JPWO2011125347A1 - Connection structure of steel pipe sheet pile and steel sheet pile and its construction method - Google Patents
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Abstract
ある程度の施工誤差を許容できる連結構造とすることで、施工性に優れ、施工コストの低減が可能な合理的な鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法を提供する。間隔をおいて打設された鋼管矢板1どうしを鋼矢板2で連結して連結壁構造とするにあたり、鋼管矢板1の側部に長手方向に連続するスリット3aを有する連結部材3を設け、鋼矢板2の端部をスリット部分3aに長手方向から嵌合する。この連結部に鋼管矢板1どうしの施工誤差を吸収するための所定の遊びuを設ける。鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部に、施工誤差を吸収できるだけの十分な空間を設けることで、鋼管矢板2の施工打ち延び、打ち縮みが生じたとしても、容易に鋼矢板2の端部を嵌合し設置することができる。The present invention provides a rational steel pipe sheet pile-to-steel sheet pile connection wall structure that is excellent in workability and capable of reducing construction costs, and a method for constructing the same, by providing a connection structure that can tolerate a certain degree of construction error. When connecting the steel pipe sheet piles 1 placed at intervals with the steel sheet pile 2 to form a connection wall structure, a connecting member 3 having a slit 3a continuous in the longitudinal direction is provided on the side of the steel pipe sheet pile 1, The end portion of the sheet pile 2 is fitted into the slit portion 3a from the longitudinal direction. A predetermined play u for absorbing construction errors between the steel pipe sheet piles 1 is provided at the connecting portion. Even if the construction of the steel pipe sheet pile 2 is stretched and shrunk by providing a sufficient space in the connecting part of the steel pipe sheet pile 1 and the steel sheet pile 2 to absorb construction errors, the end of the steel sheet pile 2 can be easily formed. Can be fitted and installed.
Description
本発明は、護岸や擁壁の土留め壁などに用いられる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel pipe sheet pile and a steel sheet pile connection wall structure used for a revetment, a retaining wall, and a construction method thereof.
護岸や擁壁といった土留め壁には、土圧や水圧によって土留め部材を曲げようとする力が作用し、その結果、土留め壁は力の作用方向へ曲げ変形が生じ、場合によっては滑動や転倒が生じることが危惧される。 The earth retaining wall such as a revetment or retaining wall is subjected to a force to bend the earth retaining member due to earth pressure or water pressure. As a result, the earth retaining wall is bent and deformed in the direction of the force, and in some cases it slides. There is a risk of falling.
土留め壁の設計では、上述の滑動や転倒が生じないよう、十分な深度まで根入れを行い、壁の変形量を構造物に規定される許容値以下に抑えるため、十分な断面剛性を有する壁部材を適用し、経済性の観点から、これらを満たす範囲内で最適な部材、断面、長さを決定する。また、壁高や地盤条件、地震時の震度によっては、地盤への壁部材の貫入長さが長くなるため、十分に施工性に優れる部材であることが重要である。 In the design of the retaining wall, in order to prevent the above-mentioned sliding and falling, it is deeply embedded and has sufficient cross-sectional rigidity to keep the deformation amount of the wall below the allowable value specified for the structure. The wall member is applied, and the optimum member, cross section, and length are determined within a range satisfying these from the viewpoint of economy. In addition, depending on the wall height, ground conditions, and seismic intensity at the time of an earthquake, the penetration length of the wall member into the ground becomes long, so it is important that the member is sufficiently excellent in workability.
一般的に、土留め壁としては、図6に示すような、(a)自立式構造、(b)控え式構造、(c)切梁式構造があり、用途によって使い分けられている。特に、背面用地に制約があり、十分なスペースが確保できない場合などは、(a)の自立式構造が適用される。 In general, as the retaining wall, there are (a) a self-supporting structure, (b) a stand-by structure, and (c) a cut beam structure as shown in FIG. In particular, when there is a restriction on the back site and a sufficient space cannot be secured, the self-supporting structure of (a) is applied.
自立式構造には、一例として、例えば図7に示すようなハット形鋼矢板2が用いられるが、壁高が高い護岸・擁壁や、壁に許容される変形量が小さく、十分な壁剛性が必要な場合などには、図8に示すような鋼管に嵌合用の連結部材3が設けられた断面剛性に優れる鋼管矢板1が多く用いられている。
For example, a hat-shaped
鋼矢板および鋼管矢板は、地盤への貫入性にも優れ、施工方法も現場のニーズに合わせて種々存在する。例えば、急速施工が求められる場合には、バイブロハンマ工法などが用いられ、また、近隣に民家などが存在する都市部では、低振動・低騒音施工が可能な油圧圧入工法が適用できるなど施工性に優れた壁部材である。 Steel sheet piles and steel pipe sheet piles are excellent in penetration into the ground, and there are various construction methods that meet the needs of the site. For example, when rapid construction is required, the vibro hammer construction method is used, and in urban areas where there are private houses in the vicinity, a hydraulic press-fitting method capable of low vibration and low noise construction can be applied. It is an excellent wall member.
また、従来技術として、非特許文献1(アルセロール・ミッタル社のカタログ)には、図9に示すような鋼管矢板1に設けた鉤状断面の継手部材33とZ形鋼矢板(Z形鋼矢板32を2枚連結して実質的に図7の鋼矢板と同様の形態としたもの)の継手32cを嵌合して壁構造とする技術が記載されている。
Moreover, as a prior art, Non-Patent Document 1 (Catalog of ArcelorMittal) includes a
また、特許文献1には、鋼管矢板と直線矢板を用いた防波堤として、所定間隔をあけて設置した鋼管矢板間に、その鋼管矢板の下端部から海底地盤面と同じか、またはやや上方まで直線矢板を介設してなる防波堤が記載されている。
Moreover, in
この他、特許文献2には、異形壁体構成部材の接続構造として、複数の鋼矢板を継手どうしを嵌合させてなる矢板壁どうし接続する交差位置の壁面にスリットを有する筒状継手を取り付け、他方の矢板壁の鋼矢板の端部を嵌合できるようにしたものが記載されている。
In addition, in
上述した非特許文献1に記載された壁構造において、一般的には先に鋼管矢板が所定間隔をおいて打設され、その後、鋼管矢板どうしをつなぐ形で鋼矢板が打設される。
In the wall structure described in
しかしながら、連結部の空間が狭いため、施工時に連結部を嵌合させることが難しく、これを行うためには、別途、位置合わせ用のテンプレートを設置し、厳密な管理の元、打設を行うなどが必要である。そのため、施工コストの増加や現場での作業手間の問題がある。 However, since the space of the connecting portion is narrow, it is difficult to fit the connecting portion at the time of construction. In order to do this, a template for alignment is separately installed, and the placement is performed under strict management. Etc. are necessary. Therefore, there are problems of increase in construction cost and work on site.
また、場合によっては、施工時の打ち延び、打ち縮みにより、部材を嵌合することができず、一旦、設置済みの部材を引き抜いた後に、再度打設しなければならないなど、大幅な施工コストアップや工期延長にもつながる恐れがある。 Also, depending on the case, due to striking and shrinking during construction, it is not possible to fit the members, and once the installed members have to be pulled out, it is necessary to place them again. There is also a risk that it may lead to an increase in construction period or construction period.
一方、鋼管部材と鋼矢板を壁方向に交互に打設することも考えられるが、その場合も連結部の空間が狭いため打設手間がかかることや、部材ごとに打設機械の入れ替えが必要であるなど、施工手間がかかり施工コストが大きく増加するため非合理的である。 On the other hand, it is conceivable to place steel pipe members and steel sheet piles alternately in the direction of the wall, but in this case too, the space for the connecting part is narrow, so it takes time to drive, and it is necessary to replace the casting machine for each member. It is unreasonable because it takes a lot of work and increases construction costs.
また、止水性を考えても、止水材を十分に充填する空間が設けられておらず、壁として止水機能を十分に発揮することが難しい。 Moreover, even when considering the water-stopping property, a space for sufficiently filling the water-stopping material is not provided, and it is difficult to sufficiently exert the water-stopping function as a wall.
鋼管矢板と直線矢板をつなぐ構造である特許文献1記載の発明の場合も、非特許文献1記載の発明と同様の問題がある。
In the case of the invention described in
本発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造について、ある程度の施工誤差を許容できる連結構造とすることで、施工性に優れ、施工コストの低減が可能な合理的な鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve the problems in the prior art as described above, and a connection wall structure of a steel pipe sheet pile and a steel sheet pile formed by connecting steel pipe sheet piles placed at intervals with a steel sheet pile. The purpose is to provide a rational steel pipe sheet pile-to-steel sheet pile connection wall structure and its construction method that are excellent in workability and can reduce the construction cost by making the connection structure tolerate some construction error. Yes.
本願の請求項1に係る発明は、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあることを特徴とするものである。
The invention according to
本発明は、原則的には先に所定間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしの間に、後からこれらを連結する形で、鋼矢板を打設することを想定しており、その場合、鋼管矢板の打設装置あるいは打設方法と鋼矢板の打設装置あるいは打設方法が異なる場合でも、いちいち装置あるいは打設方法を変えなくても連続して施工を行うことができる。 In principle, the present invention assumes that the steel sheet piles are driven in a form in which the steel pipe sheet piles previously driven at predetermined intervals are connected to each other. Even if the steel sheet pile placing device or method and the steel sheet pile placing device or placement method are different, the construction can be performed continuously without changing the device or placing method.
その上で、鋼矢板の端部を鋼管矢板に設けた連結部材のスリット部分に嵌合する際、所定の遊びが形成されていることで、打設した鋼管矢板どうしの間隔にある程度の施工誤差があっても、鋼矢板の設置位置を壁方向に調節可能で、スムーズに施工を行うことができる。 In addition, when fitting the end of the steel sheet pile into the slit part of the connecting member provided on the steel pipe sheet pile, a certain play is formed, so that some construction error in the interval between the placed steel pipe sheet piles Even if there is, the installation position of the steel sheet pile can be adjusted in the wall direction, and construction can be performed smoothly.
すなわち、非特許文献1に記載された発明では特殊なテンプレートを用いて高い精度で施工しなければならず、施工が困難となり、最悪は施工不可となる場合があるのに対し、本発明ではそのような過度な施工管理が要求されず、施工性が改善され、工期の短縮、コストの低減が図れる。
That is, in the invention described in Non-Patent
請求項2は、請求項1に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材内に止水材が充填されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to the first aspect, a water-stopping material is filled in the connecting member.
これは、壁構造に止水機能が必要とされる場合であり、連結部材と鋼矢板の端部の連結部分に、遊びとともに止水材を充填するのに十分な空間を確保しておくことで、壁構造に止水性を与えることができる。 This is a case where a water stop function is required for the wall structure, and it is necessary to secure a sufficient space for filling the water stop material together with play in the connecting portion between the connecting member and the end portion of the steel sheet pile. Thus, the wall structure can be given water-stopping properties.
請求項3は、請求項1または2に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の端部に前記スリットからの抜け出しを防止するためのストッパー部材が設けられていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to the first or second aspect, a stopper member for preventing the steel sheet pile from coming out of the slit is provided at the end of the steel sheet pile. It is what.
ストッパー部材は、特に施工中に鋼矢板の端部が連結部材のスリットから抜け出して離脱してしまうのを防止する効果が大きい。 The stopper member is particularly effective in preventing the end portion of the steel sheet pile from slipping out of the slit of the connecting member during construction.
請求項4は、請求項1、2または3に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材は略円形であって、その外径Φ(mm)と板厚t(mm)との関係が式(1)の関係を満たすことを特徴とするものである。
鋼矢板の両端部には爪部(継手)が普通は備わっているが、連結部材の内径が70mm以上(外径としては(70+2t)mm以上)であれば、過度な施工管理が要求されず、鋼矢板と容易に嵌合することができる。一方、継手部材の径が大きすぎると施工性に支障をきたす恐れがあるが、270mm以下であれば施工性が良好である。 Both ends of the steel sheet pile usually have claw portions (joints), but if the inner diameter of the connecting member is 70 mm or more (the outer diameter is (70 + 2t) mm or more), excessive construction management is not required. Can be easily fitted with a steel sheet pile. On the other hand, if the diameter of the joint member is too large, the workability may be hindered, but if it is 270 mm or less, the workability is good.
請求項5は、請求項4に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材の外径Φ(mm)と板厚t(mm)、さらに式(2)の条件を満たすことを特徴とするものである。
t:連結部材の板厚、
σy:連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py:鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
b:連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さAccording to a fifth aspect of the present invention, in the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to the fourth aspect, the outer diameter Φ (mm) and the plate thickness t (mm) of the connecting member are further satisfied. It is a feature.
t: thickness of the connecting member,
σ y : Yield stress of steel used for connecting member,
P y : Working load that causes the steel sheet pile to yield,
b: Length in the longitudinal direction in which the connecting member and the steel sheet pile are fitted
鋼製壁の継手部材の形状がさらに式(2)を満たしていれば、材料コスト面でもより効率的である。 If the shape of the joint member of the steel wall further satisfies the formula (2), it is more efficient in terms of material cost.
請求項6は、請求項1〜5に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とするものである。
Claim 6 is the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to
このような両端部に平坦な区間を有する鋼矢板の代表的なものとしては、図7に示したようなハット形鋼矢板などを用いることができる。 As a typical steel sheet pile having flat sections at both ends, a hat-shaped steel sheet pile as shown in FIG. 7 can be used.
この場合、遊びを平坦部の幅に対応する間隔とすることで、その間隔に対応する施工誤差を許容することができる。 In this case, by setting the play to an interval corresponding to the width of the flat portion, a construction error corresponding to the interval can be allowed.
請求項7は、請求項1〜6に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、U形鋼矢板であることを特徴とするものである。 A seventh aspect of the present invention is the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to the first to sixth aspects, wherein the steel sheet pile is a U-shaped steel sheet pile.
両端部に平坦な区間がないU形鋼矢板の場合、連結部の遊びを利用してU形鋼矢板を壁構造の前後方向に変位させることで連結作業をスムーズに行うことができる。 In the case of a U-shaped steel sheet pile having no flat sections at both ends, the connecting operation can be smoothly performed by displacing the U-shaped steel sheet pile in the front-rear direction of the wall structure using play of the connecting portion.
請求項8は、請求項1〜7に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とするものである。
In the connection wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to
これは、主として壁構造の壁面位置の調整のためであり、遊びによる施工性の向上は基本的には請求項1〜7の場合と同様である。 This is mainly for the adjustment of the wall surface position of the wall structure, and the improvement of workability by play is basically the same as in the case of claims 1-7.
請求項9は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とするものである。
Claim 9 is the construction method of the connection wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to any one of
本発明では、鋼管矢板と鋼矢板の連結部に施工誤差に応じた遊びを確保する構成としたことで、打設された鋼管矢板どうしの間隔にある程度の施工誤差が生じてもそのまま連結することができ、施工性に優れた鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築が可能となる。 In the present invention, by connecting the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile with play according to the construction error, even if some construction error occurs in the interval between the placed steel pipe sheet piles, it is connected as it is. Therefore, it is possible to construct a steel pipe sheet pile and a steel sheet pile connection wall structure with excellent workability.
また、止水性が要求される場合には、遊びを設けた空間に止水材を充填することで容易に対処することができる。 Further, when water-stopping is required, it can be easily handled by filling a space provided with play with a water-stopping material.
施工時の鋼矢板端部の抜け出しについては、鋼矢板の連結部に、ストッパー部材を設けることで、鋼管矢板の連結部から離脱することを防止することができる。 About the withdrawal of the steel sheet pile end part at the time of construction, it can prevent detaching | leave from the connection part of a steel pipe sheet pile by providing a stopper member in the connection part of a steel sheet pile.
以下、本発明を添付した図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下に示される実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below.
図1は本発明の一実施形態における鋼管矢板と鋼矢板の連結部の構造を示したもので、(a)は施工誤差がない場合の平面図、(b)は鋼管矢板の項間隔が計画より狭くなった場合の平面図、(c)は鋼管矢板の項間隔が計画より広くなった場合の平面図である。 FIG. 1 shows the structure of a connecting portion between a steel pipe sheet pile and a steel sheet pile in one embodiment of the present invention, (a) is a plan view when there is no construction error, (b) is a plan interval of steel pipe sheet piles. The top view in the case of becoming narrower, (c) is a top view in the case where the term interval of a steel pipe sheet pile becomes wider than planned.
本発明の連結壁構造は、鋼管矢板1と鋼矢板2が連結される構造であって、その連結部に施工誤差を吸収するための空間を設けている。すなわち、間隔をおいて打設された鋼管矢板1どうしを鋼矢板2で連結して連結壁構造とするにあたり、鋼管矢板1の側部に長手方向に連続するスリット3aを有する連結部材3を設け、鋼矢板2の端部をスリット部分3aに長手方向から嵌合することで、連結部材3と鋼矢板2の端部が連結され、この連結部材3と鋼矢板2の端部との連結部に鋼管矢板1どうしの施工誤差を吸収するための所定の遊びuを設けている。
The connection wall structure of the present invention is a structure in which the steel
鋼管矢板1と鋼矢板2の連結壁構造では、場合によっては、鋼管矢板1、鋼矢板2をそれぞれ別途の施工機械を準備し、壁構造を構築することになる。その場合、施工性を考慮して、鋼管矢板1を先に打設し、その後鋼矢板2を打設する場合や、その逆のケースが想定される。
In the connection wall structure of the steel
このとき、鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部の空間が小さいと施工が困難であり、最悪の場合、打設時に連結部が競り合うことで損傷したり、打設不能となることが懸念される。
At this time, if the space of the connecting portion between the steel
そのため、図1に示すように、鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部に許容される鋼管矢板1どうしの施工誤差に対応する空間を十分確保することで、施工性に優れた鋼管矢板1と鋼矢板2の連結壁構造の構築が可能となる。なお、この場合でも、高い施工精度で施工する目的でテンプレートを用いて位置合わせしながら施工してもよい。
Therefore, as shown in FIG. 1, the steel
すなわち、鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部に、施工誤差を吸収できるだけの十分な空間を設けることで、鋼管矢板2の施工打ち延び(図1(b)参照)、打ち縮み(図1(c)参照)が生じたとしても、容易に鋼矢板2の端部を嵌合し設置することが可能となる。
That is, by providing a space sufficient to absorb construction errors in the connecting portion between the steel
鋼管矢板1の連結部材は、例えば図2に示す鋼管にスリット3aが入った部材3(図2(a)参照)やアングル43を組み合わせ、間にスリット43aを形成した部材(図2(b)参照)など、施工性の確保に十分な空間が確保されていれば良く、特に限定されない。
The connecting member of the steel
また、鋼矢板も、図3に示すハット形鋼矢板2(図3(a)参照)、直線形鋼矢板12(図3(b)参照)、U形鋼矢板22(図3(c)参照)、Z形鋼矢板32(図3(d)参照)など、鋼管矢板の連結部材と嵌合可能であれば良く、特に形状は限定されない。 Further, the steel sheet piles are also the hat-shaped steel sheet piles 2 (see FIG. 3A), the linear steel sheet piles 12 (see FIG. 3B), and the U-shaped steel sheet piles 22 (see FIG. 3C). ), Z-shaped steel sheet pile 32 (see FIG. 3 (d)), etc., as long as it can be fitted with a connecting member of a steel pipe sheet pile, the shape is not particularly limited.
このうち、図3(a)に示した継手部2b、2c横のアーム部に平坦な区間(平坦部2a)を有するハット形状の鋼矢板2は、通常用いられる図3(c)のU形鋼矢板22に比べて、鋼管矢板施工時の打ち伸び、打ち縮みに対する遊びuの設定が容易で、施工性にも優れる。
Among these, the hat-shaped
ここで、図1の構造(図3(a)も同様)を例にとり、連結部材3の好適形状について説明する。
Here, taking the structure of FIG. 1 (the same applies to FIG. 3A) as an example, the preferred shape of the connecting
連結部材3の径が小さすぎると、鋼矢板2との嵌合が難しくなる。連結部材3の内径は70mm以上であるのが好ましい。例えば、900幅ハット形鋼矢板では両端部に長さ約50mmの継手部2b、2cが備わっているが、連結部材3の内径が70mm以上あれば、過度な施工管理が要求されず鋼矢板2と容易に嵌合することができる。一方、外径は、施工性の観点から270mm以下であるのが好ましい。
When the diameter of the connecting
また、図1の壁体の耐力は、鋼矢板2の降伏または連結部材3の変形(図10参照)のいずれかで決定される。すなわち、一方が降伏又は変形する場合、もう一方は強度的に余裕があることになる。したがって、上記の降伏及び変形がほぼ同時に生じる条件(形状)が最も効率的であるといえる。このような条件を以下、計算例を用いつつ説明する。
Moreover, the yield strength of the wall body of FIG. 1 is determined by either the yield of the
連結部材3の板厚tを11mmに固定し、外径Φを100mm、125mm、165.2mm、200mmとしたときの、変形又は挙動が生じるときの荷重Pと外径Φとの関係について数値解析により求めた結果を図11に示す。この解析例では、鋼材の降伏応力を一般鋼相当のσ=400N/m2、また、連結部材3と鋼矢板2とは長手方向(図10でいえば紙面と垂直方向)の全長(計算上、単位長さとしての1mm)で嵌合しているとして、バイリニア型のモデルを適用した。Numerical analysis of the relationship between the load P and the outer diameter Φ when deformation or behavior occurs when the plate thickness t of the connecting
図11では、外径Φが125mmの前後で直線の勾配が変化している。これは、荷重Pに達したときの前記変形又は挙動が、外径125mmの前後で異なっていることを示し、具体的にはΦ<125mmでは主として鋼矢板2が降伏しΦ>125mmでは主として連結部材3が変形していることを示す。
In FIG. 11, the linear gradient changes before and after the outer diameter Φ is 125 mm. This indicates that the deformation or behavior when the load P is reached is different before and after the outer diameter of 125 mm. Specifically, the
次に、図11のような勾配変化点における連結部材3の外径Φと板厚tとの関係を求める。ここで、連結部の構造については、簡略化のため、図12のような片持ち梁(長さL、奥行き方向長さb、板厚t)の先端に荷重Pが加わったモデルを想定する。なお、長さLは、厳密には、連結部材3と鋼管矢板1の鋼管本体とが固定されている箇所から、連結部材3のスリット3aに荷重が作用するまでの長さを示すが、ここでは簡略化のため、これが連結部材3の外径と同等であるとして検討を行った。
Next, the relationship between the outer diameter Φ of the connecting
このモデルにおいて、梁の固定端に発生する曲げモーメントM、梁の断面剛性I、梁に発生する応力σは、それぞれ式(a)〜(c)で表わされる。
t:梁(連結部材3)の板厚、
y:中立軸から梁端までの距離=t/2In this model, the bending moment M generated at the fixed end of the beam, the cross-sectional rigidity I of the beam, and the stress σ generated at the beam are expressed by equations (a) to (c), respectively.
t: Plate thickness of beam (connecting member 3),
y: Distance from neutral axis to beam end = t / 2
ここで、矢板が降伏に至る作用荷重をPyとすると、矢板が降伏するときに片方の梁に作用する荷重はPy/2である。ここで、前述の勾配変化点は、梁(連結部材)と矢板とが同時に変形/降伏する条件であり、すなわち、梁に荷重Py/2が作用したときに梁の応力が降伏応力σyに達する条件である。そこで式(c)にこれらを代入して変形すると、
さらに、上記の片持ち梁モデルから導出された式(d)から梁の長さLを連結部材3の外径Φに置き換えて(すなわち、次の式(2)’)、この式を図1の構造に適用することの妥当性を検証する。
t:連結部材3の板厚、
σy:連結部材3に用いる鋼材の降伏応力、
Py:鋼矢板2が降伏に至る作用荷重、
b:連結部材3と鋼矢板2とが嵌合されている長手方向の長さFurther, the length L of the beam is replaced with the outer diameter Φ of the connecting
t: thickness of the connecting
σ y : Yield stress of steel used for connecting
P y : acting load that the
b: Length in the longitudinal direction in which the connecting
図11における勾配変化点での作用荷重Pyは、Py=0.125(kN/mm)である。さらに、奥行き長さbをb=1(mm)、連結部材に用いられる鋼材の降伏応力σyは、前述の通り一般鋼を想定したσy=400(N/mm2)として、これらを式(2)’に代入すると、
さらに別の検証として、連結部材3の外径をΦ=200mmに固定し、板厚を11mm、14mm、16mmとしたときのFEM解析を行った。この結果を図14に示す。図14によれば、板厚14mmの前後で直線の勾配が変化している。一方、式(2)’’によればΦ=200mmを代入したときの板厚tは、t≒13.7mmであり、この例でもFEM解析から求まる勾配変化点と非常によく一致した。
As yet another verification, FEM analysis was performed when the outer diameter of the connecting
実際の鋼管矢板1は、連結部材3の加工時や取付時に、径やスリット幅或いは溶接等にある程度バラつきがあると考えられる。連結部材3の板厚tを勾配変化点の板厚よりも同等か大きい構造、すなわち式(2)を満たす構造とすることが好ましい。
なお、鋼矢板部材の長さは、鋼管矢板1と同じ長さである必要はなく、鋼管矢板1より短くても良く、壁として背面土が流出しないように壁高さ以上の長さがあれば良い。
The length of the steel sheet pile member need not be the same as that of the steel
また、壁構造物に止水機能が期待される場合には、連結部に止水材を充填し止水処理を施すことが一般的に行われている。ここで、連結部の空間が狭い場合には、止水材の充填が困難なため十分に充填されず、止水機能が十分に発揮されないことが危惧される。 Further, when a wall structure is expected to have a water stop function, it is generally performed to fill the connecting portion with a water stop material and perform a water stop treatment. Here, when the space of a connection part is narrow, since filling with a water stop material is difficult, it is not fully filled and there is a concern that a water stop function may not fully be exhibited.
そのため、鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部に止水材を充填するに十分なスペースが設けられる連結壁構造とすることで、十分な止水機能が期待できるとともに、止水処理に係る施工コストや手間を低減することができる。
Therefore, it is possible to expect a sufficient water-stopping function by constructing a connection wall structure in which a space sufficient to fill the water-stopping material is filled in the connection portion between the steel
止水処理としては、壁を設置後、連結部をウォータジェット工法などで掘削し、内部にモルタルや止水材を充填することがある。そのため、鋼管矢板と鋼矢板の連結部の空間としては、ウォータジェット工法による掘削が可能な広さであることが望ましい。 As the water stop treatment, after installing the wall, the connecting portion may be excavated by a water jet method or the like, and filled with mortar or water stop material. Therefore, it is desirable that the space of the connecting portion between the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile be wide enough to be excavated by the water jet method.
鋼管矢板1の連結部材3の一例としては、図2(a)に示したような、一般的に用いられる径Φ165.2mmの鋼管に約30mmのスリット3aが入った鋼管型連結部材があり、これを適用することで、鋼矢板2と連結した後でも、止水用の充填材を十分に充填することが可能となる。
As an example of the connecting
鋼管矢板1と鋼矢板2の連結部に、十分な広さの空間を設けることで、打設性や止水処理の作業性は向上するが、広すぎると打設時に連結部が離脱してしまうことが懸念される。
By providing a sufficiently wide space in the connection part of the steel
そこで、図4(a)〜(c)に示すように、鋼矢板2の継手部2c(爪部)に、ストッパー部材4を設けることで、鋼管矢板1の連結部から離脱することを防止することができる。
Then, as shown to Fig.4 (a)-(c), by providing the
この時のストッパー部材4としては、丸鋼や異形棒鋼、平鋼などが考えられ、それ以外の部材でも良く、特に限定されない。また、ストッパー部材4は、鋼矢板2の長手方向全長にわたって設けられる必要はなく、離散配置とすることで、加工コストや部材設置時の鋼矢板2のひずみ発生量などを抑制することができる。
As the
図5(a)は鋼管矢板1に対しハット形鋼矢板2を偏芯させて連結した場合を示したもので、鋼矢板2の位置を鋼管矢板1の中心軸より偏芯させ、壁としての面を揃えることで、壁前面に化粧パネルを設置する場合などに施工性が向上する。
FIG. 5 (a) shows a case where the hat-shaped
図5(b)は同様に、鋼管矢板1に対し直線形鋼矢板12を偏芯させて連結した場合を示したものである。
Similarly, FIG. 5B shows a case where the linear
1…鋼管矢板、
2…鋼矢板(ハット形鋼矢板)、2a…平坦部、2b、2c…継手部、
3…連結部材、3a…スリット、
4…ストッパー部材、
12…直線形鋼矢板、12b…継手部、
22…U形鋼矢板、22b…継手部、
32…Z形鋼矢板、32b、32c…継手部、33…継手部材、
43…アングル、43a…スリット、
u…遊び1 ... Steel pipe sheet pile,
2 ... Steel sheet pile (hat-shaped steel sheet pile), 2a ... Flat part, 2b, 2c ... Joint part,
3 ... connecting member, 3a ... slit,
4. Stopper member,
12 ... Linear steel sheet pile, 12b ... Joint part,
22 ... U-shaped steel sheet pile, 22b ... Joint part,
32 ... Z-shaped steel sheet pile, 32b, 32c ... joint part, 33 ... joint member,
43 ... Angle, 43a ... Slit,
u ... play
本願の請求項1に係る発明は、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあるとともに、
前記連結部材は略円形であり、その外径Φ(mm)と板厚t(mm)との関係が式(1)の関係を満たし、さらに
前記連結部材の外径Φ(mm)と板厚t(mm)、さらに式(2)の条件を満たすことを特徴とするものである。
t:連結部材の板厚、
σy:連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py:鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
b:連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さ
鋼製壁の継手部材の形状がさらに式(2)を満たしていれば、材料コスト面でもより効率的である。
The invention according to
The connecting member is substantially circular, and the relationship between the outer diameter Φ (mm) and the plate thickness t (mm) satisfies the relationship of the formula (1),
The outer diameter Φ (mm) and the plate thickness t (mm) of the connecting member, and further satisfy the condition of the formula (2) .
t: thickness of the connecting member,
σy: Yield stress of steel used for connecting member,
Py: Working load that causes the steel sheet pile to yield,
b: Length in the longitudinal direction in which the connecting member and the steel sheet pile are fitted
If the shape of the joint member of the steel wall further satisfies the formula (2), it is more efficient in terms of material cost.
請求項4は、請求項1〜3に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とするものである。
請求項5は、請求項1〜4に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、U形鋼矢板であることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the connecting wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to the first to fourth aspects, the steel sheet pile is a U-shaped steel sheet pile.
請求項6は、請求項1〜5に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とするものである。
Claim 6 is the connecting wall structure of the steel pipe sheet piles and sheet pile according to
これは、主として壁構造の壁面位置の調整のためであり、遊びによる施工性の向上は基本的には請求項1〜5の場合と同様である。 This is mainly for the adjustment of the wall surface position of the wall structure, and the improvement of workability by play is basically the same as in the case of claims 1-5 .
請求項7は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とするものである。
Claim 7 is the construction method of the connection wall structure of the steel pipe sheet pile and the steel sheet pile according to any one of
Claims (9)
t:連結部材の板厚、
σy:連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py:鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
b:連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さThe steel pipe sheet pile and steel sheet pile connection wall structure according to claim 4, wherein an outer diameter Φ (mm) and a plate thickness t (mm) of the connection member are satisfied, and further, a condition of formula (2) is satisfied.
t: thickness of the connecting member,
σ y : Yield stress of steel used for connecting member,
P y : Working load that causes the steel sheet pile to yield,
b: Length in the longitudinal direction in which the connecting member and the steel sheet pile are fitted
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