JP7384755B2 - 芯材、及び、上側芯材撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、上側芯材及び下側芯材により構成される芯材、及び、この芯材の上側芯材を下側芯材から分離して撤去する方法に関する。

トンネル構造物等の地下構造物を施工する際には、施工場所に土留め壁を構築して、この土留め壁を用いて、施工場所に対する土留め及び止水を行いながら内部の掘削を行うことが多い。

土留め壁を用いる地下構造物の施工では、例えば、まず、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法を用いて、地表面から不透水層に達するソイルモルタル製の土留め壁を構築する。この土留め壁の構築では、硬化前のソイルモルタル内に、Ｈ形鋼材からなる複数本の芯材（応力部材）を、互いに間隔を空けて並列に建て込む。ソイルモルタルの硬化後には、腹起し・切梁を掛けながら、施工場所の掘削を進める。次に、掘削された施工場所にて地下構造物の構築を行う。そして、地下構造物の構築後に、埋戻しを行いながら、腹起し・切梁の撤去を行う。

ここで、都市部等においては、地下構造物の施工場所付近で、将来、通信ケーブルや水道管、ガス管等の埋設工事が行われる可能性があるため、芯材のうち地表面から１～４ｍ程度の深さまでの範囲の部分（上側部分）を撤去することが求められる場合が多い。
この点、特許文献１には、芯材の上側部分を撤去するための技術の一例が開示されている。

特許文献１では、ソイルモルタル製の土留め壁内に設置される芯材を、その上部をなす上側芯材と、下部をなす下側芯材と、上側芯材と下側芯材とを連結する連結手段とによって構成している。連結手段は、上側芯材の第１フランジと下側芯材の第２フランジとを互いに面一にして挟み込む。連結手段の上端部は、第１フランジの下端部に接合されている。連結手段の下端部は、第２フランジの上端部に接合されている。特許文献１では、上側芯材の上端部に所定値以上の力が上側芯材の第１ウェブのウェブ面と直交する一方向に加えられることにより、上側芯材が倒されて、連結手段による第１フランジと第２フランジとの連結が解除されるように、連結手段の上端部における第１フランジへの接合強度と連結手段の下端部における第２フランジへの接合強度とを異ならせている。

特開２０１５－６３８１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の連結手段は、その構造が複雑であり、製作にコストが掛かるという問題があった。

本発明は、このような実状に鑑み、撤去される上側芯材と、残置される下側芯材との連結構造を簡素化することを目的とする。

そのため本発明の第１態様では、芯材は、地表面側から下方に向かって延在する。芯材は、上下方向に延在して芯材の上部をなす上側芯材と、上下方向に延在し、芯材の下部をなして、上端面が上側芯材の下端面に対接する下側芯材と、上側芯材と下側芯材とに跨る形で、上側芯材の外面と下側芯材の外面とにそれぞれ当接する添接板と、添接板の上部と上側芯材の外面とを固定する上部固定手段と、添接板の下部と下側芯材の外面とを固定する下部固定手段と、を含んで構成される。添接板は、添接板の下部の水平方向一側に形成されて添接板の縁部から延びる第１切欠き部と、添接板の下部の水平方向他側に形成された第１貫通孔と、を有する。下側芯材は、下側芯材の外面の前記水平方向一側に形成された第２貫通孔と、下側芯材の外面の前記水平方向他側に形成されて下側芯材の外面の縁部から延びる第２切欠き部と、を有する。下部固定手段は、第１切欠き部及び第２貫通孔を貫通する第１ボルトと、第１貫通孔及び第２切欠き部を貫通する第２ボルトと、を含む。

本発明の第２態様では、芯材は、地表面側から下方に向かって延在する。芯材は、上下方向に延在して芯材の上部をなす上側芯材と、上下方向に延在し、芯材の下部をなして、上端面が上側芯材の下端面に対接する下側芯材と、上側芯材と下側芯材とに跨る形で、上側芯材の外面と下側芯材の外面とにそれぞれ当接する添接板と、添接板の上部と上側芯材の外面とを固定する上部固定手段と、添接板の下部と下側芯材の外面とを固定する下部固定手段と、を含んで構成される。添接板は、添接板の上部の水平方向一側に形成されて添接板の縁部から延びる第１切欠き部と、添接板の上部の水平方向他側に形成された第１貫通孔と、を有する。上側芯材は、上側芯材の外面の前記水平方向一側に形成された第２貫通孔と、上側芯材の外面の前記水平方向他側に形成されて上側芯材の外面の縁部から延びる第２切欠き部と、を有する。上部固定手段は、第１切欠き部及び第２貫通孔を貫通する第１ボルトと、第１貫通孔及び第２切欠き部を貫通する第２ボルトと、を含む。

本発明の第３態様では、土留め壁内に建て込まれた、前記第１態様又は前記第２態様の芯材の上側芯材を土留め壁から撤去する方法として、土留め壁のうち、上側芯材の前記水平方向一側に隣接する部分を掘削して空間又は緩んだ地盤を形成すること、上側芯材の上端部に所定値以上の力を前記水平方向他側から前記水平方向一側に向かう方向に加えることによって、上側芯材を前記空間又は緩んだ地盤側へ倒すことにより、上側芯材を下側芯材から分離すること、及び、分離された上側芯材を引き上げること、を含む。

本発明によれば、添接板と第１ボルト及び第２ボルトとを用いて、上側芯材と下側芯材とを解除可能に連結することができるので、当該連結構造を簡素なものとすることができる。

本発明の第１実施形態における土留め壁の概略構成を示す図 前記第１実施形態における芯材の連結手段の概略構成を示す図 前記第１実施形態における上側芯材の下端部と、下側芯材の上端部と、添接板とを示す図 前記第１実施形態における上側芯材の撤去方法を示す図 前記第１実施形態における上側芯材の撤去方法を示す図 前記第１実施形態における上側芯材の撤去方法を示す図 前記第１実施形態における上側芯材の撤去方法を示す図 前記第１実施形態における上側芯材を下側芯材から分離する方法を示す図 前記第１実施形態における上側芯材を下側芯材から分離する方法を示す図 本発明の第２実施形態における芯材の連結手段の概略構成を示す図 前記第２実施形態における上側芯材の下端部と、下側芯材の上端部と、添接板とを示す図 前記第２実施形態における上側芯材を下側芯材から分離する方法を示す図 前記第２実施形態における上側芯材を下側芯材から分離する方法を示す図 前記第１実施形態の変形例における上側芯材の下端部と、下側芯材の上端部と、添接板とを示す図 前記第２実施形態の変形例における上側芯材の下端部と、下側芯材の上端部と、添接板とを示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１（ア）は本発明の第１実施形態における土留め壁の概略構成を示しており、図１（イ）のＡ－Ａ断面に対応している。図１（イ）は、土留め壁の平面図である。

尚、本実施形態ではソイルモルタル製の土留め壁を例にとって本発明に係る土留め壁の説明を行うが、土留め壁はこれに限らない。
また、図１（ア）及び（イ）に示す土留め壁の高さ方向ｈと水平延在方向ｗと厚さ方向ｔとは、互いに直交しているとして、以下説明する。

土留め壁１は、地下構造物２の構築施工時に、施工場所Ｇ１に対する土留め及び止水を行うことを目的として、地下構造物２の構築に先立って構築されるものであり、本実施形態ではソイルモルタル製である。本実施形態では、一対の土留め壁１が、施工場所Ｇ１をその両側から挟むように対向して設けられている。すなわち、施工場所Ｇ１は、土留め壁１によって区画されている。

尚、図１（イ）は、ＴＲＤ工法により構築された土留め壁１を示しているが、土留め壁１の構築方法はこれに限らない。例えば、土留め壁１の構築方法として、ＳＭＷ工法を用いる場合には、土留め壁１は、例えば、オーガ（土中掘削機）で地盤を掘削しながら掘削土と固化材（セメントミルク等）とを混合・撹拌して形成される。
土留め壁１は、地表面Ｇ２から不透水層Ｇ３まで到達するように構築されている。

土留め壁１の構築時において、ソイルモルタルの硬化前には、芯材４の建て込みが行われる。すなわち、芯材４は土留め壁１内に設置される。
芯材４は、地表面Ｇ２側から下方に向かって延在している。この延在方向は、土留め壁１の高さ方向ｈと平行である。

芯材４は、その上部をなす上側芯材１１、下部をなす下側芯材１２、及び、上側芯材１１と下側芯材１２とを解除可能に連結する連結手段１３を含んで構成される。
上側芯材１１はＨ形鋼材からなり、ウェブ１１ａの両端部にフランジ１１ｂを有する。換言すれば、上側芯材１１は、互いに間隔を空けて対向する一対のフランジ１１ｂと、これらフランジ間に位置してこれらフランジ同士をつなぐウェブ１１ａとを備える。
上側芯材１１の上端面は地表面Ｇ２付近に位置する。本実施形態では上側芯材１１の上端面は地表面Ｇ２より上方に位置しているが、この他、上側芯材１１の上端面は地表面Ｇ２と同等の又はそれ以下の高さ位置に位置してもよい。上側芯材１１の下端面は、下側芯材１２の上端面に対接する（換言すれば接触する）。

下側芯材１２はＨ形鋼材からなり、ウェブ１２ａの両端部にフランジ１２ｂを有する。換言すれば、下側芯材１２は、互いに間隔を空けて対向する一対のフランジ１２ｂと、これらフランジ間に位置してこれらフランジ同士をつなぐウェブ１２ａとを備える。
連結手段１３の構成の詳細については後述する。

土留め壁１内には、複数の芯材４が土留め壁１の水平延在方向ｗに沿って互いに間隔を空けて並んで配置されている。換言すれば、複数の芯材４は、土留め壁１内でその水平延在方向ｗに互いに離間して配置されている。ここで、土留め壁１の水平延在方向ｗとは、土留め壁１の延在方向のうち、水平方向に対応する方向を意味する。

芯材４の長手方向の長さ（すなわち土留め壁１の高さ方向ｈでの長さ）は、芯材４の下端が施工場所Ｇ１の床付け面（掘削最下面）より下側まで達するように、応力計算及び不透水層Ｇ３の位置に基づいて設定される。
上側芯材１１の長手方向の長さ（すなわち土留め壁１の高さ方向ｈでの長さ）については、芯材４のうち、地下構造物２の構築後、埋戻しが完了した後に撤去が要求される深さに基づいて設定される。本実施形態では、上側芯材１１の長手方向の長さが、例えば１～５ｍ程度の範囲内である。

上側芯材１１については、その一対のフランジ１１ｂ同士が、土留め壁１の厚さ方向ｔにて互いに対向するように、土留め壁１内に設置されている。また、隣り合う２つの上側芯材１１については、一方の上側芯材１１のウェブ１１ａの表面と、他方の上側芯材１１のウェブ１１ａの表面とが、土留め壁１の水平延在方向ｗにて互いに対向するように、土留め壁１内に設置されている。

同様に、下側芯材１２については、その一対のフランジ１２ｂ同士が、土留め壁１の厚さ方向ｔにて互いに対向するように、土留め壁１内に設置されている。また、隣り合う２つの下側芯材１２については、一方の下側芯材１２のウェブ１２ａの表面と、他方の下側芯材１２のウェブ１２ａの表面とが、土留め壁１の水平延在方向ｗにて互いに対向するように、土留め壁１内に設置されている。

次に、芯材４の連結手段１３について図２及び図３を用いて説明する。
図２（ア）は、添接板１５に垂直な方向から見た連結手段１３を示す。図２（イ）は、図２（ア）のＢ－Ｂ断面図である。図３（ア）は上側芯材１１の下端部を示す。図３（イ）は下側芯材１２の上端部を示す。図３（ウ）は添接板１５を示す。

ここで、図２（ア）及び図３の図示と、後述する図４～図９の図示とに関して、「右側」が本発明の「水平方向一側」に対応し、「左側」が本発明の「水平方向他側」に対応するとして以下説明する。しかしながら、本発明の「水平方向一側」及び「水平方向他側」が「右側」及び「左側」に限らないことは言うまでもない。

連結手段１３は、複数枚（本実施形態では２枚）の添接板１５と、複数本（本実施形態では１枚の添接板１５に対して３本）の第１ボルト１６と、複数本（本実施形態では１枚の添接板１５に対して３本）の第２ボルト１７と、複数本（本実施形態では１枚の添接板１５に対して６本）の第３ボルト１８と、第１ボルト１６、第２ボルト１７、及び第３ボルト１８の各々の雄ネジ部に螺合するナット１９とを含んで構成される。

ここで、第１ボルト１６、第２ボルト１７、及び、これらの雄ネジ部に螺合するナット１９によって下部固定手段１４ａが構成される。下部固定手段１４ａは、添接板１５の下部と下側芯材１２のフランジ１２ｂとを固定するものである。下側芯材１２のフランジ１２ｂは、本発明の「下側芯材の外面」を構成し得るものである。

また、第３ボルト１８、及び、この雄ネジ部に螺合するナット１９によって上部固定手段１４ｂが構成される。上部固定手段１４ｂは、添接板１５の上部と上側芯材１１のフランジ１１ｂとを固定するものである。上側芯材１１のフランジ１１ｂは、本発明の「上側芯材の外面」を構成し得るものである。

添接板１５は金属製であり、上下方向に延びる矩形板状である。添接板１５は、上側芯材１１と下側芯材１２とに跨る形で、上側芯材１１のフランジ１１ｂの外面と下側芯材１２のフランジ１２ｂの外面とにそれぞれ当接する。添接板１５は、上側芯材１１のフランジ１１ｂ及び下側芯材１２のフランジ１２ｂと略同等の幅を有している。添接板１５は、その内面の上部が、上側芯材１１のフランジ１１ｂの外面の下端部に面接触している。添接板１５は、その内面の下部が、下側芯材１２のフランジ１２ｂの外面の上端部に面接触している。

添接板１５の下部の右側には、複数（本実施形態では３つ）の第１切欠き部２１が形成されている。第１切欠き部２１は、添接板１５の下部の右側半分の縁部１５ａから延びている。第１切欠き部２１は、第１ボルト１６の雄ネジ部の外径と略同等の幅（溝幅）を有している。第１切欠き部２１は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。本実施形態では、複数の第１切欠き部２１が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第１切欠き部２１の最奥部２１ａは、下側芯材１２のフランジ１２ｂに形成された第２貫通孔２３に相対し得る。

添接板１５の下部の左側には、複数（本実施形態では３つ）の第１貫通孔２２が形成されている。本実施形態では、複数の第１貫通孔２２が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第１貫通孔２２は、下側芯材１２のフランジ１２ｂに形成された第２切欠き部２４の最奥部２４ａに相対し得る。

添接板１５の上部の左右両側には、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）の第３貫通孔２５が形成されている。本実施形態では、添接板１５の上部の左右両側に、それぞれ、複数の第３貫通孔２５が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第３貫通孔２５は、上側芯材１１のフランジ１１ｂに形成された第４貫通孔２６に相対し得る。
尚、複数の添接板１５の各々に複数の第１切欠き部２１、複数の第１貫通孔２２、及び、複数の第３貫通孔２５が形成されることは言うまでもない。

上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部の左右両側には、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）の第４貫通孔２６が形成されている。本実施形態では、上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部の左右両側に、それぞれ、複数の第４貫通孔２６が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。
尚、上側芯材１１の一対のフランジ１１ｂの各々に複数の第４貫通孔２６が形成されることは言うまでもない。

下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部の右側には、複数（本実施形態では３つ）の第２貫通孔２３が形成されている。本実施形態では、複数の第２貫通孔２３が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。

下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部の左側には、複数（本実施形態では３つ）の第２切欠き部２４が形成されている。第２切欠き部２４は、下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部の左側半分の縁部１２ｂａから延びている。第２切欠き部２４は、第２ボルト１７の雄ネジ部の外径と略同等の幅（溝幅）を有している。第２切欠き部２４は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。本実施形態では、複数の第２切欠き部２４が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。
尚、下側芯材１２の一対のフランジ１２ｂの各々に複数の第２貫通孔２３及び複数の第２切欠き部２４が形成されることは言うまでもない。

第１ボルト１６は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第１切欠き部２１の最奥部２１ａ、及び、第２貫通孔２３に挿入されて、ナット１９により締付固定される。第２ボルト１７は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第１貫通孔２２、及び、第２切欠き部２４の最奥部２４ａに挿入されて、ナット１９により締付固定される。第３ボルト１８は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第３貫通孔２５及び第４貫通孔２６に挿入されて、ナット１９により締付固定される。従って、第１ボルト１６、第２ボルト１７、第３ボルト１８と、これらの雄ネジ部に螺合するナット１９と、添接板１５とにより、上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部と、下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部とが連結される。

ここで、図２（ア）及び図３（イ）に示すように、傾倒中心Ｃは、下側芯材１２の右上端（右上の角部）に予め設定されている。また、図２（ア）、図３（イ）及び（ウ）に示すように、添接板１５に垂直な方向から見て、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。図２（ア）及び図３（ア）～（ウ）に示すように、傾倒中心Ｃは、上側芯材１１の右下端（右下の角部）に対応し、また、添接板１５の上下方向中央部の右側縁に対応し得る。

次に、芯材４の上側芯材１１を土留め壁１から撤去する方法について図４～図７を用いて説明する。図４（ア）～図７（ク）は上側芯材１１の撤去方法を示す図である。ここにおいて、図４（ア）～図７（ク）では、図示簡略化のため、前述の添接板１５、第１ボルト１６、第２ボルト１７、第３ボルト１８、ナット１９、第１切欠き部２１、第１貫通孔２２、第２貫通孔２３、第２切欠き部２４、第３貫通孔２５、及び、第４貫通孔２６の図示を省略している。
尚、図４（ア）～図７（ク）では、上側芯材１１を図中の一番右側から左側に向かって順次撤去する場合について説明する。

まず、図４（ア）及び（イ）に示すように、土留め壁１のうち一番右側に建て込まれている芯材４の右側（つまり、芯材４の水平方向一側）に隣接する部分を、地表面Ｇ２上に配置された掘削機等によって掘削する。このように、上側芯材１１の右側を上側芯材１１が倒される側とし、土留め壁１のうち、上側芯材１１が倒される側に隣接する部分（図４（ア）中に斜線で示した部分）を掘削して空間Ｓを形成する。尚、図４（ア）及び（イ）では、上側芯材１１のウェブ１１ａと両フランジ１１ｂ，１１ｂとで画成された溝内のソイルモルタルも掘削して除去するものとしたが、これに限らず、この溝内のソイルモルタルを単に壊して、残したままでもよい。この場合、後述するように上側芯材１１が倒されると、溝内のソイルモルタルは、溝から剥がれ落ちるか、又は、倒伏した上側芯材１１の溝内にそのまま残る。また、図４（ア）及び（イ）では、土留め壁１の設置範囲内のみ掘削するものとして示したが、これに限らず、土留め壁１の設置範囲から周辺地山にはみ出るように掘削してもよい。

次に、図４（イ）に示すように、上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄを右方向（水平方向他側から水平方向一側に向かう方向）に加える。ここでは、上側芯材１１のウェブ１１ａのウェブ面と直交する方向に所定値以上の力Ｄを加える。これにより、上側芯材１１は、傾倒中心Ｃを中心（換言すれば支点）として右側に（空間Ｓに向かって）傾倒して、上側芯材１１が下側芯材１２から分離される（図５（ウ）及び（エ）参照）。ここで、前述の所定値とは、後述する図８及び図９に示す上側芯材１１の傾倒が開始されるのに必要な力の最小値であり、予め設定され得る。また、前述の力Ｄの付与には、地表面Ｇ２上に位置するバックホー等の油圧ショベル（重機の一例）が用いられ得る。

図８及び図９は上側芯材１１を下側芯材１２から分離する方法を示している。下側芯材１２からの上側芯材１１の分離は、図８（ア）、（イ）、及び図９の順に進む。

上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄが右方向に加えられることによって、上側芯材１１及び添接板１５が、傾倒中心Ｃを中心（換言すれば支点）として右側（空間Ｓ側）に倒されることにより、第１ボルト１６が第１切欠き部２１を介して添接板１５から離脱すると共に、第２ボルト１７が第２切欠き部２４を介して下側芯材１２から離脱する。ここで、上側芯材１１及び添接板１５が、傾倒中心Ｃを中心として右側（空間Ｓ側）に傾倒している途中で、第１ボルト１６の雄ネジ部が第１切欠き部２１内を、その円弧状に沿って最奥部２１ａから縁部１５ａに向かって相対移動すると共に、第２ボルト１７の雄ネジ部が第２切欠き部２４内を、その円弧状に沿って最奥部２４ａから縁部１２ｂａに向かって相対移動する。

次に、図６（オ）に示すように、下側芯材１２から分離された上側芯材１１を、地表面Ｇ２上に配置されたクレーン等の揚重手段により、図中矢印Ｌで示すように上方に引き上げて、上側芯材１１を土留め壁１から撤去する。

次に、図６（カ）に示すように、図６（オ）にて上側芯材１１が撤去された芯材４の隣の芯材４’の上側芯材１１’を倒すために、土留め壁１のうち、上側芯材１１’が倒される側に隣接する部分を掘削することで、空間Ｓを拡張する。

そして、図６（カ）～図７（ク）に示すように、上側芯材１１’を上側芯材１１と同様に倒して、上側芯材１１’を下側芯材１２’から分離し、上側芯材１１’を土留め壁１から撤去する。
このような手順を繰り返し行って、残りの上側芯材１１を撤去する。尚、上側芯材１１の撤去に不要となった空間Ｓは順次埋め戻される。このことで、上側芯材１１の撤去に用いられる油圧ショベル等の重機を土留め壁１の直上に配置することが可能となり、より効率的な撤去作業を行うことができる。

本実施形態によれば、芯材４は、地表面Ｇ２側から下方に向かって延在する。芯材４は、上下方向に延在して芯材４の上部をなす上側芯材１１と、上下方向に延在し、芯材４の下部をなして、上端面が上側芯材１１の下端面に対接する下側芯材１２と、上側芯材１１と下側芯材１２とに跨る形で、上側芯材１１の外面と下側芯材１２の外面とにそれぞれ当接する添接板１５と、添接板１５の上部と上側芯材１１の外面とを固定する上部固定手段１４ｂと、添接板１５の下部と下側芯材１２の外面とを固定する下部固定手段１４ａと、を含んで構成される。添接板１５は、添接板１５の下部の水平方向一側（右側）に形成されて添接板１５の縁部１５ａから延びる第１切欠き部２１と、添接板１５の下部の水平方向他側（左側）に形成された第１貫通孔２２と、を有する。下側芯材１２は、下側芯材１２の外面の水平方向一側（右側）に形成された第２貫通孔２３と、下側芯材１２の外面の水平方向他側（左側）に形成されて下側芯材１２の外面の縁部１２ｂａから延びる第２切欠き部２４と、を有する。下部固定手段１４ａは、第１切欠き部２１及び第２貫通孔２３を貫通する第１ボルト１６と、第１貫通孔２２及び第２切欠き部２４を貫通する第２ボルト１７と、を含む。芯材４は、上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄが水平方向他側（左側）から水平方向一側（右側）に向かう方向に加えられることによって、上側芯材１１及び添接板１５が倒されることにより、第１ボルト１６が第１切欠き部２１を介して添接板１５から離脱すると共に、第２ボルト１７が第２切欠き部２４を介して下側芯材１２から離脱するように構成されている。ゆえに、添接板１５と第１ボルト１６及び第２ボルト１７とを用いて、上側芯材１１と下側芯材１２とを解除可能に連結することができるので、当該連結構造を簡素なものとすることができる。また、上側芯材１１を横倒しすることで簡単に撤去することができる。

また本実施形態によれば、上側芯材１１と下側芯材１２とは、各々が、互いに間隔を空けて対向する一対のフランジとこれらフランジ同士をつなぐウェブとからなる形鋼材によって構成され、上側芯材１１の外面は、上側芯材１１のフランジ１１ｂにより構成され、下側芯材１２の外面は、下側芯材１２のフランジ１２ｂにより構成される。これにより、Ｈ形鋼材などの形鋼材からなる上側芯材１１と下側芯材１２とを連結手段１３によって容易に連結することができる。

また本実施形態によれば、添接板１５に垂直な方向から見て、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４は、下側芯材１２における水平方向一側（右側）の上端（傾倒中心Ｃ）を中心とする円弧状に延びる。これにより、傾倒中心Ｃを中心（換言すれば支点）として上側芯材１１をスムーズに傾倒させることができる。

また本実施形態によれば、芯材４は土留め壁１内に建て込まれる。これにより、土留め壁１の剛性等を向上させることができる。

また本実施形態によれば、土留め壁１内に建て込まれた芯材４の上側芯材１１を土留め壁１から撤去する方法として、土留め壁１のうち、上側芯材１１の水平方向一側（右側）に隣接する部分を掘削して空間Ｓ又は緩んだ地盤を形成すること（図４（ア）及び（イ）参照）、上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄを水平方向他側（左側）から水平方向一側（右側）に向かう方向に加えることによって、上側芯材１１を空間Ｓ又は緩んだ地盤側へ倒すことにより、上側芯材１１を下側芯材１２から分離すること（図４（イ）～図５（エ）参照）、及び、分離された上側芯材１１を引き上げること（図６（オ）参照）、を含む。これにより、上側芯材１１を地表面Ｇ２側からの作業だけで容易に撤去することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０は、本実施形態における、添接板１５に垂直な方向から見た連結手段１３を示す。図１１（ア）は上側芯材１１の下端部を示す。図１１（イ）は下側芯材１２の上端部を示す。図１１（ウ）は添接板１５を示す。尚、図１０及び図１１の図示と、後述する図１２及び図１３の図示とに関して、前述の第１実施形態と同様に「右側」が本発明の「水平方向一側」に対応し、「左側」が本発明の「水平方向他側」に対応する。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、第１ボルト１６、第２ボルト１７、及び、これらの雄ネジ部に螺合するナット１９によって上部固定手段１４ｂが構成される。上部固定手段１４ｂは、添接板１５の上部と上側芯材１１のフランジ１１ｂとを固定するものである。上側芯材１１のフランジ１１ｂは、本発明の「上側芯材の外面」を構成し得るものである。

また、本実施形態では、第３ボルト１８、及び、この雄ネジ部に螺合するナット１９によって下部固定手段１４ａが構成される。下部固定手段１４ａは、添接板１５の下部と下側芯材１２のフランジ１２ｂとを固定するものである。下側芯材１２のフランジ１２ｂは、本発明の「下側芯材の外面」を構成し得るものである。

添接板１５の上部の右側には、複数（本実施形態では３つ）の第１切欠き部２１が形成されている。第１切欠き部２１は、添接板１５の上部の右側半分の縁部１５ｂから延びている。第１切欠き部２１は、第１ボルト１６の雄ネジ部の外径と略同等の幅（溝幅）を有している。第１切欠き部２１は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。本実施形態では、複数の第１切欠き部２１が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第１切欠き部２１の最奥部２１ａは、上側芯材１１のフランジ１１ｂに形成された第２貫通孔２３に相対し得る。

添接板１５の上部の左側には、複数（本実施形態では３つ）の第１貫通孔２２が形成されている。本実施形態では、複数の第１貫通孔２２が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第１貫通孔２２は、上側芯材１１のフランジ１１ｂに形成された第２切欠き部２４の最奥部２４ａに相対し得る。

添接板１５の下部の左右両側には、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）の第３貫通孔２５が形成されている。本実施形態では、添接板１５の下部の左右両側に、それぞれ、複数の第３貫通孔２５が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。第３貫通孔２５は、下側芯材１２のフランジ１２ｂに形成された第４貫通孔２６に相対し得る。
尚、複数の添接板１５の各々に複数の第１切欠き部２１、複数の第１貫通孔２２、及び、複数の第３貫通孔２５が形成されることは言うまでもない。

下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部の左右両側には、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）の第４貫通孔２６が形成されている。本実施形態では、下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部の左右両側に、それぞれ、複数の第４貫通孔２６が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。
尚、下側芯材１２の一対のフランジ１２ｂの各々に複数の第４貫通孔２６が形成されることは言うまでもない。

上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部の右側には、複数（本実施形態では３つ）の第２貫通孔２３が形成されている。本実施形態では、複数の第２貫通孔２３が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。

上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部の左側には、複数（本実施形態では３つ）の第２切欠き部２４が形成されている。第２切欠き部２４は、上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部の左側半分の縁部１１ｂａから延びている。第２切欠き部２４は、第２ボルト１７の雄ネジ部の外径と略同等の幅（溝幅）を有している。第２切欠き部２４は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。本実施形態では、複数の第２切欠き部２４が、上下方向に互いに間隔を空けて並んでいる。
尚、上側芯材１１の一対のフランジ１１ｂの各々に複数の第２貫通孔２３及び複数の第２切欠き部２４が形成されることは言うまでもない。

第１ボルト１６は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第１切欠き部２１の最奥部２１ａ、及び、第２貫通孔２３に挿入されて、ナット１９により締付固定される。第２ボルト１７は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第１貫通孔２２、及び、第２切欠き部２４の最奥部２４ａに挿入されて、ナット１９により締付固定される。第３ボルト１８は、その雄ネジ部が添接板１５の外面側から第３貫通孔２５及び第４貫通孔２６に挿入されて、ナット１９により締付固定される。従って、第１ボルト１６、第２ボルト１７、第３ボルト１８と、これらの雄ネジ部に螺合するナット１９と、添接板１５とにより、上側芯材１１のフランジ１１ｂの下端部と、下側芯材１２のフランジ１２ｂの上端部とが連結される。

ここで、図１０及び図１１（イ）に示すように、傾倒中心Ｃは、下側芯材１２の右上端（右上の角部）に予め設定されている。また、図１０、図１１（ア）及び（ウ）に示すように、添接板１５に垂直な方向から見て、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４は、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状に延びている。図１０及び図１１（ア）～（ウ）に示すように、傾倒中心Ｃは、上側芯材１１の右下端（右下の角部）に対応し、また、添接板１５の上下方向中央部の右側縁に対応し得る。

図１２及び図１３は上側芯材１１を下側芯材１２から分離する方法を示している。下側芯材１２からの上側芯材１１の分離は、図１２（ア）、（イ）、及び図１３の順に進む。

前述の図４（イ）及び図５（ウ）に示したように上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄが右方向に加えられることによって、上側芯材１１が、傾倒中心Ｃを中心（換言すれば支点）として右側（空間Ｓ側）に倒されることにより、第１ボルト１６が第１切欠き部２１を介して添接板１５から離脱すると共に、第２ボルト１７が第２切欠き部２４を介して上側芯材１１から離脱する。ここで、上側芯材１１が傾倒中心Ｃを中心として右側（空間Ｓ側）に傾倒している途中で、第１ボルト１６の雄ネジ部が第１切欠き部２１内を、その円弧状に沿って最奥部２１ａから縁部１５ｂに向かって相対移動すると共に、第２ボルト１７の雄ネジ部が第２切欠き部２４内を、その円弧状に沿って最奥部２４ａから縁部１１ｂａに向かって相対移動する。

特に本実施形態によれば、芯材４は、地表面Ｇ２側から下方に向かって延在する。芯材４は、上下方向に延在して芯材４の上部をなす上側芯材１１と、上下方向に延在し、芯材４の下部をなして、上端面が上側芯材１１の下端面に対接する下側芯材１２と、上側芯材１１と下側芯材１２とに跨る形で、上側芯材１１の外面と下側芯材１２の外面とにそれぞれ当接する添接板１５と、添接板１５の上部と上側芯材１１の外面とを固定する上部固定手段１４ｂと、添接板１５の下部と下側芯材１２の外面とを固定する下部固定手段１４ａと、を含んで構成される。添接板１５は、添接板１５の上部の水平方向一側（右側）に形成されて添接板１５の縁部１５ｂから延びる第１切欠き部２１と、添接板１５の上部の水平方向他側（左側）に形成された第１貫通孔２２と、を有する。上側芯材１１は、上側芯材１１の外面の水平方向一側（右側）に形成された第２貫通孔２３と、上側芯材１１の外面の水平方向他側（左側）に形成されて上側芯材１１の外面の縁部１１ｂａから延びる第２切欠き部２４と、を有する。上部固定手段１４ｂは、第１切欠き部２１及び第２貫通孔２３を貫通する第１ボルト１６と、第１貫通孔２２及び第２切欠き部２４を貫通する第２ボルト１７と、を含む。芯材４は、上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄが水平方向他側（左側）から水平方向一側（右側）に向かう方向に加えられることによって、上側芯材１１が倒されることにより、第１ボルト１６が第１切欠き部２１を介して添接板１５から離脱すると共に、第２ボルト１７が第２切欠き部２４を介して上側芯材１１から離脱するように構成されている。ゆえに、添接板１５と第１ボルト１６及び第２ボルト１７とを用いて、上側芯材１１と下側芯材１２とを解除可能に連結することができるので、当該連結構造を簡素なものとすることができる。また、上側芯材１１を横倒しすることで簡単に撤去することができる。

前述の第１，第２実施形態では、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４とが、傾倒中心Ｃを中心とする円弧状であるが、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４の形状は円弧状に限らない。上側芯材１１の傾倒時に、第１ボルト１６が第１切欠き部２１を介して添接板１５から離脱でき、かつ、第２ボルト１７が第２切欠き部２４を介して下側芯材１２又は上側芯材１１から離脱できる範囲内であれば、第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４の形状は任意である。例えば、図３（ウ）に示す３つの第１切欠き部２１については、各々の円弧状の曲率が異なっているが、これら３つの第１切欠き部２１の円弧状を重ね合わせたような形状で、これら３つの第１切欠き部２１の形状を統一してもよい。この点は、第２切欠き部２４についても同様である。

前述の第１，第２実施形態では、上側芯材１１を右側に倒しながら除去することとしたが、左右どちらに倒すかを事前に決定できない場合には、芯材４のウェブ線（上側芯材１１のウェブ線、及び、下側芯材１２のウェブ線）を基準軸とする線対称に第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４を形成すればよい。このように第１切欠き部２１及び第２切欠き部２４を線対称に形成した変形例を図１４及び図１５に示す。図１４（ア）～（ウ）は、前述の第１実施形態の変形例における上側芯材１１の下端部、下側芯材１２の上端部、及び、添接板１５を示す。図１５（ア）～（ウ）は、前述の第２実施形態の変形例における上側芯材１１の下端部、下側芯材１２の上端部、及び、添接板１５を示す。図１４及び図１５に示す傾倒中心Ｃ’は、上側芯材１１を左側に倒す際に中心（換言すれば支点）となるところである。上側芯材１１を左側に倒す場合には、上側芯材１１の上端部に所定値以上の力Ｄが左方向（右側から左側に向かう方向）に加えられることは言うまでもない。また、図１４及び図１５に示す変形例において、第１切欠き部２１の最奥部２１ａは、第２ボルト１７が挿通される第１貫通孔２２として機能可能であり、また、第２切欠き部２４の最奥部２４ａは、第１ボルト１６が挿通される第２貫通孔２３として機能可能であることは明らかである。

前述の第１，第２実施形態及び変形例では、芯材４を構成する形鋼材としてＨ形鋼材を例に挙げて説明したが、芯材４を構成する形鋼材はこれに限らず、例えば、フランジ及びウェブを有するＩ形鋼材やＣ形鋼材であってもよい。

前述の第１，第２実施形態及び変形例では、芯材４を、硬化前のソイルモルタル製の土留め壁１内に設置して土留め壁１を構築しているが、土留め壁１の構築方法は、これに限らない。例えば、土留め壁１を構築する方法として、まず、土留め壁１の構築予定場所に対応する掘削孔を地盤に形成する。この掘削孔については、地表面Ｇ２側から地下に向けて地盤を掘削することにより形成される。次に、芯材４を掘削孔内に設置する。次に、掘削孔内に、ソイルモルタルを充填して土留め壁１を構築する。

前述の第１，第２実施形態及び変形例では、土留め壁１として、ソイルモルタル製の土留め壁を挙げて説明したが、芯材４を設置可能な土留め壁１であれば、土留め壁１の構成はこれに限らず、例えば、モルタル製、又は、コンクリート製の土留め壁１であってもよい。

前述の第１，第２実施形態及び変形例では、土留め壁１内に設置される芯材４（すなわち土留め壁１用の芯材４）を例に挙げたが、芯材４の用途はこれに限らない。例えば、芯材４は、支持杭として地中に打設されるＨ形鋼材であってもよい。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１…土留め壁、２…地下構造物、４，４’…芯材、１１，１１’…上側芯材、１１ａ，１１ａ’…ウェブ、１１ｂ…フランジ、１１ｂａ…縁部、１２，１２’…下側芯材、１２ａ…ウェブ、１２ｂ…フランジ、１２ｂａ…縁部、１３…連結手段、１４ａ…下部固定手段、１４ｂ…上部固定手段、１５…添接板、１５ａ，１５ｂ…縁部、１６…第１ボルト、１７…第２ボルト、１８…第３ボルト、１９…ナット、２１…第１切欠き部、２１ａ…最奥部、２２…第１貫通孔、２３…第２貫通孔、２４…第２切欠き部、２４ａ…最奥部、２５…第３貫通孔、２６…第４貫通孔、Ｃ，Ｃ’…傾倒中心、Ｄ…力、Ｇ１…施工場所、Ｇ２…地表面、Ｇ３…不透水層、Ｓ…空間

Claims (8)

1. 地表面側から下方に向かって延在する芯材であって、
   上下方向に延在して前記芯材の上部をなす上側芯材と、
   上下方向に延在し、前記芯材の下部をなして、上端面が前記上側芯材の下端面に対接する下側芯材と、
   前記上側芯材と前記下側芯材とに跨る形で、前記上側芯材の外面と前記下側芯材の外面とにそれぞれ当接する添接板と、
   前記添接板の上部と前記上側芯材の外面とを固定する上部固定手段と、
   前記添接板の下部と前記下側芯材の外面とを固定する下部固定手段と、
   を含んで構成され、
   前記添接板は、前記添接板の下部の水平方向一側に形成されて前記添接板の縁部から延びる第１切欠き部と、前記添接板の下部の水平方向他側に形成された第１貫通孔と、を有し、
   前記下側芯材は、前記下側芯材の外面の前記水平方向一側に形成された第２貫通孔と、前記下側芯材の外面の前記水平方向他側に形成されて前記下側芯材の外面の縁部から延びる第２切欠き部と、を有し、
   前記下部固定手段は、
   前記第１切欠き部及び前記第２貫通孔を貫通する第１ボルトと、
   前記第１貫通孔及び前記第２切欠き部を貫通する第２ボルトと、
   を含む、芯材。
2. 前記上側芯材の上端部に所定値以上の力が前記水平方向他側から前記水平方向一側に向かう方向に加えられることによって、前記上側芯材及び前記添接板が倒されることにより、前記第１ボルトが前記第１切欠き部を介して前記添接板から離脱すると共に、前記第２ボルトが前記第２切欠き部を介して前記下側芯材から離脱するように構成された、請求項１に記載の芯材。
3. 地表面側から下方に向かって延在する芯材であって、
   上下方向に延在して前記芯材の上部をなす上側芯材と、
   上下方向に延在し、前記芯材の下部をなして、上端面が前記上側芯材の下端面に対接する下側芯材と、
   前記上側芯材と前記下側芯材とに跨る形で、前記上側芯材の外面と前記下側芯材の外面とにそれぞれ当接する添接板と、
   前記添接板の上部と前記上側芯材の外面とを固定する上部固定手段と、
   前記添接板の下部と前記下側芯材の外面とを固定する下部固定手段と、
   を含んで構成され、
   前記添接板は、前記添接板の上部の水平方向一側に形成されて前記添接板の縁部から延びる第１切欠き部と、前記添接板の上部の水平方向他側に形成された第１貫通孔と、を有し、
   前記上側芯材は、前記上側芯材の外面の前記水平方向一側に形成された第２貫通孔と、前記上側芯材の外面の前記水平方向他側に形成されて前記上側芯材の外面の縁部から延びる第２切欠き部と、を有し、
   前記上部固定手段は、
   前記第１切欠き部及び前記第２貫通孔を貫通する第１ボルトと、
   前記第１貫通孔及び前記第２切欠き部を貫通する第２ボルトと、
   を含む、芯材。
4. 前記上側芯材の上端部に所定値以上の力が前記水平方向他側から前記水平方向一側に向かう方向に加えられることによって、前記上側芯材が倒されることにより、前記第１ボルトが前記第１切欠き部を介して前記添接板から離脱すると共に、前記第２ボルトが前記第２切欠き部を介して前記上側芯材から離脱するように構成された、請求項３に記載の芯材。
5. 前記上側芯材と前記下側芯材とは、各々が、互いに間隔を空けて対向する一対のフランジとこれらフランジ同士をつなぐウェブとからなる形鋼材によって構成され、
   前記上側芯材の外面は、前記上側芯材のフランジにより構成され、
   前記下側芯材の外面は、前記下側芯材のフランジにより構成される、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の芯材。
6. 前記添接板に垂直な方向から見て、前記第１切欠き部及び前記第２切欠き部は、前記下側芯材における前記水平方向一側の上端を中心とする円弧状に延びる、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の芯材。
7. 前記芯材は土留め壁内に建て込まれる、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の芯材。
8. 土留め壁内に建て込まれた、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の芯材の前記上側芯材を前記土留め壁から撤去する方法であって、
   前記土留め壁のうち、前記上側芯材の前記水平方向一側に隣接する部分を掘削して空間又は緩んだ地盤を形成すること、
   前記上側芯材の上端部に所定値以上の力を前記水平方向他側から前記水平方向一側に向かう方向に加えることによって、前記上側芯材を前記空間又は緩んだ地盤側へ倒すことにより、前記上側芯材を前記下側芯材から分離すること、及び、
   分離された前記上側芯材を引き上げること、
   を含む、上側芯材撤去方法。