JPH08333742A - 二重矢板構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で継手数や鋼材重量が少なく、設
置、解体ともに容易な隔壁を有する二重矢板構造物を実
現する。 【構成】 鋼管矢板を２列に打設した矢板壁１、２より
なる二重壁体の内側に、直角方向の隔壁３を設けて矢板
壁１、２を連結してなる二重矢板構造物において、隔壁
３を、複数枚のＨ形鋼を平面状に並べて組み立て、平面
と直角方向のリブを設け、端部に継手を設けてなるパネ
ル30により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、河川や港湾、海域にお
いて水中あるいは水底にトンネル、橋脚等の構築物を設
置する際、仮締切等の目的で設ける二重矢板構造物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】二重矢板構造物は、鋼矢板や鋼管矢板を
２列に打設して二重壁を形成し、頂部をタイロッドで連
結した上、二重壁の内側に中詰砂を投入して一体の挙動
を示す壁体としたもので、構造物自体の占有面積が小さ
く、施工が容易で止水性能にすぐれるなどの長所があ
る。

【０００３】図12は、海域での地中構造物を構築するた
め、構造物設置予定位置の外周部に二重矢板構造物を構
築し、その内側を排水した後、海底面を開削している例
を示す斜視断面図で、１は水側の矢板壁、２は掘削側の
矢板壁、４はタイロッド、５は切梁支保工、６は中詰
砂、７は地盤、71は海底面、72は掘削地盤面、８は海
水、Ｃは地中構造物である。

【０００４】この場合、土圧、水圧等の外力に対し、矢
板壁１、２自身の曲げ耐力と、中詰砂６の剪断抵抗が抵
抗力となるが、壁体の剛性が小さいため、掘削面が深い
場合はこの図のように掘削側矢板壁の掘削側に、複数段
の切梁支保工５を設けて外力に対抗する必要がある。本
出願人は、さきに特願平5-211054号を以て「二重壁とそ
の構築方法」を出願し、水側、掘削側の各矢板壁の内側
に直角方向の隔壁を設けてこれらを連結することによっ
て二重壁体の剛性を向上させ、切梁支保工を省略する二
重壁体構造物を提案した。図13によりこれを説明する。

【０００５】図13は、この二重壁体構造物の平面図で、
隔壁３は二重壁体を構成する矢板壁１、２と同様に、鋼
管矢板を直線上に連続して打設した構成となっている。
この隔壁３の設置により二重壁体の剛性は向上するが、
隔壁３が鋼管矢板で構成されているため鋼材重量が大幅
に増加するばかりでなく、鋼管矢板１本毎に継手部を有
し、継手部内には通常コンクリート、モルタル等が充填
される構造であるため、工事終了時の二重壁体の撤去に
際して解体作業が困難であるという問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、簡易な構成で継手数や鋼材重量を削減し、
設置、解体ともに容易な隔壁構造を有する二重矢板構造
物を実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼矢板あるい
は鋼管矢板を距離を隔てて２列に打設した矢板壁よりな
る二重壁体の内側に、矢板壁と直角方向の隔壁を設けて
前記の矢板壁を連結してなる二重矢板構造物であって、
前記隔壁を、鋼材を平面状に並べて組み立て、端部に継
手部を設けてなるパネルにより構成したことを特徴とす
る二重矢板構造物、あるいは隔壁に直接連結される矢板
壁の鋼矢板あるいは鋼管矢板と、これに隣接する鋼矢板
あるいは鋼管矢板とを、矢板壁と平行な第１の連結材お
よび継手部により相互に連結するとともに、この第１の
連結材の先端部分と隔壁の端部よりやや内側部分とを第
２の連結材により連結した二重矢板構造物であり、望ま
しくは、パネルが、複数枚のＨ形鋼を平面状に並べて組
み立てるなど、平面状の鋼材の表面に平面と直角方向の
リブを形成して端部に継手部を設けたものであり、ま
た、パネル端部に設けられる継手部がＬ−Ｔ形継手であ
り、このうちＴ形継手はＨ形鋼の端部そのものである前
記の二重矢板構造物である。

【０００８】あるいは、本発明は、鋼矢板あるいは鋼管
矢板を距離を隔てて２列に打設した矢板壁よりなる二重
壁体の内側に、矢板壁と直角方向の隔壁を設けて前記の
矢板壁を連結してなる二重矢板構造物であって、前記隔
壁を、トラス骨組みで組み立て、隔壁に直接連結される
矢板壁の鋼矢板あるいは鋼管矢板と、これに隣接する鋼
矢板あるいは鋼管矢板とを、矢板壁と平行な第１の連結
材および継手部により相互に連結するとともに、この第
１の連結材の先端部分と隔壁の端部よりやや内側部分と
を第２の連結材により連結することを特徴とする二重矢
板構造物である。

【０００９】

【作 用】本発明によれば、隔壁を、たとえばＨ形鋼を
平面状に並べて組み立て、端部に継手部を設けてなるパ
ネルにより構成した。二重矢板構造物に水圧および土圧
が作用した場合、隔壁に対しては引張り、圧縮力、継手
部にはこれらの他さらに剪断力が作用する。

【００１０】たとえば、前記の特願平5-211054号におけ
るように隔壁を矢板壁で構成したもの、あるいは鋼板ま
たは平面状の直線形鋼矢板で構成したものと比較する
と、本発明のパネルによる隔壁は鋼材重量において矢板
壁よりもいちじるしく経済的であり、座屈を含めた引張
り、圧縮強度において鋼板または平面状の直線形鋼矢板
に比べてすぐれている。また、１枚のパネル幅をたとえ
ば 2,770mm程度に大きくとることができるので、継手数
が減少し、引張り力、圧縮力ならびに剪断力によるずれ
のいずれに対しても有利である。さらに打設時において
もＨ形鋼のフランジが中間に存在するため座屈やねじれ
の発生がなく、施工性がよい。

【００１１】Ｈ形鋼に代えてＴ形鋼を使用してもよい。
これらはフランジを有するためリブ効果があり、座屈に
有利である。これらに代えて鋼板を使用する場合は、座
屈を考慮し、必要に応じ平面と直角方向のリブを設ける
とよい。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 本発明の第１の実施例を図面により説明する。図１は隔
壁部分を示す二重矢板構造物の平面図、図２は図１のＡ
Ａ矢視による側面図、図３はパネルの正面図、図４はパ
ネルの平面図、図５は図１のＢ部、すなわちパネル継手
部付近の拡大平面図で、１は水側の矢板壁、11はそれを
構成する鋼管矢板、２は掘削側の矢板壁、21はそれを構
成する鋼管矢板、３は隔壁、30はそれを構成するパネ
ル、７は地盤、８は海水である。

【００１３】図１、図２に示すように、この二重矢板構
造物は、直径 1,800mmの鋼管矢板を使用し、水側の矢板
壁１と、中心線で13,500mm隔てた後方の矢板壁２を設
け、矢板壁１、２を隔壁３で連結して構成されている。
隔壁３は、Ｈ形鋼を並べて溶接したパネル30を上下２段
合計10枚、矢板壁１、２に直角方向に、バイブロハンマ
で打ち込んで構築する。下段パネルと上段パネルは、施
工段階で添接板35によりボルト結合で連結する。なお、
地層等によりバイブロハンマによる施工が困難な場合
は、３軸オーガ等で溝掘りした部分にソイルセメント液
を充填し、パネルを挿入する。

【００１４】パネル30には、Ｈ形鋼を３枚並べて溶接組
み立てした標準パネル30a と、Ｈ形鋼を２枚並べた変形
パネル30b とがあり、予め工場で製作される。標準パネ
ル30a の正面図を図３に、平面図を図４に示す。Ｈ形鋼
31はウエブ高さ（フランジ外法） 890mm、フランジ幅 2
99mm、ウエブ厚15mmのもので、これをフランジ外側同士
溶接して３枚幅とし、中央の１枚のさらに中央部分は軽
量化のため省略して開口部32としている。パネルの１端
には、継手部33が取り付けられる。継手部33は、鋼管矢
板の継手として一般的に使用されているもののうち、通
常Ｌ−Ｔ形と呼ばれているもの、あるいはＰ−Ｔ形と呼
ばれているものに寸法などの多少の工夫を加えると、継
手の一方のＴ字部材としてＨ形鋼端部フランジがそのま
ま使用できるので好適である。図５はＬ−Ｔ形を示す。
Ｌ−Ｔ形継手の一方はＴ字状断面部材で、他方は、これ
を囲むように２枚のＬ字形部材を対向して設けたもので
ある。結合状態では、図５のようにＨ形鋼のフランジ間
に 100mmの隙間ｃを設けるので、パネル１枚の有効幅は
たとえば 2,770mmとなり、鋼管矢板の場合と比較しても
継手数は約２／３に削減され、設置、解体ともに所要工
数が削減される。変形パネル30b は上記と同じＨ形鋼２
枚を並べてフランジ外側同士を溶接接合し、端部に継手
部を設けたもので、寸法の調整用に使用される。

【００１５】打設後、継手部33内の空間にはモルタルま
たはコンクリート（以下モルタル等という）34を充填し
て固定する。二重矢板構造物に水圧および土圧が作用し
た場合、隔壁に対しては引張力、圧縮力ならびに剪断力
が作用する。Ｈ形鋼部分については引張力、圧縮力、剪
断力ともに全く問題はない。継手部分については、引張
力、圧縮力ともに継手部材とモルタル等を介して力が伝
達されるから、モルタル等が完全に充填されていること
が必要である。剪断力に対しては継手部の深さ方向のず
れとして現れるので、たとえば継手部を構成するＨ形鋼
としてフランジにずれ止めの突起を設けた突起付きＨ形
鋼を使用したり、継手部内側に突起を設けたりすると有
利である。

【００１６】なお、本発明のパネル30は、Ｈ形鋼以外の
材料でも製作することができる。図６にその例を示す。
（ａ）は図４のＨ形鋼31に代えて、Ｔ形鋼36を使用した
もの、また、（ｂ）は図４におけるＨ形鋼31の３枚分に
相当する面積の鋼板37に、必要に応じてリブ材38を溶接
したものである。本発明の隔壁により連結された二重矢
板構造物は、十分な耐力を有するので、原則として中詰
土の投入は必要ない。したがって設置、解体ともに施工
がきわめて容易である。

【００１７】実施例２ 本発明の第２の実施例を図７により説明する。図７は隔
壁部分を示す二重矢板構造物の平面図で、図１と共通す
るものは同一符号を使用しているが、鋼管矢板11、21
は、隔壁３と直接連結される隔壁３の正面に位置するも
のを11a 、21a 、これに隣接するものを11b 、21b とし
て区分した。39a は第１の連結材、39b は第２の連結材
である。

【００１８】実施例１において説明した図１に示したよ
うな二重矢板構造物は、掘削深度が大きい場合、各鋼管
矢板毎の変形を均等化するため腹起こし材が必要とな
り、施工に当たっては掘削と腹起こし材の取り付けを交
互に行わなければならず、水中作業の効率が低下するお
それがある。この第２の実施例はこのような場合に対処
しようとするものである。

【００１９】図７の左側部分、すなわち矢板壁１と隔壁
３との関係でこれを説明する。まず隔壁３と直接連結さ
れる隔壁３の正面に位置する鋼管矢板11a と、これに隣
接する鋼管矢板11b とを、矢板壁１と平行な第１の連結
材39a および継手部33により相互に連結する。つぎに、
この第１の連結材39a の先端部分と、隔壁３の端部より
もやや内側部分とを第２の連結材39b で連結する。これ
により隔壁３と直接連結されていない鋼管矢板11b を、
第１の連結材39a および第２の連結材39b を経由して隔
壁３と連結させるから、隣接する鋼管矢板11b も隔壁３
からの引張り力、圧縮力を分担し、壁体の剛性が向上
し、各鋼管矢板11a 、11b の挙動を均一化させることが
できる。右側の矢板壁２についても全く同様である。

【００２０】これにより腹起こし材を設ける必要がなく
なり、隔壁３を設置すれば一気に掘削作業を行うことが
できる。連結材39a 、39b としては鋼板、形鋼等が好ま
しく、隔壁３の両端に配置されるパネルに対して、工場
製作時点で取り付けておくことが望ましい。 実施例３ 本発明の第３の実施例を図８、９により説明する。図８
は隔壁としてトラス骨組みを使用した二重矢板構造物の
平面図、図９は斜視断面図で、他の図と共通するものに
ついては同一符号を使用している。40はトラス骨組みで
ある。鋼管矢板11、21は、トラス骨組み40と直接連結さ
れる隔壁３の正面に位置するものを11a、21a 、これに
隣接するものを11b 、21b として区分した。39a は第１
の連結材、39b は第２の連結材である。

【００２１】実施例２と同様、本実施例でも腹起こし材
を設ける必要がなく、隔壁３を設置すれば一気に掘削作
業を行うことができる。連結材39a 、39b としては鋼
板、形鋼等が好ましく、隔壁３の両端に配置されるパネ
ルに対して、工場製作時点で取り付けておくことが望ま
しい。図10は、本発明に係わる二重矢板構造物の変位を
シミュレートした結果を示すグラフで、（ａ）はこの実
施例で説明した隔壁で連結した二重矢板構造物、（ｂ）
は従来のタイロッドで連結し、中詰土を投入した二重矢
板構造物の場合を示す。鋼管矢板は直径 1,800mm、肉厚
19.0mm、全長30.0ｍで、荷重は矢板の天端から掘削地盤
面までの範囲で壁体に水平方向に作用する土圧および水
圧である。最大変位において従来構造のものは20.1cmで
あるのに対して本発明のものは 3.3cmに軽減している。

【００２２】図11は同様に本発明（ａ）および従来構造
（ｂ）における曲げモーメントを示し、最大曲げモーメ
ントは従来のもので711.4 tf・m/m に対し本発明は223.
0 tf・m/m となり、図中にかっこを付して示したよう
に、最大曲げモーメントの位置における部材応力値も、
3106kg/cm²から 974kg/cm²に低減している。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、工場製作による大型パ
ネルやトラス骨組みを使用して隔壁を構成し、中詰土も
不要であり、継手数や鋼材重量も大幅に節減され、設
置、解体ともに施工が容易かつ効率的であることにより
仮締切工事がきわめて経済的になるという、すぐれた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の二重矢板構造物を示す
平面図である。

【図２】図１のＡＡ矢視による側面図である。

【図３】本発明の実施例におけるパネルを示す正面図で
ある。

【図４】本発明の実施例におけるパネルを示す平面図で
ある。

【図５】図１のＢ部を示す拡大平面図である。

【図６】本発明のパネルの変形実施例を示す平面図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施例の二重矢板構造物を示す
平面図である。

【図８】本発明の第３の実施例の二重矢板構造物を示す
平面図である。

【図９】本発明の第３の実施例の二重矢板構造物を示す
斜視断面図である。

【図10】本発明の実施例および従来技術の二重矢板構造
物における変位を示すグラフである。

【図11】本発明の実施例および従来技術の二重矢板構造
物における曲げモーメントを示すグラフである。

【図12】従来の技術の二重矢板構造物を示す斜視断面図
である。

【図13】他の従来の技術の二重矢板構造物を示す平面図
である。

【符号の説明】

１、２ 矢板壁 ３ 隔壁 ４ タイロッド ５ 切梁支保工 ６ 中詰砂 ７ 地盤 ８ 海水 11、21 鋼管矢板 30 パネル 31 Ｈ形鋼 32 開口部 33 継手部 34 モルタル等 35 添接板 36 Ｔ形鋼 37 鋼板 38 リブ材 39 連結材 40 トラス骨組み 71 海底面 72 掘削地盤面 Ｃ 構築物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 喜昭 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 島田 潤一 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 米沢 洋 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 水谷 太作 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 芥川 博昭 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼矢板あるいは鋼管矢板を距離を隔てて
   ２列に打設した矢板壁（１、２）よりなる二重壁体の内
   側に、矢板壁（１、２）と直角方向の隔壁（３）を設け
   て前記の矢板壁（１、２）を連結してなる二重矢板構造
   物であって、前記隔壁（３）を、鋼材を平面状に並べて
   組み立て、端部に継手部（33）を設けてなるパネル（3
   0）により構成したことを特徴とする二重矢板構造物。
2. 【請求項２】 隔壁（３）に直接連結される矢板壁
   （１、２）の鋼矢板あるいは鋼管矢板（11a 、21a)と、
   これに隣接する鋼矢板あるいは鋼管矢板（11b 、21b)と
   を、矢板壁（１、２）と平行な第１の連結材（39a)およ
   び継手部（33）により相互に連結するとともに、この第
   １の連結材（39a)の先端部分と隔壁（３）の端部よりや
   や内側部分とを第２の連結材（39b)により連結した請求
   項１に記載の二重矢板構造物。
3. 【請求項３】 パネルが、平面状の鋼材の表面に平面と
   直角方向のリブを形成し、端部に継手部（33）を設けた
   ものである請求項１または２に記載の二重矢板構造物。
4. 【請求項４】 パネルが、複数枚のＨ形鋼（31）を平面
   状に並べて組み立て、端部に継手部（33）を設けたもの
   である請求項３に記載の二重矢板構造物。
5. 【請求項５】 パネル端部に設けられる継手部（33）が
   Ｌ−Ｔ形継手であり、このうちＴ形継手はＨ形鋼（31）
   の端部そのものである請求項４に記載の二重矢板構造
   物。
6. 【請求項６】 Ｈ形鋼（31）の端部フランジ面に突起を
   設けてなる請求項５に記載の二重矢板構造物。
7. 【請求項７】 継手部（33）の内面に突起を設けてなる
   請求項５に記載の二重矢板構造物。
8. 【請求項８】 鋼矢板あるいは鋼管矢板を距離を隔てて
   ２列に打設した矢板壁（１、２）よりなる二重壁体の内
   側に、矢板壁（１、２）と直角方向の隔壁（３）を設け
   て前記の矢板壁（１、２）を連結してなる二重矢板構造
   物であって、前記隔壁（３）を、トラス骨組み（40）で
   組み立て、隔壁（３）に直接連結される矢板壁（１、
   ２）の鋼矢板あるいは鋼管矢板（11a 、21a)と、これに
   隣接する鋼矢板あるいは鋼管矢板（11b 、21b)とを、矢
   板壁（１、２）と平行な第１の連結材（39a)および継手
   部（33）により相互に連結するとともに、この第１の連
   結材（39a)の先端部分と隔壁（３）の端部よりやや内側
   部分とを第２の連結材（39b)により連結することを特徴
   とする二重矢板構造物。