JPH0823130B2 - 水域矢板壁構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、護岸，岸壁，堤防，防波堤等に用いられ
る水域矢板壁構造物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、水域矢板壁構造物としては、第15図および第16
図に示すように、多数の鋼製矢板１が相互に噛み合わさ
れた状態で水底地盤２に打設されて、矢板壁３が構成さ
れ、かつ多数の前方杭７が、矢板壁３から離れた位置に
おいて矢板壁長手方向に間隔をおいて配置されて、水底
地盤２に打設され、矢板壁３にほぼ直角な垂直面上で矢
板壁３の上部から水底地盤２に向かって斜め下向きに延
長する多数の斜杭９が、矢板壁長手方向に間隔をおいて
配置されて水底地盤２に打設され、前記矢板壁３の上端
部および斜杭９の上端部と、前方杭７の上端部とが、コ
ンクリートスラブからなる連結部材８を介して連結さ
れ、前記矢板壁３の裏側に裏込土10および埋立土11が充
填されている構造のものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕 前記従来の水域矢板壁構造物の場合は、矢板壁３に作
用する裏込土10等による横方向外力により、矢板壁３に
は曲げモーメントだけでなく過大な引抜力が作用すると
ともに斜杭９には過大な押込力が発生する。

斜杭９に発生する押込力に対しては、地盤の軸方向支
持力すなわち杭先端支持力と杭周面摩擦力とで抵抗する
ことになるが、押込力が過大であるので、杭先端支持力
を確保するために、硬質な支持層24に対する斜杭９の打
込長さを相当長くする必要がある。

また矢板壁３に発生する引抜力に対しても、地盤の軸
方向支持力（周面摩擦力）で抵抗することになるが、引
抜力が過大であるので、周面摩擦力を確保するために、
硬質な支持層24に対する矢板壁３の打込長さを相当長く
する必要がある。

このように、従来の水域矢板壁構造物の場合は、斜杭
９および矢板壁３に発生する過大な軸方向力を支持する
ために硬質な支持層24に相当な長さにわたって打込む必
要があり、そのため材料費が嵩むだけでなく施工時間が
長くなったり、また斜杭９や鋼製矢板１が座屈したりす
るなどの問題があった。

また斜杭９の打込施工上鉛直線に対する斜杭９の傾斜
角（通常10°〜20°）をあまり大きくできないので、斜
杭９に発生する押込力を低減させることが不可能であっ
た。さらに斜杭９の部材長が長くなると、斜めにまっす
ぐに打設することが難しくなり、途中で曲がってしまう
こともあり、所定の支持力を確保できないばかりか、曲
げによる２次応力が発生するなどの問題があった。

また前方杭７は、水平方向の外力に対しては、ほとん
ど抵抗しておらず、上部コンクリート工の自重や上載荷
重などの鉛直下向きの荷重を支持している程度であり、
断面に無駄があるという問題があった。さらに矢板壁３
の前面に盛土をする場合には、盛土重量により斜杭９に
過大な曲げモーメントが発生するので、斜杭９には相当
な断面剛性が必要となり材料費，施工費が嵩むという問
題もあった。

このように、従来の水域矢板壁構造物は土水圧等の水
平方向外力に対して主に斜杭９および矢板壁３の軸方向
支持力で抵抗する構造となっており、地盤の有する支持
力機能中、横方向支持力を充分に活用していなかった。

この発明は、地盤の有する支持力機能すなわち軸方向
支持力および横方向支持力を無駄なく活用できる水域矢
板壁構造物を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明の水域矢板壁構
造物においては、多数の鋼製矢板１が相互に噛み合わさ
れた状態で水底地盤２に打設されて、矢板壁３が構成さ
れ、矢板壁３の上部から水底地盤２に向って斜め下向き
に延長する多数の耐圧縮斜材４が矢板壁長手方向に間隔
をおいて配置され、前記耐圧縮斜材４の下端部に連結さ
れている杭挿通用下部筒体６に挿入された前方杭７は水
底地盤２に打設され、前記下部筒体６が前方杭７の中間
部に結合されて、結合部が構成され、前記前方杭７の上
端部と前記矢板壁３の上端部と耐圧縮斜材４の上端部と
が、連結部材８により連結されている。

〔作用〕

矢板壁３に作用する裏込土10等による横方向外力によ
り耐圧縮斜材４に作用する圧縮力は、前述した従来の水
域矢板壁構造物のように、そのまま硬質な支持層に伝達
されず、結合部において、前方杭７に対する押込力，曲
げモーメントおよびせん断力に変換される。この時、前
方杭７に発生する押込力は、従来の斜杭９に発生する押
込力よりも相当小さくなる。また曲げモーメントおよび
せん断力に対しては地盤の横方向支持力により抵抗する
ことになる。

前方杭７に発生する押込力が小さくなるに伴ない、矢
板壁３に発生する引抜力も相当小さくなる。また鉛直線
に対する耐圧縮斜材４の傾斜角を大きく設定できるの
で、前方杭７や矢板壁３に発生する軸方向力をさらに小
さくすることもできる。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第４図ないし第７図はこの発明の実施例において用い
られる筒体付き耐圧縮斜材12を示すものであって、鋼管
からなる耐圧縮斜材４の下端部に垂直な鋼製円筒体から
なる杭挿通用下部筒体６が溶接により固着され、かつそ
の下部筒体６には、その内部を耐圧縮斜材４内に連通さ
せる開口部が設けられ、さらに耐圧縮斜材４の上端部に
垂直な鋼製円筒体からなる矢板本体嵌込用上部筒体13が
溶接により固着され、その矢板本体嵌込用上部筒体13の
上部の周囲に多数のスリット14が間隔をおいて設けられ
ている。また前記下部筒体６内の上端部および下端部に
ゴム製シールリング15が固定され、かつ前記下部筒体６
内には、鉄筋等が溶接により固着されて突起によるジベ
ル23が形成され、さらに前記耐圧縮斜材４の上端側の上
面に注入孔21が設けられている。

第８図はこの発明の実施例において用いられるジベル
付き前方杭16を示すものであって、鋼管杭からなる前方
杭７における前記杭挿通用下部筒体６に挿入される部分
の外周に、複数のジベル鉄筋17が溶接により固着されて
いる。

次に前記筒体付き耐圧縮斜材12およびジベル付き前方
杭16を使用したこの発明の実施例に係る水域矢板壁構造
物の施工例について説明する。

まず第９図および第10図に示すように、鋼管製矢板本
体５とその一側部および他側部に固着されたスリットパ
イプ製継手18およびＴ形鋼製継手19とからなる鋼管矢板
を鋼製矢板１として使用し、多数の鋼製矢板１を相互に
噛み合わせて水底地盤２に打設して矢板壁３を構成す
る。

次に第11図および第12図に示すように、矢板壁３から
水側に離れた位置において、多数のジベル付き前方杭16
を矢板壁長手方向に間隔をおいて配置して水底地盤２に
打設し、かつ筒体付き耐圧縮斜材12における杭挿通用下
部筒体６を、ジベル付き前方杭16に挿込んで水底地盤２
に載置するか、または水底地盤面付近に配置し、さらに
筒体付き耐圧縮斜材12における耐圧縮斜材４を矢板壁３
に直角な垂直面上に位置するように配置し、前記筒体付
き耐圧縮斜材12における矢板本体嵌込用上部筒体13を、
矢板本体５の上端部を囲むように嵌込む。

次に第13図および第14図に示すように、前記上部筒体
13の周囲の各スリットに鋼製連結板20を嵌合すると共
に、その連結板20を矢板本体５の外面に当接した状態
で、連結板20を前記上部筒体13および矢板本体５に対し
溶接により固着する。

次に第１図ないし第３図に示すように、耐圧縮斜材４
の上端に設けられている注入孔21からコンクリートまた
はモルタル等の経時硬化性充填材料22を注入して、杭挿
通用下部筒体６と前方杭７との間に前記経時硬化性充填
材料22を充填し、次いで矢板本体嵌込筒13と矢板壁３の
上端部，耐圧縮斜材４の上端部および前方杭７の上端部
とを連結する補強されたコンクリートからなる連結部材
８を施工し、かつ矢板壁３の裏側に裏込土10および埋立
土11を充填する。

前記実施例においては、前方杭７を打込んだのち、筒
体付き耐圧縮斜材12の下部筒体６を前方杭７に挿込んで
いるが、これと逆に、筒体付き耐圧縮斜材12の下部筒体
６を適宜の手段により水底地盤２に載置すると共に、筒
体付き耐圧縮斜材12の上部筒体13を矢板本体５の上端部
に嵌込んだのち、前方杭７を前記下部筒体６に挿入して
水底地盤２に打込んでもよい。

この発明を実施する場合、鋼管からなる耐圧縮斜材４
内に、予め下部筒体６内に開口するグラウト注入管が挿
入され、そのグラウト注入管と耐圧縮斜材４との間にコ
ンクリート等の経時硬化性充填材が充填されていてもよ
い。また鋼管からなる耐圧縮斜材４の内面に、せん断力
を伝達する突起等のジベルを設けてもよい。

鋼製矢板における継手の断面形状は図示以外の任意の
断面形状であってもよく、また鋼製矢板としては、鋼管
矢板に代えて溝形,Z形あるいはＨ形の鋼矢板またはその
他の任意断面の鋼製矢板を使用してもよい。さらにま
た、耐圧縮斜材４の上端部に矢板本体嵌込用上部筒体13
を固定しないで、耐圧縮斜材４の上端部を、矢板本体５
の上端部または矢板壁の上端部に対し直接溶接等により
結合するか、あるいは鋼板や形鋼等を介する等その他の
適当な手段により結合してもよい。

耐圧縮斜材４の下端部と下部筒体６とを横方向に延長
するピンにより結合してもよい。

〔発明の効果〕

この発明は前述するように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。

（１）耐圧縮斜材４に作用する圧縮力は、耐圧縮斜材４
と前方杭７との結合部において、前方杭７に対する押込
力，曲げモーメントおよびせん断力に変換されるので、
前方杭７に発生する押込力を相当小さくすることができ
るため、硬質な支持層24への根入れ深さが小さくて済み
施工能率が向上するとともに、前方杭７の局部座屈の問
題も解消できる。

（２）前方杭７に発生する押込力が小さくなるのに伴な
い矢板壁３に発生する引抜力も相当小さくなるため、硬
質な支持層24への根入れ深さが小さくて済み施工能率が
向上するとともに、鋼製矢板１の局部座屈の問題も解消
できる。

（３）耐圧縮斜材４の鉛直線に対する傾斜角を大きく設
定することができるので、前方杭７や矢板壁３に発生す
る軸方向力をさらに小さくすることができる。

（４）土水圧等の外力に対して究極的には海底地盤中の
前方杭７および矢板壁３によって抵抗することになる
が、その際、地盤の軸方向支持力と横方向支持力の両方
を無駄なく活用でき、かつ耐圧縮斜材４の鉛直線に対す
る傾斜角を任意に設定できるので、地盤条件，外力条件
等に応じて軸方向力を調整でき、設計の自由度が飛躍的
に向上する。

これらのことから地盤条件，外力条件等に応じて合理
的な設計が可能となり、使用材料を少なくすることがで
き、また施工能率も向上するので、建設コストを大幅に
低減することができる。

（５）矢板壁の前面には、前方杭および耐圧縮斜材が密
に配置されているため、魚が集まりやすいとちう蝟集効
果をも発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の実施例に係る水域矢板
壁構造物を示すものであって、第１図は全体を示す縦断
側面図、第２図は第１図における前方杭と耐圧縮斜材と
の結合部を拡大して示す一部縦断側面図、第３図は第１
図における矢板壁の上部と耐圧縮斜材の上部と連結部材
との結合部を拡大して示す一部縦断側面図である。 第４図はこの発明の実施例において用いられる筒体付き
耐圧縮斜材の側面図、第５図はその筒体付き耐圧縮斜材
の下側部分を拡大して示す一部縦断側面図、第６図は筒
体付き耐圧縮斜材の上側部分を拡大して示す側面図、第
７図はその平面図、第８図はこの発明の実施例において
用いられるジベル付き前方杭の一部切欠側面図である。 第９図は矢板壁の平面図、第10図はその拡大平面図、第
11図は矢板壁の矢板本体と前方杭とに筒体付き耐圧縮斜
材を架設した状態を示す平面図、第12図はその一部縦断
側面図、第13図は矢板壁の矢板本体と矢板本体嵌込用上
部筒体とを連結した状態を示す平面図、第14図はその一
部縦断側面図である。第15図は従来の水域矢板壁構造物
を示す縦断側面図、第16図はその横断平面図である。 図において、１は鋼製矢板、２は水底地盤、３は矢板
壁、４は耐圧縮斜材、５は矢板本体、６は杭挿通用下部
筒体、８は連結部材、10は裏込土、12は筒体付き耐圧縮
斜材、13は矢板本体嵌込用上部筒体、14はスリット、15
はゴム製シールリング、16はジベル付き前方杭、17はジ
ベル鉄筋、20は鋼製連結板、22は経時硬化性充填材料で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 兼一郎 神奈川県横須賀市長瀬３丁目１番１号 運 輸省港湾技術研究所内 (72)発明者 佐藤 光一 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新 日本製鉄株式会社内 (72)発明者 浅岡 宏行 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新日 本製鉄株式会社相模原技術センター内 (56)参考文献 特開 昭51−28310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−216915（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の鋼製矢板１が相互に噛み合わされた
   状態で水底地盤２に打設されて、矢板壁３が構成され、
   矢板壁３の上部から水底地盤２に向って斜め下向きに延
   長する多数の耐圧縮斜材４が矢板壁長手方向に間隔をお
   いて配置され、前記耐圧縮斜材４の下端部に連結されて
   いる杭挿通用下部筒体６に挿入された前方杭７は水底地
   盤２に打設され、前記下部筒体６が前方杭７の中間部に
   結合されて、結合部が構成され、前記前方杭７の上端部
   と前記矢板壁３の上端部と耐圧縮斜材４の上端部とが、
   連結部材８により連結されている水域矢板壁構造物。