、第３の実施の形態の杭３９ａとほぼ同様の構成であるが、上杭１ｃの上杭下プレート１５ｃの下面に、突出部として長方形の板材５３ｂが垂直に溶接される。

杭３９ｃの下杭３ｃは、下杭上プレート１７ｃに、貫通孔５５ｂが設けられる。さらに、下杭上プレート１７ｃが設けられたウェブ１１ｃおよび補強リブ２３ｃに、切欠き部５７ｂが形成される。貫通孔５５ｂおよび切欠き部５７ｂは、上杭下プレート１５ｃと下杭上プレート１７ｃとを重ねた時に平面視で板材５３ｂに対応する位置に設けられる。貫通孔５５ｂおよび切欠き部５７ｂは、例えば周囲に５ｍｍ程度の余裕をもって板材５３ｂを嵌合できるような寸法とする。

杭３９ｃでは、板材５３ｂが貫通孔５５ｂおよび切欠き部５７ｂに嵌合されて、せん断キー５９ｂが形成される。せん断キー５９ｂでは、板材５３ｂの厚みが、ウェブ１１ｃの厚みより大きいものとする。せん断キー５９ｂでは、図１０（ａ）の左右方向から水平力が作用した場合に、切欠き部５７ｂに嵌合された板材５３ｂがウェブ１１ｃに確実に当接し、せん断力に対抗することができる。

図１０（ａ）に示す長方形の板材５３ｂを用いたせん断キー５９ｂと、第３の実施の形態の台形の板材５３を用いたせん断キー５９とを比較すると、せん断力のみに対抗すればよい場合には、長方形の板材５３ｂを用いてせん断キー５９ｂを構成することが望ましい。長方形の板材５３ｂを用いたせん断キー５９ｂは、加工が容易で加工費が安価である。一方、せん断のみでなく、曲げにも対抗する必要がある場合には、台形の板材５３を用いてせん断キー５９を構成することが望ましい。台形の板材５３を用いたせん断キー５９は、板材５３を切欠き部５７に差し込みやすい。

図１０（ｂ）は、上杭下プレート１５ｄに突出部５３ｃを設けたせん断キー５９ｃを示す図である。図１０（ｂ）の杭３９ｄは、第３の実施の形態の杭３９ａとほぼ同様の構成であるが、上杭１ｄの上杭下プレート１５ｄの下面に、下杭上プレート１７ｄと同等の厚みを有する突出部５３ｃが設けられる。

杭３９ｄの下杭３ｄは、下杭上プレート１７ｄに、貫通孔５５ｃが設けられる。貫通孔５５ｃは、上杭下プレート１５ｄと下杭上プレート１７ｄとを重ねた時に平面視で突出部５３ｃに対応する位置に設けられる。貫通孔５５ｃは、突出部５３ｃを嵌合できるような寸法とする。

杭３９ｄでは、突出部５３ｃが貫通孔５５ｃに嵌合されて、せん断キー５９ｃが形成される。せん断キー５９ｃでは、図１０（ｂ）の左右方向から水平力が作用した場合に、貫通孔５５ｃに嵌合された突出部５３ｃが下杭上プレート１７ｄに当接し、せん断力に対抗することができる。

なお、第３の実施の形態や図１０に示す例では、上杭下プレートと下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートのうち、上杭側の上杭下プレートに板材や突出部を設けたが、下杭側の下杭上プレートに板材や突出部を設けてもよい。この場合、上杭側に貫通孔や切欠き部を設け、下杭側の板材や突出部と嵌合してせん断キーを構成する。

次に、第５の実施の形態について説明する。
図１１は、下杭３ｆ、杭３９ｆを示す図である。図１１（ａ）は、下杭３ｆの上端付近の斜視図であり、図１１（ｂ）は、杭３９ｆの上杭１ｆと下杭３ｆとの接合部付近の立面図である。

図１１（ａ）に示すように、下杭３ｆは、第２の実施の形態の下杭３ｅとほぼ同様の構成であるが、下杭上プレート１７ｆの上面に、突出部５３ｄが設けられる。突出部５３ｄは、図１１（ｂ）に示す上杭下プレート１５ｆと同等の厚みを有する。

図１１（ｂ）に示すように、上杭１ｆは、上杭下プレート１５ｆに、貫通孔５５ｄが設けられる。貫通孔５５ｄは、上杭下プレート１５ｆと下杭上プレート１７ｆとを重ねた時に平面視で突出部５３ｄに対応する位置に設けられる。貫通孔５５ｄは、突出部５３ｄを嵌合できるような寸法とする。

図１１（ｂ）に示すように、杭３９ｆでは、上杭下プレート１５ｆと下杭上プレート１７ｆとを重ねて一対の接合プレート４ｆが形成される。また、下杭３ｆのフランジ７に固定されたせん断プレート３３の間に上杭１ｆのフランジ５が差し込まれ、上杭１のフランジ５の下端付近にせん断プレート３３が当接するとともに、下杭上プレート１７ｆに固定されたせん断プレート３３ａの間に上杭下プレート１５ｆが差し込まれ、上杭下プレート１５ｆの側面にせん断プレート３３ａが当接する。さらに、突出部５３ｄが貫通孔５５ｄに嵌合されて、せん断キー５９ｄが形成される。上杭１ｆと下杭３ｆとは、図示しない長ボルト等を用いて仮固定される。

杭３９ｆは、図１１（ｂ）の左右方向から水平力が作用した場合に、せん断プレート３３およびせん断キー５９ｄによってせん断力に抵抗する。図１１（ｂ）の紙面に垂直な方向から水平力が作用した場合には、せん断プレート３３ａによって抵抗する。第５の実施の形態では、強軸方向のせん断力に対して、せん断プレート３３とせん断キー５９ｄとで抵抗するので、地盤条件や設置深度等が同一であれば、せん断プレート３３のみで抵抗する第１や第２の実施の形態と比較して、せん断プレート３３の寸法を小さくすることもできる。

第５の実施の形態では、杭３９ｆに、せん断プレート３３、せん断プレート３３ａ、せん断キー５９ｄを設ける。これにより、杭３９ｆは従来よりも簡易な構造で、２方向からのせん断に対して十分な耐力を有するものとなり、製作費も安価となる。また、杭３９ｆを芯材として用いることにより、土留め壁は、地盤からの土圧に確実に抵抗することができる。

第１、第２の実施の形態のせん断プレートを有する杭を土留め壁の芯材として用いた場合と、第３、第４の実施の形態等のせん断キーを有する杭を用いた場合とを比較すると、せん断プレートを有する杭を用いた場合では、せん断プレートがフランジ５に隙間なく当接するので、土留め壁に土圧が作用してもソイルセメントにひび割れが生じず、土留め壁の止水性が確保される。一方、せん断キーを有する杭を用いた場合は、杭のフランジの外側にプレート等の突起物がないため、ソイルセメント中への杭の貫入作業が容易である。但し、第３の実施の形態や図１０に示す例では、せん断キーを構成する板材と切欠き部との間に、設計上設けられた隙間や製作精度により生じた隙間が存在するので、杭への載荷とともに隙間が詰まってソイルセメントにひび割れが誘発され、土留め壁の止水性が低下するおそれがある。そのため、上杭と下杭とを接合して杭を構成する際に、せん断キーを構成する板材と切欠き部との間の隙間にグラウト材やエポキシ樹脂などを充填することにより、ソイルセメントのひび割れ発生を防止して止水性を確保してもよい。

第５の実施の形態のように、強軸方向のせん断力に対してせん断プレートとせん断キーとを併用した杭３９ｆを用いれば、上述したように、強軸方向のせん断プレートを小さく設計することができる。そのため、せん断プレートがソイルセメント中に杭を貫入する際の妨げになりにくく、貫入時の作業性と土留め壁の止水性とを同時に確保することができる。

なお、各実施の形態やその他の例において、長ボルト４１は、少なくともナットと螺合させる範囲に、ネジ切りがされているものとする。また、各図では、頭部４３付きの長ボルト４１を図示したが、頭部４３のないスタッドボルトを用い、上杭上プレート１３側に他のナットを設置してもよい。

各実施の形態やその他の例では、長ボルト４１の下端部４５およびナット３１を覆うように、ボルトキャップを設置したり、コーキングを施したりしてもよい。また、ナット３１の代わりに長ナットを用いてもよい。ボルトキャップやコーキング、長ナットを用いれば、長ボルト４１の下端部４５とナットとがソイルモルタルで固着するのを防ぐことができるので、長ボルト４１を簡単に回転させてナットへの仮固定を解除することができる。

また、補強リブ１９、２１、２３は必須ではない。上杭上プレート、上杭下プレート、下杭上プレートが十分な剛性を有する場合には、補強リブ１９、２１、２３は不要である。

上述した各実施の形態では、本発明の杭を土留め壁の芯材として用いる場合について説明したが、本発明の杭は、地盤中に打設される杭や仮桟橋の支持杭等の他の用途にも適用できる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１’、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｆ………上杭
２………ソイルモルタル
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ………下杭
４、４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆ………接合プレート
５、７………フランジ
９、１１、１１ａ、１１ｃ………ウェブ
１３………上杭上プレート
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｆ………上杭下プレート
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ………下杭上プレート
１９、２１、２３、２３ａ、２３ｃ………補強リブ
２５………吊りピース
２７、２７ａ………鞘管
２９、４７、４９………ボルト孔
３１、３１ａ………ナット
３３、３３ａ………せん断プレート
３５………地盤
３７………土留め壁
３９、３９’、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ………杭
４１………長ボルト
４３………頭部
４５………下端部
５１………ゴムパッキン
５２………ワイヤ
５３、５３ｂ………板材
５３ａ、５３ｃ、５３ｄ………突出部
５４………角度
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ………貫通孔
５７、５７ｂ………切欠き部
５９、５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ………せん断キー
６１………鞘管用孔

Claims (5)

1. Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、
   前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、
   前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、
   前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、
   前記下杭のフランジの上端付近に前記フランジと平行に固定され、前記上杭のフランジの下端付近に当接する第一のせん断プレートと、
   前記下杭上プレートの側面のうち、前記下杭のウェブと平行な２面に固定され、前記上杭下プレートの側面に当接する第二のせん断プレートと、
   を具備し、
   前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭。
2. Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、
   前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、
   前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、
   前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、
   一対の前記接合プレートのいずれか一方に設けられた突出部と、他方の前記接合プレートに形成された貫通孔とが嵌合するせん断キーと、
   を具備し、
   前記せん断キーが、他方の前記接合プレートが設けられたウェブに形成された切欠き部をさらに有し、
   前記突出部が、一対の前記接合プレートのいずれか一方に垂直に溶接された板材であり、前記板材の厚みが前記ウェブの厚みより大きく、
   前記板材と、前記貫通孔および前記切欠き部とが嵌合し、
   前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭。
3. 前記上杭下プレートの上面、前記下杭上プレートの下面に、それぞれ、前記上杭のウェブ、前記下杭のウェブと直交するように補強リブが固定され、
   前記せん断キーが、他方の前記接合プレートに設けられた前記補強リブに形成された切欠き部をさらに有し、
   前記板材と前記補強リブに形成された切欠き部とが嵌合することを特徴とする請求項２に記載の杭。
4. Ｈ型鋼である上杭と下杭とを接合して構成される杭であって、
   前記上杭の下端面に設けられた上杭下プレートと前記下杭の上端面に設けられた下杭上プレートとを重ねた一対の接合プレートと、
   前記上杭下プレートより上方において前記上杭に設けられた上杭上プレートと前記接合プレートとを貫通する長ボルトと、
   前記長ボルトの下端部を前記下杭上プレートに仮固定する雌ネジ部材と、
   前記上杭上プレートおよび前記上杭下プレートに固定され、前記長ボルトが挿通される鞘管と、
   一対の前記接合プレートのいずれか一方に設けられた突出部と、他方の前記接合プレートに形成された貫通孔とが嵌合するせん断キーと、
   を具備し、
   前記鞘管の下端部が、前記上杭下プレートの下面から突出して、前記突出部として機能しており、
   前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除することにより、前記上杭を前記下杭から分離可能であることを特徴とする杭。
5. 土留め壁中に設置された請求項１から請求項４のいずれかに記載の杭の上杭を撤去する上杭の撤去方法であって、
   前記杭の打設後に、前記土留め壁を掘削して前記上杭上プレートを露出させる工程ａと、
   前記雌ネジ部材への前記長ボルトの仮固定を解除する工程ｂと、
   前記上杭を地上に引き上げる工程ｃと、
   を具備することを特徴とする上杭の撤去方法。

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