JP7165022B2 - 鋼製矢板継手部の遮水方法及び遮水構造 - Google Patents

Description

本発明は、鋼製矢板継手部の遮水方法及び遮水構造に関する。

従来から、鋼管矢板、鋼矢板などの鋼製矢板は、護岸工事や埋立工事における遮水護岸構造に用いられ、特に廃棄物の埋立処分場などの工事においては、埋立地内の廃棄物汚染物質が鋼製矢板の継手部分を通じて外海に漏出してしまうことがないよう極めて高い遮水性能が要求されている。

例えば、図１１には特許文献１に開示された鋼管矢板の継手構造が図示されている。当該実施例では、所謂「Ｐ－Ｔ継手」による実施の態様が開示されており、鋼管矢板本体鋼管５に設けられた継手鋼管８内には、鋼管矢板本体鋼管５の打設前に予めアスファルトを主成分とする粘弾性充填材１１が充填され、当該粘弾性充填材１１が充填された鋼管矢板本体鋼管５が打設現場にて打設される。その後、Ｔ型継手１０が設けられた鋼管矢板本体鋼管５が打設され、当該Ｔ型継手１０がスリット７を介して継手鋼管８内に挿入されて嵌合するように構成されている。

また、上記引用文献１に開示された鋼管矢板本体鋼管５には、上記Ｔ型継手１０の他、モルタル拘束用鋼板２１が設けられており、２つの鋼管矢板本体鋼管５が打設された後、モルタル拘束用鋼板２１と、継手鋼管８および鋼管矢板本体鋼管５とによって囲われた部分にモルタルジャケット３０が挿入され、当該モルタルジャケット３０内にモルタル２３が充填されている。

上記のような構成により、長期間経過することによってスリット７から漏出する粘弾性充填材１１を、モルタル２３によって小空隙部に閉じ込め、外部に漏洩することを防ぐことで継手構造全体の遮水性能の維持を図った発明である。

また、図１２および図１３には別の従来技術が示され、図１２（ａ）には従来技術による鋼管矢板の水平断面図が図示されている。図中のＡ部はＰ－Ｔ継手によって構成され、図１２（ｂ）には土中部におけるＡ部の継手構造が、図１２（ｃ）には水中部におけるＡ部の継手構造が図示されている。図示されるように、各鋼管矢板本体鋼管５が打設現場にて打設された後、継手鋼管８内部の洗浄により土砂等の除去が行われ、当該継手鋼管８内にモルタル１１が充填されている。特に水中部においてはモルタル１１のスリット７からの漏洩を防止する観点から、Ｔ型継手１０には図示されるような態様で漏洩防止ゴム９が設けられている。

さらに、図１２（ａ）に図示されるように、Ａ部のＰ－Ｔ継手の遮水性能を補完するために、遮水用鋼矢板４がさらに打設され、当該遮水用鋼矢板４と鋼管矢板本体鋼管５との間に変形追随性遮水材１２が打設されている。図１３（ａ）には、Ｂ部の土中部における遮水用鋼矢板４と継手鋼管８との継手構造が、図１３（ｂ）には、水中部における遮水用鋼矢板４と継手鋼管８との継手構造が図示されているが、土中部の継手鋼管８内にはモルタル１１が打設され、水中部ではモルタルの漏洩を防ぐため、ジャケット式モルタル１１ａが打設されている。

すなわち上記した技術は、特に遮水用鋼矢板４を打設し、さらに変形追随性遮水材１２を打設することによって、鋼管矢板本体鋼管５の継手部分における遮水性能の向上を図った従来技術である。

特開２００３－２７８１４９号公報

しかし、前述特許文献１に記載された発明のように、打設前の継手鋼管８内に予め粘弾性充填材１１などを充填した場合、Ｔ型継手１０を継手鋼管８内に挿入して鋼管矢板本体鋼管５を打設する際に大きな抵抗となり、鋼管矢板本体鋼管５を容易に打設することができないという問題がある。

また、図１２および図１３に示されたような従来技術においては、各鋼管矢板本体鋼管５を打設した後、継手鋼管８内部を洗浄して土砂等の除去を行い、当該継手鋼管８内にモルタル１１を充填するが、上記のように洗浄したところで、スリット７における隙間から常に土砂等が入り込むことから、モルタル１１を継手鋼管８内に十分に打設することができないという問題があった。加えて、Ｐ－Ｔ継手の遮水性能を補完するために遮水用鋼矢板４がさらに打設され、当該遮水用鋼矢板４と鋼管矢板本体鋼管５との間に変形追随性遮水材１２を打設する必要があることから、手間や材料コストが増加してしまうという問題もあった。

そこで、本願発明は、施工手間を軽減しつつ、遮水性能を向上することが可能な鋼製矢板継手部の遮水方法及び遮水構造を提供することを目的とする。

（１）Ｐ継手（１２０）とＴ継手（１１０）とを嵌合する鋼製矢板継手部（１００）の遮水方法であって、前記Ｐ継手（１２０）と前記Ｔ継手（１１０）との嵌合状態において、前記Ｐ継手（１２０）の内部に、当該Ｐ継手（１２０）の内側面と当該Ｔ継手（１１０）のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間を確保するため、当該Ｔ継手（１１０）にスペーサ（４１）を設置するスペーサ設置ステップと、前記Ｐ継手（１２０）のスリット（５１）を介して前記Ｔ継手（１１０）と当該Ｐ継手（１２０）とを嵌合する継手部嵌合ステップと、前記第１遮水空間に第１の遮水材（７１）を設置して前記スリット（５１）を前記Ｐ継手（１２０）の内側から閉塞する内側スリット閉塞ステップと、前記Ｐ継手（１２０）の内側面と前記Ｔ継手（１１０）の前記フランジ部とによって囲われた第２遮水空間に第２の遮水材（７０）を設置するステップと、を少なくとも備えたことを特徴とする鋼製矢板継手部の遮水方法。

上記（１）の構成によれば、Ｔ継手（１１０）にスペーサ（４１）が設置されることにより、鋼製矢板継手部（１００）においてＴ継手（１１０）とＰ継手（１２０）とが嵌合する際、Ｐ継手（１２０）の内側面と、Ｔ継手（１１０）のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間を確保することが可能となる。このようにして形成された前記第１遮水空間に対し、第１の遮水材（７１）を確実に設置することが可能となって、Ｐ継手（１２０）の内側から確実にスリット（５１）を閉塞することができる。これにより、Ｐ継手（１２０）の内側面と、Ｔ継手（１１０）のフランジ部とによって囲われた第２遮水空間の内部に第２の遮水材（７０）を設置した後、当該第２の遮水材（７０）がＰ継手（１２０）のスリット（５１）から外部に流出してしまうことを確実に抑制することが可能となる。また、Ｐ継手（１２０）の内部において、上記を第２の遮水材（７０）と上記第１の遮水材（７１）とによる二重遮水構造が形成されるため、従来の遮水方法に比べ、長期的に高い遮水性能を維持することが可能となるとともに、施工手間の削減による工期短縮や材料コストの低減を図ることが可能となる。

（２）さらに、前記Ｔ継手（１１０）の両側に空間形成部材（３１）を設けるとともに、当該空間形成部材（３１）と前記Ｐ継手（１２０）の外側面とによって囲われたスリット閉塞空間に閉塞材（７２）を設置して前記スリット（５１）を前記Ｐ継手（１２０）の外側から閉塞する外側スリット閉塞ステップを備えた上記（１）に記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。

上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成によって得られる効果に加え、Ｐ継手（１２０）のスリット（５１）を当該Ｐ継手（１２０）の外側から閉塞材（７２）を設置することによって閉塞するので、スリット（５１）を介した遮水材（第１の遮水材（７１）や第２の遮水材（７０））の流出をさらに抑制することが可能となり、より長期的に高い遮水性能を維持することが可能となる。また、空間形成部材（３１）は長手方向全長にわたって取り付ける必要はなく、一部にのみ取り付けることもできる。例えば、長手方向で遮水方法や材料が変わる場合、その境界面での漏水リスクが高まる可能性があるので、境界面付近のみ取り付けることで、境界面からの遮水安全性を高めることができる。

（３）さらに、前記スリット（５１）に対し、水中で経時的に硬化するパテ状材料を前記Ｐ継手（１２０）の外側から塗布して閉塞する外側スリット閉塞ステップを備えた上記（１）に記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。

上記（３）の構成によれば、上記（１）の構成によって得られる効果に加え、スリット（５１）に対し、水中で経時的に硬化するパテ状材料をＰ継手（１２０）の外側から塗布して当該スリット（５１）を閉塞するので、空間形成部材（３１）である平鋼の取り付けを省略できるとともに、当該空間内に設置したグラウトジャケット７２１内に水中でモルタルを充填する作業を省くことができて上記平鋼の材料コスト及び作業工程の削減を図ることが可能となる。

（４）さらに、鋼製矢板（２０）の打設に先立って、土中部に対応する前記Ｐ継手（１２０）の内部に粒状ベントナイト（６０）を設置する粒状ベントナイト設置ステップを備えた上記（１）～（３）のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。

上記（４）の構成によれば、上記（１）～（３）のいずれかの構成によって得られる効果に加え、鋼製矢板（２０）の打設に先立って、土中部に対応するＰ継手（１２０）の内部に遮水材として粒状ベントナイト（６０）が設置されるので、上記鋼製矢板（２０）が打設される際に、Ｐ継手（１２０）の内部に土砂等が入り込むことを抑制できる他、水に触れてゲル化した粒状ベントナイト（６０）は、Ｐ継手（１２０）のスリット（５１）が閉塞材（７２）によって閉塞されているので、外部に流出することなくＰ継手（１２０）内部の隅々まで行きわたり、長期的に高い遮水性能を維持することが可能となる。

（５）Ｐ継手（１２０）とＴ継手（１１０）とが嵌合される鋼製矢板継手部（１００）の遮水構造であって、前記Ｐ継手（１２０）の内部には、当該Ｐ継手（１２０）のスリット（５１）を介して前記Ｔ継手（１１０）と当該Ｐ継手（１２０）とが嵌合される状態において、前記Ｐ継手（１２０）の内側面と前記Ｔ継手（１１０）のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間と、前記Ｐ継手（１２０）の内側面と前記Ｔ継手（１１０）のフランジ部とによって囲われた第２遮水空間と、が形成され、前記Ｔ継手（１１０）は、前記第１遮水空間を確保するためのスペーサ（４１）を備え、前記第１遮水空間には前記スリット（５１）を前記Ｐ継手（１２０）の内側から閉塞する第１の遮水材（７１）が設置され、前記第２遮水空間には第２の遮水材（７０）が設置されることを特徴とする鋼製矢板継手部の遮水構造。

上記（５）の構成によれば、Ｔ継手（１１０）に備えられたスペーサ（４１）により、Ｔ継手（１１０）とＰ継手（１２０）とが嵌合する際、Ｐ継手（１２０）の内側面と、Ｔ継手（１１０）のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間を確保することが可能となる。このようにして形成された上記第１遮水空間に対し、第１の遮水材（７１）を確実に設置することが可能となって、Ｐ継手（１２０）のスリット５１をＰ継手（１２０）の内側から閉塞することができる。これにより、Ｐ継手（１２０）の内側面と、Ｔ継手（１１０）のフランジ部とによって囲われたＰ継手（１２０）の第２遮水空間に第２の遮水材（７０）を設置した後、当該第２の遮水材（７０）がＰ継手（１２０）のスリット（５１）から外部に流出してしまうことを確実に抑制することが可能となる。また、Ｐ継手（１２０）の内部において、上記を第１の遮水材（７１）と上記第２の遮水材（７０）とによる二重遮水構造が形成されるため、従来の遮水方法に比べ、長期的に高い遮水性能を維持することが可能となるとともに、施工手間の削減による工期短縮や材料コストの低減を図ることが可能となる。

（６）さらに、前記Ｔ継手（１１０）の両側に空間形成部材（３１）が設けられるとともに、当該空間形成部材（３１）と前記Ｐ継手（１２０）の外側面とによって囲われたスリット閉塞空間に前記スリット（５１）を前記Ｐ継手（１２０）の外側から閉塞する閉塞材（７２）が設置される上記（５）に記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。

上記（６）の構成によれば、上記（５）の構成によって得られる効果に加え、Ｐ継手（１２０）のスリット（５１）を当該Ｐ継手（１２０）の外側から閉塞材（７２）を設置することによって閉塞するので、スリット（５１）を介した遮水材（第１の遮水材（７１）や第２の遮水材（７０））の流出を抑制することが可能となり、より長期的に高い遮水性能を維持することが可能となる。

（７）前記第１の遮水材（７１）と前記第２の遮水材（７０）は、同じ遮水材である上記（５）または（６）に記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。

上記（７）の構成によれば、上記（５）または（６）の構成によって得られる効果に加え、第１の遮水材（７１）と第２の遮水材（７０）とを同じ遮水材、例えば、Ｐ継手（１２０）の内側面と、Ｔ継手（１１０）のフランジ部とによって囲われたＰ継手（１２０）の第２遮水空間にも第１の遮水材（７１）であるモルタル入り遮水袋（７１）を使用して高い遮水性能を確保するとともに、複数種類の遮水材を取り扱う手間を軽減することが可能となる。

（８）前記スペーサ（４１）は、前記Ｔ継手（１１０）のウェブ部およびフランジ部のうち少なくともいずれか一方に設けられ、前記Ｐ継手（１２０）の内側面に当接して前記第１遮水空間を確保する鋼材である上記（５）～（７）のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。

上記（８）の構成によれば、上記（５）～（７）のいずれかの構成によって得られる効果に加え、上記スペーサ（４１）は、Ｔ継手（１１０）のウェブ部およびフランジ部のうち少なくともいずれか一方に設けられ、Ｐ継手（１２０）の内側面に当接して上記第１遮水空間を確保する鋼材を利用することが可能であり、実施形態に記載されるように、例えば、汎用性の高い山形鋼や溝形鋼のほか、鉄筋や丸鋼、角鋼、平鋼を組み合わせたものなどをスペーサ（４１）として使用することができ、スペーサ（４１）の材料コストや施工手間を低減することが可能となる。

（９）前記第２遮水空間に設置される前記第２の遮水材（７０）は、変形追随性を有する土質系遮水材である上記（５）～（８）のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。

上記（９）の構成によれば、上記（５）～（８）のいずれかの構成によって得られる効果に加え、第２の遮水材（７０）として、長期的遮水性能に優れた変形追随性を有する土質系遮水材を使用することにより、長期間に亘って極めて高い遮水性能を維持することが可能となる。

本発明の実施例におけるＰ継手とＴ継手の嵌合構造の断面図の一例である。 本発明の実施例における継手部の縦断面図である。 本発明の実施例における図２の水中部１－１断面図である。 本発明の実施例における図２の水中部２－２断面図である。 本発明の実施例における図２の水中部３－３断面図である。 本発明の実施例における図２の土中部４－４断面図である。 本発明に実施例における施工フローである。 本発明の別実施形態における図２の水中部１－１断面図である。 本発明の別実施形態におけるスペーサ（等辺山形鋼）の設置態様を示す断面図である。 本発明の別実施形態におけるスペーサ（鉄筋）の設置態様を示す断面図である。 従来技術である特許文献１に開示された継手部の断面図である。 別の従来技術における継手部の断面図である。 図１２に示された従来技術における遮水用鋼矢板の継手部の断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の「鋼製矢板継手部の遮水方法」について説明する。

本発明の一実施例として、図１には本実施例における継手部１００の構造断面図が図示されている。本実施例は図示されるように所謂「Ｐ－Ｔ継手」を基本構成としており、以下では、図示左側の鋼管矢板２０に形成された継手を「Ｔ継手１１０」、図示右側の鋼管矢板２０に形成された継手を「Ｐ継手１２０」と称して説明を行う。

上記Ｔ継手１１０にはＴ型鋼４０が設けられ、上記Ｐ継手１２０には中空の鋼管継手５０が設けられている。そして、図１に図示されるように、鋼管継手５０に形成されたスリット５１を介してＴ型鋼４０が鋼管継手５０と嵌合することによって継手部１００が構成されている。

なお、本実施例におけるＰ継手１２０の鋼管継手５０は、外径１６５．２ｍｍ、厚さ９ｍｍの円形形状の鋼管が使用され、Ｔ型鋼４０のウェブ部分が挿通される箇所には、幅３０±５ｍｍのスリット５１が形成されている。

一方、本実施例におけるＴ継手１１０のＴ型鋼４０は、ウェブ幅７６ｍｍ、フランジ幅８５ｍｍ、厚さ９ｍｍの寸法を有し、図１に図示されるように左側の鋼管矢板２０に溶接接合にて取り付けられている。

加えて本実施例では、Ｔ型鋼４０のウェブ部分の両側に、図示されるような等辺山形鋼（２５ｍｍ×２５ｍｍ、ｔ＝３ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ）によるスペーサ４１が所定の間隔で設けられている。当該スペーサ４１が取り付けられることにより、スペーサ４１の一方の端部が鋼管継手５０の内側面に当接し、Ｔ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分と鋼管継手５０の内側面によって囲まれた空間に一定のスペース（本実施例では図１に示されるよう３４ｍｍとしている）が確保されるように構成されている。なお、図示される本実施形態では、スペーサ４１として等辺山形鋼を使用しているが、必ずしも等辺山形鋼に限定されるものではなく、山形鋼を使用することも可能である。

さらに、Ｔ型鋼４０のウェブ部分から９０ｍｍ離間した位置には、図１に図示されるように２つの平鋼（７５ｍｍ、ｔ＝９ｍｍ）が、鋼管矢板２０に溶接接合にて取り付けられている。上記平鋼は空間形成部材３１として機能し、具体的には、当該空間形成部材３１と、鋼管矢板２０の外側面と、鋼管継手５０の外側面とによって囲われる空間を確保するものである。

続いて、図２には、本実施例の鋼管矢板２０における継手部１００の縦断面図が図示されている。図示されるように、海底地盤部から下方が土中部、上方が水中部となり、深さ位置に応じて異なる断面構成を有している。なお、海底地盤高は必ずしも一定ではなく、誤差を生じるのが一般的であるが、本実施例では、平均的な海底地盤高に対して上方誤差および下方誤差を想定し、図示「ｈ３」を３００ｍｍに設定している。

また、図２に図示されるように、本実施例では土中部に対応するＰ継手１２０の鋼管継手５０内には、粒状ベントナイト入り袋６０が設置されており、平均的な海底地盤高から図示「ｈ２」の高さまで当該粒状ベントナイト入り袋６０が設置されている。なお、本実施例では、前述の海底地盤高の上方誤差３００ｍｍに、余裕分２００ｍｍを加え、「ｈ２」を５００ｍｍに設定している。

さらに、上記粒状ベントナイト入り袋６０から上方の鋼管継手５０内には、図示されるように変形追随性に優れ、透水性の低いアクアソイル７０が充填されている。また、鋼管継手５０内における、Ｔ型鋼４０のウェブ部分およびフランジ部分と、鋼管継手５０の内側面とによって囲われた空間には、モルタル入り遮水袋７１が設置されている。

また、図１に図示された構造断面図にもとづいて前述したように、本実施例では、空間形成部材３１と、鋼管矢板２０の外側面と、鋼管継手５０の外側面とによって囲われる空間に、モルタル入りジャケット７２が設置されている。本実施例では、図２に図示されるように、平均的な海底地盤高から図示「ｈ１」の高さまで当該モルタル入りジャケット７２が設置されている。なお、本実施例では、前述の粒状ベントナイト入り袋６０の充填範囲に、余裕分５００ｍｍを加え、「ｈ１」を１０００ｍｍに設定している。

以下では、図２に図示される１－１断面、２－２断面、３－３断面、４－４断面の各断面構成に対応する図３～図６に図示された各断面図にもとづいて、継手部１００の断面構成について説明する。

（水中部１－１断面）
図３には、図２における水中部１－１断面の断面図が図示されている。本実施例では図示されるように、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０の内部は、変形追随性遮水材としてアクアソイル７０が充填されている。

一方、Ｔ継手１１０のＴ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分と、鋼管継手５０の内側面とによって囲われた空間には、鋼管継手５０のスリット５１を閉塞する態様で、モルタル入り遮水袋７１が設置されている。本実施例では、ゴム素材から成り、伸縮性に富む遮水袋７１１が使用され、空間内に配置された遮水袋７１１にモルタルを充填することにより、当該遮水袋７１１を空間内の各壁面に密着させるとともに、スリット５１を閉塞することによって、経年により鋼管継手５０内部のアクアソイル７０が外部へ漏洩して、継手部１００の遮水性能が低下することがないよう構成されている。なお、モルタル入り遮水袋７１が、Ｔ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分と、鋼管継手５０の内側面とによって囲われた空間に確実に収まるようにするため、Ｔ型鋼４０の全延長あるいはその一部区間においてフランジ幅を大きくするようにしてもよい。すなわち、フランジ幅を大きくすることで、フランジの端部と鋼管継手５０の内側面との隙間を小さくすることにより、モルタル入り遮水袋７１が当該隙間から鋼管継手５０内に飛び出すことを抑制することが可能となる。この他、モルタル入り遮水袋７１が上記隙間から鋼管継手５０内に飛び出すことを抑制するために、Ｔ型鋼４０のＰ継手１２０側のフランジ面上に後述する遮水袋飛び出し防止材１１１（図８参照）を、Ｔ型鋼４０の全延長あるいはその一部区間に取り付けるようにしてもよい。

（水中部２－２断面）
図４には、図２における水中部２－２断面の断面図が図示されている。図示されるように、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０の内部構成は、前述した水中部１－１断面と同様の構造となっている。

一方、Ｔ継手１１０のＴ型鋼４０の中心から９０ｍｍ離間した位置には、前述した一対の空間形成部材３１が鋼管矢板２０に溶接接合にて接合されている。当該空間形成部材３１の自由端側は、鋼管継手５０と僅かな隙間を有する程度に鋼管矢板２０から延設されており、空間形成部材３１と、鋼管矢板２０の外側面と、鋼管継手５０の外側面とによって囲われた空間にはモルタル入りジャケット７２が設置されている。本実施例では、空間内にグラウトジャケット７２１を配置し、当該グラウトジャケット７２１にモルタルを充填している。

このような構成により、モルタル入りジャケット７２が鋼管継手５０のスリット５１を当該鋼管継手５０の外側から塞ぎ、鋼管継手５０内の各種設置材料が漏洩することを防いでいる。なお、図示されるようにスリット５１の内側からは前述のモルタル入り遮水袋７１が当該スリット５１を塞ぎ、さらにスリット５１の外側からはモルタル入りジャケット７２が当該スリット５１を塞ぐ構成となっていることで、継手部１００における遮水性能を一層高めている。なお、本実施例では、図２のｈ１の区間において空間形成部材３１およびモルタル入りジャケット７２を設置してスリット５１を鋼管継手５０の外側から塞いでいるが、必ずしもこのような態様に限定されるものではなく、１－１断面に代表される水中部においても空間形成部材３１およびモルタル入りジャケット７２を設置してスリット５１を鋼管継手５０の外側から塞ぐようにしてもよい。

（水中部３－３断面）
図５には、図２における水中部３－３断面の断面図が図示されている。本実施例では図示されるように、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０内部には粒状ベントナイト入り袋６０が設置されている。粒状ベントナイトは水分に触れるとゲル化するため、鋼管継手５０内部の隅々まで行きわたって遮水性能を発揮する他、鋼管継手５０内にＴ型鋼４０を挿入する際の摩擦抵抗が小さく、容易に当該Ｔ型鋼４０を挿入することが可能である。

また、鋼管継手５０のスリット５１から上記粒状ベントナイトが漏洩することを防ぐため、前述した水中部２－２断面と同様、空間形成部材３１と、鋼管矢板２０の外側面と、鋼管継手５０の外側面とによって囲われた空間にはモルタル入りジャケット７２が設置されている。このような構成により、モルタル入りジャケット７２が２－２断面と３－３断面の間に設置されることとなり、鋼管継手５０内の遮水材（粒状ベントナイトとアクアソイル）が変化する境界面において、遮水安全性を高めることが可能となっている。

なお、前述したように、本実施例では海底地盤高の上方誤差３００ｍｍに、余裕分２００ｍｍを加え、ｈ２＝５００ｍｍとして鋼管継手５０内に粒状ベントナイト入り袋６０を設置している。

粒状ベントナイト入り袋６０の設置範囲を上記のように設定することにより、海底地盤高に多少の誤差があったとしても、土中部に対応する鋼管継手５０内には確実に粒状ベントナイト入り袋６０が設置されることとなり、鋼管矢板２０を打設する際に、鋼管継手５０内に土砂が侵入することを確実に防ぐことが可能となる。

（土中部４－４断面）
図６には、図２における土中部４－４断面の断面図が図示されている。本実施例では図示されるように、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０内部に粒状ベントナイト入り袋６０が設置されている。前述の３－３断面の説明と同様、鋼管矢板２０の打設前に予め鋼管継手５０内部に設置され、当該鋼管矢板２０を打設する際、鋼管継手５０内に土砂が侵入することを防いでいる。

また、本実施例では、土中部に対応するＴ型鋼４０のウェブ部分に、前述したスペーサ４１が取り付けられている。本実施例のスペーサ４１は縦方向に１００ｍｍの長さを有しており、深さ方向の所定間隔で複数のスペーサ４１が取り付けられている。これにより、モルタル入り遮水袋７１の設置空間が確保され、継手部１００全体で均一且つ高い遮水性能が得られるように構成されている。

［施工手順］
以下では、上記した本実施例における施工手順について、図７に示される施工フローにもとづいて説明する。

（Ｓ１００：先行Ｐ継手への粒状ベントナイト入り袋の挿入）
まず、鋼管矢板２０の現場における打設作業に先立って、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０内に粒状ベントナイト入り袋６０を設置する。当該粒状ベントナイト入り袋６０の設置範囲は、前述したように主に土中部を対象とし、海底地盤高の誤差等を考慮した余裕のある範囲で粒状ベントナイト入り袋６０を設置する。その後、打設現場において鋼管矢板２０を打設する。

上記のように鋼管矢板２０の打設作業に先立って粒状ベントナイト入り袋６０を設置することにより、鋼管矢板２０の打設にともなう鋼管継手５０内への土砂の浸入を防止することが可能となる。したがって、従来行われていたような鋼管継手５０内の洗浄作業が不要となり、工期短縮と工費低減を図ることが可能となる。さらに、鋼管継手５０のスリット５１から、土砂が浸入することを抑制できるため、土中部における継手部１００の遮水性能を均一に確保することが可能となる。

（Ｓ１１０：後行Ｔ継手へのスペーサの設置と、空間形成部材とグラウトジャケットの設置）
続いて、後行の鋼管矢板２０の打設に先立ち、本実施例では図２に示されるｈ１の範囲において、前述した一対の空間形成部材３１をＴ継手１１０近傍の鋼管矢板２０に設置する。併せて、前述したスペーサ４１を土中部における任意の複数箇所に設置する。

さらに、上記空間形成部材３１またはその近傍にグラウトジャケット７２１予め取り付けておき、後行の鋼管矢板２０を打設する。これにより、Ｐ継手１２０とＴ継手１１０とが嵌合することとなる。

（Ｓ１２０：グラウトジャケット内へのモルタルの充填）
各鋼管矢板２０の打設により、Ｐ継手１２０とＴ継手１１０とが嵌合すると、続いて、ダイバーが潜水し、予め取り付けておいたグラウトジャケット７２１内にモルタルを充填する。これにより、図５の水中部３－３断面図に図示されるように、鋼管継手５０のスリット５１がモルタル入りジャケット７２によって塞がれ、鋼管継手５０内でゲル化した粒状ベントナイトの流出を防止することが可能となる。

（Ｓ１３０：Ｐ継手内へのモルタル入り遮水袋の設置）
続いて、図３および図４の水中部１－１断面図および水中部２－２断面図に図示されるように、Ｔ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分と、鋼管継手５０の内側面に囲われた空間内に遮水袋７１１を挿入し、当該遮水袋７１１内にモルタルを充填することにより、モルタル入り遮水袋７１の設置を行う。モルタルの充填によって、ゴム素材から成り、伸縮性のある遮水袋７１１は、空間内壁面にしっかりと密着するとともに、スリット５１を確実に塞ぐことが可能となっている。

（Ｓ１４０：Ｐ継手内への変形追随性遮水材（アクアソイル）の打設）
続いて、図３および図４の水中部２－２断面図および水中部２－２断面図に図示されるように、Ｔ型鋼４０のフランジ部と鋼管継手５０の内側面に囲われた空間内に変形追随性遮水材であるアクアソイル７０の打設を行う。本実施例では、土質系遮水材のうち長期的遮水性能に優れた砂質土系の変形追随性遮水材をＰ継手１２０の鋼管継手５０内に打設しているため、継手部１００を前述のモルタル入り遮水袋７１と当該変形追随性遮水材とによる二重遮水構造となっている。したがって、従来の遮水方法に比べ、長期的に高い遮水性能を得ることが可能となっている。

［他の実施態様］
以上、本発明の鋼製矢板継手部の遮水方法の一実施例について、図面にもとづいて説明したが、具体的な構成は、上記した実施形態に必ずしも限定されるものではない。

例えば、上記実施例では、Ｐ継手１２０に円形の鋼管継手５０を使用しているが、必ずしも鋼管継手５０は円形形状に限定されるものではなく、例えば、角型形状の鋼管を使用することも可能である。

また、上記実施例では、スペーサ４１として、等辺山形鋼（２５ｍｍ×２５ｍｍ、ｔ＝３ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍ）を使用したが、必ずしもこのような材質および形状寸法に限られるものではなく、Ｔ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分と、鋼管継手５０の内側面とによって囲われた所定の空間を確保できるのであれば、他の材質および形状寸法のものをスペーサ４１として使用することが可能である。

例えば、図１の断面図に示されるように等辺山形鋼をスペーサ４１としてＴ型鋼４０のウェブ部分に取り付けた場合、隣接する鋼管矢板２０の距離が互いに離れる方向に引張嵌合状態となるときに、スペーサ４１が鋼管継手５０の内側面に当接し、鋼管継手５０の内側面とＴ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分とによって囲われた空間を確保することができる一方、隣接する鋼管矢板２０の距離が近づく圧縮嵌合となる場合、上記Ｔ型鋼４０のウェブ部分に取り付けたスペーサ４１は鋼管継手５０の内側面に当接することがないため、鋼管継手５０の内側面とＴ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分とによって囲われた空間が広くなってしまう。当該空間には、ゴム素材から成る伸縮性のある遮水袋７１１にモルタルを充填させ、当該空間内側面に遮水袋７１１を密着させるが、ゴムの伸縮能力によっては引張嵌合時と圧縮嵌合時とでその空間断面積の差が大きくなると、当該空間への密着性が低下することが懸念される。

このような場合に対処するため、圧縮嵌合時にも鋼管継手５０の内側面に当接できるようなスペーサを取り付けることで引張嵌合時と圧縮嵌合時とにおける上記空間断面積の差を小さくすることが有効であり、例えば図９の断面図に示されるように、Ｔ型鋼４０のフランジ部分のＰ継手１２０側の面に等辺山形鋼をスペーサ４１１として取り付けるとよい。このように構成することで、圧縮嵌合時には等辺山形鋼の先端部４１１１を鋼管継手５０の内側面に当接させる一方、引張嵌合時には等辺山形鋼の隅角部４１１２を鋼管継手５０の内側面に当接させることができ、引張嵌合時と圧縮嵌合時とにおける上記空間断面積の差を小さくして、遮水袋７１１を空間内側面にしっかりと密着させることが可能となる。

加えて、図１に示されるようにスペーサ４１をＴ型鋼４０のウェブ部分に取り付けるには、狭小箇所での溶接作業が必要となり、加工手間がかかって部材の生産性が低下する。一方、図９の実施例にもとづいて上記したように、Ｔ型鋼４０のフランジ部分のＰ継手１２０側の面にスペーサを取り付けることで、スペーサの取り付け作業の負担を軽減することが可能となるとともに、輸送時や保管作業時にスペーサが外れるような事態が発生しても、施工現場において容易に修正作業を行うことが可能となる。

なお、図９にはＴ型鋼４０のフランジ部分に１対の等辺山形鋼をスペーサ４１１として取り付けた例を示したが、必ずしも等辺山形鋼に限定されるものではなく、等辺山形鋼の代わりに鋼管継手５０内に挿入可能な大きさの山形鋼や、溝形鋼をＴ型鋼４０のフランジ部分に取り付けてもよく、さらに、角鋼や、平鋼を組み合わせた部材をスペーサとして設置してもよい。

また、図９に示された別実施形態では、１対の等辺山形鋼をスペーサ４１１として設け、単独で、引張嵌合時と圧縮嵌合時に対応できる構造仕様としているが、図１に示されるＴ型鋼４０のウェブ部分に取り付けられたスペーサ４１と上記スペーサ４１１とを併用し、当該スペーサ４１１を圧縮嵌合時専用のスペーサとして機能させてもよい。

さらに、スペーサ４１の別実施形態として、鉄筋や角鋼を適用することも可能である。すなわち、スペーサは鋼管継手５０の内側面と当接しながら打設されるため、磨耗による損傷や、鋼管継手５０との溶着が発生してしまうことが懸念される。特に、スペーサとして薄肉部材を用いた場合は、磨耗による変形が発生しやすく、特に等辺山形鋼においては、先端部が集中的に擦れ摩擦が蓄積してしまう。そこで、摩擦・変形対策として、図１０に示されるように、スペーサ４１２に鉄筋を代用することも可能である。鉄筋の断面形状は円形であることから、鋼管継手５０の内側面との接触部分が曲面上で広がり、集中的な磨耗を回避できるほか、等辺山形鋼に比べて肉厚であることから、施工時における変形を大幅に抑制することが可能となる。なお、肉厚部材を用いるという観点から、鉄筋の代わりに角鋼や丸鋼などを用いることも可能である。

また、上記実施例では、鋼管矢板２０の打設に先立って、グラウトジャケット７２１が予め取り付けられていたが、必ずしもこのような方法に限定されるものではなく、鋼管矢板２０の打設後にグラウトジャケット７２１を挿入してもよい。

また、上記実施例では、Ｐ継手１２０の外側からスリット５１を閉塞するため、空間形成部材３１としてＴ型鋼４０の両側に平鋼を取り付けたが、これに替えて、ダイバーが潜水し、直接スリット５１に水中で経時的に硬化する水中硬化型パテを塗布して当該スリット５１を閉塞するようにしてもよい。このような方法によれば、平鋼の取り付けを省略できるとともに、海底面付近に平鋼を取り付ける方法で必要であった、当該空間内に設置したグラウトジャケット７２１内に水中でモルタルを充填する作業を省くことができるほか、上記平鋼の材料コスト及び作業工程の削減を図ることが可能となる。

また、上記実施例では、変形追随性遮水材としてアクアソイル７０を使用したが、必ずしもアクアソイル７０に限定されるものではなく、他の変形追随性遮水材を使用することも可能である。なお、鋼管継手５０内に充填される遮水材としてアスファルト系材料を使用することも可能ではあるが、長期的な遮水性能を確保する観点から、上記変形追随性遮水材を使用することが好ましい。

また、上記実施例では、Ｐ継手１２０の鋼管継手５０内において、変形追随性遮水材（実施例ではアクアソイル７０）と、モルタル入り遮水袋７１とによる二重遮水構造を構成したが、必ずしもこのような断面構成に限定されるものではなく、例えば、モルタル入り遮水袋７１に替えて、モルタル入りジャケット７２を設置し、さらに変形追随性遮水材（実施例ではアクアソイル７０）に替えて、モルタル入り遮水袋７１を設置することも可能である。

また、上記実施例に対する追加的な実施態様として、モルタル入り遮水袋７１を鋼管継手５０の内側面とＴ型鋼４０のフランジ部分およびウェブ部分とによって囲われた空間に留め、当該モルタル入り遮水袋７１がＴ型鋼４０のフランジ部分と鋼管継手５０の内側面に囲われた空間内に飛び出してしまうことを防止するため、図８の断面図に示されるように、モルタル入り遮水袋７１を設置する水中部において、遮水袋飛び出し防止材１１１を取り付けるようにしてもよく、例えば、図示されるようにＴ型鋼４０のＰ継手１２０側のフランジ面上に平鋼（例えば、１２５ｍｍ×６ｍｍ）を遮水袋飛び出し防止材１１１として取り付けることができる。Ｔ型鋼４０の全延長あるいはその一部区間に取り付けるようにしてもよい。

また、上記実施例では、土中部におけるＰ継手１２０の鋼管継手５０内部に粒状ベントナイト入り袋６０を設置し、水中部にあっては変形追随性遮水材（実施例ではアクアソイル７０）を打設したが、必ずしもこのような形態に限られるものではなく、例えば、水中部においても遮水機能を有する粒状ベントナイト入り袋６０を設置することが可能である。その場合、空間形成部材３１（実施例では平鋼を使用）を上方に延長して設置して、モルタル入りジャケット７２またはモルタル入り遮水袋７１を上記空間形成部材３１で形成された空間に設置して、粒状ベントナイトのスリット５１からの流出を抑制するように構成するとよい。

また、上記した各実施例では、鋼管矢板における継手部を例に説明したが、本願発明における鋼製矢板継手部の遮水方法及び遮水構造は、上記鋼管矢板の継手部に限定されるものではなく、例えば、鋼矢板などの継手部においても適用することが可能である。

以上、本発明の別実施例について説明したが、本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。また、上記実施例に記載された具体的な材質、寸法形状等は本発明の課題を解決する範囲において、変更が可能である。

２０ 鋼管矢板
３１ 空間形成部材
４１ スペーサ
５１ スリット
６０ 粒状ベントナイト入り袋
７０ アクアソイル
７１ モルタル入り遮水袋
１００ 継手部
１１０ Ｔ継手
１２０ Ｐ継手

Claims (9)

1. Ｐ継手とＴ継手とを嵌合する鋼製矢板継手部の遮水方法であって、
   前記Ｐ継手と前記Ｔ継手との嵌合状態において、前記Ｐ継手の内部に、当該Ｐ継手の内側面と当該Ｔ継手のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間を確保するため、当該Ｔ継手に、当該Ｔ継手の打設方向に所定間隔で複数のスペーサを設置するスペーサ設置ステップと、
   前記Ｐ継手のスリットを介して前記Ｔ継手と当該Ｐ継手とを嵌合する継手部嵌合ステップと、
   前記第１遮水空間に、遮水袋を設置するとともに当該遮水袋にモルタルを充填して第１の遮水材を設置し、前記スリットを前記Ｐ継手の内側から閉塞する内側スリット閉塞ステップと、
   前記Ｐ継手の内側面と前記Ｔ継手の前記フランジ部とによって囲われた第２遮水空間に第２の遮水材を設置するステップと、を少なくとも備えた
   ことを特徴とする鋼製矢板継手部の遮水方法。
2. さらに、前記Ｔ継手の両側に空間形成部材を設けるとともに、当該空間形成部材と前記Ｐ継手の外側面とによって囲われたスリット閉塞空間に閉塞材を設置して前記スリットを前記Ｐ継手の外側から閉塞する外側スリット閉塞ステップを備えた
   請求項１に記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。
3. さらに、前記スリットに対し、水中で経時的に硬化するパテ状材料を前記Ｐ継手の外側から塗布して閉塞する外側スリット閉塞ステップを備えた
   請求項１に記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。
4. さらに、鋼製矢板の打設に先立って、土中部に対応する前記Ｐ継手の内部に粒状ベントナイトを設置する粒状ベントナイト設置ステップを備えた
   請求項１～請求項３のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水方法。
5. Ｐ継手とＴ継手とが嵌合される鋼製矢板継手部の遮水構造であって、
   前記Ｐ継手の内部には、
   当該Ｐ継手のスリットを介して前記Ｔ継手と当該Ｐ継手とが嵌合される状態において、
   前記Ｐ継手の内側面と前記Ｔ継手のフランジ部およびウェブ部とによって囲われた第１遮水空間と、
   前記Ｐ継手の内側面と前記Ｔ継手のフランジ部とによって囲われた第２遮水空間と、が形成され、
   前記Ｔ継手は、前記第１遮水空間を確保するための複数のスペーサを当該Ｔ継手の打設方向に所定間隔で備え、
   前記第１遮水空間には前記スリットを前記Ｐ継手の内側から閉塞する遮水袋にモルタルが充填された第１の遮水材が設置され、前記第２遮水空間には第２の遮水材が設置される
   ことを特徴とする鋼製矢板継手部の遮水構造。
6. さらに、前記Ｔ継手の両側に空間形成部材が設けられるとともに、当該空間形成部材と前記Ｐ継手の外側面とによって囲われたスリット閉塞空間に前記スリットを前記Ｐ継手の外側から閉塞する閉塞材が設置される
   請求項５に記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。
7. 前記第１の遮水材と前記第２の遮水材は、同じ遮水材である
   請求項５または請求項６に記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。
8. 前記スペーサは、前記Ｔ継手のウェブ部およびフランジ部のうち少なくともいずれか一方に設けられ、前記Ｐ継手の内側面に当接して前記第１遮水空間を確保する鋼材である
   請求項５～請求項７のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。
9. 前記第２遮水空間に設置される前記第２の遮水材は、変形追随性を有する土質系遮水材である
   請求項５～請求項８のいずれかに記載の鋼製矢板継手部の遮水構造。
   
   
   

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