JP7286468B2 - 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造、その接続構造を有する構造壁および鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された鋼構造物を用いた構造壁（以下、“鋼構造壁”）と、当該鋼構造壁の上部に設置されるプレキャストコンクリート部材との接続構造に関する。

地中に埋設される鋼構造壁としては主に鋼矢板や鋼管矢板が用いられる。特に鋼矢板に関しては、従来のＵ形鋼矢板に対して施工性、構造信頼性、経済性に優れるハット形鋼矢板の開発がなされ、現在広く利用されている。また、ハット形鋼矢板の止水性と鋼管杭の優れた剛性を組み合わせたタイプの鋼構造壁も開発されている。このような鋼構造壁は、地中に埋設されて利用されるのみならず、特許文献１に開示されているように上部を地上に突出させた状態で利用されることもある。

ところが、特許文献１に開示された構造壁は素材が鋼材であるために、時間と共に腐食が進み、景観が損なわれてしまう。特に、港湾や海洋等で特許文献１の構造壁を使用する際には、腐食が進みやすい海水に接する環境下での使用となることから、鋼材の腐食防止や構造壁としての景観保全のために施工時においては樹脂などで鋼材の表面を被覆する防食処理が必要となる。鋼構造壁を構築すること自体は効率的な作業が可能であって工期面においても優れているが、上記のような防食処理を行うことは工期面におけるデメリットとなる。

そこで、地中部に鋼構造物を設置し、地上部においてはその鋼構造物上に防食処理の不要なプレキャストコンクリート部材を設置するといったハイブリッド構造を用いて構造壁を構築することも考えられる。例えば特許文献２に開示されているように、連続打設された鋼矢板壁の上部に笠コンクリートブロックを設けることも行われている。

特開２０１３－０４９９８１号公報 特開平３－５５１０号公報

ここで、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に利用される構造壁では、特許文献２のような笠コンクリートブロックよりもさらに高さが求められる。そのような高さのある構造壁を強固に構築できる技術の出現が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明によれば、地中に埋設された鋼構造物と地上に設置されたプレキャストコンクリート部材とを接続する接続構造であって、前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第１の端部および第２の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されて、該プレキャストコンクリート部材の前記第１の端部および前記第２の端部の間に前記鋼構造物の前記突出部が配置されて外観に現れず、前記鋼構造物を貫通するように、前記第１の端部および前記第２の端部の間に棒状部材が挿入され、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造が提供される。

この接続構造において、前記主鉄筋として、複数の内側主筋と複数の外側主筋を備え、それら複数の内側主筋と複数の外側主筋を囲む拘束鉄筋を備えていても良い。その場合、前記複数の内側主筋と複数の外側主筋の間に、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていていても良い。

また、本発明によれば、これらの接続構造を有する構造壁であって、複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴とする、構造壁が提供される。

この構造壁において、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていても良い。また、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管杭で構成されていていても良い。また、構造壁の延長方向における、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記プレキャストコンクリート部材が配列されていていても良い。また、前記鋼構造物は、間隔をおいて設置された複数の鋼管杭で構成されていていても良い。

また、本発明によれば、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた開口部に挿入され、該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように前記プレキャストコンクリート部材を地上に設置する、第１工程と、前記鋼構造物を貫通するように、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた第１の端部および第２の端部の間に棒状部材を挿入する、第２工程と、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第３工程とを有し、前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第１の端部および第２の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、前記鋼構造物の前記突出部が外観に現れないことを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法が提供される。

本発明によれば、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材とを強固に、かつ優れた作業効率で接続することができる。本発明によれば、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さのある構造壁を強固に構築できるようになる。

本発明の第１の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。 図１中のＡ－Ａ断面図である。 図２中のＢ－Ｂ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。 図４中のＡ－Ａ断面図である。 図５中のＣ－Ｃ断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図４中のＡ－Ａ断面に相当する図である。 図７中のＣ－Ｃ断面図である。 第１の端部の内部に配置した主鉄筋をプレキャストコンクリート部材の上部において第１の端部の側に配置させ、また、第２の端部の内部に配置した主鉄筋をプレキャストコンクリート部材の上部において第２の端部の側に配置させる構成の説明図である。

本発明は、基礎部として地中部に設置される鋼構造物と、地上部に設置されるプレキャストコンクリート部材の接続構造および接続方法である。また、本発明は、その接続構造を有した、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材からなる構造壁である。この構造壁の用途としては例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、構造壁の基礎部を構成する鋼構造物としてハット型の鋼矢板が使用されている。図１に示すように構造壁１は、構造壁１の延長方向Ｌ（法線方向）に沿って列状に設置された複数の鋼矢板１０と、それらの鋼矢板１０の上部に設置された複数のプレキャストコンクリート部材２０で構成されている。本実施形態におけるプレキャストコンクリート部材２０は鋼矢板１０の２枚分の幅を有しており、１つのプレキャストコンクリート部材２０が３枚の鋼矢板１０の上に載るように配列されている。

図２に示すように鋼矢板１０は地中に埋設されているが、その一部は地上に突出した状態となっている。プレキャストコンクリート部材２０の下端部には、鋼矢板１０の地上に突出している部分（以下、“突出部１１”）を収容可能な開口部２１が設けられている。開口部２１はプレキャストコンクリート部材２０の幅方向Ｗ（図１）に貫通するように形成され、図２に示すようにプレキャストコンクリート部材２０の下端部は、開口部２１を間に挟んで、第１の端部２２と第２の端部２３とに分割された形状となっている。

プレキャストコンクリート部材２０は、第１の端部２２と第２の端部２３との間に、鋼矢板１０の突出部１１が位置する状態で鋼矢板１０の上部に設置されている。すなわち、構造壁１の側面視においては、鋼矢板１０の突出部１１がプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１に挿入されるようにして、プレキャストコンクリート部材２０が鋼矢板１０の突出部１１に跨るように設置されている。プレキャストコンクリート部材２０の開口部２１の内部の空隙（開口部２１の内部において、鋼矢板１０の突出部１１の周囲に位置する空間）はモルタル２４で充填されている。

図３は構造壁１の部分断面図であるが、プレキャストコンクリート部材２０の下端部（第１の端部２２と第２の端部２３）には、構造壁１の厚さ方向ｔ（図２、３）に貫通する貫通穴２６が形成されている。貫通穴２６はプレキャストコンクリート部材２０の幅方向Ｗに沿って複数設けられ、貫通穴２６はプレキャストコンクリート部材２０の下端部において異なる高さに２つずつ形成されている。また、鋼矢板１０の上部（突出部１１）には、プレキャストコンクリート部材２０の下端部（第１の端部２２と第２の端部２３）に設けられた各貫通穴２６に対応して、構造壁１の厚さ方向ｔに貫通する貫通穴１２が形成されている。

図３に示すように鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の接続部においては、鋼矢板１０の貫通穴１２およびプレキャストコンクリート部材２０の貫通穴２６を通るように棒状部材５０が挿入されている。なお、棒状部材５０の素材は強度が大きいものであれば特に限定されず、樹脂でも金属であっても良いが、例えばＰＣ鋼材、ＰＣ鋼棒、鉄筋、丸鋼、高強度鉄筋または鋼製ボルト等を用いることが好ましい。

本実施形態では棒状部材５０として鋼製ボルトを使用しているが、後述するように、挿入された鋼製ボルト（棒状部材５０）は両端からナット５１で締め上げられており、棒状部材５０の長手方向に張力が付与されている。棒状部材５０に張力が付与されていなくても鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０を接続することは可能であるが、本実施形態のように棒状部材５０に張力を付与することで、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の連結をより強固なものにすることができる。

プレキャストコンクリート部材２０の内部には、プレキャストコンクリート部材２０の上下方向のほぼ全体に渡って、主鉄筋３０が配置されている。この実施の形態では、主鉄筋３０は、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２を備えている。そして、これら複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２は、プレキャストコンクリート部材２０の内部において、第１の端部２２および第２の端部２３から、プレキャストコンクリート部材２０の上部まで配置されている。このように、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２が、第１の端部２２および第２の端部２３から、プレキャストコンクリート部材２０の上部まで配置されることにより、プレキャストコンクリート部材２０の高さ方向の強度が保たれている。なお、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２の上下端部には、コンクリートと鉄筋の密着性を向上させるための定着部（膨出部）が設けられていても良い。

これら内側主筋３１と複数の外側主筋３２は、第１の端部２２および第２の端部２３から、プレキャストコンクリート部材２０の上部まで連続する一体の鉄筋でも良いし、第１の端部２２および第２の端部２３に配置される鉄筋と、プレキャストコンクリート部材２０の上部に配置される鉄筋とを、例えば溶接するなどして接続したものでも良い。いずれにしても、主鉄筋３０（図示の例では、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２）が第１の端部２２および第２の端部２３から、プレキャストコンクリート部材２０の上部まで配置されていることにより、プレキャストコンクリート部材２０の高さ方向の強度が保たれれば良い。

第１の端部２２および第２の端部２３の内部において、これら内側主筋３１と外側主筋３２の間には、帯状の部材（例えば平鋼材）である拘束部材３５がそれぞれ設けられている。この実施の形態では、拘束部材３５はプレキャストコンクリート部材２０の幅よりもやや短い長さを有し、第１の端部２２および第２の端部２３の内部において、プレキャストコンクリート部材２０の幅方向Ｗに並べて配置された複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２によって拘束部材３５の全体が挟まれるように、内側主筋３１と外側主筋３２の間に拘束部材３５が連続して配置されている。

上述した棒状部材５０は、第１の端部２２および第２の端部２３の内部において、拘束部材３５を貫通し、拘束部材３５から外側に突出した棒状部材５０の両端に、ナット５１が取り付けられている。そして、拘束部材３５から外側に突出した棒状部材５０の両端に取り付けられたナット５１を締め上げられることにより、棒状部材５０の長手方向に張力が付与されている。

図２、３に示すように、第１の端部２２および第２の端部２３の棒状部材５０の挿入箇所には、プレキャストコンクリート部材２０の外面から厚さ方向ｔにくり抜かれたような形状を有する凹部３６が設けられている。この凹部３６はプレキャストコンクリート部材２０の製造時に予め形成されるものである。凹部３６にはモルタル３７が充填されており、挿入された棒状部材５０やナット５１が外観に現れないようになっている。

また、拘束部材３５を間に挟んで配置された内側主筋３１と外側主筋３２の周囲には拘束鉄筋３８が配置されており、この拘束鉄筋３８で内側主筋３１と外側主筋３２を囲んで結束することにより、内側主筋３１と外側主筋３２が一体的に補強されている。このように、内側主筋３１と外側主筋３２の間に拘束部材３５を挟んで配置し、拘束鉄筋３８で内側主筋３１と外側主筋３２を一体的に結束して補強することにより、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２が拘束部材３５を介して連結されることになり、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の連結をより強固なものにすることができる。なお、内側主筋３１および外側主筋３２、拘束鉄筋３８には、例えば異径鉄筋が用いられる。

また、隣接する鋼矢板１０同士は継手部１３を介して互いに連結されているが、この実施の形態の構造壁１においては、図１に示すように、プレキャストコンクリート部材２０の幅方向端面２０ａの位置が鋼矢板１０の継手部１３の位置と異なる位置となるようにプレキャストコンクリート部材２０が設置されている。すなわち、構造壁１の延長方向Ｌにおける隣り合うプレキャストコンクリート部材２０の目地部と、隣り合う鋼矢板１０の目地部（継手部１３）とが互いに異なる位置となるように構造壁１が構築されている。プレキャストコンクリート部材２０をこのように配列することは必須ではないが、プレキャストコンクリート部材２０の目地部と鋼矢板１０の目地部が重ならないようにすることで、地震発生時等における目地部のずれを抑えることができる。

第１の実施形態の構造壁１は以上にように構成されている。次に、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の接続方法について説明する。

（第１工程）
まず、構造壁１の基礎部として複数の鋼矢板１０を地中に埋設していくが、この際に一部が地上に突出した状態となるように鋼矢板１０を設置する。次に、工場で予め製造されたプレキャストコンクリート部材２０を鋼矢板１０の上部に設置する。ここではプレキャストコンクリート部材２０の下端部に形成された開口部２１と、鋼矢板１０の突出部１１との位置を合わせ、鋼矢板１０の突出部１１にプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１を被せるようにしてプレキャストコンクリート部材２０を地表面に吊り下げていく。これにより、鋼矢板１０の突出部１１がプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１に挿入されるような状態でプレキャストコンクリート部材２０が設置される。また、本実施形態においては１つのプレキャストコンクリート部材２０が３枚の鋼矢板１０の上に載るようにプレキャストコンクリート部材２０を設置している。なお、構造壁１を防潮堤や防波堤等に使用する場合、プレキャストコンクリート部材２０を海底面に設置する際には鋼構造物の周囲の仮締切を行い、排水が終了した後に作業を行う。

（第２工程）
そして、鋼矢板１０の突出部１１に形成された貫通穴１２とプレキャストコンクリート部材２０の下端部（第１の端部２２と第２の端部２３）に形成された貫通穴２６を位置合わせし、それぞれ通るように棒状部材５０を挿入する。そして、拘束部材３５から棒状部材５０の両端を外側に突出させた状態で、棒状部材５０の両端にナット５１をそれぞれ取り付ける。さらに、棒状部材５０の両端に取り付けられたナット５１を締め上げられることにより、棒状部材５０の長手方向に張力を付与する。

（第３工程）
その後、プレキャストコンクリート部材２０に設けられたモルタル注入穴（図１では省略）を介してプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内にモルタル２４を充填する。そして、充填されたモルタル２４が凝固することにより鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０とが強固に接続される。このとき、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２と第２の端部２３との間に鋼矢板１０の突出部１１が位置し、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０が重なった状態にあるため、両者がより強固に接続される。特に、構造壁１を防潮堤等の海岸付近で使用する際には、津波などの発生時に海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになるため、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０とを重ねて接続することが有用である。

以上の方法で鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０を接続すれば、鋼矢板１０の突出部１１がプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内に覆われることになる。したがって、この接続構造を有する構造壁１においては鋼矢板１０の突出部１１が外観に現れないため、施工時における鋼矢板１０の防食処理を省略することができる。これにより工期を短縮することが可能となる。

また、この接続構造においては、プレキャストコンクリート部材２０の内部において、第１の端部２２および第２の端部２３から、プレキャストコンクリート部材２０の上部まで連続するように、複数の内側主筋３１と複数の外側主筋３２が配置されている。このため、プレキャストコンクリート部材２０の高さ方向の強度が保たれ、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さのある構造壁１を強固に構築できるようになる。

さらに、鋼矢板１０の突出部１１とプレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２および第２の端部２３との間に棒状部材５０が挿入された状態でモルタル２４が充填されているため、地震の発生時等において棒状部材５０に引抜き抵抗力または押込み抵抗力を発生させることができる。加えて、棒状部材５０が挿入されていることによって、鋼矢板１０およびプレキャストコンクリート部材２０との間で摩擦力を発生させることができる。すなわち、本実施形態の接続構造によれば、それらの力の作用により構造壁１としての剛性を高めることが可能となる。また、本実施形態では、１つのプレキャストコンクリート部材２が複数枚の鋼矢板１０に接続されるように各プレキャストコンクリート部材２０が配列されているため、構造壁１の剛性をより向上させることができる。

また、鋼矢板１０の突出部１１とプレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２および第２の端部２３とを連結する棒状部材５０の両端に配置される拘束部材３５は、内側主筋３１と外側主筋３２の間に保持され、さらに内側主筋３１と外側主筋３２は、周囲を拘束鉄筋３８で囲まれて結束されることにより、内側主筋３１と外側主筋３２が一体的に補強されている。その結果、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の連結をより強固なものにすることができる。

さらに本実施形態では、隣り合うプレキャストコンクリート部材２０の目地部と隣り合う鋼矢板１０の目地部とが重ならないように両者が接続されているため、地震発生時等における鋼矢板１０の目地部のずれや、プレキャストコンクリート部材２０の目地部のずれを抑えることができる。このような接続構造の場合、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の接続部において曲げ、せん断または軸力を受けた際には、プレキャストコンクリート部材２０で受けた力が各鋼矢板１０に伝達され、鋼矢板１０で受けた力が各プレキャストコンクリート部材２０に伝達されるため、構造壁１としての剛性を高めることができる。また、この接続構造の場合、鉛直方向からの荷重に対する抵抗力も大きくすることができる。

本実施形態の構造壁１は、以上の第１～第３工程を繰り返し行うことで構築される。なお、上記の第３工程の終了後においては、棒状部材５０の挿入箇所に相当するプレキャストコンクリート部材２０外面の凹部３６がモルタル３７で埋められる。

なお、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０の接続方法に関し、本実施形態では第２工程で棒状部材５０に張力を付与することとしたが、第２工程ではなく第３工程で棒状部材５０に張力を付与することにしても良い。この場合、例えば棒状部材５０として鋼製ボルトを使用する際には、鋼製ボルトを予め樹脂等で被覆しておくことで、開口部２１内で凝固したモルタル２４との間で滑りが生じやすくなり、鋼製ボルトを回転させることができる。ただし、棒状部材５０に張力を付与せずに開口部２１内にモルタル２４を注入すると、棒状部材５０に撓みが生じることがあるため、より強固に鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０を接続するためには、第２工程で棒状部材５０に張力を付与することが好ましい。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２１の内部の空隙（開口部２１の内部において、鋼矢板１０の突出部１１の周囲に位置する空間）にずれ止め鉄筋５５が挿入されている。

上述した第１の実施形態においては、図示を省略したが、図４、５に示すように、プレキャストコンクリート部材２０の側面には、開口部２１に連通するモルタル注入穴２５が設けられており、このモルタル注入穴２５を介してプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内にモルタル２４を充填する。なお、このモルタル注入穴２５は、開口部２１内に充填されたモルタル２４が凝固して構造壁１が構築された時点では、その凝固したモルタル２４によって塞がれた状態となる。

本実施例では、ずれ止め鉄筋５５として、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２と第２の端部２３とに架け渡すことができる長さを有する、円弧状（弓型）の棒部材を用いている。この棒部材には、例えば異径鉄筋が用いられる。そして、本実施例においても、先と同様に、第２工程において、鋼矢板１０の突出部１１がプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１に挿入されるようにプレキャストコンクリート部材２０を設置し、鋼矢板１０の突出部１１に形成された貫通穴１２とプレキャストコンクリート部材２０の下端部（第１の端部２２と第２の端部２３）に形成された貫通穴２６に棒状部材５０を挿入する。

次に、本実施例では、プレキャストコンクリート部材２０の側面に設けられたモルタル注入穴２５から開口部２１の内部にずれ止め鉄筋５５を挿入する。そして、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２と第２の端部２３とに架け渡すようにずれ止め鉄筋５５を設置することにより、開口部２１内において、鋼矢板１０の上方に、ずれ止め鉄筋５５がプレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向に連続するように配置する。その後、モルタル注入穴２５を介してプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内にモルタル２４を充填する。そして、充填されたモルタル２４が凝固することにより鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０とが接続される。

本実施例によれば、上述した第１の実施形態と同様に、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０を強固に接続でき、優れた剛性を有し、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さ方向の強度に優れた構造壁１を構築できるようになる。また、鋼矢板１０の防食処理を省略することも可能となり、工期の短縮がはかれる。

加えて、本実施例の構造壁１にあっては、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部の空隙にずれ止め鉄筋５５が挿入されている。ずれ止め鉄筋５５は、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２と第２の端部２３とに架け渡された位置に設置されており、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内の空隙において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔに連続するように配置されている。このため、鋼矢板１０の上端面とプレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔの位置ずれが、ずれ止め鉄筋５５によって効果的に防止される。例えば構造壁１を防潮堤等に使用する場合、津波などの発生時には海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになる。かかる場合、鋼矢板１０の上端面とプレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔの位置ずれがずれ止め鉄筋５５によって抑制されることにより、津波などから受ける大きな回転モーメントにも耐えられるようになる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、ずれ止め鉄筋５５の形状が、第２の実施形態と異なっている。図７、８に示すように、本実施例では、ずれ止め鉄筋５５として、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２から鋼矢板１０の突出部１１まで、および、プレキャストコンクリート部材２０の第２の端部２３から鋼矢板１０の突出部１１までに架け渡すことができる長さを有する、例えば異径鉄筋からなる棒部材を用いている。

なお、説明のため、図７では、プレキャストコンクリート部材２０の両側面に設けられたモルタル注入穴２５が、プレキャストコンクリート部材２０を幅方向Ｗ（図８）において、互いに同じ位置に示したが、本実施例では、図８に示すように、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２の側にあるモルタル注入穴２５と、プレキャストコンクリート部材２０の第２の端部２３の側にあるモルタル注入穴２５は、互い違いとなる位置に配置されている。

そして、本実施例においても、先に説明した第１の実施形態と同様に、第２工程において、鋼矢板１０の突出部１１がプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１に挿入されるようにプレキャストコンクリート部材２０を設置し、鋼矢板１０の突出部１１に形成された貫通穴１２とプレキャストコンクリート部材２０の下端部（第１の端部２２と第２の端部２３）に形成された貫通穴２６に棒状部材５０を挿入する。

次に、本実施例では、プレキャストコンクリート部材２０の側面に設けられたモルタル注入穴２５から開口部２１の内部にずれ止め鉄筋５５を挿入する。この場合、図７、８に示すように、プレキャストコンクリート部材２０の第１の端部２２の側にあるモルタル注入穴２５から挿入したずれ止め鉄筋５５を、第１の端部２２から鋼矢板１０の突出部１１まで架け渡して設置する。また同様に、プレキャストコンクリート部材２０の第２の端部２３の側にあるモルタル注入穴２５から挿入したずれ止め鉄筋５５を、第２の端部２３から鋼矢板１０の突出部１１まで架け渡して設置する。これにより、開口部２１内において、鋼矢板１０の上方に、ずれ止め鉄筋５５をプレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向に連続するように配置する。その後、モルタル注入穴２５を介してプレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内にモルタル２４を充填する。そして、充填されたモルタル２４が凝固することにより鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０とが接続される。

本実施例によれば、上述した第１の実施形態と同様に、鋼矢板１０とプレキャストコンクリート部材２０を強固に接続でき、優れた剛性を有し、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤などの用途に好適に利用される高さ方向の強度に優れた構造壁１を構築できるようになる。また、鋼矢板１０の防食処理を省略することも可能となり、工期の短縮がはかれる。

加えて、本実施例の構造壁１にあっては、先に説明した第２の実施形態と同様に、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部の空隙にずれ止め鉄筋５５が挿入されている。ずれ止め鉄筋５５は、第１の端部２２から鋼矢板１０の突出部１１まで架け渡された位置、および、第２の端部２３から鋼矢板１０の突出部１１まで架け渡された位置に設置されており、各ずれ止め鉄筋５５が、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２０内の空隙において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔに連続するように配置されている。このため、鋼矢板１０の上端面とプレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔの位置ずれが、ずれ止め鉄筋５５によって効果的に防止される。例えば構造壁１を防潮堤等に使用する場合、津波などの発生時には海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになる。かかる場合、鋼矢板１０の上端面とプレキャストコンクリート部材２０の開口部２の内部上面との間において、プレキャストコンクリート部材２０の厚さ方向ｔの位置ずれがずれ止め鉄筋５５によって抑制されることにより、津波などから受ける大きな回転モーメントにも耐えられるようになる。

以上、本発明の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、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しう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。

例えば鋼構造物の形状や設置位置等は前述の実施形態で説明したものに限定されない。同様に、プレキャストコンクリート部材２０の形状は前述の実施形態で説明したものに限定されない。

例えば、鋼構造物として、Ｕ型の鋼矢板、Ｚ型の鋼矢板、鋼管杭、鋼管矢板、あるいは、それらの任意の組み合わせなども使用できる。また、例えばプレキャストコンクリート部材は、側面視において左右非対称形状であっても良いし、高さが低い形状であっても良い。すなわち、プレキャストコンクリート部材の形状は構造壁１の用途によって適宜変更される。また、プレキャストコンクリート部材の開口部の形状は、使用する鋼構造物の形状、設置位置等において適宜変更される。

また、前述の実施形態では、主鉄筋３０として、内側主筋３１と外側主筋３２の組み合わせを例示したが、プレキャストコンクリート部材２０の下端部に形成される第１の端部２２と第２の端部２３からプレキャストコンクリート部材２０の上部まで連続するように配置されるものであれば、主鉄筋３０として、任意の構成の鉄筋を使用できる。例えば主鉄筋３０として、内側主筋３１のみ、あるいは、外側主筋３２のみとしても良いし、主鉄筋３０として、内側主筋３１と外側主筋３２に加えて、他の配筋などを加えても良い。

また、前述の実施形態では、プレキャストコンクリート部材２０の内部において、開口部２１の上方で内側主筋３１と外側主筋３２を交差させることにより、第１の端部２２の内部に配置した内側主筋３１と外側主筋３２を、プレキャストコンクリート部材２０の上部では第２の端部２３の側に配置させ、また、第２の端部２３の内部に配置した内側主筋３１と外側主筋３２を、プレキャストコンクリート部材２０の上部では第１の端部２２の側に配置させる構成を示した。このようにプレキャストコンクリート部材２０の内部において、開口部２１の上方で内側主筋３１と外側主筋３２を交差させれば、開口部２１の上方において内側主筋３１と外側主筋３２の鉄筋密度が増加し、口部２１の上方における剛性を高めることができる。その結果、防潮堤等に使用した場合に津波などから受ける大きな回転モーメント負荷を受けることとなる開口部２１上方の剛性が高まり、強度的な信頼性が高まる。

ただし、前述の実施形態のように、プレキャストコンクリート部材２０の内部において内側主筋３１と外側主筋３２を交差させることは必須ではない。例えば図９に示すように、第１の端部２２の内部に配置した内側主筋３１と外側主筋３２を、プレキャストコンクリート部材２０の上部において第１の端部２２の側に配置させ、また、第２の端部２３の内部に配置した内側主筋３１と外側主筋３２を、プレキャストコンクリート部材２０の上部において第２の端部２３の側に配置させる構成も本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

以上の説明では、プレキャストコンクリート部材２０の開口部２１内の空隙や、プレキャストコンクリート部材２０外面の凹部３６にモルタルを充填することにしているが、モルタルに代えてコンクリートを充填することにしても良い。

本発明は、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等に利用することができる。

１ 構造壁
１０ 鋼矢板
１１ 突出部
１２ 貫通穴
１３ 継手部
２０ プレキャストコンクリート部材
２０ａ プレキャストコンクリート部材の幅方向端面
２１ 開口部
２２ 第１の端部
２３ 第２の端部
２４ モルタル
２５ モルタル注入穴
２６ 貫通穴
３０ 主鉄筋
３１ 内側主筋
３２ 外側主筋
３５ 拘束部材
３６ 凹部
３７ モルタル
３８ 拘束鉄筋
５０ 棒状部材
５１ ナット
５５ ずれ止め鉄筋
Ｌ 構造壁の延長方向
ｔ 構造壁の厚さ方向
Ｗ プレキャストコンクリート部材の幅方向

Claims (9)

1. 地中に埋設された鋼構造物と地上に設置されたプレキャストコンクリート部材とを接続する接続構造であって、
   前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、
   前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、
   前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第１の端部および第２の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、
   前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されて、該プレキャストコンクリート部材の前記第１の端部および前記第２の端部の間に前記鋼構造物の前記突出部が配置されて外観に現れず、
   前記鋼構造物を貫通するように、前記第１の端部および前記第２の端部の間に棒状部材が挿入され、
   前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
2. 前記主鉄筋として、複数の内側主筋と複数の外側主筋を備え、
   それら複数の内側主筋と複数の外側主筋を囲む拘束鉄筋を備えることを特徴とする、請求項１に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
3. 前記複数の内側主筋と複数の外側主筋の間に、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の接続構造を有する構造壁であって、
   複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴とする、構造壁。
5. 前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
6. 前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
7. 構造壁の延長方向における、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記プレキャストコンクリート部材が配列されていることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載の構造壁。
8. 前記鋼構造物は、間隔をおいて設置された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
9. 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、
   一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた開口部に挿入され、該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように前記プレキャストコンクリート部材を地上に設置する、第１工程と、
   前記鋼構造物を貫通するように、前記プレキャストコンクリート部材の下端部に設けられた第１の端部および第２の端部の間に棒状部材を挿入する、第２工程と、
   前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第３工程とを有し、
   前記プレキャストコンクリート部材の内部には、前記開口部を間に挟んで分割された第１の端部および第２の端部から前記プレキャストコンクリート部材の上部まで主鉄筋を備え、前記鋼構造物の前記突出部が外観に現れないことを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法。
   

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