JPH11210370A - セグメントピース及び地中構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントピースで構設された沈設体を用い
て地中構造物を構築する際において、沈設体と打設コン
クリートの間に掘削土砂や空気が残存することのないセ
グメントピース及び地中構造物の構築方法を提供するこ
と。 【解決手段】 セグメントピース１は、スキンプレート
１１、主桁１２、継手板１３、縦リブ１４から構成され
ている。これらの各部材（主桁１２を除く）は、３〜２
５ｍｍ程度の厚さを有した鋼板からなっており、溶接に
よって接合されている。さらに、主桁１２と継手板１３
には、セグメントピース１同士をボルト接合で連結させ
るための接続孔１５が多数設けられている。ただし、主
桁１２については、その断面が台形である鋼材からなっ
ている。そして、主桁１２の内面がスキンプレート１１
と１００〜１０５度の鈍角で交わるように溶接されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼−コンクリート
複合の地中構造物の原型となる沈設体を構設する鋼製の
セグメントピースに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼−コンクリート複合の地中構造
物の原型となる沈設体を用いて地中構造物を構築する地
中構造物の構築方法においては、沈設体を構設するため
に多数のセグメントピースを使用している。ここで、そ
の一例を図４に示す。図４のセグメントピース１００
は、スキンプレート１０１、主桁１０２、継手板１０
３、縦リブ１０４から構成されている。これらの各部材
は、３〜２５ｍｍ程度の厚さを有した鋼板からなってお
り、溶接によって接合されている。さらに、主桁１０２
と継手板１０３には、セグメントピース１００同士をボ
ルト接合で連結させるための接続孔１０５が多数設けら
れている。

【０００３】かかるセグメントピース１００は、千鳥配
列をもって互いに連結することにより、図５に示すよう
な円筒状の沈設体１１０を構設することができる。この
ように構設された沈設体１１０は、既設の孔中に設置す
る工法（以下、「設置工法」という）や圧入工法などに
よって、図５の状態で地中に配置され、その内部に鉄筋
篭を吊込んだ後にコンクリートを打設することによっ
て、深礎坑などにすることができる。あるいは、その内
部に主鉄筋や帯鉄筋を配置した後に２次巻きコンクリー
トを打設することによって、立坑などにすることができ
る。このようにして、沈設体１１０は、深礎坑や立坑な
どの地中構造物の原型として使用することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧入工
法で地中に配置された沈設体１１０においては、その内
部に鉄筋篭を吊込んだり主鉄筋や帯鉄筋を配置したりす
るために、沈設体１１０の内部を掘削しなければならな
かった。そのため、沈設体１１０を構設する各セグメン
トピース１００において、主桁１０２の上面（「内面で
あって上を向いているもの」をいう。以下、同じ。）な
どに掘削土砂が取り残されることがあった。

【０００５】そこで、主桁１０２の上面などに取り残さ
れた掘削土砂を作業員が排除した後に、図６に示すよう
に、その内部にコンクリート１０６などを打設していた
が、主桁１０２の上面がスキンプレート１０１と交わる
角度がほぼ垂直なので、主桁１０２の上面がスキンプレ
ート１０１と交わることによって形成される角に、掘削
土砂１０７が排除しきれず残存することがあった。その
結果、沈設体１１０の腐食を招いたり、沈設体１１０の
強度が有効に発揮できないことがあった。

【０００６】また、圧入工法や設置工法などで地中に配
置された沈設体１１０において、図６に示すように、そ
の内部にコンクリート１０６などを打設した際には、主
桁１０２の下面（「内面であって下を向いているもの」
をいう。以下、同じ。）がスキンプレート１０１と交わ
る角度がほぼ垂直なので、主桁１０２の下面がスキンプ
レート１０１と交わることによって形成される角に空気
１０８が残存することがあった。その結果、沈設体１１
０の腐食を招いたり、沈設体１１０の強度が有効に発揮
できないことがあった。

【０００７】これらの問題点を解決する手段としては、
例えば、特開平２−１１２５２１号公報において開示さ
れた発明を適用することが考えられる。かかる発明にお
いては、上反り横リブを有する格子状のリブを備えるこ
とで、横リブの基部下に生じやすい難充填ポケット部を
無くし、コンクリート充填がより緻密に出来るという利
点がある。しかし、上反り横リブの上面とスキンプレー
トと交わることによって形成される角においては、却っ
て、掘削土砂の残存を助長させる結果となり、さらに、
残存する掘削土砂と相俟って、空気も残存するおそれが
ある。

【０００８】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、セグメントピースで構
設された沈設体を用いて地中構造物を構築する際におい
て、沈設体と打設コンクリートの間に掘削土砂や空気が
残存することのないセグメントピース及び地中構造物の
構築方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に成された請求項１に係るセグメントピースは、スキン
プレートの周囲に形設された主桁及び継手板を介して互
いを連結することにより、鋼−コンクリート複合の地中
構造物の原型となる沈設体を構設する鋼製のセグメント
ピースであって、前記主桁の内面が前記スキンプレート
と交わる角度が鈍角であることを特徴とする。

【００１０】また、請求項２に係るセグメントピース
は、請求項１に記載するセグメントピースであって、前
記角度が１００〜１０５度であることを特徴とする。ま
た、請求項３に係る地中構造物の構築方法は、請求項１
又は請求項２に記載するセグメントピースで構設された
沈設体を用いて地中構造物を構築することを特徴とす
る。

【００１１】このような構成を有する本発明のセグメン
トピースでは、スキンプレートの周囲に形設された主桁
及び継手板を介して互いを連結することにより、鋼製の
沈設体を構設することができる。そして、かかる沈設体
は、鋼−コンクリート複合の地中構造物の原型として、
地中に配置される。

【００１２】このとき、主桁の上面がスキンプレートと
交わる角度は鈍角であるので、主桁の上面がスキンプレ
ートと交わることによって形成される角に掘削土砂が取
り残されても、かかる掘削土砂を簡単に排除することが
できる。さらに、主桁の上面は沈設体の内部に向かって
下方に傾いた状態にあることから、掘削土砂を主桁の上
面に沿って滑り落とさせることができる。従って、地中
に配置された沈設体の内部を掘削しても、主桁の上面に
取り残された掘削土砂は、作業員により容易に排除され
るので、主桁の上面や、主桁の上面がスキンプレートと
交わることによって形成される角に、掘削土砂が残存す
ることはない。

【００１３】同様に、主桁の下面がスキンプレートと交
わる角度も鈍角であり、主桁の下面は沈設体の内部に向
かって上方に傾いた状態にあることから、沈設体の内部
にコンクリートを打設した際には、主桁の下面に沿って
コンクリートが打ち込まれ、主桁の下面がスキンプレー
トと交わることによって形成される角に空気が残存する
ことはない。

【００１４】すなわち、本発明のセグメントピース及び
地中構造物の構築方法では、主桁の内面（「上面及び下
面」をいう。以下、同じ。）がスキンプレートと交わる
角度が鈍角であることから、地中に配置された沈設体の
内部を掘削しても、主桁の上面に取り残された掘削土砂
は、作業員により容易に排除され、また、沈設体の内部
にコンクリートを打設した際には、主桁の下面に沿って
コンクリートが打ち込まれるので、セグメントピースで
構設された沈設体を用いて地中構造物を構築する際にお
いて、沈設体と打設コンクリートの間に掘削土砂や空気
が残存することがない。

【００１５】従って、沈設体の腐食を招くことがなく、
沈設体の強度を有効に発揮させることができるので、地
中構造物の強度低減を防止することができる。さらに、
主桁の内面をスキンプレートに対して鈍角に交わらせる
ことによって、主桁の厚みは増すことから、地中構造物
の強度増強を図ることができる。

【００１６】また、主桁の内面がスキンプレートと交わ
る角度が大きくなるほど、上述した効果は著しく発揮さ
れるが、地中構造物の原型となる沈設体を構設するとい
うセグメントピースの本来の機能等を考慮すれば、主桁
の内面がスキンプレートと交わる角度は１００〜１０５
度であることが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。本実施の形態のセグメントピー
スの斜視図を図１に示す。図１のセグメントピース１
は、千鳥配列をもって互いを連結させることによって、
図２に示すような円筒状の沈設体１０を構設することが
できるものである。

【００１８】先ず、図１のセグメントピース１の構成に
ついて説明する。図１のセグメントピース１は、スキン
プレート１１、主桁１２、継手板１３、縦リブ１４から
構成されている。これらの各部材（主桁１２を除く）
は、３〜２５ｍｍ程度の厚さを有した鋼板からなってお
り、溶接によって接合されている。さらに、主桁１２と
継手板１３には、セグメントピース１同士をボルト接合
で連結させるための接続孔１５が多数設けられている。

【００１９】ただし、主桁１２については、図１に示す
ように、その断面が台形である鋼材からなっている。そ
して、主桁１２の内面がスキンプレート１１と１００〜
１０５度の鈍角で交わるように溶接されている（図３の
角度Ｈ参照）。尚、主桁１２に設けられた接続孔１５を
介したボルト接合においては、ボルトとナットの締付面
を主桁１２の内面上に確保するために、スペーサが使用
される。

【００２０】図１のセグメントピース１は、千鳥配列を
もって互いに連結することにより、図２に示すような円
筒状の沈設体１０を構設することができる。このように
構設された沈設体１０は、圧入工法や既設の孔中に設置
する設置工法などによって、図２の状態で地中に配置さ
れ、その内部に鉄筋篭を吊込んだ後にコンクリートを打
設することによって、深礎坑などにすることができる。
あるいは、その内部に主鉄筋や帯鉄筋を配置した後に２
次巻きコンクリートを打設することによって、立坑など
にすることができる。このようにして、沈設体１０は、
深礎坑や立坑などの地中構造物の原型として使用するこ
とができる。

【００２１】このとき、圧入工法で地中に配置された沈
設体１０においては、その内部に鉄筋篭を吊込んだり主
鉄筋や帯鉄筋を配置したりするため、沈設体１０の内部
が掘削される。そのため、沈設体１０を構設する各セグ
メントピース１において、主桁１２の上面や、主桁１２
の上面がスキンプレート１１と交わることによって形成
される角になどに、掘削土砂が取り残されることがあ
る。

【００２２】しかし、主桁１２の上面がスキンプレート
１１と交わる角度Ｈは鈍角であるので、主桁１２の上面
がスキンプレート１１と交わることによって形成される
角に掘削土砂が取り残されても、かかる掘削土砂を簡単
に排除することができる。さらに、主桁１２の上面は沈
設体１０の内部に向かって下方に傾いた状態にあること
から、掘削土砂を主桁１２の上面に沿って滑り落とさせ
ることができる。従って、地中に配置された沈設体１０
の内部を掘削しても、主桁１２の上面に取り残された掘
削土砂は、作業員により容易に排除されるので、主桁１
２の上面や、主桁１２の上面がスキンプレート１１と交
わることによって形成される角に、掘削土砂が残存する
ことはない（図３参照）。

【００２３】この点については、主桁１２の上面が継手
板１３と交わることによって形成される角や、主桁１２
の上面がスキンプレート１１及び継手板１３と交わるこ
とによって形成される隅についても言えることができ
る。

【００２４】また、圧入工法や設置工法などで地中に配
置された沈設体１０において、主桁１２の下面がスキン
プレート１１と交わる角度Ｈが鈍角であり、主桁１２の
下面は沈設体１０の内部に向かって上方に傾いた状態に
あることから、図３に示すように、その内部にコンクリ
ート１６を打設した際には、主桁１２の下面に沿ってコ
ンクリートが打ち込まれ、主桁１２の下面がスキンプレ
ート１１と交わることによって形成される角に空気が残
存することはない。

【００２５】この点については、主桁１２の下面が継手
板１３と交わることによって形成される角や、主桁１２
の下面がスキンプレート１１及び継手板１３と交わるこ
とによって形成される隅についても言えることができ
る。

【００２６】すなわち、本実施の形態のセグメントピー
ス１及び地中構造物の構築方法では、主桁１２の内面が
スキンプレート１１と交わる角度Ｈが鈍角であることか
ら、地中に配置された沈設体１０の内部を掘削しても、
主桁１２の上面に取り残された掘削土砂は、作業員によ
り容易に排除され、また、沈設体１０の内部にコンクリ
ート１６を打設した際には、主桁１２の下面に沿ってコ
ンクリート１６が打ち込まれるので、セグメントピース
１で構設された沈設体１０を用いて地中構造物を構築す
る際において、沈設体１０と打設コンクリート１６の間
に掘削土砂や空気が残存することがない（図３参照）。

【００２７】従って、沈設体１０の腐食を招くことがな
く、沈設体１０の強度を有効に発揮させることができる
ので、地中構造物の強度低減を防止することができる。
さらに、主桁１２の内面をスキンプレート１１に対して
鈍角に交わらせることによって、主桁１２の厚みは増す
ことから、地中構造物の強度増強を図ることができる。

【００２８】また、主桁１２の内面がスキンプレート１
１と交わる角度Ｈが大きくなるほど、上述した効果は著
しく発揮されるが、継手板１３に設けられた接続孔１５
を介したボルト接合に支障を来すことになるので、地中
構造物の原型となる沈設体１０を構設するというセグメ
ントピース１の本来の機能を担保すること等を考慮すれ
ば、主桁１２の内面がスキンプレート１１と交わる角度
Ｈは１００〜１０５度であることが望ましい。

【００２９】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。

【００３０】例えば、本実施の形態のセグメントピース
１では、主桁１２の内面をスキンプレート１１に対して
鈍角に交わらせるために、主桁１２は、その断面が台形
である鋼材からなっているが、鋼板同士を溶接したもの
であってもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明のセグメントピース及び地中構造
物の構築方法では、主桁の内面がスキンプレートと交わ
る角度が鈍角であることから、地中に配置された沈設体
の内部を掘削しても、主桁の上面に取り残された掘削土
砂は、作業員により容易に排除され、また、沈設体の内
部にコンクリートを打設した際には、主桁の下面に沿っ
てコンクリートが打ち込まれるので、セグメントピース
で構設された沈設体を用いて地中構造物を構築する際に
おいて、沈設体と打設コンクリートの間に掘削土砂や空
気が残存することがない。

【００３２】従って、沈設体の腐食を招くことがなく、
沈設体の強度を有効に発揮させることができるので、地
中構造物の強度低減を防止することができる。さらに、
主桁の内面をスキンプレートに対して鈍角に交わらせる
ことによって、主桁の厚みは増すことから、地中構造物
の強度増強を図ることができる。

【００３３】また、主桁の内面がスキンプレートと交わ
る角度が大きくなるほど、上述した効果は著しく発揮さ
れるが、地中構造物の原型となる沈設体を構設するとい
うセグメントピースの本来の機能等を考慮すれば、主桁
の内面がスキンプレートと交わる角度は１００〜１０５
度であることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセグメントピースの斜視図である。

【図２】本発明のセグメントピースで構設された沈設体
の斜視図である。

【図３】本発明のセグメントピースで構設された沈設体
を用いて構築された地中構造物の断面図である。

【図４】従来技術のセグメントピースの斜視図である。

【図５】従来技術のセグメントピースで構設された沈設
体の斜視図である。

【図６】従来技術のセグメントピースで構設された沈設
体を用いて構築された地中構造物の断面図であって、沈
設体とコンクリートの間に掘削土砂や空気が残存する様
子を示したものである。

【符号の説明】

１ セグメントピース １０ 沈設体 １１ スキンプレート １２ 主桁 １３ 継手板 Ｈ 主桁の内面がスキンプレートと交わる角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 倫也 愛知県海部郡蟹江町大字蟹江新田字下市場 19番地の１ 株式会社加藤建設内 (72)発明者 佐藤 和義 埼玉県熊谷市大字三ヶ尻6100番地 日本鋼 管ライトスチール株式会社内 (72)発明者 長岡 省吾 埼玉県熊谷市大字三ヶ尻6100番地 日本鋼 管ライトスチール株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキンプレートの周囲に形設された主桁
   及び継手板を介して互いを連結することにより、鋼−コ
   ンクリート複合の地中構造物の原型となる沈設体を構設
   する鋼製のセグメントピースにおいて、 前記主桁の内面が前記スキンプレートと交わる角度が鈍
   角であることを特徴とするセグメントピース。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するセグメントピースに
   おいて、 前記角度が１００〜１０５度であることを特徴とするセ
   グメントピース。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載するセグメ
   ントピースで構設された沈設体を用いて地中構造物を構
   築することを特徴とする地中構造物の構築方法。