TWI534323B - 組合鋼板樁、地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法 - Google Patents

組合鋼板樁、地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法 Download PDF

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TWI534323B
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    • E02D5/28Prefabricated piles made of steel or other metals

Description

組合鋼板樁、地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法 發明領域
本發明係有關建築土木工程中主要作為防止土砂等之崩落的護土牆或地下構造物之壁、河川之臨時圍堰等而被廣泛使用之暫時設置用之組合鋼板樁與地下連續壁,以及組合鋼板樁之分解方法。
本申請係根據2011年7月14日於日本提出申請之特願2011-155708號來主張優先権,並將其內容引用至此。
發明背景
一般而言,作為用以挖掘地基來構築地下構造物之工法係提案有各式各樣之工法。作為該工法,眾所周知有例如,在打設暫時設置用之地下連續壁且挖掘其單面側之後,構築正式設置用之本體壁的工法、或將兼用暫時設置用與正式設置用之土壤水泥壁或場鑄鋼筋混凝土壁構築於地下之工法。
然而,使用暫時設置用地下連續壁之工法中,在如作為暫時設置用地下連續壁,使用土壤水泥壁或場鑄鋼筋混凝土壁的水泥派壁體之工法,於構築地下構造物構築之後無法撤去暫時設置用地下連續壁,要對已設之暫時設置用地下連續壁之周邊將新地下構造物構築時之影響會成為問題。
又,將可拉出撤去之鋼材派壁體作為暫時設置 用地下連續壁之工法,眾所周知有主樁橫板條工法或鋼板樁工法。然而,在這些工法,挖掘深度比約10m更深時,由於斷面剛性不足常出現而適用困難的情況下,則需要繫桿或地錨等多餘之附帶構造的點會成為問題。
作為可對應上述課題之斷面剛性優秀的地下連續壁用鋼材且可適用於挖掘深度約10m以上之工事的大斷面護土構件,係利用對約500~2000mm之鋼管將附有直徑約165mm之縫隙的鋼管作為接頭來安裝之鋼管板樁。
又,作為使用於其他斷面剛性優秀之地下連續壁之壁材,利用了將鋼板樁與H形鋼組合之組合鋼板樁,例如,眾所周知亦有對鋼板樁將H形鋼連續或是斷續地熔接接合之組合鋼板樁。
例如,專利文獻1揭示有對左右接頭形狀為非對稱之直線形鋼板樁將H形鋼利用熔接來接合之組合鋼板樁。
又,專利文獻2揭示有如圖29A、圖29B所示,將H形鋼130接合於對左右接頭111之形狀為非對稱之斷面帽形之鋼板樁110的組合鋼板樁101。該組合鋼板樁101係在將H形鋼130接合於鋼板樁110之情況下,如圖29A所示,採取使用熔接W,或如圖29B所示,採取使用接合螺栓141與接合螺帽145。
再者,專利文獻3揭示有將加工模具設於鋼板樁之表背面的單面,並作為補剛材而可嵌合H形鋼等之型鋼的組合鋼板樁。
又,專利文獻4揭示有由在寬度方向之中央部具 有腹板且在兩端部具有接頭之鋼板樁,並在腹板之端部具有翼板之H形鋼所形成,且利用自攻螺絲來接合而使其鋼板樁之腹板與H形鋼單方之翼板彼此重疊,從H形鋼之翼板突出的組合鋼板樁。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本國特開平11-140864號公報
[專利文獻2]日本國特開2002-212943號公報
[專利文獻3]日本國特開2005-299202號公報
[專利文獻4]日本國特開2008-38490號公報
發明概要
在上述習知之技術中鋼管板樁,由於使用之後會常有該鋼管因水土壓力而變形之情況,因此無法再利用,而會有只能使用1次就完畢且成本增加之問題。又,由於鋼管板樁為中空之形狀,因此會有其輸送、保管時龐大笨重,且輸送、保管効率劣化,在此方面亦有成本增加之問題。
在上述組合鋼板樁,由於將帽形鋼板樁之腹板與H形鋼之翼板利用填角熔接來接合,整體為Y型斷面等堆積之斷面形態的組合鋼板樁,因此亦有輸送、保管變得沒有効率之問題。又,上述組合鋼板樁亦有由於只能使用1次就完畢,因此建設成本增加之問題。
利用自攻螺絲(鑽尾自攻螺絲),從與H形鋼相反側之鋼板樁側使H形鋼之翼板貫通且突出,在將鋼板樁與H形鋼接合之形態下,會有突出之自攻螺絲的前端部在貫入地基時,衝突到石頭等之小障礙物而扭曲之疑慮。又,由於貫入地基時與拉出時,自攻螺絲之螺絲部損傷,因此只能使用1次就完畢。在上述接合形態下,原本就不考慮將鋼板樁與H形鋼分離並再利用,即使欲再利用,要接合而使其利用自攻螺絲來合乎原本之螺孔係非常困難。又,為了挖出新母螺孔,會有之前已設置之螺孔留存成為損傷部之問題。又,為了於H形鋼與鋼板樁設置貫通孔,形成有水道而會有容易漏水、自攻螺絲容易生鏽之問題。
因此,有鑑於上述情形,本發明之目的在於提供一種打設時可一體地施工,且拉出後藉由切斷將鋼板樁與H形鋼接合之填角熔接之熔接部,可容易分解之組合鋼板樁、其地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法。
本發明為了達成解決上述課題之目的,採用以下態様。
(1)本發明之一態様係一種組合鋼板樁之分解方法,該組合鋼板樁係以垂直於長邊方向之截面觀察時,於在板寬度方向之中央部具有腹板且在前述板寬度方向之兩端部具有接頭之鋼板樁的其中一面的前述腹板,重疊H形鋼之H形鋼翼板,並利用在該H形鋼翼板之端緣的填角熔接來接合前述鋼板樁與前述H形鋼者,而前述分解方法之特徵在於: 切斷前述熔接部,而留存以前述截面來觀察時,由前述填角熔接所形成之熔接部中比喉深面更靠近前述鋼板樁側之部分,藉此將前述組合鋼板樁分解成前述鋼板樁與前述H形鋼。
(2)上述(1)記載之組合鋼板樁之分解方法,其亦可於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間,設置0.2mm以上5mm以下的間隙;且,進行前述切斷來到達前述間隙,藉此進行前述分解。
(3)上述(1)或(2)記載之組合鋼板樁之分解方法,其亦可於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間配置0.2mm以上5mm以下之板厚度尺寸的板材而加以包夾,藉此來設置前述間隙。
(4)上述(1)~(3)任一項記載之組合鋼板樁之分解方法,亦可前述組合鋼板樁係更配置有鋼棒,而使該鋼棒接觸前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣,且利用透過前述鋼棒之前述填角熔接而接合了前述鋼板樁與前述H形鋼者,又,前述分解方法係切斷前述熔接部,使前述鋼棒比起前述端緣在前述鋼板樁側留存較多,藉此將前述組合鋼板樁進行前述分解。
(5)一種組合鋼板樁,係可使用上述(1)或(2)記載之組合鋼板樁之分解方法者,又,前述組合鋼板樁具有前述鋼板樁與前述H形鋼;前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間設有前述間隙。
(6)一種組合鋼板樁,係可使用上述(1)~(3)任一 項記載之組合鋼板樁之分解方法者,又,前述組合鋼板樁具有前述鋼板樁與前述H形鋼;於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間配置前述板材而加以包夾,藉此來設置前述間隙。
(7)一種組合鋼板樁,亦可使用上述(1)~(4)任一項記載之組合鋼板樁之分解方法者,又為上述(5)或(6)記載之組合鋼板樁,前述組合鋼板樁具有前述鋼板樁與前述H形鋼;配置前述鋼棒,使該鋼棒接觸前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣,並利用透過該鋼棒之前述填角熔接,來接合前述鋼板樁與前述H形鋼。
(8)一種組合鋼板樁,亦可使用上述(1)~(4)任一項記載之組合鋼板樁之分解方法者,又為上述(5)~(7)任一項記載之組合鋼板樁,以前述截面來觀察時,前述鋼板樁係具有設於前述腹板之兩端的一對鋼板樁翼板、設於前述鋼板樁翼板之前端的臂部、及設於該臂部之前端部的前述接頭,且形狀為帽形之帽形鋼板樁。
(9)一種組合鋼板樁,亦可使用上述(1)~(4)任一項記載之組合鋼板樁之分解方法者,又為上述(5)~(8)任一項記載之組合鋼板樁,對於前述填角熔接係對於前述組合鋼板樁之長邊方向,具有複數前述熔接部與未熔接部;前述未熔接部具有前述熔接部長度之倍數的長度;前述熔接部與前述未熔接部係交互地配置。
(10)一種地下連續壁,其可使用上述(1)~(4)任一項記載之組合鋼板樁之分解方法之組合鋼板樁,或上述 (5)~(9)任一項記載之組合鋼板樁,並具有複數前述組合鋼板樁,且將前述組合鋼板樁之前述接頭彼此嵌合而構築。
根據上述(1)所記載之態様,可獲得以下(I)~(IV)之効果。
(I).由於將鋼板樁與H形鋼之填角熔接的熔接部切斷並分解,因此可將組合鋼板樁分離成鋼板樁與H形鋼,可將鋼板樁與H形鋼分別地輸送、保管。故,與鋼板樁與H形鋼為一體時相比,可減低輸送、保管成本。
(II).由於可只交換容易損耗之鋼板樁來再利用H形鋼,因此可減低建設成本。即使如以往般地,因1次的使用而鋼板樁全損毀時,還是可轉用占整體鋼材重量約6、7成之H形鋼。
(III).損耗比例較低時,即使針對鋼板樁亦可再利用。且,下一次使用時,可組合與前次尺寸不同之H形鋼,而可在需要不同斷面剛性之其他施工現場,作為合理的壁體規格。
(IV).由於可減低研磨分離後之H形鋼翼板之熔接銲珠的殘存量,而可縮短再利用時之熔接銲珠之除去或研磨等的作業時間。
根據上述(2)所記載之態様,可縮短用以將組合鋼板樁分解成鋼板樁與H形鋼之由填角熔接所形成的熔接部切斷長度(切斷距離),而可縮短作業時間。且,即使鋼板樁之腹板與H形鋼翼板之端部(端緣)之間具有約0.2mm以上 5mm以下之間隙,也不會發生熔接部之耐力降低。
根據上述(3)所記載之態様,不使用固定模具等的情況下可容易地在鋼板樁之腹板與H形鋼翼板之端部(端緣)之間保持間隙並熔接。且,在研磨並切斷時,由於只要研磨成到達該間隙即可,因此可容易地切斷並分解。
根據上述(4)所記載之態様,即使在H形鋼翼板因研磨分離而產生斷面缺損,由於熔接很容易,因此亦可容易地編成新組合鋼板樁。又,利用研磨等來切斷時,將接合填角熔接之H形鋼與鋼棒之熔接部切斷,可容易地分解成鋼板樁與H形鋼。
根據上述(5)所記載之態様,可作為可縮短分解時切斷長度(切斷距離),並可縮短作業時間之組合鋼板樁。且,即使鋼板樁之腹板與H形鋼之翼板端部(端緣)之間具有約0.2mm以上5mm以下之間隙,也不會發生熔接部之耐力降低。
根據上述(6)所記載之態樣,可作為在不使用固定模具等之情況下容易地在鋼板樁之腹板與H形鋼翼板之端部(端緣)之間保持間隙且可填角熔接之組合鋼板樁。且,由於研磨並切斷時,可研磨成到達該間隙,因此可作為容易地切斷並分解之組合鋼板樁。
根據上述(7)所記載之態樣,即使在H形鋼翼板因研磨分離而產生斷面缺損,由於熔接很容易,因此亦可作為可容易地編成新組合鋼板樁之組合鋼板樁。又,研磨並切斷時,可作為將接合填角熔接之H形鋼與鋼棒之熔接部切 斷,並可容易地分解成鋼板樁與H形鋼之組合鋼板樁。
根據上述(8)所記載之態樣,可作為使用具有優秀施工性或高構造信頼性之帽形鋼板樁,且分解與再利用都很容易之組合鋼板樁。
根據上述(9)所記載之態樣,可作為比橫貫長邊方向之全長時,根據熔接部之研磨的切斷會較容易之組合鋼板樁。又,分解之後再利用時,可作為對未熔接部之乾淨部分(H形鋼之翼板寬度方向之端面、或是帽形鋼板樁之腹板面)可容易地填角熔接之組合鋼板樁。
根據上述(10)所記載之態樣,由於使用上述組合鋼板樁,並將接頭相互嵌合,且,打設來構築,因此可作為拉出組合鋼板樁之後可分離並再利用之暫時設置用之地下連續壁。
圖式簡單說明
圖1A係顯示已使用本發明之第1實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖1B係顯示已使用同實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁之部分欠缺正面圖。
圖2係將圖1A所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖3A係顯示已使用本發明之第2實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖3B係顯示已使用同實施形態中組合鋼板樁之地下連續之部分欠缺正面圖。
圖4係將圖3A所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖5係顯示已使用本發明之第3實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖6係將圖5所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖7係顯示已使用本發明之第4實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖8係將圖7所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖9係顯示已使用本發明之第5實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖10係將圖9所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖11係將接合鋼板樁與H形鋼之填角熔接之熔接部擴大並顯示之平面圖。
圖12係顯示將圖11所示之填角熔接之熔接部利用本發明之一態様中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖13係顯示將圖11所示之填角熔接之熔接部利用習知之分解方法來切斷之例的圖,並H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖14係圖11所示之填角熔接之熔接部利用習知之其他 分解方法來切斷之例的圖,並將H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖15係將鋼板樁與H形鋼設置間隙並接合之填角熔接之熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖16係顯示將圖15所示之填角熔接部之熔接部切斷之狀態的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖17係顯示圖2所示之組合鋼板樁之變形例的圖,並顯示在H形鋼與鋼板樁之間配置板材之組合鋼板樁的平面圖。
圖18A係將圖17所示之組合鋼板樁之H形鋼之翼板與鋼板樁之腹板擴大並顯示的平面圖。
圖18B係將圖17所示之組合鋼板樁之填角熔接的熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖19A係組合鋼板樁的填角熔接擴大並顯示的平面圖,而該組合鋼板樁係將鋼棒配置成使其接觸鋼板樁之腹板與H形鋼之翼板之端緣者。
圖19B係顯示將圖19A所示之填角熔接之熔接部切斷之狀態的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示之平面圖。
圖20係顯示將用於利用填角熔接之接合與再利用的研磨重覆進行時之熔接範圍與研磨範圍的平面圖。
圖21係顯示將鋼板樁與H形鋼分解並將填角熔接之熔接部研磨之後,再次透過鋼棒利用填角熔接來接合之例的平面圖。
圖22係顯示將鋼板樁與H形鋼分解並將填角熔接之熔接部研磨之後,再次透過矩形鋼棒利用填角熔接來接合之例的平面圖。
圖23係顯示圖2所示之組合鋼板樁之變形例的平面圖。
圖24係將圖23所示之組合鋼板樁之填角熔接之熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖25係顯示組合鋼板樁利用於長邊方向斷續之填角熔接來接合之例的圖,並顯示填角熔接之熔接部與未熔接部交互地配置之例的背面圖。
圖26係顯示組合鋼板樁利用於長邊方向斷續之填角熔接來接合之例的圖,並顯示未熔接部長度成為熔接部長度之2倍之例的背面圖。
圖27A係顯示使用組合鋼板樁之地下連續壁之構築方法之一例的概略說明圖。
圖27B係顯示使用組合鋼板樁之地下連續壁之構築方法之一例的概略說明圖。
圖27C係顯示從地下連續壁拉出組合鋼板樁之方法之一例的概略說明圖。
圖27D係顯示從地下連續壁拉出並分解之組合鋼板樁之保管方法之一例的概略說明圖。
圖27E係顯示組合鋼板樁之再利用方法之一例的概略說明圖。
圖27F係顯示組合鋼板樁之再利用方法之其他例的概略說明圖。
圖28A係顯示從已使用本發明之一態様中組合鋼板樁之地下連續壁,已拉出組合鋼板樁之狀態的側面圖。
圖28B係顯示已將圖28A所示之組合鋼板樁之填角熔接之熔接部切斷,分解成鋼板樁與H形鋼之例的側面圖。
圖29A係顯示習知之組合鋼板樁的平面圖。
圖29B係顯示習知之組合鋼板樁的平面圖。
用以實施發明之形態
以下針對本發明之各實施形態,參照圖式並詳細地說明,但本發明非只限於以下實施形態之構成者,在不脫離本發明之趣旨之範圍下,可有各式各樣之變更。又,以下說明所使用之圖式係為了使本發明之特徵容易理解,便於行事地會有將重點之部分擴大並顯示之情況,而各構成要素之尺寸比率等不限於與實際相同。
最初針對參照第1實施形態中組合鋼板樁、地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法,各實施形態中共通之構成部分來說明之後,並針對各實施形態之組合鋼板樁、地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法來說明。
[第1實施形態]
圖1A係顯示已使用本發明之第1實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。圖1B係顯示已使用同實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁之部分欠缺正面圖。圖2係將圖1A所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。且,圖11係將接合鋼板樁與H形鋼之填角熔接之熔接部(熔 接金屬)擴大並顯示之平面圖。如這些圖所示,組合鋼板樁1係具有鋼板樁10與H形鋼20。
在第1實施形態中,鋼板樁10在平視時,亦即是將組合鋼板樁1以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,係由帽形鋼板樁來構成,而該帽型鋼板樁具有:設於板寬度方向中央部腹板11(鋼板樁腹板)、從腹板11之兩端朝腹板11一方的面側傾斜設置之一對翼板12(鋼板樁翼板)、設置成使從翼板12之前端與腹板11為平行之臂部13、設於臂部13之前端之接頭14。又,一對翼板12傾斜地設置成使其隨著從腹板11疏遠而彼此愈加遠離。
鋼板樁10亦可為帽形鋼板樁之外,由U形鋼板樁來構成,而該U形鋼板樁以上述斷面觀察時,具有:設置於板寬度方向之中央部之腹板部11、與從腹板部11之兩端朝向腹板部11一方之面側傾斜地設置之一對翼板12(鋼板樁翼板)、及設於翼板之前端之接頭14,並由上述斷面觀察時形狀為U形者。又,鋼板樁10除此之外,亦可由以上述斷面觀察時,具有設於鋼板樁10之兩端之一對接頭14,並以上述斷面觀察時形狀為直線形之直線形鋼板樁等來構成。
接頭14係調整其形狀而使其相對於其他鋼板樁10之接頭14可彼此嵌合。又,接頭14在與其他鋼板樁10之接頭14之間為嵌合狀態時,調整其形狀而使彼此不脫離。在構築地下連續壁時,鄰接之鋼板樁10藉由各個接頭14彼此嵌合而連結。
又,第1實施形態之上述鋼板樁10係由熱間壓延 所成形之熱延鋼板樁。接頭14係為了使嵌合狀態時彼此不脫離來成形為嵌合溝與卡止爪之形狀,又,其係為可提高接頭14之強度的鋼板樁10。鋼板樁10此外亦可為由冷間壓延所成形之冷延鋼板樁。
H形鋼20以上述斷面觀察時,具有腹板21(H形鋼腹板),與設於腹板21之兩端之一對翼板22(H形鋼翼板)。H形鋼20將一方之翼板22重疊並接合於鋼板樁10之腹板11(鋼板樁腹板)一方的面。在第1實施形態,H形鋼20將一方之翼板22重疊並接合於與鋼板樁10之腹板11與一對翼板12(鋼板樁翼板)構成之凹部17相反側的面。H形鋼20此外亦可將一方之翼板22重疊並接合於鋼板樁10之腹板11與翼板12構成之凹部17側的面。
對鋼板樁10之腹板11一方的面重疊H形鋼20一方之翼板22,並鋼板樁10之腹板11與H形鋼20一方之翼板22的端緣22y利用填角熔接W1來接合。在此,所謂的填角熔接意指將大致直交之二個面熔接之方法,熔接部為大致三角形狀之斷面的熔接。本發明之上述態様中組合鋼板樁1係將接合鋼板樁10與H形鋼20之填角熔接W1之熔接部2(熔接金屬)研磨,藉此切斷,並作為可分解成鋼板樁10與H形鋼20之接合構造。如上所述,可將接合鋼板樁10之腹板11與H形鋼20翼板22之端緣22y之填角熔接W1之熔接部2利用旋動式切斷工具、熔斷、研磨機等來切斷,分解成H形鋼20與鋼板樁10。
圖12係顯示將圖11所示之填角熔接W1之熔接部 2利用本發明之一態様中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20之形狀用實線顯示,將鋼板樁10之形狀用2鏈線顯示的平面圖。圖28A係顯示從已使用本發明之一態様中組合鋼板樁1之地下連續壁拉出組合鋼板樁1之狀態的側面圖。圖28B係顯示將圖28A所示之組合鋼板樁1之填角熔接W1之熔接部2切斷,分解成鋼板樁10與H形鋼20之例的側面圖。如將這些圖作為一例所示,在地下連續壁或是護土牆等之地下構造物達成目的之後,拉出組合鋼板樁1,並將填角熔接W1之熔接部2効率良好地切斷,分離成H形鋼20與鋼板樁10。如上所述,不使鋼板樁10與H形鋼20堆積,而使其可保管或是搬運各個構件。本發明之一態様中組合鋼板樁1係成為可將鋼板樁10與H形鋼20容易地在地下連續壁之構築現場組合並構成,或是在該現場將填角熔接W1之熔接部2切斷並分解之組合鋼板樁1。因此,理所當然地,成為即使在組合鋼板樁之製造工廠亦可容易組合、分解之組合鋼板樁1。
以下針對後述之其他實施形態也共通之組合鋼板樁1之分解方法,進而詳細地說明。
參照圖1A、圖2、及圖11,來說明組合鋼板樁1之分解方法。
第一實施形態所示之組合鋼板樁1中,H形鋼20一方之翼板22(H形鋼翼板)係在與由鋼板樁10之腹板11(鋼板樁腹板)與一對翼板12(鋼板樁翼板)所形成之凹部17相反側之腹板11的面,將H形鋼20之長邊方向與鋼板樁10之長邊 方向平行地重疊來配置。
上述H形鋼20一方之翼板22之翼板寬度方向Y的兩端緣22y係比翼板22之翼板厚度更小尺寸的腳長,且,利用沿著上述長邊方向之填角熔接W1來與鋼板樁10之腹板11接合。上述組合鋼板樁1比起單獨地使用鋼板樁10時,剛性較高。
如圖11所示,將H形鋼20之翼板22對鋼板樁10之腹板11進行填角熔接W1時,由於藉由將鋼板樁10配置於下側來形成安定之狀態,因此通常將H形鋼20之翼板22配置於上側來進行填角熔接。
在填角熔接W1之熔接部2將組合鋼板樁1切斷,並將鋼板樁10與H形鋼20分解並保管之後,再次熔接作為組合鋼板樁1來利用。此時,為了避免熔接不良,必須將留存於鋼板樁10與H形鋼20之熔接部2完全除去,且研磨直到鋼板樁10與H形鋼20之母材露出。又,在組合鋼板樁1,鋼板樁10之接頭14容易損耗,只替換鋼材重量比例較小之鋼板樁10,再利用不易損耗之H形鋼20是非常合理的。故,可作為盡可能縮短研磨時間,且在H形鋼之翼板22(H形鋼翼板)熔接部2(熔接金屬)不易殘留之組合鋼板樁1的分解方法(切斷方法)。
上述填角熔接W1在設計上(理論上)如圖11之點線A所示,成為等腳長之銲珠形狀。但實際上,已為如上述熔接方法之情況下,因熔融時之溶融金屬(熔接金屬)的本身重量,該填角熔接W1如圖11之實線所示之熔接部2般,成 為將鋼板樁10之腹板11側作為長邊3,將H形鋼20之翼板厚度方向X作為短邊5之不等腳長的銲珠形狀。又,鋼板樁10之腹板11與H形鋼20之翼板22與熔接部2之熔入深度方向之邊界部7比設計上更偏向H形鋼20之翼板寬度方向Y之位置。該邊界部7將組合鋼板樁1以重直於長邊方向之斷面觀察時,會位在鋼板樁10之腹板11之表面上的位置。
在此,將組合鋼板樁1以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,將包含理論焊喉深度T且沿著組合鋼板樁1之長邊方向的面定義為焊喉深度面F(在圖11中用1鏈線顯示)。同様地以上述斷面來觀察時,包含將比上述焊喉深度面F更靠近H形鋼20之翼板22側的熔接銲珠表面P與邊界部7連接之線段L(在圖11中用粗點線顯示),且將沿著組合鋼板樁1之長邊方向的面定義為面C(大致直線或是曲線)。只要將該面C作為用以分解組合鋼板樁1成鋼板樁10與H形鋼20之研磨用的切斷面,就可縮短用於切斷之研磨時間,且作為在H形鋼20之翼板22熔接部2難以殘存之組合鋼板樁1的分解方法。
圖13係顯示將圖11所示之填角熔接W1之熔接部2已利用習知之分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20的形狀用實線顯示,將鋼板樁10的形狀用2鏈線顯示之平面圖。如該圖13所示,以上述斷面來觀察,將與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差的面F1作為切斷面時,用以將填角熔接W1之熔接部2(熔接金屬)切斷之切斷距離S1與將面C作為切斷面時相比會變得較長。
圖14係顯示將圖11所示之填角熔接W1之熔接部 2已利用習知之其他分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20的形狀用實線顯示,將鋼板樁10的形狀用2鏈線顯示的平面圖。如該圖14所示,以上述斷面來觀察,將不與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差而位於鋼板樁10之腹板11側的面F2作為切斷面時,即使在研磨後,熔接部2與鋼板樁10之腹板11的接合領域R還是會殘留。故,變成切斷不良之形態的疑慮相當高。
圖12係顯示將圖11所示之填角熔接W1之熔接部2利用本發明之一態様中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20的形狀用實線顯示,將鋼板樁10的形狀用2鏈線顯示的平面圖。如該圖12所示,以上述斷面觀察,將不與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差且位於H形鋼20之翼板22側的面C作為切斷面時,藉由將該面C利用例如研磨機之研磨等來切斷,可為了切斷填角熔接W1之熔接部2(熔接金屬)縮短切斷長度(切斷距離),且縮小在H形鋼20之翼板22(H形鋼翼板)殘存之殘存熔接部6(參照圖12)。亦即是,可藉由將熔接部2切斷,而留存以上述截面來觀察時,由填角熔接W1所形成之熔接部中比焊喉深度面F更靠近鋼板樁10側之部分,來縮小殘存熔接部6。而,在上述切斷之後,比焊喉深度面F更靠近鋼板樁10側之熔接部2(熔接金屬)會作為鋼板樁10側之殘存熔接部9而留存。又,由於研磨機等具有一定程度之厚度尺寸,因此從與組合鋼板樁1之長邊方向垂直地交差且與上述面C平行之方向來觀察時,即使上述面C為非直線而產生如曲線之一些扭曲(隆起),亦可在包 含邊界部7之切斷面加以切斷。
又,將H形鋼20一方之翼板22與鋼板樁10之腹板11利用填角熔接W1來接合時,可為在組合鋼板樁1之長邊方向連續之1條銲珠的填角熔接W1,亦可為在上述長邊方向斷續且為複數之填角熔接W1。
圖25係顯示組合鋼板樁1利用在長邊方向斷續之填角熔接W1來接合之例的圖,並顯示填角熔接W1之熔接部2與未熔接部M交互地配置之例的背面圖。如該圖25所示,當上述長邊方向之全長或一部分交互地設有填角熔接W1之熔接部2與未熔接部M時,就將組合鋼板樁1利用填角熔接W1之熔接部2來切斷及與分解分離,且,由於在重覆使用鋼板樁10或H形鋼20時,可作為用於熔接之區域而利用未熔接部M而以此為佳。故,由於可將鋼板樁10之腹板11與H形鋼20之翼板22容易地利用填角熔接W1來接合並固定而以此為佳。此時,切斷填角熔接W1之熔接部2時,可不需要研磨殘存之鋼板樁10側之殘存熔接部9與H形鋼20側之殘存熔接部6,而縮短切斷作業時間。且,可增加H形鋼20與鋼板樁10之重覆利用次數。又,未熔接部M之上述長邊方向長度M1宜為熔接部2之上述長邊方向長度N1之倍數。如此一來,再利用鋼板樁10與H形鋼20時,相對於上述長邊方向,可確保相同之熔接率。換言之,再熔接鋼板樁10與H形鋼20時,可至少進行1次以上將切斷前之熔接部2與相同長度N1之接合於未熔接部M。如上所述,由於可將未熔接部M毫無浪費地利用,因此非常有効率。而,圖25係顯示 熔接部2之長度N1與未熔接部M之長度M1為相同長度(1倍)之情況。
圖26係顯示組合鋼板樁1利用在長邊方向斷續之填角熔接W1來接合之例的圖,並顯示填角熔接W1之熔接部2與未熔接部交互地配置,且未熔接部M之上述長邊方向長度M1為熔接部2之上述長邊方向長度N1之2倍之例的背面圖。當作為如該圖26所示之接合時,由於可在切斷並分離鋼板樁10與H形鋼20之後,再度利用填角熔接W1來接合並構成組合鋼板樁1時,使用作為用於熔接之區域之未熔接部M而以此為佳。故,在切斷後,可不需要研磨H形鋼20側之殘存熔接部6或是鋼板樁10側之殘存熔接部9等,而縮短作業時間。又,上述倍數之值愈大,則愈可在不進行研磨H形鋼20側之殘存熔接部6與鋼板樁10側之殘存熔接部9的情況下,增加可利用填角熔接W1來接合之次數。
如上所述,使未熔接部M之長度M1為熔接部2之長度N1的倍數,且,將鋼板樁10與H形鋼20再利用並接合時,只要能保持未熔接部M與熔接部2之長度比率,就可在分解、再組合前後之組合鋼板樁1確保相同之熔接率。換言之,再接合鋼板樁10與H形鋼20時,可至少1次以上將切斷前之熔接部2與相同長度N1之熔接於未熔接部M。如上所述,由於可將未熔接部M毫無浪費地利用因此更有効率。亦即是,本實施形態中分解方法所用之組合鋼板樁1宜以上述斷面來觀察時,鋼板樁10係具有設於腹板11之兩端之一對鋼板樁翼板12、設於鋼板樁翼板12之前端之臂部13、及 設於其臂部13之前端部之接頭14,且形狀為帽形之帽形鋼板樁,填角熔接W1於組合鋼板樁1之長邊方向,具有複數熔接部2與未熔接部M,又,未熔接部M具有熔接部2長度之倍數的長度,且熔接部2與未熔接部M交互地配置。
接著,針對在切斷H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11時,可將填角熔接W1之切斷距離更縮短之變形例來說明。
圖15係顯示將使鋼板樁10與H形鋼20設置間隙G並接合之填角熔接W1之熔接部2擴大並顯示的平面圖。在該圖15所示之組合鋼板樁1,H形鋼20之翼板22之翼板厚度方向X的端部22x(端緣)與鋼板樁10之腹板11之間,預先設置0.2mm以上5mm以下之間隙G。而,間隙G以1mm以上5mm以下為佳,尤以2mm以上5mm以下為更佳。宜將上述組合鋼板樁1在填角熔接W1之熔接部2,與上述相同地,亦即是,將熔接部2利用研磨機等之切斷方法加以切斷而留存以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,由填角熔接W1所形成之熔接部2中比焊喉深度面F更靠近鋼板樁10側之部分。具體而言,如該圖15所示,宜以上述斷面觀察,在不與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差的情況下,且將位於H形鋼20之翼板22側的面C1作為切斷面,來切斷熔接部2為佳。在此,面C1係定義為以上述斷面觀察時,包含將比上述焊喉深度面F更靠近H形鋼20之翼板22側之熔接銲珠表面P與邊界部7x連接的線段L1,且沿著組合鋼板樁1之長邊方向的面。而,邊界部7x以上述斷面觀察時,為H形鋼20與間隙G 與熔接部2之邊界部。
圖16係顯示將圖15所示之填角熔接W1之熔接部2已利用上述變形例中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20的形狀用實線顯示,將鋼板樁10的形狀用2鏈線顯示的平面圖。利用如圖16所示之上述切斷,可為了將填角熔接W1之熔接部2(熔接金屬)切斷縮短切斷長度(切斷距離),且將於H形鋼20之翼板22(H形鋼翼板)殘存之殘存熔接部6縮小。又,如上所述,將H形鋼20之翼板22側之面C1作為切斷面,當切斷而到達上述間隙G時,可不在鋼板樁10之腹板11產生切斷傷,來切斷並分解。且,由於藉由設有間隙G,H形鋼20之翼板22之端部22x(端緣)變成從鋼板樁10之腹板11分離之狀態,因此將面C1作為切斷面來切斷時之切斷距離會變得比不設間隙G時較短。
由於只要設置上述間隙G並進行填角熔接W1,就可比不設間隙G時,更縮小殘存熔接部6,因此在切斷後不需要研磨再利用H形鋼20時之殘存熔接部6,更可縮短作業時間。又,雖省略圖示,但藉由對H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間隙G打入鋼製楔(省略圖示),可促使使鋼板樁10與H形鋼20分離之力作用。故,可縮短利用研磨機等之研磨、分離作業的作業負荷與作業時間。例如,可在將填角熔接W1研磨並切斷時,用研磨機等研磨而使比包含理論焊喉深度T之面F更靠近H形鋼20側之切斷面確實地出現,之後,對間隙G打入鋼製楔,分離成H形鋼20與鋼10。此時,考慮楔之前端厚度,間隙G宜以2mm以上5mm以下為 佳。而,為了將鋼製楔打入並分離,以具有間隙G,並更具有上述未熔接部M,而易於將鋼製楔打入為佳。
圖17係顯示H形鋼20與鋼板樁10之間配置有板材8之組合鋼板樁1的平面圖。圖18A係將圖17所示之組合鋼板樁1之H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11擴大並顯示的平面圖。圖18B係將圖17所示之組合鋼板樁1之填角熔接W1之熔接部2擴大並顯示的平面圖。為了形成上述間隙G,H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間宜配置有如圖17、圖18A、及圖18B所示之板材8。利用該板材8,可容易地形成間隙G,並將鋼板樁10與H形鋼20利用填角熔接W1來接合。該板材8之板寬度比起填角熔接W1間之寬度尺寸為寬度尺寸較小的尺寸,亦即是,縮成比H形鋼20之翼板22之翼板寬度更小。又,作為該板材8,可使用矩形狀鋼板、棒狀鋼板、帶狀鋼板等。且,可適宜地在H形鋼20之翼板22或是鋼板樁10之腹板11利用點焊等來固定。如圖18B所示,由於板材8之板寬度比H形鋼20之翼板寬度小,因此板材8與填角熔接W1之間,形成有間隙G。如上所述,可藉由配置板材8,在H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間形成間隙G。而,上述板材8亦可在H形鋼20或是鋼板樁10之長邊方向的端部利用熔接等之方法來固定。
上述板材8之材質從強度之觀點來看,宜為金屬材料,但只要能形成間隙G,例如,亦可用塑膠、木材等其他材質。又,上述板材8之板厚度,例如宜為0.2mm以上5mm以下之尺寸。將板材8之板厚度採用0.2mm以上者係因在鋼 板製作上為0.2mm以上者係在製造上有利且便宜之故。而,板材8之板厚度以1mm以上為佳,尤以2mm以上為更佳。又,當板材8之板厚度超過5mm時,間隙G就會過大,有填角熔接W1無法充分進行之虞。因此,宜使板材8之板厚度為5mm以下,並使上述間隙G為5mm以下。
接著,針對可在將H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11切斷時,更縮短填角熔接W1之切斷距離之其他變形例來說明。
圖19A係將組合鋼板樁1的填角熔接W2與填角熔接W3擴大並顯示的平面圖,而該組合鋼板樁1係將鋼棒16配置成接觸鋼板樁10之腹板11與H形鋼20之翼板22之端緣22y者。在該圖19A所示之組合鋼板樁1,配置了接觸H形鋼20之翼板22之端緣22y與鋼板樁10之腹板11的鋼棒16。且,利用接合端緣22y與鋼棒16之填角熔接W2,以及接合腹板11與鋼棒16之填角熔接W3,來使鋼板樁10與H形鋼20接合。亦即是,於鋼板樁10之腹板11將鋼棒16利用填角熔接W3來固定,將該鋼棒16於H形鋼20之翼板22利用填角熔接W2來固定,藉此將鋼板樁10與H形鋼20作為一體化之組合鋼板樁1。宜在填角熔接W2之熔接部2x將上述組合鋼板樁1與上述相同地,利用研磨機等來切斷而使殘存於H形鋼20之熔接金屬減少。具體而言,如圖19A所示,宜以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,將H形鋼20之翼板22側之填角熔接W2的熔接部2x以面C2作為切斷面來切斷。在此,面C2係定義為以上述斷面來觀察時,包含將填角熔接W2之熔接 部2x之熔接銲珠表面P與邊界部7y連接之線段L2,且沿著組合鋼板樁1之長邊方向的面。而,邊界部7y係以上述斷面來觀察時之H形鋼20與鋼棒16與熔接部2x之邊界部。
圖19B係顯示已將圖19A所示之填角熔接W2之熔接部2x利用上述變形例中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼20的形狀用實線顯示,將鋼板樁10與鋼棒16的形狀用2鏈線顯示的平面圖。利用如圖19B所示之上述切斷,可為了將填角熔接W2之熔接部2x(熔接金屬)切斷,更縮短切斷長度(切斷距離),且更縮小殘存於H形鋼20之翼板22(H形鋼翼板)之殘存熔接部6。又,如上所述,當將H形鋼20之翼板22側填角熔接W2之熔接部2x的面C2作為切斷面時,在比起上述任一情況,可更縮短切斷長度(切斷距離)。而,在上述切斷後,整體或是大致整體之鋼棒16與填角熔接W3一起殘留於鋼板樁10之腹板11。亦即是,宜將組合鋼板樁1切斷熔接部2x,使鋼棒16比起H形鋼20之端緣22y在鋼板樁10之腹板11側留存較多。由於利用上述切斷,可將在H形鋼20之翼板20之端緣22y殘存之殘存熔接部6適宜地縮小,因此在切斷後,可不需要研磨再利用H形鋼20時之殘存熔接部6,更縮短作業時間。而,更宜根據透過鋼棒16之填角熔接W2與填角熔接W3來接合鋼板樁10與H形鋼20時,接合成使其更具有上述未熔接部M。如上所述,將具有鋼棒16與未熔接部M之組合鋼板樁1切斷、分解後,利用未熔接部M並將鋼板樁10與H形鋼20再次接合時,不需要除去殘存熔接部6。
上述鋼棒16之形狀以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,除圖19A所示之圓形以外,亦可為正方形、矩形、三角形。作為参考,在圖22顯示將矩形狀鋼板作為鋼棒16使用之變形例。該圖22所示之組合鋼板樁1係除了鋼棒16之形狀為矩形以外,其他技術性特徵為相同。又,上述鋼棒16之材質從熔接性之觀點來看,宜為鋼,但只要可異種材熔接鋼板樁10與H形鋼20,亦可為例如,純鐵、不銹鋼、銅、鎳等之其他材質。又,上述鋼棒16可在組合鋼板樁1之長邊方向之一部分或是全部,且利用連續或是斷續之填角熔接W2與填角熔接W3來固定。
圖20係顯示重覆根據填角熔接W1之接合與用於再利用之研磨時之熔接範圍與研磨範圍的平面圖。與如圖19A與圖19B所示之上述切斷相比,不使用鋼棒16的情況下,重覆填角熔接W1時,如圖20所示,H形鋼20之翼板22側之熔接範圍與研磨範圍係與用實線顯示之填角熔接W1、用點線顯示之填角熔接W1、及用2鏈線顯示之填角熔接W1緩緩地擴張。故,再利用之時,由於熔接量變多,因此有損經濟性。
圖21係顯示在將鋼板樁10與H形鋼20分解並將填角熔接W1之熔接部2研磨之後,再次透過鋼棒16,根據填角熔接W2與填角熔接W3來接合之例的平面圖。如圖21所示,宜再利用鋼板樁10與H形鋼20時,可藉由透過鋼棒16並利用填角熔接W2與填角熔接W3來接合,縮小熔接範圍。且,H形鋼20之翼板22之損耗之比例變小,H形鋼之可 再利用次數變多。圖21顯示了在將鋼板樁10與H形鋼20接合並將組合鋼板樁1組合時,利用作為第1次之接合,不透過鋼棒16之填角熔接W1來接合,並利用填角熔接W1之熔接部2來切斷,在切斷後將殘存於H形鋼20之殘存熔接部6除去,且,再次透過鋼棒16並利用填角熔接W2與填角熔接W3來接合之例。而,將圖21所示之組合鋼板樁1之H形鋼20與鋼板樁10再次分離時,可將H形鋼20之翼板22側之填角熔接W2的熔接部2x以面C2作為切斷面來切斷。
而,如上所述,如圖23與圖24所示,亦可將H形鋼20與鋼板樁10透過鋼棒16,利用填角熔接來接合時,將H形鋼20之翼板22作為傾斜端緣22y1。當採用該圖23與圖24所示之傾斜端緣22y1時,鋼棒16之突出量就會減少。故,可提升將組合鋼板樁1組合或是分解時以及使用組合鋼板樁1來建構地下連續壁時之作業安全性。
採用如上述組合鋼板樁1時,將圖2所示之形態作為代表形態來說明時,則宜將圖2所示之組合鋼板樁1中通過重心之方向Y軸之周邊的斷面係數設定為例如,3,500cm3/m~14,000cm3/m。具體而言,在本實施形態中分解方法所用之組合鋼板樁1,壁寬度為1m之組合鋼板樁1的斷面係數宜為3,500cm3/m~14,000cm3/m。藉由設定為上述斷面係數,可作為深度約10m~25m之暫時設置用等之護土用的組合鋼板樁1來使用。在此,所謂的斷面係數係指將該斷面之斷面2次矩以從重心軸與長邊方向之端部間之距離來分割者,由斷面之形與中立軸之位置所取決之定數。又, 斷面2次矩係定義為斷面之微小面積元素與距該處之重心軸之距離之2次方之乘積的總和。
接著,針對將上述組合鋼板樁1作為暫時設置構件使用之後,拉出、分解並保管、或是再利用之方法來說明。
如圖1A與圖1B所示,將組合鋼板樁1之鄰接之接頭14彼此嵌合並貫入地基。且,如圖27A所示,在構築地下連續壁15之後,將相對向之地下連續壁15之間的地基開挖,設置撐梁18來構築地下構造物4。之後,如圖27B所示,將地下構造物4與地下連續壁15之間利用挖掘土等回填,並撤去撐梁18。且,如圖27C所示,將具有鋼板樁10與H形鋼20之組合鋼板樁1利用施工機械拉出。且,將拉出之組合鋼板樁1載置於地上而使鋼板樁10為下側。且,在例如圖11所示之組合鋼板樁1時,將填角熔接W1之熔接部2利用上述分解方法來切斷並分離。之後,如圖27D所示,將並列配置之鋼板樁10依照約每5片來堆積,並在其上適宜地透過棧木等之空間,更將鋼板樁10堆積成複數段來保管。又,H形鋼20係並列配置,並在其上適宜地透過棧木等之空間,更將H形鋼20堆積成複數段來保管。又,如圖27E所示,再利用組合鋼板樁1時,需要將損耗之鋼板樁10交換的情況下,置換成新鋼板樁10。且,接合並作為新的組合鋼板樁1而使與置換前之填角熔接之接合構造為相同的構造,或是變成將填角熔接之位置偏向長邊方向之接合構造。又,如圖27F所示,需要更提高組合鋼板樁1之剛性時,只要置換成桁深、桁深(梁深)更大之H形鋼20,換言之,腹板21(H形鋼腹板) 之尺寸更大之H形鋼20即可。如此一來,在地下連續壁15之構築現場,可採用可打設至深度更深之場所的組合鋼板樁1。
[第2實施形態]
接下來,針對本發明之第2實施形態中組合鋼板樁1、地下連續壁15、及組合鋼板樁之分解方法,於以下來說明。又,在以下所說明之各實施形態,主要說明與上述第1實施形態之不同點,針對其他構造則省略為與上述第1實施形態相同並重覆之說明。
圖3A係顯示使用本發明之第2實施形態中組合鋼板樁1之地下連續壁15的平面圖。圖3B係顯示使用同實施形態中組合鋼板樁1之地下連續壁15的部分欠缺正面圖。圖4係已將用於圖3A所示之地下連續壁15之組合鋼板樁1擴大的平面圖。本實施形態之組合鋼板樁1係與上述第1實施形態相同地具有帽形鋼板樁之鋼板樁10。但,構成鋼板樁10之腹板11與一對翼板12(鋼板樁翼板)之凹部17的面重疊並接合有H形鋼20一方之翼板22(H形鋼翼板)的點則與上述第1實施形態不同。本實施形態係圖4中通過方向Y之重心之方向Y軸周邊的彎曲剛性為較低,但其他點與上述第1實施形態相同。
本實施形態之組合鋼板樁1係使用與上述第1實施形態相同之鋼板樁10與H形鋼20,以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,斷面積為相同。但,本實施形態之組合鋼板樁1與上述第1實施形態相比,方向X之長度變短。故,本實 施形態之組合鋼板樁1之剛性與上述第1實施形態之時相比會變小。但,由於在使用本實施形態之組合鋼板樁1來建構地下連續壁15時,可將地下連續壁15設置於建築場地邊界附近,因此即使用於打設地下連續壁15之建築場地狹窄時,亦可有效地利用建築場地。其他點係例如,使用該組合鋼板樁1來構築地下連續壁15之方法、或從地下連續壁15將組合鋼板樁1拉出並分解成鋼板樁10與H形鋼20之方法等,係與上述第1實施形態之時相同。
又,本實施形態亦可適用上述第1實施形態之各變形例。例如,亦可於H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間形成間隙G。或是,亦可於H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間透過板材8形成間隙G。此時,與上述第1實施形態相同地,利用圖15所示之填角熔接W1來接合,且,可採用圖16所示之分解方法。又,亦可將鋼棒16配置成使鋼板樁10之腹板11與H形鋼20之翼板22之端緣22y接觸。此時,亦與上述第1實施形態相同地,利用圖19A所示之填角熔接W2與填角熔接W3來接合,可採用圖19B所示之分解方法。又,如圖21所示,亦可將鋼板樁10與H形鋼20分解並研磨填角熔接W1之熔接部2之後,再次透過鋼棒16,利用填角熔接W2與填角熔接W3來接合。
[第3實施形態]
圖5係顯示已使用本發明之第3實施形態中組合鋼板樁1之地下連續壁15的平面圖。圖6係已將用於圖5所示之地下連續壁15之組合鋼板樁1擴大的平面圖。本實施形態之組合 鋼板樁1具有以垂直於長邊方向之斷面來觀察時,形狀為U形之鋼板樁10。該鋼板樁10以上述斷面來觀察時,由具有設於板寬度方向中央部之腹板11(鋼板樁腹板)、從腹板11兩端朝向腹板11一方之面側傾斜設置之一對翼板12(鋼板樁翼板)、及設於翼板12之前端之接頭14的U形鋼板樁來構成。
在本實施形態,可將作為永久構造物或暫時設置護土用而廣泛使用之U形鋼板樁,作為鋼板樁10來使用。且,可將該廣泛使用之U形鋼板樁之鋼板樁10,藉由與H形鋼20組合,作為通用性高且剛性更提高之組合鋼板樁1。此外,本實施形態亦可適用上述第1實施形態之各變形例。例如,亦可於H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間形成間隙G。亦可於H形鋼20之翼板22與鋼板樁10之腹板11之間透過板材8形成間隙G。或是,亦可將鋼棒16配置並接合成使鋼板樁10之腹板11與H形鋼20之翼板22之端緣22接觸。且,使用該組合鋼板樁1來構築地下連續壁15之方法、或從地下連續壁15拉出組合鋼板樁1並分解成鋼板樁10與H形鋼20之方法等,係與上述第1實施形態之時相同。
[第4實施形態]
圖7係顯示已使用本發明之第4實施形態中組合鋼板樁1之地下連續壁15的平面圖。圖8係已將用於圖7所示之地下連續壁15之組合鋼板樁1擴大的平面圖。本實施形態之組合鋼板樁1係具有由冷間壓延所成形之冷延鋼板樁之鋼板樁10。該鋼板樁10如上述第1實施形態般,無法採用如由形狀賦予性高之熱間壓延所成形之熱延鋼板樁之複雜形狀。 但,在本實施形態,可根據生產性高之冷間壓延,將抑制製造成本並通用性提高之冷延鋼板樁作為鋼板樁10使用。此外,本實施形態亦可適用上述第1實施形態之各變形例。且,使用該組合鋼板樁1來構築地下連續壁15之方法、或從地下連續壁15拉出組合鋼板樁1並分解成鋼板樁10與H形鋼20之方法等,係與上述第1實施形態之時相同。
[第5實施形態]
圖9係顯示已使用本發明之第5實施形態中組合鋼板樁1之地下連續壁15的平面圖。圖10係已將用於圖9所示之地下連續壁15之組合鋼板樁1擴大的平面圖。如圖10所示,在本實施形態,鋼板樁10具有2個Z形鋼板樁10x,藉由將一方Z形鋼板樁10x之接頭14x與另一方Z形鋼板樁10x之接頭14y嵌合,由以垂直於長邊方向之斷面來觀察時之形狀為帽形的帽形鋼板樁來構成。該Z形鋼板樁10x以上述斷面來觀察時,板寬度方向之兩端部的接頭14x與接頭14y並非相同形狀。相對於一方Z形鋼板樁10x,使另一方Z形鋼板樁10x反轉,藉由將彼此之接頭14x與接頭14y嵌合,作為形狀為帽形之鋼板樁10。本實施形態亦可適用上述第1實施形態之各變形例。且,使用該組合鋼板樁1來構築地下連續壁15之方法、或從地下連續壁15拉出組合鋼板樁1並分解成鋼板樁10與H形鋼20之方法等,係與上述第1實施形態之時相同。又,亦可於本實施形態之鋼板樁10之凹部17的面重疊並接合H形鋼20一方之翼板22(H形鋼翼板)。此時,可利用存在於凹部17之面之Z形鋼板樁10x的接頭14x與接頭14y,容易地形成 間隙G,並將鋼板樁10與H形鋼20利用填角熔接W1來接合。
在上述各實施形態之組合鋼板樁1可獲得以下之(1)~(3)的効果。
(1)拉出之後,可將接合鋼板樁10與H形鋼20之填角熔接W1之熔接部2切斷並容易地分解,且將鋼板樁10與H形鋼20分別地輸送、保管。故,可減低輸送、保管成本。
(2)由於可只交換並再利用打設至地基時容易損耗之鋼板樁10,因此可減低建設成本。(在習知之情況下,鋼板樁10之部分只能使用1次就完畢,因此組合鋼板樁1之使用亦限制為1次。但,藉由作為上述各實施形態,由於可轉用將占整體之鋼材重量約6成、7成之H形鋼20,因此非常經濟。)
(3)再利用時,可將尺寸不同之H形鋼20組合至鋼板樁10。因此,由於即使需要不同斷面剛性時,亦可容易地編成新組合鋼板樁1,因此可作為合理的壁體規格。
而,如圖1A~圖24所示之形態,例如將填角熔接W1之熔接部2設定為比H形鋼20之翼板厚度小之尺寸的腳長,藉此依據熔斷之撤除、或是依據已使用研磨機等之電動研磨具之研磨的撤除會變得容易。
在上述各實施形態亦可為鋼板樁10以外之鋼板樁與H形鋼20以外,例如使用I形鋼之組合鋼板樁1。
產業上之可利用性
依據本發明之上述態様,由於可提供一種可在打設時一體地施工且拉出之後,將接合鋼板樁與H形鋼之填角 熔接之熔接部切斷,藉此可容易地分解之組合鋼板樁、其地下連續壁、及組合鋼板樁之分解方法,產業上之可利用可能性非常高。
1‧‧‧組合鋼板樁
2、2x‧‧‧熔接部(熔接金屬)
3‧‧‧長邊
4‧‧‧地下構造物
5‧‧‧短邊
6‧‧‧殘存熔接部(H形鋼翼板之 殘存熔接部)
7、7x、7y‧‧‧邊界部
8‧‧‧板材
9‧‧‧殘存熔接部(鋼板樁腹板之殘存熔接部)
10、10x、110‧‧‧鋼板樁
11‧‧‧腹板(鋼板樁腹板)
12‧‧‧翼板(鋼板樁翼板)
13‧‧‧臂部
14、14x、14y、111‧‧‧接頭
15‧‧‧地下連續壁
16‧‧‧鋼棒
17‧‧‧凹部
18‧‧‧撐梁
20、130‧‧‧H形鋼
21‧‧‧腹板(H形鋼腹板)
22‧‧‧翼板(H形鋼翼板)
22x‧‧‧端部
22y‧‧‧端緣(H形鋼翼板之端緣)
22y1‧‧‧傾斜端緣
101‧‧‧組合鋼板樁
141‧‧‧接合螺栓
145‧‧‧接合螺帽
A‧‧‧點線
C、C1、C2‧‧‧面
G‧‧‧間隙
F‧‧‧焊喉深度面
F1‧‧‧與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差的面
F2‧‧‧不與包含理論焊喉深度T之焊喉深度面F交差的面
M‧‧‧未熔接部
L1、L2‧‧‧線段
M1‧‧‧未熔接部M之長度
N1‧‧‧熔接部2之長度
S1‧‧‧切斷距離
P‧‧‧熔接銲珠表面
R‧‧‧接合領域
S1‧‧‧切斷距離
T‧‧‧焊喉深度
W1、W2、W3‧‧‧填角熔接
X‧‧‧厚度方向
Y‧‧‧翼板寬度方向
圖1A係顯示已使用本發明之第1實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖1B係顯示已使用同實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁之部分欠缺正面圖。
圖2係將圖1A所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖3A係顯示已使用本發明之第2實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖3B係顯示已使用同實施形態中組合鋼板樁之地下連續之部分欠缺正面圖。
圖4係將圖3A所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖5係顯示已使用本發明之第3實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖6係將圖5所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖7係顯示已使用本發明之第4實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖8係將圖7所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖9係顯示已使用本發明之第5實施形態中組合鋼板樁之地下連續壁的平面圖。
圖10係將圖9所示之用於地下連續壁之組合鋼板樁擴大的平面圖。
圖11係將接合鋼板樁與H形鋼之填角熔接之熔接部擴大並顯示之平面圖。
圖12係顯示將圖11所示之填角熔接之熔接部利用本發明之一態様中分解方法來切斷之例的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖13係顯示將圖11所示之填角熔接之熔接部利用習知之分解方法來切斷之例的圖,並H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖14係圖11所示之填角熔接之熔接部利用習知之其他分解方法來切斷之例的圖,並將H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖15係將鋼板樁與H形鋼設置間隙並接合之填角熔接之熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖16係顯示將圖15所示之填角熔接部之熔接部切斷之狀態的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示的平面圖。
圖17係顯示圖2所示之組合鋼板樁之變形例的圖,並顯示在H形鋼與鋼板樁之間配置板材之組合鋼板樁的平面圖。
圖18A係將圖17所示之組合鋼板樁之H形鋼之翼板與 鋼板樁之腹板擴大並顯示的平面圖。
圖18B係將圖17所示之組合鋼板樁之填角熔接的熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖19A係組合鋼板樁的填角熔接擴大並顯示的平面圖,而該組合鋼板樁係將鋼棒配置成使其接觸鋼板樁之腹板與H形鋼之翼板之端緣者。
圖19B係顯示將圖19A所示之填角熔接之熔接部切斷之狀態的圖,並將切斷後之H形鋼之形狀用實線顯示,將鋼板樁之形狀用2鏈線顯示之平面圖。
圖20係顯示將用於利用填角熔接之接合與再利用的研磨重覆進行時之熔接範圍與研磨範圍的平面圖。
圖21係顯示將鋼板樁與H形鋼分解並將填角熔接之熔接部研磨之後,再次透過鋼棒利用填角熔接來接合之例的平面圖。
圖22係顯示將鋼板樁與H形鋼分解並將填角熔接之熔接部研磨之後,再次透過矩形鋼棒利用填角熔接來接合之例的平面圖。
圖23係顯示圖2所示之組合鋼板樁之變形例的平面圖。
圖24係將圖23所示之組合鋼板樁之填角熔接之熔接部擴大並顯示的平面圖。
圖25係顯示組合鋼板樁利用於長邊方向斷續之填角熔接來接合之例的圖,並顯示填角熔接之熔接部與未熔接部交互地配置之例的背面圖。
圖26係顯示組合鋼板樁利用於長邊方向斷續之填角熔 接來接合之例的圖,並顯示未熔接部長度成為熔接部長度之2倍之例的背面圖。
圖27A係顯示使用組合鋼板樁之地下連續壁之構築方法之一例的概略說明圖。
圖27B係顯示使用組合鋼板樁之地下連續壁之構築方法之一例的概略說明圖。
圖27C係顯示從地下連續壁拉出組合鋼板樁之方法之一例的概略說明圖。
圖27D係顯示從地下連續壁拉出並分解之組合鋼板樁之保管方法之一例的概略說明圖。
圖27E係顯示組合鋼板樁之再利用方法之一例的概略說明圖。
圖27F係顯示組合鋼板樁之再利用方法之其他例的概略說明圖。
圖28A係顯示從已使用本發明之一態様中組合鋼板樁之地下連續壁,已拉出組合鋼板樁之狀態的側面圖。
圖28B係顯示已將圖28A所示之組合鋼板樁之填角熔接之熔接部切斷,分解成鋼板樁與H形鋼之例的側面圖。
圖29A係顯示習知之組合鋼板樁的平面圖。
圖29B係顯示習知之組合鋼板樁的平面圖。
1‧‧‧組合鋼板樁
10‧‧‧鋼板樁
12‧‧‧翼板(鋼板樁翼板)
14‧‧‧接頭
15‧‧‧地下連續壁
20‧‧‧H形鋼
21‧‧‧腹板(H形鋼腹板)
22‧‧‧翼板(H形鋼翼板)
W1‧‧‧填角熔接

Claims (9)

  1. 一種組合鋼板樁之分解方法,該組合鋼板樁係以垂直於長邊方向之截面觀察時,於在板寬度方向之中央部具有腹板且在前述板寬度方向之兩端部具有接頭之鋼板樁的其中一面的前述腹板,重疊H形鋼之H形鋼翼板,並利用在該H形鋼翼板之端緣的填角熔接來接合前述鋼板樁與前述H形鋼者,而前述分解方法之特徵在於:於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間,設置0.2mm以上5mm以下的間隙;以觀察前述截面時,殘留由前述填角熔接所形成之熔接部中比焊喉深度面更靠近前述鋼板樁側之部分,並且到達前述間隙的方式來切斷前述熔接部,藉此將前述組合鋼板樁分解成前述鋼板樁與前述H形鋼。
  2. 如申請專利範圍第1項之組合鋼板樁之分解方法,其係於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間配置0.2mm以上5mm以下之板厚度尺寸的板材而加以包夾,藉此來設置前述間隙。
  3. 如申請專利範圍第1項之組合鋼板樁之分解方法,其中前述組合鋼板樁係更具有鋼棒,而使該鋼棒接觸前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣,前述分解方法係將利用透過前述鋼棒之前述填角熔接而接合了前述鋼板樁與前述H形鋼之前述組合鋼板樁切斷前述熔接部,使前述鋼棒比起前述端緣在前述鋼板樁側留存較多,藉此進行前述分解。
  4. 一種組合鋼板樁,其特徵在於:具有鋼板樁與H形鋼,前述鋼板樁具有設置於板寬度方向之中央部的腹板及設置於前述板寬度方向之兩端部的接頭,前述H形鋼具有H形鋼翼板;以垂直於長邊方向之截面觀察時,於前述鋼板樁的其中一面的前述腹板,重疊前述H形鋼之前述H形鋼翼板,並利用在前述H形鋼翼板之端緣的填角熔接來接合前述鋼板樁與前述H形鋼;前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間設有0.2mm以上5mm以下的間隙。
  5. 如申請專利範圍第4項之組合鋼板樁,其中:於前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣之間配置0.2mm以上5mm以下之板厚度尺寸的板材而加以包夾,藉此來設置前述間隙。
  6. 如申請專利範圍第4項之組合鋼板樁,其中:更具有鋼棒,使該鋼棒接觸前述鋼板樁之前述腹板與前述H形鋼翼板之前述端緣,並利用透過前述鋼棒之前述填角熔接,來接合前述鋼板樁與前述H形鋼。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之組合鋼板樁,其中:前述鋼板樁更具有設於前述腹板之兩端的一對鋼板樁翼板、及設於前述鋼板樁翼板之前端的臂部;前述接頭設於前述臂部之前端部;以前述截面來觀察時,前述鋼板樁的形狀為帽形。
  8. 如申請專利範圍第7項之組合鋼板樁,其中:前述填角熔接係對於前述組合鋼板樁之前述長邊方向,具有複數個熔接部與未熔接部;前述未熔接部具有前述熔接部長度之整數倍的長度;前述熔接部與前述未熔接部係交互地配置。
  9. 一種地下連續壁,其特徵在於具有複數個申請專利範圍第7項之組合鋼板樁,且將前述組合鋼板樁之前述接頭彼此嵌合而構築。
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